JP3307415B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、風量が増減して使用者
に当たる風が揺らぐ揺らぎモードを備えた空気調和装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】空気調和装置には、内気センサの検出す
る室内空気の温度などの運転状態に応じて吹出口切替
や、温度調節を行うアクチュエータを自動制御するもの
がある。一方、空気調和装置には、送風機の印加電圧を
増減して風量を増減する揺らぎモードの実施が可能なも
のがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】揺らぎモードが手動操
作により、あるいは自動的に設定されると、風量変化に
より、内気センサの検出する室内空気の温度が変化する
場合がある（内気センサ周囲の流速変化や、温度分布の
変化等）。空気調和装置の運転状態が一定でも、内気温
度センサの検出温度が変化すると、制御装置がアクチュ
エータを操作して空気調和状態を変化させる場合があ
る。つまり、送風機の風量変化によって、アクチュエー
タがハンチングし、空気調和状態が変化してしまう問題
点を有していた。

【０００４】

【発明の目的】本発明の目的は、送風機の風量が揺らぎ
モードによって変化しても、安定した空気調和を行うこ
とのできる空気調和装置の提供にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の空気調和装置
は、次の技術的手段を採用した。空気調和装置は、室内
への空気通路をなすダクトと、このダクトを介して室内
へ空気を送る送風機と、室内空気の温度を検出する内気
センサを備え、この内気センサによって検出される室内
空気温度を含む運転状態に応じて、アクチュエータを制
御して空調状態を制御する制御装置とを具備し、前記送
風機により小さな風量と大きな風量とに交互に変化させ
る揺らぎモードの実施と不実施が行われる。そして前記
制御装置は、揺らぎモードを実施する際、この揺らぎモ
ードの不実施の場合に比較して前記アクチュエータの制
御ヒステリシスを大きくするように設けられている。

【０００６】

【発明の作用および効果】揺らぎモードが実施される
と、制御装置はアクチュエータの制御ヒステリシスを大
きくする。すると、内気センサの検出する室内空気の温
度が変化しても、空調状態を操作するアクチュエータが
変化しない範囲が広がる。このため、揺らぎモードによ
って内気センサの検出する室内空気の温度が変化して
も、アクチュエータのハンチングが抑えられ空気調和状
態が安定する。

【０００７】

【実施例】次に、本発明の空気調和装置を自動車に搭載
される車両用空気調和装置に適用した例を、図面を用い
て説明する。 〔実施例の構成〕図１ないし図６は本発明の実施例を示
すもので、図１は車両用空気調和装置の概略図である。
車両用空気調和装置１は、車室内に向けて空気を送る空
気通路をなすダクト２を備える。このダクト２は、車室
内に配置され、ダクト２の一端には、内外気切替手段３
を備えた送風機４が接続されている。内外気切替手段３
は、車室内と連通して車室内の空気（内気）を導入する
内気導入口５と、車室外と連通して車室外の空気（外
気）を導入する外気導入口６とを備える。そして、内外
気切替手段３は、内外気切替ダンパ７を備え、この内外
気切替ダンパ７により、ダクト２内に導かれる空気を、
内気と外気とに切り替えることができる。送風機４は、
ファンケース８、ファン９、モータ１０からなり、モー
タ１０は印加電圧に応じてファン９を回転駆動し、内気
または外気をダクト２を介して車室内へ送る。

【０００８】ダクト２の他端には、ダクト２を通過した
空気を車室内の各部へ向けて吹き出させる吹出口が形成
されている。この吹出口は、乗員の頭胸部へ向けて主に
冷風を吹き出すフェイス吹出口１１と、乗員の足元へ向
けて主に温風を吹き出すフット吹出口１２と、窓ガラス
へ向けて主に温風を吹き出すデフロスタ吹出口１３とか
らなる。そして、ダクト２内には、各吹出口へ通じる空
気通路に、各吹出口への空気流量を調節するフェイスダ
ンパ１４、フットダンパ１５、およびデフロスタダンパ
１６が設けられている。

【０００９】また、ダクト２内の上流側には、冷却器１
７が設けられている。この冷却器１７は、ダクト２内を
通過する空気を冷却する冷凍サイクルの冷媒蒸発器であ
る。また、冷却器１７の下流には、加熱器１８が設けら
れている。この加熱器１８は、冷却器１７を通過した空
気を加熱するエンジン冷却水（温水）を使用したヒータ
コアである。また、ダクト２内には、加熱器１８をバイ
パスするバイパス路１９が設けられ、加熱器１８を通過
する空気とバイパス路１９を通過する空気の割合がエア
ミックスダンパ２０によって調節される。

【００１０】送風機４のモータ１０、内外気切替ダンパ
７、フェイスダンパ１４、フットダンパ１５、デフロス
タダンパ１６およびエアミックスダンパ２０を駆動する
アクチュエータ２１、２２、２３、２４、２５など、車
両用空気調和装置１のアクチュエータは、制御装置２６
によって作動が制御される。制御装置２６は、各種の入
力信号とインプットされたプログラムによってに各種ア
クチュエータを制御して空気調和状態を操作するもの
で、入力信号として、使用者によって操作される温度設
定器２７、オートエアコンスイッチ２８、揺らぎスイッ
チ２９を含むコントロールパネル３０、車室内空気の温
度を検出する内気センサ３１、外気温度を検出する外気
センサ３２、日射量を検出する日射センサ３３等の信号
を入力する。なお、本実施例の内気センサ３１は、アス
ピレータ方式を採用する。なお、アスピレータ方式は、
図２に示すように、ダクト２内の空気流の一部をアスピ
レータ主風路３４によって外部へ導き、この空気流によ
ってアスピレータ副風路３５へ吸引される内気の流路に
内気センサ３１を配置して、内気の温度を検出するもの
である。

【００１１】そして制御装置２６は、使用者によってオ
ートエアコン（自動空気調和）が選択されると、車室内
の温度が温度設定器２７で設定された温度を維持するよ
うに、吹き出し温度、風量、および吹出口が自動的に制
御される。制御装置２６は、オートエアコンを行うため
に、上記のセンサの他に、冷却器１７下流の温度を検出
するエバ後温度センサ３６、加熱器１８に供給される温
水の温度を検出する水温センサ３７を備える。制御装置
２６は、目標吹出温度ＴＡＯを、次の数式１によって算
出する。

【数１】 ＴＡＯ＝Ｋset ・Ｔset −ＫR ・ＴＲ−ＫAM・ＴＡＭ−ＫS ・ＴＳ＋Ｃ なお、Ｋset は温度設定ゲイン、Ｔset は温度設定器２
７の設定温度信号、ＫR は内気温度ゲイン、ＴＲは内気
センサ３１の温度信号、ＫAMは外気温度ゲイン、ＴＡＭ
は外気センサ３２の温度信号、ＫS は日射ゲイン、ＴＳ
は日射センサ３３の日射信号、Ｃは補正定数である。そ
して、制御装置２６は、目標吹出温度ＴＡＯを実現する
ために、エアミックスダンパ２０の目標開度ＳＷを、次
の数式２によって算出する。

【数２】 ＳＷ＝｛（ＴＡＯ−ＴＥ）／（ＴＷ−ＴＥ）｝×１００ なお、ＴＥはエバ後温度センサ３６の温度信号、ＴＷは
水温センサ３７の温度信号である。そして、エアミック
スダンパ２０は、アクチュエータ２５によって、実際の
開度ＳＰが、目標開度ＳＷになるように制御される。

【００１２】次に、オートエアコン選択時における風量
制御について説明する。送風機４の風量（モータ１０の
印加電圧）は、エンジンの起動後、水温センサ３７によ
って検出される水温の値が十分に上昇した後に、図３に
示すように、目標吹出温度ＴＡＯにより決定される。な
お、ここで決定された電圧を、基準電圧Ｖ1 とする。送
風機４は、送風機駆動回路３８を介して制御装置２６に
よって制御される。つまり、制御装置２６はモータ１０
の印加電圧を検出して、送風機駆動回路３８によるモー
タ１０への印加電圧を制御する。そして、揺らぎスイッ
チ２９がOFF の時（揺らぎモードの不実施）、制御装置
２６は、図３で決定された基準電圧Ｖ1 （揺らぎ電圧Δ
Ｖ＝０）で送風機４のモータ１０を駆動制御する。ま
た、揺らぎスイッチ２９がONの時（揺らぎモードの実
施）、制御装置２６は、図３で決定された基準電圧Ｖ1
に、図４に示すような揺らぎ電圧ΔＶを加えた電圧で、
送風機４のモータ１０を駆動制御する。なお、揺らぎ波
形は、ランダムに構成されるように、制御装置２６はプ
ログラムされている。

【００１３】次に、オートエアコン選択時における吹出
口制御について説明する。空気調和された空気の吹き出
される吹出口も、図５に示すように、目標吹出温度ＴＡ
Ｏにより決定される。揺らぎスイッチ２９がOFF の時、
制御装置２６は、図５の実線に示すように、目標吹出温
度ＴＡＯに対してヒステリシスを持たせて吹き出しモー
ドを切り替えるように各吹出口ダンパのアクチュエータ
２２、２３、２４、を制御している。また、揺らぎスイ
ッチ２９がOFF の時、制御装置２６は、図５の破線に示
すように、目標吹出温度ＴＡＯに対してヒステリシスを
大きく持たせて吹き出しモードを切り替えるように設け
られている。つまり、目標吹出温度ＴＡＯに対する吹出
口の切替ヒステリシスは、揺らぎモードの実施状態の方
が、不実施状態に比較して大きく設けられている。

【００１４】〔実施例の作動〕次に、上記実施例の作動
を、図６に示すフローチャートを用いて簡単に説明す
る。初めに、オートエアコンが選択されると（スター
ト）、ステップＳ1 で、内気センサ３１、外気センサ３
２、日射センサ３３、温度設定器２７などより信号の読
み込みを行う。続いてステップＳ2 では、目標吹出温度
ＴＡＯを算出する。ステップＳ3 では、揺らぎスイッチ
２９のON-OFF状態を読み込む。ステップＳ4 では、揺ら
ぎスイッチ２９の設定状態に応じて、図５に従い吹出口
制御の切替ヒステリシスを設定する。ステップＳ5 で
は、図３で設定された基準電圧Ｖ1 に揺らぎ電圧ΔＶを
加えて目標風量を得るための印加電圧Ｖを算出する（Ｖ
＝Ｖ1 ＋ΔＶ）。ステップＳ6 では、上記で求めた目標
吹出温度ＴＡＯおよび切替ヒステリシスより、吹出モー
ドを決定する。ステップＳ7 では、エアミックスダンパ
２０の目標開度ＳＷを算出する。ステップＳ8 では、上
記で求めた印加電圧Ｖが送風機４に印加されるように、
送風機駆動回路３８へ制御信号を出力する。ステップＳ
9 では、上記で求めた目標開度ＳＷが得られるようにエ
アミックスダンパ２０を駆動するアクチュエータ２５へ
制御信号を出力する。ステップＳ10では、上記で決定し
た吹き出しモードとなるように、フェイスダンパ１４、
フットダンパ１５、およびデフロスタダンパ１６を駆動
する各アクチュエータ２２、２３、２４へ制御信号を出
力する。そして、その後リターンする。

【００１５】〔実施例の効果〕本実施例では、揺らぎス
イッチ２９がONすると、揺らぎモードによる送風機４の
風量変化により、ダクト２内および吹出口より吹き出さ
れる風速が変化する。ダクト２内の風速が変化すると、
アスピレータ主風路３４の風速が変化し、内気センサ３
１を配したアスピレータ副風路３５の風速が変化して、
内気センサ３１の検出信号が変化する。しかるに、揺ら
ぎスイッチ２９がONした際は、吹出口の切替ヒステリシ
スが大きく設定されるため、揺らぎモードによる風量変
化により、内気センサ３１の検出信号が変化しても、吹
出口モードの切り替わりのハンチングを抑え、安定した
オートエアコン制御と、揺らぎ制御とを実現できる。

【００１６】〔変形例〕上記の実施例では、アスピレー
タ方式の内気センサを例に示したが、例えば専用のファ
ンを設けて車室内の温度を検出する内気センサに本発明
を適用しても良い。本実施例の揺らぎ制御は、基準電圧
に揺らぎ電圧を加えた＋成分の制御を示したが、基準風
量が小さい時の例であり、基準風量が増加した場合は、
−成分や、±成分を印加して揺らぎ制御を行っても良
い。また、揺らぎ波形が連続的に出現する揺らぎ制御な
ど、送風機の風量が増減する揺らぎ制御を実施するもの
であれば、本発明が適用可能なものである。本実施例で
は、吹出口の切替制御において、目標吹出温度に対する
ヒステリシスを大きくした例を示したが、エアミックス
ダンパを駆動するアクチュエータの制御ヒステリシス、
内外気切替ダンパを駆動するアクチュエータの制御ヒス
テリシス、ヒータコアへ温水を供給するウォータバルブ
の制御ヒステリシスなど、空気調和を操作するアクチュ
エータの制御ヒステリシスを揺らぎモード時に、揺らぎ
モード不実施時に比較して大きく設けても良い。なお、
図７に、エアミックスダンパを操作する際のアクチュエ
ータの制御ヒステリシス示す。図中破線は揺らぎモード
の実施時におけるヒステリシスを示し、図中実線は、揺
らぎモード不実施時におけるヒステリシスを示す（横軸
の値は目標開度ＳＷ−実際の開度ＳＰ、縦軸はダンパの
駆動方向）。また、本実施例では、揺らぎスイッチのON
時にヒステリシスを大きくしたが、送風機の風量が変化
する際のみ（揺らぎ実行時）にヒステリシスを大きくし
ても良い。さらに、本実施例では車両用の空気調和装置
に本発明を適用した例を示したが、家庭や工場等で使用
される冷凍サイクルを用いた空気調和装置や、ガスや液
体燃料を使用した空気調和装置に本発明を適用しても良
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】空気調和装置の概略図である（実施例）。

【図２】アスピレータ方式の内気センサの概略図である
（実施例）。

【図３】目標吹出温度と基準風量との関係を示すグラフ
である（実施例）。

【図４】揺らぎモード時における送風機の印加電圧を示
すグラフである（実施例）。

【図５】吹出口モードの切替ヒステリシスを示すグラフ
である（実施例）。

【図６】作動を示すフローチャートである（実施例）。

【図７】エアミックスダンパの制御ヒステリシスを示す
グラフである（変形例）。

【符号の説明】

１ 車両用空気調和装置 ２ ダクト ４ 送風機 ２２、２３、２４ 吹出口を制御するアクチュエータ ２６ 制御装置 ３１ 内気センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 裕司 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 寒川 克彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−50018（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−3818（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−94312（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/00 101 B60H 1/00 103

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内への空気通路をなすダクトと、 このダクトを介して室内へ空気を送る送風機と、 室内空気の温度を検出する内気センサを備え、 この内気センサによって検出される室内空気温度を含む
   運転状態に応じて、アクチュエータを制御して空調状態
   を制御する制御装置とを具備し、 前記送風機により小さな風量と大きな風量とに交互に変
   化させる揺らぎモードの実施と不実施の行われる空気調
   和装置において、 前記制御装置は、揺らぎモードを実施する際、この揺ら
   ぎモードの不実施の場合に比較して前記アクチュエータ
   の制御ヒステリシスを大きくするように設けられたこと
   を特徴とする空気調和装置。