JP3677879B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車室内の２以上の位置をそれぞれの設定温度に基づいて独立に温度制御可能な車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】
前席および後席の設定温度に応じて空気の吹出温度を前後独立して調整可能な車両用空調装置が知られている。（例えば、日産自動車新型車解説書 Ｙ３３−０ 平成７年６月）。
この種の空調装置では、設定温度に基づく吹出温度制御が限界に達した場合（例えば、エアミックスドアがフルクール位置あるいはフルホット位置に達した場合）には、ブロアファン風量を増加させることによって所望の空調条件を満たすようにしているが、ブロアファンが前席／後席で共通のため前後いずれか一方の乗員の要求を満たす風量に設定すると他方の乗員の快適性が損われるという問題がある。そこで、従来は風量を調整できる手動スイッチ（通常のファン速切換スイッチとは別のもの）を設けているが、これがコストアップおよび操作頻度の増加を招く。
【０００３】
本発明の目的は、例えば左右あるいは前後独立制御が可能な空調装置において、手動の風量調整スイッチを設けることなく、一方の吹出温度制御が限界に達した場合でも双方の快適性が極力損われないようにすることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両用空調装置は、第１および第２の吹出口から車室内に空気を吹出すために駆動されるブロアファンと、第１および第２の吹出口からの吹出温度をそれぞれ調節する第１および第２の温度調節手段と、第１および第２の設定温度を独立に指令する指令手段と、第１の設定温度および車両熱負荷に基づいて第１の温度調節手段を制御するとともに、第２の設定温度および車両熱負荷に基づいて第２の温度調節手段を制御する温度制御手段と、第１の設定温度および車両熱負荷に基づいて第１の風量制御値を演算するとともに、第２の設定温度および車両熱負荷に基づいて第２の風量制御値を演算する演算手段と、第１の温度調節手段による温度調節が限界に達した場合には、第２の風量制御値を補正した値に基づいてブロアファンの風量を増加し、第２の温度調節手段による温度調節が限界に達した場合には、第１の風量制御値を補正した値に基づいてブロアファンの風量を増加する風量制御手段とを具備する。
請求項２の発明は、第１および第２の風量制御値の差に応じた補正値を第１の風量制御値に加えて第１の風量制御値を補正するとともに、差に応じた補正値を第２の風量制御値に加えて第２の風量制御値を補正するようにしたものである。
請求項３の発明は、上記補正値が前記第１および第２の風量制御値の差の絶対値が大きいほど大きくなるようにしたものである。
請求項４の発明は、上述したブロアファンと、第１および第２の温度調節手段と、指令手段と、温度制御手段と、第１の設定温度および車両熱負荷に基づいて第１のファン要求風量に応じた第１の制御値を演算するとともに、第２の設定温度および車両熱負荷に基づいて第２のファン要求風量に応じた第２の制御値を演算する演算手段と、第１および第２の温度調節手段のいずれか一方による温度調節が限界に達した場合には、第１のファン要求風量と第２のファン要求風量の中間の風量が得られるように第１および第２の制御値に基づいてブロアファンを制御する風量制御手段とを具備する。
請求項５の発明は、第１の吹出口を運転席側吹出口とし、第２の吹出口を助手席側吹出口としたものである。
【０００５】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、例えば第１の温度調節手段による温度調節が限界に達した場合には、第２の風量制御値を補正した値に基づいてブロアファンの風量を増加するようにしたので、第１の風量制御値を用いて風量を増加する場合と異なり第２の吹出口からの風量が大幅に増加することがない。これによれば、例えば第１の吹出口を運転席側吹出口、第２の吹出口を助手席側吹出口とした場合に、運転席側乗員と助手席側乗員のうち一方の要求をある程度満たし、かつ他方の快適性を大きく損わずに済む。
特に第１および第２の風量制御値の差に応じた補正値を風量制御値に加えて補正すれば、例えば運転席側の要求風量と助手席側の要求風量との差に拘らず最適な風量を設定できる。
請求項４の発明によれば、第１および第２の温度調節手段のいずれか一方による温度調節が限界に達した場合には、第１のファン要求風量と第２のファン要求風量の中間の風量が得られるようにしたので、請求項１と同様の作用効果が得られる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１〜図４により本発明の一実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る車両用空調装置の構成図であり、空調ダクト１０には、空気導入口１１、ブロアファン１２、エバポレータ１３およびヒータコア１４が設けられている。エバポレータ１３は周知の冷凍サイクルの一部を構成し、コンプレッサによって圧送される冷媒と空気との熱交換を行って空気を冷却する。１５は外気と内気の導入比率を設定するインテークドアである。
【０００７】
本実施の形態の空調装置は左右独立制御、すなわち運転席側および助手席側を独立に空調制御できるようになっており、このため空調ダクト１０の内部は、エバポレータ１３のすぐ下流から運転席側空間１０ＤＲおよび助手席側空間１０ＡＳに仕切られている。空間１０ＤＲ，１０ＡＳにはエアミックスドア１６ＤＲ，１６ＡＳ、ベント吹出口１７ＤＲ，１７ＡＳ，フット吹出口１８ＤＲ，１８ＡＳ，デフロスタ吹出口１９ＤＲ，１９ＡＳおよび各吹出口からの吹出量を調節するモードドア２０ＤＲ，２１ＤＲ，２２ＤＲ：２０ＡＳ，２１ＡＳ，２２ＡＳがそれぞれ設けられている。
【０００８】
ブロアファン１２が駆動されると、空気導入口１１から外気あるいは内気が空調ダクト１０内に導入され、エバポレータ１３で冷却された後に各空間１０ＤＲ，１０ＡＳに導かれる。各空間１０ＤＲ，１０ＡＳに導かれた空気は、それぞれエアミックスドア１６ＤＲ，１６ＡＳの開度に応じた量だけヒータコア１４を通過し、残りはヒータコア１４を迂回して再度ミックスされる。特にエアミックスドア１６ＤＲ，１６ＡＳが実線で示すフルホット位置にあるときには全ての空気がヒータコア１４を通過し、二点鎖線で示すフルクール位置にあるときには全ての空気がヒータコア１４を迂回する。
【０００９】
エアミックスドア開度に応じて温度調節された空気は吹出口から車室内に吹出される。吹出口１７ＤＲ，１８ＤＲ，１９ＤＲからの空気は運転席側に送風され、吹出口１７ＡＳ，１８ＡＳ，１９ＡＳからの空気は助手席側に送風される。また、モードドアの駆動制御により、ベント吹出口から主に空気を吹出すベントモード、フット吹出口から主に空気を吹出すフットモード、デフロスタ吹出口から空気を主に吹出すデフロスタモードなどの吹出口モードが設定可能とされる。
【００１０】
３１はインテークドア駆動用のインテークドアアクチュエータ、３２はブロアファン駆動用のパワートランジスタ、３３ＤＲ，３３ＡＳはエアミックスドア１６ＤＲ，１６ＡＳをそれぞれ駆動するエアミックスドアアクチュエータ、３４はモードドア駆動用のモードドアアクチュエータであり、これらは制御回路３５に接続される。制御回路３５にはまた、車室内温度を検出する室内温度センサ４１、外気温度を検出する外気温センサ４２、運転席側日射量を検出する日射センサ４３ＤＲ、助手席側日射量を検出する日射センサ４３ＡＳ、エバポレータ下流の空気温度を検出するインテークセンサ４４、および車室内に設けられた各種の操作部材５０が接続されている。
【００１１】
操作部材５０は、運転席側の設定温度を調節するための運転席側設定温度ダイアル５１ＤＲ、助手席側の設定温度を調節するための助手席側設定温度ダイアル５１ＡＳ、左右独立制御を行うか否かを指令する左右独立制御スイッチ５２、ブロアファン風量を手動にて切換える風量切換スイッチ５３などを含む。運転席側設定温度ダイアル５１ＤＲは運転席から操作し易いように運転席側に配置され、助手席側設定温度ダイアル５１ＡＳは運転席から操作し易いように助手席側に配置されている。
【００１２】
以上のように構成された車両用空調装置において、制御回路３５は、左右独立制御が指令されていないときには、運転席側温度設定ダイアル５１ＤＲで設定された運転席側設定温度と、室内温度センサ４１，外気温センサ４２，日射センサ４３ＤＲ，４３ＡＳなどの検出出力（車両熱負荷）とに基づいて運転席側および助手席側エアミックスドア開度を同一に制御する。したがって吹出温度は運転席側と助手席側で同一である。一方、左右独立制御が指令されているときには、運転席側温度設定ダイアル５１ＤＲで設定された運転席側設定温度と車両熱負荷とに基づいて運転席側エアミックスドア開度を制御するとともに、助手席側温度設定ダイアル５１ＡＳで設定された助手席側設定温度と車両熱負荷とに基づいて助手席側エアミックスドア開度を制御する。したがって、運転席側設定温度と助手席側設定温度とが異なる場合には吹出温度が運転席側と助手席側とで異なる。
【００１３】
左右独立制御で冷房時に例えば助手席側乗員が設定温度を下げると、それに応じて助手席側エアミックスドア１６ＡＳがフルクール側に移動し、助手席側の吹出温度が低下する。しかし、すでにエアミックスドア１６ＡＳがフルクール位置にあってこれ以上吹出温度を下げられない場合（例えば、外気温度が高く日射量も多いときに起こり得る）、助手席側乗員の要求を満足するにはブロアファン風量を増加させるしかない。ところがブロアファン風量を増加させると、助手席側の吹出風量と同時に運転席側の吹出風量も増加することになり、運転席側乗員が不快感を感ずるおそれがある。そこで本実施の形態では、このような場合に運転席側の要求風量と助手席側の要求風量との差に応じて、助手席側乗員の要求をある程度満足しかつ運転席側乗員が不快感を感じない程度に風量を増加させる。
【００１４】
このような風量制御を実現するためのフローを図２に示す。
この制御は制御回路３５により実行されるもので、メインプログラムから周期的にコールされる。ステップＳ１では風量切換スイッチ５３の操作の有無を判定し、操作されていればステップＳ２でその操作に応じたブロアファン印加電圧ＶFを設定する。印加電圧ＶFが高いほどファン回転数すなわち風量が多くなる。
【００１５】
風量切換スイッチ５３が操作されていなければ風量をオート設定すべくステップＳ３に進み、変数Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ｐを設定する。ステップＳ４では図示の特性から運転席側および助手席側目標吹出温度ＸMDRおよびＸMASに応じたブロアファン目標印加電圧ＶFDRおよびＶFASをそれぞれ求める。これらの目標印加電圧ＶFDR，ＶFASは運転席側および助手席側の要求風量にそれぞれ応じた値である。目標吹出温度ＸMDR，ＸMASは周知の如く各センサで検出された車室内温度，外気温度，吸込温度および各温度設定ダイアル５１ＤＲ，５１ＡＳで設定された設定温度などにより演算される値であり、ＸMDRには運転席側設定温度が加味され、ＸMASには助手席側設定温度が加味される。この目標吹出温度ＸMDR，ＸMASにより上記目標印加電圧の他にエアミックスドア開度や吹出口などが制御される。
【００１６】
ステップＳ５では左右独立フラグのオン・オフを判定する。このフラグは左右独立制御の指令（例えば左右独立制御スイッチ５２の操作）がなされるとオンされ、指令がない場合にはオフされるものである。左右独立フラグがオフ、つまり左右独立制御を行わない場合には、ステップＳ６で上記目標印加電圧ＶFDR，ＦFASのうちＶFDRをブロアファン印加電圧ＶFとして設定する。左右独立フラグがオン、つまり左右独立制御を行う場合にはステップＳ７に進み、現在の運転席側および助手席側エアミックスドア１６ＤＲ，１６ＡＳのいずれかがフルクール位置あるいはフルホット位置にあるか否かを判定し、否定されるとステップＳ６に進む。この場合には、ブロアファン風量の増減はあまりなく主にエアミックスドア開度の変更により空調制御が行われる。
【００１７】
一方、エアミックスドア１６ＤＲ，１６ＡＳのいずれかがフルクール位置あるいはフルホット位置にある場合には、乗員の要求を満足するために風量を増加せざるを得ないと判断し、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、運転席側の要求風量に応じた目標印加電圧ＶFDRと、助手席側要求風量に応じた目標印加電圧ＶFASの大小を判定し、運転席側の方が大きい場合、つまり運転席側エアミックスドアがフルクール位置あるいはフルホット位置にある場合にはステップＳ９に進む。
【００１８】
ステップＳ９では、
ＶF＝ＶFAS＋αＶF
によりブロアファン印加電圧ＶFを求める。αＶFは図３のようにＶFDRとＶFASの差の絶対値に応じて決定される補正値であり、この絶対値が大きいほど大きくなる。
【００１９】
上式によってＶFを求める理由を図４により説明する。
例えば、目標吹出温度がある所定値に達したときにエアミックスドアがフルクール位置あるいはフルホット位置に達し、このとき目標印加電圧が所定値ＶFLに設定されるとする。本実施の形態では、図４に示すように印加電圧ＶFの最小値ＶFMINと、エアミックスドアがフルホット位置あるいはフルクール位置に達するときの印加電圧ＶFLとの差が０．５Ｖであるとする。今、冷房安定時で運転席側および助手席側目標印加電圧がともに最低値ＶFMINのときに、運転席側温度設定ダイアル５１ＤＲの操作あるいは運転席側日射量の増加などによって目標印加電圧ＶFDRが図示ＶFDR1（＞ＶFL）に達すると、運転席側エアミックスドア１６ＤＲは当然フルクール位置に駆動され、運転席側乗員の要求を満足するにはＶF＝ＶFDR1とする必要がある。
【００２０】
ところが、ＶF＝ＶFDR1とすると助手席側乗員の要求風量（ＶFMINに依存）を大幅に超えてしまう。上式によれば、ＶFDR1−ＶFMIN、すなわちＶFDR−ＶFASの絶対値が２Ｖ以内であれば、
ＶF＝ＶFAS＋αＶF＝ＶFMIN＋０．５＝ＶFL
となる。このようにＶFは運転席側要求電圧と助手席側要求電圧との中間値となり、助手席側乗員の要求をある程度満足しかつ運転席側乗員が不快感を感じないで済む。同様にＶFDR1−ＶFMINが２を超え５以内であれば、ＶF＝ＶFMIN＋１．５＝ＶFL＋１となり、ＶFDR1−ＶFMINが５を超える場合には、ＶF＝ＶFMIN＋２．５＝ＶFL＋２となり、いずれもＶFは運転席側要求電圧と助手席側要求電圧との中間値となる。
【００２１】
ステップＳ８で助手席側目標印加電圧の方が大きい、つまり助手席側エアミックスドアがフルクールあるいはフルホット位置にあると判定された場合にはステップＳ１０に進み、
ＶF＝ＶFDR＋αＶF
によりブロアファン印加電圧ＶFを求める。この場合も上述と同様にＶFは運転席側要求電圧と助手席側要求電圧との中間値となる。
【００２２】
以上の実施の形態の構成において、運転席側エアミックスドア１６ＤＲが第１の温度調節手段を、助手席側エアミックスドア１６ＡＳが第２の温度調節手段を、運転席側および助手席側温度設定ダイアル５１ＤＲ，５１ＡＳが指令手段を、制御回路３５が温度制御手段，演算手段および風量制御手段をそれぞれ構成する。
【００２３】
なお、αＶFの値は図４に限定されず、またエアミックスドアがフルクール位置あるいはフルホット位置にあるときのＶFを求める式も上述のものに限定されない。さらに運転席側と助手席側とを独立制御する例を示したが、前席と後席を独立制御するものにも本発明を同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る車両用空調装置の構成図。
【図２】風量制御の手順を示すフローチャート。
【図３】風量制御に用いる補正値を示す図。
【図４】エアミックスドア開度が限界値を超えた場合の風量制御を説明する図。
【符号の説明】
１０ 空調ダクト
１１ 空気導入口
１２ ブロアファン
１３ エバポレータ
１４ ヒータコア
１６ＤＲ，１６ＡＳ エアミックスドア
１７ＤＲ，１７ＡＳ，１８ＤＲ，１８ＡＳ，１９ＤＲ，１９ＡＳ 吹出口
３３ＤＲ，３３ＡＳ エアミックスドアアクチュエータ
３５ 制御回路
４１ 室内温度センサ
４２ 外気温センサ
４３ＤＲ，４３ＡＳ 日射センサ
５１ＤＲ，５１ＡＳ 温度設定ダイアル
５２ 左右独立制御スイッチ

Claims (5)

1. 第１および第２の吹出口から車室内に空気を吹出すために駆動されるブロアファンと、
   前記第１および第２の吹出口からの吹出温度をそれぞれ調節する第１および第２の温度調節手段と、
   第１および第２の設定温度を独立に指令する指令手段と、
   前記第１の設定温度および車両熱負荷に基づいて前記第１の温度調節手段を制御するとともに、前記第２の設定温度および車両熱負荷に基づいて前記第２の温度調節手段を制御する温度制御手段と、
   前記第１の設定温度および車両熱負荷に基づいて第１の風量制御値を演算するとともに、前記第２の設定温度および車両熱負荷に基づいて第２の風量制御値を演算する演算手段と、
   前記第１の温度調節手段による温度調節が限界に達した場合には、前記第２の風量制御値を補正した値に基づいて前記ブロアファンの風量を増加し、前記第２の温度調節手段による温度調節が限界に達した場合には、前記第１の風量制御値を補正した値に基づいて前記ブロアファンの風量を増加する風量制御手段とを具備することを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記風量制御手段は、前記第１および第２の風量制御値の差に応じた補正値を前記第１の風量制御値に加えて該第１の風量制御値を補正するとともに、前記差に応じた補正値を前記第２の風量制御値に加えて該第２の風量制御値を補正す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. 前記補正値は前記第１および第２の風量制御値の差の絶対値が大きいほど大きくなることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 第１および第２の吹出口から車室内に空気を吹出すために駆動されるブロアファンと、
   前記第１および第２の吹出口からの吹出温度をそれぞれ調節する第１および第２の温度調節手段と、
   第１および第２の設定温度を独立に指令する指令手段と、
   前記第１の設定温度および車両熱負荷に基づいて前記第１の温度調節手段を制御するとともに、前記第２の設定温度および車両熱負荷に基づいて前記第２の温度調節手段を制御する温度制御手段と、
   前記第１の設定温度および車両熱負荷に基づいて第１のファン要求風量に応じた第１の制御値を演算するとともに、前記第２の設定温度および車両熱負荷に基づいて第２のファン要求風量に応じた第２の制御値を演算する演算手段と、
   前記第１および第２の温度調節手段のいずれか一方による温度調節が限界に達した場合には、前記第１のファン要求風量と前記第２のファン要求風量の中間の風量が得られるように前記第１および第２の制御値に基づいて前記ブロアファンを制御する風量制御手段とを具備することを特徴とする車両用空調装置。
5. 前記第１の吹出口は、車室内の運転席側に空気を吹出す運転席側吹出口であり、前記第２の吹出口は、車室内の助手席側に空気を吹出す助手席側吹出口であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両用空調装置。

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