JP3799760B2 - Air conditioner for vehicles - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吹出口より吹き出される吹出風の方向を変更できる風向可変手段を備えた車両用空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の車両用空調装置において、エンジン冷却水を暖房用の熱源として利用する場合、エンジン始動直後は未だエンジン冷却水の温度(以下、水温と言う)が低いため、エンジン始動と同時に送風機を作動させると、乗員の足元に冷風が吹き出されてしまう。そこで、水温が所定の温度に達するまで送風機を停止し、水温が所定の温度に達した後は、水温上昇に応じて送風機の回転数(送風量)を高くしていく風量制御が行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、水温が所定の温度に達して送風が開始されても、吹出口へ送風空気を送るダクト自体が冷えているため、温水との熱交換によって加熱された空気がダクトを流れる間に放熱して吹出口に到達するまでに冷やされてしまう。従って、例えば吹出口モードがフットモードであれば、一般にはサイドフェイス吹出口からも空気が吹き出される構成であるため、図14のグラフaに示す様に、送風開始から暫くの間(数十秒)は大変冷たい風がサイドフェイス吹出口から乗員に吹き出されてしまうという問題があった。なお、図14は外気温度が−10℃の時の水温とサイドフェイス吹出口の吹出温度との関係を示すグラフであり、送風開始から暫くの間は水温と吹出温度との差が大きいことが分かる。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、送風開始時に吹き出される吹出風による乗員の不快感を低減できる車両用空調装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
(請求項1の手段)
ダクト内への送風が開始されてから少なくとも所定時間は、吹出口から吹き出される吹出風が直接乗員に当たらない方向へ風向可変手段を作動させることにより、例えば暖房運転のウォームアップ時(暖房開始時)であれば、ダクト自体が冷えていても、送風開始から少なくとも所定時間は、吹出口から吹き出される冷たい風が直接乗員に当たることがないため、冷たい風が当たることによる乗員の不快感を防ぐことができる。
また、送風開始から少なくとも所定時間の間、ダクト内を流れる温風によってダクトが暖められるため、その後、吹出口より吹き出される吹出風が直接乗員に当たる方向へ風向可変手段を作動させれば、適度な温風を乗員に向けて吹き出すことができるため、快適な暖房感が得られる。
【0005】
一方、冷房運転のクールダウン時(冷房開始時)であれば、ダクト自体が熱くなっていても、送風開始から少なくとも所定時間は、吹出口から吹き出される温かい風が直接乗員に当たることがないため、温かい風が当たることによる乗員の不快感を防ぐことができる。また、送風開始から少なくとも所定時間の間、ダクト内を流れる冷風によってダクトが冷やされるため、その後、吹出口より吹き出される吹出風が直接乗員に当たる方向へ風向可変手段を作動させれば、適度な冷風を乗員に向けて吹き出すことができるため、快適な冷房感が得られる。
更に、制御手段は、運転席側の吹出口に具備された風向可変手段と、助手席側の吹出口に具備された風向可変手段とを独立に制御できるので、運転席側と助手席側とで吹出口モードが異なる場合でも、運転席側と助手席側とでそれぞれの吹出口モードに対応した風向可変手段の制御を行うことができる。
【0007】
(請求項2の手段)
ダクト内への送風が開始されてから少なくとも所定時間は、吹出口から吹き出される吹出風が直接乗員に当たらない方向へ風向可変手段を作動させることにより、例えば暖房運転のウォームアップ時(暖房開始時)であれば、ダクト自体が冷えていても、送風開始から少なくとも所定時間は、吹出口から吹き出される冷たい風が直接乗員に当たることがないため、冷たい風が当たることによる乗員の不快感を防ぐことができる。
また、送風開始から少なくとも所定時間の間、ダクト内を流れる温風によってダクトが暖められるため、その後、吹出口より吹き出される吹出風が直接乗員に当たる方向へ風向可変手段を作動させれば、適度な温風を乗員に向けて吹き出すことができるため、快適な暖房感が得られる。
一方、冷房運転のクールダウン時(冷房開始時)であれば、ダクト自体が熱くなっていても、送風開始から少なくとも所定時間は、吹出口から吹き出される温かい風が直接乗員に当たることがないため、温かい風が当たることによる乗員の不快感を防ぐことができる。また、送風開始から少なくとも所定時間の間、ダクト内を流れる冷風によってダクトが冷やされるため、その後、吹出口より吹き出される吹出風が直接乗員に当たる方向へ風向可変手段を作動させれば、適度な冷風を乗員に向けて吹き出すことができるため、快適な冷房感が得られる。
更に、制御手段は、サイドフェイス吹出口より吹き出される吹出風が車両のサイドウィンドウ側へ流れる様に風向可変手段を作動させ、センタフェイス吹出口より吹き出される吹出風が車室内中央側へ流れる様に風向可変手段を作動させることを特徴とする。これにより、送風開始から少なくとも所定時間は、サイドフェイス吹出口より吹き出される吹出風及びセンタフェイス吹出口より吹き出される吹出風が直接乗員に当たることを防止できる。
【0008】
(請求項3の手段)
請求項2に記載した車両用空調装置において、サイドフェイス吹出口から最初に吹き出される吹出開始時とセンタフェイス吹出口から最初に吹き出される吹出開始時とが異なる場合であって、制御手段は、少なくとも何方か一方の吹出口より吹き出される吹出風が直接乗員に当たらない方向へ風向可変手段を作動させることを特徴とする。この場合、例えば、サイドフェイスダクト内への送風が開始されてから少なくとも所定時間はサイドフェイス吹出口から吹き出される吹出風が直接乗員に当たらない方向へ風向可変手段を作動させることができる。または、センタフェイスダクト内への送風が開始されてから少なくとも所定時間はセンタフェイス吹出口から吹き出される吹出風が直接乗員に当たらない方向へ風向可変手段を作動させることができる。なお、好ましくは、吹出開始時が早い方の吹出口から吹き出される吹出風が直接乗員に当たらない方向へ風向可変手段を作動させることが望ましい。
【0009】
(請求項4の手段)
請求項1〜3に記載した何れかの車両用空調装置において、暖房運転または冷房運転において、運転開始の指令を受けてから所定時間だけ送風を停止する風量制御を行うことを特徴とする。この場合、暖房運転であれば、送風が開始されるまでの間に、暖房用熱源(例えばエンジン冷却水)の温度を所定温度まで上昇させることができるため、それから送風を開始することによって冷たい風が車室内に長時間吹き出されるのを防止できる。
また、冷房運転であれば、送風が開始されるまでの間に、冷却用熱交換器(例えば冷凍サイクルのエバポレータ)を十分に冷やすことができるため、それから送風を開始することによって温かい風が車室内に長時間吹き出されるのを防止できる。
【0010】
(請求項5の手段)
請求項1〜4に記載した何れかの車両用空調装置において、制御手段は、吹出口より吹き出される吹出風が車室内の上方または下方へ流れる様に風向可変手段の作動を制御することを特徴とする。これにより、送風開始から少なくとも所定時間は、吹出口より吹き出される吹出風が直接乗員に当たることを防止できる。なお、風向可変手段は、上下方向と左右方向とを複合して制御しても良い。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の車両用空調装置を図面に基づいて説明する。
図1はドライバー側のサイドフェイス吹出口より吹き出される吹出風のスイング角度を示す模式図である。
本実施例の車両用空調装置1は、図2(車両用空調装置の全体構成図)に示す様に、車室内へ空気を送るための送風ダクト2を備え、この送風ダクト2の上流端に内外気切替手段(下述する)を備えた送風機3が接続されている。
【0012】
内外気切替手段は、車室内空気(内気)を導入するための内気導入口4と車室外空気(外気)を導入するための外気導入口5とを有する内外気切替箱6と、この内外気切替箱6に回転自在に支持されて、内気導入口4と外気導入口5とを選択的に切り替える内外気切替ドア7を備える。この内外気切替ドア7は、サーボモータ等のアクチュエータ8により駆動され、そのアクチュエータ8は後述のエアコン制御装置(以下ECU9と言う)により通電制御される。
送風機3は、内外気切替箱6と一体に形成されたファンケース10と、このファンケース10に収容されるファン11と、このファン11を回転駆動するファンモータ12から成り、このファンモータ12への印加電圧(制御電圧VA)に応じてファンモータ12の回転速度(送風量)が決定される。なお、ファンモータ12は、印加電圧を可変するモータ駆動回路13を通じてECU9により通電制御される。
【0013】
送風ダクト2内には、送風機3より送られた空気(以下送風空気と言う)を冷却する冷却用熱交換器14が配され、この冷却用熱交換器14より空気下流側に送風空気を加熱する加熱用熱交換器15が配されている。
冷却用熱交換器14は、例えば冷凍サイクルのエバポレータであり、エバポレータ内部を流通する低温冷媒との熱交換によって送風空気を冷却する。加熱用熱交換器15は、例えばエンジン冷却水を熱源とする温水式ヒータコアであり、ヒータコア内を流通するエンジン冷却水(温水)との熱交換によって送風空気を加熱する。
送風ダクト2内は、冷却用熱交換器14より下流側が仕切り板16によって運転席の乗員(以下ドライバーと言う)へ空気を供給するための第1空気通路17と、助手席の乗員(以下パッセンジャーと言う)へ空気を供給するための第2空気通路18とに分けられている。なお、冷却用熱交換器14は、送風ダクト2内の全面に渡って配され、加熱用熱交換器15は、仕切り板16を貫通して第1空気通路17内と第2空気通路18内とに配されている。
【0014】
第1空気通路17には、加熱用熱交換器15を迂回する第1バイパス通路19と、第1空気通路17を流れてドライバーへ吹き出される送風空気の温度を調節する第1エアミックスドア20が設けられている。この第1エアミックスドア20は、第1バイパス通路19を通過する空気量と第1空気通路17に配された加熱用熱交換器15を通過する空気量との割合を調節するもので、サーボモータ等のアクチュエータ21により駆動され、そのアクチュエータ21はECU9により通電制御される。
第2空気通路18には、加熱用熱交換器15を迂回する第2バイパス通路22と、第2空気通路18を流れてパッセンジャーへ吹き出される送風空気の温度を調節する第2エアミックスドア23が設けられている。この第2エアミックスドア23は、第2バイパス通路22を通過する空気量と第2空気通路18に配された加熱用熱交換器15を通過する空気量との割合を調節するもので、サーボモータ等のアクチュエータ24により駆動され、そのアクチュエータ24はECU9により通電制御される。
【0015】
送風ダクト2の下流側には、第1空気通路17に通じるドライバー側フェイスダクト25とデフロスタダクト26とドライバー側フットダクト27、及び第2空気通路18に通じるパッセンジャー側フェイスダクト28とパッセンジャー側フットダクト29が接続されている。
ドライバー側フェイスダクト25は、ドライバーの上半身へ向けて主に冷風を供給するための通路で、通路途中から二間に分岐して設けられ、一方が車室内前面に配されたダッシュボード30(図6参照)の略中央部に開口するドライバー側センタフェイス吹出口31(図6参照)に接続され、他方がダッシュボード30の運転席側端部に開口するドライバー側サイドフェイス吹出口32(図6参照)に接続されている。デフロスタダクト26は、車両のフロントガラス(図示しない)へ向けて主に温風を供給するための通路で、ダッシュボード30の上面に開口するデフロスタ吹出口33に接続されている。ドライバー側フットダクト27は、ドライバーの足元へ向けて主に温風を供給するための通路で、ドライバーの足元近傍に開口するドライバー側フット吹出口34に接続されている。
【0016】
また、ドライバー側フェイスダクト25には、ドライバー側フェイス吹出口31とドライバー側サイドフェイス吹出口32とを選択的に開閉できるモード切替ドア35が設けられ、デフロスタダクト26とドライバー側フットダクト27の上流側開口部には、それぞれの開口部を開閉するモード切替ドア36、37が設けられている。これら各モード切替ドア35、36、37の開閉状態に応じて、フットモード、バイレベルモード、フェイスモード、デフモード、フット/デフモード等の周知の各吹出口モードが得られる。モード切替ドア35、36、37は、サーボモータ等のアクチュエータ38、39により駆動され、そのアクチュエータ38、39はECU9により通電制御される(図2参照)。
【0017】
一方、パッセンジャー側フェイスダクト28は、パッセンジャーの上半身へ向けて主に冷風を供給するための通路で、通路途中から二間に分岐して設けられ、一方がダッシュボード30の略中央部に開口するパッセンジャー側センタフェイス吹出口40(図6参照)に接続され、他方がダッシュボード30の助手席側端部に開口するパッセンジャー側サイドフェイス吹出口41(図6参照)に接続されている。パッセンジャー側フットダクト29は、パッセンジャーの足元へ向けて主に温風を供給するための通路で、パッセンジャーの足元近傍に開口するパッセンジャー側フット吹出口42に接続されている。
【0018】
また、パッセンジャー側フェイスダクト28には、パッセンジャー側フェイス吹出口40とパッセンジャー側サイドフェイス吹出口41とを選択的に開閉できるモード切替ドア43が設けられ、パッセンジャー側フットダクト29の上流側開口部には、その開口部を開閉するモード切替ドア44が設けられている。これら各モード切替ドア43、44の開閉状態に応じて、フットモード、バイレベルモード、フェイスモード等の周知の各吹出口モードが得られる。各モード切替ドア43、44は、サーボモータ等のアクチュエータ45により駆動され、そのアクチュエータ45はECU9により通電制御される(図2参照)。
なお、ドライバー側フェイスダクト25に設けられたモード切替ドア35とパッセンジャー側フェイスダクト28に設けられたモード切替ドア43は、フットモードが選択された時に、センタフェイス吹出口31、40側を閉じてサイドフェイス吹出口32、41側を開く様に作動する。
【0019】
前記のドライバー側フェイス吹出口31とドライバー側サイドフェイス吹出口32、及びパッセンジャー側フェイス吹出口40とパッセンジャー側サイドフェイス吹出口41には、図3に示す様に、吹出風の方向を変更できる風向可変手段46が具備されている。この風向可変手段46は、吹出風の方向を左右方向(車幅方向)に変更するための左右スイング部47と、吹出風の方向を上下方向に変更するための上下スイング部48とを備える。なお、各吹出口31、32、40、41に具備された風向可変手段46は、略同様の構成であるため、同一符号を付して説明する。
左右スイング部47は、図4に示す様に、左右方向の角度調節が可能な複数の左右スイングルーバ49、各左右スイングルーバ49を駆動するための回転力を発生するモータ50、及びモータ50の回転力を各左右スイングルーバ49に伝達するアーム51とリンクレバー52から構成される。
【0020】
上下スイング部48は、図5に示す様に、上下方向の角度調節が可能な複数の上下スイングルーバ53、各上下スイングルーバ53を駆動するための回転力を発生するモータ54、及びモータ54の回転力を各上下スイングルーバ53に伝達するアーム55とリンクレバー56から構成される。
左右スイング部47のモータ50と上下スイング部48のモータ54は、それぞれポテンショメータ57、58の検出値(抵抗比)に基づいてECU9により通電制御される。左右スイング部47のポテンショメータ57は、各左右スイングルーバ49の傾き角θ(リンクレバー52の位置)を抵抗比によって検出し、上下スイング部48のポテンショメータ58は、各上下スイングルーバ53の傾き角θ(リンクレバー56の位置)を抵抗比によって検出することができる。
【0021】
ECU9は、空調制御に係わる制御プログラムや各種演算式等が記憶されたマイクロコンピュータを内蔵するもので、エアコン操作パネル59(図6参照)での各種操作に基づいて出力される操作信号、および空調制御に係わる各種検出手段(下述する)からの検出信号を入力し、これらの入力信号を制御プログラムに従って演算処理した後、その処理結果に基づいて前述の各種アクチュエータ及びモータ駆動回路13を通電制御する。
各種検出手段としては、車室内空気の温度Trを検出する内気センサ60、外気温度Tamを検出する外気センサ61、日射量Tsを検出する日射センサ62、冷却用熱交換器14(エバポレータ)を通過した空気の温度TEを検出するエバ後温度センサ63、加熱用熱交換器15(ヒータコア)に供給されるエンジン冷却水の温度TWを検出する水温センサ64等が設けられている(図2参照)。
【0022】
エアコン操作パネル59は、車室内前面のダッシュボード30に組み込まれ(図6参照)、そのパネル59上には、ドライバー側の温度設定スイッチ65、パッセンジャー側の温度設定スイッチ66、風向可変手段46をマニュアル操作により作動させるためのスイングスイッチ67、以下図示しないが、ECU9に対して空調制御指令を出力するオートスイッチ、ECU9に対して作動停止指令を出力するオフスイッチ、ドライバー側の吹出口モード切替スイッチ、パッセンジャー側の吹出口モード切替スイッチ等が設けられている。なお、これらの各種スイッチ類は、リモートコントローラ(図示しない)に設定しても良い。
【0023】
次に、ECU9による空調制御の内容について説明する。
図7はECU9の制御プログラムの一例を示すフローチャートである。
ECU9は、エアコン操作パネル59でオートスイッチがオン操作されると、以下の制御プログラムに従って空調制御を実行する。
初めに、データ処理用メモリの記憶内容等を初期化する(ステップ100)。続いて、エアコン操作パネル59の温度設定スイッチ65、66で設定された設定温度(ドライバー側とパッセンジャー側)、及び各種検出手段の検出信号を読み込んでデータ処理用メモリに記憶する(ステップ110)。
続いて、読み込んだデータと下記の数式▲1▼、▲2▼に基づいて、ドライバー側の目標吹出温度TAO(Dr)とパッセンジャー側の目標吹出温度TAO(Pa)を演算する(ステップ120)。
【0024】
【数1】
【数2】
【0025】
なお、Tset (Dr)とTset (Pa)は、それぞれドライバー側とパッセンジャー側の温度設定スイッチ65、66で設定された設定温度であり、Kset 、Kr、Kam、Ks、Kd(Dr)、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、ドライバー側の温度差補正ゲイン、パッセンジャー側の温度差補正ゲインを表す。
また、Ka(Dr)、Ka(Pa)は、それぞれ外気温度Tamがドライバー側とパッセンジャー側の各空調温度に及ぼす影響度合いを補正するゲイン、Cd(Dr)、Cd(Pa)は、上記影響度合いに応じた定数、Cは補正定数を表す。
但し、Ka(Dr)、Ka(Pa)、Cd(Dr)、Cd(Pa)の各値は、車両の形状や大きさ、各吹出口より吹き出される吹出風の風向等、様々なパラメータで変化する。
【0026】
続いて、ステップ120で演算されたTAO(Dr)及びTAO(Pa)に基づいて、送風機3の制御電圧VA(ファンモータ12への印加電圧)を演算する(ステップ130)。この制御電圧VAは、ステップ120で演算されたTAO(Dr)及びTAO(Pa)にそれぞれ適合した制御電圧VA(Dr)及びVA(Pa)を図8に示すブロワ特性図より求めた後、それらの制御電圧VA(Dr)及びVA(Pa)を平均することにより得ている。但し、夏場の冷房運転開始時(クールダウン時)及び冬場の暖房運転開始時(ウォームアップ時)には、車両のイグニッションスイッチ(図示しない)をオンしてから所定時間だけ送風を停止する。つまり、車室内の熱負荷が大きい冷房運転開始時には、イグニッションスイッチをオンした直後の熱風吹出による乗員の不快感を防止する目的で送風機3の遅動制御が行われる。これは、図9に示す遅動制御特性に基づいて行われるもので、例えば、イグニッションスイッチがオンされた時刻t0 から時刻t1 までの間(例えば8秒)はファンモータ12をオフし、時刻t1 から時刻t2 までの間(例えば2秒)は、送風レベル「Lo(設定されている最小風量)」が得られる様にファンモータ12へ制御電圧を印加し、更に時刻t2 から時刻t3 までの間(例えば5秒)は、送風レベルが「Lo」から「Hi(設定されている最大風量)」へ徐々に増大する様にファンモータ12への制御電圧を可変する。そして、時刻t3 以降は、図8に示したブロワ特性図に基づいて制御電圧を決定する。
【0027】
一方、暖房運転開始時には、イグニッションスイッチをオンした直後の冷風吹出による乗員の不快感を防止する目的で送風機3の遅動制御が行われる。これは、図10に示す水温遅動制御特性に基づいて行われるもので、例えば、水温センサ64によって検出される水温TWが所定水温Tw1(例えば50℃)以下に低下している時はファンモータ12をオフし、水温TWが所定水温Tw1を越えて設定水温Tw2(例えば70℃)に達するまでは、水温上昇に伴って風量レベルが徐々に増大する様にファンモータ12への制御電圧を可変する。そして、水温センサ64によって検出される水温TWが設定水温Tw2以上に上昇した時には、図8に示したブロワ特性図に基づいて制御電圧を決定する。
ステップ130で送風機3の制御電圧VAを演算した後、ステップ120で演算されたTAO(Dr)及びTAO(Pa)に基づいて、図11に示す吹出口モード特性図より、それぞれドライバー側の吹出口モードとパッセンジャー側の各吹出口モードを決定する(ステップ140)。
【0028】
続いて、ステップ140で決定された吹出口モードに基づいて、風向可変手段46の左右スイングルーバ49の制御目標位置(傾き角θ)を求める(ステップ150)。なお、各センタフェイス吹出口31、40に具備された左右スイングルーバ49の傾き角θは、図1(ドライバー側の吹出口31、32を示す)に示す様に、吹出口31、40から真正面に向けて空気を吹き出させる時の位置Aを基準(0度)として、乗員側(ドライバー側センタフェイス吹出口31であればドライバー側、パッセンジャー側センタフェイス吹出口40であればパッセンジャー側)をマイナスの値、車室内中央側をプラスの値として説明する。また、各サイドフェイス吹出口32、41に具備された左右スイングルーバ49の傾き角θは、吹出口32、41から真正面に向けて空気を吹き出させる時の位置Bを基準(0度)として、乗員側をマイナスの値、車両のサイドウィンドウ68側をプラスの値として説明する。従って、ドライバー側の吹出口31、32とパッセンジャー側の吹出口40、41とでは、左右スイングルーバ49の傾き角θが共にプラス側の値およびマイナス側の値でも、吹出風の方向は反対方向となる。
【0029】
例えば、暖房運転開始時(ウォームアップ時)において、選択された吹出口モードがフットモードの時は、各フット吹出口34、42とともに各サイドフェイス吹出口32、41からも風が吹き出されるため、この場合は各サイドフェイス吹出口32、41に具備された左右スイングルーバ49の傾き角θを決定する。具体的には、各サイドフェイス吹出口32、41から吹き出される風が直接乗員に当たらない様に、サイドウィンドウ68側(つまりプラス側)へ所定角度(例えば+50度)だけ傾ける(図1参照)。また、その後、水温TWの上昇に伴って吹出口モードが変更した場合、例えばフットモードからバイレベルモードに切り替わった場合には、各フット吹出口34、42とともに各センタフェイス吹出口31、40からも風が吹き出されるため、この場合は各センタフェイス吹出口31、40に具備された左右スイングルーバ49の傾き角θを決定する。具体的には、各センタフェイス吹出口31、40から吹き出される風が直接乗員に当たらない様に、車室内中央側(つまりプラス側)へ所定角度(例えば+5度)だけ傾ける(図1参照)。
【0030】
また、冷房運転開始時(クールダウン時)において、選択された吹出口モードがフェイスモードの時は、4か所のフェイス吹出口31、32、40、41から風が吹き出されるため、各センタフェイス吹出口31、40に具備された左右スイングルーバ49と各サイドフェイス吹出口32、41に具備された左右スイングルーバ49の傾き角θを上記の様に決定する。
なお、左右スイングルーバ49の作動は、選択された吹出口32、41(または31、40)から風が出始めてから少なくとも所定時間継続し、その後は乗員側(マイナス側)へ向けても良いし、プラス側とマイナス側との間でスイングさせても良い。但し、ウォームアップ時あるいはクールダウン時において、吹出口モードが変更する場合は、変更後の吹出口からは初めて風が吹き出されるため、その変更後の吹出口に具備された左右スイングルーバ49も作動させる。例えば、ウォームアップ時では、図12に示す様に、水温TWが所定温度Tw1に達した時点でフットモードが選択されると、この時点から少なくとも所定時間t1 だけは各サイドフェイス吹出口32、41に具備された左右スイングルーバ49をサイドウィンドウ68側へ傾け、その後、水温上昇によって吹出口モードがバイレベルモードに変わった時は、その時点から少なくとも所定時間t2 だけは各センタフェイス吹出口31、40に具備された左右スイングルーバ49を車室内中央側へ傾ける。
左右スイングルーバ49の作動時間は、ECU9に内蔵されたタイマによってカウントしても良いし、各吹出口31、32、40、41の出口に吹出温度を検出するセンサを取り付け、そのセンサの検出値に基づいて決定しても良い。
【0031】
ステップ150で左右スイングルーバ49の制御目標位置(傾き角θ)を決定した後、ドライバー側の目標吹出温度TAO(Dr)及びパッセンジャー側の目標吹出温度TAO(Pa)をそれぞれ実現するために、下記の数式▲3▼、▲4▼に基づいて第1エアミックスドア20の開度SW(Dr)(%)と第2エアミックスドア23の開度SW(Pa)(%)を演算する(ステップ160)。
【数3】
SW(Dr)=(TAO(Dr)−TE)×100/(TW−TE)………………▲3▼
【数4】
SW(Pa)=(TAO(Pa)−TE)×100/(TW−TE)………………▲3▼
【0032】
続いて、ステップ130で求めた制御電圧VAが送風機3(ファンモータ12)に印加される様にモータ駆動回路13へ制御信号を出力する(ステップ170)。
続いて、ステップ160で演算した目標開度SW(Dr)及びSW(Pa)が得られる様に、各エアミックスドア20、23を駆動するアクチュエータ21、24へ制御信号を出力する(ステップ180)。
続いて、ステップ140で決定したドライバー側の吹出口モード及びパッセンジャー側の各吹出口モードが得られる様に、各アクチュエータ38、39、40へ制御信号を出力する(ステップ190)。
続いて、ステップ150で求めた左右スイングルーバ49の制御目標位置(傾き角θ)が得られる様に、左右スイング部47のモータ50へ制御信号を出力する(ステップ200)。
【0033】
(本実施例の効果)
本実施例によれば、暖房運転のウォームアップ時及び冷房運転のクールダウン時に、送風ダクト2内への送風が開始されてから少なくとも所定時間は、吹出口32、41(または31、40)から吹き出される吹出風が直接乗員に当たらない方向へ左右スイングルーバ49を作動させることにより、ウォームアップ時であれば冷たい風、クールダウン時であれば熱風が直接乗員に当たることによる不快感を防止できる。
ウォームアップ時を例として説明すると、図13に示す様に、エンジンスタート(イグニッションスイッチ:オン)から2分経過した時、水温センサ64で検出される水温TWが予め定めてあった所定水温Tw1(図10参照)まで上昇すると、風量レベルが徐々に上がり始める。ここで、例えば吹出口モードがフットモードになっていたとすると、各サイドフェイス吹出口32、41からは、外気温度と略同等の冷風(約−10℃)が出ていることになる(図14参照)。このため、各サイドフェイス吹出口32、41から風が出る前に左右スイングルーバ49をサイドウィンドウ68側(プラス側)へ50度程度傾ける。これにより、各サイドフェイス吹出口32、41から吹き出される風は、図1の実線Cに示す様に、サイドウィンドウ68側へ吹き付けられて乗員には当たらない。
【0034】
この状態が所定時間(数十秒)継続されると、ダクト(各フェイスダクト25、28の分岐点から吹出口32、41までの通路)自体が暖められるため、左右スイングルーバ49を乗員側へ向けても各サイドフェイス吹出口32、41から冷風が吹き出されることはなく、水温TWに応じた温風が吹き出されて快適な暖房感を得ることができる。なお、上記の状態を所定時間継続した後は、乗員の暖房のために左右スイングルーバ49を乗員側へ向けても良いし、サイドウィンドウ68の曇り防止のためにサイドウィンドウ68側へ向け続けても良い。あるいは、両方の目的を得るために乗員側とサイドウィンドウ68側との間でスイングさせても良い。
【0035】
また、この後、フェイスモードが選択された場合には、各センタフェイス吹出口31、40と各サイドフェイス吹出口32、41の4か所から風が吹き出される。この時、先程まで風が出ていた各サイドフェイス吹出口32、41は、すでにダクト自体が暖められているために各吹出口32、41より吹き出される風を乗員側へ向けても問題はないが、各センタフェイス吹出口31、40に通じるダクト(各フェイスダクト25、28の分岐点から吹出口31、40までの通路)は未だ外気温度近く(約−10℃)になっているため、各センタフェイス吹出口31、40から初めて出る風は、外気温度に近い冷風となる。そこで、今度は各センタフェイス吹出口31、40に具備された左右スイングルーバ49を車室内中央側(プラス側)へ5度程度傾ける。これにより、各センタフェイス吹出口31、40から吹き出される風は、図1の実線Dに示す様に、車室内中央側へ吹き付けられて乗員には当たらない。この状態を所定時間(数十秒)続けた後は、乗員を暖めるために左右スイングルーバ49を乗員の方へ向けても良いし、後席側の暖房補助のために車室内中央側を向け続けても良い。
【0036】
(変形例)
本実施例では、各フェイス吹出口31、32、40、41に具備された風向可変手段46に左右スイング部47と上下スイング部48とを備えるが、本実施例の効果を得るためであれば左右スイング部47だけでも良い。
また、上記実施例では、送風ダクト2内に第1空気通路17と第2空気通路18とを設けてドライバー側とパッセンジャー側とを独立に空調制御できる例について説明したが、ドライバー側とパッセンジャー側とを分けることなく、一様に空調制御する構成でも本発明を適用できることは言うまでもない。
上記実施例では、送風ダクト2内への送風が開始されてから少なくとも所定時間は、吹出口32、41(または31、40)から吹き出される吹出風が直接乗員に当たらない方向へ左右スイングルーバ49を作動させているが、例えば冷房時であれば、エバ後温度TEが所定の温度に下がるまで、また暖房時であれば、水温TWが所定の温度に達するまで、吹出風が直接乗員に当たらない様に、各左右スイングルーバ49を作動させても良い。
【0037】
なお、吹出口モードが変更した場合に、変更後の吹出口に具備された左右スイングルーバ49を所定角度だけ傾ける様に制御しているが、最初に選択される吹出口に具備された左右スイングルーバ49だけを所定角度だけ傾ける様に制御しても良い。また、クールダウン時及びウォームアップ時に送風機3を遅動制御しているが、必ずしも遅動制御を実行する必要はない。即ち、イグニッションスイッチがオンされると直ぐに送風が開始される場合でも、送風ダクト2への送風が開始されてから少なくとも所定時間は、吹出口から吹き出される吹出風が直接乗員に当たらない方向へ左右スイングルーバ49を傾ければ良い。
更に、本実施例では、左右スイングルーバ49によって吹出風が直接乗員に当たらない方向へ制御しているが、上下スイングルーバ53によって制御しても良い。例えば、吹出風が車室内の上方または下方へ流れる様に上下スイングルーバ53の傾き角を制御すれば、吹出風が直接乗員に当たるのを避けることが可能である。また、左右スイングルーバ49と上下スイングルーバ53の両方で吹出風が直接乗員に当たらない様に制御しても良い。
【0038】
上記の実施例では、数式▲1▼、▲2▼を用いた目標吹出温度TAO(Dr)及びTAO(Pa)の演算時において、ドライバー側とパッセンジャー側との差に対応した各演算項の補正を外気温度Tamにより行う構成としたが、これに代えて、数式▲1▼、▲2▼における各演算項の補正を、それぞれに対応した目標吹出温度TAO(Dr)及びTAO(Pa)の高低に応じて行う構成としても同等の効果が得られる。
また、吹出口モードは、目標吹出温度TAO(Dr)及びTAO(Pa)により決定されるものであり、しかも、実際に車室内の空気の流れを考慮した場合、ドライバー側とパッセンジャー側への吹出温度や各乗員での気流干渉状態が吹出口モード毎に相違していることも十分考えられるため、数式▲1▼、▲2▼における設定温度Tset (Dr)及びTset (Pa)の差に対応した各演算項の補正を、それぞれに対応した吹出口モードにより行う構成とした場合でも相応の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ドライバー側のサイドフェイス吹出口より吹き出される吹出風のスイング角度を示す模式図である。
【図2】車両用空調装置の全体構成図である。
【図3】風向可変手段の全体図である。
【図4】左右スイング部の構成図である。
【図5】上下スイング部の構成図である。
【図6】車両のダッシュボードを示す正面図である。
【図7】ECUの制御プログラムを示すフローチャートである。
【図8】送風機の制御電圧を決定するブロワ特性図である。
【図9】クールダウン時におけるブロワの遅動制御特性図である。
【図10】ウォームアップ時におけるブロワの水温遅動制御特性図である。
【図11】吹出口モードを決定する吹出口モード特性図である。
【図12】吹出口モードと水温との関係を示すタイムチャートである。
【図13】本実施例の作動を示すタイムチャートである。
【図14】外気温度とサイドフェイス吹出口の吹出温度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 車両用空調装置
9 ECU(制御手段)
25 ドライバー側フェイスダクト
28 パッセンジャー側フェイスダクト
31 ドライバー側センタフェイス吹出口
32 ドライバー側サイドフェイス吹出口
40 パッセンジャー側センタフェイス吹出口
41 パッセンジャー側サイドフェイス吹出口
46 風向可変手段
68 サイドウィンドウ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle air conditioner provided with wind direction changing means capable of changing the direction of blown air blown from a blower outlet.
[0002]
[Prior art]
In a conventional vehicle air conditioner, when engine cooling water is used as a heat source for heating, the temperature of the engine cooling water (hereinafter referred to as water temperature) is still low immediately after the engine is started. And cold air is blown out to the feet of the passengers. Therefore, the blower is stopped until the water temperature reaches a predetermined temperature, and after the water temperature reaches the predetermined temperature, the air volume control is performed to increase the rotation speed (air flow rate) of the blower according to the rise in the water temperature. Yes.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if the water temperature reaches a predetermined temperature and the air blow is started, the duct itself that sends the blown air to the outlet is cooled, so that the air heated by heat exchange with the hot water dissipates heat while flowing through the duct. It will be cooled by the time it reaches the outlet. Therefore, for example, if the air outlet mode is the foot mode, air is generally blown out from the side face air outlet as well, and as shown in the graph a in FIG. Second) had a problem that a very cold wind was blown out to the passengers from the side face outlet. FIG. 14 is a graph showing the relationship between the water temperature when the outside air temperature is −10 ° C. and the air outlet temperature at the side face outlet, and the difference between the water temperature and the air outlet temperature is large for a while after the start of air blowing. I understand.
The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a vehicle air conditioner that can reduce occupant discomfort due to the blowing air blown out at the start of ventilation.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
(Means of Claim 1)
At least for a predetermined time after the start of air blowing into the duct, the wind direction varying means should be operated in such a direction that the blown air blown out from the blower outlet does not directly hit the passenger.AndFor example, at the time of warm-up of heating operation (at the start of heating), even if the duct itself is cold, the cool wind blown from the outlet does not directly hit the occupant at least for a predetermined time from the start of air blowing. It can prevent occupant discomfort due to the cold wind.
In addition, since the duct is warmed by the warm air flowing in the duct for at least a predetermined time from the start of air blowing, if the wind direction varying means is operated in the direction in which the blown air blown out from the outlet directly hits the passenger, Because a warm air can be blown out toward the passenger, a comfortable heating feeling can be obtained.
[0005]
On the other hand, at the time of cool-down of the cooling operation (at the start of cooling), even if the duct itself is hot, the warm wind blown from the outlet does not directly hit the occupant at least for a predetermined time from the start of the air blowing. This can prevent the passengers from feeling uncomfortable due to the warm wind. Further, since the duct is cooled by the cold air flowing in the duct for at least a predetermined time from the start of the air blowing, if the wind direction varying means is operated in the direction in which the blown air blown out from the outlet directly hits the occupant thereafter, it is appropriate. Since the cool air can be blown out toward the passenger, a comfortable cooling feeling can be obtained.
Further, since the control means can independently control the wind direction varying means provided at the driver side air outlet and the wind direction varying means provided at the passenger side air outlet, the driver seat side and the passenger seat side Even when the air outlet modes are different, it is possible to control the wind direction varying means corresponding to each air outlet mode on the driver seat side and the passenger seat side.
[0007]
(Claims2Means)
At least for a predetermined time after the start of air blowing into the duct, by operating the air direction varying means in such a direction that the blown air blown out from the outlet does not directly hit the passenger, for example, at the time of warming up the heating operation (heating start ), Even if the duct itself is cold, the cold wind blown from the outlet does not directly hit the occupant for at least a predetermined time from the start of air blowing. Can be prevented.
In addition, since the duct is warmed by the warm air flowing in the duct for at least a predetermined time from the start of air blowing, if the wind direction varying means is operated in the direction in which the blown air blown out from the outlet directly hits the passenger, Because a warm air can be blown out toward the passenger, a comfortable heating feeling can be obtained.
On the other hand, at the time of cool-down of the cooling operation (at the start of cooling), even if the duct itself is hot, the warm wind blown from the outlet does not directly hit the occupant at least for a predetermined time from the start of the air blowing. This can prevent the passengers from feeling uncomfortable due to the warm wind. Further, since the duct is cooled by the cold air flowing in the duct for at least a predetermined time from the start of the air blowing, if the wind direction varying means is operated in the direction in which the blown air blown out from the outlet directly hits the occupant thereafter, it is appropriate. Since the cool air can be blown out toward the passenger, a comfortable cooling feeling can be obtained.
In addition,The control means operates the wind direction varying means so that the blown air blown from the side face blower outlet flows to the side window side of the vehicle, and the blown wind blown from the center face blower outlet flows to the vehicle interior center side. The air direction varying means is operated. Thus, at least a predetermined time from the start of air blowing, it is possible to prevent the air blown from the side face air outlet and the air blown from the center face air outlet from directly hitting the occupant.
[0008]
(Claims3Means)
In the vehicle air conditioner according to
[0009]
(Claims4Means)
The air conditioner for a vehicle according to any one of
In the case of cooling operation, the cooling heat exchanger (for example, the evaporator of the refrigeration cycle) can be sufficiently cooled until the air blowing is started. It can prevent being blown into the room for a long time.
[0010]
(Claims5Means)
In the vehicle air conditioner according to any one of
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the vehicle air conditioner of this invention is demonstrated based on drawing.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the swing angle of the blowing air blown out from the side face outlet on the driver side.
The
[0012]
The inside / outside air switching means includes an inside / outside
The
[0013]
A
The
The
[0014]
The
The
[0015]
On the downstream side of the
The driver-
[0016]
In addition, the driver-
[0017]
On the other hand, the passenger-
[0018]
The passenger-
The
[0019]
In the driver
As shown in FIG. 4, the left and
[0020]
As shown in FIG. 5, the
The
[0021]
The
The various detection means include an
[0022]
The air
[0023]
Next, the contents of the air conditioning control by the
FIG. 7 is a flowchart showing an example of a control program of the
When the auto switch is turned on by the air
First, the contents stored in the data processing memory are initialized (step 100). Subsequently, the set temperatures (driver side and passenger side) set by the temperature setting switches 65 and 66 of the air
Subsequently, based on the read data and the following formulas (1) and (2), the driver-side target blowing temperature TAO (Dr) and the passenger-side target blowing temperature TAO (Pa) are calculated (step 120).
[0024]
[Expression 1]
[Expression 2]
[0025]
Note that Tset (Dr) and Tset (Pa) are set temperatures set by the driver side and passenger side temperature setting switches 65 and 66, respectively, and Kset, Kr, Kam, Ks, Kd (Dr), Kd ( Pa) represents a temperature setting gain, an inside air temperature gain, an outside air temperature gain, a solar radiation gain, a driver side temperature difference correction gain, and a passenger side temperature difference correction gain, respectively.
Ka (Dr) and Ka (Pa) are gains for correcting the degree of influence of the outside air temperature Tam on the air conditioning temperature on the driver side and passenger side, respectively, and Cd (Dr) and Cd (Pa) are the degree of influence described above. C represents a correction constant.
However, each value of Ka (Dr), Ka (Pa), Cd (Dr), Cd (Pa) depends on various parameters such as the shape and size of the vehicle, the wind direction of the blown air blown out from each outlet. Change.
[0026]
Subsequently, based on TAO (Dr) and TAO (Pa) calculated in
[0027]
On the other hand, at the start of the heating operation, the slow motion control of the
After calculating the control voltage VA of the
[0028]
Subsequently, the control target position (inclination angle θ) of the left and
[0029]
For example, at the start of heating operation (warm-up), when the selected air outlet mode is the foot mode, wind is blown out from the side
[0030]
In addition, when the selected air outlet mode is the face mode at the start of the cooling operation (at the time of cool-down), the wind is blown out from the four
The operation of the left and
The operating time of the left and
[0031]
After determining the control target position (inclination angle θ) of the left and
[Equation 3]
SW (Dr) = (TAO (Dr) −TE) × 100 / (TW−TE) ……………… ▲ 3 ▼
[Expression 4]
SW (Pa) = (TAO (Pa) −TE) × 100 / (TW−TE) ……………… ▲ 3 ▼
[0032]
Subsequently, a control signal is output to the
Subsequently, a control signal is output to the
Subsequently, a control signal is output to each of the
Subsequently, a control signal is output to the
[0033]
(Effect of this embodiment)
According to this embodiment, at the time of warm-up of the heating operation and cool-down of the cooling operation, at least a predetermined time from the start of the air blowing into the
The warm-up time will be described as an example. As shown in FIG. 13, when two minutes have elapsed since the engine start (ignition switch: on), the water temperature TW detected by the
[0034]
If this state is continued for a predetermined time (several tens of seconds), the duct (the passage from the branch point of each face
[0035]
After that, when the face mode is selected, wind is blown out from the four locations of the
[0036]
(Modification)
In the present embodiment, the wind direction varying means 46 provided in each
Moreover, although the said Example demonstrated the example which provided the
In the above embodiment, the left and right swing louvers in a direction in which the blown air blown out from the
[0037]
In addition, when the air outlet mode is changed, the left and
Furthermore, in the present embodiment, the left and
[0038]
In the above embodiment, when calculating the target outlet temperatures TAO (Dr) and TAO (Pa) using the formulas (1) and (2), correction of each calculation term corresponding to the difference between the driver side and the passenger side is performed. However, instead of this, the correction of each calculation term in the formulas (1) and (2) is performed by adjusting the target blowout temperatures TAO (Dr) and TAO (Pa) corresponding to the levels. The same effect can be obtained even if the configuration is performed according to the above.
The outlet mode is determined by the target outlet temperature TAO (Dr) and TAO (Pa), and when the air flow in the passenger compartment is actually taken into consideration, the outlet side and the passenger side Since the temperature and the airflow interference state of each occupant may be different for each outlet mode, it corresponds to the difference between the set temperatures Tset (Dr) and Tset (Pa) in Equations (1) and (2). A corresponding effect can be obtained even in the case where the correction of each operation term is performed by the corresponding outlet mode.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a swing angle of blown air blown out from a side face blowout port on a driver side.
FIG. 2 is an overall configuration diagram of a vehicle air conditioner.
FIG. 3 is an overall view of a wind direction varying means.
FIG. 4 is a configuration diagram of a left and right swing unit.
FIG. 5 is a configuration diagram of a vertical swing unit.
FIG. 6 is a front view showing a dashboard of the vehicle.
FIG. 7 is a flowchart showing a control program of the ECU.
FIG. 8 is a blower characteristic diagram for determining the control voltage of the blower.
FIG. 9 is a delay control characteristic diagram of the blower during cool-down.
FIG. 10 is a characteristic diagram of the water temperature delay control of the blower during warm-up.
FIG. 11 is an air outlet mode characteristic diagram for determining an air outlet mode.
FIG. 12 is a time chart showing the relationship between the air outlet mode and the water temperature.
FIG. 13 is a time chart showing the operation of this embodiment.
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the outside air temperature and the temperature at the side face outlet.
[Explanation of symbols]
1 Vehicle air conditioner
9 ECU (control means)
25 Driver side face duct
28 Passenger side face duct
31 Driver side center face outlet
32 Driver's side face outlet
40 Passenger side center face outlet
41 Passenger side face outlet
46 Wind direction variable means
68 Side window
Claims (5)
前記吹出口より吹き出される吹出風の方向を変更できる風向可変手段と、
前記ダクト内への送風が開始されてから少なくとも所定時間は、前記吹出口から吹き出される吹出風が直接乗員に当たらない方向へ前記風向可変手段を作動させる制御手段とを備える車両用空調装置であって、
運転席側と助手席側とで吹出口モードをそれぞれ独立に変更可能に設けられ、
前記制御手段は、運転席側の前記吹出口に具備された前記風向可変手段と、助手席側の前記吹出口に具備された前記風向可変手段とを独立に制御できることを特徴とする車両用空調装置。A duct having an outlet for blowing out air toward the occupant;
Wind direction varying means capable of changing the direction of the blown air blown from the blowout port;
At least a predetermined time, the air outlet from the air blown is control means and air conditioning system Ru comprising a actuating said air direction changing means in a direction that does not hit the passenger directly blown from being blown is initiated into the duct Because
The outlet mode can be changed independently on the driver side and passenger side,
The control means can independently control the wind direction varying means provided at the air outlet on the driver's seat side and the wind direction varying means provided on the air outlet on the passenger seat side . Air conditioner.
前記吹出口より吹き出される吹出風の方向を変更できる風向可変手段と、
前記ダクト内への送風が開始されてから少なくとも所定時間は、前記吹出口から吹き出される吹出風が直接乗員に当たらない方向へ前記風向可変手段を作動させる制御手段とを備える車両用空調装置であって、
前記ダクトは、車室内前面の略中央部に開口するセンタフェイス吹出口を有するセンタフェイスダクトと、前記センタフェイス吹出口より車両サイド側に開口するサイドフェイス吹出口を有するサイドフェイスダクトであり、
前記制御手段は、前記サイドフェイス吹出口より吹き出される吹出風が車両のサイドウィンドウ側へ流れる様に前記風向可変手段を作動させ、前記センタフェイス吹出口より吹き出される吹出風が車室内中央側へ流れる様に前記風向可変手段を作動させることを特徴とする車両用空調装置。 A duct having an outlet for blowing out air toward the occupant;
Wind direction varying means capable of changing the direction of the blown air blown from the blowout port;
A vehicle air conditioner comprising: control means for operating the wind direction varying means in a direction in which the blown air blown from the blower outlet does not directly hit the occupant for at least a predetermined time after the start of air blowing into the duct. There,
The duct is a center face duct having a center face outlet opening in a substantially central portion of the front surface of the vehicle interior, and a side face duct having a side face outlet opening to the vehicle side from the center face outlet,
The control means actuates the wind direction varying means so that the blown air blown from the side face blower outlet flows to the side window side of the vehicle, and the blown wind blown from the center face blower outlet is the vehicle interior center side The air conditioner for a vehicle is characterized in that the airflow direction changing means is operated so as to flow into the vehicle.
前記サイドフェイス吹出口から最初に吹き出される吹出開始時と前記センタフェイス吹出口から最初に吹き出される吹出開始時とが異なる場合であって、
前記制御手段は、少なくとも何方か一方の吹出口より吹き出される吹出風が直接乗員に当たらない方向へ前記風向可変手段を作動させることを特徴とする車両用空調装置。In the vehicle air conditioner according to claim 2 ,
When the blow start time blown first from the side face blowout port is different from the blow start time blown first from the center face blowout port,
The vehicle air conditioner is characterized in that the control means actuates the wind direction varying means in a direction in which the blown air blown from at least one of the outlets does not directly hit an occupant.
暖房運転または冷房運転において、運転開始の指令を受けてから所定時間だけ送風を停止する風量制御を行うことを特徴とする車両用空調装置。 In the vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 3,
In the heating operation or the cooling operation, the car dual air conditioner it and performs air volume control to stops the air blowing after receiving a command for starting operation for a predetermined time.
前記制御手段は、前記吹出口より吹き出される吹出風が車室内の上方または下方へ流れる様に前記風向可変手段の作動を制御することを特徴とする車両用空調装置。 In the vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 4,
Wherein, car dual air conditioner you characterized by blowing air blown out from the air outlet is to control the operation of the wind direction changing means so as it flows upward or downward in the vehicle compartment.
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