JPH0569723A - 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の小さな
空調制御装置を得る。 【構成】設定温度と室温との偏差に基づいて、目標吹出
温度を算出し、吹出温度が目標吹出温度になるように、
電磁クラッチを入・切、若しくは開閉弁を開・閉する断
続制御を行う。そして、電磁クラッチを切った後（ステ
ップ２３０）、停止経過時間ＴOFF が移行時間Ｔconst
を超えるまでは、ステップ２７０〜３００の暖房運転処
理には移行しない。また、開閉弁を閉弁した後（ステッ
プ２９０）、停止経過時間ＴOFF が移行時間Ｔconst を
超えるまでは、ステップ２１０〜２４０の冷房運転処理
には移行しない。

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
冷風を、低所からは温風を吹き出して、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７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８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Ｔout 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Ｍ３と暖房機構Ｍ４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、前記冷
房機構Ｍ３若しくは前記暖房機構Ｍ４の一方の運転が停
止された後、前記断続制御での停止時間に応じた移行時
間を経過した後でなければ、他方の前記冷房機構Ｍ３若
しくは前記暖房機構Ｍ４の運転は禁止する禁止部Ｍ６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が、
予め設定された設定温度と、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Ｍ３と暖房機構Ｍ４と
を断続制御して、吹出温度を目標吹出温度に制御する。
そして、制御手段Ｍ５の禁止部Ｍ６が、冷房機構Ｍ３若
しくは暖房機構Ｍ４の一方の運転が停止された後、断続
制御での停止時間に応じた移行時間を経過した後でなけ
れば、他方の冷房機構Ｍ３若しくは暖房機構Ｍ４の運転
は禁止されるので、冷房から暖房又は暖房から冷房への
移行はすぐに行われない。それによって、吹出温度の変
動は小さくなる。

【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。更に、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、吹出温センサ２２及び外気温
センサ２３からの室温、吹出温度及び外気温度の信号を
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】このステップ１５０では、パラメータ値Ｙ
R 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、電磁クラッチ
４を入りにするか否かを判断する（ステップ２００）。
本実施例では、この判断は、図７に示すように、前記算
出した目標吹出温度Ｔocs を中心にヒステリシス△Ｔを
取り、吹出温センサ２２の検出した吹出温度ＴH が目標
吹出温度Ｔocs ＋ヒステリシス△Ｔより高いか否かによ
り判断する。

【００２１】高いときには、電磁クラッチ４を入りにす
ると判断し、電磁クラッチ４に制御信号を出力して、電
磁クラッチ４を接続する（ステップ２１０）。電磁クラ
ッチ４の接続により、圧縮機６を運転して、蒸発器１４
で熱交換し、室内の空気を冷却して再び室内に吹き出
す。

【００２２】続いて、電磁クラッチ４を切るか否かを判
断する（ステップ２２０）。本実施例では、この判断
は、吹出温度ＴH と目標吹出温度Ｔocsとが等しくなっ
たか否かにより判断している。等しくないときには、ス
テップ２１０，２２０の処理を繰り返し、冷房運転を継
続する。

【００２３】そして、等しくなると、電磁クラッチ４を
切り（ステップ２３０）、圧縮機６の運転を停止して、
冷房運転を停止する。次に、電磁クラッチ４を入りにす
るか否かを、前記ステップ２００と同様に、吹出温度Ｔ
H が目標吹出温度Ｔocs ＋ヒステリシス△Ｔより高いか
否かにより判断する（ステップ２４０）。

【００２４】このステップ２４０の処理の実行により、
吹出温度ＴH が目標吹出温度Ｔocs＋ヒステリシス△Ｔ
より低いと判断されると、続いて、開閉弁１６を開弁す
るか否かを判断する（ステップ２５０）。本実施例で
は、この判断は、吹出温度ＴHが目標吹出温度Ｔocs −
ヒステリシス△Ｔより低いか否かにより判断している。
吹出温度ＴH の方が高いときには、開閉弁１６を開弁す
ることなく、ステップ２３０〜２５０の処理を繰り返
す。

【００２５】即ち、冷房運転を停止したことにより、吹
出温度ＴH が上昇し、再び目標吹出温度Ｔocs ＋ヒステ
リシス△Ｔより高くなると、前記ステップ２１０〜２４
０の処理を繰り返して、電磁クラッチ４の入・切を繰り
返し、吹出温度ＴH を断続制御する。一方、吹出温度Ｔ
H が目標吹出温度Ｔocs −ヒステリシス△Ｔより低くな
ったと判断されると、停止経過時間ＴOFF が移行時間Ｔ
const を超えたか否かを判断する（ステップ２６０）。

【００２６】ここで、停止経過時間ＴOFF とは、前記ス
テップ２３０の処理により、電磁クラッチ４を切ったと
きからの冷房運転を停止している経過時間である。ま
た、移行時間Ｔconst とは、図６に示すように、前記ス
テップ２２０，２３０の処理により、吹出温度ＴH が目
標吹出温度Ｔocs に等しくなり、電磁クラッチ４を切っ
た後、ステップ２１０〜２５０の処理を繰り返し、ステ
ップ２１０の処理により、電磁クラッチ４を接続するま
でに要した時間Ｔ1 に応じた時間である。この電磁クラ
ッチ４の入・切の間の時間は、外気温度、設定温度等や
乗車人員等に応じて異なるが、この内でも最も長い時間
に応じて予め設定された一定時間である。

【００２７】停止経過時間ＴOFF が移行時間Ｔconst を
超えるまでは、前記ステップ２３０以下の処理を繰り返
し、その間に、ステップ２４０の処理により、吹出温度
ＴHが目標吹出温度Ｔocs ＋ヒステリシス△Ｔより高く
なったと判断されると、電磁クラッチ４を接続し（ステ
ップ２１０）、冷房運転を行なう。このように、停止経
過時間ＴOFF が移行時間Ｔconst を超えるまでは、後述
する暖房運転には移行しない。

【００２８】一方、停止経過時間ＴOFF が移行時間Ｔco
nst を超えるまでの間に、吹出温度ＴH が目標吹出温度
Ｔocs ＋ヒステリシス△Ｔより高くならないと、開閉弁
１６に制御信号を入力して、開弁する（ステップ２７
０）。開閉弁１６の開弁により、温水が再加熱器１８に
供給されて、空気との間で熱交換が行われ、室内に吹き
出される。

【００２９】次に、開閉弁１６を閉弁するか否かを判断
する（ステップ２８０）。この判断は、吹出温度ＴH
が、目標吹出温度Ｔocs と等しくなったか否かにより判
断し、低いときには、ステップ２７０，２８０の処理を
繰り返す。そして、吹出温度ＴH が、目標吹出温度Ｔoc
s に等しくなると、開閉弁１６を閉弁する（ステップ２
９０）。

【００３０】続いて、ステップ２５０の処理と同様に、
吹出温度ＴH が目標吹出温度Ｔocs−ヒステリシス△Ｔ
より低いか否かを判断し（ステップ３００）、低いとき
には、ステップ２７０以下の処理を繰り返し、開閉弁１
６を開弁して、吹出温度ＴHを断続制御する。

【００３１】一方、吹出温度ＴH が目標吹出温度Ｔocs
−ヒステリシス△Ｔより高いときには（ステップ３０
０）、吹出温度ＴH が目標吹出温度Ｔocs ＋ヒステリシ
ス△Ｔより高いか否かにより、電磁クラッチ４を接続す
るか否かを判断する（ステップ３１０）。吹出温度ＴH
が目標吹出温度Ｔocs ＋ヒステリシス△Ｔより低いとき
には、前記ステップ２９０以下の処理を繰り返し、その
間に、吹出温度ＴH が目標吹出温度Ｔocs −ヒステリシ
ス△Ｔより低くなると、前記ステップ２７０の処理によ
り、開閉弁１６を開弁して、暖房運転を行う。

【００３２】あるいは、前記ステップ３１０の処理によ
り、吹出温度ＴH が目標吹出温度Ｔocs ＋ヒステリシス
△Ｔより高いと判断されると、前記ステップ２６０の処
理と同様に、停止経過時間ＴOFF が移行時間Ｔconst を
超えたか否かを判断する（ステップ３２０）。ここで、
停止経過時間ＴOFF とは、ステップ２９０の処理によ
り、開閉弁１６を閉弁したときからの暖房運転を停止し
ている経過時間である。また、移行時間Ｔconst とは、
前述したステップ２９０の処理の場合と同じ一定時間で
も、あるいは、暖房と冷房とにより、移行時間Ｔconst
の長さを変えてもよい。

【００３３】例えば、前記ステップ２８０，２９０の処
理により、吹出温度ＴH が目標吹出温度Ｔocs に等しく
なり、開閉弁１６を閉弁した後、ステップ２７０〜３１
０の処理を繰り返し、ステップ２７０の処理により、開
閉弁１６を開弁するまでに要した時間に応じた時間でも
よい。この開閉弁１６の開・閉の間の時間は、外気温
度、設定温度等や乗車人員等に応じて異なるが、この内
でも最も長い時間に応じて予め設定された時間とする。

【００３４】停止経過時間ＴOFF が移行時間Ｔconst を
超えるまでは、前記ステップ２９０以下の処理を繰り返
し、その間に、ステップ３００の処理により、吹出温度
ＴHが目標吹出温度Ｔocs −ヒステリシス△Ｔより低く
なったと判断されると、開閉弁１６を開弁し（ステップ
２７０）、暖房運転を行なう。このように、停止経過時
間ＴOFF が移行時間Ｔconst を超えるまでは、ステップ
２１０〜２４０の冷房運転処理には移行しない。

【００３５】一方、前記ステップ２００の処理により、
吹出温度ＴH が目標吹出温度Ｔocs＋ヒステリシス△Ｔ
より低いと判断されると、吹出温度ＴH が目標吹出温度
Ｔocs −ヒステリシス△Ｔより低いか否かが判断される
（ステップ３３０）。低いと判断されると、前記ステッ
プ２７０以下の処理が実行されて、暖房運転を行う。一
方、高いときには、前記ステップ２００以下の処理を実
行する。

【００３６】このように、本実施例の空調制御装置は、
設定温度ＴSET と室温ＴIRとの偏差に基づいて、目標吹
出温度ＴOCS を算出し、吹出温度ＴH が目標吹出温度Ｔ
ocsになるように、電磁クラッチ４を入・切、若しくは
開閉弁１６を開・閉する。そして、電磁クラッチ４を切
った後（ステップ２３０）、停止経過時間ＴOFF が移行
時間Ｔconstを超えるまでは、ステップ２７０〜３００
の暖房運転処理には移行しない。また、開閉弁１６を閉
弁した後（ステップ２９０）、停止経過時間ＴOFF が移
行時間Ｔconst を超えるまでは、ステップ２１０〜２４
０の冷房運転処理には移行しない。

【００３７】従って、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、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 の変化と異な
るが、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。

【００３８】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。

【００３９】

【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、移行時間を経過した後で
なければ、冷房から暖房へ、若しくは暖房から冷房へ移
行しないので、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電磁クラッチの入・切
と吹出温度との関係を示すグラフである。

【図７】本実施例の目標吹出温度ＴOCS と断続制御との
関係を示すグラフである。

【図８】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…禁止部 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 山本 耕嗣 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、 前記冷房機構若しくは前記暖房機構の一方の運転が停止
   された後、前記断続制御での停止時間に応じた移行時間
   を経過した後でなければ、他方の前記冷房機構若しくは
   前記暖房機構の運転は禁止する禁止部を備えたことを特
   徴とする空調制御装置。