JP2007125941A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低外気温で日射があるような場合でも安定した頭寒足熱の空調フィーリングを得ることのできる車両用空調装置を提供する。
【解決手段】フェイス開口部２７が開く吹出モード時には補助冷風バイパス通路１７を開とし、他のフェイス開口部２７を閉じる吹出モード時には補助冷風バイパス通路１）を閉とするようにしている。
これによれば、フェイス開口部２７が開く吹出モード、具体的にはフェイス吹出モードとバイレベル吹出モードの時には補助冷風バイパス通路１７が開となるため、従来と比べて上下温度差を大きく確保することができ、足元を高い吹出温度としてもフェイス吹出口から比較的涼しい冷風を得ることができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、冷風バイパスドアを有し、その開度調節によってフェイス開口部からの吹出空気温度、およびフット開口部からの吹出空気温度との温度差を調整する車両用空調装置に関するものであり、特に、その冷風バイパスドアの開閉制御に関するものである。

従来、例えば下記特許文献１に示されるように、冷風バイパスドアを設け、その開度調節によって補助冷風バイパス通路からフェイス開口部へ流れる冷風量を調整して吹出空気温度を調整すると共に、フェイス開口部からは主に冷風を吹き出し、フット開口部からは主に温風を吹き出すようにして、いわゆる頭寒足熱の状態が得られるバイレベル吹出モードや、フェイス開口部のみから冷風を吹き出すフェイス吹出モードなど、種々の吹出モードを設定することができるものが知られている。

また、下記の特許文献２には、温度コントロールを成立させるために冷風バイパスドアを用い、その冷風バイパスドアの駆動を吹出モード切替ドアの駆動と連動させているものがある。また、下記特許文献３には、上下温度差を得るために冷風バイパスドアを使用するとの記述があるが、具体的な手法については述べられていない。
特許２５３１２７４号 特開平１１−４８７４９号公報 特開２００３−２１１９３４号公報

従来、冬場などで足元へのフット吹出口からは温風を吹き出している暖房状態においても、日射が強い場合などは頭胸部へのフェイス吹出口から比較的涼しい冷風が欲しい場合がある。しかしながら、頭寒足熱型のバイレベル吹出モードとしても、上下温度差が小さいと足元の高い吹出温度に連動してフェイス吹出口からも暖かい風が吹き出してきて空調フィーリングが悪いという問題点がある。

従来、このような問題に対して、補助冷風バイパス通路を設け、そこに配設した冷風バイパスドアの開閉調節によってフェイス開口部へ流れる冷風量を調整して吹出空気温度を調整する技術があるが、冷風バイパスドアを吹出モード切替ドアとは別個に開閉するため、各部を流れる風量バランスに影響を与えて意図しない他の部分の空調フィーリングにも影響を及ぼすという問題点がある。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、低外気温で日射があるような場合でも安定した頭寒足熱の空調フィーリングを得ることのできる車両用空調装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項５に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、空気通路を形成する空調ケース（１０）と、
空調ケース（１０）内に配置されて空気を加熱するヒータコア（２０）と、
ヒータコア（２０）を迂回させる冷風バイパス通路（２１）と、
ヒータコア（２０）を通過して加熱されて温風となる風量と、冷風バイパス通路（２１）を通過する冷風の風量との割合を調整するエアミックスドア（１９）と、
エアミックスドア（１９）によって調整された温風と冷風とを混合させる空気混合部（２４）と、
空気混合部（２４）を通過した混合風を車室内の乗員頭胸部に導くフェイス開口部（２７）と、
混合風を車室内の乗員足元に導くフット開口部（２９）と、
両開口部（２７、２９）を通過する風量を調整する吹出モード切替ドア（２８）と、
冷風バイパス通路（２１）とは別に並設されてヒータコア（２０）を迂回した冷風をフェイス開口部（２７）方向に通過させる補助冷風バイパス通路（１７）と、
補助冷風バイパス通路（１７）を通過する冷風量を調整する冷風バイパスドア（１８）とを有する車両用空調装置において、
フェイス開口部（２７）が開く吹出モード時には補助冷風バイパス通路（１７）を開とし、フェイス開口部（２７）を閉じる吹出モード時には補助冷風バイパス通路（１７）を閉としたことを特徴としている。

この請求項１に記載の発明によれば、フェイス開口部（２７）が開く吹出モード、具体的にはフェイス吹出モードとバイレベル吹出モードの時には補助冷風バイパス通路（１７）が開となるため、従来と比べて上下温度差を大きく確保することができ、足元を高い吹出温度としてもフェイス吹出口から比較的涼しい冷風を得ることができる。このように、低外気温で日射があるような場合でも安定した頭寒足熱の空調フィーリングを得ることができる。つまり、従来はフット吹出モードでしか使用できなかった領域でもバイレベル吹出モードが使用でき、バイレベル吹出モードの使用領域を拡大することができる。

また、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、冷風バイパスドア（１８）を、吹出モード切替ドア（２８）と連動して開閉し得るようにしたことを特徴としている。

この請求項２に記載の発明によれば、従来の冷風バイパスドアを吹出モード切替ドアと別個に開閉することにより各部を流れる風量バランスに影響を与えて意図しない他の部分の空調フィーリングにも影響を及ぼすという問題点に対して、冷風バイパスドア（１８）と吹出モード切替ドア（２８）とを連動させて作動させることで防ぐことができる。

また従来、冷風バイパスドアを別個に開閉するために専用の駆動機構を必要としていた。これは、各種センサの値によって冷風バイパスドアの開度を自由に変化させる制御が可能となるが、ドアの開閉制御が非常に複雑となるうえ、専用駆動機構のコスト、スペース、重量が増加するという問題点もあった。

これに対して、冷風バイパスドア（１８）と吹出モード切替ドア（２８）とを連動させることで専用の駆動機構が不要となることより、ドアの開閉制御が複雑となることなく、連動機構のコスト、スペース、重量増に抑えることができる。また、冷風バイパスドア（１８）の作動も途中で停止させるようなことはなく、フェイス開口部（２７）が開く時には開とし、フェイス開口部（２７）を閉じる時には閉とする単純な作動であるため、連動機構も単純な構成とすることができる。

ちなみに、前述した特許文献２では、冷風バイパスドアの駆動を吹出モード切替ドアの駆動と連動させているが、この文献における冷風バイパスドアはエアミックスドアの下流側に配置されて温度コントロールを成立させるためのものであり、本発明のようにバイレベル吹出モードの領域の拡大を図ったものではない。

また、請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置において、制御手段（５）を設け、算出した目標吹出温度（ＴＡＯ）に応じて吹出モードを自動で切り換えるとともに、目標吹出温度（ＴＡＯ）による吹出モードの判定ではフット吹出モードが選択される場合において、検出される日射量（Ｔｓ）が所定値以上の時にはバイレベル吹出モードを選択するようにしたことを特徴としている。

この請求項３に記載の発明によれば、吹出モードの判定方法として、従来の目標吹出温度（ＴＡＯ）だけではなく日射量（Ｔｓ）と組み合わせ、その日射量（Ｔｓ）が所定値以上の時に頭寒足熱型のバイレベル吹出モードを選択することで、従来はフット吹出モードでしか使用できなかった領域でもバイレベル吹出モードが使用できるようにすることができる。

また、請求項４に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置において、制御手段（５）を設け、算出した目標吹出温度（ＴＡＯ）に応じて吹出モードを自動で切り換えるとともに、目標吹出温度（ＴＡＯ）による吹出モードの判定ではフット吹出モードが選択される場合において、検出される内気温度（Ｔｒ）が所定値以上の時にはバイレベル吹出モードを選択するようにしたことを特徴としている。

この請求項４に記載の発明によれば、吹出モードの判定方法として、従来の目標吹出温度（ＴＡＯ）だけではなく内気温度（Ｔｒ）と組み合わせ、その内気温度（Ｔｒ）が所定値以上の時に頭寒足熱型のバイレベル吹出モードを選択することで、従来はフット吹出モードでしか使用できなかった領域でもバイレベル吹出モードが使用できるようにすることができる。

また、請求項５に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置において、制御手段（５）を設け、算出した目標吹出温度（ＴＡＯ）に応じて吹出モードを自動で切り換えるとともに、目標吹出温度（ＴＡＯ）による吹出モードの判定ではフット吹出モードが選択される場合において、検出される内気温度（Ｔｒ）が設定温度（Ｔｓｅｔ）よりも所定値以上高い時にはバイレベル吹出モードを選択するようにしたことを特徴としている。

この請求項５に記載の発明によれば、吹出モードの判定方法として、従来の目標吹出温度（ＴＡＯ）だけではなく内気温度（Ｔｒ）と設定温度（Ｔｓｅｔ）との差を組み合わせ、その差で内気温度（Ｔｒ）が設定温度（Ｔｓｅｔ）よりも所定値以上高い時に頭寒足熱型のバイレベル吹出モードを選択することで、従来はフット吹出モードでしか使用できなかった領域でもバイレベル吹出モードが使用できるようにすることができる。

なお、本発明では定常時の快適性向上を目的とするため、始動直後などの過渡状態は対象としていない。ちなみに、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一例である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態（請求項１、２に対応）について添付した図１ないし図７を参照しながら詳細に説明する。図１ないし図５は、本発明の実施形態に係わるオートエアコンシステムを説明する図である。図１はオートエアコンシステムの全体構成を示した構成図であり、図２は本発明の第１実施形態における車両用空調装置の空調ユニット１５の断面図である。

また図３は、図１のオートエアコンシステムにおける制御系の構成を示すブロック図であり、図４は図１・図３のエアコンＥＣＵ５における全体制御プログラムを示すフローチャートである。また図５は、図４のフローチャートにおけるエアコンＥＣＵ５での各特性図であり、（ａ）は吹出口モード特性、（ｂ）は内外気モード特性、（ｃ）はブロア制御電圧特性を示している。

車両用空調装置の冷凍サイクルＲには、冷媒を吸入し圧縮して吐出するコンプレッサ１が備えられている。尚、このコンプレッサ１は、可変容量機構により圧縮容量を可変する容量可変コンプレッサ１となっており、冷却能力可変手段としての制御弁３３で圧縮容量を制御している。また、この制御弁３３は本空調装置の制御手段としてのエアコンＥＣＵ５によって制御されている。

コンプレッサ１は動力断続用の電磁クラッチ２を有し、コンプレッサ１へは電磁クラッチ２およびＶベルト３を介して車両走行用エンジン４の動力が伝達される。電磁クラッチ２への通電はエアコンＥＣＵ５により断続され、電磁クラッチ２が通電されて接続状態になると、コンプレッサ１は運転状態となる。これに反し、電磁クラッチ２の通電が遮断されて開離状態になると、コンプレッサ１は停止する。

コンプレッサ１から吐出された高温・高圧のガス冷媒はコンデンサ６に流入し、ここで、図示しない冷却ファンより送風される外気冷却風と熱交換して冷媒は冷却されて凝縮する。このコンデンサ６で凝縮した冷媒は次にレシーバ７に流入し、レシーバ７の内部で冷媒の気液が分離され、冷凍サイクルＲ内の余剰冷媒が液冷媒としてレシーバ７内に蓄えられる。

このレシーバ７からの液冷媒は、膨張弁などの減圧手段８によって低圧に減圧され、低圧の気液２相状態となる。この膨張弁８からの低圧冷媒は、空気冷却手段としてのエバポレータ（冷却用熱交換器）９に流入する。このエバポレータ９は、車両用空調装置の空調ケース（空調ダクト）１０内に設置され、エバポレータ９に流入した低圧冷媒は空調ケース１０内を流れる空気から吸熱して蒸発する。エバポレータ９の冷媒出口はコンプレッサ１の吸入側に接続され、上記したサイクル構成部品によって閉回路を構成している。

空調ケース１０において、エバポレータ９の上流側には送風手段としての送風機ユニット１１が配置され、送風機ユニット１１には送風ファン１２とブロワモータ１３とが備えられている。送風ファン１２の吸入側には内外気切り替え手段としての内外気切替箱１４が配置され、この内外気切替箱１４内の内外気切替ドア１４ａによって外気導入口１４ｂと内気導入口１４ｃとの開閉比率を可変する。

これにより、内外気切替箱１４内に外気（車室外空気）または内気（車室内空気）の導入切替、もしくは導入割合が調節される。この内外気切替ドア１４ａは、電気駆動装置としてのサーボモータ１４ｄによって駆動される。そして、先のブロワモータ１３とサーボモータ１４ｄは、それぞれエアコンＥＣＵ５によって制御されている。

空調装置通風系のうち、送風機ユニット１１下流側に配置される空調ユニット１５は、通常、車室内前部の計器盤内側において、車両幅方向の略中央位置に配置され、送風機ユニット１１は空調ユニット１５に対して助手席側にオフセットして配置されている。なお、図１に示す空調ユニット１５は一般的な模式図であり、図２は本発明の第１実施形態における車両用空調装置の空調ユニット１５の断面図である。ここで図２を用いて、空調ユニット１５の構造概要を説明する。

この空調ユニット１５は、１つの共通の空調ケース１０内に先のエバポレータ９と、ヒータコア（空気加熱用熱交換器）２０との両方を、一体的に内蔵するタイプのものである。空調ケース１０は、例えばポリプロピレンのような、ある程度の弾性を有して強度的にも優れた樹脂の成形品でなっている。

空調ケース１０は、具体的には複数の分割ケースからなっており、この複数の分割ケースは、上記熱交換器９・２０、後述のドア１８・１９・２６・２８などの機器を収納した後に、金属バネクリップやネジなどの締結手段により一体に結合されて空調ユニット１５を構成する。空調ユニット１５は、車両の前後方向および上下方向に対して、図２に示す形態で配置されている。空調ケース１０の、最も車両前方側の部位の側面には空気入口１６が形成されている。

この空気入口１６には、先の送風機ユニット１１から送風される空調空気が流入する。そして、空調ケース１０内において空気入口１６直後の部位にエバポレータ９が配置されている。このエバポレータ９は車両前後方向には薄型の形態で、空調ケース１０内通路を横断するように上下方向に配置されている。従って、エバポレータ９の車両上下方向に延びる全面に空気入口１６からの送風空気が流入する。

そして、エバポレータ９の空気流れ下流側（車両後方側）には、所定の間隔を開けてヒータコア２０が配置されている。このヒータコア２０は、空調ケース１０内の下方側において、車両後方側に傾斜して配置されている。尚、図示しないが、エバポレータ９とヒータコア２０との車両左右方向の幅寸法は、空調ケース１０の幅寸法と略同等に設計されている。

ヒータコア２０は、エバポレータ９を通過した冷風を再加熱するものであり、その内部に高温の温水（エンジン冷却水）が流れ、この温水を熱源として空気を加熱するものである。空調ケース１０内の空気通路において、ヒータコア２０の上方部位には、このヒータコア２０をバイパスして空気（冷風）が流れる冷風バイパス通路２１が形成されている。

また、ヒータコア２０とエバポレータ９との間の部位には、平板状のエアミックスドア１９が配置されている。このエアミックスドア１９は、ヒータコア２０を通過して温風になる風量と、冷風バイパス通路２１を通ってヒータコア２０をバイパスする冷風の風量とを調節するものであり、この冷・温風の風量割合の調節により、車室内への吹出空気温度の調節が行われる。

エアミックスドア１９は、水平方向（車両幅方向）に配置された回転軸１９ａと一体に結合されており、この回転軸１９ａを中心として車両上下方向に回動可能になっている。また、この回転軸１９ａは、空調ケース１０に回転自在に支持され、かつ回転軸の一端部は空調ケース１０の外部に突出しており、図示しないリンク機構を介してサーボモータなどを用いたアクチュエータ機構２２に連結されている（図１参照）。このアクチュエータ機構２２は、エアコンＥＣＵ５によって制御されてエアミックスドア１９の回動位置を調節するようになっている。

一方、空調ケース１０において、ヒータコア２０の空気下流側（車両後方側）の部位には、ヒータコア２０との間に所定間隔を開けて上下方向に延びる壁面１０ａが空調ケース１０の一部として形成されている。この壁面１０ａにより、ヒータコア２０の直後（空気下流側）から上方へ向かう温風通路２３が形成されている。

この温風通路２３は、ヒータコア２０の上方部において冷風バイパス通路２１の下流側と合流し、冷風と温風の混合を行う空気混合部２４を形成している。そして、空調ケース１０の上面部において、車両前方寄りの部位に、空気混合部２４にて温度調節された空調空気が流入するデフロスタ開口部２５が開口している。このデフロスタ開口部２５は、図示しないデフロスタダクトを介して車室内のデフロスタ吹出口に接続され、このデフロスタ吹出口から、車両前方窓ガラスの内面に向けて風を吹き出す。

デフロスタ開口部２５は、吹出モード切替ドアの１つである平板状のデフロスタドア２６により開閉される。このデフロスタドア２６は、空調ケース１０の上面部近傍にて水平方向に配置された回転軸２６ａにより回動するようになっている。デフロスタドア２６は、デフロスタ開口部２５と連通口３４との開口比率を調節するようになっている。そして連通口３４は、空気混合部２４からの空調空気を、次のフェイス開口部２７とフット開口部２９側へ流すための通路となっている。

空調ケース１０の上面部において、デフロスタ開口部２５よりも車両後方側（乗員寄り）の部位にフェイス開口部２７が設けられており、このフェイス開口部２７は、図示しないフェイスダクトを介して計器盤上方側に配置されているフェイス吹出口に接続され、このフェイス吹出口から車室内の乗員頭胸部に向けて風を吹き出す。

次に、空調ケース１０において、フェイス開口部２７の下方側にはフット開口部２９が設けられている。このフット開口部２９は、空調ケース１０の下方側で左右両側に向けて開口しており、左右両側に図示しないフットダクトが接続される。このフットダクトは、他端側が運転席および助手席の乗員足元に向けたフット吹出口となっており、このフット吹出口から運転席および助手席の乗員足元に風を吹き出す。

フェイス開口部２７とフット開口部２９との間には、平板状のフェイスフット切替ドア（吹出モード切替ドア）２８が回転軸２８ａにより回動可能に配置され、このフェイスフット切替ドア２８によってフェイス開口部２７とフット開口部２９の入口部２９ａとの開口比率が調節されるようになっている。

また、空調ケース１０内の空気通路において、エバポレータ９の空気流れ下流側でエアミックスドア１９の上方部位には、冷風バイパス通路２１と並設して補助冷風バイパス通路１７が開口しており、この補助冷風バイパス通路１７の空気上流側には開閉するための平板状の冷風バイパスドア１８が配置されている。この補助冷風バイパス通路１７からの冷風は、主にフェイス開口部２７へ流れることとなる。

冷風バイパスドア１８は、水平方向に配置された回転軸１８ａと一体に結合されており、この回転軸１８ａとともに略車両前後方向に回動可能となっている。この冷風バイパスドア１８は、上記補助冷風バイパス通路１７の開閉により車室内への吹出空気温度を調整する温度調整手段を成している。

なお、本発明の特徴の一つとして、吹出モード切替ドアのデフロスタドア２６・フェイスフット切替ドア２８と冷風バイパスドア１８とは、それらの回転軸１８ａ・２６ａ・２８ａが図示しないリンク機構を介して互いに連動しており、そのリンク機構はサーボモータなどからなる吹出モード切替用のアクチュエータ機構３１に連結されている（図１参照）。そして、このアクチュエータ機構３１は、エアコンＥＣＵ５によって制御されてリンク機構の回動位置を調節するようになっている。

次に、本実施形態における電気制御部の概要を、図１と図３とを併せて用いて説明する。車両には車室内空気温度Ｔｒを検出する内気温度検出手段としての内気温センサ３５ａと、車室外空気温度Ｔａｍを検出する外気温度検出手段としての外気温センサ３５ｂが設けられている。

また、空調ケース１０内のエバポレータ９の空気吹出側には、冷却温度としてのエバポレータ後温度Ｔeを検出する冷却温度検出手段としてのエバポレータ後センサ３２が設けられている。エアコンＥＣＵ５には、上記した各温度センサ３２・３５ａ・３５ｂの他にも、空調制御のために日射量Ｔｓを検出する日射センサ３５ｃ、冷却水温度Ｔｗを検出する冷却水温センサ３５ｄなど、周知の環境条件検出手段としてのセンサ群３５から検出信号が入力され、後述する目標吹出温度ＴＡＯなどを算出する。

また、車室内計器盤近傍に設置されるエアコン操作パネル３６には、乗員により手動操作される操作スイッチ群３７が備えられ、この操作スイッチ群３７の操作信号もエアコンＥＣＵ５に入力されて、パネルスイッチの入力処理、およびエアコン操作パネル３６への表示処理がなされる。

この操作スイッチ群３７としては、温度設定信号Ｔｓｅｔを発生する車室内温度設定手段としての温度設定スイッチ３７ａ、風量切替信号を発生する風量スイッチ３７ｂ、吹出モード信号を発生する吹出モードスイッチ３７ｃ、内外気切替信号を発生する内外気切替スイッチ３７ｄ、コンプレッサ１のオンオフ信号を発生するエアコンスイッチ３７ｅなどが設けられている。尚、吹出モードスイッチ３７ｃにより、周知の吹出モードであるフェイスモード、バイレベルモード、フットモード、フットデフロスタモード、デフロスタモードの各モードがマニュアル操作で切り替えられる。

エアコンＥＣＵ５は、ＣＰＵ・ＲＯＭ・ＲＡＭなどからなる周知のマイクロコンピュータと、その周辺回路にて構成されるものである。エアコンＥＣＵ５は、後述する目標温度としての目標エバポレータ後温度ＴＥＯを演算し、制御弁３３を制御する制御部と、吸込モード位置を演算して内外気切替ドア１４ａを駆動する吸込口切替モータ１４ｄを制御する制御部と、吹出風量を演算してブロワモータ１３を制御する制御部と、吹出温度制御としてエアミックスドア１９を駆動するエアミックスモータ２２を制御する制御部と、吹出モード位置を演算して吹出口切替モータ３１を制御する制御部などを有している。

次に、本実施形態の作動を図示しないオートスイッチがオンされたとき、つまりオート制御時におけるエアコンＥＣＵ５の処理手順に基づいて、図４のフローチャートを用いて説明する。まず、イグニッションスイッチがオンされて、エアコンＥＣＵ５に電源が供給されると、図４に示すメインルーチンが起動する。そして、ステップＳ１にて、データ処理用メモリ（ＲＡＭ）の記憶内容などの初期化を行う。

そして、次のステップＳ２にて、内気温センサ３５ａが検出した内気温度Ｔｒ、外気温センサ３５ｂが検出した外気温度Ｔａｍ、日射センサ３５ｃが検出した日射量Ｔｓ、エバポレータ後センサ３２が検出したエバポレータ後温度Ｔｅ、水温センサ３５ｄが検出した水温Ｔｗ、サーボモータ２２内のポテンショメータが検出したエアミックスドア１９の実際の開度ＴＰなどの環境条件を入力するとともに、操作パネル３６からの出力信号のうち、温度設定スイッチ３７ａによって設定された目標温度Ｔｓｅｔの操作スイッチの状態を入力する。

そして、目標吹出温度演算手段である次のステップＳ３にて、ＲＯＭに予め記憶された数式（省略する）に、上記ステップＳ２にて読み込んだＴｓｅｔ、Ｔｒ、Ｔａｍ、およびＴｓを代入することによって、車室内へ吹き出す空調風の目標吹出温度ＴＡＯを算出する。そして、次のステップＳ４では、上記ステップＳ３で求めた車室内への目標吹出温度ＴＡＯに基づいてブロア風量を演算するものである。

本実施形態では、予めＲＯＭに記憶された送風特性記憶手段である図５（ｃ）の送風特性から目標吹出温度ＴＡＯに対応するブロア制御電圧ＶＦを求める演算手段を有している。次のステップＳ５では、上記ステップＳ３で求めた車室内への目標吹出温度ＴＡＯと、予めＲＯＭに記憶された図５（ａ）の吹出モード特性図とに基づいて車室内への各吹出モードを決定する。

具体的には、上記目標吹出温度ＴＡＯが低い温度から高い温度にかけて、フェイス吹出モード、ハイレベル（Ｂ／Ｌ）吹出モードおよびフット吹出モードとなるように設定されている。なお、本発明においては、ハイレベル吹出モードとフット吹出モードとの切り替わりを従来よりも高い温度側にシフトさせてハイレベル吹出モードの適用領域を拡大していることも特徴の一つである。

また、操作パネル３６に設けられた吹出モード切替スイッチ３７ｃを操作することにより、フェイス吹出モード、ハイレベル吹出モード、フット吹出モードまたはフットデフロスタ（Ｆ／Ｄ）吹出モードのうちのいずれかの吹出モードに固定される。尚、上記フェイス吹出モードとは、空調風を乗員の頭胸部に向けて吹き出す吹出モードである。また、バイレベル吹出モードとは、空調風を乗員の頭胸部および足元に向けて吹き出す吹出モードである。

そして、フット吹出モードとは、空調風を乗員の足元に向けて吹き出す吹出モードである。更に、フットデフロスタ吹出モードとは、空調風を乗員の足元および車両の前方窓ガラスの内面に向けて吹き出す吹出モードである。尚、操作パネル３６に設けられた図示しないフロントデフロスタスイッチを操作すると、空調風を車両の前方窓ガラスの内面に向けて吹き出すデフロスタ（ＤＥＦ）吹出モードが設定される。

そして、次のステップＳ６にて、予めＲＯＭに記憶された数式（省略する）に、上記ステップＳ２にて読み込んだＴｗ、Ｔｅ、および上記ＴＡＯを代入することによって、エアミックスドア１９の目標開度ＳＷを算出する。そして、次のステップＳ７にて、上記ステップＳ３で求めた目標吹出温度ＴＡＯと、予めＲＯＭに記憶された図５（ｂ）の内外気モード特性図とに基づいて内外気の導入割合を決定する。この内外気モード特性図によれば、冷房運転時（つまり、ＴＡＯの値が低いとき）に内気モードが選択されるようになっている。

次のステップＳ８では、ステップＳ３で決定した目標吹出温度ＴＡＯとするための目標エバポレータ後温度ＴＥＯを算出し、その目標エバポレータ後温度ＴＥＯとエバポレータ後センサ３２の検出値である実際のエバポレータ後温度Ｔｅとが一致するように、フィードバック制御（ＰＩ制御）にてコンプレッサ１の目標吐出量（目標回転数）を決定する。

次のステップＳ９では、上記ステップＳ４で算出したブロア電圧ＶＦの制御量を、図示しないブロアモータ駆動回路へ制御信号を出力する。これにより、ブロアモータ１３に固定された送風ファン１２を回転させ、車室内へ吹き出される送風量を制御する。そして、次のステップＳ１０にて、上記ステップＳ５で決定した吹出モードとなる制御量に基づいて吹出口切替モータ３１に制御信号を出力する。

そして、次のステップＳ１１にて、上記ステップＳ６で算出したエアミックスドア１９の目標開度ＳＷとなる制御量に基づいてエアミックスモータ２２に制御信号を出力する。そして、次のステップＳ１２にて、上記ステップＳ７で決定した内外気の導入割合となる制御量に基づいて吸込口モータ１４ｄに制御信号を出力する。また、次のステップＳ１３では、ステップＳ８で決定された制御電流をコンプレッサ１に接続された制御弁３３に出力する。

ステップＳ１３の処理後、ステップＳ２に戻って再び各種信号を読み込み、それにより、ステップＳ３でＴＡＯを演算し、以下これらのＴＡＯとステップＳ２で読み込まれた各種入力信号の状態によってステップＳ３ないしステップＳ１３により車室内への空調の制御が繰り返される。尚、各設定値ともマニュアル設定時にはその設定値に従うものである。

次に、本発明の要部である吹出モードの設定の詳細について図６および図７を用いて説明する。なお図６は、図２の空調ユニット１５におけるデフロスタドア２６・フェイスフット切替ドア２８と冷風バイパスドア１８との開度の推移を示すドアダイアグラムである。本実施形態の車両用空調装置は吹出モード切替用ドアのデフロスタドア２６とフェイスフット切替ドア２８との操作位置を選択することにより、以下の吹出モードを設定している。

（１）フェイス吹出モード
図２のドアダイアグラムに示すように、デフロスタドア２６はデフロスタ開口部２５を０％開度（全閉）とし、連通口３４を１００％開度（全開）とする。また、フェイスフット切替ドア２８はフェイス開口部２７を１００％開度（全開）とし、フット入口部２９ａを０％開度（全閉）とする。また、冷風バイパスドア１８は１００％開度（全開）とする。そして、エアミックスドア１９は冷風バイパス通路２１を全開として最大冷房状態を設定する。

この状態において、送風機ユニット１１および冷凍サイクルＲが運転されると、送風機ユニット１１からの送風空気が空気入口１６より流入した後、エバポレータ９で冷却されて冷風となる。最大冷房状態ではこの冷風がそのまま、冷風バイパス通路２１と補助冷風バイパス通路１７との両方を通過して空気混合部２４を経てフェイス開口部２７へ向かい、フェイス吹出口から乗員の頭胸部に向けて冷風が吹き出す。

（２）バイレベル吹出モード
デフロスタドア２６はデフロスタ開口部２５を０％開度（全閉）とし、連通口３４を１００％開度（全開）とする。また、フェイスフット切替ドア２８は略中間開度とする。また、冷風バイパスドア１８は１００％開度（全開）とする。バイレベル吹出モードは、通常、春秋の中間シーズンで多く用いられるので、エアミックスドア１９は中間開度位置に操作され、所望温度に調整された風が、フェイス開口部２７とフット開口部２９との両方から車室内の上下に同時に吹き出す。

（３）フット吹出モード
デフロスタドア２６はデフロスタ開口部２５を略２０％開度とし、連通口３４を略８０％開度とする。また、フェイスフット切替ドア２８はフェイス開口部２７を０％開度（全閉）とし、フット入口部２９ａを１００％開度（全開）とする。また、冷風バイパスドア１８は０％開度（全閉）とする。この状態でエアミックスドア１９は、ヒータコア２０を通る温風通路２３側を全開とする。

これにより、送風機ユニット１１からの送風空気の全量をヒータコア２０で加熱した後、大部分の温風はフット開口部２９からフット吹出口を経て乗員の足元に向けて温風が吹き出して車室内の暖房を行われる。また、少量の温風がデフロスタ開口部２５を通して、デフロスタ吹出口から車両前面窓ガラスの内側に向けて吹き出し、前面窓ガラスの曇り止めが行われる。

（４）フットデフロスタ吹出モード
デフロスタドア２６はデフロスタ開口部２５を略中間開度とし、連通口３４も略中間開度とする。また、フェイスフット切替ドア２８はフェイス開口部２７を０％開度（全閉）とし、フット入口部２９ａを１００％開度（全開）とする。また、冷風バイパスドア１８は０％開度（全閉）とする。この状態でエアミックスドア１９は、ヒータコア２０を通る温風通路２３側を全開ととする。

これにより、送風機ユニット１１からの送風空気の全量をヒータコア２０で加熱した後、略半分の温風はデフロスタ開口部２５を通して、デフロスタ吹出口から車両前面窓ガラスの内側に向けて吹き出し、前面窓ガラスの曇り止めを行うとともに、略半分の温風はフット開口部２９からフット吹出口を経て乗員の足元に向けて温風が吹き出し車室内の暖房を行う。

（５）デフロスタ吹出モード
デフロスタドア２６はデフロスタ開口部２５を１００％開度（全開）とし、連通口３４は０％開度（全閉）とする。また、フェイスフット切替ドア２８はフェイス開口部２７を０％開度（全閉）とし、フット入口部２９ａを１００％開度（全開）とする。また、冷風バイパスドア１８は０％開度（全閉）とする。この状態でエアミックスドア１９は、ヒータコア２０を通る温風通路２３側を全開とする。

これにより、送風機ユニット１１からの送風空気の全量をヒータコア２０で加熱した後、この温風はデフロスタ開口部２５を通して、デフロスタ吹出口から車両前面窓ガラスの内側に向けて吹き出し、前面窓ガラスの曇り止めが行われる。

車室内吹出空気温度の制御のために、エアミックスドア１９を最大冷房位置から中間開度位置に操作すると、エアミックスドア１９の開度位置に従って冷風の大部分が冷風バイパス通路２１を通過し、残余の一部の冷風はヒータコア２０に流入して加熱され、温風となって温風通路２３に流出する。そして、この温風と冷風バイパス通路２１の冷風とが空気混合部２４にて混合され、所望温度に調整される。

次に、本実施形態での特徴と、その効果について述べる。まず、フェイス開口部２７が開く吹出モード時には補助冷風バイパス通路１７を開とし、フェイス開口部２７を閉じる吹出モード時には補助冷風バイパス通路１）を閉とするようにしている。これによれば、フェイス開口部２７が開く吹出モード、具体的にはフェイス吹出モードとバイレベル吹出モードの時には補助冷風バイパス通路１７が開となるため、従来と比べて上下温度差を大きく確保することができ、足元を高い吹出温度としてもフェイス吹出口から比較的涼しい冷風を得ることができる。

図７は、エアミックスドア開度ＳＷと各吹出口からの吹出温度との関係を示すグラフである。バイレベル吹出モード時におけるフェイス吹出口からの吹出温度を従来よりも下げたことにより、従来はフット吹出モードでしか使用できなかった領域でもバイレベル吹出モードが使用できる。

つまり、フット側を高い吹出温度しても、フェイス側は吹出温度の高温限界（例えば３０℃）以下とすることができることから、バイレベル吹出モードの使用領域を高温側に拡大することができる。これにより、低外気温で日射があるような場合でも安定した頭寒足熱の空調フィーリングを得ることができる。ちなみに、フェイス開口部２７を閉じる吹出モードとは、具体的には上述したフット吹出モード・フットデフロスタ吹出モード・デフロスタ吹出モードなどである。

また、冷風バイパスドア１８を、吹出モード切替ドアのデフロスタドア２６・フェイスフット切替ドア２８と連動して開閉し得るようにしている。これによれば、従来の冷風バイパスドアを吹出モード切替ドアと別個に開閉することにより各部を流れる風量バランスに影響を与えて意図しない他の部分の空調フィーリングにも影響を及ぼすという問題点に対して、冷風バイパスドア１８と吹出モード切替ドア２６・２８とを連動させて作動させることで防ぐことができる。

また従来、冷風バイパスドアを別個に開閉するために専用の駆動機構を必要としていた。これは、各種センサの値によって冷風バイパスドアの開度を自由に変化させる制御が可能となるが、ドアの開閉制御が非常に複雑となるうえ、専用駆動機構のコスト、スペース、重量が増加するという問題点もあった。

これに対して、冷風バイパスドア１８と吹出モード切替ドア２６・２８とを連動させることで専用の駆動機構が不要となることより、ドアの開閉制御が複雑となることなく、連動機構のコスト、スペース、重量増に抑えることができる。また、冷風バイパスドア１８の作動も途中で停止させるようなことはなく、フェイス開口部２７が開く時には開とし、フェイス開口部２７を閉じる時には閉とする単純な作動であるため、連動機構も単純な構成とすることができる。

（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態（請求項３に対応）における吹出口決定の部分フローチャートである。図４のフローチャートにおけるステップＳ５の吹出モード決定において、日射センサ３５ｃで検出した日射量Ｔｓを利用するものである。まず、ステップＳ２１では、前述で説明したように目標吹出温度ＴＡＯに応じて設定すべき吹出モードを判定する。

ステップＳ２１での判定結果がフェイスであればステップＳ２２に進んでフェイス吹出モードを設定し、ステップＳ２１での判定結果がバイレベルであればステップＳ２３に進んでバイレベル吹出モードを設定する。しかし、ステップＳ２１での判定結果がフットであれば、まずステップＳ２４に進んで日射量Ｔｓが所定値以上であるか否かの判定を行うものである。

ステップＳ２４での判定結果がＹＥＳで、日射量Ｔｓが所定値以上である場合はステップＳ２３に進んでバイレベル吹出モードを設定し、ステップＳ２４での判定結果がＮＯで、日射量Ｔｓが所定値以下である場合はステップＳ２５に進んでフット吹出モードを設定するようにしたものである。

次に、上述した第１実施形態と異なる特徴と、その効果について述べる。本実施形態は、エアコンＥＣＵ５を設け、算出した目標吹出温度ＴＡＯに応じて吹出モードを自動で切り換えるとともに、目標吹出温度ＴＡＯによる吹出モードの判定ではフット吹出モードが選択される場合において、検出される日射量Ｔｓが所定値以上の時にはバイレベル吹出モードを選択するようにしている。

これによれば、吹出モードの判定方法として、従来の目標吹出温度ＴＡＯだけではなく日射量Ｔｓと組み合わせ、その日射量Ｔｓが所定値以上の時に頭寒足熱型のバイレベル吹出モードを選択することで、従来はフット吹出モードでしか使用できなかった領域でもバイレベル吹出モードが使用できるようにすることができる。

（第３実施形態）
図９は、本発明の第３実施形態（請求項４に対応）における吹出口決定の部分フローチャートである。図４のフローチャートにおけるステップＳ５の吹出モード決定において、内気温センサ３５ａで検出した内気温度Ｔｒを利用するものである。図８で示した上述のフローチャートと、図９に示す本実施形態でのフローチャートとは、ステップＳ２４「日射量所定値以上か否か」の判定部分を、ステップＳ２４１として「内気温所定値以上か否か」の判定に変えたことのみが異なる。

ステップＳ２４１での判定結果がＹＥＳで、内気温度Ｔｒが所定値以上である場合はステップＳ２３に進んでバイレベル吹出モードを設定し、ステップＳ２４１での判定結果がＮＯで、内気温度Ｔｒが所定値以下である場合はステップＳ２５に進んでフット吹出モードを設定するようにしたものである。

次に、上述した第２実施形態と異なる特徴と、その効果について述べる。本実施形態は、エアコンＥＣＵ５を設け、算出した目標吹出温度ＴＡＯに応じて吹出モードを自動で切り換えるとともに、目標吹出温度ＴＡＯによる吹出モードの判定ではフット吹出モードが選択される場合において、検出される内気温度Ｔｒが所定値以上の時にはバイレベル吹出モードを選択するようにしている。

これによれば、吹出モードの判定方法として、従来の目標吹出温度ＴＡＯだけではなく内気温度Ｔｒと組み合わせ、その内気温度Ｔｒが所定値以上の時に頭寒足熱型のバイレベル吹出モードを選択することで、従来はフット吹出モードでしか使用できなかった領域でもバイレベル吹出モードが使用できるようにすることができる。

（第４実施形態）
図１０は、本発明の第４実施形態（請求項５に対応）における吹出口決定の部分フローチャートである。図４のフローチャートにおけるステップＳ５の吹出モード決定において、内気温センサ３５ａで検出した内気温度Ｔｒと、温度設定スイッチ３７ａによって設定された目標温度Ｔｓｅｔとを利用するものである。図８で示した前述のフローチャートと、図１０に示す本実施形態でのフローチャートとは、ステップＳ２４「日射量所定値以上か否か」の判定部分を、ステップＳ２４２１として「内気温−設定温 所定値以上か否か」の判定に変えたことのみが異なる。

ステップＳ２４２での判定結果がＹＥＳで、内気温−設定温が所定値以上である場合はステップＳ２３に進んでバイレベル吹出モードを設定し、ステップＳ２４２での判定結果がＮＯで、内気温−設定温が所定値以下である場合はステップＳ２５に進んでフット吹出モードを設定するようにしたものである。

次に、上述した第２・第３実施形態と異なる特徴と、その効果について述べる。本実施形態は、エアコンＥＣＵ５を設け、算出した目標吹出温度ＴＡＯに応じて吹出モードを自動で切り換えるとともに、目標吹出温度ＴＡＯによる吹出モードの判定ではフット吹出モードが選択される場合において、検出される内気温度Ｔｒが設定温度Ｔｓｅｔよりも所定値以上高い所定値以上の時にはバイレベル吹出モードを選択するようにしている。

これによれば、吹出モードの判定方法として、従来の目標吹出温度ＴＡＯだけではなく内気温度Ｔｒと設定温度Ｔｓｅｔとの差を組み合わせ、その差で内気温度Ｔｒが設定温度Ｔｓｅｔよりも所定値以上高い時に頭寒足熱型のバイレベル吹出モードを選択することで、従来はフット吹出モードでしか使用できなかった領域でもバイレベル吹出モードが使用できるようにすることができる。

（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、上述の実施形態では、両熱交換器（エバポレータ・ヒータコア）の通風面が縦に立って車両の前後方向に連なるように配置されているが、両熱交換器の通風面が縦に立って車両の左右方向に連なるように配置されたものであっても良いし、両熱交換器の通風面が横に寝て車両の上下方向に連なるように配置されたものであっても良い。

また、図５の実施形態では、吹出モード切替ドアとしてデフロスタドア２６とフェイスフットドア２８との２枚構成のものを示したが、デフロスタフットドアとフェイスドアとの２枚構成のものであっても良いし、図１の模式図に示すようにデフロスタドア・フェイスドア・フットドアのそれぞれを備えた３枚構成のものであっても良いし、フィルムドアやロータリードアなどの面スライドドアで一つにまとめた構成のものであっても良い。

本発明の実施形態に係わるオートエアコンシステムの全体構成を示した模式図である。 本発明の第１実施形態における車両用空調装置の空調ユニット１５の断面図である。 図１のオートエアコンシステムにおける制御系の構成を示すブロック図である。 図１・図３のエアコンＥＣＵ５における全体制御プログラムを示すフローチャートである。 図４のフローチャートにおけるエアコンＥＣＵ５での各特性図であり、（ａ）は吹出口モード特性、（ｂ）は内外気モード特性、（ｃ）はブロア制御電圧特性を示す。 図２の空調ユニット１５におけるデフロスタドア２６・フェイスフット切替ドア２８と冷風バイパスドア１８との開度の推移を示すドアダイアグラムである。 エアミックスドア開度ＳＷと各吹出口からの吹出温度との関係を示すグラフである。 本発明の第２実施形態における吹出口決定の部分フローチャートである。 本発明の第３実施形態における吹出口決定の部分フローチャートである。 本発明の第４実施形態における吹出口決定の部分フローチャートである。

符号の説明

５…エアコンＥＣＵ（制御手段）
１０…空調ケース
１７…補助冷風バイパス通路
１８…冷風バイパスドア
１９…エアミックスドア
２０…ヒータコア
２１…冷風バイパス通路
２４…空気混合部
２７…フェイス開口部
２８…フェイスフット切替ドア（吹出モード切替ドア）
２９…フット開口部
ＴＡＯ…目標吹出温度
Ｔｒ…内気温度
Ｔｓ…日射量
Ｔｓｅｔ…設定温度

Claims (5)

1. 空気通路を形成する空調ケース（１０）と、
   前記空調ケース（１０）内に配置されて空気を加熱するヒータコア（２０）と、
   前記ヒータコア（２０）を迂回させる冷風バイパス通路（２１）と、
   前記ヒータコア（２０）を通過して加熱されて温風となる風量と、前記冷風バイパス通路（２１）を通過する冷風の風量との割合を調整するエアミックスドア（１９）と、
   前記エアミックスドア（１９）によって調整された前記温風と前記冷風とを混合させる空気混合部（２４）と、
   前記空気混合部（２４）を通過した混合風を車室内の乗員頭胸部に導くフェイス開口部（２７）と、
   前記混合風を車室内の乗員足元に導くフット開口部（２９）と、
   前記両開口部（２７、２９）を通過する風量を調整する吹出モード切替ドア（２８）と、
   前記冷風バイパス通路（２１）とは別に並設されて前記ヒータコア（２０）を迂回した冷風を前記フェイス開口部（２７）方向に通過させる補助冷風バイパス通路（１７）と、
   前記補助冷風バイパス通路（１７）を通過する冷風量を調整する冷風バイパスドア（１８）とを有する車両用空調装置において、
   前記フェイス開口部（２７）が開く吹出モード時には前記補助冷風バイパス通路（１７）を開とし、前記フェイス開口部（２７）を閉じる吹出モード時には前記補助冷風バイパス通路（１７）を閉としたことを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記冷風バイパスドア（１８）を、前記吹出モード切替ドア（２８）と連動して開閉し得るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 制御手段（５）を設け、算出した目標吹出温度（ＴＡＯ）に応じて吹出モードを自動で切り換えるとともに、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）による吹出モードの判定ではフット吹出モードが選択される場合において、検出される日射量（Ｔｓ）が所定値以上の時にはバイレベル吹出モードを選択するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 制御手段（５）を設け、算出した目標吹出温度（ＴＡＯ）に応じて吹出モードを自動で切り換えるとともに、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）による吹出モードの判定ではフット吹出モードが選択される場合において、検出される内気温度（Ｔｒ）が所定値以上の時にはバイレベル吹出モードを選択するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置。
5. 制御手段（５）を設け、算出した目標吹出温度（ＴＡＯ）に応じて吹出モードを自動で切り換えるとともに、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）による吹出モードの判定ではフット吹出モードが選択される場合において、検出される内気温度（Ｔｒ）が設定温度（Ｔｓｅｔ）よりも所定値以上高い時にはバイレベル吹出モードを選択するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置。

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