JPS5897512A

JPS5897512A - 車輛用空調方法

Info

Publication number: JPS5897512A
Application number: JP56193918A
Authority: JP
Inventors: Yukio Egawa; 江川　幸雄
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1981-12-01
Filing date: 1981-12-01
Publication date: 1983-06-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は車輪用空調方法、特にヒートモードに制御され
た際所定温度に制御され九空気を車室内へ吹出し車内温
度を一定値に制御するとともに、所定温度に制御された
空気の一部をウインドウに向は吹出しウインドウの防曇
を行なう車輪用空調方法の改良に関する。

車内温度等の空調制御を行ない車内の居住性を高めるた
め、車輪には一般に空調装置が備えられている。このよ
うな空調装置は、通常デフロスタモード、ベントモード
、ヒートモード等の切替が必要に応じてできる構造とな
つており、ヒートモードに設定された場合には温風をヒ
ータ吹出口から車室内へ吹出し車内を暖房するとともに
その温風の一部をデフロスタ吹出口からウインドウに向
け吹出しウインドウの防曇を行なつていた。

特に、車内を任意に設定された設定温度に暖房する従来
の空調装置では、車の周囲条件、例えば車外温度、車内
温度、日射量等から車内温度を設定温度に制御するのに
必要な目標吹出温度および目標吹出温度に対応して設定
された吹出風量を演算していた。そして、これら演算値
に基づい九目標吹出温度および吹出風量の温風をヒータ
吹出口から車室内へ吹出すとともにその温風の一部をデ
フロスタ吹出口からウインドウに向は吹き出す空調方法
を採用していた。このため、車内温度は確実に設定温度
で暖房され、快適な居住空間を得ることが可能であつた
。

しかし、車内温度を設定温度に制御するために必要な空
気の目標吹出温度および目標吹出温度に対応して設定さ
れ九吹出風量、特にその吹出風量の値は、ウインドウを
防曇するのに必要な空気の吹出風量の値とは必ずしも一
致しない。ところが従来の空調方法はこの点についての
検討が不充分であり、このため、従来の空調装置をヒー
トモードで使用した場合、車の走行条件によつてはウイ
ンドウが防曇されずに曇つてしまう場合があつた。

このようなことは、安全運転の面からも好ましくなくそ
の改良が望まれていた。。

本発明はこのような従来の課題に鏝みなされたものであ
り、その目的は、ヒートモードでの使用において、ヒー
タとして優れた機能を発揮するとともにウインドウの防
曇をも確実に行なうことが可能な車輛用空調方法を提供
することにある。

前記目的を達成するために、本発明の方法は、車内温度
を所定設定温度に制御するために必要な目標吹出温度お
よび吹出風量を周囲条件に基づき演算し、これら演算値
に基づいた目標吹出温度およびそれに対応した吹出風量
の空気を車室内へ吹出し車内温度を設定温度に制御する
とともにその空気の一部をウインドウに向は吹田しウイ
ンドウの防曇を行なう車輛用空調方法において、周囲条
件に基づきウインドウの防曇に必要な空気の吹出風量を
演算し、目標吹出温度に制御された空気の車室内および
ウインドウへの吹出しを車内温度を設定温度に制御する
ために必要とされる吹出風量またはウインドウの防曇に
必要な目標吹出温度に対応して設定された吹出風量のい
ずれか大きい方の吹出風量に制御することを特徴とする
。

次に本発明の好適な実施例を図面に基づき説明する。

第１図には本発明の方法に係る車幅用空調装置が示され
ている。

図において、通風ダクト１０の一端には車内空気取入口
１２および車外空気取入口１４が設けられており、内外
空気切替ダンパ１６により選択的に一方が開かれ他方が
閉じられるように形成されている。

また、この通風ダクト１０の他端にはヒータ吹出口１８
、ベント吹出口２ｏおよびデフロスタ吹出口２２が設け
られている。そして、ヒータ吹出口１８は通常インスト
ルメントパネルの下方に設けられ、座席に着座している
乗員の足下に向は空気を吹出すよう形成されている。ベ
ント吹出口２゜は通常インストルメントパネルの前面に
設妙られ、座席に着座している乗員の主に上半身に向は
空気を吹出すよう形成されている。また、デフロスタ吹
出口２２は通常インストルメントパネルの上方に設けら
れ、主としてフロントウインドウに向け空気を吹出すよ
う形成されている。

そして、実施例において、ヒータ吹出口１８とベント吹
出口２０とは一つの切替ダンパ２４にょり選択的に開閉
され、また、デフロスタ吹出口２２はダンパ２６により
開閉あるいは一部間′がなされる。このようなダンパ２
４．２５の動作は、マイクロコンピユータ２８かちの指
令により作動するアクチユエータ３０．３２によ抄なさ
れる。

また、通風ダクト１０の一端部付近に拡電動機４０によ
）回転駆動される送風フアン４２が設妙られており、こ
の送風フアン４２は電動機４０により駆動されることに
より車内空気取入口１２３たは車外空気取入口１４がら
空気を取り入れこの空気を通風ダクト１０下流に位置す
る各吹出口１８．２０，２２に向は送風する。

また、送風フアン４２の配置位置より空気の流れからみ
て下流側の通風ダクト１０内には冷房用熱交換器である
エバポレータ４４が設けられている。このエバポレータ
４４は、通風ダクトｌｏ内を流れる空気流が全て横ぎる
よう、通風ダクト１０の全断面域にわたつて形成されて
お）、図示しないコンプレツサおよびコンデンサ等とと
もに冷凍サイクルを構成し、エバポレータ４４内る冷媒
により通過する空気流を冷却する。

また、エバポレータ４４の下流側の通風ダクトｌＯ内に
はエアミツクス式の温度調節機構４６が設けられている
。この温度調節機構４６は、エアミツクスダンΔ４８に
より過風ダクト１０内を流れる空気流を第１の空気流お
よび纂２の空気流に分流させ、一方の空気流を加熱用熱
交換器としてのヒータコア５０によや加熱している。実
施例において、ヒータコア５０はエンジンの冷却水が微
積式に供給されこの冷却水の熱により空気流を加熱する
構造のものを用いている。

そして、この温度調節機構４６蝶、エアミツクスダンパ
４８の開度を調整して第１の空気流と第２の空気流との
分流比を調節することにより、下流に向は吹出す吹出空
気の温度を調整するうたとえば、エアミツクスダンパ４
８の開度を、第１図の実線位置に調整すれば、通風ダク
ト１０内を流れる空気流は全てヒータコア５０を通過す
ることになり吹出空気の温度は最高となる。また、エア
ミツクスダンパ４８の開度を、第１図の仮想線位置に調
整すれば、通風ダクト５０内を流れる空気流は全てヒー
タコア５０をバイパスして流れることとなり、吹出空気
の温度は最低となる。

このようなエアミツクスダンパ４８の開度の調整社、マ
イクロコンピユータ２８からの指令により作動するエア
ミツクスダンパアクチユエータ５２によりなされる。

以上のようにして通風ダクト１０内を流れてくる空気流
は、通風ダクト１０の他端に設けられたいずれかの吹出
口１Ｂ、２０、２２から吹出される．ここにおいて、ダ
ンパ２４はヒータ吹出口１８とベント吹出口２００開閉
を行ない、例えば、ダンパ２４が第１図中実線で示す位
置にあればヒータ吹出口１８が開かれ、第１図中仮想線
で示す位置にあればベント吹出口２０が開かれるととに
なる。また、ダンパ４２６はデフロスタ吹出口２２を開
閉するものであり、ダンパ２６の開度により、開、一部
間、閉と段階的に切り替る。第１図中実線で示すダンパ
２６は一部間の状態を示している。

本実施例の空調装置は、ベントモードに設定されるとベ
ント吹出口２０のみが開かれ、所定温度に制御された空
気が座席に着座した乗員の主に上半身に向妙吹き出され
る。また、デフロスタモードに設定されると、デフロス
タ吹出口２２が開かれ、所定温度に制御された空気がフ
ロントウインドウに向は吹出され、ウインドウ面２３の
防曇が行なわれる。更に、ヒートモードに設定されると
、ヒータ吹出口１Ｂが開かれ所定温度に制御された空気
が座席に着座した乗員の足下に吹出され室内を暖房する
とともＫ、デフロスタ吹出口２２も一部開かれ所定温度
に制御された空気の一部がフロントウインドウに向は吹
出されウインドウ面２３の防曇が行なわれる。

ま九、空調装置は、温度設定装置６０により車内温度を
任意の値に設定する。この温度設定装置６０は座席に着
座した乗員が容易に操作できる位置に設けられておシ、
その設定温度はマイクロコンピユータ２８に入力される
。

ところで、車内温度を設定温度に制御するためには車の
周囲条件を考慮して車室内への空気の吹出温度および吹
出風量を決定する必要がある。例えば我国で使用する乗
用車では、車の周囲条件として車外温度、車内温度、車
への日射量を考慮すれば通常充分であるので、実施例の
空調装置においては、車外温度を検出する外気センｔ６
２、車内温度を検出する内気センサ６４、日射量を検出
する日射センサ６６が車の所定部位に取付けられている
。

マイクロコンピユータ２８は、これら各センサ６２．６
４．６６の検出する車外温度、車内温度、日射量に基づ
き吹出口１８、２２がら吹出される空気の目標吹出温度
および目標吹出温度に対応して設定された吹出風量を演
算する。そして、マイクロコンピユータ２８は温度調節
機構４６［より吹出口１８．２０．２２からの空気の吹
出温度を目標吹出温度に制御するとともに１フアン速度
制御装置６８によりフアン４２の回転数を調整して吹出
口１ｇ、２０．２２から吹出される空気の吹出風量を演
算値に制御する。

ことにおいて、設定温度をｔｓｅｔ、車外温度をｔｏ、
車内温度をｔｌ、日射量を８ｔとし、Ｋ１−に４、ＣＩ
を定数とすると、マイクロコンピユータ２８による目標
吹出温度１Ａの演算は次式に従がい行なわれる。

ｔＡ＝Ｋ１ｔｓｅｔ−Ｋ２ｔｏ−Ｋ３ｔ１−Ｋ４ｓｔ＋
Ｃ１・・・（１）また、目標吹出温度に対応して設定さ
れた吹出風量ｖ１は、第ｆｌ）式で示される目標吹出温
度ｔＡの関数Ｖ、＝ｆ（ｔＡ）として第２図で与えられ
る。

従つて、マイクロコンピユータ２８による吹出風量ｖ１
の演算はこのに２図に基づき行なわれる。

ところで、空調装置をヒートモードに設定すると、ヒー
タ吹出口１８からは車室内へ目標吹出温度ｔＡに制御さ
れた空気が第２図に示す吹出風量ｖ１で吹出され、車内
温度が設定温度に制御される。

これと同時に、デフロスタ吹出口２２が一部開かれ、こ
のデフロスタ吹出口２２からは目標吹出温度に制御され
た空気の一部がフロントウインドウに向は吹出風量ｖ１
が吹出され、ウインドウ面２３の防曇も行なわれる。

しかし、第２図で示される吹出風量７１紘車内温度を設
定温度に制御するための条件について検討して得られた
値であり、ウインドウ面２Ｂの防曇の条件についての検
討は何らなされていない。

このため、走行条件が刻一刻と変化する車輌においては
、条件の変化によりウインドウ面２３が防曇されないこ
とがあり安全運転上問題である。

本発明はこのような点に着目してなされており、その特
徴的事項は、空調装置がヒートモードに設定された場合
に、マイクロコンピユータ２８によりウインドウ面２３
の防曇に必要な吹出風量Ｖ。

を周囲条件に基づき演算し、この演算値Ｖｔと帥述した
車内温度を設定温度に制御するために必要な目標吹出温
度に対応して設定された吹出風量Ｖ。

とを比較し、目標吹出温度に制御され走空気の車室内お
よびウインドウへの吹出しを前記ｙ！またはＶ、のいず
れか大きい方の吹出風量で行なうことにある。。

実施例においては、演算値ｖ１とＶ！の大きい方でフア
ン４２が回転するようフアン速度制御装置を制御してい
る。

ところで、ウインドウ面２３の防曇に必要な吹出風量Ｖ
！の演算は車の周囲条件を考慮して行なう必要がある。

通常この吹出風量Ｖ！の演算には車外温度、車内温度、
ウインドウ面２３近傍の湿度、ウインドウ面温度の影響
が大きく、他の周囲条件紘無視できる場合が多い。この
ため、本実施例の空調装置においては、外気センサ６２
、内気センサ６４の他にウインドウ面２３０所定部位に
湿度を検出する湿度センサ７０およびウインドウ面温度
を検出するウインドウ面温度センサ７２が設けられ、そ
の検出データがマイクロコンピユータ２８に入力されて
いる。

ここにおいて、車外温度をｔｏ、車内温度をｔｌ、湿度
をψ、ウインドウ面温度をｔｇとし、Ｋ！′〜に、／、
Ｃ７を定数とすると、ウインドウ面２３の防曇に必要な
吹出風量Ｖ！の演算は次式に従い行なわれる。

なお、この第（２）式に基づく吹出風量Ｖ、の演算は車
速Ｕの影響が無視できる条件の下での演算である。しか
し、ウインドウ面２３の防曇を行なうに際して車速ｑの
影響が無視できない場合もあり、このような場合には、
前記各センサに加え車速Ｕを検出する車速センサ７４を
設け、車外温度ｔ・、車内温度ｔ１、湿度ψ、ウインド
ウ面温度ｔｇに車速Ｕを加えた条件の下でウインドウ面
２３０防曇に必要な空気の吹出風量Ｖ、を演算すればよ
い。

この場合の吹出風量Ｖ、の演算は、Ｋζ′〜Ｋｒ１ム′
、ｎ′およびＯａを定数とすると次式に従い行なわれる
。

また、使用条件によつてはウインドウ面２３の温度変化
が目標としている温度からあまりはずれない場合がある
。このような場合には、ウインドウ面温度センサ７２を
設ける必要はない。そして、ウインドウ面２３０目標と
している温度からのずれが無視できる条件の下でウイン
ドウ面２３の防曇に必要な空気の吹出風量Ｖ！は、Ｋτ
〜に？、ム′、ｎおよびＣ４を定数とすると次式に従い
行なわれる。

さらにきめ細かく制御するために日射センサ６６が検出
した日射量も使つて演算する。

車外温度、車内温度、ウインドウ近傍の湿度と日射量か
ら演算した場合日射量をｓｔとし”１、Ｄ鵞、Ｄ３、Ｄ
４、Ｄｓ１Ｄ６、Ｂを定数として防曇に必要な空気の吹
出風量Ｖ！はで演算される。この場合、はウインド内面温度と車速の
影響が無視できる場合である。

次に車速の影響が無視できてウインドウ面温度が無視で
きない場合Ｄ−１”＊ｓＤＳ、ＤＳ、ＤＳ、Ｄ２、Ｄ４
、Ｂ′を定数とし防曇に必要な吹出風量Ｖ！はで演算さ
れる。

またウインドウ面温度の影響が無視でき、車速の影響が
無視できない場合、ＤｒｌＤ；、ＤＩＳ％Ｄ？、Ｄτ、
Ｄ−１Ｄ；、Ｂ＃、ｍ、ｎを定数として防曇ニ必豐な吹
出風量Ｖ、はで演算される。

次にウインドウ面温度、車速の影響をともに無視できな
い場合、Ｄｒ、Ｄ￥％Ｄ８、Ｄ？、Ｄｒ、Ｄｒ、Ｄｒ、
Ｄｆｓ”：’、Ｂπｍ′、Ωを定数として防曇に必要な
吹出風量Ｖ、はで演算される。

本発明は以上の構成からなり次にその作用を説明する。

第３図は本発明の方法に係る空調装置の動作を示すフロ
チヤ一ト図であり、まず温度設定装置６０に車内温度を
設定すると、マイクロコンピユータ２８には各センサ６
２．６４．６６．７０゜７２．７４からの検出データが
読み込まれる。

そして、マイクロコンピユータ２８はセンサ６２．６４
．６６から読み込まれる車外温度、車内温度、日射量に
基づき車内温度を設定温度に制御するために必要な目標
吹出温度ｔＡを前記第（１）式に基づき演算する。これ
と同時に、マイクロコンピユータ２８は目標吹出温度に
対応した吹出風量Ｖ、を第２図で示される目標吹出温度
ｔＡの関数ｖ、＝ｆ（ｔＡ）として演算する。

そして、空調装置がヒートモードに設定されている場合
には、前記ｔＡ、ｖ、の演算に引き続いてウインドウ面
２３が防曇されるに必要な吹出風量Ｖ、を演算する。

ウインドウ面２３を防曇するのに必要な空気の吹出風量
Ｖ！の値は、空調装置を装備する車輪の条件の相違によ
）第（２）式ないし第（４）式のいずれかの演算式に従
い行なわれる。すなわち、車外温度、車内温度の他に湿
度およびウインドウ面温度の影響が大きく、他の条件が
無視できるような条件の下では第（至）式に従い吹出風
量Ｖ！が演算される。

また、これ（加え車速の影響も無視できない条件の下で
は第（３）弐に従い吹出風量が演算される。また、車速
の影響唸無視できないがウインドウ面温度の変化の影響
が無視できるような条件の下では第（４１式に従い吹出
風量が演算される。また、日射の影響が無視できない場
合には第（５）〜（４）式に従い吹出風量が演算される
。

このようにしてウインドウ面２３を防曇するのに必要な
空気の吹出風量Ｖｔの演算が終了すると、マイクロコン
ピユータ２８は演算［ｖ＋トｖｔとを比較する。

そして、Ｖ！≧Ｖ！と判断すると、マイクロコンピユー
タ２８はフアン速度制御装置θ８によりフアン４２の回
転速度を制御し、吹出口１ｇ、２２から吹出風量Ｖ、の
空気を吹出させる。これと同時に、温度調節機構４６を
制御して、吹出口１８．２２から吹出される空気の温度
を目標吹出温度に制御する。

他方、マイクロコンピユータ２ｓにより”１＜〜、と判
断された場合には、同様にしてフアン４２の回転数およ
び温度調節機構４６が制御され、吹出口１８．２２から
は目標吹出温度に加熱された空気が吹出風量Ｖ、で吹出
される。

とのようＫ、本発明の方法に係る空調装置においては、
演算値ｖｌ、ｖｔのいずれか大きい方０吹出風量で吹出
口１ｇ、２２から目標吹出温度に加熱され九空気を吹出
す。

従つて吹出口１８．２２から吹出される空気の吹出風量
もウインドウ面２３を防曇するのに必要な吹出風量Ｖ！
以上に常に制御されることになり、一部開かれているデ
フロスタ吹出口２２からウインドウ面２３に向は吹出さ
れる空気によりウインドウ面２３は確実に防曇される。

以上は空調装置がヒートモードに設定されている場合の
動作であるが、これ以外のモード、例えばベントモード
に設定されているような場合にはウインドウの防曇に必
要な吹出風量Ｖ、の演算は行なわない。

このような場合には、前記ヒートモードの場合と同様に
して目標吹出温度ｔＡおよび吹出量ｖ１を演算した後、
ただちにフアン速度制御値ｆ６８によりフアン４３の回
転速度を制御し、ベント吹出口２０から吹出風量Ｖ、で
車内に送り出し換気を行なう。

以上説明したように、本発明によれば、ヒートモードに
設定された際、目標吹出温度に制御された空気の車室内
およびウインドウへの吹出しを、車内温度を設定温度に
制御するのに必要な目標吹出温度に対応して設定された
吹出風量またはウインドウの防曇に必要な吹出風量のい
ずれか大きい方の吹出風量に制御することにより、ウイ
ンドウの防曇に必要な吹出風量以上とすることができる
。

この結果、本発明の方法に係る空調装置は、ヒートモー
ドに設定され九際、車内温度を確実に設定値に制御する
ことができ、同時にウインドウの防曇をも確実に行なう
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車幅用空調方法の好適な実施例を示す
説明図、第２図は車内温度を設定温度に制御するために必要な目
標吹出温度と吹出風量との関係を示す特性図、第３図は第１図に示す装置のフローチヤート図である。６２・・・外気センサ、６４・・・内気センサ、６６・
・・日射センサ、７０・・・湿度センサ、７２・・・ウ
インドウ面温度センサ、７４・・・車速センサ。

Claims

【特許請求の範囲】（１）車内温度を所定設定温度に制御するために必要な
目標吹出温度および吹出風量を周囲条件に基づき演算し
、これら演算値に基づいた目標吹出温度および吹出風量
の空気を単室内へ吹出し車内温度を設定温度に制御する
とともにその空気の一部をウインドウに向は吹出しウイ
ンドウの防曇を行なう車幅用空調方法において、周囲条
件に基づきウインドウの防曇に必要な空気の吹出風量を
演算し、目標吹出温度に制御された空気の車室内および
ウインドウへの吹出しを車内温度を設定温度に制御する
ために必要とされる吹出風量まえはウインドウの防曇に
必要とされる吹出風量のいずれか大きい方の吹出風量に
制御することを特徴とする車輌用空調方法。（７）特許請求の範囲（１）記載の方法において、車外
温度、車内温度、ウインドウ近傍の温度およびウインド
ウ面温度等の周囲条件に基づきウインドウを防曇するた
めに必要な吹出風量を演算することを特徴とする車輛用
空調方法。（３）特許請求の範囲（１）記載の方法において、車外
温度、車内温度、ウインドウ近傍の湿度、ウインドウ面
温度および車速等の周囲条件に基づきウインドウを防曇
するために必要な吹出風量を演算することを特徴とする
車幅用空調方法。＋４１特許請求の範囲（１）記載の方法において、車外
温度、車内温度、ウインドウ近傍の湿度および車速等の
周囲条件に基づきウインドウを防曇する丸めに必要な吹
出風量を演算することを特徴とする車幅用空調方法。（５）特許請求の範囲（１）に記載の方法において、車
外温度、車内温度、ウインドウ近傍の湿度、日射量等の
周囲条件に基づきウインドウを防曇するために必要な吹
出風量を演算することを特徴とする車幅用空調方法。く＠特許請求の範囲（１）に記載の方法において、車外
温度、車内温度、ウインドウ近傍の湿度、ウインドウ面
温度、日射量等の周囲条件に基づきウインドウを防曇す
る丸めに必要な吹出風量を演算することを特徴とする車
輪用空調方法。（））特許請求の範囲（１）に記載の方法において、車
外温度、車内温度、ウインドウ近傍の湿度、車速、日射
量等の周囲条件に基づきウインドウを防曇するために必
要な吹出風量を演算することを特徴とする車輪用空調方
法。（８）特許請求の範囲（１）に記載の方法において、車
外温度、車内温度、ウインドウ近傍の湿度、ウインドウ
面温度、車速、日射量等の周囲条件に基づきウインドウ
を防曇するために必要カ吹出風量を演算することを特徴
とする車輪用空調方法。