JP3994494B2

JP3994494B2 - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP3994494B2
Application number: JP35786697A
Authority: JP
Inventors: 満杉山
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-12-25
Filing date: 1997-12-25
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2017-12-25
Also published as: JPH11189025A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒータコアや電気ヒータ等の加熱用熱交換器の空気上流側および空気下流側にそれぞれエアミックスドアを配した空調ユニットを備えた車両用空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、図１２に示したように、ユニットケース１０１内に形成される通風路断面を部分的に塞ぐように配設されたヒータコア等の加熱用熱交換器１０２、この加熱用熱交換器１０２を迂回する空気量を調整するマックスクールドア１０３、および加熱用熱交換器１０２を通過する空気量と加熱用熱交換器１０２を迂回する空気量とを調整するエアミックスメイン、サブドア１０４、１０５を配したヒータユニット１００を備えた車両用空調装置がある。
なお、加熱用熱交換器１０２は、例えば車室内の空調モードが最大冷房運転（ＭＡＸ・ＣＯＯＬ）の時に、ユニットケース１０１内を流れる空気の流れ方向に対して、略直交する方向に空気を通過させることができるように、ユニットケース１０１内の中央部に設置されている。
【０００３】
ここで、図１２のヒータユニット１００は、加熱用熱交換器１０２と暖房用熱源であるエンジンとを接続する温水配管の途中にウォータバルブ（温水弁）を設置していないウォータバルブレスヒータユニットである。そして、ユニットケース１０１の空気上流側には、エバポレータ等の冷却用熱交換器を配したクーリングユニットを介して、遠心式送風機を配したインテークユニットが接続されている。また、ユニットケース１０１の空気下流側には、デフロスタ吹出口に連通するデフロスタ開口部１０６と、フェイス吹出口に連通するフェイス開口部１０７と、フット吹出口に連通するフット開口部１０８とが形成されている。
【０００４】
上記のようなヒータユニット１００において、車室内の空調モードがＭＡＸ・ＣＯＯＬの時に、加熱用熱交換器１０２の輻射熱による吹出温度上昇を防止する目的で、図１２に二点鎖線で示したような停止位置で停止するように、マックスクールドア１０３、エアミックスメインドア１０４およびエアミックスサブドア１０５をアクチュエータにより駆動している。すなわち、エアミックスメインドア１０４で加熱用熱交換器１０２の空気上流側面全体を覆い、エアミックスサブドア１０５で加熱用熱交換器１０２の空気下流側全体を覆っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のヒータユニット１００においては、車室内の空調モードがＭＡＸ・ＣＯＯＬの時にエアミックスサブドア１０５で加熱用熱交換器１０２の空気下流側全体を覆っているので、エアミックスサブドア１０５のサイズ（特に加熱用熱交換器１０２の幅方向寸法に対応した幅方向寸法）が大きくなってしまう。したがって、車両制約上、充分なスペースを確保できない場合には、エアミックスサブドア１０５の作動角度が制限されることになり、最適な温度コントロール特性に対して細やかな温度コントロール制御を行うことができず、車両用空調装置の温度コントロールを成立させることが困難であるという問題が生じている。
【０００６】
【発明の目的】
本発明の目的は、サブドアを第１サブドアと第２サブドアとに分割することで、小スペースにおいてもドア作動角度を充分確保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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、メインドアを補助するサブドアを、少なくとも、第１サブドアと第２サブドアとに分割することにより、車両の制約上、サブドアの作動スペースを充分に確保できない空調ダクトにおいても、サブドアのドア作動角度を大きくとることができるので、ドア連結装置（ドア連結手段）の第１、第２リンク機構を介して、メインドアおよび第１サブドアを駆動すると共に、ドア連結装置の第３、第４リンク機構を介して、マックスクールドアおよび第２サブドアを駆動するアクチュエータの駆動角度の変化に対応して、第１サブドアまたは第２サブドアを細やかなドア作動角度で小刻みに動かすことで、細やかな温度コントロールを達成することができる。
そして、アクチュエータの駆動角度によって、メインドア、第１サブドア、第２サブドアおよびマックスクールドアが、マックスクール位置とマックスホット位置との間で動かされる。また、マックスクール位置からマックスホット位置への間で、第３、第４リンク機構によって連結されたマックスクールドアおよび第２サブドアが先にマックスホット位置に配置され、その後、第１、第２リンク機構によって連結されたメインドアおよび第１サブドアがマックスホット位置に配置される。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、通風路内を流れる空気を加熱するための熱媒体が、加熱用熱交換器に常に循環供給されているが、最大冷房運転時に、第１サブドアおよび第２サブドアを、加熱用熱交換器の空気下流側面全体を塞ぐように駆動することにより、加熱用熱交換器の輻射熱による空気温度の上昇を防止できるので、車室内に吹き出す空気の吹出温度を所望の吹出温度にすることができ、車室内の乗員の冷房感の悪化を抑えることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明によれば、メインドア、第１、第２サブドアおよびマックスクールドアのドア作動角度に応じて、加熱用熱交換器を通過する空気量とバイパス通路を通過する空気量とを調節することができるので、車室内に吹き出す空気の吹出温度を所望の吹出温度にすることができる。
また、請求項４に記載の発明によれば、アクチュエータに駆動されることにより、メインドアおよび第１サブドアが非線形の温度コントロール特性に対応した従動角度となるように駆動される。これにより、車室内に吹き出す空気の吹出温度を連続的または段階的に変更することができるので、非線形の温度コントロール特性に対応した温度コントロールを成立させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
〔実施形態の構成〕
図１ないし図１１は本発明の実施形態を示したもので、図１は車両用空調装置のヒータユニットを示した図で、図２は車両用空調装置のインテークユニットとクーリングユニットを示した図である。
【００１１】
本実施形態の車両用オートエアコンは、例えば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の各空調手段（アクチュエータ）を、空調制御装置（以下エアコンＥＣＵと呼ぶ）１０によって制御することにより、車室内の温度を常に設定温度に保つように自動コントロールするように構成されている。
【００１２】
空調ユニット１は、車両の車室内前方側に搭載されており、車室内に空調空気を導く空気通路を成す空調ダクト２を備えており、空気上流側から順に、インテークユニットとクーリングユニットとヒータユニットとが結合されることで構成されている。インテークユニットは、内外気切替手段および遠心式送風機を備えている。内外気切替手段は、図２に示したように、空調ダクト２内に車室内空気（以下内気と言う）と車室外空気（以下外気と言う）との一方または両方を取り入れるためのものである。そして、内外気切替手段は、空調ダクト２の空気最上流側部を構成する内外気切替箱３と、この内外気切替箱３内に回動自在に取り付けられた内外気切替ドア４とから構成されている。
【００１３】
内外気切替箱３には、内気を空調ダクト２内に吸い込むための内気吸込口５、および外気を空調ダクト２内に吸い込むための外気吸込口６が形成されている。また、内外気切替ドア４は、ドア駆動手段としてのサーボモータ７（図６参照）およびリンク機構（図示せず）が連結されており、そのサーボモータ７によって回動させられる。遠心式送風機は、内外気切替箱３の図示下方に一体的に設けられたスクロールケーシング１１と、車室内に向かう空気流を発生させる遠心式ファン１２と、ブロワ駆動回路１３により通電されて遠心式ファン１２を回転駆動するブロワモータ１４とから構成されている。
【００１４】
クーリングユニットは、スクロールケーシング１１の空気下流側端部に連結された２分割型のユニットケース１５と、このユニットケース１５内を流れる空気を冷却する冷却用熱交換器としてのエバポレータ（冷媒蒸発器）１６とから構成されている。このエバポレータ１６は、冷凍サイクルの一部を構成する。冷凍サイクルは、エンジンの駆動力によって冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサ（冷媒圧縮機）と、圧縮された冷媒を凝縮液化させるコンデンサ（冷媒凝縮器）と、凝縮液化された冷媒を気液分離して液冷媒のみを下流に流すレシーバ（気液分離器）と、液冷媒を減圧膨張させるエキスパンションバルブ（膨張弁、減圧手段）と、減圧膨張された冷媒を蒸発気化させる上記のエバポレータ１６とから構成されている。なお、コンプレッサには、エンジンからコンプレッサへの回転動力の伝達を断続するための電磁クラッチ１７（図６参照）が連結されている。
【００１５】
本実施形態のヒータユニットは、エンジンとヒータコア２６とを接続する温水配管の途中にウォータバルブを設置しておらず、常にヒータコア２６に冷却水が循環供給されるウォータバルブレスヒータユニットであり、吹出口切替手段および吹出温度可変手段を備えている。吹出口切替手段は、空調ダクト２の空気最下流側部を構成する２分割型の吹出口切替箱２１と、この吹出口切替箱２１内に回動自在に取り付けられた複数個の吹出口切替ドア（図示せず）とから構成されている。吹出口切替箱２１には、デフロスタ（ＤＥＦ）開口部２２、フェイス（ＦＡＣＥ）開口部２３およびフット（ＦＯＯＴ）開口部２４が形成されている。
【００１６】
ＤＥＦ開口部２２はデフロスタダクト（図示せず）に連結され、デフロスタダクトの空気最下流側端部にはフロント窓ガラスの内面に空調風（主に温風）を吹き出すためのデフロスタ（ＤＥＦ）吹出口が形成されている。そして、ＦＡＣＥ開口部２３はセンタフェイスダクト（図示せず）に連結され、センタフェイスダクトの空気最下流側端部には車両の乗員の頭胸部に空調風（主に冷風）を吹き出すためのセンタ側のフェイス（ＦＡＣＥ）吹出口が形成されている。また、ＦＡＣＥ開口部２３は、サイドフェイスダクト（図示せず）に連結され、サイドフェイスダクトの空気最下流側端部には車両の乗員の頭胸部に空調風（主に冷風）を吹き出すためのサイド側のフェイス（ＦＡＣＥ）吹出口が形成されている。
【００１７】
そして、ＦＯＯＴ開口部２４はフットダクト（図示せず）に連結され、フットダクトの空気最下流側端部には乗員の足元部に空調風（主に温風）を吹き出すためのフット（ＦＯＯＴ）吹出口が形成されている。複数個の吹出口切替ドアは、ＤＥＦ吹出口、センタ側のＦＡＣＥ吹出口、ＦＯＯＴ吹出口を選択的に開閉するもので、図示しないサーボモータにより駆動される。なお、サイド側のＦＡＣＥ吹出口は、吹出口切替ドアによって開閉されない構成を有している。サイド側のＦＡＣＥ吹出口には、乗員が手動でサイド側のＦＡＣＥ吹出口を開閉する吹出グリルが設けられており、サイドフェイスダクトはその吹出グリルによって開閉される。
【００１８】
吹出温度可変手段は、図１に示したように、吹出口切替箱２１の空気上流側に一体成形された２分割型のユニットケース２５と、自身を通過する空気を加熱するヒータコア２６と、このヒータコア２６の空気上流側面を開閉するエアミックス（以下Ａ／Ｍと記す）メインドア３１と、このＡ／Ｍメインドア３１を補助すると共に、ヒータコア２６の空気下流側面を開閉するＡ／Ｍサブドア３２と、マックスクール（以下ＭＡＸ・ＣＯＯＬと記す）時に全開するＭＡＸ・ＣＯＯＬドア３３と、マックスホット（以下ＭＡＸ・ＨＯＴと記す）時に全開するＭＡＸ・ＨＯＴドア３４と、これらの各Ａ／Ｍドアを連動させるドア連動装置４０とから構成されている。
【００１９】
ユニットケース２５は、図２に示したように、クーリングユニットのユニットケース１５の空気下流側端部にねじやボルト等の締結具を用いて連結されており、上述した内外気切替箱３とスクロールケーシング１１とユニットケース１５と吹出口切替箱２１とが一体的に結合することで空調ユニット１の空調ダクト２を構成する。
【００２０】
ヒータコア２６は、内部にエンジンを冷却した冷却水が流れ、この冷却水を暖房用熱源として、エバポレータ１６より吹き出した冷風を再加熱する加熱用熱交換器である。このヒータコア２６は、ユニットケース２５の内壁面より通風路内に突出した凸状壁２７ａ〜２７ｃに嵌め合わされて、ユニットケース２５の通風路断面を部分的に塞ぐように空気流に対して略直交するように配設されている。そして、ヒータコア２６は、ユニットケース２５内に形成される通風路中を流れる空気の流れ方向に沿うように、且つ通風路内を流れる冷風がヒータコア２６を間に挟んだ状態でバイパス通路２９、３０を形成するように、ユニットケース２５の幅方向の中央部に配設されている。
【００２１】
次に、Ａ／Ｍドアを図１に基づいて簡単に説明する。ここで、図１中の実線位置は各Ａ／ＭドアのＭＡＸ・ＨＯＴ（位置）を表し、図１中の二点鎖線位置は各Ａ／ＭドアのＭＡＸ・ＣＯＯＬ（位置）を表す。
【００２２】
Ａ／Ｍメインドア３１は、本発明のメインドアに相当するもので、凸状壁２７ｃの空気上流側端部に回動自在に支持されたシャフト３５に固定され、両面に例えばウレタン樹脂等のシール材を貼り付けている。このＡ／Ｍメインドア３１は、ヒータコア２６の空気上流側面全体を開閉する。また、Ａ／Ｍサブドア３２は、本発明の第１サブドアに相当するもので、凸状壁２７ａの空気下流側端部に回動自在に支持されたシャフト３６に固定され、両面に例えばウレタン樹脂等のシール材を貼り付けている。このＡ／Ｍサブドア３２は、ヒータコア２６の空気下流側面の幅方向の一部（吸込口側）を開閉する。
【００２３】
ＭＡＸ・ＣＯＯＬドア３３は、バイパス通路２９の通路壁を形成するユニットケース１５に回動自在に支持されたシャフト３７に固定され、片面に例えばウレタン樹脂等のシール材を貼り付けている。このＭＡＸ・ＣＯＯＬドア３３は、バイパス通路２９を開閉する。また、ＭＡＸ・ＨＯＴドア３４は、本発明の第２サブドアに相当するもので、ヒータコア２６の空気下流側面の高さ方向に沿って設けられた凸状壁２７ｂ付近に回動自在に支持されたシャフト３８に固定され、片面または両面に例えばウレタン樹脂等のシール材を貼り付けている。このＭＡＸ・ＨＯＴドア３４は、ヒータコア２６の空気下流側面の幅方向の残部（吹出口側）を開閉する。
【００２４】
次に、各Ａ／Ｍドアを連動させるドア連動装置４０を図１、図３ないし図５に基づいて説明する。ここで、図３はドア連動装置４０のＭＡＸ・ＣＯＯＬ時を示した図で、図４はドア連動装置４０のＭＡＸ・ＨＯＴ時を示した図で、図５はサーボモータの駆動角度（目標サーボモータ開度）に対する各ドアの従動角度を示したグラフである。
【００２５】
ドア連動装置４０は、１個のサーボモータ４１（図６参照）を内蔵したＡ／Ｍドアアクチュエータ４２で、Ａ／Ｍメインドア３１、Ａ／Ｍサブドア３２、ＭＡＸ・ＣＯＯＬドア３３およびＭＡＸ・ＨＯＴドア３４を機械的に連動するように連結するドア連結手段である。なお、Ａ／Ｍドアアクチュエータ４２は、本発明のアクチュエータに相当するもので、ユニットケース２５の外壁面に締結具を用いて固定されている。Ａ／Ｍドアアクチュエータ４２の出力軸４３には、略への字形状の出力レバー４４が固定されている。この出力レバー４４の一端部の表面には係合ピン４５が設けられ、裏面には係合ピン４６が設けられている。また、出力レバー４４の他端部の表面には係合ピン４７が設けられている。
【００２６】
そして、ドア連動装置４０は、Ａ／Ｍメインドア３１と出力レバー４４とを連結する第１リンク機構、この第１リンク機構とＡ／Ｍサブドア３２とを連結する第２リンク機構、ＭＡＸ・ＣＯＯＬドア３３と出力レバー４４とを連結する第３リンク機構、およびこの第３リンク機構とＭＡＸ・ＨＯＴドア３４とを連結する第４リンク機構を備えている。
【００２７】
第１リンク機構は、一端部に出力レバー４４の係合ピン４６に係合される係合穴５１を設けたリンクプレート５２により構成されている。このリンクプレート５２は、他端部がＡ／Ｍメインドア３１のシャフト３５に固定されており、シャフト３５を中心にして回動する。なお、係合穴５１は、図５のグラフに示したサーボモータ４１の駆動角度に対する従動角度となるＡ／Ｍメインドア３１の作動パターンに対応した形状に形成されている。
【００２８】
第２リンク機構は、一端部がリンクプレート５２のシャフト３５に固定されたリンクプレート５３と、一端がリンクプレート５３の他端部に回動自在に連結された連結ロッド５４と、一端部が連結ロッド５４の他端に回動自在に連結するリンクプレート５５と、一端部にリンクプレート５５の他端部の裏面に設けた係合ピン５６に係合される係合穴５７を設けたリンクプレート５８とから構成されている。リンクプレート５５は、ワッシャ５５ａを介してユニットケース２５の外壁面に固定されたビス等の支持具５５ｂを中心にして回動する。また、リンクプレート５８は、他端部がＡ／Ｍサブドア３２のシャフト３６に固定されており、シャフト３６を中心にして回動する。なお、係合穴５７は、図５のグラフに示したサーボモータ４１の駆動角度に対する従動角度となるＡ／Ｍサブドア３２の作動パターンに対応した形状に形成されている。
【００２９】
第３リンク機構は、一端部に出力レバー４４の係合ピン４５に係合される係合溝６０および係合ピン４７に係合される係合片６１を設けたリンクプレート６２により構成されている。このリンクプレート６２は、他端部がＭＡＸ・ＣＯＯＬドア３３のシャフト３７に固定されており、シャフト３７を中心にして回動する。なお、係合溝６０は、リンクプレート６２の一端部に膨出形成された突条部６２ａの裏面に形成されている。係合溝６０および係合片６１は、図５のグラフに示したサーボモータ４１の駆動角度に対する従動角度となるＭＡＸ・ＣＯＯＬドア３３の作動パターンに対応した形状に形成されている。
【００３０】
第４リンク機構は、一端部がリンクプレート６２のシャフト３７に固定されたリンクプレート６３と、一端がリンクプレート６３の他端部に回動自在に連結された連結ロッド６４と、一端部が連結ロッド６４の他端に回動自在に連結するリンクプレート６５とから構成されている。リンクプレート６５は、他端部がＭＡＸ・ＨＯＴドア３４のシャフト３８に固定されており、シャフト３８を中心にして回動する。
【００３１】
なお、リンクプレート６５には係合溝や係合穴等の係合部が設けられていない理由は、図５のグラフに示したように、サーボモータ４１の駆動角度に対してＭＡＸ・ＨＯＴドア３４がＭＡＸ・ＣＯＯＬドア３３と同一従動角度で動くためである。また、図５のグラフに示したように、ＭＡＸ・ＣＯＯＬドア３３およびＭＡＸ・ＨＯＴドア３４のドア開度は、サーボモータ４１の駆動角度が２４（ｄｅｇ）以上から９０（ｄｅｇ）までの間変わらないように、リンクプレート６２の係合溝６０の他端側には遊びが設けられている。
【００３２】
次に、本実施形態の制御系の構成を図６に基づいて説明する。ここで、図６は車両用オートエアコンの制御系の主要構成を示したブロック図である。空調ユニット１の各空調手段を制御するエアコンＥＣＵ１０には、各種センサからの各センサ信号が入力される。
【００３３】
ここで、各種センサとは、車室内の空気温度（以下内気温度と言う）を検出する内気温度センサ（内気温度検出手段）７１、車室外の空気温度（以下外気温度と言う）を検出する外気温度センサ（外気温度検出手段）７２、車室内に射し込む日射量を検出する日射センサ（日射量検出手段）７３、エバポレータ１６の空気冷却度合を検出するエバ後温度センサ（冷却度合検出手段）７４、ヒータコア２６の空気加熱度合を検出する冷却水温度センサ（加熱度合検出手段）７５、およびＡ／Ｍドアアクチュエータ４２に内蔵されたポテンショメータ（Ａ／Ｍ開度検出手段）７６等である。
【００３４】
上記のうちエバ後温度センサ７４は、具体的にはエバポレータ１６を通過した直後の空気温度（以下エバ後温度と言う）を検出するサーミスタ等のエバ後温度検出手段である。また、冷却水温度センサ７５は、具体的にはヒータコア２６内に流入する冷却水の温度、またはヒータコア２６より流出する冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段である。さらに、ポテンショメータ７６は、サーボモータ４１の実際の開度（駆動角度、サーボモータ開度）を検出するサーボモータ開度検出手段である。
【００３５】
そして、エアコンＥＣＵ１０の内部には、図示しない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、上記各センサ７１〜７６からのセンサ信号は、エアコンＥＣＵ１０内の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。また、エアコンＥＣＵ１０には、コントロールパネル７０やリモートコントローラ（所謂リモコン）に設けられたエアコン操作に必要な各種スイッチからのスイッチ信号が入力される。
【００３６】
各種スイッチとは、図７に示したように、コンプレッサの起動および停止を指令するためのエアコン（Ａ／Ｃ）スイッチ７７、吸込口モードを切り替えるための吸込口切替スイッチ７８、車室内の温度を所望の温度に設定するための温度設定レバー（温度設定手段）７９、遠心式ファン１２の送風量を切り替えるための風量切替レバー８０、および吹出口モードを切り替える吹出口切替スイッチ（吹出口切替手段）８１等である。
【００３７】
上記のうち風量切替レバー８０のレバー位置がＯＦＦの場合には、ブロワモータ１４への通電を停止する。また、レバー位置がＡＵＴＯの場合には、ブロワモータ１４のブロワ電圧を自動コントロールする。さらに、レバー位置がＬＯ、ＭＥ、ＨＩの場合には、それぞれブロワモータ１４のブロワ電圧を最小値（最小風量）、中間値（中間風量）、最大値（最大風量）に固定する。
【００３８】
また、吹出口切替スイッチ８１は、ＦＡＣＥ吹出口より空調風を吹き出すＦＡＣＥモードに固定するためのＦＡＣＥボタン８２、ＦＡＣＥ吹出口とＦＯＯＴ吹出口より空調風を吹き出すＢ／Ｌモードに固定するためのＢ／Ｌボタン８３、ＦＯＯＴ吹出口より空調風を吹き出すＦＯＯＴモードに固定するためのＦＯＯＴボタン８４、ＦＯＯＴ吹出口とＤＥＦ吹出口より空調風を吹き出すＦ／Ｄモードに固定するためのＦ／Ｄボタン８５、およびＤＥＦ吹出口より空調風を吹き出すＤＥＦモードに固定するためのＤＥＦボタン８５により構成されている。
【００３９】
〔実施形態の制御方法〕
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１１に基づいて簡単に説明する。ここで、図８はエアコンＥＣＵ１０による基本的な制御処理を示したフローチャートである。
【００４０】
先ず、イグニッションスイッチがＯＮされてエアコンＥＣＵ１０に電源が供給されると、図８のルーチンが起動され、各イニシャライズおよび初期設定を行う（ステップＳ１）。
次に、Ａ／Ｃスイッチ７７、吸込口切替スイッチ７８、温度設定レバー７９、風量切替レバー８０および吹出口切替スイッチ８１等の各種スイッチから出力されたスイッチ信号を読み込む（ステップＳ２）。
【００４１】
次に、内気温度センサ７１、外気温度センサ７２、日射センサ７３、エバ後温度センサ７４、冷却水温度センサ７５およびポテンショメータ７６等の各種センサから出力されたセンサ信号をＡ／Ｄ変換した信号を読み込む（ステップＳ３）。
次に、予めＲＯＭに記憶された下記の数１の式に基づいて、空調ユニット１から車室内に吹き出す空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を算出（決定）する（目標吹出温度決定手段：ステップＳ４）。
【００４２】
【数１】
ＴＡＯ＝ＫＳＥＴ×ＴＳＥＴ−ＫＲ×ＴＲ−ＫＡＭ×ＴＡＭ−ＫＳ×ＴＳ＋Ｃなお、ＴＳＥＴは温度設定レバー７９にて設定した設定温度で、ＴＲは内気温度センサ７１にて検出した内気温度で、ＴＡＭは外気温度センサ７２にて検出した外気温度で、ＴＳは日射センサ７３にて検出した日射量である。また、ＫＳＥＴ、ＫＲ、ＫＡＭおよびＫＳはゲインで、Ｃは補正用の定数である。
【００４３】
次に、風量切替レバー８０のレバー位置がＡＵＴＯ位置の場合に、予めＲＯＭに記憶された特性図（マップ、図９参照）から、目標吹出温度（ＴＡＯ）に対応するブロワ電圧（ブロワモータ１４に印加する制御電圧）を算出（決定）する（ステップＳ５）。ここで、風量切替レバー８０のレバー位置がＡＵＴＯ位置ではない場合、つまりマニュアル制御の場合には、それぞれレバー位置に応じてブロワ電圧がＯＦＦ、ＬＯ、ＭＥ、ＨＩに固定される。
【００４４】
次に、予めＲＯＭに記憶された特性図（マップ、図１０参照）から、目標吹出温度（ＴＡＯ）に対応する吸込口モードを算出（決定）する（ステップＳ６）。ここで、吸込口モードの決定においては、オート制御の場合、目標吹出温度（ＴＡＯ）が低い温度から高い温度にかけて、内気循環（ＲＥＣ）モード、内外気導入（半内気）モードおよび外気導入（ＦＲＳ）モードとなるように決定される。また、吸込口切替スイッチ７８が乗員により操作された場合、つまりマニュアル制御の場合には、内気循環（ＲＥＣ）モードまたは外気導入（ＦＲＳ）モードのいずれかの吸込口モードに固定される。なお、吸込口モードの決定を、マニュアル制御のみで行っても良い。
【００４５】
次に、予めＲＯＭに記憶された特性図（マップ、図１１参照）から、目標吹出温度（ＴＡＯ）に対応する吹出口モードを算出（決定）する（ステップＳ７）。ここで、吹出口モードの決定においては、オート制御の場合、目標吹出温度（ＴＡＯ）が低い温度から高い温度にかけて、ＦＡＣＥモード、Ｂ／ＬモードおよびＦＯＯＴモードとなるように決定される。また、吹出口切替スイッチ８１が乗員により操作された場合、つまりマニュアル制御の場合には、コントロールパネル７０上のＦＡＣＥボタン８２、Ｂ／Ｌボタン８３、ＦＯＯＴボタン８４、Ｆ／Ｄボタン８５またはＤＥＦボタン８６のいずれかの吹出口切替スイッチ８１により設定された吹出口モードに固定される。なお、吹出口モードの決定を、マニュアル制御のみで行っても良い。
【００４６】
次に、予めＲＯＭに記憶された下記の数２の式に基づいて、ステップＳ４で算出した目標吹出温度（ＴＡＯ）、エバ後温度センサ７４にて検出したエバ後温度（ＴＥ）および冷却水温度センサ７５にて検出した冷却水温度（ＴＷ）に対応したサーボモータ４１の目標サーボモータ開度（駆動開度：ＳＷＯ）を算出（決定）する（ステップＳ８）。
【数２】
ＳＷＯ＝｛（ＴＡＯ−ＴＥ）／（ＴＷ−ＴＥ）｝×１００（％）
【００４７】
次に、各ステップＳ５〜ステップＳ８にて算出または決定した各制御状態が得られるように、遠心式送風機のブロワ駆動回路１３、内外気切替ドア４のサーボモータ７、コンプレッサの電磁クラッチ１７、サーボモータ４１を内蔵したＡ／Ｍドアアクチュエータ４２および複数個の吹出口切替ドアのサーボモータ（図示せず）に対して制御信号を出力する（ステップＳ９）。
そして、ステップＳ１０で、制御サイクル時間であるｔ（例えば０．５秒間〜１０秒間）の経過を待ってステップＳ２の制御処理に戻る。
【００４８】
〔実施形態の作用〕
次に、本実施形態の空調ユニット１の作用を図１ないし図５に基づいて簡単に説明する。
【００４９】
吹出口切替スイッチ８１のＦＡＣＥボタン８２またはＢ／Ｌボタン８３が押されて吹出口モードがＦＡＣＥモードまたはＢ／Ｌモードの場合に、ＳＷＯ≦０（％）として算出された場合、すなわち、車室内の空調モードがＭＡＸ・ＣＯＯＬの場合には、サーボモータ４１の駆動角度が０（ｄｅｇ）となるので、Ａ／Ｍドアアクチュエータ４２によりドア連動装置４０が動かされず、各第１〜第４リンク機構は図３の実線位置の状態となる。これにより、Ａ／Ｍメインドア３１、Ａ／Ｍサブドア３２、ＭＡＸ・ＣＯＯＬドア３３およびＭＡＸ・ＨＯＴドア３４は、図１に二点鎖線で示した位置（ＭＡＸ・ＣＯＯＬ位置）に動かされる。したがって、エバポレータ１６からの冷風の全てがバイパス通路２９、３０を通ることにより、ＦＡＣＥ吹出口から低温の吹出温度の冷風が車室内に吹き出されるので車室内が冷房される。
【００５０】
また、吹出口切替スイッチ８１のＦＯＯＴボタン８４またはＦ／Ｄボタン８５が押されて吹出口モードがＦＯＯＴモードまたはＦ／Ｄモードの場合に、ＳＷＯ≧１００（％）として算出された場合には、サーボモータ４１の駆動角度が９０（ｄｅｇ）となるので、Ａ／Ｍドアアクチュエータ４２によりドア連動装置４０が最も動かされ、各第１〜第４リンク機構は図４の実線位置の状態となる。これにより、Ａ／Ｍメインドア３１、Ａ／Ｍサブドア３２、ＭＡＸ・ＣＯＯＬドア３３およびＭＡＸ・ＨＯＴドア３４は、図１に実線で示した位置（ＭＡＸ・ＨＯＴ位置）に動かされる。
【００５１】
具体的には、ＳＷＯ≧１００（％）として算出された場合、すなわち、車室内の空調モードがＭＡＸ・ＨＯＴの場合は、Ａ／Ｍメインドア３１、ＭＡＸ・ＣＯＯＬドア３３およびＭＡＸ・ＨＯＴドア３４の従動角度は、図５のグラフに示したように、例えば３０（ｄｅｇ）となる。また、Ａ／Ｍサブドア３２の従動角度は、図５のグラフに示したように、例えば５０（ｄｅｇ）となる。したがって、エバポレータ１６からの冷風の全てがヒータコア２６を通ることにより、ＦＯＯＴ吹出口から高温の吹出温度の温風が車室内に吹き出されるので車室内が暖房される。
【００５２】
そして、吹出口モードがいずれの吹出口モードであれ、０（％）＜ＳＷＯ＜１００（％）として算出された場合には、サーボモータ４１の駆動角度が０（ｄｅｇ）から９０（ｄｅｇ）までのいずれかの角度となる。これにより、Ａ／Ｍメインドア３１、Ａ／Ｍサブドア３２、ＭＡＸ・ＣＯＯＬドア３３およびＭＡＸ・ＨＯＴドア３４は、図５のグラフに示した従動角度となるように、すなわち、エバポレータ１６からの冷風をヒータコア２６およびバイパス通路２９、３０の両方へ通す位置に制御される。
【００５３】
具体的には、サーボモータ４１の駆動角度が１０（ｄｅｇ）の場合には、図５のグラフに示したように、Ａ／Ｍメインドア３１の従動角度は−１（ｄｅｇ）となり、Ａ／Ｍサブドア３２の従動角度は−６（ｄｅｇ）となり、ＭＡＸ・ＣＯＯＬドア３３およびＭＡＸ・ＨＯＴドア３４の従動角度は０（ｄｅｇ）となる。
また、サーボモータ４１の駆動角度が２０（ｄｅｇ）の場合には、図５のグラフに示したように、Ａ／Ｍメインドア３１の従動角度は０（ｄｅｇ）となり、Ａ／Ｍサブドア３２の従動角度は−３（ｄｅｇ）となり、ＭＡＸ・ＣＯＯＬドア３３およびＭＡＸ・ＨＯＴドア３４の従動角度は１５（ｄｅｇ）となる。
【００５４】
そして、サーボモータ４１の駆動角度が３０（ｄｅｇ）の場合には、図５のグラフに示したように、Ａ／Ｍメインドア３１の従動角度は１０（ｄｅｇ）となり、Ａ／Ｍサブドア３２の従動角度は１５（ｄｅｇ）となり、ＭＡＸ・ＣＯＯＬドア３３およびＭＡＸ・ＨＯＴドア３４の従動角度は３０（ｄｅｇ）、つまりドア開度が１００％となる。また、サーボモータ４１の駆動角度が４０（ｄｅｇ）の場合には、図５のグラフに示したように、Ａ／Ｍメインドア３１の従動角度は１３（ｄｅｇ）となり、Ａ／Ｍサブドア３２の従動角度は２７（ｄｅｇ）となる。
【００５５】
そして、サーボモータ４１の駆動角度が５０（ｄｅｇ）の場合には、図５のグラフに示したように、Ａ／Ｍメインドア３１の従動角度は１８（ｄｅｇ）となり、Ａ／Ｍサブドア３２の従動角度は５７（ｄｅｇ）となる。また、サーボモータ４１の駆動角度が６０（ｄｅｇ）の場合には、図５のグラフに示したように、Ａ／Ｍメインドア３１の従動角度は２０（ｄｅｇ）、つまりドア開度が１００％となり、Ａ／Ｍサブドア３２の従動角度は４５（ｄｅｇ）となる。
【００５６】
そして、サーボモータ４１の駆動角度が７０（ｄｅｇ）の場合には、図５のグラフに示したように、Ａ／Ｍメインドア３１の従動角度は２８（ｄｅｇ）となり、Ａ／Ｍサブドア３２の従動角度は４９（ｄｅｇ）となる。また、サーボモータ４１の駆動角度が８０（ｄｅｇ）の場合には、図５のグラフに示したように、Ａ／Ｍメインドア３１の従動角度は３０（ｄｅｇ）、つまりドア開度が１００％となり、Ａ／Ｍサブドア３２の従動角度は５０（ｄｅｇ）、つまりドア開度が１００％となる。
【００５７】
〔実施形態の効果〕
以上のように、本実施形態の空調ユニット１は、ヒータコア２６の空気下流側面の幅方向全体を開閉するＡ／Ｍサブドアを、Ａ／Ｍサブドア３２とＭＡＸ・ＨＯＴドア３４とに２分割することにより、図５のグラフに示したように、ヒータコア２６の空気上流側面の幅方向全体を開閉するＡ／Ｍメインドア３１が−１°から３０°の範囲で回動するのに対して、ヒータコア２６の空気上流側面の幅方向の一部を開閉するＡ／Ｍサブドア３２が−６°から５０°の範囲で回動する。また、ヒータコア（加熱用熱交換器１０２）の空気下流側面の幅方向全体を開閉するエアミックスサブドア１０５の回動角度（従動角度）に対して、上記のＡ／Ｍサブドア３２の従動角度を大きくとることができる。
【００５８】
したがって、車両の制約上、Ａ／Ｍサブドアの作動スペースを充分に確保できない空調ダクト２においても、Ａ／Ｍサブドアのドア作動角度を充分確保できるようにすることができるので、目標吹出温度（ＴＡＯ）の変化に対応して第１サブドアまたは第２サブドアを細やかなドア作動角度で小刻みに動かすことで、非線形の温度コントロール特性に対応した細やかな温度コントロールを達成することができる。
【００５９】
すなわち、本実施形態のように、目標吹出温度（ＴＡＯ）に対応してドア作動角度（従動角度）が決定される空調ユニット１の場合には、空調ユニット１の吹出口から吹き出される空気の実際の吹出温度を、目標吹出温度（ＴＡＯ）に近づけることができる。これにより、非線形な温度コントロール特性に対応した吹出温度を作り出すこともできる。
【００６０】
〔他の実施形態〕
本実施形態では、本発明を、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等のエンジンを搭載した車両の車室内を冷暖房する空調ユニット１を備えた車両用空調装置に適用した例を示したが、本発明を、走行用モータとエンジンを搭載したハイブリッド自動車の車室内を冷暖房する空調ユニットを備えた車両用空調装置に適用しても良く、また、走行用モータのみを搭載した電気自動車の車室内を冷暖房する空調ユニットを備えた車両用空調装置に適用しても良い。
【００６１】
本実施形態では、設定温度（ＴＳＥＴ）、内気温度（ＴＲ）、外気温度（ＴＡＭ）および日射量（ＴＳ）に基づいて、空調ユニット１から車室内に吹き出す空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定したが、少なくとも設定温度と内気温度との温度偏差に基づいて目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定しても良い。また、エアコンコントロールパネルに設置された温度コントロールレバーのレバー操作位置に応じて目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定しても良い。
【００６２】
本実施形態では、空調ユニット１の空調ダクト２内の通風路が１つのものに本発明を適用したが、内気吸込口より吸い込んだ内気を加熱用熱交換器を通してＦＯＯＴ吹出口から車室内に吹き出す第１空気通路と外気吸込口より吸い込んだ内気を加熱用熱交換器を通してＦＡＣＥ吹出口またはＤＥＦ吹出口から車室内に吹き出す第２空気通路とを区画する仕切り板を備えた内外気２層ユニットに本発明を適用しても良い。
【００６３】
本実施形態では、ドア連動装置４０によりＡ／Ｍメインドア３１、Ａ／Ｍサブドア３２、ＭＡＸ・ＣＯＯＬドア３３およびＭＡＸ・ＨＯＴドア３４を連動させたが、Ａ／Ｍメインドア３１、Ａ／Ｍサブドア３２、ＭＡＸ・ＣＯＯＬドア３３およびＭＡＸ・ＨＯＴドア３４をそれぞれ１個のドアアクチュエータにより駆動するようにしても良い。
【００６４】
本実施形態では、メインドアとしてＡ／Ｍメインドア３１を１個設けたが、メインドアとしてＡ／Ｍメインドア３１をサブドアのように２個以上に分割しても良い。
【００６５】
本実施形態では、サブドアをＡ／Ｍサブドア３２とＭＡＸ・ＨＯＴドア３４とに２分割したが、サブドアを３個以上のＡ／Ｍサブドア３２に３分割以上しても良い。例えばサブドアを、ヒータコア２６の空気下流側面の幅方向に２分割し、更に、ヒータコア２６の空気下流側面の高さ方向に２分割しても良い。
【００６６】
本実施形態では、加熱用熱交換器としてエンジンの冷却水を暖房用熱源とするヒータコア２６を使用した例を示したが、加熱用熱交換器として、冷媒を凝縮液化し、空気を加熱する冷凍サイクル用コンデンサや、発熱量により空気を加熱する電気ヒータ等の他の加熱用熱交換器を使用しても良い。また、本実施形態では、ヒータコア２６等の加熱用熱交換器を空調ダクト２内に形成される通風路の空気の流れ方向に沿うように設置したが、加熱用熱交換器を空調ダクト内に形成される通風路の空気の流れ方向に対して所定の傾斜角度を持って対向するように設置しても良い。
【００６７】
本実施形態では、空調ユニットとして、インテークユニット、クーリングユニット、ヒータユニットを備えた空調ユニット（エアコンユニット）を採用した例を示したが、空調ユニットとして、クーリングユニットを持たない、車両用暖房装置（暖房ユニット）を採用しても良い。
本実施形態では、Ａ／Ｍドアを駆動するドア駆動手段としてＡ／Ｍドアアクチュエータ４２を使用し、Ａ／Ｍドアをモータ駆動方式としたが、Ａ／Ｍドアをリンク機構を介して、エアコンコントロールパネルに設けた温度コントロールレバーに直結してＡ／Ｍドアを手動操作しても良い。
【００６８】
本実施形態では、Ａ／Ｍメインドア（メインドア）３１をヒータコア（加熱用熱交換器）２６の空気上流側に配し、Ａ／Ｍサブドア（第１サブドア）３２およびＭＡＸ・ＨＯＴドア（第２サブドア）３４をヒータコア２６の空気下流側に配したが、メインドアを加熱用熱交換器の空気下流側に配し、第１サブドアおよび第２サブドアを加熱用熱交換器の空気上流側に配しても良い。また、Ａ／Ｍサブドア３２のドア作動角度を小さくしてＭＡＸ・ＨＯＴドア３４のドア作動角度をＡ／Ｍサブドア３２よりも大きくしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用空調装置のヒータユニットを示した概略図である（実施形態）。
【図２】車両用空調装置のインテークユニットとクーリングユニットを示した概略図である（実施形態）。
【図３】ドア連動装置のＭＡＸ・ＣＯＯＬ時を示した平面図である（実施形態）。
【図４】ドア連動装置のＭＡＸ・ＨＯＴ時を示した平面図である（実施形態）。
【図５】サーボモータの駆動角度に対する各ドアの従動角度を示したグラフである（実施形態）。
【図６】車両用オートエアコンの制御系の主要構成を示したブロック図である（実施形態）。
【図７】コントロールパネルを示した平面図である（実施形態）。
【図８】エアコンＥＣＵによる基本的な制御処理を示したフローチャートである（実施形態）。
【図９】目標吹出温度とブロワ電圧との関係を示した特性図である（実施形態）。
【図１０】目標吹出温度と吸込口モードとの関係を示した特性図である（実施形態）。
【図１１】目標吹出温度と吹出口モードとの関係を示した特性図である（実施形態）。
【図１２】車両用空調装置のヒータユニットを示した概略図である（従来の技術）。
【符号の説明】
１空調ユニット（車両用空調装置）
２空調ダクト
１０エアコンＥＣＵ（空調制御装置）
２６ヒータコア（加熱用熱交換器）
３１Ａ／Ｍメインドア（メインドア）
３２Ａ／Ｍサブドア（第１サブドア）
３３ＭＡＸ・ＣＯＯＬドア（マックスクールドア）
３４ＭＡＸ・ＨＯＴドア（第２サブドア）
４０ドア連動装置（ドア連結手段）
４１サーボモータ
４２Ａ／Ｍドアアクチュエータ（アクチュエータ）

Claims

（ａ）内部に通風路を形成すると共に、前記通風路内を流れる空気の流れ方向の上流側に内気吸込口および外気吸込口が形成され、前記通風路内を流れる空気の流れ方向の下流側にフェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口が形成された空調ダクトと、
（ｂ）この空調ダクトの通風路断面を部分的に塞ぐように設置され、自身を通過する空気を加熱する加熱用熱交換器と、
（ｃ）この加熱用熱交換器の空気の流れ方向の上流側に回動自在に支持され、前記加熱用熱交換器の空気上流側面全体を開閉して、前記加熱用熱交換器を通過する空気量と前記加熱用熱交換器を迂回する空気量とを調節するメインドアと、
（ｄ）前記加熱用熱交換器の空気の流れ方向の下流側に回動自在に支持され、前記加熱用熱交換器の空気下流側面の幅方向の一部である吸込口側を開閉して、前記加熱用熱交換器を通過する空気量と前記加熱用熱交換器を迂回する空気量とを調節する第１サブドアと、
（ｅ）前記加熱用熱交換器の空気の流れ方向の下流側に回動自在に支持され、前記加熱用熱交換器の空気下流側面の幅方向の残部である吹出口側を開閉して、前記加熱用熱交換器を通過する空気量と前記加熱用熱交換器を迂回する空気量とを調節する第２サブドアと、
（ｆ）前記メインドアよりも空気の流れ方向の下流側に回動自在に支持され、前記加熱用熱交換器を迂回して前記フェイス吹出口に導かれる空気量を調整するマックスクールドアと、
（ｇ）前記メインドア、前記第１サブドア、前記第２サブドアおよび前記マックスクールドアを機械的に連動するように連結するドア連結装置と
を備えた車両用空調装置において、
前記ドア連結装置は、前記メインドアと前記第１サブドアとを連結する第１、第２リンク機構、
前記マックスクールドアと前記第２サブドアとを連結する第３、第４リンク機構、
および前記第１、第２リンク機構を介して、前記メインドアおよび前記第１サブドアを駆動すると共に、前記第３、第４リンク機構を介して、前記マックスクールドアおよび前記第２サブドアを駆動するアクチュエータを有し、
前記アクチュエータの駆動角度の変化に対応して、前記第１サブドアまたは前記第２サブドアを細やかなドア作動角度で小刻みに動かすドア連結手段であって、
前記メインドア、前記第１サブドア、前記第２サブドアおよび前記マックスクールドアは、前記通風路を流れる空気の全てが前記加熱用熱交換器を迂回するマックスクール位置と前記通風路を流れる空気の全てが前記加熱用熱交換器を通過するマックスホット位置との間で、前記アクチュエータの駆動角度によって動かされるように構成されており、
前記第１、第２リンク機構および前記第３、第４リンク機構は、前記マックスクール位置から前記マックスホット位置への間で、前記第３、第４リンク機構によって連結された前記マックスクールドアおよび前記第２サブドアが先に前記マックスホット位置に配置され、その後、前記第１、第２リンク機構によって連結された前記メインドアおよび前記第１サブドアが前記マックスホット位置に配置されるように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
請求項１に記載の車両用空調装置において、
前記加熱用熱交換器は、前記通風路内を流れる空気と熱交換を行う熱媒体が、常に循環供給されており、
前記第１サブドアおよび前記第２サブドアは、最大冷房運転時に前記加熱用熱交換器の空気下流側面全体を塞ぐように駆動されることを特徴とする車両用空調装置。
請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置において、
前記加熱用熱交換器は、前記通風路内を流れる空気の流れ方向に沿うように、且つ前記通風路内を流れる空気流が前記加熱用熱交換器を間に挟んだ状態で前記加熱用熱交換器を迂回するバイパス通路を形成するように、前記通風路の幅方向の略中央部に設置されてい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のいずれかに記載の車両用空調装置において、
前記メインドアおよび前記第１サブドアは、前記アクチュエータの駆動角度に対して、非線形の温度コントロール特性に対応した従動角度で回動することを特徴とする車両用空調装置。