JP4587591B2 - 車両用空調機の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調機の制御装置に関し、特に、日射量に応じて自動的に吹き出し温度を調節するように構成された車両用空調機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用自動制御式空調機においては、日射センサによる日射検出量に基づいて吹き出し温度の自動補正が行われることが一般的である。
【０００３】
他方、乗員に対する太陽のふく射熱は、窓から射し込む日射により身体に直接伝達される直達日射成分と、車室内の空気を介して伝達される車体負荷日射成分との２通りの経路で伝達される。直達日射成分は、主に上半身に熱を与え、その伝熱率は太陽の方位並びに仰角に大きく影響される（図２参照）。そして車体負荷日射成分は、全身に熱を与え、太陽方位の影響をさほど受けず、仰角の影響のみを受ける（図３参照）。なお、図２並びに図３は、左側前席に対する太陽の位置を横軸上に表しており、０度は正面前方から、−９０度は車体中心に対して左方から、＋９０度は車体中心に対して右方から、１８０度は後方からの日射をそれぞれ表している。特に図２のグラフから、太陽が比較的高い位置（仰角６０度）にあるときは、自席の側に太陽がある時のサイドウィンドウからの日射で伝熱量がピークとなり、太陽が比較的低い位置（仰角３０度）にあるときは、自席の反対側に太陽がある時のフロントウィンドウからの日射で伝熱量がピークとなることが分かる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来は、単に日射センサが受ける日射量に応じて目標吹き出し温度を補正しているにとどまり、太陽と車両との位置関係や吹き出し口の位置などに応じて日射補正値を加減しているわけではないため、例えば、太陽と車両との位置関係が、乗員の身体は日射を受けないが日射センサは日射を受ける状況にあると、日射センサが受けた日射量に応じた日射補正が加わってしまっていた。
【０００５】
つまり、従来の車両用空調機の制御装置によると、太陽の位置の違いにより、乗員が受ける日射熱と空調機の制御量とが必ずしも一致するものとはならず、例えば、日射が当たっている上半身が快適となるように温度を設定すると、日射が当たらない下半身に吹き付ける冷気が過剰となってしまったり、運転席には日射が当たっているが助手席は日陰になっているような状況では、両者を共にちょうど良い温度に調節することができなくなってしまうなど、乗員、乗客全員の快適性を十分に満足させる温度制御を行うことはできなかった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、快適性をより一層高めることができるように改良された車両用空調機の制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を果たすために、本願請求項１の発明においては、内気センサ（６）の検出値、外気センサ（７）の検出値、および設定温度（４・５）などから目標吹き出し温度を演算すると共に、日射センサ（２）で検出した日射量に基づく日射補正係数で前記目標吹き出し温度を補正するようにしてなる車両用空調機の制御装置において、上下および左右に配設された吹き出し口と、該上下左右の吹き出し口の温度を個別に調節可能な温度調節手段（９ａ〜９ｄ）とを備え、上側の吹き出し温度は太陽の位置に応じた左右別々の補正値（１１Ｌ・１１Ｒ）で制御し、下側の吹き出し温度は太陽の方位に関わらず左右共通の補正値（１２）で制御する構成とすることとした。
【０００８】
このようにすれば、いかなる状況にあっても空調機の吹き出し温度を最適化することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に基づき構成された空調機の制御装置のブロック図である。本発明による制御装置は、ＧＰＳシステム１と、ＧＰＳシステム１から得られた太陽と車両との位置関係に基づいて日射センサ２の出力を補正する日射補正量演算手段３と、右席温度設定器４、左席温度設定器５、内気温センサ６、外気温センサ７の各出力に基づいて目標吹き出し温度を演算する目標吹き出し温度演算手段８とからなり、冷気と暖気とを混合するエアミックスダンパからなる温度調節手段９ａ〜９ｄを備え、左右各席の上下に配設された吹き出し口への送風を適宜に切り替えるための吹き出し口切り替え手段１０の制御を行うものである。なお、温度調節手段９ａ〜９ｄ並びに吹き出し口切り替え手段１０については、周知の機構を適用し得るので、その構造についての説明は省略する。
【００１５】
まず、ＧＰＳシステム１により、現時点における太陽と車両との位置関係、つまり車体中心に対する日射の方向と仰角とを把握し、この太陽と車両との位置関係に基づいて日射センサ２の検出値の補正を行う。
【００１６】
日射補正量演算手段３には、右席並びに左席のそれぞれに対する直達日射補正量マップ１１Ｌ・１１Ｒと、車室内全体としての車体負荷日射補正量マップ１２とが格納してある。これらの補正量マップ１１Ｌ・１１Ｒ・１２は、図２並びに図３に示した伝熱特性線図に対応しており、直達日射補正量マップ１１Ｌ・１１Ｒに関しては、左席用と右席用とは互いに対称形である。例えば、図２に示した通り、高仰角位置でかつ自席の側に太陽がある時、並びに低仰角位置でかつ自席の反対側に太陽がある時に上半身に対する伝熱量がピークとなっているので、このような時は、日射センサ２からの基準値に対する補正量が多目にされる。そして車体負荷日射補正量マップ１２は、図３に示した通り方位角の影響が小さく、太陽の位置が高いほどガラスからの総入熱で室温が上昇する傾向にあることから、仰角のみに基づいてその補正量が設定されている。
【００１７】
これらの補正値に基づいて左席上・下、右席上・下の各吹き出し口の吹き出し温度目標値を算出し、各吹き出し口に対応する温度調節手段９ａ〜９ｄを個々に制御する。
【００１８】
上下の吹き出し口の基本的な吹き出し温度目標値は、下式の通りである。
Ｔaovnt＝Ｆ（Ｔam，Ｔset，Ｔr）−（Ｋ1＋Ｋ2）×Ｔsun
Ｔaoft＝Ｆ（Ｔam，Ｔset，Ｔr）−Ｋ2×Ｔsun
但し、Ｔaovnt：上側吹き出し口の目標吹き出し温度
Ｔaoft：下側吹き出し口の目標吹き出し温度
Ｔam ：外気センサ温度
Ｔset ：設定温度
Ｔr ：内気センサ温度
Ｋ1 ：直達日射補正係数
Ｋ2 ：車体負荷日射補正係数
Ｔsun ：日射センサの出力
【００１９】
上側と下側との吹き出し口の切り替えを吹き出し口切り替え手段１０で行えるようにされた空調機においては、上側の吹き出し温度は、直達日射補正係数と車体負荷日射補正係数との合計値（Ｋ1＋Ｋ2）で制御し，下側の吹き出し温度は、車体負荷日射補正係数（Ｋ2）のみで制御することにより、太陽の位置に応じた車内温度のより一層の最適化を実現できる。
【００２０】
また、上下の吹き出し温度を個々に独立制御可能な空調機で上下の吹き出し口から同時に吹き出す場合（バイレベル）は、上側の吹き出し温度は直達日射補正係数（Ｋ1）のみで制御し、下側の吹き出し温度は車体負荷日射補正係数（Ｋ2）のみで制御するようにすると良い。
【００２１】
さらに、上下左右の吹き出し口の吹き出し温度を個々に独立制御できる空調機においては、上側の吹き出し温度は、太陽の位置（方位角及び仰角）に応じて左右別々の直達日射補正係数を用いて制御し、下側の吹き出し温度は、左右共通の車体負荷日射補正係数（太陽方位角に関わらない一定値を仰角に応じて持ち替える）を用いて制御するようにすると良い。
【００２２】
なお、本発明は、ＧＰＳシステム１からの日射の方位および仰角情報によらず、日射方位および仰角情報を直接出力し得る３Ｄ日射センサ１５を適用させることもできるし（図４参照）、また、日射の方位および仰角に応じて補正された出力が得られるような指向性を持たせた日射センサ１６・１７を適用させることもできる（図５参照）。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、身体に直接当たる日射成分についての補正を行う直達日射補正係数と、車内温度を上昇させる日射成分についての補正を行う車体負荷日射補正係数との２種類の日射補正係数を用意し、乗員に日射が直接当たる場合と、乗員が車両の陰になる場合とで異なる日射補正を行うこととしたので、いかなる状況にあっても空調機の吹き出し温度を最適化することが可能となり、車内環境のより一層の快適化を達成する上に多大な効果を奏することができる。
【００２４】
特に、乗員に日射が直接当たり上半身が過度に暑くなる場合には、上側の吹き出し温度は直達日射補正係数で日射補正を行い、日射が直接には当たりにくい下半身に対する下側の吹き出し温度は車体負荷日射係数で日射補正を行うことにより、上半身、下半身共に丁度良い吹き出し温度に調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の全体ブロック図
【図２】直達日射成分の特性グラフ
【図３】車体負荷日射成分の特性グラフ
【図４】別の実施形態の全体ブロック図
【図５】さらに別の実施形態の全体ブロック図
【符号の説明】
１ ＧＰＳシステム
２ 日射センサ
３ 日射補正値演算手段
４ 右席温度設定器
５ 左席温度設定器
６ 内気温センサ
７ 外気温センサ
８ 目標温度演算手段
９ 温度調節手段
１０ 吹き出し口切り替え手段
１１ 直達日射補正量マップ
１２ 車体負荷日射補正量マップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調機の制御装置に関し、特に、日射量に応じて自動的に吹き出し温度を調節するように構成された車両用空調機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用自動制御式空調機においては、日射センサによる日射検出量に基づいて吹き出し温度の自動補正が行われることが一般的である。
【０００３】
他方、乗員に対する太陽のふく射熱は、窓から射し込む日射により身体に直接伝達される直達日射成分と、車室内の空気を介して伝達される車体負荷日射成分との２通りの経路で伝達される。直達日射成分は、主に上半身に熱を与え、その伝熱率は太陽の方位並びに仰角に大きく影響される（図２参照）。そして車体負荷日射成分は、全身に熱を与え、太陽方位の影響をさほど受けず、仰角の影響のみを受ける（図３参照）。なお、図２並びに図３は、左側前席に対する太陽の位置を横軸上に表しており、０度は正面前方から、−９０度は車体中心に対して左方から、＋９０度は車体中心に対して右方から、１８０度は後方からの日射をそれぞれ表している。特に図２のグラフから、太陽が比較的高い位置（仰角６０度）にあるときは、自席の側に太陽がある時のサイドウィンドウからの日射で伝熱量がピークとなり、太陽が比較的低い位置（仰角３０度）にあるときは、自席の反対側に太陽がある時のフロントウィンドウからの日射で伝熱量がピークとなることが分かる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来は、単に日射センサが受ける日射量に応じて目標吹き出し温度を補正しているにとどまり、太陽と車両との位置関係や吹き出し口の位置などに応じて日射補正値を加減しているわけではないため、例えば、太陽と車両との位置関係が、乗員の身体は日射を受けないが日射センサは日射を受ける状況にあると、日射センサが受けた日射量に応じた日射補正が加わってしまっていた。
【０００５】
つまり、従来の車両用空調機の制御装置によると、太陽の位置の違いにより、乗員が受ける日射熱と空調機の制御量とが必ずしも一致するものとはならず、例えば、日射が当たっている上半身が快適となるように温度を設定すると、日射が当たらない下半身に吹き付ける冷気が過剰となってしまったり、運転席には日射が当たっているが助手席は日陰になっているような状況では、両者を共にちょうど良い温度に調節することができなくなってしまうなど、乗員、乗客全員の快適性を十分に満足させる温度制御を行うことはできなかった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、快適性をより一層高めることができるように改良された車両用空調機の制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を果たすために、本願請求項１の発明においては、内気センサ（６）の検出値、外気センサ（７）の検出値、および設定温度（４・５）などから目標吹き出し温度を演算すると共に、日射センサ（２）で検出した日射量に基づく日射補正係数で前記目標吹き出し温度を補正するようにしてなる車両用空調機の制御装置において、上下および左右に配設された吹き出し口と、該上下左右の吹き出し口の温度を個別に調節可能な温度調節手段（９ａ〜９ｄ）とを備え、上側の吹き出し温度は太陽の位置に応じた左右別々の補正値（１１Ｌ・１１Ｒ）で制御し、下側の吹き出し温度は太陽の方位に関わらず左右共通の補正値（１２）で制御する構成とすることとした。
【０００８】
このようにすれば、いかなる状況にあっても空調機の吹き出し温度を最適化することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に基づき構成された空調機の制御装置のブロック図である。本発明による制御装置は、ＧＰＳシステム１と、ＧＰＳシステム１から得られた太陽と車両との位置関係に基づいて日射センサ２の出力を補正する日射補正量演算手段３と、右席温度設定器４、左席温度設定器５、内気温センサ６、外気温センサ７の各出力に基づいて目標吹き出し温度を演算する目標吹き出し温度演算手段８とからなり、冷気と暖気とを混合するエアミックスダンパからなる温度調節手段９ａ〜９ｄを備え、左右各席の上下に配設された吹き出し口への送風を適宜に切り替えるための吹き出し口切り替え手段１０の制御を行うものである。なお、温度調節手段９ａ〜９ｄ並びに吹き出し口切り替え手段１０については、周知の機構を適用し得るので、その構造についての説明は省略する。
【００１５】
まず、ＧＰＳシステム１により、現時点における太陽と車両との位置関係、つまり車体中心に対する日射の方向と仰角とを把握し、この太陽と車両との位置関係に基づいて日射センサ２の検出値の補正を行う。
【００１６】
日射補正量演算手段３には、右席並びに左席のそれぞれに対する直達日射補正量マップ１１Ｌ・１１Ｒと、車室内全体としての車体負荷日射補正量マップ１２とが格納してある。これらの補正量マップ１１Ｌ・１１Ｒ・１２は、図２並びに図３に示した伝熱特性線図に対応しており、直達日射補正量マップ１１Ｌ・１１Ｒに関しては、左席用と右席用とは互いに対称形である。例えば、図２に示した通り、高仰角位置でかつ自席の側に太陽がある時、並びに低仰角位置でかつ自席の反対側に太陽がある時に上半身に対する伝熱量がピークとなっているので、このような時は、日射センサ２からの基準値に対する補正量が多目にされる。そして車体負荷日射補正量マップ１２は、図３に示した通り方位角の影響が小さく、太陽の位置が高いほどガラスからの総入熱で室温が上昇する傾向にあることから、仰角のみに基づいてその補正量が設定されている。
【００１７】
これらの補正値に基づいて左席上・下、右席上・下の各吹き出し口の吹き出し温度目標値を算出し、各吹き出し口に対応する温度調節手段９ａ〜９ｄを個々に制御する。
【００１８】
上下の吹き出し口の基本的な吹き出し温度目標値は、下式の通りである。
Ｔaovnt＝Ｆ（Ｔam，Ｔset，Ｔr）−（Ｋ1＋Ｋ2）×Ｔsun
Ｔaoft＝Ｆ（Ｔam，Ｔset，Ｔr）−Ｋ2×Ｔsun
但し、Ｔaovnt：上側吹き出し口の目標吹き出し温度
Ｔaoft：下側吹き出し口の目標吹き出し温度
Ｔam ：外気センサ温度
Ｔset ：設定温度
Ｔr ：内気センサ温度
Ｋ1 ：直達日射補正係数
Ｋ2 ：車体負荷日射補正係数
Ｔsun ：日射センサの出力
【００１９】
上側と下側との吹き出し口の切り替えを吹き出し口切り替え手段１０で行えるようにされた空調機においては、上側の吹き出し温度は、直達日射補正係数と車体負荷日射補正係数との合計値（Ｋ1＋Ｋ2）で制御し，下側の吹き出し温度は、車体負荷日射補正係数（Ｋ2）のみで制御することにより、太陽の位置に応じた車内温度のより一層の最適化を実現できる。
【００２０】
また、上下の吹き出し温度を個々に独立制御可能な空調機で上下の吹き出し口から同時に吹き出す場合（バイレベル）は、上側の吹き出し温度は直達日射補正係数（Ｋ1）のみで制御し、下側の吹き出し温度は車体負荷日射補正係数（Ｋ2）のみで制御するようにすると良い。
【００２１】
さらに、上下左右の吹き出し口の吹き出し温度を個々に独立制御できる空調機においては、上側の吹き出し温度は、太陽の位置（方位角及び仰角）に応じて左右別々の直達日射補正係数を用いて制御し、下側の吹き出し温度は、左右共通の車体負荷日射補正係数（太陽方位角に関わらない一定値を仰角に応じて持ち替える）を用いて制御するようにすると良い。
【００２２】
なお、本発明は、ＧＰＳシステム１からの日射の方位および仰角情報によらず、日射方位および仰角情報を直接出力し得る３Ｄ日射センサ１５を適用させることもできるし（図４参照）、また、日射の方位および仰角に応じて補正された出力が得られるような指向性を持たせた日射センサ１６・１７を適用させることもできる（図５参照）。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、身体に直接当たる日射成分についての補正を行う直達日射補正係数と、車内温度を上昇させる日射成分についての補正を行う車体負荷日射補正係数との２種類の日射補正係数を用意し、乗員に日射が直接当たる場合と、乗員が車両の陰になる場合とで異なる日射補正を行うこととしたので、いかなる状況にあっても空調機の吹き出し温度を最適化することが可能となり、車内環境のより一層の快適化を達成する上に多大な効果を奏することができる。
【００２４】
特に、乗員に日射が直接当たり上半身が過度に暑くなる場合には、上側の吹き出し温度は直達日射補正係数で日射補正を行い、日射が直接には当たりにくい下半身に対する下側の吹き出し温度は車体負荷日射係数で日射補正を行うことにより、上半身、下半身共に丁度良い吹き出し温度に調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の全体ブロック図
【図２】直達日射成分の特性グラフ
【図３】車体負荷日射成分の特性グラフ
【図４】別の実施形態の全体ブロック図
【図５】さらに別の実施形態の全体ブロック図
【符号の説明】
１ ＧＰＳシステム
２ 日射センサ
３ 日射補正値演算手段
４ 右席温度設定器
５ 左席温度設定器
６ 内気温センサ
７ 外気温センサ
８ 目標温度演算手段
９ 温度調節手段
１０ 吹き出し口切り替え手段
１１ 直達日射補正量マップ
１２ 車体負荷日射補正量マップ
Claims (1)
- 内気センサの検出値、外気センサの検出値、および設定温度などから目標吹き出し温度を演算すると共に、日射センサで検出した日射量に基づく日射補正係数で前記目標吹き出し温度を補正するようにしてなる車両用空調機の制御装置であって、
上下および左右に配設された吹き出し口と、該上下左右の吹き出し口の温度を個別に調節可能な温度調節手段とを備え、
上側の吹き出し温度は太陽の位置に応じた左右別々の補正値で制御し、下側の吹き出し温度は太陽の方位に関わらず左右共通の補正値で制御することを特徴とする車両用空調機の制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001100660A JP4587591B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 車両用空調機の制御装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001100660A JP4587591B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 車両用空調機の制御装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP2002293125A5 JP2002293125A5 (ja) | 2008-03-21 |
| JP4587591B2 true JP4587591B2 (ja) | 2010-11-24 |
Family
ID=18954084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001100660A Expired - Fee Related JP4587591B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 車両用空調機の制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP4587591B2 (ja) |
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| KR100665052B1 (ko) * | 2003-09-03 | 2007-01-04 | 한라공조주식회사 | 차량용 공조장치의 제어방법 |
| KR100875706B1 (ko) | 2006-08-02 | 2008-12-23 | 한국델파이주식회사 | 외기 온도를 이용한 일사량 보정 시스템 |
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