JP3417035B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents
車両用空気調和装置Info
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- B60H1/00735—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models
- B60H1/00807—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models the input being a specific way of measuring or calculating an air or coolant temperature
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Description
空気温度、車室外の空気温度、日射量等から算出した目
標吹出温度に基づいて空調制御を行う車両用空気調和装
置に関するものである。
ため空気調和装置が汎用されており、その空気調和装置
は一般に内外気切替ダンパと、ブロワと、エバポレータ
と、エアミックスダンパと、ヒータコアと、吹出口切替
ダンパとを備え、温度設定スイッチにより希望温度を設
定し、車室内に配された車室内温度センサ、日射量セン
サ、車室外に配された車室外温度センサから検出信号を
マイクロコンピュータで演算して目標吹出温度を算出
し、エアミックスダンパの開度、ブロワの風量切替、内
外気切替および吹出口切替等の各制御を行うようになっ
ている。ここで、近年、製品コストを低下させる目的で
車室外温度センサを持たない車両用空気調和装置が開発
されている。
両用空気調和装置としては、例えば特公昭61−103
22号公報に記載された技術(以下従来の技術イと呼
ぶ)が知られている。この従来の技術イでは、車室内温
度を所定時間周期で検出し、その変化量から車室内に対
する外乱熱負荷の補正値を設定し、この補正値による外
乱熱負荷のデータを所定時間周期で順次補正し、補正さ
れた外乱熱負荷のデータを設定温度、車室内温度等のデ
ータと共に目標吹出温度の決定に用いることによって、
車室外温度に応じて変化する外乱熱負荷を加味した吹出
温度制御を行っている。
載された技術(以下従来の技術ロと呼ぶ)では、設定温
度と車室内温度との差信号の比例演算、積分演算により
冷風と温風の割合を変化させている。さらに、特開昭6
3−287619号公報に記載された技術(以下従来の
技術ハと呼ぶ)では、設定温度、車室内温度等から目標
吹出温度を決めて、その目標吹出温度に応じて吹出温度
を調整する空気調和装置において、目標吹出温度あるい
はそれによる調整量と設定温度と車室内温度とから車室
外温度を推定するようにしている。
記載された技術(以下従来の技術ニと呼ぶ)では、エン
ジンの運転を開始した時、あるいは空気調和装置の空調
制御を開始した時の車室内温度と日射量より車室外温度
を推定し、車室内温度、日射量、設定温度および推定外
気温から算出した目標吹出温度に基づいて吹出温度を制
御している。
イ、ロにおいては、車室内温度が設定温度になるように
車室内温度に基づいて吹出温度を比例、積分(PI制
御)するだけであるため、車室外温度に応じて決まる外
乱熱負荷に十分対応した吹出温度が得られず、これらの
制御によって安定したときの車室内温度が必ずしも快適
な温度になるとは限らないため、車室内温度が必ずしも
快適な温度に維持されるとは限らないという問題点があ
った。
度、車室内温度、エアミックスダンパの開度あるいは目
標吹出温度の一方に基づいて車室外温度を推定すること
が開示されているが、制御方法を従来と異なった方法に
変更しなければならず、手間がかかるという問題点があ
った。
ンの運転を開始した時、あるいは空気調和装置の空調制
御を開始した時にたまたま曇ってしまったり、その逆に
それまで曇っていたのが晴れてしまうと、車室内温度と
日射量より誤った車室外温度を推定することになる。ま
た、エンジンの運転を停止して空調制御を停止してから
10分間程度駐車した後に、再度空気調和装置の空調制
御を開始した場合には、未だ車室外温度近くまで車室内
温度が接近しておらず、この場合も誤った車室外温度を
推定することになる。この結果、従来の技術イ、ロと同
様に、最適な目標吹出温度が得られず、車室内の温度が
必ずしも快適な温度に維持されるとは限らないという問
題点があった。
御、あるいは内燃機関の運転を停止してから所定時間が
経過したら、最適な車室外の空気温度の推定をするよう
にして、車室内の温度を快適な温度に維持することが可
能な車両用空気調和装置の提供を目的とする。
0に示したように、車室内の空調制御を行う車両用空気
調和装置100において、車室内へ吹き出す空気の吹出
温度を調節する吹出温度調節手段101と、車室内の温
度を所望の温度に設定する温度設定手段102と、車室
内の空気温度を検出する内気温検出手段103と、前記
車両用空気調和装置100の空調制御を停止してから計
時を開始する計時手段104と、前記車両用空気調和装
置100の空調制御が開始され、且つ前記計時手段10
4で計時した時間が所定時間を経過した際に、車室内の
空調状態に影響を及ぼす物理量から車室外の空気温度を
推定する外気温推定手段105と、少なくとも前記温度
設定手段102で設定された設定温度、前記内気温検出
手段103で検出された車室内の空気温度、および前記
外気温推定手段105で推定された推定車室外温度から
車室内へ吹き出す空気の目標吹出温度を算出する演算手
段106と、この演算手段106で算出された目標吹出
温度に基づいて前記吹出温度調節手段101を制御する
空調制御手段107とを備えた技術手段を採用した。 こ
の請求項1の発明においては、車室外の空気温度の推定
はあくまで推定であって、車室外の空気温度を直接検出
するものを含まない。
に、車両に搭載された内燃機関210の運転中に車室内
の空調制御を行う車両用空気調和装置200において、
車室内へ吹き出す空気の吹出温度を調節する吹出温度調
節手段201と、車室内の温度を所望の温度に設定する
温度設定手段202と、車室内の空気温度を検出する内
気温検出手段203と、前記内燃機関210の運転を停
止してから計時を開始する計時手段204と、前記内燃
機関210の運転が開始され、且つ前記計時手段204
で計時した時間が所定時間を経過した際に、車室内の空
調状態に影響を及ぼす物理量から車室外の空気温度を推
定する外気温推定手段205と、少なくとも前記温度設
定手段202で設定された設定温度、前記内気温検出手
段203で検出された車室内の空気温度、および前記外
気温推定手段205で推定された推定車室外温度から車
室内へ吹き出す空気の目標吹出温度を算出する演算手段
206と、この演算手段206で算出された目標吹出温
度に基づいて前記吹出温度調節手段201を制御する空
調制御手段207とを備えた技術手段を採用した。 この
請求項2の発明においては、車室外の空気温度の推定は
あくまで推定であって、車室外の空気温度を直接検出す
るものを含まない。
空気を送るための送風路と、この送風路全体を塞ぐよう
にして配され、通過する空気を冷却する冷却手段と、こ
の冷却手段より下流側で前記送風路の一部を塞ぐように
して配され、通過する空気を加熱する加熱手段と、この
加熱手段を通過する空気量と前記加熱手段を迂回する空
気量とを調節する加熱量調節手段とにより構成しても良
い。
を、前記冷却手段を通過した後の空気温度とし、この空
気温度から車室外の空気温度を推定するようにしても良
い。また、前記外気温推定手段は、前記物理量を、前記
内燃機関を冷却するエンジン冷却水の冷却水温とし、こ
の冷却水温から車室外の空気温度を推定するようにして
も良い。さらに、前記外気温推定手段は、前記物理量
を、車室内の空気温度および車室内に差し込む日射量と
し、この空気温度および日射量から車室外の空気温度を
推定するようにしても良い。
の空調制御が開始された時に、前回の空調制御を停止し
てから所定時間が経過していない場合には、外気温推定
手段による車室外の空気温度の推定をキャンセルする。
また、車両用空気調和装置の空調制御が開始された時
に、前回の空調制御を停止してから所定時間が経過した
場合には、外気温推定手段により、車室内の空調状態の
影響を及ぼす物理量から車室外の空気温度の推定を行
う。
手段によって、少なくとも温度設定手段で設定された設
定温度、内気温検出手段で検出された車室内の空気温
度、および外気温推定手段で推定された推定車室外温度
から車室内へ吹き出す空気の目標吹出温度の算出を行
う。次に、空調制御手段によって、演算手段で算出され
た目標吹出温度に基づいて吹出温度調節手段の制御を行
うことにより、車室内へ吹き出す空気の吹出温度が設定
温度に応じた快適な温度となる。
が開始された時に、前回の内燃機関の運転を停止してか
ら所定時間が経過していない場合には、外気温推定手段
による車室外の空気温度の推定をキャンセルする。ま
た、内燃機関の運転が開始された時に、前回の内燃機関
の運転を停止してから所定時間が経過した場合には、外
気温推定手段により、車室内の空調状態の影響を及ぼす
物理量から車室外の空気温度の推定を行う。
手段によって、少なくとも温度設定手段で設定された設
定温度、内気温検出手段で検出された車室内の空気温
度、および外気温推定手段で推定された推定車室外温度
から車室内へ吹き出す空気の目標吹出温度の算出を行
う。次に、空調制御手段によって、演算手段で算出され
た目標吹出温度に基づいて吹出温度調節手段の制御を行
うことにより、車室内へ吹き出す空気の吹出温度が設定
温度に応じた快適な温度となる。
車用オートエアコンに適用した実施例に基づいて説明す
る。
の発明の第1実施例を示したもので、図1は自動車用オ
ートエアコンを示した図である。この実施例の自動車用
オートエアコン1は、自動車の車室2内の前方側に装備
したエアダクト3を有しており、空調制御用の電子制御
回路(以下ECUと呼ぶ)10により手動または自動に
よりコントロールされる。
下流側にかけて、内外気切替ダンパ4、ブロワ5、エバ
ポレータ6、エアミックスダンパ(以下A/Mダンパと
呼ぶ)7、ヒータコア8および吹出口切替ダンパ9が配
設されている。なお、これらのエアダクト3、内外気切
替ダンパ4、ブロワ5、エバポレータ6、A/Mダンパ
7、ヒータコア8および吹出口切替ダンパ9により本発
明の吹出温度調節手段が構成される。
て空気を送る送風路を形成するもので、上流端に外気導
入口11および内気導入口12を開口しており、下流端
に少なくともフェイス吹出口13およびフット吹出口1
4を開口している。なお、エアダクト3にフロント窓ガ
ラスの内面に空気流を吹き出すデフ吹出口を設けても良
い。
され、エアダクト3の上流側に回動自在に取り付けられ
ている。この内外気切替ダンパ4は、駆動手段としての
サーボモータ15により駆動されることによって、外気
導入口11を全開する外気導入モード、および内気導入
口12を全開する内気循環モード等のように内外気導入
モードを切り替える内外気切替手段として働く。
からエアダクト3内に車室外空気(以下外気と呼ぶ)を
導入する内外気導入モードである。内気循環モードは、
内気導入口12からエアダクト3内に車室内空気(以下
内気と呼ぶ)を導入する内外気導入モードである。ま
た、板ダンパの代わりにフィルムダンパを用いても良
く、サーボモータ15の代わりにステップモータ等の駆
動手段を用いても良い。
加電圧(=ブロワ電圧)が制御されるブロワモータ17
の回転速度に応じ、外気導入口11または内気導入口1
2からエアダクト3内へ導入した空気を、エバポレータ
6、ヒータコア8を通過させて車室2内へ送風する送風
手段を構成する。
媒蒸発器で、エアダクト3内の通路全体を塞ぐようにし
て配されている。このエバポレータ6は、冷凍サイクル
の作動に応じ、ブロワ5の作動により送られてきた空気
を冷却する冷却手段を構成する。
他に、いずれも図示しないコンプレッサ(冷媒圧縮
機)、コンデンサ(冷媒凝縮器)、気液分離器(レシー
バまたはアキュームレータ)、減圧手段(エキスパンシ
ョンバルブ等の膨張弁またはキャピラリチューブ等の固
定絞り)、これらを接続する冷媒配管等を備えている。
また、コンプレッサの電磁クラッチ(図示せず)をオン
することにより、自動車に搭載されたエンジンの回転力
が電磁クラッチを介してコンプレッサに伝達されること
によって冷凍サイクルが起動し、電磁クラッチをオフす
ることにより冷凍サイクルが停止する。
れ、駆動手段としてのサーボモータ18により駆動され
て、その開度に応じて、ヒータコア8を通過する空気量
とヒータコア8を迂回する空気量とを調節する加熱量調
節手段を構成する。なお、板ダンパの代わりにフィルム
ダンパを用いても良く、サーボモータ18の代わりにス
テップモータ等の駆動手段を用いても良い。
部を塞ぐようにして配され、A/Mダンパ7の開度に応
じた量の空気のみが通過し、エンジンのウォータジャケ
ットで加熱されたエンジン冷却水が循環する。このヒー
タコア8は、エンジンのウォータジャケットからのエン
ジン冷却水の冷却水温に応じ、通過する空気を加熱する
加熱手段を構成する。
され、エアダクト3の下流側に回動自在に取り付けられ
ている。この吹出口切替ダンパ9は、駆動手段としての
サーボモータ19により駆動されることによって、フェ
イス吹出口13を全開するフェイスモード、フェイス吹
出口13とフット吹出口14を共に開いて頭寒足熱の心
地良い暖房を行うバイレベルモード、フット吹出口14
を全開するフットモード等のように吹出口モードを切り
替える吹出口切替手段として働く。
13から乗員の頭胸部へ向けて主に冷風を吹き出す吹出
口モードである。バイレベルモードは、フェイス吹出口
13から乗員の頭胸部へ向けて主に冷風を吹き出し、且
つフット吹出口14から乗員の足元へ向けて主に温風を
吹き出す吹出口モードである。フットモードは、フット
吹出口14から乗員の足元へ向けて主に温風を吹き出す
吹出口モードである。また、板ダンパの代わりにフィル
ムダンパを用いても良く、サーボモータ19の代わりに
ステップモータ等の駆動手段を用いても良い。
調制御回路22等から構成されている。オフタイマー2
1は、本発明の計時手段であって、イグニッションスイ
ッチ41がオフ、すなわち、エンジンの運転がオフ(自
動車用オートエアコン1の空調制御が停止)されてから
所定時間(例えば3時間)が経過するまで、あるいは次
回のイグニッションスイッチ41をオンする(エンジン
始動時)まで時間を計時する。なお、オフタイマー21
は、計時が終了するとクリアされる。
CPU24、ROM25、RAM26および出力部27
等とにより構成される所謂マイクロコンピュータであ
る。A/D変換器23には、運転スイッチ30、温度設
定器31、内気温センサ32、エバ後温度センサ33、
冷却水温センサ34、日射量センサ35、A/Mダンパ
開度センサ36等から各入力信号が与えられ、各入力信
号はA/D変換された後にCPU24に伝送される。
コン1の起動および停止を指令する運転指令手段であ
る。温度設定器31は、本発明の温度設定手段であっ
て、車室2の前方側のインストルメントパネル(図示せ
ず)に取り付けられ、車室2内の温度を所望の温度に設
定するものである。内気温センサ32は、車室2内の空
気温度(以下内気温と呼ぶ)を検出可能な場所に取り付
けられ、内気温を検出する内気温検出手段である。
のエバポレータ6の直後に取り付けられ、エアダクト3
内のエバポレータ6を通過した直後の空気温度をエバポ
レータ出口温度(以下エバ後温度と呼ぶ)として検出す
る冷却度合検出手段である。冷却水温センサ34は、物
理量検出手段であって、ヒータコア7の出口に取り付け
られ、ヒータコア7の出口のエンジン冷却水の冷却水温
を検出する冷却水温検出手段である。これらの内気温セ
ンサ32、エバ後温度センサ33および冷却水温センサ
34には、例えば検出した温度に応じて電気抵抗値が変
化するサーミスタ等の感温素子が用いられている。
電気抵抗値が変化するフォトダイオードが用いられ、車
室2の前方側のインストルメントパネル上のような車室
2内で日射を受ける場所に取り付けられ、車室2内へ差
し込む日射量を検出する本発明の日射量検出手段であ
る。A/Mダンパ開度センサ36は、例えば開度に応じ
て電気抵抗値が変化するポテンショメータが用いられ、
A/Mダンパ7のヒータコア8に対するA/Mダンパ開
度を検出する開度検出手段である。
演算手段、空調制御手段であって、イグニッションスイ
ッチ41がオンのとき、バッテリ42から電力供給され
て動作可能な状態になり、ROM25に記憶された制御
プログラムに基づいて演算処理を行う演算処理手段とし
て働く。すなわち、自動車用オートエアコン1の運転ス
イッチ30が操作されると、A/D変換器23を介して
与えられる各種の信号を演算処理する。
1がオンのとき、バッテリ42から電力供給されて動作
可能な状態になり、各種の制御特性を示すデータや制御
プログラムを記憶保持することができる記憶手段(メモ
リ)で、イグニッションスイッチ41がオフされて電力
供給が停止しても記憶が消滅しない。
供給されて作動可能な状態に維持されている。このRA
M26は、各種の入力信号等の入力データや後述する前
回の推定外気温等の処理データを読み込んだり、書き込
んだりすることができる記憶手段(メモリ)で、処理の
途中で現れる一時的な処理データの保持に使用される。
なお、推定外気温を記憶保持する記憶手段として、RA
M26の代わりにEEPROM等の記憶手段を利用して
も良い。
ち、CPU24におけるA/Mダンパ7の目標開度θ0
の算出について説明する。CPU24は、車室外の空気
温度(以下外気温と呼ぶ)を、冷却水温センサ34で検
出したエンジン始動初期の冷却水温を用いて推定車室外
温度(以下推定外気温と呼ぶ)STamを以下の数1の式
を用いて算出し、RAM26に記憶する(外気温推定機
能)。
温信号で、α、βは実験によって求まる定数である。な
お、この推定外気温の演算はエンジンの始動直後でオフ
タイマー21のカウントが所定値以上の時のみ行われ
る。逆に、その他の場合はRAM26に記憶された前回
の推定外気温を用いて以下の演算を行う。なお、前回の
推定外気温の代わりに、夏期、冬期、中間期(春、秋)
を判定する季節判定手段やこれらを設定する季節設定手
段を持つ装置においては、季節判定手段または季節設定
手段にて得られた季節に応じた外気温(例えば最近5年
間の平均気温)を利用しても良い。また、乗員が外気温
を推定した値を入力する入力手段を持つ装置において
は、その推定した値を前回の推定外気温の代わりに利用
しても良い。
与えられる各種の入力信号および推定外気温STamに基
づいて、設定温度に応じた目標吹出温度TAOを以下の数
2の式を用いて算出し、RAM26に記憶する(目標吹
出温度演算機能)。
Tam−Ks・Ts+C
信号、Trは内気温センサ32の内気温信号、STamは
推定外気温、Tsは日射量センサ35の日射量信号、K
setは温度設定ゲイン、Krは内気温ゲイン、Kamは外
気温ゲイン、Ksは日射量ゲイン、Cは補正定数であ
る。
標開度θ0 を次の数3の式を用いて算出し、RAM26
に記憶する(目標開度演算機能)。
100(%)
後温度信号、Twは冷却水温センサ34の冷却水温信号
である。そして、A/Mダンパ7は、実際の開度が目標
開度θ0 になるようにサーボモータ18によって制御さ
れる。これにより、車室2内へ吹き出す空気の吹出温度
が設定温度および推定外気温等の入力信号に基づいて制
御される。なお、左右に独立したダクトを持つものにお
いては、日射量等の環境条件に基づいて左右のダクトか
らの吹出温度を調整手段により各々変更しても良い。
いて図2に基づいて説明する。ここで、図2は目標吹出
温度TAOに基づいてブロワ電圧を制御するブロワ制御特
性を示したグラフであり、夏期(推定外気温が高温)に
は目標吹出温度TAOは低側の値となり、冬期(推定外気
温が低温)には目標吹出温度TAOは高側の値となる。
ッションスイッチ41をオンしてから例えば冷却水温セ
ンサ34で検出される冷却水温が設定温度(例えば75
℃)以上に上昇した後に、ROM25に予め記憶された
図2に示したブロワ制御特性に基づいて決定される(ブ
ロワ電圧決定機能)。なお、ブロワ制御特性に基づくブ
ロワ制御ではブロワ電圧はLo〜HiまたはEx−Hi
までリニアに制御するようにしている。
圧となるようにブロワ駆動回路16を介してCPU24
によって自動制御される。なお、CPU24は、オート
エアコン中に、風量固定スイッチ(図示せず)が手動操
作された場合には、風量固定スイッチで設定されたブロ
ワ電圧が優先されるため、そのブロワ電圧に固定するよ
うにブロワ駆動回路16に指令を出す。また、ブロワ制
御特性は、フェイスモード、バイレベルモード、フット
モード等により異なる特性を持つようにしても良い。
ド制御について図3に基づいて説明する。ここで、図3
は目標吹出温度TAOに基づいて内気循環モードと外気導
入モードとを選択する内外気導入モード制御特性を示し
たグラフである。内外気切替ダンパ4の制御状態は、R
OM25に予め記憶された図3に示した内外気導入モー
ド制御特性により決定される(内外気モード決定機
能)。そして、内外気切替ダンパ4は、決定された内気
循環モードまたは外気導入モードとなるようにサーボモ
ータ15によって制御される。
御について図4に基づいて説明する。ここで、図4は目
標吹出温度TAOに基づいてフェイスモードとバイレベル
モードとフットモードとを選択する吹出口モード制御特
性を示したグラフである。吹出口切替ダンパ9の制御状
態は、ROM25に予め記憶された図4に示した吹出口
モード制御特性により決定される(吹出口モード決定機
能)。そして、吹出口切替ダンパ9は、決定されたフェ
イスモード、バイレベルモードまたはフットモードとな
るようにサーボモータ19によって制御される。
自動車用オートエアコン1の作動を図1ないし図7に基
づいて簡単に説明する。ここで、図5は空調制御回路2
2の基本的な制御プログラムの一例を示したフローチャ
ートである。
理を行う(ステップS1)。次に、温度設定器31の設
定温度信号Tset を読み込む(設定温度入力機能:ステ
ップS2)。続いて、内気温センサ32の内気温信号T
r、エバ後温度センサ33のエバ後温度信号Te、冷却
水温センサ34の冷却水温信号Tw、日射量センサ35
の日射量信号Ts、A/Mダンパ開度センサ36のA/
Mダンパ開度信号Tp等から、外気温を除く車室2内の
空調状態に影響を及ぼす各物理量をRAM26に読み込
む(各物理量入力機能:ステップS3)。
決定する外気温推定制御を行い(外気温推定機能:ステ
ップS4)、ROM25に記憶されている前述の数2の
式にしたがって目標吹出温度TAOを算出し、RAM26
に記憶する(目標吹出温度演算機能:ステップS5)。
次に、ROM25に記憶されているブロワ制御特性(図
2参照)に基づいてブロワ電圧を決定し、RAM26に
記憶する(ブロワ電圧決定機能:ステップS6)。続い
て、ROM25に記憶されている前述の数3の式にした
がって、A/Mダンパ7の目標開度θ0 を算出し、RA
M26に記憶する(目標開度演算機能:ステップS
7)。
導入モード制御特性(図3参照)に基づいて内外気導入
モードを決定し、RAM26に記憶する(内外気導入モ
ード決定機能:ステップS8)。続いて、ROM25に
記憶されている吹出口モード制御特性(図4参照)に基
づいて吹出口モードを決定し、RAM26に記憶する
(吹出口モード決定機能:ステップS9)。
た各空調モードの制御信号を各サーボモータ15、1
8、19、ブロワ駆動回路16および電磁クラッチ等に
出力部27を介して出力して、内外気切替ダンパ4、ブ
ロワ5、A/Mダンパ7、吹出口切替ダンパ9およびコ
ンプッレッサ等をその制御信号に基づいて動作させる
(吹出温度制御機能を含む空調制御機能:ステップS1
0)。
定された設定温度に応じた最適な目標吹出温度TAOに基
づいて、A/Mダンパ7によって温度調節された快適な
温度、快適な風量の空気が最適な吹出口より送り込まれ
る。そして、CPU24は、各種の演算処理により決定
した各種の制御信号を出力部27を介して各サーボモー
タ15、18、19、ブロワ駆動回路16および電磁ク
ラッチ等へ与えて車室2内の温度制御を行う。
から制御周期τ(例えば2秒間〜20秒間)が経過して
いるか否かを判断する(ステップS11)。このステッ
プS11の判断結果がNoの場合にはステップS11の
判断を行い、その判断結果がYesの場合には、ステッ
プS2の処理へ戻り、上述の演算処理が繰り返される。
以上の演算処理を繰り返し実行することにより自動車用
オートエアコン1が空調制御回路22に自動コントロー
ルされる。
定制御を図6および図7を用いて詳細に説明する。ここ
で、図6は外気温推定制御プログラムを示したフローチ
ャートである。この図6のフローチャートは図5のステ
ップS3の処理が終了したときにスタートする。
イッチ41をオンしてエンジンが始動してから第1回目
の判断である)時か否かを判断する(ステップS2
1)。このステップS21の判断結果がNoの場合に
は、すなわち、エンジンの始動時でない場合には、RA
M26に記憶保持された前回の推定外気温STamを読み
込む(キャンセル機能:ステップS22)。その後に、
ステップS4の処理を抜ける。
の場合には、短時間の駐車の後にエンジンを再始動した
か否かを判断する。すなわち、前回エンジンの運転がオ
フされてから所定時間TOFF が経過しているか否かを判
断する(ステップS23)。このステップS23の判断
結果がNoの場合には、すなわち、所定時間TOFF 内の
エンジンの再始動であると判断した場合には、オフタイ
マー21をクリアする(ステップS24)。その後に、
ステップS22の処理を行う。
の場合には、すなわち、エンジンをオフしてから長時間
経過しており、エンジンをオフしてから所定時間TOFF
内のエンジンの再始動ではないと判断した場合には、R
OM25に記憶されている前述の数1の式に、冷却水温
センサ34の冷却水温信号Twを代入することによっ
て、推定外気温STamを算出し、RAM26に記憶保持
する(外気温推定機能:ステップS25)。そして、オ
フタイマー21をクリアする(ステップS26)。その
後に、ステップS4の処理を抜ける。
水温、実際の外気温、推定外気温の挙動を示したタイム
チャートである。ここで、図7中において実線Aは冷却
水温の挙動を表し、破線Bは時刻t3 以降もエンジンO
FFを継続した場合の冷却水温の挙動を表す。また、実
線Cは実際の外気温の挙動を表し、一点鎖線Dは空調制
御回路22における外気温推定制御にて推定された推定
外気温を表す。
エンジンがOFF(運転停止)されていた状態からイグ
ニッションスイッチ41をオンすることによりエンジン
をON(運転)するまでは、エンジン冷却水の冷却水温
と実際の外気温とは略一致しており、相関関係にある。
うに、エンジンがONしている状態からイグニッション
スイッチ41をオフすることによりエンジンをOFFす
るまでは、エンジンの運転による排熱量の増加にしたが
ってエンジン冷却水の冷却水温が上昇することによりエ
ンジン冷却水の冷却水温と実際の外気温とは挙動が異な
る。このため、エンジン始動時から長時間経過している
場合には、冷却水温から外気温を推定することは不可能
である。
機が終了した後のエンジン冷却水は、冷却水回路に取り
付けられたラジエータ(ヒータコア8に並列接続された
熱交換器)により略一定の値となるように冷却されるた
め、冷却水温が例えば75℃〜85℃で安定する。
うに、例えば10分程度の短時間の駐車によりエンジン
をOFFしてから短時間でエンジンを再始動した(所謂
チョコ停)場合には、エンジン冷却水の冷却水温が未だ
外気温に相当する温度まで低下しない。このようなとき
に、冷却水温を用いて外気温を推定した場合には、誤っ
た推定外気温により最適な目標吹出温度が得られないこ
とになる。このため、A/Mダンパ7の目標開度θ0 、
ブロワ電圧、内外気導入モードおよび吹出口モード等の
空調制御が快適なものとはならない。
ャートに示したように、たとえエンジン始動時であって
も、エンジンをOFFしてから短時間でエンジンを再始
動した場合には、すなわち、所定時間TOFF (例えば3
時間)が経過していない場合には、前述のチョコ停の影
響をキャンセルするように、ROM25に記憶保持して
おいた前回の推定外気温を用いて目標吹出温度の演算を
行うようにしている。このため、実際の外気温とほとん
ど変わらない推定外気温を用いることにより、最適な目
標吹出温度が得られるため、最適な空調制御が行われる
ので、車室2内の温度が設定温度に応じた快適な温度に
維持される。
刻t3 以降もエンジンのオフを継続している場合には、
破線Bに示したように、エンジン冷却水の冷却水温は所
定時間TOFF (例えば3時間)かけて実際の外気温まで
低下する。このため、この実施例では、エンジン始動時
にオフタイマー21で計時した時間が所定時間TOFFを
越えている場合(例えばエンジンをオフ、つまり空調制
御をオフしてから一晩経過している場合)には、現在の
冷却水温を用いて前述の数1の式にしたがって推定外気
温を推定するようにしている。このため、実際の外気温
まで低下している冷却水温を用いて外気温を推定するこ
とにより、最適な目標吹出温度が得られるため、最適な
空調制御が行われるので、車室2内の温度が設定温度に
応じた快適な温度に維持される。
外の空気温度(外気温)を直接検出することなく、車室
内の空調状態に影響を及ぼす物理量を検出する物理量検
出手段の検出値から外気温を推定している。すなわち、
この実施例の自動車用オートエアコン1は、外乱熱負荷
の少ない冷却水温センサ34の冷却水温信号Twを用い
て外気温を推定している。また、エンジン始動時にたま
たま曇ってしまったり、それまで曇っていたのが晴れて
しまっても、誤った外気温を推定する恐れはない。さら
に、例えば10分程度の短時間の駐車によりエンジンを
再始動してエンジン冷却水の冷却水温が安定していない
場合でも、誤った外気温を推定する恐れはない。
吹出温度を演算することができるため、外気温センサを
設けなくてもA/Mダンパ7の目標開度θ0 (吹出温度
制御)、ブロワ電圧、内外気導入モードおよび吹出口モ
ード等の空調制御が最適なものとなる。この結果、これ
らの空調制御、とくに吹出温度制御によって安定した時
の車室2内の温度を設定温度や実際の外気温に対応した
温度に維持することができる。
例を示したもので、外気温推定制御プログラムの他の例
を示したフローチャートである。この図8のフローチャ
ートは図5のステップS3の処理が終了したときにスタ
ートする。
(ステップS31)。このステップS31の判断結果が
Noの場合には、RAM26に記憶保持された前回の推
定外気温STamを読み込む(ステップS32)。その後
に、ステップS4の処理を抜ける。また、ステップS3
1の判断結果がYesの場合には、短時間の駐車の後に
エンジンを再始動したか否かを判断する。すなわち、前
回エンジンの運転がオフされてから所定時間TOFF (例
えば1時間)が経過しているか否かを判断する(ステッ
プS33)。このステップS33の判断結果がNoの場
合には、オフタイマー21をクリアする(ステップS3
4)。その後に、ステップS32の処理を行う。
の場合には、すなわち、所定時間TOFF 内のエンジンの
再始動ではないと判断した場合には、ROM25に記憶
されている以下の数4の式に、物理量検出手段としての
エバ後温度センサ33の初期エバ後温度信号Teを代入
することによって、推定外気温STamを算出し、RAM
26に記憶保持する(ステップS35)。そして、オフ
タイマー21をクリアする(ステップS36)。その後
に、ステップS4の処理を抜ける。
エバ後温度信号で、A、Bは実験によって求まる定数で
ある。この実施例のように、外乱熱負荷の少ないエバ後
温度センサ33の初期エバ後温度信号Teを用いて外気
温を推定しても、第1実施例と同様な効果が得られる。
例を示したもので、外気温推定制御プログラムの他の例
を示したフローチャートである。この図9のフローチャ
ートは図5のステップS3の処理が終了したときにスタ
ートする。
(ステップS41)。このステップS41の判断結果が
Noの場合には、すなわち、エンジンの始動時でない場
合には、RAM26に記憶保持された前回の推定外気温
STamを読み込む(ステップS42)。その後に、ステ
ップS4の処理を抜ける。
の場合には、短時間の駐車の後にエンジンを再始動した
か否かを判断する。すなわち、前回エンジンの運転がオ
フされてから所定時間TOFF (例えば1時間)が経過し
ているか否かを判断する(ステップS43)。このステ
ップS43の判断結果がNoの場合には、オフタイマー
21をクリアする(ステップS44)。その後に、ステ
ップS42の処理を行う。
の場合には、ROM25に記憶されている下記の数5の
式に、物理量検出手段としての内気温センサ32の内気
温信号Trおよび日射量センサ35の日射量信号Tsを
代入することによって、推定外気温STamを算出し、R
AM26に記憶保持する(ステップS45)。そして、
オフタイマー21をクリアする(ステップS46)。そ
の後に、ステップS4の処理を抜ける。
号で、Tsは日射量センサ35の日射量信号で、C、
D、Eは実験によって求まる定数である。この実施例の
ように、内気温センサ32の内気温信号Trおよび日射
量センサ35の日射量信号Tsを用いて外気温を推定し
ても、第1実施例と同様な効果が得られる。
ンジンを搭載した自動車用空気調和装置に適用したが、
本発明を、走行用モータを搭載した電気自動車用空気調
和装置に適用しても良い。
を及ぼす物理量を検出する物理量検出手段として、冷却
水温センサ34(第1実施例)、エバ後温度センサ33
(第2実施例)、内気温センサ32と日射量センサ35
(第3実施例)を利用したが、次のものを利用しても良
い。物理量検出手段として、エバポレータ6のフィン温
度を検出するエバフィン温度センサ、エバポレータ6の
上流側の空気温度を検出する吸込温度センサ、冷凍サイ
クルの冷媒圧力を検出する冷媒圧力センサ等を利用して
も良い。なお、冷媒圧力センサとしては、差動変圧器式
圧力センサ、可変リラクタンス式圧力センサ、歪ゲージ
式圧力センサ、半導体圧力センサ、静電容量型圧力セン
サ、接触圧センサ等を用いても良い。
後温度センサ33、冷却水温センサ34にサーミスタを
用いたが、熱電対、白金測温抵抗体、IC形温度セン
サ、キューリー点変化形温度センサ、液晶温度計、NQ
R温度センサまたは熱雑音温度センサ等の接触形温度セ
ンサを用いても良い。また、放射温度計または赤外カメ
ラ等の非接触形温度センサを用いても良い。なお、内気
温センサ32を除く物理量検出手段の検出値や、車両用
空気調和装置の始動時の外気温推定手段で推定した外気
温推定値に基づいて内気温を推定する内気温推定手段を
設けても良い。これにより内気温センサ32を廃止でき
る。この他に、エバ後温度推定手段、冷却水温推定手段
または日射量推定手段のいずれかを設けて、エバ後温度
センサ33、冷却水温センサ34または日射量センサ3
5のいずれかを廃止しても良い。
フォトダイオードを利用したが、日射量センサ35とし
てCdSセル等の光導電素子、フォトトランジスタ、2
段以上フォトダイオードを重ねた半導体素子あるいはサ
ーミスタ等を用いても良い。
アダクト3、内外気切替ダンパ4、ブロワ5、エバポレ
ータ6、A/Mダンパ7、ヒータコア8および吹出口切
替ダンパ9にて構成したが、エバポレータ6、A/Mダ
ンパ7およびヒータコア8にて構成しても良い。また、
吹出温度調節手段を、A/Mダンパ7およびヒータコア
8にて構成しても良く、さらにA/Mダンパ7のみで構
成しても良い。なお、ヒータコア8に流入するエンジン
冷却水(温水)の流量を温水バルブにより開度調節し
て、車室2内へ吹き出す空気の吹出温度を調節するよう
にしても良い。
クルのエバポレータ6を用いたが、冷却手段としてペル
チェ素子等の冷却部品を用いても良い。また、冷却手段
の冷却能力がオン、オフだけでなく、幅広く変化するも
のを利用した場合は、冷却手段のみで車室2内へ吹き出
す空気の吹出温度を調節するようにしても良い。
ア8を用いたが、加熱手段として電気ヒータやコンデン
サ等の加熱部品を用いても良い。また、加熱手段の加熱
能力がオン、オフだけでなく、幅広く変化するものを利
用した場合は、加熱手段のみで車室2内へ吹き出す空気
の吹出温度を調節するようにしても良い。
する所定時間TOFF を予め決められた値に設定したが、
所定時間TOFF の値を冷却水温、エバ後温度、内気温ま
たは日射量に基づいて変更するようにしても良い。ま
た、所定時間TOFF の値を手動により変更可能な操作手
段を設けても良い。なお、オフタイマー21を自動車用
オートエアコン1の空調制御をオフしてから計時を行う
計時手段に代えても良い。
用空気調和装置の空調制御を停止してから所定時間が経
過したら、最適な車室外の空気温度の推定をする。した
がって、最適な推定外気温により目標吹出温度を演算す
ることができるため、外気温センサを設けなくても車両
用空気調和装置の吹出温度制御を含む空調制御が最適な
ものとなる。この結果、吹出温度制御によって安定した
時の車室内の温度が設定温度や実際の外気温に対応した
温度に維持することができる。
エアコンの全体構成を示した構成図である。
ラフである。
したグラフである。
グラフである。
を示したフローチャートである。
プログラムを示したフローチャートである。
実際の外気温のタイムチャートである。
プログラムを示したフローチャートである。
プログラムを示したフローチャートである。
構成を示したブロック図である。
構成を示したブロック図である。
段) 8 ヒータコア(加熱手段、吹出温度調節手段) 9 吹出口切替ダンパ(吹出温度調節手段) 21 オフタイマー(計時手段) 24 CPU(外気温推定手段、演算手段、空調制御手
段) 31 温度設定器(温度設定手段) 32 内気温センサ(内気温検出手段) 33 エバ後温度センサ 34 冷却水温センサ 35 日射量センサ
Claims (6)
- 【請求項1】車室内の空調制御を行う車両用空気調和装
置において、 (a)車室内へ吹き出す空気の吹出温度を調節する吹出
温度調節手段と、 (b)車室内の温度を所望の温度に設定する温度設定手
段と、 (c)車室内の空気温度を検出する内気温検出手段と、 (d)前記車両用空気調和装置の空調制御を停止してか
ら計時を開始する計時手段と、 (e)前記車両用空気調和装置の空調制御が開始され、
且つ前記計時手段で計時した時間が所定時間を経過した
際に、車室内の空調状態に影響を及ぼす物理量から車室
外の空気温度を推定する外気温推定手段と、 (f)少なくとも前記温度設定手段で設定された設定温
度、前記内気温検出手段で検出された車室内の空気温
度、および前記外気温推定手段で推定された推定車室外
温度から車室内へ吹き出す空気の目標吹出温度を算出す
る演算手段と、 (g)この演算手段で算出された目標吹出温度に基づい
て前記吹出温度調節手段を制御する空調制御手段とを備
えた車両用空気調和装置。 - 【請求項2】車両に搭載された内燃機関の運転中に車室
内の空調制御を行う車両用空気調和装置において、 (a)車室内へ吹き出す空気の吹出温度を調節する吹出
温度調節手段と、 (b)車室内の温度を所望の温度に設定する温度設定手
段と、 (c)車室内の空気温度を検出する内気温検出手段と、 (d)前記内燃機関の運転を停止してから計時を開始す
る計時手段と、 (e)前記内燃機関の運転が開始され、且つ前記計時手
段で計時した時間が所定時間を経過した際に、車室内の
空調状態に影響を及ぼす物理量から車室外の空気温度を
推定する外気温推定手段と、 (f)少なくとも前記温度設定手段で設定された設定温
度、前記内気温検出手段で検出された車室内の空気温
度、および前記外気温推定手段で推定された推定車室外
温度から車室内へ吹き出す空気の目標吹出温度を算出す
る演算手段と、 (g)この演算手段で算出された目標吹出温度に基づい
て前記吹出温度調節手段を制御する空調制御手段とを備
えた車両用空気調和装置。 - 【請求項3】請求項1または請求項2に記載の車両用空
気調和装置において、 前記吹出温度調節手段は、車室内へ空気を送るための送
風路と、この送風路全体を塞ぐようにして配され、通過
する空気を冷却する冷却手段と、この冷却手段より下流
側で前記送風路の一部を塞ぐようにして配され、通過す
る空気を加熱する加熱手段と、この加熱手段を通過する
空気量と前記加熱手段を迂回する空気量とを調節する加
熱量調節手段とを備えたことを特徴とする車両用空気調
和装置。 - 【請求項4】請求項3に記載の車両用空気調和装置にお
いて、 前記外気温推定手段は、前記物理量を、前記冷却手段を
通過した後の空気温度とし、この空気温度から車室外の
空気温度を推定することを特徴とする車両用空気調和装
置。 - 【請求項5】請求項2または請求項3に記載の車両用空
気調和装置において、 前記外気温推定手段は、前記物理量を、前記内燃機関を
冷却するエンジン冷却水の冷却水温とし、この冷却水温
から車室外の空気温度を推定することを特徴とする車両
用空気調和装置。 - 【請求項6】請求項1ないし請求項3のいずれかに記載
の車両用空気調和装置において、 前記外気温推定手段は、前記物理量を、車室内の空気温
度および車室内に差し込む日射量とし、この空気温度お
よび日射量から車室外の空気温度を推定することを特徴
とする車両用空気調和装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02860694A JP3417035B2 (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 車両用空気調和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02860694A JP3417035B2 (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 車両用空気調和装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07232539A JPH07232539A (ja) | 1995-09-05 |
JP3417035B2 true JP3417035B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=12253242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02860694A Expired - Lifetime JP3417035B2 (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 車両用空気調和装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3417035B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102213228A (zh) * | 2011-06-01 | 2011-10-12 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种汽车空调风扇控制系统及其控制方法 |
JP2012172614A (ja) * | 2011-02-22 | 2012-09-10 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の制御装置 |
Families Citing this family (6)
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FR2912688B1 (fr) * | 2007-02-16 | 2009-08-28 | Renault Soc Par Actions Simpli | Procede de regulation du confort thermique pour un vehicule a arret et depart du moteur |
JP2010126136A (ja) * | 2008-12-01 | 2010-06-10 | Denso Corp | 車両用空調装置 |
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JP6922718B2 (ja) * | 2017-12-19 | 2021-08-18 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電装置の冷却システム |
JP2022052822A (ja) | 2020-09-24 | 2022-04-05 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用空調装置 |
-
1994
- 1994-02-25 JP JP02860694A patent/JP3417035B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JP2012172614A (ja) * | 2011-02-22 | 2012-09-10 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の制御装置 |
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JPH07232539A (ja) | 1995-09-05 |
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