JP5626095B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、内気および外気を異なる吹出口から吹き出すことのできる内外気二層式の車両用空調装置に関する。

従来、車室内へ送風される送風空気の内気（車室内空気）および外気（車室外空気）の導入割合を変化させる内外気切替手段を備える車両用空調装置が知られている。

さらに、特許文献１には、外気の排ガス濃度を検出する排ガスセンサを備え、この排ガスセンサによって検出された外気の排ガス濃度の上昇に伴って、内外気切替手段が外気の導入割合を低下させる車両用空調装置が開示されている。これにより、特許文献１の車両用空調装置では、排ガスが車室内へ流入してしまうことを抑制して、乗員が排ガスの混じった空気を吸ってしまうことの不快感を抑制しようとしている。

また、特許文献２には、車室内へ送風される送風空気の空気通路を形成するケーシング内に第１、第２空気通路を形成し、第１送風機から送風された第１送風空気を第１空気通路を介して乗員の上半身および車両窓ガラスへ向けて吹き出すとともに、第２送風機から送風された第２送風空気を第２空気通路を介して乗員の下半身（足下）へ向けて吹き出すように構成された、いわゆる内外気二層式の車両用空調装置が開示されている。

この特許文献２の車両用空調装置では、例えば、暖房運転時に、内外気切替手段が第１送風機側へ内気に対して湿度の低い外気を導入させ、第２送風機側へ外気に対して温度の高い内気を導入させることにより、車両窓ガラスの防曇性能を向上させるとともに、頭寒足熱型の快適な空調フィーリングを実現しようとしている。

特開２００５−６７２３０号公報 特開平１１−１１５４５０号公報

ところで、特許文献１の車両用空調装置のように、外気の排ガス濃度に応じて内外気切替装置によって内外気導入割合を変化させる構成では、一般的に、外気の排ガス濃度が予め定めた基準濃度以上になっている際には、内外気切替装置が外気導入経路を遮断して、車室内へ吹き出される送風空気として内気のみを導入させる内気モードに切り替える。これにより、車室内へ高濃度の排ガスが流入してしまうことを防止している。

そして、外気の排ガス濃度の低下に伴って、再び送風空気として外気を導入させる際には、内外気切替装置が内気と外気との双方を導入させる内外気混入モード（待機モード）へ切り替え、その後、所定時間の経過を待って、内気導入経路を遮断して外気のみを導入させる外気モードに切り替える。

このように待機モードを経由して外気モードへ切り替えることにより、再び外気の排ガス濃度が上昇した際に、外気のみを導入させる場合に対して車室内へ流入する排ガス濃度を低下させることができるとともに、速やかに内気モードへ切り替えて、乗員の不快感を抑制する効果を向上させている。

ところが、上記の如く、内外気切替装置が内気モード→待機モード→外気モードの順に導入モードを変化させる制御（以下、排ガスオート制御という）を、特許文献２の車両用空調装置に適用しても、乗員が排ガスの混じった空気を吸ってしまうことの不快感を充分に抑制できないことがある。

その理由は、特許文献２に開示されているような内外気二層式の車両用空調装置では、内外気切替装置が内気と外気との双方を導入させる内外気混入モード時に、主に外気が第１送風空気となって乗員の上半身および車両窓ガラスへ向けて吹き出され、主に内気が第２送風空気となって乗員の下半身へ向けて吹き出されてしまうからである。

このため、内外気二層式の車両用空調装置では、上述の排ガスオート制御を実行して、待機モード時へ切り替えたとしても、再び外気の排ガス濃度が上昇してしまうと、排ガスが混じった送風空気が主に乗員の上半身（顔）へ向けて吹き出されてしまい、乗員の不快感を抑制することができなくなってしまう。

本発明は上記点に鑑みて、第１送風手段から送風された第１送風空気を第１空気通路を介して乗員の上半身へ向けて吹き出し、第２送風機から送風された第２送風空気を第２空気通路を介して乗員の下半身へ向けて吹き出す車両用空調装置において、乗員が排ガス等の混じった空気を吸ってしまうことの不快感を抑制することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車室内へ向けて空気を送風する第１、第２送風ファン（１２ａ、１２ｂ）と、第１送風ファン（１２ａ）から送風された第１送風空気を流通させる第１空気通路（Ａ１）および第２送風ファン（１２ｂ）から送風された第２送風空気を流通させる第２空気通路（Ａ２）を形成するケーシング（１１）とを備え、ケーシング（１１）には、少なくとも第１送風空気を乗員の上半身へ向けて吹き出すフェイス開口部（１１ｄ）、および、少なくとも第２送風空気を乗員の下半身へ向けて吹き出すフット開口部（１１ｅ）が形成されている車両用空調装置であって、
第１送風ファン（１２ａ）の吸い込み側へ導入される車室外の外気および車室内の内気の導入割合を変化させる第１内外気切替手段（１３）と、第２送風ファン（１２ｂ）の吸い込み側へ導入される外気および内気の導入割合を変化させる第２内外気切替手段（１４）とを備え、
第１、第２内外気切替手段（１３、１４）によって切り替えられる内気および外気の導入モードとして、第１送風ファン（１２ａ）の吸い込み側へ外気を導くとともに第２送風ファン（１２ｂ）の吸い込み側へ内気を導く第１内外気混入モード、第１送風ファン（１２ａ）の吸い込み側へ内気を導くとともに第２送風ファン（１２ｂ）の吸い込み側へ外気を導く第２内外気混入モード、前記第１、第２送風ファン（１２ａ、１２ｂ）の双方の吸い込み側へ前記内気を導く内気モード、および前記第１、第２送風ファン（１２ａ、１２ｂ）の双方の吸い込み側へ前記外気を導く外気モードを有し、
さらに、外気の排ガス濃度を検出する排ガス濃度検出手段を備え、排ガス濃度検出手段によって検出された排ガス濃度（Ｄ）が予め定めた基準濃度（ＫＤ１）以上となった際に、導入モードが前記内気モードへ切り替えられ、
排ガス濃度（Ｄ）が基準濃度（ＫＤ１）以上となったことによって導入モードが内気モードへ切り替えられた後に、導入モードを外気モードへ切り替える際には、内気モードから外気モードへ直接切り替えることなく、内気モードから常に第２内外気混入モードを経由して外気モードへ切り替えることを特徴とする。

これによれば、第１、第２内外気切替手段（１３、１４）の２つの内外気切替手段を備えているので、第１、第２送風ファン（１２ａ、１２ｂ）の吸い込み側へ導入される空気の内外気割合を独立して調整することができるので、第１、第２内外気切替手段（１３、１４）によって切り替えられる導入モードとして、第１内外気混入モードの他に第２内外気混入モードを実現することができる。

そして、この第２内外気混入モードでは、内気が第１送風空気となって第１空気通路（Ａ１）およびフェイス開口部（１１ｄ）を介して乗員の上半身へ向けて吹き出され、さらに、外気が第２送風空気となって第２空気通路（Ａ２）およびフット開口部（１１ｅ）を介して乗員の下半身へ向けて吹き出される。

従って、車室内へ送風される送風空気として内気と外気との双方を導入させる際に、仮に、排ガス等の混じった外気が導入されてしまったとしても、これが直接、乗員の上半身（顔）へ向けて吹き出されてしまうことを回避して、乗員が排ガス等の混じった空気を吸ってしまうことの不快感を抑制することができる。

また、請求項１に記載の発明では、導入モードとして、第１、第２送風ファン（１２ａ、１２ｂ）の双方の吸い込み側へ内気を導く内気モードを有し、さらに、外気の排ガス濃度を検出する排ガス濃度検出手段を備え、排ガス濃度検出手段によって検出された排ガス濃度（Ｄ）が予め定めた基準濃度（ＫＤ１）以上となった際に、導入モードが前記内気モードへ切り替えられるから、車室内に外気が流入することを防止して、排ガス等の混じった空気が車室内へ流入してしまうことを確実に防止できる。これにより、乗員が排ガス等の混じった空気を吸ってしまうことの不快感を効果的に抑制することができる。

そして、請求項１に記載の発明では、排ガス濃度検出手段によって検出される排ガス濃度（Ｄ）が基準濃度（ＫＤ１）以上となったことによって導入モードが内気モードへ切り替えられた後に、導入モードを外気モードへ切り替える際には、内気モードから外気モードへ直接切り替えることなく、内気モードから常に第２内外気混入モードを経由して外気モードへ切り替える。
これによれば、従来技術の排ガスオート制御における待機モードとして、第２内外気混入モードを採用しているので、内外気二層式の車両用空調装置であっても、待機モード時に乗員が排ガス等の混じった空気を吸ってしまうことの不快感を抑制することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲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一例である。

車両用空調装置の全体構成を示す車両の模式的な断面図である。 第１、第２内外気切替装置による導入モードを説明するための説明図であり、（ａ）は内気モード、（ｂ）は外気モード、（ｃ）は第１内外気混入モード、（ｄ）は第２内外気混入モードを示す説明図である。

以下、図１、２を用いて、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本実施形態の車両用空調装置１の全体構成を説明するための車両の模式的な一部断面図である。まず、車両用空調装置１は、車室内へ送風される送風空気の温度調整、湿度調整を行う室内空調ユニット１０を備えている。

この室内空調ユニット１０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されて、その外殻を形成するケーシング１１内に送風機１２、蒸発器１５、エアミックスドア１７、ヒータコア１６等を収容したものである。

ケーシング１１は、その内部に車室内に送風される送風空気の空気通路を形成しており、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて形成されている。さらに、本実施形態のケーシング１１の内部には、その内部に形成された空気通路を上方側の第１空気通路Ａ１と下方側の第２空気通路Ａ２の２つの空気通路に仕切る仕切板１１ａが配置されている。

送風機１２は、車室内へ向けて送風空気を送風するもので、遠心多翼ファン（シロッコファン）からなる第１、第２送風ファン１２ａ、１２ｂを、共通する電動モータ（図示せず）にて駆動する電動送風機であって、後述する空調制御装置から出力される制御電圧によって回転数（送風量）が制御される。従って、この電動モータは、送風機１２の送風能力変更手段を構成している。

より具体的には、第１、第２送風ファン１２ａ、１２ｂは、それぞれ第１、第２空気通路Ａ１、Ａ２に配置された図示しない第１、第２スクロールケーシング内に回転可能に収容されている。これにより、第１送風ファン１２ａによって送風された第１送風空気は、図１の太実線矢印に示すように第１空気通路Ａ１を流通し、第２送風ファン１２ｂによって送風された第２送風空気は、図１の太破線矢印に示すように第２空気通路Ａ２を流通する。

さらに、本実施形態では、送風機１２の空気流れ上流側であって、ケーシング１１の空気流れ最上流側に、それぞれ第１、第２送風ファン１２ａ、１２ｂの吸い込み側へ導入される車室外空気（外気）および車室内空気（内気）との導入割合を変化させる第１、第２内外気切替装置１３、１４を配置している。この第１、第２内外気切替装置１３、１４は、それぞれ特許請求の範囲に記載された第１、第２内外気切替手段を構成するものである。

第１内外気切替装置１３には、ケーシング１１の第１空気通路Ａ１内に内気を導入させる内気導入口１３ａおよび外気を導入させる外気導入口１３ｂが形成されている。さらに、第１内外気切替装置１３の内部には、内気導入口１３ａおよび外気導入口１３ｂの開口面積を連続的に調整して、第１送風ファン１２ａの吸いこみ側へ導入させる内気と外気との風量割合を変化させる第１内外気切替ドア１３ｃが配置されている。

第１内外気切替ドア１３ｃは、図示しない第１内外気切替装置用の電動アクチュエータ（サーボモータ）によって駆動される回転軸と、その一端側に回転軸が連結された板状のドア本体部を有する、いわゆる片持ちドアで構成されている。また、第１内外気切替装置用の電動アクチュエータは、空調制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

第２内外気切替装置１４の基本的構成は、第１内外気切替装置１３と同様である。従って、第２内外気切替装置１４にも、内気導入口１４ａおよび外気導入口１４ｂが形成されており、さらに、第２内外気切替装置１４の内部には、第２内外気切替装置用の電動アクチュエータによって変位駆動される第２内外気切替ドア１４ｃが配置されている。

さらに、本実施形態の車両用空調装置１では、それぞれの電動アクチュエータが第１、第２内外気切替ドア１３ｃ、１４ｃを変位させることによって、第１、第２送風ファン１２ａ、１２ｂの吸い込み側へ導入される内気および外気の導入モードを切り替えている。この導入モードとしては、具体的に、図２に示すように、内気モード、外気モード、第１内外気混入モードおよび第２内外気混入モードが設けられている。

なお、図２は、各導入モードにおける第１、第２内外気切替ドア１３ｃ、１４ｃの位置を示す説明図である。内気モードは、図２（ａ）に示すように、車室内に内気を吹き出すモードであり、第１、第２内外気切替ドア１３ｃ、１４ｃが、それぞれ内気導入口１３ａ、１４ａを全開とするとともに外気導入口１３ｂ、１４ｂを全閉とすることによって、第１、第２送風ファン１２ａ、１２ｂの双方の吸い込み側へ内気を導入するモードである。

外気モードは、図２（ｂ）に示すように、車室内に外気を吹き出すモードであり、第１、第２内外気切替ドア１３ｃ、１４ｃが、それぞれ内気導入口１３ａ、１４ａを全閉とするとともに外気導入口１３ｂ、１４ｂを全開とすることによって、第１、第２送風ファン１２ａ、１２ｂの双方の吸い込み側へ外気を導入するモードである。

第１内外気混入モードは、図２（ｃ）に示すように、第１内外気切替ドア１３ｃが内気導入口１３ａを全閉とするとともに外気導入口１３ｂを全開として第１送風ファン１２ａの吸い込み側へ外気を導入し、さらに、第２内外気切替ドア１４ｃが内気導入口１４ａを全開とするとともに外気導入口１４ｂを全閉として第２送風ファン１２ｂの吸い込み側へ内気を導入するモードである。

第２内外気混入モードは、図２（ｄ）に示すように、第１内外気混入モードとは逆に、第１内外気切替ドア１３ｃが内気導入口１３ａを全開とするとともに外気導入口１３ｂを全閉として第１送風ファン１２ａの吸い込み側へ内気を導入し、さらに、第２内外気切替ドア１４ｃが内気導入口１４ａを全閉とするとともに外気導入口１４ｂを全開として第２送風ファン１２ｂの吸い込み側へ外気を導入するモードである。

次に、図１に示すように、送風機１２の空気流れ下流側には、蒸発器１５が配置されている。蒸発器１５は、図示しない蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成する構成機器の１つであり、冷凍サイクル内の低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることによって、送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。

この蒸発器１５は、ケーシング１１内に配置された仕切板１１ａに設けられた貫通穴を貫通するように配置されて、その上方側熱交換部が第１空気通路Ａ１内に位置付けられ、下方側熱交換部が第２空気通路Ａ２内に位置付けられている。

従って、蒸発器１５の上方側熱交換部では第１送風空気が冷却され、蒸発器１５の下方側熱交換部では第２送風空気が冷却される。なお、ケーシング１１のうち第２空気通路Ａ２の蒸発器１５の下方側には、蒸発器１５で発生した凝縮水（ドレン水）を排出するためのドレン水排出口１１ｂが設けられている。

さらに、蒸発器１５の空気流れ下流側には、ヒータコア１６が配置されている。ヒータコア１６は、図示しないエンジン冷却水回路を循環する高温のエンジン冷却水を内部に流入させ、エンジン冷却水と蒸発器１５通過後の冷風とを熱交換させて、冷風を加熱する加熱用熱交換器である。

このヒータコア１６は、蒸発器１５と同様に、ケーシング１１内に配置された仕切板１１ａに設けられた貫通穴を貫通するように配置されて、その上方側熱交換部が第１空気通路Ａ１内に位置付けられ、下方側熱交換部が第２空気通路Ａ２内に位置付けられている。従って、ヒータコア１６の上方側熱交換部では蒸発器１５の上方側熱交換部にて冷却された第１送風空気が加熱され、ヒータコア１６の下方側熱交換部では蒸発器１５の下方側熱交換部にて冷却された第２送風空気が加熱される。

さらに、ヒータコア１６の上方側熱交換部を通過した第１送風空気は、第１空気通路Ａ１内のヒータコア１６の空気流れ下流側に設けられた第１混合空間Ｂ１へ流入し、ヒータコア１６の下方側熱交換部を通過した第２送風空気は、第２空気通路Ａ２内のヒータコア１６の空気流れ下流側に設けられた第２混合空間Ｂ２へ流入する。

また、第１空気通路Ａ１のヒータコア１６の上方側には、蒸発器１５の上方側熱交換部にて冷却された冷風をヒータコア１６の上方側熱交換部を迂回させて第１混合空間Ｂ１へ流す第１バイパス通路Ｃ１が形成されており、第２空気通路Ａ２のヒータコア１６の下方側には、蒸発器１５の下方側熱交換部にて冷却された冷風をヒータコア１６の下方側熱交換部を迂回させて第２混合空間Ｂ２へ流す第２バイパス通路Ｃ２が形成されている。

第１、第２混合空間Ｂ１、Ｂ２は、それぞれヒータコア１６の上方側熱交換部および下方側熱交換部を通過した第１、第２送風空気（温風）と第１、第２バイパス通路Ｃ１、Ｃ２を通過した第１、第２送風空気（冷風）とを混合する空間である。さらに、第１、第２混合空間Ｂ１、Ｂ２は、後述するように車室内へ吹き出される送風空気をケーシング１１から流出させる各開口部１１ｃ〜１１ｅに連通している。

また、蒸発器１５とヒータコア１６との間には、エアミックスドア１７が配置されている。エアミックスドア１７は、蒸発器１５通過後の空気のうち、ヒータコア１６の上方側熱交換部を通過する送風空気量と第１バイパス通路Ｃ１を通過する送風空気量との風量割合、および、ヒータコア１６の下方側熱交換部を通過する送風空気量と第２バイパス通路Ｃ２を通過する送風空気量との風量割合を同時に調整する風量割合調整手段である。

本実施形態では、エアミックスドア１７として、平板状部材を、図示しないエアミックスドア用の電動アクチュエータ（サーボモータ）にてスライド変位させて、ヒータコア１６の送風空気流入面の開口面積および第１、第２バイパス通路Ｃ１、Ｃ２の入口側の開口面積を同時に変化させるスライド式ドアを採用している。

より具体的には、本実施形態のエアミックスドア１７は、ヒータコア１６の開口面積を縮小させるに伴って第１、第２バイパス通路Ｃ１、Ｃ２の入口側の開口面積を拡大させ、逆に、ヒータコア１６の開口面積を拡大させるに伴って第１、第２バイパス通路Ｃ１、Ｃ２の入口側の開口面積を縮小させるようになっている。

そして、このエアミックスドア１７によるヒータコア１６および第１、第２バイパス通路Ｃ１、Ｃ２入口側の開口面積の調整によって、第１、第２混合空間Ｂ１、Ｂ２へ流入する冷風量と温風量との風量割合がそれぞれ調整されて、第１、第２混合空間Ｂ１、Ｂ２にて混合された空調風の温度が調整される。

従って、エアミックスドア１７は、車室内へ吹き出される空調風の温度を調整する温度調整手段としての機能も果たしている。なお、エアミックスドア用の電動アクチュエータは、空調制御装置から出力される制御信号によってその作動が制御される。

ケーシング１１の空気流れ最下流部には、車室内へ吹き出される送風空気をケーシング１１から流出させるデフロスタ開口部１１ｃ、フェイス開口部１１ｄ、フット開口部１１ｅが形成されている。

デフロスタ開口部１１ｃは、第１混合空間Ｂ１に連通するように設けられ、車両窓ガラスＷへ向けて吹き出される送風空気を流出させる開口穴である。このデフロスタ開口部１１ｃは、デフロスタダクト１８ａを介して車室内に配置されたデフロスタ吹出口１９ａに接続され、このデフロスタ吹出口１９ａから車両窓ガラスＷの内面へ向けて空調風が吹き出される。

フェイス開口部１１ｄは、デフロスタ開口部１１ｃと同様に第１混合空間Ｂ１に連通するように設けられ、乗員の上半身へ向けて吹き出される送風空気を流出させる開口穴である。このフェイス開口部１１ｄは、フェイスダクト１８ｂを介して車室内に配置されたフェイス吹出口１９ｂに接続されており、このフェイス吹出口１９ｂから乗員の上半身へ向けて空調風が吹き出される。

フット開口部１１ｅは、第２混合空間Ｂ２に連通するように設けられ、乗員の下半身（足下）に向かって吹き出される送風空気を流出させる開口穴である。このフット開口部１１ｅは、フットダクト１８ｃを介して、フット吹出口１９ｃに接続されている。そして、このフット吹出口１９ｃから、乗員の下半身（足下）へ向けて空調風が吹き出される。

これらの各開口部１１ｃ〜１１ｅの上流部には、それぞれデフロスタドア２０ａ、フェイスドア２０ｂ、および、フットドア２０ｃが回転自在に配置されている。これらの各ドア２０ａ〜２０ｃは、車室内へ吹き出される空調風の吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段を構成しており、それぞれ電動アクチュエータ（サーボモータ）によって駆動される回転軸と、その板面の略中央部に回転軸が連結された板状のドア本体部を有する、いわゆるバタフライドアで構成されている。

さらに、各ドア２０ａ〜２０ｃの回転軸は、図示しないリンク機構を介して連結されており、各ドア２０ａ〜２０ｃは、共通の電動アクチュエータによって開閉操作される。なお、吹出口モード切替手段用の電動アクチュエータは、空調制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

また、吹出口モード切替手段を構成する各ドア２０ａ〜２０ｃによって切り替えられる吹出口モードとしては、フェイス開口部１１ｄを全開してフェイス吹出口１９ｂから乗員の上半身へ向けて空気を吹き出すフェイスモード、フェイス開口部１１ｄとフット開口部１１ｅの両方を開口して車室内乗員の上半身と下半身へ向けて空気を吹き出すバイレベルモード、フット開口部１１ｅを全開するとともにデフロスタ開口部１１ｃを小開度だけ開口して、フット吹出口１９ｃから主に空気を吹き出すフットモードがある。

さらに、乗員が操作パネルのスイッチをマニュアル操作することによって、デフロスタ開口部１１ｃを全開してデフロスタ吹出口１９ａから車両フロント窓ガラスＷ内面に空調風を吹き出すデフロスタモードとすることもできる。

次に、本実施形態の車両用空調装置の電気制御部について説明する。図示しない空調制御装置は、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、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された送風機１２の電動モータ、第１、第２内外気切替装置用の電動アクチュエータ、エアミックスドア用の電動アクチュエータおよび吹出口モード切替手段用の電動アクチュエータ等の作動を制御する。

また、空調制御装置の入力側には、内気の温度を検出する内気温センサ、外気の温度を検出する外気温センサ、日射量を検出する日射センサ、蒸発器１５から吹き出される送風空気の蒸発器吹出空気温度を検出する蒸発器温度センサ、ヒータコア１６に流入するエンジン冷却水温度を検出する水温センサ、外気の排ガス濃度を検出する排ガス濃度検出手段としての排ガスセンサ等の各種空調用センサ群（図示せず）、および、車室内前部の計器盤付近に配置される操作パネル（図示せず）が接続されており、各種空調用センサ群の検出信号および各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。

なお、本実施形態の蒸発器温度センサは、具体的に蒸発器１５の熱交換フィン温度を検出している。もちろん、蒸発器温度センサとして、蒸発器１５のその他の部位の温度を検出する温度検出手段を採用してもよいし、蒸発器１５を流通する冷媒の温度を直接検出する温度検出手段を採用してもよい。また、排ガスセンサは排ガス濃度検出手段を構成するもので、半導体式センサ、接触燃焼式センサ等各種方式のものを採用することができる。

次に、上記構成における本実施形態の作動を説明する。本実施形態の車両用空調装置では、車両作動状態において、操作パネルから車両用空調装置の作動信号が入力されると、空調制御装置が、予めその記憶回路に記憶されている空調制御プログラムを実行する。

空調制御プログラムが実行されると、前述の空調用センサ群により検出された検出信号および操作パネルの操作信号が読込まれ、これらの信号に基づいて車室内吹出空気の目標吹出温度ＴＡＯが算出される。

具体的には、目標吹出温度ＴＡＯは、下記数式Ｆ１により算出される。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ…（Ｆ１）
ここで、Ｔｓｅｔは操作パネルの温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度、Ｔｒは内気温センサによって検出された内気温、Ｔａｍは外気温センサによって検出された外気温、Ｔｓは日射センサによって検出される日射量、Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインおよびＣは補正用の定数である。

さらに、空調制御装置が目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、送風機ユニットの電動モータ、各種電動アクチュエータ等の制御状態を決定し、決定した制御状態が得られるように各種アクチュエータに制御信号を出力する。そして、再び、検出信号および操作信号の読込み→目標吹出温度ＴＡＯの算出→新たな制御状態の決定→制御信号の出力といったルーチンを繰り返す。

例えば、送風機ユニットの電動モータの制御状態については、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め記憶回路に記憶されている制御マップを参照して決定される。具体的には、目標吹出温度ＴＡＯの極低温域（最大冷房域）および極高温域（最大暖房域）で電動モータへ出力する制御電圧を最大として送風空気量を最大量付近に制御し、目標吹出温度ＴＡＯが中間温度域に近づくに伴って送風空気量を減少させる。

エアミックスドア用の電動アクチュエータについては、エアミックスドア１７の開度が目標開度ＳＷとなるように決定される。具体的には、目標開度ＳＷは下記数式Ｆ２により算出される。
ＳＷ＝〔（ＴＡＯ−Ｔｅ）／（Ｔｗ−Ｔｅ）〕×１００（％）…（Ｆ２）
ここで、Ｔｅは蒸発器温度センサによって検出された蒸発器吹出空気温度、Ｔｗは水温センサによって検出されたエンジン冷却水温度である。

なお、ＳＷ＝０（％）は、エアミックスドア１７の最大冷房位置であり、第１、第２バイパス通路Ｃ１、Ｃ２入口側を全開とし、ヒータコア１６側を全閉とする。また、ＳＷ＝１００（％）は、エアミックスドア１７の最大暖房位置であり、第１、第２バイパス通路Ｃ１、Ｃ２入口側を全閉とし、ヒータコア１６側を全開とする。

第１、第２内外気切替装置用の電動アクチュエータについては、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置に記憶された制御マップを参照して決定する。本実施形態では、基本的に外気を導入する外気モードが優先されるが、目標吹出温度ＴＡＯが極低温域となる最大冷房時には内気モードが選択され、目標吹出温度ＴＡＯが極高温域となる最大暖房時には第１内外気混入モードが選択される。

さらに、本実施形態の空調制御装置では、排ガスセンサによって検出された外気の排ガス濃度Ｄが予め定めた第１基準濃度ＫＤ以上となった際に、乗員が排ガスの混じった空気を吸ってしまうことの不快感を抑制するために内気モードに切り替える排ガスオート制御を実行する。この排ガスオート制御については後述する。

吹出口モード切替手段用の電動アクチュエータについては、目標吹出温度ＴＡＯが低温域から高温域へと上昇するにつれて吹出口モードをフェイスモード→バイレベルモード→フットモードへと順次切替える。

従って、フェイスモードは、主に目標吹出温度ＴＡＯが低温域となる夏季の冷房時に選択され、バイレベルモードは、主に目標吹出温度ＴＡＯが中温域となる春秋季の空調時に選択され、フットモードは、主に目標吹出温度ＴＡＯが低温域となる冬季の冷房時に選択されることになる。さらに、車室内湿度センサを設けて、この湿度センサの検出値から車両窓ガラスＷに曇りが発生する可能性が高い場合には、デフロスタモードを選択するようにしてもよい。

次に、排ガスオート制御について説明する。この排ガスオート制御は、排ガスセンサによって検出された外気の排ガス濃度Ｄが第１基準濃度ＫＤ以上となった際に、上述した空調制御プログラムのメインルーチンのサブルーチンとして実行される。

本実施形態の排ガスオート制御では、排ガスセンサによって検出された外気の排ガス濃度Ｄが、第１基準濃度ＫＤから所定濃度ΔＤを減算した第２基準濃度ＫＤ２以下となるまで、空調制御装置が内気モードとなるように第１、第２内外気切替装置用の電動アクチュエータの作動状態を決定する。なお、上記の所定濃度ΔＤは、制御ハンチングを防止するためのヒステリシス幅として決定された値である。

そして、排ガスセンサによって検出された外気の排ガス濃度Ｄが第２基準濃度ＫＤ２以下となった際には、第２内外気混入モードとなるように第１、第２内外気切替装置用の電動アクチュエータの作動状態を決定する。そして、予め定めた所定時間を経過するまで、第２内外気混入モードを継続し、その後、メインルーチンに戻る。すなわち、本実施形態の排ガスオート制御では、第２内外気混入モードが待機モードとなる。

前述の如く、メインルーチンでは、導入モードとして外気モードが優先されるので、最大冷房時あるいは最大暖房時以外の通常時に排ガスオート制御が実行された際には、内気モードから直接外気モードへ切り替えられることはなく、内気モード→第２内外気混入モード→外気モードの順に切り替えられることになる。

本実施形態の車両用空調装置１では、上記の如く作動するので、例えば、最大冷房時には、導入モードを内気モードとし、吹出口モードをフェイスモードとすることで、内気循環型の速効冷房を実現でき、乗員の上半身（顔）へ向けて速やかに冷風を送風して空調フィーリングを向上させることができる。

また、最大暖房時には、導入モードを第１内外気混入モードとし、吹出口モードをフットモードとすることで、車両窓ガラスＷへ向けて内気よりも湿度の低い外気を送風して車両窓ガラスＷの防曇性能を向上させるとともに、乗員の下半身へ向けて外気よりも温度の高い内気を送風して頭寒足熱型の快適な空調フィーリングを実現することができる。

また、排ガスオート制御時には、外気の排ガス濃度Ｄが第１基準濃度ＫＤ１以上となった際に、内気モードへ切り替えるので、排ガスの混じった空気が車室内へ流入してしまうことを確実に防止できる。

さらに、本実施形態の車両用空調装置１では、第１、第２内外気切替装置１３、１４の２つの内外気切替手段を備えているので、上述した第２内外気混入モードを実現することができる。そして、この第２内外気混入モードでは、内気が第１送風空気となって車両窓ガラスＷおよび乗員の上半身へ向けて吹き出され、さらに、外気が第２送風空気となって乗員の下半身へ向けて吹き出される。

従って、本実施形態のように、排ガスオート制御時の待機モードとして第２内外気混入モードを採用することで、再び外気の排ガス濃度が上昇してしまっても、排ガスが混じった送風空気は主に乗員の下半身（足下）へ向けて吹き出され、乗員の上半身（顔）へ向けて吹き出されてしまうことを回避できる。従って、乗員が排ガス等の混じった空気を吸ってしまうことの不快感を抑制することができる。
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、
以下のように種々変形可能である。

（１）上述の実施形態では、第１、第２内外気切替装置１３、１４の第１、第２内外気切替ドア１３ｃ、１４ｃとして片持ちドアを採用した例を説明したが、第１、第２内外気切替ドア１３ｃ、１４ｃは、これに限定されない。例えば、エアミックスドア１７と同様のスライドドアや、ロータリドアを採用してもよい。また、エアミックスドア１７、吹出口モード切替手段を構成する各ドア２０ａ〜２０ｃについても同様に、片持ちドア等他の形式のドアを採用してもよい。

（２）上述の実施形態では、ヒータコア１６の上方側熱交換部を通過する送風空気量と第１バイパス通路Ｃ１を通過する送風空気量との風量割合、および、ヒータコア１６の下方側熱交換部を通過する送風空気量と第２バイパス通路Ｃ２を通過する送風空気量との風量割合を同時に調整するエアミックスドア１７を採用しているが、エアミックスドア１７はこれに限定されない。

例えば、ヒータコア１６の上方側熱交換部を通過する送風空気量と第１バイパス通路Ｃ１を通過する送風空気量との風量割合を調整する第１エアミックスドア、および、ヒータコア１６の下方側熱交換部を通過する送風空気量と第２バイパス通路Ｃ２を通過する送風空気量との風量割合を同時に調整する第２エアミックスドアの２つのエアミックスドアを採用してもよい。

（３）上述の実施形態では、第１送風ファン１２ａと第２送風ファン１２ｂを共通する電動モータで駆動する構成としているが、もちろん、第１送風ファン１２ａと第２送風ファン１２ｂを駆動する電動モータを別々に設けてもよい。

（４）上述の実施形態では、主に最大暖房時に、導入モードを第１内外気混入モードとする例を説明したが、第１内外気混入モードへの切り替えはこれに限定されない。例えば、吹出口モードと連動させて、吹出口モードがフットモードあるいはデフロスタモードに切り替えられた際に、第１内外気混入モードへ切り替えるようにしてもよい。

（５）上述の実施形態では、車室内へ送風される送風空気の温度調整および湿度調整を行う冷却用熱交換器および加熱用熱交換器を備える車両用空調装置１について説明したが、本発明による乗員の不快感抑制効果は、送風機能のみを有する空調装置に適用しても得ることができる。

（６）上述の実施形態では、ケーシング１１内に仕切板１１ａを配置することによって、互いに連通していない第１、第２空気通路を形成した例を説明したが、例えば、仕切板１１ａにその表裏を貫通する連通穴を形成して第１、第２空気通路を連通さえる連通路を設け、さらに、この連通路を開閉する開閉ドアを配置してもよい。

そして、例えば、吹出口モードが内外気混入モードに切り替えられた際には、開閉ドアによって連通路を閉塞し、吹出口モードがフェイスモードに切り替えられた際には、開閉ドアによって連通路を開くようにしてもよい。

これにより、フェイスモードが選択されることの多い冷房時に、第２空気通路Ａ２を流通する送風空気をフェイス開口部１１ｄ側へ導いて、フェイス吹出口から車室内へ吹き出される冷風量を増加させることができ、乗員の空調フィーリングを向上させることができる。

１１ ケーシング
１１ｄ フェイス開口部
１１ｅ フット開口部
１２ａ、１２ｂ 第１送風ファン
１３、１４ 第１、第２内外気切替装置
Ａ１、Ａ２ 第１、第２空気通路

Claims (1)

1. 車室内へ向けて空気を送風する第１、第２送風ファン（１２ａ、１２ｂ）と、
   前記第１送風ファン（１２ａ）から送風された第１送風空気を流通させる第１空気通路（Ａ１）および前記第２送風ファン（１２ｂ）から送風された第２送風空気を流通させる第２空気通路（Ａ２）を形成するケーシング（１１）とを備え、
   前記ケーシング（１１）には、少なくとも前記第１送風空気を乗員の上半身へ向けて吹き出すフェイス開口部（１１ｄ）、および、少なくとも前記第２送風空気を前記乗員の下半身へ向けて吹き出すフット開口部（１１ｅ）が形成されている車両用空調装置であって、
   前記第１送風ファン（１２ａ）の吸い込み側へ導入される車室外の外気および前記車室内の内気の導入割合を変化させる第１内外気切替手段（１３）と、
   前記第２送風ファン（１２ｂ）の吸い込み側へ導入される前記外気および前記内気の導入割合を変化させる第２内外気切替手段（１４）とを備え、
   前記第１、第２内外気切替手段（１３、１４）によって切り替えられる前記内気および前記外気の導入モードとして、前記第１送風ファン（１２ａ）の吸い込み側へ前記外気を導くとともに前記第２送風ファン（１２ｂ）の吸い込み側へ前記内気を導く第１内外気混入モード、前記第１送風ファン（１２ａ）の吸い込み側へ前記内気を導くとともに前記第２送風ファン（１２ｂ）の吸い込み側へ前記外気を導く第２内外気混入モード、前記第１、第２送風ファン（１２ａ、１２ｂ）の双方の吸い込み側へ前記内気を導く内気モード、および前記第１、第２送風ファン（１２ａ、１２ｂ）の双方の吸い込み側へ前記外気を導く外気モードを有し、
   さらに、前記外気の排ガス濃度を検出する排ガス濃度検出手段を備え、
   前記排ガス濃度検出手段によって検出された排ガス濃度（Ｄ）が予め定めた基準濃度（ＫＤ１）以上となった際に、前記導入モードが前記内気モードへ切り替えられ、
   前記排ガス濃度（Ｄ）が前記基準濃度（ＫＤ１）以上となったことによって前記導入モードが前記内気モードへ切り替えられた後に、前記導入モードを前記外気モードへ切り替える際には、前記内気モードから前記外気モードへ直接切り替えることなく、前記内気モードから常に前記第２内外気混入モードを経由して前記外気モードへ切り替えることを特徴とする車両用空調装置。

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