JP3414098B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エバポレータ下流
の空気温度に基づいてエアミックスドア開度を制御する
車両用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンプレッサやエバポレータなどから成
る圧縮冷凍サイクルを搭載する車両用空調装置では、ブ
ロアファンによって送られる空調風とエバポレータ内を
流れる冷媒との熱交換を行って空調風を冷却し、冷却さ
れた空調風をヒータコアでリヒートして車室内に送風す
る。空調風のリヒート量、すなわちヒータコアを通過す
る風量はエアミックスドアにより調節され、このエアミ
ックスドアはエバポレータの下流の空気温度（吸込み温
度）に基づいてその開度が制御される（例えば、日産自
動車新型車解説書 Ｙ３２−１ １９９１年６月）。具
体的なエアミックスドア開度制御方法としては次の２つ
がある。 （１）コンプレッサの作動／停止に拘らず常に吸込み温
度センサ（インテークセンサ）の検出温度そのものをエ
アミックスドア開度制御パラメータとして用いる。 （２）エアコンスイッチがオフ（コンプレッサ停止）の
ときにはインテークセンサの検出温度そのものを、エア
コンスイッチがオン（コンプレッサ作動または停止）の
ときにはセンサ出力に拘らず一定の吸込み温度（例え
ば、３℃）を上記開度制御用パラメータとして用いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、（１）
の方式ではエアミックスドアの駆動頻度が高くなり、エ
アミックスドアアクチュエータの耐久性に問題がある。
例えばコンプレッサは、条件によっては短時間のうちに
作動／停止を繰返し、その都度吸込み温度が大きく変化
するため、センサ検出値そのものを用いてエアミックス
ドア開度制御を行うと、コンプレッサ作動／停止のたび
にエアミックスドアが駆動され、エアミックスドアアク
チュエータの寿命が短くなる。一方、（２）の方式で
は、エアコンスイッチオン時に車両走行状態や熱負荷の
変化により吸込み温度が変化しても、一定の吸込み温度
でエアミックスドアの開度制御が行われるため、車室内
への吹出温度が不所望に変化して乗員に違和感を与える
ことがある。

【０００４】本発明の目的は、エアミックスドアアクチ
ュエータの耐久性を向上させ、かつ吹出温度の不所望な
変化を防止した車両用空調装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明に係る車両用空調装置は、コンプレ
ッサによって圧送される冷媒と空調風との熱交換を行っ
て空調風を冷却するエバポレータと、冷却された空調風
のヒータ通過量を調節するエアミックスドアと、エバポ
レータに関する温度を検出するセンサと、逐次出力され
るセンサの検出値に所定の時間遅れ処理を施し、乗員に
よるコンプレッサ停止操作が行われると、少なくとも所
定時間はコンプレッサ停止操作前よりも時間遅れの度合
いを低下させるセンサ値処理手段と、センサ値処理手段
の出力に基づいてエアミックスドアを制御するエアミッ
クスドア制御手段とを具備する。このように本発明で
は、センサの検出値そのものではなく、検出値に所定の
時間遅れ処理を施した値に基づいてエアミックスドアが
制御される。請求項２の発明は、室内温度とその目標温
度との格差が所定値以上と判断されるときには、上記格
差が所定値未満と判断されるときよりも時間遅れの度合
いを低下させるようにしたものである。請求項３の発明
は、センサの検出温度が所定値以上のときに室内温度と
その目標温度との格差が所定値以上と判断するようにし
たものである。請求項４の発明は、センサの検出値に基
づいてコンプレッサの作動／非作動を制御するコンプレ
ッサ制御手段を更に備えたものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１〜図５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
の空調サイクルおよび制御系を示す図である。コンプレ
ッサ１にて圧送される冷媒は、不図示のコンデンサ、リ
キッドタンクおよび膨張弁を介して空調ダクト１０内の
エバポレータ２に導かれ、エバポレータ２内を流通して
コンプレッサ１に戻る。不図示のブロアファンによって
送風される空調風は、エバポレータ２を通過する際に冷
媒と熱交換を行って冷却され、冷却された空調風はエア
ミックスドア３およびヒータコア４を通過して車室内に
吹き出される。エアミックスドア３は、ヒータコア４を
通過する空気量と、ヒータコア４を通過しない空気量と
の割合を調節するもので、これにより車室内への吹出温
度が制御される。

【０００７】５はエバポレータ２の下流の空気温度（吸
込み温度）Ｔintを検出するインテークセンサであり、
その検出温度Ｔintは制御回路２１に入力される。制御
回路２１にはまた、外気温センサ，室内温度センサおよ
び日射センサなどから成るセンサ群２２の各検出出力や
乗員によって設定される設定温度などが入力され、これ
らの入力値に基づいてエアミックスドアアクチュエータ
２３によりエアミックスドア３の開度、すなわち吹出温
度を調節する。その際、特に吸込み温度Ｔintに関して
は、後述するようにセンサ検出値を一次遅れフィルタに
かけて用いる。

【０００８】インテークセンサ５によって検出される吸
込み温度Ｔintはサーモアンプ２４にも入力され、手動
のエアコンスイッチ（不図示）がオンしているとき、サ
ーモアンプ２４はそのセンサ検出値Ｔintそのものを用
いてコンプレッサ１の作動／停止を制御し、エバポレー
タ２の凍結を防止する。なお、エアコンスイッチがオン
からオフしたときにはコンプレッサ１は停止される。

【０００９】次に、図２および図３のフローチャートに
基づいて制御回路２１による空調制御の詳細手順を説明
する。図２はメインのフローチャートであり、ステップ
Ｓ１では種々の演算に用いる変数などの初期設定を行
い、ステップＳ２ではセンサ群２２やインテークセンサ
５の検出値を入力する。ステップＳ３〜Ｓ６では、それ
ぞれ所定の演算式に基づいて外気温センサ，室内温度セ
ンサ，インテークセンサ５および日射センサの出力値を
処理し、これらを目標エアミックスドア開度などの演算
に用いるパラメータとして記憶する。ステップＳ５のイ
ンテークセンサ値処理については後で詳述する。

【００１０】ステップＳ７では乗員によって設定された
設定温度を補正し、ステップＳ８では上述した各センサ
処理値および設定温度補正値に基づいてエアミックスド
ア開度を演算するとともに、演算された開度となるよう
エアミックスドアアクチュエータ２３を介してエアミッ
クスドア３を制御する。ステップＳ９〜Ｓ１２では、吹
出口制御，ブロアファン風量制御，コンプレッサ制御お
よび吸込み口制御をそれぞれ行い、その後ステップＳ２
に戻って上述の処理を繰返す。

【００１１】図３は上記ステップＳ５のインテークセン
サ値処理の詳細を示すフローチャートである。ステップ
Ｓ５１ではイグニションオンの直後か否かを判定し、否
定されるとステップＳ５２に進み、肯定されるとステッ
プＳ５８で変数Ｔintc(t)にインテークセンサ５の出力
値（吸込み温度検出値）Ｔintを格納する。このＴintc
(t)は、本制御で求めるべき吸込み温度処理値に相当
し、ここでは最初の制御であるのでその値を現在の吸込
み温度検出値Ｔintに設定する。

【００１２】ステップＳ５２では現在の吸込み温度検出
値Ｔintが１０℃以上か否かを判定し、ステップＳ５３
はエアコンスイッチがオンか否かを判定する。Ｔint＜
１０℃でかつエアコンスイッチオンと判定されると、ス
テップＳ５４に進んで変数ｔｉを「３０sec」に設定
し、一方、Ｔint≧１０℃あるいはエアコンスイッチオ
フと判定されるとステップＳ５５に進んで変数ｔｉを
「３sec」に設定する。このｔｉはステップＳ５６の一
次遅れ演算式に用いる時定数に相当するものであり、条
件によってその値を変える理由については後述する。

【００１３】ステップＳ５６では、次式により吸込み温
度処理値Ｔintc(t)を演算する。

【数１】 Ｔintc(t)＝（Δｔ／ｔｉ）（Ｔint−Ｔintc(t-1)）−Ｔintc(t-1) ただし、 Ｔint：吸込み温度検出値 Ｔintc(t-1)：前回の吸込み温度処理値 Δｔ：刻み時間（例えば、０．３秒） ｔｉ：時定数 上式は吸込み温度検出値Ｔintに対する一時遅れフィル
タに相当し、ＴintとＴintc(t)との関係は例えば図４
（ａ）に示す如くなる。

【００１４】ステップＳ５７では、ステップＳ５６ある
いはＳ５８で演算したＴintc(t)をエアミックスドア開
度制御用のパラメータＴINTとして設定し、その後、図
２の処理にリターンする。

【００１５】以上のように本実施の形態では、インテー
クセンサ５によって検出された吸込み温度検出値Ｔint
を一時遅れフィルタにかけて処理し、その処理値Ｔintc
(t)をエアミックスドア制御用のパラメータとして用い
ているので、検出値Ｔintそのものを用いる場合と比べ
てエアミックスドア３の駆動頻度が低減する。以下、こ
の作用について具体的に説明する。

【００１６】エアコンスイッチがオンしているときに
は、サーモアンプ２４によりコンプレッサ１の作動／非
作動が制御されるが、このコンプレッサ１の作動／非作
動が繰返されると、実際の吸込み温度すなわち吸込み温
度検出値Ｔintは図４（ａ）に実線で示す如く変化す
る。仮にこのＴintそのものを用いてエアミックスドア
開度制御を行った場合には、図４（ｂ）にＸ1で示すよ
うにエアミックスドア開度が変化し、エアミックスドア
３の駆動頻度が高くなる。

【００１７】一方、Ｔintを一次遅れフィルタにかけて
出力される吸込み温度処理値Ｔintc(t)は、図４（ａ）
に破線で示す如く変化し、これを用いてエアミックスド
ア開度制御を行った合には、図４（ｂ）にＸ2で示すよ
うにエアミックスドア開度は殆ど変化しない。すなわち
制御回路２１では、吸込み温度の入力値に対してある程
度の不感帯が設けられており、Ｔintc(t)の変化はほぼ
この不感帯内に納まるようになっているので、エアミッ
クスドア３はほぼ一定の位置に保持される。したがっ
て、検出値Ｔintそのものを用いる場合と比べてエアミ
ックスドアアクチュエータ２３の耐久性の向上が図れ
る。上記不感帯の温度幅は、エアミックスドア３が駆動
されなくても吹出温度が大幅に変化しない範囲に定めら
れているので、上記制御を行っても乗員に吹出温度変化
による不快感を与えることはない。また、夏場のように
車両熱負荷が高いときにはＴintc(t)が不感帯を越えて
変化するが、このときにはエアミックスドア３が駆動さ
れることにより吹出温度の大幅な変化を防止する。

【００１８】さらに本実施の形態では、吸込み温度検出
値Ｔintが１０℃以上のときは、空調装置を作動した直
後でまだ室内温度とその目標値との間の格差が大きい
（空調状態が安定していない）と判断し、一次遅れフィ
ルタの時定数ｔｉを安定時よりも小さくする。これによ
りフィルタによる遅れの度合いが小さくなり、Ｔintc
(t)はＴintの変化により近い状態で変化するので、室内
温度をその目標値に迅速に近づけることができる。

【００１９】また、空調状態が安定していてもエアコン
スイッチがオフされた場合、すなわち乗員の意志によっ
てコンプレッサが停止された場合にも一次遅れフィルタ
の時定数ｔｉが小さくされる。この場合、Ｔintは図５
に実線で示すように上昇するが、仮に時定数ｔｉが大き
いままだと一点鎖線で示すようにＴintc(t)が緩慢に変
化するので、エアミックスドア３の応答遅れが大きくな
り、乗員が望む温度に達するまでに時間がかかる。時定
数ｔｉを小さくすれば、Ｔintc(t)は破線で示すように
よりＴintに近い状態で変化するから、乗員が望む温度
に迅速に近づけることができる。

【００２０】以上の実施の形態の構成において、制御回
路２１がセンサ値処理手段を、制御回路２１およびエア
ミックスドアアクチュエータ２３がエアミックスドア制
御手段を、サーモアンプ２４がコンプレッサ制御手段を
それぞれ構成する。またエアコンスイッチのオンからオ
フが乗員によるコンプレッサ停止指令に相当する。

【００２１】なお、時間遅れフィルタの演算式は実施の
形態に限定されない。また、エバポレータに関する温度
は上記吸込み温度に限定されず、例えばエバポレータの
表面温度などであってもよい。さらに以上では、吸込み
温度検出値Ｔintが所定温度未満のときに空調状態がま
だ安定していないと判断したが、これは例えば目標エア
ミックスドア開度などからも判断できる。また、エアコ
ンスイッチがオフされているときには常に時定数ｔｉを
小さくするようにしたが、エアコンスイッチがオフされ
てから所定時間だけｔｉを小さくし、所定時間経過後、
つまりＴintが安定した後にｔｉを元に戻すようにして
もよい。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、エバポレータに関する
温度を検出するセンサの検出値に所定の時間遅れ処理を
施した値に基づいてエアミックスドアを制御するように
したので、センサ出力値そのものを用いてエアミックス
ドア制御を行う場合と比べてエアミックスドアの駆動頻
度を低くでき、エアミックスドアアクチュエータの耐久
性の向上に寄与する。また、一定の吸込み温度で制御を
行う場合と比べて吹出温度の不所望な変化が抑制され、
乗員に違和感を与えることがなくなる。さらに乗員によ
るコンプレッサ停止操作が行われると、少なくとも所定
時間はコンプレッサ停止操作前よりも時間遅れの度合い
を低下させるようにしたので、乗員が望む温度に迅速に
近づけることができる。室内温度とその目標温度との格
差が所定値以上と判断されるときには、その格差が所定
値未満と判断されるときよりも時間遅れの度合いを低下
させるようにすれば、室内温度を目標値に迅速に近づけ
ることができる。

【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
構成を示す図。

【図２】空調制御の手順を示すメインのフローチャー
ト。

【図３】インテークセンサ値処理の詳細を示すフローチ
ャート。

【図４】吸込み温度ＴintおよびＴintc(t)の時間的変
化、およびエアミックスドア開度の時間的変化を示す
図。

【図５】エアコンスイッチがオフされた場合のＴintお
よびＴintc(t)の時間的変化を示す図。

【符号の説明】

１ コンプレッサ ２ エバポレータ ３ エアミックスドア ４ ヒータコア ５ インテークセンサ １０ 空調ダクト ２１ 制御回路 ２２ センサ群 ２３ エアミックスドアアクチュエータ ２４ サーモアンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−174013（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−193916（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−15216（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−98607（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−99720（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−228127（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−15868（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−343308（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/00 103 B60H 1/00 101 B60H 1/00 102

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンプレッサによって圧送される冷媒と
   空調風との熱交換を行って空調風を冷却するエバポレー
   タと、 前記冷却された空調風のヒータ通過量を調節するエアミ
   ックスドアと、 前記エバポレータに関する温度を検出するセンサと、 逐次出力される前記センサの検出値に所定の時間遅れ処
   理を施し、乗員によるコンプレッサ停止操作が行われる
   と、少なくとも所定時間はコンプレッサ停止操作前より
   も前記時間遅れの度合いを低下させるセンサ値処理手段
   と、 前記センサ値処理手段の出力に基づいて前記エアミック
   スドアを制御するエアミックスドア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. 【請求項２】 前記センサ値処理手段は、室内温度とそ
   の目標温度との格差が所定値以上と判断されるときに
   は、前記格差が所定値未満と判断されるときよりも前記
   時間遅れの度合いを低下させ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. 【請求項３】 前記センサ値処理手段は、前記センサの
   検出温度が所定値以上のときに前記室内温度とその目標
   温度との格差が所定値以上と判断す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. 【請求項４】 前記センサの検出値に基づいてコンプレ
   ッサの作動／非作動を制御するコンプレッサ制御手段を
   更に備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
   記載の車両用空調装置。