JP4952245B2

JP4952245B2 - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP4952245B2
Application number: JP2006355743A
Authority: JP
Inventors: 康一田部井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2026-12-28
Also published as: JP2008162476A

Description

本発明は、車室内を空調する車両用空調装置に係り、詳細には、送風ダクトと送風ファンを用いて外気を導入する車両用空調装置に関する。

車両には、車室内を空調する空調装置（以下、エアコンとする）が設けられている。このエアコンでは、ブロワファンを駆動することにより外気又は内気を導入して所定温度の空調風を生成し、生成した空調風を吹出し口から吹き出すことにより車室内を空調する。

また、エアコンでは、ＰＣＴヒータなど電力を用いて空気を加熱する加熱手段を備えたものがあり、このようなエアコンでは、低温状態でＰＣＴヒータが作動すると大きな突入電流が流れてバッテリ電圧を低下させてしまう。

ここから、特許文献１では、ＰＣＴヒータが作動した時には、ブロワファンの駆動を遅らせるようにブロワファンの駆動制御を行うように提案している。

一方、ブロワファンが作動しているときに、外気導入口と内気導入口を切換えたり、吹出し口を開閉すると、風切り音（以下、笛吹き音）が生じることがある。すなわち、導入口の開閉時や吹出し口の開閉時には、空気の流路が狭まった状態が生じ、このときにブロワファンが駆動されていると、笛吹き音が生じることから、笛吹き音を解消するための各種の提案がなされている（例えば、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照。）。

ところで、車両には、車室内が前席側と後席側とがパーテンションなどで仕切られた形式のものがあり、このような車両では、前席側用のエアコン(フロントエアコン)と、後席側のエアコン（リアエアコン）が設けられ、前席側と後席側とが単独で空調可能となっている。

リアエアコンには、フロントエアコンと同様に、外気導入と内気導入（内気循環）の切換えが可能となっているものがあり、また、高級車などにおいては、外気導入用として、カウルトップから車室後部のエアコンユニットの間に外気導入ダクトを設け、この外気導入ダクトから外気を導入するようにしたものがある。

このときに、外気導入ダクトが長いと、エアコンユニットに設けているブロワファンを駆動しても所望の風量が得られないことから、外気導入ダクトに、外気導入用のファンを設け、外気導入モードが選択されたときに、エアコンユニットに設けている外気導入口を開くと共に、外気導入ダクトに設けているファンを作動させて、所望の風量が得られるようにすると共に、内気循環モードが選択されたときには、外気導入口を閉じると共に、外気導入ダクトに設けているファンを停止するようにしている。

しかしながら、外気導入口が開閉されるときに、リアエアコンユニットに設けているブロワファンと共に、外気導入ダクトに設けているファンが作動していると、笛吹き音が生じてしまうという問題がある。特に、リアエアコンユニットに、外気導入口と内気導入口の開閉にロータリダンパが設けられていると、笛吹き音が生じ易い。
特開２００５−１９９９１１号公報特開平１０−２９１４１６号公報特開平１１−５９１６０号公報特開２００４−１８２１２５号公報

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、外気導入用の送風ファンと送風ダクトを含むときに、空気の導入モードが切換えられることにより笛吹き音が生じるのを防止した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に本発明は、外気導入口から導入される外気及び車室内に開口された内気導入口から導入される内気の少なくとも一方によって生成した空調風を前記車室内へ吹出して空調する車両用空調装置であって、前記外気導入口を開閉する開閉手段と、一端が車外に連通され他端が前記外気導入口に連結されて前記外気を外気導入口に案内する送風ダクトと、前記送風ダクトに設けられて回転駆動されることにより回転数に応じた風量の外気を前記外気導入口へ送り込む送風ファン及び該送風ファンを回転駆動するモータを含む送風手段と、前記空調風を生成する空気の導入モードに応じ、前記開閉手段による前記外気導入口の開度の制御を行うと共に、前記外気導入口の開度に応じて前記送風手段による前記外気の風量を制御する際に、前記開閉手段によって前記外気導入口の開度を広げる場合には、前記外気導入口の開度に応じて前記風量が増加するように前記モータを制御し、前記外気導入口の開度を狭める場合には、風量の減少に応じて前記外気導入口の開度が狭まるように前記開閉手段を制御する制御手段と、を含む。

この発明によれば、導入モードを切換えるときに、導入モードに応じて外気導入口を開閉手段によって開閉すると共に、送風ダクトに設けた送風手段の作動を制御する。

外気を導入するときには、開閉手段による外気導入口の開度に応じて送風手段により送り込む風量が増加するように制御し、内気を導入するために外気導入口を閉じるときには、風量の減少に応じて外気導入口を閉じるように制御する。

これにより、外気導入口の開度と外気導入口を通過する風量を適正に制御して、外気導入口で笛吹き音が生じるのを防止することができる。

請求項２に記載の発明は、前記モータが駆動されるときの回転数に基づいて前記送風手段の最少風量が設定され、前記制御手段は、前記外気導入口を全閉状態から前記開度を広げる場合には、前記外気導入口の開度が予め設定された開度に達してから、前記モータを前記最少風量となるように駆動させて前記送風手段の作動を開始する。

この発明によれば、外気導入口を開く場合には、外気導入口の開度が予め設定された開度に達してから、最少風量が得られるように送風手段の作動を開始し、この後に、外気導入口の開度が大きくなるにしたがって風量が増加するように制御する。

また、請求項３に記載の発明は、前記制御手段は、前記外気導入口を全閉状態とするように前記開度を狭める場合には、前記モータの駆動を停止した後、該モータの停止による風量の減少に応じて前記外気導入口の開度を狭めるように前記開閉手段を制御する。

この発明によれば、外気導入口を閉じる場合には、送風手段を停止し、これによる風量の低下に応じて外気導入口の開度を狭める。このときに、風量が最少風量まで低下してから、開閉手段の作動を開始してもよい。

これにより、外気導入口の開度に応じた適正な風量の制御、風量に応じた適正な開度の制御が可能となり、笛吹き音の発生を確実に防止することができる。

以上説明したように本発明によれば、外気導入口を開閉するときに開度及び外気導入口を通過する外気の風量を適正に制御することができるので、導入モードを切換えるときに、笛吹き音が生じてしまうのを確実に防止することができるという優れた効果が得られる。

以下に、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

図２には、本実施の形態に適用した車両用空調システム（以下、エアコンシステム１０とする）の概略構成を示している。このエアコンシステム１０は、前席側を空調する空調装置（以下、フロントエアコン１２とする）及び、後席側を空調する空調装置（以下、リアエアコン１４とする）を備えている。

このエアコンシステム１０は、コンプレッサ１６、コンデンサ１８、エキスパンションバルブ２０及び、エバポレータ２２によって冷媒を循環する冷凍サイクルが形成されている。また、エアコンシステム１０では、エキスパンションバルブ２０及びエバポレータ２２として、フロントエアコン１２に用いられるエキスパンションバルブ２０Ａとエバポレータ２２Ａと、リアエアコン１４に用いられるエキスパンションバルブ２０Ｂ及びエバポレータ２２Ｂが設けられている。

また、フロントエアコン１２は、エバポレータ２２Ａが配設されるフロントエアコンユニット（以下、Ｆエアコンユニット２４とする）を備え、リアエアコン１４は、エバポレータ２２Ｂが配設されるリアエアコンユニット（以下、Ｒエアコンユニット２６とする）を備えている。

図３に示されるように、エアコンシステム１０が設けられる車両２８は、一例として、車室３０内がパーテンション３２によって仕切られ、前席側と後席側とが、空気の流れが生じない独立した空間となっている。なお、以下では、前席側と後席側の空間を区別するときには、前室３０Ａと後室３０Ｂとする。また、本実施の形態では、一例として車室３０内をパーテーション３２によって仕切った車両２８を例に説明するが、エアコンシステム１０は、これに限らず、車室がパーテーションによって仕切られていない車両であっても良く、ワンボックスタイプなどのように、車室が車両の前後方向に沿って長い車両など、任意の構成の車両に適用することができる。また、図３では、矢印Ｆｒで車両前後方向の前方側を示している。

フロントエアコン１２のＦエアコンユニット２４は、例えば、車室３０の前部のインストルメント（図示省略）に配置され、リアエアコン１４のＲエアコンユニット２６は、車両２８の後部のトランクルーム内などの後席の後方に配置されている。

図２に示されるように、Ｆエアコンユニット２４には、空気導入口３４及び吹出し口３６が設けられている。空気導入口３４は、車室３０（前室３０Ａ側）内に開口された内気導入口３４Ａと、例えば、カウルトップなどに開口された外気導入口３４Ｂが形成され、内気導入口３４Ａ及び外気導入口３４Ｂを開閉する切換ドア３８が配設されている。また、Ｆエアコンユニット２４には、ブロワファン４０が設けられている。

フロントエアコン１２では、空気の導入モードとして外気導入する外気導入モードと、車室（前室３０Ａ）内の空気（内気）を導入する内気循環モードの選択が可能となっており、選択された導入モードに応じて切換ドア３８が作動され、ブロワファン４０がブロワモータ４２によって回転駆動されることにより、切換ドア３８によって開放された空気導入口３４から内気ないし外気が導入される。

また、Ｆエアコンユニット２４には、空気吹出し口３６として車両２８のフロントウインドガラス２８Ａ（図３参照）へ向けて開口されたデフロスタ吹出し口３６Ａ、前席に着座した乗員へ向けて開口されたレジスタ吹出し口３６Ｂ及び、前席の乗員の足元に向けて開口された足元吹出し口３６Ｃが形成され、モード切換ドア４４によって、デフロスタ吹出し口３６Ａ、レジスタ吹出し口３６Ｂないし足元吹出し口３６Ｃが選択的に開口され、開口された空気吹出し口３６から前室３０Ａ（車室３０）に空調風が吹き出される。

また、Ｆエアコンユニット２４内には、ヒータコア４６及びエアミックスドア４８が設けられている。ヒータコア４６には、図示しないエンジンとの間でエンジン冷却液が循環されるようになっており、ヒータコア４６を通過する空気がエンジン冷却液によって加熱される。

また、エアミックスドア４８は、ヒータコア４６を通過する空気とヒータコア４６をバイパスする空気を分割するようになっており、Ｆエアコンユニット２４では、エアミックスドア４８の開度によってヒータコア４６を通過した空気量とヒータコア４６をバイパスする空気量を制御し、これらの空気が混合されることにより所望の温度の空調風が生成される。

一方、Ｒエアコンユニット２６には、空気導入口５０及び空気吹出し口５２が形成され、ブロワファン５４、ヒータコア５６及びエアミックスドア５８が配設されている。

Ｒエアコンユニット２６では、空気導入口５０として、後室３０Ｂ（車室３０）内に開口された内気導入口５０Ａと、車外に連通された外気導入口５０Ｂとを備え、内気導入口５０Ａ及び外気導入口５０Ｂが、開閉手段として設けられている切換ドア６０によって開閉される。これにより、Ｒエアコンユニット２６では、ブロワモータ６２が作動して、ブロワファン５４が回転駆動されることにより内気ないし外気が導入される。

また、リアエアコン１４では、空気吹出し口５２として、ルーフサイドから後席（後室３０Ｂ）の乗員へ向けて空調風を吹き出すルーフサイドレジスタ吹出し口（以下、サイドレジスタ吹出し口５２Ａとする、図３参照）及び、後席の乗員の足元へ向けて空調風を吹き出す足元吹出し口５２Ｂが設けられており、サイドレジスタ吹出し口５２Ａ及び足元吹出し口５２Ｂがモード切換ドア６４によって開閉される。

リアエアコン１４では、図示しないエンジンとヒータコア５６との間で循環されるエンジン冷却液によって、ヒータコア５６を通過する空気が加熱される。また、リアエアコン１４では、エアミックスドア５８によってヒータコア５６を通過する空気量とヒータコア５６をバイパスされる空気量を制御され、これらの空気が混合されることにより、所望の温度の空調風が生成される。また、吹出しモードに応じてモード切換ドア６４が、サイドレジスタ吹出し口５２Ａないし足元吹出し口５２Ｂが開放されて、空調風が吹き出される。

なお、リアエアコン１４は、車両２８のリアウインドガラス２８Ｂ（図３参照）へ向けて空調風を吹出し可能であっても良く、このときには、リアウインドガラスへ向けて開口されたリアデフロスタ吹出し口を設け、このリアデフロスタ吹出し口をモード切換ドア６４によって開閉すればよい。

なお、フロントエアコン１２及びリアエアコン１２は、加熱手段としてヒータコア４６、５６を設けているが、これに加えてＰＣＴヒータなどの電気ヒータを備えたものであってもよい。また、電気自動車などにおいては、ヒータコアではなく、電気ヒータなどを加熱手段として設けたものであっても良い。

図４に示されるように、エアコンシステム１０には、エアコンシステム１０及びフロントエアコン１２の作動を制御するフロントエアコンＥＣＵ６６と、リアエアコン１４の作動を制御するリアエアコンＥＣＵ６８を備え、フロントエアコンＥＣＵ６６とリアエアコンＥＣＵ６８が接続されている。なお、以下では、フロントエアコンＥＣＵ６６とリアエアコンＥＣＵ６８を設けて説明するが、一つのエアコンＥＣＵによってフロントエアコン１２とリアエアコン１４の動作を制御するなどの任意の構成を適用できる。

エアコンシステム１０では、図示しないエンジンの駆動力によってコンプレッサ１６が回転駆動されるようになっており、フロントエアコンＥＣＵ６６には、コンプレッサ１６へのエンジン駆動力を断続する電磁クラッチ７０が接続されている。フロントエアコンＥＣＵ６６では、電磁クラッチ７０のオン／オフによってコンプレッサ１６の駆動／停止を制御する。

また、フロントエアコンＥＣＵ６６には、コンプレッサ１６から吐出される冷媒量を制御する流量制御弁７２（図２では図示省略）が接続されており、フロントエアコンＥＣＵ６６は、流量制御弁７２の開度を制御することにより、冷房能力の制御を行う。なお、コンプレッサ１６は、電動モータ（コンプレッサモータ）で回転駆動されるものであっても良く、このときには、電磁クラッチ７０及び流量制御弁７２を省略することができる。

フロントエアコンＥＣＵ６６には、ブロワファン４０を駆動するブロワモータ４２、切換ドア３８を駆動するアクチュエータ７４Ａ、モード切換ドア４４を駆動するアクチュエータ７４Ｂ、エアミックスドア４８を駆動するアクチュエータ７４Ｃが接続されている。

フロントエアコンＥＣＵ６６では、例えば、ブロワモータ４２を駆動する駆動電圧によってブロワファン４０の回転数を制御して、所定のブロワ風量が得られるようにしている。また、フロントエアコンＥＣＵ６６は、導入モードに応じてアクチュエータ７４Ａを駆動し、吹出しモードに応じてアクチュエータ７４Ｂを駆動すると共に、アクチュエータ７４Ｃの駆動によってエアミックスドア４８の開度制御を行う。

リアエアコンＥＣＵ６８には、ブロワファン５４を駆動するブロワモータ６２、切換ドア６０を作動するアクチュエータ７６Ａ、モード切換ドア６４を作動するアクチュエータ７６Ｂ及びエアミックスドア５８を作動するアクチュエータ７６Ｃが接続されている。

リアエアコンＥＣＵ６８は、ブロワモータ６２の駆動電圧によってブロワファン５４の回転数を制御し、所望のブロワ風量が得られようにすると共に、導入モードに応じたアクチュエータ７６Ａの駆動、吹出しモードに応じたアクチュエータ７６Ｂの駆動及び、アクチュエータ７６Ｃの駆動によるエアミックスドア５８の開度制御を行う。

一方、フロントエアコン１２は、フロントエアコン１２の運転／停止、設定温度などの運転条件等の入力操作が行われる操作パネル７８を備えている。この操作パネル７８は、例えば、車室３０の前部のインストルメントパネルに設けられ、前席に着座した乗員が操作可能となっている。

また、リアエアコン１４は、リアエアコン１４の運転／停止、設定温度などの運転条件等の入力操作が行われる操作パネル８０を備えている。この操作パネル８０は、例えば、後席のアームレストなどに設けられて、後席に着座した乗員が操作可能となっている。

また、フロントエアコンＥＣＵ６６には、操作パネル７８、前室３０Ａの室温を検出する室温センサ８２、外気温を検出する外気温センサ８４、日射量を検出する日射センサ８６、エンジン冷却液の液温を検出する液温センサ８８及び、エバポレータ２２Ａを通過した空気の温度を検出するエバポレータ後温度センサ９０が接続され、リアエアコンＥＣＵ６８には、後室３０Ｂの室温を検出する室温センサ９２及び、エバポレータ２２Ｂを通過した空気の温度を検出するエバポレータ後温度センサ９４などが接続され、フロントエアコンＥＣＵ６６及びリアエアコンＥＣＵ６８のそれぞれで環境条件等の検出が行われるようになっている。

フロントエアコンＥＣＵ６６及びリアエアコンＥＣＵ６８のそれぞれでは、運転条件が設定されると、運転条件と各種のセンサによって検出する環境条件に基づいて、車室３０内（前室３０Ａ、後室３０Ｂ）を設定温度とするための目標吹出し温度を設定し、設定した目標吹出し温度と運転条件に基づいた空調運転を行う。

なお、リアエアコンＥＣＵ６８では、フロントエアコンＥＣＵ６６が検出する外気温、日射量、エンジン冷却液の液温等を、フロントエアコンＥＣＵ６６から取得し、空調運転の制御は、フロントエアコンＥＣＵ６６、リアエアコンＥＣＵ６８のそれぞれで行われる。また、このときの運転制御は、公知の一般的構成を適用でき、ここでは詳細な説明を省略する。

ところで、図２及び図３に示されるように、Ｒエアコンユニット２６には、送風ダクト１００が設けられている。図３に示されるように、この送風ダクト１００は、車両前後方向に沿って延設されており、一端が、車両２８の前部のカウルトップ（図示省略）に開口されている。また、図２に示されるように、送風ダクト１００の他端は、Ｒエアコンユニット２６の外気導入口５０Ｂに連結されている。

これにより、リアエアコン１４では、車両前方側の新鮮な空気（外気）をカウルトップ近傍から導入可能となっていると共に、車両２８の側面に外気導入用の開口を設けないため、車両２８の外観品質の低下が生じることがない。

また、図２及び図３に示されるように、送風ダクト１００には、送風手段を形成する送風ファン１０２が設けられている。図２に示されるように、この送風ファン１０２は、ファンモータ１０４によって回転駆動されるようになっており、回転駆動されることにより送風ダクト１００内に外気が導入されると共に、導入された外気が、Ｒエアコンユニット２６の外気導入口５０Ｂへ向けて送風ダクト１００内を送られる。

これにより、車両の前後方向に沿って延設された送風ダクト１００を介して、外気を導入するときに、ブロワファン５４の吸気抵抗が大きくなり、ブロワファン５４（ブロワモータ６２）に負荷がかかったり、外気の導入量が不足してしまうのを防止している。なお、送風ダクト１００に設ける送風ファン１０２としては、遠心式ファン、軸流式ファン又は貫流式ファンなどの何れであっても良く、また、送風ファン１０２の配置位置は、外気の導入効率、スペースなどを考慮した任意の位置とすることができる。

図４に示されるように、リアエアコンＥＣＵ６８には、送風ファン１０２を駆動するファンモータ１０４が接続されており、リアエアコンＥＣＵ６８によってファンモータ１０４の駆動が制御される。

一方、図２に示されるように、Ｒエアコンユニット２６には、切換ドア６０としてロータリドアを用いている。すなわち、切換ドア６０は、円弧状のシャッタ部１０６と、このシャッタ部１０６の軸方向の両側に扇形状の側板部１０８が形成されて、側板部１０８のシャッタ部１０６と反対側の端部が回転軸１１０となっている。

この切換ドア６０は、回転軸１１０を中心に回動されることにより、シャッタ部１０６が周方向に沿って、外気導入口５０Ｂを全閉状態として内気導入口５０Ａを全開状態とする位置と、外気導入口５０Ｂを全開状態として内気導入口５０Ａを全閉状態とする位置との間で移動される。

これにより、リアエアコン１４では、外気又は内気のみでなく、外気／内気を混合しながら導入可能となっている。すなわち、内気循環モード、外気導入モード及び内外気導入モードの選択が可能となっている。

図４に示されるリアエアコンＥＣＵ６８では、内気循環モードが選択されると、アクチュエータ７６Ａを駆動して内気導入口５０Ａを開放すると共に、ファンモータ１０４を停止する。また、リアエアコンＥＣＵ６８は、外気導入モードが選択されると、アクチュエータ７６Ａを駆動して、外気導入口５０Ｂを開くと共に、ファンモータ１０４を駆動して、外気導入口５０Ｂへ外気を送りこむ。

一方、Ｒエアコンユニット２６では、アクチュエータ７６Ａが駆動されることにより、外気導入口５０Ｂの開度αが全閉状態（開度α＝０（％））から全開状態（開度α＝１００（％））の間で変化する。また、外気導入口５０Ｂの開口が狭い状態で、ファンモータ１０４が作動して、外気導入口５０Ｂに外気が送り込まれると、笛吹き音が生じることがある。

ここから、リアエアコン１４では、外気導入口５０Ｂの開度αに対する送風ファン１０２の送風量（以下、風量Ｖａとする）が設定され、リアエアコンＥＣＵ６８に記憶されている。

図１に示されるように、リアエアコンＥＣＵ６８では、例えば、ファンモータ１０４の駆動電圧によって送風ファン１０２の回転数を制御し、回転数に応じた風量Ｖａが得られるようにしている。このとき、リアエアコンＥＣＵ６８では、最少風量Ｖminと最大風量Ｖmaxの間で風量Ｖａの制御を行う。

リアエアコンＥＣＵ６８には、図１に示される外気導入口５０Ｂの開度αに対する風量Ｖａの上限値が設定されており、リアエアコンＥＣＵ６８では、これに基づいて、ファンモータ１０４の回転数及びアクチュエータ７６Ａの駆動を制御するようにしている。

すなわち、リアエアコンＥＣＵ６８では、アクチュエータ７６Ａとサーボモータを用い、切換ドア６０の移動による外気導入口５０Ｂの開度αの判定が可能となるようにし、内気導入モードから外気導入モードに切換えるときには、アクチュエータ７６Ａを作動させ、このときの切換ドア６０の回動による外気導入口５０Ｂの開度αに応じて、ファンモータ１０４の駆動を制御する。

また、リアエアコンＥＣＵ６８では、外気導入モードから内気循環モードに切換えるときには、ファンモータ１０４をオフすると共に、これによる風量Ｖａの変化（減少）に合わせて、アクチュエータ７６Ａを作動するようにしている。

なお、リアエアコンユニット２６では、外気導入口５０Ｂが全閉（開度α＝０）となることにより、内気導入口５０Ａが全開状態となり、外気導入口５０Ｂが全開状態（開度α＝１００）となったときには、内気導入口５０Ａが全閉状態となる。また、アクチュエータ７６Ａとしては、サーボモータに限らず、外気導入口５０Ｂの開度α又は、切換ドア６０の回動量が検出可能であれば任意の駆動手段を適用することができる。

Ｒエアコンユニット２６では、送風ファン１０２の風量Ｖａが風量Ｖminである時に、外気導入口５０Ｂが開度α_１以上（α≧α_１）であると、笛吹き音が生じなくなり、また、外気導入口５０Ｂが開度α_２以上（α≧α_２）では、風量Ｖmaxであっても笛吹き音が生じなくなる。

ここから、リアエアコンＥＣＵ６８では、外気導入口５０Ｂが開度α_１に達していないとき（０≦α＜α_１）には、ファンモータ１０４を停止状態とし、外気導入口５０Ｂが開度α_２以上（α_２≦α≦１００）であれば、最大風量Ｖmaxが得られるようにファンモータ１０４を駆動し、外気導入口５０Ｂが開度α_１から開度α_２の間（α_１≦α≦α_２）では、開度に応じた風量Ｖａが得られるようにファンモータ１０４を駆動する。

また、リアエアコンＥＣＵ６８では、切換ドア６０によって外気導入口５０Ｂを狭めるときには、開度αが風量Ｖａに応じた開度より小さくならないようにアクチュエータ７６Ａの作動を制御するようにしている。

このように構成されているエアコンシステム１０では、車両２８の前室３０Ａ（前席側）をフロントエアコン１２によって空調し、後室３０Ｂ（後席側）をリアエアコン１４によって空調される。

このフロントエアコン１２及びリアエアコン１４のそれぞれでは、設定温度などの運転条件が設定されると、運転条件と環境条件に基づいて空調する空間（前室３０Ａ又は後室３０Ｂ）を設定温度とするための目標吹出し温度を設定し、設定した目標吹出し温度ないし運転条件に基づいて、吹出し口、ブロワ風量を設定し、これらの設定に基づいた空調風を吹き出す。

また、フロントエアコン１２では、操作パネル７８のスイッチ操作によって空気の導入モードの切換えがなされ、リアエアコン１４では、操作パネル８０のスイッチ操作によって空気の導入モードの切換がなされる。

これにより、エアコンシステム１０では、パーテーション３２によって仕切られて独立された前室３０Ａ、後室３０Ｂのそれぞれを、空間ごとに所望の運転条件で、所望の空調状態とすることができる。

ところで、切換ドア３８、６０、モード切換ドア４４、６４によって空気導入口３４、５０、空気吹出し３６、５２を開閉するときに、開口が狭まった状態で多量の空気が通過すると、笛吹き音が生じる。特に、リアエアコン１４では、送風ダクト１００を設けると共に送風ファン１０２を設けて、車両前方側の空気を、強制的にＲエアコンユニット２６に送り込むようにしており、このために、外気導入口５０Ｂの開口に比べて、外気導入口５０Ｂを通過する風量Ｖａが多くなると、笛吹き音が生じ易い。

エアコンシステム１０では、開口の開度に基づいた風量の制御、風量に基づいた開口の制御を行うことにより、笛吹き音の発生を抑えるようにしている。

ここで、リアエアコン１４の送風ファン１０２と外気導入口５０Ｂを例に、笛吹き音を抑える風量制御及び開度制御を説明する。

図５には、空気の導入モードとして外気導入モードと内気循環モードが設定されているときの導入モードの切換に応じた切換ドア６０と送風ファン１０２（ファンモータ１０４）の制御の概略を示している。

なお、このフローチャートは、リアエアコン１４の運転開始（オン）が指示されることにより実行され、図示しないイグニッションスイッチのオフ、リアエアコン１４のオフ（空調停止）によって終了する。また、リアエアコン１４では、後室３０Ｂ側に設けている操作パネル８０のスイッチ操作によって導入モードの切換えが可能となっている。

このフローチャートでは、最初のステップ２００で操作パネル８０が操作されて導入モードの切換えが入力されたか否かを確認し、内気循環モードから外気導入モードへの変更、外気導入モードから内気循環モードへの変更などの導入モードの切換えが入力されると、ステップ２００で肯定判定してステップ２０２へ移行する。

このステップ２０２では、内気循環から外気導入への切換えか否かを確認する。すなわち、内気循環モードから外気導入モードへの切換えか、外気導入モードから内気循環モードへの切換えか、を確認する。

ここで、現状が内気循環モードとなっているときに、外気導入モードへ切換えるときには、ステップ２０２で肯定判定してステップ２０４へ移行する。これにより、アクチュエータ７６Ａが駆動されて、切換ドア６０が外気導入口５０を開く方向へ移動（回動）される。

次の、ステップ２０６では、外気導入口５０Ｂの開度αが開度α_１に達したか否かを確認し、切換ドア６０の移動によって外気導入口５０の開度αが設定開度α_１に達する（α≧α_１）と、ステップ２０６で肯定判定されてステップ２０８へ移行し、風量Ｖａが最少風量Ｖminとなるようにファンモータ１０４の駆動を開始する。

この後、ステップ２１０では、アクチュエータ７６Ａの駆動によって切換ドア６０が開く外気導入口５０Ｂの開度αに合わせて風量Ｖａが増加するようにファンモータ１０４を駆動する。

これと共に、ステップ２１２では、外気導入口５０Ｂが全開となったか否かを確認し、外気導入口５０Ｂが全開状態（開度α＝１００）となると、ステップ２１２で肯定判定してステップ２１４へ移行し、アクチュエータ７６Ａを停止する。

これにより、外気導入口５０Ｂが開放され、送風ファン１０２によって吸引された外気が、外気導入口５０ＢからＲエアコンユニット２６内に送り込まれる。

これに対して、外気導入モードとなっている時に、内気循環モードに切換えられるときには、ステップ２０２で否定判定してステップ２１６へ移行する。このステップ２１６では、送風ファン１０２（ファンモータ１０４）を停止する。これにより、送風ファン１０２が停止するように回転数が低下し、この回転数の低下に合わせて風量Ｖａが減少する。

つぎのステップ２１８では、風量Ｖａが最少風量Ｖminまで低下したか否かを確認する。送風ファン１０２が停止されて風量Ｖａが最少風量Ｖminまで低下すると（Ｖａ≦Ｖmin）、ステップ２１８で肯定判定されてステップ２２０へ移行し、アクチュエータ７６Ａの駆動を開始する。これにより、外気導入口５０Ｂを閉じる方向へ切換ドア６０が移動される。

この後、ステップ２２２では、外気導入口５０Ｂが切換ドア６０よって閉じられたか否かを確認し、外気導入口５０Ｂが閉じられると（開度α＝０）、ステップ２２２で肯定判定されてステップ２１４へ移行し、アクチュエータ７６Ａが停止される。

これにより、外気導入口５０Ｂが閉じられると共に、内気導入口５０Ａが全開状態となり、内気導入口５０Ａから車室３０内の空気がＲエアコンユニット２６内に導入される。

また、このようにして、切換ドア４０の制御と風量Ｖａの制御を行うことにより送風ファン１０２が外気導入口５０Ｂに送り込むに外気によって、外気導入口５０Ｂで笛吹き音が発生してしまうのを確実に防止することができる。

なお、ここでは、風量Ｖａが最少風量Ｖminとなったとき（ステップ２１８で肯定判定）にアクチュエータ７６Ａの作動を開始するようにしているが、風量Ｖａの減少に応じて開度αが減少されるようにアクチュエータ７６Ａを作動するようにしてもよい。

一方、リアエアコン１４では、切換ドア６０としてロータリドアを用いており、これにより、内気循環モード、外気導入モードに加え、内気と外気を導入する内外気導入モードの選択が可能となる。ここで、図６及び図７を参照しながら、内気導入モード〜内外気導入モード〜外気導入モードでの導入モードの切換えが行われるときの切換ドア６０及び風量Ｖａの制御を説明する。

リアエアコンＥＣＵ６８では、導入モードの切換えを行うときに、アクチュエータ７６Ａとファンモータ１０４の制御を並行して行うようにしており、図６には、切換ドア６０（アクチュエータ７６Ａ）の制御を示し、図７には、風量Ｖａ（ファンモータ１０４）の制御の概略を示している。

図６のフローチャートでは、最初のステップ２３０では、操作パネル８０のスイッチ操作によって導入モードの変更が指示されたか否かを確認し、導入モードの変更が指示されると、ステップ２３０で肯定判定してステップ２３２へ移行し、新たに選択された導入モードを読込み、ステップ２３４では、導入モードに応じて外気導入口５０Ｂの開度を設定する（設定開度αｓ）。

なお、外気導入モードに変更するときには、設定開度αｓ＝１００（全開）、内気循環モードに変更するときには、設定開度αｓ＝０（全閉）となる。また、例えば、内気導入口５０Ａ、外気導入口５０Ｂがそれぞれ半開状態を、内外気導入モードとするとしたときには、設定開度αｓ＝５０とする。

次のステップ２３６では、導入モードの変更（設定開度α）が切換ドア６０によって外気導入口５０Ｂを開く方向か否かを確認する。ここで、内気循環モードから、内外気導入モード、外気導入モードへの変更又は、内外気導入モードから外気導入モードへの変更であるときには、ステップ２３６で肯定判定してステップ２３８へ移行し、アクチュエータ７６Ａの駆動を開始する。

この後、ステップ２４０では、外気導入口５０Ｂの開度αが設定開度αｓとなったか否かを確認し、開度αが設定開度αｓとなると（α＝αｓ）、ステップ２４０で肯定判定してステップ２４２へ移行し、アクチュエータ７６Ａを停止する。

一方、外気導入モードから内外気導入モード、内気循環モード又は、内外気導入モードから内気循環モードへの変更であるときには、ステップ２３６で否定判定されてステップ２４４へ移行する。

このステップ２４４では、切換ドア６０が外気導入口５０Ｂを閉じる方向へ移動することから、送風ファン１０２による風量Ｖａ（例えば、ファンモータ１０４の回転数）に応じたアクチュエータ７６Ａの駆動を開始する。

この後、ステップ２４６では、外気導入口５０Ｂが設定開度αｓとなる位置まで切換ドア６０が移動したかを確認する。これにより、外気導入口５０Ｂの開度αが設定開度αｓとなると（α＝αｓ）、ステップ２４６で肯定判定してステップ２４２へ移行して、アクチュエータ７６Ａの作動を停止する。

これにより、導入モードの変更がなされると、変更された導入モードとなるように切換ドア６０が移動される。

図７には、導入モードの変更に伴う送風ファン１０２による風量制御の概略を示しており、このフローチャートでは、最初のステップ２５０で導入モードの変更が入力されたか否かを確認する。ここで、操作パネル８０のスイッチ操作によって導入モードが変更されるとステップ２５０で肯定判定してステップ２５２に移行する。このステップ２５２では、導入モードの変更が、切換ドア６０が気導入口５０Ｂを開く方向への変更か否かを確認する。

このときに、内気循環モードから内外気導入モード、外気導入モード又は、内外気導入モードから外気導入モードへの変更であるときには、ステップ２５２で肯定判定してステップ２５４へ移行する。このステップ２５４では、送風ファンが停止（オフ）しているか否かを確認する。

ここで、現状が、内気循環モードであり、送風ファン１０２が停止していると、ステップ２５４で肯定判定して、ステップ２５６へ移行する。

切換ドア６０の制御では、内気循環モードから内外気導入モード及び外気導入モードに切換るときに、風量Ｖａに関係なくアクチュエータ７６Ａを駆動して切換ドア６０を移動するようにしており（図６のステップ２３６〜ステップ２４２）いる。これにより、ステップ２５６では、外気導入口５０Ｂの開度αが設定開度α１に達したか否かを確認し、開度αが設定開度α１に達する（α≧α１）と、ステップ２５６で肯定判定してステップ２５８へ移行する。

このステップ２５８では、風量Ｖａが最少風量Ｖminとなるようにファンモータ１０４（送風ファン１０２）の駆動を開始する。

この後、ステップ２６０では、アクチュエータ７６Ａが駆動していることにより外気導入口５０Ｂの開度αが大きくなることから、この開度αに応じて風量Ｖａを増加するようにファンモータ１０４を駆動する。

なお、内外気導入モードから外気導入モードへ移行するときには、既にファンモータ１０４が駆動されて送風ファン１０２が回転していることから、ステップ２５４で否定判定してステップ２６０へ移行し、外気導入口５０Ｂの開度αに応じて風量Ｖａが増加するようにファンモータ１０４を制御する。

この後、ステップ２６２では、外気導入口５０Ｂの開度αが設定開度αｓに達したか否かを確認し、開度αが設定開度αｓに達する（α＝αｓ）と、ステップ２６２で肯定判定して、風量制御を終了する。

これにより、Ｒエアコンユニット２６では、外気導入口５０Ｂの開度αに応じた風量Ｖａが、送風ファン１０２によって外気導入口５０Ｂに送り込まれる状態となる。

これに対して、外気導入モードから内外気導入モード、内気循環モード又は、内外気導入モードから内気循環モードへ変更されるときには、切換ドア６０が外気導入口５０Ｂを閉じる方向へ移動されるので、ステップ２５２で否定判定されてステップ２６４へ移行する。

このステップ２６４では、内気循環モードへの変更か否かを確認している。導入モードの変更が、外気導入モード又は内外気導入モードから内気循環モードの変更であるときには、ステップ２６４で肯定判定してステップ２６６へ移行して送風ファン１０２（ファンモータ１０４）を停止する。

また、外気導入モードから内外気導入モードへの変更であるときには、ステップ２６４で否定判定してステップ２６８へ移行する。このステップ２６８では、外気導入口５０Ｂの開口が狭められる（開度αが減少される）ので、これに応じて風量Ｖａが減少するように送風ファン１０２の回転を抑える。

この後、ステップ２７０では、切換ドア６０の移動によって外気導入口５０Ｂの開度αが設定開度αｓに達したか否かを確認する。これにより、開度αが設定開度αｓとなる（α＝αｓ）と、ステップ２７０で肯定判定して、風量制御を終了する。

このようにして、外気導入口５０Ｂを開くときには、図１に示される開度αに対する風量Ｖａの設定に基づいて、開度αに応じて風量Ｖａを増加し、外気導入口５０Ｂを閉じるときには、図１から得られる風量Ｖａに対する開度αに基づいて、風量Ｖａに応じて開度αを狭めるように制御する。

これにより、送風ファン１０２によって外気が外気導入口５０Ｂに送り込まれるときに、外気導入口５０Ｂで笛吹き音が生じるのを確実に防止することができる。

したがって、リアエアコン１４で導入モードの切換を行うときに、車室３０内の静粛性が損なわれるのを防止することができる。

なお、以上説明した本実施の形態では、切換ドア６０としてロータリドアを用いたが、これに限らず、板ドア、フィルムドア、スライドドアなどの公知の任意の開閉手段を適用することができる。

また、本実施の形態では、送風ファン１０２が設けられたリアエアコン１４を例に、送風ファン１０２によって外気導入口５０Ｂに送り込まれる外気によって笛吹き音が生じるのを防止したが、本発明は、これに限るものではない。

また、本実施の形態では、送風ダクト１００及び送風ファン１０２を備えたリアエアコン１４を例に説明したが、送風ダクト１００や送風ファン１０２を含まないリアエアコンに適用しても良く、また、リアエアコン１４のみでなくフロントエアコン１２に適用してもよい。

例えば、リアエアコン１４において、ブロワファン５４を送風ファンとしたときに、切換ドア４０による内気導入口５０Ａと外気導入口５０Ｂの間での開閉タイミングのずれが生じると笛吹き音が生じることがある。また、フロントエアコン１２においては、ブロワファン４０を送風手段としたときに、切換ドア３８により内気導入口３４Ａと外気導入口３４Ｂの間での開閉タイミングにズレが生じるときに笛吹き音が発生することがある。

このときに、本発明を適用して、ドアの開閉と送風手段の風量制御を行うようにしても良く、これにより、笛吹き音の発生を防止することができる。

さらに、本実施の形態では、フロントエアコン１２とリアエアコン１４を備えたエアコンシステム１０を例に説明したが、本発明の車両用空調装置は、フロントエアコン１２のみの構成であっても良く、リアエアコン１４のみの構成であってもよい。すなわち、本発明は、車両に設けられる任意の構成の空調装置に適用することができる。

本実施の形態に係る外気導入口の開度に対する風量を示す線図である。本実施の形態に適用したエアコンシステムの概略構成図である。本実施の形態に適用した車両の概略構成図である。エアコンシステムの制御部の概略構成図である。本発明に係る導入モードの切換制御の一例を示す流れ図である。本発明に係る導入モードの切換における切換ドア制御の他の一例を示す流れ図である。本発明に係る導入モードの切換における風量制御の他の一例を示す流れ図である。

符号の説明

１０エアコンシステム
１２フロントエアコン
１４リアエアコン（車両用空調装置）
２６リアエアコンユニット
５０Ａ内気導入口
５０Ｂ外気導入口
６０切換ドア（開閉手段）
６８リアエアコンＥＣＵ（制御手段）
７６Ａアクチュエータ（開閉手段）
１００送風ダクト
１０２送風ファン（送風手段）
１０４ファンモータ（送風手段）

Claims

外気導入口から導入される外気及び車室内に開口された内気導入口から導入される内気の少なくとも一方によって生成した空調風を前記車室内へ吹出して空調する車両用空調装置であって、
前記外気導入口を開閉する開閉手段と、
一端が車外に連通され他端が前記外気導入口に連結されて前記外気を外気導入口に案内する送風ダクトと、
前記送風ダクトに設けられて回転駆動されることにより回転数に応じた風量の外気を前記外気導入口へ送り込む送風ファン及び該送風ファンを回転駆動するモータを含む送風手段と、
前記空調風を生成する空気の導入モードに応じ、前記開閉手段による前記外気導入口の開度の制御を行うと共に、前記外気導入口の開度に応じて前記送風手段による前記外気の風量を制御する際に、前記開閉手段によって前記外気導入口の開度を広げる場合には、前記外気導入口の開度に応じて前記風量が増加するように前記モータを制御し、前記外気導入口の開度を狭める場合には、風量の減少に応じて前記外気導入口の開度が狭まるように前記開閉手段を制御する制御手段と、
を含む車両用空調装置。
前記モータが駆動されるときの回転数に基づいて前記送風手段の最少風量が設定され、
前記制御手段は、前記外気導入口を全閉状態から前記開度を広げる場合には、前記外気導入口の開度が予め設定された開度に達してから、前記モータを前記最少風量となるように駆動させて前記送風手段の作動を開始する請求項１に記載の車両用空調装置。
前記制御手段は、前記外気導入口を全閉状態とするように前記開度を狭める場合には、前記モータの駆動を停止した後、該モータの停止による風量の減少に応じて前記外気導入口の開度を狭めるように前記開閉手段を制御する請求項１に記載の車両用空調装置。