JPS6258922B2

JPS6258922B2 -

Info

Publication number: JPS6258922B2
Application number: JP58168395A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Kajita; Shinma Kobayashi
Original assignee: Nissan Shatai Co Ltd
Current assignee: Nissan Shatai Co Ltd
Priority date: 1983-09-14
Filing date: 1983-09-14
Publication date: 1987-12-08
Also published as: JPS6061320A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、車両の自動空調装置、特にマイク
ロコンピユータを駆使して車室内の空調制御を行
なう車両の自動空調装置に関するものである。

従来より、車両の空調制御はマイクロコンピユ
ータの導入により全自動化が進められており、車
外の気温を検出する外気温センサ、車室内温度を
検出する室温センサ、車内に入射する日射量を検
出する日射センサ等の出力を空調制御要素として
入力データを得、これに基づきマイクロコンピユ
ータの制御プログラムに従つた演算を実行して空
調系の制御を行なうようにしている。

ところで、従来の車両の空調制御においては、
例えば乗員が車室内に乗り込んでから空調制御を
開始しようとする場合、その開始時にはプログラ
ムの実行上吹出風を送風するブロアのモータ電圧
を外気温度の高低如何に拘らず最大にした状態に
している。つまり、空調制御開始時には吹出風の
風量は最大の状態となつており、例えば外気温と
車内温度との差がほとんどないような気候状態の
ようなときにも空調制御開始時からブロアを強風
かつ高騒音の状態で駆動している。

このようなことは一般的には好ましいものでは
なく、例えば外気温が極めて高いときのように強
風に当りたいと欲するとき以外は、乗員は急激な
体感の変化を望まず、また車室内はなるべく自然
な状態に維持されることを欲するものである。

この発明は、このような従来の問題点に着目し
てなされたものであり、車室内へ吹出される吹出
風の風量を外気温の状態に応じて適宜熱負荷量を
演算し、これに基づいて吹出風の最大風量を演算
する手段を設けることにより、空調制御開始時か
ら常時快適な空調制御状態を設定し得る車両の自
動空調制御装置の提供を目的とする。この目的を
達成するため、この発明は車体の所定個所にそれ
ぞれ取付けられ車外の気温を検出する外気温セン
サおよび車内に入射する日射量を検出する日射セ
ンサの各出力並びに所望の室温に設定するための
信号を得る温度設定部の出力をそれぞれ車内温度
決定要素として入力することにより車内温度の目
標値を演算する室内目標温度演算回路と、前記室
内目標温度演算回路および室温センサの各出力を
受けて前記車内温度の目標値に対する当該時点に
おける車内温度の差分を演算する室内温度差演算
回路と、前記室内目標温度演算回路および前記外
気温センサの各出力を受けて前記車内温度の目標
値に対する当該時点における差分に基づき外気の
状態に応じた熱負荷調整分を演算する外気温熱負
荷演算回路と、該外気温熱負荷演算回路および前
記室内温度差演算回路の各出力を受けて吹出風の
設定風量を演算する風量演算回路とを備えた構成
になつている。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明が適用される通常の自動空調
装置の一実施例を示すものであり、同図において
符号１は車室内空調系を構成する通風ダクトであ
つて、この通風ダクト１の一端には車室内に臨ま
される内気導入口２および例えばカウルトツプに
臨まされる外気導入口３がそれぞれ設けられてい
る。そして、これら導入口２，３は内外気切換ド
ア４により開閉され得るようになつており、導入
された空気は送風ユニツトを構成するブロア５に
よりクーリングユニツトを構成するエバポレータ
６に向けて送風される。また、エバポレータ６の
下流側にはヒータユニツトを構成するヒータコア
７が設けられ、さらにエバポレータ６の下流側に
得られる冷気をヒータコア７側およびバイパス風
路８側へ分流することによりミツクスチヤンバ９
にて冷気と暖気との混合を図る冷暖気混合ドア１
０がヒータコア７に隣接されている。また、ミツ
クスチヤンバ９は車室内と連通しており、その連
通部にはデフロスタに臨まされるデフドア１１、
インストに臨まされるベントドア１２およびフロ
アに臨まされるフロアドア１３がそれぞれ設けら
れている。なお、ブロア５はブロアモータ１４に
より駆動され、エバポレータ６はコンプレツサ１
５、コンデンサ１６および膨張弁１７の作動によ
り機能するようになつており、ヒータコア７はエ
ンジン１８の冷却水を利用しウオータコツク１９
の開放により温水の循環が行なわれるようになつ
ている。

次に、内外気切換ドア４は例えば負圧駆動タイ
プの切換ドア用アクチユエータ２０により開閉自
在となつており、ブロアモータ１４は風量制御用
アンプ２１により制御され、冷暖気混合ドア１０
は例えば負圧駆動タイプのドア開度調整用アクチ
ユエータ２２により開度が調整自在となつてい
る。

一方、車室内の例えば天井には車内温度を検出
する室温センサ２３が取り付けられ、車体の外部
例えばフロントバンパには外気の温度を検出する
外気温センサ２４が取り付けられている。また、
車室内の例えばインストルメント上面には車室内
に入射する日射量を検出する日射センサ２５が取
り付けられ、デフドア１１、ベントドア１２およ
びフロアドア１３にはそれぞれ吹出風の温度を検
出する吹出温センサ２６が取り付けられている。
なお、説明の便宜上各ドア１１，１２，１３に設
けられる吹出温センサは１つで代表して示すもの
とする。また、冷暖気混合ドア１０の近傍にはそ
の開度を検知する冷暖気混合ドア開度センサ２７
が設けられている。そして、各センサ２３，２
４，２５，２６，２７は一般的にアナログ出力で
あるから、このアナログ出力はＡ−Ｄ変換器２９
を介してマイクロコンピユータ３０に入力される
ようになつている。また、マイクロコンピユータ
３０には車室内温度を所望の値に設定するための
デジタル信号を発生させる温度設定部２８が接続
されている。

前述した内外気切換ドア用アクチユエータ２
０、風量制御用アンプ２１、およびドア開度調整
用アクチユエータ２２は予め定められた演算処理
用の空調制御プログラムに従つてマイクロコンピ
ユータ３０により制御されるようになつている。
第２図はこのマイクロコンピユータ３０による制
御回路の一実施例を示すものであり、温度設定部
２８、外気温センサ２４および日射センサ２５の
各出力は室内目標温度演算回路３１に供給されて
おり、この室内目標温度演算回路３１において車
室内温度の目標値が演算される。また、室内目標
温度演算回路３１の出力は室温センサ２３の出力
と共に吹出目標温度演算回路３２に供給されてお
り、この吹出目標温度演算回路３２では吹出風の
目標温度が演算される。さらに、吹出目標温度演
算回路３２の出力は吹出温センサ２６の出力と共
にドア目標開度演算回路３３に供給されており、
このドア目標開度演算回路３３では冷暖気混合ド
ア１０の開度が演算される。

そして、このドア目標開度演算回路３３の出力
は駆動回路３４を介してドア開度調整用アクチユ
エータ２２に供給されている。なお、駆動回路３
４には冷暖気混合ドア開度センサ２７の出力が供
給されるようになつており、冷暖気混合ドア１０
の目標開度と現実のドア開度とが比較され常に目
標開度に近づけ得るようにモニタされている。

一方、温度設定部２８、外気温センサ２４およ
び日射センサ２５の各出力は車両熱負荷演算回路
３５に供給され、この車両熱負荷演算回路３５で
は当該時点における車両の熱的状態に対応する熱
負荷が演算されるようになつている。また、室内
目標温度演算回路３１の出力は室温センサ２３の
出力と共に室内温度差演算回路３６に供給され、
この室内温度差演算回路３６では目標室内温度に
対する当該時点における室内温度の差分が演算さ
れるようになつている。さらに、室内目標温度演
算回路３１および外気温センサ２４の各出力は、
外気温熱負荷演算回路３７に供給されており、こ
の外気温熱負荷演算回路３７では車内温度の目標
値に対する当該時点における外気温の差分を演算
する。そして、この外気温熱負荷演算回路３７の
出力並びに前述した車両熱負荷演算回路３５およ
び室内温度差演算回路３６の各出力は風量演算回
路３８に供給され、この風量演算回路３８では風
量制御用アンプ２１により制御されるブロア５の
設定風量が演算される。

次に、第３図に示すフローチヤート並びに第４
図および第５図のモータ電圧特性図を参照しなが
らこの発明に係る自動空調装置の作動、特に吹出
風の風量制御につき説明する。例えば車両の運転
時に図示省略の空調制御用スイツチが投入されて
マイクロコンピユータ３０の電源が入ると、空調
制御プログラムはスタートのステツプ４０から演
算が実行される。そして、ステツプ４１において
は温度設定部２８による設定温度Ｔ_Sの入力がな
され、次のステツプ４２においては外気温Taお
よび日射量Zcの読込みが行なわれる。また、ス
テツプ４３においては設定温度Ｔ_S、外気温Taお
よび日射量Zcの入力データに基づき室内目標温
度演算回路３１により目標室温Ｔ_SOの演算が行な
われる。さらに、ステツプ４４においては外気温
熱負荷演算回路３７により外気温Taと目標室温
Ｔ_SOとの差分ΔＴを得る演算が行なわれる一方、
次のステツプ４５では車内温度Trを読込んで次
のステツプ４６にて車内温度Trと目標室温Ｔ_SO
との差分Δｔを得る演算が室内温度差演算回路３
６により行なわれる。

こうして、ステツプ４７ではステツプ４４で得
られた差分ΔＴが第４図に示すモータ電圧特性図
の差分ΔT₁より大きいか否かの判断を行なう。
そして、この判断が肯定YESである場合、すな
わち例えば真夏時の如く外気温Taが目標室温Ｔ_S
_Ｏに比して極めて高く空調開始当初から強力な冷
房を必要とする場合などにおいては、ステツプ４
８に示すようにモータ電圧Ｖ_Mは特性上最大の値
Ｖ_MM1から漸次低下させて最小の値Ｖ_Mnまで変化
できるように設定する。これに対しステツプ４７
における結果が否定NOである場合にはステツプ
４９へ移行しステツプ４４で得られた差分ΔＴが
第４図に示す差分ΔT₂とΔT₁との間にあるか否
かの判断を行なう。そして、この結果が肯定
YESである場合、すなわち外気温があまり高く
ない時期におけるように外気温Taと目標室温Ｔ_S
_Ｏとの差が極端に大きくない場合にはステツプ５
０に示されるようにブロア５のモータ電圧Ｖ_Mは
その最大値特性線Ｖ_MnaxにおけるＶ_MM1と最小値
特性線Ｖ_MnioにおけるＶ_Mnとの略中間の値Ｖ_MM
から電圧を低下させて最小値Ｖ_Mnに到達できるよ
うに設定する。つまり、モータ電圧Ｖ_Mの最大値
はステツプ４７における場合より低くなる。なお
値Ｖ_MMは差分ΔＴに応じて変化する。

次のステツプについても順次同様に説明するこ
とができ、差分ΔＴがΔT₃とΔT₂との間にある
か否かの判断（ステツプ５１）、差分ΔＴがΔT₄
とΔT₃との間にあるか否かの判断（ステツプ５
２）が行なわれるようになつており、前者の判断
が肯定YESであるときステツプ５３へ移行して
モータ電圧Ｖ_MをＶ_MM3からＶ_Mnまで変化できるよ
うに設定する一方、後者の判断が肯定YESのと
きステツプ５４へ移行すると共に否定NOのとき
ステツプ５５へ移行する。ここで、ステツプ５４
における場合はモータ電圧Ｖ_MをＶ_MMからＶ_Mn
まで変化できるように設定し、ステツプ５５にお
ける場合はモータ電圧Ｖ_MをＶ_MM2からＶ_Mnまで変
化できるように設定する。なお、ステツプ５３の
場合は外気温Taと目標室温Ｔ_SOとがほとんど差
のない場合であり、ステツプ５４の場合は通常の
暖房状態を必要とするときであり、ステツプ５５
の場合は厳寒時のように強力な暖房を必要とする
ときである。

一方、モータ電圧Ｖ_Mは車内温度Trの変化に応
じても変化させる必要があるから、第５図に示す
モータ電圧特性に従つた対応をなし得る必要があ
る。そこで、まずステツプ５６においてはステツ
プ４６にて得られる温度差ΔｔがΔt₁よりも大き
いか否かを判断する。この結果が肯定YESであ
る場合にはステツプ５７へ移行しモータ電圧Ｖ_M
を最大値Ｖ_M1に設定する。すなわち、この場合は
車内温度Trが異常に上昇しているような場合で
ある。これに対し、ステツプ５６の判断結果が否
定NOである場合にはステツプ５８へ移行し差分
ΔｔがΔt₂とΔt₁との間にあるか否かが判断さ
れ、この結果が肯定YESである場合にはステツ
プ５９へ移行しモータ電圧Ｖ_MをＶ_Mに設定す
る。なお、この電圧Ｖ_Mは差分Δｔの大きさに
応じて変化するものである。以下のステツプにつ
いても順次同様に説明することができる。すなわ
ち、ステツプ６０においては差分ΔｔがΔt₃とΔ
t₂との間にあるか否かの判断がなされ、この結果
が肯定YESである場合にはステツプ６１に示す
ようにモータ電圧Ｖ_MをＶ_M3に設定する一方、そ
の結果が否定NOである場合にはステツプ６２へ
移行して差分ΔｔがΔt₄とΔt₃との間にあるか否
かの判断を行なう。そして、この結果が肯定
YESである場合にはステツプ６３へ移行してモ
ータ電圧Ｖ_MをＶ_Mに設定する一方、その結果が
否定NOである場合、例えば車内温度が極端に低
いような場合にはステツプ６４へ移行してモータ
電圧Ｖ_MをＶ_M2に設定する。

なお、吹出温センサ２６はデフドア１１、ベン
トドア１２およびフロントドア１３のそれぞれに
設けられるが、吹出モードがいずれの場合でも、
すなわちベントドア１２を開くベントモード、ベ
ントドア１２およびフロアドア１３を開くバイレ
ベルモード、デフドアおよびフロアドア１３を開
くヒータモードの各吹出モードの場合でも上述の
空調制御は行ない得るものである。

また、上述の実施例は通常の空調装置について
説明したが、この発明は第６図に示すようないわ
ゆる二層流空調装置についても適用し得るもので
ある。この二層流空調装置とはヒーターユニツト
を構成するヒータコア７の近傍に隔壁７０を設け
て上部ミツクスチヤンバ７１および下部ミツクス
チヤンバ７２を形成し、これにより車室内の上部
と下部とを各別に空調制御しようとするものであ
る。なお、隔壁７０の近傍にはもう一つのデフド
ア７３が設けられており、このデフドア７３はフ
ロアドア１３の開閉動作と連動している。また、
ヒータコア７の近傍にはメインの冷暖気混合ドア
７４およびサブの冷暖気混合ドア７５が並設され
ており、サブドア７５はメインドア７４の半開後
に開くようになつている。

さらに、ヒータコア７と隔壁７０との間にはバ
イパスドア７６が配設されている。他の構成につ
いては前述した実施例と同様であるのでその説明
を省略する。

以上説明したように、この発明によれば車室内
への吹出風の風量を外気温と目標室温との差分、
すなわち外気温熱負荷に応じても制御し得るよう
にしたので、例えば外気温が目標室温に近いよう
な場合にも空調制御開始時から最大風量で吹出風
の送風を行なう必要はなく、当初から自然な状態
で快適な空調制御を確保し得る。同時に、かかる
場合はブロアによる送風音も静かに維持し得るの
で、乗員が騒音による無用な苛立ちを覚えるのを
回避し得る。また、逆に例えば外気温が目標室温
より異常に高いような場合には空調制御開始時当
初から最大風量を確保し得るので乗員に不快な思
いをさせることなく漸次自然な空調状態へ移行し
得る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る自動空調装置の概略構
成図、第２図は制御回路の一実施例を説明するブ
ロツク図、第３図は空調系を作動させる制御プロ
グラムの一実施例を説明するフローチヤート、第
４図は外気温と目標室温との差分に対するブロア
のモータ電圧の特性を示すモータ電圧特性図、第
５図は車内温度と目標室温との差分に対するブロ
アのモータ電圧の特性を示すモータ電圧特性図、
第６図は二層流空調装置を説明する概略構成図で
ある。２３……室温センサ、２４……外気温センサ、
２５……日射センサ、２８……温度設定部、３１
……室内目標温度演算回路、３５……車両熱負荷
演算回路。

Claims

【特許請求の範囲】１車体の所定個所にそれぞれ取付けられ車外の
気温を検出する外気温センサおよび車内に入射す
る日射量を検出する日射センサの各出力並びに所
望の室温に設定するための信号を得る温度設定部
の出力をそれぞれ車内温度決定要素として入力す
ることにより車内温度の目標値を演算する室内目
標温度演算回路と、前記室内目標温度演算回路および室温センサの
各出力を受けて前記車内温度の目標値に対する当
該時点における車内温度の差分を演算する室内温
度差演算回路と、前記室内目標温度演算回路および前記外気温セ
ンサの各出力を受けて前記車内温度の目標値に対
する当該時点における差分に基づき外気の状態に
応じた熱負荷調整分を演算する外気温熱負荷演算
回路と、該外気温熱負荷演算回路および前記室内温度差
演算回路の各出力を受けて吹出風の設定風量を演
算する風量演算回路とを備えたことを特徴とする
車両の自動空調装置。