説明

車両用空調装置

【課題】乗員が空気通路内の臭いを吸ってしまうことの不快感を抑制可能に構成された車両用空調装置を提供する。
【解決手段】ケーシング11内を仕切板11aにて仕切ることで第1、第2空気通路A1、A2を形成し、さらに、仕切板11aに第1空気通路A1と第2空気通路A2とを連通させる連通路11fとこの連通路11fを開閉する連通路ドア20dを設ける。そして、車両が作動状態となった際に、連通路ドア20dが連通路11fを開くことによって、第1空気通路A1を流通する第1送風空気を連通路11fを介して、第2空気通路A2を流れる第2送風空気とともに、乗員の下半身へ向けて空気を吹き出すフット開口部11e側へ導く。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
従来、車室内へ送風される送風空気を冷却する冷却用熱交換器を備える車両用空調装置が知られている。この種の車両用空調装置では、冷却用熱交換器にて発生した臭いが送風空気とともに車室内へ流入してしまうことが問題となる。
【0003】
ここで、この臭いの発生原因は、冷却用熱交換器にて送風空気を露点温度以下まで冷却して送風空気に含まれる水分を凝縮させてしまうと、臭いを発生させるカビ胞子や微生物等の原因物質が湿潤した冷却用熱交換器の外表面に付着してしまうことにある。さらに、送風空気の臭いは、原因物質が付着した冷却用熱交換器の外表面が乾燥する際に強くなることが知られている。
【0004】
そこで、特許文献1の車両用空調装置では、冷却用熱交換器を通過した送風空気を車室内に吹き出す複数の吹出口へ導くダクト内に、外来光により再生可能な光触媒脱臭装置を配置して、光触媒脱臭装置によって臭いが取り除かれた送風空気を車室内に吹き出すようにしている。
【0005】
また、特許文献2には、冷却用熱交換器を備える車両用空調装置の一種として、車室内へ送風される送風空気の空気通路として第1、第2空気通路を形成するケーシングを有し、さらに、第1空気通路を流通する送風空気を乗員の上半身へ向けて吹き出すフェイス吹出口および第2空気通路を流通する送風空気を乗員の下半身へ向けて吹き出すフット吹出口を設けた、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2005−254990号公報
【特許文献2】特開平11−115450号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献1のように、ダクト内に光触媒脱臭装置を配置することは、車両用空調装置の製造コストを増加させてしまう点で望ましくない。これに対して、光触媒脱臭装置等を追加することなく、送風空気を車室内に吹き出す複数の吹出口の開閉状態を変化させることによって、臭いによる乗員の不快感を抑制する「臭気排出制御」と呼ばれる制御が知られている。
【0008】
具体的には、この「臭気排出制御」では、車両用空調装置の始動後、車室内への送風が開始されてから所定時間を経過するまでは、フェイス吹出口等から送風空気が吹き出されることを禁止して、フット吹出口から送風空気を吹き出すようにしている。
【0009】
これにより、車両用空調装置の使用後に冷却用熱交換器の外表面が乾燥することによってケーシング内の空気通路に滞留していた臭いが、送風空気とともに乗員の上半身(顔)側へ向けて吹き出されてしまうことを抑制し、さらに、空気通路に滞留していた臭いを乗員の下半身(足下)側へ排出した後に、フェイス吹出口から送風空気を吹き出すことで、臭いによる乗員の不快感を抑制している。
【0010】
ところが、この「臭気排出制御」を、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に適用しても、臭いによる乗員の不快感を充分に抑制できないことがある。その理由は、一般的な内外気二層式の車両用空調装置では、第1空気通路を流れる送風空気を、フェイス吹出口あるいは車両窓ガラスへ向けて送風空気を吹き出すデフロスタ吹出口から吹き出すからである。
【0011】
つまり、内外気二層式の車両用空調装置にて「臭気排出制御」を実行し、車室内への送風が開始されてから所定時間を経過するまで、フェイス吹出口から送風空気が吹き出されることを禁止しても、第1空気通路内に滞留している臭いは排出されないので、所定時間の経過後に乗員の顔に近い位置に送風空気を吹き出すフェイス吹出口あるいはデフロスタ吹出口から送風空気を吹き出すと、臭いによる乗員の不快感を抑制することができない。
【0012】
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、臭いによる乗員の不快感を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
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、第1、第2送風空気を冷却する冷却用熱交換器(15)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)が形成された車両用空調装置であって、
フェイス開口部(11d)の開度を調整するフェイスドア(20b)と、フット開口部(11e)の開度を調整するフットドア(20c)と、フェイス開口部(11d)およびフット開口部(11e)よりも第1、第2送風空気流れ上流側に配置されて、第1空気通路(A1)と第2空気通路(A2)とを連通させる連通路(11f)と、連通路(11f)を開閉する連通路ドア(20d)とを備え、
フェイス開口部(11d)およびフット開口部(11e)を介して車室内へ向けて吹き出される送風空気の吹出モードとして、フェイス開口部(11d)の開度をフット開口部(11e)の開度よりも縮小させるとともに、連通路(11f)を開く臭気排出モードを有することを特徴とする。
【0014】
これによれば、送風空気の吹出モードとして、臭気排出モードを有しているので、第1空気通路(A1)を流れる第1送風空気を、連通路(11f)を介してフット開口部(11e)を介して乗員の下半身(足下)へ吹き出すことができる。
【0015】
さらに、臭気排出モードでは、フェイス開口部(11d)の開度をフット開口部(11e)の開度よりも縮小させるので、第1空気通路を流れる送風空気のうち、フェイス開口部(11d)を介して乗員の上半身へ吹き出される風量よりも、フット開口部(11e)を介して乗員の上半身へ吹き出される風量を増加させることができる
従って、臭気排出モードに切り替えることによって、第1空気通路(A1)の冷却用熱交換器(15)にて発生した臭いを主に乗員の下半身(足下)側へ排出することが可能となり、臭いによる乗員の不快感を抑制することができる。
【0016】
なお、請求項に記載された「フェイス開口部(11d)の開度をフット開口部(11e)の開度よりも縮小させる」とは、フェイス開口部(11d)が僅かな開度であっても開いていることのみを意味するものではなく、フェイス開口部(11d)が全閉状態(閉塞された状態)となっていることも含まれる。
【0017】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の車両用空調装置において、ケーシング(11)には、第1送風空気を車両窓ガラス(W)へ向けて吹き出すデフロスタ開口部(11c)が形成されており、デフロスタ開口部(11c)の開度を調整するデフロスタドア()を備え、臭気排出モードでは、デフロスタ開口部(11c)の開度をフット開口部(11e)の開度よりも縮小させることを特徴とする。
【0018】
これによれば、送風空気を乗員の顔に近い部位である車両窓ガラス(W)へ向けて吹き出すデフロスタ開口部(11c)を有する車両用空調装置であっても、請求項1に記載の発明と同様に、臭気排出モードに切り替えることによって、第1空気通路(A1)内に位置付けられる冷却用熱交換器(15)にて発生した臭いを主に乗員の下半身(足下)側へ排出することが可能となる。
【0019】
なお、請求項に記載された「デフロスタ開口部(11c)の開度をフット開口部(11e)の開度よりも縮小させる」とは、デフロスタ開口部(11c)が僅かな開度であっても開いていることのみを意味するものではなく、デフロスタ開口部(11c)が全閉状態(閉塞された状態)となっていることも含まれる。
【0020】
従って、請求項3に記載の発明のように、請求項2に記載の車両用空調装置において、臭気排出モードでは、フェイス開口部(11d)およびデフロスタ開口部(11c)を全閉とし、フット開口部(11e)を全開としてもよい。
【0021】
これにより、第1空気通路(A1)を流れる送風空気の全風量をフット開口部(11e)を介して乗員の下半身へ向けて吹き出すことができる。その結果、臭気排出モードに切り替えることによって、第1空気通路(A1)内で発生した臭いを確実に乗員の下半身(足下)側へ排出することが可能となる。
【0022】
請求項4に記載の発明では、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において、臭気排出モードは、少なくとも第1送風ファン(12a)による送風が開始された後、予め定めた基準時間(KT)が経過するまでの間に切り替えられる吹出モードであることを特徴とする。
【0023】
これによれば、少なくとも第1送風ファン(12a)による送風が開始されてから基準時間(KT)を経過するまでの間は、第1空気通路を流れる送風空気のうち乗員の顔に近い部位へ送風される風量を減少させて、第1空気通路を流れる送風空気を主に乗員の下半身へ向けて吹き出すことができる。
【0024】
従って、車両用空調装置の作動停止後に冷却用熱交換器(15)の外表面が乾燥することによってケーシング(11)内の第1空気通路(A1)に滞留していた臭いを乗員の下半身(足下)側へ排出した後に、フェイス吹出口(11d)を介して送風空気を吹き出すことができ、臭いによる乗員の不快感を効果的に抑制することができる。
【0025】
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。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】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。
【図2】臭気排出制御時におけるタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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の破線矢印に示すように第2空気通路A2を流通する。
【0032】
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、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内外気切替装置13を配置している。
【0033】
内外気切替装置13には、第1送風ファン12aの吸い込み側へ内気を導入させる内気導入口13a、および、第1、第2送風ファン12a、12bの吸い込み側へ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、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内外気切替ドア13cが配置されている。
【0034】
内外気切替ドア13cは、図示しない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、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。
【0035】
さらに、本実施形態の車両用空調装置1では、この電動アクチュエータが内外気切替ドア13c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、内気モード、外気モード、内外気混入モードが設けられている。
【0036】
内気モードは、第1、第2空気通路A1、A2の双方へ内気を導入するモードであり、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を全閉とすることによって、第1送風ファン12aの吸い込み側へ内気を導入し、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。
【0037】
外気モードは、第1、第2空気通路A1、A2の双方へ外気を導入する車室内に外気を吹き出すモードであり、内外気切替ドア13cが、それぞれ内気導入口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。
【0038】
内外気混入モードは、内外気切替ドア13cが内気導入口13aおよび外気導入口13bの双方を開くことによって、第1送風ファン12aの吸い込み側へ内気を導入し、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。
【0039】
次に、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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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、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。
【0057】
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。
【0058】
また、本実施形態の仕切板11aには、ヒータコア16よりも空気流れ下流側であって、第1空気通路A1におけるデフロスタ開口部11cおよびフェイス開口部11dよりも空気流れ上流側の部位と第2空気通路A2におけるフット開口部11eよりも空気流れ上流側の部位とを連通させる位置に、仕切板11aの第1空気通路側と第2空通路側とを貫通する貫通穴が設けられている。
【0059】
この貫通穴は、デフロスタ開口部11c、フェイス開口部11dおよびフット開口部11eよりも第1、第2送風空気流れ上流側に配置されて、第1空気通路A1と第2空気通路A2とを連通させる連通路11fを構成している。さらに、この連通路11fには、連通路11fを開閉する、前述の内外気切替ドア13cと同様の片持ちドアで構成された連通路ドア20dが配置されている。
【0060】
従って、連通路ドア20dが連通路11fを開くことによって、第1送風空気をフット開口部11e側へ導き、第2送風空気をデフロスタ開口部11cおよびフェイス開口部11d側へ導くこともできる。なお、この連通路ドア20dは、連通路ドア用の電動アクチュエータによって開閉操作され、この連通路ドア用の電動アクチュエータも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。
【0061】
これらの各ドア20a〜20dは、送風空気を吹き出す吹出口や、各吹出口から吹き出す送風空気を第1送風空気とするかあるいは第2送風機空気とするかが選択される吹出モードを切り替える吹出モード切替手段を構成している。さらに、本実施形態の車両用空調装置1には、吹出モード切替手段によって切り替えられる吹出モードとして、フェイスモード、バイレベルモード、フットモード、デフロスタモード、および、臭気排出モードが設けられている。
【0062】
フェイスモードは、連通路ドア20dが連通路11fを閉じた状態で、デフロスタドア20aがデフロスタ開口部11cを閉じ、フェイスドア20bがフェイス開口部11dを全開し、フットドア20cがフット開口部11eを閉じることによって、フェイス吹出口19bから、乗員の上半身へ向けて送風空気を吹き出す吹出モードである。
【0063】
バイレベルモードは、連通路ドア20dが連通路11fを閉じた状態で、デフロスタドア20aがデフロスタ開口部11cを閉じ、フェイスドア20bがフェイス開口部11dを開き、フットドア20cがフット開口部11eを開くことによって、フェイス吹出口19bおよびフット吹出口19cから、それぞれ車室内乗員の上半身と下半身へ向けて送風空気を吹き出す吹出モードである。
【0064】
フットモードは、連通路ドア20dが連通路11fを閉じた状態で、デフロスタドア20aがデフロスタ開口部11cを微少開度だけ開き、フェイスドア20bがフェイス開口部11dを微少開度だけ開き、フットドア20cがフット開口部11eを全開することによって、主に、フット吹出口19cから、車室内乗員の下半身向けて送風空気を吹き出す吹出モードである。
【0065】
さらに、臭気排出モードは、連通路ドア20dが連通路11fを開いた状態で、デフロスタドア20aがデフロスタ開口部11cを微少開度だけ開き、フェイスドア20bがフェイス開口部11dを微少開度だけ開き、フットドア20cがフット開口部11eを全開することによって、主に、フット吹出口19cから、車室内乗員の下半身向けて送風空気を吹き出す吹出モードである。
【0066】
上記説明から明らかなように、臭気排出モードは、フットモードに対して、連通路ドア20dが連通路11fを開くことが異なる。また、デフロスタモードは、デフロスタドア20aがデフロスタ開口部11cを全開とし、その他のドア20b〜20dが各開口部11d、11eおよび連通路11fを閉じることによって、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吹出モードである。
【0067】
次に、本実施形態の車両用空調装置1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。
【0068】
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等の各種空調用センサ群(図示せず)が接続されている。
【0069】
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。
【0070】
さらに、空調制御装置の入力側には、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。
【0071】
具体的には、この操作パネル設けられた各種空調操作スイッチとしては、冷凍サイクル(具体的には圧縮機)の作動指令信号を出力するエアコンスイッチ、車室内温度Tsetを設定する温度設定手段をなす温度設定スイッチ、吹出モードをマニュアル設定する吹出モードスイッチ、導入モードをマニュアル設定する内外気切替スイッチ、送風機12の風量をマニュアル設定する送風機作動スイッチ、車両用空調装置1の自動制御を設定あるいは解除するオートスイッチ等が設けられている。
【0072】
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1では、車両作動スイッチの投入により車両が作動状態となっている際に、操作パネルのオートスイッチおよびエアコンスイッチが投入されると、空調制御装置が、予めその記憶回路に記憶されている通常運転時用の空調制御プログラムを実行する。
【0073】
通常運転時用の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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
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。
【0078】
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。
【0079】
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。
【0080】
吹出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。
【0081】
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。
【0082】
さらに、本実施形態の空調制御装置では、車両が作動状態となると、通常運転時用の空調制御プログラムとは別の制御プログラムを実行する。この制御プログラムでは、車両が作動状態となった後に、初めて送風機12による送風が開始された後、予め定めた基準時間KT(例えば、10秒)が経過するまでは、図2のタイムチャートに示すように、吹出モードを強制的に臭気排出モードに切り替える臭気排出制御が実行される。
【0083】
従って、車両が作動状態となった後に、初めて送風機12による送風が開始された後、予め定めた基準時間が経過するまでは、第1送風空気は連通路11fを介してフット開口部11e側へ流れ込み、第2送風空気とともに、乗員の下半身(足下)へ向けて吹き出されることになる。
【0084】
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、以下のような優れた効果を得ることができる。例えば、通常運転時の最大冷房時には、導入モードを内気モードとし、吹出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。
【0085】
また、通常運転時の最大暖房時には、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(足下)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。
【0086】
さらに、本実施形態の車両用空調装置1では、臭気排出モードを有しているので、第1空気通路A1を流れる第1送風空気を、連通路11fを介して主にフット開口部11eを介して乗員の下半身(足下)へ吹き出すことができる。
【0087】
そして、送風機12による送風が開始されてから基準時間KTを経過するまでの間は、吹出モードを強制的に臭気排出モードへ切り替える臭気排出制御を実行するので、第1空気通路を流れる送風空気のうち乗員の顔に近い部位へ送風される風量を減少させて、第1空気通路を流れる送風空気を主に乗員の下半身へ向けて吹き出すことができる。
【0088】
従って、前回の車両用空調装置1の作動停止後に、湿潤していた蒸発器15の外表面が乾燥することによって第1空気通路A1に滞留していた臭いを乗員の下半身(足下)側へ排出した後に、デフロスタ吹出口19aおよびフェイス吹出口19bから送風空気を吹き出すことができ、臭いによる乗員の不快感を効果的に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。
【0089】
(1)上述の実施形態では、臭気排出モード時に、デフロスタドア20aがデフロスタ開口部11cを微少開度だけ開き、フェイスドア20bがフェイス開口部11dを微少開度だけ開いた例を説明したが、デフロスタドア20aがデフロスタ開口部11cを閉じ、フェイスドア20bがフェイス開口部11dを閉じるようにしてもよい。
【0090】
これによれば、第1空気通路A1を流れる送風空気の全風量をフット開口部11eを介してフット吹出口19cから乗員の下半身へ向けて吹き出すことができるので、臭気排出モードに切り替えることによって、第1空気通路A1内で発生した臭いを確実に乗員の下半身(足下)側へ排出することが可能となる。
【0091】
(2)上述の実施形態では、車両作動スイッチの投入により車両が作動状態となった際に臭気排出制御を実行し、この臭気排出制御にて送風機12による送風が開始された後、基準時間KTが経過するまで、吹出モードを強制的に臭気排出モードに切り替える例を説明したが、臭気排出制御はこれに限定されない。
【0092】
例えば、エアコンスイッチの投入時、送風機作動スイッチの投入時に臭気排出制御を実行するようにしてもよいし、さらに、エアコンスイッチあるいは送風機作動スイッチが投入された後、基準時間KTが経過するまで、強制的に送風機12を作動させるとともに、吹出モードを臭気排出モードに切り替えるようにしてもよい。この際、送風機12を停止したまま、走行風(ラム圧)によって第1空気通路A1を流れる外気によって臭いを排出してもよい。
【0093】
(4)上述の実施形態では、内外気切替装置13の内外気切替ドア13cとして片持ちドアを採用した例を説明したが、内外気切替ドア13c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、吹出モード切替手段を構成する各ドア20a〜20dについても同様に、他の形式のドアを採用してもよい。
【0094】
(5)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。
【0095】
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。
【0096】
(6)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。この場合は、臭気排出制御時に、第2送風ファン12bの作動が開始していなくても、第1送風ファン12aによる送風が開始された後、基準時間KTが経過するまで、吹出モードを強制的に臭気排出モードに切り替えるようにすればよい。
【符号の説明】
【0097】
11 ケーシング
11c デフロスタ開口部
11d フェイス開口部
11e フット開口部
11f 連通路
12a、12b 第1送風ファン
13、14 第1、第2内外気切替装置
15 蒸発器
20a デフロスタドア
20b フェイスドア
20c フットドア
20d 連通路ドア
A1、A2 第1、第2空気通路

【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記第1、第2送風空気を冷却する冷却用熱交換器(15)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)が形成された車両用空調装置であって、
前記フェイス開口部(11d)の開度を調整するフェイスドア(20b)と、
前記フット開口部(11e)の開度を調整するフットドア(20c)と、
前記フェイス開口部(11d)および前記フット開口部(11e)よりも前記第1、第2送風空気流れ上流側に配置されて、前記第1空気通路(A1)と前記第2空気通路(A2)とを連通させる連通路(11f)と、
前記連通路(11f)を開閉する連通路ドア(20d)とを備え、
前記フェイス開口部(11d)および前記フット開口部(11e)を介して前記車室内へ向けて吹き出される送風空気の吹出モードとして、
前記フェイス開口部(11d)の開度を前記フット開口部(11e)の開度よりも縮小させるとともに、前記連通路(11f)を開く臭気排出モードを有することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項2】
さらに、前記ケーシング(11)には、前記第1送風空気を車両窓ガラス(W)へ向けて吹き出すデフロスタ開口部(11c)が形成されており、
前記デフロスタ開口部(11c)の開度を調整するデフロスタドア()を備え、
前記臭気排出モードでは、前記デフロスタ開口部(11c)の開度を前記フット開口部(11e)の開度よりも縮小させることを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。
【請求項3】
前記臭気排出モードでは、前記フェイス開口部(11d)および前記デフロスタ開口部(11c)を全閉とし、前記フット開口部(11e)を全開とすることを特徴とする請求項2に記載の車両用空調装置。
【請求項4】
前記臭気排出モードは、少なくとも前記第1送風ファン(12a)による送風が開始された後、予め定めた基準時間(KT)が経過するまでの間に切り替えられる吹出モードであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車両用空調装置。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2012−224205(P2012−224205A)
【公開日】平成24年11月15日(2012.11.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−93440(P2011−93440)
【出願日】平成23年4月19日(2011.4.19)
【出願人】(000004260)株式会社デンソー (27,639)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】