JP3169063B2

JP3169063B2 - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP3169063B2
Application number: JP20042897A
Authority: JP
Inventors: 祐次本田; 克彦寒川; 誠文川島; 知之加古
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 2001-05-21
Anticipated expiration: 2017-07-25
Also published as: JPH1142925A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用空調装置で
あって、特に外気の汚れに応じて内外気モードを自動的
に切り換えるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上述のような車両用空調装置とし
て、特開昭６０−１００７４９号公報に記載されている
ものがある。この従来装置では、外気の汚れを検出する
ガスセンサを車室外に設け、このガスセンサの検出信号
と、所定の判定レベルとを比較することで、外気が汚れ
ているか否かを判定し、外気が汚れていると判定される
と、内外気モードを内気モードに切り換えている。

【０００３】そして、従来装置では、外気の臭いに対す
る人間の感覚として、ゆっくりと外気の汚れが増加した
としても、それほど不快と感じずに、急激に外気の汚れ
が増加すると不快と感じることに着目し、ゆっくりと外
気の汚れが増加しているときには、上記判定レベルが、
このガスセンサの検出信号と所定の差ｄを持ちながら、
この検出信号に追従して増減するようにしている。

【０００４】また、上記従来装置では、上記判定レベル
の上限値および下限値を設けて、ガスセンサの検出信号
の変化にかかわらず、外気が汚れているのか清浄である
のかを設定している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来装置では、上記判定レベルの上限値を設けたとして
も、以下のような問題がある。例えば、外気が汚れたト
ンネル内を長時間を走行する結果、内気モードとなって
いる場合に、トンネル内の汚れが増加し続けると、上記
判定レベルはこれに追従して増加する。

【０００６】従って、トンネル内で、乗員が不快と感じ
る程度に、外気が汚れているにも係わらず、例えばトン
ネル内で出口近傍にさしかかって、ガスセンサの検出信
号が低下すると、外気モードに切り換わり、車室内に汚
れた外気が進入してしまい、乗員のフィーリングに合わ
ないうという問題がある。逆に、外気が清浄な所を走行
する結果、外気モードとなっている場合、わずかな外気
の汚れの変化でも、内気モードに切り換わり、乗員のフ
ィーリングに合わないという問題がある。

【０００７】そこで、本発明は、判定レベルをガスセン
サの検出信号に追従して変更するものにおいて、乗員の
フィーリングに合った判定レベルが設定できる車両用空
調装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、判定レベル（Ｌsm）の増減量を、汚れ信号（ＶDGS
）の増減量より小さい所定の範囲内に制限するように
なっていることを特徴としている。これにより、例え
ば、外気が汚れたトンネル内を長時間走行する結果、空
調ケース内に車室内空気を導入している場合に、トンネ
ル内の汚れが増加し続けると、上記判定レベルはこれに
追従して増加するが、その増加量は所定の範囲内に制限
されて、従来より小さくなる。

【０００９】これにより、例えばトンネル内で、乗員が
不快と感じる程度に外気が汚れているときに、汚れ信号
の多少の変化に対しても、内外気モードが切り換わるこ
とを抑制できる。この結果、乗員のフィーリングに合っ
た内外気自動制御を行うことができる。また、例えば外
気が清浄な所を走行する結果、空調ケース内に車室外空
気を導入している場合に、外気の汚れが低下し続ける
と、上記判定レベルはこれに追従して低下するが、その
増加量は所定の範囲内に制限されて、従来より小さくな
る。

【００１０】これにより、例えば外気が非常に清浄な所
で、汚れ信号の多少の変化に対しても、内外気モードが
切り換わることを抑制できる。この結果、乗員のフィー
リングに合った内外気自動制御を行うことができる。ま
た、請求項２記載の発明では、少なくとも予め設定され
た初期設定値（Ｌsml ）と、汚れ信号（ＶDGS ）との差
に基づいて、判定レベル（Ｌsm）を更新することを特徴
としている。

【００１１】これにより、車両用空調装置が車両に搭載
された初めて起動されたときから、外気の汚れに応じて
内外気自動制御を行うことができる。また、請求項３記
載の発明では、車両を走行可能とする起動信号が発生し
たときに、判定レベル（Ｌsm）を初期設定値（Ｌsml ）
とすることを特徴としている。

【００１２】これにより、環境条件に応じた判定レベル
の設定が可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態を図１ない
し図３に基づいて説明する。先ず本実施形態の全体構成
について図１を用いて説明する。車両用空調装置１は、
車室内への送風路をなす空調ケース２と、このケース２
内に空気を導入し車室内へ送風する送風機３と、冷却用
熱交換器であるエバポレータ４と、加熱用熱交換器であ
るヒータコア５と、エアコン制御装置（エアコンＥＣ
Ｕ）６とを備えている。

【００１４】空調ケース２の空気下流側部位には分岐ケ
ース２ａ〜２ｃが接続されている。このうち分岐ケース
２ａの先端は、車両の窓ガラス１０の内面に向けて空気
を吹き出すためのデフロスタ吹出口７に接続され、分岐
ケース２ｂの先端は、乗員の上半身に向けて空気を吹き
出すためのフェイス吹出口８に接続され、分岐ケース２
ｃの先端は、乗員の足元に向けて空気を吹き出すための
フット吹出口９に接続されている。

【００１５】各吹出口７〜９は、分岐ケース２ａ〜２ｃ
の上流開口部に設けられた吹出口切換ドア１１、１２に
よって開閉される。この吹出口切換ドア１１、１２は、
図示しないリンク機構を介して、図示しないサーボモー
タにて駆動される。これにより、本例では、車室内での
空調風の吹出部位を変更する周知の吹出モードが選択で
きるようになっている。なお、この吹出モードとして
は、フェイス吹出口８から空調風を吹き出すフェイスモ
ード、フェイス吹出口８とフット吹出口９の両方から空
調風を吹き出すバイレベルモード、フット吹出口９およ
びデフロスタ吹出口７の双方から空調風を吹き出すフッ
トモード等である。

【００１６】送風機３は、ブロワケース３ａ、遠心式フ
ァン３ｂ、およびその駆動手段としてのブロワモータ３
ｃよりなり、ブロワモータ３ｃへの印加電圧（ブロワ電
圧）に応じて空調風の送風量が決定される。ブロワケー
ス３ａの空気入口部には、空調ケース２内に車室内空気
（以下、内気）を導入するための２つの内気導入口１４
と、空調ケース２内に車室外空気（以下、外気）を導入
するための外気導入口１５とが形成された内外気切換箱
５０が接続されている。また、この外気導入口１５に
は、実際には車両のアッパーカウルに開口した図示しな
い外気取入口と図示しない外気導入ダクトにて接続され
ている。

【００１７】上記内外切換箱５０には、駆動手段として
サーボモータ１７によって駆動される２つの内外気切換
ドア１６が設けられており、この内外気切換ドア１６に
よって内気導入口１４から空調ケース２内へ導入される
内気導入風量、および外気導入口１５から空調ケース２
内に導入される外気導入風量とが制御される。本例で
は、内外気切換ドア１６にて内気導入口１４を開口して
外気導入口１５を閉塞することで、車室内空気を空調ケ
ース２内に導入する内気循環モード（以下、内気モー
ド）と、内外気切換ドア１６にて内気導入口１４を閉塞
して外気導入口１５を開口することで、空調ケース２内
に導入する外気導入モード（以下、外気モード）とが切
換可能となっている。

【００１８】エバポレータ４は、車両に搭載された冷凍
サイクル（図示しない）の蒸発器をなすもので、この冷
凍サイクルは、図示しない冷媒圧縮機、冷媒凝縮器、レ
シーバ、減圧装置、および上記エバポレータ４により構
成された周知のものである。エバポレータ４は、空調ケ
ース２内に配置されており、送風機３からの空気との熱
交換によって前記低温低圧冷媒を蒸発させることで、こ
の空気を冷却する。

【００１９】ヒータコア５は、空調ケース２内のうちエ
バポレータ４の空気下流側に配設され、エンジン冷却水
を熱源として空調ケース２内の空気を加熱する。ヒータ
コア５は、エバポレータ４からの冷風がヒータコア５を
バイパスするバイパス通路３０を形成するように、空調
ケース２内に配設されている。そして、前記冷風のう
ち、ヒータコア５を通過する空気量とバイパス通路３０
を通過する空気量との割合は、ヒータコア５の空気上流
側に設けられたエアミックスドア３１の位置によって調
節される。このエアミックスドア３１は、図示しないリ
ンク機構を介して、駆動手段であるサーボモータ３１に
よって駆動される。

【００２０】エアコン制御装置６は、空調制御に係わる
制御プログラムや各種演算式等が記憶されたマイクロコ
ンピュータの他に、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート、Ａ
／Ｄ変換器等（いずれも図示しない）を内蔵する周知の
もので、エアコン操作パネル３３から出力される操作信
号と、後述する各種センサからの検出信号とに基づい
て、上記各サーボモータ１７、３１と、ブロワモータ３
ｃを駆動するためのモータ駆動回路３４とへ制御信号を
出力する。

【００２１】上記各種センサとしては、車室内の温度を
検出する手段である内気温センサ３６、車室外の温度を
検出する手段である外気温センサ３７、車室内に照射さ
れる日射量を検出する手段である日射センサ３８、エバ
ポレータ４を通過した直後の空気温度を検出する手段で
ある蒸発器後センサ３９、ヒータコア５の外表面に取り
付けられ、エンジン冷却水温を検出する手段である水温
センサ４０が用いられる。なお、車速センサ４１は、周
知の電磁ピックアップ式の車輪速センサにて構成されて
いる。

【００２２】そして、本例では、上記各種センサとし
て、エアコン制御装置６に外気の汚れを検出する手段で
あるガスセンサ４２が接続されている。このガスセンサ
４２は、後述の内外気自動制御を行うためのものであ
り、図示しない車両エンジンルーム内に配置されてい
る。ガスセンサ４２は、本例では一酸化炭素（ＣＯ）や
炭化窒素（ＨＣ）等の有害ガスに反応する半導体素子
（例えば、ＳｉＯ₂）、およびこの半導体素子を加熱す
る電気ヒータを有する。そして、ガスセンサ４２は、本
発明における車室外の汚れに応じた汚れ信号を発する汚
れ信号発生手段を構成し、上記有害ガスの濃度（外気の
汚れ）が大きくなる程、出力値（出力電圧）ＶDGS が低
くなるように構成されている。

【００２３】エアコン操作パネル３３は、車室内のイン
ストルメントパネル（図示しない）に設けられ、車室内
の設定温度を設定する温度設定器（図示しない）や、乗
員の操作により周知の吹出モードを切り換える吹出モー
ド設定スイッチ（図示しない）が設けられている。ま
た、エアコン操作パネル３３には、乗員の操作にて内外
気モードを切り換える内外気スイッチ（図示しない）が
設けられている。

【００２４】そして、本例の車両用空調装置１は、エア
コン制御装置６により車室内の温度を上記温度設定器に
て設定された設定温度となるように、自動的に制御する
ようになっている。次に、本発明の要部である上記ガス
センサ４２による内外気自動制御について図２〜図７を
用いて説明する。

【００２５】車両のイグニッションスイッチがオンされ
て、エアコン制御装置６に電源が供給されると、先ずス
テップＳ１０にて、ガスセンサ４２のウォームアップを
行う。ここで、ウォームアップとは、上記電気ヒータに
て半導体素子を加熱し、反動体素子の反応速度を高める
ものである。そして、本例では、この加熱は約３０行わ
れ、この間は、内外気モードが内気モードとなる。

【００２６】そして、ウォームアップが終了すると、ス
テップＳ２０では、ガスセンサ４２にて有害ガスの濃度
（外気の汚れの大きさであり、以下、単に排気ガス濃
度）を検出するための基準値ＶCLR をセットする。ここ
で、ガスセンサ４２は、上記半導体素子によって検出精
度がばらつき、さらには湿度によって検出値が変動する
ため、ガス濃度を絶対値で検出することが困難である。
従って、本実施形態では上記基準値ＶCLR に対する変化
量で外気の汚れの大きさを検出する。また、上記基準値
ＶCLR は、ガスセンサ４２が検出する汚れの絶対値であ
る。

【００２７】そして、ステップＳ２０において、上記基
準値ＶCLR は、以下の数式１にて決定される。

【００２８】

【数１】基準値ＶCLR ←ｍａｘ（ＶCLR ，ＶDGS ）なお、ＶDGS はガスセンサ４２の実際に検出する汚れ
（絶対値）である。上記数式１にて示すように基準値Ｖ
CLR は、このフローチャートが実行されているときの最
も外気が清浄な場所における排気ガス濃度ＶDGS とな
る。

【００２９】次にステップＳ３０では、ステップＳ２０
にて読み込まれたガスセンサ４２お検出値である排気ガ
ス濃度ＶDGS を読み取る。さらにステップＳ４０、後述
の内外気自動制御の処理に使用される処理値Ｌｎを算出
する。この処理値Ｌｎは以下の数式２にて算出される。

【００３０】

【数２】処理値Ｌｎ＝ガス濃度ＶDGS ／基準値ＶCLR つまり、この数式２は、上述したように上記基準値ＶCL
R に対する変化量であって、外気の汚れ度合いに相当す
る。また、外気が汚染されて汚れの大きさが大きいと、
排気ガス濃度ＶDGS および処理値Ｌｎは小さくなる。こ
れにより、上記検出精度のばらつき、および湿度による
検出値の変動に係わらず、外気の汚れの大きさを算出す
ることができる。

【００３１】続いて、ステップＳ５０では、上記処理値
Ｌｎと比較される判定レベルＬｓｍを算出する。なお、
このステップＳ５０の内容については、後で詳しく説明
する。そして、ステップＳ６０では、上記処理値Ｌｎ
が、上記ステップＳ５０にて算出された判定レベルＬｓ
以下か否かを判定する。そして、上述したように外気が
汚染されて汚れが大きいと、排気ガス濃度ＶDGS は小さ
くなるため、上記処理値Ｌｎが判定レベルＬｓｍより小
さいときとは、外気の汚れが所定基準値より大きくて乗
員が不快感を感じるときである。そして、この場合、ス
テップＳ７０に進んで、内外気モードを内気モードとす
る。これにより、内外気モードが内気モード切り換わ
り、汚れた外気が車室内に進入することが防止され、乗
員に不快感を与えずに済む。

【００３２】一方、ステップＳ６０にて、上記処理値Ｌ
ｎが判定レベルＬｓｍより大きいときには、外気がそれ
ほど汚れておらず、汚れ度合いが所定基準値より小さく
乗員が不快感を感じないときであり、この場合はステッ
プ８０に進む。ステップＳ６４では、内外気モードを外
気モードとする。次に、上記ステップＳ５０の内容につ
いて説明する。

【００３３】上記判定レベルＬｓｍは、少なくとも予
め設定された初期設定値Ｌsml と、汚れ信号ＶDGS との
差に基づいて、更新されるようになっており、本例では
以下の数式３（一次遅れによる演算）にて算出される。

【００３４】

【数３】Ｌsm＝（Ｔ−１）／Ｔ＊Ｌsm（old ）＋〔（Ｖ
DGS −Ｌsml ）＊ｋ＋Ｌsml 〕／Ｔ〕但し、Ｔは時間遅れを設定する時定数、Ｌsm（old ）は
１制御周期前の判定レベル、Ｌsml は、予め上記制御装
置２０内に記憶された判定レベルの初期設定値、ｋは係
数である。

【００３５】この数式３の機能を説明すると、図示しな
い車両イグニッションスイッチがオンでエンジン起動
時、つまり車両を走行可能とする起動信号が発生された
とする。この場合は、Ｌsm（old ）は０であるため、判
定レベルＬsmは〔（ＶDGS −Ｌsml ）＊ｋ＋Ｌsml 〕／
Ｔ〕となる。従って、ＶDGS がＬsml より大きい場合
は、最新の判定レベルＬsmは、Ｌsml より小さくなり、
ＶDGS がＬsml より小さい場合は、最新の判定レベルＬ
smは、Ｌsml より大きくなる。

【００３６】これにより、汚れ信号であるＶDGS の増減
に追従して、判定レベルＬsmが増減して更新される。ま
た、このように初期設定値Ｌsml を数式３中に入れるこ
とで、エンジン起動時から外気の汚れに応じて上述した
内外気自動制御を行うことにより、走行する環境条件に
応じた判定レベルの設定が可能となる。そして、本例で
は、上記係数ｋによって、判定レベルＬsmの増減量は、
ＶDGSの増減量より小さい所定の範囲内に制限される。
なお、（ＶDGS −Ｌsml ）×ｋが増減量制限手段に相当
する。つまり、係数ｋは、０＜ｋ＜１とする必要（本例
では０．７）があり、本発明者らの検討によると、この
係数ｋが１以上であると、上記従来装置のように汚れ信
号ＶDGS に対して判定レベルが追従しすぎて、上述のよ
うな問題が発生する。

【００３７】そこで、本例では、係数ｋを１より小さい
０．７という値に設定しているため、判定レベルＬsmの
増減量は、ＶDGS の増減量より小さい所定の範囲内に制
限することで、上記問題を解決できることが、本発明者
の検討によると分かった。この係数ｋの違いによる判定
レベルＬsmの変化を図３に示すと、ｋ＝１の場合では、
判定レベルＬsmは、汚れ信号ＶDGS の変化と同じように
変化するのであるが、ｋ＝０．７であると、判定レベル
Ｌsmの増減量は、ＶDGS の増減量より小さくなる。

【００３８】従って、例えば、外気が汚れたトンネル内
を長時間走行する結果、内外気モードが内気モードであ
る場合に、トンネル内の汚れが増加し続けると、上記判
定レベルＬsmはこれに追従して増加するが、その増加量
は係数ｋにより所定の範囲内に制限されることで小さ
い。これにより、トンネル内で、乗員が不快と感じる程
度に、外気が汚れているときに、外気の汚れの多少の変
化に対しても、内外気モードが切り換わることを抑制で
きる。この結果、乗員のフィーリングに合った内外気自
動制御を行うことができる。

【００３９】また、例えば外気が清浄な所を走行する結
果、内外気モードが外気モードである場合に、外気の汚
れが低下し続けると、上記判定レベルＬsmはこれに追従
して低下するが、その増加量は係数ｋにより所定の範囲
内に制限されることで、従来より小さくなる。これによ
り、例えば外気が非常に清浄な所で、外気の汚れの多少
の変化に対しても、内外気モードが切り換わることを抑
制できる。この結果、乗員のフィーリングに合った内外
気自動制御を行うことができる。

【００４０】なお、図３中、ＶDGS の変化を表す線に対
して、判定レベルＬsmの変化を表す線が、時間遅れとな
っているが、これは、上記時定数Ｔによって遅れている
ものである。（変形例）上記実施形態では、内外気切換ドア１６とし
て板状の板ドアにて構成したが、ロータリー式のドアで
あっても良いし、フィルム状の部材にて構成しても良
い。

【００４１】また、上記各実施形態では、排気ガス濃度
の変化率である処理値Ｌｎと、判定レベルＬsmとの比較
にて、外気が汚れているか否かを判定を行ったが、例え
ばＶDGS と判定レベルＬsmとを比較するようにしても良
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における車両用空調装置の全
体構成図である。

【図２】上記実施形態における車両用空調装置の制御内
容を表すフローチャートである。

【図３】上記実施形態における判定レベルＬsmの変化更
新を表すものである。

【符号の説明】

２…空調ケース、６…エアコンＥＣＵ、４２…ガスセン
サ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川島誠文愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者加古知之愛知県豊田市トヨタ町１丁目１番地トヨタ自動車株式会社内 (56)参考文献特開平５−294133（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/00 103

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車室内への送風路をなす空調ケース
（２）と、前記車室外空気の汚れに応じた汚れ信号を発する汚れ信
号発生手段（４２）と、前記汚れ信号（ＶDGS ）と所定の判定レベル（Ｌsm）と
に基づいて、車室外空気が汚れているか否かを判定する
判定手段（Ｓ６０）とを有し、前記判定手段（Ｓ６０）にて車室外空気が汚れていると
判定されると、前記空調ケース（２）内に車室内空気を
導入し、前記判定手段（Ｓ６０）にて車室外空気が清浄
であると判定されると、前記空調ケース（２）内に車室
外空気を導入する内外気自動制御を行うようになってお
り、さらに前記汚れ信号（ＶDGS ）の増減に追従して、前記
判定レベル（Ｌsm）を増減して更新するようになってい
る車両用空調装置であって、前記判定レベル（Ｌsm）の増減量を、前記汚れ信号（Ｖ
DGS ）の増減量より小さい所定の範囲内に制限するよう
になっていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】少なくとも予め設定された初期設定値
（Ｌsml ）と、前記汚れ信号（ＶDGS ）との差に基づい
て、前記判定レベル（Ｌsm）を更新することを特徴とす
る請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項３】車両を走行可能とする起動信号が発生し
たときに、前記判定レベル（Ｌsm）を前記初期設定値
（Ｌsml ）とすることを特徴とする請求項２記載の車両
用空調装置。