JPH0538926A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ルーフや窓が開けられている場合の空気調整
をルーフ等が閉じられている場合とは異なった条件で行
うようにして、乗員に対する快適空間の形成を無駄なく
かつ有効に行うこと。 【構成】 熱交換器１１と、この熱交換器１１からの調
整空気を車室内に案内し得る送風ダクト１２とを備え、
かつ車室内側の温度を検出する内気センサ１５と、外気
の温度を検出する外気センサ１６と、日射量を検出する
日射センサ１７とを備えて、これら各センサ１５〜１７
からの信号と、該各信号に対応したゲインにより送風ダ
クト１２を介して前記車室内に吹出すべき必要吹出空気
温度情報を演算する車両用空調装置１０において、当該
車両のルーフあるいは窓の開閉状態を検知する開閉セン
サを設けて、この開閉センサ１４からの信号に応じて、
前記各ゲインを変更処理する制御装置２０を備えたこ
と。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用空調装置に関
し、特に車両のルーフあるいは窓の開閉状態に応じた条
件で空調を行えるようにした車両用空調装置に関するも
のでる。

【０００２】

【従来の技術】車両用空調装置は、乗員の快適環境を形
成するために構成され使用されるものであるが、従来の
一般的な車両用空調装置においては、車室内が言わば密
閉状態にあることを前提としているものであり、その使
用上不都合なことがあり得る。つまり、車室内を外部に
大きく開放させ得るようにしたオープンカーやキャンバ
ストップカー等においては、そのルーフを完全に開放す
ると外気が車室内に大量に流れ込んでくるので、夏期に
おける冷房を快適なものにしたい場合に、車室内の温度
に応じて吐出空気の調整を行うことは無駄な部分が多く
なるものである。

【０００３】このような、オープンカーやキャンバスト
ップカー等におけるルーフや窓等を大きく開いても効率
の良い冷房を行えるようにする目的で、例えば特開昭６
３−４１２２６号公報にて示されているような「オープ
ンカーの空調装置」が提案されている。この公報におい
て提案されている空調装置は、車両の走行速度を検出す
る車速検出手段を設け、この車速検出手段からの出力に
基いて空調手段を制御することにより、少なくとも空調
風温度と送風量を制御する制御手段を設けたものであ
り、夏期冷房の場合、車速が低いときには走行風による
冷却作用が弱いので空調風温度が低くなるように、また
送風量が増加するように制御されて冷房能力が強化され
るのに対して、車速が高いときには走行風による冷却作
用が高いので、空調風温度が高くなるように、まだ送風
量が減少するように制御され、冷房能力が弱められるこ
とになるものである。

【０００４】しかしながら、オープンカー等において
は、車速に応じた冷房能力を上記のように制御すると、
例えば信号待ちしているときに十分な風が吹いていて、
冷房能力をそれ程高める必要がない場合であっても冷房
能力が高められることになるのであるから、省エネの観
点からしても無駄が多くなるものである。

【０００５】また、車速が高いときに冷房能力を弱く、
あるいは車速が低いときに冷房能力を強くすると、ルー
フを閉じて低速走行する場合には、必要以上に強い冷房
がなされることになる。しかも、市街地を走行する場合
の車両は、車速が短時間内に大きく変化するものであ
り、車速に応じた冷房を行おうとした場合には、その調
整を行うための各機器（例えば、冷媒供給のためのコン
プレッサやマグネットクラッチ、エアミックスドア等）
が頻繁に作動することになって、その故障が多く発生し
たり耐久性が悪くなる可能性がある。

【０００６】そこで、本発明者等は、ルーフや窓を大き
く開けた場合であっても、各機器を無駄なく作動させる
ことができて、しかも乗員にとって十分な快適さを得る
ことができるようにするためにはどうしたらよいかにつ
いて種々検討を重ねてきた結果、要するにルーフや窓が
開けられていることをこの種車両用空調装置を制御する
ための一つのデータとすることが良い結果を生むことを
新規に知見して、本発明を完成したのである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の経緯
に基いてなされたもので、その解決しようとする課題
は、ルーフや窓が開けられている場合の空調をルーフや
窓が閉じられている場合とは異なるようにして、省エネ
をも達成しながら乗員のためのより快適な空間を形成す
ることにある。

【０００８】そして、本発明の目的とするところは、ル
ーフや窓が開けられている場合の空調を、ルーフ等が閉
じられている場合とは異なった条件で行うようにして、
乗員に対する快適空間の形成を無駄なくかつ有効に行う
ことのできる車両用空調装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明の採った手段は、本発明の構成をブロック
で示す図１及びこれに使用している符号を付して説明す
ると、「熱交換器（１１）と、この熱交換器（１１）か
らの調整空気を車室内に案内し得る送風ダクト（１２）
とを備え、かつ車室内側の温度を検出する内気センサ
（１５）と、外気の温度を検出する外気センサ（１６）
と、日射量を検出する日射センサ（１７）とを備えて、
これら各センサ（１５）〜（１７）からの信号と、該各
信号に対応したゲインにより送風ダクト（１２）を介し
て前記車室内に吹出すべき必要吹出空気温度情報を演算
する車両用空調装置において、当該車両のルーフあるい
は窓の開閉状態を検知する開閉センサ（１４）を設け
て、この開閉センサ（１４）からの信号に応じて、前記
各センサ（１５）〜（１７）のゲインを変更処理する制
御装置（２０）を備えたことを特徴とする車両用空調装
置」である。

【００１０】すなわち、本発明に係る車両用空調装置
は、一般的な車両用空調装置が有している内気センサ
（１５）、外気センサ（１６）及び日射センサ（１７）
の他に、車両のルーフあるいは窓の開閉状態を検知する
開閉センサ（１４）を有しているものであり、この開閉
センサ（１４）の信号に応じて調整空気の車室側への吐
出温度等を、制御装置（２０）において演算処理して制
御するようにしたものである。勿論、この車両用空調装
置（１０）は、ルーフあるいは窓を完全に締め切った場
合には、車室温度や日射量等に応じた通常の空気調整が
行えるものである。

【００１１】

【発明の作用】以上のように構成した本発明に係る車両
用空調装置は、開閉センサ（１４）によって当該車両の
ルーフや窓が開放されていないことが検知されれば、内
気センサ（１５）、外気センサ（１６）及び日射センサ
（１７）によって検出された各温度信号に対応したゲイ
ンにより、車室内に吹出すべき必要吹出空気温度情報
が、従来公知の方法と同様な方法により制御装置におい
て演算処理される。これに対して、開閉センサ（１４）
によってルーフ等が開放されていることが検知される
と、各センサ（１５）〜（１７）によって検出された各
温度信号に対応したゲインが制御装置（２０）によって
変更処理されるのである。すなわち、車室内に吹出すべ
き必要吹出空気の温度が、ルーフ等が開放されているこ
とに対応して、制御装置（２０）において変更処理され
るのであり、これにより、乗員に対する快適空間の形成
がエネルギーを無駄に消費することなくかつ有効に行わ
れるのである。

【００１２】

【実施例】次に、本発明を、図面に示した実施例に従っ
て、その構成と作動とに分けて説明すると、次の通りで
ある。

【００１３】（１）構成の説明 図２には、本発明を適用した車両用空調装置１０の概略
構成が示してあり、この車両用空調装置１０において
は、熱交換器１１によって調整された空気が送風ダクト
１２を介して車室内側に送られるものである。勿論、こ
の送風ダクト１２内への空気は、その入口に設けた内外
気切換ドア１８によって、外気と室内空気との割合が決
定されるものであり、この内外気切換ドア１８の内外気
切換アクチュエータ１８ａは後述する制御装置２０によ
って制御されるものである。

【００１４】熱交換器１１は、本実施例の場合、冷媒を
気化させたときの気化熱によって通過する空気の冷却及
び除湿を行なうエバポレータ１１ａと、このエバポレー
タ１１ａの後流側に位置する加熱器１１ｂとを備えてい
て、エバポレータ１１ａに対しては、図示しないコンプ
レッサ及びコンデンサによって液化された冷媒が供給さ
れるようになっている。また、加熱器１１ｂの上流側に
は、エバポレータ１１ａにおいて冷却された空気と加熱
器１１ｂにおいて加熱された空気とを適度な割合で混合
するための温度調整ダンパ１１ｃが設けてあり、この温
度調整ダンパ１１ｃのためのアクチュエータは、後述す
る制御装置２０によって角度調整されるものである。

【００１５】また、本実施例の送風ダクト１２において
は、その吐出側が上部吐出口１２ａと下部吐出口１２ｂ
とに分岐してあり、この分岐点に切換ダンパ１３が介装
してある。この切換ダンパ１３は、送風ダクト１２外の
アクチュエータ１３ａによって切換えられるものである
が、このアクチュエータ１３ａは内外気切換アクチュエ
ータ１８ａと同様に制御装置２０によって制御されるも
のである。

【００１６】制御装置２０は、従来一般的に採用されて
いる内気センサ１５、外気センサ１６及び日射センサ１
７と、乗員が好みの温度を設定する温度設定器２１、そ
してルーフ等の開閉状態を検知する開閉センサ１４から
の各信号を得て、所定の演算処理を行い、温度調整ダン
パ１１ｃのためのアクチュエータ、内外気切換ドア１８
の内外気切換アクチュエータ１８ａ及び切換ダンパ１３
のアクチュエータ１３ａ等の駆動制御を前記の作用の項
で述べたように行うものでもある。

【００１７】内気センサ１５、外気センサ１６及び日射
センサ１７の車両に対する取付位置は、従来の車両用空
調装置において採用されているのと同様であるが、本件
における開閉センサ１４は、図５及び図６に示したよう
に、前面ガラスの上部としてある。これらの図５及び図
６に示した車両は所謂オープンカーであるために、開閉
センサ１４の取付位置をこのようにしているが、ルーフ
や窓の開閉状態を検知できるのであればどのような場所
であってもよい。

【００１８】すなわち、この車両用空調装置１０におけ
る開閉センサ１４は、種々な態様のものが考えられるも
のであり、例えば車種が図５に示すようなオープンカー
やキャンバストップカー等のルーフを開放することので
きるものであれば、図６にでも示すようなルーフの存在
の有無を検知するスイッチ１４の（常開型でも常閉型で
もどちらでもよい）を採用して実施してもよい。なお、
この図６に示したスイッチ１４ａは、ルーフによって押
圧されたとき沈み込むものであり、図５に示したよう
に、前面ガラスの上縁側に取付けると有効である。

【００１９】また、車両がセダンタイプのものである場
合には、この開閉センサ１４は窓の開閉状態を検知する
ようなものであればよく、センターピラー等の窓ガラス
を案内支持する部分に窓ガラスの開閉状態を言わば直接
的に検知するように設ける他、例えば窓ガラスを収納す
るドア内に設けて窓ガラスを支持しているリンク装置の
位置等を間接的に検知するように実施してもよいもので
ある。この場合、例えば窓ガラスが２／３以上開放され
たときに開閉センサ１４が作動するように、この開閉セ
ンサ１４の設置位置を設定すると有効である。

【００２０】また、本実施例に係る車両用空調装置１０
においては、送風ダクト１２の吐出側を、前述したよう
に、乗員の上半身側に向けて開口する上部吐出口１２ａ
と、乗員の下半身側に向けて開口する下部吐出口１２ｂ
とに分岐させて、その間に制御装置２０の出力に応じて
制御されるアクチュエータ１３ａによって切換えられる
切換ダンパ１３を設けているが、この切換ダンパ１３の
切換えは外気センサ１６の検出するＴ_amによって図３の
（イ）に示したように行われるものである。すなわち、
当該車両用空調装置１０によって調整された空気の吐出
は、外気温度Ｔ _amが所定温度より高い場合には、上部吐
出口１２ａから吐出されて主として乗員の腕や顔に向け
吐出するように制御装置２０によって制御されるもので
ある。また、外気温度が所定温度より低い場合には、車
両用空調装置１０において調整された空気を下部吐出口
１２ｂから吐出させて、主として調整空気を乗員の足元
に近い部分において主として吐出するように制御装置２
０によって制御されるものである。

【００２１】（２）作動の説明 次に、本実施例における車両用空調装置１０の作動を図
４のフローチャートに従って、ルーフや窓が閉じられて
いる場合と開放されている場合とに分けて説明する。

【００２２】・ルーフや窓が閉じられている場合 この場合には、当該車両用空調装置１０は一般的な作用
をするものである。すなわち、内気センサ１５、外気セ
ンサ１６及び日射センサ１７によって検出された各温度
と、乗員の好みに応じて温度設定器２１により設定され
た温度は制御装置２０に入力される。これにより、制御
装置２０は、ステップにおいて通常制御、すなわち上
記各温度に基づいた必要吹出空気温度Ｔ_acを、次の
（１）式に従って演算処理する。

【００２３】 Ｔ_ao＝Ｋ_set・Ｔ_set−Ｋ_r・Ｔ_r−Ｋ_am・Ｔ_am−Ｋ_s・Ｔ_s＋Ｃ…（１） ここで、Ｔ_set＝温度設定器による設定温度信号 Ｔ_r ＝内気センサによる検出温度信号 Ｔ_am ＝外気センサによる検出温度信号 Ｔ_s ＝日射センサによる検出信号 Ｋ_set＝定数 Ｋ_r ＝内気温度ゲイン Ｋ_am ＝外気温度ゲイン Ｋ_s ＝日射量ゲイン Ｃ ＝定数 を示している。

【００２４】以上のようにして、必要吹出空気温度Ｔ_ac
を算出した制御装置２０は、ステップにおいて、所定
の出力をするのである。すなわち、制御装置２０は、図
２に示した内外気切換ドア１８のための内外気切換アク
チュエータ１８ａの作動制御をして、必要吹出空気温度
Ｔ_acに応じた外気及び内気の送風ダクト１２内への給送
を制御するとともに、送風ダクト１２内のブロア１９、
加熱器１１ｂ及び温度調整ダンパ１１ｃの作動制御をす
るのである。これにより、温度調整ダンパ１１ｃの後流
側に流れる空気は、必要吹出空気温度Ｔ_acに応じたもの
となるのである。

【００２５】なお、上記の実施例においては、図２に示
したように、送風ダクト１２の吐出側が、乗員の上半身
側に開口する上部吐出口１２ａと、乗員の下半身側に開
口する下部吐出口１２ｂとに分岐させてあり、この分岐
点にアクチュエータ１３ａによって作動される切換ダン
パ１３が設けてある。そして、この切換ダンパ１３のた
めのアクチュエータ１３ａは、外気温度Ｔ_amに応じて作
動されるのであるが、ここでの場合は外気温度Ｔ_amが高
い場合に主として下部吐出口１２ｂ側から調整空気を吐
出させるようにしている。

【００２６】・ルーフや窓が開放されている場合 この場合には開閉センサ１４によってルーフ等が開放さ
れていることがステップにおいて信号として制御装置
２０内に取り込まれ、制御装置２０は、ステップ〜ス
テップを経てステップの演算処理を行うのである。
すなわち、まずステップにおいては、前記（１）式に
おける各センサの入力ゲインが次のように設定される。

【００２７】まず、ルーフ等が開放されていると、車室
内へは外気が十分侵入し得る状態にあるから、内気温度
そのものは必要吹出空気温度Ｔ_acを決定する上での重要
な要素ではない。従って、ステップにおいては、内気
温度ゲインＫ_rを従来より小さくなるように変更して、
室内温度Ｔ_rによる必要吹出空気温度Ｔ_acへの影響を小
さくするのである。これに対して、ルーフ等が開放され
ている場合には、外気温度と日射量との車室内環境に与
える影響は大きいのであるから、これらの外気温度ゲイ
ンＫ_amと日射量ゲインＫ_sとを大きくして、前記（１）
式による必要吹出空気温度Ｔ_acの設定を変更するのであ
る。

【００２８】この実施例においては、送風ダクト１２が
上部吐出口１２ａ及び下部吐出口１２ｂを有したものと
してあることは前述した通りであるが、これらの切り換
えを行なう切換ダンパ１３のアクチュエータ１３ａをス
テップにおいて制御するのである。つまり外気温度が
高い夏期においては、当該車両用空調装置１０によって
調整された空気（冷風）の吐出は、乗員の上半身側に向
けて行うことが効果的であるから、図３の（イ）にて示
すように、上部吐出口１２ａから行うようにするのであ
る。夏期においてルーフを開放していれば、日射は乗員
の特に上半身に当るものであり、日射を受けている上半
身側（例えば乗員の腕や顔）に向けて冷風を吐出するよ
うにしてやれば、その冷房効果は十分なものとなるから
である。

【００２９】その後は、ステップの通常制御と同様に
ステップにおいて、既に決定されている必要吹出空気
温度Ｔ_acに応じて送風ダクト１２内の内外気切換ドア１
８、加熱器１１ｂあるいは温度調整ダンパ１１ｃ等の作
動制御を行うための出力値を決定して、ステップへ進
むのである。

【００３０】以上のように、開閉センサ１４によるルー
フ等の開放状態を検知し、これに対応した制御を制御装
置２０によって行って、ルーフ等が閉じられている場合
には一般的な作動を車両用空調装置１０において行うよ
うにし、またルーフ等が開放されている場合には外気温
度や日射量によるゲインを変更して車両用空調装置１０
の作動のための必要吹出空気温度Ｔ_acを補正するのであ
るから、車両用空調装置１０を作動させるためのエネル
ギー消費が少なくなる（省エネ）のであり、また乗員に
対する十分な快適空間が形成されるのである。

【００３１】以上のように、必要吹出空気温度Ｔ_acの算
出において開閉センサ１４による検知信号を加味するこ
とと、送風ダクト１２からの調整空気の吐出を外気温度
Ｔ_amに応じて上部吐出口１２ａまたは下部吐出口１２ｂ
から行うようにすることとを車両用空調装置１０におい
て行うようにした場合には、ルーフや窓を大きく開けた
車両の乗員に対する調整空気の温度調整と吐出箇所をよ
り好適なものとするのである。例えば、夏のあつく晴れ
た日にルーフを開放した状態の車両においては、必要最
小限に冷却された空気を乗員の上半身側に向けて吐出さ
せるのであるから、日射を直接受けてあつくなっている
乗員の腕や顔等の上半身部分が快適な状態にされるので
ある。

【００３２】なお、以上のように、本実施例において
は、開閉センサ１４の信号に応じて必要吹出空気温度Ｔ
_acのための各ゲインを変換するとともに、送風ダクト１
２からの調整空気を外気温度Ｔ_amに応じて上部吐出口１
２ａまたは下部吐出口１２ｂから行うようにしている
が、この吐出調整を行なう切換ダンパ１３の制御につい
ては図７に示したように行ってもよい。つまり、ルーフ
や窓を大きく開放した場合には、乗員が日射を直接受け
易くなって、この日射量によっても体感温度等は気温と
は異なったものとなるから、切換ダンパ１３の作動要因
として外気温度Ｔ_amだけでなく、これに日射量データを
追加して、切換ダンパ１３の切換え時期の補正を行うよ
うにして実施してもよいものである。その場合には、図
７の点線にて示したように、外気温度Ｔ_amから日射量に
応じた補正値を減じた状態で切換ダンパ１３のためのア
クチュエータ１３ａの作動時期を決定するようにするの
である。要するに、乗員は日射による熱を受けている状
態にあるのであるから、外気温度Ｔ_amより少し低い温度
でアクチュエータ１３ａを作動させるようにするのであ
る。この外気温度Ｔ_amの補正を行なうか否かは、開閉セ
ンサ１４の検知状態によって決定するようにすればよ
い。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明においては、
制御装置における必要吹出空気温度情報の算出を、内気
センサ、外気センサ、日射センサの他に開閉センサから
の信号に応じても行うようにしているので、ルーフや窓
が開けられている場合の空気調整をルーフ等が開けられ
ていない場合に対して調整しながら行うようにして乗員
に対する快適空間の形成を無駄なくかつ有効に行うこと
のできる車両用空調装置を提供すること、つまり乗員が
最も快適と感ずる空調を行うことができるのである。ま
た、ルーフ等の開閉に応じて空調条件を決定するように
したから、空調を必要最小限のエネルギーで有効に行う
ことができるのであり、十分な省エネをもすることがで
きるのである。

【００３４】換言すれば、本発明の車両用空調装置１０
によれば、ルーフや窓が開放されている場合の空調を、
ルーフ等が閉じられている場合とは異なった条件で行う
ようにしているので、例えば車速に応じた空気の調整を
行う場合に比較すれば、市街地等において車両の速度が
頻繁に変化したとしても常に安定した状態で調整空気の
形成を行うことができ、各構成機器等の保護をも行うこ
とができるのである。また、本発明の車両用空調装置１
０は空気の調整をルーフ等の開閉に応じて行っているか
ら、エネルギーの節約ができていることは言うまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明に係る車両用空調装置の概略構成を示す
ブロック図である。

【図３】送風ダクトの吐出側に配置した切換ダンパの作
動時期と外気温度との関係を示すグラフである。

【図４】制御装置における演算処理の流れを示すフロー
チャートである。

【図５】本発明に係る車両用空調装置が適用されるオー
プンカーの車室内側からみた部分正面図である。

【図６】図５における６−６線部の部分拡大図である。

【図７】日射量に応じて補正を行った場合の切換ダンパ
の作動時期と外気温度との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ 車両用空調装置 １１ 熱交換器 １１ａ エバポレータ １１ｂ 加熱器 １１ｃ 温度調整ダンパ １２ 送風ダクト １２ａ 上部吐出口 １２ｂ 下部吐出口 １３ 切換ダンパ １３ａ アクチュエータ １４ 開閉センサ １５ 内気センサ １６ 外気センサ １７ 日射センサ １８ 内外気切換ドア １８ａ 内外気切換アクチュエータ ２０ 制御装置 ２１ 温度設定器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換器と、この熱交換器からの調整空
   気を車室内に案内し得る送風ダクトとを備え、かつ車室
   内側の温度を検出する内気センサと、外気の温度を検出
   する外気センサと、日射量を検出する日射センサとを備
   えて、これら各センサからの信号と、該各信号に対応し
   たゲインにより送風ダクトを介して前記車室内に吹出す
   べき必要吹出空気温度情報を演算する車両用空調装置に
   おいて、 当該車両のルーフあるいは窓の開閉状態を検知する開閉
   センサを設けて、この開閉センサからの信号に応じて、
   前記各ゲインを変更処理する制御装置を備えたことを特
   徴とする車両用空調装置。