JP3480147B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

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関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＲＶ（レクリエーショナル・ビー
クル）車の人気に伴い、車室内で安静にしたり仮眠をと
るユーザーが増えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的な空
調装置の空調ケースには、空調ケース内の空気冷却用熱
交換器（例えば冷凍サイクルの蒸発器）が発生した凝縮
水を空調ケースの外に排出するために、凝縮水排出口が
形成されている。このように、空調ケースに凝縮水排出
口が形成されているために、内気循環モードで空調装置
を作動させながら長時間停車すると、空調ケース内のフ
ァンが発生した空気の一部が、上記凝縮水排出口から漏
れ、車室内が若干負圧になる。

【０００４】そのため、車両のすきま（特に気密性の低
い車両下部）から外気が車室内に進入し、これに伴って
排気ガスが車室内に進入してくる。この状態が長時間続
くと、車室内の排気ガス濃度が所定レベルを越えてしま
う。また、内気循環モードの状態が長時間（例えば２０
〜３０分）続くと、人間が吐いた息によってＣＯ₂ 濃度
が上昇し、所定レベルを越えてしまう。

【０００５】また、車室内乗員が安静にしているとき、
もしくは仮眠しているときの運動量は、一般的には約３
０（Ｗ／ｍ² ）であり、運転時における運動量（約９０
（Ｗ／ｍ² ））に比べてかなり低い。従って、乗員が安
静にしているとき、もしくは仮眠しているときの車室内
への吹出空気温度を、運転時の吹出空気温度と同じにし
てしまうと、安静時もしくは仮眠時における乗員のフィ
ーリングが悪化してしまう。

【０００６】また、停車時は、エンジン騒音や風きり音
等の車外騒音が、走行時に比べて小さいため、空調装置
のファンが発生する騒音が、走行時に比べてより目立っ
てしまう。本発明は、以上の問題に鑑み、車両が長時間
停車しているときには、このときに最も適した空調を行
う車両用空調装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【発明の概要】上記目的を達成するため、請求項１〜４
記載の発明では、車両に備えられるシフトレバーのシフ
トポジションがパーキングまたはニュートラルである状
態が所定時間以上になると車両が長時間停車していると
判定する停車判定手段（ステップ１３２〜１３４）と、
この停車判定手段（ステップ１３２〜１３４）にて、車
両が長時間停車していると判定されたときに、停車時の
空調制御を行う停車時制御手段（ステップ１４０〜１６
０、１８０、１９０）とを備え、この停車時制御手段
は、前記停車時の空調制御として、前記空調ケース
（１）内に外気を導入する外気導入モードを設定するこ
と、前記空調ケース（１）から車室内へ吹き出す空気の
目標吹出温度を所定量高くすること、および前記空調ケ
ース（１）から車室内へ吹き出す空気の風量を所定量減
少することのうち、少なくとも１つを実行することを特
徴としている。

【０００８】 これによると、車両が所定時間以上停車
しているときには、そのときに最も適した空調が行われ
るので、車室内の排気ガス濃度やＣＯ２濃度が上昇する
とか、乗員のフィーリングが悪化するとか、送風手段に
よる騒音をうるさく感じる、といった問題を未然に防止
できる。請求項２記載の発明のように、請求項１記載の
車両用空調装置において、前記所定時間以上とは、具体
的には、１５分以上である。

【０００９】 請求項３記載の発明では、請求項１また
は２記載の車両用空調装置において、前記停車時制御手
段は、前記停車時の空調制御として、前記空調ケース
（１）内に外気を導入する外気導入モードを設定するこ
と、前記空調ケース（１）から車室内へ吹き出す空気の
目標吹出温度を所定量高くすること、および前記空調ケ
ース（１）から車室内へ吹き出す空気の風量を所定量減
少することをすべて実行することを特徴としている。こ
れによると、外気導入モードの設定により車室内は所定
量以上換気されるので、車室内の排気ガス濃度やＣＯ２
濃度を、問題のない程度に抑えることができる。

【００１０】 ここで、車両が長時間停車しているとき
は、車室内乗員が安静にしているか、もしくは仮眠して
いる可能性が大きく、また、このような状態における乗
員の運動量は、上記ように、運転時における乗員の運動
量に対して低い。その点、請求項３記載の発明による
と、高めの温度の空気を車室内に吹き出すので、運動量
の低い状態の乗員にとっては快適な車室内空間とするこ
とができる。

【００１１】 また、請求項３記載の発明では、車両が
長時間停車しているとき、車室内への吹出風量を所定量
減少するから、走行時に比べて送風手段の騒音が目立つ
停車時に、車室内への吹出風量が少なくなるので、乗員
は、この送風手段が発生する騒音があまり気にならなく
なる。請求項４記載の発明のように、請求項１ないし３
のいずれか１つ記載の車両用空調装置において、前記外
気導入モードは、前記空調ケース（１）内に内気を吸入
する内気循環モードと交互に間欠的に繰り返されるよう
にしてよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明を自動車用空調装置
として用いた一実施の形態について、図１〜７を用いて
説明する。本実施の形態では、車室内空間を空調するた
めの空調ユニットにおける各空調手段を、空調制御装置
によって制御するように構成されている。

【００１３】まず、図１を用いて上記空調ユニットの構
成を説明する。空調ケース１の空気上流側部位には、車
室内気を吸入するための内気吸入口２と外気を吸入する
ための外気吸入口３とが形成されているとともに、内気
吸入口２を開いて外気吸入口３を閉じる内気循環モード
と、内気吸入口２を閉じて外気吸入口３を開く外気導入
モードとを切り換える内外気切換ドア４が設けられてい
る。また、この内外気切換ドア４は、その駆動手段３３
（具体的にはサ−ボモ−タ、図２参照）によって駆動さ
れる。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。

【００１４】この内外気切換ドア４の下流側部位には、
送風手段としてのファン５が配設されている。このファ
ン５は、その駆動手段６（具体的にはブロワモータ）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、このブロワ電圧は空調制御装置
２６（図２参照）によって決定される。

【００１５】ファン５の下流側には、空気冷却手段をな
す蒸発器７が配設されている。この蒸発器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は室外ファンである。

【００１６】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。また、蒸発器７の空気下流側に
は、空気加熱手段をなすヒータコア１７が配設されてい
る。このヒータコア１７は、内部にエンジン８の冷却水
が流れ、この冷却水を熱源としてヒータコア１７を通過
する空気を加熱する温水式熱交換器である。

【００１７】このヒータコア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
通る割合とを調節するエアミックスドア１９が配設され
ている。このエアミックスドア１９は、その駆動手段３
４（具体的にはサーボモータ、図２参照）によって駆動
される。

【００１８】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気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。そして、上記各吹出口２０〜２２の上流
側部位には、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
ードの間で切り換える吹出口モード切換ドア２４、２５
が配設されている。なお、これらのドア２４、２５は、
それぞれの駆動手段３５、３６（具体的にはそれぞれサ
ーボモータ、図２参照）によって駆動される。

【００１９】次に、図２を用いて本実施の形態の制御系
の構成を説明する。空調制御装置２６には、車室内の空
気温度を検出する内気温センサ２７、外気温度を検出す
る外気温センサ２８、車室内に照射される日射量を検出
する日射センサ２９、ヒータコア１７に流入するエンジ
ン冷却水温を検出する水温センサ３０、蒸発器７の空気
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）を検出する通過後空気温センサ３１、および車室
内の操作性の良い位置に配設されたコントロールパネル
３２上の各スイッチ（例えば車室内の目標温度を設定す
る温度設定器）からの信号が入力される。

【００２０】また、空調制御装置２６には、エンジン８
の燃料噴射量や点火時期等を制御するエンジン制御装置
３７が、通信線３８を介して接続されている。そして、
このエンジン制御装置３７には、自動変速機の変速段を
設定するシフトレバー（図示しない）のシフトポジショ
ンに応じたレンジ信号を出力するポジションスイッチ３
９からの各信号が入力される。

【００２１】そして、上記空調制御装置２６およびエン
ジン制御装置３７の内部には、図示しないＣＰＵ、ＲＯ
Ｍ、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からの信号は、空調制御装置２６内の図示しな
い入力回路によって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。ま
た、ポジションスイッチ３９からのレンジ信号は、通信
線３８を介して上記マイクロコンピュータに入力され
る。

【００２２】なお、上記各制御装置２６、３７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、図示しないバッテリーから電源が供給され
る。次に、空調制御装置２６のマイクロコンピュータの
制御処理について、図３、図４を用いて説明する。ま
ず、イグニッションスイッチがオンされて空調制御装置
２６に電源が供給されると、図３のルーチンが起動され
る。

【００２３】そして、ステップ１００にて初期化処理を
行い、次のステップ１１０にて、コントロールパネル３
２の上記温度設定器にて設定された設定温度Ｔset を入
力する。そして、次のステップ１２０にて、上記センサ
２７〜３１の各検出値をＡ／Ｄ変換した信号（Ｔr 、Ｔ
am、Ｔs 、Ｔw 、Ｔe ）を読み込む。そして、次のステ
ップ１３０では、車両が長時間（本実施の形態では１５
分）以上停車しているか否かの判定処理を、図４に示す
サブルーチンにて行う。以下、この図４の処理について
説明する。

【００２４】まず、ステップ１３１にて、エンジン制御
装置３７に入力されたポジションスイッチ３９からのレ
ンジ信号を、通信線３８を介して読み込む。そして、次
のステップ１３２にて、ステップ１３１にて読み込んだ
レンジ信号に基づいて、シフトレバーのシフトポジショ
ンがパーキング（Ｐ）またはニュートラル（Ｎ）である
か否かを判定する。

【００２５】そして、このステップ１３２にてＹＥＳと
判定されたときは、ステップ１３３にて、車両停車時間
をカウントするタイマをカウントする。そして、次のス
テップ１３４にて、カウントされたタイマが所定時間
（本実施の形態では１５分）以上となったか否かを判定
し、ＹＥＳと判定されたときは、車両が長時間停車して
いるとみなして、ステップ１３５にて判定フラグＦＬＧ
に１をセットし、逆にＮＯと判定されたときは、ステッ
プ１３６にて判定フラグＦＬＧに０をセットする。その
後、このサブルーチンを抜ける。

【００２６】一方、上記ステップ１３２にてＮＯと判定
されたときは、車両は停車していないということなの
で、ステップ１３７にてタイマをクリアし、ステップ１
３８にて判定フラグＦＬＧに０をセットする。その後、
このサブルーチンを抜ける。以上のようなステップ１３
０の処理を終えたら、図３のステップ１４０にて、下記
数式１に基づいて、車室内への目標吹出温度（ＴＡＯ）
を算出する。

【００２７】

【数１】ＴＡＯ＝Ｋset ×Ｔset −Ｋr ×Ｔr −Ｋam×
Ｔam−Ｋs ×Ｔs ＋Ｃ＋α 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。また、上記αは目標温度補正
係数であり、上記ステップ１３０による判定結果に応じ
て決定される値である。具体的には、車両が長時間停車
していないとき（ＦＬＧ＝０）はα＝０（℃）として決
定され、車両が長時間停車しているとき（ＦＬＧ＝１）
はα＝３（℃）として決定される。

【００２８】ここで、長時間停車時にα＝３（℃）とす
る理由を説明する。長時間停車時には、車室内乗員は仮
眠もしくは安静にしている可能性が高い。ここで、運転
時における乗員の運動量を約９０（Ｗ／ｍ² ）、仮眠時
もしくは安静時における乗員の運動量が約３０（Ｗ／ｍ
² ）と仮定すると、仮眠時もしくは安静時には、運転時
に比べて車室内温度を約１（℃）高くする必要がある。
そこで、長時間停車と判定されたときはα＝３（℃）と
し、ＴＡＯを３（℃）高く補正することによって、車室
内の平均室温を約１（℃）高くする。

【００２９】そして、次のステップ１５０では、上記Ｔ
ＡＯに対応するブロワ電圧を、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。ここ
で、図５のマップは、長時間停車時でないとき（ＦＬＧ
＝０）は実線で示す関係として記憶され、長時間停車時
（ＦＬＧ＝１）は、そうでないとき（ＦＬＧ＝０）より
もブロワ電圧が低くなるように、破線で示す関係として
記憶されている。

【００３０】そして、次のステップ１６０では、上記Ｔ
ＡＯに対応する内外気モードを、ＲＯＭに記憶された図
６のマップからサーチすることによって決定する。ここ
で、図６のマップは、長時間停車時でないとき（ＦＬＧ
＝０）は実線で示す関係として記憶され、長時間停車時
（ＦＬＧ＝１）は、常に外気導入モードとなるように、
破線で示す関係として記憶されている。

【００３１】そして、次のステップ１７０では、上記Ｔ
ＡＯに対応する吹出口モードを、ＲＯＭに記憶された図
７のマップからサーチすることによって決定する。そし
て、次のステップ１８０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。

【００３２】

【数２】 ＳＷ＝（（ＴＡＯ−Ｔe ）／（Ｔw −Ｔe ））×１００ （％） そして、次のステップ１９０にて、上記各ステップ１５
０〜１８０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２００にて、制御サイクル時間である
τの経過を待った後、ステップ１１０の処理に戻る。

【００３３】以上説明したように、本実施の形態による
と、車両が長時間停車しているときには、内外気モード
を常に外気導入モードとするので、車室内は常に換気さ
れる。また、外気吸入口３がダッシュパネルの上方側に
形成されていることから、外気導入モードにしても、車
外の排気ガスがこの外気吸入口３から吸入される量はほ
とんど無い。従って、車室内の排気ガス濃度またはＣＯ
₂ 濃度を、ほとんど問題のない程度または０に抑えるこ
とができる。

【００３４】また、長時間停車しているときには、車室
内の平均室温を１（℃）上げるので、運動量の少ない仮
眠時もしくは安静時における乗員の温感を運転時と同じ
に保つことができ、乗員のフィーリングを向上させるこ
とができる。また、長時間停車しているときには、ファ
ン５の回転数を抑えるようにしたので、仮眠時もしくは
安静時におけるファン騒音を極力乗員に感じさせないよ
うにすることができる。

【００３５】（他の実施の形態）上記実施の形態では、
長時間停車時には、内外気モードを１００％外気導入モ
ードとなるようにしたが、内外気モードをリニアに変更
できる構成のものについては、必要な換気量だけ外気を
取り込むモード（例えば５０％外気導入モード）となる
ようにしても良い。

【００３６】また、長時間停車時には、例えば１５分間
内気循環モードにし、その後３分間外気導入モードにす
るといった制御を、間欠的に繰り返すようにしても良
い。また、上記実施の形態では、内外気モードを自動的
に制御するものについて説明したが、内外気モードをマ
ニュアル固定するものについても適用できる。この場
合、長時間停車時に内外気モードがマニュアルで内気循
環モードに固定されていたら、自動的に外気導入モード
に切り換えるようにすれば良い。

【００３７】 また、上記実施の形態では、車両が長時
間停車しているか否かの判定処理を空調制御装置２６に
て行うようにしたが、エンジン制御装置３７にて行うよ
うにしても良いし、その他の回路にて行うようにしても
良い。

【００３８】また、上記実施の形態ては、空調制御装置
２６とエンジン制御装置３７とを通信線３８で接続し、
データを転送するようにしたが、車内ＬＡＮ等を用いて
も良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施の形態における全体構成図であ
る。

【図２】上記実施の形態における制御系のブロック図で
ある。

【図３】上記実施の形態における空調制御装置２６によ
るメインフローチャートである。

【図４】図３のステップ１３０の処理を詳細に示すフロ
ーチャートである。

【図５】上記実施の形態における目標吹出温度（ＴＡ
Ｏ）とブロワ電圧との関係を示すマップである。

【図６】上記実施の形態における目標吹出温度（ＴＡ
Ｏ）と内外気モードとの関係を示すマップである。

【図７】上記実施の形態における目標吹出温度（ＴＡ
Ｏ）と吹出口モードとの関係を示すマップである。

【符号の説明】

１…空調ケース、２…内気吸入口、３…外気吸入口、４
…内外気切換ドア（内外気開閉手段）、５…ファン（送
風手段）、６…ブロワモータ（送風手段）、７…蒸発器
（空気冷却手段）、１６…凝縮水排出口、１７…ヒータ
コア（温度調節手段）、１９…エアミックスドア（温度
調節手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/00 - 1/34

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気流を発生する送風手段（５、６）
   と、 この送風手段（５、６）が発生した空気を車室内に導く
   空調ケース（１）と、 この空調ケース（１）内に設けられ、この空調ケース
   （１）内の空気を冷却する空気冷却手段（７）と、 前記空調ケース（１）に形成され、前記空気冷却手段
   （７）が発生した凝縮水を前記空調ケース（１）の外に
   排出するための凝縮水排出口（１６）とを備えた車両用
   空調装置において、車両に備えられるシフトレバーのシフトポジションがパ
   ーキングまたはニュートラルである状態が所定時間以上
   になると車両が長時間停車していると判定する 停車判定
   手段（ステップ１３２〜１３４）と、 この停車判定手段（ステップ１３２〜１３４）にて、車
   両が長時間停車していると判定されたときに、停車時の
   空調制御を行う停車時制御手段（ステップ１４０〜１６
   ０、１８０、１９０）とを備え、この停車時制御手段は、前記停車時の空調制御として、
   前記空調ケース（１）内に外気を導入する外気導入モー
   ドを設定すること、前記空調ケース（１）から車室内へ
   吹き出す空気の目標吹出温度を所定量高くすること、お
   よび前記空調ケース（１）から車室内へ吹き出す空気の
   風量を所定量減少することのうち、少なくとも１つを実
   行する ことを特徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】前記所定時間以上とは１５分以上であるこ
   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】前記停車時制御手段は、前記停車時の空調
   制御として、前記空調ケース（１）内に外気を導入する
   外気導入モードを設定すること、前記空調ケース（１）
   から車室内へ吹き出す空気の目標吹出温度を所定量高く
   すること、および前記空調ケース（１）から車室内へ吹
   き出す空気の風量を所定量減少することをすべて実行す
   ることを特徴とする請求項１または２記載の車両用空調
   装置。
4. 【請求項４】前記外気導入モードは、前記空調ケース
   （１）内に内気を吸入する内気循環モードと交互に間欠
   的に繰り返されるようになっていることを特徴とする請
   求項１ないし３のいずれか１つ記載の車両用空調装置。