JP3669151B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車室内を空調する車両用空調装置に係り、詳細にはそれぞれが独立して空調運転が可能な複数の空調装置を備えた車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両には、室内を所望の空調状態とするための空調装置（車両用空調装置）が設けられている。一般に車両用空調装置は、前席の前方側に設けられているインスツルメントパネル内に設置されており、インスツルメントパネルに設けている吹出し口から吹出す空調風によって車室内を空調するようになっているものが多いが、乗用車でも上級車では、後席にも空調装置（例えばリアクーラ）を備えているものが多い。
【０００３】
また、ワンボックス車やワゴン車と呼ばれる広い室内空間を有する車両ががある。特に室内空間が車両の前後方向に沿って長い車両には、インストルメントパネル内に設けた空調装置（以下「前席空調装置」とする）に加えて、主に車両の後席側を空調する空調装置（例えばリアクーラなど、以下「後席空調装置」とする）を設けることがある。
【０００４】
前席空調装置と後席空調装置が設けられている車両では、前席空調装置によって車室内の空調が可能となっているが、必要に応じて後席空調装置を作動させることにより、車室内の後席側を重点的に空調することができる。このような後席空調装置としては、主に後席側を冷房するリアクーラが用いられる。
【０００５】
ところで、前席空調装置（例えばフロントエアコン）によって冷房運転を行なっているときに後席空調装置（例えばリアクーラ）を運転させると、一時的に冷房能力が増加してしまう。このために、室内温度が大きく低下して、乗員に不快感を生じさせることがある。
【０００６】
このようなフロントエアコンによる冷房運転中にリアクーラを運転したときの不快感を防止するために、特開昭５８−２６６１５号公報等では、車室内を空調するための必要熱量に対するフロント側の空調装置とリア側の空調装置の分担比率を設定しておき、フロント側の空調装置とリア側の空調装置を同時に運転するときに、この分担比率の熱量が得られるようにフロント側の空調装置とリア側の空調装置の運転能力を設定するようにしている。
【０００７】
このとき、特開昭５８−２６６１５号公報では、リアクーラのエバポレータへ冷媒を循環させるために冷凍サイクル中に設けているリア冷媒バルブのオン／オフ等を行なうことにより吹出し風の温度を制御するようにしている。
【０００８】
また、実公昭６３−４７１３０号公報は、車室内の前席側と後席側で独立して温度調節を行なうときに、前席側の吹出し風の温度のみならず前席側の吹出口モードに応じて後席側の吹出し風の温度を制御するようにしている。すなわち、前席温度設定器により設定される信号と温度センサにより検出されるセンサ信号とを含む信号に基づいて前席側の吹出口から吹出される空気の温度を制御する前席温度制御信号の比例変化した制御信号を含む後席側温度制御信号に基づいて後席吹出口から吹出される空気の温度を制御する後席温度制御手段に、前席側吹出口モード変換を検出し、この検出信号に基づいて後席側温度制御信号を補正する補正手段を設けている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前席側の設定温度や吹出口モードに応じて後席側に吹出す空気の温度を制御しただけでは、後席側の運転／停止等によって実質的な空調能力が変化するため、前席に乗車した乗員に不快感を生じさせることがある。また、後席空調装置は、一般に後席側の室温が設定温度となるように吹出し風の風量を制御する簡単な構造で小型化されたものが用いられるが、後席空調装置に吹出し風の温度を制御する機能を設けた場合、制御が複雑となり装置のコストアップに繋がると言う問題が生じる。
【００１０】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、後席空調装置の大型化や取付コストを含む製品コストの上昇を招くこと無く、前席空調装置の運転中に後席空調装置の運転／停止を行なったときに、乗員に不快感を生じさせることがない車両用空調装置を提案することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、車両の前席側に設けられて環境条件及び設定条件に基づいて車室内を設定温度とする空調能力が得られるように吹出し風の風量及び温度を制御しながら車室内を空調する前席空調装置と、主に車両の後席側を設定温度とする空調能力が得られるように吹出し風の風量及び温度を制御して後席側を空調する後席空調装置と、を含む車両用空調装置であって、前記後席空調装置の運転状態を検出する後席空調検出手段と、前記後席空調検出手段が前記後席空調装置の運転を検出しているときに後席空調装置による空調能力の増加分に応じて前記前席空調装置の空調能力が減少するように補正する補正手段と、を含み、前記前席空調装置が前記補正手段によって補正された空調能力に基づいて空調運転を行なうことを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、前席空調装置が運転中に後席空調装置の運転を開始したときには、後席空調装置が運転することによる空調能力の増加を考慮して前席空調装置の空調能力が減少するように補正する。なお、前席空調装置と共に後席空調装置の運転中に、後席空調装置を停止させたときには、後席空調装置の運転が停止することによる空調能力の変化を考慮して前席空調装置の空調能力が増加するように補正するものであれば良い。
【００１３】
一般に車両の前席に設けられている前席空調装置は、環境条件等に基づいて空調能力を細かく制御することができる。このとき、後席空調装置としては、吹出し風の風量のみを制御して室内温度を設定温度に維持する簡単な構成のものを用いることができる。
【００１４】
請求項２に係る発明は、前記前席空調装置が前記環境条件及び前記運転条件に基づいて吹出し風の風量ないし吹出し風の温度を設定して、設定した風量ないし吹出し温度で車室内を空調するときに、前記補正手段が前記風量又は前記吹出し温度の何れか少なくとも一方を補正することを特徴とする。
また、請求項３に係る発明は、前記風量が所定値以下となるときに、前記吹出し温度の補正に切り換えることを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明によれば、前席空調装置の風量ないし吹出し風の温度の何れか少なくとも一方を補正する。また、請求項３の発明によれば、前記空調装置の風量を補正するときに、風量を所定値以下にする必要が生じたときには、吹出し温度を補正するように切り換える。
【００１６】
例えば、前席空調装置としてフロントエアコンが設けられ、後席空調装置としてリアクーラが設けられているときに、リアクーラが作動することにより空調能力はリアクーラの冷房能力Ｑ_R だけ増加する。
【００１７】
Ｑ_R ＝Ｃ_P ・γ・Ｖ_R ・（Ｔ_r −Ｔ_RE） ・・・（１）
但し、
Ｃ_P ：空気の定圧比熱、 γ ：空気の比重量、
Ｖ_R ：リアクーラの風量、 Ｔ_r ：室温（車室内平均温度）、
Ｔ_RE：リアクーラのエバポレータ後温度
なお、リアクーラのエバポレータ後温度としては、フロントエアコンのエバポレータ後温度と略同じであるので、フロントエアコンのエバポレータ後温度を用いても良く、これにより、リアクーラのエバポレータ後温度の検出を不要とすることができる。
【００１８】
一方、フロントエアコンの風量Ｖ_F を風量ΔＶだけ減らすことにより減少する冷房能力ΔＱは、
ΔＱ＝Ｃ_P ・γ・ΔＶ・（Ｔ_r −Ｔ_FO） ・・・（２）
但し、Ｔ_FO：フロントエアコンの吹出し風の温度
また、フロントエアコンの吹出し温度Ｔ_FOを温度ΔＴだけ減らすことにより減少する冷房能力ΔＱは、
ΔＱ＝Ｃ_P ・γ・Ｖ_F ・ΔＴ ・・・（３）
乗員が快適と感じるのは、冷房能力が変化しないことであり、このためには、リアクーラの空調能力（冷房能力）分だけフロントエアコンの空調能力を減少させれば良く、ここから、
ΔＶ＝Ｖ_R ・（Ｔ_r −Ｔ_RE）／（Ｔ_r −Ｔ_FO） ・・・（３）
また、
ΔＴ＝（Ｔ_r −Ｔ_RE）・Ｖ_R ／Ｖ_F ・・・（４）
すなわち、リアクーラを運転しているときには、リアクーラの風量Ｖ_R に基づいてフロントエアコンの風量又は吹出し風の温度を減少させることにより、空調能力を一定に保つことができる。
【００１９】
これにより、リアクーラの冷房能力を調整すること無く、フロントエアコンの冷房能力を抑えるだけで車室内を快適な空調状態に保つことができる。
【００２０】
請求項４に係る発明は、前記前席空調装置の空調運転開始時に、前記補正手段の作動が停止されることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、前席側を含む車室内の空調を行なう前席空調装置の運転開始時は、設定温度と室内温度の温度差が大きく、室内温度を設定温度とするために大きな空調能力を必要とする。このときに、前席空調装置の空調能力を補正した場合、空調能力が不足して空調不足を感じさせてしまう恐れがある。
【００２２】
このように、大きな空調能力を必要とするときには、後席空調装置を運転することによる前席空調装置の空調能力が抑えられるのを防止する。これにより、空調能力の不足感を感じさせるのを防止できる。
【００２３】
すなわち、図１に示されるように、本発明の前席空調装置は、ステップ１００で室内温度、外気温度、日射量等の環境条件と共に設定温度等の運転条件を読み込んで、室内温度を設定温度とするために必要な空調能力を演算する（ステップ１０２）。次に、ステップ１０４では、大きな空調能力を必要とする立上げ運転中か否かを確認し、また、ステップ１０６では、後席空調装置が運転されているか否かを確認する。
【００２４】
ここで、立上げ運転が終了し（ステップ１０４で否定判定）、かつ、後席空調装置が運転されているとき（ステップ１０６で肯定判定）には、ステップ１０８へ移行して後席空調装置の空調能力に基づいて空調能力の補正量を演算し、ステップ１１０では、演算した空調能力の補正量に基づいて前席空調装置の空調能力を補正する。
【００２５】
このようにして設定した空調能力に基づいて空調運転を行なう（ステップ１１２）ことにより、後席空調装置の運転／停止に拘わらず車室内を空調するための空調能力を一定に保つことができ、後席空調装置の運転／停止によって室内温度が変化して、車室内の快適感が損なわれるのを確実に防止することができ、車室内を快適な空調状態に保つことができる。
【００２６】
また、後席空調装置の吹出し風の温度制御を行なう必要が無いため、リア冷媒バルブを頻繁にオン／オフさせることによる騒音の発生や、冷媒圧力を制御するための高価な部品を使用する必要が無くなる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施の形態］
図２には、本実施の形態に適用した車両用空調装置１０の概略構成を示している。車両用空調装置１０は、前席空調装置として図示しない車両のインストルメントパネル内に設けられたフロントエアコン１２と、後席空調装置として後席側に設けられて後席へ向けて空調風を吹出すリアクーラ１４を備えている。
【００２８】
フロントエアコン１２は、空調ダクト１６を備えている。この空調ダクト１６は、図示しないインストルメントパネル内に設けられており、一方の開口端に空気取入口１８、２０が形成されている。
【００２９】
空気取入口１８は、車両外部と連通しており、この空気取入口１８から空調ダクト１６内に外気が導入可能となっている。また、空気取入口２０は、車室内と連通しており、この空気取入口２０から車室内の空気（内気）を空調ダクト１６内に導入可能となっている。
【００３０】
一方、空調ダクト１６の他端は、車室内へ向けて開口された吹出し口２２となっている。本実施の形態に適用したフロントエアコン１２には、吹出し口２２が３系統に大別されている。
【００３１】
吹出し口２２の１系統は、フロントインストルメントパネルに設けられて主に乗員へ向けて空調風を吹出すＶＥＮＴ吹出し口２４となっている。このＶＥＮＴ吹出し口２４は、空調ダクト１６から延設されたダクト２６Ａに設けられたセンタレジスタ２４Ａ及びダクト２６Ｂ、２６Ｃのそれぞれに設けられたサイドレジスタ２４Ｂ、２４Ｃによって構成されている。
【００３２】
また、吹出し口２２の他の１系統は、主に乗員の足元へ向けて空調風を吹出すＨＥＡＴ吹出し口２８となっている。ＨＥＡＴ吹出し口２８は、空調ダクト１６から延設されたダクト３０Ａから前席に着座している乗員の足元へ向けて開口された足元吹出し口２８Ａと、ダクト３０Ｂから後席に着座した乗員の足元へ向けて開口された足元吹出し口２８Ｂによって構成されている。
【００３３】
更に、残りの１系統は、ウインドシールドガラスへ向けて空調風を吹出すデフロスタ吹出し口３２となっている。このデフロスタ吹出し口３２は、センタデフロスタ３２Ａ及びサイドデフロスタ３２Ｂ、３２Ｃによって構成されている。
【００３４】
フロントエアコン１２の空調ダクト１６内には、エバポレータ３４とヒータコア３６が設けられている。エバポレータ３４は、図示しないコンプレッサ、コンデンサ、エキスパンションバルブ等との間で冷媒が循環される冷凍サイクルを形成しており、エバポレータ３４には、車両のエンジン等の駆動源の駆動力によってコンプレッサが回転駆動されることにより、コンプレッサによって圧縮されて液化された冷媒が供給される。エバポレータ３４では、この冷媒が気化することにより、エバポレータ３４を通過する空気を冷却するようになっている。
【００３５】
また、ヒータコア３６には、エンジン冷却水が循環されるようになっており、ヒータコア３６は、エンジンを冷却することにより加熱されている冷却水によって通過する空気を加熱するようになっている。
【００３６】
一方、空調ダクト１６内には、空気取入口１８、２０の近傍に切替ダンパ３８７が設けられ、また、空気取入口１８、２０とエバポレータ３４の間にブロワファン４０が設けられている。切替ダンパ３８は、サーボモータ４２の作動によって空気取入口１８、２０の開閉を行なう。
【００３７】
ブロワファン４０は、ブロワモータ４４の駆動によって回転して、空気取入口１８又は空気取入口２０から空調ダクト１６内に空気を吸引し、吸引した空気をエバポレータ３４へ向けて送り出すようになっている。このとき、切替ダンパ３８が空気取入口１８を閉止した状態では、空気取入口２０から内気が空調ダクト１６内に導入される内気循環モードとなり、切替ダンパ３８が空気取入口２０を閉止した状態では、空気取入口１８から外気が挿入される外気導入モードとなる。
【００３８】
ブロワファン４０によって空調ダクト１６内に導入された空気は、全量が空調ダクト１６内を吹出し口２２へ向けて送られる。
【００３９】
エバポレータ３４の下流側には、ヒータコア３６と共にエアミックスダンパ４６が設けられている。ヒータコア３６の近傍では、空調ダクト１６内の空気の通過がヒータコア３６を通過する通路と、ヒータコア３６をバイパスする通路似分けられており、エアミックスダンパ４６は、サーボモータ４８の作動によってそれぞれの通路の開口を開閉する。
【００４０】
エバポレータ３４を通過した空気は、エアミックスダンパ４６の開度Ｓに応じてヒータコア３６へ送られる空気とヒータコア３６をバイパスする空気に分けられる。ヒータコア３６を通過した空気とヒータコア３６をバイパスした空気は、吹出し口２２の近傍で混合される。これにより、エアミックスダンパ４６の開度Ｓによって吹出し口２２から車室内へ吹出される空気の温度（吹出し温度）が定まる。
【００４１】
空調ダクト１６内には、吹出し口２２の近傍にモード切換ダンパ５０が設けられている。モード切換ダンパ５０は、サーボモータ５２の作動によって、ダンパ５０ＡがＶＥＮＴ吹出し口２４とＨＥＡＴ吹出し口２８を開閉すると共に、ダンパ５０Ｂがデフロスタ吹出し口３２を開閉する。なお、サーボモータ５２は、ダンパ５０Ａ、５０Ｂを一体でかつ段階的に開度が変化するように作動する。
【００４２】
フロントエアコン１２は、マイクロコンピュータを備えた制御装置（以下「エアコンＥＣＵ５４」と言う）を備えている。このエアコンＥＣＵ５４には、切替ダンパ３８、エアミックスダンパ４６及び切替ダンパ５０を操作するサーボモータ４２、４８、５０が接続され、ブロワモータ４４を駆動するコントローラ５６が接続されている。
【００４３】
フロントエアコン１２には、運転操作用の操作パネル５８がインスツルメントパネルに設けられており、この操作パネル５８が、エアコンＥＣＵ５４に接続されている。フロントエアコン１２は、この操作パネル５６のスイッチ操作によって、運転／停止操作と共に、内気循環モードか外気導入モードか、運転モード（吹出し口２２の選択）、設定温度、マニュアルモードかオートモードか、マニュアルモードでの風量等の運転条件の設定操作が行なわれる。
【００４４】
また、エアコンＥＣＵ５４には、車外の温度を検出する外気温度センサ６０、車室内の温度を検出する室温センサ６２、日射量の検出する日射センサ６４と共に、エバポレータ３４を通過した空気の温度を検出するエバポレータ後温度センサ６６が接続されている。
【００４５】
なお、オートモードに設定されることにより、エアコンＥＣＵ５４は、モード切換ダンパ５０及びブロワファン３０の動作（吹出し口２２の選択と風量）を制御する。また、エアコンＥＣＵ５４には、エアミックスダンパ４６の開度Ｓを検出するエアミックスダンパセンサ６８が接続されており、サーボモータ４８の作動によって開閉するエアミックスダンパ４６の開度Ｓをエアミックスダンパセンサ６８によって検出して、エアミックスダンパ４６が設定した開度Ｓとなるようにサーボモータ４８を制御する。
【００４６】
エアコンＥＣＵ５４は、操作パネル５８のスイッチ操作によってフロントエアコン１２の運転が指示されると、操作パネル５８によって設定された運転条件に基づいて、ブロワファン４０、切替ダンパ３８、モード切換ダンパ５０を制御すると共に、外気温度センサ６０、室温センサ６２、日射センサ６４等によって検出した環境条件に基づいて定まる空調負荷から車室内を所望の温度（設定温度）とするための目標吹出し温度を演算して決定し、決定した目標吹出し温度に応じてエアミックスダンパ４６を制御しながら運転する。これにより、車室内を所望の空調状態に維持するようにしている。
【００４７】
目標吹出し温度Ｔ_AOは、（５）式に示されるように、従来公知の一般的方法を用いて演算することができる。
【００４８】
Ｔ_AO＝ｋ₁ ・Ｔ_SET −ｋ₂ ・Ｔ_r −ｋ₃ ・Ｔ_O −ｋ₄ ・ＳＴ＋Ｃ・・・（５）
但し、
Ｔ_SET ：設定温度、 Ｔ_r ：室温、
Ｔ_O ：外気温度、 ＳＴ：日射量、
ｋ₁ 、ｋ₂ 、ｋ₃ 、ｋ₄ 、Ｃ：定数
エアコンＥＣＵ５４は、フロントエアコン１２の目標吹出し温度Ｔ_AOを演算し、演算した目標吹出し温度Ｔ_AOに基づいて吹出し風の風量及びエアミックスダンパ４６の開度Ｓを設定し、この設定結果に基づいてブロワファン４０を駆動するファンモータ４４及びエアミックスダンパ４６を操作するサーボモータ４８を制御する。
【００４９】
エアコンＥＣＵ５４は、例えば図３（Ａ）に示されるように、目標吹出し温度Ｔ_AO（Ｔ_FAO ）に対する風量Ｖ_F のマップ又はこのマップに基づいた設定した演算式を記憶しており、このマップ又は演算式に基づいて目標吹出し温度Ｔ_FAO から求められた風量Ｖ_F が得られるようにブロワモータ４４の回転数を設定する。
【００５０】
一方、実際の吹出し温度Ｔ_FOは、エアミックスダンパ４６によって分割されたヒータコア３６を通過した空気と、ヒータコア３６をバイパスした空気を混合することにより得られる温度となる。ここから、エアコンＥＣＵ５４では、目標吹出し温度Ｔ_FAO から目標となる温風と冷風との混合比を決定し、この混合比からエアミックスダンパ４６の開度Ｓを設定する。
【００５１】
具体的には、実際の吹出し温度Ｔ_FOが目標吹出し温度Ｔ_AOとなるようにヒータコア３６を通過する温風と、これをバイパスする冷風の混合比ｒ（ｒ＝温風風量／全風量）を演算するが、この混合比ｒは次式で求められる。
【００５２】
ｒ＝（Ｔ_FO−Ｔ_E ）／（Ｔ_H −Ｔ_E ） ・・・（６）
なお、ヒータコア後温度Ｔ_H は、センサによってヒータコア３６を通過した空気の温度を直接検出しても良く、冷却水温度Ｔ_W を検出して、この冷却水温度Ｔ_W から演算によって算出しても良い（（７）式参照）。また、また、エンジン冷却水は、エンジンの運転中であればサーモスタットによって一定に保たれているので、この温度を用いても良い。
【００５３】
Ｔ_H ＝Ａ・Ｔ_W ＋（１−Ａ）・Ｔ_E ・・・（７）
但し、Ａは０＜Ａ＜１の定数
エアコンＥＣＵ５４は、混合比ｒを決定すると、この混合比ｒから例えば図３（Ｂ）に示されるマップに基づいてエアミックスダンパ４６の開度Ｓを決定し、エアミックスダンパ４６が決定した開度Ｓとなるように、エアミックスダンパセンサ６８によってエアミックスダンパ４６の開度を検出しながらサーボモータ４８を駆動する。
【００５４】
このように、フロントエアコン１２としては、車室内を所望の空調状態とするように吹出し温度及び吹出し風の風量を制御する一般的構成のものを用いることができる。
【００５５】
一方、リアクーラ１４は、図示しないケーシング内に空調ダクト７０が形成されている。この空調ダクト７０には、空気取入口７２と吹出し口７４が形成されており、内部にブロワファン７６及びエバポレータ７８が設けられている。
【００５６】
リアクーラ１４は、ブロワファン７６の作動によって空気取入口７２から車室内の空気を吸い込んでエバポレータ７８へ向けて送り出すようになっている。また、エバポレータ７８を通過した空気は、吹出し口７４から後席へ向けて吹出される。
【００５７】
リアクーラ１４のエバポレータ７８は、フロントエアコン１２のエバポレータ３４と同じ冷凍サイクル中に設けられており、圧縮された冷媒が供給されることにより、通過する空気を冷却するようになっている。
【００５８】
ブロワファン７６を駆動するブロワモータ８０は、コントローラ８２を介してエアコンＥＣＵ５４に接続されており、エアコンＥＣＵ５４によって作動が制御される。なお、リアクーラ１４としては、例えば図示しないケーシング又は後席側の所定の位置に設けられている操作パネルのスイッチ操作によって運転／停止等の操作がなされるものであっても良いが、本実施の形態では、一例としてフロントエアコン１２と同じに操作パネル５４に運転操作用のスイッチが設けられているものとする。すなわち、操作パネル５４のスイッチ操作によって運転／停止操作等がなされる。
【００５９】
エアコンＥＣＵ５４は、リアクーラ１２の運転開始が指示されると、リア冷媒バルブ８４を開いてコンプレッサによって圧縮された冷媒がエバポレータ７８へ循環されるようにすると共に、室内温度Ｔ_r 等の環境条件と設定温度Ｔ_SET 等の運転条件に基づいた風量Ｖ_R で作動する一般的構成となっている。
【００６０】
なお、エアコンＥＣＵ５４には、リアクーラ１４のエバポレータ７８へ冷媒を循環させるリア冷媒バルブ８４と共に、コンプレッサとエンジンを断続するマグネットクラッチ（図示省略）が接続されており、フロントエアコン１２ないしリアクーラ１４の運転が指示されると、マグネットクラッチを作動させてエンジンの回転をコンプレッサに伝達すると共に、リア冷媒バルブ８４を開くようになっている。
【００６１】
エアコンＥＣＵ５４には、目標吹出し温度Ｔ_AOに基づいて風量を設定して、設定した風量となるようにファンモータ４４を駆動する。なお、エアコンＥＣＵ５４には、目標吹出し温度Ｔ_AOに対する風量Ｖ_R が予め設定されて記憶されている。
【００６２】
この目標吹出し温度Ｔ_AOに対する風量Ｖ_R は、図４（Ａ）に示されるように、目標吹出し温度Ｔ_AOに対して段階的に変化するものであっても良く、また、図４（Ｂ）に示されるように、目標吹出し温度Ｔ_AOの変化に対して連続的に変化するように設定したもので合っても良い。
【００６３】
ところで、エアコンＥＣＵ５４は、フロントエアコン１２が運転中にリアクーラ１４が運転されると、リアクーラ１４の空調能力（冷房能力）に応じて空調能力を抑えるために、吹出し風の風量を補正する。すなわち、エアコンＥＣＵ５４は、リアクーラ１４を運転することにより増加する冷房能力分だけフロントエアコン１２の冷房能力を下げることにより、車両用空調装置１０による冷房能力が変化するのを防止するようにしている。
【００６４】
リアクーラ１４の空調能力Ｑ_R は、エバポレータ後温度Ｔ_REが吹出し温度であるから、
Ｑ_R ＝Ｃ_P ・γ・Ｖ_R ・（Ｔ_r −Ｔ_RE） ・・・（１）
この空調能力Ｑ_R 分だけフロントエアコン１２の空等能力を減少させるために必要な風量ΔＶは、
Ｃ_P ・γ・Ｖ_R ・（Ｔ_r −Ｔ_RE）＝Ｃ_P ・γ・ΔＶ・（Ｔ_r −Ｔ_FO）
ΔＶ＝Ｖ_R ・（Ｔ_r −Ｔ_RE）／（Ｔ_r −Ｔ_FO） ・・・（３）
エアコンＥＣＵ５４は、リアクーラ１４が運転されることにより、フロントエアコン１２の風量Ｖ_F を風量ΔＶだけ減少させるように、ファンモータ４４を制御する。すなわち、風量ΔＶだけ減少するように風量Ｖ_F を補正する。
【００６５】
なお、リアクーラ１４は、設置位置によって車外の熱の影響を受けて暖められることがあるため、、必ずしも演算した冷房能力Ｑ_R が得られないことがある。このため、（９）式に示されるように、風量ΔＶを補正するようにしても良い。
【００６６】
ΔＶ＝Ｖ_R ・Ｒ・（Ｔ_r −Ｔ_RE）／（Ｔ_r −Ｔ_FO） ・・・（８）
但し、Ｒ：定数（０＜Ｒ≦１）
この定数Ｒは、予め実験結果によって設定したものを用いることができる。また、複数の設定値から日射量等に基づいて選択するようにしても良い。
【００６７】
一方、フロントエアコン１２の混合比ｒは、吹出し風の風量Ｖ_F に対するヒータコア３６を通過した空気の風量となるので、吹出し温度Ｔ_FO、エバポレータ後温度Ｔ_FE及びヒータコア後温度Ｔ_H に基づいて求めることができる（（６）、（７）式参照）。
【００６８】
また、この混合比ｒは、エアミックスダンパ４６の開度Ｓに応じて変化する関数となるので、ここから、フロントエアコン１２の吹出し風の温度Ｔ_FOは、
Ｔ_FO＝ｆ（Ｓ）・（Ｔ_H −Ｔ_FE）＋Ｔ_FE ・・・（９）
但し、ｆ（Ｓ）：開度Ｓの関数
なお、フロントエアコン１２の吹出し温度Ｔ_FOは、室温Ｔ_r が設定温度Ｔ_SET に近ければ、目標吹出し温度Ｔ_AOにほぼ等しい（Ｔ_FO＝Ｔ_AO）ので、これを用いてもよい。
【００６９】
このエアコンＥＣＵ５４は、フロントエアコン１２の冷房運転開始直後のクールダウン時には冷房能力の補正を行なわないようにしている。これにより、大きな冷房能力が必要なクールダウン時に冷房能力が低下して冷房感が損なわれるのを防止すると共に、フロントエアコン１２とリアクーラ１４によって得られる大きな冷房能力によって短時間に室内温度を設定温度に近づけるようにしている。
【００７０】
なお、リアクーラ１４のエバポレータ後温度Ｔ_REは、リアクーラ１４のエバポレータ７８とフロントエアコン１２のエバポレータ３４と冷媒温度が略同じであるから、フロントエアコン１２のエバポレータ後温度Ｔ_E を用いてもよいし、センサを設けて直接検出してもよい。
【００７１】
以下に本実施の形態の作用を、図５に示されるフローチャートを参照しながら説明する。このフローチャートは、フロントエアコン１２の空調能力の設定の一例を示しており、フロントエアコン１２の冷房運転が設定されると実行される。なお、エアコンＥＣＵ５４は、フロントエアコン１２の運転が指示されると、マグネットクラッチを操作してコンプレッサを駆動し、エバポレータ３４への冷媒の循環を開始する。
【００７２】
このフローチャートでは、最初のステップ１２０で外気温度センサ６０、室温センサ６２及び日射センサ６４の検出結果を環境条件として読み、次のステップ１２２で読み込んだ環境条件と操作パネル５８のスイッチ操作によって設定された設定温度Ｔ_SET 等の運転条件に基づいて目標吹出し温度（Ｔ_AO）を演算する。
【００７３】
この後、目標吹出し温度Ｔ_AOに基づいて、ステップ１２４では風量Ｖ_F を演算等によって設定し、ステップ１２６ではエアミックスダンパ４６の開度Ｓを演算等によって設定する。
【００７４】
ステップ１２８では、フロントエアコン１２によるクールダウン中か否かを判断する。冷房運転開始時などで、室温Ｔ_r に対して設定温度Ｔ_SET が低いと、短時間に室内温度Ｔ_r を設定温度Ｔ_SET に近づけるように目標吹出し温度Ｔ_AOが低くなる。このため、クールダウンか否かは、目標吹出し温度Ｔ_AOが予め設定している所定の温度Ｔ₁ より低いか否か（Ｔ_AO＜Ｔ₁ ）に基づいて判断することができる。なお、クールダウンか否かは、設定温度Ｔ_SET と室内温度Ｔ_r の温度差等の従来公知の種々の方法で判断することができる。
【００７５】
また、ステップ１３０では、リアクーラ１４が運転中又はリアクーラ１４の運転開始が指示されたか否かを確認する。
【００７６】
ここで、フロントエアコン１２がクールダウン中（ステップ１２８で肯定判定）であったり、リアクーラ１４の運転が停止している（ステップ１３０で否定判定）ときには、ステップ１３２へ移行して、設定した風量Ｖ_F 、エアミックスダンパ４６の開度Ｓ等に基づいて空調運転を行なう。
【００７７】
一方、フロントエアコン１２がクールダウン中でなく（ステップ１２８で否定判定）、リアクーラ１４による冷房運転が行なわれる（ステップ１３０で肯定判定）と、ステップ１３４へ移行する。
【００７８】
このステップ１３４では、冷房負荷に応じて設定されるリアクーラ１４の風量Ｖ_R を演算する。この風量Ｖ_R は、一般的には目標吹出し温度Ｔ_AOに基づいて設定されるが、リアクーラ１４の吹出し温度Ｔ_RO（エバポレータ後温度Ｔ_RE）に基づいて設定されるようにしてもよい。
【００７９】
次のステップ１３６では、リアクーラ１４の風量Ｖ_R からフロントエアコン１２の風量Ｖ_F の補正値となる風量ΔＶを演算し、ステップ１３８では、演算した風量ΔＶに基づいて、先に設定した風量Ｖ_F を補正する。
【００８０】
このようにして風量Ｖ_F を補正すると、ステップ１３２へ移行し、既に設定されているエアミックスダンパ４６の開度Ｓ等と、補正した風量Ｖ_F に基づいて空調運転を行なう。
【００８１】
このように、車両用空調装置１０では、リアクーラ１４による冷房運転を行なうことにより、フロントエアコン１２の吹出し風の風量Ｖ_F をリアクーラ１４の冷房能力Ｑ_R に基づいて下げるように補正することにより、冷房能力が変化してしまうのを防止している。これにより、フロントエアコン１２から吹出される空調風によって、車両の前席に着座している乗員が冷え過ぎ等の不快感を生じるのを防止できる。すなわち、リアクーラ１４を運転することによる冷房能力の変化を抑え、冷房能力が変化することにより乗員に不快感を生じさせるのを防止することができる。
【００８２】
また、フロントエアコン１２のクールダウン中には、風量Ｖ_F の補正を停止するので、大きな冷房能力を必要とするクールダウン中に冷房能力が下がってしまうことによる冷房不足が生じるのを防止し、リアクーラ１４が合わせて運転されることにより、大きな冷房能力で車室内の空調を行なうことができる。
【００８３】
また、リアクーラ１４は、風量Ｖ_R を制御する簡単な構成のものを用いることができ、吹出し風の温度を制御しないで済む。このため、吹出し風の温度を制御するために実行されるリア冷媒バルブ８４のオン／オフによる騒音の発生や、吹出し風の温度を制御するときに冷媒圧力を調整するために用いられるＥＰＲ等の高価な部品が不要となる。
［第２の実施の形態］
以下に第２の実施の形態を説明する。なお、第２の実施の形態の基本的構成は、第１の実施の形態と同一であり、同一の部品には同一の符号を付与してその説明を省略する。
【００８４】
前記した第１の実施の形態では、フロントエアコン１２の吹出し風の風量Ｖ_F を補正したが、以下で説明する第２の実施の形態では、リアクーラ１４が運転／停止されたときに吹出し風の温度Ｔ_FOを補正する。
【００８５】
図６には、第２の実施の形態に係るフローチャートの一例を示している。このフローチャートは、フロントエアコン１２の運転中に実行され、最初のステップ１２０では、外気温度センサ６０、室温センサ６２及び日射センサ６４等によって環境条件を読み込み、ステップ１２２では、読み込んだ環境条件と設定されている運転条件に基づいて、目標吹出し温度Ｔ_AOを演算する。
【００８６】
この後、演算した目標吹出し温度Ｔ_AOに基づいて風量Ｖ_F （ステップ１２４）及びエアミックスダンパ４６の開度Ｓ（ステップ１２６）を演算等によって設定する。
【００８７】
次のステップ１２８では、フロントエアコン１２がクールダウン中であるか否かを確認し、ステップ１３０では、リアクーラ１４が運転しているか否かを確認する。ここで、フロントエアコン１２がクールダウン中（ステップ１２８で肯定判定）であったり、リアクーラ１４の運転が停止しているとき（ステップ１３０で否定判定）には、設定した風量Ｖ_F 、エアミックスダンパ４６の開度Ｓ等に基づいて空調運転を行なう（ステップ１３２）。
【００８８】
一方、第２の実施の形態では、フロントエアコン１２のクールダウンが終了し（ステップ１２８で否定判定）、リアクーラ１４が運転されている（ステップ１３０で肯定判定）と、ステップ１３４へ移行して目標吹出し温度Ｔ_AOに基づいて設定される風量Ｖ_R を演算し、次のステップ１４０では、この風量Ｖ_R に基づいて吹出し温度Ｔ_FOの補正値をΔＴを演算する。
【００８９】
リアクーラ１４が運転したときに増加する冷房能力ΔＱは、
ΔＱ＝Ｃ_P ・γ・Ｖ_R ・（Ｔ_r −Ｔ_RE） ・・・（１）
となる。この冷房能力ΔＱだけフロントエアコン１２の冷房能力を下げるのに必要な吹出し風の温度を温度ΔＴとすると、
Ｃ_P ・γ・Ｖ_R ・（Ｔ_r −Ｔ_RE）＝Ｃ_P ・γ・Ｖ_F ・ΔＴ
となり、ここから温度ΔＴは、
ΔＴ＝（Ｔ_r −Ｔ_RE）・Ｖ_R ／Ｖ_F ・・・（４）
すなわち、リアクーラ１４の風量Ｖ_R とフロントエアコン１２の風量Ｖ_F から温度ΔＴを求めることができる。なお、リアクーラ１４が受ける日射量等の環境条件に基づいて温度ΔＴを補正するようにしても良い。すなわち、温度ΔＴを（１０）式に基づいて演算しても良い。
【００９０】
ΔＴ＝Ｒ・（Ｔ_r −Ｔ_RE）・Ｖ_R ／Ｖ_F ・・・（１０）
ただし、Ｒ：定数（０＜Ｒ≦１）
次のステップ１４２では、演算した温度ΔＴに基づいて吹出し温度Ｔ_FOを補正し、ステップ１４４では、吹出し風が設定した吹出し温度Ｔ_FOとなるように、エアミックスダンパ４６の開度Ｓを設定する。
【００９１】
このように補正した吹出し温度Ｔ_FOに基づいて、フロントエアコン１２を制御することにより、リアクーラ１４を運転したときの冷房能力の増加を抑えることができ、リアクーラ１４を運転することによる冷房能力の変化によって乗員に不快感を生じるのを防止することができる。
［第３の実施の形態］
以下に第３の実施の形態を説明する。なお、第３の実施の形態においても基本的構成は、第１の実施の形態と同一であり、同一の部品には同一の符号を付与してその説明を省略する。
【００９２】
前記した第１の実施の形態では、フロントエアコン１２の吹出し風の風量を補正したが、一般にブロワファン４０を駆動するブロワモータ４４を低回転で駆動した場合、回転ムラが風量ムラとなって現れてしまい正確な空調能力の制御が困難となることがある。
【００９３】
このため、第３の実施の形態では、通常は、吹出し風の風量Ｖ_F を制御することにより空調能力を調整するが、風量Ｖ_F を所定値以下にする必要が生じたときには、吹出し風の温度Ｔ_FOの制御に切り換える。
【００９４】
図７には、第３の実施の形態に係るフローチャートを示しており、以下、このフローチャートを参照しながら第３の実施の形態を説明する。このフローチャートは、フロントエアコン１２のクールダウンが終了し、かつリアクーラ１４が冷房運転中であるときに、リアクーラ１４の風量Ｖ_R （リアクーラ１４の冷房能力、ステップ１３４に相当）を演算した後に実行される。
【００９５】
最初のステップ１５０では、リアクーラ１４の冷房能力（風量Ｖ_R ）に基づいて、フロントエアコン１２の冷房能力を減少させるための風量ΔＶを演算する（図５のフローチャートのステップ１３６に相当）。次のステップ１５２では、演算した風量ΔＶに基づいた風量Ｖ_F の補正後の風量Ｖ_X を演算し、ステップ１５４では、演算した風量Ｖ_X が、ファンモータ４４を安定して回転することができる最低風量Ｖ_O に達しているか否かを確認する。
【００９６】
ここで、補正した風量Ｖ_Xが最低風量Ｖ_Oに達しているとき（ステップ１５４で肯定判定）には、ステップ１５６へ移行して、補正した風量Ｖ_Xをフロントエアコン１２の吹出し風の風量Ｖ_Fとして設定する。
【００９７】
この後、設定した風量Ｖ_F となるようにファンモータ４４を制御することにより、リアクーラ１４を運転しても冷房能力が増加するのを防止できる。
【００９８】
一方、補正した風量Ｖ_X が最低風量Ｖ_O に達していない（ステップ１５４で肯定判定）時には、ステップ１５８へ移行して、リアクーラ１４の冷房能力に基づいてフロントエアコン１２の目標吹出し温度Ｔ_AOの補正値である温度ΔＴを演算し、ステップ１６０では、演算した温度ΔＴに基づいて吹出し温度Ｔ_AOを補正する（図６に示すフローチャートのステップ１４０、１４２に相当）。
【００９９】
このように吹出し風の風量Ｖ_F が低くなりすぎてブロワファン４０の安定した回転が得られないときに、吹出し温度Ｔ_FOを補正して冷房能力を抑えることにより、ブロワファン４０の回転が安定せずに吹出し風にムラが生じて不快感を生じさせてしまうのを防止することができる。また_、別の方法としては_、風量Ｖ_X が最低風量Ｖ_O より小さいとき、風量Ｖ_F を最低風量Ｖ_O となるように補正し、補正不足分を、この補正不足分を補う補正値となる温度ΔＴ' でさらに補正するようにしてもよい。
【０１００】
なお、以上説明した実施の形態は、本発明の構成を限定するものではない。前席空調装置としては、環境条件及び設定された運転条件に基づいて風量及び吹出し風の温度を制御して車室内の空調を行なう一般的構成の空調装置を用いることができる。
【０１０１】
また、本実施の形態では、後席空調装置として後席の冷房するリアクーラ１４を用いて説明したが、後席空調装置としては、冷房のみならず冷暖房を行なう空調装置を用いることもできる。この場合においても、後席空調装置で複雑な空調能力の制御を行なうこと無く、車室内を一定の空調状態に保つことができる。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明によれば、後席空調装置を運転することにより増加する空調能力分だけ前席空調装置の空調能力を下げるように補正する。これにより、前席空調装置の空調能力を制御するだけで空調能力の変化を抑え、空調能力が変化することにより乗員に不快感を生じさせるのを確実に防止することができる。このような前席空調能力の制御は、吹出し風の温度又は風量によって簡単に制御することができる。
【０１０３】
また、本発明によれば、クールダウン中等の大きな空調能力が必要となるときには、前席空調装置の空調能力の補正を停止するので、空調能力を補正することにより、空調能力の不足感を生じさせることがないと言う優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概略を示す流れ図である。
【図２】本実施の形態に適用した車両用空調装置の概略構成図である。
【図３】（Ａ）は本実施の形態に適用したフロントエアコンの目標吹出し温度の変化に対する風量の変化の概略を示す線図、（Ｂ）はフロントエアコンのエアミックスダンパの開度の変化に対する混合比の変化の概略を示す線図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本実施の形態に適用したリアクーラの目標吹出し温度に応じた風量の変化の概略を示す線図である。
【図５】第１の実施の形態に係るフロントエアコンの空調能力の制御の概略を示す流れ図である。
【図６】第２の実施の形態に係るフロントエアコンの空調能力の制御の概略を示す流れ図である。
【図７】第３の実施の形態に適用したリアクーラの運転時のフロントエアコンの空調能力の補正の概略を示す流れ図である。
【符号の説明】
１０ 車両用空調装置
１２ フロントエアコン（前席空調装置）
１４ リアクーラ（後席空調装置）
４０ ブロワファン
４４ ファンモータ
４６ エアミックスダンパ
４８ サーボモータ
５４ エアコンＥＣＵ（後席運転検出手段、補正手段）
８４ リア冷媒バルブ

Claims (4)

1. 車両の前席側に設けられて環境条件及び設定条件に基づいて車室内を設定温度とする空調能力が得られるように吹出し風の風量及び温度を制御しながら車室内を空調する前席空調装置と、主に車両の後席側を設定温度とする空調能力が得られるように吹出し風の風量及び温度を制御して後席側を空調する後席空調装置と、を含む車両用空調装置であって、
   前記後席空調装置の運転状態を検出する後席空調検出手段と、
   前記後席空調検出手段が前記後席空調装置の運転を検出しているときに後席空調装置による空調能力の増加分に応じて前記前席空調装置の空調能力が減少するように補正する補正手段と、
   を含み、前記前席空調装置が前記補正手段によって補正された空調能力に基づいて空調運転を行なうことを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記前席空調装置が前記環境条件及び前記運転条件に基づいて吹出し風の風量ないし吹出し風の温度を設定して、設定した風量ないし吹出し温度で車室内を空調するときに、前記補正手段が前記風量又は前記吹出し温度の何れか少なくとも一方を補正す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. 前記風量が所定値以下となるときに、前記吹出し温度の補正に切り換えることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記前席空調装置の空調運転開始時に、前記補正手段の作動が停止されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の車両用空調装置。

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