(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内に送風する送風手段と、車室内に送風される空気の温度を調整する吹出温度調整手段と、この吹出温度調整手段及び前記送風手段を制御することにより車室内への吹出温度及び送風量を制御する制御部とを備えた車両用空調制御装置において、
前記制御部は、外気温と、設定温度と内気温度との偏差とにより基本風量を決定し、該基本風量と日射を考慮した補正風量とにより目標風量を算出し、外気温により風量制限値を算出し、前記目標風量が該風量制限値を超えていないか判断し、超えていない場合には前記目標風量を採用し、超えている場合には前記風量制限値を採用して前記送風量を制限すると共に、これを補償するように前記吹出温度を基準よりも高め又は低めに設定することを特徴とした車両用空調制御装置。
【請求項２】
前記目標風量が前記風量制限値を超えていないかの判断は、前記設定温度と内気温度との偏差が一定未満の場合に行い、該偏差が一定以上の場合には前記判断をすることなく前記目標風量を採用することを特徴とした請求項１記載の車両用空調制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調制御装置に係り、特に、風量の最大値を制限することにより送風手段が発する騒音の抑制を図った車両用空調制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
乗員は車室内の暑さ又は寒さを感じ、これが最適な温度に調整されることを望んで冷房又は暖房を作動させる。従って、冷房又は暖房は速やかに行われることが望ましい。このため、冷房又は暖房の作動直後には、風量を最大に設定して冷風又は温風を吹き出させる制御が一般的である。しかし、風量を大きくする場合、吹出風量に伴ってブロアファンの騒音が大きくなることが知られている。このブロアファンの騒音は乗員に不快感を与えるため、一定の条件を満たすまで最大風量での空調を行ったのちブロアファンの騒音低減を重視して風量の上限値を制限する制御が考えられてきた。このような従来例として、特開昭５７−１０４４０６号公報、特開昭５９−４０９１８号公報、特開平１−２８９７１２号公報及び特開平１−１５３３１７号公報等がある。
【０００３】
特開昭５７−１０４４０６号公報では、空調開始から一定時間後に風量の上限値を制限する。特開昭５９−４０９１８号公報では、車室内の全熱負荷に応じて風量の上限値を制限する。特開平１−２８９７１２号公報では、車室内上部の温度が適当な温度に制御されると風量の上限値を制限する。特開平１−１５３３１７号公報では、車室内の騒音に応じて風量の上限値を制御する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例は、速やかな温調を重視するか、ブロアファンの騒音低減を重視するか、いずれか一方を主とし他方を従とする制御にすぎなかった。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、特に、ブロアファンの騒音低減を図りながら同時に速やかな温調を促進することのできる車両用空調制御装置を提供することを、その目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、車室内に送風する送風手段と、車室内に送風される空気の温度を調整する吹出温度調整手段とを備えている。また、この吹出温度調整手段及び送風手段を制御することにより車室内への吹出温度及び送風量を制御する制御部を有する。そして、制御部は、外気温と、設定温度と内気温度との偏差とにより基本風量を決定し、該基本風量と日射を考慮した補正風量とにより目標風量を算出し、外気温により風量制限値を算出し、前記目標風量が該風量制限値を超えていないか判断し、超えていない場合には前記目標風量を採用し、超えている場合には前記風量制限値を採用して前記送風量を制限すると共に、これを補償するように吹出温度を基準よりも高め又は低めに設定する、という構成を採っている。これにより、前述した目的を達成しようとするものである。本発明では、例えば冷房制御が行われている場合、送風手段による騒音抑制のため送風量が制限されると、これを補償するように吹出温度が基準よりも幾分低く設定される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１乃至図７に基づいて説明する。図１は、本実施形態における車両用空調制御装置のブロック図である。制御部５には、外気温検出手段１、内気温検出手段２、日射検出手段３、及び温度設定手段４が接続されている。また、記憶部６が接続されている。更に、送風手段７、吹出温度調節手段８、吹出口選択手段９、及び導入口選択手段１０が接続されている。
【０００８】
これを更に詳述すると、外気温検出手段１は、車外の温度を検出するものである。サーミスタ等のセンサでも良いし、内気温検出手段等の他の要素の出力から外気温を推定する手段であっても良い。内気温検出手段２は、車内の温度を検出するものである。サーミスタ等のセンサでも良いし、外気温検出手段等の他の要素の出力から内気温を推定する手段であっても良い。日射検出手段３は、車内への日射量を検出するもので、従来一般的な日射センサを採用することができる。温度設定手段４は、乗員が車内の希望温度を設定するものであり、ロータリースイッチ等を採用することができる。制御部５は、予め準備されたプログラムの実行により処理を行うマイコンと、制御対象を駆動するための従来一般的な駆動手段とを含んでいる。記憶部６には、ＲＡＭやＲＯＭが好適であり、制御部５が実行するプログラムや処理に必要なパラメータが格納される。送風手段７は、例えばブロアファンである。吹出温度調節手段８には、エバポレータ、コンプレッサ、ヒータ、エアミックスダンパ等の従来一般的な温度調節要素が含まれる。吹出口選択手段９には、例えばベントモード、バイレベルモード、ヒートモード等の吹出モードを切替可能なダンパ及びそのアクチュエータが含まれる。導入口選択手段１０には、内気導入と外気導入とを切替可能なダンパ及びそのアクチュエータが含まれる。
【０００９】
次に、本実施形態の動作を説明する。図２は、制御部５が行う空調制御のフローチャートである。制御部５は、イグニッションがオンされると（Ｉｇ  ＯＮ）、図２の処理を開始する。まず、必要な初期設定を行う（Ｓ１）。次に、外気温検出手段１から外気温Ｔａを、内気温検出手段２から内気温ＴＲを、日射検出手段３から日射量Ｓを、及び温度設定手段４から設定温度Ｔｓを取得し、これらのパラメータを記憶部６に格納する（Ｓ２）。続いて、車内への送風量を決定する（Ｓ３）。続いて、車内への吹出温度を決定する（Ｓ４）。続いて、車内への吹出口を決定する（Ｓ５）。吹出口の決定は、例えば次の方法により行うことができる。吹出温度をＴＢＬＷとして、ＴＢＬＷ＜Ｔ１ならばベント吹き出し、Ｔ１≦ＴＢＬＷ＜Ｔ２ならばバイレベル吹き出し、Ｔ２≦ＴＢＬＷならばヒート吹き出しを選択するように制御しても良い。ここで、Ｔ１、Ｔ２は所定のしきい値である。次に、外気導入による空調を行うか内気循環による空調を行うかを決定する（Ｓ６）。導入口の決定は、例えば次の方法により行うことができる。外気温をＴａとして、Ｔａ＜Ｔ３ならば外気導入、Ｔ３≦Ｔａならば内気循環を選択するように制御しても良い。ここまでの処理が終了したら、制御部５は次の駆動制御を行う（Ｓ７）。決定された風量に応じて送風手段７を駆動する。決定された吹出温度に応じて吹出温度調節手段８を駆動する。決定された吹出口に応じて吹出口選択手段９を駆動する。決定された導入口に応じて導入口選択手段１０を駆動する。
【００１０】
次に、Ｓ３で示した風量の決定処理を図３のフローチャートに基づいて詳述する。風量の決定処理を実行する段になると、制御部５は、次式（１）に基づいて目標風量ＦＡＮを算出する（Ｓ３１）。
【００１１】
ＦＡＮ＝ｆ１（Ｔｓ，Ｔａ，ＴＲ）＋ｆ２（Ｓ）  ・・・（１）
【００１２】
ここで、ｆ１（）は基本風量を示す関数である。例えば、図５に示す特性を有する関数として定義することができる。上述したように、Ｔｓは設定温度、Ｔａは外気温、ＴＲは内気温である。それぞれ記憶部６から読み出した値が用いられる。また、ｆ２（）は日射を考慮した補正風量を示す関数である。例えば、図６に示す特性を有する関数として定義することができる。上述したようにＳは日射量であり、記憶部６から読み出した値が用いられる。なお、図５及び図６において、縦軸は送風手段７の最大送風能力を１００％としたパーセント表示になっている。図５では、ｆ１はＴａに比例する。かつ、ｆ１は｜Ｔｓ−ＴＲ｜に比例する。比例係数は正側と負側とで異なっていても良い。ただし、ｆ１が１００％を超えることはない。また、図６では、ｆ２はＳに比例する。ただし、ｆ２が２５％を超えることはない。
【００１３】
続いて、制御部５は、風量制限値ＦＡＮＬＩＴを次式（２）に基づいて算出する（Ｓ３２）。
【００１４】
ＦＡＮＬＩＴ＝ｆ３（Ｔａ）  ・・・（２）
【００１５】
ここで、ｆ３（）は、例えば図７に示す特性を有する関数として定義することができる。上述したように、Ｔａは外気温であり、記憶部６から読み出した値が用いられる。なお、図７において、縦軸は送風手段７の最大送風能力を１００％としたパーセント表示になっている。図７では、ｆ３は約１０℃＜Ｔａ＜２０℃の範囲で極小値６０％を採っている。また、負側の最大値は１００％、正側の最大値はおよそ９０％である。その間では線形変化する特性に設定されている。
【００１６】
続いて、制御部５は目標風量ＦＡＮが風量制限値ＦＡＮＬＩＴを超えているか判断する（Ｓ３３）。この結果、超えていなければＳ３１で算出した目標風量ＦＡＮをそのまま採用する。一方、風量制限値ＦＡＮＬＩＴを超えている場合は、目標風量ＦＡＮとして風量制限値ＦＡＮＬＩＴの値を採用する（Ｓ３４）。従って、目標風量ＦＡＮが風量制限値ＦＡＮＬＩＴを超えることはない。この風量制限により送風手段７の騒音が抑制される。
【００１７】
次に、Ｓ４で示した吹出温度の決定処理を図４のフローチャートに基づいて詳述する。Ｓ４の処理に来ると、制御部５は次式（３）に基づいて基本吹出温度ＴＢＬＷを算出する（Ｓ４１）。
【００１８】
ＴＢＬＷ＝ＫｓＴｓ−ＫａＴａ−ＫＲＴＲ−ＫＳＵＮＳ＋Ｃ  ・・・（３）
【００１９】
ここで、Ｋｓ，Ｋａ，ＫＲ，ＫＳＵＮは制御系における利得であり、内気温を設定温度に収束させるために好適な実験値が採用される。また、Ｃは定数である。続いて制御部５は、式（１）で得られた目標風量ＦＡＮが式（２）で得られる風量制限値ＦＡＮＬＩＴを超えるものであったか否かを判断する（Ｓ４２）。この結果、超えるものでなかった場合は、Ｓ４１で得た基本吹出温度ＴＢＬＷをそのまま吹出温度として採用する。一方、風量制限値を超えるものであった場合、現在冷房制御中であるか否かを判断する（Ｓ４３）。例えば、基本吹出温度ＴＢＬＷが設定温度Ｔｓよりも低い場合に冷房制御中と判断することができる。この結果、冷房制御中であれば次式（４）により基本吹出温度ＴＢＬＷを補正し、基本吹出温度よりも幾分低い吹出温度を採用する（Ｓ４４）。ここで、ＫＦは所定の係数である。
【００２０】
ＴＢＬＷ＝ＴＢＬＷ−ＫＦ｛ｆ１（Ｔｓ，Ｔａ，ＴＲ）＋ｆ２（Ｓ）−ＦＡＮＬＩＴ｝・・・（４）
【００２１】
一方、冷房制御中でなければ次式（５）により基本吹出温度ＴＢＬＷを補正し、基本吹出温度よりも幾分高い吹出温度を採用する（Ｓ４５）。ここで、ＫＦは所定の係数である。
【００２２】
ＴＢＬＷ＝ＴＢＬＷ＋ＫＦ｛ｆ１（Ｔｓ，Ｔａ，ＴＲ）＋ｆ２（Ｓ）−ＦＡＮＬＩＴ｝・・・（５）
【００２３】
このように、本実施形態によれば算出された目標風量が風量制限値を超える場合には、風量自体は風量制限値を超えないように制御すると共に、制限された風量を補うように吹出温度を基準より高め又は低めに設定するので、送風手段の騒音低減を図りながら同時に速やかな温調を促進することができる。
【００２４】
次に、本発明の他の実施形態を図８のフローチャートに基づいて説明する。本実施形態が先の実施形態と異なるのは、図１のＳ３に当たる風量の決定処理の部分だけである。その他の構成は、先に説明した実施形態と同一である。そこで、先の実施形態と同一の部分については同一符号を付して重複説明を省略する。
【００２５】
本実施形態では、風量の決定処理において、風量制限値ＦＡＮＬＩＴを算出する前に内気温ＴＲと設定温度Ｔｓとの間に一定以上の開きがあるか否かを判断する（Ｓ３５）。例えば、ＴＲｒｅｆを一定のしきい値としてＴｓ−ＴＲ＜ＴＲｒｅｆが満たされているか否かを判断する。この結果、内気温と設定温度との間に大きな開きがない場合は、先の実施形態と同様にＳ３２からの処理を実行する。一方、一定以上の開きがある場合は風量制限値を最大に設定し風量制限をかけないようにする（Ｓ３６）。これによると、夏の日照により車内が極端に暑い場合等は、風量制限をかけないようにすることができ乗員の快適感を最優先にした空調制御を行うことができる。
【００２６】
ここで、上記各実施形態において、図２のフローチャートでは先に風量の決定処理を行い、次に吹出温度の決定を行っているが、これらの処理の順序を含め、Ｓ３からＳ６までの処理の順序は任意に定めることができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成され機能するので、これによると、算出された目標風量が風量制限値を超える場合には、風量自体は風量制限値を超えないように制御すると共に、制限された風量を補うように吹出温度を基準より高め又は低めに設定するので、送風手段の騒音低減を図りながら同時に速やかな温調を促進することができる、という従来にない優れた車両用空調制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態及び他の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態及び他の実施形態における空調制御の流れを示したフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態で採用される風量の決定処理を詳細に示したフローチャー２トである。
【図４】本発明の一実施形態及び他の実施形態で採用される吹出風量の決定処理を詳細に示したフローチャートである。
【図５】基本風量の関数ｆ１を例示した特性図である。
【図６】日射補正風量の関数ｆ２を例示した特性図である。
【図７】風量制限値の関数ｆ３を例示した特性図である。
【図８】本発明の他の実施形態で採用される風量の決定処理を詳細に示したフローチャートである。
【符号の説明】
１  外気温検出手段
２  内気温検出手段
３  日射検出手段
４  温度設定手段
５  制御部
６  記憶部
７  送風手段
８  吹出温度調節手段
９  吹出口選択手段
１０  導入口選択手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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