JP4365599B2 - 車両用空調装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の車両用空調装置は、中央処理装置が操作ユニットからの入力信号を受け、この入力信号に基づいてブロアモータやコンプレッサなどを駆動制御する。その際、中央処理装置は、エンジンを冷却するための冷却水の水温、車外の外気温度、車内の内気温度、冷風に熱交換するエバポレータの表面温度、および、日射量などをセンサによって検出し、その検出値をフィルタ処理して制御データを算出し、その制御データに基づいて各構成部品を制御して所定温度の風を車内に供給するものである。なお、前記フィルタ処理とは、入力された複数の検出値の平均値を算出するものである。
【0003】
具体的には、この車両用空調装置による制御は、エンジンなどを始動させるためのイグニッションスイッチがオンされると、まず、イニシャル処理を実行した後、各構成部品を制御するメイン処理を実行する。そして、前記イニシャル処理では、自身の初期化および各構成部品の制御データの初期化を行った後、エンジン水温を検出することにより、その検出値に基づいて検出した外気温を補正し、新たな外気温制御データの演算処理を行う。また、前記メイン処理では、各センサから入力された検出値をフィルタ処理し、算出した各制御データと前記外気温制御データとに基づいて前記各構成部品を制御する。
【0004】
ここで、前記イニシャル処理での演算処理は、前にエンジンを停止した後、エンジンやエンジン水温が低下していない状況で、再びエンジンを始動した場合に、実際の外気温との温度差をなくすために行うものである。即ち、エンジンの熱やエンジン水温によって車両のボンネット内の温度が昇温している状態では、外気温を検出するための温度センサは、正確な外気温ではなく、ボンネット内の雰囲気温度を検出してしまう。そのため、エンジンの始動直後は、検出したエンジン水温に基づいて検出した外気温を補正するように構成している。
【0005】
一方、このような制御を実行する基準となる情報を検出する各センサは、ワイヤハーネスによって前記中央処理装置に直接接続されていた。そのため、中央処理装置は、各センサによる検出値がリアルタイムに入力されていた。
【0006】
しかし、車両において、特にエンジン水温は、車両用空調装置のみが必要なデータではない。即ち、エンジン水温は、車両のエンジン制御装置がエンジンの回転数などを制御するのに必要である。また、このエンジン水温は、車両のメーターに表示し、運転者に対して異常高温を知らせるために必要である。
【0007】
そして、これらエンジン制御装置およびメーターは、それぞれ専用の温度センサを配設し、前記と同様にワイヤハーネスによって直接接続することにより、リアルタイムにエンジン水温が入力されるように構成されていた。この場合、必要な温度センサの数が多く、コスト高になっていた。
【0008】
そこで、近年では、車両内において、前記エンジン制御装置およびメーターを前記車両用空調装置の中央処理装置とネットワーク接続し、多重通信可能な構成とすることにより、車両に搭載するセンサの数を削減できるように構成している。なお、以下の説明において、この種の車両の多重通信可能な構成を、CAN(Controller Area Network)と称する。
【0009】
このCANでは、各センサは、その情報の必要度が最も高い機器にワイヤハーネスによって直接接続され、その機器には検出値がリアルタイムに入力できるようにする。そして、車両において、エンジン水温の必要度が高い機器とは、エンジン制御装置である。そのため、車両用空調装置の中央処理装置は、前記CANにより、エンジン制御装置からメーターを経由してエンジン水温が入力される。
【0010】
なお、本発明の車両用空調装置に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【0011】
【特許文献1】
特開平10−86640号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記CANを搭載した車両における車両用空調装置において、イグニッションスイッチがオンされた直後は、その中央制御装置にエンジン水温が入力されるまでに、エンジン制御装置およびメータの処理時間と、前記CANによる送信時間とを合わせた時間T1が必要である。この時間T1は約380msであり、この時間T1が経過した時点では、中央処理装置は既にメイン処理を実行している。即ち、前記イニシャル処理での演算処理で算出した外気温制御データは正確な検出値に基づいて補正したものではない。そして、メイン処理では、このように誤って算出した外気温制御データに基づいて各構成部品を制御することになるため、適切な空調制御を行うことができないという問題がある。
【0013】
なお、この問題を解消するためには、前記時間T1が経過した後に車両用空調装置の起動を開始することが考えられる。しかし、この場合、各構成部品による実際の空調制御の開始時間も遅延されるため、ユーザに違和感を感じさせてしまう。
【0014】
また、車両用空調装置における中央処理装置自身の初期化および制御データの初期化を行った後に待機工程を設け、制御データの演算処理のみを遅延させることが考えられる。しかし、この場合、メイン処理を実行する時間が遅延され、また、各構成部品の動作を開始させる時間は規定されているため、各センサからの入力検出回数が少なくなり、フィルタ処理による各制御データの精度が悪くなり、やはり適切な空調制御を行うことができない。
【0015】
さらに、前記中央処理装置に搭載可能な複数種のマイコン(CPU)のなかには、定期的かつ所定時間内に所定の動作を完了しなければ、強制的にイニシャル処理を実行するというウォッチドックタイム機能を搭載したものがある。そのため、このようなマイコンを搭載している場合には、前記待機工程を設けることはできない。
【0016】
そこで、本発明では、CANを搭載した車両において、迅速に適切な空調制御を実行可能な車両用空調装置を提供することを課題としている。
【0017】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の車両用空調装置は、イグニッションスイッチのオン状態でブロアモータやコンプレッサなどの構成部品を駆動制御する中央処理装置と、該中央処理装置に接続した第1検出手段と、前記中央処理装置と通信手段により通信可能な他の機器に接続した第2検出手段とを備え、該第2検出手段による検出値を前記通信手段を介して入力し、その入力された検出値および第1検出手段による検出値に基づいて、それぞれの制御データを演算処理し、各制御データに基づいて車内の空調制御を行う車両用空調装置において、前記イグニッションスイッチがオンされた際に、前記他の機器から前記中央処理装置に入力される前記第2検出手段の検出値の遅延時間を設定し、前記イグニッションスイッチがオンされた後に、前記遅延時間が経過していない場合には、前記第2検出手段による検出値は除き、前記第1検出手段による検出値のみを入力して制御データの演算処理を実行し、その第1検出手段による制御データだけに基づいて前記各構成部品を駆動制御する一方、前記遅延時間が経過した場合には、前記第1検出手段および第2検出手段による検出値を入力し、各検出値に基づいてそれぞれの制御データの演算処理を実行し、第1および第2検出手段の各制御データに基づいて前記各構成部品を駆動制御するように構成している。
【0018】
前記車両用空調装置によれば、設定した遅延時間が経過していない状態では、正確な検出値が入力されない第2検出手段による検出値は受け付けないため、誤って算出した制御データに基づいて各構成部品を制御することを防止できる。また、各構成部品による空調制御の開始時間が遅延され、ユーザに違和感を感じさせることもない。さらに、設定した遅延時間が経過していない状態では、正確な検出値が入力される第1検出手段による検出値は受け付けるため、制御データの精度を高くすることができる。しかも、所定時間内に所定の制御動作を実行するため、ウォッチドックタイム機能を搭載したマイコンでも適用可能である。
【0019】
この車両用空調装置では、前記第2検出手段は、エンジンを冷却する冷却水の水温を検出する温度センサと、車両のボンネット内に配設され車外の外気温度を検出する外気温検出センサとを備え、前記中央処理装置は、前記遅延時間が経過した時の1回のみ、前記温度センサから入力したエンジン水温が所定温度以上である場合に、前記外気温検出センサの検出値が実際の外気温と温度差がなくなるように補正処理を実行した後、前記演算処理を実行することが好ましい。このようにすれば、ボンネット内の雰囲気温度を検出することにより、実際の外気温と異なる検出値に基づいて制御データを算出することを防止できる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【0021】
図1は、本実施形態に係る車両用空調装置を示す。この空調装置は、その中央処理装置6が、多重通信可能な通信手段であるCANを構成する2本の通信線1A,1Bと、これらを電気接続するメーター2により、該メーター2を含む電気接続箱3、エンジン制御装置4およびオーディオ5などの他の機器と通信可能に接続されている。なお、前記メーター2、電気接続箱3、エンジン制御装置4およびオーディオ5は、CANに適用可能な従来と同様の構成および機能である。
【0022】
前記通信線1Aは、通信速度が125kbpsのミドルスピードラインであり、中央処理装置6、電気接続箱3およびオーディオ5が接続されている。また、通信線1Bは、通信速度が500kbpsのハイスピードラインであり、エンジン制御装置4が接続されている。そして、これらの通信線1A,1Bは、メーター2を介して接続されている。
【0023】
前記空調装置は、その中央処理装置6が図示しない操作ユニットからの入力信号を受け、各センサ18〜22から入力される検出値に基づいて制御データを算出し、その制御データに基づいてブロアモータ7やコンプレッサ15などの構成部品を駆動制御するものである。
【0024】
中央処理装置6は、エンジンを冷却するための冷却水の水温、車外の外気温度、車内の内気温度、冷風に熱交換するエバポレータの表面温度、および、日射量などの車内外諸条件に基づいて制御プログラムを実行し、図示しないパワーMOSFETによってブロアモータ7への印加電圧を制御する。
【0025】
ブロアモータ7は、車内前方部に設けた空調ユニット8の上流領域に配設したファン9を回転駆動するものである。このファン9の回転により、内外気変更機構を構成するダンパ10によって設定されている外気または内気が空調ユニット8内に導入される。そして、導入された空気は、エバポレータ11で冷却・除湿された後、温度変更機構を構成するミックスダンパ12で分流される。この分流された一方の空気は、ヒータコア13によって加熱されて熱風となり、他方の冷風と混合されて所定温度に調整される。その後、吹出口変更機構を構成するダンパ14a,14b,14cよって設定された吹出口(図示せず)から車内へと送風される。
【0026】
コンプレッサ15は、冷媒を圧縮して高温高圧状態として吐出し、冷凍サイクルを循環させるものである。この冷媒は、車両前方部のコンデンサ16で放熱され、膨張弁17で気化しやすい状態とされた後、エバポレータ11に流入する。エバポレータでは、内部を流動する冷媒が気化し、外部すなわち空調ユニット8内を流動する空気から吸熱する。
【0027】
前記エンジンを冷却するための冷却水の水温を検出する第2検出手段である水温検出センサ18は、図示しないエンジンの内部に配設され、ワイヤハーネスによって前記エンジン制御装置4に接続されている。
【0028】
前記車外の外気温度を検出する第2検出手段である外気温検出センサ19は、車両のボンネット内におけるラジエターの近傍に配設され、ワイヤハーネスによって前記電気接続箱3に接続されている。
【0029】
前記車内の内気温度を検出する第1検出手段である内気温検出センサ20は、車内のダッシュボード近傍に配設され、ワイヤハーネスによって前記中央処理装置6に直接接続されている。
【0030】
前記エバポレータ11の表面温度を検出する第1検出手段であるエバポレータ温検出センサ21は、該エバポレータ11の表面に配設され、ワイヤハーネスによって前記中央処理装置6に直接接続されている。
【0031】
前記日射量を検出する第1検出手段である日射量センサ22は、車内のダッシュボード上部に配設され、ワイヤハーネスによって前記中央処理装置6に直接接続されている。
【0032】
前記構成の空調装置では、他の機器に接続された前記水温検出センサ18および外気温検出センサ19による検出温度は、予め設定された時間毎に中央処理装置6に入力される。そのため、イグニッションスイッチがオンされた直後には、その時間T1が経過するまでは正確な検出温度が入力されず、ダミーデータが入力される。
【0033】
そこで、本実施形態では、前記中央処理装置6に搭載したマイコンは、従来と同様にイニシャル処理を行った後にメイン処理を実行するが、前記イニシャル処理では、外気温の補正演算処理は行わず、自身の初期化および制御データの初期化のみを行うようにしている。
【0034】
また、メイン処理では、図2に示すように、前記イニシャル処理に必要な時間ti(ms)を含み、イグニッションスイッチがオンされた時点より、前記他の機器から前記中央処理装置6に入力される検出値の遅延時間T1に対応するメイン処理の処理回数nを設定する。そして、その処理回数nが完了していない場合には、第2検出手段であるセンサ18,19による検出値は除き、第1検出手段であるセンサ20,21,22による検出値のみの入力制御処理を実行する。また、処理回数nが完了した場合には、前記センサ18,19による検出値を入力し、その検出値に基づいて制御データの演算処理を行う。
【0035】
これにより、予め設定された時間T2(ms)と対応する処理回数n+m回後には、正確に算出した制御データに基づいて前記各構成部品を駆動制御するように構成している。その結果、予め設定された時間T3(ms)と対応する処理回数n+m+o回後には、各構成部品を動作させることができるように構成している。
【0036】
次に、前記中央処理装置6のマイコンによるメイン処理について具体的に説明する。
【0037】
図3に示すように、メイン処理では、まず、ステップS1で、実際の処理回数Nを1とした後、ステップS2で、AD入力処理を実行し、ステップS3で、SW(スイッチ)入力処理を実行する。
【0038】
ついで、ステップS4で、各構成部品を制御する基準となる制御データの演算処理を実行する。
【0039】
その後、ステップS5で、処理回数Nが予め設定したn+m回以上になったか否かを検出する。そして、n+m回以上になっている場合にはステップS6に進み、n+m回未満である場合には後述するステップS6からステップS8をスキップしてステップS9に進む。
【0040】
ステップS6,S7,S8では、従来と同様に、算出した制御データに基づいてA/M(エアミックスダンパ12)制御処理を実行し、MODE制御処理を実行した後、FAN制御処理を実行してステップS9に進む。
【0041】
ステップS9では、メイン処理の処理回数Nに1を加算してステップS2に戻る。
【0042】
次に、ステップS4の制御データ演算処理について具体的に説明する。
【0043】
この演算処理では、前記各センサ18〜22から検出値を入力し、その検出値に応じてそれぞれフィルタ処理を実行し、それぞれの制御データを算出するものである。なお、これらセンサ18〜22のうち、第1検出手段であるセンサ20,21,22の制御データは従来と同様であり、第2検出手段であるセンサ18,19の制御のみが相違する。
【0044】
具体的には、水温検出センサ18によるエンジン水温制御データ演算処理では、図4に示すように、まず、ステップS10で、通信線1B,1Aを介した検出値の通信入力処理を実行する。
【0045】
これにより検出温度が入力されると、メイン処理の処理回数Nが設定されたn回以上であるか否かを検出する。そして、n回未満である場合には正確な検出温度ではなくダミーデータであるため、その入力した検出温度を演算することなく、ステップS10に戻る。また、n回以上である場合にはエンジン制御装置4から送信された正確な検出温度であるため、ステップS12に進む。
【0046】
ステップS12では、従来と同様にエンジン水温のフィルタ処理を実行した後、ステップS13で、その処理データを水温制御データとして更新記憶する。
【0047】
また、外気温検出センサ19による外気温制御データ演算処理では、図5に示すように、まず、ステップS20で、通信線1Aを介した検出値の通信入力処理を実行する。
【0048】
これにより検出温度が入力されると、メイン処理の処理回数Nが設定されたn回以上であるか否かを検出する。そして、n回未満である場合には正確な検出温度ではなくダミーデータであるため、その入力した検出温度を演算することなく、ステップS20に戻る。また、n回以上である場合には電気接続箱3から送信された正確な検出温度であるため、ステップS22に進む。
【0049】
ステップS22では、処理回数Nがn回であるか否かを検出する。そして、n回である場合にはステップS23に進み、n回でない場合にはステップS25に進む。
【0050】
ステップS23では、エンジン制御装置4から入力されたエンジン水温が55℃以上であるか否かを検出する。そして、55℃以上である場合にはステップS24に進み、55℃未満である場合にはステップS25に進む。なお、前記エンジン水温のしきい値(55℃)は希望に応じて変更可能である。
【0051】
ステップS24では、入力された外気温がボンネット内の雰囲気温度により昇温していると判断し、従来と同様に入力した外気温の補正処理を実行してステップS25に進む。
【0052】
ステップS25では、従来と同様に外気温のフィルタ処理を実行した後、ステップS26で、その処理データを外気温制御データとして更新記憶する。
【0053】
このように、外気温制御データ演算処理では、遅延時間T1に対応するメイン処理の処理回数nを完了した時の1回のみ、入力したエンジン水温が所定温度以上である場合に補正処理を実行した後、前記演算処理を実行する。一方、その際に、エンジン水温が所定温度未満である場合には補正処理は実行せずに、演算処理のみを実行する。また、その処理回数nを完了した時の1回以降(n+1)には、外気温の検出温度を補正処理することなく、演算処理のみを実行する。そのため、ボンネット内の雰囲気温度を検出することにより、実際の外気温と異なる検出値に基づいて制御データを算出することを防止できる。
【0054】
内気温検出センサ20、エバポレータ温検出センサ21および日射量センサ22による内気温制御データ演算処理、エバポレータ温制御データ演算処理および日射量制御データ演算処理では、従来と同様に、メイン処理が開始された1回目(N=1)から入力された検出値をフィルタ処理し、逐次、内気温制御データ、エバポレータ温制御データ、および、日射量制御データを更新記憶する。
【0055】
このように、本発明の車両用空調装置では、遅延時間T1に対応するメイン処理の処理回数nが完了していない状態では、正確な検出値が入力されないセンサ18,19による検出値は受け付けず、正確な検出値が入力されるセンサ20,21,22による検出値は受け付けるため、制御データの精度を高くすることができる。そのため、正確に算出した制御データに基づいて適切な空調制御を行うことができる。
【0056】
なお、本発明の車両用空調装置は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【0057】
例えば、前記実施形態では、遅延時間T1に対応するメイン処理の処理回数nを設定し、その処理回数nが完了すると第2検出手段であるセンサ18,19からの入力を受け付けて制御データの演算処理を行うようにしたが、遅延時間T1に対応するカウンタやタイマを設けてもよい。
【0058】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の車両用空調装置では、設定した遅延時間が経過していない状態では、正確な検出値が入力されない第2検出手段による検出値は受け付けないため、誤った入力値により算出した制御データに基づいて各構成部品を制御することを防止できる。また、設定した遅延時間が経過していない状態では、正確な検出値が入力される第1検出手段による検出値は受け付けるため、制御データの精度を高くすることができる。
【0059】
そのため、正確に算出した制御データに基づいて適切な空調制御を行うことができる。また、各構成部品による空調制御の開始時間が遅延され、ユーザに違和感を感じさせることはない。さらに、所定時間内に所定の制御動作を実行するため、ウォッチドックタイム機能を搭載したマイコンでも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の車両用空調装置の構成を示す概略図である。
【図2】 マイコンによる制御を示すタイムチャートである。
【図3】 マイコンによるメイン処理を示すフローチャートである。
【図4】 エンジン水温制御データ演算処理を示すフローチャートである。
【図5】 外気温制御データ演算処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1A,1B…通信線、2…メーター(他の機器)、3…電気接続箱(他の機器)、4…エンジン制御装置(他の機器)、6…中央処理装置、7〜15…空調ユニット(構成部品)、18…水温検出センサ(第2検出手段)、19…外気温検出センサ(第2検出手段)、20…内気温検出センサ(第1検出手段)、21…エバポレータ温検出センサ(第1検出手段)、22…日射量センサ(第1検出手段)。
Claims (2)
- イグニッションスイッチのオン状態でブロアモータやコンプレッサなどの構成部品を駆動制御する中央処理装置と、該中央処理装置に接続した第1検出手段と、前記中央処理装置と通信手段により通信可能な他の機器に接続した第2検出手段とを備え、該第2検出手段による検出値を前記通信手段を介して入力し、その入力された検出値および第1検出手段による検出値に基づいて、それぞれの制御データを演算処理し、各制御データに基づいて車内の空調制御を行う車両用空調装置において、
前記イグニッションスイッチがオンされた際に、前記他の機器から前記中央処理装置に入力される前記第2検出手段の検出値の遅延時間を設定し、
前記イグニッションスイッチがオンされた後に、前記遅延時間が経過していない場合には、前記第2検出手段による検出値は除き、前記第1検出手段による検出値のみを入力して制御データの演算処理を実行し、その第1検出手段による制御データだけに基づいて前記各構成部品を駆動制御する一方、
前記遅延時間が経過した場合には、前記第1検出手段および第2検出手段による検出値を入力し、各検出値に基づいてそれぞれの制御データの演算処理を実行し、第1および第2検出手段の各制御データに基づいて前記各構成部品を駆動制御するようにしたことを特徴とする車両用空調装置。 - 前記第2検出手段は、エンジンを冷却する冷却水の水温を検出する温度センサと、車両のボンネット内に配設され車外の外気温度を検出する外気温検出センサとを備え、
前記中央処理装置は、前記遅延時間が経過した時の1回のみ、前記温度センサから入力したエンジン水温が所定温度以上である場合に、前記外気温検出センサの検出値が実際の外気温と温度差がなくなるように補正処理を実行した後、前記演算処理を実行するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。
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