JP3713848B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車室内の２以上の位置をそれぞれの設定温度に基づいて独立に温度制御可能な車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車室内温度，外気温度，日射量などの車両熱負荷と、乗員により設定される設定温度とに基づいて車室内への吹出温度，吹出風量および吹出口を制御する車両用空調装置が知られている（例えば、日産自動車新型車解説書 Ｙ３３−０ 平成７年６月）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この種の空調装置で例えば運転席側と助手席側の吹出温度を各設定温度に基づいて独立に制御することが考えられるが、この場合、運転席側設定温度と助手席側設定温度との差が大きいと、その差に応じて運転席側吹出温度と助手席側吹出温度との差も大きくなり、両側の雰囲気温度が互いに影響し合って快適な空調環境が得られないという問題がある。
【０００４】
本発明の目的は、車室内の異なる吹出口からの吹出温度の差があまり大きくならないようにした車両用空調装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１および第２の吹出口からの空気の吹出温度をそれぞれ調節する第１および第２の温度調節手段と、第１および第２の設定温度を独立に指令する指令手段と、第１の設定温度および車両熱負荷に基づいて第１の温度調節手段を制御するとともに、第２の設定温度および車両熱負荷に基づいて第２の温度調節手段を制御する温度制御手段とを備えた車両用空調装置に適用される。
そして請求項１の発明は、第１，第２の設定温度の差に関する閾値を外気温度に応じて決定する手段であって、外気温度が、第１の所定値以上の場合、および第２の所定値（＜第 1 の所定値）以下の場合は、それら以外の場合と比べて前記閾値を小さくする閾値決定手段と、指令された第１の設定温度と第２の設定温度との差が閾値を超える場合には、その差が閾値以内となるような第２の設定温度を新たに設定する設定手段とを備え、指令された第１の設定温度と第２の設定温度との差が閾値を超える場合には、設定手段で設定された第２の設定温度を用いて第２の温度調節手段を制御するよう制御手段を構成し、これにより上記問題点を解決する。
請求項２の発明は、第１の設定温度と第２の設定温度との差が閾値を超える場合には、その差を第１の設定温度に加えた値を新たな第２の設定温度とするようにしたものである。
請求項３の発明は、第１の設定温度および車両熱負荷に基づいて第１の吹出口モードを選択するとともに、第２の設定温度および車両熱負荷に基づいて第２の吹出口モードを選択する選択手段と、第１および第２の吹出口の双方に対して第１の吹出口モードを設定する吹出口制御手段と、選択された第２の吹出口モードが第１の吹出口モードと異なる場合には、第２の吹出口モードとして第１の吹出口モードと同一のモードが選択されるような第２の設定温度を新たに設定する設定手段とを備え、選択された第２の吹出口モードが第１の吹出口モードと異なる場合には、設定手段で設定された第２の設定温度を用いて第２の温度調節手段を制御するようにしたものである。
請求項４の発明は、第１の吹出口を車室内の運転席側に空気を吹出す運転席側吹出口とし、第２の吹出口を車室内の助手席側に空気を吹出す助手席側吹出口としたものである。
【０００６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、指令された第１の設定温度と第２の設定温度との差が所定値を超える場合には、所定値以内となるような第２の設定温度を新たに設定して吹出温度制御を行うようにしたので、第１の吹出口からの吹出温度と第２の吹出口からの吹出温度との差が所定値を超えて大きくなることがなく、互いの雰囲気温度の影響による空調環境の悪化を防止できる。
第１の設定温度と第２の設定温度との差が所定値を超える場合には、その差を第１の設定温度に加えた値を新たな第２の設定温度とするようにすれば、空調環境の悪化を防止しつつ第１の設定温度を指令値に最大限近づけることができる。
請求項３の発明によれば、第２の吹出口モードが第１の吹出口モードと異なる場合には、第２の吹出口モードとして第１の吹出口モードと同一のモードが選択されるような第２の設定温度を新たに設定して吹出温度制御を行うようにしたので、第１の設定温度と第２の設定温度との差があまり大きくなることがなく、上述と同様の作用効果が得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
−第１の実施の形態−
図１および図２により本発明の第１の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る車両用空調装置の構成図であり、空調ダクト１０には、空気導入口１１、ブロアファン１２、エバポレータ１３およびヒータコア１４が設けられている。エバポレータ１３は周知の冷凍サイクルの一部を構成し、コンプレッサによって圧送される冷媒と空気との熱交換を行って空気を冷却する。１５は外気と内気の導入比率を設定するインテークドアである。
【０００８】
本実施の形態の空調装置は左右独立制御、すなわち運転席側および助手席側を独立に空調制御できるようになっており、このため空調ダクト１０の内部は、エバポレータ１３のすぐ下流から運転席側空間１０ＤＲおよび助手席側空間１０ＡＳに仕切られている。空間１０ＤＲ，１０ＡＳにはエアミックスドア１６ＤＲ，１６ＡＳ、ベント吹出口１７ＤＲ，１７ＡＳ，フット吹出口１８ＤＲ，１８ＡＳ，デフロスタ吹出口１９ＤＲ，１９ＡＳおよび各吹出口からの吹出量を調節するモードドア２０ＤＲ，２１ＤＲ，２２ＤＲ：２０ＡＳ，２１ＡＳ，２２ＡＳがそれぞれ設けられている。
【０００９】
ブロアファン１２が駆動されると、空気導入口１１から外気あるいは内気が空調ダクト１０内に導入され、エバポレータ１３で冷却された後に各空間１０ＤＲ，１０ＡＳに導かれる。各空間１０ＤＲ，１０ＡＳに導かれた空気は、それぞれエアミックスドア１６ＤＲ，１６ＡＳの開度に応じた量だけヒータコア１４を通過し、残りはヒータコア１４を迂回して再度ミックスされる。これにより温度調節された空気が各吹出口から車室内に吹出される。吹出口１７ＤＲ，１８ＤＲ，１９ＤＲからの空気は運転席側に送風され、吹出口１７ＡＳ，１８ＡＳ，１９ＡＳからの空気は助手席側に送風される。
【００１０】
３１はインテークドア駆動用のインテークドアアクチュエータ、３２はブロアファン駆動用のパワートランジスタ、３３ＤＲ，３３ＡＳはエアミックスドア１６ＤＲ，１６ＡＳをそれぞれ駆動するエアミックスドアアクチュエータ、３４はモードドア駆動用のモードドアアクチュエータであり、これらは制御回路３５に接続される。
【００１１】
制御回路３５にはまた、車室内温度を検出する室内温度センサ４１、外気温度を検出する外気温センサ４２、運転席側日射量を検出する日射センサ４３ＤＲ、助手席側日射量を検出する日射センサ４３ＡＳおよびエバポレータ下流の空気温度を検出するインテークセンサ４４が接続されている。
【００１２】
５０は運転室内に設けられた各種の操作部材５０を示し、運転席側の設定温度を調節するための運転席側設定温度ダイアル５１ＤＲ、助手席側の設定温度を調節するための助手席側設定温度ダイアル５１ＡＳ、左右独立制御を行うか否かを指令する左右独立制御スイッチ５２、デフロスタモードを指令するデフロスタスイッチ５３などを含む。運転席側設定温度ダイアル５１ＤＲは運転席から操作し易いように運転席側に配置され、助手席側設定温度ダイアル５１ＡＳは運転席から操作し易いように助手席側に配置されている。
【００１３】
以上のように構成された車両用空調装置において、制御回路３５は、左右独立制御が指令されていないとき（例えば、左右独立制御スイッチ５２がオフのとき）には、ダイアル５１ＤＲで設定された運転席側設定温度、および室内温度センサ４１，外気温センサ４２，日射センサ４３ＤＲ，４３ＡＳの検出出力（車両熱負荷）などに基づいて運転席側目標吹出温度を演算し、この目標吹出温度に基づいて運転席側および助手席側エアミックスドア１６ＤＲ，１６ＡＳの双方を同様に制御する。したがって、車室内への吹出温度は運転席側と助手席側とで等しくなる。
【００１４】
一方、左右独立制御が指令されているとき（例えば、左右独立制御スイッチ５２がオンのとき）には、制御回路３５は、ダイアル５１ＤＲで設定された運転席側設定温度および車両熱負荷に基づいて運転席側目標吹出温度を演算するとともに、ダイアル５１ＡＳで設定された助手席側設定温度および車両熱負荷に基づいて助手席側目標吹出温度を演算する。そして、演算された運転席側目標吹出温度に基づいて運転席側エアミックスドア１６ＤＲの開度を制御するとともに、助手席側目標吹出温度に基づいて助手席側エアミックスドア１６ＡＳの開度を制御する。したがって、運転席側設定温度と助手席側設定温度とが異なる場合には、車室内への吹出温度が運転席側と助手席側とで異なり、それぞれの好みに合った空調環境が得られる。
【００１５】
ところが、上述したように運転席側吹出温度と助手席側吹出温度との差が大き過ぎると、運転席側雰囲気温度と助手席側雰囲気温度とが互いに影響し合って快適な空調環境が得られない。そこで本実施の形態では、運転席側設定温度ダイアル５１ＤＲで設定される運転席側設定温度と助手席側設定温度ダイアル５１ＡＳで設定される助手席側設定温度との差を求め、その差が所定値を超える場合には所定値以内に収るように助手席側設定温度を変更する。これにより両設定温度の差に起因する空調環境への悪影響を最小限に抑制できる。
【００１６】
上述の動作を実現するためのフローチャートを図２に示す。
このフローは制御回路３１にて実行される助手席側設定温度処理の手順を示し、不図示のメインルーチンから周的にコールされるものである。ステップＳ１では外気温センサ４２の出力である外気温度を読み込み、その読み込み値に対して他の熱源からの影響を除き、現実の外気温度に相当した値ＴAMに処理する。ステップＳ２では運転席側および助手席側温度設定ダイアル５１ＤＲ，５１ＡＳでそれぞれ設定された運転席側および助手席側設定温度ＴPTCDR，ＴPTCASを読み込む。ステップＳ３では、図示のテーブルから外気温度処理値ＴAMに応じた値αＴPTCASを求める。
【００１７】
ステップＳ４では左右独立フラグのオン・オフを判定する。このフラグは、例えば左右独立スイッチ５２により左右独立制御が指令されるとオンし、左右独立制御が指令されないときにはオフに保持されるものである。左右独立フラグがオン、すなわち左右独立制御を行う場合にはステップＳ６に進み、運転席側設定温度ＴPTCDRと助手席側設定温度ＴPTCASとの差ΔＴを求め、この差ΔＴとステップＳ３で求めたαＴPTCASとを比較する。
【００１８】
ステップＳ６での比較の結果、ΔＴ＜−αＴPTCASと判定されるとステップＳ７において、助手席側設定温度処理値Ｔ’PTCASを次式により求める。
Ｔ’PTCAS＝ＴPTCDR＋αＴPTCAS
同様にΔＴ＜−αＴPTCASと判定されるとステップＳ８で
Ｔ’PTCAS＝ＴPTCDR−αＴPTCAS
とする。また、−αＴPTCAS≦ΔＴ≦αＴPTCASと判定されるとステップＳ９でＴ’PTCASとして読み込み値ＴPTCASをそのまま設定する。すなわち、ステップＳ６以降の処理では、運転席側と助手席側の設定温度の差がαＴPTCASを超える場合には、その差がαＴPTCASとなるようにＴ’PTCASを設定する。
【００１９】
一方、左右独立フラグがオフ、すなわち左右独立制御を行わない場合には、運転席側および助手席側左右のエアミックスドア開度を同一とすべくステップＳ５に進み、助手席側設定温度処理値Ｔ’PTCASとして運転席側設定温度ＴPTCDRを設定する。
そして左右独立制御時には、ＴPTCDRおよび車両熱負荷に基づいて上記運転席側目標吹出温度が演算され、Ｔ’PTCASおよび車両熱負荷に基づいて助手席側目標吹出温度が演算される。
【００２０】
以上の実施の形態において、運転席側の吹出口１７ＤＲ，１８ＤＲ，１９ＤＲが第１の吹出口を、助手席側の吹出口１７ＡＳ，１８ＡＳ，１９ＡＳが第２の吹出口を、運転席側エアミックスドア１６ＤＲが第１の温度調節手段を、助手席側エアミックスドア１６ＡＳが第２の温度調節手段を、運転席側および助手席側温度設定ダイアル５１ＤＲ，５１ＡＳが指令手段を、制御回路３５が温度制御手段，設定手段および決定手段をそれぞれ構成する。
【００２１】
−第２の実施の形態−
図１，図３および図４により本発明の第２の実施の形態を説明する。
第１の実施の形態では、助手席側設定温度に対して外気温度に応じた制限を設けることで両設定温度の差が大きくならないようにしたが、本実施の形態は、吹出口モードが運転席側と助手席側とで異ならないように助手席側設定温度に制限を設けるものである。
【００２２】
図１の空調装置では吹出口モードとして、ベント吹出口から主に空気を吹出すベントモード、ベント吹出口とフット吹出口の双方から空気を吹出すバイレベルモード（以下、Ｂ／Ｌモード）、フット吹出口とデフロスタ吹出口の双方から空気を吹出すＤ／Ｆモード，フットモードなどが設定可能とされる。フットモードとＤ／Ｆモードはデフロスタ吹出口とフット吹出口に対する配風比が異なる。吹出口モードは左右独立制御の有無に拘らず運転席側と助手席側とで同一であり、いずれのモードにするかは運転席側目標吹出温度、すなわち運転席側設定温度と車両熱負荷とに基づいて自動的に決定される。なお、デフロスタ吹出口からのみ空気を吹出すデフロスタモードは、デフロスタスイッチ５３に操作に応じて設定される。
【００２３】
本実施の形態では、助手席側設定温度処理値Ｔ’PTCASを求めるために、助手席側の目標吹出口モードを助手席側目標吹出温度に基づいて演算し、これが実際の吹出口モード（運転席側の目標吹出口モードに相当する）と異なる場合には運転席側設定温度と助手席側設定温度との差が大きいと判断し、両目標吹出口モードが同一となるような助手席側設定温度処理値Ｔ’PTCASを求める。このＴ’PTCASは、ダイアル設定値ＴPTCASと比べて運転席側設定温度ＴPTCDRに近く、これを用いて助手席側エアミックスドア開度を制御すれば、上述と同様に運転席側吹出温度と助手席側吹出温度との差が大きくなることがない。したがって空調環境への悪影響を最小限に抑制できる。
【００２４】
上述の動作を実現するためのフローチャートを図３および図４に示す。
ステップＳ２１ではデフロスタスイッチ５３によりデフロスタモードが設定されているか否かを判定し、デフロスタモードであればステップＳ２２で設定温度補正値Ｔ’PTCASを運転席側設定温度ＴPTCDRとし、デフロスタモードでなければステップＳ２３に進む。
【００２５】
ステップＳ２３では現在の吹出口モード（運転席側目標吹出温度に応じて設定されている）がベントモードか否かを判定し、ベントモードであればステップＳ２４で助手席側目標吹出温度ＸMASが所定値Ｉを超えるか否かを判定する。ＩはベントモードからＢ／Ｌモードに切換える際のしきい値である。ステップＳ２４が否定されると、すなわち運転席側および助手席側の目標吹出口モードがともにベントモードである場合にはステップＳ２５に進み、Ｔ’PTCASとして助手席側設定温度読み込み値ＴPTCASを設定する。
【００２６】
一方、ステップＳ２４が肯定されると、すなわち運転席側の目標吹出口モードがベントモードであるのに対し、助手席側目標吹出口モードがベントモードでない場合にはステップＳ２６に進み、助手席側目標吹出温度ＸMASをＩに設定するとともに、ステップＳ３０で次式によりＴ’PTCASを求める。
Ｔ’PTCAS＝（ＸMAS−ＣＱ’SUN−Ｅ＋Ｗ0）／（Ａ＋Ｄ）
ただし、Ｗ0＝−Ｂ・ＴAM＋Ｄ・ＴINC
上式において、Ｑ’SUNは日射センサ４３ＤＲ，４３ＡＳの出力を処理した値、ＴAMは上述した外気温センサ処理値、ＴINCは室内温度センサの出力、Ａ〜Ｅは定数である。この式は、本来各センサ出力や設定温度から目標吹出温度を演算するための式を変形したもので、ステップＳ２６，Ｓ２９，Ｓ３６，３８のいずれかで設定される目標吹出温度ＸMASを代入してＴ’PTCASを逆算により求める。例えばステップＳＳ２６での設定値を用いた場合、Ｔ’PTCASは助手席側目標吹出口モードがベントモードからＢ／Ｌモードに切換わるぎりぎりの値となる。
【００２７】
ステップＳ２３でベントモードでないと判定されるとステップＳ２７に進み、現在Ｂ／Ｌモードか否かを判定する。Ｂ／ＬモードであればステップＳ２８に進み、ＸMASをＨ（Ｂ／Ｌモードからベントモードへ切換える際のしきい値）と比較する。ＸMAS＜Ｈであれば、運転席側の目標吹出口モードがＢ／Ｌモードであるのに対し、助手席側目標吹出口モードがベントモードであると判断してステップＳ２９に進み、ＸMASをＨに設定するとともに、上述したステップＳ３０でＴ’PTCASを演算する。
【００２８】
ステップＳ２８が否定されるとステップＳ３１に進み、ＸDASをＫ（Ｂ／ＬモードからＤ／Ｆモードあるいはフットモードへ切換える際のしきい値）と比較する。ＸDASは通常の目標吹出温度ＸMASに日射による補正ｈＱ’SUNを加えたものである。ＸDAS＞Ｋであれば、運転席側の目標吹出口モードがＢ／Ｌモードであるのに対し、助手席側目標吹出口モードがＤ／Ｆモードあるいはフットモードと判断してステップＳ３２に進み、ＸDASをＫに設定するとともに、ステップＳ３３で次式によりＴ’PTCASを演算する。
Ｔ’PTCAS＝（ＸDAS−ＣＱ’SUN−Ｅ＋Ｗ0＋ｈＱ’SUN）／（Ａ＋Ｄ）
ただし、Ｗ0＝−Ｂ・ＴAM＋Ｄ・ＴINC
【００２９】
ステップＳ３１が否定されると、運転席側目標吹出口モードと助手席側目標吹出口モードの双方がＢ／Ｌモードであると判断し、ステップＳ２５でＴ’PTCASとして助手席側設定温度読み込み値ＴPTCASを設定する。
【００３０】
ステップＳ２７でＢ／Ｌモードでないと判定されるとステップＳ３４に進み、図示の特性を用いて運転席側目標吹出温度ＸMDRから状態１か２かを判定する。状態１はフットモードを設定すべき状態、状態２は外気温度に応じてフットモードおよびＤ／Ｆモードのいずれかを設定すべき状態であり、ＬはフットモードからＤ／Ｆモードへ切換える際のしきい値、ＭはＤ／Ｆモードからフットモードへ切換える際のしきい値である。状態１と判定されるとステップＳ３５に進み、ＸMASとＬとを比較する。ＸMAS≧Ｌであれば運転席側と助手席側とが共に状態１と判断してステップＳ２５に進み、Ｔ’PTCAS＝ＴPTCASとする。
【００３１】
ステップＳ３５でＸMAS＜Ｌと判定された場合には、運転席側が状態１であるのに対し、助手席側が状態２と判断してステップＳ３６に進み、ＸMASをＬに設定するとともに、上記ステップＳ３０でＴ’PTCASを演算する。
【００３２】
一方、ステップＳ３４で状態２と判定された場合にはステップＳ３７に進み、ＸMASとＭとを比較する。ＸMAS＞Ｍであれば運転席側が状態２であるのに対して助手席側が状態１と判断してステップＳ３８に進み、ＸMASをＭに設定するとともに、上記ステップＳ３０でＴ’PTCASを演算する。ＸMAS≦ＭであればステップＳ３９に進み、ＸDASをＪと比較する。ＸDAS≧Ｊであれば運転席側と助手席側とが共に状態２と判断してステップＳ２５に進み、Ｔ’PTCAS＝ＴPTCASとする。
【００３３】
ＸDAS＜Ｊの場合には運転席側が状態２であるのに対して助手席側の目標吹出口モードがＢ／Ｌモードと判断してステップＳ４０に進み、ＸDASをＪに設定するとともに、上記ステップＳ３３でＴ’PTCASを演算する。
【００３４】
以上の実施の形態において、制御回路３５が選択手段，吹出口制御手段，設定手段を構成する。
なお以上では、左右独立制御が可能な空調装置に適用した例を示したが、例えば前席と後席を独立制御可能なものでも同様に本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両用空調装置の構成図。
【図２】第１の実施の形態における助手席側設定温度処理の手順を示すフローチャート。
【図３】第２の実施の形態における助手席側設定温度処理の手順を示すフローチャート。
【図４】図３に続くフローチャート。
【符号の説明】
１０ 空調ダクト
１１ 空気導入口
１２ ブロアファン
１３ エバポレータ
１４ ヒータコア
１６ＤＲ，１６ＡＳ エアミックスドア
１７ＤＲ，１７ＡＳ，１８ＤＲ，１８ＡＳ，１９ＤＲ，１９ＡＳ 吹出口
３３ＤＲ，３３ＡＳ エアミックスドアアクチュエータ
３５ 制御回路
４１ 室内温度センサ
４２ 外気温センサ
４３ＤＲ，４３ＡＳ 日射センサ
５１ＤＲ，５１ＡＳ 温度設定ダイアル
５２ 左右独立制御スイッチ

Claims (4)

1. 第１および第２の吹出口からの空気の吹出温度をそれぞれ調節する第１および第２の温度調節手段と、
   第１および第２の設定温度を独立に指令する指令手段と、
   前記第１の設定温度および車両熱負荷に基づいて前記第１の温度調節手段を制御するとともに、前記第２の設定温度および車両熱負荷に基づいて前記第２の温度調節手段を制御する温度制御手段とを備えた車両用空調装置において、
   前記第１，第２の設定温度の差に関する閾値を外気温度に応じて決定する手段であって、外気温度が、第１の所定値以上の場合、および第２の所定値（＜第 1 の所定値）以下の場合は、それら以外の場合と比べて前記閾値を小さくする閾値決定手段と、
   前記指令された第１の設定温度と第２の設定温度との差が前記閾値を超える場合には、その差が該閾値以内となるような第２の設定温度を新たに設定する設定手段とを備え、
   前記制御手段は、前記指令された第１の設定温度と第２の設定温度との差が前記閾値を超える場合には、前記設定手段で設定された第２の設定温度を用いて前記第２の温度調節手段を制御することを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記設定手段は、前記第１の設定温度と第２の設定温度との差が前記閾値を超える場合には、その差を前記第１の設定温度に加えた値を前記新たな第２の設定温度と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。
3. 第１および第２の吹出口からの空気の吹出温度をそれぞれ調節する第１および第２の温度調節手段と、
   第１および第２の設定温度を独立に指令する指令手段と、
   前記第１の設定温度および車両熱負荷に基づいて前記第１の温度調節手段を制御するとともに、前記第２の設定温度および車両熱負荷に基づいて前記第２の温度調節手段を制御する温度制御手段とを備えた車両用空調装置において、
   前記第１の設定温度および車両熱負荷に基づいて第１の吹出口モードを選択するとともに、前記第２の設定温度および車両熱負荷に基づいて第２の吹出口モードを選択する選択手段と、
   前記第１および第２の吹出口の双方に対して前記第１の吹出口モードを設定する吹出口制御手段と、
   前記選択された第２の吹出口モードが前記第１の吹出口モードと異なる場合には、第２の吹出口モードとして第１の吹出口モードと同一のモードが選択されるような前記第２の設定温度を新たに設定する設定手段とを備え、
   前記制御手段は、前記選択された第２の吹出口モードが前記第１の吹出口モードと異なる場合には、前記設定手段で設定された第２の設定温度を用いて前記第２の温度調節手段を制御することを特徴とする車両用空調装置。
4. 前記第１の吹出口は車室内の運転席側に空気を吹出す運転席側吹出口であり、前記第２の吹出口は車室内の助手席側に空気を吹出す助手席側吹出口であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用空調装置。

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