JP2002254922A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 暖房起動時における車両窓ガラスの曇り発生
を簡便な手段にて抑制する。 【解決手段】 車室内への送風空気を冷却する機能およ
び加熱する機能を有する熱交換手段１８、２４を備え、
熱交換手段１８、２４により加熱された空気を車室内へ
吹き出す暖房モードの起動時に、デフロスタ吹出口２６
とフット吹出口２８の両方から空気を吹き出すフットデ
フロスタモードが選択されているときは、起動時から所
定時間ｔ０の間、吹出モードをフットモードに変更して
デフロスタ吹出口２６からの空気吹出を遮断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両窓ガラスの防
曇性を向上できる車両用空調装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用空調装置では冬期暖房時に
温水（エンジン冷却水）を暖房用熱交換器に循環させ、
この暖房用熱交換器にて温水を熱源として空調空気を加
熱するようにしている。この場合、温水温度が低いとき
には車室内への吹出空気温度が低下して必要な暖房能力
が得られない場合がある。

【０００３】そこで、特開２０００−２１９０３４号公
報においては、ホットガスヒータサイクルにより暖房機
能を発揮できる冷凍サイクル装置が提案されている。こ
の従来装置では、エンジン起動時のごとく温水温度が所
定温度より低いときには、圧縮機吐出ガス冷媒（ホット
ガス）を凝縮器をバイパスして蒸発器に直接導入して、
蒸発器でガス冷媒から空調空気に放熱することにより、
暖房機能を発揮できるようにしている。

【０００４】すなわち、上記の従来装置においては、空
調ケース内に設置された同一の室内熱交換器である蒸発
器を冷房モード時の冷却器および暖房モード時の放熱器
として切替使用している。

【０００５】ところで、車両用空調装置では冬期暖房時
に汚染外気の導入防止のため内気モードを設定する場合
がある。この場合は、窓ガラスの曇り止めのために、蒸
発器の冷却、除湿作用を発揮する必要が生じるので、外
気温が０°Ｃ付近に低下するまで、冷凍サイクルを冷房
モードで使用することがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、冷房モード
運転により蒸発器で一度発生した凝縮水は冬期の低外気
温時では蒸発しにくく、長時間残存しやすい。このた
め、次回のエンジン起動時に、暖房能力の不足から、ホ
ットガスヒータサイクルによる暖房モードを起動する
と、今度は蒸発器がホットガスの放熱器として作用し、
蒸発器の温度が急上昇するので、蒸発器表面に残存して
いた凝縮水が再蒸発して、高湿度の空気が車室内へ吹出
し、車両窓ガラスの曇りを誘発する。

【０００７】そこで、上記特開２０００−２１９０３４
号公報においては、車両窓ガラスが曇る状態を判定する
と、デフロスタモード以外の他の吹出モード、具体的に
はフット吹出口のみ開口してデフロスタ吹出口を閉塞す
るフットモードを選択し、これにより、車両窓ガラスへ
の高湿度空気の吹出を阻止して車両窓ガラスの曇り防止
を図ることが提案されている。

【０００８】しかし、車両窓ガラスが曇る状態を的確に
判定するためには、窓ガラス温度と窓ガラス内面の湿度
に関する情報が必要であるので、上記従来技術では、こ
の情報入手のためのセンサ類及びセンサ検出信号の判定
回路が必要となり、コスト高となる。

【０００９】本発明は上記点に鑑みてなされたもので、
暖房起動時における車両窓ガラスの曇り発生を簡便な手
段にて抑制できるようにすることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、車室内への送風空気を
冷却する機能および加熱する機能を有する熱交換手段
（１８、２４）と、送風空気を車両窓ガラスへ向けて吹
き出すデフロスタ吹出口（２６）と、送風空気を乗員足
元側へ向けて吹き出すフット吹出口（２８）とを備え、
熱交換手段（１８、２４）により加熱された空気を車室
内へ吹き出す暖房モードの起動時に、デフロスタ吹出口
（２６）からの空気吹出を許容する吹出モードが選択さ
れているときは、起動時から所定時間（ｔ０）の間、デ
フロスタ吹出口（２６）からの空気吹出量を所定時間
（ｔ０）経過後よりも少なくすることを特徴とする。

【００１１】これにより、暖房モード起動後の所定時間
（ｔ０）の間、デフロスタ吹出口（２６）からの空気吹
出量を減少させて、暖房起動時における車両窓ガラスの
曇り発生を抑制できる。しかも、暖房モード起動後の所
定時間（ｔ０）を規定するタイマー手段を備えるという
簡便な手段にて、窓ガラスの曇り抑制を達成できる。こ
のため、窓ガラスの防曇制御のためのセンサ類、および
センサ検出信号の判定回路を特別に必要とせず、コスト
低減を図ることができ、実用上、極めて有利である。

【００１２】請求項２に記載の発明では、請求項１にお
いて、デフロスタ吹出口（２６）とフット吹出口（２
８）の両方から空気を吹き出すフットデフロスタモード
と、フット吹出口（２８）から空気を吹き出し、デフロ
スタ吹出口（２６）からの空気吹出を遮断するフットモ
ードとを切替可能になっており、デフロスタ吹出口（２
６）からの空気吹出を許容する吹出モードは上記フット
デフロスタモードであり、暖房モード起動時から所定時
間（ｔ０）の間は、吹出モードを上記フットモードに変
更してデフロスタ吹出口（２６）からの空気吹出を遮断
することを特徴とする。

【００１３】これにより、暖房起動時からの所定時間
（ｔ０）の間はフットモードの選択によりデフロスタ吹
出口（２６）からの空気吹出を回避して、窓ガラスの曇
り抑制を確実に達成できる。

【００１４】請求項３に記載の発明のように、所定時間
（ｔ０）を、車両窓ガラスの曇り発生に関連する物理量
（例えば、外気温等）に応じて補正すれば、窓ガラスの
曇り抑制のためにより適切な所定時間（ｔ０）を設定で
き、窓ガラスの曇り抑制効果を向上できる。

【００１５】請求項４に記載の発明では、熱交換手段
は、冷房モード時には冷凍サイクルの低圧冷媒が蒸発す
る蒸発器として作用し、暖房モード時には、冷凍サイク
ルの圧縮機吐出ガス冷媒が直接導入されてガス冷媒の放
熱器として作用するホットガスヒータサイクルの室内熱
交換器（１８）を有していることを特徴とする。

【００１６】このように、ホットガスヒータサイクルの
室内熱交換器（１８）が圧縮機吐出ガス冷媒の放熱器と
して作用する暖房モード時に、室内熱交換器（１８）で
凝縮水の再蒸発が発生しても、デフロスタ吹出口（２
６）からの空気吹出の減少または回避により、車両窓ガ
ラスの曇り発生を抑制できる。

【００１７】請求項５に記載の発明では、熱交換手段
は、冷房モード時には冷凍サイクルの低圧冷媒が蒸発す
る蒸発器として作用し、暖房モード時には、冷凍サイク
ルの高圧冷媒が放熱する放熱器として作用するヒートポ
ンプ装置の室内熱交換器（１８）を有していることを特
徴とする。

【００１８】このように、ヒートポンプ装置の室内熱交
換器（１８）が凝縮器として作用する暖房モード時に、
室内熱交換器（１８）で凝縮水の再蒸発が発生しても、
デフロスタ吹出口（２６）からの空気吹出の減少または
回避により、車両窓ガラスの曇り発生を抑制できる。

【００１９】請求項６に記載の発明では、請求項４また
は５において、室内熱交換器（１８）の空気流れ下流側
に、温水を熱源として送風空気を加熱する温水式の暖房
用熱交換器（２４）を備えることを特徴とする。

【００２０】これによると、温水温度が十分上昇する前
に、請求項４のホットガスヒータサイクルまたは請求項
５のヒートポンプ装置の室内熱交換器（１８）にて補助
暖房効果を発揮して、車室内暖房効果の立ち上げを促進
できるとともに、ホットガスヒータサイクルまたはヒー
トポンプ装置の作動に起因する車両窓ガラスの曇り発生
を抑制できる車両用空調装置を提供できる。

【００２１】請求項７に記載の発明では、請求項６にお
いて、暖房モード時に温水が所定温度（Ｔｗ１）以上に
上昇すると、送風空気を送風する送風機（２３）を起動
するウォームアップ制御を行うようになっており、所定
時間（ｔ０）は、暖房モードの起動後、温水が所定温度
（Ｔｗ１）より高い別の所定温度（Ｔｗ３）以上に上昇
するに要する時間に設定することを特徴とする。

【００２２】これにより、暖房モードの起動時に車室内
への冷風の吹出を防止するウォームアップ制御を実行す
るものにおいても、送風機（２３）の起動当初の期間は
必ず、デフロスタ吹出口（２６）からの空気吹出を減少
または回避させて、車両窓ガラスの曇り発生を抑制でき
る。

【００２３】なお、上記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も
のである。

【００２４】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１〜図３は第
１実施形態であり、第１実施形態はホットガスヒータサ
イクルにより暖房機能を発揮できる冷凍サイクル装置を
持つ車両用空調装置に本発明を適用した例を示してい
る。図１において、圧縮機１０は、電磁クラッチ１１を
介して水冷式の車両エンジン１２により駆動される。

【００２５】圧縮機１０の吐出側は冷房用電磁弁１３を
介して凝縮器（室外熱交換器）１４に接続され、この凝
縮器１４の出口側は冷媒の気液を分離して液冷媒を溜め
る受液器１５に接続される。凝縮器１４は圧縮機１０等
とともに車両エンジンルームに配置され、電動式の冷却
ファン１４ａにより送風される外気（冷却空気）と熱交
換する室外熱交換器である。

【００２６】そして、受液器１５の出口側は温度式膨張
弁（第１減圧装置）１６に接続されている。この温度式
膨張弁１６の出口側は逆止弁１７を介して蒸発器（室内
熱交換器）１８に接続されている。蒸発器１８の出口側
はアキュームレータ１９を介して圧縮機１０の吸入側に
接続されている。

【００２７】上記した圧縮機１０の吐出側から冷房用電
磁弁１３→凝縮器１４→受液器１５→温度式膨張弁１６
→逆止弁１７→蒸発器１８→アキュームレータ１９を経
て圧縮機１０の吸入側に戻る閉回路により通常の冷房用
冷凍サイクルＣが構成される。

【００２８】温度式膨張弁１６は周知のごとく通常の冷
凍サイクル運転時（冷房モード時）に蒸発器１８出口冷
媒の過熱度が所定値に維持されるように弁開度（冷媒流
量）を調整するものである。アキュームレータ１９は冷
媒の気液を分離して液冷媒を溜め、ガス冷媒および底部
付近の少量の液冷媒およびオイルを圧縮機１０側へ吸入
させる。

【００２９】一方、圧縮機１０の吐出側と蒸発器１８の
入口側との間に、凝縮器１４等をバイパスするホットガ
スバイパス通路２０が設けてあり、このバイパス通路２
０には暖房用電磁弁２１および絞り（第２減圧装置）２
１ａが直列に設けてある。この絞り２１ａはオリフィ
ス、キャピラリチューブ等の固定絞りで構成することが
できる。圧縮機１０の吐出側から暖房用電磁弁２１→絞
り（第２減圧装置）２１ａ→蒸発器１８→アキュームレ
ータ１９を経て圧縮機１０の吸入側に戻る閉回路により
暖房用のホットガスヒータサイクルＨが構成される。

【００３０】車両用空調装置の空調ケース２２は車室内
へ向かって空気が流れる空気通路を構成するもので、こ
の空調ケース２２内を電動式の空調用送風機２３により
空気（車室内空気または外気）が送風される。蒸発器１
８はこの空調ケース２２内に設置される室内熱交換器で
あって、冷房モード時には冷凍サイクルＣにより低圧冷
媒が流入して蒸発する。その際の冷媒蒸発潜熱の吸熱に
より空調用送風機２３の送風空気が冷却される。

【００３１】また、暖房モード時には、蒸発器１８はホ
ットガスバイパス通路２０からの高温冷媒ガス（ホット
ガス）が流入して送風空気に放熱するので、放熱器とし
ての役割を果たす。

【００３２】空調ケース２２内において、蒸発器１８の
空気下流側には車両エンジン１２からの温水（エンジン
冷却水）を熱源として送風空気を加熱する温水式の暖房
用熱交換器２４が設置されている。この暖房用熱交換器
２４の側方には、送風空気をバイパスして流すバイパス
通路２４ａが設けられており、温度調節手段をなすエア
ミックスドア２５によりバイパス通路２４ａの通過風量
（冷風量）と暖房用熱交換器２４の通過風量（温風量）
との割合を調節して車室内への吹出空気温度を調節する
ようになっている。

【００３３】この暖房用熱交換器２４の下流側には、車
室内へ空調空気を吹き出す複数の吹出口２６〜２８が設
けられている。デフロスタ吹出口２６は、空調空気を車
両窓ガラスＧの内面に向かって吹き出すものであり、フ
ェイス吹出口２７は、空調空気を乗員の顔部側に向かっ
て吹き出すものであり、フット吹出口２８は、空調空気
を乗員の足元側に向かって吹き出すものである。各吹出
口２６〜２８はそれぞれ吹出モード切替ドア２９〜３１
により開閉される。なお、暖房用熱交換器２４への温水
回路には温水流れを制御する温水弁３２が備えられてい
る。

【００３４】本例では、エアミックスドア２５、吹出モ
ード切替ドア２９〜３１、および温水弁３２はそれぞれ
サーボモータからなるアクチュエータ４５、４６、４７
により駆動される。

【００３５】空調用電子制御装置（以下ＥＣＵという）
３３は、マイクロコンピュータとその周辺回路から構成
され、予め設定されたプログラムに従って入力信号に対
する演算処理を行って、空調機器の作動を制御する。す
なわち、両電磁弁１３、２１の開閉、電磁クラッチ１１
の断続作動、凝縮器１４の冷却ファン１４ａ、空調用送
風機２３、エアミックスドア２５の駆動用アクチュエー
タ４５、吹出モード切替ドア２９〜３１の駆動用アクチ
ュエータ４６、温水弁３２の駆動用アクチュエータ４７
等の作動をＥＣＵ３３が制御する。なお、図１では両電
磁弁１３、２１および電磁クラッチ１１以外の空調機器
とＥＣＵ３３との間の電気結線は図示の簡略化のために
省略している。

【００３６】ＥＣＵ３３には、車両エンジン１２の水温
センサ３４、蒸発器１８の温度検出手段をなす蒸発器吹
出温度センサ３５、圧縮機吐出圧力の圧力センサ３６、
およびセンサ群３７から検出信号が入力される。センサ
群３７は周知のごとく外気温センサ、内気温センサ、日
射量センサ等である。

【００３７】また、車室内計器盤付近に設置される空調
操作パネル３８の操作スイッチ群からの操作信号が入力
される。この操作スイッチ群として、具体的には、冷凍
サイクルの圧縮機１０の起動または停止を指令するエア
コンスイッチ３９、ホットガスヒータサイクルによる暖
房モードを設定する暖房スイッチ４０、車室内の希望温
度を設定する温度設定スイッチ４１、吹出モード切替用
の吹出モード切替スイッチ４２、風量切替用の風量切替
スイッチ４３等が備えられている。なお、エアコンスイ
ッチ３９は冷房モードを設定する冷房スイッチの役割を
果たす。

【００３８】次に、上記構成において本実施形態の作動
を説明する。まず、最初に、冷凍サイクル部分の作動を
説明すると、冷房モード時には、ＥＣＵ３３により冷房
用電磁弁１３が開状態とされ、暖房用電磁弁２１が閉状
態とされる。従って、電磁クラッチ１１が接続状態とな
り、圧縮機１０が車両エンジン１２にて駆動されると、
圧縮機１０の吐出ガス冷媒は開状態の冷房用電磁弁１３
を通過して凝縮器１４に流入する。

【００３９】凝縮器１４では、冷却ファン１４ａにより
送風される外気にて冷媒が冷却されて凝縮する。そし
て、凝縮器１４通過後の冷媒は受液器１５で気液分離さ
れ、液冷媒のみが温度式膨張弁１６で減圧されて、低温
低圧の気液２相状態となる。

【００４０】次に、この低圧冷媒は逆止弁１７を通過し
て蒸発器１８内に流入して送風機２３の送風する空調空
気から吸熱して蒸発する。蒸発器１８で冷却された空調
空気は、主に、フェイス吹出口２７から室内へ吹き出し
て車室内を冷房する。蒸発器１８で蒸発したガス冷媒は
アキュームレータ１９を介して圧縮機１０に吸入され、
圧縮される。なお、図２の破線部は、通常の冷房用冷凍
サイクルＣを示す。

【００４１】冬期の暖房モード時には、暖房スイッチ４
０が投入されると、ＥＣＵ３３により冷房用電磁弁１３
が閉状態とされ、暖房用電磁弁２１が開状態とされ、ホ
ットガスバイパス通路２０が開通する。このため、圧縮
機１０の高温吐出ガス冷媒が開状態の暖房用電磁弁２１
を通って絞り２１ａで減圧された後、蒸発器１８に直
接、流入する。

【００４２】このとき、逆止弁１７はホットガスバイパ
ス通路２０からのガス冷媒が温度式膨張弁１６側へ流れ
るのを防止する。従って、冷凍サイクルは、圧縮機１０
の吐出側→暖房用電磁弁２１→絞り２１ａ→蒸発器１８
→アキュームレータ１９→圧縮機１０の吸入側に戻る閉
回路（ホットガスヒータサイクルＨ）にて運転される。
図２の実線部はこのホットガスヒータサイクルＨを示
す。

【００４３】そして、絞り２１ａで減圧された後の過熱
ガス冷媒が蒸発器１８にて送風空気に放熱して、送風空
気を加熱する。ここで、蒸発器１８にてガス冷媒から放
出される熱量は、圧縮機１０の圧縮仕事によるものであ
る。また、ホットガスヒータサイクルＨの運転により圧
縮機１０の駆動負荷が車両エンジン１２に加わるので、
車両エンジン１２の暖機を促進して、温水温度の上昇を
早める効果が生じる。

【００４４】そして、エンジン１２の温水（冷却水）
を、温水弁３２を介して温水式の暖房用熱交換器２４に
温水を流すことにより、送風空気を熱交換器２４におい
てさらに加熱することができ、温風を車室内へ吹き出す
ことができる。蒸発器１８で放熱したガス冷媒はアキュ
ームレータ１９を介して圧縮機１０に吸入され、再度、
圧縮される。

【００４５】次に、図３は本第１実施形態による具体的
制御例を示すもので、図３の制御ルーチンは車両エンジ
ン１２のイグニッションスイッチ（図示せず）あるいは
空調操作パネル３８の操作スイッチ（オートスイッチ、
送風機スイッチ等）の投入によりスタートし、先ず、ス
テップＳ１００ではセンサ３４〜３７からの検出信号、
空調操作パネル３８の操作スイッチ３９〜４１からの操
作信号等を読み込む。

【００４６】続いて、ステップＳ１１０にて、車室内へ
吹き出される空調風の目標吹出温度ＴＡＯを算出する。
この目標吹出温度ＴＡＯは車室内を温度設定スイッチ４
１の設定温度Ｔｓｅｔに維持するために必要な吹出温度
であり、空調制御の基本目標値となる。目標吹出温度Ｔ
ＡＯは周知のように、設定温度Ｔｓｅｔと、空調熱負荷
に関係する内気温Ｔr 、外気温Ｔam、日射量Ｔsとに基
づいて算出できる。

【００４７】次に、ステップＳ１２０にて、上記目標吹
出温度ＴＡＯに基づいて各種の空調制御目標値を決定す
る。具体的には、エアミックスドア２５の目標開度ＳＷ
を目標吹出温度ＴＡＯと、蒸発器吹出温度Ｔｅおよびエ
ンジン温水温度Ｔｗとに基づいて決定する。また、送風
ファン２３により送風される空気の目標風量ＢＬＷを上
記ＴＡＯに基づいて算出する。この目標風量ＢＬＷの基
本制御は、図４（ａ）のマップに示すように、上記ＴＡ
Ｏの高温側（最大暖房側）および低温側（最大冷房側）
で目標風量を大きくし、上記ＴＡＯの中間温度域で目標
風量を小さくする。

【００４８】但し、冬季暖房起動時には車室内への冷風
の吹出を防止するために図４（ｂ）のマップに示すウォ
ームアップ制御を行う。すなわち、エンジン温水温度Ｔ
ｗが第１所定温度Ｔｗ１（例えば、３０℃）より低いと
きは空調用送風機２３のファン駆動モータ２３ａへの通
電を遮断して送風機２３を停止させ、これにより、車室
内への冷風の吹出を防止する。そして、ヒータコア温水
温度Ｔｗが第１所定温度Ｔｗ１を超えると送風機２３を
最低風量Ｌｏで起動させる。

【００４９】車両エンジン１２の暖気が進行して、温水
温度Ｔｗが更に第１所定温度Ｔｗ１から第２所定温度Ｔ
ｗ２（例えば、６０℃）に向かって上昇すると、これに
連動して送風機２３のファン駆動モータ２３ａへの印加
電圧を上昇させ、これにより、送風機２３の風量を最低
風量Ｌｏから最高風量Ｈｉに向かって上昇させる。水温
Ｔｗが第２所定温度Ｔｗ２より高くなると、ウォームア
ップ制御を終了し、図４（ａ）のマップにより目標風量
を決定する定常状態に移行する。

【００５０】また、ステップＳ１２０においては、上記
ＴＡＯに応じて吹出モードを決定する。この吹出モード
は図５のマップに示すようにＴＡＯが低温側から高温側
へ上昇するにつれてフェイス（ＦＡＣＥ）モード→バイ
レベル（Ｂ／Ｌ）モード→フット（ＦＯＯＴ）モードと
切替設定する。

【００５１】但し、上記吹出モードのうち、フェイスモ
ードとバイレベルが最終決定であるのに対し、フットモ
ードは仮の決定であり、図５のマップにおいて、ＴＡＯ
が所定温度Ｂ４以上となる高温域（暖房必要時）におい
て、窓ガラスＧが曇りやすい条件にある時（例えば、低
外気温時、低日射量時、高車速時等）には、フットモー
ドに代えてフットデフロスタモードを選択する。

【００５２】一方、ＴＡＯが所定温度Ｂ４以上となる高
温域（暖房必要時）において、窓ガラスＧが曇りやすい
条件にない時は、図５のマップの通り、フットモードを
選択する。

【００５３】なお、本第１実施形態において、フットデ
フロスタモードは、デフロスタ吹出口２６とフット吹出
口２８の両方から空気を同時に吹き出す吹出モードであ
り、この両吹出口２６、２８の吹出風量は略同程度であ
る。これに反し、フットモードはデフロスタ吹出口２６
からの空気吹出を止めて、フット吹出口２８のみ、ある
いはフット吹出口２８とサイドフェイス吹出口（図示せ
ず）の両方から空気を吹き出す。

【００５４】なお、図５のフェイスモード、バイレベル
モードは従来通りの吹出モードであり、図５において、
モード切替温度Ｂ１、Ｂ２は例えば、２５〜２９℃程度
の温度であり、モード切替温度Ｂ３、Ｂ４は例えば、４
０℃前後の温度である。

【００５５】また、上記の各吹出モード（フェイス、バ
イレベル、フット、フットデフロスタの各モード）は、
上記ＴＡＯによる自動切替の他に、空調操作パネル３８
の吹出モード切替スイッチ４２の手動操作によっても設
定できるようになっているので、上記の各吹出モードが
手動設定されたときはその手動設定された吹出モードを
ステップＳ１２０にて決定する。

【００５６】因みに、フェイス吹出口２７およびフット
吹出口２８をフェイスドア３０、フットドア３１により
全閉し、デフロスタ吹出口２６をデフロスタドア２９に
より全開するデフロスタモードは、空調操作パネル３８
の吹出モード切替スイッチ４２のデフロスタ位置への手
動操作のみで設定するようになっているので、吹出モー
ド切替スイッチ４２がデフロスタ位置に手動操作された
ときはデフロスタモードをステップＳ１２０にて決定す
る。なお、デフロスタモード時に、デフロスタ吹出口２
６とサイドフェイス吹出口（図示せず）の両方から空気
を吹き出してもよい。

【００５７】また、ステップＳ１２０においては、冷房
モードおよび暖房モードの決定及び圧縮機作動の断続
（ＯＮ−ＯＦＦ）を決定する。冷房モードはエアコンス
イッチ３９の投入により決定し、また、ホットガスヒー
タサイクルＨによる暖房モードは暖房スイッチ４０の投
入により決定する。ここで、冷房モードと暖房モードを
ＴＡＯに基づいて自動制御により決定しても良い。例え
ば、ＴＡＯが所定温度以下の低温領域にあるときを冷房
モードとし、また、ＴＡＯが所定温度以上の高温領域に
あるときを暖房モードとして決定してもよい。

【００５８】冷房モード時の圧縮機作動の断続は、上記
ＴＡＯ、外気温Ｔａｍ等により目標蒸発器吹出温度ＴＥ
Ｏを決定し、実際の蒸発器吹出温度Ｔｅが目標蒸発器吹
出温度ＴＥＯより低下すると、圧縮機１０を停止（ＯＦ
Ｆ）状態とし、逆に、蒸発器吹出温度Ｔｅが目標蒸発器
吹出温度ＴＥＯより上昇すると、圧縮機１０を作動（Ｏ
Ｎ）状態とする。

【００５９】ホットガスヒータサイクルによる暖房モー
ド時には、圧力センサ３６により検出される圧縮機吐出
圧が目標範囲の上限値を超えると、圧縮機１０を停止
（ＯＦＦ）状態とし、逆に、圧縮機吐出圧が目標範囲の
下限値を下回ると、圧縮機１０を作動（ＯＮ）状態とす
る。

【００６０】次に、ステップＳ１３０にて、暖房モード
起動後の経過時間ｔが図６に示す所定時間ｔ０以上経過
したか判定する。ここで、本第１実施形態における暖房
モードの起動とは、空調操作パネル３８の暖房スイッチ
４０の操作によりホットガスヒータサイクルＨによる暖
房モードの作動指令が出た時点を言う。従って、前述し
たウォームアップ制御時には、送風機２３が停止状態に
あっても、ホットガスヒータサイクルＨによる暖房モー
ドの作動指令が出て圧縮機１０が起動した時点で空調装
置暖房モードは起動したことになる。

【００６１】また、暖房モード起動後の所定時間ｔ０
は、冬期の寒冷時に車両エンジン１２の起動後、温水温
度Ｔｗが前述したウォームアップ制御の第１所定温度Ｔ
ｗ１（例えば、３０℃）を超える温度、具体的には、第
１所定温度Ｔｗ１と第２所定温度Ｔｗ２（例えば、６０
℃）との中間温度Ｔｗ３（例えば、４０℃程度）まで上
昇するに要する時間（例えば、数分程度）に設定してい
る。

【００６２】なお、温水温度Ｔｗの上昇は車両エンジン
１２の起動後の経過時間と相関があり、且つ、ホットガ
スヒータサイクルＨはエンジン暖機促進のために車両エ
ンジン１２の起動と同時にまたは起動直後に起動するの
が通常であるから、経過時間ｔは車両エンジン１２の起
動後の経過時間としてもよい。

【００６３】暖房モード起動後の経過時間ｔが所定時間
ｔ０以内であると、次のステップＳ１４０に進み、ステ
ップＳ１２０で決定された吹出モードがフットデフロス
タ（Ｆ／Ｄ）モードであるか判定する。判定がＹＥＳで
あると、次のステップＳ１５０にて吹出モードをフット
（ＦＯＯＴ）モードに変更する。

【００６４】次のステップＳ１６０は、ステップＳ１２
０およびステップＳ１５０で決定された各種空調制御目
標値を、各部の電気機器（すなわち、電磁クラッチ１
１、電磁弁１３、２１、凝縮器用冷却ファン１４ａ、送
風機２３のモータ２３ａ、エアミックスドア２５のアク
チュエータ４５、吹出モードドア２９、３０、３１のア
クチュエータ４６、温水弁３２のアクチュエータ４７
等）に出力して、空調制御を実行する。

【００６５】ところで、フットデフロスタモードは、前
述の図５に示すようにフットモードと同様に、ＴＡＯが
所定のモード切替温度Ｂ４（例えば、４０℃程度）より
高い高温域に設定されるから、このような高温域では、
車室内の暖房効果を速やかに立ち上げるために、ホット
ガスヒータサイクルＨによる暖房モードが実行される。

【００６６】しかし、蒸発器（室内熱交換器）１８表面
に凝縮水が付着している場合には、ホットガスヒータサ
イクルＨにより蒸発器１８が過熱ガス冷媒の放熱を行う
と、蒸発器表面の凝縮水が再蒸発して蒸発器周囲に高湿
度雰囲気を形成する。そして、ウォームアップ制御によ
り送風機２３が起動した直後では、温水温度Ｔｗが低い
（Ｔｗ＝Ｔｗ１）ので、温水式暖房用熱交換器２４の加
熱能力が小さい。その結果、蒸発器周囲の高湿度空気の
温度上昇割合が小さいので、熱交換器２４通過後の空気
が相対湿度の高いまま車室内へ吹き出すことになる。

【００６７】従って、この状態において、デフロスタ吹
出口２６から車両窓ガラスＧ内面への空気吹出状態（例
えば、フットデフロスタモード）が選択されていると、
高湿度空気の吹出により車両窓ガラスＧの曇りを誘発す
ることになる。

【００６８】そこで、第１実施形態では、ホットガスヒ
ータサイクルＨによる暖房モードが実行される際に、暖
房起動後の所定時間ｔ０の間は、たとえ、フットデフロ
スタモードが選択されていても、これを強制的にフット
モードに変更する。このフットモードは、デフロスタ吹
出口２６およびフェイス吹出口２７をデフロスタドア２
９、フェイスドア３０により全閉し、フット吹出口２８
をフットドア３１により全開するので、デフロスタ吹出
口２６から車両窓ガラスＧ内面への空気吹出を回避でき
る。このため、蒸発器１８での放熱により蒸発器表面の
凝縮水が再蒸発しても車両窓ガラスＧの曇りを防止でき
る。

【００６９】なお、フェイス吹出口２７およびフット吹
出口２８をフェイスドア３０、フットドア３１により全
閉し、デフロスタ吹出口２６をデフロスタドア２９によ
り全開するデフロスタモードは、吹出モード切替スイッ
チ４２をデフロスタ位置に手動操作したときのみ設定す
るようになっているので、乗員の操作意志を尊重すると
いう考え方から、第１実施形態ではデフロスタモードの
設定時にフットモードへの強制変更を行っていないが、
デフロスタモードの設定時にも蒸発器１８での凝縮水の
再蒸発に起因する車両窓ガラスＧの曇りが発生するの
で、デフロスタモードからフットモードへの強制変更を
行うようにしてもよい。

【００７０】（第２実施形態）第１実施形態は、ホット
ガスヒータサイクルＨによる暖房モードを実行して暖房
起動時における暖房効果の立ち上がりを促進する車両用
空調装置に本発明の制御を適用しているが、第２実施形
態は空調用冷凍サイクルを冷房機能と暖房機能の切替が
可能なヒートポンプサイクルとして構成した車両用空調
装置に本発明の制御を適用するものである。

【００７１】図７は第２実施形態の全体構成図であり、
第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一符号を付
して説明を省略し、第１実施形態との相違点のみを説明
する。

【００７２】ヒートポンプサイクルの冷房モード、暖房
モードの冷媒流路切替のために、２つの電磁弁１３、２
１をそれぞれ三方弁タイプとし、エアコン（冷房）スイ
ッチ３９の投入により冷房モードが設定された時には、
この両電磁弁１３、２１が切替通路５０、５１側を閉塞
する。このため、圧縮機１０の吐出側→第１電磁弁１３
→室外熱交換器（凝縮器）１４→減圧装置１６→室内熱
交換器（蒸発器）１８→第２電磁弁２１→アキュムレー
タ１９→圧縮機１０の吸入側という閉回路で冷媒が循環
する。これにより、室内熱交換器１８が蒸発器（冷却
器）として作用し冷房機能を発揮する。

【００７３】一方、暖房スイッチ４０の投入により暖房
モードが設定された時には、上記両電磁弁１３、２１が
切替通路５０、５１側を開放する。このため、圧縮機１
０の吐出側→第１電磁弁１３→切替通路５０→室内熱交
換器（凝縮器）１８→減圧装置１６→室外熱交換器（蒸
発器）１４→切替通路５１→第２電磁弁２１→アキュム
レータ１９→圧縮機１０の吸入側という閉回路で冷媒が
循環する。これにより、室内熱交換器１８が凝縮器（放
熱器）として作用し暖房機能を発揮する。

【００７４】ヒートポンプサイクルにおいても、前回の
冷房モード運転時に発生した凝縮水が次回の暖房モード
起動時に、室内熱交換器１８での放熱作用により再蒸発
して空調ケース２２内に高湿度空気を形成する。従っ
て、この高湿度空気がデフロスタ吹出口２６から車両窓
ガラスＧ内面へ吹き出すと、車両窓ガラスＧの曇りを誘
発する。

【００７５】そこで、第２実施形態においても、第１実
施形態による図３の制御、すなわち、ヒートポンプサイ
クルの暖房モード起動後の経過時間ｔが所定時間ｔ０以
内であるときは、吹出モードとして、たとえフットデフ
ロスタモードが選択されていても、これを強制的にフッ
トモードに変更する制御を行うことにより、ヒートポン
プサイクルの室内熱交換器１８の放熱作用に起因する窓
ガラスＧの曇りを確実に防止できる。

【００７６】なお、第２実施形態における冷房モードと
暖房モードの切替も、手動のスイッチ操作によらず、Ｔ
ＡＯ等による自動切替が可能である。

【００７７】また、第２実施形態では冷媒として通常の
フロン系の冷媒を用い、高圧側冷媒が高圧側の熱交換器
で凝縮するヒートポンプ装置について説明したが、冷媒
としてＣＯ₂ （２酸化炭素）等を用いて、サイクル高圧
側の圧力を冷媒の臨界圧力以上として、圧縮機吐出ガス
冷媒を高圧側の熱交換器でガス（気相）状態のまま放熱
させる超臨界サイクルからなるヒートポンプ装置に本発
明を適用できることはもちろんである。何れのヒートポ
ンプ装置においても、暖房モード時に室内熱交換器１８
が高圧冷媒の放熱器として作用することは同じである。

【００７８】（第３実施形態）第１実施形態は、ホット
ガスヒータサイクルＨによる暖房モードを設定可能な車
両用空調装置に本発明の制御を適用し、また、第２実施
形態はヒートポンプサイクルによる暖房モードを設定可
能な車両用空調装置に本発明の制御を適用するものであ
るが、第３実施形態は、通常の冷房用冷凍サイクルの蒸
発器１８の空気流れ下流側に、温水式暖房用熱交換器２
４を配置する一般的な車両用空調装置に本発明の制御を
適用する。

【００７９】このような一般的な車両用空調装置におい
ても、冬期に除湿暖房運転のために冷凍サイクルを作動
させて蒸発器１８に冷却作用を発揮させると、蒸発器１
８表面に凝縮水が付着する。従って、この凝縮水付着状
態において、車両エンジン１１を一旦停止し、エンジン
温水温度Ｔｗが外気温と同程度まで低下した後に、車両
エンジン１１を再起動して暖房モードを起動すると、蒸
発器１８の凝縮水が送風空気中に飛散して高湿度空気を
形成する。そして、エンジン温水温度Ｔｗが低い間（温
水式暖房用熱交換器２４の加熱能力が小さい間）は熱交
換器２４を通過しても高湿度空気の温度が少し上昇する
だけであり、高湿度空気の相対湿度が十分低下しないの
で、この高湿度空気がデフロスタ吹出口２６から車両窓
ガラスＧ内面へ吹き出すと、車両窓ガラスＧの曇りを誘
発する。

【００８０】そこで、第３実施形態においても、第１、
第２実施形態と同様に、暖房モード起動後、所定時間ｔ
０以内であるときは、吹出モードとして、たとえフット
デフロスタモードが選択されていても、これを強制的に
フットモードに変更する制御を行うことにより、ヒート
ポンプサイクルの室内熱交換器１８の放熱作用に起因す
る窓ガラスＧの曇りを確実に防止できる。

【００８１】なお、第３実施形態において、暖房モード
とは、例えば、図５において、フットモードが選択され
るような、所定温度以上のＴＡＯ高温域（ＴＡＯ≧Ｂ
４）とか、吹出モードとしてフットモードやフットデフ
ロスタが選択されているときとか、あるいは温度調節手
段をなすエアミックスドア２５の開度が最大暖房位置
（図示の実線位置）近傍の高開度域に操作されていると
き等により定義できる。

【００８２】そして、このように定義される暖房モード
状態において、送風機２３の作動指令が出た時点を暖房
モードの起動時点とする。ウォームアップ制御時には、
送風機２３の実際の作動開始前の、送風機２３の作動指
令が出た時点が暖房モードの起動時点となる。第３実施
形態でも、暖房モード起動後の経過時間ｔを車両エンジ
ン起動後の経過時間としても良い。

【００８３】（第４実施形態）第１実施形態では、所定
時間ｔ０を予め設定した一定時間としているが、車両エ
ンジン１２の暖機時間は外気温が低いほど長くなり、そ
れに伴って、温水温度Ｔｗが所定温度Ｔｗ３（図６）ま
で上昇するに要する時間が長くなる。

【００８４】そこで、第４実施形態では、図９に示すよ
うに、センサ群３７の中の外気温センサにより検出され
る外気温が低くなるにつれて所定時間ｔ０を長くする。
これにより、ステップＳ１５０による「フットモードへ
の強制変更の制御」を外気温の変動にかかわらず、適切
な時間の間維持することができ、窓ガラスＧの防曇制御
をより一層適切に実行できる。

【００８５】（他の実施形態）なお、上記の各実施形態
では、暖房起動後、所定時間ｔ０以内であるときは、吹
出モードとして、たとえフットデフロスタモードが選択
されていても、これをデフロスタ吹出口２６からの空気
吹出をしないフットモードに強制的に変更するようにし
ているが、デフロスタ吹出口２６からの空気吹出を完全
に零とせず、デフロスタ吹出口２６からの空気吹出を少
量に制限するフットモードとしても、車種によっては窓
ガラスＧの防曇性を確保できる。従って、本発明は、暖
房起動後の所定時間ｔ０以内におけるフットモードとし
て、デフロスタ吹出口２６からの空気吹出を完全に零と
するフットモードのみに限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す全体構成図であ
る。

【図２】第１実施形態によるホットガスヒータサイクル
の作動説明図である。

【図３】第１実施形態による空調制御の概要を示すフロ
ーチャートである。

【図４】第１実施形態による車室内吹出風量の制御説明
図である。

【図５】第１実施形態による吹出モードの自動切替制御
の説明図である。

【図６】第１実施形態による所定時間ｔ０の説明図であ
る。

【図７】第２実施形態を示す全体構成図である。

【図８】第３実施形態を示す全体構成図である。

【図９】第４実施形態による所定時間ｔ０の説明図であ
る。

【符号の説明】

１２…車両エンジン、１８…蒸発器（室内熱交換器）、
２４…温水式暖房用熱交換器、２６…デフロスタ吹出
口、２８…フット吹出口、３３…制御装置。

フロントページの続き (72)発明者 吉田 真弓 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3L011 CP00

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車室内への送風空気を冷却する機能およ
   び加熱する機能を有する熱交換手段（１８、２４）と、 前記送風空気を車両窓ガラスへ向けて吹き出すデフロス
   タ吹出口（２６）と、 前記送風空気を乗員足元側へ向けて吹き出すフット吹出
   口（２８）とを備え、 前記熱交換手段（１８、２４）により加熱された空気を
   車室内へ吹き出す暖房モードの起動時に、前記デフロス
   タ吹出口（２６）からの空気吹出を許容する吹出モード
   が選択されているときは、前記起動時から所定時間（ｔ
   ０）の間、前記デフロスタ吹出口（２６）からの空気吹
   出量を前記所定時間（ｔ０）経過後よりも少なくするこ
   とを特徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】 前記デフロスタ吹出口（２６）と前記フ
   ット吹出口（２８）の両方から空気を吹き出すフットデ
   フロスタモードと、 前記フット吹出口（２８）から空気を吹き出し、前記デ
   フロスタ吹出口（２６）からの空気吹出を遮断するフッ
   トモードとを切替可能になっており、 前記デフロスタ吹出口（２６）からの空気吹出を許容す
   る吹出モードは前記フットデフロスタモードであり、 前記起動時から所定時間（ｔ０）の間は、吹出モードを
   前記フットモードに変更して前記デフロスタ吹出口（２
   ６）からの空気吹出を遮断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。
3. 【請求項３】 前記所定時間（ｔ０）を、前記車両窓ガ
   ラスの曇り発生に関連する物理量に応じて補正すること
   を特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装
   置。
4. 【請求項４】 前記熱交換手段は、冷房モード時には冷
   凍サイクルの低圧冷媒が蒸発する蒸発器として作用し、
   暖房モード時には、前記冷凍サイクルの圧縮機吐出ガス
   冷媒が直接導入されてガス冷媒の放熱器として作用する
   ホットガスヒータサイクルの室内熱交換器（１８）を有
   してい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。
5. 【請求項５】 前記熱交換手段は、冷房モード時には冷
   凍サイクルの低圧冷媒が蒸発する蒸発器として作用し、
   暖房モード時には、前記冷凍サイクルの高圧冷媒が放熱
   する放熱器として作用するヒートポンプ装置の室内熱交
   換器（１８）を有してい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。
6. 【請求項６】 前記室内熱交換器（１８）の空気流れ下
   流側に、温水を熱源として前記送風空気を加熱する温水
   式の暖房用熱交換器（２４）を備えることを特徴とする
   請求項４または５に記載の車両用空調装置。
7. 【請求項７】 前記暖房モード時に前記温水が所定温度
   （Ｔｗ１）以上に上昇すると、前記送風空気を送風する
   送風機（２３）を起動するウォームアップ制御を行うよ
   うになっており、 前記所定時間（ｔ０）は、前記暖房モードの起動後、前
   記温水が前記所定温度（Ｔｗ１）より高い別の所定温度
   （Ｔｗ３）以上に上昇するに要する時間に設定されてい
   ることを特徴とする請求項６に記載の車両用空調装置。