JP3405133B2

JP3405133B2 - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP3405133B2
Application number: JP19289697A
Authority: JP
Inventors: 幸雄江川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-07-17
Filing date: 1997-07-17
Publication date: 2003-05-12
Anticipated expiration: 2017-07-17
Also published as: JPH1134632A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、設定温度に基づい
て車室内を空調する車両空調装置に係り、詳細には、空
調運転を開始するときに車室内の温度が設定温度に対し
てオーバーシュートするように制御する車両用空調装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両には、冷凍サイクルによって車室内
を所望の空調状態に維持する車両用空調装置（以下「エ
アコン」と言う）が設けられている。このエアコンで
は、コンプレッサによって圧縮された冷媒がエバポレー
タを通過する空気を冷却し、この空気の一部がさらにヒ
ータコアを通過することにより加熱され、ヒータコアを
バイパスした空気と混合されて車室内へ吹き出されるこ
とにより、車室内を所望の空調温度に維持するようにな
っている。

【０００３】一般に、冬場の早朝に最初に乗車するとき
に、車外は勿論、車室内の温度も低下しており、乗車す
る乗員の体も外気にさらされることによって冷えきって
いることがある。このような場合、車両に乗車してエア
コンの運転を開始したときに、車室内の温度が通常より
高くなることが好まれる。一方、車室内の温度を高くし
て長時間乗車していると、逆に暑すぎて不快感を生じさ
せることになる。

【０００４】また、夏場の日中は、車外は勿論、車室内
も高温となり、車両に乗車したときに設定温度を低くし
てしまうが、設定温度を低くして長時間乗車している
と、冷え過ぎによる不快感が生じてしまう。このような
不快感を防止するためには、その都度、設定温度を変更
しなければならなくなっていた。

【０００５】このような設定温度の変更を不要とする方
法としては、実開平２−１２４７１０公報に示されるよ
うに、エンジン始動後の経過時間に応じて目標室内温度
を暖房または冷房を緩和する方向へ補正する方法があ
る。これによれば、冷房時には、最初に目標とする車室
内の温度を設定温度より低くし、徐々に目標とする室内
温度を高くして設定温度に戻すようにし、暖房時には、
最初に目標とする車室内の温度を設定温度より高くし、
所定時間が経過すると徐々に車室内温度を下げて設定温
度に戻すようにしている。

【０００６】すなわち、冷房時には、最初に車室内温度
が設定温度より低くなるように、また、暖房時には、最
初に室内温度が設定温度より高くなるように、設定温度
（車室温度）ないし目標とする吹出し温度をオーバーシ
ュートさせるようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
制御方法では、オーバーシュートさせる温度も時間も空
調負荷にかかわらず一定であるため、冷房負荷や暖房負
荷の違いにより、例えば冷房時には乗員が冷え過ぎ感を
感じたり、また暖房時には、暖房のききすぎ感等を感じ
させることがあり、必ずしも乗員に快適感を与えるもの
ではなかった。

【０００８】本発明は上記事実に鑑みてなされたもので
あり、乗車時は勿論、長時間経過したときにも車室内を
乗員に不快感を感じさせることがない快適な温度とする
ことができる車両用空調装置を提案することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
環境条件及び設定温度を含む運転条件に基づいて車室内
へ吹出す空調風の温度を設定し、車室内が前記設定温度
となるように空調する車両用空調装置であって、気象条
件を含む環境条件を検出する環境条件検出手段と、車室
内の空調を開始してからの経過時間を計測する計測手段
と、車室内の空調を開始してから空調能力を増大するよ
う設定温度を補正する補正手段と、車室内の空調を開始
したときに前記補正手段によって補正された設定温度に
保持するオーバーシュート保持時間を、前記環境条件検
出手段の検出結果から求めた空調負荷に基づいて、空調
負荷が小さい時より空調負荷が大きいときに長くなるよ
うに設定する補正時間設定手段と、前記補正時間設定手
段の設定結果に基づいた経過時間を前記計測手段によっ
て計測しながら空調能力が増大するように補正した設定
温度に基づいて車室内の温度を制御するオーバーシュー
ト制御手段と、を含むことを特徴とする。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】この発明によれば、車室内の空調を開始す
るときに空調能力が増大するように設定温度を補正して
車室内の温度を設定温度に対してオーバーシュートさせ
る時間であるオーバーシュート保持時間を、気象条件に
基づいて設定する。

【００１４】すなわち、空調運転を開始したときに室内
温度をオーバーシュートさせる時間を気象条件に基づい
て設定する。例えば、暖房時に外気温度が低かったり、
冷房時に外気温度が高いときには、オーバーシュートさ
せる時間を長くし、暖房時に外気温度が比較的高かった
り、冷房時に外気温度が比較的低いときには、オーバー
シュートさせる時間を短くする。

【００１５】これによって、暖房時に外気温度が比較的
高いにもかかわらず、長い時間、車室内を高い温度にし
てしまい、乗員が暖房のききすぎと感じさせてしまう等
の不快感が生じるのを防止することができる。

【００１６】なお、補正時間設定手段は、補正した設定
温度を保持するオーバーシュート保持時間のみならず、
補正した設定温度を元に戻すまでの時間（オーバーシュ
ート解消時間）または、空調運転を開始してから設定温
度に基づいた空調を行うまでの時間（オーバーシュート
時間）を含めて設定しても良い。

【００１７】請求項２に係る発明は、前記補正手段が、
前記環境条件検出手段の検出結果から求めた空調負荷に
基づいて空調能力を増大させるように前記設定温度を補
正する設定温度補正手段であるときに、前記オーバーシ
ュート制御手段が、前記補正時間設定手段の設定結果に
基づいた経過時間を前記計測手段によって計測しながら
前記設定温度補正手段によって補正された設定温度に基
づいて車室内の温度を制御することを特徴とする。

【００１８】この発明によれば、少なくとも車室内の空
調を開始するときの設定温度の補正値と、補正した設定
温度に基づいて空調を行うオーバーシュート保持時間の
それぞれを、気象条件によって設定している。空調運転
を開始したときに室内温度をオーバーシュートさせるた
め温度である設定温度の補正値を気象条件に基づいて、
暖房時に、外気温度が低かったり、冷房時に外気温度が
高いときには、オーバーシュートさせる温度（温度差）
を大きくし、暖房時に外気温度が比較的高かったり、冷
房時に外気温度が比較的低いときには、オーバーシュー
トさせる温度を小さくする。これによって、例えば、暖
房時に外気温度が比較的低いにもかかわらず、高い温度
となるようにオーバーシュートさせてしまい、乗員に暖
房のききすぎと感じさせてしまうのを防止することがで
きる。

【００１９】このように構成される本発明では、オーバ
ーシュートを終了させるときには、補正した設定温度を
元の設定温度に徐々に戻すことが好ましく、これによっ
て車室内の温度変化を抑え、急激な温度変化によって乗
員に不快感を生じさせてしまうのを防止することができ
る。

【００２０】すなわち、図１に示されるように、空調運
転を開始するときには、運転条件設定手段８０で設定さ
れた運転条件と、環境条件検出手段８２によって検出し
た環境条件から目標吹出し温度演算手段８４によって目
標吹出し温度を設定する。

【００２１】これと共に、本願発明では、環境条件のう
ちの気象条件に基づいて空調負荷判定手段８６によって
気象条件に基づいた空調負荷を判定し、判定した空調負
荷から補正温度設定手段８８によって車室内の温度をオ
ーバーシュートさせるときの温度（補正値、オーバーシ
ュート温度）を設定し、また、補正時間設定手段９０に
よって車室内の温度を補正して保持するオーバーシュー
ト保持時間を設定する。このとき、オーバーシュート保
持時間が終了して、オーバーシュートを戻すまでの時間
（オーバーシュート解消時間）を含めて設定しても良
い。

【００２２】この後、空調制御手段９２は、計測手段９
４によって空調運転を開始してからの時間を計測しなが
ら、設定したオーバーシュート温度ないしオーバーシュ
ート保持時間に基づいてオーバーシュート保持制御を行
い（ステップ９２Ａ）、さらに、オーバーシュート保持
時間が終了すると、徐々に設定温度に戻すオーバーシュ
ート解消制御を行う（ステップ９２Ｂ）。

【００２３】このようにして車室内の温度を設定温度に
対してオーバーシュートしながらの空調を終了すると、
空調制御手段は、通常の制御を行う（ステップ９２
Ｃ）。

【００２４】

【発明の実施の形態】図２には、本実施の形態に適用し
た車両用空調装置（以下「エアコン１０」と言う）を示
している。このエアコン１０は、コンプレッサ１２、コ
ンデンサ１４、エキスパンションバルブ１６及びエバポ
レータ１８を含む冷媒の循環路によって冷凍サイクルが
構成されている。

【００２５】エバポレータ１８は、圧縮されて液化して
いる冷媒が気化することにより、このエバポレータ１８
を通過する空気（以下「エバポレータ後の空気」と言
う）を冷却する。

【００２６】エバポレータ１８は、両端が開口された空
調ダクト２２内に設けられており、空調ダクト２２の一
方の開口端には、空気取入口２４、２６が形成されてい
る。空気取入口２４は車両外部と連通し、空調ダクト２
２内に外気を導入可能となっている。また、空気取入口
２６は、車室内と連通しており車室内の空気（内気）を
空調ダクト２２内に導入可能となっている。

【００２７】空調ダクト２２の他方の開口端には、車室
内へ向けて開口された吹出し口２８（例えばデフロスタ
吹出し口２８Ａ、ＶＥＮＴ吹出し口２８Ｂ及びＨＥＡＴ
吹出し口２８Ｃの３系統）が形成されている。

【００２８】空調ダクト２２内には、エバポレータ１８
と空気取入口２４、２６との間にブロワファン３０が設
けられており、空気取入口２４、２６の近傍には、切替
えダンパ３２が設けられている。切替えダンパ３２は、
サーボモータ等のアクチュエータ（以下「サーボモータ
３４」と言う）の作動によって、空気取入口２４、２６
の開閉を行う。

【００２９】ブロワファン３０は、ブロワモータ３６の
駆動によって回転して、切替ダンパ３２によって選択的
に開口された空気取入口２４（外気導入モード）ないし
空気取入口２６（内気循環モード）から外気ないし内気
（車室内の空気）を空調ダクト２２内に吸引し、吸引し
た空気をエバポレータ１８へ向けて送出する。

【００３０】エバポレータ１８の下流側には、エアミッ
クスダンパ３８とヒータコア４０が設けられている。ヒ
ータコア４０は、例えば車両のエンジンの冷却水が循環
されるようになっており、この冷却水によって通過する
空気を加熱するようになっている。

【００３１】エアミックスダンパ３８は、サーボモータ
等のエアミックスダンパアクチュエータ（以下「サーボ
モータ４２」と言う）の駆動によって回動して、ヒータ
コア４０を通過する通路とヒータコア４０をバイパスす
る通路を開閉する。

【００３２】エバポレータを通過した空気は、エアミッ
クスダンパ３８の開度に応じてヒータコア４０を通過す
る空気とヒータコア４０をバイパスする空気に分けら
れ、ヒータコア４０によって加熱された空気とヒータコ
ア４０をバイパスした空気が、吹出し口２８の近傍で混
合される。

【００３３】吹出し口２８の近傍で混合された空気は、
サーボモータ４６等のアクチュエータによって駆動され
て吹出し口２８を開閉するモード切換えダンパ４４に選
択された（開かれた）吹出し口２８から車室内へ向けて
吹き出される。すなわち、吹出し口２８から吹き出され
る空気の温度は、主にエアミックスダンパ３８に制御さ
れる。

【００３４】エアコン１０には、マイクロコンピュータ
を備えた制御装置（以下「エアコンＥＣＵ５０」と言
う）が設けられている。このエアコンＥＣＵ５０には、
切替えダンパ３２、エアミックスダンパ３８及びモード
切換えダンパ４４を操作するサーボモータ３４、４２、
４６がそれぞれ接続され、また、前記したブロワモータ
３６がファン速度コントローラ５２を介して接続されて
いる。

【００３５】エアコン１０には、図示しないインストル
メントパネルに操作パネル５４が設けられており、この
操作パネル５４がエアコンＥＣＵ５０に接続されてい
る。車室内の乗員は、この操作パネル５４上で種々の設
定操作を行うことができ、エアコン１０は、設定された
条件（設定条件）に基づいて空調運転を開始するように
なっている。

【００３６】一方、エアコン１０には、エバポレータ後
の空気の温度（以下「エバポレータ後温度」と言う）を
検出するエバポレータ後温度センサ５６と共に、車外の
温度（外気温）を検出する外気温センサ５８、車室内の
温度を検出する車室温度センサ６２及び日射量を検出す
る日射センサ６２が設けられており、これらがエアコン
ＥＣＵ５０に接続されている。

【００３７】また、エアコンＥＣＵ５０には、計測手段
としてタイマー回路６４が設けられている。このタイマ
ー回路６４は、基準となる周波数のパルスを発振する水
晶発振回路６６、水晶発振回路６６によって発生された
基準周波数のパルスを所定の周波数に分周する分周回路
６８及び分周回路６８から出力されたパルスをカウント
することにより時間を計測するカウンタ７０によって構
成されている。また、分周回路６８とカウンタ７０の間
には、ＡＮＤ回路７２が設けられている。このＡＮＤ回
路７２には、エアコン１０をオンして運転が開始される
ことにより、エアコンＥＣＵ５０から計測開始信号（オ
ン信号）が入力される。ＡＮＤ回路７２は、このオン信
号が入力されることにより分周回路６８から入力される
パルスをカウンタ７０へ出力する。これによって、カウ
ンタ７０による時間の計測が開始される。

【００３８】エアコンＥＣＵ５０は、このカウンタ７０
の出力を読込むことにより、エアコン１０の運転を開始
してからの経過時間を判断することができるようになっ
ている。なお、タイマー回路６４は計測手段の一例を示
すものであり、計測手段の構成を限定するものではな
い。

【００３９】ファン速度コントローラ５２は、ブロワフ
ァン３０の回転数を制御することにより、ファン速度を
制御するものであり、このファン速度によって吹出し口
２８から車室内へ吹き出される空調風の風量が定まる。
このようなファン速度コントローラ５２としては、例え
ばパワートランジスタを用い、パルスデューティー制御
によってブロワファン３０の回転数を変化させる機構を
用いることができる。

【００４０】エアコンＥＣＵ５０は、操作パネル５４で
設定された運転条件に基づいて、ブロワファン３０、切
替えダンパ３２、エアミックスダンパ３８及びモード切
換えダンパ４４を制御し、環境条件によって定まる冷房
負荷（空調負荷）から目標吹出し温度を決定し、この決
定結果に基づいて運転することにより車室内を所望の空
調状態に維持するようにしている。

【００４１】すなわち、エアコンＥＣＵ５０では、車室
内を設定温度とするための吹出し口２８から吹出す空調
風の温度である目標吹出し温度Ｔ_AOを演算によって求め
る。この目標吹出し温度Ｔ_AOは、一般に（１）式で求め
られる。

【００４２】

【数１】

【００４３】一方、実際の吹出し温度は、ヒータコア４
０を通過した温風と、ヒータコア４０をバイパスした冷
風の混合比ｒによって定まる。この混合比ｒは、全風量
に対する温風の風量（ヒータコア４０を通過した風量）
の割合である。実際の吹出し温度を目標吹出し温度Ｔ_AO
にするための目標とする混合比ｒは、（２）式から求め
られる。

【００４４】

【数２】

【００４５】ここで、Ｔ_Eは、エバポレータ後温度セン
サ５６によって検出したエバポレータ後温度であり、Ｔ
_Hは、ヒータコアを通過した空気の温度（ヒータコア後
温度）である。

【００４６】ヒータコア後温度Ｔ_Hは、温度センサによ
って検出することもできるが、ヒータコア４０には、車
両のエンジン冷却水が供給されるので、水温センサによ
って検出したエンジン冷却水温度Ｔ_Wを用い、（３）式
から求めることができる。

【００４７】また、エンジン冷却水の温度は、サーモス
タットによって略一定に保たれているので、このサーモ
スタットの設定温度からヒータコア後温度Ｔ_Hを定数と
して設定してもよい。

【００４８】エアミックスダンパ３８の開度Ｓは、混合
比ｒの関数（Ｓ＝ｆ（ｒ））となるので、ここからエア
ミックスダンパ３８の開度Ｓを演算し、この演算結果に
基づいてサーボモータ４２を制御する。これによって、
吹出し口２８から目標吹出し温度Ｔ_AOとなった空調風が
車室内へ吹き出される。

【００４９】ところで、エアコンＥＣＵ５０は、エアコ
ン１０の運転開始時に気象条件を含む環境条件を検出し
て、冷房負荷ないし暖房負荷を判定し、判定した空調負
荷に応じて、暖房運転または冷房運転を開始する。この
とき、エアコンＥＣＵ５０では、暖房負荷が大きいとき
には、室内温度Ｔ_rが高くなるように目標吹出し温度Ｔ
_AOを補正し、この後、時間をかけながら徐々に室内温度
Ｔ_rが設定温度Ｔ_SETとなるように、目標吹出し温度Ｔ
_AOをオーバーシュートさせる。また、冷房負荷が大きい
ときには、室内温度Ｔ_rが低くなるように目標吹出し温
度Ｔ_AOを補正し、徐々に室内温度Ｔ_rが、設定温度Ｔ
_SETに近づくように目標吹出し温度Ｔ_AO、をオーバーシ
ュートさせる。

【００５０】すなわち、エアコンＥＣＵ５０では、空調
負荷から目標吹出し温度Ｔ_AOをオーバーシュートさせる
ための設定温度Ｔ_SETの補正量ΔＴを設定し、設定した
ΔＴに基づいて（４）式を用いて目標吹出し温度Ｔ_AOを
演算し、この演算結果に基づいて車室内の空調を行う。

【００５１】

【数３】

【００５２】なお、ΔＴは、暖房時に正となり冷房時に
負となる設定温度Ｔ_SETの補正量である（以下「オーバ
ーシュート温度ΔＴ」とする）。

【００５３】一方、目標吹出し温度Ｔ_AOをオーバーシュ
ートさせるための空調負荷Ｑとしては、エンジンを始動
させたとき（エアコン１０の運転を開始したとき）の目
標吹出し温度Ｔ_AOを用いても良い。

【００５４】また、外気温度Ｔ_Oと日射量ＳＴから空調
負荷Ｑが判るので、（５）式に示されるように、目標吹
出し温度Ｔ_AOを演算するときの気象条件に影響される外
気温度Ｔ_Oと日射量ＳＴの項（−ｋ₃・Ｔ_o−ｋ₄・Ｓ
Ｔ＋Ｃ）を用いても良く、（６）式に示されるように、
外気温度Ｔ_oと日射量ＳＴに基づいて空調負荷Ｑを求め
る演算式を用いてもよい。

【００５５】

【数４】

【００５６】さらに、車両に進入する熱量を空調負荷Ｑ
としても良い。この場合においても（７）式及び（８）
式に示されるように、空調負荷Ｑは、気象条件である外
気温度Ｔ_O及び日射量ＳＴから求めることができる。

【００５７】

【数５】

【００５８】エアコンＥＣＵ５０では、車両のエンジン
を始動したとき（エアコン１０の運転を開始したとき）
に、空調負荷Ｑに基づいたオーバーシュート温度ΔＴを
考慮して目標吹出し温度Ｔ_AOをオーバーシュートさせ
る。

【００５９】オーバーシュート温度ΔＴは、外気温度Ｔ
_Oが低かったり日射量ＳＴが少なかったりして暖房負荷
が大きいときには、設定温度Ｔ_SETを補正するときのオ
ーバーシュート温度ΔＴが高くなるように設定し、外気
温度Ｔ_Oが高かったり日射量ＳＴが多く冷房負荷が大き
いと判断されるときには、設定温度Ｔ_SETが低くなるよ
うに設定される。

【００６０】すなわち、図３（Ａ）に示されるように、
空調負荷Ｑが予め設定している負荷Ｑ₁より低く、暖房
負荷が大きいと判断されたときには、空調負荷Ｑ（暖房
負荷）に応じてオーバーシュート温度ΔＴを高くする。
また、空調負荷Ｑが予め設定している負荷Ｑ₂（Ｑ₁＜
Ｑ₂）より大きく冷房負荷が大きいと判断されてときに
は、空調負荷Ｑ（冷房負荷）に応じてオーバーシュート
温度ΔＴを低くする。

【００６１】なお、オーバーシュート温度ΔＴが極端に
大きくなってしまうのを防止するためには、上限値ΔＴ
_MAX（Ｑ≦Ｑ_MIN）及び下限値ΔＴ_MIN（Ｑ≧Ｑ_MAX）
を設けることが好ましいが、上限値ΔＴ_MAX及び下限値
ΔＴ_MINを設けずに空調負荷Ｑが大きくなるのに応じて
オーバーシュート温度ΔＴも大きくなるように設定して
も良い。

【００６２】一方、エアコンＥＣＵ５０では、オーバー
シュート温度ΔＴと共にこのオーバーシュート温度ΔＴ
を保持するオーバーシュート保持時間ｔ_Kを設定する。
オーバーシュート保持時間ｔ_Kは、設定温度Ｔ_SETにオ
ーバーシュート温度ΔＴを加算した温度に基づいて車室
内を空調する時間であり、エアコンＥＣＵ５０では、空
調負荷Ｑが大きくなるのに応じてオーバーシュート保持
時間ｔ_Kが長くなるように設定される。

【００６３】すなわち、図３（Ｂ）に示されるように、
オーバーシュート保持時間ｔ_Kは、暖房負荷または冷房
負荷が所定の負荷Ｑ₁またはＱ₂より大きくなると、そ
の大きさに応じて長くなるように設定される。このオー
バーシュート保持時間ｔ_Kも、長時間_、車室内の温度が
設定温度より高くなったり低くなってしまうのを防止す
るために、前記したオーバーシュート温度ΔＴと同じよ
うに上限値ｔ_KMAXを設定しているが、上限値ｔ_KMAXを設
定せずにオーバーシュート保持時間ｔ_Kを空調負荷Ｑに
応じて設定するようにしても良い。

【００６４】また、エアコンＥＣＵ５０では、設定した
オーバーシュート保持時間ｔ_kが経過すると、車室内が
最初に設定した設定温度Ｔ_SETとなるようにする。この
とき、車室内の温度を急激に変化させると、乗員に不快
感を生じさせる恐れがある。このために、エアコンＥＣ
Ｕ５０では、オーバーシュート温度ΔＴを徐々に小さく
することにより、目標吹出し温度Ｔ_AOが、設定温度Ｔ
_SETに基づいた温度となるようにする。すなわち、目標
吹出し温度Ｔ_AOによってオーバーシュートされている室
内温度Ｔ_rを徐々に設定温度Ｔ_SETに近づけるようにし
ている。

【００６５】このオーバーシュートの解消は、例えば所
定時間間隔（例えば約５分から１０分間隔）でオーバー
シュート量ΔＭを段階的（例えば約０．５°Ｃずつ）に
減少させるようにすることができる。この場合、目標吹
出し温度Ｔ_AOのオーバーシュートが終了するまでの時
間、言い換えれば、室内温度Ｔ_rが設定温度Ｔ_SETとな
るまでの時間をオーバーシュート解消時間ｔ_Cとする
と、このオーバーシュート解消時間ｔ_Cは、図３（Ｃ）
に示されるように、空調負荷Ｑがが大きくなるにつれて
長くなる。すなわち、オーバーシュート解消時間ｔ
_Cは、オーバーシュート温度ΔＴの絶対値が大きくなる
のにしたがって長くなるようにしている。

【００６６】この場合、オーバーシュート温度ΔＴが上
限値ΔＴ_MAXまたは下限値ΔＴ_MINに達するとオーバー
シュート解消時間ｔ_Cも上限値ｔ_CMAXに達する。

【００６７】また、予め空調負荷Ｑに応じてオーバーシ
ュート解消時間ｔ_Cを設定し、オーバーシュート温度Δ
Ｔ、オーバーシュート保持時間ｔ_K及びオーバーシュー
ト解消時間ｔ_Cに基づいて、所定の時間間隔でオーバー
シュート温度ΔＴを補正しながら減少させる（ΔＴを０
に近づける）ようにしても良い。この方法の一例として
は、所定の時間間隔で、（９）式ないしは（１０）式に
基づいてオーバーシュート温度ΔＴを補正する方法があ
る。

【００６８】

【数６】

【００６９】ここで、ΔＴ_mは補正したオーバーシュー
ト温度であり、ΔＴ_m-1は前回のオーバーシュート温
度、時間ｔはエアコン１０の運転を開始してからの経過
時間（現在時間）であり、ｔ_m-1は前回の補正までの経
過時間、ｔ_Oはオーバーシュート保持時間ｔ_kにオーバ
ーシュート解消時間ｔ_Cを加えた時間（オーバーシュー
ト時間）である。

【００７０】次に、本実施の形態の作用を図４に示され
るフローチャートに沿って説明する。このフローチャー
トは、空調開始時の気象条件でオーバーシュート温度Δ
Ｔとオーバーシュート保持時間ｔ_Kを決める一例を示し
ている。

【００７１】エアコン１０は、電源がオンされることに
より、パワー・オン・リセットで図示しないＲＡＭメモ
リの中の初期フラグがオンセットされる。初期フラグ
は、このフローチャートの実行が１回目であるか２回目
以降であるかを示すものである。また、エアコン１０
は、操作パネル５４のスイッチ操作によって、設定温度
Ｔ _SETと共に内気循環か外気導入モードか、風量及び吹
出し口を手動で設定するマニュアルモードか自動設定す
るオートモードか、などの運転モード（運転条件）が設
定される。

【００７２】このフローチャートでは、最初のステップ
１００で気象条件としてに日射センサ６０によって測定
する日射量ＳＴ、外気温センサ５８によって測定する外
気温度Ｔ_oを読込む。また、ステップ１０２では、初期
フラグがオンセットされているかを判定する。

【００７３】ここで、初期フラグがオンセットされてい
るときには、このフローチャートの実行が１回目である
ので、このときには、ステップ１０４からステップ１１
８を実行してオーバーシュート温度ΔＴ、オーバーシュ
ート保持時間ｔ_K等を決定する。また、２回目以降であ
るときには、迂回してステップ１２０へ移行し、ステッ
プ１０４からステップ１１８、すなわち、既にオーバー
シュート量が決定されているので、オーバーシュート量
を決定するための処理の実行を省略する。

【００７４】ステップ１０２で、初期フラグがオンセッ
トされているとき（肯定判定）には、ステップ１０４へ
移行して初期フラグをオフにセットする。これによっ
て、次にこのフローチャートが実行されるときには、ス
テップ１０４からステップ１１８の処理が省略される。

【００７５】次に、ステップ１０６及びステップ１０８
では、外気温度Ｔ_O、日射量ＳＴ及び運転条件に基づい
て決定される空調負荷Ｑの判定を行う。先ず、ステップ
１０６では、空調負荷Ｑが暖房負荷でありかつ所定の負
荷Ｑ１よりも大きいか否か（空調負荷Ｑが所定の負荷Ｑ
₁よりも小さいか否か）を判断する。また、ステップ１
０８では、空調負荷Ｑが冷房負荷でありかつ所定の負荷
Ｑ₂よりも大きいか否かを判断する。

【００７６】ここで、空調負荷Ｑが所定の負荷Ｑ₁より
大きな暖房負荷であると判断されたとき（ステップ１０
６で肯定判定）には、ステップ１１０へ移行し、空調負
荷Ｑ（暖房負荷）と図３（Ａ）に基づいてオーバーシュ
ート温度ΔＴを設定する。また、次のステップ１１２で
は、空調負荷Ｑ（暖房負荷）と図３（Ｂ）及び図３
（Ｃ）に基づいて、オーバーシュート保持時間ｔ_Kない
しオーバーシュート保持時間ｔ_Kとオーバーシュート解
消時間ｔ_C（オーバーシュート時間ｔ_O＝ｔ_K＋ｔ _C）
を設定する。

【００７７】また、空調負荷Ｑが大きな冷媒負荷である
ときには、ステップ１０８で肯定判定されて、ステップ
１１４へ移行する。このステップ１１４では、空調負荷
Ｑ（冷房負荷）と図３（Ａ）に基づいてオーバーシュー
ト温度ΔＴを設定し、次のステップ１１６では、オーバ
ーシュート保持時間ｔ_Kないしオーバーシュート保持時
間ｔ_Kとオーバーシュート解消時間ｔ_Cを設定する。

【００７８】すなわち、エアコンＥＣＵ５０は、図３
（Ａ）乃至図３（Ｃ）をマップとして記憶しているか、
図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）に相当する演算式（空調負荷
Ｑの関数としての演算式）が記憶されており、気象条件
から求めた空調負荷Ｑに基づいて、暖房負荷が大きいと
きには、ウォームアップ時のオーバーシュート温度ΔＴ
とオーバーシュート保持時間ｔ_K等を決定し、冷房負荷
が大きいときには、クールダウン時のオーバーシュート
温度ΔＴとオーバーシュート保持時間ｔ_Kを決定する。

【００７９】また、暖房負荷も冷房負荷も小さいときに
は（ステップ１０６、１０８で否定判定）、ステップ１
１８へ移行してオーバーシュート温度ΔＴを「０」に設
定する（ΔＴ＝０）。

【００８０】これによって、外気温度が低く暖房負荷が
大きいときには、暖房負荷に応じて目標吹出し温度Ｔ_AO
が高く設定され、また、外気温度が高く冷房負荷が大き
いときには、冷房負荷に応じて目標吹出し温度Ｔ_AOが低
く設定されて、車室内の空調が開始される。また、空調
負荷Ｑが小さく、負荷Ｑ₁、Ｑ₂の間のとき（Ｑ₁＜Ｑ
＜Ｑ₂）には、オーバーシュートさせずに通常の空調制
御が行われる。

【００８１】一方、エアコンＥＣＵ５０は、空調運転を
開始するときにタイマー回路６４のＡＮＤ回路７２へ運
転開始信号（オン信号）を出力する。これによって、タ
イマー回路６４では、カウンタ７０によってエアコン１
０の運転を開始してからの時間ｔ（経過時間）のカウン
トを開始する。

【００８２】ステップ１２０では、このタイマー回路６
４がカウントしている経過時間ｔを読込み、次のステッ
プ１２２では、読み込んだ経過時間ｔが、オーバーシュ
ート時間ｔ₀に達したか否か、すなわち、オーバーシュ
ートを終了する時間に達したか否かを判断する。また、
ステップ１２４では、経過時間ｔが、オーバーシュート
保持時間ｔ_K（ｔ_K＜ｔ₀）に達したか否かを判断して
いる。

【００８３】ここで、経過時間ｔがオーバーシュート保
持時間ｔ_Kに達するまで（ステップ１２２及びステップ
１２４で肯定判定）は、ステップ１２６へ移行して、決
定されたオーバーシュート温度ΔＴに基づいて目標吹出
し温度Ｔ_AOを演算し、この演算結果に基づいてエアミッ
クスダンパ３８の開度を演算し（ステップ１２８）、エ
アミックスダンパ３８の開度が演算した開度となるよう
にサーボモータ４２を制御する（ステップ１３０）。こ
れによって、演算された目標吹出し温度Ｔ_AOの空調風が
車室内へ吹出され、車室内が空調される。

【００８４】一方、タイマー回路６４によって計測して
いる経過時間ｔがオーバーシュート保持時間ｔ_Kに達す
ると（ｔ＞ｔ_K、ステップ１２４で否定判定）、ステッ
プ１３２へ移行して、オーバーシュート温度ΔＴの補正
を行う。すなわち、オーバーシュートの解消を行う。

【００８５】オーバーシュートの解消は、例えば、
（９）式または（１０）式に基づいて設定したオーバー
シュート温度ΔＴ_mを新たなオーバーシュート温度とし
て補正する。

【００８６】

【数７】

【００８７】なお、（１０）式は、最初に設定したオー
バーシュート温度ΔＴを、経過時間ｔに応じて補正す
る。

【００８８】ステップ１２６では、このようにして補正
したオーバーシュート温度に基づいて目標吹出し温度Ｔ
_AOを演算することにより、目標吹出し温度Ｔ_AOが、設定
温度Ｔ_SETに基づいた目標吹出し温度Ｔ_AOに戻される。
すなわち、経過時間ｔに応じて徐々にオーバーシュート
温度Δｔが下げられ、この補正されたオーバシュート温
度ΔＴ（ΔＴ_m）に基づいて目標吹出し温度が演算され
ることにより、徐々に室内温度が設定温度Ｔ_SETとなる
ように空調される。

【００８９】この後、経過時間ｔがオーバーシュート時
間ｔ₀を越えると（ｔ＞ｔ_O）、ステップ１２２で否定
判定されて、ステップ１３４へ移行する。このステップ
１３４では、オーバーシュート温度ΔＴを「０」に設定
する（ΔＴ＝０）。これによって、暖房負荷が大きいと
きのウォームアップ時や冷房負荷が大きいときのクール
ダウン時に行われるオーバーシュートが終了し、この後
は、通常の空調制御が実行される。

【００９０】すなわち、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示
されるように、車両の運転開始時（エアコン１０の運転
開始時）に、外気温度が低く暖房負荷が大きいと判断さ
れたときには、暖房負荷の大きさに応じて、オーバーシ
ュート温度ΔＴ、オーバーシュート保持時間ｔ_K及びオ
ーバーシュート保持時間ｔ_C（またはオーバーシュート
時間ｔ_O）を設定し、この設定結果に基づいて車室温度
Ｔ_rを設定温度Ｔ_SETに対してオーバーシュートさせ
る。

【００９１】このとき、図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）に示
されるように、暖房負荷が大きいときには、オーバーシ
ュート温度ΔＴが大きくなるように設定し、また、オー
バーシュート保持時間ｔ_Kやオーバーシュート解消時間
ｔ_Cが長くなるように設定する。これによって、外気温
度Ｔ_oが低いにもかかわらずウォームアップ時にオーバ
ーシュートさせる温度が低かったり、オーバーシュート
が短時間で終了したために、乗員に暖房不足と感じさせ
てしまうことがない。

【００９２】また、暖房負荷が小さいときには、オーバ
ーシュート温度ΔＴは勿論、オーバーシュート保持時間
ｔ_Kやオーバーシュート解消時間ｔ_Cが短くなるように
設定するため、外気温度が比較的高かったり日射量が多
いために比較的暖房負荷が小さいにもかかわらず車室温
度Ｔ_rが長時間高い温度に保たれてしまうことによっ
て、乗員に暖房のききすぎと感じさせることがない。

【００９３】一方、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示され
るように、クールダウン時に、外気温度Ｔ_Oが高かった
り、さらに日射量ＳＴが多いと判断されたときには、冷
房負荷の大きさに応じて、オーバーシュート温度ΔＴ、
オーバーシュート保持時間ｔ _K及びオーバーシュート保
持時間ｔ_C（またはオーバーシュート時間ｔ_O）を設定
し、この設定結果に基づいて車室温度Ｔ_rを設定温度Ｔ
_SETに対してオーバーシュートさせる。

【００９４】このとき、図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）に示
されるように、冷房負荷が大きいときには、オーバーシ
ュート温度ΔＴが大きくなるように設定し、また、オー
バーシュート保持時間ｔ_Kやオーバーシュート解消時間
ｔ_Cが長くなるように設定する。したがって、外気温度
Ｔ_Oが高いにもかかわらずオーバーシュートさせる温度
が低かったり、オーバーシュートが短時間で終了したた
めに、乗員に冷房不足と感じさせてしまうことがない。
また、冷房負荷が小さいときには、オーバーシュート温
度ΔＴは勿論、オーバーシュート保持時間ｔ_Kやオーバ
ーシュート解消時間ｔ_Cが短くなるように設定するた
め、外気温度が比較的低かったり日射量が少ないために
冷房負荷が小さいにもかかわらず、車室温度Ｔ_rが長時
間低い温度に保たれてしまうことによって、乗員が冷え
過ぎと感じてしまうのを確実に防止できる。

【００９５】このように、車両の運転開始時（エアコン
１０の運転開始時）の気象条件に基づいてオーバーシュ
ートさせる温度やオーバーシュートさせる時間等のオー
バーシュート量を設定し、この設定結果に応じて車室温
度がオーバーシュートされるように空調を行うことによ
り、常に車室内を快適な空調状態に保つことができ、乗
員に不快感を生じさせることがない。

【００９６】なお、本実施の形態では、予め設定した所
定の負荷Ｑ₁、Ｑ₂と演算した空調負荷Ｑを比較して、
空調負荷Ｑが負荷Ｑ₁、Ｑ₂の間のとき（Ｑ₁＜Ｑ＜Ｑ
₂）には、オーバーシュートさせずに通常の空調制御を
行うようにしたが、これに限らず、図７（Ａ）乃至図７
（Ｃ）に示されるように、所定の負荷Ｑ₀を境にして、
暖房負荷に応じたオーバーシュートか冷房負荷に応じた
オーバーシュートかの何れかのオーバーシュートを行う
ようにしても良い。この場合でも、空調負荷Ｑによって
オーバーシュート温度ΔＴ、オーバーシュート保持時間
ｔ_K及びオーバーシュート解消時間ｔ_C等のオーバーシ
ュート量を決定するため、空調の不足や効きすぎがな
く、車室内の快適性を損なうことはない。

【００９７】また、本実施の形態では、車両の運転開始
時（車室内の空調開始時）の気象条件等に基づいて、最
初にオーバーシュート温度ΔＴ、オーバーシュート保持
時間ｔ_K及びオーバーシュート解消時間ｔ_C等のオーバ
ーシュート量を決定したが、これに限らず、気象条件に
応じてオーバーシュート温度ΔＴ、オーバーシュート保
持時間ｔ_K及びオーバーシュート解消時間ｔ_C等のオー
バーシュート量を調整（変更）しながらオーバーシュー
トを行うようにしても良い。

【００９８】この場合、日射量等の気象条件の急変でオ
ーバーシュート量が急変しないように外気温度センサ５
８や日射センサ６０の検出結果を積算して平均値を求
め、この平均値に基づいてオーバーシュート温度ΔＴ、
オーバーシュート保持時間ｔ_K及びオーバーシュート解
消時間ｔ_C等のオーバーシュート量を決定することが好
ましい。このことで、オーバーシュート量が滑らかに変
化する。

【００９９】このときには、その都度決定されるオーバ
ーシュート温度ΔＴ、オーバーシュート保持時間ｔ_K及
びオーバーシュート解消時間ｔ_C等のオーバーシュート
量に基づいて、目標吹出し温度Ｔ_AOの演算及び経過時間
ｔの判定等を行えば良い。

【０１００】図８には、空調運転中の気象条件の変化に
応じてオーバーシュート温度ΔＴや、オーバーシュート
保持時間ｔ_K、オーバーシュート解消時間ｔ_C（または
オーバーシュート時間ｔ_O）を制御する一例を示してい
る。

【０１０１】このフローチャートは、エアコン１０の運
転が開始されると実行され、最初のステップ１００で
は、気象条件として外気温度センサ５８、日射センサ６
０等の検出結果を読み込む。次に、ステップ１４０、１
４２では、日射量ＳＴ及び外気温度Ｔ_Oの平均値を演算
する。

【０１０２】次にステップ１４４へ移行して、この日射
量ＳＴ及び外気温度Ｔ_Oに基づいて空調負荷Ｑを演算す
る。

【０１０３】また、ステップ１０６以降では、オーバー
シュート温度ΔＴ、オーバーシュート保持時間ｔ_K等を
決定するときにステップ１４０、１４２で求めた日射量
ＳＴ、外気温度Ｔ_Oを用いる。

【０１０４】このように時間経過に応じて変化する気象
条件を、時系列で計測したＮ１個の計測値から平均値を
求め、この平均値に基づいて、オーバーシュート温度Δ
Ｔ、オーバーシュート保持時間ｔ_K等を決定することに
より、急激に気象条件が変化したり、計測誤差が生じて
も、車室内の空調状態が急激に変化して、乗員が不快感
を感じてしまうのを確実に防止することができる。ま
た、気象条件の変化に応じて車室内の空調状態を緩やか
に変化させて、車室内を気象条件に応じた快適な空調状
態に維持することができる。

【０１０５】図９（Ａ）には、日射量ＳＴを例にした平
均値の演算を行うフローチャートを示している。ここ
で、このフローチャートを例に、オーバーシュート温度
ΔＴ、オーバーシュート保持時間ｔ_K等のオーバーシュ
ート量を決定するための気象条件の平均値の演算の一例
を説明する。

【０１０６】このフローチャートは、エアコン１０の運
転が開始されて実行されると、最初にステップ１６０で
初期設定を行う。なお、この初期設定は、エアコン１０
の運転が開始されて、最初にこのフローチャートが実行
されたときに、１回だけ実施され、この後は、このフロ
ーチャートを実行するときに、ステップ１５０を飛ばし
て、次のステップ１５２から実行される。

【０１０７】このステップ１５０では、日射量の和ＳＴ
_SUM及びカウンタＮをそれぞれリセットする（ＳＴ_SUM
＝０、Ｎ＝０）。

【０１０８】ステップ１５２では、計測回数のカウント
値Ｎをインクリメント（Ｎ＝Ｎ＋１）して、次にステッ
プ１５４では、日射量センサ６０によって検出した日射
量ｓｔを読み込んで記憶する。

【０１０９】また、ステップ１５６では、カウント値Ｎ
が予め設定した回数Ｎ１に達しているか否かを確認し、
カウント値Ｎが回数Ｎ１に達していないとき（ステップ
１５６で否定判定）には、ステップ１５８へ移行し、今
回まで計測して記憶しているＮ個の計測値から平均値
（平均日射量ＳＴ_MEAN）演算する。

【０１１０】

【数８】

【０１１１】すなわち、前回までの日射量の総和ＳＴ
_SUMに今回の日射量ＳＴ_(N)を加算する。この後、算出
した日射量ＳＴの総和を、カウント値Ｎで除算すること
により平均日射量ＳＴ_MEANを算出する。

【０１１２】一方、カウント値Ｎが、予め設定している
回数Ｎ１に達すると、ステップ１５６では、否定判定さ
れる。これによって、ステップ１５６からステップ１６
０へ移行する。

【０１１３】このステップ１６０では、メモリのデータ
変換を行う。このメモリのデータ変換は、図９（Ｂ）に
示されるように、既に記憶されているＮ１個の計測値の
うち、最も古い計測値を消去すると共に、残った計測値
を順にずらして、新たにＮ１番目に最新の計測値を記憶
させる。

【０１１４】この後、図９（Ａ）に示されるフローチャ
ートでは、ステップ１６２で、メモリに記憶している最
新のＮ１個の計測値から平均日射量ＳＴ_MEANを求める。
すなわち、（１１）式に示されるように_、時系列的に記
憶している最新のＮ１個の計測値を用いて平均日射量Ｓ
Ｔ_MEANを演算している。

【０１１５】

【数９】

【０１１６】このようにして、演算した平均日射量ＳＴ
_MEANを、図８に示されるフローチャートに日射量ＳＴと
して用いる。これによって、気象状態の変化に応じた適
切な計測値が得られる。なお、本実施の形態では、単純
平均として演算したが、加重平均等の種々の平均値を用
いることができる。

【０１１７】なお、本実施の形態では、外気温度Ｔ_O、
日射量ＳＴ等の気象条件に基づいて、オーバーシュート
温度ΔＴ、オーバーシュート保持時間ｔ_K及びオーバー
シュート解消時間ｔ_Cをそれぞれ設定したが、少なくと
もオーバーシュート温度ΔＴかオーバーシュート保持時
間ｔ_Kの一方を設定するだけでも良い。すなわち、オー
バーシュート保持時間ｔ_Kを一定にして、空調負荷Ｑに
基づいてオーバーシュート温度ΔＴを補正するようにし
ても良く、また、オーバーシュート温度ΔＴを一定にし
て、オーバーシュート保持時間ｔ_Kを空調負荷Ｑに応じ
て設定するようにしても良い。

【０１１８】また、以上説明した本実施の形態は、本発
明及び本発明を適用した車両用空調装置の一例を示すも
のであり、本発明の構成及び本発明を適用する車両用空
調装置の構成を限定するものではない。本発明は、設定
温度と気象条件を含む環境条件に基づいて目標吹出し温
度Ｔ_AOを演算して、車室内を設定温度Ｔ_SETに維持する
任意の構成の車両用空調装置に適用することができる。

【０１１９】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、空
調運転を開始時に、車室内の温度を設定温度に対してオ
ーバーシュートさせときの、オーバーシュート保持時間
あるいはオーバーシュート温度とオーバーシュート保持
時間を気象条件に基づいて設定する。これによって、空
調運転を開始したときは勿論、長時間経過しても車室内
を快適な空調状態に保つことができ、乗員に暖冷房のき
きすぎ感や、暖冷房の不足感を感じさせることがないと
言う優れた効果が得られる。また、気象条件に応じた適
切なオーバーシュート温度とオーバーシュート保持時間
で制御するため過剰なオーバーシュートが無くなり、省
動力にもなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成の概略を示すブロック図である。

【図２】本実施の形態に適用したエアコンを示す概略構
成図である。

【図３】（Ａ）は空調負荷に対するオーバーシュート温
度を示す線図、（Ｂ）は空調負荷に対するオーバーシュ
ート保持時間を示す線図、（Ｃ）は空調負荷に対するオ
ーバーシュート解消時間を示す線図である。

【図４】空調負荷に応じたオーバーシュートを行う一例
を示すフローチャートである。

【図５】（Ａ）は暖房時の空調を開始してからの経過時
間に対する設定温度の変化を示す線図、（Ｂ）は図５
（Ａ）に基づいてオーバーシュートさせたときの経過時
間に対する室内温度の変化の概略を示す線図である。

【図６】（Ａ）は冷房時の空調を開始してからの経過時
間に対する設定温度の変化を示す線図、（Ｂ）は図５
（Ａ）に基づいてオーバーシュートさせたときの経過時
間に対する室内温度の変化の概略を示す線図である。

【図７】（Ａ）乃至（Ｃ）は空調負荷に基づいたオーバ
ーシュートを制御を行うときの図３（Ａ）乃至図３
（Ｃ）と異な他の一例を示す線図であり、（Ａ）は空調
負荷に対するオーバーシュート温度を示し、（Ｂ）は空
調負荷に対するオーバーシュート保持時間を示し、
（Ｃ）は空調負荷に対するオーバーシュート解消時間を
示す。

【図８】その都度検出される気象条件に基づきながら空
調負荷に応じたオーバーシュートを行う一例を示すフロ
ーチャートである。

【図９】（Ａ）は、気象条件の平均値の算出の一例を示
すフローチャート、（Ｂ）は、図９（Ａ）のフローチャ
ートを実行するときのデータ変換を示す概略図である。

【符号の説明】

１０エアコン（車両用空調装置）５０エアコンＥＣＵ（設定温度補正手段、補正時間
設定手段、制御手段）５４操作パネル５８外気温センサ（環境条件検出手段）６０日射センサ（環境条件検出手段）６４タイマー回路（計測手段）８２環境条件検出手段（環境条件検出手段）８６空調負荷判定手段８８補正温度設定手段（設定温度補正手段）９０補正時間設定手段９２空調制御手段９４計測手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】環境条件及び設定温度を含む運転条件に
基づいて車室内へ吹出す空調風の温度を設定し、車室内
が前記設定温度となるように空調する車両用空調装置で
あって、気象条件を含む環境条件を検出する環境条件検出手段
と、車室内の空調を開始してからの経過時間を計測する計測
手段と、車室内の空調を開始してから空調能力を増大するよう設
定温度を補正する補正手段と、車室内の空調を開始したときに前記補正手段によって補
正された設定温度に保持するオーバーシュート保持時間
を、前記環境条件検出手段の検出結果から求めた空調負
荷に基づいて、空調負荷が小さい時より空調負荷が大き
いときに長くなるように設定する補正時間設定手段と、前記補正時間設定手段の設定結果に基づいた経過時間を
前記計測手段によって計測しながら空調能力が増大する
ように補正した設定温度に基づいて車室内の温度を制御
するオーバーシュート制御手段と、を含むことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】前記補正手段が、前記環境条件検出手段
の検出結果から求めた空調負荷に基づいて空調能力を増
大させるように前記設定温度を補正する設定温度補正手
段であるときに、前記オーバーシュート制御手段が、前
記補正時間設定手段の設定結果に基づいた経過時間を前
記計測手段によって計測しながら前記設定温度補正手段
によって補正された設定温度に基づいて車室内の温度を
制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調
装置。