(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内の設定温度を設定する車室内温度の設定手段と、車室内の温度を測定する車室内温度の測定手段と、外気温を測定する外気温の測定手段と、車両の空調ダクト内に備えられたブロアと、当該ブロアを駆動するブロアモータと、当該ブロアモータへの出力電圧を制御するモータ制御回路と、当該モータ制御回路を介して前記ブロアの送風量を制御するマイクロコンピュータとを有し、前記設定温度と前記車室内温度との温度差が所定の範囲内にあるとき、前記マイクロコンピュータが予め定められた送風量のオフセット値を算出し、当該送風量のオフセット値に相当するブロア制御入力のオフセット値を算出する車両の空気調和装置において、
前記マイクロコンピュータは、前記設定温度及び前記外気温に基づき前記空調ダクトの吹出口温度を算出して、当該算出された吹出口温度を予め記憶された第１の基準温度及び前記第１の基準温度よりも高い第２の基準温度と比較し、当該算出された吹出口温度が前記第１の基準温度よりも低いか前記第２の基準温度よりも高いとき、予め記憶された演算式にしたがって前記送風量のオフセット値よりも大きい補正後の送風量のオフセット値を算出し、当該補正後の送風量のオフセット値に相当するブロア制御入力のオフセット値を算出することを特徴とする車両の空気調和装置。
【請求項２】
前記送風量のオフセット値が、算出された吹出口温度と前記第１の基準温度又は前記第２の基準温度との差の大きさに応じて比例制御されることを特徴とする請求項１に記載の車両の空気調和装置。
【請求項３】
前記第１の基準温度及び前記第２の基準温度が、前記マイクロコンピュータによりブロア制御入力の制御が行われる最低温度以下の温度及び最高温度以上の温度にそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両の空気調和装置。
【請求項４】
前記ブロア制御入力が、ユーザーによる設定温度と車室内温度との差に応じて多段階に比例制御されることを特徴とする請求項１に記載の車両の空気調和装置。
【請求項５】
前記ブロア制御入力の上限値が、エンジン水温に応じて比例制御されることを特徴とする請求項１に記載の車両の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の空気調和装置に係り、特に、車両の空調ダクト内に備えられたブロアの送風量制御手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、車両の空調ダクト内には、車室内への外気の取り込みと車室内の空気の循環を行うブロアと、当該ブロアにて搬送される空気の冷却及び除湿を行うエバポレータと、ヒータと、当該ヒータへの送風量を規制するエアミックスフラップとが備えられており、前記エバポレータにて冷却及び除湿された空気又は前記エバポレータにて冷却及び除湿された後に前記ヒータにて加熱された空気が、車室内の各吹出口に分配される。
【０００３】
前記ブロアの送風量は、ブロアモータ制御回路を介してマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と略称する。）により制御される。即ち、マイコンは、ユーザーによって設定された車室内温度（設定温度）及びブロアの送風量並びにセンサによって測定された外気温、日照量及び車速等から各吹出口より吹き出される空気の温度（吹出口温度）を算出し、算出された吹出口温度が予め定められた第１の基準温度以上で第２の基準温度以下である場合、例えば１０℃以上７０℃以下の温度範囲内にある場合には、マイコンに予め記憶されたブロア制御データにしたがって、前記設定温度とセンサによって測定された車室内温度との温度差に応じた指令をブロアモータ制御回路に出力し、ブロアモータ制御回路よりブロアモータに前記温度差に応じたブロア制御入力（電圧値）を印加して、ブロアの送風量を前記温度差に応じた値に調整する。
【０００４】
ところで、マイコンからの指令に従ってブロアの送風量を調整する場合において、設定温度と車室内温度との差がゼロになったとき、或いは設定温度と車室内温度との差が予め定められた所定温度範囲内になったときにブロアからの送風を完全に停止すると、エバポレータの凍結やブロアの頻繁なオンオフ動作による接点部の焼損などの不都合が生じやすくなる。
【０００５】
そこで、従来より、かかる不都合を解消するため、図８に示すように、所定温度範囲（−ＴＤ  ＜Ｔｅ  ＜ＴＤ  ）内になったときにも、所定の送風量の空気をエバポレータに供給するため、所定の送風量に相当するブロア制御入力Ｃｆの所定値Ｃｆ０´をブロアモータに与える技術が提案されている。本明細書においては、この所定の送風量を「送風量のオフセット値」と呼び、これに相当するブロア制御入力を「ブロア制御入力のオフセット値」という。ブロア制御入力は、所定の換算式により送風量から一義的に算出できる。当該技術が開示された公知文献としては、例えば特公平６−７４００７号公報を挙げることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例に係る技術は、マイコンに予め記憶されたブロア制御データにしたがってブロアの送風量制御が行われる吹出口温度Ｔｍ  の範囲が特定の温度範囲、例えば１０℃以上７０℃以下の温度範囲に予め定められているので、算出された吹出口温度Ｔｍ  が前出の温度範囲を超える場合には、前記ブロア制御データにしたがったブロアの送風量制御を行うことができず、しかも吹出口温度Ｔｍ  の大小に関係なく送風量のオフセット値が固定され、従ってブロア制御入力のオフセット値Ｃｆ０´が固定されているので、算出された吹出口温度Ｔｍ  が前記温度範囲を超えるような低温又は高温である場合、車室内温度を安定に設定温度に保持することが難しいという問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであって、その課題とするところは、算出された吹出口温度に応じて自動的にブロア制御入力のオフセット値を変更し、車室内温度を速やかに設定温度まで上昇又は下降すると共に、車室内温度を安定に設定温度に保持できる車両の空気調和装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明は、車室内の設定温度を設定する車室内温度の設定手段と、車室内の温度を測定する車室内温度の測定手段と、外気温を測定する外気温の測定手段と、車両の空調ダクト内に備えられたブロアと、当該ブロアを駆動するブロアモータと、当該ブロアモータへの出力電圧を制御するモータ制御回路と、当該モータ制御回路を介して前記ブロアの送風量を制御するマイクロコンピュータとを有し、前記設定温度と前記車室内温度との温度差が所定の範囲内にあるとき、前記マイクロコンピュータが予め定められた送風量のオフセット値を算出し、当該送風量のオフセット値に相当するブロア制御入力のオフセット値を算出する車両の空気調和装置において、前記マイクロコンピュータは、前記設定温度及び前記外気温に基づき前記空調ダクトの吹出口温度を算出して、当該算出された吹出口温度を予め記憶された第１の基準温度及び前記第１の基準温度よりも高い第２の基準温度と比較し、当該算出された吹出口温度が前記第１の基準温度よりも低いか前記第２の基準温度よりも高いとき、予め記憶された演算式にしたがって前記送風量のオフセット値よりも大きい補正後の送風量のオフセット値を算出し、当該補正後の送風量のオフセット値に相当するブロア制御入力のオフセット値を算出することを特徴とする。
【０００９】
このように、算出された吹出口温度（Ｔｍ  ）からそれに応じたブロア制御入力のオフセット値を求め、モータ制御回路によりブロアモータを制御してブロアからの送風量を高めると、算出された吹出口温度（Ｔｍ  ）が前記第１の基準温度又は第２の基準温度を超えるような低温又は高温であり、車室からの放熱又は車室の吸熱が著しい場合にも、車室内温度（Ｔｉ  ）を安定に設定温度（Ｔｓ  ）に保持することができる。
【００１０】
なお、前記車両の空気調和装置においては、前記送風量のオフセット値を、算出された吹出口温度と前記第１の基準温度又は第２の基準温度との差の大きさに応じて比例制御することができる。
【００１１】
このようにすると、予め設定された送風量のオフセット値に、算出された吹出口温度に基づいて決まる係数を乗算するだけで所要の送風量のオフセット値、ひいてはブロア制御入力のオフセット値を求めることができるので、吹出口温度に応じた迅速な送風量の制御が可能になる。
【００１２】
また、前記車両の空気調和装置においては、前記第１の基準温度及び第２の基準温度を、マイコンによりブロア制御入力の制御が行われる最低温度（例えば１０℃）以下の温度及び最高温度（例えば７０℃）以上の温度にそれぞれ設定することができる。
【００１３】
このようにすると、算出された吹出口温度（Ｔｍ  ）がマイコンによりブロア制御入力の制御が行われる所定の温度範囲（例えば、１０℃以上７０℃以下）を超える場合にも、ブロア制御入力を制御することができるので、より過酷な環境に対応することができる。
【００１４】
さらに、前記車両の空気調和装置においては、前記ブロア制御入力を、設定温度と車室内温度との差に応じて多段階に比例制御することができる。
【００１５】
このようにすると、設定温度（Ｔｓ  ）と車室内温度（Ｔｉ  ）との温度差（Ｔｅ  ）が大きい場合には、それにしたがってブロアの送風量を大きくすることができ、反対に、前記温度差（Ｔｅ  ）が小さい場合には、それにしたがってブロアの送風量を小さくすることができるので、車室内温度を速やかに設定温度まで上昇又は下降することができる。
【００１６】
加えて、前記車両の空気調和装置においては、ブロア制御入力の上限値を、エンジン水温に応じて比例制御することができる。
【００１７】
このようにすると、車室内の温度状態が吸熱状態でかつエンジン水温が低い場合において、搭乗者により車室内温度が高く設定されたときにも、冷たい空気が勢いよく車室内に吹き出されず、搭乗者に与える不快感を緩和できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車両用空気調和装置の一例を図１乃至図７に基づいて説明する。図１は車両に搭載される空調用ダクトの構成図、図２はブロアモータ制御装置のブロック図、図３は設定温度と車室内温度の温度差とブロア制御入力との関係を示すグラフ図、図４はエンジン水温とブロア制御入力の関係を示すグラフ図、図５はブロア制御入力のオフセット値を補正する手順を示す流れ図、図６は吹出口温度とブロア制御入力のオフセット値との関係を示すグラフ図、図７は補正後のブロア制御モードを補正前のブロア制御モードと比較して示すグラフ図である。
【００１９】
図１に示すように、本例の空調用ダクトは、運転席側ダクトと助手席側ダクトとから構成されており、各席側のダクトごとに、外気の取込口１と、内気の取込口２と、冷気の直接吹出口３と、冷暖混合気の吹出口４とが設けられている。前記外気の取込口１及び内気の取込口２と前記冷気の直接吹出口３との間には、外気の引き込み又は内気の循環を行うブロア５と、当該ブロア５による送風を冷却及び除湿するエバポレータ６とが備えられると共に、これらブロア５及びエバポレータ６と前記冷暖混合気の吹出口４との間には、ヒータ７が備えられている。さらに、前記外気の取込口１には、外気の取り込みと内気の取り込みとを切り替えるための第１のフラップ８が備えられ、冷暖混合気の流路には、冷暖混合気の温度調節を行うための第２のフラップ９が備えられ、前記冷暖混合気の吹出口４には、冷暖混合気の吹き出し方向を、例えばフロント、フロア、デフロスタ等に切り替えるための第３のフラップ１０が備えられている。なお、前記ブロア５には、モータ５ａ（図２参照）が備えられており、当該モータに印加される電圧値（ブロア制御入力）を制御することによって、ブロア５の出力、即ち、ブロア５の送風量を調整できるようになっている。
【００２０】
図２に示すように、前記ブロア５の制御装置は、マイコン１１と、車室内温度の設定手段１２と、車室内温度の測定手段１３と、外気温の測定手段１４と、日射量の測定手段１５と、車速の計測手段１６と、エンジン水温の測定手段１７と、マイコン１１からの指令に応じてブロアモータ５ａに所要のブロア制御入力を出力するモータ制御回路１８とを含んで構成されており、マイコン１１には、第１乃至第３のメモリ１１ａ，１１ｂ，１１ｃが備えられている。
【００２１】
第１のメモリ１１ａには、図３に示すデータ、即ち、吹出口温度Ｔｍ  が予め定められた所定の温度範囲内（例えば、８℃以上７２℃以下）にあるときの設定温度Ｔｓ  と車室内温度Ｔｉ  との温度差Ｔｅ  とブロア制御入力Ｃｆとの相関を示すデータが記憶され、第２のメモリ１１ｂには、図５に示すオフセット値の制御フローが記憶され、第３のメモリ１１ｃには、演算に必要な所定の定数及び計算式、例えば、予め定められた送風量のオフセット値Ｑ０、所要の係数α及びα１〜α４、ブロア制御入力のオフセット値を補正する際のしきい値となる第１の基準温度ＴｍＬ及び第２の基準温度ＴｍＨ、吹出口温度Ｔｍ  を演算するための計算式、並びに吹出口温度Ｔｍ  に応じた送風量のオフセット値Ｑｃ  を演算するための計算式等が記憶されている。
【００２２】
なお、前記第１の基準温度ＴｍＬ及び第２の基準温度ＴｍＨは、マイコン１１により図３に示すモードにしたがってブロア制御入力の制御が行われる最低温度（例えば１０℃）以下の温度及び最高温度（例えば７０℃）以上の温度にそれぞれ設定することができる。このようにすると、算出された吹出口温度Ｔｍ  がマイコン１１によりブロア制御入力の制御が行われる所定の温度範囲を超える場合にも、ブロア制御入力を制御することができるので、より過酷な環境に対応することができる。
【００２３】
吹出口温度Ｔｍ  を演算するための計算式は、吹出口温度をＴｍ  、車室内温度の設定手段１２により設定された設定温度をＴｓ  、外気温の測定手段１３によって測定された外気温をＴａ、日射量の測定手段１４によって測定された日射量をＳ、車速の計測手段１５によって計測された車速をＶ、吹出口によって定められたオフセット風量をＱ０  、係数をα１  〜α４  としたとき、下記の第１式により表される。
【００２４】
【数１】
0003810979.tif 000002
一方、吹出口温度Ｔｍ  に応じた送風量のオフセット値Ｑｃ  を演算するための計算式は、予め設定された送風量のオフセット値をＱ０  、演算により補正された後の送風量のオフセット値をＱｃ  、吹出口温度Ｔｍに基づいて決まる係数をα（但し、α＞１．０）としたとき、下記の第２式により表される。
【００２５】
【数２】
0003810979.tif 000003
第２式によると、予め設定された送風量のオフセット値Ｑ０  に、算出された吹出口温度Ｔｍ  に基づいて決まる係数αを乗算するだけで補正後の送風量のオフセット値をＱｃ  を算出することができるので、吹出口温度Ｔｍ  に応じた迅速な送風量の制御が可能になる。
【００２６】
図３のデータは、マイコン１１によるブロア制御モードを示すものであって、横軸には設定温度Ｔｓ  と車室内温度Ｔｉ  との温度差Ｔｅ  が目盛られ、縦軸にはブロア制御入力Ｃｆが目盛られている。この図から明らかなように、本例においては、温度差Ｔｅ  に応じて、ブロア制御入力Ｃｆが多段階に比例制御されている。即ち、温度差Ｔｅ  が−ＴＤ１≦Ｔｅ  ≦ＴＤ１にあるときには、予め定められたオフセット値Ｑ０  に相当する送風量を得るためのブロア制御入力Ｃｆ０  がモータ制御回路１８からブロアモータ５ａに印加され、温度差Ｔｅ  が−ＴＤ２≦Ｔｅ  ＜−ＴＤ１又はＴＤ１＜Ｔｅ  ≦ＴＤ２にあるときには、直線Ａで表される低い絶対値の比例定数でモータ制御回路１８からブロアモータ５ａに印加されるブロア制御入力Ｃｆが調整され、温度差Ｔｅ  が−ＴＤ３≦Ｔｅ  ＜−ＴＤ２又はＴＤ２＜Ｔｅ  ≦ＴＤ３にあるときには、直線Ｂで表される高い絶対値の比例定数でモータ制御回路１８からブロアモータ５ａに印加されるブロア制御入力Ｃｆが調整される。また、Ｔｅ  ＜−ＴＤ３又はＴＤ３＜Ｔｅ  の温度範囲では、一定レベルのブロア制御入力Ｃｆ１  がモータ制御回路１８からブロアモータ５ａに印加される。
【００２７】
かように、本例の空気調和装置は、ブロアモータ５ａに印加されるブロア制御入力Ｃｆを、設定温度と車室内温度との差に応じて多段階に比例制御するので、設定温度Ｔｓ  と車室内温度Ｔｉ  との温度差Ｔｅ  が大きい場合には、それにしたがってブロアの送風量を大きくすることができ、反対に、前記温度差Ｔｅ  が小さい場合には、それにしたがってブロアの送風量を小さくすることができるので、車室内温度Ｔｉ  を速やかに設定温度Ｔｓ  まで上昇又は下降することができる。
【００２８】
なお、温度差Ｔｅ  がＴｅ  ＜−ＴＤ３又はＴＤ３＜Ｔｅ  にあるときにモータ制御回路１８からブロアモータ５ａに印加されるブロア制御入力Ｃｆ１  は、エンジン水温に比例した値に設定される。即ち、図４に示すように、エンジン水温Ｔｗが予め定められた所定の下部しきい値Ｔｗ０  以下にあるとき、ブロア制御入力Ｃｆ１  はブロアモータ５ａを駆動可能な最低値（Ｃ０  ）に設定される。エンジン水温が前記下部しきい値Ｔｗ０  以上に上昇した場合には、エンジン水温に比例してブロア制御入力Ｃｆ１  の値を上昇し、エンジン水温が予め定められた所定の上部しきい値Ｔｗ１  以上に達した後は、ブロアモータ５ａを定格値（最大値）に設定される。これにより、車室内の温度状態が吸熱状態でかつエンジン水温が低い場合において、搭乗者により車室内温度が高く設定されたときにも、冷たい空気が勢いよく車室内に吹き出されず、搭乗者に与える不快感を緩和できる。
【００２９】
以下、図５に表示した流れ図にしたがって、実施形態例に係る空気調和装置の動作を説明する。
【００３０】
図５の手順Ｓ１において、第３のメモリ１１ｃに記憶された送風量のオフセット値Ｑ０  を読み出す。
【００３１】
図５の手順Ｓ２に移行し、第３のメモリ１１ｃに記憶された第１式に基づいて、各ダクトの各吹出口についての吹出口温度Ｔｍ  を算出する。
【００３２】
図５の手順Ｓ３に移行し、第３のメモリ１１ｃに記憶されたしきい値ＴｍＬ及びＴｍＨと算出された吹出口温度Ｔｍ  とを比較する。
【００３３】
手順Ｓ３において、Ｔｍ  ＜ＴｍＬ又はＴｍ  ＞ＴｍＨと判定された場合には、図５の手順Ｓ４に移行し、第３のメモリ１１ｃに記憶された第２式に基づいて、補正後の送風量のオフセット値Ｑｃ  を算出する。しかる後に、図５の手順Ｓ５に移行し、補正後のオフセット値Ｑｃ  に相当する送風量を得るに必要なブロア制御入力Ｃｆを算出する。これにより、ブロア制御入力Ｃｆのオフセット値Ｃｆｃ  が吹出口温度Ｔｍ  に応じて図６に示すように補正され、図７に破線で表示する補正されたブロア制御モードにて、車室内の空気調和が行われる。
【００３４】
手順Ｓ３において、Ｔｍ  ＞ＴｍＬ又はＴｍ  ＜ＴｍＨと判定された場合には、図５の手順Ｓ６に移行してＱｃ＝Ｑ０  と置かれた後、図５の手順Ｓ５に移行して、予め定められたオフセット値Ｑ０  の送風量を得るに必要なブロア制御入力Ｃｆ０  が算出される。この場合には、図３に示すブロア制御モードにて、車室内の空気調和が行われる。
【００３５】
本実施形態例に係る車両の空気調和装置は、マイコン１１により空調ダクトの吹出口温度Ｔｍ  を算出し、当該算出された吹出口温度Ｔｍ  からブロアモータ５ａに印加されるブロア制御入力Ｃｆのオフセット値を求めて送風量を補正するようにしたので、算出された吹出口温度が第１の基準温度又は第２の基準温度を超えるような低温又は高温であり、車室からの放熱又は車室の吸熱が著しい場合にも、車室内温度を安定に設定温度に保持することができる。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、マイコンにより空調ダクトの吹出口温度を算出し、当該算出された吹出口温度からブロアモータに印加されるブロア制御入力のオフセット値を求めて送風量を補正するようにしたので、算出された吹出口温度が第１の基準温度又は第２の基準温度を超えるような低温又は高温であり、車室からの放熱又は車室の吸熱が著しい場合にも、車室内温度を安定に設定温度に保持することができる。
【００３７】
請求項２に記載の発明は、送風量のオフセット値を、算出された吹出口温度と第１の基準温度又は第２の基準温度との差の大きさに応じて比例制御するので、算出された吹出口温度に所定の係数をかけるだけで所要の送風量のオフセット値を求めることができ、吹出口温度に応じた迅速な送風量の制御が可能になる。
【００３８】
請求項３に記載の発明は、第１の基準温度及び第２の基準温度を、マイコンによりブロア制御入力の制御が行われる最低温度以下の温度及び最高温度以上の温度にそれぞれ設定したので、算出された吹出口温度がマイコンによりブロア制御入力の制御が行われる所定の温度範囲を超える場合にも、ブロアの送風量を制御することができ、より過酷な環境に対応することができる。
【００３９】
請求項４に記載の発明は、ブロアの送風量を設定温度と車室内温度との温度差に応じて多段階に比例制御するので、温度差が大きい場合にはそれにしたがってブロアの送風量を大きくし、反対に、温度差が小さい場合にはそれにしたがってブロアの送風量を小さくすることができて、車室内温度を速やかに設定温度まで上昇又は下降することができる。
【００４０】
請求項５に記載の発明は、ブロア制御入力の上限値を、エンジン水温に応じて比例制御するので、車室内の温度状態が吸熱状態でかつエンジン水温が低い場合において、搭乗者により車室内温度が高く設定されたときにも、冷たい空気が勢いよく車室内に吹き出されず、搭乗者に与える不快感を緩和できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両に搭載される空調用ダクトの構成図である。
【図２】ブロアモータ制御装置のブロック図である。
【図３】設定温度と車室内温度の温度差とブロア制御入力との関係を示すグラフ図である。
【図４】エンジン水温とブロア制御入力の関係を示すグラフ図である。
【図５】ブロア制御入力のオフセット値を補正する手順を示す流れ図である。
【図６】吹出口温度と送風量のオフセット値との関係を示すグラフ図である。
【図７】補正されたブロア制御モードを示すグラフ図である。
【図８】従来より知られているブロア制御モードを示すグラフ図である。
【符号の説明】
５  ブロア
６  エバポレータ
７  ヒータ
１１  マイコン
１２  車室内温度の設定手段
１３  車室内温度の測定手段
１４  外気温の測定手段
１５  日射量の測定手段
１６  車速の計測手段
１７  エンジン水温の測定手段
１８  モータ制御回路
【図１】
0003810979.tif 000004
【図２】
0003810979.tif 000005
【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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