JP5569425B2 - 車両用空調装置 - Google Patents
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Description
運転席の在席の有無を判定し運転席のみに乗員が在席していることを判定する運転席在席判定手段(S32、S42)と、運転席側の空調状態が暖房運転か否かを判定する暖房運転判定手段(S33、S44)と、運転席在席判定手段(S32、S42)が運転席のみに乗員が在席していると判定し、かつ暖房運転判定手段(S33、S44)が暖房運転と判定しているときに、吹出温度調整機構(15、16)を制御し、助手席側の吹出温度を運転席側の吹出温度よりも低くするように制御して運転席優先暖房を行なう制御手段(10)とを備え、
更に、助手席側にシートを暖房するシート空調手段(100)が備えられており、制御手段(10)は、助手席側の吹出温度を運転席側の吹出温度よりも低くするように吹出温度調整機構(15、16)を制御する助手席側の暖房目標値と運転席側の暖房目標値を設定する手段を備え、シート空調手段(100)が作動しているときに、シート空調手段(100)が作動していないときに比べ助手席側の暖房目標値をあらかじめ定めた量だけ冷温側に下げることを特徴としている。
手席側フェイス吹出口(31a、31b)、または、デフロスタ吹出口(20a、20b)の開閉を吹出口開閉機構(24、34、35)で調整するから、窓曇りをより確実に避けながら、車両全体の暖房熱量を低減し、車両の燃費向上を実現させることが出来る。
以下、本発明の第1実施形態について図1乃至図7を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態に係るオートエアコンシステムの全体構成を示す模式図である。また、図2は、インストルメントパネルの正面図である。
また、その冷房用熱交換器41の空気下流側には、第1、第2空気通路11、12を通過する空気を、エンジンの冷却水(温水)と熱交換して加熱する、加熱手段としての暖房用熱交換器(ヒータコアとも言う)42が設けられている。
まず、エアコンECU10内部のマイクロコンピュータに内蔵されたデータ処理用メモリの記憶内容などの初期化を行う。
次に、各種データをデータ処理用メモリに読み込む。即ち、図1、図2のエアコン操作パネル51上の各種操作スイッチからのスイッチ信号や、各種センサからのセンサ信号を入力する。特に、内気温センサ71が検出する内気温Tr、外気温センサ72が検出する外気温Tam、日射センサ73が検出する日射量Ts、冷房用熱交換器後センサ74が検出する冷房用熱交換器後温度Te、冷却水温センサ75が検出する冷却水温Twを入力する。
次に、上記の入力データを記憶している演算式に代入して、運転席側の目標吹出温度DrTAO、および助手席側の目標吹出温度PaTAOを演算し、その運転席側および助手席側の目標吹出温度DrTAO、PaTAOと外気温Tamから、目標冷房用熱交換器後温度TEOを演算する。
尚、Tsetは、各席の温度設定レバーにて設定された設定温度、Trは内気温センサ71にて検出された内気温度、Tamは外気温センサ72にて検出された外気温度、Tsは日射センサ73にて検出された日射量である。また、Kset、KR、KAMおよびKSはゲインで、Cは補正用の定数である。
次に、ステップS3で求めた運転席側および助手席側の目標吹出温度DrTAO、PaTAOに基づいてブロワ風量、すなわちブロワモータ9に印加するブロワ制御電圧VAを演算する。上記のブロワ制御電圧VAは、運転席側および助手席側の目標吹出温度DrTAO、PaTAOにそれぞれ適合したブロワ制御電圧VA(Dr)、VA(Pa)を、予め定めた特性パターンに基づいて求めるとともに、それらのブロワ制御電圧VA(Dr)、VA(Pa)を平均化処理することにより得ている。
次に、ステップS3で求めた運転席側および助手席側の目標吹出温度DrTAO、PaTAOと上記の入力データとを、メモリに記憶されている演算式に代入して、運転席側吹出温度調整ドア15の吹出温度調整ドア開度DrSW(%)、および助手席側吹出温度調整ドア16の吹出温度調整ドア開度PaSW(%)を演算する。
ここで、TAOは目標吹出温度、Twは冷却水温、Teは冷却された空気温度(後述する実施形態中では冷房用熱交換器後温度としている)であり、目標ダンパ開度SWが大きい程、空調空気温度は高くなる。
次に、ステップS3で求めた運転席側および助手席側の目標吹出温度DrTAO、PaTAOに基づき、車室内へ取り込む空気流の吸込モード、つまり外気導入か内気循環かを決定する。
次に、ステップS3で求めた運転席側および助手席側の目標吹出温度DrTAO、PaTAOと冷房用熱交換器後センサ74が検出する実際の冷房用熱交換器後流温度Teとが一致するように、フィードバック制御(PI制御)にてコンプレッサを目標吐出量とするための制御電流値を決定する。
次に、ステップS4で決定されたブロワ制御電流VAとなるように、ブロワ駆動回路8に制御信号を出力する。
次に、ステップS5で決定された吹出温度調整ドア開度DrSW、PaSWとなるように、サーボモータ17、18に制御信号を出力する。
次に、ステップS6で決定された吸込モードとなるように、サーボモータ5に制御信号を出力する。
次に、ステップS7で決定されたソレノイド電流(制御電流:In)をコンプレッサに付設された電磁式容量制御弁の電磁ソレノイドに出力する。その後にステップS2の制御処理に戻る。なお、マニュアル設定時には、その操作設定値に従って図4の制御プログラムが実行される。
以上のように、上記第1実施形態では、内気または外気から導入した空気を内部の暖房用熱交換器42(図1)により空調風に変換して吹出口から車両の乗員が着座する車室内に吹出す空調ユニット1を供え、車室内の運転席側の吹出温度調整機構15及び助手席側の吹出温度調整機構16を空調ユニット1内に独立に備えている。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、以降の各実施形態においては、上述した第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成および特徴について説明する。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。この実施形態では、更に窓曇り判定手段を備える。この窓曇り判定手段は、窓が曇って運転に支障が出る程度を検出できるものであれば何でもよく、例えば、フロントガラスの表面に湿度検出センサを設置し窓曇りを判定しても良い。また、日射量、外気温、内気温、車速、目標吹出温度、ブロワ風量、吹出口モードのいずれかの値を用いて窓曇り状態を判定したり補正したりしても良い。
(数式3)RH=αV+β
但し、Vは湿度センサ部47の出力値、αは制御係数、βは定数である。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。図13は第4実施形態における暖房用熱交換器部分の空調ユニットの構成を示す模式構成図である。
次に、本発明の第5実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。上記第1実施形態では、図5のマップに示したように外気温の変化に対応して1席優先モード制御時の目標吹出温度(優先時目標吹出温度)を設定したが、この第5実施形態においては、運転席側の目標吹出温度DrTAOに対応して優先時目標吹出温度を設定したものである。
次に、本発明の第6実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。図15は第6実施形態における1席優先モード制御に使用するマップであり、第1実施形態の図3のステップS35相当の1席優先モード制御に使用する。
次に、本発明の第7実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。この第7実施形態の車両用空調装置は、シート空調装置を併用したものである。シート空調装置には種々のものがあり、運転席のシート内にPCTヒータや電熱線を組み込んだものから、ペルチェ素子により加熱された空調風を多孔質シートから吹出すものまであるが、いずれのシート空調装置を使用してもよく、要は少なくとも助手席を補助的に暖房できるものであればよい。
次に、本発明の第8実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。この第8実施形態の車両用空調装置は、車速の変化及び日射量の変化に応じて補正前温度調整ドア開度SWoを補正するようにしたものである。
このように、第8実施形態においては、車両の車速または車室内への日射量に応じて、車速が高くなるほど助手席側の吹出温度が高くなるように、または、日射量が多くなるほど助手席側の吹出温度が低くなるように補正して1席優先モード制御による暖房を行なう。
次に、本発明の第9実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。この第9実施形態の車両用空調装置は、左右独立温度コントロール手段に加え、上下独立温度コントロール手段を備えた空調ユニットを持つ車両用空調装置に適用される。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。よって、以下に、その他の実施形態を第1例から第14例まで説明する。第1例においては、例えば、上述の実施形態では、1席優先スイッチ65を操作して手動で暖房条件モードのときに1席優先モード制御を実行しているが、乗員の存否を検出するのに、シートに配された着座センサを用いて、運転者しか在席していないことを検出し、このときに、自動で暖房条件モードのときの1席優先モード制御を実行してもよい。
2 空調ダクト(通風路)
3 内外気切替ドア(吸込部)
6 内気導入口
10 エアコンECU(制御手段)
11、12 第1、第2空気通路
15 運転席側吹出温度調整ドア(運転席側吹出温度調整機構)
15U 運転席上側吹出温度調整ドア
15D 運転席下側吹出温度調整ドア
16 助手席側吹出温度調整ドア(助手席側吹出温度調整機構)
16U 助手席上側吹出温度調整ドア
16D 助手席下側吹出温度調整ドア
20、20a、20b デフロスタ吹出口
20a 運転席側デフロスタ吹出口
20b 助手席側デフロスタ吹出口
21a、21b 運転席側フェイス吹出口
23a 運転席側フット吹出口
23b 運転席側後席フット吹出口
24、34、35 ドア機構
27 運転席側膝向け吹出口
31a、31b 助手席側フェイス吹出口
31c 助手席フェイス開閉機構
33a 助手席側フット吹出口
33b 助手席側後席フット吹出口
40 左右上下独立温度コントロール手段
40a 左上独立温度コントロール手段
40b 右上独立温度コントロール手段
40c 左下独立温度コントロール手段
40d 右下独立温度コントロール手段
41 冷房用熱交換器
41a 運転席側冷房用熱交換器
41b 助手席側冷房用熱交換器
41aU、41bU、41aD、41bD 各吹出口にいたる空調ダクト部分に設置された冷房用熱交換器の部分
42 暖房用熱交換器
42a 運転席側暖房用熱交換器
42b 助手席側暖房用熱交換器
42aU、42bU、42aD、42bD 各吹出口にいたる空調ダクト部分に設置された暖房用熱交換器の部分
45a、45b 流量調整弁
49 窓温度センサ
65 1席優先スイッチ
71 内気温検出手段としての内気温センサ
72 外気温検出手段としての外気温センサ
73 日射検出手段としての日射センサ
74 冷房用熱交換器後温度センサ
75 加熱温度検出手段としての冷却水温センサ
76 湿度検出手段としての湿度検出センサ
77 着座センサ
100 シート空調装置
101、102 補正手段
DEF デフロスタモード
DrSW 運転席側吹出温度調整ドア開度
DrTAO 運転席側の目標吹出温度
DrTAOP 運転席側の1席優先目標吹出温度
F/D フットデフモード
Ls 基準線
PaSW 助手席側吹出温度調整ドア開度
PaTAO 助手席側の目標吹出温度
PaTAOP 助手席側の1席優先目標吹出温度
S32 運転席在席判定手段
S33 暖房運転判定手段
S35 1席優先モード制御
SW 吹出温度調整ドア開度
SWo 補正前温度調整ドア開度
SWTs 日射量補正値
SWVs 車速補正値
Td 運転席側の吹出温度
Te 冷房用熱交換器後温度
TEO 目標冷房用熱交換器後温度
Tp 助手席側の吹出温度
Claims (13)
- 内気または外気から導入した空気を内部の暖房用熱交換器(42)により空調風に変換して車両の乗員が着座する車室内に吹出口から吹出す空調ユニット(1)を備え、前記車室内の運転席側の吹出温度調整機構(15)及び助手席側の吹出温度調整機構(16)を前記空調ユニット(1)内に独立に備えた車両用空調装置であって、
運転席の在席の有無を判定し運転席のみに乗員が在席していることを判定する運転席在席判定手段(S32、S42)と、前記運転席側の空調状態が暖房運転か否かを判定する暖房運転判定手段(S33、S44)と、前記運転席在席判定手段(S32、S42)が前記運転席のみに前記乗員が在席していると判定し、かつ前記暖房運転判定手段(S33、S44)が暖房運転と判定しているときに、前記吹出温度調整機構(15、16)を制御し、前記助手席側の吹出温度を前記運転席側の吹出温度よりも低くするように制御して運転席優先暖房を行なう制御手段(10)と、を備え、
更に、前記助手席側にシートを暖房するシート空調手段(100)が備えられており、前記制御手段(10)は、前記助手席側の吹出温度を前記運転席側の吹出温度よりも低くするように前記吹出温度調整機構(15、16)を制御する前記助手席側の暖房目標値と前記運転席側の暖房目標値を設定する手段を備え、前記シート空調手段(100)が作動しているときに、前記シート空調手段(100)が作動していないときに比べ前記助手席側の前記暖房目標値をあらかじめ定めた量だけ冷温側に下げることを特徴とする車両用空調装置。 - 更に、前記吹出温度調整機構(15、16)は、暖房用熱交換器(42)を通過する風量と通過しない風量を温風吹出温度調整ドアにより制御する機構からなり、前記温風吹出温度調整ドアは運転席側温風吹出温度調整ドア(15)と助手席側温風吹出温度調整ドア(16)とから成ることを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。
- 更に、前記空調ユニット(1)は内外気2層ユニットから成り、外気を前記空調ユニット(1)内に導入する外気導入時は前記空調ユニット(1)から吹出す空調風が流れる領域を前記車室内の上層部だけとし、内気を前記空調ユニット内に導入する内気導入時は前記空調ユニット(1)から吹出す空調風が流れる領域を前記車室内の前記乗員の足元が位置する前記車室内の下層部だけとすることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用空調装置。
- 更に、前記空調ユニット(1)は、前記吹出口を成し、助手席側乗員の顔面方向に前記空調風を吹出す助手席側フェイス吹出口(31a、31b)または前記車室内の窓に前記空調風を吹出すデフロスタ吹出口(20a、20b)の開閉が可能な吹出口開閉機構(24、34、35)、及び前記車両の窓曇りの状態を演算する窓曇り演算手段(S45)を備え、前記暖房運転判定手段(S44)が暖房運転と判定した場合に、前記吹出温度調整機構(15、16)を制御し、前記助手席側の吹出温度を前記運転席側の吹出温度よりも低くするように制御しながら、前記窓曇り演算手段(S45)が演算した窓曇りの状態に応じて、前記助手席側フェイス吹出口(31a、31b)、または、前記デフロスタ吹出口(20a、20b)の開閉を前記吹出口開閉機構(24、34、35)で調整する前記制御手段(10)を備えることを特徴する請求項1ないし3のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
- 更に、前記空調ユニット(1)は、前記車室内の乗員の足元に空調風を吹出すフット吹出口(23a、23b、33a、33b)と、運転席側に着座した運転者の膝部分に前記空調風を吹出す膝向け吹出口(27)を備え、前記運転席のみに前記乗員が在席していると判定し、かつ前記暖房運転判定手段(S33、S44)が暖房運転と判定しているときに、前記吹出温度調整機構(15、16)を制御し、前記助手席側の吹出温度を前記運転席側の吹出温度よりも低くするように制御するとともに、前記運転者の膝部分に前記膝向け吹出口(27)から前記空調風を吹出すことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
- 前記暖房用熱交換器(42)は、前記運転席側と前記助手席側で夫々独立した運転席側暖房用熱交換器(42a)と助手席側暖房用熱交換器(42b)から成り、前記運転席側暖房用熱交換器(42a)と前記助手席側暖房用熱交換器(42b)を通過する温水流量を制御する温水流量制御手段(45a、45b)を備え、前記運転席のみに前記乗員が在席していると判定し、かつ前記暖房運転判定手段(S33、S44)が暖房運転と判定しているときに、前記助手席側の吹出温度を前記運転席側の吹出温度よりも低くするように、前記吹出温度調整機構を成す前記温水流量制御手段(45a、45b)を制御することを特徴する請求項1ないし5のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
- 前記空調ユニット(1)は、前記吹出口として前記車室内の乗員の足元に前記空調風を吹出すフット吹出口(23a、23b、33a、33b)と前記車室内の乗員の顔面に前記空調風を吹出すフェイス吹出口(21a、21b、31a、31b)とを備え、前記暖房運転判定手段(S33、S44)が暖房運転と判定するのは、前記フット吹出口(23a、23b、33a、33b)から前記空調風が吹出されるモードの場合、及び前記フット吹出口(23a、23b、33a、33b)と前記フェイス吹出口(21a、21b、31a、31b)の両方から前記空調風が吹出されるモードの場合のうちいずれか一方のモードのときであることを特徴する請求項1ないし3のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
- 更に、前記車両外部の外気温を検出する手段(72)を備え、前記外気温が低くなるにつれて前記助手席側の前記吹出温度が高くなるように、助手席側温度調整機構(16)を前記制御手段(10)が制御することを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
- 前記制御手段(10)は、少なくとも前記乗員が設定した設定温度に基づいて目標吹出温度を演算する目標吹出温度演算手段(S3)を有し、演算された目標吹出温度に基づいて前記吹出温度調整機構(15、16)を制御しており、前記運転席在席判定手段(S32、S42)が前記運転席のみに前記乗員が在席していると判定し、かつ前記暖房運転判定手段(S33、S44)が暖房運転と判定しているときに、前記助手席側の吹出温度と前記運転席側の吹出温度との格差が、前記目標吹出温度が低くなるにつれて拡大するように、前記吹出温度調整機構(15、16)を制御することを特徴とする請求項1ないし8のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
- 前記車両の車速または前記車室内への日射量に応じて、前記車速が高くなるほど前記助手席側の吹出温度が高くなるように、または、前記日射量が多くなるほど前記助手席側の吹出温度が低くなるように補正する補正手段(101)を備えることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
- 前記助手席側の吹出温度調整機構(16)は、前記助手席側の上側の吹出温度を調整する助手席上側の吹出温度調整機構(16U)、前記助手席側の下側の吹出温度を調整する助手席下側の吹出温度調整機構(16D)を備え、
前記制御手段(10)は、前記助手席側の吹出温度を前記運転席側の吹出温度よりも低くするように制御するときに、前記助手席下側の吹出温度調整機構(16D)を、前記助手席上側の吹出温度調整機構(16U)よりも、クール側に設定し、かつ、前記助手席下側の吹出温度を前記運転席側の吹出温度よりも低くして前記運転席優先暖房を行なうことを特徴とする請求項1または2に記載の車両用空調装置。 - 前記制御手段(10)は、前記助手席側の吹出温度を前記運転席側の吹出温度よりも低くするように制御するときに、前記助手席上側のフェイス吹出口(31a、31b)を閉じることを特徴とする請求項11に記載の車両用空調装置。
- 前記窓曇り演算手段(S45)が窓曇りの危険があると判定したときは、前記制御手段(10)は、前記助手席側フェイス吹出口(31a、31b)、または、前記デフロスタ吹出口(20a、20b)を前記吹出口開閉機構(24、34、35)で開き、前記運転席優先暖房を行なわない通常制御を行い、
前記窓曇り演算手段(S45)が窓曇りの危険が無いと判定したときは、前記制御手段(10)は、前記助手席側フェイス吹出口(31a、31b)、または、前記デフロスタ吹出口(20a、20b)を前記吹出口開閉機構(24、34、35)で閉じ、前記運転席優先暖房を行なうことを特徴する請求項4に記載の車両用空調装置。
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