JP3891019B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吹出口の開度変更が可能な車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両用空調装置においては、ベント吹出口などに回動可能なドアを設け、レバー操作等によってドアを回動させて、吹出口の開度を変更するようにしたものが知られている（例えば実公平７−２２６２号公報）。この公報記載の装置では、運転席側のベント吹出口および助手席側のベント吹出口にそれぞれ設けたドアの回動により、運転席側と助手席側の配風比を変更するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報記載の装置では、ファン風量を一定としたまま運転席側と助手席側の配風比のみを変更するようにしているため、例えば運転席側のベント吹出口を閉じると助手席側のベント吹出口から必要以上の吹出風量が送風され、助手席側の乗員に不快感を与えるという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、配風比を変更した場合に乗員に不快感を与えることを防止することができる車両用空調装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）請求項１の発明による車両用空調装置は、車室内に面した複数の吹出口を介して車室内に空調風を吹き出す送風手段と、乗員の操作により複数の吹出口の開度をそれぞれ個別に変更する開度変更手段と、複数の吹出口の開度をそれぞれ検出する開度検出手段と、開度検出手段により検出された開度により吹出口全体の送風面積の減少率を演算する手段と、開度検出手段により少なくとも一つの吹出口の開度変化が検出されると、残りの吹出口から吹き出される風量変化を抑制するように、演算された送風面積の減少率の増加に伴い送風手段による送風量を減少させる送風制御手段とを備えることにより上述した目的を達成する。
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載の車両用空調装置において、開度変更手段が、吹出口のダクトに配置された回動可能なドアを有し、開度検出手段が、ドアの回動量を検出するポテンショメータからなるものである。
（３）請求項３の発明は、請求項１または２に記載の車両用空調装置において、送風制御手段が、少なくとも一つの吹出口の開度変化が検出されると、その開度変化の前後で残りの吹出口から吹き出される単位面積当たりの吹出風量が等しくなるように送風手段による送風量を制御するものである。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、一つの吹出口の開度が変化した場合に、残りの吹出口からの吹出風量の変化を抑制するように送風手段による送風量を制御するようにしたので、配風比を変更した場合に乗員に不快感を与えることを防止することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図８を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置の概略構成を示す図である。ブロアモータ１の駆動によりブロアファン２が回転すると、内外気切換ドア３を介してダクト４内に内気または外気が吸い込まれ、エバポレータ５を通過して冷却される。この冷却空気はエアミックスドア６の開度に応じてヒータコア７を通過して加熱または冷却空気のままヒータコア７をバイパスし、ヒータコア７の下流でミックスされた後、空調モードに応じてベント吹出口、フット吹出口、デフロスト吹出口などから吹き出される。なお、以下ではベントモードにおける風量制御について説明する。
【０００８】
図２はベント吹出口を示す斜視図であり、図３は図２のIII-III線断面図である。ベント吹出口１０にはベントグリル１１が装着され、ベントグリル１１の側部には回動可能にダイヤル１２が取り付けられている。ベントグリル１１は回動可能な複数のルーバーを有し、ルーバーの回動により空調風の吹出方向を調整可能となっている。ベント吹出口１０に至るダクト通路１３内には、回動軸１４を支点に回動可能にシャットバルブ１５が設けられ、回動軸１４はリンク１６およびリンク１７を介してダイヤル１２に連結されている。シャットバルブ１５はリンク１６,１７を介してダイヤル１２の操作によって回動され、これによってダクト通路１３の面積が変化する。このようなベント吹出口１０はインパネ前面の左右端部（サイドベント）および左右中央部（センターベント）にそれぞれ設けられている。
【０００９】
回動軸１４には、その拡大図である図４に示すように、回動軸１４と一体に回動するレバー１８が取り付けられている。レバー１８の先端はポテンショメータなどの可変抵抗式の位置検出器に連結され、この位置検出器２０によってレバー１８の移動量、すなわちシャットバルブ１５の開度（図３のθ）が検出される。図５は、位置検出器２０の電気回路図である。位置検出器２０は、エンジンキースイッチのオンにより作動するスイッチＳＷ１を介して電源に接続されている。位置検出器２０からの信号は後述するＡ／Ｃアンプ３０に入力される。
【００１０】
図６は位置検出器２０により検出された検出信号（抵抗値Ｒi）とバルブ開度θとの関係を示す図である。図示のように抵抗値Ｒiとバルブ開度θとは比例関係にあり、Ｒi＝０でバルブ開度θは０（全閉）、Ｒi＝Ｒsでバルブ開度θは最大（全開）となる。
【００１１】
図７は、本実施の形態に係わる車両用空調装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態に係わる車両用空調装置はオートエアコンに適用する。Ａ／Ｃアンプ３０には、位置検出器２０と、エアコン運転の開始を指令するエアコンスイッチ２１と、オートエアコン運転の開始を指令するオートスイッチ２２と、吹出風量を手動設定するファンスイッチ２３と、エアコン運転を停止するオフスイッチ２４と、室内目標温度を設定する温度設定スイッチ２５と、内気センサー、外気センサー、日射センサー等の各種センサー２６が接続されている。Ａ／Ｃアンプ３０ではこれらからの入力信号に基づいて以下のような処理を実行し、ブロアモータ１にモータ駆動用の制御信号を出力する。
【００１２】
図８は、Ａ／Ｃアンプ３０内で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは例えばエンジンキースイッチのオンによってスタートする。まず、ステップＳ１で空調運転開始を判定する。すなわちエアコンスイッチ２１、オートスイッチ２２、ファンスイッチ２３のいずれかの操作によりブロアモータ１が駆動開始したか否かを判定する。空調運転開始と判定されるとステップＳ２に進み、目標モータ電圧ＶFを演算する。
【００１３】
ファンスイッチ２３がオフ、すなわち自動風量設定時には、目標モータ電圧ＶFは、温度設定スイッチ２５や各種センサー２６からの信号によって演算される目標吹出温度に応じた値となる。ファンスイッチ２３がオン、すなわり手動風量設定時には、目標モータ電圧ＶFは、ファンスイッチ２３の操作によるファン速度指令に応じた値となる。なお、ここで演算される目標モータ電圧ＶFはバルブ開度θが全開時における目標モータ電圧である。
【００１４】
次いで、ステップＳ３でバルブ開度θに応じて目標モータ電圧ＶFを補正する。この補正は次式(I)により行われる。
ＶF＝ＶF−ＶF/Ｎall×Σ(１-(Ｒi(k)／Ｒs)) (但し、ｋ＝１〜Ｎｓ) (I)
上式で、Ｎallは選択された空調モードに対応する吹出口数であり、ベントモードではＮall＝４（サイドベント×２，センターベント×２）である。Ｎsはこのうちシャットバルブ１５を有する吹出口数であり、本実施の形態ではベント吹出口１０の全てにシャットバルブ１５が設けられるため、Ｎall＝Ｎsである。
【００１５】
１−(Ｒi(k)／Ｒs)は各吹出口１０それぞれの閉口率α(k)、すなわち最大開度Ｒsに対してシャットバルブ１５がどの程度閉じられているかを示し、バルブ全開時はα(k)＝０、バルブ全閉時はα(k)＝１（１００％）となる。この各吹出口の閉口率α(k)を足し合わせて全吹出口数Ｎallで除算した１/Ｎall×Σ(１-(Ｒi(k)／Ｒs))は、吹出口全体の閉口率αall、換言すれば送風面積の減少率を表す。これにステップＳ２の目標モータ電圧ＶFを乗算して目標モータ電圧ＶFから減算したものを新たな目標モータ電圧ＶFとして設定する。
【００１６】
ステップＳ４では、ステップＳ３で設定した目標モータ電圧ＶFをブロアモータ１に印加する。これによりブロアモータ１が駆動し、ブロアファン２が回転して、ブロアファン２から所定の風量が吹き出される。次いで、ステップＳ５でオフスイッチ２４が操作されているか否かを判定し、否定されるとステップＳ２に戻る。ステップＳ５が肯定されるとステップＳ６に進み、モータ印加電圧ＶFを０にしてファン２の駆動を停止し、フローチャートを終了する。
【００１７】
このように構成された本実施の形態の動作について説明する。
例えばオートエアコン運転中にベントモードが選択されたとき、ベント吹出口１０が全開（閉口率αall＝０）のときは目標吹出温度に応じた目標ファン電圧ＶFがブロアモータ１にそのまま印加される。これによりベント吹出口１０からは目標吹出温度に応じた流量の吹出風が送風される。ここで、ダイヤル操作によってシャットバルブ１５を回動し、運転席側または助手席側のベント吹出口１０を閉じると、ベント吹出口全体の送風面積が減少する。これにより前述した処理（ステップＳ３）によって目標ファン電圧ＶFが減少し、ファン２の吹出風量が減少する。この場合、全体の送風面積が減少した分だけファン吹出風量が減少するので、ベント吹出口１０の閉じ操作の前後において、各吹出口１０からの単位面積当たりの吹出風量を一定に保つことができる。これにより例えば運転席側の吹出口１０のシャットバルブ１５のみが操作された場合、助手席側の吹出口１０からの吹出風量の変化を抑制することができる。
【００１８】
その状態から、ダイヤル操作によって運転席側または助手席側のベント吹出口を開放すると、ベント吹出口全体の送風面積が増加する。これにより前述した処理（ステップＳ３）によって目標ファン電圧ＶFが増加し、ファン２の吹出風量が増加する。すなわち、送風面積が増加した分だけファン吹出風量が増加するので、この場合も各吹出口１０からの単位面積当たりの吹出風量を一定に保つことができる。
【００１９】
このように本実施の形態によると、ベント吹出口全体の送風面積の変化量に応じてファン電圧ＶFを変更するようにしたので、シャットバルブ１５の開閉に拘わらず各吹出口１０からの単位面積あたりの吹出風量を一定に保つことができる。これにより、所定の吹出口１０からの吹出風量をダイヤル操作に応じて変更することができとともに、ダイヤル操作されていない吹出口１０からは一定量を送風することができ、乗員の不快感を防止することができる。また、シャットバルブ１５の開度θをポテンショメータ２０により検出するようにしたので、安価な構成を実現することができる。
【００２０】
なお、上記実施の形態では、シャットバルブ１５の開閉に拘わらず単位面積当たりの吹出風量が一定となるようにファン電圧ＶFを制御したが、シャットバルブ１５が操作されていない吹出口１０からの吹出風量の変化を抑制できれば、必ずしも単位面積あたりの吹出風量が一定となるように制御する必要はない。上記実施の形態は、オートエアコンに適用したが、マニュアルエアコンにも同様に適用することができる。ベント吹出口以外の他の吹出口にも同様に適用することができる。
【００２１】
上記実施の形態と請求項との対応において、ブロアモータ１とブロアファン２が送風手段を、ダイヤル１２とリンク１６,１７とシャットバルブ１５が開度変更手段を、ポテンショメータ２０が開度検出手段を、Ａ／Ｃアンプ３０が送風制御手段を、それぞれ構成する。なお、各手段を実現する構成要素やステップなどは上記のものに限定されない。開度変更手段として、モータ駆動によりシャットバルブ１５を回動するようにしてもよい。開度検出手段として、非接触式の検出器を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置の概略構成を示す図。
【図２】本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置を構成するベント吹出口の斜視図。
【図３】図２のIII-III線断面図。
【図４】図３の要部拡大図。
【図５】本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置を構成する位置検出器の電気回路図。
【図６】位置検出器の特性図。
【図７】本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置の構成を示すブロック図。
【図８】本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置を構成するＡ／Ｃアンプにおける処理の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１ ブロアモータ ２ ブロアファン
１０ ベント吹出口 １２ ダイヤル
１５ シャットバルブ １６,１７ リンク
１８ レバー ２０ 位置検出器
３０ Ａ／Ｃアンプ

Claims (3)

1. 車室内に面した複数の吹出口を介して車室内に空調風を吹き出す送風手段と、
   乗員の操作により前記複数の吹出口の開度をそれぞれ個別に変更する開度変更手段と、
   前記複数の吹出口の開度をそれぞれ検出する開度検出手段と、
   前記開度検出手段により検出された開度により吹出口全体の送風面積の減少率を演算する手段と、
   前記開度検出手段により少なくとも一つの吹出口の開度変化が検出されると、残りの吹出口から吹き出される風量変化を抑制するように、前記演算された送風面積の減少率の増加に伴い前記送風手段による送風量を減少させる送風制御手段とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１に記載の車両用空調装置において、
   前記開度変更手段は、前記吹出口のダクトに配置された回動可能なドアを有し、
   前記開度検出手段は、前記ドアの回動量を検出するポテンショメータからなることを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項１または２に記載の車両用空調装置において、
   前記送風制御手段は、少なくとも一つの吹出口の開度変化が検出されると、その開度変化の前後で前記残りの吹出口から吹き出される単位面積当たりの吹出風量が等しくなるように前記送風手段による送風量を制御することを特徴とする車両用空調装置。

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