JPH0565013A - 空調制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な構成で、吹出温度のハンチングが小さい
空調制御装置を得る。 【構成】室温ＴIRと目標吹出温度ＴOCS との差が所定範
囲内であるときには、電磁クラッチを切り、開閉弁を閉
弁し、冷房及び暖房の両方の運転を停止する（ステップ
２４０）。また、室温ＴIRが目標吹出温度ＴOCS より所
定値ＥT 低いときには、吹出温度が目標吹出温度ＴOCS
になるように、開閉弁のみを開閉して、断続制御し、暖
房を行なう（ステップ２５０）。更に、室温ＴIRが目標
吹出温度ＴOCS より所定値ＥT 高いときには、吹出温度
が目標吹出温度ＴOCS になるように、電磁クラッチを入
・切して、断続制御し、冷房を行なう（ステップ２２
０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車室内に吹出す空気を
冷房機構と暖房機構とを通過させ、吹出温度を低温から
高温まで制御する空調制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、特開平２−１１４０１５号公
報にあるように、暖房用の吹出口を室内の低所に、冷房
用の吹出口を室内の高所に別個に設け、室温と設定温度
との偏差に基づいて比例積分演算によって求められた制
御量が所定値以下であるときには、暖房モードにより、
暖房のみを行う。また、制御量が所定値以上であるとき
には、冷房モードにより冷房のみを行う。そして、冬期
等の外気温が比較的低く、かつ乗車人員が多く、室内の
温度が上昇して冷房を必要とする状態になった場合に
は、冷房と暖房とが同時に駆動され、室内の高所からは
温度が低く、低所からは温度が高い空気を吹き出して、
頭寒足熱の状態を実現するものが提案されている。

【０００３】しかし、高所と低所とに、暖房用と冷房用
との別個の吹出口を設けると、例えば、春や秋などに室
内をほぼ均一な温度に、わずかに暖房又は冷房をしたい
場合などには、一方の吹出口からだけでは、均一な温度
分布に制御することは困難であった。一方、乗用車で
は、暖房用の吹出口と冷房用の吹出口とを同じにし、蒸
発器の後方に再加熱器を設け、圧縮機が常時作動し、蒸
発器を常時低温に維持した上、再加熱器で加熱する空調
制御装置も知られていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来のものでは、冷却した後、再加熱するので、燃費
が悪化し、温度制御を再加熱器への流量調整により行な
うので、構成が複雑になるという問題があった。そこ
で、圧縮機の断続と再加熱器の断続の組合せにより、吹
出温度を制御するものも考えられる。

【０００５】この場合には、図１１に示すように、目標
吹出温度Ｔocs を中心にヒステリシス△Ｔを取り、吹出
口に設けた吹出温センサの検出値ＴHにより、検出値ＴH
が目標吹出温度Ｔocs ＋ヒステリシス△Ｔより高いと
きは、圧縮機のみを運転して、冷房を行い、検出値ＴH
と目標吹出温度Ｔocs とが等しくなったときに、圧縮機
の運転を停止している。そして、検出値ＴH が目標吹出
温度Ｔocs −ヒステリシス△Ｔより低いときは、再加熱
器のみを運転して、暖房を行い、検出値ＴH と目標吹出
温度Ｔocs とが等しくなったときに、再加熱器の運転を
停止している。特に、再加熱器は、温水の流量調整を行
わず、単に弁の開閉だけで制御し、制御の簡素化を図っ
ている。

【０００６】この場合、実際の動作は、図１２に示すよ
うに、吹出温センサの応答遅れ等により、再加熱器の運
転を停止した後も実際の吹出温度Ｔout は上昇し続け、
検出値ＴH が目標吹出温度Ｔocs ＋ヒステリシス△Ｔよ
りも高くなってしまい、圧縮機を運転して冷房を行って
しまう。また、圧縮機の運転を停止した後も同じよう
に、再加熱器を運転してしまい、圧縮機の運転から再加
熱器の運転までが連続して動作し、実際の吹出温度Ｔou
t は大きいハンチングを起こすという問題があった。

【０００７】そこで本発明は上記の課題を解決すること
を目的とし、簡単な構成で、吹出温度のハンチングの小
さな空調制御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明は課題を解決するための手段として次の構成
を取った。即ち、図１に例示する如く、車室内の室温を
検出する室温センサＭ１と、前記車室内への吹出温度を
検出する吹出温センサＭ２とを備え、車室内に吹出す空
気を冷房機構Ｍ３と暖房機構Ｍ４とを通過させて吹出温
度を可変とすると共に、予め設定された設定温度と、前
記室温との偏差に基づいて、目標吹出温度を算出し、冷
房機構と暖房機構とを断続制御して、前記吹出温度を前
記目標吹出温度に制御する制御手段Ｍ５を有する空調制
御装置において、前記制御手段Ｍ５が、前記室温と前記
目標吹出温度との差が所定範囲内であるときには、前記
冷房機構Ｍ３と前記暖房機構Ｍ４との両方の運転を停止
する停止制御部Ｍ６と、前記室温が前記目標吹出温度よ
りも所定値低いときには、前記暖房機構Ｍ４のみを断続
制御する暖房制御部Ｍ７と、前記室温が前記目標吹出温
度よりも所定値高いときには、前記冷房機構Ｍ３のみを
断続制御する冷房制御部Ｍ８と、を備えたことを特徴と
する空調制御装置の構成がそれである。

【０００９】

【作用】前記構成を有する空調制御装置は、室温センサ
Ｍ１が車室内の室温を検出し、吹出温センサＭ２が車室
内への吹出温度を検出する。そして、制御手段Ｍ５の停
止制御部Ｍ６が、室温と目標吹出温度との差が所定範囲
内であるときには、冷房機構Ｍ３と暖房機構Ｍ４との運
転を停止する。また、制御手段Ｍ５の暖房制御部Ｍ７
が、室温が目標吹出温度よりも所定値低いときには、暖
房機構Ｍ４のみを断続制御する。更に、冷房制御部Ｍ８
が、室温が目標吹出温度よりも所定値高いときには、冷
房機構Ｍ３のみを断続制御する。従って、冷房から暖房
あるいは暖房から冷房へ移行する途中で一時的に冷房機
構Ｍ３及び暖房機構Ｍ４が停止する時間が生じることに
なるので、冷房と暖房とが連続的に行われることがなく
なる。

【００１０】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。図２は本発明の一実施例である空調制御装置
の概略構成図である。１はエンジンで、図示しない車
両、本実施例では小型バスに搭載されており、エンジン
１の回転は、ベルト伝達機構２及び電磁クラッチ４を介
して、圧縮機６に伝達されるようにされている。

【００１１】圧縮機６には、圧縮された冷媒が供給され
るように凝縮器８が接続され、更に、凝縮器８は、レシ
ーバ１０、膨張弁１２を介して、蒸発器１４に接続され
ている。蒸発器１４は、通過する空気と冷媒との間で熱
交換を行い、通過する空気を冷却するものである。尚、
蒸発器１４は前記圧縮機６に接続されて、ベルト伝達機
構２、電磁クラッチ４、圧縮機６、凝縮器８、レシーバ
１０、膨張弁１２、蒸発器１４により冷房機構を構成し
ている。

【００１２】更に、エンジン１から吐出される温水が、
開閉弁１６を介して、再加熱器１８に供給されるように
接続されており、再加熱器１８内で空気との間で熱交換
した後の温水は、再びエンジン１に戻されるように構成
されている。開閉弁１６は、制御信号が入力されると、
閉状態から開状態になる構成のものである。前記開閉弁
１６、再加熱器１８により暖房機構を構成している。

【００１３】一方、図示しない車両の車室内の室温を検
出する室温センサ２０が、車室内に設けられており、ま
た、再加熱器１８を通過して車室内に吹き出される空気
の吹出温度を検出する吹出温センサ２２が設けられてい
る。また、図示しない車室外には、室外の外気温度を検
出する外気温センサ２３が設けられている。これらの各
センサ２０，２２，２３、電磁クラッチ４、開閉弁１６
は、制御回路２４に接続されている。

【００１４】制御回路２４は、周知のＣＰＵ２６、制御
用のプログラムやデータを予め格納するＲＯＭ２８、読
み書き可能なＲＡＭ３０を中心に論理演算回路として構
成され、入出力回路３２がコモンバス３４を介して相互
に接続されて、外部との入出力を行うよう構成されてい
る。

【００１５】そして、ＣＰＵ２６は、入出力回路３２を
介して、室温センサ２０と吹出温センサ２２とからの室
温と、吹出温度との信号を入力し、また、これらの信
号、ＲＯＭ２８、ＲＡＭ３０内のプログラムやデータ等
に基づいてＣＰＵ２６は、入出力回路３２を介して、電
磁クラッチ４と開閉弁１６に制御信号を出力し、室温を
制御するよう構成されている。

【００１６】次に、本実施例の空調制御装置の作動につ
いて、図３及び図４のフローチャートによって説明す
る。処理に先立って、運転者により、室温を何度に制御
するかの設定温度ＴSET が予め図示しないキーボードか
ら入力され、記憶される。そして、図３に示す吹出温度
算出処理が、所定時間毎、例えば、４秒毎に実行され、
まず、下記（１）式の如く、室温センサ２０により検出
される室温ＴIRから予め設定された設定温度ＴSET を減
算して、偏差ＥＮR が算出される（ステップ１００）。

【００１７】ＥＮR ＝ＴIR−ＴSET …（１） そして、下記（２）式の如く、蓄積変数ＳＥＮR に偏差
ＥＮR を加算して、累積変数ＫＥＮR を算出する（ステ
ップ１１０）。 ＫＥＮR ＝ＳＥＮR ＋ＥＮR …（２） 次に、下記（３）式の如く、算出した累積変数ＫＥＮR
を積分して積分値ＡRを算出する（ステップ１２０）。

【００１８】ＡR ＝∫ＫＥＮR …（３） 続いて、下記（４）式の如く、偏差ＥＮR に積分値ＡR
を加算して、パラメータ値ＹR を算出する（ステップ１
３０）。 ＹR ＝ＥＮR ＋ＡR …（４） パラメータ値ＹR を算出すると、次に、蓄積変数ＳＥＮ
R に累積変数ＫＥＮRを代入して、蓄積変数ＳＥＮR を
更新する（ステップ１４０）。続いて、パラメータ値Ｙ
R に基づいて、目標吹出温度ＴOCS を算出する（ステッ
プ１５０）。

【００１９】そして、ステップ１５０では、パラメータ
値ＹR に基づいて、予め記憶された図５の実線に対応し
たマップから、対応した目標吹出温度ＴOCS を算出す
る。本実施例では、外気温センサ２３により検出された
外気温度ＴAMに基づき、目標吹出温度ＴOCS を算出す
る。

【００２０】こうして、目標吹出温度ＴOCS を算出する
と、次に、図４に示す空調制御処理を所定時間毎に割り
込み処理する。空調制御処理では、まず、室温センサ２
０により検出される室温ＴIRから目標吹出温度ＴOCSを
減算した値が、所定値ＥT 、例えば２℃を超えるか否か
を判断する（ステップ２１０）。所定値ＥT を超えると
きには、電磁クラッチ４に、入出力回路３２を介して、
制御信号を出力して、冷房運転のみを行う（ステップ２
２０）。

【００２１】冷房運転は、図６に示すように、目標吹出
温度ＴOCS を中心にして、ヒステリシス△Ｔを取り、吹
出温センサ２２により検出される吹出温度ＴH が目標吹
出温度ＴOCS ＋ヒステリシス△Ｔ／２を上回ると、電磁
クラッチ４に制御信号を出力して接続し、圧縮機６を運
転する。そして、蒸発器１４で熱交換して、室内の空気
を冷却して再び室内に吹き出す。

【００２２】また、吹出温センサ２２で検出される吹出
温度ＴH が、目標吹出温度ＴOCS −ヒステリシス△Ｔ／
２を下回ると、電磁クラッチ４を切り、再び、吹出温度
ＴHが目標吹出温度ＴOCS ＋ヒステリシス△Ｔ／２を上
回ると、電磁クラッチ４を接続して、圧縮機６を運転す
る。このように、冷房運転時には、図８に示すように、
圧縮機６を、目標吹出温度ＴOCSを中心にして、断続制
御をする。

【００２３】一方、室温ＴIRから目標吹出温度ＴOCS を
減算した値の絶対値が、所定値ＥT以下であるか否かを
判断する（ステップ２３０）。即ち、室温ＴIRが目標吹
出温度ＴOCS を中心とする、所定値ＥT の幅の所定範囲
内にあるか否かを判断する。絶対値が、所定値ＥT 以下
であるときには、図９に示すように、電磁クラッチ４を
切った状態のまま、及び開閉弁１６は全閉の状態にした
ままで、冷房も暖房も行わない（ステップ２４０）。

【００２４】また、室温ＴIRから目標吹出温度ＴOCS を
減算した値の絶対値が、所定値ＥTを超えているときに
は、電磁クラッチ４を切って冷房運転を停止した状態の
まま、開閉弁１６に制御信号を出力して、暖房運転のみ
を行う（ステップ２５０）。暖房運転は、図７に示すよ
うに、目標吹出温度ＴOCS を中心にして、ヒステリシス
△Ｔを取り、吹出温センサ２２により検出される吹出温
度ＴH が目標吹出温度ＴOCS −ヒステリシス△Ｔ／２を
下回ると、開閉弁１６に制御信号を出力して開弁し、再
加熱器１８に温水を供給する。そして、再加熱器１８で
で熱交換して、室内の空気を加熱して再び室内に吹き出
す。

【００２５】また、吹出温センサ２２で検出される吹出
温度ＴH が、目標吹出温度ＴOCS ＋ヒステリシス△Ｔ／
２を上回ると、開閉弁１６を閉じ、再び、吹出温度ＴH
が目標吹出温度ＴOCS −ヒステリシス△Ｔ／２を下回る
と、開閉弁１６を開いて、再加熱器１８に温水を供給す
る。このように、暖房運転時には、図１０に示すよう
に、再加熱器１８を目標吹出温度ＴOCS を中心にして、
断続制御をする。

【００２６】このように、本実施例の空調制御装置は、
室温ＴIRと目標吹出温度ＴOCS との差が所定範囲内であ
るときには、電磁クラッチ４を切り、開閉弁１６を閉弁
し、冷房及び暖房の両方の運転を停止する（ステップ２
４０）。また、室温ＴIRが目標吹出温度ＴOCS より所定
値ＥT 低いときには、吹出温度ＴH が目標吹出温度ＴOC
S になるように、開閉弁１６のみを開閉弁して、断続制
御し、暖房を行なう（ステップ２５０）。

【００２７】更に、室温ＴIRが目標吹出温度ＴOCS より
所定値ＥT 高いときには、吹出温度ＴH が目標吹出温度
ＴOCS になるように、電磁クラッチ４を入・切して、断
続制御し、冷房を行なう（ステップ２２０）。よって、
温水の流量を流量調整して、温度制御をする場合のよう
な、流量調整弁の開度制御を実行する構成でなくても、
冷房と暖房の断続制御の組合せによる簡単な構成で、空
調が実現できると共に、図８、図１０に実線で示すよう
に、吹出温センサ２２の応答遅れ等により、実際に吹き
出される空気の温度Ｔout は、検出される吹出温度ＴH
の変化よりも大きいが、冷房と暖房とが連続して行われ
ないので、そのハンチングが小さい。

【００２８】尚、冬期や湿度が高いときのように、除湿
を行いたいが冷却はしたくない場合には、電磁クラッチ
４は接続して冷房は連続制御し、開閉弁１６を開閉制御
して、暖房のみを断続制御することにより、温度制御す
ることも可能である。以上本発明はこの様な実施例に何
等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない
範囲において種々なる態様で実施し得る。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の空調制御装
置は、冷房と暖房の断続制御の組合せによる簡単な構成
で、空調が実現できると共に、吹出温度のハンチングを
小さくできるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空調制御装置の基本的構成を例示する
ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例としての空調制御装置の概略
構成図である。

【図３】本実施例の制御回路において行われる目標吹出
温度算出処理のフローチャートである。

【図４】本実施例の制御回路において行われる空調制御
処理のフローチャートである。

【図５】本実施例のパラメータ値ＹR と目標吹出温度Ｔ
OCS との関係を示すグラフである。

【図６】本実施例の冷房運転時の目標吹出温度ＴOCS と
断続制御との関係を示すグラフである。

【図７】本実施例の暖房運転時の目標吹出温度ＴOCS と
断続制御との関係を示すグラフである。

【図８】本実施例の冷房断続制御時の温度変化を示すグ
ラフである。

【図９】本実施例の断続制御停止時の温度変化を示すグ
ラフである。

【図１０】本実施例の暖房断続制御時の温度変化を示す
グラフである。

【図１１】従来の目標吹出温度ＴOCS と断続制御との関
係を示すグラフである。

【図１２】従来の断続制御と温度変化とを示すグラフで
ある。

【符号の説明】

Ｍ１，２０…室温センサ Ｍ２，２２…吹出温セ
ンサ Ｍ３…冷房機構 Ｍ４…暖房機構 Ｍ５…
制御手段 Ｍ６…停止制御部 Ｍ７…暖房制御部 Ｍ８…
冷房制御部 １…エンジン ４…電磁クラッチ ６…
圧縮機 １４…蒸発器 １６…開閉弁 １８…
再加熱器 ２４…制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 毛利 雅弘 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 加藤 行志 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 伴 律文 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 上ケ島 勇人 愛知県豊田市吉原町上藤池25番地 アラコ 株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車室内の室温を検出する室温センサと、
   前記車室内への吹出温度を検出する吹出温センサとを備
   え、 車室内に吹出す空気を冷房機構と暖房機構とを通過させ
   て吹出温度を可変とすると共に、 予め設定された設定温度と、前記室温との偏差に基づい
   て、目標吹出温度を算出し、冷房機構と暖房機構とを断
   続制御して、前記吹出温度を前記目標吹出温度に制御す
   る制御手段を有する空調制御装置において、 前記制御手段が、 前記室温と前記目標吹出温度との差が所定範囲内である
   ときには、前記冷房機構と前記暖房機構との両方の運転
   を停止する停止制御部と、 前記室温が前記目標吹出温度よりも所定値低いときに
   は、前記暖房機構のみを断続制御する暖房制御部と、 前記室温が前記目標吹出温度よりも所定値高いときに
   は、前記冷房機構のみを断続制御する冷房制御部と、 を備えたことを特徴とする空調制御装置。