JP3767105B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インストルメントパネルの側方に形成されるサイドフェイス吹出口から最適な温度の空気流を吹き出すようにした車両用空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、車両のインストルメントパネルに設けられたセンタフェイス吹出口およびサイドフェイス吹出口にそれぞれ空気を送る空気通路に、冷凍サイクルのエバポレータで冷却された空気をヒータコア等の加熱用熱交換器を迂回させて直接誘導することにより乗員に冷風感を与える冷風バイパス通路を設けた車両用空気調和装置がある。
【０００３】
ここで、サイドフェイス吹出口は、どの吹出口モードの時でも空気流を吹き出すことができるので、例えばＦＯＯＴモードのような暖房モードのときには、サイドフェイス吹出口から吹き出される温風をサイドウインドガラスに向けることにより、サイドフェイス吹出口をサイドデフロスタとして使用することもできる。さらに、サイドフェイス吹出口から吹き出される温風を乗員に向けることにより、乗員の頭胸部を暖めたりすることもできる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の車両用空気調和装置においては、例えばＦＯＯＴモードの時に、冷風バイパス通路を開けておくと、サイドフェイス吹出口から吹き出される温風の温度が低くなるので、このとき温風をサイドウインドガラスに向けても曇り防止効果が低下するという問題が生じる。一方、例えばＦＯＯＴモードの時に、冷風バイパス通路を閉じておけば、サイドフェイス吹出口から吹き出される温風の温度が高くなるので、上記問題は解決されるが、その反面、その温風を乗員に向けると乗員の顔がほてり気分が悪くなるという別の問題が生じる。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、暖房時には側方上部吹出口から吹き出される空気流の風向によって必要とされる吹出温度が異なるという点に着目し、側方上部吹出口から吹き出される空気流の風向によって吹出温度を最適な温度に調整することにより、乗員の気分が悪くなることを防止すると共に、側面窓ガラスの曇り防止効果の低下を防止することのできる車両用空気調和装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、暖房時に、風向検出手段にて側方上部吹出口からの空気流が乗員に向いていることを検出した場合には、バイパス通路を開くようにバイパスドアを制御することにより、側方上部吹出口から吹き出される空気の吹出温度が低くなり、乗員の顔のほてりを抑えて乗員の気分が悪くなることを抑えることができる。
請求項２に記載の発明によれば、側方上部吹出口からの空気流が乗員に向いている程、バイパス通路の開度を大きくすることにより、側方上部吹出口から吹き出される空気の吹出温度が低くなるので、頭寒足熱の良好な暖房感を乗員に与えることができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明によれば、暖房時に、風向検出手段にて側方上部吹出口からの空気流が側面窓ガラスに向いていることを検出した場合には、バイパス通路を閉じるようにバイパスドアを制御することにより、側方上部吹出口から吹き出される空気の吹出温度が高くなり、側面窓ガラスの曇り除去効果を向上することができる。
請求項４に記載の発明によれば、側方上部吹出口からの空気流が側面窓ガラスに向いている程、バイパス通路の開度を小さくすることにより、側方上部吹出口から吹き出される空気の吹出温度が高くなるので、側面窓ガラスの曇り除去効果を向上することができる。
【０００８】
請求項６に記載の発明によれば、サイドグリル内に、少なくとも水平方向に揺動運動を行って側方上部吹出口からの空気流の風向を変更するスイングルーバを設けることにより、側方上部吹出口から広い範囲に渡って空調風を吹き出すことができる。これにより、車室内全体が略均一温度となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
〔実施形態の構成〕
図１ないし図１１は本発明の実施形態を示したもので、図１は運転席側サイドグリルからの風向に対する冷風バイパス開閉領域を示した図で、図２は車両用空気調和装置の全体構成を示した図で、図３は車両のインストルメントパネルを示した図である。
【００１０】
本実施形態の車両用空気調和装置は、エンジンを搭載する自動車等の車両の車室内を空調する空調ユニット１における各空調手段（サーボモータ等のアクチュエータ）を、空調制御装置（以下エアコンＥＣＵと言う）５０によって制御するように構成されている。その空調ユニット１は、車両の前席右（以下運転席と言う）側の空調ゾーンと車両の前席左（以下助手席と言う）側の空調ゾーンとの温度調節を互いに独立して行うことが可能なエアコンユニットである。
【００１１】
空調ユニット１は、車両の車室内の前方に配置された空調ダクト２を備えている。この空調ダクト２の上流側には、内外気切替ドア３およびブロワ４とが設けられている。内外気切替ドア３は、サーボモータ５により駆動されて車室内の空気（内気）を吸い込む内気吸込口６と、車室外の空気（外気）を吸い込む外気吸込口７との開度を変更する吸込口切替手段である。ブロワ４は、ブロワ駆動回路８により制御されるブロワモータ９により回転駆動されて空調ダクト２内において車室内に向かう空気流を発生させる送風機である。
【００１２】
空調ダクト２の中央部には、空調ダクト２内を通過する空気を冷却する冷凍サイクルのエバポレータ（空気冷却手段）１０が、空調ダクト２の全面に渡って設けられている。また、そのエバポレータ１０の下流側には、第１空気通路１１および第２空気通路１２を通過する空気を加熱するエンジンの冷却水を熱源としたヒータコア（空気加熱手段）１３が設けられている。
【００１３】
なお、第１空気通路１１および第２空気通路１２は仕切り板１４により区画されており、ヒータコア１３は仕切り板１４を貫通して設けられている。ここで、ヒータコア１３は、本発明の加熱用熱交換器に相当する。そして、ヒータコア１３の下流側には、車室内の運転席側の空調ゾーンと助手席側の空調ゾーンとの温度調節を互いに独立して行うための運転席側、助手席側エアミックスドア１５、１６が設けられている。
【００１４】
そして、運転席側、助手席側エアミックスドア１５、１６は、サーボモータ１７、１８により駆動されてヒータコア１３を通過する空気量とヒータコア１３を迂回する空気量とを調節することにより運転席側、助手席側に向けて吹き出す空気の吹出温度を調節する。ここで、ヒータコア１３、運転席側エアミックスドア１５および助手席側エアミックスドア１６により温度可変手段が構成される。
【００１５】
第１空気通路１１の下流側では、フロントウインドガラスの内面に向けて空気流（主に温風）を吹き出すためのデフロスタ（ＤＥＦ）吹出口２０、運転席側の乗員の上半身（頭胸部）に向けて空気流（主に冷風）を吹き出すためのセンタフェイス（ＦＡＣＥ）吹出口（本発明の中央上部吹出口に相当する）２１ａ、少なくとも運転席側の乗員のサイドウインドガラス側上半身および運転席側のサイドウインドガラスの内面のいずれかに向けて空気流（冷風または温風）を吹き出すための運転席側サイドフェイス（ＦＡＣＥ）吹出口（本発明の側方上部吹出口に相当する）２２ａ、および運転席側の乗員の足元部に向けて空気流（主に温風）を吹き出すための運転席側フット（ＦＯＯＴ）吹出口２３ａが開口している。なお、ＤＥＦ吹出口２０からは、運転席側空調ゾーンのフロントウインドガラスの内面だけでなく、助手席側空調ゾーンのフロントウインドガラスの内面に向けても空気流（主に温風）が吹き出される。
【００１６】
また、第２空気通路１２の下流側では、助手席側の乗員の上半身（頭胸部）に向けて空気流（主に冷風）を吹き出すための助手席側センタフェイス（ＦＡＣＥ）吹出口（本発明の中央上部吹出口に相当する）２１ｂ、少なくとも助手席側の乗員のサイドウインドガラス側上半身および助手席側のサイドウインドガラスの内面のいずれかに向けて空気流（冷風または温風）を吹き出すための助手席側サイドフェイス（ＦＡＣＥ）吹出口（本発明の側方上部吹出口に相当する）２２ｂ、および助手席側の乗員の足元部に向けて空気流（主に温風）を吹き出すための助手席側フット（ＦＯＯＴ）吹出口２３ｂが開口している。
【００１７】
そして、第１、第２空気通路１１、１２内には、車室内の運転席側と助手席側との吹出口モードの設定を互いに独立して行う運転席側、助手席側吹出口切替ドア２４〜２８が設けられている。そして、運転席側、助手席側吹出口切替ドア２４〜２８は、本発明のモード切替ドアに相当するもので、サーボモータ３０〜３２により駆動されて運転席側、助手席側の吹出口モードをそれぞれ切り替える。ここで、運転席側、助手席側の吹出口モードとしては、フェイス（ＦＡＣＥ）モード、バイレベル（Ｂ／Ｌ）モード、フット（ＦＯＯＴ）モード、フットデフ（Ｆ／Ｄ）モード、デフロスタ（ＤＥＦ）モード等がある。
【００１８】
さらに、空調ダクト２は、エバポレータ１０の手前の冷風、あるいはエバポレータ１０を通過した冷風を、ヒータコア１３をバイパスして直接第１、第２空気通路１１、１２の下流部に導くための冷風バイパス通路３３、３４を備える。この冷風バイパス通路３３、３４は、空調ダクト２の空気冷却部の下流直後と運転席側センタＦＡＣＥ吹出口２１ａ、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａ、助手席側センタＦＡＣＥ吹出口２１ｂおよび助手席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ｂとを連結する冷風バイパスダクト内に形成されている。
【００１９】
そして、冷風バイパス通路３３、３４の上流には、冷風バイパス通路３３、３４の開閉を行う冷風バイパスドア３５、３６が設けられている。この冷風バイパスドア３５、３６は、サーボモータ３７、３８により駆動されて冷風バイパス通路３３、３４の開度調節を行う。そして、運転席側センタＦＡＣＥ吹出口２１ａ、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａ、助手席側センタＦＡＣＥ吹出口２１ｂおよび助手席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ｂには、インストルメントパネル（格納部材）３９にスイングルーバ装置がそれぞれ取り付けられている。
【００２０】
次に、スイングルーバ装置を図１ないし図６に基づいて簡単に説明する。ここで、図４はスイングルーバ装置の全体構成を示した図で、図５は運転席側の第１ルーバ揺動手段の構成を示した図で、図６は運転席側の第２ルーバ揺動手段の構成を示した図である。なお、助手席側の第１、第２ルーバ揺動手段は運転席側と同一の構成のため図示しない。
【００２１】
スイングルーバ装置は、運転席側センタグリル４１ａ、運転席側サイドグリル４２ａ、助手席側センタグリル４１ｂおよび助手席側サイドグリル４２ｂ内にそれぞれ設けられている。なお、これらのグリル４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ内の空気通路は、上記の運転席側センタＦＡＣＥ吹出口２１ａ、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａ、助手席側センタＦＡＣＥ吹出口２１ｂおよび助手席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ｂとして利用される。そして、それらのグリル４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂには、第１ルーバ揺動手段および第２ルーバ揺動手段が設けられている。
【００２２】
第１ルーバ揺動手段は、各グリル内において水平方向に複数列設された第１ルーバフィン（以下第１スイングルーバと言う）４３と、第１スイングルーバ４３を支点を中心にして水平方向（左右方向）に揺動運動させる第１リンクレバー４４と、第１アームプレート４４ａを介して第１リンクレバー４４を水平方向に往復運動させる第１駆動モータ４５とから構成された水平方向変位手段である。
【００２３】
第２ルーバ揺動手段は、各グリル内において上下方向に複数列設された第２ルーバフィン（以下第２スイングルーバと言う）４６と、これらの第２スイングルーバ４６を支点を中心にして上下方向に揺動運動させる第２リンクレバー４７と、第２アームプレート４７ａを介して第２リンクレバー４７を上下方向に往復運動させる第２駆動モータ４８とから構成された上下方向変位手段である。
【００２４】
エアコンＥＣＵ５０は、本発明の空調制御手段に相当するもので、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータが設けられ、各センサからのセンサ信号が図示しない入力回路によってＡ／Ｄ変換された後に、マイクロコンピュータに入力されるように構成されている。そして、エアコンＥＣＵ５０には、図２に示したように、運転席側空調ゾーンを所望の温度に設定するための運転席側温度設定スイッチ（運転席側温度設定手段）５１、助手席側空調ゾーンを所望の温度に設定するための助手席側温度設定スイッチ（助手席側温度設定手段）５２、およびスイングスイッチ５３等が接続されている。
【００２５】
なお、スイングスイッチ５３は、各グリル４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ（各ＦＡＣＥ吹出口２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ）のスイングルーバ装置の第１、第２スイングルーバ４３、４６の揺動作動（スイング）および停止を指令するルーバ作動指令手段である。さらに、エアコンＥＣＵ５０には、車室内の空気温度（以下内気温度と言う）を検出する内気温度検出手段としての内気温度センサ５４、車室外の空気温度（以下外気温度と言う）を検出する外気温度検出手段としての外気温度センサ５５、および車室内に入射する日射量を検出する日射量検出手段としての日射センサ５６が接続されている。
【００２６】
また、エバポレータ１０による実際の空気冷却度合を検出する冷却度合検出手段としてのエバ後温度センサ５７、車両のエンジンの冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段としての冷却水温度センサ５８、およびＦＡＣＥ吹出口からの空気流の風向を検出する第１、第２風向センサ５９、６０が接続されている。なお、エバ後温度センサ５７は、具体的にはエバポレータ１０を通過した直後の空気温度（以下エバ後温度と言う）を検出するエバ後温度検出手段である。
【００２７】
第１風向センサ５９は、本発明の風向検出手段に相当するもので、第１スイングルーバ４３の水平方向の揺動角度（水平方向のルーバ角度）を検出するルーバ角度検出手段で、第１ルーバ揺動手段近傍にそれぞれ設けられている。具体的には、第１風向センサ５９は、図５に示したように、第１リンクレバー４４と一体的に水平方向に往復移動する可動接点５９ａ、およびこの可動接点５９ａの移動により分圧比を変える抵抗素子５９ｂ等よりなるポテンショメータである。
【００２８】
第２風向センサ６０は、複数の第２スイングルーバ４６の上下方向の揺動角度（上下方向のルーバ角度）を検出するルーバ角度検出手段で、第２ルーバ揺動手段近傍にそれぞれ設けられている。具体的には、第２風向センサ６０は、図６に示したように、第２リンクレバー４７と一体的に上下方向に往復移動する可動接点６０ａ、およびこの可動接点６０ａの移動により分圧比を変える抵抗素子６０ｂ等よりなるポテンショメータである。
【００２９】
〔実施形態の空調制御方法〕
次に、本実施形態のエアコンＥＣＵ５０による空調制御方法を、図１ないし図１１に基づいて説明する。ここで、図７はエアコンＥＣＵ５０の制御プログラムの一例を示したフローチャートである。
【００３０】
先ず、イグニッションスイッチがＯＮされてエアコンＥＣＵ５０に直流電源が供給されると、制御プログラム（図７のルーチン）の実行が開始される。このとき、先ず、データ処理用メモリ等の初期化を行う（ステップＳ１）。次に、データを読み込む。すなわち、各スイッチからのスイッチ信号や各センサからのセンサ信号を入力する（ステップＳ２）。
【００３１】
具体的には、運転席側、助手席側温度設定スイッチ５１、５２にて設定された運転席側、助手席側の設定温度と、スイングスイッチ５３の操作状態を入力してデータ処理用メモリに記憶する。また、内気温度センサ５４にて検出した内気温度、外気温度センサ５５にて検出した外気温度、日射センサ５６にて検出した日射量、エバ後温度センサ５７にて検出したエバ後温度、冷却水温度センサ５８にて検出した冷却水温度、第１風向センサ５９にて検出した水平方向のルーバ角度、および第２風向センサ６０にて検出した上下方向のルーバ角度を入力してデータ処理用メモリに記憶する。
【００３２】
次に、上記のような記憶データおよび下記の数１の式、数２の式に基づいて、運転席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）、および助手席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｐａ）を演算する（ステップＳ３）。
【００３３】
【数１】
【００３４】
【数２】
【００３５】
但し、Ｔｓｅｔ（Ｄｒ）およびＴｓｅｔ（Ｐａ）は、それぞれ運転席側空調ゾーンの設定温度、助手席側空調ゾーンの設定温度を表し、ＴＲ、ＴＡＭ、ＴＳは、それぞれ内気温度、外気温度、車室内への日射量を表す。Ｋｓｅｔ、ＫＲ、ＫＡＭ、ＫＳ、Ｋｄ（Ｄｒ）およびＫｄ（Ｐａ）は、それぞれ温度設定ゲイン、内気温度ゲイン、外気温度ゲイン、日射量ゲイン、運転席側、助手席側空調ゾーンの温度差補正ゲインを表す。
【００３６】
なお、Ｋａ（Ｄｒ）、Ｋａ（Ｐａ）は、それぞれ外気温度ＴＡＭが運転席側空調ゾーンおよび助手席側空調ゾーンの各空調温度に及ぼす影響度合を補正するゲインを表し、ＣＤ（Ｄｒ）、ＣＤ（Ｐａ）は上記影響度合に応じた定数、Ｃは補正定数を表す。ここで、Ｋａ（Ｄｒ）、Ｋａ（Ｐａ）、ＣＤ（Ｄｒ）、ＣＤ（Ｐａ）といった値は、車両の形や大きさ、空調ユニット１の吹出風向等様々なパラメータで変化する。
【００３７】
次に、上記のステップＳ３で求めた運転席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）および助手席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｐａ）に基づいてブロワ４に印加するブロワ制御電圧ＶＡを演算する（ステップＳ４）。具体的には、上記のブロワ制御電圧ＶＡは、目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）、ＴＡＯ（Ｐａ）にそれぞれ適合したブロワ制御電圧ＶＡ（Ｄｒ）、ＶＡ（Ｐａ）を図９の特性図に基づいて求めると共に、それらのブロワ制御電圧ＶＡ（Ｄｒ）、ＶＡ（Ｐａ）を平均化処理することにより得ている。
【００３８】
次に、上記のステップＳ３で求めた運転席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）および助手席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｐａ）と、図８の特性図に示した目標吹出温度に対する吹出口モード特性とに基づいて運転席側空調ゾーンおよび助手席側空調ゾーンの各吹出口モードを決定する（ステップＳ５）。具体的には、吹出口モードの決定においては、上記の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）、ＴＡＯ（Ｐａ）が低い温度から高い温度にかけて、ＦＡＣＥモード、Ｂ／Ｌモード、ＦＯＯＴモードおよびＦ／Ｄモードとなるように決定されている。
【００３９】
なお、上記のＦＡＣＥモードとは、空調風を乗員の上半身（頭胸部）に向けて吹き出す吹出口モードである。また、Ｂ／Ｌモードとは、空調風を乗員の上半身（頭胸部）および足元部に向けて吹き出す吹出口モードである。そして、ＦＯＯＴモードとは、空調風を乗員の足元部に向けて吹き出す吹出口モードである。さらに、Ｆ／Ｄモードとは、空調風を乗員の足元部および車両のフロントウインドガラスの内面に向けて吹き出す吹出口モードである。そして、本実施形態では、図示しない操作パネルに設けられたデフロスタスイッチを操作すると、空調風を車両のフロントウインドガラスの内面に向けて吹き出すＤＥＦモードが設定される。また、いずれの吹出口モードにおいても、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａおよび助手席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ｂは開口している。
【００４０】
次に、運転席側エアミックスドア１５の開度ＳＷ（Ｄｒ）（％）および助手席側エアミックスドア１６の開度ＳＷ（Ｐａ）（％）を演算する（ステップＳ６）。なお、このような開度ＳＷ（Ｄｒ）および開度ＳＷ（Ｐａ）の演算は、運転席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）および助手席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｐａ）と、エバ後温度センサ５７にて検出したエバ後温度（ＴＥ）と、冷却水温度センサ５８にて検出した冷却水温度（ＴＷ）と、下記の数３の式および数４の式とに基づいて行われる。
【００４１】
【数３】
ＳＷ（Ｄｒ）＝｛ＴＡＯ（Ｄｒ）−ＴＥ｝×１００／（ＴＷ−ＴＥ）
【数４】
ＳＷ（Ｐａ）＝｛ＴＡＯ（Ｐａ）−ＴＥ｝×１００／（ＴＷ−ＴＥ）
【００４２】
次に、各ＦＡＣＥ吹出口２１ａ、２２ａ、２１ｂ、２２ｂのスイングルーバ装置の作動状態を決定する。具体的には、第１、第２スイングルーバ４３、４６のルーバ角度の決定、および第１、第２スイングルーバ４３、４６のスイング動作の起動または停止を決定する（ステップＳ７）。次に、図１０のルーチンが起動して、本発明の主要な制御である冷風バイバス開度制御を行う。具体的には、後記する冷風バイパス通路３３、３４の開閉を行う冷風バイパスドア３５、３６の開度ＳＷ（Ｄｒ）（％）および開度ＳＷ（Ｐａ）（％）の演算を行う（ステップＳ８）。
【００４３】
次に、決定されたブロワ制御電圧ＶＡとなるようにブロワ駆動回路８に出力信号を送る。また、決定された吹出口モードとなるようにサーボモータ３０〜３２を通電制御する。さらに、決定された開度ＳＷ（Ｄｒ）および開度ＳＷ（Ｐａ）となるようにサーボモータ１７、１８を通電制御する。そして、決定された作動状態となるように第１、第２駆動モータ４５、４８に制御信号を送る。また、決定された開度ＳＷ（Ｄｒ）（％）および開度ＳＷ（Ｐａ）（％）となるようにサーボモータ３７、３８を通電制御する（ステップＳ９）。次に、ステップＳ１０で所定の制御周期時間（τ）が経過した後に、ステップＳ２の処理に戻る。
【００４４】
次に、エアコンＥＣＵ５０による冷風バイパス開度制御を図１０および図１１に基づいて説明する。ここで、図１０はエアコンＥＣＵ５０による冷風バイパス開度制御を示したフローチャートで、図１１は運転席側サイドグリル４２ａから吹き出す吹出風の風向に対する冷風バイパスドア３５の開度を示した特性図である。
【００４５】
先ず、図１０のルーチンが起動すると、図示しない操作スイッチ等により吸込口モードが内気循環モードに設定されているか否かを判定する（ステップＳ１１）。この判定結果がＮＯの場合には、図１０のルーチンを抜ける。
また、ステップＳ１１の判定結果がＹＥＳの場合には、空調モードが暖房モードであるか否かを判定する。具体的には、決定された吹出口モードがＦＯＯＴモード、Ｆ／ＤモードまたはＤＥＦモードである（ＹＥＳ）か、あるいはＦＡＣＥモードまたはＢ／Ｌモードである（ＮＯ）かを判定する（ステップＳ１２）。この判定結果がＮＯの場合には、空調モードが冷房モードのため、図１０のルーチンを抜ける。
【００４６】
また、ステップＳ１２の判定結果がＹＥＳの場合には、空調モードが暖房モードのため、第１スイングルーバ４３が揺動運動（スイング）中であるか否かを判定する。例えばスイングスイッチ５３が投入（ＯＮ）されているか否かを判定する（ステップＳ１３）。この判定結果がＹＥＳの場合には、図１０のルーチンを抜ける。
【００４７】
また、ステップＳ１３の判定結果がＮＯの場合には、第１風向センサ５９にて検出した第１スイングルーバ４３の水平方向の揺動角度（水平方向のルーバ角度）θａと、図１１の特性図とに基づいて冷風バイパスドア３５の開度ＳＷ（Ｄｒ）（％）および冷風バイパスドア３６の開度ＳＷ（Ｐａ）（％）を演算する（ステップＳ１４）。その後に、図１０のルーチンを抜ける。
【００４８】
〔実施形態の作用〕
次に、本実施形態の車両用空気調和装置の作用を図１ないし図１１に基づいて説明する。
【００４９】
吸込口モードが内気循環モードで、空調モードが暖房モード、すなわち、吹出口モードがＦＯＯＴモード（Ｆ／ＤモードまたはＤＥＦモードでも良い）の場合には、ブロワ４の作用によって内気吸込口６から吸い込まれた内気がエバポレータ１０で一旦冷やされた後に、第１、第２空気通路１１、１２に入り、ヒータコア１３で再加熱されて温風となる。そして、温風は、第１、第２空気通路１１、１２の最下流端で開口した運転席側ＦＯＯＴ吹出口２３ａおよび助手席側ＦＯＯＴ吹出口２３ｂから運転席側の空調ゾーンおよび助手席側の空調ゾーンに吹き出される。特に運転席側ＦＯＯＴ吹出口２３ａから運転席の乗員の足元部に吹き出され、助手席側ＦＯＯＴ吹出口２３ｂから助手席の乗員の足元部に吹き出される。
【００５０】
このとき、運転席側、助手席側センタＦＡＣＥ吹出口２１ａ、２１ｂからの吹出風のないＦＯＯＴモード（Ｆ／ＤモードまたはＤＥＦモードでも良い）においても、運転席側、助手席側吹出口切替ドア２５、２７の停止位置に拘らず、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａおよび助手席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ｂは開口している。このため、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａおよび助手席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ｂからも、運転席側の空調ゾーンおよび助手席側の空調ゾーンに温風が吹き出される。
【００５１】
そして、仮に乗員がサイドウインドガラスの内面の曇りを取り除くため、または防曇のために、スイングスイッチ５３を操作して吹出風がサイドウインドガラスに当たるように第１ルーバ揺動手段を動かすと、第１スイングルーバ４３がサイドウインドガラス側に向いていく。そして、スイングスイッチ５３をＯＦＦすることにより第１ルーバ揺動手段の作動が止まり、第１スイングルーバ４３がサイドウインドガラス側に向いた状態で止まる。
【００５２】
このとき、第１風向センサ５９にて水平方向のルーバ角度を検出する。具体的には、中心位置から近傍のサイドウインドガラス（右側）寄りのルーバ角度が１０°以上の場合には、図１１の特性図に示したように、冷風バイパスドア３５の開度を０％に設定する。これにより、冷風バイパス通路３３が開かれないので、エバポレータ１０で冷やされた冷風が運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａに導かれることはない。したがって、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａから吹き出される温風（空気流）の温度が高くなる。
【００５３】
また、乗員が自身の上半身を暖めるために、第１スイングルーバ４３を自分の側に向けると、第１風向センサ５９にて検出される水平方向のルーバ角度が、中心位置から乗員（左側）寄りのルーバ角度となる。そして、右側寄りのルーバ角度が１０°以下で、且つ左側寄りのルーバ角度が２０°以下の場合には、乗員側に第１スイングルーバ４３の向きが向けば向く程、冷風バイパスドア３５の開度を０％から１００％に増加する。さらに、左側寄りのルーバ角度が２０°以上の場合には、冷風バイパスドア３５の開度が１００％に固定される。
【００５４】
したがって、乗員が自身の上半身を暖めるために、第１スイングルーバ４３を自分の側に向けた場合には、冷風バイパス通路３３が開かれるので、エバポレータ１０で冷やされた冷風が運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａに導かれる。これにより、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａから吹き出される温風（空気流）の温度が低くなる。
【００５５】
〔実施形態の効果〕
以上のように、車両用空気調和装置は、ＦＯＯＴモード、Ｆ／ＤモードまたはＤＥＦモードの時、乗員が自身の上半身を暖めるために、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａからの温風が乗員に向いている場合には、冷風バイパスドア３５の開度を大きくして冷風バイパス通路３３を介してエバポレータ１０の下流直後の冷風を運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａに導く。これにより、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａから吹き出される温風の吹出温度が低くなるため、乗員の顔がほてる等の不具合を回避できるので、快適な暖房感を得ることができる。なお、助手席側の乗員の場合でも同様である。
【００５６】
また、ＦＯＯＴモード、Ｆ／ＤモードまたはＤＥＦモードの時、サイドウインドガラスの内面の曇りの除去または曇りの発生を防止するために、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａからの温風がサイドウインドガラスに向いている場合には、冷風バイパスドア３５の開度を０％にして冷風バイパス通路３３を閉じることにより、エバポレータ１０の下流直後の冷風を運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａに導かないようにする。これにより、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａから吹き出される温風の吹出温度が高くなるため、サイドウインドガラスの曇り除去効果を向上することができる。なお、助手席側の乗員の場合でも同様である。
【００５７】
〔他の実施形態〕
本実施形態では、本発明を車室内の左右の温度調節を互いに独立して行うことが可能な車両用空気調和装置に適用したが、本発明を車室内の前後の温度調節を互いに独立して行うことが可能な車両用空気調和装置に適用しても良い。また、本発明を車室内の温度調節を１つの温度可変手段により行う車両用空気調和装置に適用しても良い。
【００５８】
本実施形態では、冷風バイパス開度（冷風バイパスドア３５、３６の開度）を運転席側、助手席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａ、２２ｂからの温風の風向に基づいて連続的（リニア）に変更するようにしたが、冷風バイパス開度を運転席側、助手席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａ、２２ｂからの温風の風向に基づいて段階的に変更するようにしても良い。
【００５９】
本実施形態では、運転席側センタグリル４１ａ、運転席側サイドグリル４２ａ、助手席側センタグリル４１ｂおよび助手席側サイドグリル４２ｂをインストルメントパネル３９に固定したが、各グリルを水平方向に回動自在に支持された状態で格納部材に取り付けても良い。この場合には、風向検出手段によりグリルの向きを風向として検出するようにしても良い。
【００６０】
本実施形態では、運転席側センタグリル４１ａ、運転席側サイドグリル４２ａ、助手席側センタグリル４１ｂおよび助手席側サイドグリル４２ｂをインストルメントパネル３９に固定したが、各グリルを上下方向に回動自在に支持された状態で格納部材に取り付けても良い。
【００６１】
本実施形態では、スイングスイッチ５３をＯＮしてからＯＦＦすることにより、第１、第２ルーバ揺動手段を動かして止めて、第１、第２スイングルーバ４３、４６の停止位置を決定しているが、スイングしないタイプのように、操作スイッチを操作して機械的に第１、第２スイングルーバ４３、４６の停止位置を変更できるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】運転席側サイドグリルからの風向に対する冷風バイパス開閉領域を示した説明図である（実施形態）。
【図２】車両用空気調和装置の全体構成を示した構成図である（実施形態）。
【図３】車両のインストルメントパネルを示した正面図である（実施形態）。
【図４】スイングルーバ装置の全体構成を示した概略図である（実施形態）。
【図５】運転席側の第１ルーバ揺動手段の構成を示した概略図である（実施形態）。
【図６】運転席側の第２ルーバ揺動手段の構成を示した概略図である（実施形態）。
【図７】エアコンＥＣＵの制御プログラムの一例を示したフローチャートである（実施形態）。
【図８】目標吹出温度に対する吹出口モードを示した特性図である（実施形態）。
【図９】目標吹出温度に対するブロワ制御電圧を示した特性図である（実施形態）。
【図１０】エアコンＥＣＵによる冷風バイパス開度制御を示したフローチャートである（実施形態）。
【図１１】運転席側サイドグリルから吹き出す吹出風の風向に対する冷風バイパスドアの開度を示した特性図である（実施形態）。
【符号の説明】
１ 空調ユニット
２ 空調ダクト
４ ブロワ（送風機）
１３ ヒータコア（加熱用熱交換器）
１５ 運転席側エアミックスドア
１６ 助手席側エアミックスドア
２０ ＤＥＦ吹出口
２４ 運転席側吹出口切替ドア（モード切替ドア）
２５ 運転席側吹出口切替ドア（モード切替ドア）
２６ 運転席側吹出口切替ドア（モード切替ドア）
２７ 助手席側吹出口切替ドア（モード切替ドア）
２８ 助手席側吹出口切替ドア（モード切替ドア）
３３ 冷風バイパス通路
３４ 冷風バイパス通路
３５ 冷風バイパスドア
３６ 冷風バイパスドア
３９ インストルメントパネル
４３ 第１スイングルーバ
４６ 第２スイングルーバ
５０ エアコンＥＣＵ（空調制御手段）
５９ 第１風向センサ（風向検出手段）
２１ａ 運転席側センタＦＡＣＥ吹出口（中央上部吹出口）
２２ａ 運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口（側方上部吹出口）
２３ａ 運転席側ＦＯＯＴ吹出口
２１ｂ 助手席側センタＦＡＣＥ吹出口（中央上部吹出口）
２２ｂ 助手席側サイドＦＡＣＥ吹出口（側方上部吹出口）
２３ｂ 助手席側ＦＯＯＴ吹出口
４１ａ 運転席側センタグリル
４２ａ 運転席側サイドグリル
４１ｂ 助手席側センタグリル
４２ｂ 助手席側サイドグリル
【発明の属する技術分野】
本発明は、インストルメントパネルの側方に形成されるサイドフェイス吹出口から最適な温度の空気流を吹き出すようにした車両用空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、車両のインストルメントパネルに設けられたセンタフェイス吹出口およびサイドフェイス吹出口にそれぞれ空気を送る空気通路に、冷凍サイクルのエバポレータで冷却された空気をヒータコア等の加熱用熱交換器を迂回させて直接誘導することにより乗員に冷風感を与える冷風バイパス通路を設けた車両用空気調和装置がある。
【０００３】
ここで、サイドフェイス吹出口は、どの吹出口モードの時でも空気流を吹き出すことができるので、例えばＦＯＯＴモードのような暖房モードのときには、サイドフェイス吹出口から吹き出される温風をサイドウインドガラスに向けることにより、サイドフェイス吹出口をサイドデフロスタとして使用することもできる。さらに、サイドフェイス吹出口から吹き出される温風を乗員に向けることにより、乗員の頭胸部を暖めたりすることもできる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の車両用空気調和装置においては、例えばＦＯＯＴモードの時に、冷風バイパス通路を開けておくと、サイドフェイス吹出口から吹き出される温風の温度が低くなるので、このとき温風をサイドウインドガラスに向けても曇り防止効果が低下するという問題が生じる。一方、例えばＦＯＯＴモードの時に、冷風バイパス通路を閉じておけば、サイドフェイス吹出口から吹き出される温風の温度が高くなるので、上記問題は解決されるが、その反面、その温風を乗員に向けると乗員の顔がほてり気分が悪くなるという別の問題が生じる。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、暖房時には側方上部吹出口から吹き出される空気流の風向によって必要とされる吹出温度が異なるという点に着目し、側方上部吹出口から吹き出される空気流の風向によって吹出温度を最適な温度に調整することにより、乗員の気分が悪くなることを防止すると共に、側面窓ガラスの曇り防止効果の低下を防止することのできる車両用空気調和装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、暖房時に、風向検出手段にて側方上部吹出口からの空気流が乗員に向いていることを検出した場合には、バイパス通路を開くようにバイパスドアを制御することにより、側方上部吹出口から吹き出される空気の吹出温度が低くなり、乗員の顔のほてりを抑えて乗員の気分が悪くなることを抑えることができる。
請求項２に記載の発明によれば、側方上部吹出口からの空気流が乗員に向いている程、バイパス通路の開度を大きくすることにより、側方上部吹出口から吹き出される空気の吹出温度が低くなるので、頭寒足熱の良好な暖房感を乗員に与えることができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明によれば、暖房時に、風向検出手段にて側方上部吹出口からの空気流が側面窓ガラスに向いていることを検出した場合には、バイパス通路を閉じるようにバイパスドアを制御することにより、側方上部吹出口から吹き出される空気の吹出温度が高くなり、側面窓ガラスの曇り除去効果を向上することができる。
請求項４に記載の発明によれば、側方上部吹出口からの空気流が側面窓ガラスに向いている程、バイパス通路の開度を小さくすることにより、側方上部吹出口から吹き出される空気の吹出温度が高くなるので、側面窓ガラスの曇り除去効果を向上することができる。
【０００８】
請求項６に記載の発明によれば、サイドグリル内に、少なくとも水平方向に揺動運動を行って側方上部吹出口からの空気流の風向を変更するスイングルーバを設けることにより、側方上部吹出口から広い範囲に渡って空調風を吹き出すことができる。これにより、車室内全体が略均一温度となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
〔実施形態の構成〕
図１ないし図１１は本発明の実施形態を示したもので、図１は運転席側サイドグリルからの風向に対する冷風バイパス開閉領域を示した図で、図２は車両用空気調和装置の全体構成を示した図で、図３は車両のインストルメントパネルを示した図である。
【００１０】
本実施形態の車両用空気調和装置は、エンジンを搭載する自動車等の車両の車室内を空調する空調ユニット１における各空調手段（サーボモータ等のアクチュエータ）を、空調制御装置（以下エアコンＥＣＵと言う）５０によって制御するように構成されている。その空調ユニット１は、車両の前席右（以下運転席と言う）側の空調ゾーンと車両の前席左（以下助手席と言う）側の空調ゾーンとの温度調節を互いに独立して行うことが可能なエアコンユニットである。
【００１１】
空調ユニット１は、車両の車室内の前方に配置された空調ダクト２を備えている。この空調ダクト２の上流側には、内外気切替ドア３およびブロワ４とが設けられている。内外気切替ドア３は、サーボモータ５により駆動されて車室内の空気（内気）を吸い込む内気吸込口６と、車室外の空気（外気）を吸い込む外気吸込口７との開度を変更する吸込口切替手段である。ブロワ４は、ブロワ駆動回路８により制御されるブロワモータ９により回転駆動されて空調ダクト２内において車室内に向かう空気流を発生させる送風機である。
【００１２】
空調ダクト２の中央部には、空調ダクト２内を通過する空気を冷却する冷凍サイクルのエバポレータ（空気冷却手段）１０が、空調ダクト２の全面に渡って設けられている。また、そのエバポレータ１０の下流側には、第１空気通路１１および第２空気通路１２を通過する空気を加熱するエンジンの冷却水を熱源としたヒータコア（空気加熱手段）１３が設けられている。
【００１３】
なお、第１空気通路１１および第２空気通路１２は仕切り板１４により区画されており、ヒータコア１３は仕切り板１４を貫通して設けられている。ここで、ヒータコア１３は、本発明の加熱用熱交換器に相当する。そして、ヒータコア１３の下流側には、車室内の運転席側の空調ゾーンと助手席側の空調ゾーンとの温度調節を互いに独立して行うための運転席側、助手席側エアミックスドア１５、１６が設けられている。
【００１４】
そして、運転席側、助手席側エアミックスドア１５、１６は、サーボモータ１７、１８により駆動されてヒータコア１３を通過する空気量とヒータコア１３を迂回する空気量とを調節することにより運転席側、助手席側に向けて吹き出す空気の吹出温度を調節する。ここで、ヒータコア１３、運転席側エアミックスドア１５および助手席側エアミックスドア１６により温度可変手段が構成される。
【００１５】
第１空気通路１１の下流側では、フロントウインドガラスの内面に向けて空気流（主に温風）を吹き出すためのデフロスタ（ＤＥＦ）吹出口２０、運転席側の乗員の上半身（頭胸部）に向けて空気流（主に冷風）を吹き出すためのセンタフェイス（ＦＡＣＥ）吹出口（本発明の中央上部吹出口に相当する）２１ａ、少なくとも運転席側の乗員のサイドウインドガラス側上半身および運転席側のサイドウインドガラスの内面のいずれかに向けて空気流（冷風または温風）を吹き出すための運転席側サイドフェイス（ＦＡＣＥ）吹出口（本発明の側方上部吹出口に相当する）２２ａ、および運転席側の乗員の足元部に向けて空気流（主に温風）を吹き出すための運転席側フット（ＦＯＯＴ）吹出口２３ａが開口している。なお、ＤＥＦ吹出口２０からは、運転席側空調ゾーンのフロントウインドガラスの内面だけでなく、助手席側空調ゾーンのフロントウインドガラスの内面に向けても空気流（主に温風）が吹き出される。
【００１６】
また、第２空気通路１２の下流側では、助手席側の乗員の上半身（頭胸部）に向けて空気流（主に冷風）を吹き出すための助手席側センタフェイス（ＦＡＣＥ）吹出口（本発明の中央上部吹出口に相当する）２１ｂ、少なくとも助手席側の乗員のサイドウインドガラス側上半身および助手席側のサイドウインドガラスの内面のいずれかに向けて空気流（冷風または温風）を吹き出すための助手席側サイドフェイス（ＦＡＣＥ）吹出口（本発明の側方上部吹出口に相当する）２２ｂ、および助手席側の乗員の足元部に向けて空気流（主に温風）を吹き出すための助手席側フット（ＦＯＯＴ）吹出口２３ｂが開口している。
【００１７】
そして、第１、第２空気通路１１、１２内には、車室内の運転席側と助手席側との吹出口モードの設定を互いに独立して行う運転席側、助手席側吹出口切替ドア２４〜２８が設けられている。そして、運転席側、助手席側吹出口切替ドア２４〜２８は、本発明のモード切替ドアに相当するもので、サーボモータ３０〜３２により駆動されて運転席側、助手席側の吹出口モードをそれぞれ切り替える。ここで、運転席側、助手席側の吹出口モードとしては、フェイス（ＦＡＣＥ）モード、バイレベル（Ｂ／Ｌ）モード、フット（ＦＯＯＴ）モード、フットデフ（Ｆ／Ｄ）モード、デフロスタ（ＤＥＦ）モード等がある。
【００１８】
さらに、空調ダクト２は、エバポレータ１０の手前の冷風、あるいはエバポレータ１０を通過した冷風を、ヒータコア１３をバイパスして直接第１、第２空気通路１１、１２の下流部に導くための冷風バイパス通路３３、３４を備える。この冷風バイパス通路３３、３４は、空調ダクト２の空気冷却部の下流直後と運転席側センタＦＡＣＥ吹出口２１ａ、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａ、助手席側センタＦＡＣＥ吹出口２１ｂおよび助手席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ｂとを連結する冷風バイパスダクト内に形成されている。
【００１９】
そして、冷風バイパス通路３３、３４の上流には、冷風バイパス通路３３、３４の開閉を行う冷風バイパスドア３５、３６が設けられている。この冷風バイパスドア３５、３６は、サーボモータ３７、３８により駆動されて冷風バイパス通路３３、３４の開度調節を行う。そして、運転席側センタＦＡＣＥ吹出口２１ａ、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａ、助手席側センタＦＡＣＥ吹出口２１ｂおよび助手席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ｂには、インストルメントパネル（格納部材）３９にスイングルーバ装置がそれぞれ取り付けられている。
【００２０】
次に、スイングルーバ装置を図１ないし図６に基づいて簡単に説明する。ここで、図４はスイングルーバ装置の全体構成を示した図で、図５は運転席側の第１ルーバ揺動手段の構成を示した図で、図６は運転席側の第２ルーバ揺動手段の構成を示した図である。なお、助手席側の第１、第２ルーバ揺動手段は運転席側と同一の構成のため図示しない。
【００２１】
スイングルーバ装置は、運転席側センタグリル４１ａ、運転席側サイドグリル４２ａ、助手席側センタグリル４１ｂおよび助手席側サイドグリル４２ｂ内にそれぞれ設けられている。なお、これらのグリル４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ内の空気通路は、上記の運転席側センタＦＡＣＥ吹出口２１ａ、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａ、助手席側センタＦＡＣＥ吹出口２１ｂおよび助手席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ｂとして利用される。そして、それらのグリル４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂには、第１ルーバ揺動手段および第２ルーバ揺動手段が設けられている。
【００２２】
第１ルーバ揺動手段は、各グリル内において水平方向に複数列設された第１ルーバフィン（以下第１スイングルーバと言う）４３と、第１スイングルーバ４３を支点を中心にして水平方向（左右方向）に揺動運動させる第１リンクレバー４４と、第１アームプレート４４ａを介して第１リンクレバー４４を水平方向に往復運動させる第１駆動モータ４５とから構成された水平方向変位手段である。
【００２３】
第２ルーバ揺動手段は、各グリル内において上下方向に複数列設された第２ルーバフィン（以下第２スイングルーバと言う）４６と、これらの第２スイングルーバ４６を支点を中心にして上下方向に揺動運動させる第２リンクレバー４７と、第２アームプレート４７ａを介して第２リンクレバー４７を上下方向に往復運動させる第２駆動モータ４８とから構成された上下方向変位手段である。
【００２４】
エアコンＥＣＵ５０は、本発明の空調制御手段に相当するもので、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータが設けられ、各センサからのセンサ信号が図示しない入力回路によってＡ／Ｄ変換された後に、マイクロコンピュータに入力されるように構成されている。そして、エアコンＥＣＵ５０には、図２に示したように、運転席側空調ゾーンを所望の温度に設定するための運転席側温度設定スイッチ（運転席側温度設定手段）５１、助手席側空調ゾーンを所望の温度に設定するための助手席側温度設定スイッチ（助手席側温度設定手段）５２、およびスイングスイッチ５３等が接続されている。
【００２５】
なお、スイングスイッチ５３は、各グリル４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ（各ＦＡＣＥ吹出口２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ）のスイングルーバ装置の第１、第２スイングルーバ４３、４６の揺動作動（スイング）および停止を指令するルーバ作動指令手段である。さらに、エアコンＥＣＵ５０には、車室内の空気温度（以下内気温度と言う）を検出する内気温度検出手段としての内気温度センサ５４、車室外の空気温度（以下外気温度と言う）を検出する外気温度検出手段としての外気温度センサ５５、および車室内に入射する日射量を検出する日射量検出手段としての日射センサ５６が接続されている。
【００２６】
また、エバポレータ１０による実際の空気冷却度合を検出する冷却度合検出手段としてのエバ後温度センサ５７、車両のエンジンの冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段としての冷却水温度センサ５８、およびＦＡＣＥ吹出口からの空気流の風向を検出する第１、第２風向センサ５９、６０が接続されている。なお、エバ後温度センサ５７は、具体的にはエバポレータ１０を通過した直後の空気温度（以下エバ後温度と言う）を検出するエバ後温度検出手段である。
【００２７】
第１風向センサ５９は、本発明の風向検出手段に相当するもので、第１スイングルーバ４３の水平方向の揺動角度（水平方向のルーバ角度）を検出するルーバ角度検出手段で、第１ルーバ揺動手段近傍にそれぞれ設けられている。具体的には、第１風向センサ５９は、図５に示したように、第１リンクレバー４４と一体的に水平方向に往復移動する可動接点５９ａ、およびこの可動接点５９ａの移動により分圧比を変える抵抗素子５９ｂ等よりなるポテンショメータである。
【００２８】
第２風向センサ６０は、複数の第２スイングルーバ４６の上下方向の揺動角度（上下方向のルーバ角度）を検出するルーバ角度検出手段で、第２ルーバ揺動手段近傍にそれぞれ設けられている。具体的には、第２風向センサ６０は、図６に示したように、第２リンクレバー４７と一体的に上下方向に往復移動する可動接点６０ａ、およびこの可動接点６０ａの移動により分圧比を変える抵抗素子６０ｂ等よりなるポテンショメータである。
【００２９】
〔実施形態の空調制御方法〕
次に、本実施形態のエアコンＥＣＵ５０による空調制御方法を、図１ないし図１１に基づいて説明する。ここで、図７はエアコンＥＣＵ５０の制御プログラムの一例を示したフローチャートである。
【００３０】
先ず、イグニッションスイッチがＯＮされてエアコンＥＣＵ５０に直流電源が供給されると、制御プログラム（図７のルーチン）の実行が開始される。このとき、先ず、データ処理用メモリ等の初期化を行う（ステップＳ１）。次に、データを読み込む。すなわち、各スイッチからのスイッチ信号や各センサからのセンサ信号を入力する（ステップＳ２）。
【００３１】
具体的には、運転席側、助手席側温度設定スイッチ５１、５２にて設定された運転席側、助手席側の設定温度と、スイングスイッチ５３の操作状態を入力してデータ処理用メモリに記憶する。また、内気温度センサ５４にて検出した内気温度、外気温度センサ５５にて検出した外気温度、日射センサ５６にて検出した日射量、エバ後温度センサ５７にて検出したエバ後温度、冷却水温度センサ５８にて検出した冷却水温度、第１風向センサ５９にて検出した水平方向のルーバ角度、および第２風向センサ６０にて検出した上下方向のルーバ角度を入力してデータ処理用メモリに記憶する。
【００３２】
次に、上記のような記憶データおよび下記の数１の式、数２の式に基づいて、運転席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）、および助手席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｐａ）を演算する（ステップＳ３）。
【００３３】
【数１】
【数２】
但し、Ｔｓｅｔ（Ｄｒ）およびＴｓｅｔ（Ｐａ）は、それぞれ運転席側空調ゾーンの設定温度、助手席側空調ゾーンの設定温度を表し、ＴＲ、ＴＡＭ、ＴＳは、それぞれ内気温度、外気温度、車室内への日射量を表す。Ｋｓｅｔ、ＫＲ、ＫＡＭ、ＫＳ、Ｋｄ（Ｄｒ）およびＫｄ（Ｐａ）は、それぞれ温度設定ゲイン、内気温度ゲイン、外気温度ゲイン、日射量ゲイン、運転席側、助手席側空調ゾーンの温度差補正ゲインを表す。
【００３６】
なお、Ｋａ（Ｄｒ）、Ｋａ（Ｐａ）は、それぞれ外気温度ＴＡＭが運転席側空調ゾーンおよび助手席側空調ゾーンの各空調温度に及ぼす影響度合を補正するゲインを表し、ＣＤ（Ｄｒ）、ＣＤ（Ｐａ）は上記影響度合に応じた定数、Ｃは補正定数を表す。ここで、Ｋａ（Ｄｒ）、Ｋａ（Ｐａ）、ＣＤ（Ｄｒ）、ＣＤ（Ｐａ）といった値は、車両の形や大きさ、空調ユニット１の吹出風向等様々なパラメータで変化する。
【００３７】
次に、上記のステップＳ３で求めた運転席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）および助手席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｐａ）に基づいてブロワ４に印加するブロワ制御電圧ＶＡを演算する（ステップＳ４）。具体的には、上記のブロワ制御電圧ＶＡは、目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）、ＴＡＯ（Ｐａ）にそれぞれ適合したブロワ制御電圧ＶＡ（Ｄｒ）、ＶＡ（Ｐａ）を図９の特性図に基づいて求めると共に、それらのブロワ制御電圧ＶＡ（Ｄｒ）、ＶＡ（Ｐａ）を平均化処理することにより得ている。
【００３８】
次に、上記のステップＳ３で求めた運転席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）および助手席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｐａ）と、図８の特性図に示した目標吹出温度に対する吹出口モード特性とに基づいて運転席側空調ゾーンおよび助手席側空調ゾーンの各吹出口モードを決定する（ステップＳ５）。具体的には、吹出口モードの決定においては、上記の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）、ＴＡＯ（Ｐａ）が低い温度から高い温度にかけて、ＦＡＣＥモード、Ｂ／Ｌモード、ＦＯＯＴモードおよびＦ／Ｄモードとなるように決定されている。
【００３９】
なお、上記のＦＡＣＥモードとは、空調風を乗員の上半身（頭胸部）に向けて吹き出す吹出口モードである。また、Ｂ／Ｌモードとは、空調風を乗員の上半身（頭胸部）および足元部に向けて吹き出す吹出口モードである。そして、ＦＯＯＴモードとは、空調風を乗員の足元部に向けて吹き出す吹出口モードである。さらに、Ｆ／Ｄモードとは、空調風を乗員の足元部および車両のフロントウインドガラスの内面に向けて吹き出す吹出口モードである。そして、本実施形態では、図示しない操作パネルに設けられたデフロスタスイッチを操作すると、空調風を車両のフロントウインドガラスの内面に向けて吹き出すＤＥＦモードが設定される。また、いずれの吹出口モードにおいても、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａおよび助手席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ｂは開口している。
【００４０】
次に、運転席側エアミックスドア１５の開度ＳＷ（Ｄｒ）（％）および助手席側エアミックスドア１６の開度ＳＷ（Ｐａ）（％）を演算する（ステップＳ６）。なお、このような開度ＳＷ（Ｄｒ）および開度ＳＷ（Ｐａ）の演算は、運転席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）および助手席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｐａ）と、エバ後温度センサ５７にて検出したエバ後温度（ＴＥ）と、冷却水温度センサ５８にて検出した冷却水温度（ＴＷ）と、下記の数３の式および数４の式とに基づいて行われる。
【００４１】
【数３】
ＳＷ（Ｄｒ）＝｛ＴＡＯ（Ｄｒ）−ＴＥ｝×１００／（ＴＷ−ＴＥ）
【数４】
ＳＷ（Ｐａ）＝｛ＴＡＯ（Ｐａ）−ＴＥ｝×１００／（ＴＷ−ＴＥ）
【００４２】
次に、各ＦＡＣＥ吹出口２１ａ、２２ａ、２１ｂ、２２ｂのスイングルーバ装置の作動状態を決定する。具体的には、第１、第２スイングルーバ４３、４６のルーバ角度の決定、および第１、第２スイングルーバ４３、４６のスイング動作の起動または停止を決定する（ステップＳ７）。次に、図１０のルーチンが起動して、本発明の主要な制御である冷風バイバス開度制御を行う。具体的には、後記する冷風バイパス通路３３、３４の開閉を行う冷風バイパスドア３５、３６の開度ＳＷ（Ｄｒ）（％）および開度ＳＷ（Ｐａ）（％）の演算を行う（ステップＳ８）。
【００４３】
次に、決定されたブロワ制御電圧ＶＡとなるようにブロワ駆動回路８に出力信号を送る。また、決定された吹出口モードとなるようにサーボモータ３０〜３２を通電制御する。さらに、決定された開度ＳＷ（Ｄｒ）および開度ＳＷ（Ｐａ）となるようにサーボモータ１７、１８を通電制御する。そして、決定された作動状態となるように第１、第２駆動モータ４５、４８に制御信号を送る。また、決定された開度ＳＷ（Ｄｒ）（％）および開度ＳＷ（Ｐａ）（％）となるようにサーボモータ３７、３８を通電制御する（ステップＳ９）。次に、ステップＳ１０で所定の制御周期時間（τ）が経過した後に、ステップＳ２の処理に戻る。
【００４４】
次に、エアコンＥＣＵ５０による冷風バイパス開度制御を図１０および図１１に基づいて説明する。ここで、図１０はエアコンＥＣＵ５０による冷風バイパス開度制御を示したフローチャートで、図１１は運転席側サイドグリル４２ａから吹き出す吹出風の風向に対する冷風バイパスドア３５の開度を示した特性図である。
【００４５】
先ず、図１０のルーチンが起動すると、図示しない操作スイッチ等により吸込口モードが内気循環モードに設定されているか否かを判定する（ステップＳ１１）。この判定結果がＮＯの場合には、図１０のルーチンを抜ける。
また、ステップＳ１１の判定結果がＹＥＳの場合には、空調モードが暖房モードであるか否かを判定する。具体的には、決定された吹出口モードがＦＯＯＴモード、Ｆ／ＤモードまたはＤＥＦモードである（ＹＥＳ）か、あるいはＦＡＣＥモードまたはＢ／Ｌモードである（ＮＯ）かを判定する（ステップＳ１２）。この判定結果がＮＯの場合には、空調モードが冷房モードのため、図１０のルーチンを抜ける。
【００４６】
また、ステップＳ１２の判定結果がＹＥＳの場合には、空調モードが暖房モードのため、第１スイングルーバ４３が揺動運動（スイング）中であるか否かを判定する。例えばスイングスイッチ５３が投入（ＯＮ）されているか否かを判定する（ステップＳ１３）。この判定結果がＹＥＳの場合には、図１０のルーチンを抜ける。
【００４７】
また、ステップＳ１３の判定結果がＮＯの場合には、第１風向センサ５９にて検出した第１スイングルーバ４３の水平方向の揺動角度（水平方向のルーバ角度）θａと、図１１の特性図とに基づいて冷風バイパスドア３５の開度ＳＷ（Ｄｒ）（％）および冷風バイパスドア３６の開度ＳＷ（Ｐａ）（％）を演算する（ステップＳ１４）。その後に、図１０のルーチンを抜ける。
【００４８】
〔実施形態の作用〕
次に、本実施形態の車両用空気調和装置の作用を図１ないし図１１に基づいて説明する。
【００４９】
吸込口モードが内気循環モードで、空調モードが暖房モード、すなわち、吹出口モードがＦＯＯＴモード（Ｆ／ＤモードまたはＤＥＦモードでも良い）の場合には、ブロワ４の作用によって内気吸込口６から吸い込まれた内気がエバポレータ１０で一旦冷やされた後に、第１、第２空気通路１１、１２に入り、ヒータコア１３で再加熱されて温風となる。そして、温風は、第１、第２空気通路１１、１２の最下流端で開口した運転席側ＦＯＯＴ吹出口２３ａおよび助手席側ＦＯＯＴ吹出口２３ｂから運転席側の空調ゾーンおよび助手席側の空調ゾーンに吹き出される。特に運転席側ＦＯＯＴ吹出口２３ａから運転席の乗員の足元部に吹き出され、助手席側ＦＯＯＴ吹出口２３ｂから助手席の乗員の足元部に吹き出される。
【００５０】
このとき、運転席側、助手席側センタＦＡＣＥ吹出口２１ａ、２１ｂからの吹出風のないＦＯＯＴモード（Ｆ／ＤモードまたはＤＥＦモードでも良い）においても、運転席側、助手席側吹出口切替ドア２５、２７の停止位置に拘らず、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａおよび助手席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ｂは開口している。このため、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａおよび助手席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ｂからも、運転席側の空調ゾーンおよび助手席側の空調ゾーンに温風が吹き出される。
【００５１】
そして、仮に乗員がサイドウインドガラスの内面の曇りを取り除くため、または防曇のために、スイングスイッチ５３を操作して吹出風がサイドウインドガラスに当たるように第１ルーバ揺動手段を動かすと、第１スイングルーバ４３がサイドウインドガラス側に向いていく。そして、スイングスイッチ５３をＯＦＦすることにより第１ルーバ揺動手段の作動が止まり、第１スイングルーバ４３がサイドウインドガラス側に向いた状態で止まる。
【００５２】
このとき、第１風向センサ５９にて水平方向のルーバ角度を検出する。具体的には、中心位置から近傍のサイドウインドガラス（右側）寄りのルーバ角度が１０°以上の場合には、図１１の特性図に示したように、冷風バイパスドア３５の開度を０％に設定する。これにより、冷風バイパス通路３３が開かれないので、エバポレータ１０で冷やされた冷風が運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａに導かれることはない。したがって、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａから吹き出される温風（空気流）の温度が高くなる。
【００５３】
また、乗員が自身の上半身を暖めるために、第１スイングルーバ４３を自分の側に向けると、第１風向センサ５９にて検出される水平方向のルーバ角度が、中心位置から乗員（左側）寄りのルーバ角度となる。そして、右側寄りのルーバ角度が１０°以下で、且つ左側寄りのルーバ角度が２０°以下の場合には、乗員側に第１スイングルーバ４３の向きが向けば向く程、冷風バイパスドア３５の開度を０％から１００％に増加する。さらに、左側寄りのルーバ角度が２０°以上の場合には、冷風バイパスドア３５の開度が１００％に固定される。
【００５４】
したがって、乗員が自身の上半身を暖めるために、第１スイングルーバ４３を自分の側に向けた場合には、冷風バイパス通路３３が開かれるので、エバポレータ１０で冷やされた冷風が運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａに導かれる。これにより、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａから吹き出される温風（空気流）の温度が低くなる。
【００５５】
〔実施形態の効果〕
以上のように、車両用空気調和装置は、ＦＯＯＴモード、Ｆ／ＤモードまたはＤＥＦモードの時、乗員が自身の上半身を暖めるために、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａからの温風が乗員に向いている場合には、冷風バイパスドア３５の開度を大きくして冷風バイパス通路３３を介してエバポレータ１０の下流直後の冷風を運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａに導く。これにより、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａから吹き出される温風の吹出温度が低くなるため、乗員の顔がほてる等の不具合を回避できるので、快適な暖房感を得ることができる。なお、助手席側の乗員の場合でも同様である。
【００５６】
また、ＦＯＯＴモード、Ｆ／ＤモードまたはＤＥＦモードの時、サイドウインドガラスの内面の曇りの除去または曇りの発生を防止するために、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａからの温風がサイドウインドガラスに向いている場合には、冷風バイパスドア３５の開度を０％にして冷風バイパス通路３３を閉じることにより、エバポレータ１０の下流直後の冷風を運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａに導かないようにする。これにより、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａから吹き出される温風の吹出温度が高くなるため、サイドウインドガラスの曇り除去効果を向上することができる。なお、助手席側の乗員の場合でも同様である。
【００５７】
〔他の実施形態〕
本実施形態では、本発明を車室内の左右の温度調節を互いに独立して行うことが可能な車両用空気調和装置に適用したが、本発明を車室内の前後の温度調節を互いに独立して行うことが可能な車両用空気調和装置に適用しても良い。また、本発明を車室内の温度調節を１つの温度可変手段により行う車両用空気調和装置に適用しても良い。
【００５８】
本実施形態では、冷風バイパス開度（冷風バイパスドア３５、３６の開度）を運転席側、助手席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａ、２２ｂからの温風の風向に基づいて連続的（リニア）に変更するようにしたが、冷風バイパス開度を運転席側、助手席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２ａ、２２ｂからの温風の風向に基づいて段階的に変更するようにしても良い。
【００５９】
本実施形態では、運転席側センタグリル４１ａ、運転席側サイドグリル４２ａ、助手席側センタグリル４１ｂおよび助手席側サイドグリル４２ｂをインストルメントパネル３９に固定したが、各グリルを水平方向に回動自在に支持された状態で格納部材に取り付けても良い。この場合には、風向検出手段によりグリルの向きを風向として検出するようにしても良い。
【００６０】
本実施形態では、運転席側センタグリル４１ａ、運転席側サイドグリル４２ａ、助手席側センタグリル４１ｂおよび助手席側サイドグリル４２ｂをインストルメントパネル３９に固定したが、各グリルを上下方向に回動自在に支持された状態で格納部材に取り付けても良い。
【００６１】
本実施形態では、スイングスイッチ５３をＯＮしてからＯＦＦすることにより、第１、第２ルーバ揺動手段を動かして止めて、第１、第２スイングルーバ４３、４６の停止位置を決定しているが、スイングしないタイプのように、操作スイッチを操作して機械的に第１、第２スイングルーバ４３、４６の停止位置を変更できるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】運転席側サイドグリルからの風向に対する冷風バイパス開閉領域を示した説明図である（実施形態）。
【図２】車両用空気調和装置の全体構成を示した構成図である（実施形態）。
【図３】車両のインストルメントパネルを示した正面図である（実施形態）。
【図４】スイングルーバ装置の全体構成を示した概略図である（実施形態）。
【図５】運転席側の第１ルーバ揺動手段の構成を示した概略図である（実施形態）。
【図６】運転席側の第２ルーバ揺動手段の構成を示した概略図である（実施形態）。
【図７】エアコンＥＣＵの制御プログラムの一例を示したフローチャートである（実施形態）。
【図８】目標吹出温度に対する吹出口モードを示した特性図である（実施形態）。
【図９】目標吹出温度に対するブロワ制御電圧を示した特性図である（実施形態）。
【図１０】エアコンＥＣＵによる冷風バイパス開度制御を示したフローチャートである（実施形態）。
【図１１】運転席側サイドグリルから吹き出す吹出風の風向に対する冷風バイパスドアの開度を示した特性図である（実施形態）。
【符号の説明】
１ 空調ユニット
２ 空調ダクト
４ ブロワ（送風機）
１３ ヒータコア（加熱用熱交換器）
１５ 運転席側エアミックスドア
１６ 助手席側エアミックスドア
２０ ＤＥＦ吹出口
２４ 運転席側吹出口切替ドア（モード切替ドア）
２５ 運転席側吹出口切替ドア（モード切替ドア）
２６ 運転席側吹出口切替ドア（モード切替ドア）
２７ 助手席側吹出口切替ドア（モード切替ドア）
２８ 助手席側吹出口切替ドア（モード切替ドア）
３３ 冷風バイパス通路
３４ 冷風バイパス通路
３５ 冷風バイパスドア
３６ 冷風バイパスドア
３９ インストルメントパネル
４３ 第１スイングルーバ
４６ 第２スイングルーバ
５０ エアコンＥＣＵ（空調制御手段）
５９ 第１風向センサ（風向検出手段）
２１ａ 運転席側センタＦＡＣＥ吹出口（中央上部吹出口）
２２ａ 運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口（側方上部吹出口）
２３ａ 運転席側ＦＯＯＴ吹出口
２１ｂ 助手席側センタＦＡＣＥ吹出口（中央上部吹出口）
２２ｂ 助手席側サイドＦＡＣＥ吹出口（側方上部吹出口）
２３ｂ 助手席側ＦＯＯＴ吹出口
４１ａ 運転席側センタグリル
４２ａ 運転席側サイドグリル
４１ｂ 助手席側センタグリル
４２ｂ 助手席側サイドグリル
Claims (6)
- （ａ）少なくとも乗員の側面窓ガラス側上半身および側面窓ガラスのいずれかに向けて空気流を吹き出す側方上部吹出口を有する空気通路と、
（ｂ）この空気通路に設けられ、前記空気通路を通過する空気を加熱する加熱用熱交換器と、
（ｃ）前記空気通路のうち未加熱風を、前記加熱用熱交換器を迂回させて、前記側方上部吹出口に送るためのバイパス通路と、
（ｄ）このバイパス通路を開閉するバイパスドアと、
（ｅ）前記側方上部吹出口からの空気流の風向を検出する風向検出手段を有し、
暖房時に、前記風向検出手段にて前記側方上部吹出口からの空気流が乗員に向いていることを検出した場合、前記バイパス通路を開くように前記バイパスドアを制御する空調制御手段と
を備えた車両用空気調和装置。 - 請求項１に記載の車両用空気調和装置において、
前記空調制御手段は、前記側方上部吹出口からの空気流が乗員に向いている程、前記バイパス通路の開度を大きくするように前記バイパスドアを制御することを特徴とする車両用空気調和装置。 - （ａ）少なくとも乗員の側面窓ガラス側上半身および側面窓ガラスのいずれかに向けて空気流を吹き出す側方上部吹出口を有する空気通路と、
（ｂ）この空気通路に設けられ、前記空気通路を通過する空気を加熱する加熱用熱交換器と、
（ｃ）前記空気通路のうち未加熱風を、前記加熱用熱交換器を迂回させて、前記側方上部吹出口に送るためのバイパス通路と、
（ｄ）このバイパス通路を開閉するバイパスドアと、
（ｅ）前記側方上部吹出口からの空気流の風向を検出する風向検出手段を有し、
暖房時に、前記風向検出手段にて前記側方上部吹出口からの空気流が近傍の側面窓ガラスに向いていることを検出した場合、前記バイパス通路を閉じるように前記バイパスドアを制御する空調制御手段と
を備えた車両用空気調和装置。 - 請求項３に記載の車両用空気調和装置において、
前記空調制御手段は、前記側方上部吹出口からの空気流が前記側面窓ガラスに向いている程、前記バイパス通路の開度を小さくするように前記バイパスドアを制御することを特徴とする車両用空気調和装置。 - 請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の車両用空気調和装置において、
前記空気通路は、車両のインストルメントパネルの中央部から乗員の上半身に向けて空気流を吹き出す中央上部吹出口を有し、
この中央上部吹出口を開閉するモード切替ドアを備え、
前記暖房時とは、前記モード切替ドアにて前記中央上部吹出口を閉じる吹出口モードのときであることを特徴とする車両用空気調和装置。 - 請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の車両用空気調和装置において、
前記側方上部吹出口は、車両のインストルメントパネルに支持されたサイドグリル内に形成され、
前記サイドグリル内には、少なくとも水平方向に揺動運動を行って前記側方上部吹出口からの空気流の風向を変更するスイングルーバが設けられていることを特徴とする車両用空気調和装置。
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| JP21443397A JP3767105B2 (ja) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | 車両用空気調和装置 |
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- 1997-08-08 JP JP21443397A patent/JP3767105B2/ja not_active Expired - Fee Related
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