JP3721820B2 - 自動車の空調装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車室内の空調を行う自動車の空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車には、車室内の空調を行う空調装置が設けられている。この種の空調装置は、車室内の複数箇所に吹出口を有し、加熱又は冷却した調和空気を吹出口がら室内に供給するように構成されている。この吹出口は、運転者の前方に位置するインストルメントパネルに形成されているのが一般的である。具体的に、インストルメントパネルには、フロントガラスに向けて調和空気を吹き出すデフロスタ吹出口、インストルメントパネル前面の左右に開口するサイド吹出口や中央に開口するセンタ吹出口、運転者の足元に調和空気を吹き出すフット吹出口等が形成されている。
【０００３】
また、自動車の空調装置としては、実公平５−４０８号公報に開示されているように、車室の上部に吹出口を有するものが知られている。上記公報では、サンルーフとサンシェードの間の空間に調和空気を供給する一方、サンシェードに複数の吹出口を設けるようにしている。そして、ダクトの形状を複雑化させることなく多数の吹出口から調和空気を車室内へ吹き出すように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような車室上部の吹出口やサンシェードに形成された吹出口からは、一定の方向にしか調和空気を吹き出すことができなかった。このため、常に一定の個所に向かって調和空気が吹き出すこととなり、乗員に不快感を与えるおそれがあった。また、吹出し方向を変更できる場合でも、乗員が吹出口の向きを変える等の操作を行う必要があった。このため、それほど頻繁に調和空気の吹出し方向を変えることができず、この場合であっても、乗員の不快感を解消することができなかった。
【０００５】
また、車室上部の吹出口から一定量の調和空気を吹き出すだけでは、車室を常に快適に維持できないおそれがあった。例えば、冷房時に車室内がほぼ設定温度となっているような状態では、車室上部から調和空気を吹き出すことによって車室内を平均的に冷房でき、快適な状態とすることが可能である。
【０００６】
しかしながら、車室内が暑くて急速に冷房を要する場合、即ち調和空気が室温よりもかなり低温となる場合には、車室上部からの吹き出し量が多いと却って不快感を与えるおそれがある。つまり、吹出し方向によっては乗員の首筋などに冷たい風が当たることとなり、これによって乗員の涼感よりも不快感の方が大きくなるおそれがあった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、乗員に不快感を与えることなく車室の上方から調和空気を供給し、快適性の向上を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車室の天井付近に上部空気口を形成し、上部空気口から吹き出される空気の流れや吹き出し量を自動的に変更するようにしたものである。
【０００９】
具体的に、本発明が講じた第１の解決手段は、サンルーフを備え、該サンルーフに対応して内張りに開閉自在のサンルーフ用の開口が形成され、該サンルーフと開口との間にルーフ通路が区画形成された自動車を対象としている。少なくとも車室内の内気を案内する空気通路と、上記空気通路内を空気が流れるように、該空気を吸引して吐出する送風手段と、車室内を空調するために上記空気通路内を流れる空気を温度調節する温調手段と、上記空気通路に形成されて車室の前方から乗員に向けて空気を吹き出し可能に構成された前方吹出口とを設け、上記ルーフ通路が空気通路の延長部になるように、且つ上記開口が上部空気口になるように該空気通路をルーフ通路に連通させる一方、車室内の気温を検出する車室温センサと、入力された設定温度及び上記車室温センサの検出温度に基づき、サンルーフを開き且つ上部空気口を閉じ、空気通路内に吸い込んだ内気の一部をルーフ通路に導いてサンルーフから車室外に排出すると同時に該内気の残りを温調手段によって冷却して車室内に供給する運転と、該運転の後に設定温度と車室温センサの検出温度との温度差が所定値よりも大きい場合には前方吹出口のみから空気を吹き出し、上記温度差が所定値以下の場合には前方吹出口から吹き出す空気量を減らし且つ上部空気口から吹き出す空気量を増やす運転とを行うように構成された制御手段とを設けるものである。
【００１０】
本発明が講じた第２乃至第５の各解決手段は、車室内の内気又は車室外の外気の少なくとも一方の空気を案内する空気通路と、上記空気通路内を空気が流れるように、該空気を吸引して吐出する送風手段と、車室内を空調するために上記空気通路内を流れる空気を温度調節する温調手段と、上記空気通路に形成されて車室の天井付近に開口する上部空気口と、上記空気通路に形成されて車室の前方から乗員に向けて空気を吹き出し可能に構成された前方吹出口と、上部空気口から吹き出される空気量と前方吹出口から吹き出される空気量との割合を車室内の状態に応じて変更する制御手段とを設けるものである。
【００１１】
そして、本発明が講じた第２の解決手段は、上記の構成に加え、車室内の気温を検出する車室温センサを設け、制御手段が、設定温度と車室温センサの検出温度との温度差が所定値よりも大きい場合には前方吹出口のみから空気を吹き出し、上記温度差が所定値以下の場合には前方吹出口から吹き出す空気量を減らし且つ上部空気口から吹き出す空気量を増やすように構成されるものである。
【００１２】
また、本発明が講じた第３の解決手段は、上記の構成に加え、日射量を検出する日射量センサを設け、制御手段が、日射量センサの検出日射量が所定値以下の場合には前方吹出口から吹き出す空気量を減らし且つ上部空気口から吹き出す空気量を増やすように構成されるものである。
【００１３】
また、本発明が講じた第４の解決手段は、上記の構成に加え、送風手段が、内気又は外気を吸入するメインブロアと、内気のみを吸入するサブブロアとより構成され、空気通路が、車室の中央部におけるフロア付近に開口し、上記サブブロアの吸入側と連通して内気を吸い込むためのサブ吸込口と、上記サブブロアによってサブ吸込口から内気を吸い込む状態と上部空気口から内気を吸い込む状態とに切り換える切換手段とを備えて、上記サブブロアが吐出する空気を少なくともメインブロアの吸入側に導くように構成されるものである。
【００１４】
また、本発明が講じた第５の解決手段は、上記の構成に加え、送風手段が、内気又は外気を吸入するメインブロアと、内気のみを吸入するサブブロアとより構成され、空気通路には、車室の中央部におけるフロア付近に開口し、上記サブブロアの吸入側と連通して内気を吸い込むためのサブ吸込口と、上記サブブロアによってサブ吸込口から内気を吸い込む状態と上部空気口から内気を吸い込む状態とに切り換え、且つ上記サブブロアが吐出する空気をメインブロアの吸入側に導く状態と上部空気口の方向に導く状態とに切り換える切換手段とを設けるものである。
【００１５】
本発明が講じた第６の解決手段は、上記第４又は第５の解決手段において、空気通路には、センターピラーに沿って上下に延び、上端部で上部空気口と連通するピラー通路と、一端がメインブロアの吐出側に接続され、他端が上記ピラー通路の下端部に接続されるメイン通路と、一端がサブブロアの吸入側に接続されて他端が上記メイン通路に接続され、該メイン通路を介して上記ピラー通路に連通する状態と他端側で遮断される状態とに切り換え自在に構成される共に、開閉自在に構成されたサブ吸込口を有するサブ吸入通路と、一端が上記サブブロアの吐出側に接続されて他端が上記メインブロアの吸入側に接続されるサブ吐出通路と、一端が上記メイン通路に接続されて他端が上記サブ吐出通路に接続されたリサイクル通路と、上記サブ吐出通路が連通し且つリサイクル通路が遮断される状態と、上記サブ吐出通路が遮断され且つリサイクル通路が連通する状態とに切り換えるためのダンパ機構とを設けるものである。
【００１６】
本発明が講じた第７の解決手段は、上記第６の解決手段において、ピラー通路を左右のセンターピラーに対応して１つずつ設け、サブブロアを車室の中央のフロア部に１つ設けるものである。
【００１７】
本発明が講じた第８の解決手段は、上記第６の解決手段において、ピラー通路を左右のセンターピラーに対応して１つずつ設け、サブブロアを上記各ピラー通路に対応して車室の左右のフロア部に１つずつ設けるものである。
【００１８】
本発明が講じた第９又は第１０の解決手段は、車室内の内気又は車室外の外気の少なくとも一方の空気を案内する空気通路と、上記空気通路内を空気が流れるように、該空気を吸引して吐出する送風手段と、車室内を空調するために上記空気通路内を流れる空気を温度調節する温調手段と、上記空気通路に形成されて車室の天井付近に開口する上部空気口と、上記空気通路に形成されて車室の前方から乗員に向けて空気を吹き出し可能に構成された前方吹出口と、上部空気口から吹き出される空気量と前方吹出口から吹き出される空気量との割合を車室内の状態に応じて変更する制御手段とを設けるものである。
【００１９】
そして、本発明が講じた第９の解決手段は、上記の構成に加え、上記空気通路に形成されて車室の中央部におけるフロア付近に開口し、空気通路内に内気を吸い込むためのサブ吸込口を設け、少なくともサブ吸込口から内気を吸い込み、該内気を温調手段によって加熱又は冷却して車室の前方から乗員に向けて吹き出す運転を行うように構成するものである。
【００２０】
また、本発明が講じた第１０の解決手段は、上記の構成に加え、上記空気通路に形成されて車室の中央部におけるフロア付近に開口し、空気通路内に内気を吸い込むためのサブ吸込口を設け、吸込口から内気を吸い込み、該内気を温調手段によって加熱してデフロスタ吹出口から吹き出す運転を行うように構成するものである。
【００２１】
−作用−
上記第１の解決手段では、送風手段によって内気又は外気が吸引されて空気通路内を流れる。空気通路内に吸引された空気は、温調手段による加熱又は冷却によって所定の温度に調節された後に、車室内に吹き出される。空気通路には上部空気口及び前方吹出口が形成されており、この上部空気口及び前方吹出口から温度調節された調和空気が車室内に吹き出される。
【００２２】
その際、内気をサンルーフから排出すると同時に、低温の調和空気を車室内に吹き出す運転が行われる。例えば、夏期に屋外に駐車していて車室内の温度がかなり高い状態で冷房運転を開始した場合、この様な運転を行って車室内の熱気を車外へ排出する。そして、その後、車室内の温度状態等に応じて、上部空気口からの調和空気の吹出し量と前方吹出口からの調和空気の吹出し量とが変更される。
【００２３】
上記第２，３，４，５，９，１０の各解決手段では、送風手段によって内気又は外気が吸引されて空気通路内を流れる。空気通路内に吸引された空気は、温調手段による加熱又は冷却によって所定の温度に調節された後に、車室内に吹き出される。空気通路には上部空気口及び前方吹出口が形成されており、この上部空気口及び前方吹出口から温度調節された調和空気が車室内に吹き出される。
【００２４】
その際、制御手段が車室内の状態、例えば車室内の温度状態等に応じて、上部空気口からの調和空気の吹出し量と前方吹出口からの調和空気の吹出し量とを変更する。つまり、上部空気口からの吹き出し量を減じて前方吹出口からの吹き出し量を増したり、上部空気口からの吹き出し量を増して前方吹出口からの吹き出し量を減ずる動作を行う。また、状態によっては上部空気口又は前方吹出口の一方から調和空気を吹き出す。
【００２５】
また、上記第２の解決手段では、車室温センサが車室内の状態として車室内の気温を検出する。そして、制御手段が、設定温度と車室温センサの検出温度との温度差に基づき、上部空気口からの吹き出し量と前方吹出口からの吹き出し量とを調節する。例えば、冷房時には、上記温度差が所定値よりも大きければ前方吹出口から乗員に向けて調和空気を吹き出し、乗員の涼感を増すようにする。一方、上記温度差が減少して車室内が快適な状態に近付くと、上部空気口からの吹き出し量を増して前方吹出口からの吹き出し量を減ずる。そして、車室内の全体に亘って快適な状態に維持するようにする。
【００２６】
また、上記第３の解決手段では、日射量センサが日射量を検出する。ここで、日射量を検出することによって車室内に入射する日射量が分かり、この日射量によって室内の温度等が変化し、また、乗員が暑いと感じるか涼しいと感じるか異なる。このため、本解決手段では、日射量センサの検出日射量をもとに車室内の状態を判断している。そして、制御手段が、日射量センサの検出日射量に基づき、上部空気口からの吹き出し量と前方吹出口からの吹き出し量とを調節する。例えば、冷房時には、上記検出日射量が少なくなると、上部空気口からの吹き出し量を増して前方吹出口からの吹き出し量を減ずる。その際、前方吹出口からの吹き出し量を削減してゆき、最終的に前方吹出口からの吹き出し量をゼロとして上部空気口のみから空気を吹き出す状態としてもよい。そして、車室内の温度を均一に維持するようにする。
【００２７】
また、上記第４の解決手段では、メインブロアが内気又は外気を吸引して吐出する一方、サブブロアは内気のみを吸引して吐出する。その際、サブブロアによって空気通路内へ内気を吸入する位置が、切換手段によって切り換えられる。具体的に、サブブロアが、サブ吸込口、即ち車室内のフロア付近から内気を吸い込む状態と、上部空気口、即ち車室内の天井付近から内気を吸い込む状態とに切り換わる。また、サブブロアが吐出する空気は、少なくともメインブロアの吸入側に送られる。
【００２８】
また、上記第５の解決手段では、メインブロアが内気又は外気を吸引して吐出する一方、サブブロアは内気のみを吸引して吐出する。その際、サブブロアによる空気通路内への内気の吸入位置が切換手段によって切り換えられる。具体的に、サブブロアが、サブ吸込口から、即ち車室内のフロア部付近から内気を吸い込む状態と、上部空気口、即ち車室内の天井付近から内気を吸い込む状態とに切り換わる。更に、サブブロアから吐出された空気の供給先も切換手段によって切り換えられる。具体的に、サブブロアの吐出する空気をメインブロアの吸入側に送る状態と、上部空気口の方向に送る状態とに切り換わる。
【００２９】
また、上記第９の解決手段では、サブ吸込口から車室における乗員の近くの内気を吸い込んで加熱又は冷却し、乗員に向けて吹き出す運転を行う。つまり、乗員の近くから吸い込んだ内気を暖めて又は冷やした後に再び乗員に向けて吹き出すため、暖房時に乗員付近が効率的に暖められ、冷房時には乗員付近が効率的に冷やされる。
【００３０】
また、上記第１０の解決手段では、サブ吸込口、即ち乗員の近傍からサブブロアによって内気を吸い込んでメインブロアの吸入側に送り、その後、デフロスタ吹出口、即ち乗員から離れたところで車室内に吹き出す。例えば、冬期に駐車していて車室内の温度がかなり低い状態で暖房運転を開始した場合、この様な運転を行って空気通路内の冷気を乗員から離れたところへ吹き出す。
【００３１】
上記第６の解決手段では、具体的に空気通路がピラー通路やメイン通路等によって構成される。そして、ダンパ機構の切り換え等によって、空気通路における空気の流れが切り換えられる。例えば、サブ吸入路の他端側を遮断し、サブ吸込口を開放し、ダンパ機構でリサイクル通路を遮断する。この状態で、サブブロアによってサブ吸込口から内気が吸い込まれ、この内気はサブ吐出通路を通ってメインブロアの吸入側に流れる。これと同時に、メインブロアが吐出する空気は、メイン通路からピラー通路を通って上部空気口から車室内に吹き出される。別の状態では、サブ吸入路の他端側を連通させ、サブ吸込口を閉鎖し、ダンパ機構でリサイクル通路を遮断する。この状態で、サブブロアによって上部空気口からピラー通路及びサブ吸入通路を通って内気が吸い込まれ、この内気はサブ吐出通路を通ってメインブロアの吸入側に流れる。これと同時に、メインブロアが吐出する空気は、メイン通路を通ってインストルメントパネルの吹出口等から吹き出される。
【００３２】
上記第７の解決手段では、ピラー通路が左右のセンターピラーに沿って設けられる一方、サブブロアはフロア部に１つ設けられる。
【００３３】
上記第８の解決手段では、ピラー通路が左右のセンターピラーに沿って設けられる一方、サブブロアは各ピラー通路に対応してフロア部に１つずつ設けられる。
【００３４】
【発明の効果】
従って、上記の解決手段によれば、上部空気口から温度調節後の調和空気を吹き出すことができる。その際、上部空気口から吹き出される調和空気の流れや吹き出し量を変更することができる。このため、乗員に不快感を与えることなく車室内の上部から調和空気を吹き出して車室内を均一に空調することができ、乗員の快適性を向上させることができる。
【００３５】
つまり、上記第２，３，４，５，９，１０の各解決手段では、制御手段によって上部空気口から吹き出される調和空気量と前方吹出口から吹き出される調和空気量とを適宜調節するようにしている。このため、例えば、冷房時において、前方吹出口からの吹き出し量を多くして乗員に涼しいと感じさせる運転や、上方空気口からの吹き出し量を多くして車室内を均一に冷房して快適に維持する運転を、車室内の状態に応じて行うことができる。これは、人間は頭頂部よりも顔面の方が敏感なため、調和空気を車室の上部、即ち乗員の頭上から吹き出すよりも、車室の前方から乗員に向けて吹き出す方が乗員に涼感を与えることができるためである。
【００３６】
特に、第２又は第３の解決手段によれば、設定温度と車室温センサの検出温度との温度差や日射量センサの検出日射量が大きいときは前方吹出口からの吹き出し量を多くして乗員に涼感を与えることができる。また、該温度差や検出日射量が小さくなると、前方吹出口からの吹き出し量を減じて冷風が直接体にあたって乗員に不快感を与えるのを防ぐ一方で、上方空気口からの吹き出し量を増して車室内を快適な状態に維持することができる。
【００３７】
また、上記第１の解決手段によれば、車室内に冷却した調和空気を吹き出すと同時に車室内の熱気を車外へ排出でき、車室内の温度を短時間で低下させることができる。更に、その後は、車室の状態に応じて、前方吹出口からの吹き出し量を多くして乗員に涼感を与えたり、前方吹出口からの吹き出し量を減じて冷風が直接体にあたって乗員に不快感を与えるのを防ぐ一方で、上方空気口からの吹き出し量を増して車室内を快適な状態に維持することができる。
【００３８】
また、上記第４又は第５の解決手段によれば、サブ吸込口から乗員近傍の内気を吸入してメインブロアに送ることができる。従って、冷房時には乗員付近の熱気を吸い込み、冷却して再び車室内に送ることができる。また、暖房時には乗員付近の冷気を吸い込み、加熱して再び車室内に送ることができる。このため、車室内の乗員付近を確実に快適な状態とすることができる。
【００３９】
更に、この解決手段によれば、上部空気口から吸い込んだ内気をメインブロアに送ることが可能となる。従って、この様な運転によって、暖房時に車室内の上部、即ち乗員の頭の付近に暖かい空気が滞留するのを防ぐことができ、これによっても乗員の快適性を向上させることができる。
【００４０】
また、上記第９の解決手段によれば、乗員の近くの内気を吸い込むようにしているため、乗員の近傍を急速に空調することができ、短時間で快適な状態とすることができる。
【００４１】
また、上記第１０の解決手段によれば、暖房運転の開始直後において、空気通路内の冷気が乗員に向かって吹き出されるのを防止することができ、冷気が直接体にあたって乗員に不快感を与えるのを防ぐことができる。
【００４２】
また、上記各解決手段では、上部空気口から調和空気を吹き出すようにしている。このため、従来インストルメントパネルの中央に設けられていたセンタ吹出口を省略した場合であっても車室内の空調を充分に行うことができる。この結果、従来はセンタ吹出口が設けられていた部分にオーディオや空調装置の操作部あるいはスピードメータ等の計器類を配置することが可能となり、インストルメントパネル周辺のデザインの自由度を向上させることができる。
【００４３】
【発明の実施の形態１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４４】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る空調装置は、サンルーフ１を備える自動車に設けられている。このサンルーフ１はガラスサンルーフであって、図２に示すように、チルト機構２によってチルトアップするように構成されている。また、車室７の天井部の内張り３にはサンルーフ１の下方に位置して開口が形成され、この開口が上部空気口４に構成されている。
【００４５】
上記空調装置は、図１に示すように、空気通路２０を形成する各種のダクトと、送風手段を構成するメインブロア１１及びサブブロア１２と、温調手段を構成するエバポレータ１３及びヒータコア１４と、上部空気口４に設けられて風調節機構を構成するサンシェード５０と、空調装置の運転制御を行うコントローラ７０とを備えている。
【００４６】
上記メインブロア１１は、車室７の前方に配置されている。このメインブロア１１の吸入側には、メイン吸入ダクト２１の一端が接続されている。このメイン吸入ダクト２１の他端側は、二つに分岐されて一方が車室内に、他端が車室外に開口している。また、メイン吸入ダクト２１には内外気ドア４１が設けられており、この内外気ドア４１の操作によってメインブロア１１の吸入空気を内気と外気とに切り換えるように構成されている。
【００４７】
上記メインブロア１１の吐出側には、メインダクト２２の一端が接続されている。このメインダクト２２内には、エバポレータ１３とヒータコア１４とが設けられている。そして、メインブロア１１が吐出する空気をエバポレータ１３によって冷却し、またヒータコア１４によって加熱して調和空気を生成するようにしている。
【００４８】
上記エバポレータ１３は、メインダクト２２の全断面に亘って設けられると共に、図外の圧縮機と冷媒配管で接続されている。このエバポレータ１３は、メインブロア１１が吐出する空気と冷媒とを熱交換させ、該空気を冷却するように構成されている。一方、上記ヒータコア１４は、エバポレータ１３の下流側に位置してメインダクト２２の断面の一部に設けられると共に、内部にはエンジンの冷却水が流れるようにされている。このヒータコア１４は、メインブロア１１が吐出する空気と冷却水とを熱交換させ、該空気を加熱するように構成されている。また、ヒータコア１４には、ロール式のエアミックスダンパ１５が設けられている。そして、このエアミックスダンパ１５によってヒータコア１４を通過する空気の量を調節し、これによって調和空気の温度を調節するようにしている。
【００４９】
上記メインダクト２２は、ヒータコア１４の下流側において、インストルメントパネルに形成された複数の吹出口と連通している。具体的に、インストルメントパネルには、フロントガラスに向かって調和空気を吹き出すデフロスタ吹出口３１と、インストルメントパネル前面の左右に開口して乗員に向かって調和空気を吹き出すサイド吹出口３２と、乗員の足元に向かって調和空気を吹き出すフット吹出口３３とが形成されている。そして、メインダクト２２は、デフロスタ吹出口３１、サイド吹出口３２及びフット吹出口３３とそれぞれ連通している。
【００５０】
上記デフロスタ吹出口３１はドア３６を、フット吹出口３３はドア３８を備え、それぞれ開閉自在に構成されている。また、上記サイド吹出口３２は、サイドレジスタ３７を備え、開閉自在で且つ吹き出す風の方向を手動で変更可能に構成されている。
【００５１】
上記メインダクト２２には、フロアダクト２３の一端が接続されている。このフロアダクト２３は、フロア部に沿って車室７の前方から中央に向かって延びると共に、メインダクト２２との接続部にドア４３を備えて該メインダクト２２と連通遮断自在に構成されている。また、フロアダクト２３には、前部座席６の側方に開口するフロア吹出口３４が形成されている。このフロア吹出口３４は、ドア３９を備えて開閉自在に構成されている。そして、上記メインダクト２２及びフロアダクト２３によってメイン通路が構成されている。
【００５２】
車室７の左右には、センターピラー５に沿って車室７の上下方向に延びるピラーダクト２４が１つずつ設けられている。このピラーダクト２４によってピラー通路が構成されている。一方、上記フロアダクト２３は、他端側で二つに分岐されて各ピラーダクト２４の下端に接続されている。また、上記サンルーフ１とサンシェード５０との間には、ルーフ通路２８が区画形成されている。このルーフ通路２８には、図１及び図３に示すように、各ピラーダクト２４の上端開口２９が開口している。従って、ルーフ通路２８は、ピラーダクト２４により構成されるピラー通路と連通している。
【００５３】
車室７に設けられた図外のセンターコンソールの後端部には、サブブロア１２が設けられている。このサブブロア１２の吸入側には、サブ吸入ダクト２５の一端が接続されている。このサブ吸入ダクト２５は、他端が上記フロアダクト２３におけるフロア吹出口３４とピラーダクト２４への接続部との間に接続され、サブ吸入通路を構成している。また、サブ吸入ダクト２５の他端には、ドア４５が設けられている。このドア４５は、閉状態でサブ吸入ダクト２５とフロアダクト２３とを遮断し、開状態でサブ吸入ダクト２５がフロアダクト２３の一部を介してピラーダクト２４と連通させるように構成されている。更に、上記サブ吸入ダクト２５には、車室７の中央部に開口するサブ吸込口３５が形成されている。このサブ吸込口３５は、内気ドア４０を備えて開閉自在に構成されている。
【００５４】
上記サブブロア１２の吐出側には、サブ吐出ダクト２６の一端が接続されている。このサブ吐出ダクト２６は、他端が上記メインブロア１１の吸入側に接続され、サブ吐出通路を構成している。また、サブ吐出ダクト２６には、リサイクルダクト２７の一端が接続されている。このリサイクルダクト２７は、他端が上記フロアダクト２３におけるフロア吹出口３４とサブ吸入ダクト２５の接続部との間に接続され、リサイクル通路を構成している。更に、上記サブ吐出ダクト２６とリサイクルダクト２７との接続部には、ダンパ機構であるリサイクルドア４７が設けられている。このリサイクルドア４７は、閉状態でサブ吐出ダクト２６とリサイクルダクト２７とを遮断し、開状態でサブ吐出ダクト２６とリサイクルダクト２７と連通させるように構成されている。
【００５５】
以上のように、メインダクト２２やフロアダクト２３等が互いに接続され、メインブロア１１やサブブロア１２と接続されて、空気通路２０が形成されている。また、上記サブ吸入ダクト２５のドア４５、内気ドア４０及びリサイクルドア４７が切換手段を構成している。
【００５６】
上記空調装置には、図示しないが、車室７内の温度を検出する車室温センサと、日射量を検出する日射量センサとが設けられている。この車室温センサ及び日射量センサの検出値は、上記コントローラ７０に入力されている。また、コントローラ７０には、乗員によって設定温度が入力されている。コントローラ７０には、複数の運転状態が記録されている。そして、上記コントローラ７０は、設定温度と車室温センサの検出値である実測温度との差である温度差、及び日射量センサの実測日射量に基づき、所定の運転状態となるように各ブロアや吹出口のドアに対する制御信号を出力する制御手段を構成している。
【００５７】
上記サンシェード５０は、図２及び図３に示すように、細長い導風板５６を多数並設して成り、ルーバ状あるいはブラインド状に形成されている。そして、このサンシェード５０は、上記上部空気口４の全面に亘って設けられている。また、サンシェード５０は、車室７の前後方向にスライド自在に構成され、上部空気口４に位置する状態と、上部空気口４から外れて位置する状態とに切り換わるように構成されている。このようにサンシェード５０が上部空気口４から外れて位置する状態では、上部空気口４が全開状態となる。以下、サンシェード５０の構成について、図３〜図５を参照しながら説明する。
【００５８】
上記サンシェード５０は、上部空気口４に対応した長方形のフレーム５１を備えている。図４に示すように、上記フレーム５１側部の前端部と後端部にはプーリ５２が１つずつ設けられ、両プーリ５２にはベルト５３が巻回されている。また、フレーム５１の後端側のプーリ５２は、モータ５４によって回転駆動される。このベルト５３には、移動磁石５５が取り付けられている。そして、モータ５４によってプーリ５２を正回転又は逆回転させると、ベルト５３の移動に伴って移動磁石５５が往復移動するように構成されている。そして、上記プーリ５２、ベルト５３、モータ５４及び移動磁石５５が、回転手段を構成している。
【００５９】
図５に示すように、上記フレーム５１には、多数の導風板５６が取り付けられている。この導風板５６は、細長い板状に形成され、長手方向が車室７の左右方向と一致する姿勢で、車室７の前後方向に並べられている。また、各導風板５６は、両端でフレーム５１に回転自在に支持されている。各導風板５６にはバネ５７が取り付けられ、このバネ５７によって各導風板５６は同一の回転方向に付勢されている。各導風板５６に対応して、導風板５６の一方の長辺側と当接するストッパ５８が設けられている。バネ５７によって付勢された上記導風板５６は、ストッパ５８と当接して回転が規制される。そして、各導風板５６は、ストッパ５８と当接した状態で水平姿勢となり、上部空気口４を塞ぐように構成されている。
【００６０】
上記各導風板５６の他方の長辺側には、上記移動磁石５５と引き合う回転用磁石５９がそれぞれ取り付けられている。そして、移動磁石５５が近付くと該移動磁石５５と回転用磁石５９とが引き合い、これによって各導風板５６が上記バネ５７の付勢力に抗して回転する。つまり、移動磁石５５の近傍に位置する導風板５６だけが回転し、移動磁石５５から離れた位置の導風板５６はストッパ５８と当接した状態に保持される。従って、移動磁石５５近傍の回転した導風板５６の間で上記ルーフ通路２８と車室７とが連通する連通状態となる。また、移動磁石５５の往復移動に伴って、ルーフ通路２８と車室７との連通部分が移動する。更に、移動磁石５５を最も端まで移動させると、ルーフ通路２８と車室７とが遮断される遮断状態となる。
【００６１】
−冷房運転動作−
先ず、冷房運転時の動作について説明する。この冷房運転時には、上記エバポレータ１３に冷媒が流れ、この冷媒との熱交換によってメインブロア１１が吐出する空気を冷却し、低温の調和空気を生成する。一方、上記ヒータコア１４にもエンジンの冷却水を流す。そして、上記エアミックスダンパ１５によってヒータコア１４に流れる空気量を調節し、これによって調和空気の温度を調節する。また、上記コントローラ７０には表１に示すような制御マップが記録されており、上述の実測温度と設定温度との温度差及び実測日射量に基づいて運転状態を切り換えるようにしている。
【００６２】
【表１】
【００６３】
つまり、上記温度差が大きい場合において、日射量が大であればモードＣ１の運転を、中であればモードＣ２の運転を、小であればモードＣ３の運転を行う。また、温度差が中程度の場合において、日射量が大であればモードＣ４の運転を、中であればモードＣ５の運転を、小であればモードＣ６の運転を行う。また、温度差が小さい場合において、日射量が大又は中であればモードＭ１／２の運転を、小であればモードＭ３の運転を行う。そして、上記の各モードでは、表２に示すような運転を行う。尚、表２において、モードドアＡはフロアダクト２３のドア４３を表し、モードドアＢはフット吹出口３３のドア３８、フロア吹出口３４のドア３９及びサブ吸入ダクト２５のドア４５を表し、モードドアＣはデフロスタ吹出口３１のドア３６を表している。
【００６４】
【表２】
【００６５】
上記モードＣ１は、車室内やダクト内に溜まった熱気を室外に排出するための運転である。図６に示すように、モードＣ１では、サイドレジスタ３７、モードドアＣ３６、内気ドア４０及びリサイクルドア４７が開かれ、モードドアＡ４３及びモードドアＢ３８，３９，４５が閉じられ、内外気ドア４１はメインブロア１１が内気を吸入するように切り換えられ、サンシェード５０は遮断状態とされ、サンルーフ１がチルトアップされる。この状態で、メインブロア１１に吸入された内気は、エバポレータ１３を通って冷却された後に、デフロスタ吹出口３１及びサイド吹出口３２から車室７内に吹き出される。また、サブ吸込口３５からサブブロア１２に吸入された内気は、リサイクルダクト２７及びピラーダクト２４内を流れてルーフ通路２８に吹き出され、チルトアップされたサンルーフ１から車外へ排出される。
【００６６】
つまり、温度差が大で日射量が大のときには、車室７内に冷たい調和空気を供給すると同時に、サンルーフ１から車室７内の熱気を車外に排出する。また、日射量は大であるが、サンシェード５０が遮断状態のため、サンルーフ１からの日光は遮られる。従って、モードＣ１の運転は、車室内やダクト内に溜まった熱気を室外に排出する。尚、このモードＣ１は、冷房運転開始直後の所定時間、例えば３０秒間だけ行われ、所定時間経過後は強制的にモードＣ２に移行される。
【００６７】
上記モードＣ２は、乗員の近傍を急速に冷房するするための運転である。図７に示すように、モードＣ２では、上記モードＣ１の状態から、リサイクルドア４７及びサンルーフ１を閉じた状態となる。その他はモードＣ１と同様である。この状態で、サブ吸込口３５からサブブロア１２に吸入された内気は、サブ吐出ダクト２６を通ってメインブロア１１の吸入側に送られる。メインブロア１１は、サブ吐出ダクト２６及びメイン吸入ダクト２１からの内気を吸入して吐出する。このメインブロア１１から吐出された空気は、エバポレータ１３を通って冷却された後に、デフロスタ吹出口３１及びサイド吹出口３２から車室７内に吹き出される。つまり、温度差が大で日射量が中のときには、車室７内に冷たい調和空気を供給しつつ、サンシェード５０を閉鎖状態としてサンルーフ１からの日光を遮る。
【００６８】
上記モードＣ３は、車室内を快適に冷房維持するための運転である。図８に示すように、モードＣ３では、上記モードＣ２の状態から、モードドアＣ３６を閉じ、モードドアＡ４３を開いた状態となる。また、サンシェード５０は、移動磁石５５が往復移動して導風板５６が回転する連通状態となっている。その他はモードＣ２と同様である。この状態で、サブ吸込口３５からサブブロア１２に吸入された内気は、サブ吐出ダクト２６を通ってメインブロア１１の吸入側に送られる。メインブロア１１は、サブ吐出ダクト２６及びメイン吸入ダクト２１からの内気を吸入して吐出する。このメインブロア１１から吐出された空気は、エバポレータ１３を通って冷却されて調和空気となり、一部がサイド吹出口３２から車室７内に吹き出され、残りはフロアダクト２３に流れる。フロアダクト２３に流れた調和空気は、ピラーダクト２４を通ってルーフ通路２８に吹き出され、サンシェード５０を通って上部空気口４から車室７内に吹き出される。その際、移動磁石５５の往復移動に伴って調和空気の吹出し位置が変更されると共に、導風板５６の角度が変わることによって調和空気の吹出し方向が変更される。つまり、温度差が大で日射量が小のときには、サンシェード５０を連通状態として、サンルーフ１からの日光を遮りつつ上部空気口４から車室７内に冷たい調和空気を供給する。
【００６９】
上記モードＣ４は、乗員の近傍を急速に冷房するするための運転である。図７に示すように、モードＣ４では、上記モードＣ２の状態から、内外気ドア４１をメインブロア１１が外気を吸入するように切り換えた状態となる。その他はモードＣ２と同様である。従って、メインブロア１１がメイン吸入ダクト２１を通じて外気を吸入する以外は、モードＣ２の動作と同様である。つまり、温度差が中で日射量が大のときには、外気を冷却して車室７内に供給しつつ、サンシェード５０を閉鎖状態としてサンルーフ１からの日光を遮る。
【００７０】
上記モードＣ５は、車室内を快適に冷房維持するための運転である。図８に示すように、モードＣ５では、上記モードＣ３の状態から、内外気ドア４１をメインブロア１１が外気を吸入するように切り換えた状態となる。その他はモードＣ３と同様である。従って、メインブロア１１がメイン吸入ダクト２１を通じて外気を吸入する以外は、モードＣ３の動作と同様である。つまり、温度差が中で日射量が中のときには、サンシェード５０を連通状態として、サンルーフ１からの日光を遮りつつ上部空気口４から調和空気を車室７内に供給する。
【００７１】
上記モードＣ６は、車室内を快適に冷房維持するための運転である。図８に示すように、モードＣ６では、上記モードＣ５の状態から、サンシェード５０がスライドして上部空気口４が全開状態となる。その他はモードＣ５と同様である。従って、サンシェード５０を通らずに調和空気が車室７内に供給される以外は、モードＣ５の動作と同様である。つまり、温度差が中で日射量が小のときには、外気を冷却して車室７内に供給しつつ、サンルーフ１から日光をできるだけ多く導入する。
【００７２】
上記モードＭ１／２は、車室内を快適に冷房維持するための運転である。図８に示すように、モードＭ１／２では、上記モードＣ５の状態から、サイドレジスタ３７を閉じた状態となる。その他はモードＣ５と同様である。従って、サイド吹出口３２からは調和空気が吹き出されず、全ての調和空気がサンシェード５０を通って車室７内に供給される。それ以外の動作はモードＣ５と同様である。つまり、温度差が小で日射量が大又は中のときには、サンシェード５０を連通状態として、サンルーフ１からの日光を遮りつつ上部空気口４から調和空気を供給する。
【００７３】
上記モードＭ３は、車室内を快適に冷房維持するための運転である。図８に示すように、モードＭ３では、上記モードＣ６の状態から、サイドレジスタ３７を閉じた状態となる。その他はモードＣ６と同様である。従って、サイド吹出口３２からは調和空気が吹き出されず、全ての調和空気が上部空気口４から車室７内に供給される。それ以外の動作はモードＣ６と同様である。つまり、温度差が小で日射量が小のときには、上部空気口４を全開として調和空気を供給すると共に、サンルーフ１から日光をできるだけ多く導入する。
【００７４】
更に、上記Ｃ３，Ｃ５，Ｃ６，Ｍ１／２，Ｍ３の各モードでは、サブ吸込口３５からの吹き出し風量と、上部空気口４からの吹き出し風量とを適宜調節している。具体的には、上述の実測温度と設定温度との温度差が小さくなるにつれて、また実測日射量が小さくなるにつれてサブ吸込口３５からの吹き出し風量を減らすと共に上部空気口４からの吹き出し風量を増やすようにしている。
【００７５】
尚、上述のように、温度差及び日射量が大の場合には、モードＣ１の運転を３０秒間行った後にモードＣ２の運転を行うようにしているが、これに代えて、以下のような運転を行うようにしてもよい。
【００７６】
つまり、冷房運転開始時に温度差及び日射量が大の場合、サイドレジスタ３７、モードドアＣ３６及びモードドアＢ３８，３９，４５を閉じ、モードドアＡ４３、内気ドア４０及びリサイクルドア４７を開き、内外気ドア４１をメインブロア１１が内気を吸入するように切り換える。また、サンシェード５０を遮断状態とし、サンルーフ１をチルトアップする。この状態で、サブ吸込口３５からサブブロア１２が吸入する内気は、サブ吐出ダクト２６を通ってメインブロア１１に流れる。メインブロア１１は、サブ吐出ダクト２６及びメイン吸入ダクト２１からの内気を吸入して吐出する。その後、内気はメインダクト２２、フロアダクト２３及びピラーダクト２４を通ってルーフ通路２８に流れ、サンルーフ１から車外に排出される。そして、この様な運転を例えば１０秒間だけ行って上記モードＣ１の運転に移行し、モードＣ１の運転を２０秒間行った後にモードＣ２の運転に移行するようにしてもよい。
【００７７】
−暖房運転動作−
先ず、暖房運転時の動作について説明する。この暖房運転時には、上記エバポレータ１３には冷媒を流さず、ヒータコア１４にエンジンの冷却水を流す。そして、この冷却水との熱交換によってメインブロア１１が吐出する空気を加熱し、高温の調和空気を生成する。また、上記エアミックスダンパ１５によってヒータコア１４に流れる空気量を調節し、これによって調和空気の温度を調節する。また、上記コントローラ７０には表３に示すような制御マップが記録されており、上述の実測温度と設定温度との温度差及び実測日射量に基づいて運転状態を切り換えるようにしている。
【００７８】
【表３】
【００７９】
つまり、上記温度差が大きい場合において、日射量が小であればモードＨ６の運転を、中であればモードＨ５の運転を、大であればモードＨ４の運転を行う。また、温度差が小さい場合において、日射量が小又は中であればモードＨ２／３の運転を、大であればモードＨ１の運転を行う。そして、上記の各モードでは、表４に示すような運転を行う。尚、表４におけるモードドアＡ４３、モードドアＢ３８，３９，４５及びモードドアＣ３６は、表２におけるものと同様である。
【００８０】
【表４】
【００８１】
上記モードＨ６は、ダクト内に溜まった冷気を排出するため運転である。図９に示すように、モードＨ６では、モードドアＣ３６、モードドアＡ４３及び内気ドア４０が開かれ、サイドレジスタ３７、モードドアＢ３８，３９，４５及びリサイクルドア４７が閉じられ、内外気ドア４１はメインブロア１１が内気を吸入するように切り換えられ、サンシェード５０は遮断状態とされる。この状態で、サブ吸込口３５からサブブロア１２に吸入された内気は、サブ吐出ダクト２６を通ってメインブロア１１の吸入側に送られる。メインブロア１１は、サブ吐出ダクト２６及びメイン吸入ダクト２１からの内気を吸入して吐出する。このメインブロア１１から吐出された空気は、ヒータコア１４を通って加熱された後に、デフロスタ吹出口３１から車室７内に吹き出される。つまり、温度差が大で日射量が小のときには、車室７内の冷気を吸入して加熱した後に、乗員から離れたデフロスタ吹出口３１より車室７内に吹き出す。尚、このモードＨ６は、暖房運転開始直後の所定時間、例えば３０秒間だけ行われ、所定時間経過後は強制的にモードＨ５に移行される。
【００８２】
上記モードＨ５は、乗員の近傍を急速に暖房するするための運転である。図１０に示すように、モードＨ５では、上記モードＨ６の状態から、サイドレジスタ３７ー及びモードドアＢ３８，３９，４５を開いた状態となる一方、内外気ドア４１はメインブロア１１が内気又は外気の一方又は両方を吸入するように切り換えられる。その他はモードＨ６と同様である。この状態で、サブ吸込口３５からサブブロア１２に吸入された内気は、サブ吐出ダクト２６を通ってメインブロア１１の吸入側に送られる。メインブロア１１は、サブ吐出ダクト２６から内気を、メイン吸入ダクト２１から内気又は外気を吸入して吐出する。このメインブロア１１から吐出された空気は、ヒータコア１４を通って加熱された後に、デフロスタ吹出口３１、サイド吹出口３２及びフット吹出口３３から車室７内に吹き出されると共に、フロアダクト２３を通ってフロア吹出口３４からも吹き出される。つまり、温度差が大で日射量が中のときには、暖かい調和空気を車室７内に満遍なく供給する。尚、モードＨ５では、メインブロア１１が内気のみを吸い込むようにしてもよい。
【００８３】
上記モードＨ４は、車室内を快適に暖房維持するための運転である。図１１に示すように、モードＨ４では、上記モードＨ５の状態から、モードドアＣ３６及び内気ドア４０を閉じた状態となる。また、サンシェード５０はスライドして上部空気口４が全開状態となる。その他はモードＨ５と同様である。この状態で、上部空気口４からピラーダクト２４及びサブ吸入ダクト２５を通ってサブブロア１２に吸入された内気は、サブ吐出ダクト２６を通ってメインブロア１１の吸入側に送られる。メインブロア１１は、サブ吐出ダクト２６から内気を、メイン吸入ダクト２１から内気又は外気を吸入して吐出する。このメインブロア１１から吐出された空気は、ヒータコア１４を通って加熱された後に、上記モードＨ５と同様に、デフロスタ吹出口３１、サイド吹出口３２、フット吹出口３３及びフロア吹出口３４から車室７内に吹き出されるつまり、温度差が大で日射量が大のときには、車室７内に冷たい調和空気を供給しつつ、サンルーフ１から日光をできるだけ多く導入する。
【００８４】
上記モードＨ２／３は、車室内を快適に暖房維持するための運転である。図１１に示すように、モードＨ２／３では、上記モードＨ４の状態から、内外気ドア４１をメインブロア１１が外気を吸入するように切り換えた状態となる。その他はモードＨ４と同様である。従って、メインブロア１１がメイン吸入ダクト２１を通じて外気を吸入する以外は、モードＣ２の動作と同様である。つまり、温度差が中で日射量が小又は中のときには、外気を加熱して車室７内に供給しつつ、サンルーフ１から日光をできるだけ多く導入する。
【００８５】
上記モードＨ１は、車室内を快適に暖房維持するための運転である。図１１に示すように、モードＨ１では、上記モードＨ２／３の状態から、サンシェード５０において移動磁石５５が往復移動して導風板５６が回転するサンシェード５０の連通状態となる。その他はモードＨ２／３と同様である。従って、連通状態のサンシェード５０を通してサンルーフ１から日光を導入する以外は、モードＨ１の動作と同様である。つまり、温度差が中で日射量が大のときには、サンシェード５０を連通状態として、サンルーフ１からの日光を遮りつつ上部空気口４から内気を吸引する。
【００８６】
尚、上述の冷房運転及び暖房運転においては、コントローラ７０の指示に従ってサンシェード５０を遮断状態と連通状態とに切り換え、またサンシェード５０全体をスライドさせて該サンシェード５０が上部空気口４に位置する状態と、上部空気口４から外れて位置する状態とに切り換えている。しかしながら、この様なサンシェード５０の操作はコントローラ７０の指示のみによって行われるのではなく、乗員のマニュアル設定によってサンシェード５０の操作を行うことも可能である。
【００８７】
−実施形態１の効果−
本実施形態１によれば、上部空気口４から調和空気を吹き出すことができる。このため、冷房運転時には車室７の上部、即ち乗員の頭の付近を効率的に冷房することができ、乗員の快適性を向上させることができる。更に、上記サンシェード５０を設けることによって上部空気口４から調和空気を吹き出す際の吹き出し位置や吹出し方向を変更するようにしている。このため、車室７の各方向に向けて満遍なく調和空気を吹き出すことができる。この結果、同じ箇所に調和空気が吹き付けられることによって乗員に不快感を与えるのを防止でき、また、車室７内を均等に空調することができる。従って、これによっても乗員の快適性を向上させることができる。
【００８８】
また、サブ吸込口３５から乗員近傍の内気を吸入してメインブロア１１に送ることができる。従って、冷房時には乗員付近の熱気を吸い込み、冷却して再び車室７内に送ることができる一方、暖房時には乗員付近の冷気を吸い込み、加熱して再び車室７内に送ることができる。このため、車室７の乗員付近を確実に快適な状態とすることができる。
【００８９】
また、上部空気口４から吸い込んだ内気をメインブロア１１に送ることができる。従って、暖房時に車室７の上部、即ち乗員の頭の付近に暖かい空気が滞留するのを防ぐことができ、これによっても乗員の快適性を向上させることができる。
【００９０】
また、冷房運転開始時には、車室７内に冷却した調和空気を吹き出すと同時に車室７内の熱気を車外へ排出することができる。このため、車室７内の温度を短時間で低下させることができる。
【００９１】
また、コントローラ７０が設定温度と実測温度との温度差、及び実測日射量に基づいて種々の運転状態を選択し、これに従って空調運転を行うようにしている。このため、運転状態に適した空調運転を行うことができ、快適性を向上させることができる。
【００９２】
また、上部空気口４から調和空気を吹き出すようにしているため、従来インストルメントパネルの中央に設けられていたセンタ吹出口を省略した場合であっても車室７内の空調を充分に行うことができる。このため、従来はセンタ吹出口が設けられていた部分にオーディオや空調装置の操作部あるいはスピードメータ等の計器類を配置することが可能となり、インストルメントパネル周辺のデザインの自由度を向上させることができる。
【００９３】
【発明の実施の形態２】
本発明の実施形態２は、上記実施形態１においてサンシェード５０の構成を変更したものである。本実施形態のサンシェード５０は、図１２に示すように、布状でエンドレスのシート部材６１と、一対のメインローラ６６と、一対のサブローラ６７とを備えている。
【００９４】
上記各メインローラ６６は、回転軸が車室７の左右方向と一致する姿勢で設けられている。また、一対のメインローラ６６のうち、一方は上部空気口４の前端部の近傍に位置して設けられ、他方は上部空気口４の後端部よりも後方に設けられている。そして、両メインローラ６６には、上記シート部材６１が巻回されている。また、後方のメインローラ６６は図外のモータによって回転駆動され、これによってシート部材６１を移動させるようにしている。つまり、両メインローラ６６とモータとがシート移動手段を構成している。
【００９５】
上記サブローラ６７は、メインローラ６６よりもやや小径に形成されている。このサブローラ６７は、回転軸がメインローラ６６の回転軸と平行となる姿勢で、一方が上部空気口４の前端部に、他方が上部空気口４の後端部に設けられている。また、両サブローラ６７は、メインローラ６６に巻回されたシート部材６１を上から押さえるように配置されている。
【００９６】
上記シート部材６１は、上部空気口４の幅と同等又はやや幅広に形成されたシート本体６２の所定位置に複数の通気孔６３，６４，６５を形成して成り、上記メインローラ６６に巻回されている。各通気孔６３，６４，６５は、シート本体６２の全幅に亘って開口すると共に、長さの異なる大通気孔６３、中通気孔６４及び小通気孔６５に構成されている。
【００９７】
小通気孔６５は、４つ設けられ、少なくとも複数の小通気孔６５が上部空気口４に同時に位置するように比較的短い長さに形成されている。この小通気孔６５は、一定の間隔で４つ並んで形成されている。
【００９８】
中通気孔６４は、小通気孔６５よりもやや長く形成されて１つだけ設けられている。この中通気孔６４は、図１３に示すように、上部空気口４で重なり合うシート部材６１において、上方に小通気孔６５が位置する際には下方に中通気孔６４が位置するように、所定の位置に形成されている。この状態では、小通気孔６５と中通気孔６４とが重複する部分においてルーフ通路２８と車室７とが連通する状態となる。更に、この状態でモータによってメインローラ６６を正回転又は逆回転させると、小通気孔６５と中通気孔６４との重複箇所が変化し、ルーフ通路２８と車室７との連通箇所が移動する。つまり、この状態でサンシェード５０は連通状態となる。
【００９９】
大通気孔６３は、上部空気口４の前後長に対応した長さに形成されて２つ並んで設けられている。この大通気孔６３は、図１４に示すように、上部空気口４で重なり合うシート部材６１において、上方に一方の大通気孔６３が位置する際には下方に他方の大通気孔６３が位置するように形成されている。この状態では、上部空気口４には大通気孔６３のみが位置することとなる。つまり、この状態で上部空気口４は全開状態となる。
【０１００】
また、上記シート部材６１には、上部空気口４の前後長に対応した長さに亘ってシート本体６２に何れの通気孔も開口しない部分が形成されている。そして、シート部材６１は、図１２に示すように、上部空気口４で重なり合うシート部材６１において、上方又は下方にシート本体６２のみが位置するようにして上部空気口４を遮断できるように構成されている。つまり、この状態でサンシェード５０は遮断状態となる。
【０１０１】
本実施形態の空調装置は、上記実施形態１と同様に、コントローラ７０の制御マップに基づいて種々のモードの運転を行う。その際、メインローラ６６の回転によってシート部材６１を移動させ、これによって、サンシェード５０の連通状態と、遮断状態と、上部空気口４の全開状態とを切り換える。そして、本実施形態によっても、上記実施形態１と同様の効果が得られる。
【０１０２】
【発明のその他の実施の形態】
上記実施形態２では、シート部材６１をエンドレスの輪状に形成して一対のメインローラ６６に巻回するようにしている。これに対し、所定の通気孔を形成した長尺のシート部材を上部空気口４に位置して張り渡し、このシート部材の端部を上部空気口４の前後に位置する一対のローラに固定して両ローラにシート部材を巻き取るようにしてもよい。そして、ローラをモータで駆動してシート部材の巻取りと送り出しとを行い、これによって通気孔の位置を移動させてサンシェード５０の連通状態と、遮断状態と、上部空気口４の全開状態とを切り換えるようにしてもよい。
【０１０３】
また、上記実施形態１及び実施形態２では、サンルーフ１に対応して内張り３に形成された開口を上部空気口４とし、この張りの開口に風調節機構としてのサンシェード５０を設けるようにしている。これに対し、サンルーフ１が設けられていない自動車においては、以下のようにしてもよい。つまり、天井の内張りに上部空気口４を形成し、上記各実施形態のサンシェード５０と同様に構成された風調節機構を上部空気口に設けて、風調節機構とルーフとの間にルーフ通路２８を形成する。そして、このルーフ通路２８にピラーダクト２４の上端開口２９を設けるようにする。尚、この場合は、上記各実施形態におけるモードＣ１の運転、即ちサンルーフをチルトアップして車室内の熱気を排出する運転は行うことができないが、その他のモードの運転は上記各実施形態と同様に行うことができる。
【０１０４】
また、上記実施形態１及び実施形態２において、ピラーダクト２４の上端開口２９にモータ等で駆動されるルーバを風調節機構として設けるようにしてもよい。つまり、サンルーフ１に対応する内張り３の開口４とピラーダクト２４の上端開口２９とを上部空気口４とし、両者に風調節機構を設けるようにしてもよい。この場合、サンルーフ１に対応する内張り３の開口である上部空気口４を全開状態とした際においても、ピラーダクト２４の上端開口２９に設けたルーバによって、調和空気の吹出し方向を自動的に変更することが可能である。
【０１０５】
また、上記実施形態１及び実施形態２では、センターコンソールの後端部に位置してサブブロア１２を１つ設けるようにしたが、これに代えて、各ピラーダクト２４に対応して車室左右のサイドシル付近に１つずつ、合計２つのサブブロア１２を設けるようにしてもよい。
【０１０６】
また、上記実施形態１及び実施形態２では、センターピラーに沿ってピラーダクト２４を設けるようにしたが、これに代えて、センターピラーの内部にピラーダクト２４を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態１に係る自動車の空調装置の概略構成図である。
【図２】 実施形態１におけるサンルーフ、サンシェード及びピラーダクトの配置を示す要部の上方斜視図である。
【図３】 実施形態１におけるサンルーフ、サンシェード及び上部空気口の配置を示す要部の概略側方断面図である。
【図４】 図３における要部拡大図である。
【図５】 図４における要部拡大図である。
【図６】 モードＣ１における運転状態を示す自動車の空調装置の概略構成図である。
【図７】 モードＣ２，Ｃ４における運転状態を示す自動車の空調装置の概略構成図である。
【図８】 モードＣ３，Ｃ５，Ｃ６、Ｍ１／２，Ｍ３における運転状態を示す自動車の空調装置の概略構成図である。
【図９】 モードＨ６における運転状態を示す自動車の空調装置の概略構成図である。
【図１０】 モードＨ５における運転状態を示す自動車の空調装置の概略構成図である。
【図１１】 モードＨ１，Ｈ２／３，Ｈ４における運転状態を示す自動車の空調装置の概略構成図である。
【図１２】 実施形態２におけるサンルーフ、サンシェード及び上部空気口の配置を示す要部の概略側方断面図である。
【図１３】 実施形態２における連通状態のサンシェードを示す概略側方断面図である。
【図１４】 実施形態２における上部空気口を全開とした際のサンシェードを示す概略側方断面図である。
【符号の説明】
１ サンルーフ
３ 内張り
４ 上部空気口
７ 車室
１１ メインブロア
１２ サブブロア
１３ エバポレータ
１４ ヒータコア
２０ 空気通路
２２ メインダクト
２３ フロアダクト
２４ ピラーダクト
２５ サブ吸入ダクト
２６ サブ吐出ダクト
２７ リサイクルダクト
２８ ルーフ通路
３１ デフロスタ吹出口
３５ サブ吸込口
４７ リサイクルドア
５０ サンシェード
５４ モータ
５５ 移動磁石
５６ 導風板
５７ バネ
５８ ストッパ
５９ 回転用磁石
６１ シート部材
６３ 大通気孔
６４ 中通気孔
６５ 小通気孔
６６ メインローラ
７０ コントローラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、車室内の空調を行う自動車の空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車には、車室内の空調を行う空調装置が設けられている。この種の空調装置は、車室内の複数箇所に吹出口を有し、加熱又は冷却した調和空気を吹出口がら室内に供給するように構成されている。この吹出口は、運転者の前方に位置するインストルメントパネルに形成されているのが一般的である。具体的に、インストルメントパネルには、フロントガラスに向けて調和空気を吹き出すデフロスタ吹出口、インストルメントパネル前面の左右に開口するサイド吹出口や中央に開口するセンタ吹出口、運転者の足元に調和空気を吹き出すフット吹出口等が形成されている。
【０００３】
また、自動車の空調装置としては、実公平５−４０８号公報に開示されているように、車室の上部に吹出口を有するものが知られている。上記公報では、サンルーフとサンシェードの間の空間に調和空気を供給する一方、サンシェードに複数の吹出口を設けるようにしている。そして、ダクトの形状を複雑化させることなく多数の吹出口から調和空気を車室内へ吹き出すように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような車室上部の吹出口やサンシェードに形成された吹出口からは、一定の方向にしか調和空気を吹き出すことができなかった。このため、常に一定の個所に向かって調和空気が吹き出すこととなり、乗員に不快感を与えるおそれがあった。また、吹出し方向を変更できる場合でも、乗員が吹出口の向きを変える等の操作を行う必要があった。このため、それほど頻繁に調和空気の吹出し方向を変えることができず、この場合であっても、乗員の不快感を解消することができなかった。
【０００５】
また、車室上部の吹出口から一定量の調和空気を吹き出すだけでは、車室を常に快適に維持できないおそれがあった。例えば、冷房時に車室内がほぼ設定温度となっているような状態では、車室上部から調和空気を吹き出すことによって車室内を平均的に冷房でき、快適な状態とすることが可能である。
【０００６】
しかしながら、車室内が暑くて急速に冷房を要する場合、即ち調和空気が室温よりもかなり低温となる場合には、車室上部からの吹き出し量が多いと却って不快感を与えるおそれがある。つまり、吹出し方向によっては乗員の首筋などに冷たい風が当たることとなり、これによって乗員の涼感よりも不快感の方が大きくなるおそれがあった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、乗員に不快感を与えることなく車室の上方から調和空気を供給し、快適性の向上を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車室の天井付近に上部空気口を形成し、上部空気口から吹き出される空気の流れや吹き出し量を自動的に変更するようにしたものである。
【０００９】
具体的に、本発明が講じた第１の解決手段は、サンルーフを備え、該サンルーフに対応して内張りに開閉自在のサンルーフ用の開口が形成され、該サンルーフと開口との間にルーフ通路が区画形成された自動車を対象としている。少なくとも車室内の内気を案内する空気通路と、上記空気通路内を空気が流れるように、該空気を吸引して吐出する送風手段と、車室内を空調するために上記空気通路内を流れる空気を温度調節する温調手段と、上記空気通路に形成されて車室の前方から乗員に向けて空気を吹き出し可能に構成された前方吹出口とを設け、上記ルーフ通路が空気通路の延長部になるように、且つ上記開口が上部空気口になるように該空気通路をルーフ通路に連通させる一方、車室内の気温を検出する車室温センサと、入力された設定温度及び上記車室温センサの検出温度に基づき、サンルーフを開き且つ上部空気口を閉じ、空気通路内に吸い込んだ内気の一部をルーフ通路に導いてサンルーフから車室外に排出すると同時に該内気の残りを温調手段によって冷却して車室内に供給する運転と、該運転の後に設定温度と車室温センサの検出温度との温度差が所定値よりも大きい場合には前方吹出口のみから空気を吹き出し、上記温度差が所定値以下の場合には前方吹出口から吹き出す空気量を減らし且つ上部空気口から吹き出す空気量を増やす運転とを行うように構成された制御手段とを設けるものである。
【００１０】
本発明が講じた第２乃至第５の各解決手段は、車室内の内気又は車室外の外気の少なくとも一方の空気を案内する空気通路と、上記空気通路内を空気が流れるように、該空気を吸引して吐出する送風手段と、車室内を空調するために上記空気通路内を流れる空気を温度調節する温調手段と、上記空気通路に形成されて車室の天井付近に開口する上部空気口と、上記空気通路に形成されて車室の前方から乗員に向けて空気を吹き出し可能に構成された前方吹出口と、上部空気口から吹き出される空気量と前方吹出口から吹き出される空気量との割合を車室内の状態に応じて変更する制御手段とを設けるものである。
【００１１】
そして、本発明が講じた第２の解決手段は、上記の構成に加え、車室内の気温を検出する車室温センサを設け、制御手段が、設定温度と車室温センサの検出温度との温度差が所定値よりも大きい場合には前方吹出口のみから空気を吹き出し、上記温度差が所定値以下の場合には前方吹出口から吹き出す空気量を減らし且つ上部空気口から吹き出す空気量を増やすように構成されるものである。
【００１２】
また、本発明が講じた第３の解決手段は、上記の構成に加え、日射量を検出する日射量センサを設け、制御手段が、日射量センサの検出日射量が所定値以下の場合には前方吹出口から吹き出す空気量を減らし且つ上部空気口から吹き出す空気量を増やすように構成されるものである。
【００１３】
また、本発明が講じた第４の解決手段は、上記の構成に加え、送風手段が、内気又は外気を吸入するメインブロアと、内気のみを吸入するサブブロアとより構成され、空気通路が、車室の中央部におけるフロア付近に開口し、上記サブブロアの吸入側と連通して内気を吸い込むためのサブ吸込口と、上記サブブロアによってサブ吸込口から内気を吸い込む状態と上部空気口から内気を吸い込む状態とに切り換える切換手段とを備えて、上記サブブロアが吐出する空気を少なくともメインブロアの吸入側に導くように構成されるものである。
【００１４】
また、本発明が講じた第５の解決手段は、上記の構成に加え、送風手段が、内気又は外気を吸入するメインブロアと、内気のみを吸入するサブブロアとより構成され、空気通路には、車室の中央部におけるフロア付近に開口し、上記サブブロアの吸入側と連通して内気を吸い込むためのサブ吸込口と、上記サブブロアによってサブ吸込口から内気を吸い込む状態と上部空気口から内気を吸い込む状態とに切り換え、且つ上記サブブロアが吐出する空気をメインブロアの吸入側に導く状態と上部空気口の方向に導く状態とに切り換える切換手段とを設けるものである。
【００１５】
本発明が講じた第６の解決手段は、上記第４又は第５の解決手段において、空気通路には、センターピラーに沿って上下に延び、上端部で上部空気口と連通するピラー通路と、一端がメインブロアの吐出側に接続され、他端が上記ピラー通路の下端部に接続されるメイン通路と、一端がサブブロアの吸入側に接続されて他端が上記メイン通路に接続され、該メイン通路を介して上記ピラー通路に連通する状態と他端側で遮断される状態とに切り換え自在に構成される共に、開閉自在に構成されたサブ吸込口を有するサブ吸入通路と、一端が上記サブブロアの吐出側に接続されて他端が上記メインブロアの吸入側に接続されるサブ吐出通路と、一端が上記メイン通路に接続されて他端が上記サブ吐出通路に接続されたリサイクル通路と、上記サブ吐出通路が連通し且つリサイクル通路が遮断される状態と、上記サブ吐出通路が遮断され且つリサイクル通路が連通する状態とに切り換えるためのダンパ機構とを設けるものである。
【００１６】
本発明が講じた第７の解決手段は、上記第６の解決手段において、ピラー通路を左右のセンターピラーに対応して１つずつ設け、サブブロアを車室の中央のフロア部に１つ設けるものである。
【００１７】
本発明が講じた第８の解決手段は、上記第６の解決手段において、ピラー通路を左右のセンターピラーに対応して１つずつ設け、サブブロアを上記各ピラー通路に対応して車室の左右のフロア部に１つずつ設けるものである。
【００１８】
本発明が講じた第９又は第１０の解決手段は、車室内の内気又は車室外の外気の少なくとも一方の空気を案内する空気通路と、上記空気通路内を空気が流れるように、該空気を吸引して吐出する送風手段と、車室内を空調するために上記空気通路内を流れる空気を温度調節する温調手段と、上記空気通路に形成されて車室の天井付近に開口する上部空気口と、上記空気通路に形成されて車室の前方から乗員に向けて空気を吹き出し可能に構成された前方吹出口と、上部空気口から吹き出される空気量と前方吹出口から吹き出される空気量との割合を車室内の状態に応じて変更する制御手段とを設けるものである。
【００１９】
そして、本発明が講じた第９の解決手段は、上記の構成に加え、上記空気通路に形成されて車室の中央部におけるフロア付近に開口し、空気通路内に内気を吸い込むためのサブ吸込口を設け、少なくともサブ吸込口から内気を吸い込み、該内気を温調手段によって加熱又は冷却して車室の前方から乗員に向けて吹き出す運転を行うように構成するものである。
【００２０】
また、本発明が講じた第１０の解決手段は、上記の構成に加え、上記空気通路に形成されて車室の中央部におけるフロア付近に開口し、空気通路内に内気を吸い込むためのサブ吸込口を設け、吸込口から内気を吸い込み、該内気を温調手段によって加熱してデフロスタ吹出口から吹き出す運転を行うように構成するものである。
【００２１】
−作用−
上記第１の解決手段では、送風手段によって内気又は外気が吸引されて空気通路内を流れる。空気通路内に吸引された空気は、温調手段による加熱又は冷却によって所定の温度に調節された後に、車室内に吹き出される。空気通路には上部空気口及び前方吹出口が形成されており、この上部空気口及び前方吹出口から温度調節された調和空気が車室内に吹き出される。
【００２２】
その際、内気をサンルーフから排出すると同時に、低温の調和空気を車室内に吹き出す運転が行われる。例えば、夏期に屋外に駐車していて車室内の温度がかなり高い状態で冷房運転を開始した場合、この様な運転を行って車室内の熱気を車外へ排出する。そして、その後、車室内の温度状態等に応じて、上部空気口からの調和空気の吹出し量と前方吹出口からの調和空気の吹出し量とが変更される。
【００２３】
上記第２，３，４，５，９，１０の各解決手段では、送風手段によって内気又は外気が吸引されて空気通路内を流れる。空気通路内に吸引された空気は、温調手段による加熱又は冷却によって所定の温度に調節された後に、車室内に吹き出される。空気通路には上部空気口及び前方吹出口が形成されており、この上部空気口及び前方吹出口から温度調節された調和空気が車室内に吹き出される。
【００２４】
その際、制御手段が車室内の状態、例えば車室内の温度状態等に応じて、上部空気口からの調和空気の吹出し量と前方吹出口からの調和空気の吹出し量とを変更する。つまり、上部空気口からの吹き出し量を減じて前方吹出口からの吹き出し量を増したり、上部空気口からの吹き出し量を増して前方吹出口からの吹き出し量を減ずる動作を行う。また、状態によっては上部空気口又は前方吹出口の一方から調和空気を吹き出す。
【００２５】
また、上記第２の解決手段では、車室温センサが車室内の状態として車室内の気温を検出する。そして、制御手段が、設定温度と車室温センサの検出温度との温度差に基づき、上部空気口からの吹き出し量と前方吹出口からの吹き出し量とを調節する。例えば、冷房時には、上記温度差が所定値よりも大きければ前方吹出口から乗員に向けて調和空気を吹き出し、乗員の涼感を増すようにする。一方、上記温度差が減少して車室内が快適な状態に近付くと、上部空気口からの吹き出し量を増して前方吹出口からの吹き出し量を減ずる。そして、車室内の全体に亘って快適な状態に維持するようにする。
【００２６】
また、上記第３の解決手段では、日射量センサが日射量を検出する。ここで、日射量を検出することによって車室内に入射する日射量が分かり、この日射量によって室内の温度等が変化し、また、乗員が暑いと感じるか涼しいと感じるか異なる。このため、本解決手段では、日射量センサの検出日射量をもとに車室内の状態を判断している。そして、制御手段が、日射量センサの検出日射量に基づき、上部空気口からの吹き出し量と前方吹出口からの吹き出し量とを調節する。例えば、冷房時には、上記検出日射量が少なくなると、上部空気口からの吹き出し量を増して前方吹出口からの吹き出し量を減ずる。その際、前方吹出口からの吹き出し量を削減してゆき、最終的に前方吹出口からの吹き出し量をゼロとして上部空気口のみから空気を吹き出す状態としてもよい。そして、車室内の温度を均一に維持するようにする。
【００２７】
また、上記第４の解決手段では、メインブロアが内気又は外気を吸引して吐出する一方、サブブロアは内気のみを吸引して吐出する。その際、サブブロアによって空気通路内へ内気を吸入する位置が、切換手段によって切り換えられる。具体的に、サブブロアが、サブ吸込口、即ち車室内のフロア付近から内気を吸い込む状態と、上部空気口、即ち車室内の天井付近から内気を吸い込む状態とに切り換わる。また、サブブロアが吐出する空気は、少なくともメインブロアの吸入側に送られる。
【００２８】
また、上記第５の解決手段では、メインブロアが内気又は外気を吸引して吐出する一方、サブブロアは内気のみを吸引して吐出する。その際、サブブロアによる空気通路内への内気の吸入位置が切換手段によって切り換えられる。具体的に、サブブロアが、サブ吸込口から、即ち車室内のフロア部付近から内気を吸い込む状態と、上部空気口、即ち車室内の天井付近から内気を吸い込む状態とに切り換わる。更に、サブブロアから吐出された空気の供給先も切換手段によって切り換えられる。具体的に、サブブロアの吐出する空気をメインブロアの吸入側に送る状態と、上部空気口の方向に送る状態とに切り換わる。
【００２９】
また、上記第９の解決手段では、サブ吸込口から車室における乗員の近くの内気を吸い込んで加熱又は冷却し、乗員に向けて吹き出す運転を行う。つまり、乗員の近くから吸い込んだ内気を暖めて又は冷やした後に再び乗員に向けて吹き出すため、暖房時に乗員付近が効率的に暖められ、冷房時には乗員付近が効率的に冷やされる。
【００３０】
また、上記第１０の解決手段では、サブ吸込口、即ち乗員の近傍からサブブロアによって内気を吸い込んでメインブロアの吸入側に送り、その後、デフロスタ吹出口、即ち乗員から離れたところで車室内に吹き出す。例えば、冬期に駐車していて車室内の温度がかなり低い状態で暖房運転を開始した場合、この様な運転を行って空気通路内の冷気を乗員から離れたところへ吹き出す。
【００３１】
上記第６の解決手段では、具体的に空気通路がピラー通路やメイン通路等によって構成される。そして、ダンパ機構の切り換え等によって、空気通路における空気の流れが切り換えられる。例えば、サブ吸入路の他端側を遮断し、サブ吸込口を開放し、ダンパ機構でリサイクル通路を遮断する。この状態で、サブブロアによってサブ吸込口から内気が吸い込まれ、この内気はサブ吐出通路を通ってメインブロアの吸入側に流れる。これと同時に、メインブロアが吐出する空気は、メイン通路からピラー通路を通って上部空気口から車室内に吹き出される。別の状態では、サブ吸入路の他端側を連通させ、サブ吸込口を閉鎖し、ダンパ機構でリサイクル通路を遮断する。この状態で、サブブロアによって上部空気口からピラー通路及びサブ吸入通路を通って内気が吸い込まれ、この内気はサブ吐出通路を通ってメインブロアの吸入側に流れる。これと同時に、メインブロアが吐出する空気は、メイン通路を通ってインストルメントパネルの吹出口等から吹き出される。
【００３２】
上記第７の解決手段では、ピラー通路が左右のセンターピラーに沿って設けられる一方、サブブロアはフロア部に１つ設けられる。
【００３３】
上記第８の解決手段では、ピラー通路が左右のセンターピラーに沿って設けられる一方、サブブロアは各ピラー通路に対応してフロア部に１つずつ設けられる。
【００３４】
【発明の効果】
従って、上記の解決手段によれば、上部空気口から温度調節後の調和空気を吹き出すことができる。その際、上部空気口から吹き出される調和空気の流れや吹き出し量を変更することができる。このため、乗員に不快感を与えることなく車室内の上部から調和空気を吹き出して車室内を均一に空調することができ、乗員の快適性を向上させることができる。
【００３５】
つまり、上記第２，３，４，５，９，１０の各解決手段では、制御手段によって上部空気口から吹き出される調和空気量と前方吹出口から吹き出される調和空気量とを適宜調節するようにしている。このため、例えば、冷房時において、前方吹出口からの吹き出し量を多くして乗員に涼しいと感じさせる運転や、上方空気口からの吹き出し量を多くして車室内を均一に冷房して快適に維持する運転を、車室内の状態に応じて行うことができる。これは、人間は頭頂部よりも顔面の方が敏感なため、調和空気を車室の上部、即ち乗員の頭上から吹き出すよりも、車室の前方から乗員に向けて吹き出す方が乗員に涼感を与えることができるためである。
【００３６】
特に、第２又は第３の解決手段によれば、設定温度と車室温センサの検出温度との温度差や日射量センサの検出日射量が大きいときは前方吹出口からの吹き出し量を多くして乗員に涼感を与えることができる。また、該温度差や検出日射量が小さくなると、前方吹出口からの吹き出し量を減じて冷風が直接体にあたって乗員に不快感を与えるのを防ぐ一方で、上方空気口からの吹き出し量を増して車室内を快適な状態に維持することができる。
【００３７】
また、上記第１の解決手段によれば、車室内に冷却した調和空気を吹き出すと同時に車室内の熱気を車外へ排出でき、車室内の温度を短時間で低下させることができる。更に、その後は、車室の状態に応じて、前方吹出口からの吹き出し量を多くして乗員に涼感を与えたり、前方吹出口からの吹き出し量を減じて冷風が直接体にあたって乗員に不快感を与えるのを防ぐ一方で、上方空気口からの吹き出し量を増して車室内を快適な状態に維持することができる。
【００３８】
また、上記第４又は第５の解決手段によれば、サブ吸込口から乗員近傍の内気を吸入してメインブロアに送ることができる。従って、冷房時には乗員付近の熱気を吸い込み、冷却して再び車室内に送ることができる。また、暖房時には乗員付近の冷気を吸い込み、加熱して再び車室内に送ることができる。このため、車室内の乗員付近を確実に快適な状態とすることができる。
【００３９】
更に、この解決手段によれば、上部空気口から吸い込んだ内気をメインブロアに送ることが可能となる。従って、この様な運転によって、暖房時に車室内の上部、即ち乗員の頭の付近に暖かい空気が滞留するのを防ぐことができ、これによっても乗員の快適性を向上させることができる。
【００４０】
また、上記第９の解決手段によれば、乗員の近くの内気を吸い込むようにしているため、乗員の近傍を急速に空調することができ、短時間で快適な状態とすることができる。
【００４１】
また、上記第１０の解決手段によれば、暖房運転の開始直後において、空気通路内の冷気が乗員に向かって吹き出されるのを防止することができ、冷気が直接体にあたって乗員に不快感を与えるのを防ぐことができる。
【００４２】
また、上記各解決手段では、上部空気口から調和空気を吹き出すようにしている。このため、従来インストルメントパネルの中央に設けられていたセンタ吹出口を省略した場合であっても車室内の空調を充分に行うことができる。この結果、従来はセンタ吹出口が設けられていた部分にオーディオや空調装置の操作部あるいはスピードメータ等の計器類を配置することが可能となり、インストルメントパネル周辺のデザインの自由度を向上させることができる。
【００４３】
【発明の実施の形態１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４４】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る空調装置は、サンルーフ１を備える自動車に設けられている。このサンルーフ１はガラスサンルーフであって、図２に示すように、チルト機構２によってチルトアップするように構成されている。また、車室７の天井部の内張り３にはサンルーフ１の下方に位置して開口が形成され、この開口が上部空気口４に構成されている。
【００４５】
上記空調装置は、図１に示すように、空気通路２０を形成する各種のダクトと、送風手段を構成するメインブロア１１及びサブブロア１２と、温調手段を構成するエバポレータ１３及びヒータコア１４と、上部空気口４に設けられて風調節機構を構成するサンシェード５０と、空調装置の運転制御を行うコントローラ７０とを備えている。
【００４６】
上記メインブロア１１は、車室７の前方に配置されている。このメインブロア１１の吸入側には、メイン吸入ダクト２１の一端が接続されている。このメイン吸入ダクト２１の他端側は、二つに分岐されて一方が車室内に、他端が車室外に開口している。また、メイン吸入ダクト２１には内外気ドア４１が設けられており、この内外気ドア４１の操作によってメインブロア１１の吸入空気を内気と外気とに切り換えるように構成されている。
【００４７】
上記メインブロア１１の吐出側には、メインダクト２２の一端が接続されている。このメインダクト２２内には、エバポレータ１３とヒータコア１４とが設けられている。そして、メインブロア１１が吐出する空気をエバポレータ１３によって冷却し、またヒータコア１４によって加熱して調和空気を生成するようにしている。
【００４８】
上記エバポレータ１３は、メインダクト２２の全断面に亘って設けられると共に、図外の圧縮機と冷媒配管で接続されている。このエバポレータ１３は、メインブロア１１が吐出する空気と冷媒とを熱交換させ、該空気を冷却するように構成されている。一方、上記ヒータコア１４は、エバポレータ１３の下流側に位置してメインダクト２２の断面の一部に設けられると共に、内部にはエンジンの冷却水が流れるようにされている。このヒータコア１４は、メインブロア１１が吐出する空気と冷却水とを熱交換させ、該空気を加熱するように構成されている。また、ヒータコア１４には、ロール式のエアミックスダンパ１５が設けられている。そして、このエアミックスダンパ１５によってヒータコア１４を通過する空気の量を調節し、これによって調和空気の温度を調節するようにしている。
【００４９】
上記メインダクト２２は、ヒータコア１４の下流側において、インストルメントパネルに形成された複数の吹出口と連通している。具体的に、インストルメントパネルには、フロントガラスに向かって調和空気を吹き出すデフロスタ吹出口３１と、インストルメントパネル前面の左右に開口して乗員に向かって調和空気を吹き出すサイド吹出口３２と、乗員の足元に向かって調和空気を吹き出すフット吹出口３３とが形成されている。そして、メインダクト２２は、デフロスタ吹出口３１、サイド吹出口３２及びフット吹出口３３とそれぞれ連通している。
【００５０】
上記デフロスタ吹出口３１はドア３６を、フット吹出口３３はドア３８を備え、それぞれ開閉自在に構成されている。また、上記サイド吹出口３２は、サイドレジスタ３７を備え、開閉自在で且つ吹き出す風の方向を手動で変更可能に構成されている。
【００５１】
上記メインダクト２２には、フロアダクト２３の一端が接続されている。このフロアダクト２３は、フロア部に沿って車室７の前方から中央に向かって延びると共に、メインダクト２２との接続部にドア４３を備えて該メインダクト２２と連通遮断自在に構成されている。また、フロアダクト２３には、前部座席６の側方に開口するフロア吹出口３４が形成されている。このフロア吹出口３４は、ドア３９を備えて開閉自在に構成されている。そして、上記メインダクト２２及びフロアダクト２３によってメイン通路が構成されている。
【００５２】
車室７の左右には、センターピラー５に沿って車室７の上下方向に延びるピラーダクト２４が１つずつ設けられている。このピラーダクト２４によってピラー通路が構成されている。一方、上記フロアダクト２３は、他端側で二つに分岐されて各ピラーダクト２４の下端に接続されている。また、上記サンルーフ１とサンシェード５０との間には、ルーフ通路２８が区画形成されている。このルーフ通路２８には、図１及び図３に示すように、各ピラーダクト２４の上端開口２９が開口している。従って、ルーフ通路２８は、ピラーダクト２４により構成されるピラー通路と連通している。
【００５３】
車室７に設けられた図外のセンターコンソールの後端部には、サブブロア１２が設けられている。このサブブロア１２の吸入側には、サブ吸入ダクト２５の一端が接続されている。このサブ吸入ダクト２５は、他端が上記フロアダクト２３におけるフロア吹出口３４とピラーダクト２４への接続部との間に接続され、サブ吸入通路を構成している。また、サブ吸入ダクト２５の他端には、ドア４５が設けられている。このドア４５は、閉状態でサブ吸入ダクト２５とフロアダクト２３とを遮断し、開状態でサブ吸入ダクト２５がフロアダクト２３の一部を介してピラーダクト２４と連通させるように構成されている。更に、上記サブ吸入ダクト２５には、車室７の中央部に開口するサブ吸込口３５が形成されている。このサブ吸込口３５は、内気ドア４０を備えて開閉自在に構成されている。
【００５４】
上記サブブロア１２の吐出側には、サブ吐出ダクト２６の一端が接続されている。このサブ吐出ダクト２６は、他端が上記メインブロア１１の吸入側に接続され、サブ吐出通路を構成している。また、サブ吐出ダクト２６には、リサイクルダクト２７の一端が接続されている。このリサイクルダクト２７は、他端が上記フロアダクト２３におけるフロア吹出口３４とサブ吸入ダクト２５の接続部との間に接続され、リサイクル通路を構成している。更に、上記サブ吐出ダクト２６とリサイクルダクト２７との接続部には、ダンパ機構であるリサイクルドア４７が設けられている。このリサイクルドア４７は、閉状態でサブ吐出ダクト２６とリサイクルダクト２７とを遮断し、開状態でサブ吐出ダクト２６とリサイクルダクト２７と連通させるように構成されている。
【００５５】
以上のように、メインダクト２２やフロアダクト２３等が互いに接続され、メインブロア１１やサブブロア１２と接続されて、空気通路２０が形成されている。また、上記サブ吸入ダクト２５のドア４５、内気ドア４０及びリサイクルドア４７が切換手段を構成している。
【００５６】
上記空調装置には、図示しないが、車室７内の温度を検出する車室温センサと、日射量を検出する日射量センサとが設けられている。この車室温センサ及び日射量センサの検出値は、上記コントローラ７０に入力されている。また、コントローラ７０には、乗員によって設定温度が入力されている。コントローラ７０には、複数の運転状態が記録されている。そして、上記コントローラ７０は、設定温度と車室温センサの検出値である実測温度との差である温度差、及び日射量センサの実測日射量に基づき、所定の運転状態となるように各ブロアや吹出口のドアに対する制御信号を出力する制御手段を構成している。
【００５７】
上記サンシェード５０は、図２及び図３に示すように、細長い導風板５６を多数並設して成り、ルーバ状あるいはブラインド状に形成されている。そして、このサンシェード５０は、上記上部空気口４の全面に亘って設けられている。また、サンシェード５０は、車室７の前後方向にスライド自在に構成され、上部空気口４に位置する状態と、上部空気口４から外れて位置する状態とに切り換わるように構成されている。このようにサンシェード５０が上部空気口４から外れて位置する状態では、上部空気口４が全開状態となる。以下、サンシェード５０の構成について、図３〜図５を参照しながら説明する。
【００５８】
上記サンシェード５０は、上部空気口４に対応した長方形のフレーム５１を備えている。図４に示すように、上記フレーム５１側部の前端部と後端部にはプーリ５２が１つずつ設けられ、両プーリ５２にはベルト５３が巻回されている。また、フレーム５１の後端側のプーリ５２は、モータ５４によって回転駆動される。このベルト５３には、移動磁石５５が取り付けられている。そして、モータ５４によってプーリ５２を正回転又は逆回転させると、ベルト５３の移動に伴って移動磁石５５が往復移動するように構成されている。そして、上記プーリ５２、ベルト５３、モータ５４及び移動磁石５５が、回転手段を構成している。
【００５９】
図５に示すように、上記フレーム５１には、多数の導風板５６が取り付けられている。この導風板５６は、細長い板状に形成され、長手方向が車室７の左右方向と一致する姿勢で、車室７の前後方向に並べられている。また、各導風板５６は、両端でフレーム５１に回転自在に支持されている。各導風板５６にはバネ５７が取り付けられ、このバネ５７によって各導風板５６は同一の回転方向に付勢されている。各導風板５６に対応して、導風板５６の一方の長辺側と当接するストッパ５８が設けられている。バネ５７によって付勢された上記導風板５６は、ストッパ５８と当接して回転が規制される。そして、各導風板５６は、ストッパ５８と当接した状態で水平姿勢となり、上部空気口４を塞ぐように構成されている。
【００６０】
上記各導風板５６の他方の長辺側には、上記移動磁石５５と引き合う回転用磁石５９がそれぞれ取り付けられている。そして、移動磁石５５が近付くと該移動磁石５５と回転用磁石５９とが引き合い、これによって各導風板５６が上記バネ５７の付勢力に抗して回転する。つまり、移動磁石５５の近傍に位置する導風板５６だけが回転し、移動磁石５５から離れた位置の導風板５６はストッパ５８と当接した状態に保持される。従って、移動磁石５５近傍の回転した導風板５６の間で上記ルーフ通路２８と車室７とが連通する連通状態となる。また、移動磁石５５の往復移動に伴って、ルーフ通路２８と車室７との連通部分が移動する。更に、移動磁石５５を最も端まで移動させると、ルーフ通路２８と車室７とが遮断される遮断状態となる。
【００６１】
−冷房運転動作−
先ず、冷房運転時の動作について説明する。この冷房運転時には、上記エバポレータ１３に冷媒が流れ、この冷媒との熱交換によってメインブロア１１が吐出する空気を冷却し、低温の調和空気を生成する。一方、上記ヒータコア１４にもエンジンの冷却水を流す。そして、上記エアミックスダンパ１５によってヒータコア１４に流れる空気量を調節し、これによって調和空気の温度を調節する。また、上記コントローラ７０には表１に示すような制御マップが記録されており、上述の実測温度と設定温度との温度差及び実測日射量に基づいて運転状態を切り換えるようにしている。
【００６２】
【表１】
つまり、上記温度差が大きい場合において、日射量が大であればモードＣ１の運転を、中であればモードＣ２の運転を、小であればモードＣ３の運転を行う。また、温度差が中程度の場合において、日射量が大であればモードＣ４の運転を、中であればモードＣ５の運転を、小であればモードＣ６の運転を行う。また、温度差が小さい場合において、日射量が大又は中であればモードＭ１／２の運転を、小であればモードＭ３の運転を行う。そして、上記の各モードでは、表２に示すような運転を行う。尚、表２において、モードドアＡはフロアダクト２３のドア４３を表し、モードドアＢはフット吹出口３３のドア３８、フロア吹出口３４のドア３９及びサブ吸入ダクト２５のドア４５を表し、モードドアＣはデフロスタ吹出口３１のドア３６を表している。
【００６４】
【表２】
上記モードＣ１は、車室内やダクト内に溜まった熱気を室外に排出するための運転である。図６に示すように、モードＣ１では、サイドレジスタ３７、モードドアＣ３６、内気ドア４０及びリサイクルドア４７が開かれ、モードドアＡ４３及びモードドアＢ３８，３９，４５が閉じられ、内外気ドア４１はメインブロア１１が内気を吸入するように切り換えられ、サンシェード５０は遮断状態とされ、サンルーフ１がチルトアップされる。この状態で、メインブロア１１に吸入された内気は、エバポレータ１３を通って冷却された後に、デフロスタ吹出口３１及びサイド吹出口３２から車室７内に吹き出される。また、サブ吸込口３５からサブブロア１２に吸入された内気は、リサイクルダクト２７及びピラーダクト２４内を流れてルーフ通路２８に吹き出され、チルトアップされたサンルーフ１から車外へ排出される。
【００６６】
つまり、温度差が大で日射量が大のときには、車室７内に冷たい調和空気を供給すると同時に、サンルーフ１から車室７内の熱気を車外に排出する。また、日射量は大であるが、サンシェード５０が遮断状態のため、サンルーフ１からの日光は遮られる。従って、モードＣ１の運転は、車室内やダクト内に溜まった熱気を室外に排出する。尚、このモードＣ１は、冷房運転開始直後の所定時間、例えば３０秒間だけ行われ、所定時間経過後は強制的にモードＣ２に移行される。
【００６７】
上記モードＣ２は、乗員の近傍を急速に冷房するするための運転である。図７に示すように、モードＣ２では、上記モードＣ１の状態から、リサイクルドア４７及びサンルーフ１を閉じた状態となる。その他はモードＣ１と同様である。この状態で、サブ吸込口３５からサブブロア１２に吸入された内気は、サブ吐出ダクト２６を通ってメインブロア１１の吸入側に送られる。メインブロア１１は、サブ吐出ダクト２６及びメイン吸入ダクト２１からの内気を吸入して吐出する。このメインブロア１１から吐出された空気は、エバポレータ１３を通って冷却された後に、デフロスタ吹出口３１及びサイド吹出口３２から車室７内に吹き出される。つまり、温度差が大で日射量が中のときには、車室７内に冷たい調和空気を供給しつつ、サンシェード５０を閉鎖状態としてサンルーフ１からの日光を遮る。
【００６８】
上記モードＣ３は、車室内を快適に冷房維持するための運転である。図８に示すように、モードＣ３では、上記モードＣ２の状態から、モードドアＣ３６を閉じ、モードドアＡ４３を開いた状態となる。また、サンシェード５０は、移動磁石５５が往復移動して導風板５６が回転する連通状態となっている。その他はモードＣ２と同様である。この状態で、サブ吸込口３５からサブブロア１２に吸入された内気は、サブ吐出ダクト２６を通ってメインブロア１１の吸入側に送られる。メインブロア１１は、サブ吐出ダクト２６及びメイン吸入ダクト２１からの内気を吸入して吐出する。このメインブロア１１から吐出された空気は、エバポレータ１３を通って冷却されて調和空気となり、一部がサイド吹出口３２から車室７内に吹き出され、残りはフロアダクト２３に流れる。フロアダクト２３に流れた調和空気は、ピラーダクト２４を通ってルーフ通路２８に吹き出され、サンシェード５０を通って上部空気口４から車室７内に吹き出される。その際、移動磁石５５の往復移動に伴って調和空気の吹出し位置が変更されると共に、導風板５６の角度が変わることによって調和空気の吹出し方向が変更される。つまり、温度差が大で日射量が小のときには、サンシェード５０を連通状態として、サンルーフ１からの日光を遮りつつ上部空気口４から車室７内に冷たい調和空気を供給する。
【００６９】
上記モードＣ４は、乗員の近傍を急速に冷房するするための運転である。図７に示すように、モードＣ４では、上記モードＣ２の状態から、内外気ドア４１をメインブロア１１が外気を吸入するように切り換えた状態となる。その他はモードＣ２と同様である。従って、メインブロア１１がメイン吸入ダクト２１を通じて外気を吸入する以外は、モードＣ２の動作と同様である。つまり、温度差が中で日射量が大のときには、外気を冷却して車室７内に供給しつつ、サンシェード５０を閉鎖状態としてサンルーフ１からの日光を遮る。
【００７０】
上記モードＣ５は、車室内を快適に冷房維持するための運転である。図８に示すように、モードＣ５では、上記モードＣ３の状態から、内外気ドア４１をメインブロア１１が外気を吸入するように切り換えた状態となる。その他はモードＣ３と同様である。従って、メインブロア１１がメイン吸入ダクト２１を通じて外気を吸入する以外は、モードＣ３の動作と同様である。つまり、温度差が中で日射量が中のときには、サンシェード５０を連通状態として、サンルーフ１からの日光を遮りつつ上部空気口４から調和空気を車室７内に供給する。
【００７１】
上記モードＣ６は、車室内を快適に冷房維持するための運転である。図８に示すように、モードＣ６では、上記モードＣ５の状態から、サンシェード５０がスライドして上部空気口４が全開状態となる。その他はモードＣ５と同様である。従って、サンシェード５０を通らずに調和空気が車室７内に供給される以外は、モードＣ５の動作と同様である。つまり、温度差が中で日射量が小のときには、外気を冷却して車室７内に供給しつつ、サンルーフ１から日光をできるだけ多く導入する。
【００７２】
上記モードＭ１／２は、車室内を快適に冷房維持するための運転である。図８に示すように、モードＭ１／２では、上記モードＣ５の状態から、サイドレジスタ３７を閉じた状態となる。その他はモードＣ５と同様である。従って、サイド吹出口３２からは調和空気が吹き出されず、全ての調和空気がサンシェード５０を通って車室７内に供給される。それ以外の動作はモードＣ５と同様である。つまり、温度差が小で日射量が大又は中のときには、サンシェード５０を連通状態として、サンルーフ１からの日光を遮りつつ上部空気口４から調和空気を供給する。
【００７３】
上記モードＭ３は、車室内を快適に冷房維持するための運転である。図８に示すように、モードＭ３では、上記モードＣ６の状態から、サイドレジスタ３７を閉じた状態となる。その他はモードＣ６と同様である。従って、サイド吹出口３２からは調和空気が吹き出されず、全ての調和空気が上部空気口４から車室７内に供給される。それ以外の動作はモードＣ６と同様である。つまり、温度差が小で日射量が小のときには、上部空気口４を全開として調和空気を供給すると共に、サンルーフ１から日光をできるだけ多く導入する。
【００７４】
更に、上記Ｃ３，Ｃ５，Ｃ６，Ｍ１／２，Ｍ３の各モードでは、サブ吸込口３５からの吹き出し風量と、上部空気口４からの吹き出し風量とを適宜調節している。具体的には、上述の実測温度と設定温度との温度差が小さくなるにつれて、また実測日射量が小さくなるにつれてサブ吸込口３５からの吹き出し風量を減らすと共に上部空気口４からの吹き出し風量を増やすようにしている。
【００７５】
尚、上述のように、温度差及び日射量が大の場合には、モードＣ１の運転を３０秒間行った後にモードＣ２の運転を行うようにしているが、これに代えて、以下のような運転を行うようにしてもよい。
【００７６】
つまり、冷房運転開始時に温度差及び日射量が大の場合、サイドレジスタ３７、モードドアＣ３６及びモードドアＢ３８，３９，４５を閉じ、モードドアＡ４３、内気ドア４０及びリサイクルドア４７を開き、内外気ドア４１をメインブロア１１が内気を吸入するように切り換える。また、サンシェード５０を遮断状態とし、サンルーフ１をチルトアップする。この状態で、サブ吸込口３５からサブブロア１２が吸入する内気は、サブ吐出ダクト２６を通ってメインブロア１１に流れる。メインブロア１１は、サブ吐出ダクト２６及びメイン吸入ダクト２１からの内気を吸入して吐出する。その後、内気はメインダクト２２、フロアダクト２３及びピラーダクト２４を通ってルーフ通路２８に流れ、サンルーフ１から車外に排出される。そして、この様な運転を例えば１０秒間だけ行って上記モードＣ１の運転に移行し、モードＣ１の運転を２０秒間行った後にモードＣ２の運転に移行するようにしてもよい。
【００７７】
−暖房運転動作−
先ず、暖房運転時の動作について説明する。この暖房運転時には、上記エバポレータ１３には冷媒を流さず、ヒータコア１４にエンジンの冷却水を流す。そして、この冷却水との熱交換によってメインブロア１１が吐出する空気を加熱し、高温の調和空気を生成する。また、上記エアミックスダンパ１５によってヒータコア１４に流れる空気量を調節し、これによって調和空気の温度を調節する。また、上記コントローラ７０には表３に示すような制御マップが記録されており、上述の実測温度と設定温度との温度差及び実測日射量に基づいて運転状態を切り換えるようにしている。
【００７８】
【表３】
つまり、上記温度差が大きい場合において、日射量が小であればモードＨ６の運転を、中であればモードＨ５の運転を、大であればモードＨ４の運転を行う。また、温度差が小さい場合において、日射量が小又は中であればモードＨ２／３の運転を、大であればモードＨ１の運転を行う。そして、上記の各モードでは、表４に示すような運転を行う。尚、表４におけるモードドアＡ４３、モードドアＢ３８，３９，４５及びモードドアＣ３６は、表２におけるものと同様である。
【００８０】
【表４】
上記モードＨ６は、ダクト内に溜まった冷気を排出するため運転である。図９に示すように、モードＨ６では、モードドアＣ３６、モードドアＡ４３及び内気ドア４０が開かれ、サイドレジスタ３７、モードドアＢ３８，３９，４５及びリサイクルドア４７が閉じられ、内外気ドア４１はメインブロア１１が内気を吸入するように切り換えられ、サンシェード５０は遮断状態とされる。この状態で、サブ吸込口３５からサブブロア１２に吸入された内気は、サブ吐出ダクト２６を通ってメインブロア１１の吸入側に送られる。メインブロア１１は、サブ吐出ダクト２６及びメイン吸入ダクト２１からの内気を吸入して吐出する。このメインブロア１１から吐出された空気は、ヒータコア１４を通って加熱された後に、デフロスタ吹出口３１から車室７内に吹き出される。つまり、温度差が大で日射量が小のときには、車室７内の冷気を吸入して加熱した後に、乗員から離れたデフロスタ吹出口３１より車室７内に吹き出す。尚、このモードＨ６は、暖房運転開始直後の所定時間、例えば３０秒間だけ行われ、所定時間経過後は強制的にモードＨ５に移行される。
【００８２】
上記モードＨ５は、乗員の近傍を急速に暖房するするための運転である。図１０に示すように、モードＨ５では、上記モードＨ６の状態から、サイドレジスタ３７ー及びモードドアＢ３８，３９，４５を開いた状態となる一方、内外気ドア４１はメインブロア１１が内気又は外気の一方又は両方を吸入するように切り換えられる。その他はモードＨ６と同様である。この状態で、サブ吸込口３５からサブブロア１２に吸入された内気は、サブ吐出ダクト２６を通ってメインブロア１１の吸入側に送られる。メインブロア１１は、サブ吐出ダクト２６から内気を、メイン吸入ダクト２１から内気又は外気を吸入して吐出する。このメインブロア１１から吐出された空気は、ヒータコア１４を通って加熱された後に、デフロスタ吹出口３１、サイド吹出口３２及びフット吹出口３３から車室７内に吹き出されると共に、フロアダクト２３を通ってフロア吹出口３４からも吹き出される。つまり、温度差が大で日射量が中のときには、暖かい調和空気を車室７内に満遍なく供給する。尚、モードＨ５では、メインブロア１１が内気のみを吸い込むようにしてもよい。
【００８３】
上記モードＨ４は、車室内を快適に暖房維持するための運転である。図１１に示すように、モードＨ４では、上記モードＨ５の状態から、モードドアＣ３６及び内気ドア４０を閉じた状態となる。また、サンシェード５０はスライドして上部空気口４が全開状態となる。その他はモードＨ５と同様である。この状態で、上部空気口４からピラーダクト２４及びサブ吸入ダクト２５を通ってサブブロア１２に吸入された内気は、サブ吐出ダクト２６を通ってメインブロア１１の吸入側に送られる。メインブロア１１は、サブ吐出ダクト２６から内気を、メイン吸入ダクト２１から内気又は外気を吸入して吐出する。このメインブロア１１から吐出された空気は、ヒータコア１４を通って加熱された後に、上記モードＨ５と同様に、デフロスタ吹出口３１、サイド吹出口３２、フット吹出口３３及びフロア吹出口３４から車室７内に吹き出されるつまり、温度差が大で日射量が大のときには、車室７内に冷たい調和空気を供給しつつ、サンルーフ１から日光をできるだけ多く導入する。
【００８４】
上記モードＨ２／３は、車室内を快適に暖房維持するための運転である。図１１に示すように、モードＨ２／３では、上記モードＨ４の状態から、内外気ドア４１をメインブロア１１が外気を吸入するように切り換えた状態となる。その他はモードＨ４と同様である。従って、メインブロア１１がメイン吸入ダクト２１を通じて外気を吸入する以外は、モードＣ２の動作と同様である。つまり、温度差が中で日射量が小又は中のときには、外気を加熱して車室７内に供給しつつ、サンルーフ１から日光をできるだけ多く導入する。
【００８５】
上記モードＨ１は、車室内を快適に暖房維持するための運転である。図１１に示すように、モードＨ１では、上記モードＨ２／３の状態から、サンシェード５０において移動磁石５５が往復移動して導風板５６が回転するサンシェード５０の連通状態となる。その他はモードＨ２／３と同様である。従って、連通状態のサンシェード５０を通してサンルーフ１から日光を導入する以外は、モードＨ１の動作と同様である。つまり、温度差が中で日射量が大のときには、サンシェード５０を連通状態として、サンルーフ１からの日光を遮りつつ上部空気口４から内気を吸引する。
【００８６】
尚、上述の冷房運転及び暖房運転においては、コントローラ７０の指示に従ってサンシェード５０を遮断状態と連通状態とに切り換え、またサンシェード５０全体をスライドさせて該サンシェード５０が上部空気口４に位置する状態と、上部空気口４から外れて位置する状態とに切り換えている。しかしながら、この様なサンシェード５０の操作はコントローラ７０の指示のみによって行われるのではなく、乗員のマニュアル設定によってサンシェード５０の操作を行うことも可能である。
【００８７】
−実施形態１の効果−
本実施形態１によれば、上部空気口４から調和空気を吹き出すことができる。このため、冷房運転時には車室７の上部、即ち乗員の頭の付近を効率的に冷房することができ、乗員の快適性を向上させることができる。更に、上記サンシェード５０を設けることによって上部空気口４から調和空気を吹き出す際の吹き出し位置や吹出し方向を変更するようにしている。このため、車室７の各方向に向けて満遍なく調和空気を吹き出すことができる。この結果、同じ箇所に調和空気が吹き付けられることによって乗員に不快感を与えるのを防止でき、また、車室７内を均等に空調することができる。従って、これによっても乗員の快適性を向上させることができる。
【００８８】
また、サブ吸込口３５から乗員近傍の内気を吸入してメインブロア１１に送ることができる。従って、冷房時には乗員付近の熱気を吸い込み、冷却して再び車室７内に送ることができる一方、暖房時には乗員付近の冷気を吸い込み、加熱して再び車室７内に送ることができる。このため、車室７の乗員付近を確実に快適な状態とすることができる。
【００８９】
また、上部空気口４から吸い込んだ内気をメインブロア１１に送ることができる。従って、暖房時に車室７の上部、即ち乗員の頭の付近に暖かい空気が滞留するのを防ぐことができ、これによっても乗員の快適性を向上させることができる。
【００９０】
また、冷房運転開始時には、車室７内に冷却した調和空気を吹き出すと同時に車室７内の熱気を車外へ排出することができる。このため、車室７内の温度を短時間で低下させることができる。
【００９１】
また、コントローラ７０が設定温度と実測温度との温度差、及び実測日射量に基づいて種々の運転状態を選択し、これに従って空調運転を行うようにしている。このため、運転状態に適した空調運転を行うことができ、快適性を向上させることができる。
【００９２】
また、上部空気口４から調和空気を吹き出すようにしているため、従来インストルメントパネルの中央に設けられていたセンタ吹出口を省略した場合であっても車室７内の空調を充分に行うことができる。このため、従来はセンタ吹出口が設けられていた部分にオーディオや空調装置の操作部あるいはスピードメータ等の計器類を配置することが可能となり、インストルメントパネル周辺のデザインの自由度を向上させることができる。
【００９３】
【発明の実施の形態２】
本発明の実施形態２は、上記実施形態１においてサンシェード５０の構成を変更したものである。本実施形態のサンシェード５０は、図１２に示すように、布状でエンドレスのシート部材６１と、一対のメインローラ６６と、一対のサブローラ６７とを備えている。
【００９４】
上記各メインローラ６６は、回転軸が車室７の左右方向と一致する姿勢で設けられている。また、一対のメインローラ６６のうち、一方は上部空気口４の前端部の近傍に位置して設けられ、他方は上部空気口４の後端部よりも後方に設けられている。そして、両メインローラ６６には、上記シート部材６１が巻回されている。また、後方のメインローラ６６は図外のモータによって回転駆動され、これによってシート部材６１を移動させるようにしている。つまり、両メインローラ６６とモータとがシート移動手段を構成している。
【００９５】
上記サブローラ６７は、メインローラ６６よりもやや小径に形成されている。このサブローラ６７は、回転軸がメインローラ６６の回転軸と平行となる姿勢で、一方が上部空気口４の前端部に、他方が上部空気口４の後端部に設けられている。また、両サブローラ６７は、メインローラ６６に巻回されたシート部材６１を上から押さえるように配置されている。
【００９６】
上記シート部材６１は、上部空気口４の幅と同等又はやや幅広に形成されたシート本体６２の所定位置に複数の通気孔６３，６４，６５を形成して成り、上記メインローラ６６に巻回されている。各通気孔６３，６４，６５は、シート本体６２の全幅に亘って開口すると共に、長さの異なる大通気孔６３、中通気孔６４及び小通気孔６５に構成されている。
【００９７】
小通気孔６５は、４つ設けられ、少なくとも複数の小通気孔６５が上部空気口４に同時に位置するように比較的短い長さに形成されている。この小通気孔６５は、一定の間隔で４つ並んで形成されている。
【００９８】
中通気孔６４は、小通気孔６５よりもやや長く形成されて１つだけ設けられている。この中通気孔６４は、図１３に示すように、上部空気口４で重なり合うシート部材６１において、上方に小通気孔６５が位置する際には下方に中通気孔６４が位置するように、所定の位置に形成されている。この状態では、小通気孔６５と中通気孔６４とが重複する部分においてルーフ通路２８と車室７とが連通する状態となる。更に、この状態でモータによってメインローラ６６を正回転又は逆回転させると、小通気孔６５と中通気孔６４との重複箇所が変化し、ルーフ通路２８と車室７との連通箇所が移動する。つまり、この状態でサンシェード５０は連通状態となる。
【００９９】
大通気孔６３は、上部空気口４の前後長に対応した長さに形成されて２つ並んで設けられている。この大通気孔６３は、図１４に示すように、上部空気口４で重なり合うシート部材６１において、上方に一方の大通気孔６３が位置する際には下方に他方の大通気孔６３が位置するように形成されている。この状態では、上部空気口４には大通気孔６３のみが位置することとなる。つまり、この状態で上部空気口４は全開状態となる。
【０１００】
また、上記シート部材６１には、上部空気口４の前後長に対応した長さに亘ってシート本体６２に何れの通気孔も開口しない部分が形成されている。そして、シート部材６１は、図１２に示すように、上部空気口４で重なり合うシート部材６１において、上方又は下方にシート本体６２のみが位置するようにして上部空気口４を遮断できるように構成されている。つまり、この状態でサンシェード５０は遮断状態となる。
【０１０１】
本実施形態の空調装置は、上記実施形態１と同様に、コントローラ７０の制御マップに基づいて種々のモードの運転を行う。その際、メインローラ６６の回転によってシート部材６１を移動させ、これによって、サンシェード５０の連通状態と、遮断状態と、上部空気口４の全開状態とを切り換える。そして、本実施形態によっても、上記実施形態１と同様の効果が得られる。
【０１０２】
【発明のその他の実施の形態】
上記実施形態２では、シート部材６１をエンドレスの輪状に形成して一対のメインローラ６６に巻回するようにしている。これに対し、所定の通気孔を形成した長尺のシート部材を上部空気口４に位置して張り渡し、このシート部材の端部を上部空気口４の前後に位置する一対のローラに固定して両ローラにシート部材を巻き取るようにしてもよい。そして、ローラをモータで駆動してシート部材の巻取りと送り出しとを行い、これによって通気孔の位置を移動させてサンシェード５０の連通状態と、遮断状態と、上部空気口４の全開状態とを切り換えるようにしてもよい。
【０１０３】
また、上記実施形態１及び実施形態２では、サンルーフ１に対応して内張り３に形成された開口を上部空気口４とし、この張りの開口に風調節機構としてのサンシェード５０を設けるようにしている。これに対し、サンルーフ１が設けられていない自動車においては、以下のようにしてもよい。つまり、天井の内張りに上部空気口４を形成し、上記各実施形態のサンシェード５０と同様に構成された風調節機構を上部空気口に設けて、風調節機構とルーフとの間にルーフ通路２８を形成する。そして、このルーフ通路２８にピラーダクト２４の上端開口２９を設けるようにする。尚、この場合は、上記各実施形態におけるモードＣ１の運転、即ちサンルーフをチルトアップして車室内の熱気を排出する運転は行うことができないが、その他のモードの運転は上記各実施形態と同様に行うことができる。
【０１０４】
また、上記実施形態１及び実施形態２において、ピラーダクト２４の上端開口２９にモータ等で駆動されるルーバを風調節機構として設けるようにしてもよい。つまり、サンルーフ１に対応する内張り３の開口４とピラーダクト２４の上端開口２９とを上部空気口４とし、両者に風調節機構を設けるようにしてもよい。この場合、サンルーフ１に対応する内張り３の開口である上部空気口４を全開状態とした際においても、ピラーダクト２４の上端開口２９に設けたルーバによって、調和空気の吹出し方向を自動的に変更することが可能である。
【０１０５】
また、上記実施形態１及び実施形態２では、センターコンソールの後端部に位置してサブブロア１２を１つ設けるようにしたが、これに代えて、各ピラーダクト２４に対応して車室左右のサイドシル付近に１つずつ、合計２つのサブブロア１２を設けるようにしてもよい。
【０１０６】
また、上記実施形態１及び実施形態２では、センターピラーに沿ってピラーダクト２４を設けるようにしたが、これに代えて、センターピラーの内部にピラーダクト２４を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態１に係る自動車の空調装置の概略構成図である。
【図２】 実施形態１におけるサンルーフ、サンシェード及びピラーダクトの配置を示す要部の上方斜視図である。
【図３】 実施形態１におけるサンルーフ、サンシェード及び上部空気口の配置を示す要部の概略側方断面図である。
【図４】 図３における要部拡大図である。
【図５】 図４における要部拡大図である。
【図６】 モードＣ１における運転状態を示す自動車の空調装置の概略構成図である。
【図７】 モードＣ２，Ｃ４における運転状態を示す自動車の空調装置の概略構成図である。
【図８】 モードＣ３，Ｃ５，Ｃ６、Ｍ１／２，Ｍ３における運転状態を示す自動車の空調装置の概略構成図である。
【図９】 モードＨ６における運転状態を示す自動車の空調装置の概略構成図である。
【図１０】 モードＨ５における運転状態を示す自動車の空調装置の概略構成図である。
【図１１】 モードＨ１，Ｈ２／３，Ｈ４における運転状態を示す自動車の空調装置の概略構成図である。
【図１２】 実施形態２におけるサンルーフ、サンシェード及び上部空気口の配置を示す要部の概略側方断面図である。
【図１３】 実施形態２における連通状態のサンシェードを示す概略側方断面図である。
【図１４】 実施形態２における上部空気口を全開とした際のサンシェードを示す概略側方断面図である。
【符号の説明】
１ サンルーフ
３ 内張り
４ 上部空気口
７ 車室
１１ メインブロア
１２ サブブロア
１３ エバポレータ
１４ ヒータコア
２０ 空気通路
２２ メインダクト
２３ フロアダクト
２４ ピラーダクト
２５ サブ吸入ダクト
２６ サブ吐出ダクト
２７ リサイクルダクト
２８ ルーフ通路
３１ デフロスタ吹出口
３５ サブ吸込口
４７ リサイクルドア
５０ サンシェード
５４ モータ
５５ 移動磁石
５６ 導風板
５７ バネ
５８ ストッパ
５９ 回転用磁石
６１ シート部材
６３ 大通気孔
６４ 中通気孔
６５ 小通気孔
６６ メインローラ
７０ コントローラ
Claims (10)
- サンルーフを備え、該サンルーフに対応して内張りに開閉自在のサンルーフ用の開口が形成され、該サンルーフと開口との間にルーフ通路が区画形成された自動車において、
少なくとも車室内の内気を案内する空気通路と、
上記空気通路内を空気が流れるように、該空気を吸引して吐出する送風手段と、
車室内を空調するために上記空気通路内を流れる空気を温度調節する温調手段と、
上記空気通路に形成されて車室の前方から乗員に向けて空気を吹き出し可能に構成された前方吹出口とを備え、
上記ルーフ通路が空気通路の延長部になるように、且つ上記開口が上部空気口になるように該空気通路をルーフ通路に連通させる一方、
車室内の気温を検出する車室温センサと、
入力された設定温度及び上記車室温センサの検出温度に基づき、サンルーフを開き且つ上部空気口を閉じ、空気通路内に吸い込んだ内気の一部をルーフ通路に導いてサンルーフから車室外に排出すると同時に該内気の残りを温調手段によって冷却して車室内に供給する運転と、該運転の後に設定温度と車室温センサの検出温度との温度差が所定値よりも大きい場合には前方吹出口のみから空気を吹き出し、上記温度差が所定値以下の場合には前方吹出口から吹き出す空気量を減らし且つ上部空気口から吹き出す空気量を増やす運転とを行うように構成された制御手段とを備えている自動車の空調装置。 - 車室内の内気又は車室外の外気の少なくとも一方の空気を案内する空気通路と、
上記空気通路内を空気が流れるように、該空気を吸引して吐出する送風手段と、
車室内を空調するために上記空気通路内を流れる空気を温度調節する温調手段と、
上記空気通路に形成されて車室の天井付近に開口する上部空気口と、
上記空気通路に形成されて車室の前方から乗員に向けて空気を吹き出し可能に構成された前方吹出口と、
上部空気口から吹き出される空気量と前方吹出口から吹き出される空気量との割合を車室内の状態に応じて変更する制御手段と、
車室内の気温を検出する車室温センサとを備え、
上記制御手段は、設定温度と上記車室温センサの検出温度との温度差が所定値よりも大きい場合には前方吹出口のみから空気を吹き出し、上記温度差が所定値以下の場合には前方吹出口から吹き出す空気量を減らし且つ上部空気口から吹き出す空気量を増やすように構成されている自動車の空調装置。 - 車室内の内気又は車室外の外気の少なくとも一方の空気を案内する空気通路と、
上記空気通路内を空気が流れるように、該空気を吸引して吐出する送風手段と、
車室内を空調するために上記空気通路内を流れる空気を温度調節する温調手段と、
上記空気通路に形成されて車室の天井付近に開口する上部空気口と、
上記空気通路に形成されて車室の前方から乗員に向けて空気を吹き出し可能に構成された前方吹出口と、
上部空気口から吹き出される空気量と前方吹出口から吹き出される空気量との割合を車室内の状態に応じて変更する制御手段と
日射量を検出する日射量センサとを備え、
上記制御手段は、上記日射量センサの検出日射量が所定値以下の場合には前方吹出口から吹き出す空気量を減らし且つ上部空気口から吹き出す空気量を増やすように構成されている自動車の空調装置。 - 車室内の内気又は車室外の外気の少なくとも一方の空気を案内する空気通路と、
上記空気通路内を空気が流れるように、該空気を吸引して吐出する送風手段と、
車室内を空調するために上記空気通路内を流れる空気を温度調節する温調手段と、
上記空気通路に形成されて車室の天井付近に開口する上部空気口と、
上記空気通路に形成されて車室の前方から乗員に向けて空気を吹き出し可能に構成された前方吹出口と、
上部空気口から吹き出される空気量と前方吹出口から吹き出される空気量との割合を車室内の状態に応じて変更する制御手段とを備え、
上記送風手段は、内気又は外気を吸入するメインブロアと、内気のみを吸入するサブブロアとより構成され、
上記空気通路は、
車室の中央部におけるフロア付近に開口し、上記サブブロアの吸入側と連通して内気を吸い込むためのサブ吸込口と、
上記サブブロアによってサブ吸込口から内気を吸い込む状態と上部空気口から内気を吸い込む状態とに切り換える切換手段とを備え、
上記サブブロアが吐出する空気を少なくともメインブロアの吸入側に導くように構成されている自動車の空調装置。 - 車室内の内気又は車室外の外気の少なくとも一方の空気を案内する空気通路と、
上記空気通路内を空気が流れるように、該空気を吸引して吐出する送風手段と、
車室内を空調するために上記空気通路内を流れる空気を温度調節する温調手段と、
上記空気通路に形成されて車室の天井付近に開口する上部空気口と、
上記空気通路に形成されて車室の前方から乗員に向けて空気を吹き出し可能に構成された前方吹出口と、
上部空気口から吹き出される空気量と前方吹出口から吹き出される空気量との割合を車室内の状態に応じて変更する制御手段とを備え、
上記送風手段は、内気又は外気を吸入するメインブロアと、内気のみを吸入するサブブロアとより構成され、
上記空気通路は、
車室の中央部におけるフロア付近に開口し、上記サブブロアの吸入側と連通して内気を吸い込むためのサブ吸込口と、
上記サブブロアによってサブ吸込口から内気を吸い込む状態と上部空気口から内気を吸い込む状態とに切り換え、且つ上記サブブロアが吐出する空気をメインブロアの吸入側に導く状態と上部空気口の方向に導く状態とに切り換える切換手段とを備えている自動車の空調装置。 - 請求項４又は５記載の自動車の空調装置において、
空気通路は、
センターピラーに沿って上下に延び、上端部で上部空気口と連通するピラー通路と、
一端がメインブロアの吐出側に接続され、他端が上記ピラー通路の下端部に接続されるメイン通路と、
一端がサブブロアの吸入側に接続されて他端が上記メイン通路に接続され、該メイン通路を介して上記ピラー通路に連通する状態と他端側で遮断される状態とに切り換え自在に構成される共に、開閉自在に構成されたサブ吸込口を有するサブ吸入通路と、
一端が上記サブブロアの吐出側に接続されて他端が上記メインブロアの吸入側に接続されるサブ吐出通路と、
一端が上記メイン通路に接続されて他端が上記サブ吐出通路に接続されたリサイクル通路と、
上記サブ吐出通路が連通し且つリサイクル通路が遮断される状態と、上記サブ吐出通路が遮断され且つリサイクル通路が連通する状態とに切り換えるためのダンパ機構とを備えている自動車の空調装置。 - 請求項６記載の自動車の空調装置において、
ピラー通路は、左右のセンターピラーに対応して１つずつ設けられ、
サブブロアは、車室の中央のフロア部に１つ設けられている自動車の空調装置。 - 請求項６記載の自動車の空調装置において、
ピラー通路は、左右のセンターピラーに対応して１つずつ設けられ、
サブブロアは、上記各ピラー通路に対応して車室の左右のフロア部に１つずつ設けられている自動車の空調装置。 - 車室内の内気又は車室外の外気の少なくとも一方の空気を案内する空気通路と、
上記空気通路内を空気が流れるように、該空気を吸引して吐出する送風手段と、
車室内を空調するために上記空気通路内を流れる空気を温度調節する温調手段と、
上記空気通路に形成されて車室の天井付近に開口する上部空気口と、
上記空気通路に形成されて車室の前方から乗員に向けて空気を吹き出し可能に構成された前方吹出口と、
上部空気口から吹き出される空気量と前方吹出口から吹き出される空気量との割合を車室内の状態に応じて変更する制御手段とを備え、
上記空気通路に形成されて車室の中央部におけるフロア付近に開口し、空気通路内に内気を吸い込むためのサブ吸込口を備え、
少なくともサブ吸込口から内気を吸い込み、該内気を温調手段によって加熱又は冷却して車室の前方から乗員に向けて吹き出す運転を行うように構成されている自動車の空調装置。 - 車室内の内気又は車室外の外気の少なくとも一方の空気を案内する空気通路と、
上記空気通路内を空気が流れるように、該空気を吸引して吐出する送風手段と、
車室内を空調するために上記空気通路内を流れる空気を温度調節する温調手段と、
上記空気通路に形成されて車室の天井付近に開口する上部空気口と、
上記空気通路に形成されて車室の前方から乗員に向けて空気を吹き出し可能に構成された前方吹出口と、
上部空気口から吹き出される空気量と前方吹出口から吹き出される空気量との割合を車室内の状態に応じて変更する制御手段とを備え、
上記空気通路に形成されて車室の中央部におけるフロア付近に開口し、空気通路内に内気を吸い込むためのサブ吸込口を備え、
吸込口から内気を吸い込み、該内気を温調手段によって加熱してデフロスタ吹出口から吹き出す運転を行うように構成されている自動車の空調装置。
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