JP3969128B2 - 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、車両用空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開平１０−１６６８４１号公報に記載の車両用空調装置では、暖房熱源となるエンジン冷却水の水温が低いときほど窓ガラスの曇りや着霜が生じ易くなっているとみなし、窓ガラスに向けて吹き出される空調風の風量割合を増やすように制御している。具体的には、水温が２５℃未満の場合にはデフロスタモードとし、３５℃未満の場合にはフェイス／デフモードとし、４５℃未満の場合にはバイレベル／デフモードとし、４５℃以上の場合にはフットモードとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、窓ガラスの曇りや着霜の度合いは、例えば夜明け前の冷え込み度合い等、車両起動以前や空調起動以前の外気温度によって異なるため、単純に水温のみに基づいて吹出モードを変化させる上記従来の制御では、防曇や除霜の制御の過不足が生じてしまう。
【０００４】
すなわち、夜明け前の冷え込みが小さい場合には、窓曇りや着霜がなくてもデフロスタモードになってしまい、乗員の顔の火照りや足寒さ等の快適性低下を招いてしまう。一方、夜明け前の冷え込みが大きい場合には、窓曇りや着霜を除去して視界を確保する前にデフロスタモードが解除されて視界確保が確実に行われないという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、乗員の快適性低下を抑制しつつ、視界確保を確実に行えるようにした車両用空調装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車両の窓ガラスを加熱して車両の窓ガラスの曇りおよび着霜を防止する防曇・防霜手段（４２、２０、３０、２４、３４、８０）と、
車両起動時または空調起動時から所定時間前までのうち最も低温となる外気温度または最も低温となる車室内温度に基づいて前記防曇・防霜手段の作動を制御する制御手段（１０）とを備え、
前記制御手段は、前記最も低温となる外気温度または前記最も低温となる車室内温度が低下するほど前記防曇・防霜手段の窓ガラス加熱能力を大きくすることを特徴とする。
【０００７】
これにより、例えば夜明け前の冷え込みが大きくて、車両窓ガラスの曇りや着霜の度合いが大きくなる状況を、車両起動時または空調起動時から所定時間前までのうち最も低温となる外気温度または最も低温となる車室内温度に基づいて判定することができ、このような状況を判定した場合には、防曇・防霜手段の作動時間を長くする等して、窓ガラス加熱能力を大きくする。その結果、車両窓ガラスの加熱度合い、すなわち、防曇や防霜の度合いを強めることができ、車両窓ガラスの視界確保を確実に行うことができる。
【０００８】
また、上記最も低温となる外気温度または最も低温となる車室内温度に基づいて、例えば夜明け前の冷え込みが小さくて、車両窓ガラスの曇りや着霜の度合いが小さくなる状況を判定できる場合には、防曇・防霜手段の作動時間を短くする等して、窓ガラス加熱能力を小さくする。その結果、車両窓ガラスの加熱度合い、すなわち、防曇や防霜の度合いを弱めることができ、車両窓ガラスの加熱に伴う乗員の顔の火照りや足寒さ等の快適性低下を抑制できる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の車両用空調装置において、前記制御手段は、前記車両起動時または空調起動時から所定時間前までのうち最も低温となる外気温度または最も低温となる車室内温度と、車両起動時または空調起動時における外気温度または車室内温度との両方に基づいて前記防曇・防霜手段の作動を制御するようになっており、
前記制御手段は、前記最も低温となる外気温度または前記最も低温となる車室内温度が低くなるほど、また車両起動時または空調起動時における外気温度または車室内温度が低くなるほど前記防曇・防霜手段の窓ガラス加熱能力を大きくするようにしてもよい。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明では、車両の窓ガラスを加熱して車両の窓ガラスの曇りおよび着霜を防止する防曇・防霜手段（４２、２０、３０、２４、３４、８０）と、
車両起動時または空調起動時における外気温度または車室内温度に基づいて前記防曇・防霜手段の作動を制御する制御手段（１０）とを備え、
前記制御手段は、前記車両起動時または空調起動時における外気温度または車室内温度が低下するほど前記防曇・防霜手段の窓ガラス加熱能力を大きくすることを特徴とする。
【００１１】
これにより、例えば夜明け前の冷え込みが大きくて、車両窓ガラスの曇りや着霜の度合いが大きくなる状況を、車両起動時または空調起動時の外気温度または車室内温度に基づいて判定することができ、このような状況を判定した場合には、防曇・防霜手段の作動時間を長くする等して、窓ガラス加熱能力を大きくする。その結果、車両窓ガラスの加熱度合い、すなわち、防曇や防霜の度合いを強めることができ、車両窓ガラスの視界確保を確実に行うことができる。
【００１２】
また、上記車両起動時または空調起動時の外気温度または車室内温度に基づいて、例えば夜明け前の冷え込みが小さくて、車両窓ガラスの曇りや着霜の度合いが小さくなる状況を判定できる場合には、防曇・防霜手段の作動時間を短くする等して、窓ガラス加熱能力を小さくする。その結果、車両窓ガラスの加熱度合い、すなわち、防曇や防霜の度合いを弱めることができ、車両窓ガラスの加熱に伴う乗員の顔の火照りや足寒さ等の快適性低下を抑制できる。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、前記制御手段は、前記防曇・防霜手段の作動時間を長くすることにより前記窓ガラス加熱能力を大きくすることを特徴とする。
これによれば、防曇・防霜手段の作動時間の制御により防曇や除霜のための窓ガラス加熱能力の制御を過不足が生じないように容易に制御することができる。
【００２０】
ところで、窓ガラスに着いた霜は車両のワイパーにより除去されうるので、請求項５に記載の発明のように、車両のワイパー作動時には、請求項４に記載の作動時間を短くするように補正すればよい。これによると、着霜がなくても防曇・防霜手段が作動してしまうことによる乗員の快適性低下を抑制できる。
【００２１】
ところで、乗員が車両に乗車していない時点においては乗員の快適性低下を考慮する必要がない。そこで、請求項６に記載の発明のように、車外からのエンジン始動信号送信によりエンジンを始動させた場合には、請求項４に記載の作動時間を長くするように補正すればよい。これによると、窓ガラス加熱能力を十分大きくして、視界確保をより一層確実に行うことができる。
【００２３】
また、防曇・防霜手段の具体例としては、請求項７に記載のように、窓ガラスに向けて加熱空調風を吹き出すデフロスタ吹出手段（４２、２０、３０、２４、３４）が挙げられ、また、防霜・防霜手段の具体例として、請求項８に記載のように、窓ガラスに備えられて通電により当該窓ガラスを加熱するウインド熱線（８０）が挙げられる。
【００２４】
また、請求項９に記載の発明では、車両の窓ガラスを加熱して車両の窓ガラスの曇りおよび着霜を防止する防曇・防霜手段（４２、２０、３０、２４、３４、８０）の作動をコンピュータ（１０）を用いて制御するためのコンピュータプログラムであって、
車両起動時または空調起動時から所定時間前までのうち最も低温となる外気温度または最も低温となる車室内温度が低下するほど前記防曇・防霜手段の作動時間を長くするように決定する第１手順（Ｓ３００、Ｓ３１０、Ｓ３４０）と、
前記第１手順にて決定された前記作動時間の間、前記防曇・防霜手段を作動させる第２手順（Ｓ４００、Ｓ５００、Ｓ４１０、Ｓ５１０）とを前記コンピュータ（１０）に実行させるためのコンピュータプログラムを特徴とする。
【００２５】
請求項９に記載の発明は請求項１に記載の発明に対応するものであり、請求項１に記載の発明の作用効果を奏するように車両用空調装置の防曇・防霜手段の作動制御を行うことができる。
【００２６】
また、請求項１０に記載の発明では、車両の窓ガラスを加熱して車両の窓ガラスの曇りおよび着霜を防止する防曇・防霜手段（４２、２０、３０、２４、３４、８０）の作動をコンピュータ（１０）を用いて制御するためのコンピュータプログラムであって、
車両起動時または空調起動時における外気温度または車室内温度が低下するほど前記防曇・防霜手段の作動時間を長くするように決定する第１手順（Ｓ３２０）と、
前記第１手順にて決定された前記作動時間の間、前記防曇・防霜手段を作動させる第２手順（Ｓ４１０、Ｓ５１０）とを前記コンピュータ（１０）に実行させるためのコンピュータプログラムを特徴とする。
【００２７】
請求項１０に記載の発明は請求項３に記載の発明に対応するものであり、請求項３に記載の発明の作用効果を奏するように車両用空調装置の防曇・防霜手段の作動制御を行うことができる。
【００３０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図に基づいて説明する。
【００３２】
（第１実施形態）
本実施形態の車両用空調装置、所謂カーエアコンは、車両の走行エネルギーを消費して動作する走行用エンジン等の車両駆動手段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を、空調制御装置（以下エアコンＥＣＵと言う）１０によって制御するように構成されたオートエアコンシステムである。
【００３３】
その空調ユニット１は、車室内の運転席側空調ゾーンと助手席側空調ゾーンとの温度調節および吹出口モードの変更等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。なお、運転席側空調ゾーンには車両右側の後部座席も含まれており、また、助手席側空調ゾーンには車両左側の後部座席も含まれている。
【００３４】
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等のアクチュエータにより駆動されて内気吸込口６と外気吸込口７との開度を変更して、所謂吸込ロモードを切り替える吸込口切替手段である。
【００３５】
ブロワ４は、ブロワ駆動回路８によって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手段としての遠心式送風機である。なお、ブロワ４は、後記する運転席側、助手席側の各吹出口から車室内の運転席側、助手席側空調ゾーンに向けてそれぞれ吹き出される空調風の吹出風量または吹出風速を変更する吹出風量可変手段または吹出風速可変手段を構成する。
【００３６】
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エバポレータ４１が設けられている。また、そのエバポレータ４１の空気下流側には、第１、第２空気通路１１、１２を通過する空気をエンジンの冷却水と熱交換して加熱するヒータコア４２が設けられている。
【００３７】
なお、第１、第２空気通路１１、１２は、仕切り板１４により区画されている。また、例えば電力を用いて走行する車両に用いられた車両用空調装置では、エバポレータをペルチェ素子に変更しても良い。そのヒータコア４２の空気上流側には、車室内の運転席側空調ゾーンと助手席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運転席側、助手席側エアミックスドア（以下、Ａ／Ｍドアと呼ぶ。）１５、１６が設けられている。そして、運転席側、助手側Ａ／Ｍドア１５、１６は、サーボモータ１７、１８等のアクチュエータにより駆動されて、後記する運転席側、助手席側の各吹出口から車室内の運転席側、助手席側空調ゾーンに向けてそれぞれ吹き出される空調風の吹出温度を変更する運転席側、助手席側吹出温度可変手段を構成する。
【００３８】
ここで、本実施形態のエバポレータ４１は、冷凍サイクルの一構成部品を成すものである。冷凍サイクルは、車両のエンジンルーム内に搭載された車両走行用のエンジンの出力軸にベルト駆動されて、冷媒を圧縮して吐出する冷媒圧縮機としてのコンプレッサと、このコンプレッサより吐出された冷媒を凝縮液化させるコンデンサと、このコンデンサより流入した液冷媒を気液分離するレシーバと、このレシーバより流入した液冷媒を断熱膨張させるエキスパンション・バルブと、このエキスパンション・バルブより流入した気液二相状態の冷媒を蒸発気化させる上記のエバポレータとから構成されている。
【００３９】
これらのうちコンプレッサは、エアコンＥＣＵ１０により制御される電磁クラッチによって、エンジンからの回転動力が断続される。そして、電磁クラッチがＯＮされてコンプレッサが起動することによってエバポレータ４１が空調ダクト２内を通過する空気を冷却し除湿することで、車室内湿度が下がり、フロントウインドウを含むウインドウの内面が曇り難くなる。本実施形態では、エバ後温度センサ７４の検出値であるエバ後温度ＴＥと目標エバ後温度ＴＥＯとの比較結果に応じて出力される制御信号に基づき容量可変制御を行う電磁式容量制御弁を有する容量可変型コンプレッサが用いられている。
【００４０】
そして、第１空気通路１１の空気下流側に連通する各吹出ダクトの空気下流端では、図１および図２に示したように、運転席側デフロスタ（ＤＥＦ）吹出口２０、運転席側センタフェイス（ＦＡＣＥ）吹出口２１、運転席側サイドフェイス（ＦＡＣＥ）吹出口２２および運転席側フット（ＦＯＯＴ）吹出口２３が開口している。また、第２空気通路１２の空気下流側に連通する各吹出ダクトの空気下流端では、図２および図３に示したように、助手席側デフロスタ（ＤＥＦ）吹出口３０、助手席側センタフェイス（ＦＡＣＥ）吹出口３１、助手席側サイドフェイス（ＦＡＣＥ）吹出口３２および助手席側フット（ＦＯＯＴ）吹出口３３が開口している。なお、運転席側、助手席側ＤＥＦ吹出口２０、３０は、フロントウインドウヘ空調風を吹き出すための吹出口を構成し、運転席側、助手席側サイドＦＡＣＥ吹出口２２、３２は、サイドウインドウヘ空調風を吹き出すための吹出口を構成する。
【００４１】
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２４〜２６、３４〜３６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２４〜２６、３４〜３６は、サーボモータ２８、２９、３８、３９等のアクチュエータ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モード切替ドアである。
【００４２】
ここで、運転席側、助手席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。なお、運転席側、助手席側吹出口切替ドア２４、３４は、運転席側、助手席側ＤＥＦ吹出口２０、３０を互いに独立して開閉することが可能な運転席側、助手席側デフロスタドアで、それを駆動するサーボモータ２８、３８は、窓曇りまたは霜付きの防止、あるいは窓曇りまたは霜の除去に効果のある制御を行う防曇手段のアクチュエータを構成する。
【００４３】
エアコンＥＣＵ１０は、エンジンの始動および停止を司るイグニッションスイッチが投入（ＩＧオン）された時に、車両に搭載された車載電源である図示しないバッテリーから直流電源が供給されると演算処理や制御処理を開始するように構成されている。エアコンＥＣＵ１０には、図１および図３に示したように、計器盤５０に一体的に設置されたエアコン操作パネル５１上の各種操作スイッチから各スイッチ信号が入力されるように構成されている。
【００４４】
そして、エアコン操作パネル５１には、表示器としての液晶ディスプレイ５２、内外気切替スイッチ５３、フロントデフロスタスイッチ（以下ＦｒＤＥＦスイッチと言う）５４、リヤデフロスタスイッチ５５、ＤＵＡＬスイッチ５６、吹出口モード（ＭＯＤＥ）切替スイッチ５７、ブロワ風量切替スイッチ５８、Ａ／Ｃスイッチ５９、ＡＵＴＯスイッチ６０、ＯＦＦスイッチ６１、運転席側温度設定スイッチ６２、助手席側温度設定スイッチ６３および低燃費向上スイッチ６４等が設置されている。
【００４５】
上記のうちのＤＵＡＬスイッチ５６は、運転席側空調ゾーン内の温度調節と助手席側空調ゾーン内の温度調節とを互いに独立して行う左右独立温度コントロールを指令する左右独立制御指令手段である。また、ＦｒＤＥＦスイッチ５４は、フロントウインドウの防曇の能力を上げるか否かを指令するもので、吹出口モードをＤＥＦモードに固定して設定するように要求するＤＥＦモード要求手段である。
【００４６】
ＭＯＤＥ切替スイッチ５７は、フロントウインドウの防曇の能力を上げるか否かを指令するもので、ユーザーのマニュアル操作に応じて、吹出口モードを、ＦＡＣＥモードまたはＢ／ＬモードまたはＦＯＯＴモードまたはＦ／Ｄモードのうちのいずれかに固定して設定するように要求するＦ／Ｄモード要求手段である。
【００４７】
Ａ／Ｃスイッチ５９は、図３に示したように、冷凍サイクルのコンプレッサの起動または停止を指令する空調操作スイッチである。一般に、Ａ／Ｃスイッチ５９は、コンプレッサをＯＦＦしてエンジンの回転動力を減らすことで燃費効率を高めるために設けられている。
【００４８】
運転席側温度設定スイッチ６２は、運転席側空調ゾーン内の温度を所望の温度に設定するための運転席側温度設定手段で、アップスイッチ６２ａとダウンズイッチ６２ｂよりなる。また、助手席側温度設定スイッチ６３は、助手席側空調ゾーン内の温度を所望の温度に設定するための助手席側温度設定手段で、アップスイッチ６３ａとダウンズイッチ６３ｂよりなる。さらに、低燃費向上スイッチ６４は、冷凍サイクルのコンプレッサの稼働率を下げて、低燃費及び省動力を考慮した経済的な空調制御を行うか否かを指令するエコノミー（ＥＣＯＮ）スイッチである。
【００４９】
液晶ディスプレイ５２には、運転席側、助手席側空調ゾーンの設定温度を視覚表示する設定温度表示部、吹出口モードを視覚表示する吹出口モード表示部、およびブロワ風量を視覚表示する風量表示部等が設けられている。なお、液晶ディスプレイ５２に外気温表示部、吸込ロモード表示部、時刻表示部を設けてもよい。また、エアコン操作パネル５１上の各種の操作スイッチは、液晶ディスプレイ５２に設けられていてもよい。
【００５０】
また、エアコンＥＣＵ１０の内部には、演算処理や制御処理を行う中央演算装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ、および入力／出力回路（Ｉ／Ｏポート）等の機能を含んで構成される周知のマイクロコンピュータが設けられ、各種センサからのセンサ信号がＩ／ＯポートまたはＡ／Ｄ変換回路によって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。すなわち、エアコンＥＣＵ１０には、車室内温度（内気温）を検出する内気温検出手段としての内気温センサ７１、車室外温度（外気温）を検出する外気温検出手段としての外気温センサ７２、および日射検出手段としての日射センサ７３が接続されている。
【００５１】
また、エバポレータ４１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としてのエバ後温度センサ７４、車両のエンジン冷却水温を検出する冷却水温検出手段としての冷却水温センサ７５、車室内の相対湿度を検出する湿度検出手段としての湿度センサ７６、および車両の走行速度（車速：ＳＰＤ）を検出する車速検出手段としての図示しない車速センサ等が接続されている。ここで、湿度センサ７６は、内気温センサ７１と共に、運転席近傍の計器盤５０の前面に形成された凹所内に収容されている。
【００５２】
これらのうち内気温センサ７１、外気温センサ７２、エバ後温度センサ７４および冷却水温センサ７５は、例えばサーミスタ等の感温素子が使用されている。また、日射センサ７３は、運転席側空調ゾーン内に照射される日射量（日射強度）ＴＳ（Ｄｒ）を検知する運転席側日射強度検知手段としてのフォトダイオード、および助手席側空調ゾーン内に照射される日射量（日射強度）ＴＳ（Ｐａ）を検知する助手席側日射強度検知手段としてのフォトダイオードを有している。そして、本実施形態では、冷凍サイクルの高圧側圧力を検出する冷媒圧力センサ７７を有している。この冷媒圧力センサ７７は、冷凍サイクルの高圧側のレシーバとエキスパンション・バルブとの問に取り付けられている。
【００５３】
次に本実施形態のエアコンＥＣＵ１０による制御方法を、図１ないし図１０に基づいて説明する。ここで、図４はエアコンＥＣＵ１０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。
【００５４】
先ず、イグニッションスイッチがＯＮされてエアコンＥＣＵ１０に直流電源が供給されると、図４のルーチンに示すように、予めＲＯＭに記憶されている制御プログラムの実行が開始される。このときに、ステップＳ１にて、エアコンＥＣＵ１０内部のマイクロコンピュータに内蔵されたデータ処理用メモリ（ＲＡＭ）の記憶内容等の初期化を行う。
【００５５】
次に、ステップＳ２にて、各種データをデータ処理用メモリ（ＲＡＭ）に読み込む。すなわち、エアコン操作パネル５１上の各種操作スイッチからのスイッチ信号や各種センサからのセンサ信号を入力する。特に、内気温センサ７１の検出値である車室内温度に対応した出力信号ＴＲ、外気温センサ７２の検出値である外気温に対応した出力信号ＴＡＭ、日射センサ７３の検出値である日射量に対応した出力信号ＴＳ（Ｄｒ）、ＴＳ（Ｐａ）、エバ後温度センサ７４の検出値であるエバ後温度に対応した出力信号ＴＥ、冷却水温センサ７５の検出値である冷却水温に対応した出力信号ＴＷを入力する。
【００５６】
次に、ステップＳ３にて、上記のような記憶データおよび下記の数１の演算式、数２の演算式に基づいて、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。
【００５７】
【数１】
ＴＡＯ（Ｄｒ）＝Ｋｓｅｔ・Ｔｓｅｔ（Ｄｒ）−ＫＲ・ＴＲ−ＫＡＭ・ＴＡＭ−ＫＳ・ＴＳ（Ｄｒ）＋Ｋｄ（Ｄｒ）×｛ＣＤ（Ｄｒ）＋Ｋａ（Ｄｒ）・（１０−ＴＡＭ）｝×｛Ｔｓｅｔ（Ｄｒ）−Ｔｓｅｔ（Ｐａ）｝＋Ｃ
【００５８】
【数２】
ＴＡＯ（Ｐａ）＝Ｋｓｅｔ・Ｔｓｅｔ（Ｐａ）−ＫＲ・ＴＲ−ＫＡＭ・ＴＡＭ−ＫＳ・ＴＳ（Ｐａ）＋Ｋｄ（Ｐａ）×｛ＣＤ（Ｐａ）＋Ｋａ（Ｐａ）・（１０−ＴＡＭ）｝×｛Ｔｓｅｔ（Ｐａ）−Ｔｓｅｔ（Ｄｒ）｝＋Ｃ
但し、Ｔｓｅｔ（Ｄｒ）およびＴｓｅｔ（Ｐａ）は、それぞれ運転席側空調ゾーン内の設定温度、助手席側空調ゾーン内の設定温度を表し、ＴＳ（Ｄｒ）およびＴＳ（Ｐａ）は、それぞれ運転席側、助手席側空調ゾーン内の日射量を表す。また、ＴＲ、ＴＡＭは、それぞれ車室内温度、外気温を表す。ＫＳｅｔ、ＫＲ、ＫＡＭ、ＫＳ、Ｋｄ（Ｄｒ）およびＫｄ（Ｐａ）は、それぞれ温度設定ゲイン、車室内温度ゲイン、外気温ゲイン、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。なお、Ｋａ（Ｄｒ）、Ｋａ（Ｐａ）は、それぞれ外気温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の吹出方向等の様々なパラメータで変化する。
【００５９】
次に、ステップＳ４にて、上記のステップＳ３で求めた運転席側、助手席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）、ＴＡＯ（Ｐａ）に基づいてブロワ風量を演算する。なお、本実施形態のブロワ風量は、ブロワモータ９に印加するブロワ制御電圧ＶＡ（Ｄｒ）、ＶＡ（Ｐａ）により制御されており、このブロワ制御電圧ＶＡは、運転席側、助手席側の目標吹出温度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５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。
【００６０】
因みに、図５の特性図の縦軸は、ブロワ制御電圧と比例関係にあるブロワレベルを示すものである。
【００６１】
次に、ステップＳ５にて、上記のような記憶データおよび下記の数３の演算式、数４の演算式に基づいて、運転席側Ａ／Ｍドア１５のＡ／Ｍ開度ＳＷ（Ｄｒ）（％）および助手席側Ａ／Ｍドア１６のＡ／Ｍ開度ＳＷ（Ｐａ）（％）を演算する。
【００６２】
【数３】
ＳＷ（Ｄｒ）＝｛ＴＡＯ（Ｄｒ）−ＴＥ｝×１００／（ＴＷ−ＴＥ）
【００６３】
【数４】
ＳＷ（Ｐａ）＝｛ＴＡＯ（Ｐａ）−ＴＥ｝×１００／（ＴＷ−ＴＥ）
但し、ＴＡＯ（Ｄｒ）、ＴＡＯ（Ｐａ）は上記のステップＳ３で求めた運転席側、助手席側の目標吹出温度で、ＴＥはエバ後温度センサ７４の検出値であるエバ後温度で、ＴＷは冷却水温センサ７５の検出値であるエンジン冷却水温である。
【００６４】
次に、ステップＳ６にて、フロントウインドウに曇りが起きるのを防止するウインドウ防曇制御を行う。この防曇制御は、冷凍サイクルのコンプレッサの稼働率を上げて、運転席側、助手席側ＤＥＦ吹出口２０、３０からフロントウインドウの内面へ吹き出す空調風の湿度を下げるようにするものである。本実施形態では、可変容量型コンプレッサを使用しているので、コンプレッサの吐出容量を制御する目的で、目標エバ後温度ＴＥＯを演算する。
【００６５】
具体的にステップＳ６では、外気温ＴＡＭを制御パラメータとした図６に示すマップを用いて目標エバ後温度ＴＥＯを演算する。なお、低燃費向上スイッチ６４がオンされている場合には、図６中の点線に示すマップを用いて目標エバ後温度ＴＥＯを演算する。
【００６６】
そして、この目標エバ後温度ＴＥＯの演算では、低外気温時のフロントウインドウが曇り易い判定条件においては、目標エバ後温度ＴＥＯが低めに設定される。これにより、コンプレッサの稼働率が上がり、エバポレータ４１の除湿能力が高まるので、車室内空気の除湿能力が上がる。よって、フロントウインドウの防曇効果が高まる。
【００６７】
また、ステップＳ６において、上述の制御の他に、後に説明する図８のフローチャートに基づいて本発明の要部である防曇制御を行う。なお、図８のフローチャートにてオートＤＥＦモードに設定されなければ、図７の特性図に従ったオートＦＡＣＥモード、オートＢ／ＬモードまたはオートＦＯＯＴモードに設定することにより吹出口モードを決定する。
【００６８】
次に、ステップＳ７にて、ステップＳ６で決定した目標エバ後温度ＴＥＯとエバ後温度センサ７４の検出値である実際のエバ後温度ＴＥとが一致するように、フィードハック制御（ＰＩ制御）にてコンプレッサの目標吐出容量を決定する。具体的には、コンプレッサに付設された電磁式容量制御弁の電磁ソレノイドに供給する制御電流の目標値となるソレノイド電流（制御電流：Ｉｎ）を下記の数５の演算式および数６の演算式に基づいて演算する。
【００６９】
【数５】
Ｅｎ＝ＴＥ−ＴＥ０
【００７０】
【数６】
Ｉｎ＝Ｉｎ−Ｋｐ｛（Ｅｎ−Ｅｎ_-1）＋（θ／Ｔｉ）×Ｅｎ｝
ここで、ＴＥはエバ後温度センサ７４の検出値である実際のエバ後温度で、ＴＥＯはステップＳ６で求めた目標エバ後温度で、Ｋｐは比例定数（例えば０．０３）で、θはサンプリング時間（例えば１秒間）で、Ｔｉは積分定数（例えば１０００）で、Ｅｎは今回の温度偏差（℃）で、Ｅｎ_-1は前回の温度偏差（℃）で、Ｉｎは今回の制御電流（Ａ）で、Ｉｎ_-1は前回の制御電流（Ａ）である。
【００７１】
次に、ステップＳ８にて、ステップＳ４で決定されたブロワ制御電圧ＶＡ（Ｄｒ）、ＶＡ（Ｐａ）となるようにブロワ駆動回路８に制御信号を出力する。次に、ステップＳ９にて、ステップＳ５で決定されたＡ／Ｍ開度ＳＷ（Ｄｒ）、ＳＷ（Ｐａ）となるようにサーボモータ１７、１８に制御信号を出力する。次に、ステップＳ１０にて、ステップＳ６で決定された吹出口モードとなるようにサーボモータ２８、２９、３８、３９に制御信号を出力する。次に、ステップＳ１１にて、ステップＳ７で決定したソレノイド電流（制御電流：Ｉｎ）をコンプレッサに付設された電磁式容量制御弁の電磁ソレノイドに出力する。その後に、ステップＳ２の制御処理に戻る。
【００７２】
次に、ステップＳ６における防曇制御を図８のフローチャートを用いて説明する。因みに、本実施形態においては、除湿機能としてのエバポレータ４１および空調風加熱機能としてのヒータコア４２が、特許請求の範囲に記載の防曇手段に相当する。そして、エバポレータ４１により除湿され、かつ、ヒータコア４２により加熱された空調風を、ＤＥＦ吹出口２０、３０から車両前方の窓ガラスに向けて吹き出すことにより防曇を図るものであり、図８のフローチャートに基づいてこのような防曇手段の作動を制御する。
【００７３】
はじめに、ステップＳ２００にて、ＦｒＤＥＦスイッチ５４の操作により吹出口モードがＤＥＦモードに設定されているか否かを判定し、ＤＥＦモードに設定されている場合には、ステップＳ５００にて吹出口モードをＤＥＦモードに設定する。
【００７４】
一方、ＤＥＦモードに設定されていない場合には、ステップＳ３００にて、窓が曇り易いまたは凍り易い度合に応じて、ＤＥＦモードとしての空調装置の作動を強制的に継続させる継続作動時間を設定する。具体的には、ＩＧオン時点から所定時間前までの最も低い外気温ＴＡＭに応じて継続作動時間を設定する。換言すれば、ＩＧオン時前の外気温ＴＡＭの履歴に応じて継続作動時間を設定する。
【００７５】
具体的に、本実施形態では、ＩＧオン時点から所定時間前までの最も低い外気温ＴＡＭが低ければ低いほど上記継続作動時間を長くするように設定している。なお、本実施形態における上記所定時間は５時間に設定されている。また、本実施形態では、ＩＧオン時点から所定時間前までの最も低い外気温ＴＡＭが１０℃以上であれば、ＤＥＦモードにはならないように設定されている。
【００７６】
次に、ステップＳ４００にて、ステップＳ３００で設定された継続作動時間がタイムアップとなったか否かを判定し、継続作動時間中であれば、ステップＳ５００にて吹出口モードをＤＥＦモードに設定する。一方、タイムアップとなり継続作動時間が経過したと判定された場合には、ステップＳ２００にリターンされる。
【００７７】
以上により本実施形態によれば、Ｓ３００により、ＩＧオン時点から所定時間前までの最も低い外気温ＴＡＭが低ければ低いほど、防曇手段としてのＤＥＦモードの継続作動時間を長くするように設定しているので、例えば夜明け前の冷え込みが大きく、窓ガラスが曇り易いまたは凍り易い場合には、継続作動時間が長くなり、視界確保を確実に行うことができる。
【００７８】
また、ＩＧオン時点から所定時間前までの最も低い外気温ＴＡＭが高いほど、防曇手段としてのＤＥＦモードの継続作動時間を短くするように設定しているので、例えば夜明け前の冷え込みが小さく、窓ガラスが曇り難いまたは凍り難い場合には、継続作動時間が短くなり、乗員の顔の火照りや足寒さ等の快適性低下を抑制できる。
【００７９】
（第２実施形態）
本実施形態では、図９に示すように、車両前方の窓ガラスに備えられて通電により当該窓ガラスを加熱するウインドウ熱線８０を備えており、この熱線８０が特許請求の範囲に記載の防曇手段に相当する。なお、エアコン操作パネル５１上に設けられた図示しない熱線スイッチを乗員が操作した場合には、熱線リレー８１により熱線８０への通電が制御されるようになっている。
【００８０】
そして、第１実施形態における図８のフローチャートに替えて、本実施形態では図１０に示すフローチャートに基づいて防曇制御を行っている。このフローチャートによれば、はじめに、ステップＳ１００にて、熱線８０への通電によりバッテリ上がりしてしまわないか否かを判定する。そして、バッテリ上がりの危険性が無ければステップＳ２１０に進み、マニュアルにて熱線スイッチのＯＮ操作がなされているかを判定し、ＯＮ操作されている場合には、ステップＳ５１０にてステップ熱線リレー８１をＯＮして熱線８０への通電を行う。
【００８１】
一方、マニュアルＯＮ操作されていない場合には、ステップＳ３１０にて、窓が曇り易いまたは凍りやすい度合に応じて、熱線８０への通電を強制的に継続させる継続作動時間を設定する。具体的には、ＩＧオン時点から所定時間前までの最も低い外気温ＴＡＭに応じて継続作動時間を設定する。換言すれば、ＩＧオン時前の外気温ＴＡＭの履歴に応じて継続作動時間を設定する。
【００８２】
具体的に、本実施形態では、ＩＧオン時点から所定時間前までの最も低い外気温ＴＡＭが低ければ低いほど上記継続作動時間を長くするように設定している。なお、本実施形態における上記所定時間は５時間に設定されている。また、本実施形態では、ＩＧオン時点から所定時間前までの最も低い外気温ＴＡＭが１０℃以上であれば、熱線８０への通電を行わないように設定されている。
【００８３】
次に、ステップＳ４１０にて、ステップＳ３１０で設定された継続作動時間がタイムアップとなったか否かを判定し、継続作動時間中であれば、ステップＳ５１０にて熱線リレー８１をＯＮして熱線８０への通電を行う。一方、タイムアップとなり継続作動時間が経過したと判定された場合には、ステップＳ１００にリターンされる。
【００８４】
以上により本実施形態によれば、Ｓ３１０により、ＩＧオン時点から所定時間前までの最も低い外気温ＴＡＭが低ければ低いほど、防曇手段としての熱線８０への通電継続作動時間を長くするように設定しているので、例えば夜明け前の冷え込みが大きく、窓ガラスが曇り易いまたは凍り易い場合には、継続作動時間が長くなり、視界確保を確実に行うことができる。
【００８５】
また、ＩＧオン時点から所定時間前までの最も低い外気温ＴＡＭが高いほど、防曇手段としての熱線８０への通電継続作動時間を短くするように設定しているので、例えば夜明け前の冷え込みが小さく、窓ガラスが曇り難いまたは凍り難い場合には、継続作動時間が短くなり、熱線８０の過剰な通電による乗員の顔の火照りや足寒さ等の快適性低下を抑制できる。
【００８６】
（第３実施形態）
上記第２実施形態のステップＳ３１０では、ＩＧオン時点から所定時間前までの最も低い外気温ＴＡＭに応じて熱線８０への通電継続作動時間を設定しているのに対し、本実施形態では、図１１のステップＳ３２０に示すように、ＩＧオン時の車室内温度ＴＲに応じて継続作動時間を設定している。
【００８７】
具体的に、本実施形態では、ＩＧオン時の車室内温度ＴＲが低ければ低いほど上記継続作動時間を長くするように設定している。また、本実施形態では、ＩＧオン時の車室内温度ＴＲが１０℃以上であれば、熱線８０への通電を行わないように設定されている。
【００８８】
なお、夜明け前の冷え込みから外気温度ＴＡＭが上昇するのに遅れて、車室内温度ＴＲも上昇する。因みに、車室内温度ＴＲの検出には赤外線センサを用いて好適である。
【００８９】
以上により、本実施形態のように制御しても、上記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９０】
（第４実施形態）
上記第２実施形態のステップＳ３１０では、ＩＧオン時点から所定時間前までの最も低い外気温ＴＡＭに応じて熱線８０への通電継続作動時間を設定しているのに対し、本実施形態では、図１２のステップＳ３３０に示すように、車外から受信した着霜、窓曇りに関する情報に応じて、継続作動時間を設定している。
【００９１】
なお、ステップＳ３３０に示す着霜、窓曇りに関する情報は、現地域の霜度合であり、このような情報をインターネットにより受信するようにして好適である。また、車両に搭載されたナビゲーションシステムが有する情報を受信するようにしてもよい。また、周囲の他の車から着霜、窓曇りに関する情報を受信するようにしてもよい。
【００９２】
そして、本実施形態のステップＳ３３０では、霜度合が大きいほど上記継続作動時間を長くするように設定しており、霜無しとの情報を受信した場合には、熱線８０への通電を行わないように設定されている。
【００９３】
以上により、本実施形態のように制御しても、上記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９４】
（第５実施形態）
上記第２実施形態のステップＳ３１０では、ＩＧオン時点から所定時間前までの最も低い外気温ＴＡＭに応じて熱線８０への通電継続作動時間を設定しているのに対し、本実施形態では、図１３のステップＳ３４０に示すように、ＩＧオン時点から所定時間前までの最も低い外気温ＴＡＭと、ＩＧオン時の外気温ＴＡＭとの両外気温ＴＡＭに応じて、継続作動時間を設定している。
【００９５】
具体的に、本実施形態では、ＩＧオン時点から所定時間前までの最も低い外気温ＴＡＭが低いほど、上記継続作動時間を長くするように設定し、かつ、ＩＧオン時の外気温ＴＡＭが低いほど、上記継続作動時間を長くするように設定している。なお、本実施形態における上記所定時間は５時間に設定されている。
【００９７】
また、本実施形態では、ワイパー作動時には、上記継続作動時間を短くするように補正する、補正手段としてのステップＳ３５０を備えている。本実施形態では、ステップＳ３５０のマップに示すように、ワイパー作動時間に応じて補正係数を決定し、ワイパー作動時間が長いほど上記継続作動時間を短くするように補正している。これにより、ワイパー作動により着霜が解消される場合、上記継続作動時間は極力短くされるので、快適性の悪化を最小限に抑えることができる。
【００９８】
（第６実施形態）
本実施形態では、上記第５実施形態の図１３に示すフローチャートに、図１４に示すステップＳ４２０、Ｓ４３０を追加しており、これらのステップＳ４２０、Ｓ４３０は、車外からのエンジン始動信号送信によりエンジンを始動させた場合には、上記継続作動時間（熱線通電時間）を長くするように補正する補正手段である。
【００９９】
ステップＳ４２０では、上述のように車外からエンジンを始動させるリモートスタートがなされたか否かを判定し、リモートスタートがなされていると判定された場合には、ステップＳ４３０にて車両のドアが開いたか否かを判定する。そして、ステップＳ４３０にて車両のドアが開いていないと判定されれば、乗員は未だ乗車していないとみなし、ステップＳ５１０にて熱線リレー８１をＯＮして熱線８０への通電を行う。
【０１００】
なお、ステップＳ４２０にてリモートスタートがなされていないと判定された場合や、ステップＳ４３０にてドアが開いたと判定された場合には、ステップＳ２００にリターンされる。
【０１０１】
このように本実施形態によれば、ここで、無人のリモートスタートの場合には快適性が低下するような空調装置の作動を行っても差し支えないので、防曇、防霜効果を優先させて、上記継続作動時間を長くするようにして好適である。
【０１０２】
（他の実施形態）
上記第１実施形態では、ステップＳ３００にて、窓が曇り易いまたは凍り易い度合に応じて、ＤＥＦモードとしての空調装置の作動を強制的に継続させる継続作動時間を設定しているが、本発明の実施にあたり、窓が曇り易いまたは凍りやすい上記度合に応じて、コンプレッサー稼働率を変化させるように設定してもよいし、ＤＥＦ吹出口２０、３０からの吹出空調風の風量割合を変化させるように設定してもよいし、ヒータコア４２による加熱度合を変化させるように設定してもよい。或いは、第２〜第６実施形態における熱線８０による加熱度合を変化させるように設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る、車両用空調装置の全体構成を示した全体構成図である。
【図２】第１実施形態に係る、車両の計器盤を車室内側から見た斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る、エアコン操作パネルを示す正面図である。
【図４】第１実施形態に係る、エアコンＥＣＵの制御プログラムを示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態に係る、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。
【図６】第１実施形態に係る、外気温度に対する目標エバ後温度を示した特性図である。
【図７】第１実施形態に係る、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。
【図８】第１実施形態に係る、防曇制御プログラムを示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態に係る、ウインドウ熱線の回路図である。
【図１０】第２実施形態に係る、防曇制御プログラムを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る、防曇制御プログラムを示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る、防曇制御プログラムを示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第５実施形態に係る、防曇制御プログラムを示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第６実施形態に係る、防曇制御プログラムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
４１…エバポレータ（防曇手段）、４２…ヒータコア（防曇、防霜手段）、
８０…ウインドウ熱線（防曇、防霜手段）。

Claims (10)

1. 車両の窓ガラスを加熱して車両の窓ガラスの曇りおよび着霜を防止する防曇・防霜手段（４２、２０、３０、２４、３４、８０）と、
   車両起動時または空調起動時から所定時間前までのうち最も低温となる外気温度または最も低温となる車室内温度に基づいて前記防曇・防霜手段の作動を制御する制御手段（１０）とを備え、
   前記制御手段は、前記最も低温となる外気温度または前記最も低温となる車室内温度が低下するほど前記防曇・防霜手段の窓ガラス加熱能力を大きくすることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記制御手段は、前記車両起動時または空調起動時から所定時間前までのうち最も低温となる外気温度または最も低温となる車室内温度と、車両起動時または空調起動時における外気温度または車室内温度との両方に基づいて前記防曇・防霜手段の作動を制御するようになっており、
   前記制御手段は、前記最も低温となる外気温度または前記最も低温となる車室内温度が低くなるほど、また車両起動時または空調起動時における外気温度または車室内温度が低くなるほど前記防曇・防霜手段の窓ガラス加熱能力を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 車両の窓ガラスを加熱して車両の窓ガラスの曇りおよび着霜を防止する防曇・防霜手段（４２、２０、３０、２４、３４、８０）と、
   車両起動時または空調起動時における外気温度または車室内温度に基づいて前記防曇・防霜手段の作動を制御する制御手段（１０）とを備え、
   前記制御手段は、前記車両起動時または空調起動時における外気温度または車室内温度が低下するほど前記防曇・防霜手段の窓ガラス加熱能力を大きくすることを特徴とする車両用空調装置。
4. 前記制御手段は、前記防曇・防霜手段の作動時間を長くすることにより前記窓ガラス加熱能力を大きくすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
5. 前記制御手段は、車両のワイパー作動時には、前記作動時間を短くするように補正することを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。
6. 前記制御手段は、車外からのエンジン始動信号送信によりエンジンを始動させた場合には、前記作動時間を長くするように補正することを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。
7. 前記防曇・防霜手段は、前記窓ガラスに向けて加熱空調風を吹き出すデフロスタ吹出手段（４２、２０、３０、２４、３４）であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
8. 前記防曇・防霜手段は、前記窓ガラスに備えられて通電により当該窓ガラスを加熱するウインド熱線（８０）であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
9. 車両の窓ガラスを加熱して車両の窓ガラスの曇りおよび着霜を防止する防曇・防霜手段（４２、２０、３０、２４、３４、８０）の作動をコンピュータ（１０）を用いて制御するためのコンピュータプログラムであって、
   車両起動時または空調起動時から所定時間前までのうち最も低温となる外気温度または最も低温となる車室内温度が低下するほど前記防曇・防霜手段の作動時間を長くするように決定する第１手順（Ｓ３００、Ｓ３１０、Ｓ３４０）と、
   前記第１手順にて決定された前記作動時間の間、前記防曇・防霜手段を作動させる第２手順（Ｓ４００、Ｓ５００、Ｓ４１０、Ｓ５１０）とを前記コンピュータ（１０）に実行させるためのコンピュータプログラム。
10. 車両の窓ガラスを加熱して車両の窓ガラスの曇りおよび着霜を防止する防曇・防霜手段（４２、２０、３０、２４、３４、８０）の作動をコンピュータ（１０）を用いて制御するためのコンピュータプログラムであって、
    車両起動時または空調起動時における外気温度または車室内温度が低下するほど前記防曇・防霜手段の作動時間を長くするように決定する第１手順（Ｓ３２０）と、
    前記第１手順にて決定された前記作動時間の間、前記防曇・防霜手段を作動させる第２手順（Ｓ４１０、Ｓ５１０）とを前記コンピュータ（１０）に実行させるためのコンピュータプログラム。

Images