JP6675442B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車等に搭載される車両用空調装置に関するものである。

従来より、この種の車両用空調装置は、車室内の空気（内気）と車室外の空気（外気）を選択して空調ケーシングに導入することができるように構成されている。また、導入された空気は熱交換器等によって温度調節された後、空調ケーシングに形成されたデフロスタ吹出口、ベント吹出口、ヒート吹出口の内、選択された吹出口から車室に吹き出すようになっている。

特許文献１、２の車両用空調装置は、内気を導入して温度調節した後、車室内に供給する内気循環モードと、外気を導入して温度調節した後、車室内に供給する外気導入モードと、内気及び外気の両方を導入して温度調節した後、車室内に供給する内外気混入モードとの３つのインテークモードに切り替えることができるように構成されている。そして、車室内外の状態（車室内温度、外気温度、日射量）と乗員が設定した設定温度とに基づいてインテークモード、吹出モード、風量、吹出温度等を自動で設定するオートエアコン制御が行われる。

特許文献１では、内外気混入モードにおいて外気と内気の導入割合を変更することができるとともに、湿度センサで測定した車室内湿度が２０％以下ならば内気循環モードとし、５０％ならば外気導入モードとしている。

特許文献２では、窓ガラスが曇り易いか否かを判定する判定手段を設け、窓ガラスが曇り難いと判定手段が判定すると、少なくとも内気を循環させ、窓ガラスが曇り易いと判定手段が判定すると、外気導入モードとして窓ガラスに曇りが生じるのを防止するようにしている。さらに、内外気混入モードにおける内気循環量を段階的に増加させる制御モード、内気及び外気の比率を持続する制御モード、及び内外気混入モードにおける外気の導入量を段階的に増加させる制御モードを備えており、窓ガラスの曇り易さに基づいて制御モードを選択するようにしている。窓ガラスが曇らない範囲で内気循環量を高めることで換気量が減少して暖房に要するエネルギ消費量を少なくすることができる利点がある。

特公平１−２７８９１号公報 特許第５１５２３５５号公報

一般のオートエアコン制御では、暖房時にヒート吹出口から温風を吹き出すように吹出モードを設定する。このヒート吹出口は乗員の足元近傍に位置している。そして、冬季に車両を長期間放置して暖房を開始した直後のように車室内が十分に暖まっていない場合や、外気温度が極端に低い場合にヒート吹出口から温風を吹き出したとき、インテークモードが内外気混入モードとなっていると、ヒート吹出口から吹き出した温風が空調ケーシングに吸い込まれることになる。他の吹出モードであっても同様に吹出口から吹き出した温風が空調ケーシングに吸い込まれる。

このとき、机上検討の上では、内外気混入モードにおける内気循環量を増やすことで温風の温度を上昇させて暖房効果を高めることができるのであるが、実際には、内外気混入モードでは吹き出した温風がすぐに空調ケーシングに吸い込まれることになるので、車室内全体に温風が流れにくくなる。こうなると、乗員の上半身や後席の乗員に温風が届きにくくなるので、乗員は暖房が効きにくいと感じる。特に、内外気混入モードの内気循環量が多いと、この問題が顕著なものとなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内外気混入モードを備えた車両用空調装置において、十分に暖まっていない車室内であっても暖房が効いているように乗員に感じさせることができるようにする。

上記目的を達成するために、本発明では、内外気混入モードを選択することができるときに乗員が寒い状況であると判断した場合に内気循環量を減少させるようにした。

第１の発明は、
車室内の空気の循環量と、車室外の空気の導入量とを変更するインテークドアを有するとともに、車室内の空気と車室外の空気とを同時に導入する内外気混入モード、車室内の空気のみを導入する内気循環モード及び車室外の空気のみを導入する外気導入モードに切替可能に構成されたインテーク部と、
上記インテーク部から導入された空気の温度調節を行う温度調節部と、
上記インテーク部から導入された空気を上記温度調節部に送風するブロアモータと、
上記温度調節部で温度調節された調和空気を車室の各部に供給する吹出方向切替部と、
車両の座席に乗員が着座しているか否かを検出する乗員センサと、
車両の窓ガラスの曇り易さを検出し、この検出結果に基づいて窓ガラスが曇り易い場合には外気導入量を増やす一方、窓ガラスが曇り難い場合には内気循環量を増やすように上記インテークドアの目標開度を演算する制御装置とを備えた車両用空調装置において、
乗員が感じる冷熱に関連する情報を検出する冷熱関連情報検出手段を備え、
上記制御装置は、暖房時に車室内の空気と車室外の空気を上記温度調節部に導入する場合に、上記冷熱関連情報検出手段によって乗員が寒い状況であるか否か判定し、寒い状況であると判定したときには、上記内気循環量を少なくするように補正された第１内気循環量と、上記ブロアモータの送風量と上記吹出方向切替部で設定された吹出方向とに応じて補正された第２内気循環量と、上記乗員センサで検出した乗員の着座状態に応じて補正された第３内気循環量とを演算し、上記内外気混入モード以外のインテークモードから上記内外気混入モードに切り替えられて所定時間経過していない場合には、上記第１内気循環量と上記第２内気循環量と上記第３内気循環量との内、最も少ない内気循環量となるように上記インテークドアを制御する一方、上記内外気混入モード以外のインテークモードから上記内外気混入モードに切り替えられて所定時間以上経過している場合は、上記目標開度での内気循環量と上記第１内気循環量と上記第２内気循環量と上記第３内気循環量との内、最も少ない内気循環量となるように上記インテークドアを制御するように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、暖房時に車室内の空気を温度調節部に導入して温度調節するようにしたので、換気量が減少して暖房に要するエネルギ消費量が少なくて済む。そして、冷熱関連情報検出手段によって乗員が寒い状況であると判定した場合には内気循環量が少なくなるので、吹き出した温風がすぐに温度調節部に吸い込まれてしまうのを抑制することが可能になる。これにより、温風が車室内全体に亘って流れ易くなるので、乗員の上半身や後席の乗員に温風が届き易くなり、乗員は暖房が効いているように感じる。

第１の発明によれば、暖房時に乗員が寒い状況であると判定した場合に内気循環量を少なくしたので、一旦吹き出した温風が温度調節部に吸い込まれてしまう量を減少させることができる。これにより、温風が車室内全体に亘って流れ易なるので、十分に暖まっていない車室内であっても暖房が効いているように乗員に感じさせることができる。

実施形態に係る車両用空調装置の概略構成図である。 車両用空調装置のブロック図である。 制御装置による制御内容を示すフローチャートである。 第１インテークドア補正開度を算出するグラフである。 第２インテークドア補正開度を算出するグラフである。 第３インテークドア補正開度を算出するグラフである。 変形例１に係る制御内容の一部を示すフローチャートである。 変形例２に係る制御内容の一部を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置１の概略構成図である。この車両用空調装置１は、例えば自動車等の車両に搭載されるものであり、車室内の空気（内気）と車室外の空気（外気）との一方または両方を導入して温度調節した後、車室の各部に供給するように構成されている。車両の車室内には、図示しないが、運転席及び助手席からなる前席と、前席の後方に配設される後席とが設けられている。

車両用空調装置１は、空調ケーシング１０と制御装置（図２に示す）３０とを備えている。空調ケーシング１０は、例えば車室の前端部に配設されたインストルメントパネル（図示せず）の内部に収容されている。空調ケーシング１０は、空気流れ方向上流側から下流側に向かって順に、インテーク部１１と、温度調節部１２と、吹出方向切替部１３とを備えている。インテーク部１１には、外気導入口１１ａと内気導入口１１ｂとが形成されている。外気導入口１１ａは、例えば図示しないインテークダクトを介して車室外と連通しており、外気を導入するようになっている。内気導入口１１ｂは、インストルメントパネルの内部で開口しており、乗員足元の内気を導入するようになっている。

インテーク部１１の内部には、外気導入口１１ａと内気導入口１１ｂを開閉するインテークドア１１ｃが配設されている。インテークドア１１ｃは、例えば板状の部材で構成することができ、インテーク部１１の側壁に対して回動可能に支持されている。インテークドア１１ｃは、内外気切替アクチュエータ１１ｄによって任意の回動角度となるように駆動される。これによりインテークモードが切り替えられる。内外気切替アクチュエータ１１ｄは、制御装置３０によって制御される。

例えば、図１に実線で示すように外気導入口１１ａを全閉にし、かつ、内気導入口１１ｂを全開にするまでインテークドア１１ｃを回動させると、インテークモードが内気循環モードとなる。このときのインテークドア１１ｃの開度は１００％とする。一方、図１に仮想線で示すように外気導入口１１ａを全開にし、かつ、内気導入口１１ｂを全閉にするまでインテークドア１１ｃを回動させると、インテークモードが外気導入モードとなる。このときのインテークドア１１ｃの開度は０％とする。そして、インテークドア１１ｃの開度が１％〜９９％の間にあるときには、外気導入口１１ａと内気導入口１１ｂの両方が開状態となり、内気と外気の両方が温度調節部１２に導入される。このインテークモードが内外気混入モードである。内外気混入モード時には、インテークドア１１ｃの開度によって内気と外気の導入比率、即ち、内気循環量と外気導入量とが変更される。インテークモードの切替制御の詳細は後述する。

インテーク部１１には、送風機１５が設けられている。送風機１５は、ファン１５ａと、ファン１５ａを駆動するブロアモータ１５ｂとを備えている。ファン１５ａが回転することによって内気及び外気の少なくとも一方がインテーク部１１に導入された後、温度調節部１２に送風される。ブロアモータ１５ｂは、印加される電圧を変更することで単位時間当たりの回転数を調整することができるように構成されている。このブロアモータ１５ｂの回転数によって送風量が変化するようになっている。ブロアモータ１５ｂは、制御装置３０によって制御されるので、制御装置３０は、ブロアモータ１５ｂへの印加電圧に基づいて、調和空気の車室内への吹出風量を間接的に得ることができる。

温度調節部１２は、インテーク部１１から導入された空気の温度調節を行うための部分である。温度調節部１２の内部には、冷却用熱交換器１６と加熱用熱交換器１７とエアミックスドア１８とが配設されている。すなわち、温度調節部１２の内部には、空気流れ方向上流側に冷風通路Ｒ１が形成され、この冷風通路Ｒ１に冷却用熱交換器１６が収容されている。また、冷風通路Ｒ１の下流側は温風通路Ｒ２とバイパス通路Ｒ３とに分岐しており、温風通路Ｒ２に加熱用熱交換器１７が収容されている。

冷却用熱交換器１６は、例えばヒートポンプ装置の冷媒蒸発器等で構成することができるが、これに限られるものではなく、空気を冷却することができるものではあればよい。また、加熱用熱交換器１７は、例えばエンジンの冷却水が供給されるヒータコア等で構成することができるが、これに限られるものではなく、例えば電気式ヒータ等、空気を加熱することができるものではあればよい。また、電気式ヒータを補助熱源として付加することもできる。

エアミックスドア１８は、冷却用熱交換器１６と加熱用熱交換器１７の間に配設されており、温風通路Ｒ２の上流端とバイパス通路Ｒ３の上流端とを開閉するものである。エアミックスドア１８は、例えば板状の部材で構成することができ、温度調節部１２の側壁に対して回動可能に支持されている。エアミックスドア１８は、エアミックスアクチュエータ１８ａによって任意の回動角度となるように駆動される。エアミックスアクチュエータ１８ａは、制御装置３０によって制御される。

エアミックスドア１８が温風通路Ｒ２の上流端を全開にし、かつ、バイパス通路Ｒ３の上流端を全閉にすると、冷風通路Ｒ１で生成された冷風の全量が温風通路Ｒ２に流入して加熱されるので、吹出方向切替部１３には温風が流入する。一方、エアミックスドア１８が温風通路Ｒ２の上流端を全閉にし、かつ、バイパス通路Ｒ３の上流端を全開にすると、冷風通路Ｒ１で生成された冷風の全量がバイパス通路Ｒ３に流入するので、吹出方向切替部１３には冷風が流入する。エアミックスドア１８が温風通路Ｒ２の上流端及びバイパス通路Ｒ３の上流端を開く回動位置にあるときには、冷風及び温風が混合した状態で吹出方向切替部１３に流入することになる。エアミックスドア１８の回動位置によって吹出方向切替部１３に流入する冷風量と温風量とが変更されて所望温度の調和空気が生成される。尚、エアミックスドア１８は、上記した板状のドアに限られるものではなく、冷風量と温風量とを変更することができる構成であればその構成はどのような構成であってもよい。例えばロータリドアやフィルムドア等であってもよい。また、温度調節の構成は上記した構成でなくてもよく、冷風量と温風量とを変更することができる構成であればよい。

吹出方向切替部１３は、温度調節部１２で温度調節された調和空気を車室の各部に供給するための部分である。吹出方向切替部１３には、デフロスタ吹出口２１と、ベント吹出口２２と、ヒート吹出口２３とが形成されている。デフロスタ吹出口２１は、インストルメントパネルに形成されたデフロスタノズル２４に接続されている。このデフロスタ吹出口２１は、フロントウインドガラス（窓ガラス）Ｇの車室内面に調和空気を供給するためのものである。デフロスタ吹出口２１の内部には、デフロスタ吹出口２１を開閉するためのデフロスタドア２１ａが設けられている。

ベント吹出口２２は、インストルメントパネルに形成されたベントノズル２５に接続されている。ベントノズル２５は、前席の乗員の上半身に調和空気を供給するためのものであり、インストルメントパネルの車幅方向中央部と、左右両側にそれぞれ設けられている。ベント吹出口２２の内部には、ベント吹出口２２を開閉するためのベントドア２２ａが設けられている。

ヒート吹出口２３は、乗員の足元近傍まで延びるヒートダクト２６に接続されている。ヒートダクト２６は、乗員の足元に調和空気を供給するためのものである。ヒート吹出口２３の内部には、ヒート吹出口２３を開閉するためのヒートドア２３ａが設けられている。

デフロスタドア２１ａ、ベントドア２２ａ及びヒートドア２３ａは吹出方向切替アクチュエータ２７によって駆動されて開閉動作する。吹出方向切替アクチュエータ２は、制御装置３０によって制御される。デフロスタドア２１ａ、ベントドア２２ａ及びヒートドア２３ａは、図示しないがリンクを介して連動するようになっており、例えば、デフロスタドア２１ａが開状態で、ベントドア２２ａ及びヒートドア２３ａが閉状態となるデフロスタモード、デフロスタドア２１ａ及びヒートドア２３ａが閉状態で、ベントドア２２ａが開状態となるベントモード、デフロスタドア２１ａ及びベントドア２２ａが閉状態で、ヒートドア２３ａが開状態となるヒートモード、デフロスタドア２１ａ及びベントドア２２ａが開状態で、ヒートドア２３ａが閉状態となるデフベントモード、デフロスタドア２１ａ及びヒートドア２３ａが開状態で、ベントドア２２ａが閉状態となるバイレベルモード等の複数の吹出モードの内、任意の吹出モードに切り替えられる。

図２に示すように、車両用空調装置１には、外気温度センサ３１、内気温度センサ３２、日射量センサ３３、冷却水温センサ３４、エバポレータセンサ３５、フロントウインド温度センサ３６、フロントウインド近傍温度センサ３７、フロントウインド近傍湿度センサ３８、操作スイッチ３９、乗員センサ４０及び車速センサ４１を備えている。これらセンサ３１〜３８、４０、４１は制御装置３０に接続され、制御装置３０へ信号を出力している。また、操作スイッチ３９も制御装置３０に接続されており、乗員による操作状態を制御装置３０が検出できるようになっている。

外気温度センサ３１は、例えば車室外において車両前部や側部等に配設されており、車両の周囲の空気温度（外気温度）を検出するものである。内気温度センサ３２は、例えば車室内においてインストルメントパネルの近傍等に配設されており、車室内の空気温度（内気温度）を検出するものである。日射量センサ３３は、例えば車室内においてインストルメントパネルの近傍等に配設されており、車室に照射される日射量を検出するものである。

内気温度センサ３２、外気温度センサ３１及び日射量センサ３３は、乗員が感じる冷熱に関連する情報を検出する冷熱関連情報検出手段を構成するものである。すなわち、内気温度センサ３２から出力される内気温度は、乗員の雰囲気温度と略等しい温度であり、内気温度が高いということは乗員が暖かいと感じ、内気温度が低いということは乗員が寒いと感じる。また、外気温度センサ３１から出力される外気温度が高いと乗員が暖かいと感じ、外気温度が低いと乗員が寒いと感じる。さらに、日射量センサ３３から出力される日射量が多いと乗員が暖かいと感じ、日射量が少ないと乗員が寒いと感じる。

冷却水温センサ３４は、車両に搭載されているエンジンの冷却水の温度を検出するものであり、この冷却水温センサ３４により、加熱用熱交換器１７に流入するエンジンの冷却水の温度を推定することができる。エバポレータセンサ３５は、冷却用熱交換器１６の空気流れ方向下流側に配設されており、冷却用熱交換器１６の表面温度を検出するものである。

フロントウインド温度センサ３６は、フロントウインドガラスＧの車室内面に配設されており、フロントウインドガラスＧの車室内面の温度を検出するものである。フロントウインド近傍温度センサ３７は、フロントウインドガラスＧの車室内面から離れ、かつ、該内面近傍に配設されており、フロントウインドガラスＧの車室内面近傍の温度を検出するものである。フロントウインド近傍湿度センサ３８は、フロントウインドガラスＧの車室内面から離れ、かつ、該内面近傍に配設されており、フロントウインドガラスＧの車室内面近傍の湿度を検出するものである。

操作スイッチ３９は、例えばインストルメントパネル等に配設されており、例えば、空調装置１のＯＮ／ＯＦＦの切替スイッチ、送風量を増減させる風量切替スイッチ、車室の温度を設定する温度設定スイッチ、内気循環、外気導入及び内外気混入モードを切り替える内外気切替スイッチ、オートエアコン制御とするか否かを選択するオートスイッチ、吹出方向を切り替える吹出モード切替スイッチ、デフロスタスイッチ等で構成されている。

乗員センサ４０は、前席に乗員が着座しているか否かを検出するとともに、後席に乗員が着座しているか否かも検出することができるものである。具体的には、例えば前席及び後席のシートクッション部にそれぞれ感圧センサを内蔵しておき、この感圧センサによって乗員が着座しているか否かを検出することができる。また、前席及び後席のシートベルトが装着状態にあるか否かを検出するセンサが一般の車両に設けられているので、このセンサを利用してシートベルトが装着状態にあれば乗員が着座していることを検出できる。車速センサ４１は、車両の速度を検出することができるものであり、従来から周知のセンサ類を使用することができる。

制御装置３０は、上記センサ３１〜３８、４０、４１から出力される信号（出力値）と、操作スイッチ３９の操作状態とに基づいて、内外気切替アクチュエータ１１ｄ、エアミックスアクチュエータ１８ａ、吹出方向切替アクチュエータ２７及びブロアモータ１５ｂを制御する。すなわち、操作スイッチ３９のオートスイッチによってオートエアコン制御が選択された場合には、車室外の温度、車室内の温度、日射量、エンジン冷却水温度、冷却用熱交換器１６の表面温度、設定温度等に基づいて、車室内に供給する調和空気の目標吹出温度を決定するとともに、この目標吹出温度となるようにエアミックスドア１８の開度を演算し、エアミックスドア１８がこの開度となるようにエアミックスアクチュエータ１８ａを制御してエアミックスドア１８を回動させる。これにより、調和空気の温度が目標吹出温度となる。

また、制御装置３０は、冷房時には吹出モードが主にベントモードとなるように吹出方向切替アクチュエータ２７を制御し、暖房時には吹出モードが主にヒートモードとなるように吹出方向切替アクチュエータ２７を制御する。また、冷房時や暖房時であっても弱めの場合には、バイレベルモードやデフベントモードとなるように吹出方向切替アクチュエータ２７を制御する。さらに、操作スイッチ３９が有するデフロスタスイッチがＯＮにされると、吹出モードがデフロスタモードとなるように吹出方向切替アクチュエータ２７を制御する。

例えば冬季に長時間放置された車両で暖房を行う場合や、夏季で長時間放置された車両で冷房を行う場合には、目標吹出温度と内気温度との差が大きくなる。このような場合には、制御装置３０は、風量が多くなるようにブロアモータ１５ｂを制御するが、乗員が風量切替スイッチを操作して好みの風量にすることもできるようになっている。また、オートエアコン制御では、目標吹出温度と内気温度との差が小さくなるにつれて風量が少なくなるようにブロアモータ１５ｂを制御する。ブロアモータ１５ｂの制御は印加電圧の変更によって行われるが、これに限られるものではなく、ブロアモータ１５ｂの回転数を変更できればよい。

制御装置３０によるブロアモータ１５ｂの制御及び吹出モードの切替制御によって乗員の上半身への送風量を検出することができ、この制御を行う制御装置３０は、本発明の冷熱関連情報検出手段を備えたものである。すなわち、吹出モードがベントモードである場合には、主に乗員の上半身へ調和空気が送風されることになり、このベントモード時におけるブロアモータ１５ｂへの印加電圧を検出することで乗員の上半身への送風量を検出することができる。また、ヒートモード時には、ベントモード時に比べて全体的に乗員の上半身への送風量が少なくなり、このことも制御装置３０によって検出できる。

また、制御装置３０は、図３に示すフローチャートの手順に従って内外気切替アクチュエータ１１ｄを制御する。この制御は、空調装置１がＯＮとされて制御装置３０が暖房を行う必要があると判断した場合に、所定のタイミングで繰り返されている。尚、冷房時には、基本的には乗員が選択したモードとなるように内外気切替アクチュエータ１１ｄを制御する。

スタート後のステップＳＡ１では、各センサ３１〜３８、４０、４１の出力値を読み込むとともに、操作スイッチ３９の操作状態を読み込む。ステップＳＡ１に続くステップＳＡ２では、上述のようにして、吹出モード、風量（ブロアモータ１５ｂへの印加電圧）、エアミックスドア１８の開度を決定するとともに、操作スイッチ３９の内外気切替スイッチの操作状態から目標インテークモードを決定する。目標インテークモードは、後述する制御手順の中で使用されるものであり、インテークモードが目標インテークモードにただちに切り替えられるわけではない。内外気切替スイッチが外気導入モードを選択している場合には、目標インテークモードを外気導入モードとし、内気循環モードを選択している場合には、目標インテークモードを内気循環モードとし、内外気混入モードを選択している場合には、目標インテークモードを内外気混入モードとする。

そして、ステップＳＡ３では、周知の手法に従って目標露点温度と露点温度を演算する。

目標露点温度は、フロントウインド温度センサ３６から出力されるフロントウインドガラスＧの車室内面の温度よりも低い温度とする。例えば、フロントウインドガラスＧの車室内面の温度が１０℃の場合、それよりも２〜３℃程度低い温度を目標露点温度とする。また、フロントウインド近傍温度センサ３７から出力されるフロントウインドガラスＧの車室内面近傍の温度と、フロントウインド近傍湿度センサ３８から出力されるフロントウインドガラスＧの車室内面近傍の湿度とに基づいて露点温度を得る。

ステップＳＡ４では、目標インテークモードが内気循環モードであるか否かを判定する。ステップＳＡ４でＹＥＳと判定されて目標インテークモードが内気循環モードである場合には、乗員が外気を導入したくない状況であると考えられるので、ステップＳＡ５に進んで目標インテークモードを内気循環モードにし、ステップＳＡ１３で内外気切替アクチュエータ１１ｄに制御信号を出力する。内外気切替アクチュエータ１１ｄは、内気循環モードとなるようにインテークドア１１ｃを回動させる。これにより、車室内に外気が導入されることはない。

ステップＳＡ４でＮＯと判定されて目標インテークモードが外気導入モードまたは内外気混入モードである場合には、ステップＳＡ６に進む。ステップＳＡ６では、ステップＳＡ３で演算した目標露点温度と露点温度からインテークドア１１ｃの目標開度（ＩＮＴｔｒｇ）を演算する。露点温度が目標露点温度よりも高い場合には、外気導入量を増やすようにインテークドア１１ｃの目標開度（ＩＮＴｔｒｇ）を演算し、露点温度が目標露点温度よりも低い場合には、内気循環量を増やすようにインテークドア１１ｃの目標開度（ＩＮＴｔｒｇ）を演算する。露点温度が目標露点温度よりも高い場合に、その差が大きくなるほど、外気導入量を増やし、また、露点温度が目標露点温度よりも低い場合に、その差が大きくなるほど、内気循環量を増やす。つまり、制御装置３０は、フロントウインドガラスＧの曇り易さを検出し、基本的には、この検出結果に基づいてフロントウインドガラスＧが曇り易い場合には外気導入量を増やす一方、窓ガラスが曇り難い場合には内気循環量を増やすように構成されている。

続くステップＳＡ７では、内気温度センサ３２から出力される内気温度と、外気温度センサ３１から出力される外気温度と、日射量センサ３３から出力される日射量とから乗員が感じる冷熱状態を得て、これに基づいて第１インテークドア補正開度（ＩＮＴｃ１）を演算する。この第１インテークドア補正開度（ＩＮＴｃ１）は第１内気循環量となる。

図４に示すように、第１インテークドア補正開度（ＩＮＴｃ１）は、内気温度が低くて乗員が寒いと感じると判定できる場合にその程度が強いほど内気循環量が少なくなるように設定され、また、外気温度が低くて乗員が寒いと感じると判定できる場合にその程度が強いほど内気循環量が少なくなるように設定され、また、日射量が少なくて乗員が寒いと感じると判定できる場合にその程度が強いほど内気循環量が少なくなるように設定される。つまり、乗員が寒いと感じるか否かを判定することができる。第１インテークドア補正開度（ＩＮＴｃ１）は、０％〜１００％の間で設定される。

図３に示すステップＳＡ７に続くステップＳＡ８は、風量（ブロアモータ１５ｂへの印加電圧）と、吹出モードとから第２インテークドア補正開度（ＩＮＴｃ２）を演算する。この第２インテークドア補正開度（ＩＮＴｃ２）は第２内気循環量となる。

図５に示すように、第２インテークドア補正開度（ＩＮＴｃ２）を演算する際には、風量に基づいて演算する補正開度（ＩＮＴｆ）と、吹出モードに基づいて演算する補正開度（ＩＮＴｍ）とを事前に得て、これら補正開度（ＩＮＴｆ）及び補正開度（ＩＮＴｍ）の内、低い値を第２インテークドア補正開度（ＩＮＴｃ２）とする。補正開度（ＩＮＴｆ）は、風量が少ないほど内気循環量が少なくなるように設定される。暖房時の風量が少ないと乗員が寒いと感じることがあり、この場合に内気循環量を少なくする。また、補正開度（ＩＮＴｍ）は、デフロスタモード（ＤＥＦ）の場合に内気循環量が最も多くなるように設定され、バイレベルモード（Ｂ／Ｌ）の場合に内気循環量が最も少なくなるように設定される。すなわち、バイレベルモードはデフロスタモードに比べて上半身への送風量が多くなり、この場合に内気循環量が少なくなる。第２インテークドア補正開度（ＩＮＴｃ２）は、０％〜１００％の間で設定される。

図３に示すステップＳＡ８に続くステップＳＡ９では、乗車センサ４０から得られた乗員の乗車状態から第３インテークドア補正開度（ＩＮＴｃ３）を演算する。この第３インテークドア補正開度（ＩＮＴｃ３）は第３内気循環量となる。

図６に示すように、第３インテークドア補正開度（ＩＮＴｃ３）を演算する際には、乗員が後席にも着座している場合に、前席のみに着座している場合に比べて内気循環量が少なくなるようにする。乗員が後席にも着座している場合は、後席の乗員が前席の乗員に比べて寒さを感じ易くなるので、この場合に内気循環量を少なくしている。

図３に示すステップＳＡ９に続くステップＳＡ１０では、インテークモードが内外気切替モードへ切り替えられた直後であるか否かを判定する。ステップＳＡ１０でＹＥＳと判定されてインテークモードが内外気切替モードへ切り替えられた直後である場合にはステップＳＡ１１に進む一方、ステップＳＡ１０でＮＯと判定されてインテークモードが内外気切替モードへ切り替えられて所定時間（例えば１０秒程度）以上経過している場合には、ステップＳＡ１２に進む。

ステップＳＡ１１では、インテークモードを内外気混入モードとした上で、第１インテークドア補正開度（ＩＮＴｃ１）、第２インテークドア補正開度（ＩＮＴｃ２）及び第インテークドア補正開度（ＩＮＴｃ３）の内、最も小さい開度をインテーク開度として選択した後、ステップＳＡ１３に進んで内外気切替アクチュエータ１１ｄに制御信号を出力する。内外気切替アクチュエータ１１ｄは、ステップＳＡ１１で選択した開度となるようにインテークドア１１ｃを回動させる。

また、ステップＳＡ１２では、インテークモードを内外気混入モードとした上で、目標開度（ＩＮＴｔｒｇ）、第１インテークドア補正開度（ＩＮＴｃ１）、第２インテークドア補正開度（ＩＮＴｃ２）及び第インテークドア補正開度（ＩＮＴｃ３）の内、最も小さい開度をインテーク開度として選択した後、ステップＳＡ１３に進んで内外気切替アクチュエータ１１ｄに制御信号を出力する。内外気切替アクチュエータ１１ｄは、ステップＳＡ１１で選択した開度となるようにインテークドア１１ｃを回動させる。

以上説明したように、この実施形態によれば、基本的に、暖房時に乗員が内気循環モードを選択していなければ、車室内の空気を温度調節部１２に導入して温度調節することができる。これにより、車室内の換気量を減少させることができるので、暖房に要するエネルギ消費量が少なくて済む。

そして、ステップＳＡ７において内気温度、外気温度及び日射量に基づいて乗員が寒い状況であるか否かを判定できる。乗員が寒い状況であると判定した場合（内気温度及び外気温度が低い、日射量が少ない）には内気循環量が減るので、吹き出した温風がすぐに温度調節部１２に吸い込まれてしまうのを抑制することが可能になる。これにより、温風が車室内全体に亘って流れ易くなるので、乗員の上半身や後席の乗員に温風が届き易くなり、乗員は暖房が効いているように感じる。

また、ステップＳＡ７において乗員が寒い状況であるか否かを判定する際、内気温度センサ３２によって車室内の温度を検出することで乗員の雰囲気温度が直接的に得られるので、乗員が寒い状況であるか否かを正確に判定することが可能になる。また、外気温度センサ３１によって車室外の空気温度を検出することで乗員が寒さを感じる状況であるか否かを正確に判定することが可能になる。また、日射量検出センサ３３によって日射量を検出することで、乗員の雰囲気温度が間接的に得られる。よって、乗員が寒い状況であるか否かを正確に判定できる。

また、ステップＳＡ８において暖房時の送風量に基づいて乗員が寒い状況であるか否かを判定できる。暖房時の送風量が少ないと乗員が寒いと感じ易くなり、この場合に内気循環量を減らすことで、吹き出した温風がすぐに温度調節部１２に吸い込まれてしまうのを抑制でき、温風量が少なくても車室内全体に亘って流れ易くなる。よって、乗員の上半身や後席の乗員に温風が届き易くなり、乗員は暖房が効いているように感じる。

また、ステップＳＡ９において後席に乗員がいる場合に内気循環量を減らすことで、温風が後席の乗員に温風が届き易くなり、後席の乗員は暖房が効いているように感じる。

また、内外気混入モードに切り替えられた直後に内外気混入モードとして内気循環量が減るので、乗員は早期に暖房が効いているように感じる。

尚、上記実施形態では、ステップＳＡ７〜ＳＡ９を設けているが、これらの内、いずれか１つまたは２つのステップのみ設けてもよい。

また、図７に示す実施形態の変形例１のように、ステップＳＡ３とステップＳＡ４との間にステップＳＢ１を挿入してもよい。ステップＳＢ１は、車速センサ４１によって検出された車速と、車室への送風量とに基づいて、外気が内気導入口１１ｂから車室内に流入する状況であるか否かを判定する。すなわち、車速センサ４１によって検出された車速が高いと走行風の影響により、外気導入口１１ａからインテーク部１１に流入した外気が、内気導入口１１ｂから温度調節されないままで車室内に流入する恐れがあり、このことが乗員に違和感を与えることになる。このとき、車室への送風量が多ければ、車速が多少高くても、車室外の空気が温度調節部１２に吸い込まれて導入されることになるので、内気導入口１１ｂから温度調節されないままで車室内に流入することは回避される。つまり、車速と車室への送風量との大小関係によっては、車室外の空気が温度調節されないまま車室に流入したり、車室外の空気が温度調節されて車室に流入したりすることがある。

この変形例１では、車速と車室への送風量とに基づいて車室外の空気が内気導入口１１ｂから車室内に流入しないと判定した場合（ステップＳＢ１でＮＯと判定した場合）に、ステップＳＡ１１やステップＳＡ１２で内外気混入モードとして車室内の空気と車室外の空気を温度調節部１２に導入するようにしたので、外気が温度調節されないままで車室内に流入することはない。一方、ステップＳＢ１でＹＥＳと判定されて車室外の空気が内気導入口１１ｂから車室内に流入すると判定した場合には、ステップＳＡ５に進んで内気循環モードとするので、車室外の空気が温度調節されないまま車室に流入することはない。

また、図８に示す実施形態の変形例２のように、ステップＳＡ３とステップＳＡ４との間にステップＳＣ１、ステップＳＣ２及びステップＳＣ３を挿入してもよい。ステップＳＣ１は、ブロアモータ１５ｂが停止しているか否かを判定するステップである。ステップＳＣ１でブロアモータ１５ｂが停止していると判定された場合には、ステップＳＣ２に進んで露点温度が所定温度以下であるか否かを判定する。この所定温度とは、フロントウインドガラスＧが曇り易い温度に設定しておく。これにより、ステップＳＣ２ではフロントウインドガラスＧが曇り易い状況であるか否かを判定することができる。ステップＳＣ２で露点温度が所定温度以下であると判定された場合には、ステップＳＡ５に進んで内気循環モードとする。一方、ステップＳＣ２で露点温度が所定温度よりも高いと判定された場合には、ステップＳＣ３に進んで外気導入モードとする。すなわち、送風が停止した場合であっても、車両が走行すると走行風を受けて車室外の空気がインテーク部１１に入るようになる。このとき、露点温度が所定温度よりも高くてフロントウインドガラスＧが曇り易い場合には、外気導入モードとすることで曇りが抑制される。また、露点温度が所定温度以下で、フロントウインドガラスＧが曇り難い場合には、内気循環モードとすることで温度調節されていない空気が車室に供給されてしまうのを抑制することが可能になる。よって、乗員の快適性をより一層向上できる。

また、フロントウインドガラス以外の窓ガラスの温度を検出するようにしてもよい。

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明に係る車両用空調装置は、例えば自動車の車室内を空調する場合に使用することができる。

１ 車両用空調装置
１１ インテーク部
１１ａ 外気導入口
１１ｂ 内気導入口
１１ｃ インテークドア
１２ 温度調節部
１３ 吹出方向切替部
３０ 制御装置
３１ 外気温度センサ
３２ 内気温度センサ
３３ 日射量センサ
４０ 乗員センサ
４１ 車速センサ
Ｇ フロントウインドガラス（窓ガラス）

Claims (1)

1. 車室内の空気の循環量と、車室外の空気の導入量とを変更するインテークドアを有するとともに、車室内の空気と車室外の空気とを同時に導入する内外気混入モード、車室内の空気のみを導入する内気循環モード及び車室外の空気のみを導入する外気導入モードに切替可能に構成されたインテーク部と、
   上記インテーク部から導入された空気の温度調節を行う温度調節部と、
   上記インテーク部から導入された空気を上記温度調節部に送風するブロアモータと、
   上記温度調節部で温度調節された調和空気を車室の各部に供給する吹出方向切替部と、
   車両の座席に乗員が着座しているか否かを検出する乗員センサと、
   車両の窓ガラスの曇り易さを検出し、この検出結果に基づいて窓ガラスが曇り易い場合には外気導入量を増やす一方、窓ガラスが曇り難い場合には内気循環量を増やすように上記インテークドアの目標開度を演算する制御装置とを備えた車両用空調装置において、
   乗員が感じる冷熱に関連する情報を検出する冷熱関連情報検出手段を備え、
   上記制御装置は、暖房時に車室内の空気と車室外の空気を上記温度調節部に導入する場合に、上記冷熱関連情報検出手段によって乗員が寒い状況であるか否か判定し、寒い状況であると判定したときには、上記内気循環量を少なくするように補正された第１内気循環量と、上記ブロアモータの送風量と上記吹出方向切替部で設定された吹出方向とに応じて補正された第２内気循環量と、上記乗員センサで検出した乗員の着座状態に応じて補正された第３内気循環量とを演算し、上記内外気混入モード以外のインテークモードから上記内外気混入モードに切り替えられて所定時間経過していない場合には、上記第１内気循環量と上記第２内気循環量と上記第３内気循環量との内、最も少ない内気循環量となるように上記インテークドアを制御する一方、上記内外気混入モード以外のインテークモードから上記内外気混入モードに切り替えられて所定時間以上経過している場合は、上記目標開度での内気循環量と上記第１内気循環量と上記第２内気循環量と上記第３内気循環量との内、最も少ない内気循環量となるように上記インテークドアを制御す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。

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