JP2893928B2 - 空調制御装置 - Google Patents

空調制御装置

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JP2893928B2 JP2290145A JP29014590A JP2893928B2 JP 2893928 B2 JP2893928 B2 JP 2893928B2 JP 2290145 A JP2290145 A JP 2290145A JP 29014590 A JP29014590 A JP 29014590A JP 2893928 B2 JP2893928 B2 JP 2893928B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、室温に快適なゆらぎを与える空調制御装置
に関する。
[従来の技術] 特開昭64−33452号公報の装置は、設定温度を中心と
して室温を一定範囲で波動させる空調機を開示してい
る。
このように室温が一定範囲でゆらぐ(波動する)と、
空調温度への慣れにより快適感を喪失することを防止で
きる。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら種々実験の結果、人が快適と感ずる快適
温度には所定の範囲があり、上記のような室温波動によ
り、室温がこの快適温度範囲から逸脱すると、空調によ
る快適感がかえって減殺されてしまうという問題が派生
することが確認された。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、室温
にゆらぎを与えるにも拘らず、ゆらぎにともなう上記現
象により快適感が減殺されるのを防止し得る空調制御装
置を提供することを、その目的としている。
[課題を解決するための手段] 本発明の空調制御装置は、第8図のクレーム対応図に
示すように、空調装置により空調される対象空間の室温
を所定の波動パタンにしたがって波動させる室温波動制
御手段を備える空調制御装置において、 室温に応じて該室温を基準とした室温波動の上下限を
設定する手段であって、室温が高くなるほど前記上下限
を低温寄りに設定し、室温が低くなるほど前記上下限を
高温寄りに設定する室温上下限決定手段と、設定された
前記室温波動の上下限の範囲内で前記波動パタンを決定
する波動パタン決定手段とを備えることを特徴としてい
る。
[作用] 実験によれば、人が快適に感じる温度変化範囲はその
時点の室温に依存し、室温が高い場合には室温を基準と
して快適な温度変化範囲の上下限は低温寄りになり、室
温が低い場合には室温を基準とした快適な温度変化範囲
の上下限は高温寄りになることがわかった。第4図に、
快適感を感じる温度変化範囲の上下限と室温変化との関
係を実験結果に基づいて示す。なお、この第4図および
後述する第3図の直線は、各室温において室温にゆらぎ
を与えたときの被験者数名からの申告に基づき、数多く
の申告値の回帰式として求められたものを図示してい
る。従って、実際の被験者の申告快適感および温感は、
第4図および第3図の直線に対して所定のばらつきをも
っていた。第4図においてやや快適(C=1)な温度変
化範囲の上限FH及び下限FLは室温を基準として、室温上
昇とともに低温寄りとなり、室温低下とともに高温寄り
となる。
また他の実験によれば、人の温感もその時点の室温に
依存し、第3図に図示するように室温が高くなるほど、
暖かい(S=2)、やや暖かい(S=1)と感じる温度
変化範囲の下限、及び、やや涼しい(S=−1)、涼し
い(S=−2)と感じる温度変化範囲の上限は室温を基
準として低温寄りになる。
一方、室温が低くなるほど、暖かい(S=2)、やや
暖かい(S=1)と感じる温度変化範囲の上限、及び、
やや涼しい(S=−1)、涼しい(S=−2)と感じる
温度変化範囲の上限は室温を基準として高温寄りにな
る。
この知見に基づき本発明では、室温上下限決定手段
が、室温が高くなるほど基準となる室温に対し室温波動
の上下限をともに低温寄りに設定し、室温が低くなるほ
ど基準となる室温に対し室温波動の上下限をともに高温
寄りに設定し、そして、波動パタン決定手段がこの設定
された室温波動の上下限の範囲内で波動パタンを決定し
ている。
このために、快適感及び温感の室温による変化に連動
して室温の波動が行なわれる。
[実施例] 本発明の空調制御装置の一実施例を第1図のダクト系
ブロック図及び第2図の制御系ブロック図で説明する。
この空調制御装置で用いる車両用空調装置は、ダクト
系1を有し、ダクト系1には入口から順番に、室外空気
吸込口11、室内空気吸込口12、ブロア13、冷却用エバポ
レータ14、エアミックス(A/M)ダンパ15、加温用ヒー
タコア16が配設されており、エアミックス(A/M)ダン
パ15及び加温用ヒータコア16は冷却用エバポレータ14か
ら出た空気流の一半を加熱する構成となっている。
ダクト系1の末端にはVENT吹出口19、DEE吹出口20、F
OOT吹出口21が設けられており、これら吹出口19、20、2
1の直前には、各吹出口流量を制御するために吹出モー
ド切換用ダンパ18a〜18cが設けられている。これらダン
パ18a〜18cは内蔵のサーボモータにより入力制御電圧に
比例した開度を維持することができる。
一方、VENT吹出口19にはVENT吹出温度を検出するVENT
温センサ102が設けられており、車室内には室温を検出
する室温センサ100が設けられている。エアミックス(A
/M)ダンパ15にはその開度を検出するダンパ開度センサ
103が設けられており、これら各センサ100、102、103が
検出した信号はA/Dコンバータ内蔵のマイコン(本発明
でいう室温上下限決定手段及び波動パタン決定手段)10
7に送られる。また、このマイコン107には、冷凍装置
(エアコン)ON/OFF用のエアコンスイッチ104、風量切
替スイッチ105、室温設定器106からの信号も受入れる。
なお、風量切替スイッチ105にはゆらぎモード選択ポジ
ションも設けられており、このポジションを選択すると
後述の温度ゆらぎ制御が実行される。更に、マイコン10
7の各出力端にはA/Mダンパ15を駆動する駆動回路(本発
明でいう室温波動制御手段)108、各吹出モード切換ダ
ンパ18a〜18cを駆動する駆動回路109が設けられてい
る。
次に、本発明に関係する温度制御ルーチンについて第
7図のフローチャートを参照して説明する。なお、この
サブルーチンは10msec毎に実行される。
まずエアコンスイッチ104がONするまで待機し(20
2)、導通すれば、室温設定器106からの設定温度Tsetを
空調目標温度として読取り(203)、次に室温センサ100
より室温Trを読取る(204)。
次に、室温Trと設定温度setとの差が許容範囲ε1内
にあるか否かを判定し(205)、範囲外であれば216へ進
んでエアコンスイッチ104がOFFか否かを判定し、OFFで
あれば終了する。まだエアコンスイッチ104がONであれ
ば、通常空調モードサブルーチン(217)を実行して204
にリターンする。なお、この通常空調モードサブルーチ
ンは室温が設定温度に近づくようにフィードバック制御
を行うルーチンであって、良く知られているので詳細説
明は省略する。
一方、205で許容範囲内であれば、室温Trが定常状態
か否かを判定する(206)。具体的には、室温を所定時
間(ここでは120sec間)の間、一定時間間隔毎に検知
し、前回の値との差が許容範囲ε1内にあるか否かを判
定する。許容範囲ε1内であれば定常と判断し、範囲ε
1外であれば定常に至っていないと判断する。定常でな
ければ216に進み、定常であれば207で定常状態が上記所
定時間経過したか否かを判定する。定常状態が上記所定
時間経過した後(207)、208へ進み、風量切替スイッチ
105がゆらぎモード選択ポジションかどうかを判定する
(208)。ゆらぎモードが選択されていなければ216に進
み、ゆらぎモードが選択されていれば209に進む。
209では、ゆらぎモードによる刺激を高めるため、風
量(ブロア電圧レベルはLo)一定、VENT吹出口18a開、F
OOT吹出口18c、DEF吹出口18b閉とする。
次の210では、現時点の室温Trから快適感特性回帰直
線(第4図参照)により温度変動の振幅(すなわち、本
発明でいう室温Trを基準とする温度変動の上下限)ΔT
H、ΔTLを算出する。加温側(正側)の振幅ΔTH、第4
図のC=1の条件の関数(回帰式)FH=-a1・TR+b1(a
1=0.25、b1=9.38)で表され、冷却側(負側)の振幅
ΔTLは関数(回帰式)FL=-a2・TR+b2(a2=0.21、b2
=2.82)から算出される。
第4図からわかるように、冷却熱量に比例する振幅Δ
TLは室温Trが高くなるほど大きくされ、加熱熱量に比例
する振幅ΔTHは室温Trが低くなるほど大きくされる。こ
れにより室温Trに応じた加熱量、冷却熱量のゆらぎの上
下限を与えることができる。本実施例では、この温度変
動は顔付近の空気温(ここではVENT吹出し温)の変化と
し、車室内全体(供給熱量全体)にはゆらぎを与えな
い。これは顔の温感が敏感であり、室温全体を変動させ
る必要がないからである。ただし、もちろん他の態様と
して、室温全体にゆらぎを与えることも可能である。
この場合には、室温のゆらぎは、平均的な室温または
設定温度を基準温度として、この基準温度に対して室温
が上昇、下降させられることにより与えられ、この基準
温度に対する振幅が、平均的な室温または設定温度に応
じて第3図、第4図に示した特性に従って増減する。
なお、顔近傍の空気温度を上記各振幅ΔTH、ΔTLでゆ
らがせるには、VENT吹出口温度変化を顔近傍温度変化の
K倍(例えばK=5倍)とする必要がある。
次の211では、算出した振幅ΔTH、ΔTLに増幅係数K
を乗算して目標VENT吹出し温度の加温側振幅ΔTHx、及
び、冷却側振幅ΔTLxを求め、その範囲内で第5図の温
度変化パターンを決定する。具体的に説明すれば、マイ
コン内蔵メモリに基準加温側振幅ΔTHO、基準冷却側振
幅ΔTLOを有する1標準サイクル温度変化波形を記憶
し、次に、倍率KH=ΔTHx/ΔTHO、倍率KL=ΔTLx/ΔTLO
を求める。次に、求めた倍率KHを上記1標準サイクル温
度変化波形の+側の半サイクルの各瞬時値に乗算し、求
めた倍率KLを上記1標準サイクル温度変化波形の−側の
半サイクルの各瞬時値に乗算し、それによりVENT吹出し
温度変化パタンを求める。
次に212で、求めたVENT吹出し温度変化パタンの現在
値から第6図のA/Mダンパ開度−吹出温度特性を用いて
ダンパ開度変化パターンを算出する(212)。なお、こ
のA/Mダンパ開度−吹出温度特性はマップとしてマイコ
ンのメモリに格納されている。
次に213では、求めたA/Mダンパ開度変化パタンに基づ
いてA/Mダンパ開度制御を実施し、一定時間毎にパター
ンの現在値と検出した吹出温度とを比較して吹出し温度
をパターンの現在値に追従させるための補正を行う。
次の214では、このパターン制御が所定サイクル実施
されたかどうかでパタン制御終了かどうかを判定し、パ
ターン制御が終了したと判断されれば215へ進む。215で
は、設定温度が変更されたかどうかを調べ、変更されて
いなければ204へ戻って再び制御を実行し、変更されて
いなければ216へ進む。
以上がゆらぎ制御の説明である。これより、乗員へ精
度良く温度変動を与えることが可能となり、更に、人の
快適感特性に基づいてゆらぎ温度変化振幅を決定してい
るので、刺激として無感であったり、逆に不快感を与え
ることなく、快適を与え、快適性の向上を図ることが可
能となる。
(変形態様) 上記実施例では、ブロア風量はLo一定とし温度変動を
与えているが、温度の到達を良くする為に乗員の顔面へ
向かう風量を乗員に不快感を与えない程度に増加しても
よい。
上記実施例では、A/Mダンパ15による温度変動のみで
あるが、ブロア13の制御より風量制御を加味し温度変動
を効率良くしても良い。
上記実施例では、A/Mダンパ15の開度により温度変動
を与えているが、エバポレータ14の冷却能力を変えるこ
とにより、また冷風バイパスダンパの開度を変えること
により温度変動を行っても良い。
上記実施例では、吹出温度変化パターンとの比較で補
正を行い、温度制御の精度を高めたが、顔付近の温度を
検知して補正を行っても良い。
上記実施例ではVENT吹出温度のみを変動させて顔面部
の温度を変化させたが、風量の変化を併用して吹出空気
の熱量を変化させてもよい。
ただしこの場合、風量の増加は温度の上昇とは逆の効
果(温度上昇が乗員に暖かさを感じさせるのに対し、風
量増加は涼しさを感じさせる)を生じることがあるの
で、風量変化による乗員の温度変動を考慮した吹出温度
変化を与えることが必要である。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の装置では、室温が高く
なるほど、基準となる室温に対し室温波動の上下限をと
もに低温寄りに設定し、室温が低くなるほど準となる室
温に対し室温波動の上下限をともに高温寄りに設定する
室温上下限決定手段を有しているので、室温変動にとも
ない快適感を感じる温度変化範囲が基準となる室温に対
して変化しても、それに追従して室温波動の上下限が変
化するので、創成したゆらぎにより室温が快適温度範囲
から逸脱することがなく、常に快適な空調感を維持する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の空調制御装置の一実施例を表すダクト
系ブロック図、第2図はその制御系ブロック図、第3図
は温感−室温変化を示す特性図、第4図は快適感−室温
変化を示す特性図、第5図は標準温度変化波形を示す波
形図、第6図はVENT吹出温度−ダンパ開度の関係を示す
特性図、第7図は本実施例装置の制御動作を示すフロー
チャート、第8図はクレーム対応図である。 100……室温センサ 102……VENT温センサ 108……AMダンパ駆動回路(室温波動制御手段) 107……マイコン(室温上下限決定手段)(波動パタン
決定手段)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】空調装置により空調される対象空間の室温
    を所定の波動パタンにしたがって波動させる室温波動制
    御手段を備える空調制御装置において、 室温に応じて該室温を基準とした室温波動の上下限を設
    定する手段であって、室温が高くなるほど前記上下限を
    低温寄りに設定し、室温が低くなるほど前記上下限を高
    温寄りに設定する室温上下限決定手段と、 設定された前記室温波動の上下限の範囲内で前記波動パ
    タンを決定する波動パタン決定手段と、 を備えることを特徴とする空調制御装置。
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