JP3303522B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸込んだ外気及び内気
を所定の空調状態で車室内に送風する車両用空調装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両用空調装置では、夏期は
車室内の内気を循環させて冷却する内気モードで使用
し、冬季或いは定常時（all season）は外気モードで使
用するのが一般的である。

【０００３】ところで、空調装置により一旦冷却或いは
暖めた空気を換気により車室外に排気してしまうのは、
損失が大きく省エネルギーに反するため、常に内気を空
調して循環する構成が考えられており、その一例とし
て、外気と内気とを半分ずつ完全に混ぜて送風する半内
気モードが提案されている。

【０００４】一方、空調装置として、さらに換気損失を
低減した上下二層ユニットが開発されており、出願人
は、先に特願平５−４１５０７号のものを出願した。こ
のものは、車室内への送風空気が通過するダクト内を上
下に仕切ることにより上下二層通路を形成し、防曇及び
乗員のリフレッシュ感の維持のために上層通路に吸込ん
だ外気を空調して乗員の上半身に送風すると共に、乗員
の足元暖房のために下層通路に吸込んだ内気を暖めて乗
員の足元に送風するようにしている。このような上下二
層ユニットによれば、上述した半内気式のものに比べ
て、乗員の送風部位に対応して外気若しくは内気を独立
して空調して送風することができるので、車室内への送
風空気に対する空調量を抑制でき、もってエネルギ効率
を向上することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記半
内気モード及び上下二層ユニットによる外気及び内気の
独立空調方式においても、常に内気を空調装置に吸込む
構成であるので、車室内には空調装置から送風された空
気が空調装置に戻るという内気流を生じている。このた
め、外気モードのみの場合と比べると、乗員に対する送
風空気の到達性が悪化して、空調制御にかかわらず乗員
が不快と感じる虞がある。

【０００６】ここで、図１１は外気モード時の車室内へ
の送風空気の流れを示し、図１２は上下二層ユニットを
使用したときの車室内への送風空気の流れを示してい
る。これらの図１１及び図１２から分るように、上下二
層ユニットを用いた場合には、外気モード時に比べて、
前席の乗員の上半身に対する冷気（外気）の到達性が悪
化すると共に、乗員の足元に対する暖気（内気）の到達
性が悪化している。また、図１３は、後席の乗員の足元
に送風するためのダクトが設けられた構成における車室
内の送風空気の流れを示しているが、この場合にも、前
席及び後席の乗員の足元に対する送風空気の到達性が悪
化している。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、吸込んだ外気及び内気を所定の空調状
態で車室内に送風する構成において、乗員に対する送風
の到達性が悪化してしまうことを防止することができる
車両用空調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】本発明の車両用空調装置
は、吸込んだ車室外の外気及び車室内の内気を所定の空
調状態で車室内に送風する送風手段を設け、この送風手
段の空調状態を制御する空調制御手段を設け、前記送風
手段への吸込量に対する内気割合が大きくなる程、前記
送風手段による車室内への送風量が増大するように補正
する送風量補正手段を設けたものである。

【０００９】上記構成において、前記送風量補正手段
を、前記送風手段が乗員の上半身に送風するように設定
されたときに補正を実行するようにしてもよい。

【００１０】また、前記送風量補正手段を、前記送風手
段が乗員の足元に送風するように設定されたときに補正
を実行するようにしてもよい。

【００１１】また、前記送風手段を、吸込んだ内気を前
席の乗員の足元に送風すると共に案内通路を通じて後席
の乗員の足元に送風するように設けると共に、前記送風
量補正手段を、前記送風手段への吸込量に対する内気割
合が大きくなる程、前記送風手段による前記案内通路を
通じた送風量を増大するように補正するようにしてもよ
い。

【００１２】また、前記送風手段を、外気を車室内に送
風する第１の送風通路と内気を車室内に送風する第２の
送風通路とを独立に設けるようにしてもよい。

【００１３】

【作用】請求項１記載の車両用空調装置の場合、送風制
御手段は送風手段を制御することにより吸込んだ車室外
の外気及び車室内の内気を所定の空調状態で車室内に送
風する。このとき、送風手段への吸込量に対する内気割
合が大きくなる程、乗員に対する送風空気が送風手段に
吸込まれてしまうので、乗員に対する到達性が悪化する
ようになる。

【００１４】そこで、送風量補正手段は、送風手段への
吸込量に対する内気割合が大きくなる程、送風手段によ
る車室内への送風量が増大するように補正するので、送
風手段への吸込量に対する内気割合が増大するにかかわ
らず乗員に確実に送風することができる。

【００１５】請求項２記載の車両用空調装置の場合、送
風手段が乗員の上半身に送風するように設定されたとき
は、送風手段への吸込量に対する内気割合が大きくなる
程、乗員の上半身に対する送風の到達性が悪化するよう
になる。

【００１６】そこで、送風量補正手段は、送風手段が乗
員の上半身に送風するように設定されたときに補正を実
行するので、送風手段への吸込量に対する内気割合にか
かわらず乗員の上半身に確実に送風することができる。

【００１７】請求項３記載の車両用空調装置の場合、送
風手段が乗員の足元に送風するように設定されたとき
は、送風手段への吸込量に対する内気割合が大きくなる
程、乗員の足元に対する送風の到達性が悪化するように
なる。

【００１８】そこで、送風量補正手段は、送風手段が乗
員の足元に送風するように設定されたときに補正を実行
するので、送風手段への吸込量に対する内気の割合にか
かわらず乗員の足元に確実に送風することができる。

【００１９】請求項４記載の車両用空調装置の場合、送
風手段は、吸込んだ内気を前席の乗員の足元に送風する
と共に案内通路を通じて後席の乗員の足元に送風する。
このとき、内気が案内通路を通過する際に圧力損失を生
じて後席の乗員に対する送風の到達性が悪化する。

【００２０】そこで、送風量補正手段は、送風手段への
吸込量に対する内気割合が大きくなる程、案内通路を通
じた送風量を増大するように補正するので、案内通路に
よる圧力損失にかかわらず後席の乗員の足元に確実に送
風することができる。

【００２１】請求項５記載の車両用空調装置の場合、送
風手段は、外気を第１の送風通路を通過させる際に空調
して車室内に送風すると共に、内気を第２の送風通路を
通過させる際に空調して送風する。これにより、外気と
内気と独立に空調することができるので、外気と内気と
を混合して空調して送風する構成に比べて、送風空気を
空調するためのエネルギ効率を向上することができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図１０を
参照して説明する。図１は上下二層ユニットの車両用空
調装置を概略的に示している。この図１において、送風
手段としての空調ユニット１のダクト２内は上下二層に
仕切られることにより上部に位置する第１の送風通路３
及び下部に位置する第２の送風通路４が夫々形成されて
いる。第１の送風通路３の入口には外気導入口５及び内
気導入口６が夫々形成されていと共に、それらの各導入
口５，６に対応して内外気切替ダンパ７が設けられてい
る。外気導入口５及び内気導入口６の下流側にはブロワ
８が設けられており、そのブロワ８の駆動に応じて外気
導入口５から外気（車室外の空気）若しくは内気（車室
内の空気）が第１の送風通路３に吸込まれるようになっ
ている。この場合、内外気切替ダンパ７は開度が調整さ
れるように設けられており、その開度に応じて第１の送
風通路３に吸込まれる外気量と内気量との割合が調整さ
れる。一方、第２の送風通路４の吸込口には内気導入口
９が設けられており、ブロワ１０の駆動に応じて内気が
第２の送風通路４に吸込まれるようになっている。

【００２３】各ブロワ８，１０の下流側には第１の送風
通路３及び第２の送風通路４の全体を閉鎖するように冷
却手段としてのエバポレータ１１が配設されている。こ
のエバポレータ１１は冷凍サイクル装置を構成するもの
で、コンプレッサ１２の駆動に応じて冷媒が供給される
ことにより所定温度に冷却される。第１の送風通路３に
おいてエバポレータ１１の下流側となる部位は第２の送
風通路４側に突出して形成されており、これにより第２
の送風通路４においてエバポレータ１１を通過した空気
が第１の送風通路３に流入可能となっている。

【００２４】また、エバポレータ１１の下流側には第１
の送風通路３の一部及び第２の送風通路４の全体を閉鎖
するように加熱手段としてのヒータコア１３が配設され
ている。また、第１の送風通路２においてヒータコア１
３をバスパスする位置にはエアミックスダンパ１４が設
けられており、そのエアミックスダンパ１４の開度に応
じて第１の送風通路３を通過する空気においてヒータコ
ア１３を通過する風量とヒータコア１３をバイパスする
風量とが調整される。

【００２５】ここで、上記ヒータコア１３としては、Ｅ
Ｖ（電気自動車）車両の場合にはヒートポンプサイクル
のコンデンサが用いられ、ガソリン車両の場合には流調
式ヒータコアが用いられる。

【００２６】第１の送風通路３の終端部にはデフロスタ
吹出口１５及びフェース吹出口１６が形成されていると
共に、各吹出口１５，１６に対応してデフロスタダンパ
１７及びフェースダンパ１８が設けられている。また、
第２の送風通路４の終端部にはフット吹出口１９が形成
されていると共に、そのフット吹出口１９に対応してフ
ットダンパ２０が設けられている。フット吹出口１９の
下流側にはフロントフット吹出口２１が形成されてい
る。また、フット吹出口１９には案内通路としてのリア
フットダクト２２が接続されており、そのリアフットダ
クト２２の終端部にリアフット吹出口２３が形成されて
いる。この場合、フロントフット吹出口２１の下流側に
は風量割合調整ダンパ２４が設けられており、その風量
割合調整ダンパ２４の開度に応じてフット吹出口１９か
ら吹出された空気のうちフロントフット吹出口２１から
吹出される風量とリアフット吹出口２３から吹出される
風量が調整される。

【００２７】ヒータコア１３の下流側には第１の送風通
路３と第２の送風通路４とを仕切るようにデフモードダ
ンパ２５が設けられている。このデフモードダンパ２５
はデフモードが選択されたときに開放して第２の送風通
路４を第１の送風通路３ひいてはデフロスタ吹出口１５
と連通させるようになっている。

【００２８】温度設定スイッチ２６は、設定された温度
を空調制御手段及び送風量補正手段としての制御装置２
７に出力する。外気温センサ２８は、車室外の温度（外
気温）を検出して制御装置２７に出力する。内気温セン
サ２９は、車室内の温度（内気温）を検出して制御装置
２７に出力する。日射センサ３０は、車室内に入射した
日射量を検出して制御装置２７に出力する。そして、制
御装置２７は、設定温度及び吹出モード（デフモード、
フェースモード、フットモード、バイレベルモード）並
びに環境条件に応じてコンプレッサ１２を駆動すること
によりエバポレータ１１を所定温度に調整すると共にエ
アミックスダンパ１４、デフロスタダンパ１７、フェー
スダンパ１８、フットダンパ２０、風量割合調整ダンパ
２４の開度を調整する。

【００２９】次に上記構成の作用について説明する。図
２は、制御装置２７の動作のうち自動空調動作を示し、
他の動作の説明は省略した。この図２において、制御装
置２７は、外気温センサ２８により検出した外気温度、
内気温センサ２９により検出した内気温度、日射センサ
３０により検出した日射量及び温度設定スイッチ２６に
より設定された設定温度を読取る（ステップＳ１）。

【００３０】続いて、制御装置２７は、ステップＳ１に
よるデータに基づいて車室内への目標吹出温度ＴAOを演
算すると共に（ステップＳ２）、目標吹出温度ＴAOに基
づいて吹出口モード、内外気レベル、ブロワ電圧、エア
ミックスダンパの開度を決定する（ステップＳ３）。

【００３１】ここで、図３は目標吹出温度ＴAOに対する
吹出口モードを示し、図４は目標吹出温度ＴAOに対する
内外気切替ダンパ７の開度を示し、図５は目標吹出温度
ＴAOに対するブロワ電圧を示している。また、目標吹出
温度ＴAOに対するエアミックスダンパ１４の開度は、所
定の演算式を用いて決定する。

【００３２】そして、制御装置２７は、決定した吹出口
モードがデフモードであったときは（ステップＳ４）、
設定した空調条件に基づいて空調制御を実行する（ステ
ップＳ８）。

【００３３】また、制御装置２７は、決定した吹出口モ
ードがフェースモードであったときは、内外気割合に応
じてブロワレベルを最終的に決定する。つまり、図５に
示すように内気割合が大きくなる程、車室内への全送風
量を大きくように補正する。そして、制御装置２７は、
設定した制御内容に基づいて空調制御を実行する（ステ
ップＳ８）。

【００３４】図７はフェースモード時の空調ユニット１
の制御状態を示している。このフェースモードは、乗員
の上半身に温度制御及び湿度制御された空調風を送風す
るモードである。この場合、制御装置２７は、コンプレ
ッサ１２を必要に応じて駆動することによりエバポレー
タ１１を所定温度に冷却する。そして、第１の送風通路
３に吸込まれた外気はエバポレータ１１により冷却され
てからエアミックスダンパ１４の開度に応じてその一部
がヒータコア１３により加熱されることにより空調され
た状態でフェース吹出口１６から車室内の乗員の上半身
に送風される。また、第２の送風通路４に吸込まれた内
気の全部はエバポレータ１１により冷却されてからヒー
タコア１３により加熱されることにより除湿された状態
でフェース吹出口１６から車室内の乗員の足元に送風さ
れる。

【００３５】ところで、上述したフェースモードにあっ
ては、第２の送風通路４に内気を常に吸込むと共に目標
吹出温度ＴAOに応じて第１の送風通路３にも内気を吸込
むので、ダクト２に吸込まれる内気量が多くなると、フ
ェース吹出口１６から車室内に空調風（外気が主体）を
送風するにしても、その空調風が乗員の上半身に十分に
到達する前にダクト２に吸込まれてしまって空調性能が
低下する虞がある。

【００３６】しかしながら、本実施例では、ステップＳ
６において、フェースモードを実行する際は、ダクト２
に吸込まれる内気割合が大きくなる程、フェース吹出口
１６からの送風量を増大するように補正したので、図６
に示すように内気割合の増大にもかかわらず乗員の上半
身に確実に空調風を送風して空調性能を十分に発揮させ
ることができる。

【００３７】一方、図２において、制御装置２７は、吹
出口モードがフットモード若しくはバイレベルモードで
あったときは、内外気割合に応じてブロワ電圧及び風量
割合調整ダンパ２４の開度を決定する。つまり、図８に
示すように内気割合が大きくなる程、全体の送風量を大
きく補正すると共に後席側への送風割合を大きくなるよ
うに補正する。

【００３８】図９はバイレベルモード時の空調ユニット
１の制御状態を示している。このバイレベルモードは、
冷気を乗員の上半身に送風すると共に、暖気を乗員の足
元に送風するモードである。この場合、制御装置２７
は、コンプレッサ１２を基本的には停止している。そし
て、第１の送風通路３に吸込まれた外気は、エアミック
スダンパ１４の開度に応じてヒータコア１３を通過する
割合が調整されることにより空調されてからフェース吹
出口１６から車室内に送風される。また、第２の送風通
路４に吸込まれた内気の大部分はフット吹出口１９から
車室内に送風される。

【００３９】また、図１０はフットモード時の空調ユニ
ット１の制御状態を示している。このフットモードは、
乗員の足元に暖気を送風すると共に窓ガラスに乾いた空
気を送風するモードである。この場合、制御装置２７
は、コンプレッサ１２を基本的には停止している。そし
て、第１の送風通路３に吸込まれた外気はヒータコア１
３により加熱されてデフロスタ吹出口１５から窓ガラス
に送風されると共に、第２の送風通路４に吸込まれた内
気の大部分はヒータコア１３で加熱されてフット吹出口
１９から車室内に送風される。

【００４０】ところで、上述したバイレベルモード若し
くはフットモードにあっては、第２の送風通路４に内気
を常に吸込むと共に目標吹出温度ＴAOに応じて第１の送
風通路３にも内気を吸込むので、ダク１トに吸込まれる
内気量が多くなると、フロントフット吹出口２１及びリ
アフット吹出口２３から車室内に暖められた内気を送風
するにしても、その内気が乗員の足元に十分に到達する
前にダクト２に吸込まれてしまって暖房性能が低下する
虞がある。

【００４１】しかしながら、本実施例では、ステップＳ
７において、バイレベルモード若しくはフットモードを
実行する際は、ダクト２に吸込まれる内気割合が大きく
なる程、フロントフット吹出口２１及びリアフット吹出
口２３からの送風量を増大するようにしたので、図８に
示すように内気割合の増大にもかかわらず乗員の足元に
確実に暖気を送風して暖房性能を十分に発揮させること
ができる。

【００４２】また、リアフットダクト２２を通じて内気
を後席の乗員の足元に送風する場合には、リアフットダ
クト２２による圧力損失により後席側に対する内気の送
風量が低下することから、後席の乗員に対する暖房性能
の低下が顕著となる。この場合、本実施例では、ダクト
２に吸込まれる内気割合が増大する程、後席の送風割合
を増大するようにしたので、内気割合にかかわらず後席
の乗員の足元にも確実に内気を送風して暖房性能を維持
することができる。

【００４３】上記構成のものによれば、ダクト２に吸込
んだ車室外の外気及び車室内の内気を空調して車室内に
送風する構成において、ダクト２に吸込まれる吸込量に
対する内気割合が大きくなる程、ダクト２を通じて車室
内に送風される送風量を増大するようにしたので、ダク
トへの吸込量に対する内気の増大にかかわらず車室内へ
の送風量が一定である従来例のものと違って、ダクト２
への吸込量に対する内気割合にかかわらず乗員に対する
送風空気の到達性が悪化することを防止することができ
る。

【００４４】また、ダクト２への吸込量に対する内気割
合が増大する程、後席の乗員に対する内気の送風量を増
大するようにしたので、内気割合の増大に伴ってリアフ
ットダクト２２を通じた圧力損失が増大するにしても、
後席の乗員に対する暖められた内気の送風量が低下して
しまうことを防止することができる。

【００４５】さらに、本発明を上下二層式の空調装置に
適用したので、半内気モードのものに適用した構成に比
べて、送風空気を空調するたるのエネルギ効率を向上す
ることができる。

【００４６】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、次のように変形または拡張できる。空調装置と
しては、第１の送風通路３のみにエバポレータ１１が位
置するものであってもよい。空調装置としては、ダクト
２に吸込んだ外気及び内気を完全に混ぜて送風する半内
気モード式であってもよい。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の車両用空調装置によれば、以下の効果を奏する。請求
項１記載のものによれば、吸込んだ車室外の外気及び車
室内の内気を空調して車室内に送風する送風手段への吸
込量に対する内気割合が大きくなる程、送風手段による
車室内への送風量を増大するようにしたので、送風手段
への吸込量に対する内気割合にかかわらず乗員に確実に
送風することができる。

【００４８】請求項２記載のものによれば、上記制御を
送風手段が乗員の上半身に送風するように設定されたと
きに実行するようにしたので、送風手段への吸込量に対
する内気割合にかかわらず乗員の上半身に確実に送風す
ることができる。

【００４９】請求項３記載のものによれば、上記制御を
送風手段が乗員の足元に送風するように設定されたとき
に実行するようにしたので、送風手段への吸込量に対す
る内気割合にかかわらず乗員の足元に確実に送風するこ
とができる。

【００５０】請求項４記載のものによれば、送風手段へ
の吸込量に対する内気割合が大きくなる程、送風手段に
よる後席の乗員の足元に送風するための案内通路を通じ
た送風量を増大するようにしたので、案内通路による圧
力損失の増大にかかわらず後席の乗員の足元に確実に送
風することができる。

【００５１】請求項５記載のものによれば、外気を車室
内に送風する第１の送風通路と内気を車室内に送風する
第２の送風通路とを独立に設けるようにしたので、送風
空気を空調するためのエネルギ効率を向上することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における全体構成を概略的に
示す図

【図２】制御装置の動作を示すフローチャート

【図３】目標吹出温度に対する吹出口モードを示す図

【図４】目標吹出温度に対するダンパ開度を示す図

【図５】目標吹出温度に対するブロワ電圧を示す図

【図６】内気割合に対する全送風量及び頭部温度を示す
図

【図７】フェースモード時における空調ユニットの制御
状態を示す概略図

【図８】内気割合に対する全送風量及び後席足元温度を
示す図

【図９】バイレベルモード時における空調ユニットの制
御状態を示す図７相当図

【図１０】フットモード時における空調ユニットの制御
状態を示す図７相当図

【図１１】従来例における外気モードでの車室内の空調
状態を示す概略図

【図１２】内気モードでの車室内の空調状態を示す図１
１相当図

【図１３】後席への吹出口を備えた構成における図１２
相当図

【符号の説明】

１は空調ユニット（送風手段）、２はダクト、３は第１
の送風通路、４は第２の送風通路、５は外気導入口、６
は内気導入口、７は内外気切替ダンパ、８，１０はブロ
ワ、９は内気導入口、１１はエバポレータ、１２コンプ
レッサ、１３はヒータコア、１４はエアミックスダン
パ、１５はデフロスタ吹出口、１６はフェース吹出口、
１９はフット吹出口、２１はフロントフット吹出口、２
３はリアフット吹出口、２４は風量割合調整ダンパ、２
７は制御装置（空調制御手段，送風量補正手段）であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭57−77011（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/00 101 B60H 1/00 103

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸込んだ車室外の外気及び車室内の内気
   を所定の空調状態で車室内に送風する送風手段と、 この送風手段の空調状態を制御する空調制御手段と、 前記送風手段への吸込量に対する内気割合が大きくなる
   程、前記送風手段による車室内への送風量が増大するよ
   うに補正する送風量補正手段とを備えたことを特徴とす
   る車両用空調装置。
2. 【請求項２】 前記送風量補正手段は、前記送風手段が
   乗員の上半身に送風するように設定されたときに補正を
   実行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】 前記送風量補正手段は、前記送風手段が
   乗員の足元に送風するように設定されたときに補正を実
   行することを特徴とする請求項１記載の車両用空調装
   置。
4. 【請求項４】 前記送風手段は、吸込んだ内気を前席の
   乗員の足元に送風すると共に案内通路を通じて後席の乗
   員の足元に送風するように設けられ、 前記送風量補正手段は、前記送風手段への吸込量に対す
   る内気割合が大きくなる程、前記送風手段による前記案
   内通路を通じた送風量を増大するように補正することを
   特徴とする請求項１記載の車両用空調装置。
5. 【請求項５】 前記送風手段は、外気を車室内に送風す
   る第１の送風通路と内気を車室内に送風する第２の送風
   通路とを独立に設けられていることを特徴とする請求項
   １乃至４の何れかに記載の車両用空調装置。