JP4507778B2 - 車両用空調システム - Google Patents
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Description
本発明は、主にマイクロバスにおいて採用される車両用空調システムに関する。
従来、マイクロバスで採用される車両用空調システムとしては、天井に設けられたエアコンユニットと、フロアに設けられたヒータユニットと、外気温度を検出する外気温度センサと、目標室温を設定する目標室温設定手段とを有し、前記エアコンユニットはエバポレータとファンモータと前記エバポレータを通過した空気温度を検出するエバポレータ吹き出し温度センサと該エバポレータを通過した空気を暖めることにより前記エアコンユニットからの吹き出し温度を加温可能な加温手段であるヒータコアとが備えられ、前記ヒータユニットはヒータコアとファンモータとが備えられ、クーラユニットへの吸い込み温度を検出することにより室温を検出する内気温度センサが備えられ、前記エアコンユニットの室内空気吸い込み口付近と前記ヒータユニットの室内空気吸い込み口付近にそれぞれのユニットへの吸い込み温度を検出することにより室温を検出する内気温度センサが備えられ、前記エアコンユニットのヒータコアと前記ヒータユニットのヒータコアには、エンジンの冷却水が加熱された温水を循環する温水管路が接続され、この温水管路に開閉によって流入温水量を調整可能な電磁弁が備えられて加温が制御され、前記ヒータユニットのエバポレータには、エンジンによって駆動され冷媒を圧縮するコンプレッサや冷媒を放熱凝縮するコンデンサ等を有する冷媒管路が接続され、コンプレッサの駆動・停止によって冷媒の循環量が調整されて冷却・除湿が制御されるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、前記内気温度センサと外気温度センサを含む各種温度センサからの検出値および前記目標室温設定手段で設定された目標室温設定値に基づいて制御目標値演算手段で前記エアコンユニットおよびヒータユニットの制御目標値の演算が行われ、この制御目標値演算手段による演算結果に基づいて前記エアコンユニットおよびヒータユニットの運転（速度）を制御するようにしたものが知られている。
また、前記内気温度センサと外気温度センサを含む各種温度センサからの検出値および前記目標室温設定手段で設定された目標室温設定値に基づいて制御目標値演算手段で前記エアコンユニットおよびヒータユニットの制御目標値の演算が行われ、この制御目標値演算手段による演算結果に基づいて前記エアコンユニットおよびヒータユニットの運転（速度）を制御するようにしたものが知られている。
しかしながら、上述の従来の技術にあっては、空気を冷却するエバポレータとエバポレータで冷却された空気をリヒート（加温）するヒータコアを備えたエアコンユニットを天井に設け、加温のみ行うヒータユニットをフロアに設けているため、フルクール時を含む冷房時には車室内上部のみ冷えて上下の温度差が大きくなってしまい、その差が快適な差になるまで時間が掛かってしまう。
そこで、天井に冷房能力の大きいエバポレータとファンモータを備えたクーラユニットを設け、フロアファンモータと、天井クーラユニットのエバポレータより冷却能力の低いエバポレータと、ヒータコアと、エバポレータを通過した空気に対しヒータコアを通過させる量の調整をエアミックスドアを備えたエアコンユニットと、加温のみ行うヒータコアユニットを設けた車両用空調システムを提供することが考えられる。
また、このような車両用空調システムにおいては、冷房オート運転状態でクーラユニットのエバポレータとエアコンユニットのエバポレータを共に働かせるフルクール作動時には、エアコンのエバポレータ吹き出し温度が乗員が不快感を感じる温度まで低下する場合があり、この場合はエアミックスドアを開閉制御して加温手段で暖め直した状態でエアコンユニットから吹き出させることにより、乗員が不快感を感じないように制御することは可能であるが、そうすると、コンデンサの冷房能力を十分に活用することができず、非効率的であるという問題があった。
また、除湿運転時には、前記エアコンユニットのファンモータおよび前記クーラユニットのファンモータを室温を低下させる方向へ速度アップさせることにより、除湿能力をアップさせるようにする制御が考えられるが、そのように制御すると、除湿能力は上がるが、室温が低くなりすぎ、乗員に不快感を与えるという問題があった。
また、除湿運転時においてもコンプレッサをエアコンユニットのエバポレータに対し著しく冷房能力の大きいクーラユニットのエバポレータ吹き出し温度でＯＮ・ＯＦＦ制御すると、吹き出し温度変化が大きくなり、このため、除湿能力が低下すると共に、最低温度が低くなることで乗員に不快感を与えるという問題を生じる虞がある。
本発明は、上述のような従来の問題点に着目して成されたもので、乗員に不快感を与えることなしに除湿運転時における除湿能力を高めることができる車両用空調システムを提供することを目的としている。
上述の目的を達成するために、本願請求項１に記載の車両用空調システムは、天井に設けられたクーラユニットと、フロアに設けられたエアコンユニットおよびヒータユニットと、室温を検出する内気温度センサと、外気温度を検出する外気温度センサと、目標室温を設定する目標室温設定手段とを有し、前記クーラユニットはエバポレータとファンモータと前記エバポレータの吹き出し温度を検出する吹き出し温度センサとが備えられ、前記エアコンユニットは前記クーラユニットのエバポレータとコンプレッサおよびコンデンサを共通にするエバポレータと該エバポレータの吹き出し温度を検出するエバポレータ吹き出し温度センサと該エバポレータを通過した空気を暖めることにより前記エアコンユニットからの吹き出し温度を加温可能な加温手段と該加温手段を通過させる量の調整を行うエアミックスドアとファンモータとが備えられ、前記ヒータユニットは該ヒータユニットからの吹き出し温度を加温可能なヒータコアとファンモータとが備えられ、前記エアコンユニットのエバポレータの冷房能力より前記クーラユニットのエバポレータの冷房能力が大に設定され、前記内気温度センサと外気温度センサを含む各種温度センサからの検出値および前記目標室温設定手段で設定された目標室温設定値に基づいて前記ファンモータの制御目標値となる前記ファンモータに対する印加電圧を演算する制御目標値演算手段と、該制御目標値演算手段による演算結果に基づいて前記ファンモータ回転制御を行うファンモータ制御手段と、前記クーラユニットのエバポレータ吹き出し温度で前記コンプレッサをＯＮ・ＯＦＦ制御するコンプレッサ制御手段と、を有する冷房オート運転時制御手段と、除湿運転時制御手段とが備えられ、前記除湿運転制御手段は除湿運転への切り替えがなされると前記冷房オート運転時制御手段による演算結果に対し、前記エアコンユニットのファンモータ制御目標値および前記クーラユニットのファンモータ制御目標値を室温を低下させる方向へレベルアップさせ、前記ヒータユニットのファンモータ制御目標値を室温を上げる方向へレベルアップさせ、前記コンプレッサを前記エアコンユニットのエバポレータ吹き出し温度でＯＮ・ＯＦＦ制御させると共にその時の設定温度を前記コンプレッサ制御手段による冷房オート運転時における設定温度より低めに設定するように構成されていることを特徴とする手段とした。
請求項２に記載の車両用空調システムは、請求項１記載の車両用空調システムにおいて、除湿運転への切り替えがなされた際に、前記冷房オート運転時制御手段によるヒータユニットのファンモータの制御目標値がＯＦＦであり、かつ、その時の外気温度が所定温度以下であるときはヒータユニットのファンモータをＯＦＦ状態に維持させるように構成されていることを特徴とする手段とした。
請求項１に記載の車両用空調システムでは、上述のように、前記除湿運転制御手段は除湿運転への切り替えがなされると冷房オート運転時制御手段による演算結果に対し、エアコンユニットのファンモータ制御目標値およびクーラユニットのファンモータ制御目標値を室温を低下させる方向へレベルアップさせ、ヒータユニットのファンモータ制御目標値を室温を上げる方向へレベルアップさせるようにしたことで、乗員に不快感を与えることなしに除湿運転時における除湿能力を高めることができるようになる。
また、除湿運転時には、前記コンプレッサをエアコンユニットのエバポレータ吹き出し温度でON・OFF制御させるとともにそのときのエアコンユニットのエバポレータ吹出し厚し度の設定温度をクーラユニットのエバポレータ吹き出し温度でコンプレッサをＯＮ・ＯＦＦ制御するコンプレッサ制御手段による冷房オート運転時における設定温度より低めに設定するようにしたことで、除湿運転時における除湿能力を高めつつ、吹き出し温度変化を少なくして乗員に与える不快感を解消させることができるようになる。
請求項２に記載の車両用空調システムでは、上述のように、除湿運転への切り替えがなされた際に、冷房オート運転時制御手段によるヒータユニットのファンモータの制御目標値がＯＦＦであり、かつ、その時の外気温度が所定温度以下であるときはヒータユニットのファンモータをＯＦＦ状態に維持させるようにしたことで、足元の冷えすぎによる不快感を解消させることができるようになる。
以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１はこの実施例の車両用空調システムが適用されたマイクロバスを示すシステム構成図である。
この実施例のマイクロバスに適用された車両用空調システムは、図１に示すように、天井クーラ吸い込みグリル１と、天井クーラユニット２と、天井クーラ吹き出しダクト５と、床置きヒータユニット８と、床置きエアコンユニット１０と、電磁弁１５と、床置きエアコン吹き出しダクト１６と、フロントヒータコア１７と、フロントヒータユニット２０と、天井クーラ吸い込み口付近に設けられた天井クーラ吸い込み温度センサ（内気温度センサ）２１と、コンプレッサ２４と、コンデンサ２５と、コントロールパネル２６と、目標温度設定器（目標室温設定手段）２７と、外気温度センサ２８と、日射センサ２９とを主な構成として備えている。
また、前記天井クーラユニット２には、天井クーラエバポレータ３と天井クーラファンモータ４と天井クーラエバポレータ吹き出し温度センサ２２とを備え、前記床置きヒータユニット８には、床置きエアコンファンモータ７と床置きヒータコア９とを備え、前記床置きエアコンユニット１０には、床置きエアコンファンモータ１１と床置きエアコンエバポレータ１２と床置きエアコンエアミックスドア１３と床置きエアコンヒータコア（加温手段）１４と床置きエアコンエバポレータ吹き出し温度センサ２３とを備え、前記天井クーラ吹き出しダクト５には、天井クーラ吹き出しグリル６を備え、床置きエアコン吹き出しダクト１６には、床置きエアコン吹き出しグリル１６ａを備えている。
また、前記コンプレッサ２４からコンデンサ２５、天井クーラエバポレータ３を通ってコンプレッサ２４に戻る第１の冷媒管路３２と、コンプレッサ２４からコンデンサ２５、電磁弁１５、床置きエアコンエバポレータ１２を通ってコンプレッサ２４に戻る第２の冷媒管路３３と、エンジン冷却水が加温されて温水となった温水をまわし床置きヒータコア９およびフロントヒータコア１７を加温しエンジンに戻る温水管路３１とを備えている。
さらに詳述すると、前記コンデンサ２５から吐出される冷媒は、前記天井クーラエバポレータ３と床置きエアコンエバポレータ１２に供給された後、コンプレッサ２４により圧縮されコンデンサ２５に戻される。そして、前記電磁弁１５はコンデンサ２５から床置きエアコンエバポレータ１２への前記第２の冷媒管路３３の高圧ライン３４の途中に介装されていて、床置きエアコンエバポレータ１２への冷媒の供給をＯＮ・ＯＦＦすることができるようになっており、これにより、天井クーラエバポレータ３と床置きエアコンエバポレータ１２との冷房能力分配が行えるようになっている。ちなみに、冷房能力自体は、床置きエアコンエバポレータ１２より天井クーラエバポレータ３の方が大に設定されている。そして、冷房オート運転時に前記天井クーラファンモータ４の回転数が複数段階（Ｌｏ（低速）、Ｍｅ（中速）、Ｈｉ（高速））に切り替えられることにより、冷房能力が段階的に切り替えられるようになっている（表１参照）。
また、前記コンプレッサ２４は、冷房オート運転時には前記天井クーラエバポレータ吹き出し温度センサ２２の検出値に基づいてＯＮ・ＯＦＦ制御されるが、除湿運転時には前記床置きエアコンエバポレータ吹き出し温度センサ２３の検出値に基づいてＯＮ・ＯＦＦ制御される。
前記床置きエアコンユニット１０は、床置きエアコンエバポレータ１２から吹き出した空気が床置きエアコンフロントヒータコア（加温手段）１４を通過する量を前記床置きエアコンエアミックスドア１３で調整することにより、床置きエアコンユニット１０からの吹き出し温度の調節ができるようになっている。また、冷房オート運転時に床置きエアコンファンモータの回転数（風量）が複数段階（ＯＦＦ（停止）、Ｌｏ（低速）、Ｍｌ（中低速）、Ｍｈ（中高速）、Ｈｉ（高速））に切り替えられることにより、冷房能力が段階的に切り替えられるようになっている（表１参照）。
前記床置きヒータユニット８は、冷房オート運転時に床置きヒータファンモータ７の回転数（風量）が複数段階（ＯＦＦ（停止）、Ｌｏ（低速）、Ｍｅ（中速）、Ｈｉ（高速））に切り替えられることにより、加温能力が段階的に切り替えられるようになっている（表１参照）。
次に、前記除湿運転時制御手段の制御内容を、図２のフローチャートおよび表１に基づいて説明する。
まず、図２のフローチャートのステップＳ１０１では、除湿運転ＳＷがＯＮであるか否かが判定され、ＮＯ（ＯＦＦ）である時は、ステップＳ１０２に進んで冷房オートまたは冷房マニュアルのままに維持させ、これで一回のフローを終了する。
また、ＹＥＳ（ＯＮ）である時はステップＳ１０３に進んで冷房オート運転をＯＮにした後、ステップＳ１０４に進む。
また、ＹＥＳ（ＯＮ）である時はステップＳ１０３に進んで冷房オート運転をＯＮにした後、ステップＳ１０４に進む。
このステップＳ１０４では、天井クーラファンモータ４の速度（制御目標値）がＭｅ以下（ＯＦＦを含む）であるか否かが判定され、ＹＥＳ（ＭｅまたはＯＦＦ）である時はステップＳ１０５に進んでＭｅに変更した後ステップ１０７に進み、また、ＮＯ（Ｈｉ）である時はステップＳ１０６に進んでＨｉ（変化なし）に維持させた後、ステップＳ１０７に進む。
このステップＳ１０７では、床置きエアコンファンモータ１１の速度（制御目標値）がＯＦＦであるか否かが判定され、ＹＥＳ（ＯＦＦ）である時は、ステップＳ１０８に進んでＬｏに変更した後、ステップＳ１１０に進み、また、ＮＯ（Ｌｏ、Ｍｌ、Ｍｈ、Ｈｉ）である時は、それぞれ１段ずつレベルアップさせた後、ステップＳ１１０に進む。
このステップＳ１１０では、コンプレッサ２４を床置きエアコンエバポレータ１２の吹き出し温度でＯＮ・ＯＦＦ制御させ、ステップＳ１１１で床置きエアコンエバポレータ１２の吹き出し温度を冷房オート運転時における１５℃から１０℃に変更した後、ステップＳ１１２に進む。
このステップＳ１１２では、床置きヒータファンモータ７の速度（制御目標値）がＯＦＦであるか否かが判定され、ＮＯ（Ｌｏ、Ｍｅ、Ｈｉ）である時は、ステップＳ１１６に進んでそれぞれ１段ずつレベルアップさせた後、これで一回のフローを終了し、また、ＹＥＳ（ＯＦＦ）である時は、ステップＳ１１３に進む。
このステップＳ１１３では、その時の外気温度が所定値Ｘより高いか否かが判定され、ＹＥＳである時は、ステップＳ１１４に進んでＬｏに変更した後、これで一回のフローを終了し、また、ＮＯである時は、ステップＳ１１５に進んでＯＦＦのままに維持させ、これで一回のフローを終了する。
なお、表１に示すように、この一連のフローで冷却オート運転時Ｈｉの時は、Ｈｉの上の速度がないため、Ｈｉのままとなる。
なお、表１に示すように、この一連のフローで冷却オート運転時Ｈｉの時は、Ｈｉの上の速度がないため、Ｈｉのままとなる。
即ち、この実施例では、除湿運転への切り替えがなされると冷房オート運転時制御手段による演算結果に対し、床置きエアコンユニット１０の床置きエアコンファンモータ１１の制御目標値および天井クーラユニット２の天井クーラファンモータ４の制御目標値を室温を低下させる方向へ１段ずつレベルアップさせて冷房オート運転時より床置きエアコンユニット１０、天井クーラユニット２で除湿されたより多くの空気を車室内に供給することができ、車室内湿度を下げることができ、かつ、床置きヒータユニット９の床置きヒータファンモータ７の制御目標値を室温を上げる方向へ１段ずつレベルアップさせるようにしたことで、車室内への熱供給量を増大でき、天井クーラユニット２による吸熱量の増大による室内温の低下と冷風増大を抑制することができるため、乗員に不快感を与えることなしに除湿運転時における除湿能力を高めることができるようになるという効果が得られる。
また、除湿運転時には、コンプレッサ２４を床置きエアコンユニット１０の床置きエアコンエバポレータ１２の吹き出し温度でＯＮ・ＯＦＦ制御させると共にその時のエアコンユニット１０のエバポレータ１２からの吹き出し温度の設定温度を、冷房オート運転時において天井クーラユニット２の天井クーラエバポレータ３の吹き出し温度でコンプレッサ２４をＯＮ・ＯＦＦ制御するコンプレッサ制御手段による設定温度（１５℃）より低め（１０℃）に設定するようにしたことで、コンプレッサ２４の作動時間を多く（長く）して冷房オート運転時よりも除湿能力を高めることができると共に、冷房能力の大きいクーラエバポレータ３の吹き出し温度を用いないことで吹き出し温度の変化を少なくすることができ、除湿運転時における除湿能力を高めつつ、吹き出し温度変化を少なくして乗員に与える不快感を解消させることができるようになる。
また、除湿運転への切り替えがなされた際に、冷房オート運転時制御手段による床置きヒータユニット８の床置きヒータファンモータ７の制御目標値がＯＦＦであり、かつ、その時の外気温度が所定温度Ｘ以下であるときはＯＦＦ状態に維持させるようにしたことで、足元の冷えすぎによる不快感を解消させることができるようになる。
以上、本発明の実施例を図面に基づき説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、実施例ではマイクロバスに本発明を適用した例を示したが、大型のバスやワゴン車等にも適用することができる。
例えば、実施例ではマイクロバスに本発明を適用した例を示したが、大型のバスやワゴン車等にも適用することができる。
１ 天井クーラ吸い込みグリル
２ 天井クーラユニット
３ 天井クーラエバポレータ
４ 天井クーラファンモータ
５ 天井クーラ吹き出しダクト
６ 天井クーラ吹き出しグリル
７ 床置きヒータファンモータ
８ 床置きヒータユニット
９ 床置きヒータコア
１０ 床置きエアコンユニット
１１ 床置きエアコンファンモータ
１２ 床置きエアコンエバポレータ
１３ 床置きエアコンエアミックスドア
１４ 床置きエアコンヒータコア
１５ 電磁弁
１６ 床置きエアコン吹き出しダクト
１６ａ 床置きエアコン吹き出しグリル
１７ フロントヒータコア
１８ フロントヒータエアミックスドア
１９ フロントヒータファンモータ
２０ フロントヒータユニット
２１ 天井クーラ吸い込み温度センサ（内気温度センサ）
２２ 天井クーラエバポレータ
２３ 床置きエアコンエバポレータ吹き出し温度センサ
２４ コンプレッサ
２５ コンデンサ
２６ コントロールパネル
２７ 目標温度設定器（目標室温設定手段）
２８ 外気温度センサ
２９ 日射センサ
３０ コントローラ（ファンモータ制御手段、冷房オート運転時制御手段、除湿運転制御手段）
３１ 温水管路
３２ 第１の冷媒管路
３３ 第２の冷媒管路
３４ 高圧ライン
２ 天井クーラユニット
３ 天井クーラエバポレータ
４ 天井クーラファンモータ
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２０ フロントヒータユニット
２１ 天井クーラ吸い込み温度センサ（内気温度センサ）
２２ 天井クーラエバポレータ
２３ 床置きエアコンエバポレータ吹き出し温度センサ
２４ コンプレッサ
２５ コンデンサ
２６ コントロールパネル
２７ 目標温度設定器（目標室温設定手段）
２８ 外気温度センサ
２９ 日射センサ
３０ コントローラ（ファンモータ制御手段、冷房オート運転時制御手段、除湿運転制御手段）
３１ 温水管路
３２ 第１の冷媒管路
３３ 第２の冷媒管路
３４ 高圧ライン
Claims (2)
- 天井に設けられたクーラユニットと、フロアに設けられたエアコンユニットおよびヒータユニットと、室温を検出する内気温度センサと、外気温度を検出する外気温度センサと、目標室温を設定する目標室温設定手段とを有し、
前記クーラユニットはエバポレータとファンモータと前記エバポレータの吹き出し温度を検出する吹き出し温度センサとが備えられ、
前記エアコンユニットは前記クーラユニットのエバポレータとコンプレッサおよびコンデンサを共通にするエバポレータと該エバポレータの吹き出し温度を検出するエバポレータ吹き出し温度センサと該エバポレータを通過した空気を暖めることにより前記エアコンユニットからの吹き出し温度を加温可能な加温手段と該加温手段を通過させる量の調整を行うエアミックスドアとファンモータとが備えられ、
前記ヒータユニットは該ヒータユニットからの吹き出し温度を加温可能なヒータコアとファンモータとが備えられ、
前記エアコンユニットのエバポレータの冷房能力より前記クーラユニットのエバポレータの冷房能力が大に設定され、
前記内気温度センサと外気温度センサを含む各種温度センサからの検出値および前記目標室温設定手段で設定された目標室温設定値に基づいて前記ファンモータの制御目標値となる前記ファンモータに対する印加電圧を演算する制御目標値演算手段と、該制御目標値演算手段による演算結果に基づいて前記ファンモータ回転制御を行うファンモータ制御手段と、前記クーラユニットのエバポレータ吹き出し温度で前記コンプレッサをＯＮ・ＯＦＦ制御するコンプレッサ制御手段と、を有する冷房オート運転時制御手段と、除湿運転時制御手段とが備えられ、
前記除湿運転制御手段は除湿運転への切り替えがなされると前記冷房オート運転時制御手段による演算結果に対し、前記エアコンユニットのファンモータ制御目標値および前記クーラユニットのファンモータ制御目標値を室温を低下させる方向へレベルアップさせ、前記ヒータユニットのファンモータ制御目標値を室温を上げる方向へレベルアップさせ、前記コンプレッサを前記エアコンユニットのエバポレータ吹き出し温度でＯＮ・ＯＦＦ制御させると共にその時の設定温度を前記コンプレッサ制御手段による冷房オート運転時における設定温度より低めに設定するように構成されていることを特徴とする車両用空調システム。 - 請求項１記載の車両用空調システムにおいて、除湿運転への切り替えがなされた際に、前記冷房オート運転時制御手段によるヒータユニットのファンモータの制御目標値がＯＦＦであり、かつ、その時の外気温度が所定温度以下であるときは前記ヒータユニットのファンモータをＯＦＦ状態に維持させるように構成されていることを特徴とする車両用空調システム。
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