JP4310902B2 - Air conditioner for vehicles - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車室内の温度を乗員が希望する設定温度に自動制御する車両用空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開平5−178064号公報に示された従来の車両用空調装置は、乗員が希望する室内温度を設定する温度設定手段、室内の実際の温度(内気温)を検出する内気温センサ、室外の温度(外気温)を検出する外気温センサ、室内への日射量を検出する日射センサ、さらには乗員の皮膚温を検出する皮膚温センサ(非接触温度センサ)を備え、温度設定手段や上記各温度センサからの信号に基づいて、吹出空気温度の目標値(目標吹出空気温度)や送風用ブロワの制御目標電圧を算出している。そして、上記皮膚温センサは、皮膚温のみを正確に検出できるように、乗員の頭部のみを測定対象にしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来装置は、目標吹出空気温度やブロワ電圧の算出のために4つの温度センサを用いており、コスト低減のために温度センサ数を減らすことが望まれている。しかし、単に温度センサを減らすと、内外気温や日射量の全ての影響を考慮した適切な制御ができないため、室内温度の制御性が大幅に低下してしまうという問題が発生する。
【0004】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、非接触温度センサを有効に利用することにより、温度センサ数を減らしても室温制御性の低下を少なくすることを目的とする。また、非接触温度センサを有効に利用することにより、乗員の温感により一層マッチした室温制御を可能にすることを他の目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明では、乗員が希望する室内の温度を設定するための温度設定手段(35)と、室内の所定の部位の表面温度を検出する非接触温度センサ(31)とを備え、非接触温度センサ(31)により、窓ガラス部(44a、45)、乗員の着衣部(42a)、シート(46)および車室天井部(43)の表面温度を検出するとともに、表面温度検出対象部位の面積割合を、窓ガラス部=25±10%、着衣部およびシート=35±10%、天井部=20±10%、その他=20±10%にし、目標吹出空気温度をTAO、温度設定手段(35)にて設定された温度をTset、非接触温度センサ(31)により検出された表面温度をTirとしたとき、目標吹出空気温度を、TAO=Kset×Tset−Kir×Tir+C、により算出することを特徴とする。
【0006】
これによれば、非接触温度センサは、内気温、外気温、および日射量の環境情報を取り込んだ表面温度信号を出力することができるため、表面温度信号に基づいて、内気温、外気温、および日射量に応じた適切な室温制御を行うことができる。従って、室温制御性の低下を少なくしつつ、内気温センサ、外気温センサ、および日射センサを廃止することができる。
また、表面温度検出対象部位の面積割合を上記のように設定することにより、熱負荷(内気温、外気温、日射量)変化に対する表面温度信号の変化量を、制御の面から要求される目標値に近い値にすることができ、従って、良好な室温制御性を得ることができる。
【0025】
請求項5に記載の発明では、表面温度検出対象部位の面積割合を、窓ガラス部=25±5%、着衣部およびシート=35±5%、天井部=20±5%、その他=20±5%にしたことを特徴とする。
【0026】
これによると、表面温度検出対象部位の面積割合を上記のように設定することにより、熱負荷(内気温、外気温、日射量)変化に対する表面温度信号の変化量を、制御の面から要求される目標値により近い値にすることができ、従って、より一層良好な室温制御性を得ることができる。
【0027】
請求項6に記載の発明では、非接触温度センサ(31)を、外乱の影響を受けにくい位置に設置したことを特徴とする。
【0028】
これにより、外乱(例えば、煙草や飲み物)による表面温度信号の変化を少なくして、外乱による室温制御性の低下を防止することができる。
【0029】
外乱の影響を受けにくくするために、請求項7に記載の発明ように、非接触温度センサ(31)を、運転席側に向けて、助手席側のAピラーに設置するのがよい。
【0030】
請求項8に記載の発明では、非接触温度センサ(31)は、入射する赤外線量に応じた電気信号を出力する赤外線センサであり、この赤外線センサは、赤外線の入射割合を調整する入射割合調整手段(31f)を備えることを特徴とする。
【0031】
これにより、赤外線センサの検出範囲に占める各検出対象の赤外線入射割合を調整して、例えば請求項5に記載の面積割合を等価的に満足させることができるため、赤外線センサの取付位置の自由度が高まり、取付の容易な位置を選ぶことができる。
【0032】
請求項9に記載の発明では、リヤガラス(45)を加熱してリヤガラス(45)の曇りを除去するリヤデフォッガ(50)を備える車両に搭載される空調装置において、リヤデフォッガ(50)の作動状態に応じて表面温度信号の値を補正し、この補正後の表面温度信号を用いて目標吹出空気温度を算出することを特徴とする。
【0033】
ところで、非接触温度センサの検出範囲にリヤガラスが含まれている場合、リヤデフォッガの作動によるリヤガラスの温度上昇により表面温度信号の値が大きく上昇し、そのためクール側に過剰に制御されてフィーリングが悪化してしまうという問題が生じることが判明した。
【0034】
これに対し、請求項9に記載の発明のように、リヤデフォッガの作動状態に応じて表面温度信号の値を補正することにより、クール側に過剰に制御されることを防止できる。具体的には、請求項10に記載の発明のように、リヤデフォッガ(50)がリヤガラス(45)の加熱を開始してから、リヤデフォッガ(50)がリヤガラス(45)の加熱を終了後所定時間(t2)経過する間、表面温度信号の値を低温側に補正する。
【0035】
請求項11に記載の発明では、リヤデフォッガ(50)の作動によるリヤガラス(45)の温度変化に対応して、表面温度信号の値を補正することを特徴とする。
【0036】
これにより、補正後の表面温度信号の値は、リヤデフォッガの作動による出力変化分のみが補正され、例えば内外気温や日射量の熱負荷の変化には追従し、従って、リヤデフォッガの作動中も熱負荷の変化に応じた空調制御が可能である。
【0037】
請求項12に記載の発明では、リヤデフォッガ(50)がリヤガラス(45)の加熱を開始してから、リヤデフォッガ(50)がリヤガラス(45)の加熱を終了する間、表面温度信号の値の補正量(ΔTx)を、所定の時定数(τ1)をもって増加させることを特徴とする。
【0038】
これにより、表面温度信号の値の補正量を、リヤデフォッガの作動によるリヤガラスの温度変化に正確に対応させて、乗員のフィーリングに合った空調制御を行うことができる。
【0039】
請求項13に記載の発明では、リヤデフォッガ(50)がリヤガラス(45)の加熱を終了してから所定時間(t2)経過する間、表面温度信号の値の補正量(ΔTx)を、所定の時定数(τ2)をもって減少させることを特徴とする。
【0040】
これにより、補正後の表面温度信号の値を、リヤデフォッガの作動によるリヤガラスの温度変化に正確に対応させて、乗員のフィーリングに合った空調制御を行うことができる。
【0041】
請求項14に記載の発明では、表面温度信号の値の補正量(ΔTx)を、内気温度および外気温度のうち少なくとも一方に応じて変更することを特徴とする。
【0042】
ところで、リヤデフォッガの作動によるリヤガラスの温度変化量は内気温度や外気温度によって異なるため、請求項14に記載の発明によれば、表面温度信号の値の補正量を、リヤデフォッガの作動によるリヤガラスの温度変化により一層正確に対応させて、乗員のフィーリングに合った空調制御を行うことができる。
【0043】
請求項15に記載の発明では、表面温度信号の値の補正量(ΔTx)を、リヤガラス(45)の温度上昇による表面温度信号の値の変化量(ΔTir)よりも小さくしたことを特徴とする。
【0044】
これにより、補正後の表面温度信号値が、リヤデフォッガが作動する直前の表面温度信号値よりも若干高温側になり、リヤガラスの温度上昇による熱負荷増加分に応じてクール側に制御される。
【0045】
請求項16に記載の発明のように、リヤデフォッガ(50)がリヤガラス(45)の加熱を開始したときは、表面温度信号を、リヤデフォッガ(50)がリヤガラス(45)の加熱を開始する直前の表面温度信号の値に補正してもよい。
【0046】
請求項17に記載の発明のように、リヤデフォッガ(50)がリヤガラス(45)の加熱を終了してから所定時間(t2)経過後に、表面温度信号の値の補正を終了してもよい。
【0047】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0048】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
【0049】
(第1実施形態)
図1は第1実施形態の通風系と制御系を表す概略構成図である。図に示す如く本実施形態の車両用空調装置1は、車室3の前方部に配置されたエアダクト5内に所謂空調ユニットを設けたものであり、エアダクト5の空気流れ上流側から順に配設された、内外気切換ダンパ7、ブロワ9、エバポレータ(冷房用熱交換器)11、エアミックスダンパ13、ヒータコア(暖房用熱交換器)15、及び吹出口切換ダンパ17を備えている。
【0050】
ここで内外気切換ダンパ7は、サーボモータ19による駆動のもとに第1切換位置(図に実線で示す位置)に切り替えられて、エアダクト5内にその外気導入口5aから外気を流入させ、一方第2切換位置(図に破線で示す位置)に切り替えられて、エアダクト5内にその内気導入口5bから車室3内の空気(内気)を流入させる。
【0051】
またブロワ9は、駆動回路21により駆動されるブロワモータ23の回転速度に応じて、外気導入口5aからの外気又は内気導入口5bからの内気を空気流としてエバポレータ11に送風し、エバポレータ11は、そのブロワ9からの空気流を、空調装置の冷凍サイクルの作動によって循環する冷媒により冷却する。ここで、駆動回路21とブロワモータ23により、車室3内に吹き出す空気の量を調節する風量調節手段を構成する。
【0052】
次にエアミックスダンパ13は、サーボモータ25により駆動され、その開度に応じて、エバポレータ11からの冷却空気流をヒータコア15に流入させると共に、残余の冷却空気流を、ヒータコア15をバイパスして吹出口切換ダンパ17に向けて流動させる。ここで、エアミックスダンパ13とサーボモータ25により、車室3内に吹き出す空気の温度を調節する温度調節手段を構成する。
【0053】
一方、吹出口切換ダンパ17は、サーボモータ27による駆動のもとに、当該装置のフェイスモード時に第1切換位置(図に一点鎖線で示す位置)に切り換えられて、エアダクト5の吹出口5cから車室3の乗員上半身に向けて空気を吹き出させ、当該装置のフットモード時に第2切換位置(図に破線で示す位置)に切り換えられて、エアダクト5の吹出口5dから車室3の乗員足元に向けて空気を吹き出させ、また当該装置のバイレベルモード時に第3切換位置(図に実線で示す位置)に切り換えられて、両吹出口5c、5dから空気を吹き出させる。
【0054】
次に内外気切換ダンパ7、ブロワ9、エアミックスダンパ13、及び吹出口切換ダンパ17を夫々駆動するサーボモータ19、駆動回路21、サーボモータ25及び27は、電子制御装置(ECU)30からの制御信号を受けて上記各部を駆動する。
【0055】
ECU30は、車室3内の所定の部位の表面温度Tirを非接触で検出する表面温度センサ(非接触温度センサ)31、エンジン冷却水の温度Twを検出する水温センサ32、エバポレータ11通過直後の冷風の温度(出口温度)Teを検出するエバポレータ出口温センサ33、サーボモータ25に内蔵されてエアミックスダンパ13の実際の開度θを検出するエアミックスダンパ開度センサ(以下、A/M開度センサという)34、制御目標となる車室内の設定温度Tsetを乗員が外部から設定するための温度設定器(温度設定手段)35、等からの出力信号をA/D変換器30eを介して読み込む。
【0056】
なお、温度設定器35は、上記のように乗員が設定温度を設定する形式でもよいし、或いは、暑いか寒いかを入力する温感入力形式であってもよい。この温感入力形式の場合、暑いまたは寒いという入力に応じて、制御目標となる車室内の設定温度TsetをECU30が設定する。
【0057】
ECU30は、上記の各種信号に基づいて空調制御を実行するためのものであり、A/D変換器30eからの信号を受けて上記各部の操作量を算出する中央処理装置(以下、CPUという)30aと、後述するフローチャ−トの実行命令を記憶するROM30bと、CPU30aで算出された操作量に応じた制御信号を上記各部へ出力する出力部30cと、数MHzの基準クロックを発振してCPU30aにソフトウェアのデジタル演算処理を実行させる水晶振動子30dとにより構成されている。
【0058】
そして、ECU30は、イグニッションスイッチIGのON時にバッテリBから電源供給を受けて動作可能状態となり、空調装置の運転、停止を制御するための操作スイッチ36がON状態に操作されることにより空調制御を開始する。
【0059】
次に、上記した表面温度センサ31について詳細に説明する。本実施形態の表面温度センサ31は、被検温体の表面温度を非接触で検出する赤外線センサであり、より具体的には、被検温体の温度変化に伴う赤外線量の変化に対応して、赤外線量に比例した起電力を発生するサーモパイル型検出素子を用いた赤外線センサである。
【0060】
図2、3に示すように、表面温度センサ31は、赤外線を検知する四角形の検知部(検出素子)31aが基盤31b上に設置され、検知部31aはカップ状の金属製ケース31cによって覆われている。ケース31cの底部には四角形の窓31dがあけられ、シリコン製のカバー31eが窓31dにはめ込まれている。そして、検知部31aの辺の長さL1、窓31dの辺の長さL2、検知部31aと窓31dとの間隔Sを適宜設定することにより、温度検出可能な角度範囲(視野角)αを調整する。
【0061】
図4、5は表面温度センサ31の設置位置を示すもので、図4に示す計器盤40の車両左右方向の中央部には、図5に示す空調装置の操作パネル41が設置されており、この操作パネル41に温度設定器35や操作スイッチ36等とともに表面温度センサ31が設置されている。なお、表面温度センサ31の上下方向の位置は、ドライバー42の腹部ないしは胸部と略等しくしている。
【0062】
図6は表面温度センサ31による表面温度検出範囲を示すもので、破線で示す検出範囲Aの表面温度を検出するために、表面温度センサ31はドライバー42側に傾けられるとともにやや上方側に傾けられ、そのうえで視野角αが適宜に調整されている。検出範囲Aには、ドライバー42の上半身(着衣部)42a、ドライバー42の頭部42b、天井43の一部、前席ドア44のサイドガラス44aの一部、リヤガラス45の一部が含まれている。なお、図6において、46は前席シート、47は後席シートである。
【0063】
ここで、検出範囲Aにおいて、天井(内気温対応部位)43は日射が当たらず、また断熱材によって外気温の影響を受けにくいため、内気温に略対応して表面温度が変化する。また、サイドガラス44aやリヤガラス45のガラス部(外気温対応部位)は内気温とともに外気温の影響を受けて表面温度が変化し、上半身(日射対応部位)42aは日射の影響を受けて表面温度が変化する。従って、表面温度センサ31は、内気温、外気温、および日射量の環境情報を取り込んだ表面温度信号を出力する。なお、シート46、47も日射の影響を受けて表面温度が変化するため、シート46、47も検出範囲Aに含ませてもよい。
【0064】
図7は、外気温30°C、日射量580W/m2、初期の前席部内気温53°Cの条件で冷房(クールダウン)を行ったときの特性を示すもので、aは図6の検出範囲Aの表面温度を検出するように設定した表面温度センサ31の出力、bは天井43の温度、cは前席部内気温である。図7から明らかなように、天井43の温度は日射や外気温の影響をさほど受けずに前席部内気温に略対応している。一方、表面温度センサ31は、日射や外気温の環境情報を取り込んでいる分天井43の温度や前席部内気温よりも高い温度信号を出力している。
【0065】
次に、ECU30が実行する空調制御について、図8に示すフローチャートに沿って説明する。図に示す如く空調制御を開始すると、まずステップS100にて、以降の処理の実行に使用するカウンタやフラグを初期設定する初期化の処理を実行した後、ステップS110に移行して、温度設定器35を介して入力された設定温度Tsetを読み込む。また続くステップS120では、表面温度センサ31にて検出された表面温度Tir、さらにはその他のセンサ32〜34の信号を読み込む。なお、本実施形態においては、ステップS110およびステップS120にて検出信号入力手段を構成している。
【0066】
次にステップS130では、ステップS110にて読み込んだ設定温度TsetとステップS120で読み込んだ表面温度Tirとに基づき、ROM30b内に予め記憶されている下記数式1を用いて目標吹出空気温度(以下TAOという)を算出する。
【0067】
【数1】
TAO=Kset×Tset−Kir×Tir+C
ここで、Kset、Kirは係数、Cは定数である。
【0068】
次にステップS140では、ステップS130で求めた目標吹出空気温度TAOに基づき、ROM30b内に予め記憶されている図9の特性図より、目標風量に対応するブロワモータ23への印可電圧(ブロワ電圧)を決定する。
【0069】
また、続くステップS150では、ステップS130で求めた目標吹出空気温度TAOとステップS120にて読み込んだエンジン冷却水温Tw及び出口温度Teとに基づき、ROM30b内に予め記憶されている下記数式2を用いて、エアミックスダンパ13の目標開度θoを算出する。
【0070】
【数2】
θo={(TAO−Te)/(Tw−Te)}×100(%)
次にステップS160では、目標吹出空気温度TAOに基づき、ROM30b内に予め記憶されている図10の特性図より、内気導入にするか、外気導入にするか、或いは、内外気併用(半内気)にするかを決定する。
【0071】
次にステップS170では、目標吹出空気温度TAOに基づいて、ROM30b内に予め記憶されている図11の特性図より、吹出モードをフェイスモード(FACE)、バイレベルモード(B/L)、およびフットモード(FOOT)のいずれにするかを決定する。
【0072】
そしてステップS180では、上記ステップS140〜ステップS170による演算結果に応じて、駆動回路21、サーボモータ25、サ−ボモ−タ19、及びサーボモータ27に、ブロワ電圧制御信号、エアミックスダンパ開度制御信号、内外気導入モード制御信号、および吹出モード制御信号を夫々出力する。そして、ステップS190へ進み、周期時間t秒経過したか否かを判定し、NOの場合はステップS190で待ち、YESの場合はステップS110へ戻る。
【0073】
本実施形態では、表面温度センサ31によって、室内の温度に略対応して表面温度が変化する天井43と、外気温の影響を受けて表面温度が変化するサイドガラス44aやリヤガラス45と、日射の影響を受けて表面温度が変化する上半身42aの、表面温度を検出しているので、表面温度センサ31は、内気温、外気温、および日射量の環境情報を取り込んだ表面温度信号を出力する。従って、内気温、外気温、および日射量に応じた適切な室温制御を行うことができるため、室温制御性の低下を少なくしつつ、内気温センサ、外気温センサ、および日射センサを廃止して、センサコストおよびセンサ組み付けコストの低減を図ることができる。
【0074】
また、内気温センサ、外気温センサ、および日射センサの廃止により、上記数式1のように単純な式で目標吹出空気温度TAOを算出することができる。さらに、数式1で求めた目標吹出空気温度TAOの値は、内気温センサ、外気温センサ、および日射センサを有する従来装置の目標吹出空気温度TAOの値に近い値にすることができるため、目標吹出空気温度TAOに基づいて制御内容を決定するのに用いられる特性図9〜11は、大幅な変更が不要である。
【0075】
(第2実施形態)
次に、図12に示す第2実施形態について説明する。本実施形態は、車室3内に侵入する日射量Tsを検出する日射センサ37を第1実施形態に追加したものである。これに伴い、表面温度センサ31の検出範囲は、天井(内気温対応部位)43と、サイドガラス44aやリヤガラス45のガラス部(外気温対応部位)に概略限定されるように、視野角αや向きが調整され、従って、表面温度センサ31は、内気温と外気温の環境情報を取り込んだ表面温度信号を出力する。また、第1実施形態の数式1が、下記の数式3に変更される。
【0076】
【数3】
TAO=Kset×Tset−Kir1×Tir−Ks×Ts+C
ここで、Kir1、Ksは係数である。また、数式3に日射量Tsの補正項が追加されたことに伴い、係数Kir1は第1実施形態の係数Kirよりも小さくなる。
【0077】
本実施形態では、表面温度センサ31によって、内気温に略対応して表面温度が変化する天井43と、外気温の影響を受けて表面温度が変化するサイドガラス44aやリヤガラス45の、表面温度を検出しているので、表面温度センサ31は、内気温と外気温の環境情報を取り込んだ表面温度信号を出力する。従って、日射センサ37と表面温度センサ31からの両信号に基づいて、内気温、外気温、および日射量に応じた適切な室温制御を行うことができるため、室温制御性の低下を少なくしつつ、内気温センサおよび外気温センサを廃止して、センサコストおよびセンサ組み付けコストの低減を図ることができる。
【0078】
また、日射センサ37を備えているため、日射の影響による熱負荷量を正確に把握して適切な室温制御を行うことができ、室温制御性の低下を一層少なくすることができる。さらに、例えば冷房(フェイスモード)時に乗員に日射が当たる場合には、吹出空気(冷風)の風量を増加させる制御(日射ステップアップ制御)を行って、乗員の快適感を向上することができる。
【0079】
(第3実施形態)
次に、図13に示す第3実施形態について説明する。本実施形態は、外気温Tamを検出する外気温センサ38を第1実施形態に追加したものである。これに伴い、表面温度センサ31の検出範囲は、天井(内気温対応部位)43と、上半身(日射対応部位)42aに概略限定されるように、視野角αや向きが調整され、従って、表面温度センサ31は、内気温と日射量の環境情報を取り込んだ表面温度信号を出力する。また、第1実施形態の数式1が、下記の数式4に変更される。
【0080】
【数4】
TAO=Kset×Tset−Kir2×Tir−Kam×Tam+C
ここで、Kir2、Kamは係数である。また、数式4に外気温Tamの補正項が追加されたことに伴い、係数Kir2は第1実施形態の係数Kirよりも小さくなる。
【0081】
本実施形態では、表面温度センサ31によって、室内の温度に略対応して表面温度が変化する天井43と、日射の影響を受けて表面温度が変化する上半身42aの、表面温度を検出しているので、表面温度センサ31は、内気温と日射量の環境情報を取り込んだ表面温度信号を出力する。従って、外気温センサ38と表面温度センサ31からの両信号に基づいて、内気温、外気温、および日射量に応じた適切な室温制御を行うことができるため、室温制御性の低下を少なくしつつ、内気温センサおよび日射センサを廃止して、センサコストおよびセンサ組み付けコストの低減を図ることができる。
【0082】
また、外気温センサ38を備えているため、外気温の影響による熱負荷量を正確に把握して適切な室温制御を行うことができ、室温制御性の低下を一層少なくすることができる。さらに、外気温の影響による熱負荷量が小さいときには、エバポレータ11の出口温度を高めに設定して冷媒圧縮機の作動時間割合または冷媒吐出量が小さくなるような制御(オートエコノ制御)を行って、冷媒圧縮機の駆動負荷を小さくすることができる。
【0083】
(第4実施形態)
次に、図14〜17に示す第4実施形態について説明する。本実施形態は、図14に示すように内気温Trを検出する内気温センサ39を第1実施形態に追加し、また、図15に示すように内気温Trと表面温度Tirとの比較により日射量の変化度合を推定して吹出風量の補正量を算出するステップS135を第1実施形態に追加したものである。これに伴い、表面温度センサ31の検出範囲は、サイドガラス44aやリヤガラス45のガラス部(外気温対応部位)と、上半身(日射対応部位)42aに概略限定されるように、視野角αや向きが調整され、従って、表面温度センサ31は、外気温と日射量の環境情報を取り込んだ表面温度信号を出力する。また、第1実施形態の数式1が、下記の数式5に変更される。
【0084】
【数5】
TAO=Kset×Tset−Kir3×Tir−Kr×Tr+C
ここで、Kir3、Krは係数である。また、数式5に内気温Trの補正項が追加されたことに伴い、係数Kir3は第1実施形態の係数Kirよりも小さくなる。
【0085】
次に、図15のステップS135の詳細について、図16にて説明する。ステップS130からステップS300に移行すると、ステップS300では表面温度Tirが所定時間内に所定値以上変化したか否かを判断する。すなわち、下記の数式6に示すように、今回サンプルした表面温度Tir(n)(nはn番目のサンプル時を示す)と1つ前のサンプル時間にサンプルした表面温度Tir(n−1)の差の絶対値を求め、その絶対値が所定値α以上か否かを判断する。
【0086】
【数6】
|Tir(n)−Tir(n−1)|≧α
ここで、絶対値が所定値α未満の時はNOとなり、ステップS140へ進む。一方、絶対値が所定値α以上の時はYESとなってステップS310へ進み、ステップS310では内気温Trが所定時間内に所定値以上変化したか否かを判断する。すなわち、下記の数式7に示すように、今回サンプルした内気温Tr(n)(nはn番目のサンプル時を示す)と1つ前のサンプル時間にサンプルした内気温Tr(n−1)の差の絶対値を求め、その絶対値が所定値β以上か否かを判断する。
【0087】
【数7】
|Tr(n)−Tr(n−1)|≧β
ここで、絶対値が所定値β以上の時はYESとなる。そして、表面温度Tirと内気温Trがともに大きく変化しているため、これは日射による変化ではないと判断してステップS140へ進む。
【0088】
一方、絶対値が所定値β未満の時はNOとなる。そして、表面温度Tirが大きく変化しているのに対し内気温Trの変化が小さいため、表面温度Tirの変化は日射によるものと判断してステップS320へ進む。
【0089】
ステップS320では、まず表面温度Tirの変化量ΔTir(ただし、ΔTirは下記の数式8による)に基づいて、ROM30b内に予め記憶されている図17の特性図より、吹出風量の補正量、すなわちブロワ電圧の補正量f(ΔTir)を決定する。ここで、変化量ΔTirが+の時は補正量f(ΔTir)も+の値をとり、変化量ΔTirが−の時は補正量f(ΔTir)も−の値をとる。次いで、下記の数式9により、日射を考慮した目標風量に対応する第1ブロワ電圧Vs(n)(nはn番目のサンプル時を示す)を、前回の第1ブロワ電圧Vs(n−1)と補正量f(ΔTir)とから算出する。
【0090】
【数8】
ΔTir=Tir(n)−Tir(n−1)
【0091】
【数9】
Vs(n)=Vs(n−1)+f(ΔTir)
次にステップS140へ進み、ステップS140では、まず目標吹出空気温度TAOに基づき図9の特性図より第2ブロワ電圧Vtaoを算出する。次いで、下記の数式10により、ステップS135で求めた第1ブロワ電圧Vs(n)と第2ブロワ電圧Vtaoとを比較し、大きい方の値をブロワ電圧Vbとして決定する。
【0092】
【数10】
Vb=MAX(Vs(n)、Vtao)
そして、表面温度Tirが上昇してVs(n)>Vtaoとなった場合は吹出空気の風量が増加し、乗員の快適感を向上させることができる。
【0093】
本実施形態では、表面温度センサ31によって、外気温の影響を受けて表面温度が変化するサイドガラス44aやリヤガラス45と、日射の影響を受けて表面温度が変化する上半身42aの、表面温度を検出しているので、表面温度センサ31は、外気温と日射量の環境情報を取り込んだ表面温度信号を出力する。従って、内気温センサ39と表面温度センサ31からの両信号に基づいて、内気温、外気温、および日射量に応じた適切な室温制御を行うことができるため、室温制御性の低下を少なくしつつ、外気温センサおよび日射センサを廃止して、センサコストおよびセンサ組み付けコストの低減を図ることができる。
【0094】
また、内気温センサ39を備えているため、設定温度と内気温の差を正確に把握して適切な室温制御を行うことができ、室温制御性の低下を一層少なくすることができる。
【0095】
(第5実施形態)
次に、図18に示す第5実施形態について説明する。本実施形態は、日射センサ37と外気温センサ38とを第1実施形態に追加したものである。これに伴い、表面温度センサ31の検出範囲は、天井(内気温対応部位)43のみに概略限定されるように、視野角αや向きが調整され、従って、表面温度センサ31は内気温に応じた表面温度信号を出力する。また、第1実施形態の数式1が、下記の数式11に変更される。
【0096】
【数11】
TAO=Kset×Tset−Kir4×Tir−Kam×Tam−Ks×Ts+C
ここで、Kir4は係数である。また、数式11に外気温Tamおよび日射量Tsの補正項が追加されたことに伴い、係数Kir4は第1実施形態の係数Kirよりも小さくなる。
【0097】
従来は、内気温センサは通常計器盤40内に設置されるため、例えば計器盤40の下方から吹き出される温風や計器盤40内の熱の影響を受けて、内気温センサで検出した内気温と実際の内気温とのずれが大きくなる場合があり、乗員の温感にマッチした室温制御を行えないことがあった。これに対し、本実施形態では、内気温を検出する表面温度センサ31は被検温体の表面温度を検出するものであるため、温風や計器盤40内の熱の影響を受けず、従って、乗員42の温感にマッチした室温制御を行うことができる。
【0098】
さらに、内気温、外気温、および日射量を、個別にかつ正確に検出できるため、内気温、外気温、および日射量に応じたきめ細かな室温制御を行うことができ、室温制御性を向上させることができる。また、上記した日射ステップアップ制御やオートエコノ制御も勿論行うことができる。
【0099】
(第6実施形態)
次に、図19に示す第6実施形態について説明する。本実施形態は、外気温センサ38と内気温センサ39とを第1実施形態に追加したものである。これに伴い、表面温度センサ31の検出範囲は、上半身(日射対応部位)42aのみに概略限定されるように、視野角αや向きが調整され、従って、表面温度センサ31は日射量に応じた表面温度信号を出力する。また、第1実施形態の数式1が、下記の数式12に変更される。
【0100】
【数12】
TAO=Kset×Tset−Kir5×Tir−Kam×Tam−Kr×Tr+C
ここで、Kir5は係数である。また、数式12に外気温Tamおよび内気温Trの補正項が追加されたことに伴い、係数Kir5は第1実施形態の係数Kirよりも小さくなる。
【0101】
従来は、日射センサは通常計器盤40の上面に設置されるため、例えば日射仰角が大きい時には、日射センサには日射が照射されるが、乗員には日射が照射されないことがある。その結果、乗員42の温感にマッチした室温制御を行えないことがあった。これに対し、本実施形態では、表面温度センサ31は乗員42の上半身42aの表面温度を検出するものであるため、乗員に日射が照射されているか否かを正確に検出でき、従って、乗員42の温感にマッチした室温制御を行うことができる。また、内気温、外気温、および日射量を、個別にかつ正確に検出できるため、内気温、外気温、および日射量に応じたきめ細かな室温制御を行うことができ、室温制御性を向上させることができる。また、上記した日射ステップアップ制御やオートエコノ制御も勿論行うことができる。
【0102】
(第7実施形態)
次に、図20〜図30に示す第7実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。第1実施形態のように、表面温度センサ31が、内気温、外気温、および日射量の環境情報を取り込んだ表面温度信号を出力するものにおいて、本実施形態は、表面温度センサ31の検出範囲に占める各検出対象(ガラス部、着衣部、シート部、天井部)の面積割合を最適に設定することにより、室温制御性の向上を図ったものである。従って、空調装置の基本的な構成および制御は、第1実施形態と同じである。
【0103】
以下、各検出対象の目標面積割合について説明する。まず、目標面積割合を求めるために、各熱負荷変化量(内気温Trの変化量ΔTr、外気温Tamの変化量ΔTam、日射量Tsの変化量ΔTs)に対する、各検出対象(ガラス部、着衣部、シート部、天井部)の温度変化量を実測した。図20にその結果を示しており、これにより、外気温の変化に対してはガラス部44aの温度変化が最も顕著であり、日射量の変化に対してはガラス部44a、着衣部42a、シート部46の温度変化が顕著であり、内気温の変化に対しては着衣部42a、シート部46、天井部43の温度変化が顕著であることが明らかになった。
【0104】
一方、目標吹出空気温度TAOは、本実施形態では第1実施形態で示した数式1(TAO=Kset×Tset−Kir×Tir+C)にて算出され、内気温センサ、外気温センサ、および日射センサを有する従来装置では、下記数式13を用いて算出される。
【0105】
【数13】
TAO=Kset×Tset−Kr×Tr−Kam×Tam−Ks×Ts+C
ここで、Kr=3、Kam=1.1、Ks=1.5とし、Kir=3とすると、本実施形態において従来と同等の補正ゲインを得るためには、各熱負荷変化量(内気温Trの変化量ΔTr、外気温Tamの変化量ΔTam、日射量Tsの変化量ΔTs)に対し、表面温度Tirの変化量ΔTirは次のようにならなければならない。すなわち、内気温変化量ΔTr=10℃に対し、表面温度変化量ΔTir=10℃、外気温変化量ΔTam=10℃に対し、表面温度変化量ΔTir=3.7℃、日射量変化量ΔTs=582W/m2 に対し、表面温度変化量ΔTir=4.85℃である。
【0106】
そして、図20に示す各熱負荷変化量に対する各検出対象の温度変化量の関係と、上記の熱負荷変化量に対する表面温度変化量ΔTirの目標値との関係から、各検出対象の目標面積割合を求めると次のようになる。すなわち、ガラス部44aの面積割合=25%、着衣部42aおよびシート部46の面積割合=35%、天井部43の面積割合=20%、その他=20%である。なお、その他はドア内張部等である。
【0107】
各検出対象の目標面積割合を上記のように設定することにより、各熱負荷の変化に対する目標吹出空気温度TAOの変化量が従来と同じになり、従来と同等の室温制御性を確保することが可能になる。
【0108】
次に、上記の各検出対象の目標面積割合を実現するために、表面温度センサ31の取付位置等の検討を行った。ここでは、表面温度センサ31を助手席側のAピラーに設置した場合(以下、取付位置▲1▼という)と、表面温度センサ31を操作パネル41(図4、5参照)に設置した場合(以下、取付位置▲2▼という)とを検討した。取付位置▲1▼の場合、より具体的には、Aピラーの上下方向略中央部に表面温度センサ31を設置し、かつ、図21(車両平面図)に示すように、表面温度センサ31をドライバー42側に向けるとともにその視野角αを50°に設定している。また、図22は取付位置▲1▼の場合の表面温度センサ31の検出範囲を示している。なお、本明細書でいうAピラー(図4に示す運転席側のAピラー48を参照)は、車室を構成する柱のうち車両最前方にある柱である。
【0109】
図23および図24は、各検出対象の目標面積割合、および取付位置▲1▼、▲2▼に表面温度センサ31を設置した場合の各検出対象の面積割合を示したもので、取付位置▲1▼の場合は各検出対象とも目標に近い面積割合が得られるのに対し、取付位置▲2▼の場合はガラス部の面積割合が特に不足している。
【0110】
図25〜図27は、各熱負荷変化時の表面温度変化量ΔTirの目標値と、取付位置▲1▼、▲2▼に表面温度センサ31を設置した場合の表面温度変化量ΔTirの実測値を示している。そして、図25〜図27から明らかなように、取付位置▲1▼の場合は目標の面積割合をほぼ満足しているため、各熱負荷変化に対し目標値に極めて近い表面温度変化量ΔTirが得られる。
【0111】
図28および図29は、取付位置▲1▼、▲2▼に表面温度センサ31を設置した場合の、外気温Tamおよび日射量Tsに対する室温制御性を示すもので、制御目標となる車室内の設定温度Tsetは25℃に設定している。そして、一般的には、内気温Trを設定温度Tset±2℃に制御することが望まれ、取付位置▲1▼の場合は、内気温Trを設定温度Tset±2℃にほぼ制御することができる。一方、取付位置▲2▼の場合はガラス部の面積割合が不足していること等により補正不足となり、高熱負荷時に内気温が設定温度から大きく外れてしまう。
【0112】
以上のことから、各検出対象の面積割合を、ガラス部=25%、着衣部およびシート部=35%、天井部=20%、その他=20%としたときに、極めて良好な室温制御性を得ることができ、従ってこの面積割合を最適値とすることができる。また、各検出対象の面積割合は、それぞれの最適値から±5%の範囲(好ましい範囲)であれば良好な室温制御性を得ることができ、それぞれの最適値から±10%の範囲(許容範囲)であれば実用上問題ないレベルの室温制御性を得ることができる。
【0113】
図30は、表面温度センサ31の出力に対する外乱の影響度合を検討するために、取付位置▲1▼、▲2▼に表面温度センサ31を設置した場合の、外気温が−10℃の時の、各種外乱による表面温度変化量ΔTirを測定した結果を示すものである。ここでは、ドライバーが煙草を吸った場合、ドライバーがコーヒーを飲んだ場合(容器表面温度40℃と10℃)、運転席シートを移動させた場合(最前方位置と最後方位置)について検討した。
【0114】
図30から明らかなように、取付位置▲2▼は外乱の影響を受けやすい。特に、取付位置▲2▼の場合、煙草を左手で持ったときには煙草と表面温度センサ31とが近接して、表面温度変化量ΔTirが著しく大きくなる。一方、取付位置▲1▼はいずれの外乱の影響も殆ど受けないことが確認された。従って、取付位置▲1▼の場合は、ドライバーが煙草を吸った場合でも良好に室温制御がなされる。
【0115】
(第8実施形態)
次に、図31に示す第8実施形態について説明する。第7実施形態で説明したように、例えば表面温度センサ31を操作パネル41に設置した場合(取付位置▲2▼)、表面温度センサ31の検出範囲に占めるガラス部の面積割合不足により、良好な室温制御性を得ることができなかった。
【0116】
本実施形態は、上記のように表面温度センサ31の検出範囲に占める各検出対象の面積割合を、第7実施形態で求めた目標面積割合近傍に設定できない場合でも、良好な室温制御性が得られるようにしたものである。
【0117】
すなわち、図31は取付位置▲2▼の場合の表面温度センサ31の検出範囲を示しており、表面温度センサ31には、赤外線の入射割合を調整する入射割合調整手段としてのレンズ31fが組み込まれている。このレンズ31fにより、ガラス部44aから表面温度センサ31に入射する赤外線量が、他の部位からの入射量よりも多くなるようにして、ガラス部44aの感度を上げている。これにより、表面温度センサ31の検出範囲に占めるガラス部44aの面積割合を増加させたことと実質的に同じになり、等価的に目標面積割合を満足させることができ、良好な室温制御性が得られる。
【0118】
なお、入射割合調整手段としてレンズ31fの代わりに集光ミラーを用いても、表面温度センサ31の検出範囲に占める各検出対象(ガラス部、着衣部、シート部、天井部)の赤外線入射割合を調整して、等価的に目標面積割合を満足させることができる。
【0119】
以上のように本実施形態によれば、レンズ31fや集光ミラー等を用いて等価的に目標面積割合を満足させるため、表面温度センサ31の取付位置の自由度が高まり、取付の容易な位置を選ぶことができる。
【0120】
(第9実施形態)
次に、図32〜図36に示す第9実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。
【0121】
本実施形態の空調装置は、図32に示すように、図示しないリヤガラス(図6参照)を加熱してリヤガラスの曇りを除去するリヤデフォッガ50を備える車両に適用される。このリヤデフォッガ50は、リヤガラスにプリントされた熱線を有し、その熱線に通電することによりリヤガラスを加熱する。
【0122】
ECU30にはデフォッガスイッチ51の信号が入力され、ECU30はデフォッガスイッチ51がONされるとリヤデフォッガ50を作動させる(熱線に通電する)。そして、デフォッガスイッチ51が0FFされた場合、および、デフォッガスイッチ51のON後所定時間(例えば15分)経過した場合、ECU30はリヤデフォッガ50の作動を停止する(熱線への通電を停止する)。
【0123】
ところで、図33は、外気温が−10〜30°、内気温が約25℃において、リヤデフォッガ50を作動させた場合のリヤガラスの室内側表面温度の変化を示すものである。また、図34は、外気温が−10〜30°、内気温が約25℃において、リヤデフォッガ50の作動によりリヤガラスの温度が上昇し、その温度が安定した状態でリヤデフォッガ50の作動を停止した場合の、リヤガラスの室内側表面温度の変化を示すものである。
【0124】
そして、表面温度センサ31の検出範囲A(図6参照)にリヤガラスが含まれている場合、リヤデフォッガ50の作動によるリヤガラスの温度上昇により表面温度センサ31の出力(検出値)が上昇する。この際、表面温度センサ31の出力上昇が過大であると、クール側に過剰に制御されてフィーリングが悪化してしまう。
【0125】
本実施形態は、上記のようなリヤデフォッガ50の作動によるフィーリング悪化を防止するもので、その具体的手法について以下説明する。
【0126】
まず、図35は、リヤデフォッガ50がリヤガラスの加熱を開始(リヤデフォッガON)してから、リヤデフォッガ50がリヤガラスの加熱を終了(リヤデフォッガOFF)後所定時間経過する間の、リヤガラスの室内側表面温度の変化傾向を示すもので、リヤデフォッガON時は第1時定数τ1をもって安定温度に至り、一方、リヤデフォッガOFF時は第2時定数τ2をもって通常温度(リヤデフォッガON前の温度)に戻る。
【0127】
ここで、リヤデフォッガON前とリヤデフォッガON後の安定時とのリヤガラスの温度差、すなわちリヤガラス温度の最大変化量をΔT(Rr)max、リヤデフォッガONからリヤデフォッガOFFまでの時間をt1、リヤデフォッガOFFから通常温度に戻るまでの時間をt2とする。
【0128】
そして、リヤガラス温度の最大変化量ΔT(Rr)maxと、表面温度センサ31の検出範囲内のリヤガラス面積割合F(Rr)とにより、リヤデフォッガON時のリヤガラスの温度上昇に基づく、表面温度センサ31の出力の最大変化量ΔTirmaxを予め求めることができる(ΔTirmax=F(Rr)×ΔT(Rr)max)。
【0129】
また、リヤデフォッガON後の各時刻における表面温度センサ31の出力の変化量ΔTirは、表面温度センサ31の出力の最大変化量ΔTirmaxや時定数τ1、τ2から演算にて求めることができる。
【0130】
そこで、リヤデフォッガ50をONした際には、表面温度センサ31の出力を上記の変化量ΔTir分だけ減じ(補正し)、この補正後の値を用いて目標吹出空気温度TAOを算出することにより、リヤデフォッガ50の作動による影響(リヤデフォッガ50の作動による出力変化分)のみをキャンセルして、乗員のフィーリングに合った空調制御を行うようにしている。
【0131】
次に、図36に示すフローチャートに基づいて説明する。図8のフローチャートに基づく空調制御の実行中に、デフォッガスイッチ51がONされてリヤデフォッガ50がON状態になると、図8の処理と並行して図36の処理が開始される。
【0132】
図36において、デフォッガスイッチ51がONされているためステップS401がYESとなってステップS402に進み、表面温度センサ31にて検出された表面温度Tirの信号を読み込んだ後、ステップS403に進む。
【0133】
ステップS403では、補正量ΔTxだけ表面温度センサ31の出力を補正する。具体的には、リヤガラスの温度上昇による、その時刻における表面温度センサ31の出力の変化量ΔTirを、表面温度センサ31の出力の最大変化量ΔTirmaxや第1時定数τ1から演算し、ΔTx=ΔTirとし、表面温度センサ31の出力から補正量ΔTx分を減じる(補正する)。
【0134】
次いで、ステップS404では、ステップS403で補正した値を出力する。そして、図8のステップS130では、ステップS403で補正した値(補正後の表面温度信号値)を用いて目標吹出空気温度TAOを算出し、この目標吹出空気温度TAOに基づいてステップS140以降の処理を行う。
【0135】
次いで、図36のステップS405ではリヤデフォッガ50がOFFか否かを判定し、リヤデフォッガON状態が継続している間は、ステップS402からステップS404の処理が繰り返される。
【0136】
一方、リヤデフォッガ50がOFFされるとステップS405がNOとなってステップS406に進み、表面温度センサ31にて検出された表面温度Tirの信号を読み込んだ後、ステップS407に進む。
【0137】
ステップS407では、補正量ΔTxだけ表面温度センサ31の出力を補正する。具体的には、その時刻における表面温度センサ31の出力の変化量ΔTirを、表面温度センサ31の出力の最大変化量ΔTirmaxや第2時定数τ2から演算し、ΔTx=ΔTirとし、表面温度センサ31の出力から補正量ΔTx分を減じる(補正する)。
【0138】
次いで、ステップS408では、ステップS407で補正した値を出力する。そして、図8のステップS130では、ステップS407で補正した値(補正後の表面温度信号値)を用いて目標吹出空気温度TAOを算出し、この目標吹出空気温度TAOに基づいてステップS140以降の処理を行う。
【0139】
次いで、ステップS409では、ステップS405がNOとなってから時間t2(図35参照)が経過したか否かを判定し、時間t2が経過するまではステップS406からステップS408の処理が繰り返される。
【0140】
時間t2が経過するとステップS409がNOとなり、図36の処理を終了する。そして、図36の処理の終了に伴い、図8のステップS130では、ステップS120で読み込んだ表面温度信号値を用いて目標吹出空気温度TAOを算出し、通常の制御を行う。
【0141】
上記のように、本実施形態では、リヤデフォッガ50がリヤガラスの加熱を開始してから、リヤデフォッガ50がリヤガラスの加熱を終了後所定時間t2経過する間、表面温度センサ31の出力を低温側に補正しているため、クール側に過剰に制御されることを防止できる。
【0142】
また、リヤデフォッガ50の作動による出力変化分のみを補正しているため、図36の処理の実行中に熱負荷(例えば内外気温や日射量)が変化した場合でも、補正後の値は熱負荷の変化に追従する。従って、図36の処理の実行中でも、熱負荷の変化に応じた空調制御が可能である。
【0143】
次に、上記の第9実施形態の変形例について説明する。
【0144】
まず、第9実施形態のステップS403およびステップS408では、リヤガラスの温度上昇による表面温度センサ31の出力の変化量ΔTirを補正量ΔTxとしたが(すなわちΔTx=ΔTir)、リヤガラスの温度上昇による熱負荷増加分を考慮して、補正量ΔTxを出力の変化量ΔTirよりも所定の割合だけ少なく(すなわちΔTx<ΔTir)してもよい。これにより、図37に示すように補正後の表面温度信号値が、リヤデフォッガ50がONになる直前の表面温度信号値よりも高温側になり、リヤガラスの温度上昇による熱負荷増加分に応じてクール側に制御される。
【0145】
また、リヤガラスの温度上昇で後席乗員は輻射を感じることに対応して、前席と後席への吹出空気温度を独立に制御可能な空調装置の場合は、前席の表面温度センサ31の出力に対する補正量ΔTxよりも、後席の表面温度センサ31の出力に対する補正量ΔTxを小さくしてもよい。これにより、前席よりも後席の方がクール側に制御され、前後席それぞれの乗員のフィーリングに合った空調制御が可能となる。
【0146】
また、第9実施形態のステップS403およびステップS408では、リヤガラスの温度上昇による表面温度センサ31の出力の変化量ΔTirを、表面温度センサ31の出力の最大変化量ΔTirmaxや時定数τ1、τ2から演算し、その変化量ΔTirから補正量ΔTxを求めるようにしたが、図35に示すリヤガラスの温度変化傾向を直線で近似した特性図をROM30b内に予め記憶させておき、その特性図から補正量ΔTxを求めるようにしてもよい。
【0147】
また、リヤデフォッガON時には、リヤデフォッガ50がONになる直前の表面温度センサ31の出力を補正後の表面温度信号値として、図36のステップS404およびステップS408で出力し、図8のステップS130では、その表面温度信号値を用いて目標吹出空気温度TAOを算出し、この目標吹出空気温度TAOに基づいてステップS140以降の処理を行うようにしてもよい。そして、図36のステップS409がNOとなった時点からは、図8のステップS120で読み込んだ表面温度信号値を用いてステップS130で目標吹出空気温度TAOを算出し、通常の制御を行う。
【0148】
また、リヤデフォッガON前とリヤデフォッガON後の安定時とのリヤガラスの温度差、すなわちリヤガラス温度の最大変化量ΔT(Rr)maxは、図38に示すように外気温度によって異なり、これに伴って、表面温度センサ31の出力の最大変化量ΔTirmaxも外気温度によって異なる。そこで、図32に示す装置に外気温を検出する外気温センサを追加し、第9実施形態のステップS403およびステップS408における補正量ΔTxを、外気温に応じて変更するようにしてもよい。
【0149】
また、リヤガラス温度の最大変化量ΔT(Rr)maxは内気温度によっても異なる。そこで、図32に示す装置に内気温を検出する内気温センサを追加し、第9実施形態のステップS403およびステップS408における補正量ΔTxを、内気温に応じて変更するようにしてもよい。
【0150】
(他の実施形態)
なお、日射センサ37と内気温センサ39とを第1実施形態に追加して実施することもできる。これに伴い、表面温度センサ31の検出範囲は、サイドガラス44aやリヤガラス45のガラス部(外気温対応部位)のみに概略限定されるように、視野角αや向きが調整される。ところで、冬期は輻射によってガラス部の近くでは寒く感じるため、室温を設定温度よりもやや高めに制御して乗員42の温感にマッチした室温制御を行うようにしている。そして、外気温ではなくガラス部の温度を検出することにより、乗員42の温感により一層マッチした室温制御を行うことができる。
【0151】
また、上記第1〜第6実施形態では、空調装置の操作パネル41に表面温度センサ31を設置する例を示したが、表面温度センサ31の設置位置としては、図4に符号Xで示す位置、すなわち天井43において車両最前方付近でかつ車両左右方向の中央部でもよいし、Aピラー48でもよい。なお、表面温度センサ31をドライバー42側のAピラー48に設置した場合は、表面温度センサ31を助手席乗員側に向け、表面温度センサ31を助手席側のAピラー48に設置した場合は、表面温度センサ31をドライバー42側に向けるのが望ましい。
【0152】
また、上記実施形態では、表面温度センサ31として、サーモパイル型検出素子を用いた赤外線センサを例示したが、温度係数の大きな抵抗で構成されたボロメータ型検出素子を用いた赤外線センサや、他の形式の赤外線センサを用いることもできる。さらに、赤外線センサに限らず、被検温体の表面温度を非接触で検出する他の形式の表面温度センサ(非接触温度センサ)を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の全体構成を表す概略構成図である。
【図2】図1の表面温度センサの分解斜視図である。
【図3】図1の表面温度センサの断面図である。
【図4】図1の表面温度センサの設置位置を示す車室の斜視図である。
【図5】図5の操作パネル1の拡大正面図である。
【図6】図1の表面温度センサの検出範囲を示す車室の斜視図である。
【図7】作動説明に供する温度特性図である。
【図8】図1のECUにて実行される空調制御処理を表すフローチャートである。
【図9】ブロワの制御特性図である。
【図10】吸込口モードの制御特性図である。
【図11】吹出口モードの制御特性図である。
【図12】本発明の第2実施形態の全体構成を表す概略構成図である。
【図13】本発明の第3実施形態の全体構成を表す概略構成図である。
【図14】本発明の第4実施形態の全体構成を表す概略構成図である。
【図15】図14のECUにて実行される空調制御処理を表すフローチャートである。
【図16】図15のステップS135における制御処理を表すフローチャートである。
【図17】ブロワ電圧補正量の制御特性図である。
【図18】本発明の第5実施形態の全体構成を表す概略構成図である。
【図19】本発明の第6実施形態の全体構成を表す概略構成図である。
【図20】本発明の第7実施形態の説明に供する、熱負荷変化量に対する検出対象の温度変化量を実測した結果を示す図表である。
【図21】本発明の第7実施形態を適用した車両の平面図である。
【図22】図21の表面温度センサの検出範囲を示す図である。
【図23】本発明の第7実施形態の説明に供する、検出対象とその面積割合を示す図である。
【図24】本発明の第7実施形態の説明に供する、検出対象とその面積割合を示す図表である。
【図25】本発明の第7実施形態の説明に供する、外気温変化量に対する表面温度変化量を示す図である。
【図26】本発明の第7実施形態の説明に供する、日射量変化量に対する表面温度変化量を示す図である。
【図27】本発明の第7実施形態の説明に供する、内気温変化量に対する表面温度変化量を示す図である。
【図28】本発明の第7実施形態の説明に供する、外気温に対する室温制御性を示す図である。
【図29】本発明の第7実施形態の説明に供する、日射量に対する室温制御性を示す図である。
【図30】本発明の第7実施形態の説明に供する、外乱による表面温度変化量を測定した結果を示す図である。
【図31】本発明の第8実施形態の説明に供する、表面温度センサの検出範囲を示す図である。
【図32】本発明の第9実施形態の全体構成を表す概略構成図である。
【図33】本発明の第9実施形態の説明に供する、リヤデフォッガ作動時のリヤガラス温度の変化を示す図である。
【図34】本発明の第9実施形態の説明に供する、リヤデフォッガの作動を停止した場合のリヤガラス温度の変化を示す図である。
【図35】本発明の第9実施形態の説明に供する、リヤデフォッガ作動時のリヤガラス温度の変化量を示す図である。
【図36】図32のECUにて実行される空調制御処理を表すフローチャートである。
【図37】本発明の第9実施形態の変形例の説明に供する、リヤデフォッガ作動時の表面温度信号値を示す図である。
【図38】本発明の第9実施形態の変形例の説明に供する、リヤデフォッガ作動時のリヤガラス温度の最大変化量を示す図である。
【符号の説明】
5…エアダクト、11…エバポレータ(冷房用熱交換器)、13、25…温度調節手段をなすエアミックスダンパおよびサーボモータ、15…ヒータコア(暖房用熱交換器)、31…表面温度センサ(非接触温度センサ)、35…温度設定器(温度設定手段)、42a…乗員着衣部(日射対応部位)、43…天井(内気温対応部位)、44a、45…ガラス部(外気温対応部位)、46…シート(日射対応部位)。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle air conditioner that automatically controls the temperature in a passenger compartment to a set temperature desired by an occupant.
[0002]
[Prior art]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 5-17864 discloses a conventional vehicle air conditioner that includes a temperature setting means for setting an indoor temperature desired by an occupant, an internal air temperature sensor for detecting an actual indoor temperature (internal air temperature), an outdoor air conditioner An outside air temperature sensor that detects the temperature (outside air temperature), a solar radiation sensor that detects the amount of solar radiation in the room, and a skin temperature sensor (non-contact temperature sensor) that detects the skin temperature of the passenger, Based on the signal from the temperature sensor, the target value (target blown air temperature) of the blown air temperature and the control target voltage of the blower for blower are calculated. And the said skin temperature sensor makes only the passenger | crew's head the measurement object so that only skin temperature can be detected correctly.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional apparatus uses four temperature sensors for calculating the target blown air temperature and the blower voltage, and it is desired to reduce the number of temperature sensors for cost reduction. However, if the number of temperature sensors is simply reduced, appropriate control in consideration of all the influences of the inside / outside air temperature and the amount of solar radiation cannot be performed, which causes a problem that the controllability of the room temperature is greatly reduced.
[0004]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to effectively reduce the decrease in room temperature controllability even when the number of temperature sensors is reduced by effectively using a non-contact temperature sensor. Another object of the present invention is to enable room temperature control that more closely matches the occupant's sense of temperature by effectively using a non-contact temperature sensor.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, the temperature setting means (35) for setting the room temperature desired by the occupant and the non-contact temperature sensor (31) for detecting the surface temperature of a predetermined part in the room are provided. ,The non-contact temperature sensor (31) detects the surface temperatures of the window glass portions (44a, 45), the occupant's clothing portion (42a), the seat (46), and the passenger compartment ceiling (43), and the surface temperature detection target The area ratio of the part is window glass part = 25 ± 10%, clothing part and sheet = 35 ± 10%, ceiling part = 20 ± 10%, other = 20 ± 10%, target blowing air temperature is TAO, temperature setting When the temperature set by the means (35) is Tset and the surface temperature detected by the non-contact temperature sensor (31) is Tir, the target blown air temperature is calculated by TAO = Kset × Tset−Kir × Tir + C. DoIt is characterized by that.
[0006]
According to this, since the non-contact temperature sensor can output the surface temperature signal incorporating the environmental information of the inside air temperature, the outside air temperature, and the amount of solar radiation, the inside air temperature, the outside air temperature, And appropriate room temperature control according to the amount of solar radiation can be performed. Therefore, the inside air temperature sensor, the outside air temperature sensor, and the solar radiation sensor can be abolished while reducing the decrease in room temperature controllability.
In addition, by setting the area ratio of the surface temperature detection target part as described above, the amount of change in the surface temperature signal with respect to changes in the heat load (inside temperature, outside temperature, amount of solar radiation) is a target required from the control aspect. A value close to the value can be obtained, and therefore good room temperature controllability can be obtained.
[0025]
Claim5In the invention described in (1), the area ratio of the surface temperature detection target part is: window glass part = 25 ± 5%, clothing part and sheet = 35 ± 5%, ceiling part = 20 ± 5%, other = 20 ± 5% It is characterized by that.
[0026]
According to this, by setting the area ratio of the surface temperature detection target part as described above, the amount of change in the surface temperature signal with respect to the change in the heat load (inside temperature, outside temperature, amount of solar radiation) is required from the control aspect. Therefore, a better room temperature controllability can be obtained.
[0027]
Claim6In the invention described in (1), the non-contact temperature sensor (31) is installed at a position that is not easily affected by disturbance.
[0028]
Thereby, the change of the surface temperature signal by disturbance (for example, a cigarette and a drink) can be decreased, and the fall of the room temperature controllability by disturbance can be prevented.
[0029]
In order to make it less susceptible to disturbances, the claims7As described in the invention, the non-contact temperature sensor (31) is preferably installed on the A-pillar on the passenger seat side facing the driver seat side.
[0030]
Claim8In the invention described in, the non-contact temperature sensor (31) is an infrared sensor that outputs an electrical signal corresponding to the amount of incident infrared rays, and the infrared sensor adjusts the incidence ratio of infrared rays (31f). ).
[0031]
Thereby, by adjusting the infrared incidence ratio of each detection target in the detection range of the infrared sensor, for example, claim5Therefore, the degree of freedom of the mounting position of the infrared sensor is increased, and a position where mounting is easy can be selected.
[0032]
Claim9In the air conditioner mounted on a vehicle including the rear defogger (50) for removing the fogging of the rear glass (45) by heating the rear glass (45), according to the invention described in the above, depending on the operating state of the rear defogger (50). The value of the surface temperature signal is corrected, and the target blown air temperature is calculated using the corrected surface temperature signal.
[0033]
By the way, when the rear glass is included in the detection range of the non-contact temperature sensor, the value of the surface temperature signal rises greatly due to the temperature rise of the rear glass due to the operation of the rear defogger, so that it is over-controlled to the cool side and the feeling is reduced. It turns out that the problem of getting worse arises.
[0034]
In contrast, the claim9By correcting the value of the surface temperature signal in accordance with the operating state of the rear defogger as in the invention described in 1), it is possible to prevent excessive control to the cool side. Specifically, the claims10As described in the invention, the rear defogger (50) starts heating the rear glass (45), and after the predetermined time (t2) elapses after the rear defogger (50) finishes heating the rear glass (45). The value of the surface temperature signal is corrected to the low temperature side.
[0035]
Claim11In the invention described in (5), the value of the surface temperature signal is corrected in accordance with the temperature change of the rear glass (45) due to the operation of the rear defogger (50).
[0036]
As a result, the corrected surface temperature signal value is corrected only for the output change due to the operation of the rear defogger, and for example, it follows the changes in the internal and external air temperature and the heat load of the solar radiation amount, so even during the operation of the rear defogger. Air conditioning control according to the change of the heat load is possible.
[0037]
Claim12In the invention described in (1), after the rear defogger (50) starts heating the rear glass (45), while the rear defogger (50) finishes heating the rear glass (45), the correction amount ( ΔTx) is increased with a predetermined time constant (τ1).
[0038]
As a result, the amount of correction of the value of the surface temperature signal can be made to accurately correspond to the temperature change of the rear glass due to the operation of the rear defogger, and air conditioning control suitable for the occupant's feeling can be performed.
[0039]
Claim13In the invention described in the above, the correction amount (ΔTx) of the value of the surface temperature signal is set to a predetermined time constant (ΔTx) during a predetermined time (t2) after the rear defogger (50) finishes heating the rear glass (45). It is characterized by decreasing with τ2).
[0040]
Thereby, the value of the corrected surface temperature signal can be accurately matched to the temperature change of the rear glass due to the operation of the rear defogger, and air conditioning control suitable for the occupant's feeling can be performed.
[0041]
Claim14In the invention described in
[0042]
By the way, the amount of change in the temperature of the rear glass due to the operation of the rear defogger differs depending on the inside air temperature and the outside air temperature.14According to the invention described in (1), the correction amount of the value of the surface temperature signal can be more accurately handled by the temperature change of the rear glass due to the operation of the rear defogger, and the air conditioning control suitable for the occupant's feeling can be performed.
[0043]
Claim15In the invention described in (1), the correction amount (ΔTx) of the value of the surface temperature signal is made smaller than the change amount (ΔTir) of the value of the surface temperature signal due to the temperature rise of the rear glass (45).
[0044]
As a result, the corrected surface temperature signal value is slightly higher than the surface temperature signal value immediately before the rear defogger is operated, and is controlled to the cool side according to the increase in the thermal load due to the temperature increase of the rear glass.
[0045]
Claim16When the rear defogger (50) starts heating the rear glass (45) as in the invention described in the above, the surface temperature signal is displayed, and the surface temperature immediately before the rear defogger (50) starts heating the rear glass (45). You may correct | amend to the value of a signal.
[0046]
Claim17As described above, the correction of the value of the surface temperature signal may be terminated after a predetermined time (t2) has elapsed after the rear defogger (50) has finished heating the rear glass (45).
[0047]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
[0048]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0049]
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a ventilation system and a control system of the first embodiment. As shown in the figure, the
[0050]
Here, the inside / outside
[0051]
Further, the
[0052]
Next, the
[0053]
On the other hand, the
[0054]
Next, a
[0055]
The
[0056]
Note that the
[0057]
The
[0058]
The
[0059]
Next, the
[0060]
As shown in FIGS. 2 and 3, the
[0061]
4 and 5 show the installation position of the
[0062]
FIG. 6 shows the surface temperature detection range by the
[0063]
Here, in the detection range A, the ceiling (internal air temperature corresponding portion) 43 is not exposed to sunlight and is not easily affected by the external air temperature due to the heat insulating material, so that the surface temperature changes substantially corresponding to the internal air temperature. In addition, the glass portion of the
[0064]
FIG. 7 shows an outside air temperature of 30 ° C. and an amount of solar radiation of 580 W / m.2FIG. 6 shows characteristics when cooling is performed under the condition of an initial front seat temperature of 53 ° C., and a is a surface temperature sensor set to detect the surface temperature of the detection range A in FIG. The output of 31, b is the temperature of the
[0065]
Next, the air conditioning control executed by the
[0066]
Next, in step S130, based on the set temperature Tset read in step S110 and the surface temperature Tir read in step S120, the target blown air temperature (hereinafter referred to as TAO) is calculated using the
[0067]
[Expression 1]
TAO = Kset × Tset−Kir × Tir + C
Here, Kset and Kir are coefficients, and C is a constant.
[0068]
Next, in step S140, based on the target blown air temperature TAO obtained in step S130, the applied voltage (blower voltage) to the
[0069]
Further, in the subsequent step S150, based on the target blown air temperature TAO obtained in step S130 and the engine coolant temperature Tw and the outlet temperature Te read in step S120, the following
[0070]
[Expression 2]
θo = {(TAO−Te) / (Tw−Te)} × 100 (%)
Next, in step S160, based on the target blown air temperature TAO, based on the characteristic diagram of FIG. 10 stored in advance in the
[0071]
Next, in step S170, based on the target blown air temperature TAO, the blow mode is changed to the face mode (FACE), the bi-level mode (B / L), and the foot from the characteristic diagram of FIG. 11 stored in advance in the
[0072]
In step S180, the blower voltage control signal and air mix damper opening control are sent to the
[0073]
In the present embodiment, the
[0074]
Further, by eliminating the inside air temperature sensor, the outside air temperature sensor, and the solar radiation sensor, the target blown air temperature TAO can be calculated by a simple equation like
[0075]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment shown in FIG. 12 will be described. In the present embodiment, a
[0076]
[Equation 3]
TAO = Kset × Tset−Kir1 × Tir−Ks × Ts + C
Here, Kir1 and Ks are coefficients. In addition, the coefficient Kir1 becomes smaller than the coefficient Kir of the first embodiment with the addition of the correction term for the solar radiation amount Ts to
[0077]
In this embodiment, the
[0078]
In addition, since the
[0079]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment shown in FIG. 13 will be described. In the present embodiment, an outside
[0080]
[Expression 4]
TAO = Kset × Tset−Kir2 × Tir−Kam × Tam + C
Here, Kir2 and Kam are coefficients. In addition, the coefficient Kir2 becomes smaller than the coefficient Kir of the first embodiment with the addition of the correction term for the outside air temperature Tam to
[0081]
In this embodiment, the
[0082]
Further, since the outside
[0083]
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment shown in FIGS. In this embodiment, an internal
[0084]
[Equation 5]
TAO = Kset × Tset−Kir3 × Tir−Kr × Tr + C
Here, Kir3 and Kr are coefficients. In addition, the coefficient Kir3 becomes smaller than the coefficient Kir of the first embodiment with the addition of the correction term for the internal air temperature Tr to
[0085]
Details of step S135 in FIG. 15 will be described with reference to FIG. When the process proceeds from step S130 to step S300, it is determined in step S300 whether or not the surface temperature Tir has changed by a predetermined value or more within a predetermined time. That is, as shown in Equation 6 below, the surface temperature Tir (n) sampled this time (n represents the time of the nth sample) and the surface temperature Tir (n-1) sampled at the previous sample time. An absolute value of the difference is obtained, and it is determined whether or not the absolute value is greater than or equal to a predetermined value α.
[0086]
[Formula 6]
| Tir (n) -Tir (n-1) | ≧ α
Here, when the absolute value is less than the predetermined value α, the determination is NO, and the process proceeds to step S140. On the other hand, when the absolute value is greater than or equal to the predetermined value α, the process proceeds to step S310. In step S310, it is determined whether the internal temperature Tr has changed by a predetermined value or more within a predetermined time. That is, as shown in the following
[0087]
[Expression 7]
| Tr (n) −Tr (n−1) | ≧ β
Here, when the absolute value is equal to or greater than the predetermined value β, the answer is YES. Since both the surface temperature Tir and the internal temperature Tr have changed greatly, it is determined that this is not a change due to solar radiation, and the process proceeds to step S140.
[0088]
On the other hand, when the absolute value is less than the predetermined value β, it is NO. Then, since the change in the internal temperature Tr is small while the surface temperature Tir is greatly changed, it is determined that the change in the surface temperature Tir is due to solar radiation, and the process proceeds to step S320.
[0089]
In step S320, first, based on the change amount ΔTir of the surface temperature Tir (where ΔTir is expressed by the following equation 8), the correction amount of the blown air amount, that is, the blower is determined from the characteristic diagram of FIG. A voltage correction amount f (ΔTir) is determined. Here, when the change amount ΔTir is +, the correction amount f (ΔTir) also takes a positive value, and when the change amount ΔTir is −, the correction amount f (ΔTir) also takes a negative value. Next, according to the following
[0090]
[Equation 8]
ΔTir = Tir (n) −Tir (n−1)
[0091]
[Equation 9]
Vs (n) = Vs (n−1) + f (ΔTir)
Next, the process proceeds to step S140. In step S140, first, the second blower voltage Vtao is calculated from the characteristic diagram of FIG. 9 based on the target blown air temperature TAO. Next, the first blower voltage Vs (n) obtained in step S135 and the second blower voltage Vtao are compared by the following
[0092]
[Expression 10]
Vb = MAX (Vs (n), Vtao)
And when surface temperature Tir rises and it becomes Vs (n)> Vtao, the air volume of blowing air increases and a passenger | crew's comfortable feeling can be improved.
[0093]
In this embodiment, the
[0094]
Further, since the inside
[0095]
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment shown in FIG. 18 will be described. In this embodiment, a
[0096]
## EQU11 ##
TAO = Kset * Tset-Kir4 * Tir-Kam * Tam-Ks * Ts + C
Here, Kir4 is a coefficient. In addition, the coefficient Kir4 becomes smaller than the coefficient Kir of the first embodiment with the addition of the correction terms for the outside air temperature Tam and the solar radiation amount Ts to the
[0097]
Conventionally, since the inside air temperature sensor is usually installed in the
[0098]
Furthermore, since the inside air temperature, the outside air temperature, and the amount of solar radiation can be detected individually and accurately, detailed room temperature control according to the inside air temperature, the outside air temperature, and the amount of solar radiation can be performed, and the room temperature controllability is improved. be able to. Of course, the above-described solar radiation step-up control and auto-economic control can also be performed.
[0099]
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment shown in FIG. 19 will be described. In the present embodiment, an outside
[0100]
[Expression 12]
TAO = Kset * Tset-Kir5 * Tir-Kam * Tam-Kr * Tr + C
Here, Kir5 is a coefficient. In addition, the coefficient Kir5 becomes smaller than the coefficient Kir of the first embodiment with the addition of correction terms for the outside air temperature Tam and the inside air temperature Tr in
[0101]
Conventionally, since the solar radiation sensor is usually installed on the upper surface of the
[0102]
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment shown in FIGS. 20 to 30 will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent part as 1st Embodiment. As in the first embodiment, the
[0103]
Hereinafter, the target area ratio of each detection target will be described. First, in order to obtain the target area ratio, each detection target (glass portion, clothing) for each heat load change amount (change amount ΔTr of internal temperature Tr, change amount ΔTam of outside temperature Tam, change amount ΔTs of solar radiation amount Ts). Part, sheet part, ceiling part) were measured. The results are shown in FIG. 20, whereby the temperature change of the
[0104]
On the other hand, in this embodiment, the target blown air temperature TAO is calculated by Formula 1 (TAO = Kset × Tset−Kir × Tir + C) shown in the first embodiment. In the conventional apparatus which has, it calculates using the following
[0105]
[Formula 13]
TAO = Kset * Tset-Kr * Tr-Kam * Tam-Ks * Ts + C
Here, assuming that Kr = 3, Kam = 1.1, Ks = 1.5, and Kir = 3, in this embodiment, in order to obtain a correction gain equivalent to that in the prior art, each heat load change amount (inner temperature) With respect to the change amount ΔTr of Tr, the change amount ΔTam of the outside air temperature Tam, and the change amount ΔTs of the solar radiation amount Ts), the change amount ΔTir of the surface temperature Tir must be as follows. That is, with respect to the inside air temperature change amount ΔTr = 10 ° C., the surface temperature change amount ΔTir = 10 ° C., the outside air temperature change amount ΔTam = 10 ° C., the surface temperature change amount ΔTir = 3.7 ° C., and the solar radiation amount change amount ΔTs = 582 W / m2On the other hand, the amount of change in surface temperature ΔTir = 4.85 ° C.
[0106]
Then, from the relationship between the temperature change amount of each detection target with respect to each heat load change amount shown in FIG. 20 and the target value of the surface temperature change amount ΔTir with respect to the heat load change amount, the target area ratio of each detection target. Is as follows. That is, the area ratio of the
[0107]
By setting the target area ratio of each detection target as described above, the amount of change in the target blown air temperature TAO with respect to the change in each thermal load becomes the same as before, and the room temperature controllability equivalent to the conventional can be ensured. It becomes possible.
[0108]
Next, in order to realize the target area ratio of each detection target, the mounting position of the
[0109]
23 and 24 show the target area ratio of each detection target and the area ratio of each detection target when the
[0110]
25 to 27 show the target value of the surface temperature change amount ΔTir when each heat load changes, and the actual value of the surface temperature change amount ΔTir when the
[0111]
28 and 29 show the room temperature controllability with respect to the outside air temperature Tam and the solar radiation amount Ts when the
[0112]
From the above, when the area ratio of each detection target is set to glass part = 25%, clothing part and sheet part = 35%, ceiling part = 20%, and other = 20%, extremely good room temperature controllability is obtained. Therefore, this area ratio can be made the optimum value. In addition, if the area ratio of each detection target is within a range (preferable range) of ± 5% from each optimum value, good room temperature controllability can be obtained, and a range within ± 10% (allowable) from each optimum value. Range), room temperature controllability at a level where there is no practical problem can be obtained.
[0113]
FIG. 30 shows the case where the outside air temperature is −10 ° C. when the
[0114]
As is apparent from FIG. 30, the mounting position (2) is easily affected by disturbance. In particular, in the mounting position (2), when the cigarette is held with the left hand, the cigarette and the
[0115]
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment shown in FIG. 31 will be described. As described in the seventh embodiment, for example, when the
[0116]
In the present embodiment, good room temperature controllability is obtained even when the area ratio of each detection target in the detection range of the
[0117]
That is, FIG. 31 shows the detection range of the
[0118]
In addition, even if it uses a condensing mirror instead of the
[0119]
As described above, according to the present embodiment, since the target area ratio is equivalently satisfied using the
[0120]
(Ninth embodiment)
Next, a ninth embodiment shown in FIGS. 32 to 36 will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent part as 1st Embodiment.
[0121]
As shown in FIG. 32, the air conditioner of the present embodiment is applied to a vehicle including a
[0122]
A signal of the defogger switch 51 is input to the
[0123]
Incidentally, FIG. 33 shows a change in the indoor side surface temperature of the rear glass when the
[0124]
When the detection range A (see FIG. 6) of the
[0125]
This embodiment prevents feeling deterioration due to the operation of the
[0126]
First, in FIG. 35, the
[0127]
Here, the temperature difference of the rear glass between the time before the rear defogger ON and the time after the rear defogger ON, that is, the maximum change amount of the rear glass temperature is ΔT (Rr) max, the time from the rear defogger ON to the rear defogger OFF is t1, The time from the defogger OFF to the return to the normal temperature is t2.
[0128]
Then, the
[0129]
Further, the change amount ΔTir of the output of the
[0130]
Therefore, when the
[0131]
Next, a description will be given based on the flowchart shown in FIG. When the defogger switch 51 is turned on and the
[0132]
In FIG. 36, since the defogger switch 51 is ON, step S401 becomes YES and the process proceeds to step S402. After reading the signal of the surface temperature Tir detected by the
[0133]
In step S403, the output of the
[0134]
In step S404, the value corrected in step S403 is output. Then, in step S130 in FIG. 8, the target blown air temperature TAO is calculated using the value corrected in step S403 (the corrected surface temperature signal value), and the processes in and after step S140 are performed based on the target blown air temperature TAO. I do.
[0135]
Next, in step S405 in FIG. 36, it is determined whether or not the
[0136]
On the other hand, when the
[0137]
In step S407, the output of the
[0138]
In step S408, the value corrected in step S407 is output. Then, in step S130 of FIG. 8, the target blown air temperature TAO is calculated using the value corrected in step S407 (corrected surface temperature signal value), and the processes after step S140 are performed based on the target blown air temperature TAO. I do.
[0139]
Next, in step S409, it is determined whether or not time t2 (see FIG. 35) has elapsed since step S405 becomes NO, and the processing from step S406 to step S408 is repeated until time t2 has elapsed.
[0140]
When the time t2 has elapsed, step S409 becomes NO, and the processing in FIG. 36 is terminated. Then, at the end of the process of FIG. 36, in step S130 of FIG. 8, the target blown air temperature TAO is calculated using the surface temperature signal value read in step S120, and normal control is performed.
[0141]
As described above, in the present embodiment, the output of the
[0142]
Further, since only the output change due to the operation of the
[0143]
Next, a modification of the ninth embodiment will be described.
[0144]
First, in step S403 and step S408 of the ninth embodiment, the change amount ΔTir of the output of the
[0145]
Further, in response to an increase in the temperature of the rear glass, the rear seat occupant feels radiation, and in the case of an air conditioner capable of independently controlling the temperature of air blown to the front seat and the rear seat, the
[0146]
In Step S403 and Step S408 of the ninth embodiment, the change amount ΔTir of the output of the
[0147]
When the rear defogger is ON, the output of the
[0148]
Further, the temperature difference of the rear glass between the time before the rear defogger ON and the time after the rear defogger ON, that is, the maximum change ΔT (Rr) max of the rear glass temperature varies depending on the outside air temperature as shown in FIG. The maximum change amount ΔTirmax of the output of the
[0149]
Further, the maximum change amount ΔT (Rr) max of the rear glass temperature varies depending on the inside air temperature. Therefore, an internal air temperature sensor for detecting the internal air temperature may be added to the apparatus shown in FIG. 32, and the correction amount ΔTx in step S403 and step S408 of the ninth embodiment may be changed according to the internal air temperature.
[0150]
(Other embodiments)
The
[0151]
Moreover, in the said 1st-6th embodiment, although the example which installs the
[0152]
Moreover, in the said embodiment, although the infrared sensor using a thermopile type | mold detection element was illustrated as the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an overall configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the surface temperature sensor of FIG.
3 is a cross-sectional view of the surface temperature sensor of FIG.
4 is a perspective view of the passenger compartment showing the installation position of the surface temperature sensor of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is an enlarged front view of the
6 is a perspective view of a passenger compartment showing a detection range of the surface temperature sensor of FIG. 1. FIG.
FIG. 7 is a temperature characteristic diagram for explaining the operation.
FIG. 8 is a flowchart showing an air conditioning control process executed by the ECU of FIG. 1;
FIG. 9 is a control characteristic diagram of the blower.
FIG. 10 is a control characteristic diagram of a suction port mode.
FIG. 11 is a control characteristic diagram of the air outlet mode.
FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing an overall configuration of a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing an overall configuration of a third embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a schematic configuration diagram showing an overall configuration of a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a flowchart showing an air conditioning control process executed by the ECU of FIG. 14;
FIG. 16 is a flowchart showing a control process in step S135 of FIG.
FIG. 17 is a control characteristic diagram of a blower voltage correction amount.
FIG. 18 is a schematic configuration diagram showing an overall configuration of a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a schematic configuration diagram showing an overall configuration of a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a chart showing a result of actual measurement of a temperature change amount of a detection target with respect to a heat load change amount for explaining the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a plan view of a vehicle to which a seventh embodiment of the invention is applied.
22 is a diagram showing a detection range of the surface temperature sensor of FIG. 21. FIG.
FIG. 23 is a diagram illustrating detection targets and their area ratios for explaining the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a chart showing detection targets and area ratios for explaining the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a diagram showing a surface temperature change amount with respect to an outside air temperature change amount for explaining the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a diagram showing the amount of change in surface temperature with respect to the amount of change in solar radiation for explaining the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a diagram showing the amount of change in surface temperature with respect to the amount of change in internal air temperature for explaining the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 28 is a diagram showing room temperature controllability with respect to outside air temperature, for use in explaining the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 29 is a diagram showing room temperature controllability with respect to the amount of solar radiation for explaining the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 30 is a diagram showing the results of measuring the amount of change in surface temperature due to a disturbance for explaining the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 31 is a diagram showing a detection range of a surface temperature sensor for explaining an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 32 is a schematic configuration diagram showing an overall configuration of a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 33 is a diagram showing a change in the rear glass temperature during the operation of the rear defogger for explaining the ninth embodiment of the present invention.
FIG. 34 is a diagram illustrating a change in the rear glass temperature when the operation of the rear defogger is stopped, for use in explaining the ninth embodiment of the present invention.
FIG. 35 is a diagram showing the amount of change in the rear glass temperature during the operation of the rear defogger, for use in explaining the ninth embodiment of the present invention.
36 is a flowchart showing an air conditioning control process executed by the ECU of FIG. 32. FIG.
FIG. 37 is a diagram showing a surface temperature signal value when a rear defogger is operated, for explaining a modification of the ninth embodiment of the present invention.
FIG. 38 is a diagram showing the maximum amount of change in the rear glass temperature during the operation of the rear defogger, for explaining a modification of the ninth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記エアダクト(5)から室内へ吹き出す空気の温度を調節する温度調節手段(13、25)とを備え、
前記エアダクト(5)からの吹出空気温度が目標吹出空気温度となるように前記温度調節手段(13、25)を制御する車両用空調装置において、
乗員が希望する室内の温度を設定するための温度設定手段(35)と、
室内の所定の部位の表面温度を検出する非接触温度センサ(31)とを備え、
前記非接触温度センサ(31)により、窓ガラス部(44a、45)、乗員の着衣部(42a)、シート(46)および車室天井部(43)の表面温度を検出するとともに、
表面温度検出対象部位の面積割合を、前記窓ガラス部=25±10%、前記着衣部およびシート=35±10%、前記天井部=20±10%、その他=20±10%にし、
前記目標吹出空気温度をTAO、前記温度設定手段(35)にて設定された温度をTset、前記非接触温度センサ(31)により検出された表面温度をTirとしたとき、前記目標吹出空気温度を下式、
TAO=Kset×Tset−Kir×Tir+C
(但し、Kset、Kirは係数、Cは定数)
により算出することを特徴とする車両用空調装置。A heat exchanger (11, 15) disposed in the air duct (5) for exchanging heat with air;
Temperature adjusting means (13, 25) for adjusting the temperature of the air blown out from the air duct (5) into the room,
In the vehicle air conditioner for controlling the temperature adjusting means (13, 25) so that the temperature of the air blown from the air duct (5) becomes the target air temperature,
Temperature setting means (35) for setting a room temperature desired by the passenger;
A non-contact temperature sensor (31) for detecting the surface temperature of a predetermined portion in the room,
The non-contact temperature sensor (31) detects the surface temperatures of the window glass portions (44a, 45), the occupant clothing portion (42a), the seat (46), and the passenger compartment ceiling portion (43),
The area ratio of the surface temperature detection target part is the window glass part = 25 ± 10%, the clothing part and the sheet = 35 ± 10%, the ceiling part = 20 ± 10%, other = 20 ± 10%,
When the target blown air temperature is TAO, the temperature set by the temperature setting means (35) is Tset, and the surface temperature detected by the non-contact temperature sensor (31) is Tir, the target blown air temperature is The following formula,
TAO = Kset × Tset−Kir × Tir + C
(However, Kset and Kir are coefficients and C is a constant)
The vehicle air conditioner characterized by calculating by the following .
この赤外線センサは、赤外線の入射割合を調整する入射割合調整手段(31f)を備えることを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。The non-contact temperature sensor (31) is an infrared sensor that outputs an electrical signal corresponding to the amount of incident infrared rays,
The vehicle air conditioner according to claim 1, wherein the infrared sensor includes an incident rate adjusting means (31f) for adjusting an incident rate of infrared rays.
前記リヤデフォッガ(50)の作動状態に応じて前記表面温度信号の値を補正し、この補正後の前記表面温度信号を用いて前記目標吹出空気温度を算出することを特徴とする請求項1ないし8のいづれか1つ車両用空調装置。In an air conditioner mounted on a vehicle including a rear defogger (50) for heating the rear glass (45) to remove fogging of the rear glass (45),
Correcting the value of the surface temperature signal in response to the operating state of the rear defogger (50), said claims 1 and calculates the target outlet air temperature using the surface temperature signal of the corrected One of 8 air conditioners for vehicles.
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