JP3952597B2 - 車両用空調装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、フェイス吹出口から吹き出される空調風の吹出範囲、吹出位置、吹出方向、吹出角度、吹出領域または配風量等の吹出状態を変更するスイングルーバ等の吹出状態可変装置の揺動範囲を、日射量や日射方向等の空調熱負荷に応じた最適な揺動範囲に設定することが可能な車両用空調装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、センタフェイス吹出口およびサイドフェイス吹出口から吹き出す空調風の吹出方向を変更する偏向板を有する吹出状態可変装置を備えた車両用空調装置が知られている。そして、従来の技術として、日射量等の影響により一時的に冷房熱負荷が大きくなった場合には、偏向板の揺動範囲を狭くして冷風が局所的に吹き出されると共に、偏向板の揺動周期を比例的に短くして丁度扇子で激しく煽ったような冷風が吹き出されるような吹出状態可変装置(第1従来例:例えば特公平7−102775号公報)がある。
【0003】
また、従来の技術として、車室内の左右両側に配された両日射センサからの日射方向信号およびセンタルーバの左右の向きを検出する位置検出スイッチからのルーバ位置信号を入力し、日射方向に応じて日射が有る側でのセンタルーバの揺動速度を、日射が無い側でのセンタルーバの揺動速度と比べて遅くするようにした吹出状態可変装置(第2従来例:例えば実公平4−2086号公報)がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、第1従来例の吹出状態可変装置においては、偏向板の揺動範囲が狭くなると、偏向板の揺動周期が短くなるため、センタフェイス吹出口およびサイドフェイス吹出口から吹き出す冷風の吹出方向が頻繁に変わるので、煩わしく、車両乗員に不快感を与えるという問題が生じている。そして、第1従来例の吹出状態可変装置においては、偏向板の揺動範囲に拘らず、偏向板の揺動速度を一定にしているため、偏向板の揺動範囲が狭くなる程、偏向板の動きが激しく変わるので、光の反射具合によっては非常に煩わしく、車両乗員に不快感を与えるという問題が生じている。特に、風向変更装置を設ける可能性の高い高級車には好ましくない。また、冷房熱負荷が大きい時に、特定の場所で偏向板を激しく往復させることになり、偏向板の駆動装置の耐久性を著しく低下させるという問題が生じている。
【0005】
そして、冷房熱負荷の低下に応じて、偏向板の揺動範囲を広くしていくと、快適な配風量を得るためには、隣の空調ゾーンへのスイングが必要となり、例えば運転席側空調ゾーンと助手席側空調ゾーンとの独立コントロール性が低下するという問題が生じている。また、偏向板の揺動範囲を例えば前席乗員方向を中心にして左右に均等に広くしていくと、後部座席側の車両乗員への配風量が充分な量になるのに非常に時間がかかり、特に冷房初期の後部座席側の車両乗員に不快感を与えるという問題が生じている。
【0006】
一方、第2従来例の吹出状態可変装置においては、車室内に入射する日射方向に応じてセンタルーバの揺動速度を調整するものであるが、日射が車両乗員のサイドから当たっている時に、センタルーバから空調風を車両乗員に当てても、車両乗員が暑いと感じてしまい快適感を低下させるという問題が生じている。
【0007】
【発明の目的】
本発明の目的は、吹出状態可変手段の揺動範囲が狭くなっても吹出口から吹き出される空調風の吹出方向が頻繁に変化しないようにすることにより、煩わしさをなくし車両乗員の不快感を解消することのできる車両用空調装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1ないし請求項3に記載の発明によれば、空調負荷検出手段にて検出した空調負荷(例えば車室内の冷房熱負荷、空調熱負荷)に応じて吹出状態可変手段の揺動範囲を設定すると共に、この揺動範囲が狭くなる程、吹出状態可変手段が、揺動端または揺動範囲の途中で、停止または非常にゆっくり揺動する時間を長くするようにしている。あるいは、空調負荷に応じて吹出状態可変手段の揺動範囲を設定すると共に、この揺動範囲が狭くなる程、吹出状態可変手段の揺動速度を遅くするようにしている。それによって、吹出状態可変手段の揺動範囲が変化しても、吹出状態可変手段の揺動周期は変化しないので、吹出状態可変手段の揺動範囲が狭くなる程、遅いスピードで連続的または段階的に変化する。これにより、煩わしさがなくなり、車両乗員の不快感が解消される。
【0011】
請求項4に記載の発明によれば、空調負荷検出手段にて検出した空調負荷(例えば車室内の冷房熱負荷、空調熱負荷)が大きくて、吹出状態可変手段の揺動範囲が狭くなった場合には、吹出口から吹き出される空調風の吹出状態(例えば吹出範囲、吹出位置、吹出方向、吹出角度または吹出領域等)が頻繁に変化しない。これにより、煩わしさがなくなり、車両乗員の不快感が解消される。
また、空調負荷検出手段にて検出した空調負荷(例えば車室内の冷房熱負荷、空調熱負荷)が小さくて、吹出状態可変手段の揺動範囲が広くなった場合には、吹出口から吹き出される空調風の吹出状態(例えば吹出範囲、吹出位置、吹出方向、吹出角度または吹出領域等)が連続的に変化し、吹出口から吹き出される空調風が広い範囲に渡って吹き出されることにより、空調風が車両乗員に当たる時間が短くなり、煩わしさがなくなり、車両乗員の不快感が解消される。
【0012】
請求項5に記載の発明によれば、空調負荷検出手段にて検出する空調負荷(例えば車室内の冷房熱負荷、空調熱負荷)として、上部吹出口からの吹出風量、送風機の風量、ブロワモータへの印加電圧、車室内温度、設定温度と車室内温度との温度偏差、日射量、日射方向、外気導入モード時の車速、車室内湿度、車室外温度、エバポレータを通過した直後の空気温度、吹出温度、シート温度、ステアリング温度、皮ふ温度のうちのいずれか1つ以上を用いても良い。
【0013】
請求項6に記載の発明によれば、車室内の第1空調ゾーンと車室内の第2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空調ユニットを備えた車両用空調装置において、第1空調ゾーンの空調負荷(例えば車室内の冷房熱負荷、空調熱負荷)と第2空調ゾーンの空調負荷(例えば車室内の冷房熱負荷、空調熱負荷)とで異なっている場合には、第1空調ゾーンと第2空調ゾーンとで吹出状態可変手段の揺動範囲を変更する量を異ならせることにより、第1空調ゾーン内の空調状態および第2空調ゾーン内の空調状態をそれぞれ最適な状態にすることができる。したがって、第1空調ゾーン内の車両乗員の空調感(例えば冷房感)と第2空調ゾーン内の車両乗員の空調感(例えば冷房感)とが異なる場合でも、両者の車両乗員の快適感を確保することができる。
【0014】
請求項7ないし請求項9に記載の発明によれば、第1空調ゾーンまたは第2空調ゾーンのいずれに日射が当たっているか否かを検出する日射量検出手段を空調負荷検出手段として使用している。また、日射方向を検出する日射方向検出手段を空調負荷検出手段として使用している。また、車両乗員に日射が当たっているか否かを検出する日射量検出手段を空調負荷検出手段として使用している。そして、第1空調ゾーンまたは第2空調ゾーンのうちの日射が当たっている側の空調ゾーンの吹出状態可変手段の揺動範囲を狭く設定することにより、または日射方向が車両正面から車両側面に近づく程、吹出状態可変手段の揺動範囲を狭く設定することにより、あるいは車両乗員の日射が当たっている側の吹出状態可変手段の揺動範囲を狭く設定することにより、例えば空調風を得たい車両乗員の身体に集中的に空調風が供給されることになるので、車両乗員の快適感を著しく向上することができる。
【0015】
請求項10に記載の発明によれば、ステアリングに近い側の吹出状態可変手段の揺動範囲を広く設定することにより、車両乗員のステアリングを持つ手や腕が冷たくなる、あるいは熱くなるのを防止することができるので、車両乗員に不快感を与えることはない。また、請求項11に記載の発明によれば、吹出状態可変手段が、車両に2個以上設けられている。
【0025】
【発明の実施の形態】
〔第1実施形態の構成〕
図1ないし図15は本発明の第1実施形態を示したもので、図1は日射量等の冷房熱負荷とスイングルーバの揺動範囲との関係を示した図で、図2は車両用空調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。
【0026】
本実施形態の車両用空調装置は、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(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、車両の車室内の一方側の第1空調ゾーンとしての運転席側(右座席側、ドライバー側:以下Dr側と言う)空調ゾーンと車両の車室内の他方側の第2空調ゾーンとしての助手席側(左座席側、パッセンジャー側:以下Pa側と言う)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。
【0027】
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により駆動されて内気吸込口6と外気吸込口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。
【0028】
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(冷却用熱交換器)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ヒータコア(加熱用熱交換器)13が設けられている。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。そのヒータコア13の下流側には、車室内のDr側空調ゾーンとPa側空調ゾーンとの温度調節を互いに独立して行うためのDr側、Pa側エアミックス(A/M)ドア15、16が設けられている。そして、Dr側、Pa側A/Mドア15、16は、サーボモータ17、18により駆動される。
【0029】
第1空気通路11の下流側では、デフロスタ(DEF)吹出口20、Dr側センタフェイス(FACE)吹出口(右座席側吹出口、第1センタ吹出口、上部吹出口)21a、Dr側サイドフェイス(FACE)吹出口(右座席側吹出口、第1サイド吹出口、上部吹出口)22aおよびDr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、Dr側空調ゾーンのフロントウインドの内面だけでなく、Pa側空調ゾーンのフロントウインドの内面に向けても空調風が吹き出される。また、第2空気通路12の下流側では、Pa側センタフェイス(FACE)吹出口(左座席側吹出口、第2センタ吹出口、上部吹出口)21b、Pa側サイドフェイス(FACE)吹出口(左座席側吹出口、第2サイド吹出口、上部吹出口)22bおよびPa側フット(FOOT)吹出口23bが開口している。そして、第1、第2空気通路11、12内には、車室内のDr側とPa側との吹出口モードの設定を互いに独立して行うDr側、Pa側吹出口切替ドア24〜28が設けられている。
【0030】
そして、Dr側、Pa側吹出口切替ドア24〜28は、サーボモータ30〜32により駆動されてDr側、Pa側の吹出口モードをそれぞれ切り替えるモード切替ドアである。ここで、Dr側、Pa側の吹出口モードとしては、FACEモード、B/Lモード、FOOTモード、F/Dモード、DEFモード等がある。そして、Dr側、Pa側センタFACE吹出口21a、21bおよびDr側、Pa側サイドFACE吹出口22a、22bには、インストルメントパネル(格納部材)39に吹出状態可変装置がそれぞれ取り付けられている。なお、Dr側サイドFACE吹出口22aおよびPa側サイドFACE吹出口22bを車両の前側ドアまたは側面ボディのインナパネルにそれぞれ取り付けられていても良い。
【0031】
次に、吹出状態可変装置を図1ないし図6に基づいて簡単に説明する。ここで、図4は吹出状態可変装置の全体構成を示した図である。吹出状態可変装置は、Dr側、Pa側センタグリル41a、41bおよびDr側、Pa側サイドグリル42a、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Dr側、Pa側センタFACE吹出口21a、21bおよびDr側、Pa側サイドFACE吹出口22a、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、ルーバ左右方向揺動機構およびルーバ上下方向揺動機構がそれぞれ設けられている。
【0032】
ルーバ左右方向揺動機構は、本発明のアクチュエータ、右座席側アクチュエータ、左座席側アクチュエータに相当するもので、図5に示したように、各グリル内において車両の進行方向に対して左右方向(水平方向)に複数列設されたルーバフィン(偏向板:以下スイングルーバと言う)43と、複数枚のスイングルーバ43を支点を中心にして左右方向に所定の揺動範囲(スイング範囲)で揺動運動(スイング)させるリンクレバー44と、アームプレート44aを介してリンクレバー44を左右方向に往復運動させるルーバ駆動手段としてのルーバモータ(例えばDCサーボモータ)45とから構成されている。
【0033】
なお、Dr側センタ、サイドグリル41a、42aのスイングルーバ43は、本発明の吹出状態可変手段、右座席側吹出状態可変手段に相当し、センタルーバまたはサイドルーバとも言う。また、Pa側センタ、サイドグリル41b、42bのスイングルーバ43は、本発明の吹出状態可変手段、左座席側吹出状態可変手段に相当し、センタルーバまたはサイドルーバとも言う。
【0034】
ルーバ上下方向揺動機構は、本発明のアクチュエータに相当するもので、図6に示したように、各グリル内において車両の進行方向に対して上下方向に複数列設されたルーバフィン(偏向板:以下スイングルーバと言う)46と、複数枚のスイングルーバ46を支点を中心にして上下方向に所定の揺動範囲(スイング範囲)で揺動運動(スイング)させるリンクレバー47と、アームプレート47aを介してリンクレバー47を上下方向に往復運動させるルーバ駆動手段としてのルーバモータ(例えばDCサーボモータ)48とから構成されている。なお、各グリルのスイングルーバ46は、本発明の吹出状態可変手段に相当する。
【0035】
エアコンECU50は、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、Dr側空調ゾーンを所望の温度に設定するためのDr側温度設定スイッチ51、Pa側空調ゾーンを所望の温度に設定するためのPa側温度設定スイッチ52、およびスイングスイッチ53等が接続されている。
【0036】
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)の吹出状態可変装置のスイングルーバ43、46の揺動作動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、車室内温度(以下内気温度と呼ぶ)を検出する内気温度センサ54、車室外温度(以下外気温度と呼ぶ)を検出する外気温度センサ55、および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。また、エバポレータ10を通過した直後の空気温度(以下エバ後温度と呼ぶ)を検出するエバ後温度センサ57、エンジンの冷却水温度を検出する冷却水温度センサ58、およびFACE吹出口からの空調風の吹出方向および吹出位置を検出するポテンショメータ59、60が接続されている。
【0037】
これらのうち日射センサ56は、本発明の空調負荷検出手段に相当するもので、Dr側、Pa側空調ゾーン内に照射される日射量(日射強度)を検知する日射強度検知手段(例えばフォトトランジスタ、フォトダイオード、太陽電池)を有している。なお、エアコンECU50には、日射センサ56の出力信号(日射量信号)を読み込んで、太陽光の照射方向(日射方向、日射方位角)を演算する日射方向演算手段(本発明の日射方向検出手段に相当する)、および太陽光の高度(日射仰角、日射高度、太陽仰角)を演算する日射高度演算手段(日射方向検出手段)を有している。
【0038】
ここで、車室内の空調負荷を検出する空調負荷検出手段としては、各FACE吹出口21a、21b、22a、22bからの吹出風量、ブロワ4のブロワ風量、ブロワモータ9への印加電圧(ブロワ制御電圧)、設定温度、内気温度、外気温度、エバ後温度、冷却水温度、実際の吹出温度、目標吹出温度、車速、前部座席(運転席、助手席)のシート温度、ステアリング温度、皮ふ温度または車両乗員数等が考えられ、これらの値を検出するセンサや温度を設定する温度設定手段をも空調負荷検出手段として使用できる。
【0039】
ポテンショメータ59は、複数枚のスイングルーバ43の左右方向の吹出方向または吹出位置を検出するルーバ位置検出手段(吹出方向検出手段)で、ルーバ左右方向揺動機構近傍にそれぞれ設けられている。また、ポテンショメータ60は、複数枚のスイングルーバ46の上下方向の吹出方向または吹出位置を検出するルーバ位置検出手段(吹出方向検出手段)で、ルーバ上下方向揺動機構近傍にそれぞれ設けられている。具体的には、ポテンショメータ59、60は、図5および図6に示したように、リンクレバー44、47と一体的に左右方向、上下方向に往復移動する可動接点59a、60a、およびこの可動接点59a、60aの移動により分圧比を変える抵抗素子59b、60b等よりなる。
【0040】
〔第1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15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。
【0041】
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)。
【0042】
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、Dr側の目標吹出温度TAO(Dr)、およびPa側の目標吹出温度TAO(Pa)を演算する(ステップS3)。
【数1】
【数2】
【0043】
但し、Tset(Dr)およびTset(Pa)は、それぞれDr側空調ゾーンの設定温度、Pa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、第1、第2空調ゾーンの温度差補正ゲインを表す。なお、Ka(Dr)、Ka(Pa)は、それぞれ外気温度TAMがDr側空調ゾーンおよびPa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の吹出方向等様々なパラメータで変化する。
【0044】
次に、上記のステップS3で求めたDr側の目標吹出温度TAO(Dr)およびPa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8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。
【0045】
次に、上記のステップS3で求めたDr側の目標吹出温度TAO(Dr)およびPa側の目標吹出温度TAO(Pa)と、図9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Dr側空調ゾーンおよびPa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。なお、F/Dモードは、図示しないエアコン操作パネルに設けられた吹出口モード切替スイッチを操作したときのみ設定されるようにしても良い。
【0046】
なお、上記のFACEモードとは、空調風を車両乗員の上半身(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、空調風を車両乗員の上半身(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、空調風を車両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、空調風を車両乗員の足元部および車両のフロントウインド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、図示しないエアコン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、Dr側サイドFACE吹出口22aおよびPa側サイドFACE吹出口22bは開口している。
【0047】
次に、Dr側A/Mドア15の開度SW(Dr)(%)およびPa側A/M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、Dr側の目標吹出温度TAO(Dr)およびPa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。
【数3】
SW(Dr)={TAO(Dr)−TE}×100/(TW−TE)
【数4】
SW(Pa)={TAO(Pa)−TE}×100/(TW−TE)
【0048】
次に、図10のルーチンが起動して、各グリル41a、41b、42a、42b(各FACE吹出口21a、21b、22a、22b)の吹出状態可変装置のスイングルーバ43、46の揺動範囲を決定する(揺動範囲設定手段:ステップS7)。なお、作動しているスイングルーバ43、46がDr側、Pa側センタグリル41a、41bのスイングルーバ43、46、あるいはDr側、Pa側サイドグリル42a、42bのスイングルーバ43、46のみの時は、ステップS7で求めたスイング範囲の(×0.7倍)に設定する。これにより、日射有り時等の冷風不足を補うことができる。
【0049】
また、Dr側サイドグリル42aは、ステアリングを持つ右手に近いため、冷風が集中的に当り局所冷房による不快感を運転手に与えることを実験により発見した。そこで、Dr側サイドグリル42aのスイングルーバ(サイドルーバ)43、46のスイング範囲を、ステップS7で求めたスイング範囲の(×1.3倍)に設定する。これにより、冷風が運転手の右手に集中して当たらないようにする。そして、見た目を考えて、Pa側サイドグリル42bのスイングルーバ(サイドルーバ)43、46も同様にスイング範囲を広げても良い。
【0050】
次に、図13のルーチンが起動して、吹出状態可変装置のスイングルーバ43、46の揺動周期を一定の周期に設定する。具体的には、スイングルーバ43、46の揺動速度を決定する(揺動速度設定手段:ステップS8)。
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、決定された揺動範囲および揺動速度となるようにルーバモータ45、48に制御信号を送る(吹出状態制御手段: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。
【0051】
次に、エアコンECU50によるスイングルーバ揺動範囲決定制御を図10ないし図12に基づいて説明する。ここで、図10はエアコンECU50によるスイングルーバ揺動範囲決定を示したフローチャートである。
【0052】
先ず、図10のルーチンが起動すると、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、吹出口モードがFACEモードまたはB/Lモードであるか否かを判定する(ステップS12)。この判定結果がNOの場合には、図10のルーチンを抜ける。
【0053】
また、ステップS12の判定結果がYESの場合には、日射センサ56にて検出した日射量に基づいて、Dr側空調ゾーンの日射方向、日射強度およびPa側空調ゾーンの日射方向、日射強度を演算する(日射方向演算手段、日射強度演算手段:ステップS13)。
【0054】
次に、ステップS13で求めたDr側空調ゾーンの日射方向、日射強度およびPa側空調ゾーンの日射方向、日射強度と、図11の特性図とに基づいて、各グリル41a、41b、42a、42b(各FACE吹出口21a、21b、22a、22b)の吹出状態可変装置のスイングルーバ43、46のスイング範囲(揺動範囲)θ(Dr)、θ(Pa)を演算する(揺動範囲演算手段:ステップS14)。
【0055】
次に、ステップS14で求めたスイングルーバ43、46の揺動範囲θ(Dr)、θ(Pa)の内気温度補正を行う。具体的には、スイングルーバ43、46の揺動範囲θ(Dr)、θ(Pa)と、図12の特性図と、下記の数5の式、数6の式とに基づいて目標となるスイング範囲(揺動範囲)θ(Dr)、θ(Pa)を演算する(内気温度補正手段:ステップS15)。その後に、図10のルーチンを抜ける。
【数5】
θ(Dr)=θ(Dr)×α
【数6】
θ(Pa)=θ(Pa)×α
【0056】
次に、エアコンECU50によるスイングルーバ揺動速度決定制御を図13ないし図15に基づいて説明する。ここで、図13はエアコンECU50によるスイングルーバ揺動速度決定を示したフローチャートである。
【0057】
先ず、図13のルーチンが起動すると、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S16)。この判定結果がNOの場合には、図13のルーチンを抜ける。
また、ステップS16の判定結果がYESの場合には、吹出口モードがFACEモードまたはB/Lモードであるか否かを判定する(ステップS17)。この判定結果がNOの場合には、図13のルーチンを抜ける。
また、ステップS17の判定結果がYESの場合には、上記の図10のステップS14で求めた各グリル41a、41b、42a、42bのスイングルーバ43、46の揺動範囲θ(Dr)、θ(Pa)を読み込む(ステップS18)。
【0058】
次に、上記のステップS18で読み込んだスイングルーバ43、46の揺動範囲θ(Dr)、θ(Pa)と、図14および図15の特性図とに基づいて、各FACE吹出口のスイングルーバ43、46の揺動速度を演算する(ステップS19)。その後に、図13のルーチンを抜ける。
具体的には、スイングルーバ43、46の揺動範囲(スイング範囲)が広ければ広い程、スイングルーバ43、46の揺動速度を速くして揺動周期を一定にする。逆に、スイングルーバ43、46の揺動範囲が狭ければ狭い程、スイングルーバ43、46の揺動速度を遅くして揺動周期を一定にする。
【0059】
〔第1実施形態の作用〕
次に、本実施形態の車両用空調装置の作用を図1ないし図15に基づいて説明する。
【0060】
スイングスイッチ53が投入(ON)されている時に、吹出口モードがFACEモード(B/Lモードでも良い)の場合には、ブロワ4の作用によって外気吸込口7から吸い込まれた外気がエバポレータ10で例えば4℃程度まで冷やされた後に、第1、第2空気通路11、12に入り、Dr側、Pa側A/Mドア15、16の開度に応じてヒータコア13を通過する量が調節されてそれぞれ最適な温度の空調風となる。
【0061】
その後に、空調風(冷風)は、第1、第2空気通路11、12の最下流端で開口したDr側センタFACE吹出口21a、Dr側サイドFACE吹出口22a、Pa側センタFACE吹出口21bおよびPa側サイドFACE吹出口22bからDr側空調ゾーンおよびPa側空調ゾーンに吹き出される。特に冷風は、Dr側センタ、サイドFACE吹出口21a、22aから運転席の車両乗員の上半身(頭胸部)に向けて吹き出され、Pa側センタ、サイドFACE吹出口21b、22bから助手席の上半身(頭胸部)に吹き出される。
【0062】
このとき、日射センサ56にて検出した日射量に基づいてDr側空調ゾーンの日射方向、日射強度およびPa側空調ゾーンの日射方向、日射強度を演算する。さらに、日射方向、日射強度の演算値と、図11の特性図とに基づいて、各FACE吹出口21a、21b、22a、22bのスイングルーバ43、46の揺動角度である揺動範囲θ(Dr)、θ(Pa)を演算する。
【0063】
例えばDr側センタ、サイドFACE吹出口21a、22aのスイングルーバ43のスイング範囲θ(Dr)=全揺動角度は、図1および図11の特性図に示したように、日射方向が車両の進行方向の右側に60°で、日射強度が1000W/m2 以上の時は20°、日射強度が500W/m2 の時は30°、日射強度が100W/m2 以下の時は35°となる。したがって、スイングルーバ43のスイング範囲θ(Dr)は、同じ日射方向でも、日射強度が大きければ大きい程、スイングルーバ43のスイング範囲θ(Dr)が狭くなるように設定される。なお、スイングルーバ46のスイング範囲θ(Dr)も同様である。
【0064】
また、例えばDr側センタ、サイドFACE吹出口21a、22aのスイングルーバ43のスイング範囲θ(Dr)は、図1および図11の特性図に示したように、日射強度が500W/m2 の時に日射方向が車両の進行方向の左側に60°の時は55°、日射方向が車両の進行方向と同一の0°の時は40°、日射強度が500W/m2 の時に日射方向が車両の進行方向の右側に60°の時は30°となる。なお、スイングルーバ46のスイング範囲θ(Dr)も同様である。
【0065】
そして、Pa側センタ、サイドFACE吹出口21b、22bのスイングルーバ43のスイング範囲θ(Pa)は、図1および図11の特性図に示したように、日射方向が車両の進行方向の右側に60°で、日射強度が1000W/m2 以上の時は45°、日射強度が500W/m2 の時は55°、日射強度が100W/m2 以下の時は65°となる。したがって、スイングルーバ43のスイング範囲θ(Pa)は、同じ日射方向でも、日射強度が大きければ大きい程、スイングルーバ43のスイング範囲θ(Pa)が狭くなるように設定される。なお、スイングルーバ46のスイング範囲θ(Pa)も同様である。
【0066】
また、例えばPa側センタ、サイドFACE吹出口21b、22bのスイングルーバ43のスイング範囲θ(Pa)は、図1および図11の特性図に示したように、日射強度が500W/m2 の時に日射方向が車両の進行方向の左側に60°の時は25°、日射方向が車両の進行方向と同一の0°の時は40°、日射強度が500W/m2 の時に日射方向が車両の進行方向の右側に60°の時は55°となる。なお、スイングルーバ46のスイング範囲θ(Pa)も同様である。
【0067】
ここで、本実施形態では、日射センサ56にて検出した日射量等の冷房熱負荷だけでなく、スイングルーバ43のスイング範囲θ(Dr)、θ(Pa)を、Dr側、Pa側空調ゾーンの冷房熱負荷に応じて補正している。例えばDr側、Pa側温度設定スイッチ51、52にて設定されたDr側、Pa側の設定温度Tset(Dr)、Tset(Pa)が低ければ低い程、スイングルーバ43のスイング範囲θ(Dr)、θ(Pa)を狭くなるように補正する。また、Dr側、Pa側の設定温度Tset(Dr)、Tset(Pa)と内気温度センサ54にて検出した内気温度(TR)との温度偏差が大きければ大きい程、スイングルーバ43のスイング範囲θ(Dr)、θ(Pa)を狭くなるように補正する。なお、スイングルーバ46のスイング範囲θ(Dr)、θ(Pa)も同様である。
【0068】
そして、決定したDr側センタ、サイドFACE吹出口21a、22aのスイングルーバ43、46のスイング範囲θ(Dr)およびPa側センタ、サイドFACE吹出口21b、22bのスイングルーバ43、46のスイング範囲θ(Pa)に応じた揺動速度を決定する。
【0069】
Dr側センタ、サイドFACE吹出口21a、22aのスイングルーバ43の揺動速度は、スイング範囲θ(Dr)が中心から左右方向(上下方向)に15°の場合に、図14の特性図に実線で示した速度となり、スイング範囲θ(Dr)が中心から左右方向(上下方向)に30°の場合に、図14の特性図に破線で示した速度となる。これにより、スイング範囲θ(Dr)が変化しても常に一定の周期でスイングルーバ43が揺動する。なお、スイングルーバ46のスイング範囲θ(Dr)も同様である。
【0070】
また、同様にして、Pa側センタ、サイドFACE吹出口21b、22bのスイングルーバ43の揺動速度は、スイング範囲θ(Pa)が中心から左右方向(上下方向)に15°の場合に、図15の特性図に実線で示した速度となり、スイング範囲θ(Pa)が中心から左右方向(上下方向)に30°の場合に、図15の特性図に破線で示した速度となる。これにより、スイング範囲θ(Pa)が変化しても常に一定の周期でスイングルーバ43が揺動する。なお、スイングルーバ46のスイング範囲θ(Pa)も同様である。
【0071】
〔第1実施形態の効果〕
以上のように、本実施形態の車両用空調装置は、車室内の冷房熱負荷が大きい程(例えば日射量が多い程、設定温度が低い程、あるいは設定温度と内気温度との温度偏差が大きい程)、スイングルーバ43、46の揺動範囲(スイング範囲)が狭くなるので、Dr側の車両乗員またはPa側の車両乗員に向けて局所的(スポット的)に冷風が供給されることになる。また、スイングルーバ43、46の揺動速度も遅くなるので、冷風感を得たい箇所に集中的に冷風が供給されることになるので、車両乗員の快適感を著しく向上することができる。
【0072】
そして、スイングルーバ43、46の揺動範囲が狭くなっても、各FACE吹出口21a、21b、22a、22bから吹き出される冷風の吹出方向が頻繁に変化しないので、Dr側の車両乗員またはPa側の車両乗員が煩わしさを感じることはなく、Dr側の車両乗員またはPa側の車両乗員の不快感を解消することができる。
【0073】
逆に、車室内の冷房熱負荷が小さい程(例えば日射量が少ない程、設定温度が高い程、あるいは設定温度と内気温度との温度偏差が小さい程)、スイングルーバ43、46の揺動範囲(スイング範囲)が広くなるので、Dr側の車両乗員またはPa側の車両乗員に向けて広い範囲で冷風が供給されることになる。また、スイングルーバ43、46の揺動速度も速くなるので、あまり特定の箇所に集中的に冷風を受けて不快となる(寒いと感じる)ことを防止できるので、車両乗員の快適感を著しく向上することができる。
【0074】
また、本実施形態では、Dr側空調ゾーン内に冷風を吹き出すDr側センタ、サイドFACE吹出口21a、22aのスイングルーバ43、46の揺動範囲と、Pa側空調ゾーン内に冷風を吹き出すPa側センタ、サイドFACE吹出口21b、22bのスイングルーバ43、46の揺動範囲とを異ならせることができるので、Dr側の車両乗員およびPa側の車両乗員の冷房感および冷房熱負荷に対応した快適な冷房状態を形成することができる。
【0075】
ここで、特にDr側、Pa側センタグリル41a、41bのスイングルーバ43を最初に動かす時に、Dr側の車両乗員への冷風の吹出方向とPa側の車両乗員への冷風の吹出方向とが互いに近づく方向となるように各グリル41a、41bのスイングルーバ43を揺動させるように制御する場合がある。この場合には、Dr側空調ゾーンおよびPa側空調ゾーンの冷房熱負荷が大きくてDr側、Pa側センタグリル41a、41bのスイングルーバ43の揺動範囲が共に狭くなっても、各グリル41a、41bのスイングルーバ43の揺動周期を一定の周期に設定する。
【0076】
それによって、Dr側センタFACE吹出口21aから吹き出される冷風の吹出方向が最もPa側の車両乗員に近づく時でも、Pa側センタFACE吹出口21bから吹き出される冷風の吹出方向が最もDr側の車両乗員に近づく。このため、Dr側の車両乗員とPa側の車両乗員との間にエアカーテンが形成されるので、Dr側空調ゾーンとPa側空調ゾーンとの温度調節を互いに独立して行っている場合に、Dr側空調ゾーンとPa側空調ゾーンとの独立温度コントロール性を向上することができる。
【0077】
〔第2実施形態の構成〕
図16ないし図26は本発明の第2実施形態を示したもので、図16はエアコン操作パネルを示した図である。
【0078】
本実施形態では、Dr側、Pa側サイドFACE吹出口22a、22bは、近傍のサイドウインドの内面の曇りの除去および防曇のために、吹出口モードがFOOTモード、F/DモードまたはDEFモードであっても常に開口している。また、本実施形態では、Dr側、Pa側センタFACE吹出口21a、21bに設けた複数枚のスイングルーバ43、46をセンタルーバ43、46と呼び、Dr側、Pa側サイドFACE吹出口22a、22bに設けた複数枚のスイングルーバ43、46をサイドルーバ43、46と呼ぶ。また、本実施形態の日射センサ56は、車室内に照射される日射量を検知する日射強度検知手段、太陽光の照射方向を検知する日射方向検知手段、および太陽光の高度を検知する日射高度検知手段を有している。
【0079】
そして、エアコン操作パネル64には、Dr側温度設定スイッチ65、Pa側温度設定スイッチ66、自動制御を指令するAUTOスイッチ67、制御停止を指令するOFFスイッチ68、ブロワ4の風量レベルを設定するブロワスイッチ69、Dr側とPa側の温度制御を独立に行わせるDUALスイッチ70、吹出口モードを切り替えるMODEスイッチ71、冷凍サイクルの運転および運転停止を指令するA/Cスイッチ72、吸込口モードを切り替えるR/Fスイッチ73、フロントウインドの曇りを防止するためのFrDEFスイッチ74、リヤウインドの曇りを防止するためのRrDEFスイッチ75、および吹出状態可変装置を作動させるためのルーバ操作パネル76等が配設されている。これらの各種スイッチ類は、遠隔操作を行うリモートコントローラに設置しても良い。
【0080】
上記のうちルーバ操作パネル76には、吹出状態可変装置の作動モード切替スイッチ77と、切り替えられた作動モードに応じて点灯する5個のLCDと、Dr側の吹出状態可変装置のみを作動させるDr側押しボタン78と、Pa側の吹出状態可変装置のみを作動させるPa側押しボタン79と、Dr側,Pa側の吹出状態可変装置の両方を作動させるMATCH押しボタン80とが設置されている。なお、作動モード切替スイッチ77は、回すことにより、吹出状態可変装置の作動を停止する「STOP」、吹出状態可変装置の作動を自動制御(オートルーバ制御)する「AUTO」、後部座席側空調ゾーンへの配風量を増やす「Rr」、ルーバ左右方向揺動機構のみを作動させる「R−L/SWING」、ルーバ上下方向揺動機構「U−D/SWING」のみを作動させる等の各作動モードに切り替えることができる。ここで、81は各センタFACE吹出口21a、21bを開閉するシャッタ機構(図示せず)を手動操作するための操作レバーであり、82は車両乗員が手動操作によりスイングルーバ43、46の向きを変更するための摘みである。
【0081】
〔第2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16ないし図26に基づいて説明する。ここで、図17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。
【0082】
本実施形態では、第1実施形態の図7のフローチャートと異なる点のみ説明する。すなわち、図17のステップS6の制御処理を終了した後に、図18のルーチンが起動して、吹出状態可変装置のセンタルーバ43、46およびサイドルーバ43、46のオートルーバ制御を行う(ステップS20)。その後に、第1実施形態と同様なステップS9の制御処理を行う。
【0083】
次に、エアコンECU50によるオートルーバ制御を図18ないし図26に基づいて説明する。ここで、図18はエアコンECU50によるオートルーバ制御を示したフローチャートである。
【0084】
先ず、図18のルーチンが起動すると、吹出口モードがFACEモードまたはB/Lモードであるか判定する(ステップS21)。この判定結果がNOの場合、すなわち、吹出口モードがFOOTモード、F/DモードまたはDEFモードの場合には、サイドウインドの防曇および冷輻射のカットを行う目的で、各サイドルーバ43、46を近傍のサイドウインドに向けるようにルーバ方向を決定する(ルーバ方向決定手段:ステップS22)。その後に、図18のルーチンを抜ける。
【0085】
また、ステップS21の判定結果がYESの場合、すなわち、吹出口モードがFACEモードまたはB/Lモードの場合には、クールダウン時であるか否かを判定する。すなわち、下記の数7の式、数8の式を満足するか否かを判定する(ステップS23)。
【数7】
5(度)<{TR−Tset(Dr)}
【数8】
5(度)<{TR−Tset(Pa)}
【0086】
但し、TRは内気温度センサ54にて検出した内気温度を表し、Tset(Dr)、Tset(Pa)はDr側、Pa側温度設定スイッチ65、66にて設定されたDr側、Pa側設定温度を表す。なお、クールダウンの判定値は空調初期の空調熱負荷により可変することが望ましい。
【0087】
このステップS23の判定結果がYESの場合、すなわち、クールダウン時の場合には、各センタ、サイドルーバ43、46のスイングを停止する。例えばDr側、Pa側のセンタルーバ43、46の向きおよびDr側、Pa側のサイドルーバ43、46の向きを、全て乗員方向(例えば車両乗員の首付近または肩付近)に固定する(ステップS24)。その後に、図18のルーチンを抜ける。
【0088】
また、ステップS23の判定結果がNOの場合には、空調熱負荷に応じたスイング範囲を決定する。すなわち、Dr側空調ゾーンの日射方向、日射強度およびPa側空調ゾーンの日射方向、日射強度と、図19(a)の特性図とに基づいて、スイングの基準位置(例えば車両乗員の首付近)を中心にして、各センタ、サイドルーバ43、46のスイング範囲(揺動範囲)θ(Dr)、θ(Pa)を演算する(揺動範囲決定手段)。
【0089】
次に、各センタ、サイドルーバ43、46のスイング範囲の内気温度補正を行う(内気温度補正手段)。さらに、各センタ、サイドルーバ43、46のスイング範囲の風量補正を行う(風量補正手段)。
具体的には、スイングルーバ43、46の揺動範囲θ(Dr)、θ(Pa)と、図19(b)の特性図と、図19(c)の特性図と、下記の数9の式、数10の式とに基づいてスイング範囲θ(Dr)、θ(Pa)を演算する(ステップS25)。
【数9】
θ(Dr)=θ(Dr)+α
【数10】
θ(Pa)=θ(Pa)+α
【0090】
次に、スイング範囲θ(Dr)、θ(Pa)に拘らず、スイング周期(揺動周期)が一定となるように、各センタ、サイドルーバ43、46のスイング速度(揺動速度)を決定する(ステップS26)。すなわち、スイング範囲は、各センタ、サイドルーバ43、46毎に求められるが、見た目の良さ、および独立コントロール性の確保のため、スイング範囲に拘らず、スイング周期を同じにする。ここでは、空調熱負荷が大きくスイング範囲が狭い時はスイング速度を遅くし、空調熱負荷が小さくスイング範囲が広い時はスイング速度を速くする。なお、スイング速度は、10秒間〜15秒間が望ましい。
【0091】
ここで、スイング速度の変更が困難な場合や、後部座席側空調ゾーンへの配風量を多くしたい場合(作動モード切替スイッチ77を「Rr」に設定した場合)には、後部座席側に各センタルーバ43が向いた時、つまり空調風の吹出方向または吹出位置が前部座席側の車両乗員より外れた位置のときに、所定時間スイングを停止することによって、隣接するセンタルーバ43と揺動周期を合わせても良い(ステップS27)。
【0092】
次に、空調熱負荷の大小に拘らず、つまりスイング範囲θ(Dr)、θ(Pa)に拘らず、各センタルーバ43のタイミングを調整する(ステップS28)。具体的には、Dr側、Pa側センタルーバ43の揺動運動の開始がずれていた場合でも、図20の説明図、図21(a)、(b)の特性図に基づいて、Dr側のセンタルーバ43がPa側を向くタイミングとPa側のセンタルーバ43がDr側を向くタイミングとを一致させる。
【0093】
すなわち、図21(a)、(b)に示したように、一方(例えばDr)側のセンタルーバ43のスイング中に、他方(例えばPa)側のセンタルーバ43のスイングが開始された時には、今まで止まっていたセンタルーバ43は本来動くべきルート(図21(b)の破線)に近づくように作動を開始し、その後に本来のスイング範囲、スイング速度でスイングする。なお、センタルーバ46およびサイドルーバ43、46も同様に制御しても良い。
【0094】
したがって、Dr側のセンタルーバ43とPa側のセンタルーバ43との作動開始時期がずれていても、Dr側センタFACE吹出口21aから吹き出される空調風の吹出方向が最もPa側の車両乗員に近づく時に、Pa側センタFACE吹出口21bから吹き出される空調風の吹出方向が最もDr側の車両乗員に近づく。このため、Dr側の車両乗員とPa側の車両乗員との間にエアカーテンが形成されるので、Dr側空調ゾーンとPa側空調ゾーンとの独立温度コントロール性を向上することができる。また、Dr側、Pa側のセンタルーバ43が車幅方向の中央部に向くタイミングと車幅方向の両側に向くタイミングとが同一となるので、見栄えも良くなる。
【0095】
次に、隣接する空調ゾーン内に影響を与えるのを阻止するために、各センタルーバ43のスイング範囲に制限領域を設定する(制限領域設定手段)。このために、空調熱負荷に応じて求められたスイング範囲を維持できない場合には、制限領域とは逆方向に各センタルーバ43のスイング範囲を広げる(吹出状態制御手段)。また、後部座席側空調ゾーンへの配風量を増す方向に、各センタ、サイドルーバ43のスイングを広げる方向を調整する(ステップS29)。
【0096】
すなわち、クールダウン初期は安全運転のために空調風の吹出方向または吹出位置は前部座席に集中していることが多い。例えば図22(a)に示したように、内気温度が40℃の時にはDr側の車両乗員の肩付近に向かうようにDr側のセンタルーバ43の向きが固定されている。そして、図22(b)に示したように、内気温度が38℃まで低下した際に、後部座席側空調ゾーンにDr側のセンタルーバ43が向き易いように、Pa側のスイング範囲を拡大することで、なるべく早く、例えばクールダウンの初期に後部座席側空調ゾーンに空調風が吹き出すようにする。
【0097】
また、図22(c)、(d)に示したように、内気温度が35℃から30℃に低下した時には、隣の空調ゾーン(Pa側空調ゾーン)に影響を与えないためと、前部座席側空調ゾーンに充分に空調風を供給するために、制限領域の制限地点付近までスイング範囲を広げたら、今度はDr側のセンタルーバ43のスイング範囲をサイドウインド側まで拡大する。
【0098】
あるいは、図23(a)に示したように、内気温度が35℃から30℃に低下した時、空調熱負荷に応じて求められたスイング範囲を維持できない場合には、制限領域とは逆方向にスイング範囲を広げずに、各センタルーバ43のスイングを揺動端(制限領域の制限地点付近)にて所定の停止時間が経過するまで停止するようにしても良い。この停止時間は、隣の空調ゾーンへの規制がなければ、その規制地点を越えて、再度その規制地点まで帰ってくるのに必要な時間と略等しいことが望ましい。例えば図23(a)のように内気温度が35℃の場合には停止時間が2秒間で、図23(b)のように内気温度が30℃の場合には停止時間が8秒間である。
【0099】
このようにすることで、不満の出やすい後部座席側の車両乗員の快適性を向上することができると共に、隣の空調ゾーンへの影響を少なくすることができる。なお、図24(a)〜図24(c)に示したように、所定の停止時間の停止が予め定めた時間を越えようとする時には、逆方向へのスイング範囲を広げるようにしても良い。このようにすることで、前部座席側の車両乗員および後部座席側の車両乗員共に快適な空調状態を得ることができる。
【0100】
次に、図25の特性図に基づいて、日射方向(偏日射)に対してスイング範囲を調整する(ステップS30)。その後に、図18のルーチンを抜ける。
具体的には、図26(a)に示したように、日射方向が前部座席(Dr、Pa)側の車両乗員の正面または真後ろの場合には、日射の影響は左右均等に現れるため、偏日射補正は左右均等に行う。ここで、図26(b)〜図26(e)に示したように、Dr側、Pa側の車両乗員の左右どちらかの偏日射になった場合には、車両乗員の右半身と左半身とで空調熱負荷が異なる。このため、車両乗員の左右のルーバ43、46のスイング範囲を異ならせる。すなわち、日射の当たる側のルーバ43、46のスイング範囲を狭くし、日射の当たらない側のルーバ43、46のスイング範囲を広くすることで、日射負荷に応じた空調風を車両乗員に供給することができる。
【0101】
ここで、本実施形態では、所定の停止時間が経過するまでルーバのスイングを停止したが、制限領域に入ったら非常に遅くスイングさせることによっても同様の効果を得ることができる。
また、上記の各機能は、車両乗員の好みにより、実行、禁止を選択できる選択手段が設けてあることが望ましい。
また、空調初期において、後部座席に車両乗員が不在なことを検出可能な時は、スイング範囲が前部座席側の車両乗員に当たるスイング範囲を優先してスイングするようにスイング範囲が設定されることが望ましい。
【0102】
〔第3実施形態〕
図27は本発明の第3実施形態を示したもので、エアコン操作パネルを示した図である。
【0103】
本実施形態では、Dr側とPa側とにそれぞれルーバ操作パネル76を設けている。そして、Dr側、Pa側のルーバ操作パネル76には、Dr側、Pa側センタFACE吹出口21a、21bの吹出状態可変装置とDr側、Pa側サイドFACE吹出口22a、22bの吹出状態可変装置とを独立して制御できるように、センタルーバスイッチ91とサイドルーバスイッチ92とがそれぞれ設けられている。
【0104】
本実施形態では、Dr側、Pa側のルーバ操作パネル76に設けられた作動モード切替スイッチ77を「U−DSWING」または「R−LSWING」に設定すると、定められた所定のスイング範囲で、スイングルーバ43、46をスイングさせることができる。このスイング範囲は、車両乗員のマニュアル操作、着座位置、空調熱負荷、スイング時間等に応じて補正を加えても良い。
【0105】
〔第4実施形態〕
図28および図29は本発明の第4実施形態を示したもので、図28は車両のインストルメントパネルを示した図で、図29は空調ユニットのフェイスダクトを示した図である。
【0106】
本実施形態では、第2実施形態の空調ダクト2内の仕切り板14を廃止している。そして、前部座席側FACE吹出口として、空調ダクト2の空気下流側端部に連結されたフェイスダクト160の最空気下流側で開口するワイドフローFACE吹出口161が設けられている。ワイドフローFACE吹出口161は、インストルメントパネル39の前面中央で開口するDr側、Pa側センタFACE吹出口162、163と、インストルメントパネル39の車両幅方向両側、すなわち、車両のサイドウインド近傍で開口するDr側、Pa側サイドFACE吹出口164、165と、これらのFACE吹出口の間で開口するDr側、Pa側ミドルFACE吹出口166、167とから構成されている。なお、各FACE吹出口162〜167には、車両乗員の手動操作により空調風の吹出方向を変更するための複数のルーバがそれぞれ設けられている。
【0107】
そして、フェイスダクト160には、各FACE吹出口162〜167を開閉するためのFACEドア171が回動自在に取り付けられており、Dr側サイド、ミドルFACE吹出口164、166を開閉するためのDr側ミドルFACEドア172が回動自在に取り付けられており、Pa側サイド、ミドルFACE吹出口165、167を開閉するためのPa側ミドルFACEドア173が回動自在に取り付けられている。なお、Dr側、Pa側ミドルFACEドア172、173は、本発明の吹出状態可変手段に相当するもので、開度に応じてDr、Pa側サイドFACE吹出口164、165およびDr、Pa側ミドルFACE吹出口166、167から各空調エリア内に吹き出す空調風の吹出状態(例えばワイド吹出モードとスポット吹出モード)を変更する。
【0108】
本実施形態では、サーボモータ等のアクチュエータによりFACEドア171を開放側に動かし、サーボモータ等のアクチュエータによりDr側、Pa側ミドルFACEドア172、173を閉塞側に動かす。それによって、Dr側、Pa側センタFACE吹出口162、163およびDr側、Pa側サイドFACE吹出口164、165を開放し、Dr側、Pa側ミドルFACE吹出口166、167を閉塞することにより、ワイドフローFACE吹出口161の開口面積を小さくすることで、ワイドフローFACE吹出口161から吹き出される空調風の吹出範囲を小さくして空調エリア内の車両乗員の身体の一部分に局所的に空調風を吹き出す(スポット吹出モード)。
【0109】
また、FACEドア171を開放側に動かし、Dr側、Pa側ミドルFACEドア172、173を中間位置に動かす。それによって、Dr側、Pa側センタFACE吹出口162、163、Dr側、Pa側サイドFACE吹出口164、165およびDr側、Pa側ミドルFACE吹出口166、167を開放することにより、ワイドフローFACE吹出口161の開口面積を大きくすることで、ワイドフローFACE吹出口161から吹き出される空調風の吹出範囲を大きくして空調エリア内に拡散的に空調風を吹き出す(ワイド吹出モード)。
【0110】
なお、フェイスダクト160内にFACEドアを追加して更に細やかな配風量の変更制御を行うようにしても良いし、空調ダクト2およびフェイスダクト160内に仕切り板を1個または2個以上入れて、それぞれの空気通路毎に送風機を配置して、各送風機の送風量を異ならせることで、Dr側、Pa側空調エリア内の車両乗員毎の配風量を変更しても良い。
【0111】
〔第5実施形態〕
図30および図31は本発明の第5実施形態を示したもので、図30は吹出状態可変装置を示した図である。
【0112】
本実施形態の吹出状態可変装置は、複数のルーバ201、ルーバモータ202、リンクプレート203およびリンクレバー204等から構成されている。ルーバ201は、FACE吹出口205を形成するFACEグリル206に回転自在に支持された回転軸207を中心として回動可能に設けられ、回転軸207と反対側の上端部に図示上方へ突出するピン208を具備している。
【0113】
ルーバモータ202は、出力軸(図示せず)の先端外周にギヤ209が固定されている。リンクプレート203は、FACEグリル206の上部に配されて、その一端部にルーバモータ202のギヤ209と噛み合うラック210を具備し、出力軸の回転に伴ってFACEグリル206の前後にスライド可能に設けられている。また、リンクプレート203には、複数本(ルーバ201の個数と同じ)のリンク溝211が形成されている。
【0114】
リンクレバー204は、リンクプレート203の動きをルーバ201に伝達するもので、ルーバ201と同じ個数だけ設けられ、リンクプレート203のリンク溝211に嵌合するピン212と、ルーバ201に具備されたピン208が嵌合するガイド溝213とが形成されている。
【0115】
本実施形態では、ルーバモータ202の出力軸が回転してリンクプレート203がFACEグリル206上を前方へ移動すると、図31(a)に示したように、各リンクレバー204を介して各ルーバ201の向きがそれぞれ乗員方向を向いた位置に駆動される。これにより、センタFACEグリル206とサイドFACEグリル206より空調風が乗員方向へ集中的に吹き出される(集中モード)。
【0116】
一方、ルーバモータ202の出力軸が逆回転してリンクプレート203がFACEグリル206上を後方へ移動すると、図31(b)に示したように、各リンクレバー204を介して各ルーバ201の向きが外側へ拡がるように駆動される。これにより、センタFACEグリル206とサイドFACEグリル206より吹き出される空調風がそれぞれ拡散される(拡散モード)。
【0117】
この吹出状態可変装置によれば、集中モードを選択することで空調風を集中的に車両乗員に向けることができる。また、拡散モードを選択すれば、空調ゾーン内に広く空調風を当てることができると共に、車両乗員への空調風の配風量を減らすこともできる。
【0118】
〔第6実施形態〕
図32は本発明の第6実施形態を示したもので、吹出状態可変装置を示した図である。
【0119】
本実施形態の吹出状態可変装置は、ケース221と、このケース221に対して回動自在に組み付けられたドラム222と、このドラム222に取り付けられたルーバ223等から構成されている。この吹出状態可変装置は、ケース221に対しドラム222を回動させることにより、ドラム222と一体的にルーバ223の向きが変化して空調風の吹出方向を変えることができる。
【0120】
〔第7実施形態〕
図33ないし図37は本発明の第7実施形態を示したもので、図33および図34(a)は吹出状態可変装置を示した図である。
【0121】
本実施形態の吹出状態可変装置は、細長い円筒状態に設けられたルーバ本体301と、このルーバ本体301を回転駆動するルーバモータ302とを備えている。ルーバ本体301には、図34(b)に示したように、回転中心より偏心した位置に一定幅の円弧状を成す空気通路301aが形成されている。
この吹出状態可変装置は、例えば図35に示したように、ワンボックスカー等の車両303の空気吹出口304(図34(a)参照)に取り付けて使用することができる。
【0122】
ルーバ本体301は、ルーバモータ302により回転駆動されることで、空気吹出口304より吹き出される空調風の吹出方向を上下方向の任意の方向に選択できる。例えば図36(a)に示す位置では、主に車両乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すことができる。また、図36(b)に示す位置では、主に車両乗員の下半身に向けて空調風を吹き出すことができる。そして、図36(c)に示す位置では、車両303の天井方向に向けて空調風を吹き出すことができる。さらに、図36(d)に示す位置では、空気吹出口304を閉塞することができる。
また、ルーバ本体301をスイングさせると、図37(a)〜図37(c)に示したように、ルーバ本体301のスイング幅に応じて、空気吹出口304より吹き出される空調風を所定のスイング範囲で吹き出すことができる。
【0123】
〔第8実施形態〕
図38ないし図41は本発明の第8実施形態を示したもので、図38は吹出状態可変装置を示した図である。
【0124】
本実施形態の吹出状態可変装置は、空調風の吹出領域を車幅方向で変更できるもので、FACE吹出口307を形成するケース308に対し回転自在に取り付けられた回転バルブ309を備えている。ケース308には、背面に接続された2本の送風ダクト310より空調風が供給される。ケース308の前面には、格子状のFACEグリル311が取り付けられている。
【0125】
回転バルブ309は、両端に取り付けられた調整ダイヤル312、および図示しないバルブモータによって回転位置を調整することができ、例えば図39(a)〜図39(c)および図40(a)〜図40(c)に示したように、回転バルブ309の回転位置によりFACE吹出口307の開口状態を変更することにより、空調風の吹出領域を車幅方向で変更することができる。また、図41(a)〜図41(e)に示したように、回転バルブ309の形状を変更することで多様な吹出状態を得ることが可能である。なお、この回転バルブ309を第7実施形態のルーバ本体301として使用することもできる。
【0126】
〔第9実施形態〕
図42は本発明の第9実施形態を示したもので、ブロワ制御電圧に対するスイング範囲を示した図である。
【0127】
本実施形態の目標吹出温度TAOに基づくオートブロワ制御では、ブロワ風量(ブロワモータ9に印加するブロワ制御電圧)が例えば4Vから13Vまでリニアに設定される。そして、本実施形態のスイング範囲の決定制御では、吸込口モードと、自動車等の車両の車速と、ブロワ制御電圧VAと、図42の特性図とに基づいて、各FACE吹出口21a、21b、22a、22bのスイングルーバ43、46の揺動範囲(スイング範囲)が演算される。
【0128】
ここで、吸込口モードとしては、少なくとも内気循環モードと外気導入モードとがあり、内気循環モードは内外気切替ドア3にて外気吸込口7を閉塞することで内気吸込口6より内気を導入する吸込口モードで、また、外気導入モードは外気吸込口7より外気を導入する吸込口モードである。
【0129】
例えばブロワ制御電圧が8Vで、吸込口モードが内気循環モードの場合には、スイングルーバ43、46のスイング範囲が62°となる。また、ブロワ制御電圧が8Vで、吸込口モードが外気導入モードで、車両の車速が40km/h以下の場合には、スイングルーバ43、46のスイング範囲が47°となる。そして、ブロワ制御電圧が8Vで、吸込口モードが外気導入モードで、車両の車速が40km/hよりも速く80km/h未満の場合には、スイングルーバ43、46のスイング範囲が76°となる。また、ブロワ制御電圧が8Vで、吸込口モードが外気導入モードで、車両の車速が80km/h以上の場合には、スイングルーバ43、46のスイング範囲が88°となる。
【0130】
したがって、本実施形態では、ブロワ風量が多い程、スイングルーバ43、46のスイング範囲を狭くすると共に、スイング範囲が狭くなる程、スイングルーバ43、46のスイングをゆっくり行うことで、ブロワ風量、日射強度、日射方向、および内気温度と設定温度との温度偏差等のあらゆる冷房熱負荷に対して適切な量の空調空気を車両乗員に供給することができる。また、スイングルーバ43、46のスイング範囲が狭くても、スイングルーバ43、46の動きが煩わしく感じること、車両乗員の不快感を解消することができる。
【0131】
〔第10実施形態〕
図43ないし図45は本発明の第10実施形態を示したもので、図43は発明者がシミュレーションにて求めた前部座席左右乗員別の太陽左右角の変化に対する受熱量の変化を示した図で、図44(a)〜図44(e)は日射方向(偏日射)に対するスイング範囲の設定を示した図で、図45はDr側、Pa側センタグリルにおける日射方向に対するスイング範囲を示した図である。
【0132】
図43のグラフによれば、同じ日射量において、車両正面に太陽がある時よりも、車両側面に太陽がある程、つまり偏日射である程、日射が当たる側の車両乗員の受熱量が大きいことが分かる。これにより、図44(a)〜図44(e)の説明図および図45の特性図に示したように、太陽左右角に応じて、対象空調ゾーンの揺動範囲を変更することにより、偏日射により受熱量の違いを正確に打ち消すことができ、快適感を得ることができる。
【0133】
なお、図44(a)〜図44(e)の説明図に示したように、スイングルーバ43、46の揺動範囲を偏日射に対応して変えると共に、車両乗員の空調風が当たる部位を支えることにより、日射が当たる部位を冷やすことができ、快適感を向上させることができる。また、図44および図45はDr側、Pa側センタグリル41a、41bのみ吹出状態可変装置(スイングルーバ43、46)を有する2スイングルーバタイプ、あるいはDr側、Pa側センタグリル41a、41bのみの吹出状態可変装置が作動する時を表す。
【0134】
〔第11実施形態〕
図46および図47は本発明の第11実施形態を示したもので、図46は吹出状態可変装置のルーバ左右方向揺動機構を示した図で、図47は吹出状態可変装置のルーバ上下方向揺動機構を示した図である。
【0135】
本実施形態では、ルーバ駆動手段としてステッピングモータ43a、46aを用い、車両乗員がスイングスイッチ(図示せず)を操作することによってエアコンECU50からステッピングモータ43a、46aにパルス信号が出力されてスイングルーバ43、46をスイングさせることができる。そして、エアコンECU50から出力されるパルスの数(ONの数)をカウントすることによりルーバ移動量を演算できるため、第1実施形態のポテンショメータ59、60の代わりにルーバ位置検出手段として利用できる。この場合には、スイングスイッチ以外では車両乗員がルーバを操作できないようにすることが望ましい。
【0136】
本実施形態の吹出状態可変装置は、車両乗員が手動操作でスイングルーバ43、46を直接動かした場合には、スイングルーバ43、46の絶対位置がエアコンECU50で把握することができなくなるが、上述した方法によりスイングルーバ制御を行うことにより、本実施形態の全ての制御を適用することがきる。
なお、ステッピングモータ43a、46aを用いたスイングルーバ43、46にポテンショメータを設けたり、また、ルーバ方向を手動操作するための手動操作スイッチを設け、手動操作した分(操作量)だけパルスを余分に送る(逆方向も含む)手段を設けても良い。
【0137】
〔第12実施形態〕
図48は本発明の第12実施形態を示したもので、図48は外気導入モード時の車速に対するスイング範囲またはスイング範囲補正割合を示した図である。
【0138】
一般的に、吸込口モードが外気導入モードの時には、車両の車速が高速である程、各FACE吹出口から吹き出される空調風の吹出風量(配風量)が増加するため、FACE吹出口から車両乗員への冷風量が増加して車両乗員が寒く感じる場合がある。
【0139】
そこで、外気導入モード時には、車速が高速である程、スイングルーバ43、46のスイング範囲を狭く設定し、また、車速が低速である程、スイングルーバ43、46のスイング範囲を狭く設定するようにしている。あるいは、決定された基本のスイング範囲にスイング範囲補正割合を積算することで補正スイング範囲を求めるようにしても良い。なお、この場合には、車速が高速である程、スイングルーバ43、46のスイング範囲補正割合を小さく設定し、また、車速が低速である程、スイングルーバ43、46のスイング範囲補正割合を大きく設定する。
【0140】
〔第13実施形態〕
図49は本発明の第13実施形態を示したもので、図49はエバ後温度、吹出温度、シート温度またはステアリング温度に対するスイング範囲またはスイング範囲補正割合を示した図である。
【0141】
本実施形態では、エアコンECU50に、エバポレータ10を通過した直後の空気温度(エバ後温度)を検出するエバ後温度センサ57、またはFACE吹出口から車室内に吹き出す空気の吹出を検出する吹出温度センサ(図示せず)を接続している。そして、冷凍サイクル中の冷媒不足等で空調能力が低く、エバ後温度または吹出温度が高い時は、スイングルーバ43、46のスイング範囲を狭く設定し、より多くの冷風を車両乗員に供給することにより、空調能力不足を補うようにしても良い。
【0142】
また、本実施形態では、エアコンECU50に、前部座席(運転席、助手席)のシート温度を検出するシート温度センサ(図示せず)、またはステアリング温度を検出するステアリング温度センサ(図示せず)を接続している。そして、夏場に駐車中の車両に車両乗員が乗り込んで車室内を冷房する際に、シート温度やステアリング温度が高いと、車両乗員がより暑く感じて著しく不快となる。そこで、シート温度やステアリング温度が高い程、スイングルーバ43、46のスイング範囲を狭く設定し、より多くの冷風を車両乗員に供給することにより、車両乗員の不快感を解消することができる。
【0143】
〔第14実施形態〕
図50は本発明の第14実施形態を示したもので、図50は皮ふ温、車室内湿度または外気温度に対するスイング範囲またはスイング範囲補正割合を示した図である。
【0144】
本実施形態では、エアコンECU50に、車両乗員の皮ふ温を検出する皮ふ温センサ(図示せず)、車室内湿度を検出する湿度センサ(図示せず)、あるいは外気温度を検出する外気温度センサ55を接続している。そして、皮ふ温が高い時は、乗車前の運動などで、車両乗員が暑いと感じている可能性が高いので、スイングルーバ43、46のスイング範囲を狭く設定しても良い。また、車室内湿度が高い時は、車両乗員が暑いと感じ易くなるので、スイングルーバ43、46のスイング範囲を狭く設定しても良い。さらに、外気温度が高いと、熱輻射が大きくなり、車両乗員が暑いと感じるので、スイングルーバ43、46のスイング範囲を狭く設定しても良い。
【0145】
〔他の実施形態〕
本実施形態では、本発明を車室内の左右(Dr側空調ゾーンとPa側空調ゾーン)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調装置に適用したが、本発明を車室内の前後(前部座席側の空調ゾーンと後部座席側の空調ゾーン)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調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調装置に適用しても良い。
【0146】
第1実施形態では、FACEモードまたはB/Lモードの時のみDr側サイドFACE吹出口22aおよびPa側サイドFACE吹出口22bから空調風を吹き出すようにしたが、FOOTモード、F/DモードまたはDEFモードの時もDr側サイドFACE吹出口22aおよびPa側サイドFACE吹出口22bから空調風を吹き出すようにしても良い。すなわち、空調状態が冷房状態の時に冷風を車両乗員に供給するだけでなく、空調状態が暖房状態の時にサイドFACE吹出口から温風を車両乗員に供給するようにしても良い。
【0147】
第1、第2実施形態では、Dr側、Pa側センタグリル41a、41bおよびDr側、Pa側サイドグリル42a、42bをインストルメントパネル39に固定したが、各グリルを左右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く、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。この場合には、グリル本体を吹出状態可変手段として使用できる。
【0148】
本実施形態では、スイングルーバとして、各FACE吹出口に左右方向に揺動運動するスイングルーバ43および上下方向に揺動運動するスイングルーバ46の両方を設けたが、スイングルーバとして、各FACE吹出口に左右方向に揺動運動するスイングルーバ43または上下方向に揺動運動するスイングルーバ46のいずれか一方のみを設けても良い。
【0149】
本実施形態では、Dr側センタ、サイドFACE吹出口21a、22aのスイングルーバ43、46の揺動範囲(スイング範囲、揺動角度)を同一にしているが、異ならせても良い。また、Pa側センタ、サイドFACE吹出口21b、22bのスイングルーバ43、46の揺動範囲を同一にしているが、異ならせても良い。
【0150】
また、スイングルーバ43、46の揺動範囲が広くなる程、スイングルーバ43、46の揺動端または揺動範囲の途中での停止時間を短くすることにより、スイングルーバ43、46の揺動速度を速くしても良い。逆に、スイングルーバ43、46の揺動範囲が狭くなる程、スイングルーバ43、46の揺動端または揺動範囲の途中での停止時間を長くすることにより、スイングルーバ43、46の揺動速度を遅くしても良い。
【0151】
そして、Dr側とPa側とのスイングルーバ43、46の揺動開始の方向を、空調風の吹出方向が互いに近づく方向となるようにしても良く、Dr側とPa側とのスイングルーバ43、46の揺動開始の方向を、空調風の吹出方向が互いに遠ざかる方向となるようにしても良い。また、Dr側センタFACE吹出口21aとDr側サイドFACE吹出口22aのスイングルーバ43、46の揺動開始の方向を、空調風の吹出方向が互いに近づく方向となるようにしても良く、センタ側とサイド側とのスイングルーバ43、46の揺動開始の方向を、空調風の吹出方向が互いに遠ざかる方向となるようにしても良い。Pa側も同様である。
【0152】
本実施形態では、スイングルーバ43、46の揺動範囲の変化に拘らず、スイングルーバ43、46の揺動周期を一定の周期に設定し、且つスイングルーバ43、46の揺動範囲が狭くなる程、スイングルーバ43、46の揺動速度を遅くしたが、スイングルーバ43、46の揺動範囲が狭くなる程、スイングルーバ43、46の揺動周期を長く設定し、且つスイングルーバ43、46の揺動速度を遅くしても良い。
【0153】
本実施形態では、吹出口から吹き出される空調風の吹出状態を変更する吹出状態可変手段として、空調風の吹出方向または配風量(吹出風量)を変更する吹出方向可変手段または吹出風量可変手段を使用した例を説明したが、吹出状態可変手段として、空調風の吹出位置(吹出高さ、吹出幅)を変更する吹出位置可変手段を使用しても良い。
【0154】
また、日射量検出手段として、カーナビゲーションシステムのマイクロコンピュータにその日時の太陽高度や車両の現在位置に対する日射方向を記憶させている場合には、そのカーナビゲーションシステムの出力信号を日射センサ信号としてエアコンECUに読み込むようにしても良い。
【0155】
本実施形態では、本発明を車両の前部座席側の吹出状態可変装置に適用した例を示したが、本発明を車両の中間座席側、後部座席側の吹出状態可変装置に適用しても良い。
また、スイングルーバ43、46等の吹出状態可変手段のスイングの原点は、その吹出状態可変手段の近傍のサイドウインド側にしても良いし、車両乗員側にしても良い。
【0156】
本実施形態では、車両乗員のシート位置(ポジション)や車両乗員の好みに応じて、補正や変更できるように、エアコン操作パネルの液晶素子(ディスプレイ)上で設定操作ができたり、特殊なスイッチ操作により設定操作ができたり、外部機器(例えばリモートコントローラ)からの通信入力により設定操作ができることが望ましい。特に車両乗員のシートポジションや車両乗員の好みに応じた補正を必要とするものは、内気温度が非常に高い時にスイングルーバ43、46等の吹出状態可変手段を車両乗員に向けるか向けないか、また、向ける方向はどこにするのか、また、吹出状態可変手段のスイング範囲を広めに設定するのか狭めに設定するのか等である。
【図面の簡単な説明】
【図1】日射量等の冷房熱負荷とスイングルーバの揺動範囲との関係を示した説明図である(第1実施形態)。
【図2】車両用空調装置の全体構成を示した構成図である(第1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(第1実施形態)。
【図4】吹出状態可変装置の全体構成を示した概略図である(第1実施形態)。
【図5】吹出状態可変装置のルーバ左右方向揺動機構の構成を示した概略図である(第1実施形態)。
【図6】吹出状態可変装置のルーバ上下方向揺動機構の構成を示した概略図である(第1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(第1実施形態)。
【図8】目標吹出温度に対するブロワ制御電圧特性を示した特性図である(第1実施形態)。
【図9】目標吹出温度に対する吹出口モード特性を示した特性図である(第1実施形態)。
【図10】スイングルーバ揺動範囲決定を示したフローチャートである(第1実施形態)。
【図11】日射方向、日射強度に対するスイング範囲を示した特性図である(第1実施形態)。
【図12】内気温度に対する補正係数を示した特性図である(第1実施形態)。
【図13】スイングルーバ揺動速度決定を示したフローチャートである(第1実施形態)。
【図14】吹出状態可変装置のスイングルーバの揺動範囲および揺動周期を示したタイムチャートである(第1実施形態)。
【図15】吹出状態可変装置のスイングルーバの揺動範囲および揺動周期を示したタイムチャートである(第1実施形態)。
【図16】エアコン操作パネルを示した正面図である(第2実施形態)。
【図17】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(第2実施形態)。
【図18】オートルーバ制御を示したフローチャートである(第2実施形態)。
【図19】(a)は日射方向、日射強度に対するスイング範囲を示した特性図で、(b)はスイング範囲の内気温度補正を示した特性図で、(c)はスイング範囲のブロワ制御電圧補正を示した特性図である(第2実施形態)。
【図20】空調熱負荷の大小に応じたスイング範囲を示した説明図である(第2実施形態)。
【図21】(a)はDr側のセンタルーバのタイミングを示した特性図で、(b)はPa側のセンタルーバのタイミングを示した特性図である(第2実施形態)。
【図22】(a)〜(d)は内気温度に対するスイング範囲の広げ方の一例を示した説明図である(第2実施形態)。
【図23】(a)、(b)は内気温度に対するスイング範囲の広げ方の変形例を示した説明図である(第2実施形態)。
【図24】(a)〜(c)は内気温度に対するスイング範囲の広げ方の変形例を示した説明図である(第2実施形態)。
【図25】日射方向に対するスイング範囲を示した特性図である(第2実施形態)。
【図26】(a)〜(e)は日射方向に対するスイング範囲の広げ方の変形例を示した説明図である(第2実施形態)。
【図27】エアコン操作パネルを示した正面図である(第3実施形態)。
【図28】車両のインストルメントパネルを示した正面図である(第4実施形態)。
【図29】空調ユニットのフェイスダクトを示した断面図である(第4実施形態)。
【図30】吹出状態可変装置を示した斜視図である(第5実施形態)。
【図31】(a)、(b)は吹出状態可変装置の作動説明図である(第5実施形態)。
【図32】吹出状態可変装置を示した断面図である(第6実施形態)。
【図33】吹出状態可変装置を示した斜視図である(第7実施形態)。
【図34】(a)は吹出状態可変装置を示した断面図で、(b)はルーバ本体を示した断面図である(第7実施形態)。
【図35】吹出状態可変装置の取付位置を示した車両の模式図である(第7実施形態)。
【図36】(a)〜(d)は吹出状態可変装置の作動説明図である(第7実施形態)。
【図37】(a)〜(c)は空調風のスイング範囲を示した模式図である(第7実施形態)。
【図38】吹出状態可変装置を示した分解斜視図である(第8実施形態)。
【図39】(a)〜(c)は吹出状態可変装置の作動説明図である(第8実施形態)。
【図40】(a)〜(c)は吹出状態可変装置の作動説明図である(第8実施形態)。
【図41】(a)〜(e)は回転バルブの変形例を示した斜視図である(第8実施形態)。
【図42】ブロワ制御電圧に対するスイング範囲を示した特性図である(第9実施形態)。
【図43】前部座席左右乗員別の太陽左右角の変化に対する受熱量の変化を示した特性図である(第10実施形態)。
【図44】(a)〜(e)は日射方向に対するスイング範囲の設定を示した説明図である(第10実施形態)。
【図45】Dr側、Pa側センタグリルにおける日射方向に対するスイング範囲を示した特性図である(第10実施形態)。
【図46】吹出状態可変装置のルーバ左右方向揺動機構を示した概略図である(第11実施形態)。
【図47】吹出状態可変装置のルーバ上下方向揺動機構を示した概略図である(第11実施形態)。
【図48】外気導入モード時の車速に対するスイング範囲またはスイング範囲補正割合を示した図である(第12実施形態)。
【図49】エバ後温度、吹出温度、シート温度またはステアリング温度に対するスイング範囲またはスイング範囲補正割合を示した特性図である(第13実施形態)。
【図50】皮ふ温、車室内湿度または外気温度に対するスイング範囲またはスイング範囲補正割合を示した特性図である(第14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)
43 スイングルーバ(吹出状態可変手段、右座席側吹出状態可変手段、左座席側吹出状態可変手段)
46 スイングルーバ(吹出状態可変手段)
50 エアコンECU
51 Dr側温度設定スイッチ
52 Pa側温度設定スイッチ
56 日射センサ(空調負荷検出手段)
172 Dr側ミドルFACEドア(吹出状態可変手段)
173 Pa側ミドルFACEドア(吹出状態可変手段)
21a Dr側センタFACE吹出口(右座席側吹出口)
22a Dr側サイドFACE吹出口(右座席側吹出口)
21b Pa側センタFACE吹出口(左座席側吹出口)
22b Pa側サイドFACE吹出口(左座席側吹出口)
Claims (11)
- (a)車室内の空調ゾーンに向けて空調風を吹き出すための吹出口を有する空調ユニットと、
(b)この空調ユニットの吹出口から吹き出される空調風の吹出状態を変更する吹出状態可変手段と、
(c)この吹出状態可変手段に揺動運動を与えるアクチュエータと、
(d)車室内の空調負荷を検出する空調負荷検出手段と、
(e)この空調負荷検出手段にて検出した空調負荷に応じて、前記吹出状態可変手段の揺動範囲を設定する揺動範囲設定手段と、
(f)この揺動範囲設定手段にて設定した揺動範囲が狭くなる程、前記吹出状態可変手段が、揺動端または揺動範囲の途中で、停止または非常にゆっくり揺動する時間を長くするように前記アクチュエータを制御する吹出状態制御手段と
を備えた車両用空調装置。 - (a)車室内の空調ゾーンに向けて空調風を吹き出すための吹出口を有する空調ユニットと、
(b)この空調ユニットの吹出口から吹き出される空調風の吹出状態を変更する吹出状態可変手段と、
(c)この吹出状態可変手段に揺動運動を与えるアクチュエータと、
(d)車室内の空調負荷を検出する空調負荷検出手段と、
(e)この空調負荷検出手段にて検出した空調負荷に応じて、前記吹出状態可変手段の揺動範囲を設定する揺動範囲設定手段と、
(f)この揺動範囲設定手段にて設定した揺動範囲が狭くなる程、前記吹出状態可変手段の揺動速度を遅くするように前記アクチュエータを制御する吹出状態制御手段と
を備えた車両用空調装置。 - 請求項2に記載の車両用空調装置において、
前記吹出状態制御手段は、前記吹出状態可変手段の揺動範囲が狭くなる程、前記吹出状態可変手段が揺動端または揺動範囲の途中で、停止または非常にゆっくり揺動する時間を長くすることを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項1ないし請求項3のうちいずれかに記載の車両用空調装置において、
前記揺動範囲設定手段は、前記空調負荷検出手段にて検出した空調負荷が大きい程、前記吹出状態可変手段の揺動範囲を狭く設定し、前記空調負荷検出手段にて検出した空調負荷が小さい程、前記吹出状態可変手段の揺動範囲を広く設定することを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項1ないし請求項4のうちいずれかに記載の車両用空調装置において、
前記空調負荷検出手段にて検出する空調負荷は、上部吹出口からの吹出風量、送風機の風量、ブロワモータへの印加電圧、車室内温度、設定温度と車室内温度との温度偏差、日射量、日射方向、外気導入モード時の車速、車室内湿度、車室外温度、エバポレータを通過した直後の空気温度、吹出温度、シート温度、ステアリング温度、皮ふ温度のうちのいずれか1つ以上であることを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項1ないし請求項5のうちいずれかに記載の車両用空調装置において、
前記空調ユニットは、車室内の第1空調ゾーンとこの第1空調ゾーンと異なる車室内の第2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空調ユニットで、
前記揺動範囲設定手段は、前記空調負荷検出手段にて検出した空調負荷が前記第1空調ゾーンの空調負荷と前記第2空調ゾーンの空調負荷とで異なっている場合に、前記第1空調ゾーンと前記第2空調ゾーンとで前記吹出状態可変手段の揺動範囲を変更する量を異ならせることを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項6に記載の車両用空調装置において、
前記空調負荷検出手段は、前記第1空調ゾーンまたは前記第2空調ゾーンのいずれに日射が当たっているか否かを検出する日射量検出手段であって、
前記揺動範囲設定手段は、前記第1空調ゾーンまたは前記第2空調ゾーンのうちの日射が当たっている側の空調ゾーンの前記吹出状態可変手段の揺動範囲を狭く設定することを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項1ないし請求項7のうちいずれかに記載の車両用空調装置において、
前記空調負荷検出手段は、日射方向を検出する日射方向検出手段であって、
前記揺動範囲設定手段は、前記日射方向検出手段にて検出した日射方向が車両正面から車両側面に近づく程、前記吹出状態可変手段の揺動範囲を狭く設定することを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項1ないし請求項8のうちいずれかに記載の車両用空調装置において、
前記空調負荷検出手段は、車両乗員に日射が当たっているか否かを検出する日射量検出手段であって、
前記揺動範囲設定手段は、車両乗員の日射が当たっている側の前記吹出状態可変手段の揺動範囲を狭く設定することを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項1ないし請求項9のうちいずれかに記載の車両用空調装置において、
ステアリングに近い側の前記吹出状態可変手段の揺動範囲を広く設定することを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項1ないし請求項10のうちいずれかに記載の車両用空調装置において、
前記吹出状態可変手段は、車両に2個以上設けられていることを特徴とする車両用空調装置。
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