JP2005238908A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 頭部のもやもや感を解消しながら足元の暖房不足を防止する。
【解決手段】 足元吹き出し口ドアとアッパーベンチレータードアを開放して足元吹き出し口２３ａ、２３ｂとアッパーベンチレーター２１から車室内に温風を吹き出して暖房運転を行っているときに、ファンスイッチによりブロアファンの回転速度を下げる操作がなされた場合は、ブロアファンの回転速度を下げずにアッパーベンチレータードアを閉じる。
【選択図】 図２

Description

本発明は車両用空調装置に関し、特に、後席乗員用アッパーベンチレーターの制御方法を改善したものである。

前席乗員用ベンチレーター吹き出し口と後席乗員用ベンチレーター吹き出し口とを設けた車両用空調装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この種の車両用空調装置では、前席乗員用ベンチレーターの吹き出し口をインストルメントパネルの低い位置に開口し、吹き出し風が前席乗員の胸元に向かうようにするとともに、後席乗員用ベンチレーターの吹き出し口をインストルメントパネルの前席乗員用ベンチレーター吹き出し口よりも高い位置で、かつ車幅方向中央部の前席乗員に吹き出し風が当たらない範囲に開口し、吹き出し風が後席乗員の胸元に向かうようにしている。

この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
特開２０００−０９４９２５号公報

上述した従来の車両用空調装置では、暖房過渡期において、足元吹き出し口からの吹き出し風温度とベンチレーターからの吹き出し風温度との差が小さい場合に、足元吹き出し口から温風を送るとともに、前席乗員用ベンチレーターと後席乗員用ベンチレーターからも温風を送って車室内を暖めるので、乗員の速暖感を向上させることができる。
ところが、しばらくして乗員が頭部のもやもや感を感じてファンスイッチによりブロアファンの速度を下げると、ベンチレーターから上半身への送風量が減るのと同時に足元吹き出し口から足元への送風量も減るため、上半身は暖かくても足元が十分に暖まらず暖房不足になるという問題がある。

足元吹き出し口ドアとアッパーベンチレータードアを開放して足元吹き出し口とアッパーベンチレーターから車室内に温風を吹き出して暖房運転を行っているときに、ファンスイッチによりブロアファンの回転速度を下げる操作がなされた場合は、ブロアファンの回転速度を下げずにアッパーベンチレータードアを閉じる。

本発明によれば、頭部のもやもや感を解消しながら足元の暖房不足を防止する。

図１は一実施の形態の構成を示す。空調ユニット１０の上流には外気吸入口１１と内気吸入口１２が設けられ、インテークドア１３によって吸入する空気の外気と内気の割合が調節される。外気吸入口１１と内気吸入口１２から吸入された空気はブロアファン１４により空調ユニット１０の下流へ送風され、まずエバポレーター１５で熱交換が行なわれて冷風となる。エバポレーター１５の下流では空調風の流路が２つに分れる。一方はヒーターコア１６を通過する流路１７であり、この流路１７を通過する空気はヒーターコア１６により熱交換が行なわれて温風となる。他方はヒーターコア１６をバイパスする流路１８であり、この流路１８を通過する空気はエバポレーター１５を通過したままの冷風である。これら２つの流路１７、１８の分岐点にはエアーミックスドア１９が設けられ、このエアーミックスドア１９の開度を制御して両流路１７、１８を通過する空気の割合が調節され、空調風の温度、すなわち車室内への吹き出し風温度が決定される。

エアーミックスドア１９により吹き出し風温度が調節された空調風は、図２に示すように、スポットベンチレーター２０ａ、２０ｂ、アッパーベンチレーター２１、デフロスター２２ａ、２２ｂおよびフット吹き出し口２３ａ、２３ｂからそれぞれ車室内に吹き出される。なお、２０ａはセンターベンチレーター、２０ｂはサイドベンチレーター、２２ａはフロントデフロスター、２２ｂはサイドデフロスター、２３ａは前席足元吹き出し口、２３ｂは後席足元吹き出し口である。これらの吹き出し口２０〜２３にはそれぞれスポットベントドア２４、アッパーベントドア２５、デフドア２６、フットドア２７が設けられ、空調風の吹き出し口が選択される。

前席乗員用のセンターベンチレーター２０ａの吹き出し口はインストルメントパネルの低い位置に開口され、吹き出し風が前席乗員の上半身に向かうようにされている。また、後席乗員用アッパーベンチレーター２１の吹き出し口はインストルメントパネルの前席乗員用センターベンチレーター２０ａの吹き出し口よりも高い位置で、かつ車幅方向中央部の前席乗員に吹き出し風が当たらない範囲に開口され、吹き出し風が後席乗員の上半身に向かうようにされている。

室温設定器３１は車室内温度を設定する設定器である。ファンスイッチ３２はブロアファン１４の回転速度すなわち吹き出し風量を設定するスイッチであり、後述する制御回路３０により風量（回転速度）が自動的に設定される自動モードと、任意の風量（回転速度）に設定可能な手動モードとがある。吹き出し口スイッチ３３は吹き出し口を切り換えるためのスイッチであり、後述する制御回路３０により吹き出し口が自動的に設定される自動モードと、スポットベンチレーター、バイレベル、足元、デフロスターの内の任意の吹き出し口に設定可能な手動モードとがある。アッパーベンチレーター吹き出し口スイッチ３４は、アッパーベンチレーター２１のドア２５を手動で開閉するためのスイッチである。なお、アッパーベントドア２５はスイッチ３４による手動開閉の他に後述する制御回路３０により自動開閉も行われる。

外気温センサー３５は外気温Ｔamを検出し、日射センサー３６は日射量Ｑsunを検出し、室温センサー３７は車室内温度Ｔincを検出する。制御回路３０は不図示のマイクロコンピューターやメモリなどから構成され、各種設定器３１〜３４による設定値と各種センサー３５〜３７による検出値に基づいて吹き出し風温度、吹き出し風量、吹き出し口を演算し、演算結果によりブロアファンモーター１４ａ、インテークドア１３、エアーミックスドア１９、スポットベントドア２４、アッパーベントドア２５、デフドア２６、フットドア２７を駆動制御する。

図３は、一実施の形態のアッパーベンチレーター暖房時制御プログラムを示すフローチャートである。制御回路３０は所定時間ごとにこのアッパーベンチレーター暖房時制御を実行する。ステップ１において外気温センサー３５により検出した外気温Ｔamが所定値Ａ℃以下か否かを確認し、外気温Ｔamが所定値Ａ℃より高い場合はステップ１３へ進み、通常のブロアファン制御を実行する。外気温Ｔamが所定値Ａ℃以下の場合はステップ２へ進み、吹き出し口スイッチ３３により足元吹き出し口モードが選択されているか否かを確認する。足元吹き出し口モードが選択されていない場合はステップ１３へ進み、通常のブロアファン制御を行う。足元吹き出し口モードが選択されている場合はステップ３へ進み、ファンスイッチ３２により手動モードが選択されているか否かを確認する。ファンスイッチ３２により自動モードが選択されている場合はステップ１３へ進み、通常のブロアファン制御を行う。

外気温Ｔamが所定値Ａ℃以下で足元吹き出し口モードとファン自動モードとが選択されている場合は、ステップ４、５でファンスイッチ３２によりブロアファン１４の回転速度を上げる操作または下げる操作があったか否かを確認する。ブロアファン速度を上げる操作があった場合はステップ９へ進み、ブロアファン速度を下げる操作があった場合はステップ６へ進む。なお、ブロアファン速度を上げる操作も下げる操作もなかった場合はステップ１３へ進み、通常のブロアファン制御を行う。

外気温Ｔamが所定値Ａ℃以下で足元吹き出し口モードとファン自動モードとが選択されているときに、ブロアファン１４の回転速度を下げる操作があった場合は、ステップ６でアッパーベントドア２５が開放されているか否かを確認する。アッパーベントドア２５が開放されていないときはステップ１３へ進み、通常のブロアファン制御を行う。一方、アッパーベントドア２５が開放されているときはステップ７へ進み、ブロアファン１４の回転速度を下げる操作があったにもかかわらず、ブロアファンモーター１４ａに印加する電圧ＶＦ(t)を前回のプログラム実行時の電圧ＶＦ(t-1)と同じ電圧にし、ブロアファン１４の回転速度を下げない。続くステップ８でアッパーベントドア２５を閉じる。

このように、外気温Ｔamが所定値Ａ℃以下で足元吹き出し口モードとファン手動モードとが選択され、さらにアッパーベントドア２５が開放されているときに、乗員がブロアファン１４の回転速度を下げる操作を行った場合は、ブロアファンモーター１４ａの回転速度を下げることなくそのまま維持するとともに、アッパーベントドア２５を閉じて足元吹き出し口２３ａ、２３ｂのみから車室内へ温風を吹き出す暖房運転を行うようにしたので、乗員の上半身への送風が止まり、その分足元への送風量が増え、乗員の頭部のもやもや感を解消しながら足元の暖房不足を防止することができる。

次に、外気温Ｔamが所定値Ａ℃以下で足元吹き出し口モードとファン自動モードとが選択されているときに、ブロアファン１４の回転速度を上げる操作があった場合は、ステップ９で今回演算された目標吹き出し風温度ＸＭ(t)と前回のプログラム実行時に演算された目標吹き出し風温度ＸＭ(t-1)との差の絶対値ΔＸＭを求める。
ΔＸＭ＝｜ＸＭ(t)−ＸＭ(t-1)｜ ・・・ （１）
ここで、目標吹き出し風温度ＸＭは次式により求める。
ＸＭ＝ａＴam＋ｂＱsun＋ｃＴinc＋ｄＴptc＋ｅ ・・・（２）
（２）式において、Ｔamは外気温、Ｔincは車室内温度、Ｔptcは車室内温度設定値、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは定数である。なお、目標吹き出し風温度ＸＭの演算方法は上記（２）式による演算方法に限定されるものではない。

続くステップ１０では今回と前回のプログラム実行時における目標吹き出し風温度の差の絶対値ΔＸＭが所定値Ｂ℃より大きいか否かを判定する。目標吹き出し風温度ＸＭの変化ΔＸＭが所定値Ｂ℃以下の場合は暖房安定期であるとし、ステップ１３へ進んで通常のブロアファン制御を行う。すなわち、アッパーベントドア２５を閉じたまま足元吹き出し口２３ａ、２３ｂのみから車室内へ空調風を吹き出すとともに、ファンスイッチ３２により乗員が設定したブロアファン１４の回転速度に応じた電圧ＶＦ(t)をブロアファンモーター１４ａに印加し、ブロアファン１４の回転速度を上げる。

このように、外気温Ｔamが所定値Ａ℃以下で足元吹き出し口モードとファン手動モードとが選択されているときに、乗員がブロアファン１４の回転速度を上げる操作を行い、このときの目標吹き出し風温度ＸＭの変化ΔＸＭが所定値Ｂ℃以下の場合は、アッパーベントドア２５を閉じたまま足元吹き出し口２３ａ、２３ｂのみから温風を吹き出す暖房運転を継続するとともに、乗員がファンスイッチ３２により選択した速度までブロアファン１４の回転を上げ、足元への送風量を増加するようにしたので、乗員の頭部にもやもや感が生じるのを防止しながら暖房能力を上げて頭寒足熱の暖房運転を行うことができる。

一方、目標吹き出し風温度ＸＭの変化ΔＸＭが所定値Ｂ℃より大きい場合は暖房過渡期であるとし、ステップ１１へ進む。暖房過渡期の場合は、ステップ１１でブロアファン１４の回転速度を上げる操作があったにもかかわらず、ブロアファンモーター１４ａに印加する電圧ＶＦ(t)を前回のプログラム実行時の電圧ＶＦ(t-1)と同じ電圧にし、ブロアファン１４の回転速度を上げない。続くステップ８でアッパーベントドア２５を開ける。

このように、外気温Ｔamが所定値Ａ℃以下で足元吹き出し口モードとファン手動モードとが選択されているときに、乗員がブロアファン１４の回転速度を上げる操作を行い、このときの目標吹き出し風温度ＸＭの変化ΔＸＭが所定値Ｂ℃より大きい場合は、ブロアファンモーター１４ａの回転速度を上げずにそのまま維持するとともに、アッパーベントドア２５を開けるようにしたので、温風が乗員の上半身へも送られ、速暖感を上げることができる。

なお、上述した一実施の形態では車室内温度Ｔinc、車室外温度Ｔam、車室内設定温度Ｔptcおよび日射量Ｑsunに基づいて目標吹き出し風温度ＸＭを演算し、目標吹き出し風温度ＸＭの前回値と今回値の変化ΔＸＭが所定値Ｂ℃より大きいときは暖房運転の過渡期であると判断し、目標吹き出し風温度ＸＭの前回値と今回値の変化ΔＸＭが所定値Ｂ℃以下のときは暖房運転の安定期であると判断するようにしたが、暖房運転の過渡期と安定期との判断方法は上述した一実施の形態の判断方法に限定されるものではない。例えば車室内設定温度Ｔptcと実際の車室内温度Ｔincとの差（Ｔptc−Ｔinc）が所定値より大きいときは暖房運転の過渡期であると判断し、差（Ｔptc−Ｔinc）が所定値以下のときは暖房運転の安定期であると判断するようにしてもよい。

以上説明したように、一実施の形態によれば、足元吹き出し口ドア２７とアッパーベントドア２５を開放して足元吹き出し口２３ａ、２３ｂとアッパーベンチレーター２１から車室内に温風を吹き出して暖房運転を行っているときに、ファンスイッチ３２によりブロアファン１４の回転速度を下げる操作がなされた場合は、ブロアファン１４の回転速度を下げずにアッパーベントドア２５を閉じるようにしたので、乗員の上半身への送風が止まり、その分足元への送風量が増え、乗員の頭部のもやもや感を解消しながら足元の暖房不足を防止することができる。

また、一実施の形態によれば、足元吹き出し口ドア２７を開放するとともにアッパーベントドア２５を閉じ、足元吹き出し口２３ａ、２３ｂからのみ車室内に温風を吹き出して暖房運転を行っているときに、ファンスイッチ３２によりブロアファン１４の回転速度を上げる操作がなされた場合は、暖房運転が安定期か過渡期かを判断し、安定期では、ブロアファン１４の回転速度を上げるとともに、アッパーベントドア２５を開けずに足元吹き出し口２３ａ、２３ｂからのみ車室内に温風を吹き出す暖房運転を継続し、過渡期では、ブロアファン１４の回転速度を上げずにアッパーベントドア２５を開放し、足元吹き出し口２３ａ、２３ｂとアッパーベンチレーター２１とから車室内に温風を吹き出す暖房運転を行うようにしたので、暖房運転の安定期には、乗員の頭部にもやもや感が生じるのを防止しながら暖房能力を上げて頭寒足熱の暖房運転を行うことができ、また、暖房運転の過渡期には、温風が乗員の上半身へも送られ、速暖感を上げることができる。

さらに、一実施の形態によれば、車室内温度Ｔinc、車室外温度Ｔam、車室内設定温度Ｔptcおよび日射量Ｑsunに基づいて目標吹き出し風温度ＸＭを演算し、目標吹き出し風温度ＸＭの前回値と今回値の変化ΔＸＭが所定値Ｂ℃より大きいときは暖房運転の過渡期であると判断し、目標吹き出し風温度ＸＭの前回値と今回値の変化ΔＸＭが所定値Ｂ℃以下のときは暖房運転の安定期であると判断するようにしたので、アッパーベンチレーターから温風を送って乗員に速暖感を与えるか、アッパーベンチレーターからの送風を止めて乗員に頭部のもやもや感を与えないようにするかを適切に判断することができる。

特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、マイクロコンピューターを備えた制御回路３０が制御装置を構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。

一実施の形態の構成を示す図である。 空調風の吹き出し口の配置を示す図である。 アッパーベンチレーター暖房時制御プログラムを示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 空調ユニット
１１ 外気吸入口
１２ 内気吸入口
１３ インテークドア
１４ ブロアファン
１４ａ ブロアファンモーター
１５ エバポレーター
１６ ヒーターコア
１７、１８ 流路
１９ エアーミックスドア
２０ａ センターベンチレーター
２０ｂ サイドベンチレーター
２１ アッパーベンチレーター
２２ａ フロントデフロスター
２２ｂ サイドデフロスター
２３ａ 前席足元吹き出し口
２３ｂ 後席足元吹き出し口
２４ スポットベントドア
２５ アッパーベントドア
２６ デフドア
２７ フットドア
３０ 制御回路
３１ 室温設定器
３２ ファンスイッチ
３３ 吹き出し口スイッチ
３４ アッパーベンチレーター吹き出し口スイッチ
３５ 外気温センサー
３６ 日射センサー
３７ 室温センサー

Claims (3)

1. ブロアファンにより送風された空調風を暖めるヒーターコアと、
   乗員の足元へ空調風を吹き出す足元吹き出し口と、
   前記足元吹き出し口を開閉する足元吹き出し口ドアと、
   インストルメントに設置されたベンチレーターの吹き出し口よりも高い位置に吹き出し口を有し、後席乗員の上半身へ向かって空調風を吹き出すアッパーベンチレーターと、
   前記アッパーベンチレーターを開閉するアッパーベンチレータードアと、
   前記ブロアファンの回転速度を切り換えるファンスイッチと、
   前記ブロアファン、前記足元吹き出し口ドアおよび前記アッパーベンチレータードアを制御する制御装置とを備えた車両用空調装置であって、
   前記制御装置は、前記足元吹き出し口ドアと前記アッパーベンチレータードアを開放して前記足元吹き出し口と前記アッパーベンチレーターから車室内に温風を吹き出して暖房運転を行っているときに、前記ファンスイッチにより前記ブロアファンの回転速度を下げる操作がなされた場合は、前記ブロアファンの回転速度を下げずに前記アッパーベンチレータードアを閉じることを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１に記載の車両用空調装置において、
   前記制御装置は、前記足元吹き出し口ドアを開放するとともに前記アッパーベンチレータードアを閉じ、前記足元吹き出し口からのみ車室内に温風を吹き出して暖房運転を行っているときに、前記ファンスイッチにより前記ブロアファンの回転速度を上げる操作がなされた場合は、暖房運転が安定期か過渡期かを判断し、安定期では、前記ブロアファンの回転速度を上げるとともに、前記アッパーベンチレータードアを開けずに前記足元吹き出し口からのみ車室内に温風を吹き出す暖房運転を継続し、過渡期では、前記ブロアファンの回転速度を上げずに前記アッパーベンチレータードアを開放し、前記足元吹き出し口と前記アッパーベンチレーターとから車室内に温風を吹き出す暖房運転を行うことを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項２に記載の車両用空調装置において、
   前記制御装置は、車室内温度、車室外温度、車室内設定温度および日射量に基づいて目標吹き出し風温度を演算し、目標吹き出し風温度の前回値と今回値の変化が所定値より大きいときは暖房運転の過渡期であると判断し、目標吹き出し風温度の前回値と今回値の変化が所定値以下のときは暖房運転の安定期であると判断することを特徴とする車両用空調装置。

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