JPH04244409A - 車両用空調制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両等に用いられる空
調制御装置に係り、とくに複数のセンサを備えた車両用
空調制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、長距離・長時間運転が多くなって
きており、車室内の環境を即座にあるいは安定に快適状
態に保つことは安全運転にとって重要な因子のひとつと
なっている。

【０００３】例えば、空調冷凍装置の能力制御に関して
は特開平１−２３７２１６号公報に開示されている。こ
れは、コンプレッサに可変容量型のものを使用し、内外
気切り換えダンパの位置とコンプレッサの吸入圧力とを
検知し、その検知情報に従って可変容量型コンプレッサ
の吐出容量を制御することにより、その空調冷凍装置の
冷却能力を調整している。

【０００４】図７ないし図８に従来例における装置の特
性の一例を示す。この内、図７のものは、装置内の水温
（ヒータコア温度）の変化の高低（曲線ａ１）に対応し
て吹出温度が曲線ａ３の如く追従する状況を示したもの
である。また図８のものは、同じく水温の変動（曲線ｂ
１）に対し吹出温度も曲線ｂ３の如く変動する状況を示
したものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、内外気切り換えダンパの位置とコンプ
レッサの吸入圧力のみの検知情報に従って可変容量型コ
ンプレッサの吐出容量を制御しているのために、コンプ
レッサの冷却能力を制御しても、エアミックスダンパに
より、ヒータコアを通過する風があれば、ヒータコア温
度つまり水温の影響をうけるという問題点があった。す
なわち、図７のａ３に示されるように水温が低いときは
吹き出し口からは低温風が、水温が高いときは吹き出し
口から高温風が、図７の曲線ｂ１に示されるように水温
が変動しているときは同図の曲線ｂ３に示されるように
吹き出し口から変動温風がでるという不都合があった。

【０００６】

【発明の目的】本発明の目的は、かかる従来例の有する
不都合を改善し、とくに車室内への吹き出し温度を最適
温に迅速に設定し得る車両用空調制御装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、車
室内の温度を計測する内気温センサと，外気の温度を計
測する外気温センサと，日射量を計測する日射センサと
，車室内の温度を設定する目標温度設定手段を備えてい
る。これらの各センサからの計測データを入力し目標温
度設定手段で設定された温度に合わせて所定の演算を行
い空調機器内のコンプレッサの吐出容量を制御する制御
手段を備えている。そして、制御手段に空調機器が備え
ているヒータコアの水温を測定する水温センサを装備す
ると共に、制御手段が、水温センサが低水温情報を出力
した場合には前記空調機器が備えているエアーミックス
ダンパを調整しヒータコア側の開度の割合を大きく設定
する機能を備えている、という構成を採っている。これ
によって前述した目的を達成しようとするものである。

【０００８】

【作用】まず、制御手段では、例えば、目標温度設定手
段で設定される車室内温度目標値と内気温センサからの
車室内温度とにより、車室内温度偏差値が求められる。 また、この車室内温度偏差値と車室内温度目標値と日射
センサからの日射値と外気温センサからの外気温度とに
より、必要吹き出し温度が求められる。これにより、車
室内温度偏差値が制御の結果０になるように、エアミッ
クスダンパの開度の目標値が求められる。さらに、この
エアミックスダンパの開度の目標値は水温センサからの
水温データにより補正される。そして、補正されたエア
ミックスダンパの開度の信号が制御手段から出力され、
それによりエアミックスダンパの制御用モータが駆動さ
れ、エアミックスダンパの開度が変化する。

【０００９】

【発明の実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし
図６に基づいて説明する。図１の実施例は、空調機器５
０内の水温を計測する水温センサ２１と、外気温を計測
する外気温センサ２２と、車室内４０の温度を計測する
内気温センサ２３と、日射量を計測する日射センサ２４
と、空調機器５０内のエアミックスダンパ５５の開度を
計測する開度センサ２５と、車室内４０の温度を設定す
る目標温度設定手段３０と、各センサ２１〜２５からの
計測データと目標温度設定手段３０からの設定値により
空調機器５０内の内外気切り換えダンパ５１やブロワ・
ファン５２，エバポレータ５３のコンプレッサ５４，エ
アミックスダンパ５５，ヒータコア５６のヒータバルブ
５７，デフ５８，フート５９，ベント６０を最適に制御
する制御手段１０とから構成されている。この制御装置
１０は、特に前述した水温センサ２１が低水温情報を出
力した場合には空調機器が備えているエアーミックスダ
ンパ５５を調整しヒータコア５６側の開度の割合を大き
く設定する開度調整機能を備えている。

【００１０】ここで、制御手段１０はアナログ信号であ
る各センサ２１〜２５からの計測データおよび目標温度
設定手段３０からの設定値をデジタル信号に変換するＡ
／Ｄ変換器１２と、Ａ／Ｄ変換器１２からの信号により
あらかじめプログラムされている各種演算を行うマイク
ロコンピュータ１１と、マイクロコンピュータ１１での
演算結果により空調機器５０内の内外気切り換えダンパ
５１を駆動する第１の駆動部１３と、ブロワファン５２
を駆動する第２の駆動部１４と、エバポレータ５３のコ
ンプレッサ５４を駆動する第３の駆動部１５と、エアミ
ックスダンパ５５を駆動する第４の駆動部１６と、ヒー
タコア５６のヒータバルブ５７を駆動する第５の駆動部
１７と、デフ５８とフート５９とベント６０を駆動する
第６の駆動部１８とから構成されている。

【００１１】さらに、マイクロコンピュータ１１には、
図２に示されるように、温度偏差決定回路部１と，補正
回路部２と，制御回路部３と制御補正回路部４等の演算
機能がサブプログラムとして付加されている。

【００１２】温度偏差決定回路部１では、乗員により設
定される車室内温度設定用の目標温度設定手段３０で設
定される車室内温度目標値Ｔｒと、内気温センサ２３か
らの信号である車室内温度Ｔｉｎとが入力され、両入力
が以下の式（１）で示されるように比較演算され車室内
温度偏差値Ｔｅが求められる。 Ｔｅ＝Ｔｒ−Ｔｉｎ　　　　　　　　　　　　　　（１
）

【００１３】補正回路部２では車室内温度目標値Ｔｒ
と、車室内温度偏差値Ｔｅと、日射センサ２４からの信
号で車室内日射量の関数である日射値Ｔｓｕｎと、外気
温センサ２２からの信号である外気温度Ｔａとが入力さ
れ、次式（２）により必要吹き出し温度Ｔｔａｏが求め
られる。 　　　　　　　　Ｔｔａｏ＝αＴｅ−βＴｓｕｎ−γＴ
ａ＋δＴｒ　　　　　　　　　　　　（２）ここで、α
、β、γ、δは予め設定されている係数である。

【００１４】制御回路部３では、車室内温度偏差値Ｔｅ
が制御の結果０になるように、必要吹き出し温度Ｔｔａ
ｏと車室内温度偏差値Ｔｅの関数であるエアミックスダ
ンパ５５の開度目標指令値θＡ／Ｍが求められる。

【００１５】制御補正回路部４では、ヒータコア５６ま
たはヒータコア５６へ通じるパイプ内の水温を計測する
水温センサ２１からの信号である水温ＴＷにより、次式
（３）に従って、エアミックスダンパ５　５の開度目標
値θＡ／Ｍが補正される。 　　θ’　Ａ／Ｍ　＝θＡ／Ｍ＋ｋＰ（ＴＷ−ＴＷＢ）
＋ｋＤ〔ｄ（ＴＷ−ＴＷＢ）〕／ｄｔ　　　　　　　　
　　　　＋ｋＩ　∫（ＴＷ−ＴＷＢ）ｄｔ　　　　　　
　　　　　　　　（３）ここで、θ’Ａ／Ｍは補正され
たエアミックスダンパ５５開度の目標値、ＴＷＢは基準
水温値、ｋＰは比例係数、ｋＤは微分係数、ｋＩは積分
係数であり予め設定されている。

【００１６】次に、本実施例の動作について図３のフロ
ーチャートに従って説明する。

【００１７】■．メインプログラムによる所定のタイミ
ングで図３に示されるサブプログラムが呼び出されスタ
ートする。 ■．温度偏差決定回路部１において、目標温度設定回路
部３０にて設定される車室内温度目標値Ｔｒと内気温セ
ンサ２３からの車室内温度Ｔｉｎとが式（１）に代入さ
れ車室内温度偏差値Ｔｅが求められる。 ■．補正回路部２において、Ｔｒ、Ｔｅと日射センサ２
４からの日射値Ｔｓｕｎと外気温センサ２２からの外気
温度Ｔａとが次式（２）に代入され必要吹き出し温度Ｔ
ｔａｏが求められる。 ■．制御回路部３において、エアミックスダンパ５５の
開度目標値θＡ／Ｍが求められる。 ■．制御補正回路部４の動作がスタートされる（図３の
Ｓ１０）。 ■．水温センサ２１からの水温センサ値ＴＷと、制御回
路部３で求められたエアミックスダンパ５５の開度目標
値θＡ／Ｍとが制御補正回路部４へ送られる（図３のＳ
２０）。 ■．制御補正回路部４にて、式（３）による演算が行わ
れ、その結果として補正されたエアミックスダンパ５５
の開度の目標値θ’　Ａ／Ｍ　が求められる（図３のＳ
３０）。 ■．補正されたエアミックスダンパ５５の開度の目標値
θ’　Ａ／Ｍ　信号が第４の駆動部１６から出力され、
それによりエアミックスダンパ５５の制御用モータが駆
動され、エアミックスダンパ５５の開度が変化する（図
３のＳ４０）。

【００１８】ここで、図４を用いてエアミックスダンパ
５５の開度と空気温度との関係について説明する。図４
の左側からエバポレータを通過した冷却空気が入ってく
ると、その冷却空気は、エアミックスダンパ５５により
、そのまま通過させる空気通路とヒータコア５６を通過
して通過空気を暖める空気通路とに分流される。エアミ
ックスダンパ５５開度が大きくなると、ヒータコア５６
側の空気通路を通過する空気量が増大するため図４の右
側に出力する空気温度は上昇する。逆にエアミックスダ
ンパ５５開度が小さくなるとそのまま通過する空気量が
増大するため図４の右側に出力する空気温度は低下する
。

【００１９】また、図５ないし図６のタイムチャートを
用いて吹き出し温度の時間変化について説明する。

【００２０】エンジン始動時の水温が図５の曲線ａ１に
示されるように増大すると、従来はＴｔａｏの値に従っ
てエアミックスダンパ５５開度を決定していたため図７
の曲線ａ２に示されるようにエアミックスダンパ５５開
度は一定であり、そのために図７の曲線ａ３に示される
ように吹き出し温度も水温変化に比例して増大する。但
し、Ｔｔａｏは一定としている。一方本実施例では図５
のＡ２に示されるようにエアミックスダンパ５５開度が
小さくなるように補正されるため、図５のＡ３に示され
るように即座に指定の吹き出し温度が得られ、しかもそ
の後の温度変化が小さくなる。つまり、応答が速く、変
動幅が小さい。

【００２１】図６の曲線ｂ１は、水温が１００度に近い
ときに生じる水温変化を示している。これは、サーモス
タットのバルブが開き始める温度が８２度、バルブが全
開になる温度が９５度、クーリングファンがオンするの
が９３度、オフするのが８８度であるため、水温が発振
したような状態になる場合がある。例えば、クーリング
ファンのみの動作で考えてみると、水温が９３度以上に
なるとクーリングファンが回り出す。しかし、すぐには
冷えないので９８度程度まで水温が上昇する。クーリン
グファンの冷却効果により水温が下がり出す。水温が８
８度まで下がるとクーリングファンが止まる。しかし、
すぐには水温は上昇せず８５度まで下がる。クーリング
ファンがＯＦＦしているため、水温が上昇する。水温が
９３度になる。あとはこの繰り返しである。

【００２２】このようにして図６の曲線ｂ１に示される
ような水温変化が生じると、従来はＴｔａｏの値に従っ
てエアミックスダンパ５５開度を決定していたため図８
の（ｂ２）に示されるようにエアミックスダンパ５５開
度は一定であり、そのために図５の曲線ｂ３に示される
ように水温変化に比例して吹き出し温度に大幅な変動が
生じる。但し、Ｔｔａｏは一定としている。

【００２３】一方、本実施例では図６の曲線Ｂ２に示さ
れるように、エアミックスダンパ５５開度が補正される
ため、図６の曲線Ｂ３に示されるように、吹き出し温度
の変動幅が小さくできる。 ■．サブプログラムは終了し、メインプログラムに戻る
。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明によると、水温セン
サと、この水温センサからの水温により予め設定した条
件に従ってエアミックスダンパ開度を補正する制御手段
とを併設するという構成を採っているために水温変化に
伴って吹き出し温度を制御することができる。これがた
め、吹き出し温度の応答性や吹き出し温度の設定精度を
高精度に維持することができるという従来にない優れた
車両用空調制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】図１の車両用空調制御装置における本発明の制
御機能の働きを示す制御系ブロック図。

【図３】処理プログラム中の本発明に基づくエアミック
スダンパ制御用のサブプログラムを示すフローチャート
。

【図４】エアミックスダンパの状況を説明する空気通路
の断面を示す概略構造図である。

【図５ないし図６】本実施例におけるタイムチャート。

【図７ないし図８】従来例におけるタイムチャート。

【符号の説明】

１０　　制御手段 ２１　　水温センサ ２２　　外気温センサ ２３　　内気温センサ ２４　　日射センサ ３０　　目標温度設定手段 ４０　　車室内 ５０　　空調機器 ５５　　エアミックスダンパ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　車室内の温度を計測する内気温センサ
   と，外気の温度を計測する外気温センサと，日射量を計
   測する日射センサと，車室内の温度を設定する目標温度
   設定手段を備え、前記各センサからの計測データを入力
   し目標温度設定手段で設定された温度に合わせて所定の
   演算を行い空調機器内のコンプレッサの吐出容量を制御
   する制御手段とを備えた車両用空調制御装置において、
   前記制御手段に空調機器が備えているヒータコアの水温
   を測定する水温センサを装備すると共に、前記制御手段
   が、前記水温センサが低水温情報を出力した場合には前
   記空調機器が備えているエアーミックスダンパを調整し
   前記ヒータコア側の開度の割合を大きく設定する機能を
   備えていることを特徴とした車両用空調制御装置。