JP4682930B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車室内の空気調和を行う車両用空調装置に関する。

従来、車両用空調装置では、空調ユニット内の蒸発器の吹出空気温度Ｔｅの目標値として、温度制御用目標値ＴＥ１、快適湿度用目標値ＴＥ２、防曇制御用目標値ＴＥ３といった３つの目標値を算出し、３つの目標値のうち最低温度となる目標値ＴＥＯを選び、この目標値ＴＥＯに実際の吹出空気温度Ｔｅを近づけるように圧縮機を制御するものがある（例えば、特許文献１参照）。

このものにおいては、目標値ＴＥＯを適宜選択して圧縮機を制御することにより、不必要に圧縮機を稼働させないようにして省力化を図り、かつ窓ガラスの防曇を実現するようにしている。
特許第３３０９５２８号明細書

上述の車両用空調装置では、外気温、湿度、車速などの環境変化により目標値ＴＥＯを変更するため、目標値ＴＥＯの変更に伴って圧縮機のＯＮ、ＯＦＦが繰り返し行われる。このため、蒸発器に対する冷媒流入、および冷媒の流入停止が
繰り返し行われるので、蒸発器表面において、凝縮水の発生、および凝縮水の蒸発が繰り返し行われる。

ここで、蒸発器表面の凝縮水の蒸発に伴い、凝縮水に溶解していた臭い成分が蒸発器から離脱して送風空気とともに車室内へ吹出されるので、乗員に不快感を与える。

本発明は、上記点に鑑み、窓ガラスの防曇を実施する際に、省力化を図りつつ、臭いの発生を抑えることを可能にする車両用空調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、車両用空調装置において、車室内の窓ガラスの曇り易さ度合いが一定値未満であるか否かを判定する判定手段と、
曇り易さ度合いが一定値以上であると判定手段が判定したときには、圧縮機を稼働させて、蒸発器の除湿に基づいて窓ガラスの防曇を行う防曇制御手段と、
窓ガラスの曇り易さ度合いが一定値未満であると判定手段が判定したときには、圧縮機の停止状態で、内外気切替ドアによる内気の導入比率の制御だけで、窓ガラスの防曇を行う内外切替防曇手段と、を備え、
内気の導入率を上昇させる第１の制御モード、内気の導入率を持続させる第２の制御モード、および内気の導入率を低下させる第３の制御モードのうちいずれか１つの制御モードを窓ガラスの曇り易さ度合いに基づいて選択するともに、この選択された制御モードによって内外気切替ドアによる内気の導入比率の制御を行うことを第１の特徴とする。

これによると、窓ガラスの曇り易さ度合いが一定値未満であると判定手段が判定したときには、圧縮機の停止状態で、窓ガラスの防曇を実施するので、省力化を図りことができる。また、圧縮機の停止状態にしているので、蒸発器表面において、凝縮水の発生、および凝縮水の蒸発が繰り返し行われることはない。したがって、臭いの発生を抑えることが可能になる。

ここで、窓ガラスの曇り易さ度合いとは、窓ガラスに曇りが生じ易さを表すものである。

本発明では、防曇制御手段は、圧縮機の稼働時に、内外気切替ドアを制御して内気導入口を閉鎖して、外気だけを空調ケーシング内に導入するようになっていることを第２の特徴とする。

ここで、一般的に、外気は内気に比べて湿度が低くなっているので、圧縮機の稼働時に窓ガラスの防曇を行うに際して、外気だけを用いるので、防曇の効率を上げることが可能になる。

本発明では、圧縮機が一旦稼働されると、車両電源スイッチがオフされるまで、圧縮機の稼働を継続させる圧縮機継続制御手段を備えることを第３の特徴とする。

したがって、圧縮機が一旦稼働されると、その後、蒸発器表面において凝縮水の発生、および凝縮水の蒸発が繰り返し行われることはない。したがって、より効率的に臭いの発生を抑えることが可能になる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した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。

（第１実施形態）
図１に、本発明に係る車両用空調装置の第１実施形態の概略構成を示す。

車両用空調装置は、室内空調ユニット３０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）内側部等に配設される。この室内空調ユニット３０はケース３１（空調ケーシング）を有し、このケース３１内に車室内へ向かって空気が送風される空気通路を構成する。

このケース３１の空気通路の最上流部に内外気切替箱３２を配置し、内気導入口３３および外気導入口３４を内外気切替ドア３５により切替開閉するようになっている。この内外気切替ドア３５はサーボモータ３６によって駆動される。

内外気切替箱３２の下流側には車室内に向かって空気を送風する電動式の送風機３７を配置している。この送風機３７は、遠心式の送風ファン３７ａをモータ３７ｂにより駆動するようになっている。送風機３７の下流側には送風空気を冷却する冷房用熱交換器をなす蒸発器３８を配置している。

この蒸発器３８は、冷凍サイクル装置３９を構成する要素の一つであり、低温低圧の冷媒が送風空気から吸熱して蒸発することにより送風空気を冷却する。なお、冷凍サイクル装置３９は周知のものであり、圧縮機４０の吐出側から、凝縮器４１、受液器４２および減圧手段をなす膨張弁４３を介して蒸発器３８に冷媒が循環するように構成されている。凝縮器４１には電動式の冷却ファン４１ａによって室外空気（冷却空気）が送風される。この冷却ファン４１ａはモータ４１ｂによって駆動される。

冷凍サイクル装置３９において、圧縮機４０としては、例えば、冷媒吐出容量を変更可能である可変容量型圧縮機が用いられる。圧縮機４０は、電磁クラッチ４０ａを介して車両エンジン（図示せず）により駆動される。従って、電磁クラッチ４０ａの通電の断続により圧縮機４０の作動を断続制御できる。

一方、室内空調ユニット３０において、蒸発器３８の下流側にはケース３１内を流れる空気を加熱するヒータユニット４４を配置している。このヒータユニット４４は車両エンジンの温水（すなわち、エンジン冷却水）を熱源として、蒸発器３８通過後の空気（冷風）を加熱する加熱用熱交換器である。ヒータユニット４４の側方にはバイパス通路４５が形成され、このバイパス通路４５をヒータユニット４４のバイパス空気が流れる。

蒸発器３８とヒータユニット４４との間に温度調整手段をなすエアミックスドア４６を回転自在に配置してある。このエアミックスドア４６はサーボモータ４７により駆動されて、その回転位置（開度）が連続的に調整可能になっている。

このエアミックスドア４６の開度によりヒータユニット４４を通る空気量（温風量）と、バイパス通路４５を通過してヒータユニット４４をバイパスする空気量（冷風量）との割合を調節し、これにより、車室内に吹き出す空気の温度を調整するようになっている。

ケース３１の空気通路の最下流部には、車両の前面窓ガラス１２に向けて空調風を吹き出すためのデフロスタ吹出口４８、乗員の顔部に向けて空調風を吹き出すためのフェイス吹出口４９、および乗員の足元部に向けて空調風を吹き出すためのフット吹出口５０の計３種類の吹出口が設けられている。

これら吹出口４８〜５０の上流部にはデフロスタドア５１、フェイスドア５２およびフットドア５３が回転自在に配置されている。これらのドア５１〜５３は、図示しないリンク機構を介して共通のサーボモータ５４によって開閉操作される。

空調用電子制御装置２６は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む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。この空調用電子制御装置２６は、そのＲＯＭ内に空調制御のためのコンピュータプログラムを記憶しており、そのコンピュータプログラムに基づいて各種演算、処理を行う。

空調用電子制御装置２６には、後述する検出装置１０の検出値が入力される他に、周知の空調用センサ群６１〜６５からの検出信号、および空調操作パネル７０からの各種操作信号が入力される。

空調用センサ群としては、具体的には、外気温（車室外温度）Ｔａｍを検出する外気センサ６１、内気温（車室内温度）Ｔｒを検出する内気センサ６２、車室内に入射する日射量Ｔｓを検出する日射センサ６３、蒸発器３８の空気吹出部に配置されて蒸発器吹出空気温度Ｔｅを検出する蒸発器温度センサ６４、ヒータユニット４４に流入する温水（エンジン冷却水）温度Ｔｗを検出する水温センサ６５等が設けられる。

また、空調操作パネル７０には各種空調操作部材として、車室内温度を設定する温度設定手段をなす温度設定スイッチ７１、吹出モードドア５１〜５３により切り替わる吹出モードをマニュアル設定する吹出モードスイッチ７２、内外気切替ドア３５による内外気吸込モードをマニュアル設定する内外気切替スイッチ７３、圧縮機４０の作動指令信号（電磁クラッチ４０ａのＯＮ信号）を出すエアコンスイッチ７４、送風機３７の風量をマニュアル設定する送風機作動スイッチ７５、空調自動制御状態の指令信号を出すオートスイッチ７６等が設けられる。

空調用電子制御装置２６の出力側には、圧縮機４０の電磁クラッチ４０ａ、各機器の電気駆動手段をなすサーボモータ３６、４７、５４、送風機３７のモータ３７ｂ、凝縮器冷却ファン４１ａのモータ４１ｂ等が接続され、これらの機器の作動が空調用電子制御装置２６の出力信号により制御される。

次に、検出装置１０の構成について図２〜図４を用いて説明する。図２は検出装置１０を車両の窓ガラス（具体的には、フロント側窓ガラス）の内面に装着した状態を示す概略断面図で、図３は検出装置１０の概略斜視図であり、図４は検出装置１０の電気的構成図である。

検出装置１０は、樹脂等により成形されたケース１１を有している。このケース１１は高さの低い薄型の直方体状であって、底面部は全面的に開口した形状になっている。

ケース１１の前面および背面の壁面には凸形状の開口部１１ａを形成している。この前面および背面の開口部１１ａによりケース１１の内部空間が周辺の空間、すなわち、車室内空間に常時連通するようになっている。ケース１１の前面および背面の壁面のうち、開口部１１ａの左右両側部分は窓ガラス１２の内面１２ａへの取付ステー部１１ｂを構成する。

窓ガラス１２は本例では車両の前面（フロント）ガラスであり、図１の上面側が車室内に面する内面１２ａであり、図１の下面側が車室外に面する外面１２ｂである。従って、図２は窓ガラス１２の内面１２ａを図示している。取付ステー部１１ｂの下端面には遮光フィルム１３が貼り付けられ、さらに、遮光フィルム１３が窓ガラス１２の内面１２ａに貼り付けられる。なお、遮光フィルム１３は取付ステー部１１ｂの下端面および窓ガラス１２の内面に対して接着等の手段で貼り付ければよい。

ケース１１の内部空間において開口部１１ａの上端部と上側壁面１１ｃとの間に回路基板１４が窓ガラス１２の面と平行に配置され、図示しない取付手段にて回路基板１４はケース１１の内壁面に固定される。回路基板１４は絶縁基板上に導体回路部を構成する一般にプリント基板と称される部材であり、以下に述べるセンサ類および回路部が実装される。

回路基板１４のうち、窓ガラス１２側の表面（図１の下側面）には、湿度センサ１７、空気温度検出用温度センサ１８、増幅器１９、演算回路２０、および通信回路２１が実装されている。

なお、湿度センサ１７と温度センサ１８は回路基板１４の長手方向（図２の左右方向）の中央部に配置され、開口部１１ａの上端部付近、すなわち、車室内空間への連通部位に配置されている。このため、湿度センサ１７と温度センサ１８は車室内の窓ガラス内面付近の空気の代表的な湿度と温度を検出できる。

遮光フィルム１３のうちセンサ側の表面の１箇所にガラス温度検出用の温度センサ２３が一体化して配置される。遮光フィルム１３は上述のように熱伝導率の高い薄膜状部材であるから、窓ガラス１２の車室内側表面温度（内面温度）とほぼ同一の温度になっている。

なお、本例では、湿度センサ１７として、感湿膜の誘電率が空気の相対湿度に応じて変化し、それにより、静電容量が空気の相対湿度に応じて変化する容量変化型のものを用いている。また、温度センサ１８、２３としては温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタを用いている。

リード線２５はケース１１の内部空間からケース１１の外部へ取り出される電源線および通信線であり、回路基板１４の電気回路部（増幅器１９、演算回路２０、および通信回路２１）と、外部回路（後述の図４の空調用電子制御装置２６、車両電源等）との間を電気的に接続するものである。

なお、前述したケース１１の取付ステー部１１ｂは、回路基板１４および回路基板１４上に実装される各種センサ類と窓ガラス１２の内面１２ａとの間隔を規定する位置決め手段としての役割を果たす。

次に、図４により検出装置１０電気的構成を説明すると、各センサ１７、１８、２３の出力信号をそれぞれ増幅器１９ａ〜１９ｄで増幅して演算回路２０ａ〜２０ｃに加える。

そして、演算回路２０ａが、湿度センサ１７（具体的には増幅回路２０ａの出力値）の出力値Ｖに基づいて、窓ガラス付近の車室内空気の相対湿度ＲＨを演算する。すなわち、湿度センサ１７の出力値Ｖを相対湿度ＲＨに変換するための所定の演算式が予め設定されており、この演算式に出力値Ｖを適用することにより、相対湿度ＲＨを演算する。下記（１）式は、この湿度演算式の具体例である。

ＲＨ＝αＶ＋β ……（１）
但し、αは制御係数で、βは定数である。

次に、演算回路２０ｂが空気温度センサ１８の出力値（具体的には増幅回路２０ｂの出力値）を予め設定された所定の演算式に適用することにより、窓ガラス付近の車室内空気温度を演算する。

さらに、演算回路２０ｃが、ガラス温度センサ２３の出力値（具体的には増幅回路２０ｃの出力値）を予め設定された所定の演算式に適用することにより、窓ガラス温度（ガラス室内側表面温度）を演算する。

さらに、演算回路２０ｄが、相対湿度ＲＨ、空気温度および窓ガラス温度に基づいて、窓ガラス表面相対湿度（窓ガラス室内側表面の相対湿度）ＲＨＷを演算する。すなわち、湿り空気線図を用いることにより、相対湿度ＲＨと空気温度と窓ガラス温度とから窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷを演算できる。そして、その窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが通信回路２１を通して空調用電子制御装置２６に出力するようになっている。

次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。最初に、室内空調ユニット３０の作動の概要を説明すると、送風機３７を作動させることにより、内気導入口３３または外気導入口３４より導入された空気がケース３１内を車室内に向かって送風される。また、電磁クラッチ４０ａに通電して電磁クラッチ４０ａを接続状態とし、圧縮機４０を車両エンジンにて駆動することにより、冷凍サイクル装置３９内を冷媒が循環する。

送風機３７の送風空気は、先ず蒸発器３８を通過して冷却、除湿され、この冷風は次にエアミックスドア４６の回転位置（開度）に応じてヒータユニット４４を通過する流れ（温風）とバイパス通路４５を通過する流れ（冷風）とに分けられる。

従って、エアミックスドア４６の開度によりヒータユニット４４を通る空気量（温風量）と、バイパス通路４５を通過する空気量（冷風量）との割合を調整することにより、車室内に吹き出す空気の温度を調整できる。

そして、この温度調整された空調風が、ケース３１の空気通路の最下流部に位置するデフロスタ吹出口４８、フェイス吹出口４９およびフット吹出口５０のうち、いずれか１つまたは複数の吹出口から車室内へ吹き出して、車室内の空調および車両の前面窓ガラス１２の曇り止めを行う。

次に、窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷに基づく空調制御を説明する。図５は空調用電子制御装置２６により実行される制御ルーチンである。まず、電磁クラッチ４０ａを制御して圧縮機４０を停止させる（ステップ１００）。次に、検出回路１０で演算された窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷを読み込む（ステップ１１０）。

次のステップ１２０において、外気センサ６１で検出される外気温Ｔａｍが一定温度（例えば１０℃）以上であるか否かを判定する。外気温Ｔａｍが一定温度（例えば１０℃）以上であるときには、ＹＥＳと判定してステップ１８０に移行して、通常オートモード（この処理については後述する）を実施する。

一方、外気温Ｔａｍが一定温度未満であるときにはステップ１２０でＮＯと判定して、ステップ１３０に移行して、内外気制御指令値Ｓを算出する。

ここで、内外気制御指令値Ｓは、図６に示すように、車室内への内気の導入比率（すなわち、導入口３３、３４からの導入空気のうち内気の占める割合を示す比率）を決めるための数値であり、図６の例では、Ｓ＝０のとき内気比率＝０％（すなわち、外気：１００％の外気モード）とし、Ｓ＝７のとき内気比率＝１００％（すなわち、内気モード）とし、Ｓ＝１からＳ＝７に向かって内気比率が順次増大する。

図７は上記の内外気制御指令値Ｓの算出処理（ステップ１３０）の具体例を示すフローチャートであり、図７を参照して内外気制御指令値Ｓの算出処理（図５中のＳ１３０）について具体的に説明する。

まず、車速ＳＰＤが低速域Ａにあるか高速域Ｂにあるかを図８のマップに基づいて判定する（ステップ２００）。そして、車速ＳＰＤが高速域Ｂにあるときは、図９のマップに示すように窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷに基づいて内外気制御指令値Ｓを決定する（ステップ２１０）。

すなわち、窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが第１の目標窓ガラス表面相対湿度ＴＲＨＷよりも上昇すると、窓ガラスに曇りが生じ易いとして、Ｓ＝０（外気モード）とし、また窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが第２の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ−ａ）よりも低下すると、窓ガラスに曇りが生じ難いとして、Ｓ＝７（内気モード）にする。

ここで、第１の目標窓ガラス表面相対湿度ＴＲＨＷとしては、窓ガラスに曇りが生じない上限湿度付近のレベルとして、例えば、８０％が用いられ、第２の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ−ａ）としては、例えば、６５％が用いられる（ａ＝１５％）。

一方、車速ＳＰＤが低速域Ａにあるときは、窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷに基づいて、図１０のマップに示す制御モード１、２、３、４のうち１つの制御モードを決定する（ステップ２２０）。

すなわち、窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが第３の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ＋ｃ２）よりも上昇すると、制御モード４を決定し、また窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが第３の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ＋ｃ２）と第１の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ）との間にあるときは制御モード３を決定する。

さらに、窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが第１の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ）と第４の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ−ｂ）との間にあるときは制御モード２を決定し、窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが第４の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ−ｂ）よりも低下すると制御モード１を決定する。

なお、制御モード１が特許請求範囲に記載の第１の制御モードに相当し、制御モード２が特許請求範囲に記載の第２の制御モードに相当し、制御モード３が特許請求範囲に記載の第３の制御モードに相当し、制御モード４が特許請求範囲に記載の第４の制御モードに相当する。

ここで、第４の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ−ｂ）→第１の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ）→第３の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ＋ｃ２）の順に湿度が高くなり、これらの順で徐々に窓ガラスに曇りが生じ易くなる傾向になっている。すなわち、窓ガラスに曇り易さ度合いが高くする。

なお、第４の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ−ｂ）としては、例えば、７０％が用いられ（ｂ＝１０％）、第３の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ＋ｃ２）としては、例えば、９５％が用いられる（ｃ２＝１５％）。

また、制御モード１を決定したときは所定時間経過ごとにＳ＝Ｓ＋１の制御処理を行う（Ｓ３３０）。すなわち、所定時間ごとに内外気制御指令値Ｓの値を「１」ずつ増加して、内気比率を所定割合ずつ順次増加する制御処理を行う。

また、制御モード２を決定したときは窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが目標窓ガラス表面相対湿度ＴＲＨＷ付近にあるため、Ｓ＝Ｓの制御処理、すなわち、内外気制御指令値Ｓの値として、前回算出のＳの値を持続する制御処理を行う（ステップ２４０）。

また、制御モード３を決定したときは所定時間経過ごとにＳ＝Ｓ−１の制御処理を行う（ステップ２５０）。すなわち、所定時間ごとに内外気制御指令値Ｓの値を「１」ずつ減少して、内気比率を所定割合ずつ減少する制御処理を行う。このため、制御モード３を決定したときは最初、内外気制御指令値Ｓ≠０であっても、時間経過に伴って、Ｓ＝Ｓ−１を繰り返すと内外気制御指令値Ｓ＝０になる。さらに、制御モード４を決定したときはＳ＝０の制御処理、具体的には外気モードを実施する制御を行う（ステップ２６０）。

再び、図５に戻って、ステップＳ１４０では、上記の内外気制御指令値Ｓの値が外気モードの値（内外気制御指令値Ｓ＝０）であるか否かを判定する。ここで、（１）上述のステップ２２０で制御モード４を決定したとき、（２）上述のステップ２２０で制御モード３を決定後に時間の経過に伴いＳ＝Ｓ−１を繰り返したときのうち、いずれか一方のときには、内外気制御指令値Ｓ＝０になるので、ＹＥＳと判定する。このとき、ステップ１７０に進んで、窓ガラスの防曇制御を行う。

また、ステップ１４０で内外気制御指令値Ｓ≠０のときにはＮＯと判定してステップ１５０に進んで、圧縮機４０が稼働しているか否かを判定する。ここで、圧縮機４０が稼働している場合には、ステップ１５０でＹＥＳと判定して防曇制御を実施する。一方、圧縮機４０が稼働しない場合には、ステップ１５０でＮＯと判定して内外気モード制御を実施する（ステップ１６０）。すなわち、圧縮機４０が一旦稼働すると、内外気モード制御が実施されなくなる。そして、外気温Ｔａｍが一定温度未満であるときには、内外気制御指令値Ｓ、および圧縮機４０の稼働／停止に応じて、内外気モード制御および防曇制御のいずれかを稼働するかを決めるようになっている。

以上のように、通常オートモード、内外気モード制御、および防曇制御のうちいずれかを実施し、ステップ１１０、ステップ１２０、ステップ１３０、…ステップ１８０の各処理を繰り返す。

次に、内外気モード制御、防曇制御、および通常オートモードについて、個別に説明する。

（通常オートモード）
この制御処理では、目標吹出温度ＴＡＯおよび蒸発器３８の蒸発器目標吹出温度ＴＥＯを算出する。目標吹出温度ＴＡＯは、周知のもので、外気温Ｔａｍ、内気温Ｔｒ、日射量Ｔｓ等に基づいて算出される。目標吹出温度ＴＡＯは、車室内環境変化にかかわらず、車室内空気温度を設定温度（すなわち、温度設定スイッチ７１により設定される温度）に維持するのに必要である車室内への吹出空気温度である。蒸発器目標吹出温度ＴＥＯは、周知のものであって、目標吹出温度ＴＡＯおよび外気温Ｔａｍに基づいて算出される。

ここで、（１）蒸発器吹出空気温度Ｔｅが蒸発器目標吹出温度ＴＥＯよりも低いとき、圧縮機４０を停止し、また蒸発器吹出空気温度Ｔｅが蒸発器目標吹出温度ＴＥＯよりも高いとき、圧縮機４０を稼働させることにより、蒸発器吹出空気温度Ｔｅを蒸発器目標吹出温度ＴＥＯに近づける（圧縮機制御手段）。（２）送風機３７の送風量を、目標吹出温度ＴＡＯに基づく自動風量制御で設定する。自動風量制御では、目標吹出温度ＴＡＯが中間温度域のときにはブロアレベルが最低量になり、目標吹出温度ＴＡＯが中間温度域から上がるほどブロアレベルを上げ、目標吹出温度ＴＡＯが中間温度域から下がるほどブロアレベルが上げる周知の風量制御である。（３）目標吹出温度ＴＡＯに基づいて内外気切替ドア３５による内気の導入比率を制御するもので、目標吹出温度ＴＡＯが下がるほど、内気の導入比率を上げるようになっている（内外気ドア制御手段）。また、（４）エアミックスドア４６の開度を制御して吹出口４８〜５０から吹出空気温度を目標吹出温度ＴＡＯに維持するようにする（温度調整手段）。さらに、（５）吹出モードを目標吹出温度ＴＡＯに基づく自動吹出制御で設定する。自動吹出制御では、目標吹出温度ＴＡＯが上がるほどフェイスモード→バイレベルモード→フットモードの順に切り替える。なお、フェイスモードは、フェイス吹出口４９を開け、かつフット吹出口５０を閉じるモード、フットモードは、フェイス吹出口４９を閉じて、かつフット吹出口５０を開けるモード、バイレベルモードは、フェイス吹出口４９およびフット吹出口５０をそれぞれ開けるモードである。
（内外気モード制御）
この制御処理では、図７の制御処理によって決定された内外気制御指令値Ｓ（但し、Ｓ≠０）に対応する内気比率に対応するように内外気切替ドア３５の開度を制御する。このことにより、窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが高くあるほど、内気比率を下げる（すなわち、外気導入率を上げる）ように内外気切替ドア３５の開度を制御して、窓ガラスの防曇を行う。
（防曇制御）
図１１は、防曇制御の具体例を示すフローチャート、図１２は防曇制御において制御モードを選択するための制御マップである。

まず、図１１のステップステップ３００、３１０、３２０、３３０において、窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷに基づいて制御モード１０〜制御モード５０のいずれかを選択する。

具体的には、窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが第１の目標窓ガラス表面相対湿度ＴＲＨＷよりも低いときには、ステップ３００においてＹＥＳと判定してステップ３０１において制御モード１０を実行する。また、制御モード１０の制御処理については、後述する。

窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが第１の目標窓ガラス表面相対湿度ＴＲＨＷよりよりも高く、かつ第５の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ＋ｃ１）より低いときには、ステップ３１０においてＹＥＳと判定してステップ３１１において制御モード２０を実行する。また、制御モード２０の制御処理については、後述する。

窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが第３の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ＋ｃ２）より低く、第５の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ＋ｃ１）よりも高いときには、ステップ３２０においてＹＥＳと判定してステップ３２１において制御モード３０を実行する。また、制御モード３０の制御処理については、後述する。

なお、図１２中のｃ１はｃ２よりも低い値（例えば、１０％）が用いられ、図１２中のｃ２は、図１０中のｃ２と同一値である。また、制御モード３０の制御処理については、後述する。

窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが第６の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ＋ｃ３）より低く、第３の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ＋ｃ２）よりも高いときには、ステップ３３０においてＹＥＳと判定してステップ３３１において制御モード４０を実行する。なお、図１２中のｃ３はｃ２よりも高い値（例えば、２０％）が用いられる。 また、制御モード４０の制御処理については、後述する。

窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが第６の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ＋ｃ３）よりも高いときには、ステップ３３０においてＮＯと判定してステップ３３５において制御モード５０を実行する。また、制御モード５０の制御処理については、後述する。

以上のように、窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが低くなるほど、制御モード５０→制御モード４０→制御モード３０→制御モード２０→制御モード１０の順に段階的に切り替わる。制御モード１０→２０→…５０→６０の順で、防曇効果が段階的に高くなるようになっている。

ここで、制御モード２０〜５０は、窓ガラスの曇り易さ度合いが一定レベル以上であるときに実施されるものである。例えば、制御モード４０、５０は、窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが第３の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ＋ｃ２）よりも高く、窓ガラスに曇りが最も生じやすい状態である場合において上述のステップ２２０で制御モード４（すなわち、Ｓ＝０）が決定された際に行われる防曇制御である。

制御モード２０、３０は、制御モード４０、５０の実施後に窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが第３の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ＋ｃ２）よりも低く、かつ第１の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ）よりも高くなると、行われるもので、上述のステップ２２０で制御モード３を決定後に時間の経過に伴いＳ＝Ｓ−１を繰り返してＳ＝０と判定されたときに行われる防曇制御である。

制御モード１０は、制御モード２０〜５０が繰り返し実施されて窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが第１の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ）よりも低下して、上述のステップ２２０でＳ＝Ｓ＝０が続いた状態で行われる防曇制御である。以下に、制御モード１０〜５０の具体的な制御処置について説明する。
（制御モード１０）
制御モード１０では、内外気吸込モードとして外気モード（図１１中外気と記す）を実施する。外気モードとは、内外気切替ドア３５によって内気導入口３３を閉じて外気導入口３４を開けるモードである。送風機３７の送風量（以下、ブロアレベルともいう）を、上述のように目標吹出温度ＴＡＯに応じた自動風量制御（図１１中ＡＵＴＯブロアレベルと記す）で設定する。なお、以下、当該風量制御において目標吹出温度ＴＡＯに基づいて定める風量をオートブロアレベルという。さらに、吹出モードを上述のように目標吹出温度ＴＡＯに基づく自動吹出制御（図１１中ＡＵＴＯと記す）で設定する。

また、制御モード１０では、圧縮機４０を停止状態にする。但し、圧縮機４０を起動後において、後述するように、上述の図５のステップ１５０で「圧縮機４０が稼働している」としてＹＥＳと判定した後にステップ１７０の制御モード１０を実施する場合には、圧縮機４０の稼働を維持する。
（制御モード２０）
この制御モード２０においては、より多くの風量の外気を車室内に導入するために、ブロアレベルとして、上述のオートブロアレベルに３レベル加算した風量を設定する。なお、１レベルとは、予め決められた風量のことである。圧縮機４０は、例えば、内気温Ｔｒと室内設定温度Ｔｅｓｔ（温度設定スイッチ７１の設定温度）との温度差Δｔ（＝Ｔｒ−Ｔｅｓｔ）に応じて吐出流量を変えるように制御される。圧縮機４０からの冷媒吐出流量は、温度差Δｔが大きくなるほど、増えるようになっている。なお、圧縮機４０を温度差Δｔに基づいて制御することを図１１中ＡＵＴＯと記載する。

また、内外気吸込モードとしては、制御モード１０と同様に、外気モードを実施し、ブロアレベルも、制御モード１０と同様に、オートブロアレベルとし、吹出モードを、制御モード１０と同様に、自動吹出制御（図１１中ＡＵＴＯと記す）で設定する。
（制御モード３０）
この制御モード３０においては、窓ガラスに直接的に送風して強制的に窓ガラスの曇りを消す。このため、吹出モードを、制御モード３０に移行する以前の制御モードで設定された吹出モード（以下、前回の吹出モードという）によって変える。

例えば、前回の吹出モードがフェイスモード「図１１中ＦＡＣＥと記す」のときには、今回にはフットデフモード「図１１中Ｆ／Ｄと記す」に設定する。フットデフモードとは、デフロスタ吹出口４８およびフット吹出口５０をそれぞれ開放するモードである。前回の吹出モードがバイレベルモード「図１１中Ｂ／Ｌと記す」のときには、今回にはフットデフモード「図１１中Ｆ／Ｄと記す」に設定する。前回の吹出モードがフットモード「図１１中Ｆｏｏｔと記す」のときには、今回にはフットデフモード「図１１中Ｆ／Ｄと記す」に設定する。前回の吹出モードがフットデフモード「図１１中Ｆ／Ｄと記す」のときには、今回にはデフモード「図１１中ＤＥＦと記す」に設定する。デフモードとは、デフロスタ吹出口４８を開放し、フェイス吹出口４９およびフット吹出口５０をそれぞれ閉鎖するモードである。

また、内外気吸込モードとしては、制御モード２０と同様に、外気モードを設定し、ブロアレベルも、制御モード２０と同様に、オートブロアレベル＋３レベルとし、圧縮機４０を制御モード２０と同様、温度差Δｔに基づいて制御する。

（制御モード４０）
この制御モード４０においては、窓ガラスの曇りをより強力に消すためにデフロスタ吹出口４８からの送風量を増やすために、ブロアレベルとして、上述のオートブロアレベルに６レベル加算した風量を設定する。

この場合、内外気吸込モードとしては、制御モード４０と同様に外気モードに設定する。吹出モードとしては、制御モード３０と同様に、前回の制御モードの吹出モードによって変え、フットデフモード、あるいはデフモードに設定する。なお、吹出モードの遷移処理については、制御モード４０と同様であるため省略する。圧縮機４０を制御モード３０と同様、温度差Δｔに基づいて制御する。

（制御モード５０）
この制御モード５０においては、強制的に窓ガラスの曇りを消すために、吹出モードとしては、デフモードに設定して、窓ガラスだけに外気を吹き付ける。

この場合、内外気吸込モードとしては、制御モード４０と同様に外気モードに設定する。ブロアレベルとして、制御モード４０と同様に、上述のオートブロアレベルに６レベル加算した風量を設定する。圧縮機４０を制御モード４０と同様に温度差Δｔに基づいて制御する。

以上説明したように内外気制御指令値Ｓを算出して、Ｓ≠０のときには、内外気モード制御を実施する。この制御では、圧縮機４０の停止状態で、内外気切替ドア３５による内気導入比率を調整して、窓ガラスの防曇を行う。

また、Ｓ＝０、かつ窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが第１の目標窓ガラス表面相対湿度ＴＲＨＷよりも高いときには、圧縮機４０を稼働して蒸発器３８に冷媒を循環させるようにして、外気を蒸発器３８で除湿した後、車室内に吹き付ける。

一方、Ｓ＝０のときでも、窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが第１の目標窓ガラス表面相対湿度ＴＲＨＷよりも低いときには（図１１中の制御モード１０）、圧縮機４０の停止状態で、外気だけを導入してその導入外気を車室内に吹き付けることになる。

ここで、制御モード２０〜５０が実施されると、圧縮機４０が稼働されて防曇制御が行われる。その後、制御モード２０〜５０の実施により窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが低下して、制御モード１０（図１１）が選択された場合には、圧縮機４０の稼働が維持される。すなわち、圧縮機４０が一旦、稼働されると、窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが第１の目標窓ガラス表面相対湿度ＴＲＨＷよりも低くなって制御モード１０が選択されても、イグニッションスイッチ（車両電源スイッチ）がオフされるまで、圧縮機４０の稼働が維持されることになる。

なお、「圧縮機４０が一旦、稼働されると、その後、イグニッションスイッチ（車両電源スイッチ）がオフされるまで、圧縮機４０の稼働が維持されること」が特許請求範囲に記載の圧縮機継続制御手段に相当する。

以上説明した本実施形態によれば、内外気制御指令値Ｓ＝０、かつ窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが第１の目標窓ガラス表面相対湿度ＴＲＨＷよりも高いときには（圧縮機４０の起動後に制御モード１０を実施する場合も含む）、蒸発器３８によって外気を除湿して車室内に吹き付けて防曇する。

一方、内外気制御指令値Ｓ≠０のときには、窓ガラスの曇り易さ度合いが一定値未満であると判定され、圧縮機４０の停止状態で、内外気切替ドア３５による内気導入比率を調整して、窓ガラスに曇りが生じない範囲内で車室内湿度を調整する。

これによると、窓ガラスの曇り易さ度合いが一定値未満であると判定されるときには、圧縮機４０の停止状態で、窓ガラスの防曇を実施するので、省力化を図りことができる。このとき、圧縮機４０を停止しているので、蒸発器表面温度の低下、上昇が繰り返されることはない、このため、凝縮水の発生、および凝縮水の蒸発が繰り返し行われることはない。したがって、臭いの発生を抑えることが可能になる。

また、上述のように、圧縮機４０が一旦、稼働されると、イグニッションスイッチがオフされるまで圧縮機４０の稼働が維持される。このため、蒸発器表面温度の低下、上昇が繰り返されることはない、したがって、臭いの発生を抑えることが可能になる。

本実施形態では、圧縮機４０の稼働時には、内外気切替ドア３５の切替によって外気だけをケース３１内に導入している。

ここで、一般的に、外気は内気に比べて湿度が低くなっているので、圧縮機４０の稼働時に窓ガラスの防曇を行うに際して、外気だけを用いるので、防曇の効率を上げることが可能になる。

また、本実施形態では、圧縮機４０が一旦稼働されると、イグニッションスイッチがオフされるまで、圧縮機４０の稼働を継続させるので、その後、蒸発器表面において凝縮水の発生、および凝縮水の蒸発が繰り返し行われることはない。したがって、より効率的に臭いの発生を抑えることが可能になる。

（第２実施形態）
本第２実施形態において、冬などの外気温が低いときには外気に含まれる湿度が十分に低いため、暖房初期には、圧縮機４０を停止状態にして、外気モードに設定して窓ガラスの防曇を行う。

本実施形態においては、外気温Ｔａｍが一定温度（例えば、２０℃）未満のとき（すなわち、暖房が行われる場合には）、図１１に代えて図１３の防曇処理の制御処理が実施される。図１３において、ステップ３１１の制御モード２０の処理以外の処理は、図１１と同様である。

本実施形態において、制御処理の開始直後において、窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが第１の目標窓ガラス表面相対湿度ＴＲＨＷよりよりも高く、かつ第５の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ＋ｃ１）より低く、ステップ３１１の制御モード２０が実施される。この場合には、圧縮機４０が停止されたまま、外気モードが設定される。このとき、十分に低湿度の外気が車室内に取り入れられるので、圧縮機４０を稼働することなく、防曇を行うことができる。

ここで、窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが第５の目標窓ガラス表面相対湿度（ＴＲＨＷ＋ｃ１）より高く、制御モード３０〜５０が実施される場合には、上述の第１実施形態と同様、圧縮機４０が稼働されて、蒸発器３８により外気が除湿されて車室内に吹き出される。

また、一旦、圧縮機４０が起動されると、その後、ステップ３１１の制御モード２０が実施される場合には、圧縮機４０の稼働が維持され、蒸発器３８により外気が除湿されて車室内に吹き出される。

上述の第１実施形態では、圧縮機４０が一旦起動するとイグニッションスイッチ（車両電源スイッチ）がオフされるまで圧縮機４０の稼働を継続させる例について説明したが、これに限らず、窓ガラス表面相対湿度ＲＨＷが一定湿度（例えば、第１の目標窓ガラス表面相対湿度ＴＲＨＷ）未満になると、圧縮機４０を停止するようにしてもよい。

以下、上記実施形態と特許請求項の範囲の構成との対応関係について説明すると、ステップ３１１、３２１、３３１、３３５の制御モード２０〜５０が特許請求範囲に記載の「防曇制御手段」に相当する。ここで、圧縮機４０の起動後にはステップ３０１の制御モード１０（２０）が実施されても圧縮機４０の稼働が継続されるので、圧縮機４０の起動後の制御モード１０（２０）も、「防曇制御手段」に相当することになる。

また、ステップ１６０の内外気モード制御の処理が特許請求範囲に記載の内外切替防曇手段に相当する。ステップ１３０、３００、３１０、３２０、３３０が特許請求範囲に記載の判定手段に相当する。演算回路２０ａおよび湿度センサ１７が特許請求範囲に記載の相対湿度検出手段に相当する。ステップ１３０が特許請求範囲に記載の指令値算出手段に相当する。蒸発器温度センサ６４が特許請求範囲に記載の蒸発器温度検出手段に相当する。水温センサ６５が特許請求範囲に記載の冷却水温度検出手段に相当する。

本発明の第１実施形態の車両用空調装置の全体システム構成図である。 図１の検出装置の概略断面図である。 図１の検出装置の概略斜視図である。 図１の検出装置の電気的ブロック図である。 第１実施形態による空調装置側制御の基本ロジックを示すフローチャ−トである。 内外気制御指令値と内気比率との関係を示す特性図である。 第１実施形態による内外気制御ロジックを示すフローチャ−トである。 内外気制御における車速判定の特性図である。 窓ガラス表面相対湿度と内外気制御指令値（内外気吸い込みモード）との関係を示す特性図である。 窓ガラス表面相対湿度と制御モードの関係を示す特性図である。 第１実施形態による防曇制御ロジックを示すフローチャ−トである。 窓ガラス表面相対湿度と制御モードとの関係を示す特性図である。 本発明の第２実施形態による防曇制御ロジックを示すフローチャ−トである。

符号の説明

２０ｄ…演算回路、２６…空調用電子制御装置、
３０…室内空調ユニット、３２…内外気切替箱、３７ａ…送風ファン、
３８…蒸発器、３９…冷凍サイクル装置、４０…圧縮機。

Claims (9)

1. 内気導入口および外気導入口を有する空調ケーシングと、
   前記内気導入口および前記外気導入口のうち少なくとも一方から空気を前記空調ケーシング内に導入して車室内に向けて送風する送風機と、
   前記内気導入口および前記外気導入口を選択的に開閉する内外気切替ドアと、
   前記空調ケーシング内に配置され、前記送風機からの送風空気を冷媒の蒸発により除湿冷却する蒸発器と、
   前記冷媒を圧縮して前記蒸発器に循環させる圧縮機と、を備える車両用空調装置であって、
   前記車室内の窓ガラスの曇り易さ度合いが一定値未満であるか否かを判定する判定手段と、
   前記曇り易さ度合いが一定値以上であると前記判定手段が判定したときには、前記圧縮機を稼働させて、前記蒸発器の除湿に基づいて前記窓ガラスの防曇を行う防曇制御手段と、
   前記窓ガラスの曇り易さ度合いが一定値未満であると前記判定手段が判定したときには、前記圧縮機の停止状態で、前記内外気切替ドアによる内気の導入比率の制御だけで、前記窓ガラスの防曇を行う内外切替防曇手段と、を備え、
   前記内気の導入率を上昇させる第１の制御モード、前記内気の導入率を持続させる第２の制御モード、および前記内気の導入率を低下させる第３の制御モードのうちいずれか１つの制御モードを前記窓ガラスの曇り易さ度合いに基づいて選択するともに、この選択された制御モードによって前記内外気切替ドアによる内気の導入比率の制御を行うことを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記防曇制御手段は、前記圧縮機の稼働時に、前記内外気切替ドアを制御して前記内気導入口を閉鎖して、前記外気だけを前記空調ケーシング内に導入するようになってい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. 前記圧縮機が一旦稼働されると、車両電源スイッチがオフされるまで、前記圧縮機の稼働を継続させる圧縮機継続制御手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
4. 前記窓ガラス表面の相対湿度を検出する相対湿度検出手段を備えており、
   前記判定手段は、前記相対湿度検出手段の検出湿度に基づいて、前記車室内の窓ガラスの曇り易さ度合いが一定値未満であるか否かを判定すること特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
5. 前記相対湿度検出手段の検出湿度に基づいて、前記内気の導入比率を決めるための内外気制御指令値（Ｓ）を算出する指令値算出手段を備えており、
   前記外気だけを導入する場合の前記導入比率を示す前記内外気制御指令値（Ｓ＝０）を前記指令値算出手段が算出し、かつ前記相対湿度検出手段の検出湿度が一定湿度（ＴＲＨＷ）以上であるときに、前記判定手段は、前記車室内の窓ガラスの曇り易さ度合いが一定値以上であると判定し、
   少なくとも前記内気を導入する場合の前記導入比率を示す前記内外気制御指令値（Ｓ＞０）を前記指令値算出手段が算出したとき、および前記相対湿度検出手段の検出湿度が一定湿度（ＴＲＨＷ）未満であるときのうち、いずれか一方であるとき、前記判定手段は、前記車室内の窓ガラスの曇り易さ度合いが一定値未満であると判定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. 前記第１の制御モードは、前記内気の導入率を上昇させるように前記内外気制御指令値を変化させるものであり、前記第２の制御モードは、前記内気の導入率を持続させるように前記内外気制御指令値を設定するものであり、前記第３の制御モードは、前記内気の導入率を低下させるように前記内外気制御指令値を変化させるものであり、
   前記外気だけを導入させるように前記内外気制御指令値を設定する第４の制御モードを有しており、
   前記指令値算出手段は、前記相対湿度検出手段の検出湿度に基づいて前記第１〜第４の制御モードのうちいずれか１つの制御モードを選択するともに、この選択された制御モードを実施して前記内外気制御指令値を算出するようになっていることを特徴とする請求項５に記載の車両用空調装置。
7. 車室外の気温を検出する外気温検出手段を備えており、
   前記外気温検出手段の検出温度が一定温度未満のときに限り、前記内外切替防曇手段、および前記防曇制御手段のうちいずれか一方による制御を実施す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. 前記蒸発器の温度を検出する蒸発器温度検出手段と、
   前記蒸発器温度検出手段の検出温度を目標温度（ＴＥＯ）に近づけるように前記圧縮機を制御する圧縮機制御手段と、
   前記蒸発器の通過空気を温度調整して吹出口から車室内に吹き出す空気温度を目標吹出温度（ＴＡＯ）に近づける温度調整手段と、
   前記目標吹出温度に基づいて、前記内外気切替ドアを制御して前記内気の導入比率を調整する内外気ドア制御手段と、
   前記外気温検出手段の検出温度が一定温度以上のときには、前記内外気ドア制御手段の制御、および前記圧縮機制御手段の制御を実施することを特徴とする請求項７に記載の車両用空調装置。
9. 前記温度調整手段は、前記蒸発器の通過空気をエンジン冷却水により加熱するヒータユニットを備えており、
   前記エンジン冷却水を検出する冷却水温度検出手段を備えており、
   前記冷却水温度検出手段の検出温度が一定温度未満であるときに前記温度調整手段を制御して暖房を実施する場合には、前記防曇制御手段は、前記暖房の初期に、前記圧縮機の停止状態で、前記内外気切替ドアによって前記内気導入口を閉鎖して、前記外気導入口からの導入外気だけで前記窓ガラスの防曇を行うことを特徴とする請求項８に記載の車両用空調装置。

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