JPS62238106A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両の空気調和装置に係り、特に乗員の着衣
における熱伝達度を検出するのに好適な車両用空気調和
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特開昭６０−９２９１９号に記載のよう
にｒ車室内の気温を検知する室温センサと、風速を検知
する風速センサと、湿度を検知する湿度センサと、乗員
の着衣量２作業量及びシートの熱特性値を設定できるデ
ータ収納部とを備え、前記輻射センサ、風速センサ、湿
度センサで検知した値と前記データ収納部に保持された
データを用いて乗員に対する快適温度を算出する演算部
と、この快適温度と前記室温センサで検知した気温とを
比較した吹出条件を制御する制御部とを備える構成」と
なっていた、そして、この従来の装置では、乗員の着衣
量に応じた信号発生手段として乗員の着衣における熱伝
達度を設定できるデータ収納部を備えており１乗員の着
衣における熱伝達度はデータ収納部のあらかじめ設定さ
れた数種の値から乗員が任意に選択するか若しくは、デ
ータ収納部に接続した外気温センサ及びカレンダクロッ
クの値から判断するようになっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、乗員の着衣量、シートの熱特性値等を
データ収納部に設定することが必要であるため、乗員の
着衣における熱伝達度を自動的に制御装置に供給する点
について配慮されておらず操作が煩雑となるという欠点
を有していた。また、外気温センサ及びカレンダクロッ
クの値から乗員の着衣量を判断する場合には１乗員の実
際の着衣量と一致しないことがあるという問題があった
。

〔発明の目的〕

本発明は、乗員の着衣における熱伝達度を簡単な構成に
よる検出手段で直接計測して正確な情報を温度制御手段
に供給して常に快適な空気調和を行うことのできる車両
用空気調和装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、所定の熱抵抗を有する基準物質を複数の温度
検出手段で挾持して構成された着衣検出手段と車両の座
席ベルトに設けることにより１着衣における熱伝達度を
直接計測し計算して温度制御手段に供給し快適な空気調
和を行おうとするものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

第１図は、本発明に係る車両用空気調和装置の一実施例
を示す着衣検出手段の構造図である。

図において、公知の熱抵抗体からなる基準物質１は、内
面温度センサ２と外面温度センサ３により挾持されて構
成される。基準物質１．内面および外面温度センサ等か
らなる着衣検出手段４は、シートベルト７に基準物質１
の両端に配設されている断熱性の治具８を使用して乗Ｍ
５の着衣６に必らず接触する場所に取り付けられるよう
に設けられている。そして、この着衣の熱伝達度は、前
記２つの温度センサ２，３の出力信号によって算出され
て温度制御手段に供給される。

次に、上記構成における着衣６の熱抵抗ＲＸを算出する
原理について述べる。

まず、ある物質の温度差ΔＴを有する断面積Ｓの区間を
時間ｔの間に熱量Ｑが移動するとき、熱の移動量の困難
性を表わす熱抵抗Ｒは一般的に次式で定義することがで
きる。

ΔＴ−３−ｔ Ｒ＝□〔ゴ’Ｃ／ｗ）　　　　　（１）（１）式におい
て、乗員５から外面温度センサ３までの間の所定断面積
Ｓを単位時間ｔあたり一定量Ｑが移動するものとし、乗
員５の体温Ｔｍｆ内面温度センサ２の検出温度Ｔ１．外
面温度センサ３の検出温度Ｔ　ｏ　１基準物質１の熱抵
抗ＲＫ、シートベルト７の熱抵抗Ｒａおよび着衣６の熱
抵抗ＲＸ　とすると、次式が成立する。

（Ｔ　−Ｔ　ｓ）　：　（Ｔ　Ｉ−Ｔｏ）　＝　（Ｒｘ
　＋　ＲＢ）　：　（ＲＫ（２）この（２）式より１着
衣６の熱抵抗ＲＸは１次式で算出することができる。

Ｔ−−Ｔ　＊ ここにいるＴｚ　、Ｔｏは内面温度センサ２．外面温度
センサ３による検出値ｐＴｓは体温であり１℃以下の範
囲の個人差でほぼ一値ある値である。

また、熱抵抗Ｒｘ　ｔ　Ｒａは既知の値であるから。

上述の式（３）によって着衣６の熱抵抗Ｒｘを算出する
ことができる。

第２図は、着衣検出手段４が車両用空調和装置に適用さ
れた一実施例を示す構成図である。

図において、空調制御回路１１は、可変抵抗よりなる温
度設定用ボリューム１２．マイクロコンピュータ１９．
クロック発生部を構成する発振素子２０．プロワモータ
の印加電圧を制御するモータ制御回路２１．ステップモ
ータ２Ｇを制御するモータ駆動回路２７で構成されてい
る。マイクロコンピュータ１９には、５つのアナログ信
号がアナログ入力端子に個別に入力されている。すなわ
ち、温度設定用ボリューム１２．抵抗器１３を介して給
電される内気温度センサ１４．抵抗器１５を介して給電
される外気温度センサ１８．抵抗量１７を介して給電さ
れる内面温度センサ２．抵抗１４１１８を介して給電さ
れる外面温度センサ３からの５つのアナログ信号がマイ
クロコンピュータ１９に人力される。マイクロコンピュ
ータ１９の内部では、リード・オンリー・メモリ（ＲＯ
Ｍ）に記憶されている第３図のプログラムに従い、発振
素子２０で構成されるクロック発生部からのクロックパ
ルスに同期して演算処理が行われる。マイクロコンピュ
ータ内での演算処理に基づき、マイクロコンピュータ１
９はモータ印加電圧を制御するモータ制御回路２１を介
してブロワモータ２２の回転数を制御して送風量を制御
する。このブロワモータ２２は、エアダクト内に配設さ
れており、図示せぬ内外気切換ダンパの切換えによって
内気若しくは外気を図矢印方向に導入して送風するもの
である。送風された空気は、エアダクト内に横設された
蒸発瀞２３で除湿・冷却される。

蒸発１（ｉ１２３の下流側にはヒータ２４が配設されて
おり、蒸発Ｗ１２３とヒータ２４との間に設けられた温
調ドア２５の開度をこれに連動するステップモータ２６
によりヒータ２４を通過する風量を０〜１００％までＦ
ｌ１１！することにより冷却された空気の再加熱の割合
を変えて車室内の空調制御を行う、ステップモータ２６
はモータ駆動回路２７を介して制御されている。

次に、第３図に示すマイクロコンピュータ１９のＲＯＭ
に記憶させる制御プログラムのフローチャートを用いて
その作用を説明する。図に示されている数示はフローの
順を示すステップ番号である。

まず、図示せぬ自動車の始動スイッチの操作等により電
源電圧が供給されてマイクロコンピュータが作動状態と
なりリセットされてステップ３゜のイニシャライズルー
チンに入る。このステップ３０では、マイクロコンピュ
ータ１９の入力端子の割付は指定、データを記憶するラ
ンダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）への初期値書き込
みが行われる。ステップ３１では、温度設定用ボリュー
ム１２．内気温度センサ１４．外気温度センサ１６、内
面温度センサ２．外面温度センサ３の各各のアナログ信
号、すなわちマイクロコンピュータ１９のアナログ入力
端子から入力された電圧を個別に内蔵されているアナロ
グ・ディジタル変換機能によりディジタル値に変換する
。すなわち。

この入力された電圧は、前記ＲＯＭに記憶されている電
圧・温度変換マツプによって設定温度Ｔｓ。

内気温度ＴＩ％　、、外気温度Ｔａ、内面温度Ｔｉ、外
面温度Ｔｏ相当のディジタル値に変換される。

ステップ３２では、前述の式（３）によって着衣６の熱
抵抗Ｒｘ　を算出する。

ステップ３３では、目標温度Ｔｓｏを算出する。

すなわち、第２図に示す温度設定用ボリューム１２で乗
置が任意に設定した設定温度Ｔｓに日射センサで日射を
検知した場合等外部温度１゛ａによる補正量を加えた後
、ＲＯＭ内に記憶されている第４図の特性を使ってステ
ップ３２で算出された着衣６の熱抵抗Ｒ８に対応する補
正量αを更に加えて目標温度Ｔ　ｓ　ｏを算出する。第
４図は、着衣の熱抵抗による目標温度補正量の特性図で
ある。

図において、車室内気相対湿度５０％ＲＨ、風速Ｑ、３
ｍ／ｓｐ乗員５の運動量１−．５ｍ５ｔを夫々一定とし
たときの着衣６の熱抵抗Ｒ８に対する最適活動温度は勾
配により決まるが適用対象により値を変えることができ
る０着衣６の熱抵抗Ｒ８は、０点が夏季の半袖、０点が
軽作業者、０点が冬季の厚着に夫々相当しているものと
いえる。

ステップ３４では、目ｍ温度Ｔｓｏと車室内気温度Ｔｒ
の温度差ΔＴに比例積分処理を加えて制御値Ｘを算出し
、前記ＲＯＭに記憶しである第５図。

第６図の特性に適用して前記ブロワモータ２２の目標値
Ｖ、と前記温調ドア２５の開度θを算出する。

前記比例積分処理は、特開昭６８−１５６４１０号記載
のものによる。すなわち、目標温度Ｔ　、ｑ　ｏと車室
内気温度′ｒｒ　とを比較し、その温度差ΔＴ　＝Ｔ　
ｓ　ｏ−Ｔｒ　をＰＩ演算する。ＰＩ演算の結果を又と
置けば次式が成り克つ。

Ｘ　＝　ｋ　ｓΔＴ　＋　Ｋｚ、／’ΔＴｄｔここにＰ
Ｉ演算は自動制御の分野で一般に使われるものであり、
目標を制御対象と実情との差の比例分と時間的蓄積分と
を合計し、制御対象を目標状態へ移行させるに必要な新
葉を計量する。

第５図は、前述の制御信号Ｘにほぼ比例した熱量Ｑを供
給するブロワモータ２２および温調ドア２５の作動説明
図である０図において横軸は上記の量ＸでありＸｏより
右の領域は温調ドア２５が第２図のＦＨ側となり車室熱
が加熱力を要求している場合（暖房時）であり、Ｘｏよ
り左の領域は温調ドア２５がＦＣ側となり冷房の場合で
ある。

ブロワモータ２２への印加電圧Ｖ、は縦軸にとられてお
り、制御値Ｘに対応する値となっている。

このＶ、への最低電圧Ｖαは１着衣６の熱抵抗Ｒｘとの
関係を示す第６図の特性図に基づいて制限される。

一方、温調ドア２５の開度θも第５図に示されるように
制御値Ｘに対応する値として得られる。

この可動範囲Ｘαは、次式にて算出される。すなわち、 Ｘ　　＝１．．１７・Ｖα十０．３３　　　　　　　（
４）次に、ステップ３５では、ステップ３４で算出され
たＶ、、Ｏにすべくモータ制御回路２１．モータ駆動回
ｍ２７に対する指示値をマイクロコンピュータ１９から
信号を出力してステップ３１に戻る。

なお１着衣検出手段４とシートベルト７の位置関係が第
１図のものと異なる場合について述べる。

（イ）シートベルト７が外面温度センサ３の側に位置す
る場合は１着衣６の熱抵抗Ｒ８は次式で求まる。

（ロ）シートベルト７が基準物質１の中に位置する場合
は１式（３）を次式とすればよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば次の効果が得られる。

（１）簡単な構造の着衣検出手段で着衣における熱伝達
度を直接検出することができるので、乗員が着衣量に関
して何ら感知する必要がなく正確な着衣における熱伝達
度を検出することができる。

（２）乗員の着衣量における熱伝達度をその時々に応じ
て検出できるため、！適な温度、最適風量に車室内をき
め細かに制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す着衣検出手段の構造
図、第２図は、本発明の一実施例の構成図、第３丙は、
第２図のマイクロコンピュータのフローチャート、第４
図は、第２図の着衣の熱抵抗による目標温度補正量特性
説明図、第５図は、第２図のブロワモータおよび温調ド
アの制御特性説明図、第６図は、最低風量特性説明図で
ある。 １・・・基準物質、２・・・内面温度センサ、３・・・
外面温度センサ、４・・・着衣検出手段、５・・・乗員
、６・・・着衣、７・・・シートベルト、８・・・治具
、１１・・・空調制御回路、１２・・・温度設定用ボリ
ューム、１４・・・内気温度センサ、１６・・・外気温
度センサ、１９・・・マイクロコンピュータ、２２・・
・ブロワモータ、２３・・・蒸発器、２４・・・ヒータ
、２５・・・温調ドア。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．　車室内の気温を検知する内気温度検出手段と、外
   気温を検知する外気温度検出手段と、乗員の着衣におけ
   る熱伝達度を検出しそれに応じた信号を発生する信号発
   生手段と、前記外気温度検出手段および前記信号発生手
   段を含む複数の検出手段の出力信号により車室内の目標
   温度を算出する目標温度算出手段と、前記目標温度算出
   手段の出力信号と前記内気温度検出手段の出力信号とを
   比較して吹出条件を制御する制侮手段を有することを特
   徴とする車両用空気調和装置。
2. ２．　特許請求の範囲第１項記載の発明において、信号
   発生手段は、車両の座席ベルトに設けられたことを特徴
   とする車両用空気調和装置。
3. ３．　特許請求の範囲第１項乃至第２項の発明において
   、信号発生手段は、所定の熱抵抗を有する物質を複数の
   温度検出手段で挾持して構成されたことを特徴とする車
   両用空気調和装置。