JP2933143B2

JP2933143B2 - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP2933143B2
Application number: JP6273791A
Authority: JP
Inventors: 克己飯田
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1991-03-04
Filing date: 1991-03-04
Publication date: 1999-08-09
Anticipated expiration: 2014-08-09
Also published as: JPH04278822A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、日射方向に応じて車室
内左右方向への配風比を変化させる車両用空調装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両への日射方向を検出し、その
検出結果に応じて車室内への左右配風量を調節して、日
射による空調のアンバランスを是正する技術が、特公昭
５８ー５０８８４号公報等において知られている。この
場合、従来の装置では、日射の方向が変化すると、一定
のタイミングで配風量を変化させる信号が発生して自動
的に配風比を調節するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、乗員は日射
方向が同じように変化した場合でも、日射の強さによっ
て異なった体感を抱く。例えば、弱い日射のときに車両
の向きが変わり日射の方向が変化しても、あまり日射方
向の変化を強烈に体感することはなく、空調のアンバラ
ンスも急激には生じない。しかし、同じように日射方向
が変化した場合でも、日射が強いときには、日射の変化
を強烈に体感し、空調のアンバランスも急激に生じるこ
とになる。

【０００４】従来では、日射の強弱に拘わらず、日射方
向変化を検出してから一定のタイミングで配風比制御を
実行していたから、配風比変化が体感変化に適合しない
ことがあった。本発明は、上記事情を考慮し、体感変化
に適合した配風制御を行うことのできる車両用空調装置
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の車両用空調装置
は、上記目的を達成するため、図１に示すように構成さ
れている。すなわち、本発明の装置は、車両の左右の日
射量をそれぞれ検出する日射量検出手段１と、この日射
量検出手段１の出力に基づいて日射方向を演算する日射
方向演算手段２と、車室内左右への空調空気の吹出風量
比を調節する配風比調節手段３と、上記日射方向演算手
段３の演算した日射方向に基づいて上記配風比調節手段
３を制御する制御手段４と、上記日射量検出手段１の検
出した日射量が大きいほど日射方向に基づく上記配風比
制御のタイミングを速める制御タイミング調整手段５
と、からなることを特徴としている。

【０００６】

【作用】本発明の空調装置によれば、日射が弱いときに
は、日射方向が変化してから実際に配風比が変化するま
での時間が長くなる。また、日射が強いときには、日射
方向が変化してから実際に配風比が変化するまでの時間
が短くなる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図３は実施例の車両用空調装置の概略構成を示
す。この空調装置においては、空調ダクト１０の最上流
部に、内気入口１０Ａと外気入口１０Ｂとが２股に分れ
る形で形成され、その分かれた部分にインテークドア１
１が設けられている。そして、このインテークドア１１
を開閉制御することにより、空調ダクト１０内に導入す
べき内気と外気の割合を調節することができるようにな
っている。

【０００８】空調ダクト１０には、下流側に向かって順
に、送風ファン１２、エバポレータ１３、エアミックス
ドア１４、ヒータ１５が設けられている。エバポレータ
１３は、コンプレッサ１６、コンデンサ１７、レシーバ
タンク１８及びエキスパンションバルブ１９と共に配管
結合されて、冷凍サイクルを構成している。コンプレッ
サ１６は、エンジンから伝達される力で駆動され、電磁
クラッチを断続することにより駆動制御される。

【０００９】エアミックスドア１４は、開度に応じて、
ヒータ１５を通過する空気とヒータ１５を通過しない空
気との割合を調節する。そして、ヒータ１５を通過した
空気と通過しない空気は、ヒータ１５の下流側で混合さ
れて温度調節され、吹出口から車内に吹き出される。

【００１０】空調ダクト１０の後端部は、デフロスト吹
出口２１、ベント吹出口２２、及びヒート吹出口２３に
分かれて車室内に開口しており、各吹出口２１、２２、
２３にはそれぞれモードドア２４、２５、２６が設けら
れている。そして、これらモードドア２４、２５、２６
を選択的に開閉することで、吹出モードを変えることが
できるようになっている。

【００１１】また、ベント吹出口２２はさらに左右のベ
ント吹出口２２Ｒ、２２Ｌに分かれている。そして、配
風ドア２７を開閉することにより、左右のベント吹出口
２２Ｒ、２２Ｌからの配風バランスを調節することがで
きるようになっている。

【００１２】上述したインテークドア１１、エアミック
スドア１４、モードドア２４〜２６、配風ドア２７はそ
れぞれアクチュエータ３０、３１、３２、３３により開
閉制御される。これら各アクチュエータ３０、３１、３
２、３３、及び送風ファン１２並びにコンプレッサ１６
は、それぞれコントロールユニット５０により制御され
る。

【００１３】コントロールユニット５０は、上記アクチ
ュエータや送風ファン等を駆動する駆動回路と、各駆動
回路に制御信号を供給するマイクロコンピュータと、マ
イクロコンピュータに接続されたＡ／Ｄ変換器と、マル
チプレクサとを含むものである。そして、このコントロ
ールユニット５０内のＡ／Ｄ変換器には、エアミックス
ドア１４の開度を検出するポテンショメータ５１、車室
内に入る日射量を検出する日射センサ５２、外気温度を
検出する外気温度センサ５３、車室内の代表温度を検出
する内気温度センサ５４、車室内の温度を設定する温度
設定器５５等が接続されている。

【００１４】上記日射センサ５２は、左側日射センサ５
２Ｌと右側日射センサ５２Ｒとからなるものであり、両
センサ５２Ｌ、５２Ｒは屋根状のセンサ台の左右の斜面
にそれぞれ固定されている。この日射センサ５２は、車
のインストルメントパネルの上面の略中央位置に取り付
けられており、左側日射センサ５２Ｌは車両の左側に向
け、右側日射センサ５２Ｒは車両の右側に向けて配置さ
れ、車両の直進方向に対して左右対称となっている。そ
して、ここでは車両の直進方向を基準として、左右方向
の日射方位角がそれぞれ設定されている。

【００１５】次に、上記コントロールユニット５０によ
る制御動作の例を説明する。なお、送風制御、コンプレ
ッサ制御、エアミックスドア制御、モードドア制御につ
いては、従来のものと同様であるので、ここではそれら
の説明は省略し、日射方向に基づいた配風制御について
のみ説明する。図４は、配風制御のメインルーチンを示
している。このルーチンは、空調制御のメインルーチン
を構成する１つのサブルーチンとして定義されており、
空調制御のメインルーチンの処理周期に従って繰り返し
処理される。

【００１６】この制御例においては、まず最初のステッ
プ１０１で左側日射センサ５２Ｌの検出値Ｓ_L と、右側
日射センサ５２Ｒの検出値Ｓ_Rを読み込む。ついで、ス
テップ１０２で各検出値Ｓ_L 、Ｓ_Rについて第１のフィ
ルタ演算処理を行う。このフィルタ演算処理は、検出値
Ｓ_L 、Ｓ_R を１次遅延処理して遅延処理後の信号Ｓ_L'、
Ｓ_R'を算出するものであり、その演算式としては、次の
１次遅れデジタルフィルタ演算式が用いられている。Ｓ_t’＝（１−Ｋ）Ｓ_t-1’＋Ｋ・Ｓ_t ……（１）式ただし、Ｓ_t’ ……時刻ｔにおける（今回の）フィルタ演算処
理後の値Ｓ_t-1’……時刻（ｔ−１）における（前回の）フィル
タ演算処理後の値Ｓ_t ……時刻ｔにおけるフィルタ演算処理前の値Ｋ ……１次遅れフィルタ定数〔Ｋ＝（Ｔ／τ）÷（１＋Ｔ／τ）〕Ｔ ……サンプリング周期 τ ……時定数である。

【００１７】この第１のフィルタ演算処理は、日射信号
の急変時（林の中やビル街を走行しているとき、あるい
は急な雲の流れで光が遮られたとき等）の出力機器の頻
繁な作動を防ぐ目的で行われるもので、時定数τ＝４ｓ
ｅｃ程度のフィルタの役目を果す。また、この実施例で
は、サンプリング周期Ｔは、０．１ｓｅｃ程度に設定さ
れており、よって１次遅れフィルタ定数Ｋは０．０２４
４程度の値となっている。

【００１８】このように第１のフィルタ演算処理（ステ
ップ１０２）を行った場合、フィルタ演算前の信号Ｓ
_L 、Ｓ_R とフィルタ演算後の信号Ｓ_L'、Ｓ_R'の関係は、
例えば図７の（ａ）、（ｂ）に示すようになる。実線が
フィルタ前の信号を示し、破線がフィルタ後の信号を示
す。

【００１９】上記ステップ１０２の次は、ステップ１０
３に進む。このステップ１０３ではフィルタ演算処理後
の左右日射信号Ｓ_L'、Ｓ_R'に基づいて、総合信号（空調
熱負荷）の演算に用いる合成日射量Ｓ_D を算出する。こ
のステップ１０３の内容の詳細を図５に示す。この内容
を説明すると、最初のステップ２０１において、演算式
（Ｓ_L'＋Ｓ_R'）／Ｋ₂ により合成日射量Ｓ_D を求める。
ここでＫ₂ は定数である。

【００２０】ついで、ステップ２０２で左側日射量Ｓ_L'
と右側日射量Ｓ_R'の大きさを比較して、Ｓ_R'の方が大き
い場合（ＹＥＳの場合）はステップ２０３に進み、そう
でない場合（ＮＯの場合）はステップ２０４に進む。ス
テップ２０３ではさらに、演算した合成日射量Ｓ_D と右
側日射量Ｓ_R'の大きさを比較し、Ｓ_D の方が大きければ
Ｓ_D の値はそのままとし、そうでない場合はＳ_R'の値を
Ｓ_D とする（ステップ２０５）。また、ステップ２０４
ではさらに、演算した合成日射量Ｓ_D と左側日射量Ｓ_L'
の大きさを比較し、Ｓ_D の方が大きければＳ_D の値はそ
のままとし、そうでなければＳ_L'の値をＳ_D とする（ス
テップ２０６）。すなわち、ここでの処理では、３種類
の日射量信号Ｓ_D、Ｓ_L'、Ｓ_R'のうちの一番大きいもの
を、合成日射量Ｓ_D とするのである。図７の（ｃ）に、
同図（ａ）、（ｂ）に示すような日射量変化を検出した
場合の合成日射量Ｓ_D の変化を示す。

【００２１】上の要領で合成日射量Ｓ_D を求めたら、図
４のルーチンに戻り、ステップ１０４に進む。そして、
このステップ１０４にて第２のフィルタ演算処理を行っ
て合成日射量補正値Ｓ_D'を求める。この第２のフィルタ
演算処理は、エアミックスドアやブロワー等を制御する
際の体感変化（フィーリング変化）を考慮して温調上の
補正を行うもので、単純な１次遅延処理ではなく、例え
ば次のように演算する。すなわち、図７の（ｃ）に破線
で示すように、日射量上昇時にはなだらかに上昇するよ
う補正し、下降時には所定時間下降開始点の値を持続さ
せた後、なだらかに下降するよう補正する。そして、こ
のようにして合成日射量補正値Ｓ_D'を求めた後、ステッ
プ１０５に進んで日射方向を演算する。ステップ１０５
の内容は図６に示す。

【００２２】この内容を説明すると、まず最初にステッ
プ３０１で左側日射量Ｓ_L'と右側日射量Ｓ_R'の大小関係
を判断する。Ｓ_R'の方が大きい場合（ＹＥＳの場合）
は、ステップ３０２に進んで、演算式Ｄ_R＝Ｋ₁（Ｓ_R'−Ｓ_L'）／Ｓ_R' に従って日射方向値Ｄ_R を演算する。ただし、Ｋ₁ は定
数である。一方、Ｓ_R'の方が大きくない場合（ステップ
３０１でＮＯの場合）は、ステップ１０５に進んで、演
算式Ｄ_L＝Ｋ₁（Ｓ_L'−Ｓ_R'）／Ｓ_L' に従って日射方向値Ｄ_L を演算する。

【００２３】そして、次のステップ３０４で、演算した
日射方向値Ｄ_L またはＤ_R に基づいて、日射方向Ｄ_D を
求める。図７の（ｄ）に、日射量変化が同図（ａ）、
（ｂ）のようになった場合の日射方向Ｄ_D の変化を示
す。このように日射方向Ｄ_D を求めた後は、ステップ３
０５にて日射量が大きいか小さいかを判断する。具体的
には、ヒステリシスを持たせた日射大判定値と日射小判
定値とを基準にして、合成日射量補正値Ｓ_D'の大小関係
を判断する。つまり日射量上昇時には、日射大判定値β
に対して合成日射量補正値Ｓ_D'が大きいか否かを判断
し、日射量下降時には、日射小判定値αに対して合成日
射量補正値Ｓ_D'が大きいか否かを判断する。Ａ側にある
場合は日射量が小さいと判断し、Ｂ側にある場合は日射
量が大きいと判断する。

【００２４】判断の結果Ｂ側にある場合、つまり日射量
が大きい場合は、そのまま図４のフローチャートのステ
ップ１０６に進む。一方、判断の結果Ａ側にある場合、
つまり日射量が小さい場合は、ステップ３０６に進ん
で、第３のフィルタ演算処理を実行する。この第３のフ
ィルタ演算処理は、日射方向信号Ｄ_Dを１次遅延処理し
て、日射方向信号Ｄ_D'を算出するものであり、その演算
式としては、上記（１）式の１次遅れデジタルフィルタ
演算式が用いられている。ただし、第３のフィルタ演算
処理では、時定数τが２０ｓｅｃ程度の長い値に設定さ
れ、それにより、１次遅れフィルタ定数Ｋは０．００５
程度の値になっている。このように第３のフィルタ演算
処理（ステップ３０６）を行った場合、フィルタ演算前
の信号Ｄ_D とフィルタ演算後の信号Ｄ_D'の関係は、例え
ば図７の（ｄ）に示すようになる。実線がフィルタ前の
信号Ｄ_D を示し、破線がフィルタ後の信号Ｄ_D'を示す。

【００２５】そして、日射方向Ｄ_D 、Ｄ_D'を演算した後
は、図４のフローチャートのステップ１０６に戻り、配
風オート領域の演算を行う。この演算は、車室内温度と
日射量とに基づいて行う。次にステップ１０７でＶＥＮ
Ｔモードかどうかを判断し、ＶＥＮＴモードでない場合
（ＮＯの場合）はステップ１０８に進んで配風ドアの駆
動を停止し、ＶＥＮＴモードの場合（ＹＥＳの場合）は
ステップ１０９に進み配風オートかどうかを判断する。
配風オートでない場合（ＮＯの場合）はステップ１１１
に進み、コントロールレバーの位置に従って配風ドアを
マニュアル制御する。

【００２６】また、配風オート制御の場合（ステップ１
０９でＹＥＳの場合）は、ステップ１１０に進んで所定
のマップに従って配風ドアの位置をオート制御する。こ
の場合、配風ドアの位置は日射方向に基づいて決定され
るが、日射方向の信号は、日射量が大きいときＤ_D であ
り、日射量が小さいときＤ_D'である。したがって、日射
量が大きいときは、実際の日射方向変化に即座に応答し
て配風ドアが位置制御され、一方日射量が小さいとき
は、実際の日射方向変化からある程度の遅れをもって配
風ドア位置が制御される。

【００２７】図７の（ｅ）に日射量の大きさの判断結果
を示す。同図（ｃ）の破線で示すように日射量信号Ｓ_D'
が変化した場合、日射量大小の判断結果は、同図（ｅ）
の実線で示すようになる。したがって、日射量が大のと
きには直接日射方向信号Ｄ_Dに基づいて配風ドアが制御
され、同図（ｆ）の実線で示すように配風ドア位置が変
化する。一方、日射方向の変化が同図（ｄ）と同じ場合
であっても、そのときの日射量が小さいと判断されたと
きには、つまり日射量大小の判断結果が、もし同図
（ｅ）の二点鎖線で示すようになった場合は、第３のフ
ィルタ演算処理で求めた日射方向信号Ｄ_D'〔図７（ｃ）
の破線で示す信号Ｄ_D'〕に基づいて配風ドアが制御さ
れ、同図（ｆ）の破線で示すように配風ドア位置が変化
する。よって、日射量に大小による体感変化に追従した
配風制御が実現されることになる。

【００２８】そして、以上のような配風ドア制御の最終
ステップの処理が終了したら、空調制御のメインルーチ
ンの所定のステップに戻る。

【００２９】次に、上述した制御動作を行う実施例の空
調装置の構成を、機能ブロック図を用いて補足説明す
る。この空調装置は、左右日射センサ５２Ｌ、５２Ｒか
らなる日射量検出手段１０１と、同手段１０１の出力に
基づいて合成日射量を演算する手段１０２と、日射量検
出手段１０１の出力に基づいて日射方向を演算する手段
１０３と、日射方向演算手段１０３の演算結果に基づい
て配風ドア１０４を位置制御する配風ドア駆動制御手段
１０５と、日射量演算手段１０２の出力により日射量が
大きいか小さいかを比較判断する日射量比較手段１０６
とを有している。

【００３０】日射量検出手段１０１の出力信号Ｓ_L 、Ｓ
_R は第１のフィルタ（上記第１のフィルタ演算処理に相
当）１０７で遅延処理されて、フィルタ通過後の信号Ｓ
_L'、Ｓ_R'が日射方向演算手段１０３及び日射量演算手段
１０２に入力される。また、日射量演算手段１０２の出
力Ｓ_D は第２のフィルタ（上記第２のフィルタ演算処理
に相当）１０８で遅延処理されて、フィルタ通過後の信
号Ｓ_D'が日射量比較手段１０６に入力される。なお、第
２のフィルタ１０８通過後の信号Ｓ_D'は、温調制御に用
いる入力信号の一つであり、この信号に基づいて空調熱
負荷を演算して、エアミックスドアやブロワー等を制御
する。

【００３１】また、日射方向演算手段１０３の出力信号
Ｄ_D は、切換回路１０９を介して、直接配風ドア駆動制
御手段１０５に入力されたり、第３のフィルタ１１０を
経由して配風ドア駆動制御手段１０５に入力されたりす
る。第３のフィルタ１１０を経由する場合は、日射方向
信号Ｄ_D がフィルタ１１０により遅延処理され、遅延処
理された信号Ｄ_D'が配風ドア駆動制御手段１０５に入力
される。切換手段１０９は、日射量比較手段１０６の出
力Ｓ_P に応答して切換制御され、日射量が大きいと日射
方向信号Ｄ_D を直接配風ドア駆動制御手段１０５に入力
する側に切換わり、日射量が小さいとフィルタ１１０で
遅延させた信号Ｄ_D'を配風ドア駆動制御手段１０５に入
力する側に切換わる。そして、配風ドア駆動制御手段１
０５は、入力される日射方向信号Ｄ_D またはＤ_D'に基づ
いて配風ドア１０４の位置を制御する。なお、この実施
例では、第３のフィルタ１１０と、切換手段１０９と、
日射量比較手段１０６とが、制御タイミング調整手段を
構成している。

【００３２】なお、上記実施例においては、配風ドアを
制御するタイミングを２通り設定して、日射が強いか弱
いかによりいずれかのタイミングに切り替えているが、
タイミングを３通り以上設定し、日射の強さも３段階以
上に分けて判別し、日射の強さの段階に応じて多段階的
にタイミングを切り替えるようにしてもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両用空
調装置によれば、日射方向の変化があってから実際に配
風比が変化するまでの時間が、日射の強さによって変わ
る。すなわち、日射が強いときには配風比が速く変化
し、日射が弱いときは配風比がゆっくり変化する。した
がって、体感変化と実際の配風比変化とを適合させるこ
とができ、快適な空調環境を作り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例の機能ブロック図である。

【図３】同実施例の概略構成を示す図である。

【図４】同実施例の制御動作を示すフローチャートであ
る。

【図５】図４のフローチャートのステップ１０３の詳細
を示すフローチャートである。

【図６】図４のフローチャートのステップ１０５の詳細
を示すフローチャートである。

【図７】図２のブロック図における各信号の状態の一例
を示す図である。

【符号の説明】

１日射量検出手段２日射方向演算手段３配風比調節手段４制御手段５制御タイミング調整手段２７配風ドア３３配風ドアアクチュエータ５０コントロールユニット５２Ｌ左側日射センサ５２Ｒ右側日射センサ３０５日射量の大きさを判断するステップ３０６日射量が小さいとき日射方向信号を遅延処理
するステップ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の左右の日射量をそれぞれ検出する
日射量検出手段と、この日射量検出手段の出力に基づい
て日射方向を演算する日射方向演算手段と、車室内左右
への空調空気の吹出風量比を調節する配風比調節手段
と、上記日射方向演算手段の演算した日射方向に基づい
て上記配風比調節手段を制御する制御手段と、を有した
車両用空調装置において、上記日射量検出手段の検出し
た日射量が大きいほど日射方向に基づく上記配風比制御
のタイミングを速める制御タイミング調整手段を設けた
ことを特徴とする車両用空調装置。