JP2020059431A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した防曇性能と乗員の快適性を両立した車両用空調装置を提供する。【解決手段】車両用空調装置１は、内気モードと外気モードとの切り替えを行う内外気切り替えドア５と、デフロスタ吹き出し口２５の開度を調整するデフロスタドア２１とを備えている。車両用空調装置１は、冷媒を蒸発させて周囲の空気を冷却する蒸発器９と、蒸発器の温度を測定する蒸発器温度センサ１９とを備えている。車両用空調装置１は、空調制御部８０を備えている。空調制御部８０は、蒸発器の温度が除湿温度よりも高い場合には、デフロスタ運転を外気モードの状態で行い、蒸発器の温度が除湿温度以下であって、内気モードとする要求がある場合には、デフロスタ運転を内気モードの状態で行う。このため、安定した防曇性能と乗員の快適性を両立した車両用空調装置を得ることができる。【選択図】図１

Description

この明細書における開示は、車両用空調装置に関する。

車両用空調装置における制御のうち、フロントウィンドウに曇りが生じた場合に窓曇りを晴らす制御として、デフロスタモードと呼ばれる制御が知られている。デフロスタモードにおいては、空調風をフロントウィンドウに吹き付けて窓曇りを晴らす。ここで、フロントウィンドウの防曇性能を高めるために、デフロスタモードで空調運転を行う際に、強制的に内外気切り替えドアを外気モードとして外気を流入させる制御がある。また、特許文献１は、過去の乗員の操作または制御変更要求を学習して、空調風の吹き出し温度を補正するなどの手段によりフロントウィンドウの防曇性能を高めることのできる車両用空調装置を開示している。従来技術として挙げられた先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。

特開２００１−３３４８２０号公報

従来技術の構成では、デフロスタモードにおいて、内外気切り替えドアを外気モードに固定してしまうと、外気の不快な臭いが車室内に入り込むことがある。この場合には、窓曇りを解消するために乗員の快適性が犠牲となってしまう。一方、デフロスタモードにおいて、内外気切り替えドアを内気モードに固定してしまうと、湿度の高い空調風が循環し続けてしまうことがある。この場合には、窓曇りの解消に遅れが発生してしまう。

また、臭いの有無は車外の状況により異なり、乗員の好みによっても不快な臭いであるか否かが変化する。このため、過去の乗員の操作を学習して、乗員の望む内外気の切り替えを実現することは困難である。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、車両用空調装置にはさらなる改良が求められている。

開示される１つの目的は、安定した防曇性能と乗員の快適性を両立した車両用空調装置を提供することにある。

ここに開示された車両用空調装置は、内気モードと外気モードとの切り替えを行う内外気切り替えドア（５）と、デフロスタ吹き出し口（２５）の開度を調整するデフロスタドア（２１）と、冷媒を蒸発させて周囲の空気を冷却する蒸発器（９）と、蒸発器の温度を測定する蒸発器温度センサ（１９）と、蒸発器温度センサで測定した温度が蒸発器の除湿作用による窓曇り対策が可能な温度である除湿温度よりも高い場合には、デフロスタ吹き出し口から空調風を吹き出すデフロスタ運転を外気モードの状態で行い、蒸発器温度センサで測定した温度が除湿温度以下であって、内気モードとする要求がある場合には、デフロスタ運転を内気モードの状態で行う空調制御部（８０）とを備えている。

開示された車両用空調装置によると、蒸発器の温度が除湿温度よりも高い場合には、デフロスタ運転を外気モードで行い、蒸発器の温度が除湿温度以下であって、内気モードとする要求がある場合には、デフロスタ運転を内気モードで行う空調制御部を備えている。言い換えると、蒸発器の温度が高く蒸発器を用いて空調風の除湿を適切に行えない場合には、外気モードでデフロスタ運転を行うことで窓曇りの対策を行う。一方、蒸発器の温度が低く蒸発器を用いて空調風の除湿を適切に行える場合であって、内気モードとする要求がある場合には、内気モードでデフロスタ運転を行うことで蒸発器の除湿作用を用いて内気モードでの窓曇り対策を行う。このため、内気モードと外気モードとを適切に使い分けることで、安定して窓曇り対策を実施するとともに、デフロスタ運転中に車室外の不快な臭いが車室内に導入されてしまうことを抑制しやすい。したがって、安定した防曇性能と乗員の快適性を両立した車両用空調装置を提供できる。

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

車両用空調装置の構成図である。 車両用空調装置の制御に関するブロック図である。 車両用空調装置の制御に関するフローチャートである。 第２実施形態における車両用空調装置の構成図である。 第２実施形態における車両用空調装置の制御に関するフローチャートである。 第３実施形態における車両用空調装置の制御に関するフローチャートである。

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。

第１実施形態
図１において、車両用空調装置１は、車両に搭載されている。車両は、例えばガソリン駆動のエンジンを搭載した自動車である。ただし、車両としては、走行用モータを搭載した電気自動車や、エンジンとモータの両方を搭載したハイブリッド自動車なども採用可能である。車両用空調装置１は、取り込まれた空気の温度を調整して車室内に吹き出す装置である。言い換えると、車両用空調装置１は、車室内の暖房運転や冷房運転や除湿運転などの空調運転を行う装置である。

車両用空調装置１は、内部に空気が流れる空気経路が形成されている空調ケース２を備えている。空調ケース２は、空調運転に用いる各種装置を内部に収納している。車両用空調装置１は、車両のフロントウィンドウに空調風を吹き出すデフロスタ吹き出し口２５を備えている。車両用空調装置１は、前席の上部に空調風を吹き出すフェイス吹き出し口３５を備えている。車両用空調装置１は、前席の下部に空調風を吹き出すフット吹き出し口４５を備えている。

車両用空調装置１は、送風機７と蒸発器９とヒータコア１０とを備えている。送風機７は、空調ケース２内に空気を流すための装置である。蒸発器９は、内部に冷媒が流れており、冷媒が液体から気体に気化する際の気化熱を周囲の空気から奪うことで空気を冷却する熱交換器である。ヒータコア１０は、内部に高温のエンジン冷却水が流れており、エンジン冷却水の熱を用いて周囲の空気を加熱する熱交換器である。ただし、ヒータコア１０に代えて、電力を消費して空気を加熱する電気ヒータなどを用いてもよく、ヒータコア１０と電気ヒータとの両方のヒータを併用してもよい。

蒸発器９には、蒸発器９に接触した状態で蒸発器温度センサ１９が設けられている。蒸発器温度センサ１９は、蒸発器９のフィン表面などの空気との熱交換を行う部分の表面温度を測定するセンサである。蒸発器温度センサ１９は、蒸発器９の下流側に設けられている。このため、蒸発器温度センサ１９は、蒸発器９と空気とが熱交換した後の蒸発器９表面の温度を測定することとなる。また、蒸発器温度センサ１９は、蒸発器９の下流側において最も温度が下がりやすい部分に設けられている。言い換えると、蒸発器温度センサ１９は、蒸発器９のうち最も結露が発生しやすい部分に設けられている。

空調ケース２には、内気導入口３と外気導入口４との２つの空気の取り込み口が形成されている。車両用空調装置１は、内気導入口３と外気導入口４とを開閉する内外気切り替えドア５を備えている。内外気切り替えドア５は、内気導入口３を開いて外気導入口４を閉じることで空調風を車内で循環させる内気モードを実現する。内外気切り替えドア５は、内気導入口３を閉じて外気導入口４を開くことで空調風を車外から取り込む外気モードを実現する。ただし、外気モードにおいて、内気導入口３を完全に閉じなくてもよい。例えば、内気導入口３をわずかに開いておくことで、外気よりも少ない割合で内気を取り込んで空気を循環させてもよい。

空調ケース２には、フロントウィンドウに向けて空調風を吹き出すためのデフロスタ吹き出し口２５が設けられている。空調ケース２は、蒸発器９やヒータコア１０を通過して温度が変化した空調風をデフロスタ吹き出し口２５に導くデフロスタダクト２２を備えている。デフロスタダクト２２の入口付近には、デフロスタダクト２２の開閉を行うデフロスタドア２１が設けられている。デフロスタドア２１は、デフロスタ吹き出し口２５からの空調風の吹き出しの有無や吹き出し量を調整する装置である。

空調ケース２には、前席に着座している乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すためのフェイス吹き出し口３５が設けられている。空調ケース２は、蒸発器９やヒータコア１０を通過して温度が変化した空調風をフェイス吹き出し口３５に導くフェイスダクト３２を備えている。フェイスダクト３２の入口付近には、フェイスダクト３２の開閉を行うフェイスドア３１が設けられている。フェイスドア３１は、フェイス吹き出し口３５からの空調風の吹き出しの有無や吹き出し量を調整する装置である。

空調ケース２には、前席に着座している乗員の足元に向けて空調風を吹き出すためのフット吹き出し口４５が設けられている。空調ケース２は、蒸発器９やヒータコア１０を通過して温度が変化した空調風をフット吹き出し口４５に導くフットダクト４２を備えている。フットダクト４２の入口付近には、フットダクト４２の開閉を行うフットドア４１が設けられている。フットドア４１は、フット吹き出し口４５からの空調風の吹き出しの有無や吹き出し量を調整する装置である。

フット吹き出し口４５は、車両の左右方向に離れた位置に２つ設けられている。すなわち、運転席側にフット吹き出し口４５Ｒを備え、助手席側にフット吹き出し口４５Ｌを備えている。フットダクト４２は、二股に分かれて車両の左右方向に離れた２つのフット吹き出し口４５のそれぞれに空調風の流路を提供している。

車両用空調装置１は、吹き出し口モードとしてデフロスタモード、フェイスモード、フットモード、バイレベル（Ｂ／Ｌ）モード、フットデフロスタ（Ｆ／Ｄ）モードの５つのモードを備えている。ただし、吹き出し口モードの種類は上述のモードに限られない。

デフロスタモードは、デフロスタ吹き出し口２５から空調風を吹き出すモードである。デフロスタモードにおいては、デフロスタドア２１が開状態となり、フェイスドア３１とフットドア４１とは閉状態となる。デフロスタモードは、フロントウィンドウの曇りを解消する場合に用いられる。デフロスタモードは、デフロスタ運転の一例を提供する。

フェイスモードは、フェイス吹き出し口３５から空調風を吹き出すモードである。フェイスモードにおいては、フェイスドア３１が開状態となり、デフロスタドア２１とフットドア４１とは閉状態となる。フェイスモードは、冷房運転時によく用いられる。

フットモードは、主にフット吹き出し口４５から空調風を吹き出すモードである。フットモードにおいては、フットドア４１が開状態となり、フェイスドア３１は閉状態となり、デフロスタドア２１は、わずかに開いた小開状態となる。フットモードは、暖房運転時によく用いられる。

バイレベル（Ｂ／Ｌ）モードは、フェイス吹き出し口３５とフット吹き出し口４５の両方の吹き出し口から略等しい量の空調風を吹き出すモードである。バイレベル（Ｂ／Ｌ）モードにおいては、フェイスドア３１とフットドア４１とが開状態となり、デフロスタドア２１は閉状態となる。バイレベル（Ｂ／Ｌ）モードは、冷房と暖房との中間温度の空調運転時によく用いられる。

フットデフロスタ（Ｆ／Ｄ）モードは、フット吹き出し口４５とデフロスタ吹き出し口２５との両方の吹き出し口から略等しい量の空調風を吹き出すモードである。フットデフロスタ（Ｆ／Ｄ）モードにおいては、フットドア４１とデフロスタドア２１とが開状態となり、フェイスドア３１は閉状態となる。フットデフロスタ（Ｆ／Ｄ）モードは、フットモードでの暖房運転中にフロントウィンドウが曇ってしまう場合によく用いられる。フットデフロスタ（Ｆ／Ｄ）モードは、デフロスタ運転の一例を提供する。すなわち、デフロスタ運転とは、少なくともデフロスタ吹き出し口２５から空調風が吹き出すモードでの空調運転のことである。

図２は、制御システムを示す。空調制御部８０を構成する制御装置（ＥＣＵ）は、電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）である。制御装置は、コンピュータまたはマイクロコンピュータとも呼ばれる。制御装置は、制御対象を制御するための制御システムを提供する。この明細書における少なくとも１つの機能は、その機能を提供するように構成された少なくとも１つの制御装置によって提供される。「機能を提供するように構成された少なくとも１つの制御装置」の語は、（１）記憶媒体に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するハードウェア、（２）ソフトウェアのみ、あるいは（３）ハードウェアのみによって提供することができる。制御装置は、ｉｆ−ｔｈｅｎ−ｅｌｓｅ形式と呼ばれるロジック、または機械学習によってチューニングされた学習済みモデル、例えばニューラルネットワークによって提供される。

制御装置の一例は、少なくともプログラムを格納したメモリと、このプログラムを実行する少なくとも１つのプロセッサとを備えるコンピュータである。この場合、プロセッサは、ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、またはＧＰＵ：Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔなどと呼ばれる。メモリは、記憶媒体とも呼ばれる。メモリは、プロセッサによって読み取り可能な「プログラムおよび／またはデータ」を非一時的に格納する非遷移的かつ実体的な記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリ、磁気ディスク、または光学ディスクなどによって提供される。プログラムは、複数のコンピュータインストラクションを含む。プログラムは、プロセッサによって実行されることによって、プロセッサをこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される方法を実行するようにプロセッサを機能させる。プログラムは、それ単体で、またはプログラムが格納された記憶媒体として流通する場合がある。

制御装置の一例は、多数の論理ユニットを含むデジタル回路、またはアナログ回路を含むプロセッサを備えるコンピュータである。この場合、プロセッサは、ＰＧＡ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ、ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ、ＣＰＬＤ：Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅなどと呼ばれる。プロセッサは、「プログラムおよび／またはデータ」を格納したメモリを備える場合がある。

この明細書における少なくとも１つの機能は、その機能を提供するように構成された少なくとも１つのプロセッサによって提供される。「機能を提供するように構成された少なくとも１つのプロセッサ」の語は、データ通信装置によってリンクされた複数のプロセッサを含む場合がある。「機能を提供するように構成された少なくとも１つのプロセッサ」の語は、（１）ソフトウェアにより上記機能を達成する場合と、（２）ハードウェアによって上記機能を達成する場合と、（３）ソフトウェアとハードウェアとの両方により上記機能を達成する場合とを含む。

制御装置と信号源と制御対象物とは、多様な要素を提供する。それらの要素の少なくとも一部は、機能を実行するためのブロックと呼ぶことができる。別の観点では、それらの要素の少なくとも一部は、構成として解釈されるモジュール、またはセクションと呼ぶことができる。さらに、制御システムに含まれる要素は、意図的な場合にのみ、その機能を実現する手段とも呼ぶことができる。

図２において、車両用空調装置１を制御する空調制御部８０は、蒸発器温度センサ１９と内気温センサ６１と日射量センサ６２と外気温センサ７１と空調用スイッチ７２と接続されている。蒸発器温度センサ１９は、蒸発器９の温度を測定するセンサである。蒸発器温度センサ１９は、蒸発器９の温度を示す信号を空調制御部８０に向けて出力する。

内気温センサ６１は、車室内の温度を測定するセンサである。内気温センサ６１は、車室内の温度を示す信号を空調制御部８０に向けて出力する。内気温センサ６１は、例えばインストルメントパネルの下部に設けることができる。日射量センサ６２は、車両が受けている日射量を測定するセンサである。日射量センサ６２は、車両が受けている日射量を示す信号を空調制御部８０に向けて出力する。日射量センサ６２は、例えばインストルメントパネルの上部であって、フロントウィンドウの近くに設けることができる。外気温センサ７１は、車外の温度を測定するセンサである。外気温センサ７１は、車室外の温度を示す信号を空調制御部８０に向けて出力する。外気温センサ７１は、例えばフロントバンパー裏やフロントグリルの内側などに設けることができる。空調制御部８０は、各種センサから空調に用いる各種の情報を取得する。

空調用スイッチ７２は、乗員によって操作されるスイッチである。空調用スイッチ７２は、空調運転のオンオフの切り替えスイッチや、設定温度の切り替えスイッチや、内気モードと外気モードとの切り替えを行うスイッチや、蒸発器９に冷媒を循環するための圧縮機８のオンオフの切り替えを行うスイッチなどが含まれる。空調用スイッチ７２には、フェイスモードなどの５つの吹き出しモードのうち、どのモードで空調運転を行うかを選択するスイッチが含まれている。ただし、オートモードで空調運転を行う場合には、乗員による操作で吹き出しモードなどを切り替えるのではなく、自動で切り替えが行われる。空調制御部８０は、空調用スイッチ７２を用いて乗員が設定した空調設定に基づいて空調運転を行う。

空調制御部８０には、内外気切り替えドア５と送風機７と圧縮機８とエアミックスドア１１とデフロスタドア２１とフェイスドア３１とフットドア４１とが接続されている。空調制御部８０は、内外気切り替えドア５の開閉を切り替えることで、内気モードと外気モードとの切り替えを行う。空調制御部８０は、送風機７のオンオフや回転数を制御することで空調運転における風量を調整する。空調制御部８０は、圧縮機８のオンオフや周波数を制御することで蒸発器９に流れる冷媒流量を調整する。空調制御部８０は、エアミックスドア１１の開度を制御することで空調風の温度を調整する。

空調制御部８０は、デフロスタドア２１を切り替えることで、デフロスタ吹き出し口２５から吹き出す空調風の量を調整している。空調制御部８０は、フェイスドア３１を切り替えることで、フェイス吹き出し口３５から吹き出す空調風の量を調整している。空調制御部８０は、フットドア４１を切り替えることで、フット吹き出し口４５から吹き出す空調風の量を調整している。各種ドア装置は、サーボモータを備えており、空調制御部８０は、サーボモータの駆動制御によって各種ドア装置の開閉制御を行っている。ただし、各種ドア装置は開状態と閉状態との２つの状態だけでなく開状態と閉状態との中間の開度である小開状態も設定可能である。すなわち、各種ドア装置は吹き出し口などの開口における開度を任意に絞ることができる装置である。

車両用空調装置１のデフロスタモードにおける制御について以下に説明する。図３において、デフロスタモードやフットデフロスタモードなどのデフロスタ運転を行うモードの運転要求であるデフロスタ要求があると、ステップＳ１０１でデフロスタドア２１を開く。この時、デフロスタモードであれば、フェイスドア３１とフットドア４１とを閉状態とする。フットデフロスタモードであれば、フェイスドア３１を閉状態とし、フットドア４１を開状態とする。すなわち、吹き出し口モードの要求に合わせてドア装置の開閉を適切に切り替える。その後、ステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、圧縮機８を駆動して蒸発器９に冷媒を循環させる。ここで、圧縮機８が電動圧縮機であるなど周波数を可変制御できる場合には、圧縮機８の周波数を高くして冷媒の循環量を多く確保することが好ましい。これによると、蒸発器９を素早く所定の温度まで冷やすことができる。圧縮機８の駆動後、ステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、送風機７を駆動して、空調ケース２内に空気を流す。ここで、すでに送風機７が駆動済みである場合には、送風機７の回転数を高くして風量を増やすなどしてもよい。これによると、デフロスタ吹き出し口２５から吹き出される空調風の量を多く確保できる。したがって、速やかにフロントウィンドウの窓曇りを解消しやすい。送風機７の駆動後、ステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１１１では、内気モードの要求があるか否かを判定する。内気モードの要求がある場合としては、内気モードと外気モードとの切り替えを行うスイッチが乗員によって操作され、内気モードが選択された場合や、デフロスタを開始した時点で、内気モードで空調運転が行われている場合などがあげられる。内気モードの要求がある場合には、ステップＳ１１２に進む。一方、内気モードの要求がない場合には、外気モードでの運転要求があると判断してステップＳ１４１に進む。

ステップＳ１１２では、蒸発器９の温度を測定する。すなわち、蒸発器温度センサ１９を用いて、蒸発器９の表面温度を測定する。冷媒が循環されてから十分な時間が経過している場合には、蒸発器９の温度は内気温よりも低い温度となりやすい。一方、冷媒が循環されてから十分な時間が経過していない場合には、蒸発器９の温度は内気温と同程度の温度となりやすい。蒸発器９の温度を測定した後、ステップＳ１１３に進む。

ステップＳ１１３では、外気温を測定する。すなわち外気温センサ７１を用いて、車両の外における温度を測定する。外気温の測定後、ステップＳ１２１に進む。

ステップＳ１２１では、蒸発器９の温度が外気温以下であるか否かを判定する。蒸発器９の温度が外気温以下の温度である場合には、蒸発器９による除湿が可能であると判断してステップＳ１３１に進む。一方、蒸発器９の温度が外気温よりも高い温度である場合には、蒸発器９による除湿が適切に行われないと判断してステップＳ１４１に進む。外気温は、除湿温度の一例を提供する。ここで、除湿温度とは、フロントウィンドウに窓曇りが発生している場合においては、除湿が可能な温度である。すなわち、除湿温度は、露点温度に等しい温度となる。一方、フロントウィンドウに窓曇りが発生していない場合においては、蒸発器９においてフロントウィンドウと同時に露が発生し始める温度である。すなわち、除湿温度は、空調風にさらされるフロントウィンドウの内側表面の温度に等しい温度となる。言い換えると、除湿温度とは、除湿による窓曇り対策が可能な温度のことである。

蒸発器９の温度が外気温以下である場合に、蒸発器９による内気の除湿が可能であると判断できる理由について以下に説明する。窓曇りは、フロントウィンドウにおける外側と内側との温度差に起因して発生する現象である。すなわち、外気にさらされることで冷やされたフロントウィンドウに対して、車室内の暖かく湿った空気が接触することによって、暖かく湿った空気が急激に冷やされる。空気は、温度が低下することで飽和水蒸気量が低下する。ここで、飽和水蒸気量を超える水分は、フロンウィンドウの内側表面に露として発生する。この露によってフロントウィンドウの表面が曇った状態となる。

フロントウィンドウは、フロントウィンドウの外側に吹き付けられる外気により冷やされるとともに、フロントウィンドウの内側に触れる車室内の暖かい空気によって加熱される。このため、フロントウィンドウは、外気温よりも高い温度となりやすい。仮に、暖房運転を行っていないなど、車室内の空気が外気温と同じ温度であった場合にも、フロントウィンドウの温度は外気温よりも低い温度とはならず、最低でも外気温と等しい温度となる。

上述の通り、蒸発器９の温度が外気温以下である場合、蒸発器９の温度はフロントウィンドウの温度以下の温度となる。このため、フロントウィンドウがすでに曇っている場合には、蒸発器９でも空気中の水分が蒸発器９の表面で凝縮されて空気が除湿されていることとなる。一方、フロントウィンドウがまだ曇っていない場合には、フロントウィンドウ以下の温度である蒸発器９の方が空気中の水分が凝縮されて除湿されやすいため、フロントウィンドウでの窓曇りよりも早く除湿が開始されやすい。したがって、蒸発器９が外気温以下の温度である場合には、窓曇りを解消するために適切に除湿がなされている、あるいは、窓曇りを防ぐために適切に除湿がなされる準備が整っている状態である。よって、蒸発器９の温度が外気温以下である場合に、蒸発器９による除湿が可能であると判断できる。

ステップＳ１３１では、内外気切り替えドア５を内気モードにする。すなわち、内外気切り替えドア５がすでに内気モードの状態であれば内気モードを維持する。一方、内外気切り替えドア５が外気モードの状態であれば内気モードに切り替える。この状態は、内気を循環しながら蒸発器９による空気の除湿作用によって窓曇りへの対策を行っている状態である。内外気切り替えドア５を内気モードとした後、ステップＳ１５１に進む。

ステップＳ１４１では、内外気切り替えドア５を外気モードにする。すなわち、内外気切り替えドア５がすでに外気モードの状態であれば外気モードを維持する。一方、内外気切り替えドア５が内気モードの状態であれば外気モードに切り替える。この状態は、外気を流しながら内気温と外気温との温度差を低減することによって、窓曇りへの対策を行っている状態である。また、外気を導入せずに内気を循環していると、乗員の呼気に含まれる水分により外気に比べて湿度が高くなりやすい。内外気切り替えドア５を外気モードにすることで、内気を車室外に排出するとともに湿度の低い外気を車室内に導入できる。すなわち、フロントウィンドウの内側に接触する空気の湿度を低くすることによっても、窓曇りへの対策を行っている状態である。内外気切り替えドア５を外気モードとした後、ステップＳ１５１に進む。

ステップＳ１５１では、デフロスタ要求があるか否かを判定する。デフロスタ要求がある場合には、窓曇りへの対策を継続する必要があると判断して、ステップＳ１１１に戻って一連の制御を繰り返す。一連の制御を繰り返す過程で、蒸発器９の温度が外気温よりも高い温度から外気温以下の温度まで低下すれば、外気モードから内気モードへの切り替えが許可され、内気モードでの空調運転が実行される。あるいは、内気モードでの空調運転中であっても、圧縮機８が不具合により冷媒の循環が停止してしまうなど蒸発器９の温度が上昇して外気温よりも高い温度となれば、内気モードが禁止され、外気モードに切り替えられて空調運転が維持されることとなる。デフロスタ要求がない場合には、窓曇りの対策を継続する必要がないと判断して、デフロスタ運転を終了する。

上述した実施形態によると、空調制御部８０は、蒸発器温度センサ１９で測定した蒸発器９の温度が除湿温度以下であって、内気モードとする要求がある場合には、デフロスタ運転を内気モードの状態で行う。言い換えると、蒸発器９の温度が除湿温度以下である場合には、デフロスタ運転中に内気モードとすることを許可する。このため、蒸発器９の除湿作用による窓曇り対策が可能な場合には、内気モードでのデフロスタ運転が許可される。したがって、デフロスタ運転中において常に強制的に外気モードに切り替えられる場合に比べて、内気モードでデフロスタ運転を実施可能な時間を長く確保できる。よって、デフロスタ運転中に車室外の不快な臭いが車室内に導入されてしまうことを抑制しやすい。また、蒸発器９の除湿作用による窓曇り対策が適切に行われない場合には、デフロスタ運転が強制的に外気モードの状態で実施される。したがって、デフロスタ運転中において乗員の操作による内気モードや外気モードを維持する場合に比べて、安定して素早く窓曇りを解消しやすい。すなわち、車両用空調装置１において、安定した防曇性能と乗員の快適性を両立できる。

空調制御部８０は、蒸発器温度センサ１９で測定した蒸発器９の温度が外気温センサ７１で測定した外気温以下であって、内気モードとする要求がある場合には、内気モードでデフロスタ運転を行う。言い換えると、蒸発器９の温度が外気温センサ７１で測定した外気温以下である場合には、デフロスタ運転中に内気モードとすることを許可する。このため、蒸発器９の温度と外気温との２つの温度を比較することで、デフロスタ運転における内気モードを許可するか否かの制御を実現できる。また、従来の空調運転に使用する目的で多くの車両に標準的に搭載されているセンサである外気温センサ７１を用いている。このため、デフロスタ運転における内気モードを許可するか否かの判断をする目的で専用の特別なセンサを新たに設ける必要がない。したがって、簡単な構成でデフロスタ運転中に内気モードを許可するか否かを判断できる。

蒸発器温度センサ１９で測定した蒸発器９の温度と、外気温センサ７１で測定した外気温とを直接比較しなくてもよい。例えば、外気温センサ７１で測定した温度に一定の補正を加えた値を外気温とみなしてもよい。

外気温センサ７１を設ける位置はフロントバンパー裏に限られない。例えば、フロントウィンドウの車室外側に貼り付けるなどして、フロントウィンドウの車室外側の温度を外気温と判定してもよい。

ステップＳ１２１で蒸発器温度が外気温度以下であるか否かを確認する前に、ステップＳ１１１で、内気モードの要求があるか否かを確認している。このため、内気モードの要求がない場合には、素早くステップＳ１４１に進むことで、窓曇りへの対策を素早く実施して良好な視界を確保しやすい。

第２実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、デフロスタ温度センサ２２６とデフロスタ湿度センサ２２７とを備え、温度と湿度から算出した露点温度と蒸発器９の温度とを比較してデフロスタ運転における内気モードを許可するか否かを判断している。

図４において、車両用空調装置１は、デフロスタ温度センサ２２６を備えている。デフロスタ温度センサ２２６は、デフロスタ吹き出し口２５に接触して設けられている。デフロスタ温度センサ２２６は、デフロスタ吹き出し口２５から吹き出される空調風の温度を測定するセンサである。デフロスタ温度センサ２２６は、内気温センサの一例を提供する。

車両用空調装置１は、デフロスタ湿度センサ２２７を備えている。デフロスタ湿度センサ２２７は、デフロスタ吹き出し口２５に接触して設けられている。デフロスタ湿度センサ２２７は、デフロスタ吹き出し口２５から吹き出される空調風の湿度を測定するセンサである。デフロスタ温度センサ２２６とデフロスタ湿度センサ２２７とは、互いに近接した状態で、デフロスタ吹き出し口２５から吹き出される空調風に直接さらされる位置に設けられている。デフロスタ湿度センサ２２７は、湿度センサの一例を提供する。

車両用空調装置１の制御のうち、上述した実施形態とは異なる制御を行う部分について以下に説明する。図５において、ステップＳ１１２で蒸発器９の温度を測定した後、ステップＳ２１３でデフロスタ吹き出し口２５近傍の温度を測定する。すなわち、デフロスタ温度センサ２２６を用いて、デフロスタ吹き出し口２５から吹き出される空調風の温度を測定する。デフロスタ吹き出し口２５から吹き出される空調風の温度の測定後、ステップＳ２１４に進む。

ステップＳ２１４では、デフロスタ吹き出し口２５近傍の湿度を測定する。すなわち、デフロスタ湿度センサ２２７を用いて、デフロスタ吹き出し口２５から吹き出される空調風の湿度を測定する。デフロスタ吹き出し口２５から吹き出される空調風の湿度の測定後、ステップＳ２１５に進む。

ステップＳ２１５では、デフロスタ温度センサ２２６で測定した温度とデフロスタ湿度センサ２２７で測定した湿度との情報からデフロスタ吹き出し口２５から吹き出される空調風の露点温度を算出する。露点温度とは、その空気を冷却していった場合に水蒸気が凝結して結露する温度である。すなわち、算出した露点温度よりも低い温度の部材によって空調風が冷やされると、部材の表面に露が発生することとなる。露点温度の算出後、ステップＳ２２１に進む。

ステップＳ２２１では、蒸発器９の温度が露点温度以下であるか否かを判定する。蒸発器９の温度が露点温度以下の温度である場合には、蒸発器９による除湿が可能であると判断してステップＳ１３１に進んで内気モードでデフロスタ運転を行う。一方、蒸発器９の温度が露点温度よりも高い温度である場合には、蒸発器９による除湿が適切に行われないと判断してステップＳ１４１に進んで外気モードでデフロスタ運転を行う。露点温度は、除湿温度の一例を提供する。

上述した実施形態によると、空調制御部８０は、デフロスタ温度センサ２２６で測定した温度とデフロスタ湿度センサ２２７で測定した湿度との測定結果の情報から露点温度を算出している。さらに、空調制御部８０は、蒸発器温度センサ１９で測定した蒸発器９の温度が算出した露点温度以下である場合には、デフロスタ運転中に内気モードとすることを許可する。このため、確実に蒸発器９による除湿が可能である条件下において、デフロスタ運転中には内気モードとすることができる。したがって、外気温よりも露点温度が高い場合に、露点温度以下の温度範囲であれば、外気温よりも高い温度であってもデフロスタ運転中に内気モードとすることが許可される。よって、外気温と蒸発器９の温度とを比較する場合に比べて、内気モードが許可される温度範囲を広くしやすい。すなわち、デフロスタ運転中に車室外の不快な臭いが車室内に導入されることを抑制しやすい。

デフロスタ温度センサ２２６とデフロスタ湿度センサ２２７とは、デフロスタ吹き出し口２５に設けられている。このため、フロントウィンドウに吹き付けられる空調風における露点温度を算出することができる。したがって、窓曇りの直接的な原因となるフロントウィンドウの内側表面に接触する空調風の露点温度と蒸発器９の温度とを比較できる。よって、車両用空調装置１において、フロントウィンドウから離れた位置の情報に基づいて露点温度を算出する場合に比べて、精度よく窓曇りへの対策を行うとともに乗員の快適性を確保することができる。

露点温度は、デフロスタ温度センサ２２６で測定した温度とデフロスタ湿度センサ２２７で測定した湿度との情報から算出する場合に限られない。例えば、ルームミラーの裏側に湿度センサを備え、内気温センサ６１で計測した温度と湿度センサで計測した湿度から露点温度を算出するようにしてもよい。

第３実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、蒸発器９の着霜抑制温度と蒸発器９の温度とを比較してデフロスタ運転における内気モードを許可するか否かを判断している。

車両用空調装置１の制御のうち、上述した実施形態とは異なる制御を行う部分について以下に説明する。図６において、ステップＳ１１２で蒸発器９の温度を測定した後、ステップＳ３１３で着霜抑制温度を取得する。ここで、着霜抑制温度とは、蒸発器９の外表面に着霜が引き起こされることを抑制する温度のことである。言い換えると、着霜抑制温度とは、蒸発器９が冷え過ぎて着霜が引き起こされることを抑制するために、蒸発器９への冷媒の供給を停止する温度である。着霜抑制温度は、フロストカット温度とも呼ばれる。着霜抑制温度は、圧縮機停止温度とも呼ばれる。

蒸発器９の表面に霜が発生すると、霜によって空調風が流れるべき流路が閉ざされてしまうなどして空調運転を適切に行えなくなる可能性がある。よって、蒸発器９の温度が着霜抑制温度を下回ることがないように圧縮機８の運転を制御する必要がある。着霜抑制温度は、着霜を抑制可能な範囲で任意に設定可能な温度である。着霜抑制温度は、例えば水の凝固点である０℃よりもわずかに高い１℃に設定可能である。着霜抑制温度は、蒸発器９が適正に冷却性能を発揮可能な下限温度である。着霜抑制温度は、蒸発器９の形状や使用態様などによって所定の値を適宜設定可能である。着霜抑制温度の取得後、ステップＳ３２１に進む。

ステップＳ３２１では、蒸発器９の温度が着霜抑制温度に到達したか否かを判定する。蒸発器９の温度が着霜抑制温度に到達している場合には、蒸発器９が適正に使用される範囲内で最も冷えた状態にある。このため、蒸発器９による除湿が可能であると判断してステップＳ１３１に進んで内気モードでデフロスタ運転を行う。蒸発器９の温度が着霜抑制温度に到達していない場合には、蒸発器９が少なくとも適正に使用される範囲内で最も冷えた状態にはない。このため、蒸発器９による除湿の準備が整っていないと判断してステップＳ１４１に進んで外気モードでデフロスタ運転を行う。着霜抑制温度は、除湿温度の一例を提供する。

上述した実施形態によると、空調制御部８０は、蒸発器温度センサ１９で測定した蒸発器９の温度が取得した着霜抑制温度に到達している場合には、デフロスタ運転中に内気モードとすることを許可する。このため、蒸発器９が最も冷えた状態にあることから、蒸発器９による除湿が可能であるとみなして、デフロスタ運転中に内気モードとすることができる。したがって、蒸発器９の温度のみの情報からデフロスタ運転中に内気モードを許可するか否かを判断できる。よって、簡単な構成で安定した防曇性能と乗員の快適性を両立した車両用空調装置１を提供できる。

他の実施形態
空調制御部８０は、上述した制御フローを複数備えていてもよい。例えば、外気温センサ７１が正常に機能している場合には、第１実施形態に示す制御フローに基づいてデフロスタ運転中に内気モードを許可するか否かを判断する。一方、外気温センサ７１が故障している場合には、第３実施形態に示す制御フローに基づいて外気温センサ７１を用いることなくデフロスタ運転中に内気モードを許可するか否かを判断する。これによると、各種センサのいずれかに異常があった場合であっても、正常に機能しているセンサからの情報を用いてデフロスタ運転中に内気モードを許可するか否かの判断を行うことができる。

この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、１つの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

１ 車両用空調装置、 ２ 空調ケース、 ３ 内気導入口、 ４ 外気導入口、 ５ 内外気切り替えドア、 ７ 送風機、 ８ 圧縮機、 ９ 蒸発器、 １０ ヒータコア、 １１ エアミックスドア、 １９ 蒸発器温度センサ、 ２１ デフロスタドア、 ２２ デフロスタダクト、 ２５ デフロスタ吹き出し口、 ３１ フェイスドア、 ４１ フットドア、 ６１ 内気温センサ、 ７１ 外気温センサ、 ８０ 空調制御部、 ２２６ デフロスタ温度センサ（内気温センサ）、 ２２７ デフロスタ湿度センサ（湿度センサ）

Claims (5)

1. 内気モードと外気モードとの切り替えを行う内外気切り替えドア（５）と、
   デフロスタ吹き出し口（２５）の開度を調整するデフロスタドア（２１）と、
   冷媒を蒸発させて周囲の空気を冷却する蒸発器（９）と、
   前記蒸発器の温度を測定する蒸発器温度センサ（１９）と、
   前記蒸発器温度センサで測定した温度が前記蒸発器の除湿作用による窓曇り対策が可能な温度である除湿温度よりも高い場合には、前記デフロスタ吹き出し口から空調風を吹き出すデフロスタ運転を前記外気モードの状態で行い、前記蒸発器温度センサで測定した温度が前記除湿温度以下であって、前記内気モードとする要求がある場合には、前記デフロスタ運転を前記内気モードの状態で行う空調制御部（８０）とを備えている車両用空調装置。
2. 外気温を測定する外気温センサ（７１）を備え、
   前記除湿温度は、前記外気温センサで測定した外気温である請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 内気温を測定する内気温センサ（６１、２２６）と、
   車室内の湿度を測定する湿度センサ（２２７）とを備え、
   前記除湿温度は、前記内気温センサと前記湿度センサとの測定結果から算出される露点温度である請求項１に記載の車両用空調装置。
4. 前記内気温センサ（２２６）と前記湿度センサとは、前記デフロスタ吹き出し口に設けられている請求項３に記載の車両用空調装置。
5. 前記除湿温度は、前記蒸発器への冷媒の供給が停止される着霜抑制温度である請求項１に記載の車両用空調装置。

Images