JP4103560B2 - 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、ウォームアップ制御時に吹出モードを切り替える車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、冬場において、車両のエンジン始動時には、車両用空調装置のヒータコア（暖房用熱交換器）内を流れる温水温度が低いため、車室内へ冷風が吹き出す。この冷風の吹き出しを防止するため、エンジン始動後に温水温度が徐々に上昇していき、乗員にとって暖房感が得られる程度の温水温度（例えば３５℃）まで上昇すると、送風機を起動するようにしている。
【０００３】
そして、温水温度がさらに上昇していくと、温水温度の上昇に合わせて、空調風の送風量を増大するようになっている。このように、暖房始動後、車室内への吹出温度が上昇する過程の空調制御をウォームアップ制御という。
【０００４】
そして、上述のウォームアップ制御時における暖房感の向上を目的として、特開平１０−１５７４４０号公報では、吹出モードを次のように自動制御する車両用空調装置が提案されている。即ち、ウォームアップ制御時において、その制御初期時には空調風の吹出温度が非常に低いので、空調風を乗員の上半身に向けて送風すると寒さを感じる。このため、暖房運転始動時は乗員足元側に空気を送るフットモードとし、エンジン冷却水の温度が所定温度以上に上昇するとフットモードから乗員足元側と乗員上半身側に空気を送るバイレベルモードに切り替えて、乗員の足元側とともに上半身側にも空気を吹き出す技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術は、温水温度の上昇とともに空調風の送風量を増大するウォームアップ制御時にフットモードからバイレベルモードに直接切り替えている。また、ウォームアップ制御時のバイレベルモードと春や秋等の中間期に使用するバイレベルモードとを区別する考え方がされていないため、常にフェイス側風量割合が５０〜６０％程度、フット側風量割合が４０〜５０％程度のままでバイレベルモードを実行している。
【０００６】
しかしながら、送風量が増大した時にフットモードからバイレベルモードに直接切り替えると、乗員上半身に向かって多量の空気が一挙に吹き出すだけでなく、空調風の音も乗員が知覚しやすい上半身側から俄かに発生する。そして、温水温度がさらに上昇してバイレベルモードから再度フットモードに切り替える場合も乗員上半身側に吹き出していた空気が突然停止するので、乗員足元の空気の風量が一挙に増加するだけでなく、乗員上半身側で発生していた空調風の音も突然停止する。このようにウォームアップ制御時にフットモードとバイレベルモードとを切り替えると乗員に違和感を与えることになる。
【０００７】
また、春や秋等の中間期に使用するバイレベルモードと同一の上下吹出風量割合のままでウォームアップ制御時にバイレベルモードを実行すると、フットモードからバイレベルモードへの切替時に、フェイスダクト内に溜まっている多量の冷気がフェイス吹出口より一挙に吹き出すという現象が起きる。それのみならず、暖房用熱交換器が暖めた送風空気もフェイスダクトによって冷却され、温度が低下する。この結果、バイレベルモードへの切替時に乗員の上半身に向かって多量の冷風が一挙に吹き出すことになり、乗員に不快感を与えている。
【０００８】
特に、ワゴン車等の後席側空調ユニットではフェイスダクトを車両床面近傍から天井部まで立ち上げるように配設してあるので、前席側空調ユニットよりも使用するフェイスダクトが長い。このため、後席側空調ユニットはダクトに溜まる冷気が前席側空調ユニットよりも多いだけでなく、ダクトにより冷却される空気の量も多くなる。従って、後席側はバイレベルモードへの切替時にフェイス吹出口から吹き出す冷気の量が前席側より多く、乗員の暖房フィーリングも前席側よりも一層悪くなる。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みて、冬季のウォームアップ制御時のフットモードとバイレベルモードの切替時に乗員に向かって吹き出す空気の風量割合が一挙に変化することを防止して乗員の違和感を抑制することを第一の目的とする。
【００１０】
本発明はウォームアップ制御時のバイレベルモード初期時にフェイス吹出口から乗員に向かって吹き出す冷風を抑制することを第二の目的とする。
【００１１】
【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、車室内へ向かって空気を送風する送風機（７）と、
送風機（７）の送風空気を加熱する暖房用熱交換器（１４）と、
暖房用熱交換器（１４）の空気流れ下流側に設けられたフット開口部（１８）と、
暖房用熱交換器（１４）の空気流れ下流側に設けられたフェイス開口部（１７）とを備え、
フェイス開口部（１７）を閉塞し、フット開口部（１８）から乗員足元に空気を吹き出すフットモードと、
フット開口部（１８）から車室内の乗員足元側へ空気を吹き出すとともに、フェイス開口部（１７）から車室内の乗員上半身側へ空気を吹き出し、かつフェイス開口部（１７）とフット開口部（１８）との吹出風量割合を一定に維持する固定バイレベルモードとが少なくとも設定可能となっており、
暖房用熱交換器（１４）により加熱された送風空気を車室内に吹き出す暖房運転始動後、車室内への吹出空気の吹出温度が上昇する過程のウォームアップ制御時に、最初にフットモードを実行し、次に第一リニアバイレベルモードを実行し、次に固定バイレベルモードを実行し、次に第二リニアバイレベルモードを実行し、その後にフットモードを再度実行し、
第一リニアバイレベルモードはフットモード時と比較してフット開口部（１８）からの吹出風量を時間の経過とともに減少させ、これとともに、フェイス開口部（１７）からの吹出風量を時間の経過とともに増加させる吹出モードであり、
第二リニアバイレベルモードは固定バイレベルモード時と比較してフット開口部（１８）からの吹出風量を時間の経過とともに増加させ、これとともに、フェイス開口部（１７）からの吹出風量を時間の経過とともに減少させる吹出モードであり、
第二リニアバイレベルモードより第一リニアバイレベルモードの実行時間が長いことを特徴とする。
【００１２】
これによると、フットモードと固定バイレベルモードの間に設定された第一リニアバイレベルモードはフット開口部（１８）から乗員足元に向かって吹き出す空気の風量を時間の経過とともに減少させ、これとともに、フェイス開口部（１７）から乗員上半身に向かって吹き出す空気の風量を時間の経過とともに増加させる。この結果、フットモードと固定バイレベルモードの切替による空気の風量の変化、空調風の音の変化が小さくなる。このため、ウォームアップ制御時の吹出モードの切替に起因する乗員の違和感を抑制できる。
【００１３】
また、上記の説明から理解されるように、第一リニアバイレベルモードの終了時点ではフェイス開口部（１７）からの吹出風量が増加しているので、第一リニアバイレベルモード後に実行する固定バイレベルモードではそのフェイス開口部（１７）からの吹出風量が増加した状態での吹出風量割合を一定に維持して、乗員の足元及び上半身に向かって空気を吹き出すことができる。従って、固定バイレベルモードは乗員の全身を効果的に温めることができる。
【００１４】
ところで、冬季の寒い日はフェイス開口部（１７）に接続されているフェイスダクト（１９）の内部には外気温度に近い冷気が溜まっている。
そこで、請求項１に記載の発明では、ウォームアップ制御時に第一リニアバイレベルモードを実行すると、フェイス開口部（１７）からの吹出風量が少しずつ増加するので、フェイスダクト（１９）内に溜まっている冷気を少しずつ吹き出すことができる。従って、フットモードから固定バイレベルモードに直接切り替えていた従来技術と比較して、フェイス開口部（１７）から乗員上半身に向かって多量の冷風が一挙に吹き出すという現象を抑制できる。
また、請求項１に記載の発明では、固定バイレベルモード実行後に第二リニアバイレベルモードを実行し、その後にフットモードを再度実行し、
第二リニアバイレベルモードを、固定バイレベルモード時と比較してフット開口部（１８）からの吹出風量を時間の経過とともに増加させ、これとともに、フェイス開口部（１７）からの吹出風量を時間の経過とともに減少させる吹出モードにしている。
これによると、第二リニアバイレベルモードの介在によって、固定バイレベルモードから再度実行されるフットモードに向けて風量と空調風の音を滑らかに変化させ、吹出モードの切替に起因する乗員の違和感を抑制できる。
更に、請求項１に記載の発明では、第二リニアバイレベルモードより第一リニアバイレベルモードの実行時間が長いことを特徴とする。
ところで、温水温度の上昇によって空調風の送風量が増大したウォームアップ制御時に上下開口部を短時間で切り替えると、風量の変化及び空調風の音の変化が送風量が少ないときと比較して大きくなる。
また、ダクト内に溜まった冷気をフェイス開口部（１７）より乗員上半身に向けて一挙に吹き出さないために第一リニアバイレベルモードの実行時間は第二リニアバイレベルモードよりも長くしている。第二リニアバイレベルモードは固定バイレベルモード後に実行する吹出モードであり、このときの送風量は通常、室温の上昇により少なくなっている。従って、第二リニアバイレベルモードの実行時間を短くしても風量の変化及び空調風の音の変化が小さいので、乗員の違和感も少ない。以上の理由から第二リニアバイレベルモードの実行時間は第一リニアバイレベルモードの実行時間より短くできる。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、請求項１において、第一リニアバイレベルモードはフット開口部（１８）から空気の全量を吹き出し、フェイス開口部（１７）からの吹出風量が零の状態から開始されることを特徴とする。
【００１６】
これによると、第一リニアバイレベルモードではフェイス開口部（１７）からの吹出風量が零の状態より開始するので、フェイス開口部（１７）からの吹出風量の変化と音の変化が滑らかになり、吹出モードの切替に起因する乗員の違和感をより一層効果的に抑制できる。
【００１７】
請求項３に記載の発明のように、請求項１において、第一リニアバイレベルモードはフット開口部（１８）から主に空気を吹き出し、フェイス開口部（１７）から少量の空気を吹き出す状態から開始しても良い。このようにしても、フットモードから固定バイレベルモードに直接切り替えている従来技術と比較すると、フェイス開口部（１７）及びフット開口部（１８）からの吹出風量の変化を小さくできる。
【００２０】
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つにおいて、第一リニアバイレベルモード、第二リニアバイレベルモード及び固定バイレベルモードのうちいずれか１つはタイマ手段によって設定された所定の時間実行することを特徴とする。
【００２１】
ところで、第一、第二リニアバイレベルモードの実行時間が短時間であると、上下開口部からの吹出風量が短時間で変化するので、乗員に違和感を与えることになる。そこで、タイマ手段によって第一、第二リニアバイレベルモードの実行時間を十分な時間に設定すれば、乗員の違和感を抑制することができる。また、固定バイレベルモードを所定の時間実行することで乗員の全身を充分温めることができる。
【００３０】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つにおいて、車室内の天井部に沿って形成され、フェイス開口部（１７）からの吹出空気が送り込まれる通風路（５０ｃ）と、
通風路（５０ｃ）の下面部に開口し、前記吹出空気を車室内下方に向けて吹き出す多数の天井吹出口（５０）とを備えることを特徴とする。
【００３１】
これによると、通風路（５０ｃ）に流入したフェイス開口部（１７）からの吹出空気が天井に設けられた通風路（５０ｃ）を通って多数の天井吹出口（５０）に送られる。このようにして送風された空気を天井吹出口（５０）から車室内下方に向けて吹き出すことができるので、車両天井部の広範囲から均一で微小な風速の空調風を吹き出して、乗員の上半身を包み込むように空調できる。このため上方からのスポット的な空調風による乗員の不快感を抑制できる。
【００３２】
請求項６に記載の発明のように、請求項５において、通風路（５０ｃ）は天井部の略全域に形成すれば、車室内全域に空調風を提供できる。なお、天井部の略全域とは、例えば、サンルーフ機構を備えた車両においては、このサンルーフ機構を除く天井全域であり、また、室内灯などの機器を天井部に備えていれば、これを除く天井全域である。
【００３３】
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ものである。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を図に示す第１実施形態について説明する。
【００３５】
図１は、本発明の第１実施形態の全体構成を示す。後席側空調ユニット１は、樹脂材料（例えばポリプロピレン）で形成された空調ケース２を有しており、この空調ケース２は複数の分割ケースを一体に締結して構成されるものであって、その内部に空調空気の通路を形成している。後席側空調ユニット１は大別して、送風機７と、クーラー部とヒータ部とを一体化した１つの熱交換ユニット９とから構成されている。第１実施形態では図２に示すとおり、後席側に荷室が設けられたワゴンタイプの荷室後部床面近傍で、かつ、車体側壁に送風機７を車両前方向に配置し、車両後方側に熱交換ユニット９を配置している。
【００３６】
車室内へ向かって流れる空気の送風手段としての送風機７は、ファン駆動用モータ１０と、その回転軸に連結された遠心式多翼ファン１１及びスクロールケース１２から構成されている。
【００３７】
送風機７の空気流れ下流側には、上記した熱交換ユニット９が連結されており、この熱交換ユニット９の内部の下方側には蒸発器１３を収容している。
【００３８】
蒸発器１３は冷房用熱交換器であって、図示しない車両エンジンにより駆動されるコンプレッサ等と結合されて冷凍サイクルを構成し、その内部の低圧冷媒が空気から吸熱して蒸発することにより空気を冷却する。
【００３９】
そして、蒸発器１３の空気流れ下流側、即ち、蒸発器１３の上方側に図示しない車両エンジンの温水（冷却水）を熱源として空気を加熱する暖房用熱交換器１４が配設されている。
【００４０】
空調ケース２のうち、暖房用熱交換器１４の上面部２１には、後席側乗員の上半身側に送風するフェイス開口部１７及び後席側乗員の足元側に送風するフット開口部１８が形成してある。これら両開口部１７、１８は暖房用熱交換器１４の上方（空気流れ下流側）において、暖房用熱交換器１４とそれぞれ対向するように配置されている。
【００４１】
そして、上記両開口部１７、１８の空気上流側部位（下方側）には、上記両開口部１７、１８を開閉するスライド式の吹出モード切替ドア１５が配設されている。この吹出モード切替ドア１５は、上記両開口部１７、１８の開口面に沿って（つまり、水平方向に沿って）往復運動（スライド）することにより、開口部１７、１８の開口面に沿って図１の実線で示すフット開口位置から１点鎖線で示すフェイス開口位置の間を移動可能となっている。
【００４２】
フェイス開口部１７には、フェイスダクト１９の一端（下端部）が連結されており、このフェイスダクト１９の他端側は図２に示すように天井部まで立ち上がり車両の左右両側に分岐されて左右側面に吹出ダクト部１９ａを形成する。そして、この吹出ダクト部１９ａに、後席側乗員の上半身に向けて空気を吹き出す複数のフェイス吹出口１９ｂが形成されている。
【００４３】
また、フット開口部１８には、フットダクト２０の一端が連結されており、このフットダクト２０は図２に示すように車両の右側壁より車両前斜め下方向に側壁に沿って配設され、フットダクト２０の他端側に乗員足元に向けて（車両右側壁から左側に向けて）空気を吹き出す複数のフット吹出口２０ａが形成されている。
【００４４】
なお、車室内の前部に位置する車両用計器盤の内部には図示しない前席側空調ユニットが備えられている。この前席側空調ユニットは後席側空調ユニット１と類似の空調ユニットである。
【００４５】
次に、第１実施形態の電気制御部の概要を説明すると、制御装置３０（以下ＥＣＵ３０という）は前席側空調ユニットと後席側空調ユニット１を制御する制御手段であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含んで構成される周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。ＥＣＵ３０のＲＯＭ内は空調制御のための制御プログラムを記憶しており、その制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。ＥＣＵ３０の入力側には空調センサ群３８からのセンサ検出信号、前席側空調パネル３９からの操作信号及び後席側空調パネル３１からの操作信号が入力される。
【００４６】
空調センサ群３８には、前席側内気温Ｔｒｆ、後席側内気温Ｔｒｒ、外気温Ｔａｍ、日射量Ｔｓ、蒸発器冷却温度Ｔｅ、温水温度Ｔｗ等を検出する各種のセンサ３８ａ〜３８ｆ等が備えられている。
【００４７】
前席側空調パネル３９は、車室内の運転席前方の計器盤（図示せず）付近に配置され、操作部材として備えられている。ＥＣＵ３０は前席側操作部材の操作信号と空調センサ群３８の検出信号の入力より、所定の制御プログラムに従って前席側アクチュエータ群４０を駆動する。
【００４８】
一方、後席側空調パネル３１は車室内の後席側領域等に配置されるもので、後席側温度設定スイッチ３１ａは車室内後席側の設定温度の信号を出すものであり、後席側風量切替スイッチ３１ｂは後席側送風機７のオンオフ及び後席側送風機７の風量切替をマニュアル設定するための信号を出すものである。
【００４９】
吹出モードスイッチ３１ｃは後席側吹出モードとしてフェイスモード、バイレベルモード、及びフットモードをマニュアル設定するための信号を出すものである。
【００５０】
なお、フェイスモードは、後席側フェイス開口部１７をスライド式の吹出モード切替ドア１５にて全開し、後席側フット開口部１８を閉塞して、後席側フェイス吹出口１９ｂのみから空調風を車室内の後席乗員の上半身へ吹き出すモードである。
【００５１】
バイレベルモードは後席側のフェイス開口部１７及びフット開口部１８をそれぞれ略半開し、前席側のフェイス開口部１７及びフット開口部１８の両方から後席乗員の上半身及び後席乗員の足元へ空調風を略同量ずつ吹き出すモードである。
【００５２】
フットモードは、後席フェイス開口部１７を閉塞し、後席フット開口部１８を全開し、後席側フット吹出口２０ａから空調風を後席乗員足元へ吹き出すモードである。
【００５３】
オートスイッチ３１ｄは後席側空調ユニット１を自動制御にするためのスイッチである。
【００５４】
次に、上記構成において第１実施形態の作動を説明する。図３は第１実施形態のＥＣＵ３０により実行される制御プログラムの概略を示すフローチャートであり、図３の制御プログラムは、図示しない車両エンジンのイグニッションスイッチが投入され、かつ、後席側空調パネル３１の操作部材のオートスイッチ３１ｄが投入されることによりスタートし、ステップＳ１００にて制御フラグ及び各種タイマ等を初期化する。次に、ステップＳ１１０にて車室内の空調状態に影響を及ぼす車両環境状態を検出するための空調センサ群３８の入力信号、前席側空調パネル３９の信号及び後席側空調パネル３１の信号を取得し、ＲＡＭ（図示せず）に記憶する。
【００５５】
続いて、Ｓ１２０にてこの読み込んだ値から下記の数式１に基づいて車室内後席側に吹き出す空気の目標温度、即ち、後席目標吹出空気温度ＴＡＯｒ（以下ＴＡＯｒという）を演算する。
【００５６】
【数１】
ＴＡＯｒ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔｒ−Ｋｒ×Ｔｒｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ
但し、Ｔｓｅｔｒ：後席側温度設定スイッチ３１ａによって設定された後席側設定温度
Ｔｒｒ：後席内気温センサ３８ｂの検出温度
Ｔａｍ：外気温度センサ３８ｃの検出温度
Ｔｓ：日射センサ３８ｄの検出値
Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓ：制御ゲイン
Ｃ：補正用の定数
次に、ステップＳ１３０にて暖房用熱交換器１４の熱源である温水温度Ｔｗが図４に示すように所定値以上になっているか判定する。
【００５７】
温水温度Ｔｗが所定値以上の場合ステップＳ１４０に進み、後席内気温度センサ３８ｂから得られた後席側内気温度が図５に示すように所定値以下であるか判定する。
【００５８】
ステップＳ１４０の判定が所定値以下の場合はステップＳ１５０に進み、ＴＡＯｒが図６に示すように所定範囲内にあるか判定する。
【００５９】
ステップＳ１５０にてＴＡＯｒが所定範囲内にある場合、ステップＳ１６０に進み、第一リニアバイレベルモードを設定し、タイマ時間ｔ１を設定し、タイマ時間ｔ１のカウントを開始する。また、図７に示すようにタイマ時間ｔ１は外気温度に応じて設定する。
【００６０】
次に、ステップＳ１７０ではタイマ時間ｔ１のカウントが終了したか判定し、タイマ時間ｔ１が終了していない場合はステップＳ２３０に進み、第一リニアバイレベルモードを継続する。タイマ時間ｔ１が終了すると第一リニアバイレベルモードを終了して、ステップＳ１８０に進み、固定バイレベルモードを設定し、タイマ時間ｔ２を設定し、タイマ時間ｔ２のカウントを開始する。また、図８に示すようにタイマ時間ｔ２は外気温度に応じて設定する。
【００６１】
次に、ステップＳ１９０ではタイマ時間ｔ２のカウントが終了したか判定する。タイマ時間ｔ２が終了していない場合はステップＳ２３０に進み固定バイレベルモードを継続する。タイマ時間ｔ２が終了すると固定バイレベルモードを終了して、ステップＳ２００に進み、第二リニアバイレベルモードを設定し、タイマ時間ｔ３を設定し、タイマ時間ｔ３のカウントを開始する。
【００６２】
次に、ステップＳ２１０ではタイマ時間ｔ３のカウントが終了したか判定する。タイマ時間ｔ３が終了していない場合はステップＳ２３０に進み第二リニアバイレベルモードを継続する。タイマ時間ｔ３が終了した場合か或いは、ステップＳ１３０〜Ｓ１５０の判定結果のうちいずれか１つがＮＯである場合にステップＳ２２０進み、図９に示すようにＴＡＯｒに基づいて通常の吹出口制御の設定をする。
【００６３】
ステップＳ２３０はステップＳ１７０、Ｓ１９０、Ｓ２１０の判定結果がＮＯの場合か、またはステップＳ２２０の後に進められる処理である。ステップＳ２３０では各ステップにて設定した吹出モードに従い、ＥＣＵ３０によりアクチュエータ１５ａを駆動して吹出モード切替ドア１５を所定位置に移動させる。これとともに、ＥＣＵ３０によりＴＡＯｒ等に基づいてブロアモータ１０の印加電圧、温水流量を制御するアクチュエータ１６ａ等を制御して空調の自動制御を実行する。
【００６４】
次に、第１実施形態の作用効果について説明する。
【００６５】
（１）第一リニアバイレベルモード、固定バイレベルモードを選択する条件について図４〜図６を用いて詳述する。
【００６６】
温水温度Ｔｗの判定条件において、温水温度Ｔｗが図４に示す所定値以下（例えば２０℃）の場合に第一リニアバイレベルモード、固定バイレベルモードを実行すると次のような弊害がある。即ち、Ｔｗが所定未満である場合はヒータコアが十分暖まっていないため、フェイス吹出口１９ｂから冷たい風が乗員上半身側に向かって吹き出し、乗員に不快感を与えることになる。
【００６７】
このため第一リニアバイレベルモード、固定バイレベルモードの実行には、温水温度Ｔｗが図４に示すように所定値以上の条件が必要である。この所定値は乗員に温風を提供するための温度であり、人間の体温よりも高い温度である６０℃以上としている。なお、図４は横軸を温水温度Ｔｗ、縦軸をステップＳ１３０のＴｗ値の判定結果のＹＥＳとＮＯを示している。温水温度Ｔｗの検出温度がしきい値近傍でばらつくことによる制御のハンチング防止のため、ヒステリシス幅を３℃に設定している。
【００６８】
次に、後席室温Ｔｒｒの判定条件において、後席室温Ｔｒｒが図５に示す所定値以上（例えば３５℃）の場合に第一リニアバイレベルモード、固定バイレベルモードを実行すると次のような弊害がある。即ち、車室内後席側が暖まっている状態において、乗員の上半身側へ温風が吹き出すことになり、乗員顔部の火照り感による不快感を与える。
【００６９】
このため第一リニアバイレベルモード、固定バイレベルモードの実行には、Ｔｒｒは所定値以下の条件が必要である。この所定値は乗員に温風が必要かどうか判定するための温度であり、人間の感覚にあわせて３０℃以下としている。なお、図５は横軸を後席側車室内温度Ｔｒｒ、縦軸をステップＳ１４０のＴｒｒ値の判定結果のＹＥＳとＮＯを示している。なお、制御のハンチング防止のため、ヒステリシス幅を５℃に設定している。
【００７０】
次に、ＴＡＯｒの判定条件において、ＴＡＯｒが所定範囲外の場合に第一リニアバイレベルモード、固定バイレベルモードを実行すると次のような弊害がある。即ち、ＴＡＯｒが図６に示す所定範囲より高温（例えば９０℃）の場合では、ＴＡＯによる通常の吹出空気の風量制御ではＴＡＯが高い時は空気を吹き出す風量が多く、フェイス吹出口１９ｂから乗員上半身に向かって多量の空気を吹き出すため、乗員に違和感を覚えさせる。
【００７１】
また、ＴＡＯｒが図６に示す所定範囲より低温（例えば５０℃）の場合では、乗員の上半身側に向かって温風を吹き出すと、乗員顔部の火照り感による不快感を与える。
【００７２】
このため、第一リニアバイレベルモード、固定バイレベルモードの実行には、ＴＡＯｒが所定範囲内である条件が必要である。なお、図６は横軸をＴＡＯｒの温度とし、縦軸をステップＳ１５０のＴＡＯｒの判定結果のＹＥＳとＮＯを示している。図６によると演算されたＴＡＯｒの値に対してＹＥＳまたはＮＯの判定がどの温度でなされるかを示している。なお、制御のハンチング防止のため、ヒステリシス幅を５℃に設定している。
【００７３】
（２）第一、第二リニアバイレベルモード、固定バイレベルモードの実行時間について図７〜図１０を用いて説明する。
【００７４】
図１０はウォームアップ制御の時間の経過とともに吹出モードが変化することを示す第１実施形態の特性図である。
【００７５】
縦軸のフットモードと固定バイレベルモードの上下位置関係は、フット開口部１８とフェイス開口部１７の上下吹出風量割合を示す。即ち、フットモードの位置がフェイス開口部１７側：０％、フット開口部１８側：１００％の上下吹出風量割合を表し、固定バイレベルモードの位置がフェイス開口部１７側：６０％程度、フット開口部１８側：４０％程度の上下吹出風量割合を示す。そして、縦軸においてフットモードの位置から固定バイレベルモードの位置へ近づくにつれてフェイス開口部１７側の吹出風量割合が増加し、フット開口部１８側の吹出風量割合が減少することを示す。
【００７６】
図１０の横軸は空調装置の自動制御における、ウォームアップ制御の実行時間を示す。冬季暖房運転始動時のウォームアップ制御では温水温度Ｔｗが所定温度以下のときは冷風が車室内へ吹き出すことを防止するために送風機７を停止させ、温水温度Ｔｗが所定温度以上（例えば、３０℃）になると送風機７を起動している。この送風機７が起動した時の吹出モードは図９に示すＴＡＯによる通常制御に従い、フットモードとなり、横軸に最初にある０の時点まではフットモードを継続する。この０の時点はステップＳ１３０〜Ｓ１５０の条件が成立した時にスタートするタイマ時間ｔ１の開始点である。なお、横軸のｔ１、ｔ２、ｔ３は前述した各タイマ時間である。
【００７７】
図１０ではフットモード実行後に、第一リニアバイレベルモードをステップＳ１３０〜Ｓ１５０の条件が成立した時点より開始する。なお、第一リニアバイレベルモードはフット開口部１８から空気の全量を吹き出し、フェイス開口部１７からの吹出風量が零の状態から開始される。
【００７８】
第一リニアバイレベルモードは、フット開口部１８からの吹出風量を時間の経過とともに直線的に減少させ、これとともに、フェイス開口部１７からの吹出風量を時間の経過とともに直線的に増加させ、タイマ時間ｔ１だけ実行する。なお、第一リニアバイレベルモード終了時の上下吹出風量割合はフェイス開口部１７側の吹出風量を６０％程度、フット開口部１８側の吹出風量を４０％程度である。
【００７９】
次に、固定バイレベルモードを実行する。固定バイレベルモードはタイマ時間ｔ２の間第一リニアバイレベルモード終了時の上下吹出風量割合を維持する。
【００８０】
固定バイレベルモード終了後は第二リニアバイレベルモードを開始する。第二リニアバイレベルモードはフット開口部１８からの吹出風量を時間の経過とともに直線的に増加させ、これとともに、フェイス開口部１７からの吹出風量を時間の経過とともに直線的に減少させ、タイマ時間ｔ３だけ実行する。
【００８１】
第二リニアバイレベルモード終了後はフットモードを再度実行する。
【００８２】
なお、タイマ時間ｔ１，ｔ２は図７、図８に示すように外気温度が０℃以上のときはｔ１は２分、ｔ２は５分と固定にし、外気温度が０℃から−２０℃の間では、ｔ１は２分から４分、ｔ２は５分から１０分とするように、外気温度が低いほどタイマ時間を長く設定し、外気温度が−２０℃以下の場合はｔ１は４分、ｔ２は１０分と固定にして、外気温度に応じてタイマ時間が変化するようにしている。また、タイマ時間ｔ３はタイマ時間ｔ１より短い時間設定にしてあり、例えば６０秒である。
【００８３】
これは、ウォームアップ制御初期の温水温度の上昇に伴って空調風の送風量が増大した時に実行する第一リニアバイレベルモードと室温の上昇に伴って送風量が少なくなった時に実行する第二リニアバイレベルモードとの違いによるものである。より具体的には、送風量が少ない時に上下吹出風量割合を変化させると、送風量が多い時と比較して、風量の変化及び空調風の音の変化が小さくなる。従って、第二リニアバイレベルモードの実行時間であるタイマ時間ｔ３がタイマ時間ｔ１より短い設定であっても乗員の違和感を抑制できるという理由による。
【００８４】
また、上述のタイマ時間ｔ１、ｔ２を外気温度によって変化させる目的はそれぞれ異なる。外気温度が低いとフェイスダクト１９内部の冷気もこれに近似する温度になっているため、外気温度が低ければ低いほど第一リニアバイレベルモードを長くして、フェイスダクト１９内部の冷気を時間をかけて少しずつ吹き出すようにしたほうが乗員の寒さによる不快感を抑制できるからである。固定バイレベルモードの場合は、外気温度が低ければ低いほど、乗員が乗員の上半身を含めた全身に向かう温風を長い時間、欲するためである。
【００８５】
また、第一リニアバイレベルモードと、固定バイレベルモードの実行時間を比較すると、図７、図８に示すように、固定バイレベルモードの実行時間を長く設定している。これは第一リニアバイレベルモードはウォームアップ制御時のフットモードから固定バイレベルモードへの過渡期であることに対して、固定バイレベルモードは乗員の全身を温めて、乗員の暖房フィーリングを向上させることを目的としているためである。
【００８６】
（第２実施形態）
図１１は第２実施形態の特性図である。
【００８７】
第２実施形態は、第１実施形態と比較して、次の２つの点が異なる。１つは、リニアバイレベルモードがフット開口部１８からの吹出風量割合を８５％程度、フェイス開口部１７からの吹出風量割合を１５％程度の状態から開始する点である。もう一つは、固定バイレベルモード終了後にフットモードに直接切り替える点である。
【００８８】
（第３実施形態）
図１２は第３実施形態の特性図である。
【００８９】
第３実施形態は、第１実施形態と比較して、次の点が異なる。それは、第一リニアバイレベルモードの代わりに第一固定バイレベルモードを実行し、第一固定バイレベルモード実行後に第二固定バイレベルモードを実行しているところが異なる。なお、第一固定バイレベルモードは、フェイス開口部１７からの吹出風量割合を８５％程度、フット開口部１８からの吹出風量割合を１５％程度とした吹出モードである。また、第二固定バイレベルモードは第１実施形態の固定バイレベルモードと同じ上下吹出風量割合の吹出モードである。
【００９０】
（第４実施形態）
図１３は第４実施形態の特性図である。
【００９１】
第１実施形態は図１０に示すように第一、第二リニアバイレベルモードの上下開口部からの吹出風量割合を時間の経過とともに直線的に変化させていたが、これを廃止し、代わりに吹出風量割合を時間の経過とともに多段階に変化させても第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００９２】
また、第１実施形態の第一、第二リニアバイレベルモードのいずれか一方、第２実施形態のリニアバイレベルモード、または第３実施形態のリニアバイレベルモードを多段階に変化させても同様の効果が得られる。
【００９３】
（第５実施形態）
最初に第５実施形態の課題について説明する。第１ないし第４実施形態のように車両側面窓の上方部のみにフェイス吹出口１９ｂをスポット的に配置すると、第１リニアバイレベルモードにおいて、車両側面窓上方部から風速の比較的に高い空調風をスポット的に吹き出すので、乗員上半身の一部分のみに空調風の風速感（冷風感）を与えるという問題があった。また、固定バイレベルモードにおいて、車両側面窓上方部からの吹出空気が完全に温風に変わった後では、温風の当たっている上半身の一部分のみが温められるので、この一部分にのみ火照り感を感じさせることになる。このため、上半身の吹出空気の当たらない部位では、暖房感が物足りないにも関わらず、固定バイレベルモードからフットモードへ切り替えなければならないという問題があった。
【００９４】
第５実施形態は上記点に鑑みて案出されたものであり、車両上方部から乗員上半身に向けてスポット的に吹き出す空調風による乗員への違和感を抑制することを目的としている。
【００９５】
本実施形態では、図１６に示すように複数の天井吹出口５０を天井部に備え、この複数の天井吹出口５０に空調空気を送風する後席用空調ユニット１を後部荷物台（リヤトレー）下方部に配置している。この後席用空調ユニット１はピラーダクト５２の端部と、図１７に示すフットダクト５３の端部とに接続され、空調空気を送風するようになっている。ピラーダクト５２はＣピラー部５４の内部に設けられ、Ｃピラー部５４に沿って天井方向に向けて配置されている。そして、ピラーダクト５２の他端部は図示しない通風路５０ｃの接続部と接続されている。また、フットダクト５３は車両後席側座席裏側に乗員足元に向かうように設けられ、フットダクト５３の他端部側には図示しないフット吹出口が設けられている。なお、図１６は第５実施形態による車両後方からの斜視図であり、図１７は車両上方からの概略平面図である。
【００９６】
天井吹出口５０は図１８の部分断面図に示すような３次元構造となっている。
【００９７】
図１８において、断熱シート材５０ａは車両の屋根（図示せず）の裏側に配置される部材で、断熱性およびシール性に富んだ樹脂材質からなる。この断熱シート材５０ａの下方側に所定間隔を開けて天井基材５０ｂが配置される。この天井基材５０ｂは断熱シート材５０ａよりも十分板厚が大きくなっている樹脂製部材で、車室天井部の基板を構成する。
【００９８】
そして、上側の断熱シート材５０ａと下側の天井基材５０ｂとの間に所定間隔を設定して、空調風が流れる通風路５０ｃを形成している。この通風路５０ｃは、車室天井部に沿う扁平な形状に形成される。
【００９９】
また、本実施形態は、図１７に示すように車室天井部にサンルーフ開口部５５を有する車両に適用される。ここで、サンルーフ開口部５５は矩形状になっており、より具体的には、車両左右方向が長辺となる長方形である。そして、車両前後方向に対しては、車室天井部の中央部よりも前方寄りの部位にサンルーフ開口部５５が配置されている。
【０１００】
そして、通風路５０ｃはこのサンルーフ開口部５５の矩形状を囲むように口の字形（図１７の斜線部参照）に形成されている。この口の字形の通風路５０ｃの内部全域には三次元的な微細な通気形状を形成する三次元通気構造体５０ｄが配置されている。
【０１０１】
この三次元通気構造体５０ｄは、具体的には、樹脂製の繊維状部材の編み物構造（ネット構造）により構成されている。三次元通気構造体５０ｄは天井基材５０ｂに接着、或いは機械的な固定手段により固定される。また、断熱シート材５０ａと天井基材５０ｂとの間で三次元通気構造体５０ｄを挟み込み固定してもよい。そして、断熱シート材５０ａの端部（周辺部）は、三次元通気構造体５０ｄを介在した状態にて天井基材５０ｂに気密に接着固定されて、通風路５０ｃの周辺部を密封するようになっている。
【０１０２】
下側の天井基材５０ｂには通風路５０ｃの全域にわたって多数の口の字形の天井吹出口５０が開口しており、この多数の天井吹出口５０から空調風を車室内下方へ向かって吹き出すようになっている。したがって図１７に示す斜線部は通風路５０ｃの形成範囲を示すと同時に、多数の天井吹出口５０の形成範囲を示すことになる。
【０１０３】
続いて、第５実施形態の作用効果について説明する。第５実施形態では、車室天井部のうち、サンルーフ開口部５５を除くほぼ全域にわたって通風路５０ｃを形成し、この通風路５０ｃの下面部に多数の天井吹出口５０を開口しているから、車両天井部の広範囲から均一で微小な風速の空調風を吹き出して、乗員の上半身を包み込むように空調できる。
【０１０４】
従って、乗員に対して、風の煩わしさを感じさせない、マイルドで、快適な空調感を与えることができる。また、乗員の上半身を包み込むように空調空気を吹き出すようにすることで、乗員上半身の一部にのみ火照り感が生じることもなく、乗員に十分な暖房感を与える前に、固定バイレベルモードからフットモードへの切替をする必要もなくなる。このため、乗員の暖房フィーリングを改善できる。
【０１０５】
（他の実施形態）
▲１▼図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１５０のＴＡＯｒを判定するしきい値を固定にしたが、外気温度に応じてＴＡＯｒを判定するしきい値が図１４のように変化しても良い。これは外気温度が低いときは乗員が乗員の全身に向かって吹き出す温風を長い時間、欲するからである。なお、図１４は横軸をＴＡＯｒの温度とし、縦軸をステップＳ１５０のＴＡＯｒの判定結果のＹＥＳとＮＯを示している。図１４によると演算したＴＡＯｒの値に対してＹＥＳまたはＮＯの判定がどの温度でなされるかを示している。このしきい値は制御のハンチング防止のため、ヒステリシス幅を５℃に設定している。また、図１４のしきい値Ｇは、図１５から得られる。図１５は縦軸をしきい値Ｇの設定温度、横軸を外気温度Ｔａｍ℃とし、外気温度に対応してしきい値が変化することを示している。
【０１０６】
▲２▼第１ないし第５実施形態では後席側空調ユニットのウォームアップ制御に関して説明したが、前席側空調ユニットにおいても上記のウォームアップ制御を実行しても良い。
【０１０７】
▲３▼第１ないし第５実施形態では吹出口開口部をスライド式ドアにより切り替える空調ユニットに関して説明したが、吹出口開口部を回転式ドアにより切り替える空調ユニットにしても良い。
【０１０８】
▲４▼第１実施形態では図１０に示す固定バイレベルモードを実行し、第二リニアバイレベルモード実行し、フットモードを実行したが、第二リニアバイレベルモードを廃止して、固定バイレベルモード実行後に直接フットモードを実行しても良い。
【０１０９】
▲５▼第２実施形態では図１１に示す固定バイレベルモードからフットモードへ直接切り替えて実行したが、これに限らず、固定バイレベルモードとフットモーとの間に図１０の第二リニアバイレベルモードを実行するようにしても良い。
【０１１０】
▲６▼第１ないし第３実施形態ならびに第５実施形態の第一、第二リニアバイレベルモード、リニアバイレベルモードは時間の経過とともに上下開口部からの吹出風量割合を直線的に変化させているが、これに限らず、この直線より上側に凸または下側に凸になるように変化にさせても良い。
【０１１１】
▲７▼第５実施形態では１つのピラーダクト５２により通風路５０ｃに空気を送風したが、複数のピラーダクトを設け、前記複数のピラーダクト５２から通風路５０ｃに空気を送風するようにしてもよい。
【０１１２】
▲８▼上述の第５実施形態では、サンルーフ開口部５５の周囲に直接、通風路５０ｃを形成しているが、実際には、サンルーフ開口部５５の開閉のためのサンルーフ開閉機構（図示せず）が車室天井部に搭載される。このサンルーフ開閉機構はサンルーフ開口部５５に対して車両前後方向にスライド可能に構成され、サンルーフ開口部５５の車両後方側にサンルーフ開閉機構がスライドすることにより、サンルーフ開口部５５を開口する。
【０１１３】
このように、サンルーフ開口部５５の開口時にはサンルーフ開閉機構がサンルーフ開口部５５の車両後方側に位置するので、サンルーフ開口部５５の開口範囲とサンルーフ開閉機構のスライド範囲の両方を囲むように通風路５０ｃを口の字形またはコの字形に形成してもよい。同様に、第９実施形態において、サンルーフ開口部１３の開口範囲とサンルーフ開閉機構のスライド範囲の車両後方側に通風路５０ｃを四角形状に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の全体構成図である。
【図２】第１実施形態の後席側空調ユニット１の車両搭載状態を示す車両後部の概略透視図である。
【図３】第１実施形態のエアコンＥＣＵ３０の作動を示すフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ１３０における温水温度Ｔｗの判定しきい値を示す特性図である。
【図５】図３のステップＳ１４０における後席室内温度Ｔｒｒの判定しきい値を示す特性図である。
【図６】図３のステップＳ１５０における後席目標吹出空気温度ＴＡＯｒの判定しきい値を示す特性図である。
【図７】図３のステップＳ１６０におけるタイマ時間ｔ１の時間と外気温度の関係を表す特性図である。
【図８】図３のステップＳ１８０におけるタイマ時間ｔ２の時間と外気温度の関係を表す特性図である。
【図９】ＴＡＯ（ＴＡＯｒ）による吹出口の通常制御を示す特性図である。
【図１０】第１実施形態の各吹出モードと時間の関係を表す特性図である。
【図１１】第２実施形態の各吹出モードと時間の関係を表す特性図である。
【図１２】第３実施形態の各吹出モードと時間の関係を表す特性図である。
【図１３】第４実施形態の各吹出モードと時間の関係を表す特性図である。
【図１４】後席目標吹出空気温度ＴＡＯｒの判定しきい値を例示する特性図である。
【図１５】後席目標吹出空気温度ＴＡＯｒの判定しきい値と外気温度の関係を表す特性図である。
【図１６】第５実施形態の車両後方の概略斜視図である。
【図１７】第５実施形態を適用した車両の概略平面図である。
【図１８】第５実施形態による車両空調用の天井吹出口５０の部分断面図である。
【符号の説明】
１…後席側空調ユニット、７…送風機、１４…暖房用熱交換器、
１５…吹出モード切替ドア、１７…フェイス開口部、１８…フット開口部、
２０…フットダクト、２０ａ…フット吹出口、３０…ＥＣＵ、
３１…後席側空調パネル、３１ｃ…吹出モードスイッチ、
３８…空調センサ群、３８ｂ…後席内気温度センサ
５０…天井吹出口、５０ｃ…通風路。

Claims (6)

1. 車室内へ向かって空気を送風する送風機（７）と、
   前記送風機（７）の送風空気を加熱する暖房用熱交換器（１４）と、
   前記暖房用熱交換器（１４）の空気流れ下流側に設けられたフット開口部（１８）と、
   前記暖房用熱交換器（１４）の空気流れ下流側に設けられたフェイス開口部（１７）とを備え、
   前記フェイス開口部（１７）を閉塞し、前記フット開口部（１８）から乗員足元に空気を吹き出すフットモードと、
   前記フット開口部（１８）から前記車室内の乗員足元側へ空気を吹き出すとともに、前記フェイス開口部（１７）から前記車室内の乗員上半身側へ空気を吹き出し、かつ前記フェイス開口部（１７）と前記フット開口部（１８）との吹出風量割合を一定に維持する固定バイレベルモードとが少なくとも設定可能となっており、
   前記暖房用熱交換器（１４）により加熱された前記送風空気を前記車室内に吹き出す暖房運転始動後、前記車室内への吹出空気の吹出温度が上昇する過程のウォームアップ制御時に、最初に前記フットモードを実行し、次に第一リニアバイレベルモードを実行し、次に前記固定バイレベルモードを実行し、次に第二リニアバイレベルモードを実行し、その後に前記フットモードを再度実行し、
   前記第一リニアバイレベルモードは前記フットモード時と比較して前記フット開口部（１８）からの吹出風量を時間の経過とともに減少させ、これとともに、前記フェイス開口部（１７）からの吹出風量を時間の経過とともに増加させる吹出モードであり、
   前記第二リニアバイレベルモードは前記固定バイレベルモード時と比較して前記フット開口部（１８）からの吹出風量を時間の経過とともに増加させ、これとともに、前記フェイス開口部（１７）からの吹出風量を時間の経過とともに減少させる吹出モードであり、
   前記第二リニアバイレベルモードより前記第一リニアバイレベルモードの実行時間が長いことを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記第一リニアバイレベルモードは前記フット開口部（１８）から空気の全量を吹き出し、前記フェイス開口部（１７）からの吹出風量が零の状態から開始され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. 前記第一リニアバイレベルモードは前記フット開口部（１８）から主に空気を吹き出し、前記フェイス開口部（１７）から少量の空気を吹き出す状態から開始されることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
4. 前記第一リニアバイレベルモード、前記第二リニアバイレベルモード及び前記固定バイレベルモードのうちいずれか１つはタイマ手段によって設定された所定の時間実行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. 前記車室内の天井部に沿って形成され、前記フェイス開口部（１７）からの吹出空気が送り込まれる通風路（５０ｃ）と、
   前記通風路（５０ｃ）の下面部に開口し、前記吹出空気を車室内下方に向けて吹き出す多数の天井吹出口（５０）とを備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
6. 前記通風路（５０ｃ）は前記天井部の略全域に形成することを特徴とする請求項５に記載の車両用空調装置。

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