JPS6226244Y2

JPS6226244Y2 -

Info

Publication number: JPS6226244Y2
Application number: JP251383U
Authority: JP
Priority date: 1983-01-12
Filing date: 1983-01-12
Publication date: 1987-07-06
Also published as: JPS59110213U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は車室内の温度を設定温度近傍に制御す
る車両用空調装置に関する。

車両用空調装置では冬場の始動時などのエンジ
ン冷却水温度が低いとき空調用フアンを高速で回
転させると冷たい空気が吹出す。そこで従来のオ
ートエアコンではヒート（HEAT）モード設定
時水温センサによりエンジン冷却水温度を検出し
てエンジン冷却水温が低い時はフアンを低速で回
転させ、前記水温が高くなるにつれて高速で回転
させ乗員に暖房感を与えるようにしている。しか
し空調装置の熱交換器を通過した吹出空気はエン
ジン冷却水温のみならず熱交換器を通過する前の
空気の温度、すなわち外気温度にも影響する。例
えば同じエンジン冷却水温に対してヒータコア通
過温度（外気温）が高い時と低い時で吹出温度は
変化する。従つて同じエンジン冷却水温度に対し
てヒータコアを通過する前の空気温度（外気温
度）が高い場合はヒータコアを通過する前の空気
温度（外気温度）が低い場合よりもフアンの回転
速度を高くして早く乗員に暖房感を与え、ヒータ
コアを通過する前の空気温度（外気温）が低い時
はフアンの回転数を低くして冷たい空気が吹出さ
ないようにすべきである。また車室内温度を早く
上昇させるのに必要なフアン送風量は車室内温度
と外気温の差によつても影響される。

本考案の目的は冬場の始動時等のエンジン暖機
運転時において速やかに乗員に暖房感を与えるこ
とが可能な車両用空調装置を提供することにあ
る。

本発明の特徴は車両空調装置を、車室内の温度
を設定する温度設定器と、外気温度を検出する外
気温センサと、車室内の温度を検出する車室内温
度センサと、通風ダクト内に取り込まれた空気の
温度を検出する空気温度センサと、日射センサ
と、エンジン冷却水温を検出する冷却水温センサ
と、前記ダクトの内外気取入口付近に設けられ該
ダクト内に送風する送風フアンと、前記温度設定
器及び各種センサの検出出力を取り込み車室内温
度の上昇率が最大となるような前記送風フアンの
送風量を演算し、該送風フアンの回転数を制御す
るための制御信号を出力する制御手段と、該制御
信号を受けて送風フアンに駆動信号を出力する駆
動手段とを含んで構成した点にある。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図には本考案に係る車両用空調装置の全
体構成が示されており、同図において１は通風ダ
クトであり、該通風ダクト１はその一端に車内気
取入口２と車外気取入口３とが設けられており、
これらは内外気切替ダンパ４によつて選択的に一
方が開かれ、他方が閉じられるようになつてい
る。また通風ダクト１はその他端にヒータ吹出口
６とベント吹出口７とを有している。ここで通常
ヒータ吹出口６はインストルメントパネルの下方
に設けられ、主として座席に着座している乗員の
足元へ向けて空気を吹出すように構成されてお
り、ベント吹出口７はインストルメントパネルの
前面に設けられ、主として座席に着座している乗
員の上半身に向けて空気を吹出すように構成して
いる。ヒータ吹出口６とベント吹出口７は本実施
例の場合、空気吹出口切替アクチユータ９により
駆動される１つの切替ダンパ８によつて選択的に
開閉されるようになつている。また通風ダクト１
は前記他端にデフロスタ吹出口１０を有してお
り、このデフロスタ吹出口１０はアクチユエータ
９′によつて駆動されるダンパ１１によつて選択
的に開閉されるようになつている。

通風ダクト１の前記一端部付近には電動機１２
によつて回転駆動される送風フアン１３が設けら
れており、この送風フアン１３は車内気取入口２
あるいは車外気取入口３より取り入れられた空気
をヒータ吹出口６とベント吹出口７へ向けて送風
するようになつており、電動機１２は可変抵抗器
あるいはパルス式制御装置等により構成される送
風フアン速度制御装置１４により回転速度が制御
される。

また前記送風フアン１３の配設位置より空気の
流れでみて下流側の通風ダクト１内には該通風ダ
クト１を介して流れる空気流を全て横切るべく、
すなわち通風ダクトの１つの断面部の全面に冷房
用熱交換器であるエバポレータ１５が設けられて
いる。エバポレータ１５は図示されていないコン
プレツサおよびコンデンサ等と共に冷凍サイクル
を構成し、冷媒が供給されるようになつている。

またエバポレータ１５の配設位置より下流側に
おける通風ダクト１内にはエアミツクス式の温度
調節機構があり、温度調節機構１９は通風ダクト
１の１つの断面部においてその断面部の一部に設
けられた加熱用熱交換器であるヒータコア２０と
前記通風ダクト１内を流れる第１の空気流と、ヒ
ータコア２０をバイパスして流れる第２の空気流
とに分ける。アクチユエータ２３により駆動され
るエアミツクスダンパ（温度調節ダンパ）２１と
を含んでおり、エアミツクスダンパ２１の開度を
調節し、前記第１および第２の空気流の分配比を
調節することにより吹出空気の温度を調節するよ
うになつている。さらにヒータコア２０には図示
されていないエンジン冷却水が冷却水導管２２を
経て循環式に供給されるようになつている。

ここで第１図において実線で示されている位置
にエアミツクスダンパ２１がある時には通風ダク
ト１を通つて流れる空気流が全てヒータコア２０
を通つて流れることにより吹出温度が高くなり、
これに対して前記ダンパ２１が第１図の二点鎖線
で示されている位置にあるときには通風ダクト１
を通つて流れる空気流は全てヒータコア２０をバ
イパスして流れるため吹出温度は低くなる。また
マイクロコンピユータ等で構成される制御回路２
４には運転者等の意思によつて操作される温度設
定装置２５、外気温センサ２６、車室内温度セン
サ２７、日射センサ２８、冷却水温度センサ３０
およびエバポレータ後空気温度センサ４８の検出
出力が入力され、これらの検出出力に基づいて空
気吹出口切替アクチユエータ９、（エアミツクス
ダンパ）アクチユエータ２３および送風フアン速
度制御装置１４にそれぞれ制御信号が出力される
ように構成されている。なお冷却水温度センサ３
０は冷却水導管２２を経てヒータコア２０へ供給
される冷却水の温度を検出するようになつてい
る。

次に第１図に示した車両用空調装置の動作を第
２図に基づいて説明する。

第２図には制御回路２４により実行される空調
制御プログラムの内容が示されており、同図にお
いてステツプ３０でプログラムが起動されると、
ステツプ３２で各種センサの検出出力、すなわち
外気温センサ２６、車室内温度センサ２７、日射
センサ２８、冷却水温度センサ３０、空気温度セ
ンサ４８の検出出力及び温度設定装置２５の設定
出力が読み込まれる。次にステツプ３４では温度
設定装置２５の設定出力、外気温センサ２６、車
室内温度センサ２７および日射センサ２８の検出
出力に基づいて目標吹出温度Ｔ_AOが演算される。

目標吹出温度Ｔ_AOは車室内温度を設定温度に保
つために必要な空調負荷から演算された値であ
り、暖房負荷が大きい時は目標吹出温度Ｔ_AOは大
きな値となり、冷房負荷が大きい時は目標吹出温
度Ｔ_AOは小さな値となる。（時にはマイナスの値
にもなる。）目標吹出温度Ｔ_AOは次式で演算される。

Ｔ_AO＝K₁T_SET−K₂To−K₃Tr−K₄δｔ＋Ｃ
……(1) ここでＴ_SETは設定温度、Toは外気温度、Trは
車室内温度、δｔは日射量、K₁、K₂、K₃、K₄、
Ｃは定数である。

次にステツプ３６では目標吹出温度Ｔ_AOと基準
温度T₁とを比較する。

目標吹出温度Ｔ_AOが暖房負荷の大小を判定する
ための基準温度T₁より大きくない時、すなわち
暖房負荷が大きくない時はステツプ４４に移行
し、該ステツプ４４でプログラムの実行を終了す
る。目標吹出温度Ｔ_AOが基準温度T₁より大きい
時、すなわち暖房負荷が大きい時（始動時等の車
室用温度と設定温度が大きくずれている時等）は
ステツプ３８に移行し、該ステツプ３８で冷却水
温度センサ３０により検出されるエンジン冷却水
温度とエバポレータ１５の下流側に設けられた空
気温度センサ４８により検出されるヒータコア２
０を通過する前の空気温度と外気温センサ２６に
より検出される外気温度とに基づいて車室内温度
をもつとも早く上昇させる（車室内温度の上昇率
を最大にする）のに必要なヒータ送風量が制御回
路２４により次式で演算される。

ここでVwはヒータ送風量、Twはエンジン冷
却水温度、Teはヒータコアを通過する前の空気
温度、Trは車室内温度、Toは外気温度、K₁、K₂
は定数である。またK₂は一般的にK₂＝Cprで表
わされ、Cpは空気の定圧比熱、ｒは空気の比重
量である。Ａも定数であり、一般に0.5前後の値
である。

次にステツプ４０でヒータ送風量Vwを得るの
に必要な電動機１２の回転速度、換言すれば該電
動機１２に印加されるべき電圧Ｖ_Mを演算し、ス
テツプ４２で送風フアン速度制御装置１４から電
動機１２に前記電圧Ｖ_Mを供給させるための制御
信号を該制御装置１４に対し制御回路２４から出
力し、送風フアン１３を回転させ、ステツプ４４
でプログラムの実行を終了する。

第３図は第２の実施例であり、第２図に示した
実施例ではステツプ３６の目標吹出温度Ｔ_AOと基
準温度T₁との比較により暖房負荷を判定したが
第２の実施例では目標吹出温度Ｔ_AOに基づいて決
定される吹出口モードがヒート（HEAT）モー
ドかどうかを判定しヒートモードの時はエンジン
冷却水温度Twと前記とは異なる基準温度T₂とを
比較する。エンジン冷却水温度Twが基準温度T₂
より小さければ送風量Vwを演算するようにして
もよい。

更にヒータコア通過前における空気温度として
上記二つの実施例の場合エバポレータの下流側に
設けられた空気温度を利用したが外気温度センサ
により検出される外気温度を利用してもよい。こ
の場合式(2)のTeの代わりにToを代入すればよ
い。

以上に説明した如く、本考案では車両空調装置
を、車室内の温度を設定する温度設定器と、外気
温度を検出する外気温センサと、車室内の温度を
検出する車室内温度センサと、通風ダクト内に取
り込まれた空気の温度を検出する空気温度センサ
と、日射センサと、エンジン冷却水温を検出する
冷却水温センサと、前記ダクトの内外気取入口付
近に設けられ該ダクト内に送風する送風フアン
と、前記温度設定器及び各種センサの検出出力を
取り込み車室内温度の上昇率が最大となるような
前記送風フアンの送風量を演算し、該送風フアン
の回転数を制御するための制御信号を出力する制
御手段と、該制御信号を受けて送風フアンに駆動
信号を出力する駆動手段とを含んで構成したの
で、本考案によれば冬場の始動時等のエンジン暖
機運転時において速やかに乗員に暖房感を与える
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る車両用空調装置の全体構
成を示すブロツク図、第２図は第１図の制御回路
２４により実行される空調制御プログラムの一実
施例を示すフローチヤート、第３図は空調制御プ
ログラムの他の実施例を示すフローチヤートであ
る。１……通風ダクト、１２……電動機、１３……
送風フアン、１４……フアン速度制御装置、１５
……エバポレータ、２０……ヒータコア、２１…
…エアミツクスダンパ、２４……制御回路、２５
……温度設定装置、２６……外気温センサ、２７
……車室内温度センサ、２８……日射センサ、３
０……冷却水温度センサ、４８……空気温度セン
サ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 車室内外気を通風ダクト内に取り込み該ダク
ト内で暖気と冷気とを混合し車室内に吹出させ
車室内を所望の温度に制御する車両用空調装置
において、車室内の温度を設定する温度設定器
と、外気温度を検出する外気温センサと、車室
内の温度を検出する車室内温度センサと、前記
ダクト内に取り込まれた空気の温度を検出する
空気温度センサと、日射量を検出する日射セン
サと、エンジン冷却水温を検出する冷却水温セ
ンサと、前記ダクトの内外気取入口付近に設け
られ該ダクト内に送風する送風フアンと、前記
温度設定器及び各種センサの検出出力を取り込
み車室内温度の上昇率が最大となるような前記
送風フアンの送風量を演算し、該送風フアンの
回転数を制御するための制御信号を出力する制
御手段と、該制御信号を受けて送風フアンに駆
動信号を出力する駆動手段とを含んで構成され
たことを特徴とする車両用空調装置。 (2) 前記制御手段は前記各種センサの検出出力に
基づいて算出される目標吹出温度が暖房負荷の
大小を判定するための基準温度より大きいとき
に前記送風量の演算を行うことを特徴とする実
用新案登録請求の範囲第１項に記載の車両用空
調装置。 (3) 前記制御手段は目標吹出温度により決定され
る通風ダクトの吹出口モードがヒートモードの
ときにエンジン冷却水温が所定値以下の場合に
前記送風量の演算を行うことを特徴とする実用
新案登録請求の範囲第１項に記載の車両用空調
装置。 (4) 前記制御手段は目標吹出温度により決定され
る通風ダクトの吹出口モードがヒートモードの
ときに実際の車室内温度と設定温度との差が所
定値以下のときに前記送風量の演算を行うこと
を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項に
記載の車両用空調装置。