JP3577772B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両用空調装置に係わり、特に、エアミックスドアの開度補正に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置は、車室内温度（内気温Ｔｒ）を検出する内気センサ、車室外温度（外気温Ｔａｍ）を検出する外気センサ、日射量（日射量Ｔｓ）を検出する日射センサ、冷媒蒸発器の通過直後の空気温度（エバ後温度Ｔｅ）を検出するエバ後温度センサ、エンジン冷却水の温度（冷却水温Ｔｗ）を検出する水温センサ等の各種センサを備えており、まず、これらの各種センサからの検出値および設定温度（設定温度Ｔｓｅｔ）に基づいて、車室内の吹出空気熱量（以下、目標吹出温度ＴＡＯという）を下記の数１の数式に基づいて算出するようにしている。
【０００３】
【数１】
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ
ここで、Ｋｓｅｔは温度設定ゲイン、Ｋｒは内気温度ゲイン、Ｋａｍは外気温度ゲイン、Ｋｓは日射ゲイン、Ｃは補正定数である。
【０００４】
ついで、上記数１の数式にて算出した目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、ブロワ電圧Ｖｅ、内気モードか外気モードかの吸込口モード、フェイスモードかバイレベルモードかあるいはフットモードかの吹出口モードを決定する。続いて、冷媒圧縮器（コンプレッサ）のオン／オフを制御するために、電磁クラッチをオン／オフ制御する。その後、車室内への実際の吹出温度が目標吹出温度ＴＡＯとなるように、エアミックスドアの目標開度ＳＷを下記の数２の数式に基づいて算出するものである。
【０００５】
【数２】
ＳＷ＝（（ＴＡＯ−Ｔｅ）／（Ｔｗ−Ｔｅ））×１００（％）
このように算出されたエアミックスドアの目標開度ＳＷと実際のエアミックスドアの開度ＴＰとが一致するように図１０に示されるように、エアミックスドアの開度補正をするものである。即ち、エアミックスドアの目標開度ＳＷと実際のエアミックスドアの開度ＴＰとの差が±３〜４％以下あるいは以上であれば、エアミックスドア用のサーボモータをＭａｘ−Ｃｏｏｌ（ＭＣ）側あるいはＭａｘ−Ｈｏｔ（ＭＨ）側に駆動する（サーボモータをオンにする）ものであり、エアミックスドアの開度ＴＰとの差が±３〜４％の範囲内にあれば、エアミックスドア用のサーボモータを駆動しない（サーボモータをオフにする）ものである。このように、エアミックスドアの開度補正を行う場合、エアミックスドアの目標開度ＳＷと実際のエアミックスドアの開度ＴＰとの差は±３〜４％に固定されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の数１の数式の算出法から分かるように、この数１は吹出口モードが考慮されておらず、また、エアコンユニットの構造についても考慮していないため、目標吹出温度ＴＡＯとエアミックスドアの目標開度ＳＷとの関係は図９に示されるように、変曲点ａ、ｂを生じる特性となる。
【０００７】
したがって、図９において、目標吹出温度ＴＡＯがａ−ｂ間においては、目標吹出温度ＴＡＯがａより低いか、あるいは目標吹出温度ＴＡＯがｂより高い場合と比較して目標開度ＳＷの変化が少なく、目標吹出温度ＴＡＯが大きく変化しない限り目標開度ＳＷも大きく変化しなくなる。換言すると、目標開度ＳＷがわずかに変化しても目標吹出温度ＴＡＯが大きく変化するため、上述の数１より明らかなように、Ｔｓｅｔの微調整等に対して所定の車室温が得られないという問題が生じた。
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、目標吹出温度ＴＡＯの変化が少なくても目標吹出温度ＴＡＯに応じて目標開度ＳＷが変化するようにした車両用空調装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、設定温度および各種センサの検出値に応じて車室内への目標吹出温度を算出する目標吹出温度算出手段を備えた車両用空調装置であって、本発明の構成上の特徴として、目標吹出温度算出手段により算出された目標吹出温度に基づいてエアミックスドアの目標開度を算出する目標開度算出手段と、上記目標開度と実際のエアミックスドアの開度との差が所定範囲内になったときに、エアミックスドアの作動を停止する制御手段とを備え、請求項１記載の発明では、目標吹出温度算出手段により算出された目標吹出温度に基づいて上記所定範囲の幅を変え、請求項２記載の発明では吹出口モードに基づいて上記所定範囲の幅を変えている。
【０００９】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した本発明においては、上記目標開度と実際のエアミックスドアの開度との差が所定範囲内になったときに、エアミックスドアの作動を停止する制御手段とを備え、目標吹出温度や吹出モードに基づいて上記所定範囲の幅を変えることによって、上記目標開度と実際のエアミックスドアの開度とを一致させることとなって、正確な車室内温度の制御ができるようになり、快適な車室内の温度環境が得られるようになる。
【００１０】
【実施例】
以下、図に基づいて本発明の一実施例を説明する。図１は本発明を適用した車両用空調装置の全体構成図を示す図である。本実施例の車両用空調装置１（以下、エアコン１という）は、車室内に空気を導くエアダクト２と、このエアダクト２内に空気を導入して車室内に空気を送る送風機３と、空気を冷却する冷凍サイクル４と、空気を暖める温水回路５と、エアコン制御装置６（図２参照）とを備えている。
【００１１】
エアダクト２は、その下流端に分岐エアダクト２ａ、２ｂ、２ｃが接続されて、各分岐エアダクト２ａ、２ｂ、２ｃの先端が、車室内に開口する吹出口７、８、９に連通されている。吹出口７、８、９は、車両の窓ガラスに向けて空気を吹き出すデフロスタ吹出口７と、乗員の上半身に向けて空気を吹き出すフェイス吹出口８と、乗員の足元に向けて空気を吹き出すフット吹出口９とからなる。この各吹出口７、８、９は、分岐エアダクト２ａ、２ｂ、２ｃの上流側開口部に設けられた吹出口切換ドア１１、１２によって選択的に開閉される。
【００１２】
送風機３は、ブロワケース３ａと、遠心式ファン３ｂと、ブロワモータ３ｃとからなり、このブロワモータ３ｃへの印加電圧（ブロワ電圧）に応じてブロワモータ３ｃの回転数が決定される。ブロワケース３ａには、車室内空気（内気）を導入する内気導入口１３と、車室外空気（外気）を導入する外気導入口１４とが形成されるとともに、内気導入口１３と外気導入口１４とを選択的に開閉する内外気切換ドア１５が設けられている。
【００１３】
冷凍サイクル４は、電磁クラッチ１６を介して車両の走行用エンジン（Ｅ／Ｇ）１７によって駆動される冷凍圧縮機（コンプレッサ）１８、この冷凍圧縮機１８で圧縮された高温高圧の冷媒をクーリングファン１９の送風を受けて凝縮液化する冷媒凝縮機２０、この冷媒凝縮機２０で凝縮された冷媒を一時蓄えて液冷媒のみを流すレシーバ２１、このレシーバ２１より導かれた液冷媒を減圧膨張する減圧装置２２、エアダクト２内に配設されて減圧装置２２で減圧された低温低圧の冷媒を送風機３の送風を受けて蒸発させる冷媒蒸発機２３の各機能部品より構成され、これらの各機能部品１８、２０、２１、２２、２３のそれぞれは冷媒配管２４によって環状に接続されている。
【００１４】
温水回路５は、エアダクト２内で冷媒蒸発器２３の風下に配設されて、エンジン１７の冷却水を熱源としてエアダクト２内を流れる空気を加熱するヒータコア２５と、このヒータコア２５をエンジン１７の冷却水回路（図示せず）と環状に接続する温水配管２６とからなる。ヒータコア２５は、エアダクト２内で、冷媒蒸発器２３を通過した空気がヒータコア２５を迂回して流れるバイパス路２７を形成するように配置されている。このヒータコア２５を通過する空気量とバイパス路２７を通過する空気量との割合は、ヒータコア２５の風上側に配設されたエアミックスドア２８によって調節される。
【００１５】
エアコン制御装置６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータ（図示せず）を内蔵し、空調制御に係る制御プログラムや各種演算式等が予めそのＲＯＭに記憶されている。このエアコン制御装置６は、図２に示すように、エアコン操作パネル２９より出力される操作信号および後述する各種センサからの検出信号に基づいて、内外気切換ドア１５、吹出口切換ドア１１、１２およびエアミックスドア２８の各ドアを移動させる各サーボモータ（図示せず）を駆動する各サーボモータ駆動回路３０、３１、３２、ブロワモータ３ｃを駆動するモータ駆動回路３３および電磁クラッチ１６を駆動する電磁クラッチ駆動回路３４等へ制御信号を出力する。
【００１６】
上述の各種センサは、車室内温度（内気温Ｔｒ）を検出する内気センサ４３、車室外温度（外気温Ｔａｍ）を検出する外気センサ４４、日射量（日射量Ｔｓ）を検出する日射センサ４５、冷媒蒸発器２３の通過直後の空気温度（エバ後温度Ｔｅ）を検出するエバ後温度センサ４６、エンジン冷却水の温度（冷却水温Ｔｗ）を検出する水温センサ４７等からなる。
【００１７】
エアコン操作パネル２９は、車室内のインストルメントパネル（図示せず）に配設されており、図３に示すように、乗員の希望する車室内温度を設定する温度設定スイッチ３５と、この温度設定スイッチ３５で設定された温度をディジタル表示する設定温度表示部３６と、エアコン１を構成する各空調機器へ自動制御指令を出力するオートスイッチ３７と、エアコンの作動停止指令を出力するオフスイッチ３８と、内外気モードを選択する内外気切換スイッチ３９と、吹出口モードを選択する各吹出口切換スイッチ４０、４０、４０、４０と、送風機３の風量レベルを選択する風量設定スイッチ４１、４１、４１と、電磁クラッチのオン／オフを選択するエアコンスイッチ４２とが設けられている。
【００１８】
ついで、本実施例の動作をエアコン制御装置６の処理手順に基づいて説明する。図４は、エアコン制御装置６の処理手順を示すフローチャートであり、この処理プログラムはマイクロコンピュータのＲＯＭに予め記憶されている。まず、ステップ１００において、この処理プログラムを開始すると、ステップ１０２において、各種カウタやフラグ等の初期化を行う。ついで、ステップ１０４に進み、このステップ１０４において、温度設定スイッチ３５の設定温度Ｔｓｅｔを読み込む。ついで、ステップ１０６に進み、このステップ１０６において、各種センサ４３、４４、４５、４６、４７の検出信号Ｔｒ、Ｔａｍ、Ｔｓ、Ｔｅ、Ｔｗを読み込む。
【００１９】
次に、ステップ１０８に進み、このステップ１０８において、目標吹出温度ＴＡＯを上述の数１の数式に基づいて算出する。ついで、ステップ１１０に進み、ステップ１０８にて算出した目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、図５の目標吹出温度ＴＡＯとブロワ電圧Ｖｅとの関係を示す特性図よりブロワ電圧Ｖｅを決定する。ついで、ステップ１１２に進み、ステップ１０８にて算出した目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、図６の目標吹出温度ＴＡＯと吸込口モードとの関係を示す特性図より吸込口モード、即ち、内気モードか外気モードかを決定する。ついで、ステップ１１４に進み、ステップ１０８にて算出した目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、図７の目標吹出温度ＴＡＯと吹出口モードとの関係を示す特性図より吹出口モード、即ち、フェイスモード（ＦＡＣＥ）かバイレベルモード（Ｂ／Ｌ）かあるいはフットモード（ＦＯＯＴ）かを決定する。なお、図５、図６および図７の各特性図はマイクロコンピュータのＲＯＭに予め記憶されている。
【００２０】
続いて、ステップ１１６に進み、エアコンスイッチ４２の状態および図８のエバ後温度Ｔｅと電磁クラッチ１６のオン／オフとの関係を示す特性図に基づいて、電磁クラッチ１６をオン／オフ制御、即ち、冷媒圧縮器（コンプレッサ）１８のオン／オフを制御する。なお、図８のエバ後温度Ｔｅと電磁クラッチ１６のオン／オフとの関係を示す特性図はマイクロコンピュータのＲＯＭに予め記憶されている。
【００２１】
続いて、ステップ１１８に進み、車室内への実際の吹出温度がステップ１０８にて算出した目標吹出温度ＴＡＯとなるように、エアミックスドア２８の目標開度ＳＷを上述の数２の数式に基づいて算出する。ついで、ステップ１２０に進み、ステップ１０８にて算出した目標吹出温度ＴＡＯの条件判定を行う。即ち、ステップ１０８にて算出した目標吹出温度ＴＡＯが図９の各変曲点ａ、ｂのどこにあるかの判定を行う。
【００２２】
このステップ１２０において、ステップ１０８にて算出した目標吹出温度ＴＡＯが、ＴＡＯ＜ａであれば、ステップ１２２に進み、エアミックスドア２８の目標開度ＳＷと実際の開度ＴＰ（図示しないエアミックスドア位置検出センサより求められる。）との差が±３〜４％（図１０参照）となるようにエアミックスドア２８の開度補正を行う。また、このステップ１２０において、ステップ１０８にて算出した目標吹出温度ＴＡＯが、ａ≦ＴＡＯ≦ｂであれば、ステップ１２４に進み、エアミックスドア２８の目標開度ＳＷと実際の開度ＴＰ（図示しないエアミックスドア位置検出センサより求められる。）との差が±１〜２％（図１１参照）となるようにエアミックスドア２８の開度補正を行う。さらに、このステップ１２０において、ステップ１０８にて算出した目標吹出温度ＴＡＯが、ｂ＜ＴＡＯであれば、ステップ１２６に進み、エアミックスドア２８の目標開度ＳＷと実際の開度ＴＰ（図示しないエアミックスドア位置検出センサより求められる。）との差が±５〜６％（図１２参照）となるようにエアミックスドア２８の開度補正を行う。
【００２３】
続いて、ステップ１２８に進み、ステップ１１２において決定された吸込口モードに従ってエアコン制御装置６はモータ駆動回路３０に制御信号を出力して、モータ駆動回路３０を駆動し、内外気切換ドア１５を制御する。ついで、ステップ１３０に進み、ステップ１１４において決定された吹出口モードに従ってエアコン制御装置６はモータ駆動回路３１に制御信号を出力して、モータ駆動回路３１を駆動し、吹出口切換ドア１１、１２を制御する。ついで、ステップ１３２に進み、ステップ１１０において決定されたブロワ電圧に従ってエアコン制御装置６はモータ駆動回路３３に制御信号を出力して、モータ駆動回路３３を駆動し、ブロワモータ３ｃを制御する。
【００２４】
続いて、ステップ１３４に進み、所定の時間τが経過したか否かの判定を行う。このステップ１３４にて「ＹＥＳ」と判定された場合はステップ１０４に戻り上述のステップ１０４〜ステップ１３４までの処理を繰り返す。ステップ１３４にて「ＮＯ」と判定された場合は、所定の時間τが経過するまでこのステップ１３４を繰り返す。
【００２５】
上述のように構成した本実施例においては、ステップ１０８にて算出した目標吹出温度ＴＡＯが、ＴＡＯ＜ａであれば、エアミックスドア２８の目標開度ＳＷと実際の開度ＴＰとの差が±３〜４％（図１０参照）となるようにエアミックスドア２８の開度補正を行い、ａ≦ＴＡＯ≦ｂであれば、エアミックスドア２８の目標開度ＳＷと実際の開度ＴＰとの差が±１〜２％（図１１参照）となるようにエアミックスドア２８の開度補正を行い、ｂ＜ＴＡＯであれば、エアミックスドア２８の目標開度ＳＷと実際の開度ＴＰとの差が±５〜６％（図１２参照）となるようにエアミックスドア２８の開度補正を行うので、エアミックスドア２８の目標開度ＳＷと実際のエアミックスドア２８の開度ＴＰとを一致させることができるようになる。
【００２６】
エアミックスドア２８の目標開度ＳＷと実際のエアミックスドア２８の開度ＴＰとを一致させることができるようになると、温度設定器３５による設定温度Ｔｓｅｔの微調整等による目標吹出温度ＴＡＯの微少変化に対応して目標開度ＳＷも変化することとなって、正確な車室内温度の制御ができるようになり、快適な車室内の温度環境が得られるようになる。
【００２７】
なお、上述の実施例においては、目標吹出温度ＴＡＯが図９の変曲点ａ、ｂのどこにあるかにより、目標開度ＳＷと実際の開度ＴＰとの差を変えるようにしたが、目標開度ＳＷと実際の開度ＴＰとの差を、目標吹出温度ＴＡＯに応じて直線的に変化させるようにしてもよい。また、上述の図９の変曲点ａ、ｂは吹出モードに応じて変化している、即ち、ａ点まではフットモード、ａ点からｂ点まではバイレベルモード、ｃ点以上はフェイスモードであることを考慮すると、吹出モードに応じて目標開度ＳＷと実際の開度ＴＰとの差を変えるようしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両用空調装置の一実施例の全体構成図である。
【図２】本発明のエアコン制御装置の信号の入出力を示す図である。
【図３】本発明の車両用空調装置の操作パネルの一実施例を示す図である。
【図４】本発明の車両用空調装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】目標吹出温度とブロワ電圧との関係を示す特性図である。
【図６】目標吹出温度と吸込口モードとの関係を示す特性図である。
【図７】目標吹出温度と吹出口モードとの関係を示す特性図である。
【図８】エバ後温度と電磁クラッチとの関係を示す特性図である。
【図９】目標吹出温度とエアミックスドアの目標開度との関係を示す特性図である。
【図１０】目標吹出温度ＴＡＯ＜ａの場合の開度補正を示す図である。
【図１１】ａ≦目標吹出温度ＴＡＯ≦ｂの場合の開度補正を示す図である。
【図１２】目標吹出温度ＴＡＯ＞ｂの場合の開度補正を示す図である。
【符号の説明】
１…車両用空調装置、２…エアダクト、３…送風機、４…冷凍サイクル、５…温水回路、１１、１２…吹出口切換ドア、１５…内外気切換ドア、１８…冷凍圧縮器、２０…冷媒凝縮器、２１…レシーバ、４７…スイッチ、２２…減圧装置、２３…冷媒蒸発器、２５…ヒータコア、２８…エアミックスドア、ステップ１０８…目標吹出温度算出手段、ステップ１１８…目標開度算出手段、ステップ１２０…温度条件判定手段、ステップ１２２〜ステップ１２６…目標開度補正手段

Claims (2)

1. 設定温度および各種センサの検出値に応じて車室内への目標吹出温度を算出する目標吹出温度算出手段を備えた車両用空調装置であって、
   前記目標吹出温度算出手段により算出された目標吹出温度に基づいてエアミックスドアの目標開度を算出する目標開度算出手段と、
   前記目標開度と実際のエアミックスドアの開度との差が所定範囲内になったときに、前記エアミックスドアの作動を停止する制御手段とを備え、
   前記目標吹出温度算出手段により算出された目標吹出温度に基づいて前記所定範囲の幅を変えることを特徴とする車両用空調装置。
2. 設定温度および各種センサの検出値に応じて車室内への目標吹出温度を算出する目標吹出温度算出手段を備えた車両用空調装置であって、
   前記目標吹出温度算出手段により算出された目標吹出温度に基づいてエアミックスドアの目標開度を算出する目標開度算出手段と、
   前記目標開度と実際のエアミックスドアの開度との差が所定範囲内になったときに、前記エアミックスドアの作動を停止する制御手段とを備え、
   吹出口モードに基づいて前記所定範囲の幅を変えることを特徴とする車両用空調装置。

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