JPS62275816A - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車等に用いられる車両用空気調和装置に
関し、特にエアミックス方式の車両用空気調和装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

エアミックス方式の車両用空気調和装置において、乗員
の上半身に向けて吹き出す空気の温度を乗員の足元に向
けて吹き出す温度より選択的に低くして、日射あるいは
その他の原因による頭寒足熱フィーリングの悪化を改善
するようにした技術が提案されている（特公昭６０−２
１．８８６号）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、この種の従来のものでは、頭寒足熱フィーリン
グの悪化は改善されるものの、乗員の上半身に向けて吹
き出す低い温度の空気量が増大するため、室、内の温度
が設定温度より低くなってしまうという問題があった。

従って、本発明の目的は、頭寒足熱フィーリングを損な
うことなく、室内温度の低下を防止することにある。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 そこで本発明は、エアミックス方式の車両用空気調和装
置において、乗員の上半身に向けて吹き出す空気量が増
大されているときに、加熱用熱交換器を介して流れる空
気量を所定量増大させることを特徴とする。

具体的には、本発明の車両用空気調和装置は、乗員の主
に足元と上半身とのそれぞれ２方向に空気を吹き出す第
１および第２吹出口を有した通風ダクトと、この通風ダ
クト内に配置される冷却および加熱用熱交換器と、冷却
用熱交換器を介して流れる空気を通風ダクトの第２吹出
口から吹き出すように制御する冷風ダンパと、加熱用熱
交換器を介して流れる空気量を調整するエアミックスダ
ンパと、エアミックスダンパおよび冷風ダンパの作動を
車両内外環境条件に基づき制御する制御手段とを備える
。そして、制御手段は、冷風ダンパが作動しているとき
、エアミックスダンパの開度を冷風ダンパが作動してい
ないときに比べ所定量大きく補正するようにする。

〔作用〕

その結果、第２吹出口よりの空気量が増大しても、エア
ミックスダンパの開度が冷風ダンパが作動していないと
きに比べ所定量大きく補正されるので、加熱用熱交換器
を介して流れる空気の量が多くなり、第２吹出口の冷風
による温度低下を補償して、室内の設定温度低下を防止
することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は、本発明の一実施例の全体構成図である。第１
図において、１０は通風ダクトを示し、その一端には、
車外空気取入口１１と車内空気取入口１２とを有してお
り、この車外空気取入口１１と車内空気取入口１２とは
内外切替ダンパ２１によって選択的に一方が開かれ、他
方が閉じられるようになっている。内外切替ダンパ２１
は、負圧作動式のアクチュエータ３１によって駆動され
るようになっている。また、通風ダクト１０は、その他
端にヒータ吹出口１３　（第１吹出口）とベント吹出口
１４（第２吹出口）とを有している。

ヒータ吹出口１３は、多くの場合、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主に
足元に向けて空気を吹き出すようになっている。ベント
吹出口１４は、多くの場合、インストルメントパネルに
設けられ、座席に着座している乗員の主に上半身に向け
て空気を吹き出すようになっている。このヒータ吹出口
１３とベント吹出口１４は、各々個別のダンパ２２．２
３によって選択的に開閉されるようになっている。

ダンパ２２は、空気吹出口アクチュエータ３２によって
、また前記ダンパ２３は、空気吹出口アクチュエータ３
３によって各々駆動されるようになっている。

通風ダクト１０の前記一端部付近には、電動機４０によ
って回転駆動される送風ファン４１が設けられ、車外空
気取入口１１あるいは車内空気取入口１２より取り入れ
られた空気をヒータ吹出口１３とベント吹出口１４へ向
けて送風するようになっている。

前記送風ファン４１の配設位置より空気の流れで見て下
流側の通風ダクト１０内には、その通風ダクトを通って
流れる空気流を全て横切るべく、すなわち、通風ダクト
１０の一つの断面部の全てに冷却用熱交換器であるエバ
ポレータ５０が設けられている。エバポレータ５０は、
図示されていないコンプレフサ、コンデンサおよびエキ
スバンシッンバルブと共に冷凍サイクルを構成し、冷媒
を供給されるようになっている。

また、エバポレータ５０の配設位置より下流側に於ける
通風ダクト１０内には、エアミックス式の温度調節機構
６０が設けられている。温度調節機構６０は、通風ダク
ト１０の一つの断面部にその断面の一部に設けられた加
熱用熱交換器であるヒータ要素６１と、前記通風ダクト
１０内を流れる空気流を前記断面部に設けられたヒータ
要素６１を通って流れる第一の空気流（図中、黒矢印２
）とヒータ要素６１をバイパスして流れる第二の空気流
（図中、白矢印ｌ）とに分けるエアミックスダンパ（温
度調節ダンパ）２４とを含んでおり、ダンパの開度が調
整され、前記第一および第二の空気流の混合比を調節す
るようになっている。

ヒータ要素６１は、図には示されていないエンジンの冷
却水が循環式に供給されるようになっている０図にて破
線で示されている如き位置にダンパ２４があるときには
、通風ダクトｌＯを通って流れる空気流が全てヒータ要
素６１を通過することにより吹出空気温度は高くなり、
これに対し前記ダンパ２４が図にて二点鎖線で示されて
いる如き位置にあるときには、通風ダクト１０を通って
流れる空気流は全てヒータ要素６１をバイパスして流れ
るため吹出空気温度は低くなる。このように、空気流の
流れを制御するエアミックスダンパ２４は、エアミック
スダンパアクチュエータ３４によって混合比を変えるよ
うに可変駆動されるようになっている。

また、前記エバポレータ５０を通過した空気の一部を、
前記温度調節機構６０をバイパスして前記ベント吹出口
１４へ導く冷風ダク）１５が設けられている。冷風ダク
ト１５の途中には、該ダクト１５を通って流れる空気の
流量を制御する冷風ダンパ２５が設けられている。冷風
ダンパ２５は、冷風ダンパアクチュエータ３５によって
図にて実線で示されている如き全閉位置と図にて二点鎖
線で示されている如き全開位置との間に駆動されるよう
になっている。

内外気切換アクチュエータ３１、空気吹出口切換アクチ
ュエータ３２．３３、エアミックスダンパアクチュエー
タ３４および冷風ダンパアクチュエータ３５は、各々個
別に制御手段７０が発生する作動指令に基づき制御され
るようになっている。

これら各アクチュエータは、電気的に駆動される公知の
サーボモータで構成されている。

制御手段７０は、マイクロコンピュータを中心として構
成され、車両内外環境条件に基づき前記の如き制御を行
うもので、運転者等の乗員によって操作される温度設定
器７１より設定温度信号を、車外に設けられた外気温度
センサ７２より外気温度信号を、車内に設けられた内気
温度センサ７３より内気温度信号を、車内のダツシュボ
ードに設けられた日射センサ７４より日射熱信号を、エ
バポレータ５０後方に設けられたエバポレータ後方温度
センサ７５よりエバポレータ後方温度を、ヒータ要素６
１後方に設けられたヒータ要素後方温度センサ７６より
ヒータ要素後方温度を各々与えられ、それらに基づき前
記各アクチュエータに作動指令信号を出力するように構
成されている。すなわち、制御手段７０は、前記センサ
が検出した外気温度、内気温度、日射熱と温度設定器７
１からの設定温度をもとに車室内温度を設定温度にする
ために必要な目標吹出空気温度に応じて内外気切換アク
チュエータ３１、空気吹出口切換アクチュエータ３２．
３３に作動指令信号を選択的に出力するようになってお
り、また、制御手段７０は、日射センサ７４が所定値以
上の日射熱を検出しているときには、アクチュエータ３
５に作動指令信号を出力するようになっている。アクチ
ュエータ３５が作動されると、冷風ダンパ２５を全開位
置にもたらす。

第２図は、制御手段７０内のマイクロコンピュータに格
納された制御プログラムのフローチャートを示し、まず
、このプログラムが起動されると、ステップ１０１にお
いて、温度設定器７１より与えられる設定温度信号Ｔｓ
ｅｔを読み込む。次に、ステップ１０２において、外気
温度センサ７２より与えられる外気温度信号Ｔｏと、内
気温度センサ７３より与えられる内気温度信号Ｔｒと、
日射センサ７４より与えられる日射熱信号ＳＴとを読み
込み、ステップ１０３に進んで目標吹出空気温度ＴＡを
、次式に基づき演算する。

ＴＡ＝ＫＩ　Ｔｓ　ｅ　ｔ−に２　Ｔ。

−に３　Ｔｒ−に４　ＳＴ＋Ｃ−−−−−（１式〕（Ｋ
ｌ　、Ｋ２　、Ｋ３　、Ｋ４およびＣは、車両個有の特
性により定まる定数）。

目標吹出空気温度ＴＡが求められると、ステップ１０４
に進み、エバポレータ後方温度センサ７５より与えられ
るエバポレータ後方温度Ｔｅと、ヒータ要素後方温度セ
ンサ７６より与えられるヒータ要素後方温度Ｔｈとを読
み込み、ステップ１０５において、実際の吹出温度を目
標吹出空気温度ＴＡにするために、通風ダクト１を通過
する全空気流に対するヒ〜り要素６１を通過する第１の
空気流の割合である混合比ｒを次式に基づき演算する。

ｒ＝　（ＴＡ−Ｔｅ）／　（Ｔｈ−Ｔｅ）−・−・−・
〔２式〕 なお、Ｔｈはヒータ要素後方温度センサ７６で直接測定
するかわりに、冷却水の温度を検出する水温センサ（図
示せず）とエバポレータ後方空気温度センサ７５とが検
出した温度から次式により求めるようにしても良い。

Ｔｈ＝ＡＴｗ−（Ｌ−Ａ）Ｔｅ−−−−−−（３式〕（
Ａはヒータ要素の定数、Ｔｗは冷却水温度）。

また、エンジン水温はサーモスタットで所定値に制御さ
れるので、Ｔｗとして所定値をそのまま用いても良い）
。

混合比ｒが求められると、ステップ１０６に進み、冷風
ダンパ２５が開かれているか否かの判定を行う。すなわ
ち、エアミックスダンパ２４の開度を演算する前に、冷
風ダンパ２５の状態を判定し、冷風ダンパ２５の状態に
応じてエアミックスダンパ２４の開度演算値を変更して
、冷風ダンパ２５開時の温度低下を補償する制御を行う
ためにステップ１０６は処理される。

冷風ダンパ２５が閉でステップ１０６が否定判断される
とステップ１０７に進み、冷風ダンパ２５が開でステッ
プ１０６が肯定判断されると、ステップ１０８に進む。

冷風ダンパ２５が閉じられている場合は、ダンパ開度を
第３図実線で示す如き近似式、Ｓ＝ｆ　（ｒ）−−−−
−−・〔４式〕により求め、また、冷風ダンパ２５が開
いている場合には、第３図に破線で示す如き近似式、Ｓ
＝ｇ（ｒ）−・・−・〔５式〕 により求める。従って、この近似式の関係は、ｇ　（ｒ
）　＞ｆ　（ｒ）であり、 冷風ダンパ２５が開いている時と閉じている時では、Δ
Ｓ雲ｇ　（ｒ）　−ｆ　　（ｒ）の差だけエアミックス
ダンパ２４の開度が補正されることになる。

このようにして求められた目標ダンパ開度の演算結果に
基づく信号は、エアミンクスダンバアクチュエータ３４
へ出力され、ステップ１０９において、エアミックスダ
ンパ２４は、車室内温度設定器７１によって設定された
設定温度になるようその開度が調節される。

このように、エアミックスダンパ２４の開度を演算する
場合、常に冷風ダンパ２５の状態を判定して行うので、
冷風ダンパ２５が開かれているときに車内の温度が設定
温度から外れて低くなることがない。

なお、第３図のｇ　（ｒ）が１００％になる混合比ｒｏ
　　（通常９０％前後）以上では、冷風ダンパ２５を閉
じるようにしても良く、あるいは、冷風ダンパ２５の開
度を変化させて現実の混合比を演算された混合比ｒにな
るようにしても良い。

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発
明は、この実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包含されるも
のであり、例えば、制御手段に予め補正値マツプを記憶
させ、この記憶した補正値マツプによりエアミックスダ
ンパの開度補正を行うようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、エアミックス式の空気調
和装置において、冷風ダンパが開かれても、エアミック
スダンパ開度を冷風ダンパが閉じられているときより所
定量大きくなるように補正して、加熱用熱交換器を介し
て流れる空気量を増大させるので、車内温度が設定温度
より外れて低くなることが防止できる。

また、エアミックスダンパ開度の演算式が、冷風制御ダ
ンパの状態により変更されてエアミックスダンパの開度
が可動制御されるので、従来のものに比べ設定温度に対
する応答遅れがなく、良好な頭寒足熱フィーリングを得
ることができる効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の全体構成図、第２図は、
制御手段のプログラムを示すフローチャート、第３図は
、制御手段内の演算特性図である。 Ｌ　０−−−−−−−一通風ダクト １３−−−−−一化−タ吹出口（第１吹出口）１４・−
−一一一−ベント吹出口（第２吹出口）２４・・−・〜
エアミックスダンパ ２５−・・−・冷風ダンパ ５０−−−−−−−一エバボレータ（冷却用熱交換器）
６１・・−・−ヒータ要素（加熱用熱交換器）？　（Ｌ
−−−−−−一制御手段 出願人　　トヨタ自動車株式会社 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．乗員の主に足元と上半身とのそれぞれ２方向に空気
   を吹き出す第１および第２吹出口を有した通風ダクトと
   、該通風ダクト内に配置される冷却および加熱用熱交換
   器と、該冷却用熱交換器を介して流れる空気を前記通風
   ダクトの第２吹出口から吹き出すように制御する冷風ダ
   ンパと、前記加熱用熱交換器を介して流れる空気量を調
   整するエアミックスダンパと、該エアミックスダンパお
   よび前記冷風ダンパの作動を車両内外環境条件に基づき
   制御する制御手段とを備え、該制御手段は前記冷風ダン
   パが作動しているとき、前記エアミックスダンパの開度
   を前記冷風ダンパが作動していないときに比べ所定量大
   きく補正するようにしたことを特徴とする車両用空気調
   和装置。