JPH10278554A

JPH10278554A - 車両用空調装置

Info

Publication number: JPH10278554A
Application number: JP9252497A
Authority: JP
Inventors: Yukio Egawa; 幸雄江川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-04-10
Filing date: 1997-04-10
Publication date: 1998-10-20
Anticipated expiration: 2017-04-10
Also published as: JP3399284B2

Abstract

(57)【要約】【課題】吹出しモードの変更に拘わらず、吹出し口か
ら常に適切な温度の空調風が吹き出されるようにする。【解決手段】環境条件及び設定条件に基いた目標吹出
し温度から、ヒータコアを通過する温風と、ヒータコア
をバイパスする冷風の混合比である目標混合比を演算す
ると共に、モード切換えダンパの開度から風量比を演算
する（ステップ１００〜１０８）。この目標混合比と風
量比に基いてエアミックスダンパの開度を設定すると、
この設定した開度に基いてエアミックスダンパを制御す
る（ステップ１１０、１１２）。これによって、常に目
標吹出し温度の空調風が車室内へ吹き出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、環境条件及び運転
条件に応じて選択された複数の吹出し口から空調風を吹
出して車室内を空調する車両用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用空調装置（以下「エアコン」と言
う）では、冷凍サイクルによって循環される冷媒によっ
て、エバポレータを通過する空気を冷却している。ま
た、エアコンでは、ヒータコアを通過させることによ
り、車室内へ吹出す空気を加熱して、車室内の暖房を行
うようになっている。

【０００３】一般に、エアコンは、エアミックス方式が
用いられており、冷却された空気の一部をエアミックス
ダンパによってヒータコアへ供給すると共に、エアミッ
クスダンパによってヒータコアをバイパスさせた空気
（ヒータコアを通過させずにエバポレータによって冷却
されたままの空気）を、ヒータコアによって加熱された
空気と混合して車室内へ吹出すようになっている。

【０００４】このエアミックスダンパの開度は、温風と
冷風の混合比に応じて決定される。このとき、図８の実
線に示されるように、エアミックスダンパの開度は、略
一定の比率で混合比の変化に応じて変化するように一本
の特性線に基づいて設定される。

【０００５】例えば、クラウンハードトップ新型車解説
書（１９９５年８月発刊）に開示されるように、エアコ
ンは、エアミックスダンパの開度によって車室内へ吹出
す空気の温度（吹出し温度）を制御して、車室内を設定
温度又は目標温度とするように制御される。

【０００６】このときのエアミックスダンパの開度の決
めかたは、先ず、車室内を設定温度又は目標温度とする
ための必要吹出し温度、エバポレータ後温度及びエンジ
ン冷却水温度による補正を加えることにより、仮のダン
パ開度を算出する。このときの仮のダンパ開度は、目標
吹出し温度とするために必要な混合比に相当する。

【０００７】次に、予め設定している１本の線図に基い
て仮のダンパ開度から目標ダンパ開度を決定している。

【０００８】ところで、車両に設けられるエアコンに
は、主に足元に温風を吹出すＨＥＡＴ吹出し口や、主に
乗員の上半身へ向けて比較的低い温度の空気を吹出すＶ
ＥＮＴ吹出し口などの複数の吹出し口が設けられてお
り、混合された空気は、モード切換えダンパによって開
口された吹出し口から車室内へ吹き出される。

【０００９】図６（Ａ）乃至図６（Ｄ）に示されるよう
に、エアミックスダンパ３８の開度が同じであっても、
吹出し口７２と吹出し口７６を切り換えるモード切換え
ダンパ４４の開度によって、ヒータコア４０を通過した
温風や、ヒータコア４０をバイパスした冷風の流れが、
ヒータコア４０の後方で大きく変わる。このとき、大き
く曲げられる方の流れの抵抗が大きくなるために風量が
減少し、温風と冷風の比率が変わってしまう。

【００１０】したがって、エアミックスダンパ３８の開
度が同じであっても、モード切換えダンパ４４の開度に
よって混合比が異なってしまう。

【００１１】このため、図８ないし図９に示されるよう
な１本の線図に基いて仮のダンパ開度（混合比）からエ
アミックスダンパ３８の開度を一義的に決まるようにエ
アミックスダンパ３８の開度を制御したのでは、モード
切換えダンパ４４の開度によって、ヒータコア４０を通
過する空気の量とバイパスする空気に影響を及ぼしてし
まう。これによって、ヒータコア４０を通過した空気と
バイパスした空気が所望の混合比とならず、目標吹出し
温度からずれた温度の空気が車室内へ吹出され、車室内
の温度が設定温度又は目標温度から離れてしまい、乗員
に不快感を生じさせてしまうことがある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実に鑑
みてなされたものであり、モード切換えダンパの開度に
かかわらず、適切な温度の吹出し風を車室内へ吹出すこ
とができる車両用空調装置を提案することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
エバポレータを通過した空気をエアミックスダンパによ
ってヒータコアを通過する第１の通路と、該ヒータコア
をバイパスする第２の通路に分割した後、第１の通路と
第２の通路を通過した空気を混合させた空調風を、それ
ぞれがモード切換えダンパによって開度が設定される主
として乗員の上半身へ向けて吹出す第１の吹出し口ない
し主として乗員の足元へ向けて吹出す第２の吹出し口か
ら吹出して車室内を空調する車両用空調装置において、
環境条件及び設定条件によって定まる目標吹出し温度と
するために必要な第１の通路を通過する空気量と第２の
通路を通過する空気量の比である目標混合比を演算する
目標混合比演算手段と、前記目標混合比と前記モード切
換えダンパの開度に応じて予め設定した特性に基いて前
記エアミックスダンパの開度を設定する開度設定手段
と、前記設定された開度に基いて前記エアミックスダン
パの開度を制御する制御手段と、を含むことを特徴とす
る。

【００１４】この発明によれば、目標吹出し温度とする
ために必要な目標混合比と、第１及び第２の吹出し口を
切換えるモード切換えダンパの開度に基いてエアミック
スダンパの開度を設定する。このとき、モード切換えダ
ンパの開度によって第１及び第２の通路の通風抵抗が変
化するので、この通風抵抗の変化を踏まえてエアミック
スダンパの開度を設定する。

【００１５】これによって、車室内へ吹出す空調風が目
標吹出し温度とするための適切な混合比となるようにエ
アミックスダンパを制御することができる。

【００１６】すなわち、図１に示されるように、本発明
は、ステップ１００で環境条件を検出すると共に、ステ
ップ１０２で設定条件を検出する。目標吹出し温度は、
ステップ１０４で、環境条件及び設定条件に基いて演算
され、ステップ１０６では、この目標吹出し温度を得る
ために必要な目標混合比を求める。

【００１７】一方、モード切換えダンパの開度は、ステ
ップ１０８において設定される。このモード切換えダン
パの開度は、自動モードのときには演算した目標吹出し
温度に基いて演算ないし設定され、また、手動モード
（マニュアルモード）の場合には操作パネル上の操作状
態に基いて設定される。

【００１８】ステップ１１０では、目標吹出し温度とす
るために目標混合比と、モード切換えダンパの開度に基
いてエアミックスダンパの開度を設定し、このように設
定された開度に基いてエアミックスダンパの制御を行う
（ステップ１１２）。

【００１９】第１の通路と第２の通路の通風抵抗は、モ
ード切換えダンパの開度に応じて変化するので、目標混
合比のみならず、目標混合比とモード切換えダンパの開
度に基いてエアミックスダンパの開度を制御することに
より、車室内へ吹き出される空調風が目標吹出し温度と
なるように適切にエアミックスダンパを制御することが
できる。

【００２０】請求項２に係る発明は、前記モード切換え
ダンパの開度から前記第１の吹出し口と前記第２の吹出
し口から吹き出される風量比を設定する風量比設定手段
をさらに含み、前記開度設定手段が、前記目標混合比演
算手段によって演算された目標混合比と前記風量比設定
手段によって設定された風量比に基いて前記エアミック
スダンパの開度を設定することを特徴とする。

【００２１】第１及び第２の吹出し口から吹き出される
風量比は、モード切換えダンパの開度に応じて変化す
る。このため、目標混合比と風量比から適切なエアミッ
クスダンパの開度を設定することができる。

【００２２】図６（Ａ）に示されるように、第１の吹出
し口である吹出し口７２を開放し、第２の吹出し口であ
る吹出し口７６を閉じた場合、第２の通路を通過する空
気の量に対して第１の通路を通過する空気の量が少なく
なる。この場合、目標混合比を全風量に対する第１の通
路を通過する風量とすると、図７（Ａ）に示されるよう
に、エアミックスダンパの開度に応じた混合比は、下方
へ凸となる線図に基いて求めることができる。

【００２３】すなわち、第１の通路を通過する風量が相
対的に減少するので、第１の通路を通過する風量が増加
するようにエアミックスダンパ３８の開度を大きくする
ことにより目標吹出し温度とするための適切な混合比が
得られる。

【００２４】図６（Ｂ）に示されるように、吹出し口７
２を閉じて吹出し口７６を開放した場合、第１の通路を
通過する空気の量が多くなる。また、図６（Ｃ）に示さ
れるように、吹出し口７２、７６のそれぞれから吹き出
される風量が同じとなるように、モード切換えダンパ４
４の開度が設定されているときには、第１及び第２の通
路を通過する風量も略等しくなる。

【００２５】したがって、吹出し口７６が開放され吹出
し口７２が閉じられたときには、図７（Ｂ）に示される
ように、上方へ凸となる線図に基いて、エアミックスダ
ンパ３８の開度を設定することにより、適切な混合比と
するためのエアミックスダンパ３８の開度が得られる。
また、吹出し口７２、７６が略等しく開かれたときに
は、図７（Ｃ）に示されるように、エアミックスダンパ
３８の開度を混合比に略比例させて設定することができ
る。

【００２６】ここから、例えば吹出し口７２の開度が狭
く、吹出し口７６の開度が広いときには（図６（Ｄ）参
照）、図７（Ｄ）に示されるように、吹出し口７２、７
６から吹き出される風量比に応じて上方へ凸となる線図
に基いてエアミックスダンパ３８の開度を制御すればよ
い。また、吹出し口７６の開度が狭く、吹出し口７２の
開度が広いときには、風量比に応じて逆に下方へ凸とな
る線図に基いてエアミックスダンパ３８の開度を制御す
ればよい。

【００２７】このようなエアミックスダンパの開度に対
する混合比の特性を示す線図は、モード切換えダンパの
開度に応じて実験等によって求めることができるので、
このようにして求めたモード切換えダンパの開度をパラ
メータとしてエアミックスダンパの開度に対する混合比
の特性を記憶させておくことにより、モード切換えダン
パの開度と目標混合比から適切なエアミックスダンパの
開度が得られる。

【００２８】請求項３に記載の発明は、前記開度設定手
段が、予め設定されている演算式に基いて前記目標混合
比及び前記風量比に基づいて前記エアミックスダンパの
開度を演算する演算手段を、含むことを特徴とする。

【００２９】この発明によれば、エアミックスダンパの
開度が風量比と混合比の関数となる演算式を予め求めて
記憶させる。

【００３０】

【発明の実施の形態】図２には、本実施の形態に適用し
た車両用空調装置（以下「エアコン１０」と言う）を示
している。このエアコン１０は、コンプレッサ１２、コ
ンデンサ１４、エキスパンションバルブ１６及びエバポ
レータ１８を含む冷媒の循環路によって冷凍サイクルが
構成されている。

【００３１】エバポレータ１８は、圧縮されて液化して
いる冷媒が気化することにより、このエバポレータ１８
を通過する空気（以下「エバポレータ後の空気」と言
う）を冷却する。

【００３２】エバポレータ１８の上流側に設けられてい
るエキスパンションバルブ１６は、液化している冷媒を
急激に減圧することにより、霧状にしてエバポレータ１
８へ供給するようになっており、これによって、エバポ
レータ１８での冷媒の気化効率を向上させている。

【００３３】エバポレータ１８は、両端が開口された空
調ダクト２２内に設けられており、空調ダクト２２の一
方の開口端には、空気取入口２４、２６が形成されてい
る。空気取入口２４は車両外部と連通し、空調ダクト２
２内に外気を導入可能となっている。また、空気取入口
２６は、車室内と連通しており車室内の空気（内気）を
空調ダクト２２内に導入可能となっている。

【００３４】この空調ダクト２２は、車両の図示しない
インストルメントパネル内に設けられており、空調ダク
ト２２の他方の開口端には、車室内へ向けて開口された
空気吹出し口が形成されている。本実施の形態に適用し
たエアコン１０には、３系統に大別される吹出し口７０
が形成されている。

【００３５】吹出し口７０の１系統は、主に乗員の上半
身へ向けて空気を吹出すＶＥＮＴ吹出し口７２となって
おり、空調ダクト２２から延設されたダクト７４Ａに設
けられたセンタレジスタ７２Ａ及びダクト７４Ｂ、７４
Ｃに設けられたサイドレジスタ７２Ｂ、７２Ｃによって
構成されている。また、他の吹出し口７０の１系統は、
主に乗員の足元へ向けて空気を吹出すＨＥＡＴ吹出し口
７６となっており、足元吹出し口７６Ａ及び後部座席の
足元へ向けて延設されたダクト７８に設けられているリ
アヒータダクト吹出し口７６Ｂによって構成されてい
る。なお、残りの１系統の吹出し口７０は、ウインドシ
ールドガラスへ向けて空気を吹出すデフロスタ吹出し口
８０（センタデフロスタ８０Ａ及びサイドデフロスタ８
０Ｂ、８０Ｃ）となっている。

【００３６】空調ダクト２２内には、エバポレータ１８
と空気取入口２４、２６との間にブロワファン３０が設
けられており、空気取入口２４、２６の近傍には、切替
えダンパ３２が設けられている。切替えダンパ３２は、
アクチュエータ３４の作動によって、空気取入口２４、
２６の開閉を行う。

【００３７】ブロワファン３０は、ブロワモータ３６の
駆動によって回転して、空気取入口２４ないし空気取入
口２６から空調ダクト２２内に吸引し、吸引した空気を
エバポレータ１８へ向けて送出する。このとき、切替え
ダンパ３２が空気取入口２４を閉止した状態では、内気
が空調ダクト２２内に導入される内気循環モードとな
り、切替えダンパ３２が空気取入口２６を閉止した状態
では、外気が空調ダクト２２内に導入される外気導入モ
ードとなる。

【００３８】ブロワファン３０によって吸引された空気
は、全量が空調ダクト２２内を吹出し口７０へ向けて送
られる。

【００３９】エバポレータ１８の下流側には、エアミッ
クスダンパ３８とヒータコア４０が設けられている。ヒ
ータコア４０は、例えば車両のエンジンの冷却水が循環
されるようになっており、この冷却水によって通過する
空気を加熱するようになっている。

【００４０】エアミックスダンパ３８は、エアミックス
ダンパアクチュエータ（以下「アクチュエータ４２」と
言う）の駆動によって回動して、ヒータコア４０を通過
する第１の通路８２及びヒータコア４０をバイパスする
第２の通路８４の開口を開閉するようになっている。

【００４１】エバポレータを通過した空気は、エアミッ
クスダンパ３８の開度（例えばヒータコア４０側の第１
の通路８２への開度Ｓ）に応じてヒータコア４０へ送ら
れる空気とヒータコア４０をバイパスする空気とに分け
られる。ヒータコア４０を通過した空気とヒータコア４
０をバイパスした空気は、吹出し口７０の近傍で混合さ
れるようになっている。すなわち、エアミックスダンパ
３８の開度Ｓに応じてヒータコア４０を通過して加熱さ
れた空気とヒータコア４０を通過しない冷却されたまま
の空気が混合されて、吹出し口７０から車室内へ吹き出
される空気の温度（吹出し風温度）が定まる。

【００４２】一方、空調ダクト２２内には、吹出し口７
０の近傍にモード切換えダンパ４４が設けられている。
エアコン１０では、モード切換えダンパ４４によって、
ＶＥＮＴ吹出し口７２、ＨＥＡＴ吹出し口７６及びデフ
ロスタ吹出し口８０を開閉することにより、温調した空
気を所望の位置から車室内へ吹出すことができる。この
モード切替えダンパ４４は、モード切換えダンパアクチ
ュエータ（以下「アクチュエータ４６」と言う）によっ
て駆動される。

【００４３】なお、モード切換えダンパ４４は、ＨＥＡ
Ｔ吹出し口７６を開閉するダンパ４４ＡとＶＥＮＴ吹出
し口７２を開閉するダンパ４４Ｂが設けられているが、
アクチュエータ４６は、ダンパ４４Ａ、４４Ｂを一体
で、かつ、段階的に開度変化させるように制御してい
る。また、アクチュエータ４２、４６は、サーボモータ
等の従来公知の任意の駆動手段を用いることができる。

【００４４】エアコン１０には、マイクロコンピュータ
を備えた制御装置（以下「エアコンＥＣＵ５０」と言
う）が設けられている。このエアコンＥＣＵ５０に、切
替えダンパ３２、エアミックスダンパ３８及びモード切
換えダンパ４４を操作するアクチュエータ３４、４２、
４６がそれぞれ接続され、また、前記したブロワモータ
３６がコントローラ５２を介して接続されている。

【００４５】エアコン１０には、図示しないインストル
メントパネルに設けられている操作パネル５４が設けら
れており、この操作パネル５４がエアコンＥＣＵ５０に
接続されている。この操作パネル５４では、乗員がエア
コン１０の運転条件の設定操作ができるようになってい
る。すなわち、操作パネル５４のスイッチ操作によっ
て、運転モード（吹出し口の選択）を含む室内の空調温
度の設定と共に、内気循環モードか外気導入モードかの
設定、自動モードか手動モードを含む吹出し口７０及び
吹出し口７０から吹き出される風量の設定が行われる。
エアコンＥＣＵ５０は、操作パネル５４の操作によって
乗員が設定した設定条件（空調条件）に基づいてエアコ
ン１０を動作させるようになっている。

【００４６】エアコン１０には、エバポレータ後の空気
の温度（以下「エバポレータ後温度」と言う）を検出す
るエバポレータ後温度センサ５６と共に、環境条件検出
手段として、車外の外気温度を検出する外気温度センサ
５８、車室内の温度を検出する車室温度センサ６０及び
日射センサ６２等が設けられており、これらがエアコン
ＥＣＵ５０にそれぞれ接続されている。エアコンＥＣＵ
５０は、これらのセンサからの信号によって車室温度、
外気温度、日射量等の環境条件に加えてエバポレータ後
温度等のエアコン１０の運転状態を検出できるようにな
っている。

【００４７】エアコンＥＣＵ５０は、操作パネル５４で
設定された運転条件に基づいて、ブロワファン３０、切
替えダンパ３２、エアミックスダンパ３８及びモード切
換えダンパ４４を制御し、環境条件によって定まる冷房
負荷（空調負荷）から目標吹出し温度を決定し、この決
定結果に基づいて運転することにより車室内を所望の空
調状態に維持するようにしている。

【００４８】一方、エアコン１０は、モード切換えダン
パ４４及びブロワファン３０の動作、すなわち、吹出し
口と風量を操作パネル５４によって選択する手動モード
と、目標吹出し温度に基づいてモード切換えダンパ４４
及びブロワファン３０を制御する自動モードでの運転が
可能となっている。

【００４９】吹出し口７０の選択は、主にＶＥＮＴ吹出
し口７２から空気を吹出すＶＥＮＴモード、主にＨＥＡ
Ｔ吹出し口７６から空気を吹出すＨＥＡＴモード及び、
ＶＥＮＴ吹出し口７２とＨＥＡＴ吹出し口７６とに分割
して空気を吹出すＢｉ- ＬＥＶＥＬモードが選択され
る。

【００５０】また、自動モードに設定されているときに
は、空調負荷に応じてブロワファン３０による風量が設
定されると共に、ＶＥＮＴモード、ＨＥＡＴモード、Ｂ
ｉ-ＬＥＶＥＬモードの何れかに設定される。Ｂｉ- Ｌ
ＥＶＥＬモードに設定されているときには、ＶＥＮＴ吹
出し口７２とＨＥＡＴ吹出し口７６から吹き出される風
量の比率が、モード切換えダンパ４４の開度によって設
定される。また、モード切換えダンパ４４の開度は、空
調負荷に応じて段階的に変わるようになっている。

【００５１】自動モードの場合、エアコンＥＣＵ５０
は、環境条件と設定条件等から目標吹出し温度を演算
し、この演算結果に基いてブロワ風量、モード切換えダ
ンパ４４の開度及びエアミックスダンパ３８の開度を制
御する。

【００５２】このとき、冷房負荷が大きいとき、すなわ
ち目標吹出し温度が低いときに、ＨＥＡＴ吹出し口７６
を閉じて、ＶＥＮＴ吹出し口７４を開くＶＥＮＴモード
となり、暖房負荷が大きい時、すなわち目標吹出し温度
が高いときにＶＥＮＴ吹出し口７４を閉じてＨＥＡＴ吹
出し口７６を開くＨＥＡＴモードとなる。

【００５３】また、エアコンＥＣＵ５０は、目標吹出し
温度の変化に伴い、ＶＥＮＴ吹出し口７４とＨＥＡＴ吹
出し口７６の開度を段階的に変化させるＢｉ−ＬＥＶＥ
Ｌモードとなる。

【００５４】図３に示されるように、Ｂｉ- ＬＥＶＥＬ
モードでは、目標吹出し温度Ｔ_AOが下がると、ＨＥＡＴ
吹出し口７６の開度を小さくすると共にＶＥＮＴ吹出し
口７２の開度を大きくするようにモード切換えダンパ４
４を制御し、目標吹出し温度Ｔ_AOが上昇すると、ＨＥＡ
Ｔ吹出し口７６の開度を大きくすると共にＶＥＮＴ吹出
し口７２の開度を小さくするようにモード切換えダンパ
４４を制御する。

【００５５】ところで、車室内への空気の吹出しを（Ｖ
ＥＮＴモード）−（Ｂｉ−ＬＥＶＥＬモード）−（ＨＥ
ＡＴモード）と変化させることにより、ＶＥＮＴ吹出し
口７２とＨＥＡＴ吹出し７６とから吹き出される風量比
が変化する。すなわち、風量比ｒ_vは、ＨＥＡＴ吹出し
口７６からの風量Ｈ_VとＶＥＮＴ吹出し口７２からの風
量Ｖ_Vから、ｒ_v＝Ｈ_V／（Ｖ_V＋Ｈ_V）・・・（１）と表される。ＨＥＡＴモードでは、風量Ｖ_Vが「０」と
なるために風量比ｒ_v＝１となり、ＶＥＮＴモードで
は、風量Ｈ_Vが「０」となるために風量比ｒ_v＝０とな
る。

【００５６】すなわち、図３（Ａ）に示されるように、
目標吹出し温度Ｔ_AOに基いてモード切換えダンパ４４の
開度が定まる。風量比ｒ_vは、このモード切換えダンパ
４４に応じて変化するため、言い換えれば、図３（Ｂ）
に示されるように、目標吹出し温度Ｔ_AOに基いて風量比
ｒ_vが定まる。

【００５７】エアコンＥＣＵ５０には、図３（Ａ）目標
吹出し温度Ｔ_AOに対するモード切換えダンパ４４の開度
が設定され、、このモード切換えダンパ４４の開度に対
応する風量比ｒ_Vが予め試験によって求められ、図３
（Ｂ）に示される目標吹出し温度Ｔ_AOに対する風量比ｒ
_vとして記憶されている。これから、エアコンＥＣＵ５
０では、モード切換えダンパ４４の開度（アクチュエー
タ４６の制御状態）から風量比ｒ_Vを求めるようになっ
ている。

【００５８】一方、エアコンＥＣＵ５０では、エアコン
１０の運転が開始されると、先ず、環境条件として少な
くとも外気温度ないし車室温度を検出すると共に、操作
パネル５４で設定された設定温度から、目標吹出し温度
Ｔ_AOを演算する。

【００５９】目標吹出し温度Ｔ_AOは、車室内の設定温度
Ｔ_SET、車室内の温度Ｔ_r、外気温度Ｔ_o及び日射量Ｓ
Ｔから演算することができ、、一般的に（２）式で表さ
れる。

【００６０】Ｔ_AO＝ｋ₁・Ｔ_SET−ｋ₂・Ｔ_r−ｋ₃・Ｔ_o−ｋ₄・ＳＴ＋Ｃ・・・（２）（但し、ｋ₁、ｋ₂、ｋ₃、ｋ₄、Ｃは予め設定されて
いる定数）すなわち、目標吹出し温度Ｔ_AOは、環境条件
と設定条件に基づいて決定される。

【００６１】実際の吹出し温度は、エアミックスダンパ
３８によって分割されてヒータコア４０を通過した空気
と、ヒータコア４０をバイパスした空気を混合すること
により得られる。したがって、実際の吹出し温度は、ヒ
ータコア４０を通過した空気の温度と、ヒータコア４０
をバイパスした空気の温度と混合比から求めることがで
きる。このために、実際の吹出し温度が目標吹出し温度
Ｔ_AOにするための目標混合比を求める必要がある。

【００６２】ヒータコア４０をバイパスした空気の温度
は、エバポレータ１８を通過した空気の温度（エバポレ
ータ後温度Ｔ_Eとする）であり、エバポレータ後温度セ
ンサ５６によって検出することができる。また、ヒータ
コア４０を通過した空気の温度をヒータコア後温度Ｔ_H
とすると、目標とする混合比ｒ_Mは、（３）式で表され
る。

【００６３】ｒ_M＝（Ｔ_AO−Ｔ_E）／（Ｔ_H−Ｔ_E）・・・（３）なお、ヒータ後温度Ｔ_Hは、ヒータコア４０に温度セン
サを設けて、ヒータコア４０を通過した空気の温度を直
接検出するようにしても良いが、ヒータコア４０がエン
ジンの冷却水を用いており、このエンジンの冷却水がサ
ーモスタットによって一定の温度に制御されていること
から、この冷却水温度に応じた一定値（定数）として設
定しておいても良い。また、ヒータコア後温度Ｔ_Hは、
エンジンの水温を検出して、この検出値から演算するこ
ともできる。この場合、エンジン水温センサの検出温度
をエンジン水温Ｔ_Wとしたとき、（４）式となる。

【００６４】Ｔ_H＝Ａ・Ｔ_W＋（１−Ａ）・Ｔ_E ・・・（４）（ただしＡは定数）一方、ヒータコア４０を通過する空気の量とヒータコア
４０をバイパスする空気の量は、モード切換えダンパ４
４の開度に影響される。すなわち、モード切換えダンパ
４４の開度が変化することにより、ヒータコア４０を通
過する空気の通風抵抗ないしヒータコア４０をバイパス
する空気の通路抵抗が変化する。また、モード切換えダ
ンパ４４の開度によって風量比ｒ_Vが決定される。

【００６５】したがって、同じ混合比を得るためには、
モード切換えダンパ４４の開度に応じて、エアミックス
ダンパ３８の開度を決定する必要がある。すなわち、実
際の吹出し温度を目標吹出し温度Ｔ_AOにするためのエア
ミックスダンパ３８の開度は、混合比のみならず、モー
ド切換えダンパ４４の開度（風量比）に基き決定（演
算）する必要がある。

【００６６】ここから、図４に示されるように、エアミ
ックスダンパ３８の開度Ｓは、モード切換えダンパ４４
の開度ないしは風量比ｒ_Vをパラメータとして混合比ｒ
_Mから求めることができる。すなわち、目標吹出し温度
Ｔ_AOを得るための適切なエアミックスダンパ３８の開度
Ｓは、（５）式に示すように、混合比ｒ_Mと風量比ｒ _V
の関数として設定することができる。

【００６７】Ｓ＝ｆ（ｒ_M、ｒ_V）・・・（５）エアコンＥＣＵ５０には、予め実験結果等によって求め
られた例えば図４に示されるグラフから、上記演算式が
記憶されており、エアコンＥＣＵ５０は、実際の吹出し
温度を目標吹出し温度Ｔ_AOにするエアミックスダンパ３
８の開度を、混合比ｒ_Mとモード切換えダンパ４４の開
度ないし風量比ｒ_Vから演算できるようになっている。

【００６８】次に本実施の形態の作用を図５に示される
フローチャートを参照しながら説明する。なお、このフ
ローチャートは、エアミックスダンパ４４の制御の一例
を示すものであり、コンプレッサ１２、ブロワファン３
０、モード切換えダンパ４４の制御は、環境条件及び設
定条件等に基づいて、車室内を設定温度ないし目標温度
に維持するように目標吹出し温度Ｔ_AOを演算して、車室
内を空調する従来公知の方法を適用でき、本実施の形態
では詳細な説明を省略する。また、エアコン１０では、
手動モードでＢｉ−ＬＥＶＥＬモードに設定されている
ときには、ＶＥＮＴ吹出し口７２とＨＥＡＴ吹出し口７
６から吹き出される空気の量が略同じ（風量比ｒ_V＝
０．５）となるように設定される。

【００６９】このフローチャートは、操作パネル５４の
スイッチ操作によって運転条件が設定されて、エアコン
１０がオン（運転）されると実行され、エアコン１０の
運転が停止するまで、所定のタイミング（インターバ
ル）で繰り返される。

【００７０】このフローチャートの最初のステップ１２
０では、外気温度センサ５８、車室温度センサ６０及び
日射センサ６２等によって検出した外気温度Ｔ_O、室内
温度Ｔ_r、日射量ＳＴ等の環境条件を読込むと共に、エ
バポレータ後温度センサ５６によって検出したエバポレ
ータ後温度Ｔ_Eを読込む。これと共に、ステップ１２２
では、操作パネル５４の操作によって設定されている設
定温度Ｔ_SETを読込む。

【００７１】次にステップ１２４では、読込んだ環境条
件及び設定条件から目標吹出し温度Ｔ_AOを演算する。こ
の目標吹出し温度Ｔ_AOは、環境条件及び設定条件に基づ
いて前記した（４）式から演算によって求めることがで
きる。

【００７２】次のステップ１２６では、目標吹出し温度
Ｔ_AOとするための混合比ｒ_Mを演算する。この混合比ｒ
_Mは、エバポレータ後温度Ｔ_Eとヒータコア後温度Ｔ_H
に基づいて演算でき、また、ヒータコア後温度Ｔ_Hは、
予め記憶されている一定値を読み出して用いることがで
きる。なお、ヒータコア後温度Ｔ_Hを計測又は演算する
ときには、前記したステップ１２０で、ヒータコア４０
を通過した空気の温度を温度センサによって直接検出す
るか、また、エンジン冷却水温Ｔ_Wを測定し、この測定
値から演算すれば良い。

【００７３】混合比ｒ_Mの演算が終了すると、ステップ
１２８では、自動モードに設定されているか手動モード
に設定されているかを、操作パネル５４の操作状態から
判断する。ここで、自動モードに設定されているとき
（ステップ１２８で肯定判定）には、ステップ１３０へ
移行して、モード切換えダンパ４４の開度ないし風量比
ｒ_Vを演算する。

【００７４】モード切換えダンパ４４の開度は、目標吹
出し温度Ｔ_AOから決められ、風量比ｒ_Vは、モード切換
えダンパ４４の開度によって定まるので、風量比ｒ_Vは
図３（Ｂ）と目標吹出し温度Ｔ_AOから簡単に求めること
ができる。

【００７５】一方、エアコン１０が手動モードに設定さ
れているとき（ステップ１０８で否定判定）には、ステ
ップ１３２へ移行して、操作パネル５４上でＶＥＮＴモ
ード、ＨＥＡＴモード及びＢｉ−ＬＥＶＥＬモードの何
れに設定されているかを判断する。この結果ＨＥＡＴモ
ードに設定されているときには、ステップ１３４で風量
比ｒ_Vが「１」（ｒ_V＝１）に設定され、ＶＥＮＴモー
ドに設定されているときには、ステップ１３６で風量比
ｒ_Vが「０」（ｒ_V＝０）に設定される。また、Ｂｉ−
ＬＥＶＥＬモードに設定されているときには、ステップ
１３８で風量比ｒ_Vが「０．５」（ｒ_V＝０．５）に設
定され、自動モードと同様に、設定された風量比ｒ_Vに
応じてモード切換えダンパ４４が作動される。

【００７６】このようにして風量比ｒ_Vを設定すると、
次のステップ１４０では、設定された風量比ｒ_Vと先に
演算した混合比ｒ_Mとに基づいてエアミックスダンパ３
８の開度Ｓを設定する。このエアミックスダンパ３８の
開度Ｓは、前記した（５）式に基づいて演算することが
でき、この演算値がエアミックスダンパ３８の開度Ｓと
して設定される。

【００７７】エアミックスダンパ３８の開度Ｓが設定さ
れると、ステップ１２２では、設定された開度Ｓに基づ
いてアクチュエータ４２を制御する。これによって、エ
アミックスダンパ３８が設定された開度に応じてヒータ
コア４０への通路を開閉する。

【００７８】このように、エアコンＥＣＵ５０は、エア
ミックスダンパ３８の開度Ｓを、単に目標とする混合比
ｒ_Mのみによって決定するのではなく、目標吹出し温度
Ｔ_AOとエバポレータ後温度Ｔ_Eとによって定まる混合比
混合比ｒ_Mと、モード切換えダンパ４４の開度ないし風
量比ｒ_Vに基づいて決定しているため、モード切換えダ
ンパ４４の開度に拘わらず、最適な温度の空調風が吹き
出される。

【００７９】従来の混合比ｒ_Mのみからエアミックスダ
ンパ３８の開度Ｓを決定するときには、１本の特性を用
いるが図８や図９に実線で示されるような特性が考えら
れる。

【００８０】図８は、上記１本の特性として手動モード
によるＢｉ−ＬＥＶＥＬ（特定の風量比）の特性を用い
るものであり、この方法では、目標吹出し温度Ｔ_AOとな
る気象条件のときに、混合比をｒ_M＝（Ｔ_AO−Ｔ_E）／（Ｔ_H−Ｔ_E）（３）から求め、この混合比ｒ_Mと図８の実線に基いてエアミ
ックスダンパの開度Ｓを決定する。

【００８１】このとき、日射量ＳＴから日差しが強くな
るなどして、目標吹出し温度Ｔ_AOが温度Ｔ₁から温度Ｔ
₂に小さくなったとき、（３）式より求める混合比ｒ_M
は、混合比ｒ_M1から混合比ｒ_M2（ｒ_M1＞ｒ_M2）に変化す
る。この混合比ｒ_M2からエアミックスダンパの開度Ｓが
開度Ｓ₁から開度Ｓ₂に変わる_。

【００８２】しかし、この時、目標吹出し温度Ｔ_AOも温
度Ｔ₂に変わり、これによって風量比ｒ_vも風量比ｒ_v1
から風量比ｒ_v2に変わる。したがって、エアミックスダ
ンパ３８の開度Ｓを開度Ｓ₀とする必要がある。このと
き、エアミックスダンパ３８の開度Ｓが開度Ｓ₂となる
と、実際の混合比ｒ_Mは、混合比ｒ_M3となり目標とする
混合比ｒ_M2より小さく、また、実際の吹出し温度は、目
標吹出し温度Ｔ_AOである温度Ｔ₂よりも低くなってしま
う。

【００８３】また、図９に示される実線に基く方法で
は、エアミックダンパ３８の開度Ｓが大きいところで
は、風量比ｒ_vをｒ_v＝１とし、エアミックスダンパ３
８の開度Ｓが小さいところでは、風量比ｒ_vをｒ_v＝０
とする。また、これ以外の開度Ｓに設定されるときに
は、略直線で接続して、混合比ｒ_Mによってエアミック
スダンパ３８の開度Ｓが一義的に決められるようにして
いる。

【００８４】したがって、目標吹出し温度Ｔ_AOが、温度
Ｔ₁となる気象条件で、目標とする混合比ｒ_Mが、混合
比ｒ_M1であったときには、エアミックスダンパ３８の開
度Ｓが開度Ｓ₁となる。

【００８５】ここで、コンプレッサがオフするか又は可
変容量コンプレッサによりエバポレータ後温度Ｔ_Eが変
化して温度Ｔ₄にとなったときには、目標となる混合比
ｒ_Mは、混合比ｒ_M4となり、図９からエアミックスダン
パ３８の開度Ｓが開度Ｓ₄となる。

【００８６】このとき、目標吹出し温度Ｔ_AOは、温度Ｔ
₁で変わらないため、風量比ｒ_vも変わらない。このた
め、混合比ｒ_Mが、混合比ｒ_M4となることにより、エア
ミックスダンパ３８の開度Ｓが、開度Ｓ₀となる必要が
あるのに対して、実際には、エアミックスダンパ３８の
開度Ｓが開度Ｓ₄となってしまう。これによって、実際
の混合比ｒ_Mは、混合比ｒ_M5となり、実際の吹出し温度
が目標吹出し温度Ｔ_AOの温度Ｔ₁よりも高くなって乗員
に不快感を与えてしまう。

【００８７】これに対して、本実施の形態に適用したエ
アコン１０のエアコンＥＣＵ５０では、混合比ｒ_Mとモ
ード切換えダンパ４４の開度ないし風量比ｒ_vによって
エアミックスダンパ３８の開度Ｓを演算しているため、
実際の吹出し温度が常に目標吹出し温度Ｔ_AOとなるよう
に制御できる。これによって、車室内を常に目標の温度
に保ち、車室内の乗員の快適感を損ねることがない。

【００８８】なお、本実施の形態に適用したエアコン１
０は、本発明を適用する車両用空調装置の構成を限定す
るものではなく、本発明は、任意の構成の車両用空調装
置に適用することができる。

【００８９】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明では、混合比
のみならず混合比とモード切換えダンパの開度に基いて
エアミックスダンパの開度を決定しているので、モード
切換えダンパの開度の変化にかかわらず、実際の吹出し
温度を目標吹出し温度に保つことができ、車室内へ目標
吹出し温度とずれた温度の空気が吹き出されることによ
って乗員が不快感を感じてしまうのを防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエアミックスダンパの開度の設定
の概略を示す流れ図である。

【図２】本実施の形態に適用したエアコンを示す概略構
成図である。

【図３】（Ａ）は目標吹出し温度に対するモード切換え
ダンパの開度の変化を示す線図、（Ｂ）は目標吹出し温
度に対する風量比の変化を示す線図である。

【図４】風量比をパラメータとした混合比に対するエア
ミックスダンパの開度を示す線図である。

【図５】エアミックスダンパの制御の一例を示すフロー
チャートである。

【図６】（Ａ）乃至（Ｄ）のそれぞれはモード切換えダ
ンパの開度に応じた空調ダクト内の空気の流れを示す概
略図である。

【図７】（Ａ）乃至（Ｄ）のそれぞれはモード切換えダ
ンパの開度に応じた混合比に対するエアミックスダンパ
の開度の変化を示す線図であり、（Ａ）は図６（Ａ）に
対応した線図、（Ｂ）は図６（Ｂ）に対応した線図、
（Ｃ）は図６（Ｃ）に対応した線図、（Ｄ）は図６
（Ｄ）に対応した線図である。

【図８】従来の混合比からエアミックスダンパの開度を
設定するための一例を示す線図である。

【図９】従来の混合比からエアミックスダンパの開度を
設定するための一例を示す線図である。

【符号の説明】

１０エアコン（車両用空調装置）１２コンプレッサ１８エバポレータ２２空調ダクト３８エアミックスダンパ４０ヒータコア４２アクチュエータ４４モード切換えダンパ４６アクチュエータ５０エアコンＥＣＵ（目標混合比演算手段、開度設
定手段、制御手段、風量比設定手段、演算手段）７２ＶＥＮＴ吹出し口（第１の吹出し口）７６ＨＥＡＴ吹出し口（第２の吹出し口）８２第１の通路８４第２の通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エバポレータを通過した空気をエアミッ
クスダンパによってヒータコアを通過する第１の通路
と、該ヒータコアをバイパスする第２の通路に分割した
後、第１の通路と第２の通路を通過した空気を混合させ
た空調風を、それぞれがモード切換えダンパによって開
度が設定される主として乗員の上半身へ向けて吹出す第
１の吹出し口ないし主として乗員の足元へ向けて吹出す
第２の吹出し口から吹出して車室内を空調する車両用空
調装置において、環境条件及び設定条件によって定まる目標吹出し温度と
するために必要な第１の通路を通過する空気量と第２の
通路を通過する空気量の比である目標混合比を演算する
目標混合比演算手段と、前記目標混合比と前記モード切換えダンパの開度に応じ
て予め設定した特性に基いて前記エアミックスダンパの
開度を設定する開度設定手段と、前記設定された開度に基いて前記エアミックスダンパの
開度を制御する制御手段と、を含むことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】前記モード切換えダンパの開度から前記
第１の吹出し口と前記第２の吹出し口から吹き出される
風量比を設定する風量比設定手段をさらに含み、前記開
度設定手段が、前記目標混合比演算手段によって演算さ
れた目標混合比と前記風量比設定手段によって設定され
た風量比に基いて前記エアミックスダンパの開度を設定
することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装
置。
【請求項３】前記開度設定手段が、予め設定されてい
る演算式に基づいて前記目標混合比及び前記風量比に基
いて前記エアミックスダンパの開度を演算する演算手段
を、含むことを特徴とする請求項２に記載の車両用空調
装置。