JP2005335527A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乗員への空調感を損なうことなしに窓ガラスの曇りを防止することで、快適性と防曇の両立を図ることを可能とし、あわせて車両外部の情報を有効利用することでシステムを簡素化すること。
【解決手段】制御手段２００は、フェイスモード時において、車両の外部から入手する外部情報を用いて求めた外側ガラス推定温度が、車両の外部から入手する外部情報を用いて求めた外気露点温度より低くなるとき、インパネ上面吹出口からの空調空気の吹出しを停止、もしくはインパネ上面吹出口からの空調空気の風量割合を減少させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、乗員への空調感を損なうことなしに窓ガラスの曇りを防止することを可能とし、快適性と防曇を両立可能にする車両用空調装置に関し、とりわけ車両外部に存在する外部情報を有効利用することでシステムの簡素化が可能になる車両用空調装置に関する。

従来、車両用空調装置において窓ガラスの曇りを防止する技術はいくつか知られている。例えば、主に冷房運転時に生じやすい窓ガラスの外側曇りを防止するために、窓ガラスへの吹出し温度が車室外空気の露点温度より低いとき、窓ガラスへの吹出しを停止することが記載されている（特許文献１参照）。また、例えば、主に暖房運転時に生じやすい窓ガラスの内側曇りを防止するために、防雲および除湿能力が低下したとき、デフロスタ（ＤＥＦ）吹出口からの吹出し風量を増やしたり、あるいは吹出し温度を高めることが記載されている（特許文献２参照）。
特開平１１−１９０５４７号公報 特開２００２−１２０５４５号公報

しかしながら、前者の場合、通常冷房運転中はガラス温度より吹出し温度の方が低くなるため、吹出し温度と車室外空気の露点温度とを比較して窓ガラスの外側曇りを判断すると、外側曇りありと判断する機会が必要以上に多くなる。そのため、窓ガラスが曇る前に吹出しを止めてしまう可能性が高くなり、窓ガラスへ吹出す頻度を必要以上に低下させてしまう可能性がある。

また、後者の場合、デフロスタ吹出口から吹出す空調空気の熱量は窓ガラスを暖めるために使われ、しかもデフロスタ吹出口から吹出す分だけフット（ＦＯＯＴ）吹出口から吹出す空調空気の量が低下する。そのため、全体として暖房能力を低下させてしまう可能性がある。

本発明は、上記点を鑑みてなされたものであり、乗員への空調感を損なうことなしに窓ガラスの曇りを防止することで、快適性と防曇の両立を図ることを可能とし、あわせて車両外部の情報を有効利用することでシステムを簡素化することが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１ないし請求項１７に記載の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明によれば、少なくとも、乗員側に直接送風するフェイス吹出口、車両の窓ガラスの曇りをとるデフロスタ吹出口、およびフェイス吹出口とデフロスタ吹出口との間のインスツルメントパネル上面より前記窓ガラスの内面に向けて吹出し乗員側に間接送風するインパネ上面吹出口が設けられ、各吹出口から空調空気を吹出す空調ユニットと、
車両の熱負荷に応じて各吹出口から吹出す空調空気の吹出量を制御すると共に、フェイスモードを含む吹出口モードを制御する制御手段とを備え、
制御手段は、少なくともフェイスモード時にフェイス吹出口およびインパネ上面吹出口から吹出す空調空気の吹出量を制御する車両用空調装置であって、
前記車両の外部から入手する外部情報を用いて、車室外空気の露点温度（外気露点温度）を求める第１手段と、前記車両の外部から入手する外部情報を用いて、車両の窓ガラス外側の外側ガラス推定温度を求める第２手段とを備え、
制御手段は、フェイスモード時において、外側ガラス推定温度が外気露点温度より低くなるとき、インパネ上面吹出口からの空調空気の吹出しを停止、もしくはインパネ上面吹出口からの空調空気の風量割合を減少させることを特徴とする。

それにより、車両の窓ガラス外側における曇りの発生を、外側ガラス推定温度と外気露点温度とから直接的に判定して、タイムリーに防曇処理することが可能となる。しかも、タイムリーに防曇処理可能になるため、例えば冷房運転によるフェイスモード時にインパネ上面吹出口から空調空気を吹出す構成であっても、比較的頻度よくインパネ上面吹出口から空調空気を吹出すことが可能となり、窓ガラスの防曇とドラフト感の少ない快適な空調とを両立させることが可能になる。しかも、これらの判定に際して車両外部の情報を有効利用することでシステムを簡素化することが可能になる。

請求項２に記載の発明によれば、制御手段は、外側ガラス推定温度が外気露点温度とオフセット温度値との合計値より低くなるとき、インパネ上面吹出口からの空調空気の吹出しを停止、もしくはインパネ上面吹出口からの空調空気の風量割合を減少させることで、オフセット温度値の設定分だけ事前に窓ガラス外側の曇り発生の可能性を予測でき、そのため窓ガラス外側に曇りが発生することを確実に防止することが可能になる。

請求項３および請求項１１に記載の発明によれば、外部情報として、車両の周辺地域の気象情報を車両の外部から入手する情報収集手段を備えることで、センサ情報の代用として気象情報を利用可能になる。

請求項４および請求項１２に記載の発明によれば、情報収集手段は、車両の外部に設置された情報サービス手段に対して通信手段を用いてアクセスし、ＧＰＳ受信機で求まる車両の現在位置に対応した車両周辺地域の気象情報を外部情報として入手することで、センサ情報により近いレベルの気象情報が入手可能になる。

請求項５に記載の発明によれば、第１手段は、情報収集手段が入手した気象情報のうちの車室外空気の湿度（外気湿度）および車室外空気の温度（外気温）に基づいて、外気露点温度を求めることで、例えば湿り空気線図を用いた外気露点温度の検出が可能となる。

請求項６に記載の発明によれば、第２手段は、少なくとも外気温、車室内空気の温度（内気温）、車両の室内に照射される日射量、および車両の走行速度に基いて、外側ガラス推定温度を求めることで、検出が難しい外側ガラス温度を推定することが可能となる。

請求項７に記載の発明によれば、空調ユニットは、フェイス吹出口、デフロスタ吹出口、およびインパネ上面吹出口の各吹出口から吹出す空調空気の風量をそれぞれ制御する各吹出口開閉ドアを有し、制御手段は、各吹出口開閉ドアの各開度を制御することで、各吹出口開閉ドアの各開度を独立して制御でき、所望の空調制御を行うことができる。

請求項８に記載の発明によれば、制御手段は、フェイスモード時において、設定温度に向かう空調過渡時にはフェイス吹出口から吹出す空調空気の風量割合をインパネ上面吹出口より大きくすると共に、設定温度に到達する略空調安定状態時にはインパネ上面吹出口から吹出す空調空気の風量割合を大きくすることで、設定温度への制御応答性と、略空調安定状態時におけるドラフト感の少ない快適な空調とを両立させることが可能になる。

請求項９に記載の発明によれば、少なくとも、乗員側に直接送風するフェイス吹出口、車両の窓ガラスの曇りをとるデフロスタ吹出口、乗員の足元に送風するフット吹出口、およびフェイス吹出口とデフロスタ吹出口との間のインスツルメントパネル上面より窓ガラスの内面に向けて吹出し乗員側に間接送風するインパネ上面吹出口が設けられ、各吹出口から空調空気を吹出す空調ユニットと、
車両の熱負荷に応じて各吹出口から吹出す空調空気の吹出量を制御すると共に、フットモードを含む吹出口モードを制御する制御手段とを備え、
制御手段は、少なくともフットモード時にフット吹出口から吹出す空調空気の吹出量を制御する車両用空調装置であって、
車室内空気の露点温度（内気露点温度）を求める第３手段と、前記車両の外部から入手する外部情報を用いて、車両の窓ガラス内側の内側ガラス推定温度を求める第４手段とを備え、
制御手段は、フットモード時において、内側ガラス推定温度が内気露点温度より低くなるとき、フット吹出口に加えて、インパネ上面吹出口から空調空気の吹出しを行わせることを特徴とする。

それにより、車両の窓ガラス内側における曇りの発生を、内側ガラス推定温度と内気露点温度とから直接的に判定して、タイムリーに防曇処理することが可能となる。しかも、タイムリーに防曇処理が可能になるため、例えば冬場の暖房運転によるフットモード時において、窓ガラスの加熱のためにインパネ上面吹出口から空調空気を吹出す機会を絞込み、その結果、フット吹出口からの空調空気の風量割合を増加させると共に、インパネ上面吹出口から吹出された暖かい空調空気がある程度乗員まで到達させることが可能になる。それによって、窓ガラスの防曇と快適な空調とを両立させることが可能になる。しかも、これらの判定に際して車両外部の情報を有効利用することでシステムを簡素化することが可能になる。

請求項１０に記載の発明によれば、制御手段は、内側ガラス推定温度が内気露点温度とオフセット温度値との合計値より低くなるとき、インパネ上面吹出口からの空調空気の吹出しを最大、もしくはインパネ上面吹出口からの空調空気の風量割合を増加させることで、オフセット温度値の設定分だけ事前に窓ガラス内側の曇り発生の可能性を予測でき、そのため窓ガラス内側に曇りが発生することを確実に防止することが可能になる。

請求項１３記載の発明によれば、第３手段は、車室内空気の湿度（内気湿度）および車室内空気の温度（内気温）に基づいて内気露点温度を求めることで、例えば湿り空気線図を用いた内気露点温度の検出が可能になる。

請求項１４に記載の発明によれば、第４手段は、情報収集手段が入手した気象情報のうちの車室外空気の温度（外気温）と車両の室内に照射される日射量、内気温、および車両走行速度に基いて、内側ガラス推定温度を求めることで、検出が難しい内側ガラス温度を推定することが可能になる。

請求項１５に記載の発明によれば、制御手段は、フットモード時において、内気露点温度とオフセット温度値との合計値が内側ガラス推定温度より大きくなるとき、デフロスタ吹出口およびインパネ上面吹出口から空調空気の吹出しを行わせることで、窓ガラスの加熱を急速に行うことができ、曇りの発生を確実に防止することが可能になる。

請求項１６および請求項１７に記載の発明によれば、情報収集手段は、車両の外部からの外部情報に加えて、車両の内部に搭載された他システムが検出するセンサ情報を含む内部情報を入手し、また空調制御することで、車両内外に存在する情報を有効利用し、制御システムの簡素化が可能になる。

以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。

（第１実施形態）
図１は、車両用空調装置の全体構成を示す図、図２は車室内に空調空気を吹出す各吹出口の配置を示す図である。

この空調装置は、車室４内の温度を乗員により設定された所望温度に常に保つように自動制御するオートエアコンであり、車室４内を空調するためのエアコンユニット１００と、このエアコンユニット１００を構成する機器を制御するエアコン制御装置２００と、車両の現在位置を検出するＧＰＳ受信機３００と、通信手段である携帯電話等の通信装置４００とからなる。

この通信装置４００は、車両外部に設置されたホームページ等の情報サービス手段であるデータセンター５００を、インターネット６００を介してアクセスすることで、車両の現在位置に対応した車両周辺地域の気象情報や、車両の室内環境に影響を与える環境情報を入手し、車載センサ情報を代用する構成である。

エアコンユニット１００は、インスツルメントパネル２の裏面側下方に配置されて、車室４内に空調空気を導く空気通路１１を形成する空調ダクト２０を有している。この空調ダクト２０の空気流れの最上流側には内気吸入口２１と外気吸入口２２を有する内外気切替箱Ａが設けられている。これらの吸入口２１、２２の内側には内外気切替ドア２３が回動自在に取付けられており、この内外気切替ドア２３をサーボモータ等のアクチュエータ４０により駆動することにより、内気循環モード、内外気モード、外気導入モードの間で吸込モードの切替えが行われる。

この空調ダクト２０内の内外気切替箱Ａの下流側には空気を送る遠心式のブロワユニット３０が設けられている。このブロワユニット３０は、空調ダクト２０と一体的に構成されたスクロールケースに回転自在に収納された遠心式ファン３１と、この遠心式ファン３１を回転駆動するブロワモータ３２を有している。この遠心式ファン３１の回転速度（送風量、吹出量）の制御は、ブロワ駆動回路３３を介してブロワモータ３２に印加される電圧を制御することにより行われる。

ブロワユニット３０の下流側には、冷凍サイクルの一部を構成するエバポレータ２４が配設され、冷媒と導入された空気との間で熱交換を行うことにより、導入空気を除湿、冷却する。その下流側にはエンジン冷却水が流れるヒータコア２５が配設され、除湿、冷却した空気とエンジン冷却水との間で熱交換を行うことでこの空気を加熱する。ヒータコア２５の空気入口側にはエアミックスドア２６が回動自在に配置され、サーボモータ等のアクチュエータ４５により駆動されて、ヒータコア２５を通過する空気量とヒータコア２５を迂回する空気量との割合を調節して所望の空調空気を形成し、車室４内に吹出す空調空気の温度を調整する。

空調ダクト２０の空気流れの最下流側には吹出口切替箱Ｂが設けられており、フェイス（ＦＡＣＥ）開口部、フット（ＦＯＯＴ）開口部、デフロスタ（ＤＥＦ）開口部、およびインパネ上面開口部が形成され、これらの開口部にはダクト１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａが接続されている。

それらのダクト１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａの最下流端には、乗員の上半身側に空調空気を直接送風するセンターおよびサイドの2種類のフェイス（ＦＡＣＥ）吹出口１２、乗員の足元に送風するフット（ＦＯＯＴ）吹出口１３、車両の窓ガラス１の内外側に発生する曇りをとるため窓ガラス１内面の根元側に送風するデフロスタ（ＤＥＦ）吹出口１４、およびフェイス吹出口１２とデフロスタ吹出口１４との間のインスツルメントパネル２の上面よりフロント用窓ガラス１の内面に向けて吹出し、窓ガラス１の内面に沿って乗員側に空調空気を間接送風するインパネ上面吹出口１５が設けられている。

なお、インパネ上面吹出口１５は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、樹脂製のインスツルメントパネル２の運転席および助手席側を含む全域（一点鎖線内）のうち、乗員側に向けてある程度傾いた斜面上に開けられた多数の小径穴からなる。これにより窓ガラス１の内面に向けて吹出された空調空気（符号３で図示）は、窓ガラス１の内面勾配により緩やかに流れ方向を変更して乗員側に間接的に送風され、ドラフト感（直接肌に風が当たる感覚）のない柔らかい空調風となる。

各吹出口１２〜１５の内側には、吹出口開閉ドア１６、１７、１８、および吹出量を調節するドア１９が回動自在に取付けられており、サーボモータ等のアクチュエータ４１〜４４によりそれぞれ駆動することにより、各吹出口１２〜１５からの空調空気の吹出し、もしくは吹出し量が個別に調節できる。

吹出口モードには、フェイス（ＦＡＣＥ）モード、フェイスモードとフットモードの中間モードであるバイレベル（Ｂ／Ｌ）モード、フット（ＦＯＯＴ）モード、フットモードとデフモードを兼ねるフットデフ（Ｆ／Ｄ）モード、およびデフ（ＤＥＦ）モードがあり、後述するエアコン制御装置２００の指示に応じて吹出口開閉ドア１６、１７、１８、１９が制御され、これらの吹出口モードの切替えが行われる。

なお、インパネ上面吹出口１５は、主にフェイスモード時にフェイス吹出口１２と併用される。他にも、窓ガラス１の曇り防止のために、デフモードやフットモード等の他のモード時にも組み合せて利用される。

エアコン制御装置２００は、その内部に図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータや入出力回路を有している。記憶装置２０１は上記ＲＯＭもしくは書換え可能な不揮発性メモリで構成され、後述する図５、６、９に示すような各種制御用テーブルやデータ処理用テーブルが予め記憶されている。エアコン制御装置２００には、車室４内前面に設けた操作パネル５０の操作信号、例えばエアコンＯＮ・ＯＦＦ情報、設定温度情報、ブロワ風量切替情報、吹出口モード切替情報、吸込モード切替情報、オートエアコン／マニュアルエアコン選択情報、等が入力される。

エアコン制御装置２００には、さらに各種センサ６１〜６７からのセンサ信号が入力される。ここで各種センサ６１〜６７とは、車室４内空気の温度（内気温）を検出する内気温センサ６１、車室４外空気の温度（外気温）を検出する外気温センサ６２、車室４内に照射される日射量を検出する日射センサ６３、車室4内空気の湿度（内気湿度、通常相対湿度）を検出する内気湿度センサ６４、車室４外空気の湿度（外気湿度、通常相対湿度）を検出する外気湿度センサ６５、車両の走行速度を検出する車速センサ６６、およびエバ後温度センサやエンジン冷却水温度センサ等のその他センサ６７である。

ただし、図１中に破線で示す外気温センサ６２、日射センサ６３、外気湿度センサ６５は、車載センサとしては省略されており、データセンター５００から当該車両周辺地域に対応する気象情報を入手することで、この気象情報から必要とする外気温、日射量、外気湿度の各情報を取出し、車載センサ情報を代用するようにしている。

インターネット６００に接続されるデータセンター５００には、各地域毎の天候、日射量、外気温、外気の湿度、等の気象情報を定期的に計測すると共に最新の計測データを更新記憶する気象サーバーを有し、また各地域毎の大気の汚れ量（例えば、粉塵、排出ガス成分、等）、花粉飛散量、等の大気質情報を含む環境情報を定期的に計測すると共に最新の計測データを更新記憶する環境サーバーを有する。

本例の場合、各種センサ６１〜６７のうち上記したようにセンサ６２、６３、６５の情報については、データセンター５００からの情報をセンサ代用情報として入手している。データセンター５００から入手可能な環境情報は、これまでのエアコンシステムでは備えていなかった新規な情報であり、例えば、大気の汚れなどの大気質情報に応じて、内外気切替箱Ａの内外気導入モードを切り替えることに利用可能である。

なお、内気湿度センサ６４は内気温センサ６１と同じ内気を検出する位置に取付けられ、外気湿度センサ６５は内外気切替箱Ａの外気導入口内に取付けられている。

（作動）
次に、エアコン制御装置２００による空調装置１００の作動を説明する。図３は、制御装置２００において実行されるエアコン制御処理のメインルーチンのフローチャートである。

図示していないイグニッションスイッチがＯＮされてこのルーチンが起動されると、まずデータ処理用メモリ（ＲＡＭ）の記憶内容等の初期化を行い（ステップ３１０）、続いて操作パネル５０や各種センサ６１〜６７からの信号が入力処理される（ステップ３２０）。

ここで、このステップ３２０の各種信号読込み処理を図４に示す。ＧＰＳ受信機３００を用いて車両の現在位置を確認すると共に、通信装置４００を用いて、インターネット６００を介してデータセンター５００をアクセスする。その際、この車両の現在位置情報と入手希望な情報をデータセンター５００に送信、指示し、データセンター５００内の各サーバーを検索することで、この現在位置に対応した車両周辺地域の気象情報（例えば、外気温、日射量、外気湿度、等）および環境情報（例えば、大気の汚れ等の大気質情報）を入手し、制御装置２００内のメモリに記憶処理する（ステップ３２１）。続いて、エアコン制御装置２００に接続される各種センサ６１、６４、６６、６７や操作パネル５０からの各種信号を読込み、メモリに記憶処理することになる（ステップ３２２）。

このステップ３２０もしくはステップ３２１が、外部情報を車両外部から入手する情報収集手段を構成している。

次に、各種信号に基いて車両の熱負荷（車室４の内外を移動する熱量の和）に応じた必要吹出温度ＴＡＯを次式により算出する（ステップ３３０）。
（数１）
TAO＝KSET・TSET−KR・TR−KAM・TAM−KS・TS＋C０
但し、ＴＳＥＴは設定温度、ＴＳは日射センサ６３で求めた日射量（日射強度）、ＴＲは内気温センサ６１で求めた内気温、ＴＡＭは外気温センサ６２で求めた外気温を表し、ＫＳＥＴ、ＫＲ、ＫＡＭ、ＫＳはゲインもしくは補正係数、ＣＯは定数を表す。

次に、算出した必要吹出温度ＴＡＯより図５に示す予め定めた制御特性表（テーブル）に従ってブロワ制御電圧ＶＡを決定する（ステップ３４０）。

続いて、内気および外気を切替える吸込モードを決定するステップ３５０では、マニュアル設定されていない場合は必要吹出温度ＴＡＯの他に、データセンター５００から入手した環境情報（大気質情報）に基いて決定する。ここでは、大気質情報として車両周辺地域に大気の汚れ情報があるとき、優先的に内気導入による内気循環モードに切り替えることにより、車室内の空気が汚れることを未然に防止している。

続いて、算出した必要吹出温度ＴＡＯより図６に示す予め定めた制御特性表（テーブル）に従って吹出口モードを決定する（ステップ３６０）。

ここで、ステップ３６０において、必要吹出温度ＴＡＯに基いて各吹出口モードが決定され、各吹出口モードに応じて定まる各吹出口１２〜１５からの風量割合は、予め設定した値に固定されるのが基本である。その際、インパネ上面吹出口１５はフェイス吹出口１２の補完的役割を有し、車室内温度が所望の設定温度に略到達する略空調安定状態に至った場合は、フェイス吹出口１２からの空調空気が乗員に直接当たることによるドラフト感を解消するために、フェイス吹出口１２よりもインパネ上面吹出口１５からの空調空気の吹出量を増やし、間接的送風を行うようにしている。

なお、フェイス吹出口１２およびインパネ上面吹出口１５からの風量割合を予め設定した値に固定せずに、図７に示すように必要吹出温度ＴＡＯに応じて両吹出口１２、１５から吹出される空調空気の風量割合を可変させてもよい。本例では、冷房運転時において、必要吹出温度ＴＡＯが略空調安定状態時より少し低い設定値（必要吹出温度ＴＡＯ１）より低いときは、フェイス吹出口１２の全開もしくはその風量割合を大きくし（ステップ３６１、３６２）、必要吹出温度ＴＡＯが上記設定値より高くなると、フェイス吹出口１２からの風量割合を小さくすると共に、インパネ上面吹出口１５からの風量割合を大きくしている。これにより、空調作動時に乗員が感じるドラフト感を早めに解消することが可能になる。

次に、窓ガラス１の曇りを防止する制御を行う（ステップ３７０）。本実施形態では乗員が感じるドラフト感を解消するためにインパネ上面吹出口１５を設けたことにより、窓ガラス１に曇りが発生しやすくなる。そこで、曇り現象に直接関係するガラス推定温度と空気露点温度とを用いることで、曇りの発生を事前にかつ高精度に判定し、より望ましいタイミングで防曇処理することを可能にしている。このステップ３７０の詳細は後述する。

続いて、算出した必要吹出温度ＴＡＯより予め定めた制御特性表に従ってエアミックスドア２６の開度を決定し（ステップ３８０）、各ステップ３４０〜３８０の処理結果に応じて各機器を制御し、所望の空調状態に制御することになる。

次に、本発明の要部である窓ガラス１の曇りを防止する制御処理（ステップ３7０）について、図８〜１２を用いて説明する。

図８は、例えば夏場の冷房運転時などのように、図３に示すステップ３６０で決定されるフェイスモード時において、窓ガラス１の外側の外側ガラス推定温度ＴＷＳ１が車室外空気の外気露点温度ＴＸ１より低くなると、窓ガラス１の外面に曇りが発生しやすくなる。そこで、曇りの発生を事前にかつ高精度に判定し、タイムリーに防曇処理する必要がある。

そこでまず、窓ガラス１の外側の外側ガラス推定温度ＴＷＳ１を、ステップ３２０で読込んだデータセンター５００からの外部情報を含む各種信号に基いて、次式（外側ガラス温度推定式）により算出する（ステップ４１１）。
（数２）
TWS１＝TAM＋KSPD１・V・（KSS１・TS＋KRR１・TR）−C１
但し、ＴＡＭは外気温センサ６２相当でデータセンター５００から入手した外気温、Ｖは車速センサ６６で求めた車両の走行速度、ＴＳは日射センサ６３相当でデータセンター５００から入手した日射量、ＴＲは内気温センサ６１で求めた内気温を表し、ＫＳＰＤ１、ＫＳＳ１、ＫＲＲ１は補正係数、Ｃ１は定数を表す。このステップ４１１が第２手段を構成する。

続いて、車室外空気の外気露点温度ＴＸ１を、ステップ３２０において読込んだ外気湿度センサ６５相当でデータセンター５００から入手した外気湿度（通常は相対湿度）および外気温ＴＡＭに基いて、湿り空気線図により算出する（ステップ４１２）。

ここで、図９は湿り空気線図の概要を示す説明図であり、外気湿度（通常は相対湿度ＲＨ）と外気温ＴＡＭが分かると、絶対湿度ＲＨＷを一定としたときの飽和曲線との交点が外気露点温度ＴＸ１となる。従って、このような湿り空気線図を構成する主要特性を、エアコン制御装置２００内の記憶装置２０１に予め記憶しておくことで、外気露点温度ＴＸ１の算出が可能となる。このステップ４１２が第１手段を構成する。

そこで、ステップ４１３において、窓ガラス１の外側ガラス推定温度ＴＷＳ１が、外気露点温度ＴＸ１とオフセット温度値ＴＯ１の合計値より低いときは、窓ガラス１の外側に曇りが発生する可能性が高いことを予測でき、ステップ４１４においてインパネ上面吹出口１５からの空調空気の吹出しを中止するか（図１０（ａ）参照）、もしくは曇り発生を防止できる程度までインパネ上面吹出口１５から吹出す空調空気の風量割合を低減する（図１０（ｂ）参照）。他方、インパネ上面吹出口１５から吹出す空調空気量が低減した分だけ、フェイス吹出口１２から吹出す空調空気の量を増加させ、全体として空調性能を維持するようにしている。

ちなみに、図１０（ａ）、（ｂ）に示すエアコンユニット１００は、図１に示す模式的構造から外形上コンパクトな実用的構造に変更させてあるが、機能的には同じである。

他方、ステップ４１３において、外側ガラス推定温度ＴＷＳ１が上記合計値より高いときは、窓ガラス１に曇りが発生する可能性が低いことを予測でき、ステップ４１５においてインパネ上面吹出口１５からの空調空気の吹出しを全開（最大）にするか、もしくはインパネ上面吹出口１５からの空調空気の風量割合を増加し、その分フェイス吹出口１２からの空調空気の風量割合を低減することで、所望の空調性能を維持しつつ、乗員が感じるドラフト感を解消するようにしている。

ここで、オフセット温度値ＴＯ１は、窓ガラス１での曇り発生を未然に防止するための安全値であり、例えば３〜１０Ｋの間の値が設定される。

なお、図８に示す例ではフェイスモード時の曇り防止制御について説明しているが、図８に示す技術は、フェイスモード時に加えてデフロスタモード時の曇り防止制御にも適用できる。つまり、デフロスタモードにおいて、窓ガラス１の外側ガラス推定温度ＴＷＳ１が外気露点温度ＴＸ１とオフセット温度値ＴＯ１の合計値より低いときは、デフロスタ吹出口１３からの空調空気の吹出しを中止するか、もしくは曇り発生を防止できる程度までデフロスタ吹出口１３から吹出す空調空気の風量割合を低減するようにすればよい。

（第２実施形態）
次に、図１１は、例えば冬場の暖房運転時などのように、窓ガラス１の内側の内側ガラス推定温度ＴＷＳ２が車室内空気の内気露点温度ＴＸ２より低くなると、窓ガラス１の内面に曇りが発生しやすくなる。そこで、曇りの発生を事前にかつ高精度に判定し、タイムリーに防曇処理する必要がある。

そこでまず、窓ガラス１の内側の内側ガラス推定温度ＴＷＳ２を、ステップ３２０（情報収集手段）で読込んだデータセンター５００からの外部情報を含む各種信号に基いて、次式（ガラス温度推定式）により算出する（ステップ４２１）。
（数３）
TWS２＝TAM＋KSPD２・V・（KSS２・TS＋KRR２・TR）−C２
但し、ＴＡＭは外気温センサ６２相当でデータセンター５００から入手した外気温、Ｖは車速センサ６６で求めた車両の走行速度、ＴＳは日射センサ６３相当でデータセンター５００から入手した日射量、ＴＲは内気温センサ６１で求めた内気温を表し、ＫＳＰＤ２、ＫＳＳ２、ＫＲＲ２は補正係数、Ｃ２は定数を表す。このステップ４２１が第４手段を構成する。

続いて、車室内空気の内気露点温度ＴＸ２を、ステップ３２０で読込んだ内気湿度センサ６４で求めた内気湿度（通常は相対湿度）および内気温ＴＲに基いて、図９に示す湿り空気線図により算出する（ステップ４２２）。このステップ４２２が第３手段を構成する。

そこで、ステップ４２３において、窓ガラス１の内側ガラス推定温度ＴＷＳ２が、内気露点温度ＴＸ２とオフセット温度値ＴＯ２の合計値より低いときは、窓ガラス１の内面に曇りが発生する可能性が高いことを予測でき、ステップ４２４においてインパネ上面吹出口１５からの暖かい空調空気の吹出しを全開（最大）するか（図１２（ｂ）参照）、もしくは曇り発生を防止できる程度まで空調空気の風量割合を増加する（図１２（ａ）参照）。これにより、窓ガラス１を暖めて曇り発生を防止できるのみならず、暖かい空調空気を乗員側にも送風することが可能となり、快適性を維持することが可能になる。

ここで、図１２（ａ）、（ｂ）に示すエアコンユニット１００は、図１に示す模式的構造より外形上コンパクトな実用的構造に変更させてあるが、機能的には同じである。

他方、ステップ４２３において、内側ガラス推定温度ＴＷＳ２が上記合計値より高いときは、窓ガラス１に曇りが発生する可能性が低いことを予測でき、ステップ４２５においてインパネ上面吹出口１５からの空調空気の吹出しを中止にするか、もしくはインパネ上面吹出口１５からの空調空気の風量割合を低減し、フット吹出口１３からの空調空気の風量割合を増加して、乗員が感じる暖房感をできる限り維持するようにしている。

なお、オフセット温度値ＴＯ２は、窓ガラス１での曇り発生を未然に防止するための安全値であり、例えば３〜１０Ｋの間の値が設定される。

（変形例）
次に、図１３は、図１１に示す例えば冬場の暖房運転時などのように、窓ガラス１の内面に曇りが発生しやすくなるときの実施形態の変形例を示す。図１１の例と異なるのはステップ４２６、４２７を追加した点である。

そこで内側ガラス推定温度ＴＷＳ２が車室内空気の内気露点温度ＴＸ２より大幅に低いときには（ステップ４２６）、まずデフロスタ吹出口１４を全開にしてこの吹出口１４から暖かい空調空気を吹出させるようにして（ステップ４２７）、窓ガラス１の温度を早く上げるようにし、ある程度温度が上がり、それでもまだガラス推定温度ＴＷＳ２が車室内空気の露点温度ＴＸ２より低いときには（ステップ４２３）、デフロスタ吹出口１４を全閉し、インパネ上面吹出口１５を全開もしくは空調空気の風量割合を増加するようにしている。

これにより、窓ガラス１が曇るリスクが高いときは、窓ガラス１の加熱を速やかに行って曇り防止できると共に、その後はインパネ上面吹出口１５を用いることで防曇と暖房効果を発揮させるようにし、防曇と快適性の両立を図ることが可能となる。

なお、ステップ４２７において、デフロスタ吹出口１４を全開することに加えて、インパネ上面吹出口１５も全開にするようにして、窓ガラス１の加熱をより早めるようにしてもよい。

（第３実施形態）
上記した第１、第２実施形態では、エアコン制御装置２００に与えるセンサ情報の一部を、車両外部に設置されたデータセンター５００（情報サービス手段）から気象情報（外部情報）を入手し、それをセンサ代用情報としているが、第３実施形態では、上記した車両外部に加えて、エアコンシステム以外で車両内部に搭載された他の各種制御システム（他システム）から必要とするセンサ情報を入手することで、センサ情報の共有化、システムの簡素化を図るものである。

図１４に示すように、車両内部に情報ネットワーク（ＬＡＮ）７００が設けられ、このＬＡＮ７００に対し、エアコン制御装置２００と、車両外部と交信する通信装置４００と、車両内外の情報を収集して共有化する情報収集装置８００と、車両を駆動するエンジン制御装置、ブレーキ等の足回り制御装置、およびメータパネル制御装置等を含む車両他装置９００とが接続されている。

情報収集装置８００は、車両内の情報共有化を集中的に司る機能を有し、この例ではエアコン制御装置２００に対して必要とする情報を収集し、提供する機能をもつ。具体的には、エンジン制御装置、足回り制御装置、およびメータパネル制御装置が所持する、例えば、エンジン回転数、吸気温度、エンジン冷却水温度、車両の走行速度、等を車両内部情報として収集したり、あるいはＧＰＳ受信機３００で車両の現在位置を検出し、車両外部にあるデータセンター５００（情報サービス手段）に対して、通信装置４００を用いてインターネット６００を介してアクセスし、車両周辺地域の気象情報や環境情報を車両外部情報として入手し、情報収集装置８００のメモリに更新記憶する構成である。

それによって、車両内外に存在する内部情報および外部情報を有効利用することで、エアコン制御装置２００に必要な外気温、日射量、外気湿度の他に、エンジン冷却水温度および車両の走行速度を検出するセンサを省略することが可能となり、さらにシステムの簡素化が図れる。

この第３実施形態によるエアコン制御処理は、図３に示すメインルーチンと略同様である。異なる点は、ステップ３２０（情報収集手段）に示す各種信号読込み処理に関し、車両外部より外部情報（気象情報および環境情報）を入手することに加えて、車両内部の他システムより内部情報（各種センサ情報）も入手することである。しかも、エアコン制御装置２０自体が、車両外部のデータセンター５００や車両内部の他システム９００を直接アクセスすることはせずに、代行して情報収集した情報収集装置８００にアクセスすることである。

それにより、エアコン制御装置２００は、車内ＬＡＮ７００を介して情報収集装置８００にアクセスし、この情報収集装置８００内のメモリに更新記憶された車両外部からの外部情報と、車両内部からの内部情報とをまとめて入手することができる。そのため、情報入手のための装置２００の処理負担を軽減でき、また装置２００による情報入手を迅速化して空調制御の応答性を向上させることができる。

ちなみに、上述した各実施形態では、図８に示す冷房運転時の曇り防止制御機能、もしくは図１１に示す暖房運転時の曇り防止制御機能をエアコン制御装置２００が有する例として説明しているが、エアコン制御装置２００において両方の機能を併せ持つようにした方が防曇と快適性の両立を図る上で望ましい。

本発明の第１、第２実施形態に共通の、車両用空調装置の全体構成を示す模式図である。 図１に示す空調装置の車室内への各吹出口と各吹出し方向を示す説明図である。 エアコン制御装置２００のメインルーチンを示すフローチャートである。 各種信号読込み処理（ステップ３２０）を示すフローチャートである。 必要吹出温度ＴＡＯとブロワ制御電圧ＶＡとの関係を示す制御特性図である。 必要吹出温度ＴＡＯと吹出口モードとの関係を示す制御特性図である。 フェイスモード時に、必要吹出温度ＴＡＯに応じてフェイス吹出口およびインパネ上面吹出口を制御する一例を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態の要部である、冷房運転時における窓ガラス１の曇り制御処理を示すフローチャートである。 露点温度を求めるための湿り空気線図の概要を示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）とも、図８に示す処理に応動するエアコンユニット１００の作動状態を示す説明図である。 本発明の第２実施形態である、暖房運転時における窓ガラス１の曇り制御処理を示すフローチャートである。 （ａ）、（ｂ）とも、図１１に示す処理に応動するエアコンユニット１００の作動状態を示す説明図である。 図１１に示す暖房運転時における窓ガラス１の曇り制御処理の変形例を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態である、車両用空調装置の全体構成を示す模式図である。

符号の説明

Ａ 内外気切替箱
Ｂ 吹出口切替箱
１ 窓ガラス
２ インスツルメントパネル
４ 車室
１２ フェイス（ＦＡＣＥ）吹出口
１３ フット（ＦＯＯＴ）吹出口
１４ デフロスタ（ＤＥＦ）吹出口
１５ インパネ上面吹出口
１６〜１９ ドア（吹出口開閉ドア）
２０ 空調ダクト
５０ 操作パネル
６１ 内気温センサ
６４ 内気湿度センサ（第３手段の一部）
６６ 車速センサ
１００ エアコンユニット
２００ エアコン制御装置（制御手段）
３００ ＧＰＳ受信機
４００ 通信装置（通信手段）
５００ データセンター（情報サービス手段）
７００ 車内ＬＡＮ
８００ 情報収集装置

Claims (17)

1. 少なくとも、乗員側に直接送風するフェイス吹出口、車両の窓ガラスの曇りをとるデフロスタ吹出口、および前記フェイス吹出口と前記デフロスタ吹出口との間のインスツルメントパネル上面より前記窓ガラスの内面に向けて吹出し乗員側に間接送風するインパネ上面吹出口が設けられ、前記各吹出口から空調空気を吹出す空調ユニットと、
   前記車両の熱負荷に応じて前記各吹出口から吹出す前記空調空気の吹出量を制御すると共に、フェイスモードを含む吹出口モードを制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、少なくとも前記フェイスモード時に前記フェイス吹出口および前記インパネ上面吹出口から吹出す前記空調空気の吹出量を制御する車両用空調装置であって、
   前記車両の外部から入手する外部情報を用いて、車室外空気の露点温度（外気露点温度）を求める第１手段と、
   前記車両の外部から入手する前記外部情報を用いて、前記車両の窓ガラス外側の外側ガラス推定温度を求める第２手段とを備え、
   前記制御手段は、前記フェイスモード時において、前記外側ガラス推定温度が前記外気露点温度より低くなるとき、前記インパネ上面吹出口からの前記空調空気の吹出しを停止、もしくは前記インパネ上面吹出口からの前記空調空気の風量割合を減少させることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記制御手段は、前記外側ガラス推定温度が前記外気露点温度とオフセット温度値との合計値より低くなるとき、前記インパネ上面吹出口からの前記空調空気の吹出しを停止、もしくは前記インパネ上面吹出口からの前記空調空気の風量割合を減少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. 前記外部情報として、前記車両の周辺地域の気象情報を前記車両の外部から入手する情報収集手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の車両用空調装置。
4. 前記情報収集手段は、前記車両の外部に設置された情報サービス手段に対して通信手段を用いてアクセスし、ＧＰＳ受信機で求まる前記車両の現在位置に対応した前記車両周辺地域の気象情報を前記外部情報として入手することを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
5. 前記第１手段は、前記情報収集手段が入手した前記気象情報のうちの車室外空気の湿度（外気湿度）および前記車室外空気の温度（外気温）に基いて、前記外気露点温度を求めることを特徴とする請求項３または請求項４のいずれかに記載の車両用空調装置。
6. 前記第２手段は、少なくとも前記外気温、車室内空気の温度（内気温）、前記車両の室内に照射される日射量、および前記車両の走行速度に基いて、前記外側ガラス推定温度を求めることを特徴とする請求項５に記載の車両用空調装置。
7. 前記空調ユニットは、前記フェイス吹出口、前記デフロスタ吹出口、および前記インパネ上面吹出口の前記各吹出口から吹出す前記空調空気の風量をそれぞれ制御する各吹出口開閉ドアを有し、
   前記制御手段は、前記各吹出口開閉ドアの各開度を制御することで、所望の空調制御を行うことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の車両用空調装置。
8. 前記制御手段は、前記フェイスモード時において、設定温度に向かう空調過渡時には前記フェイス吹出口から吹出す前記空調空気の風量割合を前記インパネ上面吹出口より大きくすると共に、前記設定温度に到達する略空調安定状態時には前記インパネ上面吹出口から吹出す前記空調空気の風量割合を大きくすることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の車両用空調装置。
9. 少なくとも、乗員側に直接送風するフェイス吹出口、車両の窓ガラスの曇りをとるデフロスタ吹出口、乗員の足元に送風するフット吹出口、および前記フェイス吹出口と前記デフロスタ吹出口との間のインスツルメントパネル上面より前記窓ガラスの内面に向けて吹出し乗員側に間接送風するインパネ上面吹出口が設けられ、前記各吹出口から空調空気を吹出す空調ユニットと、
   前記車両の熱負荷に応じて前記各吹出口から吹出す前記空調空気の吹出量を制御すると共に、フットモードを含む吹出口モードを制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、少なくとも前記フットモード時に前記フット吹出口から吹出す前記空調空気の吹出量を制御する車両用空調装置であって、
   車室内空気の露点温度（内気露点温度）を求める第３手段と、
   前記車両の外部から入手する外部情報を用いて、前記車両の窓ガラス内側の内側ガラス推定温度を求める第４手段とを備え、
   前記制御手段は、前記フットモード時において、前記内側ガラス推定温度が前記内気露点温度より低くなるとき、前記フット吹出口に加えて、前記インパネ上面吹出口から前記空調空気の吹出しを行わせることを特徴とする車両用空調装置。
10. 前記制御手段は、前記内側ガラス推定温度が前記内気露点温度とオフセット温度値との合計値より低くなるとき、前記インパネ上面吹出口からの前記空調空気の吹出しを最大、もしくは前記インパネ上面吹出口からの前記空調空気の風量割合を増加させることを特徴とする請求項９に記載の車両用空調装置。
11. 前記外部情報として、前記車両の周辺地域の気象情報を前記車両の外部から入手する情報収集手段を備えることを特徴とする請求項９または請求項１０のいずれかに記載の車両用空調装置。
12. 前記情報収集手段は、前記車両の外部に設置された情報サービス手段に対して通信手段を用いてアクセスし、ＧＰＳ受信機で求まる前記車両の現在位置に対応した前記車両周辺地域の気象情報を前記外部情報として入手することを特徴とする請求項１１に記載の車両用空調装置。
13. 前記第３手段は、車室内空気の湿度（内気湿度）および前記車室内空気の温度（内気温）に基いて前記内気露点温度を求めることを特徴とする請求項９または請求項１０のいずれかに記載の車両用空調装置。
14. 前記第４手段は、前記情報収集手段が入手した前記気象情報のうちの車室外空気の温度（外気温）と前記車両の室内に照射される日射量、前記内気温、および前記車両の走行速度に基いて、前記内側ガラス推定温度を求めることを特徴とする請求項１３に記載の車両用空調装置。
15. 前記制御手段は、前記フットモード時において、前記内側ガラス推定温度が前記内気露点温度とオフセット温度値との合計値より低くなるとき、前記デフロスタ吹出口および前記インパネ上面吹出口から前記空調空気の吹出しを行わせることを特徴とする請求項９記載の車両用空調装置。
16. 前記情報収集手段は、前記車両の外部からの前記外部情報に加えて、前記車両の内部に搭載された他システムが検出するセンサ情報を含む内部情報を入手することを特徴とする請求項３または請求項１１のいずれかに記載の車両用空調装置。
17. 前記制御手段は、前記情報収集手段が入手した前記外部情報および前記内部情報を用いて、空調制御を行うことを特徴とする請求項１６に記載の車両用空調装置。

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