JPH07172139A

JPH07172139A - 車両用前後席独立温調制御装置

Info

Publication number: JPH07172139A
Application number: JP34539193A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Sakurai; 義彦桜井
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1993-12-21
Filing date: 1993-12-21
Publication date: 1995-07-11

Abstract

(57)【要約】【目的】前後席独立に温調制御可能な空調装置におい
て、後席用空調ユニットが停止している場合でも後席温
度を精度よく推定し、後席空調ユニットが停止状態から
作動状態に移行した際の送風量の吹き上がりや吹出温度
の急変を抑える。【構成】後席空調ユニットが停止している場合は、制
御上用いる後席室内温度を前席室温センサで検出された
温度に設定し、後席空調ユニットが停止している状態か
ら作動した場合には、後席室内温度を前席室温センサで
検出された温度から後席室温センサで検出された温度へ
徐々に変化する値とする。制御上用いる後席室内温度が
実際の後席空間温度から一時的に大きくずれることがな
くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ワンボックスカー等
の車両に用いられ、車両の前席空間と後席空間とを別々
に温調制御できる空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワンボックスカーのように、前席室温セ
ンサを有した前席用空調ユニットと、後席室温センサを
有した後席用空調ユニットとを別々に備えた前後席独立
温調システムは、例えば特開平３−２３９６２１号公報
や特開平４−７８７１０号公報等において公知となって
いる。このような温調システムにおいては、後席用空調
ユニットの吸い込み口が内気を導入する導入口のみであ
るため、後席室温センサはその吸い込み口に設置される
場合が多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、後席用空調
ユニットは、車体後席側の側壁内に配置されるようにな
っているので、後席用空調ユニットのファン（リアファ
ン）が停止していると、後席室温センサは車両外壁部か
らの熱影響を受け易い。このため、例えば、夏期におい
て、前席用空調ユニットのみによって車室内の温調が安
定している時に後席用空調ユニットを作動させると、後
席室温センサで検出された温度Ｔ_Rrは実際の後席空間の
温度よりかなり高いものとなっているので、このような
信号を受けたコントロールユニットは後席空間が十分冷
却されていないと誤認してしまい、後席用空調ユニット
からの風量が一時的に吹き上がってしまう不都合がある
（図５（ａ）参照）。また、冬期においても同様の理由
から、後席用空調ユニットを後から作動させた場合に
は、一時的に熱風が吹き上がってしまう不都合がある。

【０００４】このように後席室温センサの出力を直接用
いることによる不都合を解決するために、特公平４−１
７３６７号公報に示されるように、後席室内温度を後席
設定温度に等しいとして後席室内温度を推定し、吹き上
がりを抑えることも考えられるが、実際には、前席用空
調ユニットによる温調の影響で後席室内温度は変化して
いるため、推定精度はあまりよくないものであった。

【０００５】そこで、この発明においては、上記問題点
を解消し、後席温度を精度よく推定し、後席用空調ユニ
ットが停止状態から作動状態に移行した際の送風量の吹
き上がりや吹出空気温度の急変を抑えることができる車
両用前後席独立温調制御装置を提供することを課題とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】しかして、この発明の要
旨とするところは、前席空間の温度を検出する前席室温
センサと、これとは別に設けられた後席空間の温度を検
出する後席室温センサと、前記前席空間へ吹き出される
風状態を制御する前席用空調ユニットと、前記後席空間
へ吹き出される風状態を制御する後席用空調ユニット
と、前記後席用空調ユニットの停止時には、前記後席用
空調ユニットの制御因子の１つである後席室内温度を前
記前席室温センサで検出された温度とし、前記後席用空
調ユニットの始動時には、前記後席室内温度を前記前席
室温センサで検出された温度から前記後席室温センサで
検出された温度にかけて徐々に変化させた値とする制御
因子補正手段とを設けたことにある。

【０００７】

【作用】したがって、後席用空調ユニットが停止してい
る状態においては、後席用空調ユニットの制御因子の１
つである後席室内温度が前席室温センサで検出された温
度に設定されるので、後席室温センサの周辺に気流がな
く、車両外壁部からの熱影響があっても、実際の後席室
温に近い値を推定することができる。また、後席用空調
ユニットが停止している状態から作動した場合には、外
部からの熱で温められた後席室温センサの出力をそのま
ま用いないで、後席用空調ユニットの制御因子である後
席室内温度を前席室温センサで検出された温度から後席
室温センサで検出された温度へ徐々に変化させるように
したので、後席用空調ユニットを後から作動させても、
実際の後席室温からかけ離れた温度が制御因子になる虞
れがなくなり、そのため、上記課題を達成することがで
きるものである。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面により説明す
る。

【０００９】図１において、車両用空調装置は、前席用
空調ユニット１と後席用空調ユニット２とを備えてお
り、前席用空調ユニット１は、前席空間１７よりも前方
に位置する車両の所定収納空間に配置されており、空調
ダクト３の最上流側にインテ−クドア切替装置４が設け
られ、このインテ−クドア切替装置４は内気入口５と外
気入口６とが分かれた部分にインテ−クドア７が配置さ
れ、このインテ−クドア７をアクチュエ−タ８により操
作して空調ダクト３内に導入する空気を内気と外気とに
選択し、所望の吸入モ−ドが得られるようになってい
る。

【００１０】送風機９は、空調ダクト３内に空気を吸い
込んで下流側に送風するもので、この送風機９の後方に
はエバポレ−タ１０とヒータコア１１が配置されてい
る。

【００１１】さらに、ヒ−タコア１１の上流側にはエア
ミックスドア１２が設けられており、このエアミックス
ドア１２の開度をアクチュエ−タ１３により調節するこ
とで、前記ヒ−タコア１１を通過する空気とヒ−タコア
１１をバイバスする空気との割合が変えられ、吹き出し
空気の温度が制御されるようになっている。尚、エアミ
ックスドア１２は、開度０％でヒータコア１１をバイパ
スする空気割合が最小となり、開度１００％でヒータコ
ア１１を通過する空気割合が最大となる。

【００１２】そして、前記空調ダクト３の最下流側は、
デフロスト吹出口１４、ベント吹出口１５、及び足元吹
出口１６に分かれて前席空間１７に開口しており、その
分かれた部分にモ−ドドア１８〜２０が設けられ、この
モードドア１８〜２０をアクチュエ−タ２１で制御する
ことで吹出モ−ドが変更されるようになっている。

【００１３】これに対して、後席用空調ユニット２は、
車両後席側の例えば側壁内に組み込まれているもので、
後席空間２２の空気のみを導入する導入口２３を有し、
この導入口２３に臨むように空調ダクト２４の最上流側
に送風機２５が設けられ、その後方に前席用空調ユニッ
ト１と同様にエバポレータ２６とヒータコア２７とが配
置されている。

【００１４】このヒータコア２７の前方にもエアミック
スドア２８が設けられており、このエアミックスドア２
８の開度をアクチュエ−タ２９により調節することで、
前記ヒ−タコア２７を通過する空気とヒ−タコア２７を
バイバスする空気との割合が変えられ、吹き出し空気の
温度が制御されるようになっている。尚、このエアミッ
クスドア２８も、開度０％でヒータコア２７をバイパス
する空気割合が最小となり、開度１００％でヒータコア
２７を通過する空気割合が最大となる。

【００１５】さらに、前記ヒータコア２７の下流側は、
ベント吹出口３０と足元吹出口３１に分かれて後席空間
２２に開口しており、この分かれた部分にモードドア３
２、３３が設けられ、このモードドア３２、３３をアク
チュエータ３４で操作することで吹出モードを切り換え
れるようになっている。

【００１６】尚、前記前席用空調ユニット１と後席用空
調ユニット２のエバポレ−タ１０、２６は、共通するコ
ンプレッサ、コンデンサ、エクスパンションバルブ等と
共に配管結合されて冷凍サイクルを構成している。

【００１７】そして、各種ドア７、１２、１８〜２０、
２８、３２、３３を駆動するアクチュエータ８、１３、
２１、２９、３４や送風機９、２５は、コントロールユ
ニット３５からの出力信号に基づいて駆動制御されるよ
うになっている。このコントロールユニット３５は、各
種ドアや送風機等を駆動制御する駆動回路、この駆動回
路を制御するマイクロコンピュータ、このマイクロコン
ピュータに信号を入力する入力回路等を有して構成され
た周知のもので、マイクロコンピュータは、中央演算処
理（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器等を備え
ている。コントロールユニット３５の入力回路には、前
席空間の温度を検出する前席室温センサ３６からの信号
Ｔ_Frの他に、外気温を検出する外気温センサ３７からの
信号Ｔ_aD、日射量を検出する日射センサ３８からの信号
Ｑ_S、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ３９
からの信号Ｔ_W、後席空間の温度を検出する後席室温セ
ンサからの信号Ｔ_Rrが入力されるようになっている。こ
こで、前席室温センサ３６は、例えばインストールパネ
ル等に取り付けられており、後席室温センサ４０は、後
席用空調ユニット２の導入口２３に配置されている。

【００１８】また、コントロールユニット３５には、前
席用空調ユニット１の作動状態を設定するフロントコン
トロールパネル４１からの信号と、後席用空調ユニット
２の作動状態を設定するリアコントロールパネル４２か
らの信号も入力されるようになっている。

【００１９】図２において、前記コントロールユニット
３５による空調制御例がフローチャートとして示され、
以下これについて説明すると、コントロールユニット３
５は、ステップ５２において、各種センサ３６〜４０や
コントロールパネル４１、４２からの信号を入力し、次
のステップ５４において、イグニッションスイッチが投
入された後に始めてこのステップを通過したか否かを判
定する。ここで、イグニッションスイッチの投入後初回
の判定である場合には、ステップ５６に進んで切替えフ
ラグＦ１を”０”にセットしてステップ５８へ進み、２
回目以降の判定であれば、ステップ５８へ直接進む。

【００２０】ステップ５８においては、後席用空調ユニ
ット２の送風機（リアファン）２５が作動しているか否
かを判定する。リアＦＡＮ２５が停止していると判定さ
れた場合（ＮＯ）、即ち、後席用空調ユニット２が停止
している場合には、ステップ６０へ進み、切替えフラグ
Ｆ１を”１”にセットした後に、ステップ６２におい
て、後席用空調ユニットの制御因子の１つである後席室
内温度Ｔ' _Rrを前席室内温度センサ３６で検出された温
度（前席室内温度Ｔ_Fr）で代用する。

【００２１】これに対して、ステップ５８でリアＦＡＮ
２５が作動していると判定された場合には、ステップ６
４へ進み、切替えフラグＦ１が”１”にセットされてい
るか否かを判定する。Ｆ１が”１”であれば、ステップ
６６において、タイマをスタートさせて計時を開始し、
次のステップ６８において、計時を開始してから所定時
間α（例えば２０秒）経過したか否かを判定する。

【００２２】ステップ６８で所定時間α経過していない
と判定された場合には、ステップ７０へ進み、後席用空
調ユニットの制御因子の１つである後席室内温度Ｔ' _Rr
として、前席室温センサ３６の出力Ｔ_Frから後席室温セ
ンサの出力Ｔ_Rrへ所定時間αかけて徐々に変化させた値
を用いる。ここで、Ｔ_Rrは、後席用空調ユニットが作動
すると、夏期であれば徐々に低下するし、冬期であれば
徐々に上昇してくるので、Ｔ_FrからＴ_Rrにかけて徐々に
変化させる手法としては、例えば、Ｔ' _Rr＝ｋＴ_Fr＋
（１−ｋ）Ｔ_Rrのｋを１から０にかけて徐々に変化させ
るようなものであってもよい。

【００２３】前記ステップ６４で切替え信号Ｆ１が”
１”にセットされていないと判定された場合、またはス
テップ６８で計時を開始してから所定時間α経過したと
判定された場合には、ステップ７２へ進み、切替えフラ
グを”０”にセットし、次のステップ７４において、後
席室内温度Ｔ' _Rrとして後席室内温度センサの出力Ｔ_Rr
を用いる。

【００２４】そして、上記ステップ６２、７０または７
４の処理の後には、図４に示すミックスドア制御と風量
制御がおこなわれ、これら処理を含む他の処理を経た後
に図２のＴ' _Rrの設定処理が繰り返し行われる。

【００２５】しかして、後席室内温度Ｔ' _Rrは、図３に
示されるように、イグニッションスイッチの投入前では
前席室温センサ３６の出力値Ｔ_Frに等しく、投入して所
定時間α経過した後には、後席室内温度センサ４０の出
力値Ｔ_Rrに等しくなり、投入してから所定時間αまでの
間は、Ｔ_FrからＴ_Rrにかけて徐々に変化する。

【００２６】図４に示すエアミックスドア１２、２８と
送風量の制御は、ステップ８０において前席用空調ユニ
ットの空調機器を制御するための制御信号を下記する数
式１に基づいてフロント総合信号Ｔ_Fとして演算し、次
のステップ８２において、後席用空調ユニットの空調機
器を制御するための制御信号を下記する数式２に基づい
てリア総合信号Ｔ_Rとして演算する。

【００２７】

【数式１】Ｔ_F＝（Ｔ_Fr−２５）＋Ｋ_FA（Ｔ_aD−２５）
＋Ｋ_FSＱ_S−Ｋ_FSET（Ｔ' _FSET−２５）＋Ｃ_F

【００２８】

【数式２】Ｔ_R＝（Ｔ' _Rr−２５）＋Ｋ_RA（Ｔ_aD−２
５）＋Ｋ_RSＱ_S−Ｋ_RSET（Ｔ' _RSET−２５）＋Ｋ_F（Ｔ
_Fr−２５）＋Ｃ_R

【００２９】ここで、Ｋ_FA、Ｋ_FS、Ｋ_FSETは、外気温度
の項、日射量の項、前席設定温度の項にそれぞれ付加さ
れたゲインであり、Ｃ_Fは補正項を表す。また、Ｋ_RA、
Ｋ_RSＫ_RSET、Ｋ_Fは、外気温度の項、日射量の項、後席
設定温度の項、前席室温の項にそれぞれ付加されるゲイ
ンであり、Ｃ_Rは補正項を表す。

【００３０】次にステップ８４においては、前席側空間
に吹き出す空気の目標温度（フロント目標吹出し温度）
Ｔ_FOFを下記する数式３によって演算し、ステップ８６
においては、後席側空間に吹き出す空気の目標温度（リ
ア目標吹出し温度）Ｔ_ROFを下記する数式４によって演
算する。

【００３１】

【数式３】Ｔ_FOF＝ａ_FＴ_F＋ｂ_F

【００３２】

【数式４】Ｔ_ROF＝ａ_RＴ_R＋ｂ_R

【００３３】ここで、ａ_FはＴ_Fに対する比例定数であ
り、ｂ_Fは補正項を表す。また、ａ_RはＴ_Rに対する比
例定数であり、ｂ_Rは補正項を表す。

【００３４】しかる後に、ステップ８８において、フロ
ント目標吹出し温度Ｔ_FOFと水温Ｔ_Wとに基づき、下記
する数式５によって前席用空調ユニット１のエアミック
スドア１２の目標開度θ_FAを演算し、その目標開度にな
るようエアミックスドア１２を駆動制御する。また、ス
テップ９０において、リア目標吹出し温度Ｔ_ROFと水温
Ｔ_Wとに基づき、下記する数式６によって後席用空調ユ
ニット２のエアミックスドア２８の目標開度θ_RAを演算
し、その目標開度になるようエアミックスドア２８を駆
動制御する。

【００３５】

【数式５】θ_FA＝１００（（Ｔ_FOF−Ｔ_Fe）／（Ｔ_W−
Ｔ_Fe）−Ｇ_F）／Ｆ_F

【００３６】

【数式６】θ_RA＝１００（（Ｔ_ROF−Ｔ_Re）／（Ｔ_W−
Ｔ_Re）−Ｇ_R）／Ｆ_R

【００３７】ここで、Ｔ_FeとＴ_Reは、エアコン通常制御
モード、経済制御モード、エアコンＯＦＦモード毎に設
定される温度で、エアコン通常制御モードと経済制御モ
ードでは予め決定された所定温が代入され、エアコンＯ
ＦＦモードでは、Ｔ_Feに外気温センサ３７によって検出
された温度が、Ｔ_Reに後席室温センサ４０によって検出
された温度がそれぞれ代入される。また、Ｇ_F、Ｆ_F、
Ｇ_R、Ｆ_Rは実験等で事前に決定された定数である。

【００３８】以上のエアミックスドア１２、２８の開度
制御が終わると、ステップ９２へ進み、同ステップに示
される特性が得られるように、フロント総合信号Ｔ_Fに
基づいて前席用空調ユニット１の送風機回転数が演算さ
れると共に、リア総合信号Ｔ_Rに基づいて後席用空調ユ
ニット２の送風機回転数が演算される。これら送風機回
転数は、送風機９、２５に印加する電圧の形で演算され
るもので、総合信号の中間域において低速（ＬＯＷ）に
設定され、中間域からずれるほど高速（ＨＩ）に至まで
連続的に大きくなる。また、総合信号が非常に大きくな
る例えば夏期等においては、送風機回転数がＨＩより大
きくなるＭＡＸ−ＨＩとなる。

【００３９】上記構成において、例えば夏期に前席用空
調ユニット１と後席用空調ユニット２とが作動して車室
内が安定した温調状態にあるものとする。その状態か
ら、後席用空調ユニット２を停止させた場合（リアファ
ン２５を停止させた場合）を想定すると、後席用空調ユ
ニット２は車体の側壁内に配置されているので、車両外
部からの熱が伝達して暖められやすく、後席室内センサ
の出力（Ｔ_Rr）は図５（ａ）に示されるように、徐々に
高くなってくる。

【００４０】車室内は後席用空調ユニット２が停止した
ことによって多少の温調変動はあるものの、前席用空調
ユニット１によって所望の温調状態がほぼ維持される。
ところが、後席室温センサ４０の出力は、実際の後席空
間の温度から徐々にずれて外部から伝達する外気温度や
日射温度と平衡をなす温度を示すようになるので、再び
後席用空調ユニット２が作動し始めた場合に、この後席
室温センサ４０の出力をそのままリア総合信号Ｔ_Rの演
算に用いると、Ｔ_Rが大きな値となり、図５（ａ）の破
線で示されるように、リアファン２５の吹き上がりが生
じる。

【００４１】しかしながら、本発明によれば、図２又は
図３で示されるように、リア総合信号Ｔ_Rの演算に用い
る後席室内温度（Ｔ' _Rr）は、後席用空調ユニット２が
停止している場合には、前席室温センサ３６の出力Ｔ_Fr
と等しくなるので、後席用空調ユニット２が停止して後
席室温センサ４０の周囲に気流がない場合でも、後席室
温を精度よく推定でき、また、後席用空調ユニット２が
停止状態から作動状態に移行した場合には、Ｔ' _Rrを前
席室温センサ３６の出力Ｔ_Frから後席室温センサ４０の
出力Ｔ_Rrにかけて徐々に切り換えることで、後席室温セ
ンサ４０の出力が実際の後席空間温度に収束するまでの
間も制御因子である後席室内温度Ｔ' _Rrの激変を抑える
ことができるので、リア総合信号Ｔ_Rの大きな変動がな
くなり、図５（ｂ）の破線で示されるように、リアファ
ン２５の吹き上がりがなくなる。

【００４２】また、リア総合信号Ｔ_Rに大きな変動が生
じれば、ステップ９０で得られるエアミックスドア２８
の目標開度θ_FAも大きく変化し、吹出温度が急激に変化
する虞れもあるが、本発明によれば、後席用空調ユニッ
ト２が停止状態から作動状態に移行してもリア総合信号
Ｔ_Rに大きな変動がないので、吹出温度の急変もなくな
る。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
後席用空調ユニットの停止時には、制御因子の１つであ
る後席室内温度が前席室温センサで検出された温度に設
定されるので、後席室温センサの周囲に気流がなくても
後席室温を精度よく推定できる。

【００４４】また、後席用空調ユニットが停止している
状態から作動した場合には、制御因子の１つである後席
室内温度を前席室温センサで検出された温度から後席室
温センサで検出された温度へ徐々に変化させるようにし
たので、後席用空調ユニットを後から作動させても、実
際の後席室温からかけ離れた温度が制御因子となる虞れ
がなくなり、送風量の一時的は吹き上がりや不快な温度
の吹出しを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】前後席独立温調可能な空調制御装置を示す概略
構成図である。

【図２】図２は、コントロールユニットによる後席室内
温度Ｔ' _Rrの設定処理例を示すフローチャートである。

【図３】図３は、前席用空調ユニットによる温調安定時
に、後席用空調ユニットを作動させた場合の後席室内温
度Ｔ' _Rrの変化例を示す特性線図である。

【図４】図４は、コントロールユニットによるエアミッ
クスドア開度と送風量の制御例を示すフローチャートで
ある。

【図５】図５は、後席用空調ユニットを停止状態から作
動させた時の室内温度の変化と、ファン電圧の変化を示
す特性線図であり、図５（ａ）は、従来の制御装置を、
図５（ｂ）は、本発明の制御装置をそれぞれ示す特性線
図である。

【符号の説明】

１前席用空調ユニット２後席用空調ユニット３６前席室温センサ４０後席室温センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前席空間の温度を検出する前席室温セン
サと、これとは別に設けられた後席空間の温度を検出する後席
室温センサと、前記前席空間へ吹き出される風状態を制御する前席用空
調ユニットと、前記後席空間へ吹き出される風状態を制御する後席用空
調ユニットと、前記後席用空調ユニットの停止時には、前記後席用空調
ユニットの制御因子である後席室内温度を前記前席室温
センサで検出された温度とし、前記後席用空調ユニット
の始動時には、前記後席室内温度を前記前席室温センサ
で検出された温度から前記後席室温センサで検出された
温度にかけて徐々に変化させた値とする制御因子補正手
段とを有することを特徴とする車両用前後席独立温調制
御装置。