説明

車両用空調装置

【課題】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内に互いに仕切られた第1、第2空気通路A1、A2を形成し、それぞれ第1、第2空気通路A1、A2を介して主に乗員の上半身へ向けて空気を送風する第1、第2送風ファン12a、12bの上流側に、第1、第2送風ファン12a、12bの吸い込み側へ導入される内気と外気との導入割合を調整する第1、第2内外気切替装置13、14を配置し、第1、第2内外気切替装置13、14によって切り替えられる導入モードとして、第1内外気切替装置13が第1送風ファン12aの吸い込み側へ内気を導き、第2内外気切替装置14が第2送風ファン12bの吸い込み側へ外気を導く内外気混入モードを設ける。

【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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2005−67230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】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【課題を解決するための手段】
【0014】
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、および、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内外気混入モードを有することを特徴とする。
【0015】
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2内外気混入モードを実現することができる。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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、さらに、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することを特徴としている。これによれば、内気モードへ切り替えることによって、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。
【0019】
具体的には、請求項3に記載の発明のように、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ようにすればよい。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。
【0020】
さらに、請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の車両用空調装置において、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外気を導く外気モードを有し、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、少なくとも第2内外気混入モードへ切り替えた後に外気モードへ切り替えられることを特徴とする。
【0021】
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。
【0022】
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】
【0023】
【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】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。
【発明を実施するための形態】
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
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。
【0078】
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。
【0079】
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。
【0080】
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。
【0081】
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。
【0082】
(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。
【0083】
(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。
【0084】
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。
【0085】
(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。
【0086】
(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。
【0087】
(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。
【0088】
(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。
【0089】
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。
【0090】
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。
【符号の説明】
【0091】
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

【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、および、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、前記導入モードとして、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を有す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】
さらに、前記導入モードとして、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、
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、少なくとも前記第2内外気混入モードへ切り替えた後に前記外気モードへ切り替えられることを特徴とする請求項3に記載の車両用空調装置。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate


【公開番号】特開2012−224206(P2012−224206A)
【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2011−93462(P2011−93462)
【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)】