JP3580981B2 - 車両用エアコンの吹き出し温度制御方法および装置 - Google Patents
車両用エアコンの吹き出し温度制御方法および装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車室内上部側からエアを吹き出す上部吹き出し口および車室内下部側からエアを吹き出す下部吹き出し口を有する車両用エアコンの吹き出し温度制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、車室内のエアコンディショニングを行うために、種々の方式が採用されている。例えば、エバポレータを通って除湿された冷気を全てヒータコアに通して加熱し、各吹き出し口から車室内に温調および／または湿調されたエアを吹き出すリヒート方式や、エバポレータを通った冷気をエアミックスダンパによってヒータコアを通る空気と前記ヒータコアを迂回する空気とに分けた後、該ヒータコアの下流側で温風と冷風とをミックスして各吹き出し口から車室内に吹き出すエアミックス方式等が広く用いられている。
【０００３】
ところで、車両用エアコンの車室内エア吹き出し口モードは、「ＤＥＦ（デフ）モード」、「ＦＯＯＴ／ＤＥＦ（フットデフ）モード」、「ＦＯＯＴ（フット）モード」、「Ｂ／Ｌ（バイレベル）モード」および「ＶＥＮＴ（ベント）モード｛またはＦＡＣＥ（フェイス）モード｝」を有している。
【０００４】
この種の車両用エアコンでは、乗員の足元部の暖房感を維持しながら頭部の火照り感がないような室内暖房を行うために、例えば、「ＦＯＯＴ／ＤＥＦモード」時や「Ｂ／Ｌモード」時に、フェイス吹き出し口とフット吹き出し口とから吹き出されるエアの上下吹き出し温度に所定の温度差を付与するエアミックス制御が行われている。
【０００５】
ところが、ダクト内に冷媒を凝縮させて放熱し、車室内を暖房するためのコンデンサを配するヒートポンプ式冷凍サイクルを備えたヒートポンプエアコンでは、フェイス吹き出し口の吹き出し温度と、フット吹き出し口の吹き出し温度とに温度差を付与することができない。このため、ヒートポンプエアコンにおいて、リヒート式温度コントロールとエアミックス式温度コントロールとを組み合わせることが考えられ、例えば、特開平８−６７１３４号公報に開示されている車両用空気調和装置が知られている。
【０００６】
この従来技術では、ヒートポンプエアコンに使用される電動式コンプレッサの動力の多大な増加や消費電力の多大な増加を防止することを目的としている。この目的を達成するために、従来技術は、コンプレッサの制御によるリヒート式温度コントロールとエアミックスダンパの制御によるエアミックス式温度コントロールとを共用し、フェイス吹き出し口およびフット吹き出し口から吹き出されるエアの吹き出し温度を制御する吹き出し温度制御手段を備えるとともに、この吹き出し温度制御手段は、前記コンプレッサの消費電力が基準電力以下のときにのみ前記エアミックス式温度コントロールを行うようにしている。さらに、吹き出し温度制御手段は、演算された目標吹き出し温度が基準温度、例えば、７０℃以下のときにのみエアミックス式温度コントロールを行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、目標吹き出し温度が基準吹き出し温度よりも高いときには、エアミックス式温度コントロールが行われないため、特にフェイス吹き出し口から高温のエアが吹き出されるおそれがある。
【０００８】
しかも、この従来技術では、上下の吹き出し温度に温度差を付与するためにエアミックス式温度コントロールを行うものであり、吹き出し口モードが「ＶＥＮＴモード」であれば、通常のリヒート式温度コントロールが行われる。従って、暖房運転時に、「ＨＥＡＴモード」から「ＶＥＮＴモード」に切り換わった際、相当に高温のエアが乗員の顔に吹き付けられて、この乗員に不快感を与えるという問題が指摘されている。特に、エアの吹き出し温度を急激に下げたい場合に、フェイス吹き出し口から乗員の顔に高温のエアが吹き付けられてしまうおそれがある。
【０００９】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、車室内で上部吹き出し口から所定温度以上の温風が吹き出すことを有効に阻止し、高温のエアの吹き付けにより乗員に不快感を与えることを確実に回避することが可能な車両用エアコンの吹き出し温度制御方法および装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明に係る車両用エアコンの吹き出し温度制御方法および装置では、内気温度および外気温度を含む環境条件と所望設定温度とから算出された目標吹き出し温度に基づいて運転モードが選択され、この運転モードでの推定吹き出し温度が基準設定温度以上になり、且つ、前記運転モードが暖房運転または該暖房運転から変わった送風運転であって、吹き出し口モードがベントモードまたはバイレベルモードである場合に、冷風と温風とのエアミックス制御が行われて上部吹き出し口（フェイス吹き出し口）から吹き出されるエアの温度調整が遂行される。
【００１１】
このため、上部吹き出し口から吹き出されるエアの温度が高温になることがなく、乗員の顔に高温エアが吹き付けられることを阻止することが可能になる。特に、「ＶＥＮＴモード」または「Ｂ／Ｌモード」において、暖房運転時の吹き出し温度を急激に下げる場合、フェイス吹き出し口から吹き出されるエアの温度を一挙に低下させることができ、高温エアが吹き付けられることによる乗員の不快感を有効かつ確実に回避することが可能になる。
【００１２】
さらに、本発明では、コンプレッサを介して循環される冷却媒体によりダクト本体内を流れる空気が冷却される一方、このダクト本体内を流れる空気を加熱するための加熱媒体が、前記コンプレッサの下流直後で高温、高圧となっている前記冷却媒体との間で熱交換されることにより加熱される。これにより、内燃機関を使用しない、例えば、電気自動車用エアコンとしても有効に適用することが可能になる。その際、加熱媒介である温水を加熱するための燃焼ヒータを備えることにより、吹き出しエアの温度制御を迅速かつ正確に遂行することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る吹き出し温度制御装置１０が適用される電気自動車用オートエアコン１２の概略構成説明図である。
【００１４】
吹き出し温度制御装置１０は、車室内に温調および湿調されたエアを吹き出すダクト本体１４と、このダクト本体１４内を流れる空気と冷却媒体との間で熱交換させることにより前記空気を冷却する冷却媒体回路１６と、前記ダクト本体１４内を流れる空気と温水（加熱媒体）との間で熱交換させることにより前記空気を加熱する加熱媒体回路１８と、前記ダクト本体１４内に配設されて冷風と温風とのエアミックス制御を行うエアミックス手段２０と、前記エアミックス手段２０を含む各機器の作動状態を制御するオートエアコンＥＣＵ２２とを備える。
【００１５】
ダクト本体１４は、車室内の前方側にインスツルメントパネル（図示せず）を介して配設されており、このダクト本体１４の上流側には、車室内の空気を導入する内気導入口２４と車室外の空気を導入する外気導入口２６とが、切り換えダンパ２８を介して開閉自在に設けられる。
【００１６】
ダクト本体１４内には、切り換えダンパ２８側に近接してブロア３０が配設され、このブロア３０の下流側に冷却媒体回路１６を構成するエバポレータ（第１室内熱交換器）３２が配設される。エバポレータ３２の下流側には、加熱媒体回路１８を構成するヒータコア（第２室内熱交換器）３４が配設されるとともに、このヒータコア３４の入口側にエアミックス手段２０が装着される。エアミックス手段２０はエアミックスダンパ３６を備え、このエアミックスダンパ３６が、エアミックスモータ３８を介して開度０％の位置から開度１００％の位置の範囲内で任意の角度に回動自在である。
【００１７】
ダクト本体１４の下流側には、電気自動車のフロントウインドシールドの内面に向かってエアを吹き出すデフ吹き出し口４０と、乗員の頭部側に向かってエアを吹き出すフェイス吹き出し口（上部吹き出し口）４２と、乗員の足元部に向かってエアを吹き出すフット吹き出し口（下部吹き出し口）４４とが設けられる。デフ吹き出し口４０、フェイス吹き出し口４２およびフット吹き出し口４４には、それぞれデフダンパ４６、フェイスダンパ４８およびフットダンパ５０が回動自在に取り付けられている。
【００１８】
吹き出し口モードは、デフ吹き出し口４０の開閉を行う「ＤＥＦモード」、フット吹き出し口４４の開閉を行う「ＦＯＯＴモード」、前記デフ吹き出し口４０および前記フット吹き出し口４４の開閉を行う「ＦＯＯＴ／ＤＥＦモード」、フェイス吹き出し口４２の開閉を行う「ＶＥＮＴモード（またはＦＡＣＥモード）」、並びに前記フェイス吹き出し口４２および前記フット吹き出し口４４の開閉を行う「Ｂ／Ｌモード」とを有している。
【００１９】
エバポレータ３２は、内部に流入した冷却媒体とダクト本体１４内にブロア３０を介して送られてくる空気との間で熱交換させることにより、この冷却媒体を蒸発気化させるとともに、前記空気を冷却する機能を有する。このエバポレータ３２を含む冷却媒体回路１６は、コンプレッサ５２を備え、このコンプレッサ５２の吸入口側と前記エバポレータ３２の導出口側とを繋ぐ冷媒管路５４ａには、アキュムレータ５６が介装される。コンプレッサ５２は、吸入口より内部に吸入した冷却媒体（ガス冷媒）を圧縮して高温、高圧の冷却媒体として吐出口側から冷媒管路５４ｂ側に吐出する。アキュムレータ５６は、冷却媒体を液冷媒とガス冷媒とに分離してガス冷媒のみをコンプレッサ５２に供給する機能を有する。
【００２０】
冷媒管路５４ｂは、その先端側で冷媒管路５４ｃ、５４ｄに分岐するとともに、この冷媒管路５４ｃが冷媒管路５４ｅ、５４ｆに分岐する。冷媒管路５４ｃには、第１電磁弁５８が設けられ、冷媒管路５４ｆには、第２電磁弁６０が設けられるとともに、この冷媒管路５４ｆが冷媒管路５４ａに連結される。冷媒管路５４ｅには、室外熱交換器６２が配設され、この室外熱交換器６２は、暖房運転時に低温、低圧の気液二相状態の冷却媒体と室外ファン６４により吹き付けられる外気とを熱交換させて冷却媒体を蒸発気化させる一方、冷房運転時に高温、高圧のガス冷媒と室外ファン６４により吹き付けられる外気とを熱交換させてガス冷媒を凝縮液化させる機能を有する。
【００２１】
冷媒管路５４ｄには、第３電磁弁６６と暖房用の第１キャピラリチューブ６８とが並列されており、この冷媒管路５４ｄと冷媒管路５４ｅとは冷媒管路５４ｇとして一体化され、エバポレータ３２の導入側に連結される。この冷媒管路５４ｇには、冷房用の第２キャピラリチューブ７０が設けられている。
【００２２】
加熱媒体回路１８は、ヒータコア３４に温水を循環供給するための温水循環路７２を備え、この温水循環路７２にウォータポンプ７４および燃焼ヒータ７６が配設される。温水循環路７２の一部には、所定の長さにわたって冷却媒体回路１６の冷媒管路５４ｄを囲繞して二重管構造を有する外管部７８が設けられ、前記冷媒管路５４ｄおよび前記外管部７８により媒体熱交換器８０が構成される。この媒体熱交換器８０は、コンプレッサ５２から吐出されて高温、高圧となった冷却媒体が冷媒管路５４ｂを流れる際、温水循環路７２の外管部７８を通る加熱媒体としての温水と前記冷却媒体との間で熱交換させることにより前記温水を加熱する機能を有する。
【００２３】
オートエアコンＥＣＵ２２には、車両側ＥＣＵ８２、コンプレッサインバータ８４、燃焼ヒータＥＣＵ８６、電熱ＤＥＦ８８、環境条件検出手段９０および作動状態検出手段９２が接続される。車両側ＥＣＵ８２およびコンプレッサインバータ８４は、バッテリ９４から電力を供給されるとともに、このコンプレッサインバータ８４がコンプレッサ５２に接続される。
【００２４】
環境条件検出手段９０は、外気温度（ＴＡＭ）を検出する外気温センサ９６と、内気温度（ＴＲ ）を検出する内気温センサ９８と、日射量（ＴＳ ）（ｋｃａｌ／ｍ２ ｍｉｎ）を検出する日射量センサ１００とを備える。作動状態検出手段９２は、ヒータコア３４を流れる温水の温度を検出する水温センサ１０２と、エバポレータ３２の導出側のエア温度を検出する温度センサ１０４と、コンプレッサ５２から吐出された冷却媒体の吐出圧力を検出する圧力センサ１０６と、バッテリ９４からの電流を検出する電流センサ１０８と、室外熱交換器６２近傍の冷却媒体温度を検出する温度センサ１１０とを備える。
【００２５】
オートエアコンＥＣＵ２２は、入力された内気温度（ＴＲ ）および外気温度（ＴＡＭ）を含む環境条件と所望設定温度（ＴＳＥＴ ）とに基づいて目標吹き出し温度（ＴＡＯ）を算出する演算手段としての機能と、この目標吹き出し温度（ＴＡＯ）に基づいて冷房運転、送風運転および暖房運転を含む運転モードを選択する運転モード選択手段としての機能と、前記選択された運転モードでの推定吹き出し温度（ＳＤ）を算出するとともに、この推定吹き出し温度（ＳＤ）が基準設定温度以上になった際にのみ、エアミックス手段２０による冷風と温風とのエアミックス制御を行う温度制御手段としての機能とを有する。
【００２６】
このように構成される吹き出し温度制御装置１０を備えたオートエアコン１２の動作について、以下に説明する。
【００２７】
先ず、運転モードが冷房運転、暖房運転、除湿運転および送風運転の場合におけるそれぞれの冷却媒体回路１６の経路が、表１に示されている。
【００２８】
【表１】
【００２９】
すなわち、冷房運転では、表１および図２に示すように、第１電磁弁５８が開放される一方、第２および第３電磁弁６０、６６が閉塞される。このため、コンプレッサ５２から吐出される冷却媒体は、冷媒管路５４ｂ、５４ｃ、第１電磁弁５８、室外熱交換器６２、冷媒管路５４ｇを通って第２キャピラリチューブ７０に至り、エバポレータ３２の内部を通って冷媒管路５４ａからアキュムレータ５６を介して前記コンプレッサ５２に至る経路で循環する。
【００３０】
従って、コンプレッサ５２から吐出された高温、高圧のガス冷媒は、室外熱交換器６２で放熱されて液化し、この液冷媒が第２キャピラリチューブ７０の内部を流れることにより減圧されて気液二相状態の冷媒となる。この冷媒は、エバポレータ３２の内部で蒸発することによって、このエバポレータ３２を通過する空気を冷却する。
【００３１】
一方、暖房運転では、表１および図３に示すように、第１および第３電磁弁５８、６６が閉塞されるとともに、第２電磁弁６０が開放される。このため、コンプレッサ５２から吐出される冷却媒体は、冷媒管路５４ｂ、５４ｄから第１キャピラリチューブ６８を通って減圧され、気液二相状態で室外熱交換器６２を通って放熱されて気化した後、第２電磁弁６０、冷媒管路５４ｆ、５４ａを通ってアキュムレータ５６から前記コンプレッサ５２に循環される。
【００３２】
その際、加熱媒体回路１８では、媒体熱交換器８０を構成する外管部７８に温水が供給されている。従って、外管部７８の内方に冷媒管路５４ｄを介して高温、高圧の冷却媒体が流れることにより、この外管部７８内の温水が加熱される。そして、必要に応じて燃焼ヒータ７６が付勢されて所定温度に加熱された温水は、ウォータポンプ７４の作用下にヒータコア３４の内部に導入され、このヒータコア３４を通過する空気を所定の温度に加熱する。
【００３３】
また、除湿運転では、表１および図４に示すように、第１および第２電磁弁５８、６０が閉塞される一方、第３電磁弁６６が開放される。これにより、コンプレッサ５２から吐出される冷却媒体は、冷媒管路５４ｂ、５４ｄ、第３電磁弁６６、冷媒管路５４ｇを介して第２キャピラリチューブ７０に送られる。この第２キャピラリチューブ７０内で減圧されて気液二相状態となった冷媒は、エバポレータ３２に送られ、このエバポレータ３２を通過する空気を除湿した後に冷媒管路５４ａからアキュムレータ５６を介してコンプレッサ５２に循環される。
【００３４】
なお、送風運転では、第１〜第３電磁弁５８、６０および６６が閉塞されるとともに、ウォータポンプ７４が「ＯＦＦ」される。この状態は、図１に示されている。
【００３５】
次いで、本発明に係る車両用エアコンの吹き出し温度制御方法について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３６】
先ず、オートエアコンＥＣＵ２２は、環境条件検出手段９０を構成する外気温センサ９６、内気温センサ９８および日射量センサ１００からの信号と、作動状態検出手段９２を構成する水温センサ１０２、温度センサ１０４、圧力センサ１０６、電流センサ１０８および温度センサ１１０からの信号とを読み込むとともに、乗員の手動操作等により所望設定温度（ＴＳＥＴ ）の読み込みを行う（ステップＳＴ１）。
【００３７】
次に、ステップＳＴ２に進み、オートエアコンＥＣＵ２２により読み込まれた所望設定温度（ＴＳＥＴ ）と、環境条件検出手段９０を構成する外気温センサ９６、内気温センサ９８および日射量センサ１００により検出された内気温度（ＴＲ ）、外気温度（ＴＡＭ）および日射量（ＴＳ ）とに基づいて、下記の（１）式から車室内に吹き出される目標吹き出し温度（ＴＡＯ）が算出される。
【００３８】
【数１】
【００３９】
ここで、ＫＳＥＴ 、ＫＲ 、ＫＡＭおよびＫＳ は、係数（ゲイン）を示し、Ｃは、定数を示している。
【００４０】
上記（１）式から算出された目標吹き出し温度（ＴＡＯ）と、内気導入口２４または外気導入口２６から吸い込まれる空気の吸い込み温度計算値（ＴＩＮ）との差に基づいて、運転モードが選択される（ステップＳＴ３）。吸い込み温度計算値（ＴＩＮ）は、下記の（２）式から求められる。なお、（２）式中、αは、図６に示すように、内外気の割合から設定される。
【００４１】
【数２】
【００４２】
運転モードは、図７に示すように、ＴＡＯ−ＴＩＮの値によって冷房モード、送風モードおよび暖房モードから選択される。なお、初期にヒステリシス内であるときは、図７中、「○」の送風モードが選択される。これにより、ステップＳＴ４からステップＳＴ６に選択的に進む。
【００４３】
ステップＳＴ３で暖房運転が選択されると（ステップＳＴ６）、図８に示す暖房運転のサブルーチンに進む。すなわち、暖房運転が選択されると（ステップＳＴ１１）、ステップＳＴ１２に進んでヒータコア３４の目標水温（ＴＷＯ）が算出される。この目標水温（ＴＷＯ）は、下記の（３）式から算出される。ここで、φは、温度効率を示しており、図９に示すようにブロア３０の風量から設定される。
【００４４】
【数３】
【００４５】
さらに、ステップＳＴ１３に進み、（４）式から推定吹き出し温度（ＳＤ）が算出される。
【００４６】
【数４】
【００４７】
なお、φは、（３）式と同様に、図９から設定されており、推定吹き出し温度（ＳＤ）は、水温センサ１０２により検出されたヒータコア３４を流れる温水の実際の水温（ＴＷ ）、および温度センサ１０４を介して検出されたエバポレータ３２の導出側の実際のエア温度（ＴＥ ）に基づいて算出される。
【００４８】
そこで、ステップＳＴ１４に進み、吹き出し制御モードが選定される。この吹き出し制御モードの選定は、図１０に示すように、推定吹き出し温度（ＳＤ）が基準設定温度以上、例えば、３０℃以上であれば、エアミックス制御を「要」とするものである。
【００４９】
推定吹き出し温度（ＳＤ）が３０℃未満であれば、ステップＳＴ１５に進んでリヒート方式による暖房運転が行われる。すなわち、エアミックス手段２０を構成するエアミックスダンパ３６が、図１中、開度１００％の位置（実線参照）に配置された状態で、目標水温（ＴＷＯ）に基づいてコンプレッサ５２の回転速度が演算される（ステップＳＴ１６）。次に、コンプレッサインバータ８４からコンプレッサ５２に出力され（ステップＳＴ１７）、リヒート方式による暖房運転が遂行される。
【００５０】
一方、推定吹き出し温度（ＳＤ）が３０℃以上であると、ステップＳＴ１８に進み、吹き出し口モードが「ＶＥＮＴモード」または「Ｂ／Ｌモード」であるか否かが判断される。そして、吹き出し口モードが、フェイス吹き出し口４２からの吹き出しを含まない場合（ステップＳＴ１８中、ＮＯ）、ステップＳＴ１５に進んでリヒート方式による暖房運転が行われる。
【００５１】
吹き出し口モードが、「ＶＥＮＴモード」または「Ｂ／Ｌモード」であれば（ステップＳＴ１８中、ＹＥＳ）、ステップＳＴ１９に進んでエアミックス制御が行われる。具体的には、コンプレッサインバータ８４を介してコンプレッサ５２が「ＯＦＦ」とされた後（ステップＳＴ２０）、ステップＳＴ２１に進んで必要熱交換率（ＨＥＸ）が、（５）式から算出される。
【００５２】
【数５】
【００５３】
次いで、算出された必要熱交換率（ＨＥＸ）に基づいて、図１１に示すエアミックスマップからエアミックスダンパ開度が求められる（ステップＳＴ２２）。この算出されたエアミックスバンダ開度に基づいて、エアミックスモータ３８が駆動され、エアミックスダンパ３６が所定の開度位置に配置される（ステップＳＴ２３）。これにより、エバポレータ３２を通過したエアは、ヒータコア３４を通って加熱される風量とこのヒータコア３４を迂回する風量とが調整され、これらが混合された後に少なくともフェイス吹き出し口４２から車室内に吹き出される。
【００５４】
この場合、本実施形態では、例えば、図１２中、実線に示すように、目標吹き出し温度（ＴＡＯ）が２８℃に変更されるとともに、「ＨＥＡＴモード」から「ＶＥＮＴモード」に切り換わると、エアミックスダンパ開度が変更される。このため、フェイス吹き出し口４２から吹き出されるエアの吹き出し温度が、即座に目標吹き出し温度（ＴＡＯ）側に調整され、この吹き出し温度の追随性が極めてよい。
【００５５】
一方、エアミックスダンパ開度の制御が行われない場合には、図１２中、破線に示すように、吹き出し温度が徐々に変化しており、フェイス吹き出し口４２から乗員の顔に向かって高温のエアが吹き付けられることになる。
【００５６】
従って、本実施形態では、所望設定温度変更時の目標吹き出し温度（ＴＡＯ）の変化に対し、吹き出し温度の追随性が著しくよく、フェイス吹き出し口４２から高温のエアが乗員の顔に向かって吹き出すことがなく、極めて快適な空調制御が遂行可能になるという効果が得られる。
【００５７】
特に、本実施形態では、エバポレータ３２を通った実際のエア温度（ＴＥ ）およびヒータコア３４の実際の水温（ＴＷ ）に基づいて算出された推定吹き出し温度（ＳＤ）が基準設定温度以上（例えば、３０℃以上）になる際には、常にエアミックス手段２０を駆動して冷風と温風とのエアミックス制御が行われる。これにより、実際にフェイス吹き出し口４２から吹き出されるエアの温度を所定の温度以下に迅速かつ確実に調整することができ、急激な設定温度の変更等にも有効に追随して乗員の顔に向かって高温のエアが吹き付けられることを阻止することが可能になる。 なお、本実施形態では、暖房運転におけるエアミックス制御について説明したが、暖房運転から送風運転に切り換わったときにも、同様にエアミックス制御が行われる。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る車両用エアコンの吹き出し温度制御方法および装置では、目標吹き出し温度に基づいて選択された運転モード、例えば、暖房モードでの推定吹き出し温度が算出され、この推定吹き出し温度が基準設定温度以上である際にのみ、冷風と温風とのエアミックス制御を行って上部吹き出し口から吹き出されるエアの温度調整が行われる。このため、乗員の顔に向かって吹き出されるエアを、常に、所定温度以下に維持することができ、乗員に対し高温エアの吹き出しによる不快感を与えることを確実に解消することができる。これにより、急激な設定温度の変化にも迅速に追随し、快適な空調制御が有効に遂行可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用エアコンの吹き出し温度制御装置を組み込むオートエアコンの概略構成説明図である。
【図２】前記オートエアコンにおける冷風モードの説明図である。
【図３】前記オートエアコンにおける暖房モードの説明図である。
【図４】前記オートエアコンにおける除湿モードの説明図である。
【図５】本発明に係る吹き出し温度制御方法を説明するフローチャートである。
【図６】吸い込み温度計算値を演算する際の内外気の割合とαとの関係図である。
【図７】運転モードを設定する際のマップである。
【図８】図５に示す暖房運転のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図９】目標水温を演算する際のマップである。
【図１０】エアミックス制御の要否のマップである。
【図１１】エアミックスダンパ開度のマップである。
【図１２】エアミックスダンパ開度の制御の有無による吹き出し温度の説明図である。
【符号の説明】
１０…吹き出し温度制御装置 １２…オートエアコン
１４…ダクト本体 １６…冷却媒体回路
１８…加熱媒体回路 ２０…エアミックス手段
２２…オートエアコンＥＣＵ ３０…ブロア
３２…エバポレータ ３４…ヒータコア
３６…エアミックスダンパ ４０…デフ吹き出し口
４２…フェイス吹き出し口 ４４…フット吹き出し口
５２…コンプレッサ ５４ａ〜５４ｇ…冷媒管路
７２…温水循環路 ８０…媒体熱交換器
９０…環境条件検出手段 ９２…作動状態検出手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、車室内上部側からエアを吹き出す上部吹き出し口および車室内下部側からエアを吹き出す下部吹き出し口を有する車両用エアコンの吹き出し温度制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、車室内のエアコンディショニングを行うために、種々の方式が採用されている。例えば、エバポレータを通って除湿された冷気を全てヒータコアに通して加熱し、各吹き出し口から車室内に温調および／または湿調されたエアを吹き出すリヒート方式や、エバポレータを通った冷気をエアミックスダンパによってヒータコアを通る空気と前記ヒータコアを迂回する空気とに分けた後、該ヒータコアの下流側で温風と冷風とをミックスして各吹き出し口から車室内に吹き出すエアミックス方式等が広く用いられている。
【０００３】
ところで、車両用エアコンの車室内エア吹き出し口モードは、「ＤＥＦ（デフ）モード」、「ＦＯＯＴ／ＤＥＦ（フットデフ）モード」、「ＦＯＯＴ（フット）モード」、「Ｂ／Ｌ（バイレベル）モード」および「ＶＥＮＴ（ベント）モード｛またはＦＡＣＥ（フェイス）モード｝」を有している。
【０００４】
この種の車両用エアコンでは、乗員の足元部の暖房感を維持しながら頭部の火照り感がないような室内暖房を行うために、例えば、「ＦＯＯＴ／ＤＥＦモード」時や「Ｂ／Ｌモード」時に、フェイス吹き出し口とフット吹き出し口とから吹き出されるエアの上下吹き出し温度に所定の温度差を付与するエアミックス制御が行われている。
【０００５】
ところが、ダクト内に冷媒を凝縮させて放熱し、車室内を暖房するためのコンデンサを配するヒートポンプ式冷凍サイクルを備えたヒートポンプエアコンでは、フェイス吹き出し口の吹き出し温度と、フット吹き出し口の吹き出し温度とに温度差を付与することができない。このため、ヒートポンプエアコンにおいて、リヒート式温度コントロールとエアミックス式温度コントロールとを組み合わせることが考えられ、例えば、特開平８−６７１３４号公報に開示されている車両用空気調和装置が知られている。
【０００６】
この従来技術では、ヒートポンプエアコンに使用される電動式コンプレッサの動力の多大な増加や消費電力の多大な増加を防止することを目的としている。この目的を達成するために、従来技術は、コンプレッサの制御によるリヒート式温度コントロールとエアミックスダンパの制御によるエアミックス式温度コントロールとを共用し、フェイス吹き出し口およびフット吹き出し口から吹き出されるエアの吹き出し温度を制御する吹き出し温度制御手段を備えるとともに、この吹き出し温度制御手段は、前記コンプレッサの消費電力が基準電力以下のときにのみ前記エアミックス式温度コントロールを行うようにしている。さらに、吹き出し温度制御手段は、演算された目標吹き出し温度が基準温度、例えば、７０℃以下のときにのみエアミックス式温度コントロールを行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、目標吹き出し温度が基準吹き出し温度よりも高いときには、エアミックス式温度コントロールが行われないため、特にフェイス吹き出し口から高温のエアが吹き出されるおそれがある。
【０００８】
しかも、この従来技術では、上下の吹き出し温度に温度差を付与するためにエアミックス式温度コントロールを行うものであり、吹き出し口モードが「ＶＥＮＴモード」であれば、通常のリヒート式温度コントロールが行われる。従って、暖房運転時に、「ＨＥＡＴモード」から「ＶＥＮＴモード」に切り換わった際、相当に高温のエアが乗員の顔に吹き付けられて、この乗員に不快感を与えるという問題が指摘されている。特に、エアの吹き出し温度を急激に下げたい場合に、フェイス吹き出し口から乗員の顔に高温のエアが吹き付けられてしまうおそれがある。
【０００９】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、車室内で上部吹き出し口から所定温度以上の温風が吹き出すことを有効に阻止し、高温のエアの吹き付けにより乗員に不快感を与えることを確実に回避することが可能な車両用エアコンの吹き出し温度制御方法および装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明に係る車両用エアコンの吹き出し温度制御方法および装置では、内気温度および外気温度を含む環境条件と所望設定温度とから算出された目標吹き出し温度に基づいて運転モードが選択され、この運転モードでの推定吹き出し温度が基準設定温度以上になり、且つ、前記運転モードが暖房運転または該暖房運転から変わった送風運転であって、吹き出し口モードがベントモードまたはバイレベルモードである場合に、冷風と温風とのエアミックス制御が行われて上部吹き出し口（フェイス吹き出し口）から吹き出されるエアの温度調整が遂行される。
【００１１】
このため、上部吹き出し口から吹き出されるエアの温度が高温になることがなく、乗員の顔に高温エアが吹き付けられることを阻止することが可能になる。特に、「ＶＥＮＴモード」または「Ｂ／Ｌモード」において、暖房運転時の吹き出し温度を急激に下げる場合、フェイス吹き出し口から吹き出されるエアの温度を一挙に低下させることができ、高温エアが吹き付けられることによる乗員の不快感を有効かつ確実に回避することが可能になる。
【００１２】
さらに、本発明では、コンプレッサを介して循環される冷却媒体によりダクト本体内を流れる空気が冷却される一方、このダクト本体内を流れる空気を加熱するための加熱媒体が、前記コンプレッサの下流直後で高温、高圧となっている前記冷却媒体との間で熱交換されることにより加熱される。これにより、内燃機関を使用しない、例えば、電気自動車用エアコンとしても有効に適用することが可能になる。その際、加熱媒介である温水を加熱するための燃焼ヒータを備えることにより、吹き出しエアの温度制御を迅速かつ正確に遂行することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る吹き出し温度制御装置１０が適用される電気自動車用オートエアコン１２の概略構成説明図である。
【００１４】
吹き出し温度制御装置１０は、車室内に温調および湿調されたエアを吹き出すダクト本体１４と、このダクト本体１４内を流れる空気と冷却媒体との間で熱交換させることにより前記空気を冷却する冷却媒体回路１６と、前記ダクト本体１４内を流れる空気と温水（加熱媒体）との間で熱交換させることにより前記空気を加熱する加熱媒体回路１８と、前記ダクト本体１４内に配設されて冷風と温風とのエアミックス制御を行うエアミックス手段２０と、前記エアミックス手段２０を含む各機器の作動状態を制御するオートエアコンＥＣＵ２２とを備える。
【００１５】
ダクト本体１４は、車室内の前方側にインスツルメントパネル（図示せず）を介して配設されており、このダクト本体１４の上流側には、車室内の空気を導入する内気導入口２４と車室外の空気を導入する外気導入口２６とが、切り換えダンパ２８を介して開閉自在に設けられる。
【００１６】
ダクト本体１４内には、切り換えダンパ２８側に近接してブロア３０が配設され、このブロア３０の下流側に冷却媒体回路１６を構成するエバポレータ（第１室内熱交換器）３２が配設される。エバポレータ３２の下流側には、加熱媒体回路１８を構成するヒータコア（第２室内熱交換器）３４が配設されるとともに、このヒータコア３４の入口側にエアミックス手段２０が装着される。エアミックス手段２０はエアミックスダンパ３６を備え、このエアミックスダンパ３６が、エアミックスモータ３８を介して開度０％の位置から開度１００％の位置の範囲内で任意の角度に回動自在である。
【００１７】
ダクト本体１４の下流側には、電気自動車のフロントウインドシールドの内面に向かってエアを吹き出すデフ吹き出し口４０と、乗員の頭部側に向かってエアを吹き出すフェイス吹き出し口（上部吹き出し口）４２と、乗員の足元部に向かってエアを吹き出すフット吹き出し口（下部吹き出し口）４４とが設けられる。デフ吹き出し口４０、フェイス吹き出し口４２およびフット吹き出し口４４には、それぞれデフダンパ４６、フェイスダンパ４８およびフットダンパ５０が回動自在に取り付けられている。
【００１８】
吹き出し口モードは、デフ吹き出し口４０の開閉を行う「ＤＥＦモード」、フット吹き出し口４４の開閉を行う「ＦＯＯＴモード」、前記デフ吹き出し口４０および前記フット吹き出し口４４の開閉を行う「ＦＯＯＴ／ＤＥＦモード」、フェイス吹き出し口４２の開閉を行う「ＶＥＮＴモード（またはＦＡＣＥモード）」、並びに前記フェイス吹き出し口４２および前記フット吹き出し口４４の開閉を行う「Ｂ／Ｌモード」とを有している。
【００１９】
エバポレータ３２は、内部に流入した冷却媒体とダクト本体１４内にブロア３０を介して送られてくる空気との間で熱交換させることにより、この冷却媒体を蒸発気化させるとともに、前記空気を冷却する機能を有する。このエバポレータ３２を含む冷却媒体回路１６は、コンプレッサ５２を備え、このコンプレッサ５２の吸入口側と前記エバポレータ３２の導出口側とを繋ぐ冷媒管路５４ａには、アキュムレータ５６が介装される。コンプレッサ５２は、吸入口より内部に吸入した冷却媒体（ガス冷媒）を圧縮して高温、高圧の冷却媒体として吐出口側から冷媒管路５４ｂ側に吐出する。アキュムレータ５６は、冷却媒体を液冷媒とガス冷媒とに分離してガス冷媒のみをコンプレッサ５２に供給する機能を有する。
【００２０】
冷媒管路５４ｂは、その先端側で冷媒管路５４ｃ、５４ｄに分岐するとともに、この冷媒管路５４ｃが冷媒管路５４ｅ、５４ｆに分岐する。冷媒管路５４ｃには、第１電磁弁５８が設けられ、冷媒管路５４ｆには、第２電磁弁６０が設けられるとともに、この冷媒管路５４ｆが冷媒管路５４ａに連結される。冷媒管路５４ｅには、室外熱交換器６２が配設され、この室外熱交換器６２は、暖房運転時に低温、低圧の気液二相状態の冷却媒体と室外ファン６４により吹き付けられる外気とを熱交換させて冷却媒体を蒸発気化させる一方、冷房運転時に高温、高圧のガス冷媒と室外ファン６４により吹き付けられる外気とを熱交換させてガス冷媒を凝縮液化させる機能を有する。
【００２１】
冷媒管路５４ｄには、第３電磁弁６６と暖房用の第１キャピラリチューブ６８とが並列されており、この冷媒管路５４ｄと冷媒管路５４ｅとは冷媒管路５４ｇとして一体化され、エバポレータ３２の導入側に連結される。この冷媒管路５４ｇには、冷房用の第２キャピラリチューブ７０が設けられている。
【００２２】
加熱媒体回路１８は、ヒータコア３４に温水を循環供給するための温水循環路７２を備え、この温水循環路７２にウォータポンプ７４および燃焼ヒータ７６が配設される。温水循環路７２の一部には、所定の長さにわたって冷却媒体回路１６の冷媒管路５４ｄを囲繞して二重管構造を有する外管部７８が設けられ、前記冷媒管路５４ｄおよび前記外管部７８により媒体熱交換器８０が構成される。この媒体熱交換器８０は、コンプレッサ５２から吐出されて高温、高圧となった冷却媒体が冷媒管路５４ｂを流れる際、温水循環路７２の外管部７８を通る加熱媒体としての温水と前記冷却媒体との間で熱交換させることにより前記温水を加熱する機能を有する。
【００２３】
オートエアコンＥＣＵ２２には、車両側ＥＣＵ８２、コンプレッサインバータ８４、燃焼ヒータＥＣＵ８６、電熱ＤＥＦ８８、環境条件検出手段９０および作動状態検出手段９２が接続される。車両側ＥＣＵ８２およびコンプレッサインバータ８４は、バッテリ９４から電力を供給されるとともに、このコンプレッサインバータ８４がコンプレッサ５２に接続される。
【００２４】
環境条件検出手段９０は、外気温度（ＴＡＭ）を検出する外気温センサ９６と、内気温度（ＴＲ ）を検出する内気温センサ９８と、日射量（ＴＳ ）（ｋｃａｌ／ｍ２ ｍｉｎ）を検出する日射量センサ１００とを備える。作動状態検出手段９２は、ヒータコア３４を流れる温水の温度を検出する水温センサ１０２と、エバポレータ３２の導出側のエア温度を検出する温度センサ１０４と、コンプレッサ５２から吐出された冷却媒体の吐出圧力を検出する圧力センサ１０６と、バッテリ９４からの電流を検出する電流センサ１０８と、室外熱交換器６２近傍の冷却媒体温度を検出する温度センサ１１０とを備える。
【００２５】
オートエアコンＥＣＵ２２は、入力された内気温度（ＴＲ ）および外気温度（ＴＡＭ）を含む環境条件と所望設定温度（ＴＳＥＴ ）とに基づいて目標吹き出し温度（ＴＡＯ）を算出する演算手段としての機能と、この目標吹き出し温度（ＴＡＯ）に基づいて冷房運転、送風運転および暖房運転を含む運転モードを選択する運転モード選択手段としての機能と、前記選択された運転モードでの推定吹き出し温度（ＳＤ）を算出するとともに、この推定吹き出し温度（ＳＤ）が基準設定温度以上になった際にのみ、エアミックス手段２０による冷風と温風とのエアミックス制御を行う温度制御手段としての機能とを有する。
【００２６】
このように構成される吹き出し温度制御装置１０を備えたオートエアコン１２の動作について、以下に説明する。
【００２７】
先ず、運転モードが冷房運転、暖房運転、除湿運転および送風運転の場合におけるそれぞれの冷却媒体回路１６の経路が、表１に示されている。
【００２８】
【表１】
すなわち、冷房運転では、表１および図２に示すように、第１電磁弁５８が開放される一方、第２および第３電磁弁６０、６６が閉塞される。このため、コンプレッサ５２から吐出される冷却媒体は、冷媒管路５４ｂ、５４ｃ、第１電磁弁５８、室外熱交換器６２、冷媒管路５４ｇを通って第２キャピラリチューブ７０に至り、エバポレータ３２の内部を通って冷媒管路５４ａからアキュムレータ５６を介して前記コンプレッサ５２に至る経路で循環する。
【００３０】
従って、コンプレッサ５２から吐出された高温、高圧のガス冷媒は、室外熱交換器６２で放熱されて液化し、この液冷媒が第２キャピラリチューブ７０の内部を流れることにより減圧されて気液二相状態の冷媒となる。この冷媒は、エバポレータ３２の内部で蒸発することによって、このエバポレータ３２を通過する空気を冷却する。
【００３１】
一方、暖房運転では、表１および図３に示すように、第１および第３電磁弁５８、６６が閉塞されるとともに、第２電磁弁６０が開放される。このため、コンプレッサ５２から吐出される冷却媒体は、冷媒管路５４ｂ、５４ｄから第１キャピラリチューブ６８を通って減圧され、気液二相状態で室外熱交換器６２を通って放熱されて気化した後、第２電磁弁６０、冷媒管路５４ｆ、５４ａを通ってアキュムレータ５６から前記コンプレッサ５２に循環される。
【００３２】
その際、加熱媒体回路１８では、媒体熱交換器８０を構成する外管部７８に温水が供給されている。従って、外管部７８の内方に冷媒管路５４ｄを介して高温、高圧の冷却媒体が流れることにより、この外管部７８内の温水が加熱される。そして、必要に応じて燃焼ヒータ７６が付勢されて所定温度に加熱された温水は、ウォータポンプ７４の作用下にヒータコア３４の内部に導入され、このヒータコア３４を通過する空気を所定の温度に加熱する。
【００３３】
また、除湿運転では、表１および図４に示すように、第１および第２電磁弁５８、６０が閉塞される一方、第３電磁弁６６が開放される。これにより、コンプレッサ５２から吐出される冷却媒体は、冷媒管路５４ｂ、５４ｄ、第３電磁弁６６、冷媒管路５４ｇを介して第２キャピラリチューブ７０に送られる。この第２キャピラリチューブ７０内で減圧されて気液二相状態となった冷媒は、エバポレータ３２に送られ、このエバポレータ３２を通過する空気を除湿した後に冷媒管路５４ａからアキュムレータ５６を介してコンプレッサ５２に循環される。
【００３４】
なお、送風運転では、第１〜第３電磁弁５８、６０および６６が閉塞されるとともに、ウォータポンプ７４が「ＯＦＦ」される。この状態は、図１に示されている。
【００３５】
次いで、本発明に係る車両用エアコンの吹き出し温度制御方法について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３６】
先ず、オートエアコンＥＣＵ２２は、環境条件検出手段９０を構成する外気温センサ９６、内気温センサ９８および日射量センサ１００からの信号と、作動状態検出手段９２を構成する水温センサ１０２、温度センサ１０４、圧力センサ１０６、電流センサ１０８および温度センサ１１０からの信号とを読み込むとともに、乗員の手動操作等により所望設定温度（ＴＳＥＴ ）の読み込みを行う（ステップＳＴ１）。
【００３７】
次に、ステップＳＴ２に進み、オートエアコンＥＣＵ２２により読み込まれた所望設定温度（ＴＳＥＴ ）と、環境条件検出手段９０を構成する外気温センサ９６、内気温センサ９８および日射量センサ１００により検出された内気温度（ＴＲ ）、外気温度（ＴＡＭ）および日射量（ＴＳ ）とに基づいて、下記の（１）式から車室内に吹き出される目標吹き出し温度（ＴＡＯ）が算出される。
【００３８】
【数１】
ここで、ＫＳＥＴ 、ＫＲ 、ＫＡＭおよびＫＳ は、係数（ゲイン）を示し、Ｃは、定数を示している。
【００４０】
上記（１）式から算出された目標吹き出し温度（ＴＡＯ）と、内気導入口２４または外気導入口２６から吸い込まれる空気の吸い込み温度計算値（ＴＩＮ）との差に基づいて、運転モードが選択される（ステップＳＴ３）。吸い込み温度計算値（ＴＩＮ）は、下記の（２）式から求められる。なお、（２）式中、αは、図６に示すように、内外気の割合から設定される。
【００４１】
【数２】
運転モードは、図７に示すように、ＴＡＯ−ＴＩＮの値によって冷房モード、送風モードおよび暖房モードから選択される。なお、初期にヒステリシス内であるときは、図７中、「○」の送風モードが選択される。これにより、ステップＳＴ４からステップＳＴ６に選択的に進む。
【００４３】
ステップＳＴ３で暖房運転が選択されると（ステップＳＴ６）、図８に示す暖房運転のサブルーチンに進む。すなわち、暖房運転が選択されると（ステップＳＴ１１）、ステップＳＴ１２に進んでヒータコア３４の目標水温（ＴＷＯ）が算出される。この目標水温（ＴＷＯ）は、下記の（３）式から算出される。ここで、φは、温度効率を示しており、図９に示すようにブロア３０の風量から設定される。
【００４４】
【数３】
さらに、ステップＳＴ１３に進み、（４）式から推定吹き出し温度（ＳＤ）が算出される。
【００４６】
【数４】
なお、φは、（３）式と同様に、図９から設定されており、推定吹き出し温度（ＳＤ）は、水温センサ１０２により検出されたヒータコア３４を流れる温水の実際の水温（ＴＷ ）、および温度センサ１０４を介して検出されたエバポレータ３２の導出側の実際のエア温度（ＴＥ ）に基づいて算出される。
【００４８】
そこで、ステップＳＴ１４に進み、吹き出し制御モードが選定される。この吹き出し制御モードの選定は、図１０に示すように、推定吹き出し温度（ＳＤ）が基準設定温度以上、例えば、３０℃以上であれば、エアミックス制御を「要」とするものである。
【００４９】
推定吹き出し温度（ＳＤ）が３０℃未満であれば、ステップＳＴ１５に進んでリヒート方式による暖房運転が行われる。すなわち、エアミックス手段２０を構成するエアミックスダンパ３６が、図１中、開度１００％の位置（実線参照）に配置された状態で、目標水温（ＴＷＯ）に基づいてコンプレッサ５２の回転速度が演算される（ステップＳＴ１６）。次に、コンプレッサインバータ８４からコンプレッサ５２に出力され（ステップＳＴ１７）、リヒート方式による暖房運転が遂行される。
【００５０】
一方、推定吹き出し温度（ＳＤ）が３０℃以上であると、ステップＳＴ１８に進み、吹き出し口モードが「ＶＥＮＴモード」または「Ｂ／Ｌモード」であるか否かが判断される。そして、吹き出し口モードが、フェイス吹き出し口４２からの吹き出しを含まない場合（ステップＳＴ１８中、ＮＯ）、ステップＳＴ１５に進んでリヒート方式による暖房運転が行われる。
【００５１】
吹き出し口モードが、「ＶＥＮＴモード」または「Ｂ／Ｌモード」であれば（ステップＳＴ１８中、ＹＥＳ）、ステップＳＴ１９に進んでエアミックス制御が行われる。具体的には、コンプレッサインバータ８４を介してコンプレッサ５２が「ＯＦＦ」とされた後（ステップＳＴ２０）、ステップＳＴ２１に進んで必要熱交換率（ＨＥＸ）が、（５）式から算出される。
【００５２】
【数５】
次いで、算出された必要熱交換率（ＨＥＸ）に基づいて、図１１に示すエアミックスマップからエアミックスダンパ開度が求められる（ステップＳＴ２２）。この算出されたエアミックスバンダ開度に基づいて、エアミックスモータ３８が駆動され、エアミックスダンパ３６が所定の開度位置に配置される（ステップＳＴ２３）。これにより、エバポレータ３２を通過したエアは、ヒータコア３４を通って加熱される風量とこのヒータコア３４を迂回する風量とが調整され、これらが混合された後に少なくともフェイス吹き出し口４２から車室内に吹き出される。
【００５４】
この場合、本実施形態では、例えば、図１２中、実線に示すように、目標吹き出し温度（ＴＡＯ）が２８℃に変更されるとともに、「ＨＥＡＴモード」から「ＶＥＮＴモード」に切り換わると、エアミックスダンパ開度が変更される。このため、フェイス吹き出し口４２から吹き出されるエアの吹き出し温度が、即座に目標吹き出し温度（ＴＡＯ）側に調整され、この吹き出し温度の追随性が極めてよい。
【００５５】
一方、エアミックスダンパ開度の制御が行われない場合には、図１２中、破線に示すように、吹き出し温度が徐々に変化しており、フェイス吹き出し口４２から乗員の顔に向かって高温のエアが吹き付けられることになる。
【００５６】
従って、本実施形態では、所望設定温度変更時の目標吹き出し温度（ＴＡＯ）の変化に対し、吹き出し温度の追随性が著しくよく、フェイス吹き出し口４２から高温のエアが乗員の顔に向かって吹き出すことがなく、極めて快適な空調制御が遂行可能になるという効果が得られる。
【００５７】
特に、本実施形態では、エバポレータ３２を通った実際のエア温度（ＴＥ ）およびヒータコア３４の実際の水温（ＴＷ ）に基づいて算出された推定吹き出し温度（ＳＤ）が基準設定温度以上（例えば、３０℃以上）になる際には、常にエアミックス手段２０を駆動して冷風と温風とのエアミックス制御が行われる。これにより、実際にフェイス吹き出し口４２から吹き出されるエアの温度を所定の温度以下に迅速かつ確実に調整することができ、急激な設定温度の変更等にも有効に追随して乗員の顔に向かって高温のエアが吹き付けられることを阻止することが可能になる。 なお、本実施形態では、暖房運転におけるエアミックス制御について説明したが、暖房運転から送風運転に切り換わったときにも、同様にエアミックス制御が行われる。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る車両用エアコンの吹き出し温度制御方法および装置では、目標吹き出し温度に基づいて選択された運転モード、例えば、暖房モードでの推定吹き出し温度が算出され、この推定吹き出し温度が基準設定温度以上である際にのみ、冷風と温風とのエアミックス制御を行って上部吹き出し口から吹き出されるエアの温度調整が行われる。このため、乗員の顔に向かって吹き出されるエアを、常に、所定温度以下に維持することができ、乗員に対し高温エアの吹き出しによる不快感を与えることを確実に解消することができる。これにより、急激な設定温度の変化にも迅速に追随し、快適な空調制御が有効に遂行可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用エアコンの吹き出し温度制御装置を組み込むオートエアコンの概略構成説明図である。
【図２】前記オートエアコンにおける冷風モードの説明図である。
【図３】前記オートエアコンにおける暖房モードの説明図である。
【図４】前記オートエアコンにおける除湿モードの説明図である。
【図５】本発明に係る吹き出し温度制御方法を説明するフローチャートである。
【図６】吸い込み温度計算値を演算する際の内外気の割合とαとの関係図である。
【図７】運転モードを設定する際のマップである。
【図８】図５に示す暖房運転のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図９】目標水温を演算する際のマップである。
【図１０】エアミックス制御の要否のマップである。
【図１１】エアミックスダンパ開度のマップである。
【図１２】エアミックスダンパ開度の制御の有無による吹き出し温度の説明図である。
【符号の説明】
１０…吹き出し温度制御装置 １２…オートエアコン
１４…ダクト本体 １６…冷却媒体回路
１８…加熱媒体回路 ２０…エアミックス手段
２２…オートエアコンＥＣＵ ３０…ブロア
３２…エバポレータ ３４…ヒータコア
３６…エアミックスダンパ ４０…デフ吹き出し口
４２…フェイス吹き出し口 ４４…フット吹き出し口
５２…コンプレッサ ５４ａ〜５４ｇ…冷媒管路
７２…温水循環路 ８０…媒体熱交換器
９０…環境条件検出手段 ９２…作動状態検出手段
Claims (4)
- 車室内上部側からエアを吹き出す上部吹き出し口および車室内下部側からエアを吹き出す下部吹き出し口を有する車両用エアコンの吹き出し温度制御方法であって、
内気温度および外気温度を含む環境条件とともに、所望設定温度を入力する工程と、
前記環境条件および前記所望設定温度に基づいて、目標吹き出し温度を算出する工程と、
前記算出された目標吹き出し温度に基づいて、冷房運転、送風運転および暖房運転を含む運転モードを選択する工程と、
前記選択された運転モードでの推定吹き出し温度を算出する工程と、
前記推定吹き出し温度が基準設定温度以上か否かを判定する工程と、
前記推定吹き出し温度が前記基準設定温度以上であり、且つ、前記運転モードが前記暖房運転または該暖房運転から変わった前記送風運転であると共に、吹き出し口モードがベントモードまたはバイレベルモードである際に、冷風と温風とのエアミックス制御を行って前記上部吹き出し口から吹き出されるエアの温度調整を行う工程と、
を有することを特徴とする車両用エアコンの吹き出し温度制御方法。 - 車室内上部側からエアを吹き出す上部吹き出し口および車室内下部側からエアを吹き出す下部吹き出し口を有するダクト本体と、
前記ダクト本体内を流れる空気と冷却媒体との間で熱交換させることにより、前記空気を冷却する冷却媒体回路と、
前記ダクト本体内を流れる空気と加熱媒体との間で熱交換させることにより、前記空気を加熱する加熱媒体回路と、
前記ダクト本体内に配設され、前記加熱媒体回路を通過する風量と該加熱媒体回路を迂回する風量との割合を調整するエアミックス手段と、
入力された内気温度および外気温度を含む環境条件と所望設定温度とに基づいて目標吹き出し温度を算出する演算手段と、
前記目標吹き出し温度に基づいて冷房運転、送風運転および暖房運転を含む運転モードを選択する運転モード選択手段と、
前記選択された運転モードでの推定吹き出し温度を算出するとともに、前記推定吹き出し温度が基準設定温度以上になり、且つ、前記運転モードが前記暖房運転または該暖房運転から変わった前記送風運転であると共に、吹き出し口モードがベントモードまたはバイレベルモードである際に、前記エアミックス手段による冷風と温風とのエアミックス制御を行うことにより、前記上部吹き出し口から吹き出されるエアの温度調整を行うための温度制御手段と、
を備えることを特徴とする車両用エアコンの吹き出し温度制御装置。 - 請求項２記載の装置において、
前記冷却媒体回路は、前記ダクト本体内に配設される第１室内熱交換器と、
前記冷却媒体を前記第１室内熱交換器に循環させるコンプレッサと、
を備え、
前記加熱媒体回路は、前記ダクト本体内に配設される第２室内熱交換器と、
前記加熱媒体よりも高温状態で前記冷却媒体回路を流れる冷却媒体と前記加熱媒体との間で熱交換させることにより、該加熱媒体を加熱する媒体熱交換器と、
を備えることを特徴とする車両用エアコンの吹き出し温度制御装置。 - 請求項２または３記載の装置において、前記加熱媒体回路は、前記加熱媒体である温水を加熱するための燃焼ヒータを備えることを特徴とする車両用エアコンの吹き出し温度制御装置。
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