JPH08216660A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大幅な機能低下を招くことなく、外気センサ
レス化によるコストダウンを図ること。 【構成】 内気導入口１０および外気導入口１１が形成
された内外気切換箱８には、車室内Ｒとを連絡する外気
ダクト４が接続されている。また、内外気切換箱８に
は、内気導入口１０と外気導入口１１との開口割合を調
節する内外気切換ドア９が回転自在に支持されている。
但し、この内外気切換ドア９は、エアコン起動時のみ外
気導入口１１より導入された外気を外気ダクト４に導く
外気迂回位置へ駆動される。一方、車室内Ｒには、外気
ダクト４に通じる吸気通路４８内に内気センサ３５が設
けられており、この内気センサ３５より風下に位置する
ファン４９をオンすることにより、外気導入口１１から
外気ダクト４を通って吸気通路４８内に外気が吸引され
て、その外気温度を内気センサ３５で検出することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内気温や外気温の変化
に対応して車室内への吹出温度を補正する車両用空調装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両用のオートエアコンで
は、車室内外の温度変化や日射量の影響を考慮した空調
制御を行うために、車室内温度を検知する内気センサ、
車室外温度を検知する外気センサ、および日射量を検知
する日射センサ等を備えている。しかし、コスト削減が
要求される今日では、各種センサの占めるコストの大き
さは無視できない問題である。そこで、従来より、例え
ば日射量と内気温度のデータを補正して外気温度を推定
することにより、外気センサを廃止してコストダウンを
実現する方法が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の方法
では、補正係数が一定であることから、外気温度が大き
く異なる場合、例えば夏場と冬場とでは、実際の外気温
度との差が大きくなって対応できないため、実用的な方
法とは言えない。本発明は、上記事情に基づいて成され
たもので、その目的は、大幅な機能低下を招くことな
く、外気センサレス化によるコストダウンを図った車両
用空調装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の構成を採用した。請求項１では、
内気導入口および外気導入口が形成された内外気切換箱
と、前記内気導入口または前記外気導入口より前記内外
気切換箱に導入された空気を車室内へ導く送風ダクト
と、前記送風ダクトを迂回して前記内外気切換箱と前記
車室内とを連通する連通ダクトと、前記車室内の温度、
または前記連通ダクトを通って導かれた空気温度を検出
する温度検出手段と、前記外気導入口から前記送風ダク
ト内へ外気を導く外気導入位置、前記内気導入口から前
記送風ダクト内へ内気を導く内気導入位置、および前記
外気導入口から前記連通ダクト内へ外気を導く外気迂回
位置との間で切換可能に設けられた内外気切換ドアと、
空調制御の起動時に前記内外気切換ドアを前記外気迂回
位置へ駆動する内外気切換ドア駆動手段とを備えたこと
を特徴とする。

【０００５】請求項２では、請求項１に記載した車両用
空調装置において、前記車室内への吹出温度を調節する
吹出温度調節手段と、この吹出温度調節手段を制御する
制御手段とを備え、前記温度検出手段は、起動時に前記
外気導入口から前記連通ダクトを通って前記車室内へ導
入された外気温度を検出し、前記制御手段は、前記温度
検出手段で検出された外気温度に基づいて前記吹出温度
調節手段を制御することを特徴とする。

【０００６】請求項３では、請求項１または２に記載し
た車両用空調装置において、前記温度検出手段は、アス
ピレータによって吸引される車室内空気の温度を検出す
る内気センサであり、前記内外気切換ドアが前記外気迂
回位置へ駆動される起動時のみ、前記アスピレータによ
って前記外気導入口から前記連通ダクトを通って前記車
室内へ吸引された外気の温度を検出することを特徴とす
る。

【０００７】

【作用および発明の効果】

（請求項１）空調制御の起動時には、内外気切換ドアが
外気迂回位置へ駆動されて、外気導入口から導入された
外気が連通ダクトを通って車室内へ導かれる。これによ
り、車室内に設けられた温度検出手段で外気温度を検出
することができる。この温度検出手段では、外気導入口
より連通ダクトを通って導入された外気の温度を直接検
出することができるため、従来の日射量と内気温度のデ
ータを補正して外気温度を推定する方法と比べて検出精
度が良い。

【０００８】（請求項２）一般的な車両の使用環境では
外気温の変動が小さい。言い換えれば、車両運行の限ら
れた時間（例えば通勤時間）内で急激に外気温が変化す
ることは希である。従って、起動時に温度検出手段で検
出された外気温度を固定して、以後の空調制御に用いて
も何ら問題はないと言える。実際には、起動時に温度検
出手段で検出された外気温度に基づいて、車室内への吹
出温度を調節する吹出温度調節手段を制御することがで
きる。

【０００９】（請求項３）起動時に連通ダクトを介して
導入される外気温度を検出する温度検出手段は、車室内
空気の温度を検出する内気センサである。即ち、既存の
内気センサを使用して外気温度の検出を行うことができ
るため、外気センサを廃止してコストダウンを図ること
ができる。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の車両用空調装置の一実施例を
図面に基づいて説明する。図１は車両用空調装置の全体
模式図である。本実施例の車両用空調装置１は、内外気
切換手段（下述する）が一体に構成されたブロワ２、こ
のブロワ２より送られた送風空気を車室内Ｒへ導く送風
ダクト３、この送風ダクト３を迂回して車室内Ｒへ外気
を導く外気ダクト４（本発明の連通ダクト）、冷媒の循
環回路を形成する冷凍サイクル５、温水（エンジン冷却
水）の循環回路を形成する温水サイクル６、および各空
調機器の作動をコントロールする電子制御装置７（図２
参照／以下ＥＣＵと言う）等より構成されている。

【００１１】ブロワ２は、送風通路を形成するブロワケ
ース２ａ、このブロワケース２ａに収容された遠心式フ
ァン２ｂ、および遠心式ファン２ｂを回転駆動するブロ
ワモータ２ｃより成り、ブロワモータ２ｃに印加される
電圧（ブロワ電圧）に応じて送風量（ブロワモータ２ｃ
の回転数）が決定される。

【００１２】内外気切換手段は、ブロワケース２ａと一
体に設けられた内外気切換箱８と、この内外気切換箱８
に回転自在に支持された内外気切換ドア９とから成る。
内外気切換箱８には、車室内Ｒの空気（以下内気と言
う）を導入する内気導入口１０および車室外の空気（以
下外気と言う）を導入する外気導入口１１が形成される
とともに、外気ダクト４が接続されている。

【００１３】内外気切換ドア９は、サーボモータ等のア
クチュエータ１２（本発明の内外気切換ドア駆動手段・
図２参照）により駆動されて、内気導入口１０と外気導
入口１１との開口割合を調節するとともに、外気導入口
１１より導入された外気を外気ダクト４へ導く。具体的
には、送風ダクト３内に外気を導入する外気導入位置
（図１のＡ位置）、送風ダクト３内に内気を導入する内
気導入位置（図１のＢ位置）、および外気ダクト４に外
気を導入する外気迂回位置（図１のＣ位置）との間で切
り換えられる。

【００１４】送風ダクト３は、ブロワケース２ａに接続
されるクーラケース１３と、このクーラケース１３に接
続されるヒータケース１４とから成る。ヒータケース１
４には、車室内Ｒに通じる吹出口１５が設けられるとと
もに、この吹出口１５を開閉する吹出口切換ドア１６が
回転自在に支持されている。なお、吹出口１５は、窓ガ
ラスに向けて空気を吹き出すデフロスタ吹出口、乗員の
上半身に向けて空気を吹き出すフェイス吹出口、乗員の
足元に向けて空気を吹き出すフット吹出口等が設けられ
ている。また、吹出口切換ドア１６は、各吹出口１５に
対応して設けられており、それぞれサーボモータ等のア
クチュエータ１７（図２参照）により駆動される。

【００１５】外気ダクト４は、図１に示すように、一端
が内外気切換箱８内に開口し、他端が車室内Ｒに開口し
て、内外気切換箱８と車室内Ｒとを連通する。この外気
ダクト４は、内外気切換ドア９が外気迂回位置（図１の
Ｃ位置）に駆動された時に、内外気切換箱８を通じて外
気導入口１１と連通し、外気導入口１１より導入された
外気を車室内Ｒへ導く。また、外気ダクト４は、内外気
切換ドア９が外気導入位置（図１のＡ位置）および内気
導入位置（図１のＢ位置）に駆動された時は、内外気切
換箱８を通じて内気導入口１０と連通される。

【００１６】冷凍サイクル５は、冷媒圧縮機１８、冷媒
凝縮器１９、レシーバ２０、減圧装置２１、冷媒蒸発器
２２、およびこれらの機器を接続する冷媒配管２３等よ
り構成される。冷媒圧縮機１８は、電磁クラッチ２４を
介して車両の走行用エンジン２５により駆動されて、吸
引したガス冷媒を圧縮して吐出する。冷媒凝縮器１９
は、冷媒圧縮機１８で圧縮された高温高圧の冷媒が導か
れて、その冷媒をクーリングファン２６により送風され
る外気との熱交換によって凝縮液化させる。

【００１７】レシーバ２０は、冷媒凝縮器１９で凝縮さ
れた冷媒が導かれて貯留し、気液分離して液冷媒のみを
送り出す。減圧装置２１は、レシーバ２０から送られた
液冷媒を減圧膨張して冷媒蒸発器２２へ供給するもの
で、例えば温度式膨張弁が使用される。冷媒蒸発器２２
は、クーラケース１３内に設置されており、減圧装置２
１で減圧された低温低圧の冷媒とブロワ２より送風され
た空気との熱交換を行う。これにより、冷媒蒸発器２２
の内部を流れる冷媒が冷媒蒸発器２２を通過する空気か
ら蒸発潜熱を奪って蒸発することにより、冷媒蒸発器２
２を通過する空気が冷却される。

【００１８】温水サイクル６は、ヒータコア２７、この
ヒータコア２７をエンジン２５の冷却水回路（図示しな
い）と環状に接続する温水配管２８、およびこの温水配
管２８を開閉するウォータバルブ２９等より構成されて
いる。ヒータコア２７は、ヒータケース１４内に設置さ
れて、内部を流れる温水との熱交換によって通過する空
気を加熱する。但し、ヒータコア２７は、ヒータケース
１４内を流れる空気がヒータコア２７を迂回できるよう
に配置されている。また、ヒータケース１４内には、ヒ
ータコア２７を通過する空気量とヒータコア２７を迂回
する空気量との割合を調節するエアミックスドア３０
（本発明の吹出温度調節手段）が回転自在に支持されて
いる。このエアミックスドア３０は、サーボモータ等の
アクチュエータ３１（図２参照）により駆動される。

【００１９】ＥＣＵ７（本発明の制御手段）は、Ａ／Ｄ
変換器７ａ、入出力インターフェイス７ｂ、マイクロコ
ンピュータ７ｃ等を備える周知のもので、空調制御に係
わる制御プログラムや各種演算式等が予めマイクロコン
ピュータ７ｃにインプットされている。このＥＣＵ７
は、図２に示すように、車両のイグニッションスイッチ
３２がＯＮ操作された状態で車載電源３３から電力の供
給を受けて作動し、操作パネル３４から入力された操作
信号、および各センサ（内気センサ３５、日射センサ３
６、エバ後温度センサ３７、水温センサ３８、開度セン
サ３９等）から入力されたセンサ信号に基づいて各空調
機器の作動を制御する。

【００２０】操作パネル３４は、車室内Ｒのインストル
メントパネル（図示しない）に配されて、図３に示すよ
うに、乗員が希望する室内温度を設定する温度設定スイ
ッチ４０、この温度設定スイッチ４０で設定された温度
をデジタル表示する設定温度表示部４１、エアコンの自
動制御指令を出力するオートスイッチ４２、エアコンの
作動停止指令を出力するオフスイッチ４３、吸込口モー
ドを選択する内外気切換スイッチ４４、吹出口モードを
選択する吹出口切換スイッチ４５、ブロワ２の風量レベ
ルを設定する風量設定スイッチ４６、電磁クラッチ２４
のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるエアコンスイッチ４７等が
設けられている。なお、温度設定スイッチ４０で設定さ
れた設定温度は、設定温度信号Ｔset としてＥＣＵ７へ
出力される。

【００２１】内気センサ３５（本発明の温度検出手段）
は、車室内Ｒの空気温度（以下内気温と言う）または外
気ダクト４を介して導入された車室外の空気温度（以下
外気温と言う）を検出して内気温信号ＴｒとしてＥＣＵ
７へ出力する。但し、この内気センサ３５は、アスピレ
ータを構成する吸気通路４８内に配されて、ファン４９
により吸気通路４８内へ吸引された空気の温度を検出す
る。吸気通路４８は、車室内Ｒに開口する外気ダクト４
に通じており、ファン４９の回転により外気ダクト４を
通って内気または外気が吸引される。ファン４９は、吸
気通路４８内に配された内気センサ３５より風下に位置
する。

【００２２】日射センサ３６は、ダッシュボード上等の
日射を受けやすい場所に取り付けられ、車室内Ｒへ差し
込む日射量を検出して日射量信号ＴｓとしてＥＣＵ７へ
出力する。エバ後温度センサ３７は、冷媒蒸発器２２を
通過した直後の空気温度を検出してエバ後温度信号Ｔｅ
としてＥＣＵ７へ出力する。水温センサ３８は、ヒータ
コア２７を流れる冷却水の温度を検出して水温信号Ｔｗ
としてＥＣＵ７へ出力する。開度センサ３９は、エアミ
ックスドア３０の開度を検出して開度信号θとしてＥＣ
Ｕ７へ出力するもので、例えば開度に応じて電気抵抗値
が変化するポテンショメータが用いられる。

【００２３】次に、本実施例の作動を図４および図５に
示すフローチャートに基づいて説明する。まず、各種カ
ウンタやフラグ等の初期化を行う（ステップ１００）。
続いて、内外気切換ドア９を外気迂回位置へ駆動して
（ステップ１１０）、アスピレータのファン４９をＯＮ
する（ステップ１２０）。これにより、外気導入口１１
から導入された外気が外気ダクト４を通って車室内Ｒへ
吸引される。

【００２４】続いて、内気センサ３５の検出信号Ｔｒを
読み込み（ステップ１３０）、その検出信号Ｔｒを外気
温信号Ｔamとして設定する（ステップ１４０）。なお、
外気ダクト４を通じて外気を導入し、その外気温を内気
センサ３５で検出するのはエアコン起動時のみであるた
め、ステップ１２０でファン４９がＯＮされた後、内気
センサ３５の応答遅れ等も考慮して十数秒の待ち時間を
設定した方がより正確な外気温を検出することができ
る。

【００２５】続いて、内外気切換ドア９を内気導入位置
または外気導入位置へ駆動する（ステップ１５０）。こ
れにより、内外気切換箱８を通じて内気導入口１０と外
気ダクト４とが連通するため、外気ダクト４を通じて内
気が吸引されることにより、内気センサ３５で内気温を
検出することができる。続いて、操作パネル３４から設
定温度信号Ｔset を読み込み（ステップ１６０）、各セ
ンサから出力される検出信号Ｔｒ、Ｔｓ、Ｔｅ、Ｔｗ、
θを読み込む（ステップ１７０）。

【００２６】続いて、入力された各データと予めマイク
ロコンピュータ７ｃに記憶された下記の数式より車室内
Ｒへの目標吹出温度（以下ＴＡＯと言う）を算出する
（ステップ１８０）。

【数１】ＴＡＯ＝Ｋset ・Ｔset −Ｋｒ・Ｔｒ−Ｋam・
Ｔam−Ｋｓ・Ｔｓ＋Ｃ なお、Ｋset ：温度設定ゲイン、Ｋｒ：内気温度ゲイ
ン、Ｋam ：外気温度ゲイン、Ｋｓ：日射ゲイン、Ｃ：
補正定数である。

【００２７】続いて、図６に示すブロワ制御特性図よ
り、ステップ１８０で算出したＴＡＯに基づいてブロワ
モータ２ｃへ印加するブロワ電圧ＢＬＷを決定する（ス
テップ１９０）。続いて、図７に示す吸込口モード制御
特性図より、ステップ１８０で算出したＴＡＯに基づい
て吸込口モードを決定する（ステップ２００）。ここで
は、内外気切換ドア９が外気導入口１１を全開するＡ位
置と内気導入口１０を全開するＢ位置との間で切り換え
られる。続いて、図８に示す吹出口モード制御特性図よ
り、ステップ１８０で算出したＴＡＯに基づいて吹出口
モードを決定する（ステップ２１０）。

【００２８】続いて、図９に示す圧縮機制御特性図よ
り、エバ後温度センサ３７の検出信号Ｔｅに基づいて電
磁クラッチ２４をオンするかオフするかを決定する（ス
テップ２２０）。続いて、車室内Ｒへの実際の吹出温度
がステップ１８０で算出されたＴＡＯとなるように、エ
アミックスドア３０の目標開度を下記の数式に従って算
出する（ステップ２３０）。

【数２】ＳＷ＝［（ＴＡＯ−Ｔｅ）／（Ｔｗ−Ｔｅ）］
×１００（％）

【００２９】続いて、上記ステップ１９０〜ステップ２
３０にて決定した制御値が得られるように、各アクチュ
エータに制御信号を出力する（ステップ２４０）。続い
て、イグニッションスイッチ３２がオフされた否かを判
定し（ステップ２５０）、オフされていないと判定され
た場合（ＮＯ）は再びステップ１６０へ戻って処理を繰
り返し、オフされていると判定された場合（ＹＥＳ）は
一連の制御処理を終了する。

【００３０】（実施例の効果）本実施例によれば、エア
コン起動時に内外気切換ドア９を外気迂回位置へ駆動し
てアスピレータのファン４９をオンすることにより、外
気導入口１１から外気ダクト４を通って車室内Ｒへ外気
を導入することができる。これにより、既存の内気セン
サ３５によって外気温度を直接検出することができるた
め、外気センサを備えている場合と同様に外気温補正制
御を行うことができる。この結果、外気センサの廃止に
よるコストダウンを実現できる。

【００３１】なお、上記実施例の構成では、内気センサ
３５で内気温を検出する際にも外気ダクト４を通じて内
気を導入しているが、図１０に示すように、吸気通路４
８に内気を吸引する吸引口４８ａを設けるとともに、こ
の吸引口４８ａと外気ダクト４とを切り換える切換ドア
５０を設けて、外気温を検出する時には切換ドア５０に
より吸引口４８ａを閉じて、内気温を検出する時には切
換ドア５０により外気ダクト４を閉じるように制御して
も良い。

【００３２】また、上記実施例では、内外気切換ドア９
が外気迂回位置へ駆動された状態でファン４９をオンし
て外気を吸引する構成としたが、ファン４９をオンする
ことなく車両の走行に伴うラム圧によって外気ダクト４
に外気を導入して車室内Ｒへ導くこともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両用空調装置の全体模式図である。

【図２】制御系に係わるブロック図である。

【図３】操作パネルの平面図である。

【図４】ＥＣＵ７の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図５】ＥＣＵ７の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図６】ブロワ制御特性図である。

【図７】吸込口モード制御特性図である。

【図８】吹出口モード制御特性図である。

【図９】圧縮機制御特性図である。

【図１０】吸気通路の構造を示す模式図である（変形
例）。

【符号の説明】

１ 車両用空調装置 ３ 送風ダクト ４ 外気ダクト（連通ダクト） ７ ＥＣＵ（内外気切換ドア駆動手段、制御手段） ８ 内外気切換箱 ９ 内外気切換ドア １０ 内気導入口 １１ 外気導入口 １２ 内外気切換ドア用のアクチュエータ（内外気切換
ドア駆動手段） ３０ エアミックスドア（吹出温度調節手段） ３５ 内気センサ（温度検出手段） ４８ 吸気通路（アスピレータ） ４９ ファン（アスピレータ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ａ）内気導入口および外気導入口が形成さ
   れた内外気切換箱と、 ｂ）前記内気導入口または前記外気導入口より前記内外
   気切換箱に導入された空気を車室内へ導く送風ダクト
   と、 ｃ）前記送風ダクトを迂回して前記内外気切換箱と前記
   車室内とを連通する連通ダクトと、 ｄ）前記車室内の温度、または前記連通ダクトを通って
   導かれた空気温度を検出する温度検出手段と、 ｅ）前記外気導入口から前記送風ダクト内へ外気を導く
   外気導入位置、前記内気導入口から前記送風ダクト内へ
   内気を導く内気導入位置、および前記外気導入口から前
   記連通ダクト内へ外気を導く外気迂回位置との間で切換
   可能に設けられた内外気切換ドアと、 ｆ）空調制御の起動時に前記内外気切換ドアを前記外気
   迂回位置へ駆動する内外気切換ドア駆動手段とを備えた
   車両用空調装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載した車両用空調装置におい
   て、 前記車室内への吹出温度を調節する吹出温度調節手段
   と、 この吹出温度調節手段を制御する制御手段とを備え、 前記温度検出手段は、起動時に前記外気導入口から前記
   連通ダクトを通って前記車室内へ導入された外気温度を
   検出し、 前記制御手段は、前記温度検出手段で検出された外気温
   度に基づいて前記吹出温度調節手段を制御することを特
   徴とする車両用空調装置。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載した車両用空調装
   置において、 前記温度検出手段は、アスピレータによって吸引される
   車室内空気の温度を検出する内気センサであり、前記内
   外気切換ドアが前記外気迂回位置へ駆動される起動時の
   み、前記アスピレータによって前記外気導入口から前記
   連通ダクトを通って前記車室内へ吸引された外気の温度
   を検出することを特徴とする車両用空調装置。