JPH11151930A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内外気モードの切換を、騒音変化が小さいと
ころで必ず行える車両用空調装置を提供する。 【解決手段】 車室内を冷却中で、空調風の送風量が所
定送風量より小さくなると、空調ケース内に内気のみを
導入する内気モードから、空調ケース内に外気を導入す
る半内気モードに切り換えるため、車室内を冷却中で
は、外気温度によって送風量を変化させても送風量と内
外気切換ドアの開度とが１対１の関係となる。従って、
内気モードから半内気モードに切り換わる切換値（ＢＬ
Ｗ１）を、予め騒音変化が小さい所に設定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用空調装置に
おいて、特に内外気モードの切換制御に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用空調装置において、空調ケ
ース内に吸い込む空気の内外気モードの切換は、目標吹
出温度ＴＡＯに応じて行われている。例えば、目標吹出
温度ＴＡＯが所定切換値より低くなると、冷房能力を向
上するために内気（車室内空気）を空調ケース内に吸い
込む内気モードとし、目標吹出温度ＴＡＯが所定切換値
より高くなると、外気（車室外空気）を空調ケース内に
吸い込む外気モードとしている。

【０００３】なお、上記目標吹出温度ＴＡＯは、車室内
に吹き出す空調風の目標温度であって、車室内の温度、
外気温度、車室内へ入射する日射量、車室内の設定温度
等を入力情報として所定の演算式にて算出されるもので
あり、車室内の空調熱負荷に対応する。そして、目標吹
出温度ＴＡＯは、夏場において車室内を冷房する場合
は、低い値となり、冬期のように車室内を暖房する場合
は、高い値となる。

【０００４】また、この目標吹出温度ＴＡＯは、上記内
外気モードの切換の他に、上記空調風の送風量をも決定
するパラメータとなっている。具体的には、図４中実線
に示すように目標吹出温度ＴＡＯが高い領域（図中右
側）と、低い領域（図中左側）では送風量が大きくな
り、目標吹出温度ＴＡＯの中間領域では送風量は最も小
さくなる。

【０００５】従って、上記内外気モードの切換と空調風
の送風量とは、共に目標吹出温度ＴＡＯにて決定される
ため、１対１の関係がある。ところで、従来、車両用空
調装置では、上記内外気モードの所定切換値は、以下の
ような考え方で設定している。すなわち、目標吹出温度
ＴＡＯの高温領域や低温領域のごとく空調風の送風量が
非常に大きい状態となる領域に上記所定切換値を設定す
ると、内外気モードを切り換えるときに、送風量が大き
いため、内外気モードの通風抵抗の差に起因する送風騒
音の変化量が大となる。その結果、車室内乗員に違和感
を与え、好ましくない。そこで、上記所定切換値は、空
調風による送風騒音の変化が小さく、かつ十分な冷房能
力が得られる所を狙って、車種毎に設定されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来装
置では、空調風の送風量が目標吹出温度ＴＡＯのみで決
定されるようになっているが、車両のごとく広範に使用
環境条件が変化するものでは、単純にＴＡＯのみで送風
量を決定すると、乗員が要求する空調感覚（温度感覚）
に合致した送風量を必ずしも得ることができない。

【０００７】そこで、本発明者は、図４中１点鎖線およ
び破線で示すように乗員の空調感覚に大きな影響を与え
る外気温度（Ｔam）に応じて、空調風の送風量を補正す
る非線形制御を行うことを検討した。しかしながら、こ
のような非線形制御を行うと、同じ目標吹出温度ＴＡＯ
であっても、外気温度（Ｔam）に応じて送風量が変化す
る。このため、内外気モードの所定切換値と送風量との
関係が変化し、上記所定切換値を常に送風騒音の変化の
小さい所に設定できないという問題が生じる。

【０００８】そこで、本発明の目的は、内外気モードの
切換を、常に送風騒音の変化が小さい所で確実に行うこ
とができる車両用空調装置を提供することにある。

【０００９】

【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ないし１０記載の発明では、車室内の冷房
負荷が所定値より大きいか否かを判定する判定手段（Ｓ
１５０）を有し、この判定手段（Ｓ１５０）にて冷房負
荷が所定値より大きいと判定され、かつ送風量（ＢＬ
Ｗ）が所定送風量（ＢＬＷ１）より大きいと、空調ケー
ス（１）内に車室内空気のみを導入し、判定手段（Ｓ１
５０）にて冷房負荷が所定値より大きいと判定され、か
つ送風量（ＢＬＷ））が所定送風量（ＢＬＷ１）より小
さいと、空調ケース（１）内に車室外空気を導入し、さ
らに判定手段（Ｓ１５０）にて冷房負荷が所定値より小
さいと判定されると、空調ケース（１）内に車室外空気
のみを導入することを特徴としている。

【００１０】これにより、車室内を急速に冷却するとき
で、送風量が所定送風量より大きいと、空調ケース内に
車室内空気のみを導入する。このため、冷房能力を向上
できる。一方、車室内を冷却中に送風量が所定送風量よ
り小さくなると、空調ケース内に車室外空気が導入され
る。この結果、車室内の換気を行うことができる。つま
り、本発明では、空調ケース内に車室内空気のみを導入
している状態から、空調ケース内に車室外空気を導入す
る状態への切換が、送風量にて決定されるため、内外気
モードの切換値と送風量とが１対１の関係となる。この
結果、上記切換値を常に送風騒音の変化が小さい所で、
かつ冷房能力が十分得られる所に設定することができ
る。

【００１１】また、冷房負荷が所定値より小さい場合
は、冷房能力を高める必要が無いため、空調ケース内に
外気のみが導入されるため、車室内の換気を行うととも
に、車両窓ガラスの防曇性を向上できる。また、請求項
２記載の発明では、空調環境情報として、少なくとも車
室内温度（Ｔr ）と車室内の設定温度（Ｔset ）の偏差
に関連した値を算出する手段を有し、送風量制御手段
（Ｓ１４０）は、車室内温度（Ｔr ）と車室内の設定温
度（Ｔset ）の偏差に関連した値と、空調環境情報のう
ち、少なくとも１つの情報（Ｔam）とに基づいて送風量
（ＢＬＷ）を決定するようになっており、情報（Ｔam）
の変化により、目標吹出温度（ＴＡＯ）が同一であって
も、送風量（ＢＬＷ）を異なった値にすることを特徴と
している。

【００１２】これによると、車室内温度（Ｔr ）と車室
内の設定温度（Ｔset ）の偏差に関連した値だけでな
く、空調環境情報のうち、少なくとも１つの情報（Ｔa
m）に基づいて送風量（ＢＬＷ）を決定することによ
り、乗員の要求する空調感覚により合致した送風量を得
ることができる。また、空調環境情報の変化に応じて送
風量が変化しても、内外気モードの切換を送風量に基づ
いて行うから、常に送風騒音の変化が小さい所で内外気
モードの切換を行うことができる。

【００１３】なお、請求項２における、上記車室内温度
（Ｔr ）と車室内の設定温度（Ｔset ）の偏差に関連し
た値は、請求項３に記載のごとく、車室内温度（Ｔr ）
と車室内の設定温度（Ｔset ）の偏差であり、あるい
は、請求項４に記載のごとく、少なくとも車室内温度
（Ｔr ）と車室内の設定温度（Ｔset ）とに基づいて算
出される空調風の目標吹出温度（ＴＡＯ）である。

【００１４】また、請求項５記載の発明では、冷房負荷
が所定値より大きい状態において、送風量制御手段（Ｓ
１４０）は、目標吹出温度（ＴＡＯ）が低くなるほど、
送風量（ＢＬＷ）を大きくし、空調環境情報の少なくと
も１つは、車室外温度（Ｔam）であり、目標吹出温度
（ＴＡＯ）が同一であっても、車室外温度（Ｔam）が低
くなるほど、送風量（ＢＬＷ）を大きくすることを特徴
としている。

【００１５】ここで、請求項５の技術的背景について説
明すると、春秋等の中間期では、外気温度は暑くとも寒
くとも感じない程度の温度であるため、目標吹出温度
は、中間領域のある値となっている。そして、例えば、
乗員が冷たい空調風を多く吹き出したいと考えて、温度
設定器を操作して設定温度を若干下げたとしても、目標
吹出温度は夏場のような十分低い値まで低下しない。こ
のため、図４にて分かるように送風量は大きな値となり
にくいので、冷風量を増やしたいという、乗員の要望を
満たすことができない。

【００１６】例えば、中間期（図４中外気温度２０℃）
において、設定温度２５℃で車室内温度も２５℃で目標
吹出温度が中間領域にあったとする。そして、この状態
から設定温度を下げて目標吹出温度が図４のｂからｄに
移動したとする。この際、図４中実線で示す特性線（外
気温度３０℃）だけしか設定されていない場合であれ
ば、ブロア電圧ＢＬＷは最低値のままであり、冷風量を
増加できない。

【００１７】しかるに、請求項５記載の発明によると、
目標吹出温度が同一であっても、車室外温度が低くなる
ほど、ブロア電圧ＢＬＷが大きくなるように決定される
ため、図４の一点鎖線の外気温度２０℃の特性により目
標吹出温度が図４のｂからｄに移動すると、送風量は最
低値より大きくなる。この結果、乗員の要望に応えるこ
とができ、空調フィーリングを改善できる。

【００１８】なお、冷房負荷の判定は、請求項６ないし
９に記載のごとく種々な手段を採用できる。例えば、請
求項６のごとく車室内温度（Ｔr ）と前記設定温度（Ｔ
set）との偏差に基づいて冷房負荷の判定を行うことが
できる。また、請求項７のごとく目標吹出温度（ＴＡ
Ｏ）に基づいて冷房負荷の判定を行ってもよい。

【００１９】また、請求項８のごとく車室外温度（Ｔa
m）に基づいて冷房負荷の判定を行ってもよい。また、
請求項９のごとく車室外温度（Ｔam）と車室内への日射
量（Ｔｓ）とに基づいて冷房負荷の判定を行ってもよ
い。請求項１０記載の発明では、冷房負荷が所定値より
大きいと判定され、かつ送風量（ＢＬＷ））が所定送風
量（ＢＬＷ１）より小さいときに、空調ケース（１）内
に車室外空気と車室内空気の両方を導入する半内気モー
ドを設定することを特徴としている。

【００２０】これによると、内気モード時より送風量が
小さくなると、内気モードから半内気モードに切り換え
て、車室内の換気を行いながら、冷房能力の確保を図る
ことができる。請求項１１記載の発明では、冷房時に、
送風量（ＢＬＷ）が所定送風量（ＢＬＷ１）より大きい
と、空調ケース（１）内に車室内空気のみを導入し、冷
房時に、送風量（ＢＬＷ））が所定送風量（ＢＬＷ１）
より小さいと、空調ケース（１）内に車室外空気を導入
することを特徴としている。

【００２１】これによると、常に送風量に基づいて内外
気モードの切換を行うことができるから、送風量がたと
え空調環境条件により変化しても、内外気モードの切換
点を常に送風騒音の変化が小さい所に確実に設定するこ
とができる。なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図につ
いて説明する。 （第１実施形態）図１は車両用空調装置の全体構成を示
す。車両用空調装置は、車室内へ吹き出す空調風の空気
流路をなす空調ケース１を有する。空調ケース１の空気
上流側部位には、内気（車室内空気）を吸入するための
内気吸入口２と、外気（車室外空気）を吸入するための
外気吸入口３とが形成されている。

【００２３】そして、空調ケース１の空気上流側部位に
は内外気切換ドア４が回動可能に設けられており、この
ドア４にて内気吸入口２を開いて外気吸入口３を閉じる
ことで、空調ケース１内に内気のみを導入する内気循環
モード（以下、内気モード）と、内気吸入口２を閉じて
外気吸入口３を開くことで、空調ケース１内に外気のみ
を導入する外気導入モード（以下、外気モード）とを切
り換えるようになっている。また、この内外気切換ドア
４は、駆動手段としてのサ−ボモ−タ３３（図２参照）
によって駆動される。

【００２４】なお、外気吸入口３は、車室内と車室外と
を仕切るダッシュパネル（図示しない）の上方側に形成
されている。内外気切換ドア４の下流側部位には、空調
ケース１内に車室内へ向かう空調風を送風する送風機で
あるファン５が配置されている。ファン５は、駆動手段
としてブロワモータ６によって駆動され、ファンの回転
数、すなわち車室内への送風量は、ブロワモータ６に印
加されるブロワ電圧によって制御される。なお、このブ
ロア電圧は空調制御装置２６（図２参照）によって決定
される。

【００２５】ファン５の下流側には、冷却用熱交換器で
ある蒸発器７が配設されている。蒸発器７は、自動車の
エンジン８によって駆動される圧縮機９の他に、凝縮器
１０、レシーバ１１、減圧手段１２（具体的には膨張
弁）がそれぞれ冷媒配管１３によって接続された冷凍サ
イクル１４の一部を構成する熱交換器である。なお、１
５は凝縮器１０の冷却用ファンである。また、空調ケー
ス１には、蒸発器７が発生した凝縮水を空調ケース１の
外に排出する凝縮水排出口１６が形成されている。

【００２６】空調ケース１内で、蒸発器７の空気下流側
には、加熱用熱交換器であるヒータコア１７が配設され
ている。ヒータコア１７は、その内部にエンジン８の冷
却水（温水）が流れ、この冷却水を熱源として通過する
空気を加熱する温水式熱交換器である。空調ケース１内
で、ヒータコア１７の空気上流側には、蒸発器７からの
冷風のうち、ヒータコア１７を通る風量割合と、ヒータ
コア１７をバイパスするバイパス通路１８を通る風量割
合とを調節するエアミックスドア１９が回動可能に配設
されている。このエアミックスドア１９は上記風量割合
の調節により車室内への吹出空気温度を調節する温度調
節手段であって、駆動手段としてのサーボモータ３４
（図２参照）によって駆動されて回動量が調節される。

【００２７】また、空調ケース１の最下流側部位には、
車室内乗員の上半身に空調風を吹き出すためのフェイス
吹出口２０と、車室内乗員の足元に空気を吹き出すため
のフット吹出口２１と、フロントガラス２３の内面に向
かって空気を吹き出すためのデフロスタ吹出口２２とが
形成されている。上記各吹出口２０〜２２の上流側部位
には吹出口モード切換ドア２４、２５が回動可能に配設
されている。このドア２４、２５の流路切換により、空
調風をフェイス吹出口２０から吹き出すフェイスモー
ド、空調風をフット吹出口２１から吹き出すフットモー
ド、空調風をフェイス吹出口２０とフット吹出口２１と
から吹き出すバイレベルモード、および空調風をデフロ
スタ吹出口２２から吹き出すデフロスタモードを選択で
きる。なお、これらの吹出口モード切換ドア２４、２５
は、それぞれ駆動手段としてのサーボモータ３５、３６
（図２参照）によって駆動される。

【００２８】次に、図２を用いて上記車両用空調装置の
制御系の構成を説明する。空調制御装置２６には、車室
内の空調環境に影響を与える空調環境情報を検出する手
段である各種センサが接続されている。具体的には、空
調制御装置２６には、車室内温度の検出手段である内気
温センサ２７、外気温度の検出手段である外気温センサ
２８、車室内に照射される日射量の検出手段である日射
センサ２９、ヒータコア１７に流入するエンジン冷却水
温の検出手段である水温センサ３０、および蒸発器７の
冷却度合い（具体的には蒸発器７を通過した直後の空気
温度）の検出手段である蒸発器温度センサ３１が接続さ
れ、これらセンサからの信号が入力される。

【００２９】さらに、空調制御装置２６には、車室内の
インストルメントパネルに配設されたコントロールパネ
ル３２上の各種操作スイッチ類が接続され、これらの操
作スイッチ類からの信号が入力される。なお、上記コン
トロールパネル３２の操作スイッチとしては、例えば車
室内の設定温度の設定手段である温度設定器３２ａ、後
述の空調自動制御処理を行うための自動スイッチ（図示
しない）等が設けられている。

【００３０】空調制御装置２６の内部には、図示しない
ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコン
ピュータが設けられ、上記各センサ２７〜３１およびコ
ントロールパネル３２の操作スイッチからの信号は、空
調制御装置２６内の入力回路（図示せず）によってＡ／
Ｄ変換された後、上記マイクロコンピュータへ入力され
るように構成されている。なお、空調制御装置２６は、
エンジン８の図示しないイグニッションスイッチがオン
されたときに、図示しない車載バッテリーから電源が供
給される。

【００３１】次に、空調制御装置２６のマイクロコンピ
ュータによる空調自動制御処理を図３のフローチャート
を用いて説明する。なお、イグニッションスイッチがオ
ンされて空調制御装置２６に電源が供給された状態にお
いて、上記コントロールパネル３２の自動スイッチがオ
ンされると図３のルーチンが起動される。先ず、ステッ
プＳ１００では、初期化処理を行い、次のステップＳ１
１０にて、コントロールパネル３２の上記温度設定器３
２ａにて設定された設定温度Ｔset を読み込み、次に、
ステップＳ１２０にて、上記センサ２７〜３１の各検出
値をＡ／Ｄ変換した信号（Ｔr 、Ｔam、Ｔs 、Ｔw 、Ｔ
e ）を読み込む。

【００３２】続いて、ステップＳ１３０にて、下記数式
１に基づいて、車室内へ吹き出される空調風の目標吹出
温度（ＴＡＯ）を算出する。

【００３３】

【数１】ＴＡＯ＝Ｋset ×Ｔset −Ｋr ×Ｔr −Ｋam×
Ｔam−Ｋs ×Ｔs ＋Ｃ なお、上記Ｋset 、Ｋr 、Ｋam、およびＫs はゲイン、
Ｃは補正用の定数である。次にステップＳ１４０では、
上記ＴＡＯに基づいて、ファン５による空調風の送風量
（ブロアモータ６への印加電圧、これをブロワ電圧ＢＬ
Ｗと呼ぶ）を、ＲＯＭに記憶された図４のマップからサ
ーチすることによって決定する。

【００３４】具体的には、図４において、夏場の冷房時
では、図４中左側のＴＡＯの低い領域が冷房負荷の大き
い領域であり、ＴＡＯが所定値ａより低い領域では、Ｔ
ＡＯが低くなるほど、ブロア電圧ＢＬＷが高くなり、Ｔ
ＡＯがある値まで低くなるとブロア電圧ＢＬＷが飽和し
て一定となる。そして、ＴＡＯが中間領域（図４の中央
部、例えば春秋等の中間期））では、ＴＡＯの変化に係
わらずブロア電圧ＢＬＷは、最も低い値で一定となるよ
うに決定される。また、冬場の暖房時では、ＴＡＯの高
い領域（図４中右側）では、ＴＡＯが高くなるほど、ブ
ロア電圧ＢＬＷが高くなり、ＴＡＯがある値まで高くな
るとブロア電圧ＢＬＷが飽和して一定となる。

【００３５】そして、本例では、図４のマップは実際に
は上記ＲＯＭ内に複数設けられており、図４に複数のマ
ップを同時に記載している。これを見て分かるように、
本例では、同一のＴＡＯであっても、外気温度（Ｔam）
に応じてブロア電圧ＢＬＷが異なるように決定され、冷
房時では外気温度が低くなるほどブロア電圧ＢＬＷが高
くなるように決定される。

【００３６】具体的には、ＴＡＯの低い領域で、外気温
度が３０℃の場合、ＴＡＯが低下してブロア電圧ＢＬＷ
が増加し始めるのは、ＴＡＯが上記所定値ａであり、こ
の場合における特性線は図４中実線となる。また、ＴＡ
Ｏの低い領域で、外気温度が２０℃の場合、ＴＡＯが低
下してブロア電圧ＢＬＷが増加し始めるのは、ＴＡＯが
上記所定値ａより高い値の所定値ｂとなり、この場合に
おける特性線は図４中一点鎖線となる。

【００３７】また、ＴＡＯの低い領域で、外気温度が１
０℃の場合、ＴＡＯが低下してブロア電圧ＢＬＷが増加
し始めるのは、ＴＡＯが上記所定値ｂより高い値の所定
値ｃとなり、この場合における特性線は図４中破線とな
る。このように、外気温度の低下につれて、ブロア電圧
ＢＬＷが増加し始めるＴＡＯが高い温度（ａ＜ｂ＜ｃ）
となる。なお、外気温度が１０、２０、３０℃以外の場
合は、外気温度１０、２０、３０℃のマップに基づいて
補間補正されるようになっている。

【００３８】このようにした理由を以下に説明する。春
秋等の中間期では、外気温度は暑くとも寒くとも感じな
い中間温度であるため、上記ＴＡＯは、空調始動時で
も、上述の中間領域のある値（例えば、図４のｂ）とな
っている。そして、中間期において、乗員が冷たい空調
風を多く吹き出したいと考えて、上記温度設定器３２ａ
を操作して設定温度を若干下げたとしても、上記数式１
では外気温度が夏場に比べて低いため、上記ＴＡＯは図
４のｂからｄに僅か移動するだけで、夏場のような十分
低い値まで低下しない。このため、図４にて分かるよう
にブロア電圧ＢＬＷは最低値のままであり、車室内への
冷風量が増加しないので、乗員の要望と相反する。

【００３９】そこで、本例では、外気温度に応じてブロ
ア電圧ＢＬＷを変更することで、乗員の要望を満足する
ようにしている。例えば、中間期（図４中外気温度２０
℃）において、設定温度２５℃、車室内温度も２５℃で
ＴＡＯが上記中間領域のｂであったとする。そして、こ
の状態から設定温度を下げてＴＡＯが図４中ｄとなった
とする。この際、図４中実線で示す特性線（外気温度３
０℃）だけしか無い場合であれば、ブロア電圧ＢＬＷは
最低値のままである。

【００４０】しかし、本例では、目標吹出温度ＴＡＯが
同一であっても、車室外温度（Ｔam）が低くなるほど、
ブロア電圧ＢＬＷが大きくなるように決定される。具体
的には、１点鎖線の外気温２０°Ｃの特性に従って、ｂ
→ｄへの変化により、ブロア電圧ＢＬＷは最低値より大
きくなって、車室内への冷風量を増加できるので、乗員
の要望に応えることができる。

【００４１】また、本例では、ＴＡＯが高い領域（暖房
時）においても、同一のＴＡＯに対して、外気温度（Ｔ
am）に応じてブロア電圧ＢＬＷが異なるように決定され
る。すなわち、外気温度が高くなるほどブロア電圧ＢＬ
Ｗが高くなるように決定される。本例では、ブロア電圧
ＢＬＷは、外気温度が１０℃以上である場合は、図４中
破線の特性線にて決定され、外気温度が０℃以下の場合
は、図４中実線の特性線にて決定される。なお、外気温
度が０℃以下、１０℃以上以外の場合は、外気温度Ｏ℃
以下のマップ中および外気温度１０℃以上のマップ中の
値に基づいて、補間補正されるようになっている。

【００４２】このようにした理由は、春秋等の中間期に
おいて、乗員が設定温度を上げたときに、ブロア電圧Ｂ
ＬＷを大きくして、車室内への温風量を増加して、乗員
の要望に応えるためである。次にステップＳ１５０で
は、内外気モードの切換、すなわち、空調ケース１内へ
の内気導入量と、空調ケース１内への外気導入量とを決
定する。なお、この処理内容についての詳細は、後で説
明する。

【００４３】さらにステップＳ１６０では、上記ＴＡＯ
に対応する吹出口モードを、ＲＯＭに記憶された図５の
マップからサーチすることによって決定する。続いて、
ステップＳ１７０では、下記数式２に基づいて、車室内
への吹出空気温度が上記ＴＡＯと一致するように、エア
ミックスドア１９の目標開度（ＳＷ）を算出する。

【００４４】

【数２】 ＳＷ＝（（ＴＡＯ−Ｔe ）／（Ｔw −Ｔe ））×１００ （％） 次にステップＳ１８０では、上記各ステップＳ１４０〜
１７０で決定または算出した各モードが得られるよう
に、各アクチュエータに対して制御信号を出力する。そ
して、ステップＳ１９０にて、制御サイクル時間τの経
過を待った後、ステップＳ１１０の処理に戻る。

【００４５】次に、上述のステップＳ１５０の詳細を図
６に基づいて説明する。先ず、ステップＳ１５１では、
車室内の冷房負荷が所定値より大きいか否かを判定す
る。本例では、この冷房負荷の大小の判定を、夏場の炎
天下駐車直後のように、車室内が異常に暑くなっている
場合に、車室内を急速に冷却するクールダウン状態にあ
るか否かに基づいて判定している。具体的には、本例に
おけるステップＳ１５１では、図７に示すマップから判
定され、内気温度（Ｔr ）が設定温度（Ｔset ）より所
定温度Ｔ２（例えば５℃）以上高いか否かを判定してい
る。

【００４６】つまり、内気温度が所定温度より高いとき
とは、車室内を冷却しているときであり、さらに内気温
度が設定温度より所定温度Ｔ２以上高いときには、車室
内を急速に冷却中であると判断できる。そして、図７の
マップでの判定結果がＹＥＳで、車室内を急速に冷却中
（クールダウン状態）であると判定されると、冷房負荷
が所定値より大きいとみなして、ステップＳ１５２に進
み、内外気モードを決定する。

【００４７】ここで、本例における内外気モードとは、
上述の内気モードと外気モードとの他に空調ケース１内
に内気と外気の双方を導入する半内気モードとが切換設
定可能となっている。半内気モードとは、図１中内外気
切換ドア４の開度（作動位置）を作動範囲ｓ（図１中矢
印で示す）のうち、中間位置とする。これにより、空調
ケース１内に内気と外気の双方が同時に導入される。本
例では、さらに半内気モードにおいて空調ケース１内に
導入される内気導入量と、空調ケース１内に導入される
外気導入量との割合をリニアに制御できるようになって
いる。

【００４８】例えば、上記外気モードでの内外気切換ド
ア４の開度を０％とし、上記内気モードでの内外気切換
ドア４の開度を１００％とすると、内外気切換ドア４の
開度は、図８に示すような関係となる。ここで、図８に
示すように内外気モードは、上記ブロア電圧ＢＬＷが大
きくなるほど、内外気切換ドア４の開度が大きくなるよ
うに決定される。これにより、本例における内外気モー
ドの切換は以下のように行われる。

【００４９】例えば、図４において外気温度が３０℃で
あり、ＴＡＯが非常に低い値となって、ブロア電圧ＢＬ
Ｗが最大値であったとする（図４中最も左側）。この場
合は、冷房能力確保の観点からして、内外気モードを内
気モードとする必要があり、ブロア電圧ＢＬＷが最大で
あるため、図８のマップからして内外気モードは内気モ
ードに決定される。

【００５０】そして、空調風の送風量が最大状態で車室
内が冷却され、車室内が冷却されるにつれて内気温度が
低下するため、上記数式１によりＴＡＯが徐々に上昇し
て、図４中右側に移行していく。このため、ブロア電圧
ＢＬＷは最大値から徐々に下がっていくことになる。そ
して、ブロア電圧ＢＬＷが図８に示す所定ブロア電圧
（所定送風量）ＢＬＷ１より低くなると、換言すると、
空調風の送風量が所定送風量より小さくなると、半内気
モードに切り換わり、空調ケース１内に外気が導入され
る。

【００５１】纏めると、車室内を急速に冷却するとき
で、送風量が所定送風量より大きいと、空調ケース１内
に内気のみを導入する。このため、冷房能力を向上でき
る。一方、車室内を冷却中に送風量が所定送風量より小
さくなると、空調ケース１内に外気が導入される。この
ため、車室内の換気を行うことができる。このように本
例では、車室内を冷却中で、空調風の送風量が所定送風
量より小さくなると、空調ケース１内に内気のみを導入
する内気モードから、空調ケース１内に外気と内気の両
方を導入する半内気モードに切り換えるため、車室内の
冷却中に外気温度によって送風量を変化させても、送風
量と内外気切換ドア４の開度とが１対１の関係となる。
すなわち、内外気切換ドア４の開度が図８に示すように
常にブロア電圧ＢＬＷ（風量）により決定されることに
なる。

【００５２】従って、本例では、内気モードから半内気
モードに切り換わる切換値（ＢＬＷ１）を、常に騒音変
化が小さく、十分な冷房能力が得られる点に設定するこ
とができる。また、図６のステップＳ１５１の判定結果
がＮＯ（図７のマップ参照）となり、冷房負荷が所定値
より小さい場合（例えば季節として春秋冬）は、冷房能
力を高める必要が無いため、ステップＳ１５３に進ん
で、内外気モードとして外気モードが決定される。これ
により、例えば、冬期において車室内の換気を行うとと
もに、車両窓ガラスの防曇性を向上できる。

【００５３】なお、図３のフローチャートにおいて、ス
テップＳ１３０が本発明の目標吹出温度算出手段を、ま
た、ステップＳ１４０が本発明の送風量制御手段を、ま
た、ステップＳ１５０が本発明の判定手段をそれぞれ構
成している。 （第２実施形態）上記第１実施形態では、車室内の冷房
負荷が所定値より大きいか否かを判定する手段として、
内気温度Ｔｒと設定温度Ｔｓｅｔとの偏差（Ｔｒ−Ｔｓ
ｅｔ）を用いたが、上記ＴＡＯは車室内の空調熱負荷に
対応するものであるため、この点に着目して、第２実施
形態では、ステップＳ１５１による判定に上記ＴＡＯを
用いている。すなわち、図９のマップに示すようにＴＡ
Ｏが所定値Ｔ４より低いときは車室内の冷房負荷が所定
値より大きいと判定する。

【００５４】（第３実施形態）第３実施形態では、外気
温が車室内の空調熱負荷に大きな影響を及ぼすものであ
る点に着目して、ステップＳ１５１による判定に外気温
を用いている。すなわち、図１０のマップに示すように
外気温が所定値Ｔ６（例えば、１０°Ｃ）より高いとき
は車室内の冷房負荷が所定値より大きいと判定する。

【００５５】（第４実施形態）第４実施形態では、外気
温と日射量の両方が車室内の空調熱負荷に大きな影響を
及ぼすものである点に着目して、ステップＳ１５１によ
る判定に外気温と日射量の両方を用いている。すなわ
ち、図１１のマップに示すように外気温と日射量の組み
合わせで区画される２つの領域Ａ、Ｂを設定して、外気
温と日射量が領域Ａにあるときは冷房負荷が大きいと判
定し、外気温と日射量が領域Ｂにあるときは冷房負荷が
小さいと判定する。

【００５６】（第５実施形態）第１実施形態では、図６
のフローチャートにおいて、ステップＳ１５１により冷
房負荷が大きいと判定されると、ステップＳ１５２にて
ブロア電圧ＢＬＷ（風量）に基づいて直接、内外気モー
ドを決定しているが、第５実施形態では、図１２に示す
ように、送風量を決定するブロア電圧ＢＬＷに基づい
て、先ず、内外気モード用ブロア電圧ＢＬＷ₀ を算出
し、この内外気モード用ブロア電圧ＢＬＷ₀に基づいて
内外気モードをステップＳ１５２にて最終的に決定する
ものである。

【００５７】これによると、車室内への送風量を決定す
るブロア電圧ＢＬＷと、内外気モードを決定するブロア
電圧ＢＬＷ₀ との間に所定のずれを設けることができ
る。そのため、入力値変動によりブロア電圧ＢＬＷ₀ が
変動しても内外気モードが簡単に変動しないようにする
ことができる。 （第６実施形態）上記第１実施形態では、図４に示すよ
うに、目標吹出温度ＴＡＯと外気温度Ｔamに基づいてブ
ロワ電圧ＢＬＷを決定しているが、第６実施形態では、
図１３に示すように、設定温度Ｔset と内気温Ｔｒとの
温度偏差（Ｔset −Ｔｒ）、および外気温度Ｔamに基づ
いてブロワ電圧ＢＬＷを決定している。このようにして
も、第１実施形態と同様に乗員の空調感覚により合致し
た送風量を決定できる。

【００５８】（変形例）なお、車両用空調装置における
風量として、日射時の風量増加のあるフェイスモードお
よびバイレベルモード時の風量と、日射時の風量増加の
ないフットモード時の風量とを別々に算出する場合があ
る。この場合は、フェイスモードおよびバイレベルモー
ド時の風量、あるいはフットモード時の風量に応じて、
内外気モードを決定すればよい。

【００５９】また、運転席側の空調ゾーンと助手席側の
空調ゾーンとをそれぞれ独立に温度制御する、左右独立
温度制御方式の車両用空調装置では、運転席側の風量と
助手席側の風量とを独立に算出するので、運転席側の風
量に応じて内外気モードを決定したり、あるいは、助手
席側の風量に応じて内外気モードを決定したり、さらに
は、運転席側の風量と助手席側の風量の平均値に応じて
内外気モードを決定してもよい。

【００６０】また、第１実施形態では、図８に示すよう
に、内気導入量と外気導入量とがリニアに切換可能であ
ったが、本発明は、第１実施形態でいう内気モードと半
内気モードと外気モードとを選択的（段階的）に決定す
るものであっても良い。また、半内気モードを設定せず
に、内気モードと外気モードとの間で、内外気モードを
選択的（段階的）に切り換えるものであっても良い。

【００６１】また、上記第１実施形態では、図４に示す
ように、外気温度にてブロア電圧ＢＬＷを変更したが、
外気温度と日射量とを組み合わせて、ブロア電圧ＢＬＷ
を変更するようにしても良い。さらには、設定温度や内
気温度にてブロア電圧ＢＬＷを変更するようにしても良
い。また、上記第１実施形態では、車室内の冷房負荷が
所定値より大きいか否かを判定する手段として、内気温
度と設定温度との偏差を用いたが、内気温度が所定温度
以上か否かを判定しても良い。

【００６２】また、本発明は、例えば内気温度、設定温
度、外気温度、日射量を入力変数としたニューロ制御、
ファジー等の非線形制御を行うものでも、勿論適用でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１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】第１実施形態における車両用空調装置の制御構
成を示すブロック図である。

【図３】第１実施形態における制御内容を表すフローチ
ャートである。

【図４】第１実施形態におけるＴＡＯとブロア電圧ＢＬ
Ｗとの関係を示す特性図である。

【図５】第１実施形態におけるＴＡＯと吹出口モードと
の関係を示す特性図である。

【図６】第１実施形態における要部の制御内容を表すフ
ローチャートである。

【図７】第１実施形態における冷房負荷の判定内容を示
す特性図である。

【図８】第１実施形態におけるブロア電圧ＢＬＷと内外
気モードとの関係を表す特性図である。

【図９】第２実施形態における冷房負荷の判定内容を示
す特性図である。

【図１０】第３実施形態における冷房負荷の判定内容を
示す特性図である。

【図１１】第４実施形態における冷房負荷の判定内容を
示す特性図である。

【図１２】第５実施形態におけるブロア電圧ＢＬＷと内
外気モード用ブロア電圧ＢＬＷ₀との関係を示す特性図
である。

【図１３】第６実施形態における温度偏差（Ｔset −Ｔ
r ）とブロア電圧ＢＬＷととの関係を示す特性図であ
る。

【符号の説明】

１…空調ケース、５…ファン、２６…空調制御装置、２
７…内気温センサ、２８…外気温センサ、２９…日射セ
ンサ、３２ａ…温度設定器。

フロントページの続き (72)発明者 寒川 克彦 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 梶野 祐一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気流路を形成する空調ケース（１）
   と、 前記空調ケース（１）内に車室内へ向かう空調風を送風
   する送風機（５）と、 車室内の空調環境に影響を与える空調環境情報（Ｔset
   、Ｔr 、Ｔam、Ｔs 、Ｔw 、Ｔe ）に基づいて、前記
   送風機（５）の送風量（ＢＬＷ）を決定制御する送風量
   制御手段（Ｓ１４０）とを有し、 前記空調ケース（１）内に内気もしくは外気が導入可能
   な車両用空調装置であって、 車室内の冷房負荷が所定値より大きいか否かを判定する
   判定手段（Ｓ１５０）を有し、 前記判定手段（Ｓ１５０）にて前記冷房負荷が前記所定
   値より大きいと判定され、かつ前記送風量（ＢＬＷ）が
   所定送風量（ＢＬＷ１）より大きいと、前記空調ケース
   （１）内に車室内空気のみを導入し、 前記判定手段（Ｓ１５０）にて前記冷房負荷が前記所定
   値より大きいと判定され、かつ前記送風量（ＢＬＷ））
   が前記所定送風量（ＢＬＷ１）より小さいと、前記空調
   ケース（１）内に車室外空気を導入し、 さらに前記判定手段（Ｓ１５０）にて前記冷房負荷が前
   記所定値より小さいと判定されると、前記空調ケース
   （１）内に車室外空気のみを導入することを特徴とする
   車両用空調装置。
2. 【請求項２】 前記空調環境情報として、少なくとも車
   室内温度（Ｔr ）と車室内の設定温度（Ｔset ）の偏差
   に関連した値を算出する手段を有し、 前記送風量制御手段（Ｓ１４０）は、前記車室内温度
   （Ｔr ）と前記車室内の設定温度（Ｔset ）の偏差に関
   連した値と、前記空調環境情報のうち、少なくとも１つ
   の情報（Ｔam）とに基づいて前記送風量（ＢＬＷ）を決
   定するようになっており、 前記情報（Ｔam）の変化により、前記目標吹出温度（Ｔ
   ＡＯ）が同一であっても、前記送風量（ＢＬＷ）を異な
   った値にすることを特徴とする請求項１記載の車両用空
   調装置。
3. 【請求項３】 前記車室内温度（Ｔr ）と前記車室内の
   設定温度（Ｔset ）の偏差に関連した値が、車室内温度
   （Ｔr ）と車室内の設定温度（Ｔset ）の偏差であるこ
   とを特徴とする請求項２記載の車両用空調装置。
4. 【請求項４】 前記車室内温度（Ｔr ）と前記車室内の
   設定温度（Ｔset ）の偏差に関連した値が、少なくとも
   車室内温度（Ｔr ）と車室内の設定温度（Ｔset ）とに
   基づいて算出される空調風の目標吹出温度（ＴＡＯ）で
   あることを特徴とする請求項２記載の車両用空調装置。
5. 【請求項５】 前記冷房負荷が前記所定値より大きい状
   態において、 前記送風量制御手段（Ｓ１４０）は、前記目標吹出温度
   （ＴＡＯ）が低くなるほど、前記送風量（ＢＬＷ）を大
   きくし、 前記情報は、車室外温度（Ｔam）であり、前記目標吹出
   温度（ＴＡＯ）が同一であっても、前記車室外温度（Ｔ
   am）が低くなるほど、前記送風量（ＢＬＷ）を大きくす
   ることを特徴とする請求項４記載の車両用空調装置。
6. 【請求項６】 前記判定手段（Ｓ１５０）は、前記車室
   内温度（Ｔr ）と前記設定温度（Ｔset ）との偏差に基
   づいて前記冷房負荷の判定を行うことを特徴とする請求
   項２ないし５のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
7. 【請求項７】 前記判定手段（Ｓ１５０）は、前記目標
   吹出温度（ＴＡＯ）に基づいて前記冷房負荷の判定を行
   うことを特徴とする請求項４または５記載の車両用空調
   装置。
8. 【請求項８】 前記判定手段（Ｓ１５０）は、車室外温
   度（Ｔam）に基づいて前記冷房負荷の判定を行うことを
   特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車
   両用空調装置。
9. 【請求項９】 前記判定手段（Ｓ１５０）は、車室外温
   度（Ｔam）と車室内への日射量（Ｔｓ）とに基づいて前
   記冷房負荷の判定を行うことを特徴とする請求項１ない
   し５のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
10. 【請求項１０】 前記冷房負荷が前記所定値より大きい
    と判定され、かつ前記送風量（ＢＬＷ））が前記所定送
    風量（ＢＬＷ１）より小さいときに、前記空調ケース
    （１）内に車室外空気と車室内空気の両方を導入する半
    内気モードを設定することを特徴とする請求項１ないし
    ９のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
11. 【請求項１１】 空気流路を形成する空調ケース（１）
    と、 前記空調ケース（１）内に車室内へ向かう空調風を送風
    する送風機（５）と、 車室内の空調環境に影響を与える空調環境情報（Ｔset
    、Ｔr 、Ｔam、Ｔs 、Ｔw 、Ｔe ）に基づいて、前記
    送風機（５）の送風量（ＢＬＷ）を決定制御する送風量
    制御手段（Ｓ１４０）とを有し、 前記空調ケース（１）内に内気もしくは外気が導入可能
    な車両用空調装置であって、 冷房時に、前記送風量（ＢＬＷ）が所定送風量（ＢＬＷ
    １）より大きいと、前記空調ケース（１）内に車室内空
    気のみを導入し、 冷房時に、前記送風量（ＢＬＷ））が前記所定送風量
    （ＢＬＷ１）より小さいと、前記空調ケース（１）内に
    車室外空気を導入することを特徴とする車両用空調装
    置。