JP2008068794A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】室内温度と設定温度と偏差に基づいて室温調整手段の作動を制御する車両用空調装置の空調フィーリングを適切に向上させる。
【解決手段】室内温度Ｔｒと設定温度Ｔｓｅｔとの偏差Ｅｎが予め定めた第１基準値Ｅｓ１以上になったとき、および、偏差Ｅｎが予め定めた第３基準値Ｅｓ３以下になったときに、室温調整手段を比例積分制御するための積分値を補正する制御定数Ｔを基準制御定数Ｔｓに対して拡大する。これにより、室内温度Ｔｒと設定温度Ｔｓｅｔとの乖離が大きくなったときに、室温調整手段による室温調整度合を拡大できるので、空調フィーリングを適切に向上させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用空調装置に関する。

従来、特許文献１に、実際の室内温度と乗員が設定した車室内の目標温度（設定温度）との偏差に応じて、空調制御機器の制御定数を変更させる車両用空調装置が開示されている。この特許文献１の車両用空調装置では、例えば、急速に車室内温度を低下させるクールダウン時および急速に車室内温度を上昇させるウォームアップ時に室温調整手段を制御する制御定数を変更して、乗員の空調フィーリングを向上させている。
特開昭６１−１６３０１２号公報

しかし、特許文献１では、例えば、室温調整手段の１つであるエアミックスドアの作動を制御するための制御定数を適切な値に変更することで、クールダウン時およびウォームアップ時の制御特性を最適化できることのみが記載されており、制御定数をどのように変更するかについての具体的内容については、開示されていない（特許文献１の第３頁、右下段落参照）。

本発明は、上記点に鑑み、室内温度と設定温度と偏差に基づいて室温調整手段の作動を制御する車両用空調装置の空調フィーリングを適切に向上させることを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明では、室内の実際の温度を検出する温度検出手段（３２）と、室内の目標温度を設定する温度設定手段（３６）と、室内の温度を調整する室温調整手段（８、１７）と、積分要素を含む演算によって室温調整手段（８、１７）の作動を制御する室温制御手段（Ｓ６）と、演算における積分値（ＳＥｎ）の補正に用いられる制御定数（Ｔ）を決定する制御定数決定手段（Ｓ５）とを備え、制御定数決定手段（Ｓ５）は、温度検出手段（３２）によって検出された室内温度（Ｔｒ）から温度設定手段（３６）によって設定された設定温度（Ｔｓｅｔ）を減算した偏差（Ｅｎ）の絶対値が予め定めた基準値以上になったとき、制御定数（Ｔ）を予め定めた基準制御定数（Ｔｓ）に対して変化させるようになっている車両用空調装置を特徴とする。

これによれば、偏差（Ｅｎ）の絶対値が予め定めた基準値以上なったとき、制御定数（Ｔ）を予め定めた基準制御定数（Ｔｓ）に対して変化させるようになっているので、室内温度（Ｔｒ）と設定温度（Ｔｓｅｔ）との乖離が大きくなったときに、積分要素を含む演算における積分値（ＳＥｎ）を補正して室温調整手段（８、１７）による室内温度の調整度合を変更できる。

つまり、例えば、偏差（Ｅｎ）が予め定めた基準値以上になったときは、室温調整手段（８、１７）による室内温度の低下度合を増加させることができる。さらに、偏差（Ｅｎ）が予め定めた基準値以下になったときは、室温調整手段（８、１７）による室内温度の上昇度合を増加させることができる。その結果、空調フィーリングを適切に向上させることができる。

また、上記特徴の車両用空調装置において、室温制御手段（Ｓ６）は、積分値（ＳＥｎ）に制御定数（Ｔ）を乗算して、積分値（ＳＥｎ）を補正するようになっていてもよい。これによれば、制御定数（Ｔ）を変化させることで、容易に積分値（ＳＥｎ）を変化させることができるので、容易に空調フィーリングを向上させることができる。

また、上述の特徴の車両用空調装置において、室温調整手段（８）として、例えば、送風機を採用して、室内に送風される空気の送風量を調整するようにしてもよい。さらに、室温調整手段（１７）として、例えば、エアミックスドアを採用して、室内に送風される空気の温度を調整するようにしてもよい。

また、上述の特徴の車両用空調装置において、具体的に、制御定数決定手段（Ｓ５）は、偏差（Ｅｎ）が予め定めた第１基準値（Ｅｓ１）以上になってから、偏差（Ｅｎ）が予め定めた第２基準値（Ｅｓ２）以下になるまで、制御定数（Ｔ）を基準制御定数（Ｔｓ）よりも大きい値に決定するようになっていてもよい。

これによれば、例えば、室内の急速冷房が要求されるクールダウン時等のように、偏差（Ｅｎ）が第１基準値（Ｅｓ１）以上になった場合に、室温調整手段（８、１７）による室内温度の低下度合を増加させることができる。

さらに、偏差（Ｅｎ）が第２基準値（Ｅｓ２）以下になった場合は、上記の増加させた低下度合を基準制御定数（Ｔｓ）による基準的な低下度合に戻すことができる。その結果、必要に応じて室内温度の低下度合を増加させることができ、より一層、空調フィーリングを適切に向上させることができる。

また、上述の特徴の車両用空調装置において、具体的に、制御定数決定手段（Ｓ５）は、偏差（Ｅｎ）が予め定めた第３基準値（Ｅｓ３）以下になってから、偏差（Ｅｎ）が予め定めた第４基準値（Ｅｓ４）以上になるまで、制御定数（Ｔ）を基準制御定数（Ｔｓ）よりも大きい値に決定するようになっていてもよい。

これによれば、例えば、室内の急速暖房が要求されるウォームアップ時等のように、偏差（Ｅｎ）が第３基準値（Ｅｓ３）以上になった場合に、室温調整手段（８、１７）による室内温度の上昇度合を増加させることができる。

さらに、偏差（Ｅｎ）が第４基準値（Ｅｓ４）以上になった場合は、上記の増加させた上昇度合を基準制御定数（Ｔｓ）による基準的な上昇度合に戻すことができる。その結果、必要に応じて室内温度の上昇度合を増加させることができ、より一層、空調フィーリングを適切に向上させることができる。

また、上述の特徴の車両用空調装置において、制御定数決定手段（Ｓ５）は、偏差（Ｅｎ）の絶対値の縮小にともなって、制御定数（Ｔ）と基準制御定数（Ｔｓ）との差を縮小させるようになっていてもよい。これによれば、偏差（Ｅｎ）の絶対値の縮小にともなって、室温調整手段（８、１７）による室内温度の調整度合も縮小できるので、室温調整手段（８、１７）の作動の急変動を抑制することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、図１〜７より、本発明の一実施形態を説明する。図１は本実施形態の車両用空調装置の全体構成図を示すもので、この車両用空調装置は油圧ショベルカー等の建設機械（建機）車両に適用されている。

まず、本実施形態の車両用空調装置は、乗員が着座するシート（図示せず）の後方下側部位、すなわちシート後方の床上に配置された空調ユニット１を備えている。この空調ユニット１は、その外殻を形成する樹脂製（例えば、ポリプロピレン製）のケース２を有し、ケース２の内部には、車室内へ向かって空気が流れる空気通路が形成される。

ケース２の空気通路の空気流れ最上流部には、内外気切替箱５が配置されている。この内外気切替箱５は、内気（車室内空気）を導入する内気導入口３および外気（車室外空気）を導入する外気導入口４を有し、その内部には内外気切替手段である内外気切替ドア６が回転自在に配置されている。

内外気切替ドア６はサーボモータ７によって駆動されるようになっており、内気導入口３より内気を導入する内気モード、外気導入口４より外気を導入する外気モード、および、内気と外気を同時に導入する内外気モードとを切り替えるものである。なお、サーボモータ７は、後述する空調制御装置３０の制御信号によって駆動制御される。

内外気切替箱５の下流側には、車室内に向かって空気を送風する送風機８が配置されている。本実施形態では、送風機８として、遠心式の送風ファン８ａを電動モータ８ｂにより回転駆動する電動式送風機を採用している。

電動モータ８ｂは後述する空調制御装置３０から出力される制御電圧によって回転数制御され、この回転数制御によって車室内に向かって送風される送風空気量が調整される。従って、送風機８は、車室内の温度を調整する室温調整手段を構成する。

送風機８の下流側には、送風空気を冷却する冷却用熱交換器をなす蒸発器９が配置されている。この蒸発器９は、冷凍サイクル１０を構成する要素の一つであり、蒸発器９に流入した低圧の冷媒が、送風機８によって送風された送風空気から吸熱して蒸発することで、送風空気を冷却するようになっている。

ここで、冷凍サイクル１０について説明すると、この冷凍サイクル１０は、蒸発器９、圧縮機１１、凝縮器１２、気液分離器１３、膨張弁１４等を有して構成される。

まず、圧縮機１１は、冷凍サイクル１０において、冷媒を吸入し、圧縮して吐出するもので、本実施形態では、周知の固定容量型圧縮機を採用している。圧縮機１１には、電磁クラッチ１１ａおよびベルトＶを介して車両走行用エンジンＥから駆動力が伝達される。

また、この圧縮機１１は、電磁クラッチ１１ａへの通電を断続させることにより、冷媒吐出能力が調整される。具体的には、電磁クラッチ１１ａへの通電を断続制御することによって、圧縮機１１の作動時間と非作動時間の比率（稼働率）を変更して、圧縮機１１の冷媒吐出能力を調整している。

なお、電磁クラッチ１１ａは、後述する空調制御装置３０から出力される制御電圧によって断続制御される。

圧縮機１１の冷媒吐出口には、凝縮器１２が接続されている。凝縮器１２は、圧縮機１１から吐出された冷媒と送風ファン１２ａによって送風された外気とを熱交換させて、冷媒を冷却する放熱器である。なお、送風ファン１２ａは、電動モータ１２ｂにより回転駆動され、電動モータ１２ｂは後述する空調制御装置３０から出力される制御電圧によって回転数制御される。

凝縮器１２から流出した冷媒は、冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して余剰冷媒を貯える気液分離器１３（レシーバ）に流入する。気液分離器１３の液相冷媒出口側には、膨張弁１４が接続されている。

膨張弁１４は、気液分離器１３で分離された液相冷媒を減圧膨張させるもので、本実施形態では、圧縮機１１に吸入される冷媒の過熱度が所定値となるように絞り開度を制御する温度式膨張弁を採用している。

減圧膨張された冷媒は蒸発器９に流入して蒸発した後、再び圧縮機１１に流入する。このように、本実施形態では、圧縮機１１→凝縮器１２→気液分離器１３→膨張弁１４→蒸発器９→圧縮機１１の順で冷媒が循環する冷凍サイクルが構成されている。

一方、室内空調ユニット１において、蒸発器９の下流側には、ケース２内を流れる空気を加熱するヒータコア１５が配置されている。このヒータコア１５は、車両走行用エンジンＥを冷却する冷却水を熱源として、蒸発器９通過後の空気（冷風）を再加熱する加熱用熱交換器である。なお、図示の都合上、図１では、エンジン冷却水回路を図示していない。

また、ヒータコア１５の側方には、冷風バイパス通路１６が形成されている。この冷風バイパス通路１６は、蒸発器９通過後の冷風がヒータコア１５を迂回して流れる通路を冷風形成する。

さらに、蒸発器９とヒータコア１５との間には、エアミックスドア１７が回転自在に配置されている。このエアミックスドア１７はサーボモータ１８により駆動されて、その回転位置（開度）が連続的に調整可能に構成されている。なお、サーボモータ１８は、後述する空調制御装置３０の制御信号によって駆動制御される。

そして、このエアミックスドア１７の開度により、ヒータコア１５を通過する空気量（温風量）とバイパス通路１６を通過してヒータコア１５をバイパスする空気量（冷風量）との割合が調節されて、車室内に吹き出す空気の温度が調整される。従って、エアミックスドア１７は、室内の温度を調整する室温調整手段を構成する。

ケース２の空気通路の最下流部には、車両の前面窓ガラスに向けて空調風を吹き出すためのデフロスタ吹出口１９、乗員の顔部に向けて空調風を吹き出すためのフェイス吹出口２０、および乗員の足元部に向けて空調風を吹き出すためのフット吹出口２１の計３種類の吹出口が設けられている。

これら吹出口１９〜２１の上流部にはデフロスタドア２２、フェイスドア２３およびフットドア２４が回転自在に配置されている。これらの吹出口用ドア２２〜２４は、図示しないリンク機構を介して共通のサーボモータ２５によって開閉操作される。このサーボモータ２５も空調制御装置３０の制御信号によって駆動制御される。

次に、本実施形態の電気制御部の概要を説明すると、空調制御装置３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。この空調制御装置３０は、そのＲＯＭ内に空調装置制御用のプログラムを記憶しており、このプログラムに基づいて各種演算、処理を行う。

空調制御装置３０の入力側には空調用センサ群からセンサ検出信号が入力され、また、車室内前部の計器盤付近に配置される空調操作パネル３３に設けられた各種空調操作スイッチ３４〜３６から操作信号が入力される。

空調用センサ群としては、具体的には、蒸発器９の空気吹出部に配置されて蒸発器吹出空気温度Ｔｅを検出する蒸発器温度センサ３１、車室内の実際の温度を検出する温度検出手段をなす内気温センサ３２等が設けられる。

空調操作パネル３３には各種空調操作スイッチとして、圧縮機１１の作動指令信号を出すエアコンスイッチ３４、空調自動制御状態の指令信号を出すオートスイッチ３５、および車室内目標温度を設定する温度設定手段をなす温度設定スイッチ３６等が設けられる。

一方、空調制御装置３０の出力側には、サーボモータ７、１８、２５、電動モータ８ｂ、１２ｂ等が接続され、これらの機器の作動が空調制御装置３０の出力信号により制御される。

次に、本実施形態において、空調制御装置３０が実行する制御処理を図２のフローチャートに基づいて説明する。この制御ルーチンは、図示しない車両走行用エンジンのイグニッションスイッチの投入状態で、オートスイッチ３５が投入されるとスタートする。

まず、ステップＳ１ではフラグ、タイマ等の初期化がなされる。具体的には、後述するクールダウン制御の設定解除、ウォームアップ制御の設定解除、基準制御定数Ｔｓの設定（具体的には、Ｔｓ＝０．０５）、および、積分値ＳＥｎの初期化（具体的には、ＳＥｎ＝０）がなされる。

次のステップＳ２で空調操作パネル３３の操作信号を読込む。そして、次のステップＳ３で、車両環境状態の信号、すなわち、空調用センサ群により検出された検出信号を読込む。

次に、ステップＳ４にて、内気温センサ３２の検出温度である車室内温度（内気温）Ｔｒと温度設定スイッチ３６によって設定された設定温度Ｔｓｅｔとの偏差Ｅｎを算出する。具体的には、次の数式Ｆ１により算出する。
Ｅｎ＝Ｔｒ−Ｔｓｅｔ…（Ｆ１）
次に、ステップＳ５にて、制御定数Ｔを決定する。つまり、このステップＳ５は、本実施形態における制御定数決定手段である。なお、制御定数Ｔとは、サンプリング周期τ（本実施形態では、１０秒）を予め定めた積分定数で除した値であり、室温調整手段８、１７による温度調整度合が適切な調整度合になるように、後述する積分値ＳＥｎを補正するための定数である。

ここで、ステップＳ５の詳細については、図３のフローチャートにより説明する。まず、ステップＳ５０１にて、偏差Ｅｎが第１基準値Ｅｓ１（本実施形態では、Ｅｓ１＝５）以上になっているか否かを判定する。ステップＳ５０１において、Ｅｎ≧Ｅｓ１になっている場合はステップＳ５０２へ進み、Ｅｎ≧Ｅｓ１になっていない場合はステップＳ５０３へ進む。

ステップＳ５０１にて、偏差Ｅｎが第１基準値Ｅｓ１以上になっている場合は、内気温Ｔｒが設定温度Ｔｓｅｔに対して大幅に高くなっているものとして、ステップＳ５０２において、車室内の急速冷房を行うクールダウン制御が設定されて、ステップＳ５０４へ進む。

ステップＳ５０４では、制御定数Ｔが次の数式Ｆ２により決定されてステップＳ６へ進む。
Ｔ＝Ｔｓ＋０．０５×（Ｅｎ−１）／４…（Ｆ２）
ここで、上記のクールダウン制御が設定されると、制御定数Ｔは、基準制御定数Ｔｓよりも大きい値に決定される。

具体的には、後述するステップＳ５０３、Ｓ５０５で説明するように、クールダウン制御の設定中においては、偏差Ｅｎは必ず第２基準値Ｅｓ２より大きい値となるので、ステップＳ５０４で決定される制御定数Ｔは、基準制御定数Ｔｓよりも大きい値になる。さらに、数式Ｆ２では、偏差Ｅｎの絶対値の縮小にともなって、制御定数Ｔと基準制御定数Ｔｓとの差も縮小される。

次に、ステップＳ５０３では、偏差Ｅｎが第２基準値Ｅｓ２（本実施形態では、Ｅｓ２＝１）以下になっているか否かが判定される。ステップＳ５０３において、Ｅｎ≦Ｅｓ２になっている場合はステップＳ５０５へ進み、Ｅｎ≦Ｅｓ２になっていない場合はステップＳ５０６へ進む。

ステップＳ５０３にて、偏差Ｅｎが第２基準値Ｅｓ２以下になっている場合は、内気温Ｔｒと設定温度Ｔｓｅｔとの差の絶対値が小さくなったものとして、ステップＳ５０５にてクールダウン制御が強制的に解除されて、ステップＳ５０７へ進む。

一方、ステップＳ５０３にて、Ｅｎ≦Ｅｓ２になっていない場合は、ステップＳ５０６において、クールダウン制御が設定されているか否かが判定される。そして、クールダウン制御が設定されていれば、ステップＳ５０４へ進み、上述の数式Ｆ２によって、制御定数Ｔが決定されて、ステップＳ６へ進む。

また、ステップＳ５０６において、クールダウン制御が設定されていなければ、ステップＳ５１３へ進み、制御定数Ｔが基準制御定数Ｔｓに決定されて、ステップＳ６へ進む。

次に、ステップＳ５０７では、偏差Ｅｎが第３基準値Ｅｓ３（本実施形態では、Ｅｓ３＝−５）以下になっているか否かが判定される。ステップＳ５０７において、Ｅｎ≦Ｅｓ３になっている場合はステップＳ５０８へ進み、Ｅｎ≦Ｅｓ３になっていない場合はステップＳ５０９へ進む。

ステップＳ５０７にて、偏差Ｅｎが第３基準値Ｅｓ３以下になっている場合は、内気温Ｔｒが設定温度Ｔｓｅｔに対して大幅に低くなっているものとして、ステップＳ５０８において、車室内の急速暖房を行うウォームアップ制御が設定されて、ステップＳ５１０へ進む。

ステップＳ５１０では、制御定数Ｔが次の数式Ｆ３により決定されてステップＳ６へ進む。
Ｔ＝Ｔｓ＋０．０５×（Ｅｎ＋１）／−４…（Ｆ３）
ここで、上記のウォームアップ制御が設定されると、制御定数Ｔは、基準制御定数Ｔｓよりも大きい値に決定される。

具体的には、後述するステップＳ５０９、Ｓ５１１で説明するように、ウォームアップ制御の設定中においては、偏差Ｅｎは必ず第４基準値Ｅｓ４より小さい値となるので、ステップＳ５１０で決定される制御定数Ｔは、基準制御定数Ｔｓよりも大きい値になる。さらに、数式Ｆ３では、偏差Ｅｎの絶対値の縮小にともなって、制御定数Ｔと基準制御定数Ｔｓとの差も縮小される。

次に、ステップＳ５０９では、偏差Ｅｎが第４基準値Ｅｓ４（本実施形態では、Ｅｓ４＝−１）以上になっているか否かが判定される。ステップＳ５０９において、Ｅｎ≧Ｅｓ４になっている場合はステップＳ５１１へ進み、Ｅｎ≧Ｅｓ４になっていない場合はステップＳ５１２へ進む。

ステップＳ５０９にて、偏差Ｅｎが第４基準値Ｅｓ４以上になっている場合は、内気温Ｔｒと設定温度Ｔｓｅｔとの差の絶対値が小さくなったものとして、ステップＳ５１１にてウォームアップ制御が強制的に解除されて、ステップＳ５１３へ進む。ステップＳ５１３では、制御定数Ｔを基準制御定数Ｔｓとして、ステップＳ６へ進む。

一方、ステップＳ５０９にて、Ｅｎ≧Ｅｓ４になっていない場合は、ステップＳ５１２において、ウォームアップ制御が設定されているか否かが判定される。そして、ウォームアップ制御が設定されていれば、ステップＳ５１０へ進み、上述の数式Ｆ３によって、制御定数Ｔが決定されて、ステップＳ６へ進む。

また、ステップＳ５１２において、ウォームアップ制御が設定されてなければ、ステップＳ５１３へ進み、制御定数Ｔが基準制御定数Ｔｓに決定されて、ステップＳ６へ進む。

上記の如く、制御定数Ｔが決定されると、図２に示すように、ステップＳ６へ進み、各空調制御機器（室温調整手段）８、１７の制御がなされる。ここで、ステップＳ６の詳細については、図４のフローチャートにより説明する。

まず、ステップＳ６０１にて、次の数式Ｆ４により制御値Ｙを演算する。この制御値Ｙは、室温調整手段８、１７を制御するための実際の出力信号をマップから読み出す際に用いる値である。
Ｙ＝Ｔ×（ＳＥｎ＋Ｅｎ）＋Ｅｎ…（Ｆ４）
ここで、ＳＥｎは、サンプリング周期毎に偏差Ｅｎを毎回加算した積分値である。

また、制御定数Ｔは、数式Ｆ４に示すように、積分値ＳＥｎの補正に用いられる定数としての役割を担い、偏差Ｅｎが大きい場合は制御値Ｙを大きい値としやすく、偏差Ｅｎが小さい場合は制御値Ｙを小さい値としやすくなっている。

次に、ステップＳ６０２にて、送風機８により送風される空気の送風量を決定する。具体的には制御値Ｙに基づいて、予め空調制御装置３０に記憶された図５に示す制御マップを参照して決定する。本実施形態では、図５に示すように、制御値Ｙが０〜−２の領域では送風量を低下させ、制御値Ｙが０より増加するに従って風量を増加させ、さらに、制御値Ｙが−２よりも低下するに従って風量を増加させるようになっている。

次に、ステップＳ６０３にて、エアミックスドアの開度を決定する。具体的には制御値Ｙに基づいて、予め空調制御装置３０に記憶された図６に示す制御マップを参照して決定する。本実施形態では、図６に示すように、制御値Ｙの低下にともなって、ヒータコア１５をバイパスする空気量（冷風量）を最大とする最大冷房側から、ヒータコア１５を通過する空気量（温風量）を最大とする最大暖房側へ徐々に変化させるようになっている。

次に、ステップＳ６０４にて、ステップＳ６０２、Ｓ６０３で決定された制御状態が得られるように、空調制御装置３０より室温調整手段８、１７の駆動装置８ｂ、１８に対して出力信号が出力される。

次に、ステップＳ６０５にて、次の数式Ｆ５に示すように、積分値ＳＥｎに偏差Ｅｎが加算（積分演算）される。
ＳＥｎ＝ＳＥｎ＋Ｅｎ…（Ｆ５）
そして、図１のステップＳ７へ進む。

従って、ステップＳ６は、数式Ｆ５に示される積分要素を含む演算によって（より具体的には、比例積分制御（ＰＩ制御）によって）、室温調整手段である送風機８、エアミックスドア１７の作動を制御する室温制御手段を構成する。

次に、図１のステップＳ７にて、サンプリング周期τの間待機し、サンプリング周期τの経過を判定するとステップＳ２に戻るようになっている。

本実施形態の車両用空調装置では、上記の制御を行うので、内気温Ｔｒと設定温度Ｔｓｅｔとの偏差Ｅｎの絶対値が縮小されるように、室温調整手段８、１７の作動が制御される。その結果、例えば、日射センサや外気温センサ等を設けることなく、車室内温度（内気温）Ｔｒを設定温度Ｔｓｅｔに近づけることができるので、車両用空調装置の低コスト化が図れる。

さらに、積分値ＳＥｎに制御定数Ｔを乗算することで積分値ＳＥｎを補正するので、建設機械車両等のように、乗員の乗降するドアが頻繁に開閉されやすく、車室内の急速冷暖房が要求される頻度の高い車両では、空調フィーリングを適切かつ確実に向上させることができる。

より詳細には、偏差Ｅｎが第１基準値Ｅｓ１以上になってから、第２基準値Ｅｓ２以下になるまで、制御定数Ｔを基準制御定数Ｔｓよりも大きい値に決定するので、車室内の急速冷房が要求されるクールダウン時には、室温調整手段８、１７による室内温度の低下度合を増加させることができる。

また、偏差Ｅｎが第３基準値Ｅｓ３以下になってから、第４基準値Ｅｓ４以上になるまで、制御定数Ｔを基準制御定数Ｔｓよりも大きい値に決定するので、車室内の急速暖房が要求されるウォームアップ時には、室温調整手段８、１７による室内温度の上昇度合を増加させることができる。その結果、空調フィーリングを適切に向上させることができる。

さらに、数式Ｆ２、Ｆ３に示すように、偏差Ｅｎの絶対値の縮小にともなって、制御定数Ｔと基準制御定数Ｔｓとの差が縮小するように制御定数Ｔが決定されるので、室温調整手段８、１７の作動の急変動を抑制することもできる。

ここで、本実施形態の車両用空調装置による空調フィーリング向上効果を、図７により、具体的に説明する。図７の実線は、本実施形態の車両用空調装置によるクールダウン時の内気温Ｔｒの経時的変化を示し、破線は、制御定数Ｔを変化させることなく基準制御定数Ｔｓにて室温調整手段８、１７を制御する車両用空調装置（以下、比較例空調装置という。）によるクールダウン時の内気温Ｔｒの経時的変化を示す。

図７に示すように、本実施形態の車両用空調装置では、クールダウンに要する時間（クールダウン時間）Ｔｃ１が、比較例空調装置のクールダウン時間Ｔｃ２に対して、縮小している。このことは、本実施形態の車両用空調装置によれば、クールダウン時に急速に車室内を冷房できることを意味している。

また、本実施形態の車両用空調装置では、設定温度Ｔｓｅｔよりも内気温Ｔｒが低くなるオーバーシュート量Ｏｓ１が、比較例空調装置のオーバーシュート量Ｏｓ２に対して、拡大している。一般的に、クールダウン時は乗員の体温も上昇しているので、このように適度なオーバーシュート量の拡大は、より一層、空調フィーリングを向上させる。

なお、図７では、クールダウン時の空調フィーリング向上効果を示しているが、もちろん、ウォームアップ時にも同様の効果を得ることができる。

（その他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の実施形態では、建機用車両に本発明の車両用空調装置を適用した例を説明したが、本発明の車両用空調装置の適用はこれに限定されない。例えば、トラクター等の農業用車両や、バス車両および普通車両に適用してもよい。

（２）上述の実施形態では、空調フィーリングを向上させるために、オーバーシュート量を拡大させているが、このオーバーシュート量は、車両用空調装置が適用される車両に応じて適切に調整することができる。具体的には、上述の数式Ｆ２、Ｆ３における偏差Ｅｎの係数を変更して、オーバーシュート量を調整してもよい。

（３）上述の実施形態では、ステップＳ６において制御値Ｙに基づいて送風機８およびエアミックスドア１７の作動を制御しているが、さらに、この制御値Ｙに基づいて内外気切替ドア６の作動および吹出口用ドア２２〜２４の作動を制御してもよい。

（４）上述の実施形態では、圧縮機１１の制御についての説明を省略しているが、空調制御装置３０が、室温調整手段８、１７に加えて、圧縮機１１の作動を制御してもよい。具体的には、蒸発器吹出空気温度Ｔｅが予め定めた温度範囲になるように、空調制御装置３０が電磁クラッチ１１ａを断続制御してもよい。

さらに、上述の実施形態では、固定容量型圧縮機を採用しているが、可変容量型圧縮機を採用し、吐出容量の変化させることで冷媒吐出能力を調整してもよい。また、電動圧縮機を採用し、電動モータの回転数を調整することで冷媒吐出能力を調整してもよい。

一実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。 一実施形態の空調制御装置の制御を示すフローチャートである。 一実施形態の空調制御装置の制御の要部を示すフローチャートである。 一実施形態の空調制御装置の制御の別の要部を示すフローチャートである。 一実施形態の送風機の送風量を決定するための制御特性図である。 一実施形態のエアミックスドアの開度を決定するための制御特性図である。 一実施形態の車両用空調装置による内気温Ｔｒの変化を示すグラフである。

符号の説明

８…送風機、１７…エアミックスドア、３２…内気温センサ、
３６…温度設定スイッチ、Ｓ５…制御定数決定手段、Ｓ６…室温制御手段
Ｅｎ…偏差、ＳＥｎ…積分値、Ｔ…制御定数、Ｔｓ…基準制御定数、
Ｔｒ…内気温、Ｔｓｅｔ…設定温度、Ｅｓ１…第１基準値、Ｅｓ２…第２基準値、
Ｅｓ３…第３基準値、Ｅｓ４…第４基準値。

Claims (7)

1. 室内の実際の温度を検出する温度検出手段（３２）と、
   前記室内の目標温度を設定する温度設定手段（３６）と、
   前記室内の温度を調整する室温調整手段（８、１７）と、
   積分要素を含む演算によって前記室温調整手段（８、１７）の作動を制御する室温制御手段（Ｓ６）と、
   前記演算における積分値（ＳＥｎ）の補正に用いられる制御定数（Ｔ）を決定する制御定数決定手段（Ｓ５）とを備え、
   前記制御定数決定手段（Ｓ５）は、前記温度検出手段（３２）によって検出された室内温度（Ｔｒ）から前記温度設定手段（３６）によって設定された設定温度（Ｔｓｅｔ）を減算した偏差（Ｅｎ）の絶対値が予め定めた基準値以上になったとき、前記制御定数（Ｔ）を予め定めた基準制御定数（Ｔｓ）に対して変化させるようになっていることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記室温制御手段（Ｓ６）は、前記積分値（ＳＥｎ）に前記制御定数（Ｔ）を乗算して、前記積分値（ＳＥｎ）を補正するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記室温調整手段（８）は、前記室内に送風される空気の送風量を調整するようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
4. 前記室温調整手段（１７）は、前記室内に送風される空気の温度を調整するようになっていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
5. 前記制御定数決定手段（Ｓ５）は、前記偏差（Ｅｎ）が予め定めた第１基準値（Ｅｓ１）以上になってから、前記偏差（Ｅｎ）が予め定めた第２基準値（Ｅｓ２）以下になるまで、前記制御定数（Ｔ）を前記基準制御定数（Ｔｓ）よりも大きい値に決定するようになっていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
6. 前記制御定数決定手段（Ｓ５）は、前記偏差（Ｅｎ）が予め定めた第３基準値（Ｅｓ３）以下になってから、前記偏差（Ｅｎ）が予め定めた第４基準値（Ｅｓ４）以上になるまで、前記制御定数（Ｔ）を前記基準制御定数（Ｔｓ）よりも大きい値に決定するようになっていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
7. 前記制御定数決定手段（Ｓ５）は、前記偏差（Ｅｎ）の絶対値の縮小にともなって、前記制御定数（Ｔ）と前記基準制御定数（Ｔｓ）との差を縮小させるようになっていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

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