JP3722175B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調ケースの内部を、内気吸込口から吸い込まれた車室内空気をフット吹出口より車室内に吹き出す第１空気通路と外気吸込口から吸い込まれた車室外空気をデフロスタ吹出口より車室内に吹き出す第２空気通路とに区画する仕切り部材を備えた車両用空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような車両用空気調和装置の第１従来技術として、特開平５−１２４４２６号公報に開示された技術がある。この第１従来技術の構成を簡単に説明すると、車両用空気調和装置の空調ケースは、その一端側に内気吸込口および外気吸込口が形成され、他端側にフット吹出口、デフロスタ吹出口およびフェイス吹出口が形成されている。
【０００３】
そして、空調ケースの内部空間は、仕切り板によって、内気吸込口から吸い込まれた車室内空気（以下内気と言う）をフット吹出口より車室内に吹き出す第１空気通路と外気吸込口から吸い込まれた車室外空気（以下外気と言う）をデフロスタ吹出口より車室内に吹き出す第２空気通路とに区画形成されている。そして、空調ケースの内部には、空気流を発生する送風機、空気を冷却するエバポレータおよび空気を加熱するヒータコアが設けられている。
【０００４】
そして、吹出口モードとしてフットデフモードが選択された時は、第１空気通路内に内気を導入し、第２空気通路内に外気を導入する二層モードとすることによって、既に温められている内気にて車室内を暖房するので暖房性能が向上し、さらに低湿度の外気が窓ガラスの内面に吹き出すので窓ガラスの防曇性能が向上する。
【０００５】
また、第２従来技術として、特開平７−４７８３１号公報に開示された技術がある。この第２従来技術の構成は、上記の第１従来技術と同じく、空調ケースの一端側に内気吸込口および外気吸込口が形成され、他端側にフット吹出口、デフロスタ吹出口およびフェイス吹出口が形成されている。そして、空調ケースの内部空間は、上記の第１従来技術と同様な構造の第１空気通路と第２空気通路とが仕切り板によって区画形成されていると共に、空調ケース内には送風機、エバポレータおよびヒータコアが設けられている。さらに、第２従来技術には、エバポレータを通過した直後の空気温度（エバ後温度）を検出するエバ後温度センサが設けられている旨が記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の第１、第２従来技術のいずれにも、上記エバ後温度センサの具体的な配置位置について記載されていない。
そこで、エバ後温度センサを、第１空気通路側に設けた場合と第２空気通路側に設けた場合とについて、それぞれ以下のような実験を行った。すなわち、第１空気通路側にエバ後温度センサを設けた場合については、第２空気通路側におけるエバポレータの直後に実験用温度センサを設け、第２空気通路側にエバ後温度センサを設けた場合については、第１空気通路側におけるエバポレータの直後に実験用温度センサを設けた。
【０００７】
そして、エバ後温度センサで検出したエバ後温度が第１所定温度（例えば４℃）以上の時にエバポレータによる冷却を行い、エバ後温度センサで検出したエバ後温度が第２所定温度（例えば３℃）以下の時にエバポレータによる冷却を停止する制御を種々の外気温度のもとで行ったときに、上記の実験用温度センサで検出したエバ後温度がどのような温度となるかについて実験を行った。
その結果、主に内気が流れる第１空気通路側にエバ後温度センサを設けた場合については図１２に示すデータが得られ、主に外気が流れる第２空気通路側にエバ後温度センサを設けた場合については図１３に示すデータが得られた。
【０００８】
これらのデータから分かることは、第２空気通路側にエバ後温度センサを設けた場合には、図１３に示したように、外気温度が１０℃以下の低外気温領域のときの第１空気通路側の冷風温度が第２所定温度より非常に高い温度となる。これにより、第２空気通路側のエバ後温度を基準にしてエバポレータの作動状態を制御するようにした場合には、低外気温領域のときに第１空気通路側のエバ後温度が第２所定温度まで低下する前に、エバポレータの作動が停止することになるので、第１空気通路側の内気の除湿性能が低下する。したがって、窓ガラスの内面が曇り易くなるという問題が生じる。
【０００９】
また、第１空気通路側にエバ後温度センサを設けた場合には、図１２に示すように、第１、第２空気通路のそれぞれにおいて除湿性能を確保できるが、外気温度が１０℃以下の低外気温領域のときの第２空気通路側のエバ後温度が第２所定温度より低い温度となる。これにより、第１空気通路側のエバ後温度を基準にしてエバポレータの作動状態を制御するようにした場合には、低外気温領域のときに第２空気通路側のエバ後温度が第２所定温度より低下してもエバポレータの作動が継続されることになるので、第２空気通路側のエバポレータが着霜（フロスト）するという可能性がある。したがって、第２空気通路側のエバポレータを通過する空気の抵抗（通風抵抗）が大きくなり、窓ガラスの内面に向けて吹き出す空気量が減少するので窓ガラスの防曇性能が低下するという問題が生じる。
【００１０】
【発明の目的】
本発明の目的は、冷却度合検出手段の好ましい配置位置を明確にすることにより、低外気温領域のときの車室内空気の除湿性能の低下を防止し、且つ冷却用熱交換器の着霜を防止して窓ガラスの防曇性能の低下を防止することのできる車両用空気調和装置の提供にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、空調ケースの内部を第１空気通路と第２空気通路とに区画形成する仕切り部材に、冷却用熱交換器の下流側において第１空気通路と第２空気通路とを連通させる挿通孔を設け、この挿通孔に、冷却用熱交換器による空気冷却度合を検出する１個の冷却度合検出手段を設けることにより、部品点数を増加することなく、１個の冷却度合検出手段にて第１空気通路側の空気冷却度合と第２空気通路側の空気冷却度合との両方の空気冷却度合を検出できるようになる。それによって、第１空気通路側の空気冷却度合と第２空気通路側の空気冷却度合を基準にして冷却用熱交換器の作動および停止を制御することができる。
【００１２】
この結果、仮に第１空気通路内に吸い込まれる車室内空気の内気温度が外気温度よりも高く、且つ第２空気通路内に吸い込まれる車室外空気の外気温度が低外気温領域のときであっても、第２空気通路側にのみ冷却度合検出手段を設けたものと比較して、冷却用熱交換器の作動が停止し難くなり、車室内空気の除湿性能の低下を抑えることができる。また、第１空気通路側にのみ冷却度合検出手段を設けたものと比較して、冷却用熱交換器の作動が継続され難くなり、第２空気通路側の冷却用熱交換器の着霜を抑えることができる。
したがって、車室内に向けて吹き出す空気の湿度の上昇を抑えることができるので窓ガラスの内面が曇り難くなり、車室内に向けて吹き出す空気量の減少を抑えることができるので窓ガラスの防曇性能の低下を抑えることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、１個の冷却度合検出手段を、第１空気通路および第２空気通路の両方に突出した状態で仕切り部材に設けられた挿通孔内に嵌め合わすことにより、部品点数を増加することなく、１個の冷却度合検出手段にて第１空気通路側の空気冷却度合と第２空気通路側の空気冷却度合との両方の空気冷却度合を検出できるようになる。
請求項３に記載の発明によれば、１個の冷却度合検出手段を取付具を用いて仕切り部材に固定することにより、第１空気通路および第２空気通路の両方に突出した状態で保持できる。
請求項４に記載の発明によれば、１個の冷却度合検出手段を仕切り部材にて挟み込んで固定することにより、第１空気通路および第２空気通路の両方に突出した状態で保持できる。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、仮に第１吸込口から第１空気通路内に吸い込まれる車室内空気の内気温度が外気温度よりも高く、且つ第２吸込口から第２空気通路内に吸い込まれる車室外空気の外気温度が低外気温領域のときであっても、請求項１に記載の発明と同様に、車室内空気の除湿性能の低下を抑えることができ、且つ第２空気通路側の冷却用熱交換器の着霜を抑えることができる。
したがって、第１吹出口から車両の乗員の足元部に向けて吹き出す空気の湿度の上昇を抑えることができるので窓ガラスの内面が曇り難くなり、第２吹出口から窓ガラスに向けて吹き出す空気量の減少を抑えることができるので窓ガラスの防曇性能の低下を抑えることができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明によれば、第１空気通路側の冷却用熱交換器を通過した直後の空気温度と第２空気通路側の冷却用熱交換器を通過した直後の空気温度との平均温度を基準にして冷却用熱交換器の作動開始時期と冷却用熱交換器の作動停止時期を制御することができるので、請求項１に記載の発明と同様な効果が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態の構成〕
図１ないし図９は本発明の第１実施形態を示したもので、図１は車両用空気調和装置の通風系の主要構成を示した図で、図２は車両用空気調和装置の通風系の全体構成を示した図である。
【００１７】
本実施形態の車両用空気調和装置は、例えばディーゼルエンジン（以下エンジンと略す）を搭載する車両の車室内を空調する空調ユニット１の各空調手段を、空調制御装置（以下ＥＣＵと言う）９によって制御することにより、車室内の温度を常に設定温度に保つよう自動コントロールするように構成されたオートエアコンである。
【００１８】
先ず、空調ユニット１の構成を図１および図２に基づいて説明する。
空調ユニット１は、図２上方が車両前方（エンジン側）、図示下方が車両後方（車室内側）、および図２左右方向が車両幅方向となるように、車両に搭載されており、車室内に空調空気を導く空気通路を成す空調ケース２を備える。この空調ケース２は、ポリプロピレン等の樹脂材料にて形成され、空気上流側から順に、内外気切替手段と送風機８とクーラユニットとヒータユニットとが結合されることで構成されている。なお、図２中破線Ｘ、Ｙはこれらの結合部位を示す。なお、内外気切替手段および送風機８については後述する。
【００１９】
クーラユニット内には、車両に搭載された冷凍サイクル１０の一構成を成すエバポレータ（冷媒蒸発器）１５が設けられている。冷凍サイクル１０は、自動車のエンジンの駆動力によって冷媒を圧縮するコンプレッサ（冷媒圧縮機）１１と、圧縮された冷媒を凝縮液化させるコンデンサ（冷媒凝縮器）１２と、凝縮液化された冷媒を気液分離して液冷媒のみを下流に流すレシーバ（気液分離器）１３と、液冷媒を減圧膨張させるエキスパンションバルブ（膨張弁、減圧手段）１４と、減圧膨張された冷媒を蒸発させる上記のエバポレータ１５とから構成される。このエバポレータ１５は、本発明の冷却用熱交換器に相当する部品であって、後記する仕切り板４を貫通して空調ケース２の内部を全面塞ぐようにして配設され、自身を通過する空気を冷却する空気冷却作用および自身を通過する空気を除湿する空気除湿作用を行う。つまり、エバポレータ１５は、後記する第１空気通路１８内を流れる空気を冷却する第１冷却部と後記する第２空気通路１９内を流れる空気を冷却する第２冷却部とから構成されている。
【００２０】
また、コンプレッサ１１には、エンジンからコンプレッサ１１への回転動力の伝達を断続する電磁クラッチ１６が連結されている。この電磁クラッチ１６が通電された時に、エンジンの回転動力がコンプレッサ１１に伝達されて、エバポレータ１５による空気冷却作用が行われ、電磁クラッチ１６の通電が停止した時に、エンジンとコンプレッサ１１とが遮断され、エバポレータ１５による空気冷却作用が停止される。
【００２１】
ヒータユニット内には、エバポレータ１５を通過した冷風を再加熱するヒータコア１７が設けられている。このヒータコア１７は、図３および図４に示したように、冷風がヒータコア１７を迂回するバイパス通路１７ａ、１７ｂを形成するように配設されており、内部にエンジンを冷却した冷却水が流れ、この冷却水を暖房用熱源として冷風を再加熱する加熱用熱交換器である。また、ヒータコア１７は、後記する仕切り板４を貫通して空調ケース２内において空調ケース２の幅方向または高さ方向を部分的に塞ぐように配設されており、後記する第１空気通路１８内を流れる空気を加熱する第１加熱部と後記する第２空気通路１９内を流れる空気を加熱する第２加熱部とから構成されている。
【００２２】
ヒータコア１７の空気上流側には、回転軸３が空調ケース２に対して回転自在に設けられている。そして、回転軸３には、互いの板面が同一面となるようにして、板状の第１、第２エアミックスドア３ａ、３ｂが一体的に結合されている。また、回転軸３には、その駆動手段としてのサーボモータ４０（図６参照）が連結されている。そして、サーボモータ４０によって回転軸３が回転させられることによって、第１、第２エアミックスドア３ａ、３ｂは、図３および図４の実線位置から一点鎖線位置までの間で、２枚とも一体となって回動する。つまり、第１、第２エアミックスドア３ａ、３ｂは、その停止位置によって、ヒータコア１７を通過する冷風量と第１、第２バイパス通路１７ａ、１７ｂを通過する温風量との割合を調節して、車室内へ吹き出す空気の吹出温度を調節する吹出温度調節手段として機能する。
【００２３】
クーラユニットとヒータユニットとは、結合手段として例えば爪嵌合やねじ部材によって結合されている。そして、クーラユニットとヒータユニット内には、図２に示したように、略垂直方向に延在する仕切り板４によって、主に内気が流れる第１空気通路（内気通路）１８と主に外気が流れる第２空気通路（外気通路）１９とが区画形成されている。そして、エバポレータ１５、ヒータコア１７および回転軸３は、第１空気通路１８と第２空気通路１９とにまたがって配設されている。
【００２４】
第１空気通路１８は、後記する第１内気吸込口５ａから吸い込まれた車室内空気（以下内気と言う）を、フット（ＦＯＯＴ）開口部２ａを経てフット吹出口より車室内に吹き出す通風路である。第２空気通路１９は、後記する外気吸込口５ｃから吸い込まれた車室外空気（以下外気と言う）を、デフロスタ（ＤＥＦ）開口部２ｂとフェイス（ＦＡＣＥ）開口部２ｃを経てデフロスタ吹出口、センタフェイス吹出口、サイドフェイス吹出口より車室内に吹き出す通風路である。
【００２５】
仕切り板４は、本発明の仕切り部材に相当する部品で、空調ケース２の最下流よりやや上流側で且つヒータコア１７の下流側の部位にて途切れており、この途切れた部分にて、第１空気通路１８と第２空気通路１９とを連通する連通孔４ａが形成されている。なお、この連通孔４ａは後記するフットドアにて開閉される。さらに、仕切り板４は、エバポレータ１５の下流側で且つヒータコア１７の上流側の部位に後記するエバ後温度センサが余裕を持って挿通することが可能な挿通孔４ｂを有している。
【００２６】
そして、空調ケース２の最下流端には、ＦＯＯＴ開口部２ａ、ＤＥＦ開口部２ｂおよびＦＡＣＥ開口部２ｃが形成されている。そして、ＦＯＯＴ開口部２ａには、フットダクト（図示せず）が接続されており、このフットダクトの最下流端であるフット吹出口（本発明の第１吹出口に相当する）から乗員の足元部に向けて主に温風が吹き出される。また、ＤＥＦ開口部２ｂには、デフロスタダクト（図示せず）が接続されており、このデフロスタダクトの最下流端であるデフロスタ吹出口（本発明の第２吹出口に相当する）からフロントシールドガラスの内面に向けて主に温風が吹き出される。さらに、ＦＡＣＥ開口部２ｃには、センタフェイスダクトとサイドフェイスダクト（いずれも図示せず）が接続されている。このうち、センタフェイスダクト内に導入された空調風は、センタフェイスダクトの最下流端であるセンタフェイス吹出口から乗員の頭胸部に向けて吹き出される。さらに、サイドフェイスダクト内に導入された空調風は、サイドフェイスダクトの最下流端であるサイドフェイス吹出口からサイドシールドガラスの内面に向けて吹き出される。
【００２７】
そして、各開口部２ａ〜２ｃの上流側の部位には、フットドア２１、デフロスタドア２２およびフェイスドア２３が設けられている。フットドア２１はフットダクトへの空気流入通路を開閉する吹出口切替ドアであり、デフロスタドア２２はデフロスタダクトへの空気流入通路を開閉する吹出口切替ドアであり、フェイスドア２３はセンタフェイスダクトへの空気流入通路への空気流入通路を開閉する吹出口切替ドアである。
【００２８】
なお、これらのドア２１〜２３は、図示しないリンク機構にて連結されており、そのリンク機構は、その駆動手段としてのサーボモータ４１（図６参照）によって駆動される。つまり、サーボモータ４１がリンク機構を動かすことによって、後述する各吹出口モードが得られるように各ドア２１〜２３が動く。また、サイドフェイスダクトへの空気流入通路は、各ドア２１〜２３によっては開閉されない。サイドフェイス吹出口付近には、乗員が手動でサイドフェイス吹出口を開閉する図示しない吹出グリルが設けられており、サイドフェイスダクトへの空気流入通路はその吹出グリルによって開閉される。
【００２９】
次に、内外気切替手段および送風機８の構成を図５に基づいて説明する。ここで、図５は図２の矢印Ｃ方向から見た概略透視図である。
内外気切替手段は、図５に示したように、空調ケース２内に少なくとも内気と外気の一方または両方を取り入れるためのものであり、空調ケース２の空気最上流を構成する内外気切替箱５と、この内外気切替箱５内に回動自在に取り付けられた第１、第２吸込口切替ドア６、７とから構成されている。内外気切替箱５の内部には、車室内に向かう空気流を発生する送風機８が配設されている。内外気切替箱５には、送風機８の第１吸込口８ａに対応して第１内気吸込口（本発明の第１吸込口に相当する）５ａが形成されており、送風機８の第２吸込口８ｂに対応して第２内気吸込口５ｂおよび外気吸込口（本発明の第２吸込口に相当する）５ｃが形成されている。
【００３０】
第１吸込口切替ドア６は第１内気吸込口５ａを開閉するドアで、第２吸込口切替ドア７は第２内気吸込口５ｂおよび外気吸込口５ｃを開閉するドアである。そして、第１、第２吸込口切替ドア６、７には、それぞれの駆動手段としてのサーボモータ４２、４３（図６参照）が連結されており、これらのサーボモータ４２、４３によってそれぞれ図中実線位置と一点鎖線位置との間で回動させられる。また、内外気切替箱５には、第２内気吸込口５ｂまたは外気吸込口５ｃと第１吸込口８ａとを連通する連通路３０が形成されている。そして、第１吸込口切替ドア６は、第１内気吸込口５ａを全開したとき（図５の実線位置）に連通路３０を全閉し、第１内気吸込口５ａを全閉したとき（図５の一点鎖線位置）に連通路３０を全開する。
【００３１】
送風機８は、本発明の送風手段に相当する部品で、内外気切替箱５内のほぼ中央に配設されている。そして、送風機８は、第１ファン３１、第２ファン３２、およびこれらの第１、第２ファン３１、３２を回転駆動するブロワモータ３３からなる。ここで、第１、第２ファン３１、３２は一体的に形成されており、第１ファン３１の径よりも第２ファン３２の径の方が大きい。そして、これらの第１、第２ファン３１、３２は、その空気吸込側がベルマウス形状を呈する第１、第２スクロールケーシング部３４、３５にそれぞれ収納されている。これらの第１、第２スクロールケーシング部３４、３５の各終端部（空気吹出側）は、それぞれ第１、第２空気通路１８、１９に連通している。また、第１、第２スクロールケーシング部３４、３５は仕切り部３６を共用している。
【００３２】
次に、本実施形態の制御系の構成を図６に基づいて説明する。ここで、図６は車両用空気調和装置の制御系を示したブロック図である。
空調ユニット１の各空調手段を制御するＥＣＵ（本発明の空調制御手段に相当する）９には、車室内前面に設けられた操作パネル３７上の各スイッチからのスイッチ信号が入力される。ここで、操作パネル３７上の各スイッチとは、例えば冷凍サイクル１０の起動および停止を指令するためのエアコンスイッチ５０、車室内設定温度を乗員が設定するための温度設定スイッチ、吸込口モードを切り替えるための吸込口切替スイッチ、吹出口モードを切り替えるための吹出口切替スイッチ、第１、第２ファン３１、３２の風量を切り替えるための風量切替スイッチ、各空調手段のオート制御を指令するためのオートスイッチ等である。
【００３３】
なお、オート制御中であっても、エアコンスイッチ５０、吸込口切替スイッチ、吹出口切替スイッチおよび風量切替スイッチからのスイッチ信号を優先して各空調手段を制御する。また、吸込口切替スイッチには、外気導入モードに固定するための外気導入スイッチ、および内気循環モードに固定するための内気循環スイッチがある。さらに、吹出口切替スイッチには、フェイス（ＦＡＣＥ）モードに固定するためのフェイススイッチ、バイレベル（Ｂ／Ｌ）モードに固定するためのバイレベルスイッチ、フット（ＦＯＯＴ）モードに固定するためのフットスイッチ、フットデフ（Ｆ／Ｄ）モードに固定するためのフットデフスイッチ、およびデフロスタ（ＤＥＦ）モードに固定するためのフェイススイッチがある。
【００３４】
また、ＥＣＵ９には、車室内の空気温度（内気温度）を検出する内気温センサ５１、車室外の空気温度（外気温度）を検出する外気温センサ５２、車室内に照射される日射量を検出する日射センサ５３、ヒータコア１７に流入する冷却水温を検出する水温センサ５４、およびエバポレータ１５の空気冷却度合を検出するエバ後温度センサ５５からの各センサ信号が入力される。
【００３５】
このうち、エバ後温度センサ５５は、本発明の冷却度合検出手段に相当する部品で、具体的にはエバポレータ１５を通過した直後の空気温度（エバ後温度、冷風温度）を検出するサーミスタ等の温度検出手段である。そして、エバ後温度センサ５５は、図１および図２にも示したように、第１空気通路１８と第２空気通路１９とを仕切る仕切り板４の挿通孔４ｂ内にクランプ等の取付具を用いて取り付けられている。なお、エバ後温度センサ５５の先端部は第１空気通路１８内に突出するように配設され、エバ後温度センサ５５の後端部は第２空気通路１９内に突出するように配設され、先端部と後端部とで第１空気通路１８側のエバ後温度と第２空気通路１９側のエバ後温度を検出して、これらのエバ後温度の平均温度に関係するセンサ信号をエバポレータ１５の空気冷却度合としてリード線５６を介してＥＣＵ９に出力する。
【００３６】
そして、ＥＣＵ９の内部には、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータが設けられ、上記各センサ５１〜５５からの信号は、ＥＣＵ９内の図示しない入力回路によってＡ／Ｄ変換された後、マイクロコンピュータに入力されるように構成されている。なお、ＥＣＵ９は、自動車のエンジンの図示しないイグニッションスイッチがオンされたときに、図示しないバッテリーから電源が供給される。
【００３７】
次に、本実施形態のマイクロコンピュータの制御処理を図７ないし図９に基づいて説明する。ここで、図７はマイクロコンピュータによる制御処理を示したフローチャートである。
【００３８】
先ず、イグニッションスイッチがＯＮ（オン）されてＥＣＵ９に電源が供給されると、図７のルーチンが起動され、各イニシャライズおよび初期設定を行う（ステップＳ１）。続いて、温度設定スイッチにて設定された設定温度を読み込む（ステップＳ２）。続いて、内気温センサ５１、外気温センサ５２、日射センサ５３、水温センサ５４およびエバ後温度センサ５５からの各センサ信号をＡ／Ｄ変換した信号を読み込む（ステップＳ３）。
【００３９】
続いて、予めＲＯＭに記憶された下記の数１の式に基づいて車室内に吹き出す空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を算出する（ステップＳ４）。
【数１】
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ
なお、Ｔｓｅｔは温度設定スイッチによる設定温度、Ｔｒは内気温センサ５１で検出した内気温度、Ｔａｍは外気温センサ５２で検出した外気温度、およびＴｓは日射センサ５３で検出した日射量である。また、Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、ＫａｍおよびＫｓはゲインで、Ｃは補正用の定数である。
【００４０】
続いて、予めＲＯＭに記憶された図示しない特性図（マップ）から、目標吹出温度（ＴＡＯ）に対応するブロワ電圧（ブロワモータ３３に印加する電圧）を決定する（ステップＳ５）。続いて、予めＲＯＭに記憶された図示しない特性図（マップ）から、目標吹出温度（ＴＡＯ）に対応する吹出口モードを決定する（ステップＳ６）。ここで、吹出口モードの決定においては、目標吹出温度（ＴＡＯ）が低い温度から高い温度にかけて、ＦＡＣＥモード、Ｂ／Ｌモード、ＦＯＯＴモードおよびＦ／Ｄモードとなるように決定される。
【００４１】
なお、ＦＡＣＥモードとは、フットドア２１を図２の一点鎖線位置、デフロスタドア２２を実線位置、フェイスドア２３を一点鎖線位置に設定して、空調風を車室内の乗員の頭胸部に向けて吹き出すモードである。また、Ｂ／Ｌモードとは、フットドア２１、デフロスタドア２２を図２の実線位置、フェイスドア２３を一点鎖線位置に設定して、空調風を車室内の乗員の頭胸部および足元部に向けて吹き出すモードである。
【００４２】
そして、ＦＯＯＴモードとは、フットドア２１、フェイスドア２３を図２の実線位置、デフロスタドア２２をＤＥＦ開口部２ｂを若干量開く位置に設定して、空調風の約８割を車室内の乗員の足元部に向けて吹き出し、空調風の約２割をフロントシールドガラスの内面に向けて吹き出すモードである。また、Ｆ／Ｄモードとは、フットドア２１を図２の実線位置、デフロスタドア２２を一点鎖線位置、フェイスドア２３を実線位置に設定して、空調風を乗員の足元部とフロントシールドガラスの内面に同量ずつ吹き出すモードである。
【００４３】
なお、本実施形態では、操作パネル３７上に設けられたデフロスタスイッチを操作すると、フットドア２１、デフロスタドア２２を図２の実線位置、フェイスドア２３を実線位置に設定して、空調風をフロントシールドガラスの内面に向けて吹き出すＤＥＦモードも設定される。また、いずれの吹出口モードにおいても、サイドフェイス吹出口は吹出グリルにて開閉可能である。
【００４４】
続いて、予めＲＯＭに記憶された下記の数２の式に基づいて第１、第２エアミックスドア３ａ、３ｂの目標ドア開度（ＳＷ）を算出する（ステップＳ７）。
【数２】
ＳＷ＝｛（ＴＡＯ−ＴＥ）／（ＴＷ−ＴＥ）｝×１００（％）
なお、ＴＥはエバ後温度センサ５５で検出したエバ後温度およびＴＷは水温センサ５４で検出した冷却水温である。
【００４５】
また、ＳＷ≦０（％）として算出されたときは、第１、第２エアミックスドア３ａ、３ｂは、エバポレータ１５からの冷風の全てを第１、第２バイパス通路１７ａ、１７ｂへ通す位置（ＭＡＸＣＯＯＬ位置）に制御される。さらに、ＳＷ≧１００（％）として算出されたときは、第１、第２エアミックスドア３ａ、３ｂは、エバポレータ１５からの冷風の全てをヒータコア１７へ通す位置（ＭＡＸＨＯＴ位置）に制御される。そして、０（％）＜ＳＷ＜１００（％）として算出されたときは、第１、第２エアミックスドア３ａ、３ｂは、エバポレータ１５からの冷風をヒータコア１７および第１、第２バイパス通路１７ａ、１７ｂの両方へ通す位置に制御される。
【００４６】
続いて、フロスト制御を行う。具体的には、エバ後温度センサ５５の検出温度（エバ後温度ＴＥ）に基づいてコンプレッサ１１の作動および停止を制御する（フロスト制御手段：ステップＳ８）。具体的には、エバ後温度センサ５５のエバ後温度ＴＥが第１所定温度（本実施形態では４℃）以上のときには、コンプレッサ１１が起動（ＯＮ）するように電磁クラッチ１６を通電制御して冷凍サイクル１０を作動させる。つまり、エバポレータ１５を作動（空気冷却作用）させる。エバ後温度センサ５５のエバ後温度ＴＥが第２所定温度（本実施形態では３℃）以下のときには、コンプレッサ１１の作動が停止（ＯＦＦ）するように電磁クラッチ１６を通電制御して冷凍サイクル１０の作動を停止する。つまり、エバポレータ１５の空気冷却作用を停止させる。
【００４７】
続いて、吸込口モードを決定する。つまり、図８に示すサブルーチンがコールされ、第１、第２吸込口切替ドア６、７の設定位置を決定する（ステップＳ９）。続いて、各ステップＳ５〜ステップＳ９にて算出または決定した各制御状態が得られるように、ブロワモータ３３およびサーボモータ４０〜４３に対して制御信号を出力する（ステップＳ１０）。そして、ステップＳ１１で、制御サイクル時間であるτ（例えば０．５秒間〜２．５秒間）の経過を待ってステップＳ２の処理に戻る。
【００４８】
次に、吸込口モード決定の制御処理を図８に基づいて説明する。ここで、図８は吸込口モード決定の制御処理を示したフローチャートである。先ず、予めＲＯＭに記憶された図９の特性図（マップ）から吸込口モードを決定する（ステップＳ２０）。続いて、ステップＳ２０にて決定した吸込口モードが外気導入モードであるか否かを判定する（吸込口モード判定手段：ステップＳ２１）。この判定結果がＮＯの場合には、すなわち、吸込口モードが内気循環モードに決定している場合には、第１吸込口切替ドア６を図５の実線位置、第２吸込口切替ドア７を一点鎖線位置に設定する。つまり、このときには、第１空気通路１８および第２空気通路１９内に、共に内気が導入される内気循環モードに制御されるよう吸込口モードを決定する（ステップＳ２２）。その後にこのサブルーチンを抜ける。
【００４９】
また、ステップＳ２１の判定結果がＹＥＳの場合には、図７のステップＳ６で決定された吹出口モードが、ＦＯＯＴモードまたはＦ／Ｄモードのいずれかであるか否かを判定する。つまり、車室内の暖房とフロントシールドガラスの防曇の両方を行う吹出口モードであるか否かを判定する（吹出口モード判定手段：ステップＳ２３）。この判定結果がＮＯの場合には、第１吸込口切替ドア６を図５の一点鎖線位置、第２吸込口切替ドア７を実線位置に設定する。つまり、このときには、第１空気通路１８および第２空気通路１９内に、共に外気が導入される外気導入モードに制御されるよう吸込口モードを決定する（ステップＳ２４）。その後にこのサブルーチンを抜ける。
【００５０】
また、ステップＳ２３の判定結果がＹＥＳの場合には、図７のステップＳ７で決定された第１、第２エアミックスドア３ａ、３ｂの目標ドア開度（ＳＷ）が１００（％）以上か否かを判定する。つまり、第１、第２エアミックスドア３ａ、３ｂが、エバポレータ１５からの冷風の全てをヒータコア１７へ通す位置（ＭＡＸＨＯＴ位置、最大暖房位置）に制御されるか否かを判定する（最大暖房判定手段：ステップＳ２５）。この判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ２４の処理に移って、第１空気通路１８および第２空気通路１９内に、共に外気が導入される外気導入モードに制御されるよう吸込口モードを決定する。
【００５１】
また、ステップＳ２５の判定結果がＹＥＳの場合には、目標吹出温度（ＴＡＯ）に対して暖房能力が不足しているということであり、第１、第２吸込口切替ドア６、７を図５の実線位置に設定する。つまり、第１空気通路１８内に内気を導入し、第２空気通路１９内に外気を導入する内外気２層モードに制御されるよう吸込口モードを決定する（ステップＳ２６）。その後にこのサブルーチンを抜ける。
【００５２】
〔第１実施形態の作用〕
次に、吸込口モードが内外気２層モードで、吹出口モードがＦＯＯＴモードまたはＦ／Ｄモードの時の空調ユニット１の各空調手段の作用を図１ないし図９に基づいて簡単に説明する。
【００５３】
吸込口モードが外気導入モードに決定され、吹出口モードがＦＯＯＴモードまたはＦ／Ｄモードに決定され、第１、第２エアミックスドア３ａ、３ｂの目標ドア開度（ＳＷ）が１００（％）以上のときには、第１、第２吸込口切替ドア６、７が図５の実線位置に移動し、フットドア２１が図２の実線位置、デフロスタドア２２が一点鎖線位置、フェイスドア２３を実線位置に移動して吸込口モードが内外気２層モードに制御される。
【００５４】
したがって、車室内に存する内気は、送風機８の第１ファン３１の回転によって第１内気吸込口５ａから内外気切替箱５内に吸い込まれ、さらに送風機８の第１吸込口８ａを通り第１スクロールケーシング部３４内に吸い込まれる。そして、内気は、空調ケース２の第１空気通路１８内に侵入してエバポレータ１５の第１冷却部を通過する。そして、内気は、第１冷却部を通過する際に冷却されて冷風となった後、エバ後温度センサ５５でその温度が検出され、さらにヒータコア１７の第１加熱部を通過する。そして、冷風は、第１加熱部を通過する際に再加熱されて温風となった後に、ＦＯＯＴ開口部２ａからフットダクト内に侵入して、ＦＯＯＴ吹出口から車両の乗員の足元部に向けて吹き出される。これにより、既に温められている内気にて車室内を暖房することになるので暖房性能に優れる。
【００５５】
一方、車室外に存する外気は、第２ファン３２の回転によって外気吸込口５ｃから内外気切替箱５内に吸い込まれ、さらに第２吸込口８ｂを通り第２スクロールケーシング部３５内に吸い込まれる。そして、外気は、空調ケース２の第２空気通路１９内に侵入してエバポレータ１５の第２冷却部を通過する。そして、外気は、第２冷却部を通過する際に冷却されて冷風となった後、エバ後温度センサ５５でその温度が検出され、さらにヒータコア１７の第２加熱部を通過する。そして、冷風は、第２加熱部を通過する際に再加熱されて温風となった後に、ＤＥＦ開口部２ｂからデフロスタダクト内に侵入して、ＤＥＦ吹出口から車両の乗員の足元部に向けて吹き出される。これにより、低湿度の外気がフロントシールドガラスの内面に吹き出すことになるのでフロントシールドガラスの防曇性能に優れる。
【００５６】
ここで、エバ後温度センサ５５で検出したエバ後温度が第１所定温度（例えば４℃）以上のときに冷凍サイクル１０を作動させ、エバ後温度ＴＥが第２所定温度（例えば３℃）以下のときに冷凍サイクル１０の作動を停止するようにしている。そこで、内気温度が２５℃で、外気温度が５℃のときに、第１空気通路１８側のみのエバ後温度を基準にしてフロスト制御を行うと、図１２のデータに示したように、第１空気通路１８側のエバ後温度は４℃に維持されるが、第２空気通路側１９のエバ後温度は１℃〜２℃まで低下して第２冷却部がフロストする可能性がある。また、第２空気通路１９側のみのエバ後温度を基準にしてフロスト制御を行うと、図１３のデータに示したように、第２空気通路１９側のエバ後温度は４℃に維持されるが、第１空気通路側１８のエバ後温度は７℃〜８℃までしか冷却されず第１冷却部の除湿性能が低下する。
【００５７】
そこで、本実施形態では、第１空気通路１８と第２空気通路１９とを区画する仕切り板４に挿通孔４ｂを設けて、その挿通孔４ｂ内にエバ後温度センサ５５を差し込むことにより、エバポレータ１５の第１、第２冷却部の下流直後の温度を測定できるようにしている。これにより、エバ後温度センサ５５の出力値は、第１空気通路１８側のエバ後温度と第２空気通路１９側のエバ後温度との平均値となる。
【００５８】
したがって、本実施形態の空調ユニット１は、第１空気通路１８内に吸い込まれる内気温度が外気温度よりも高く、且つ第２空気通路１９内に吸い込まれる外気温度が１０℃以下の低外気温領域のときであっても、第２空気通路１９側にのみエバ後温度センサを設けたもの空調ユニットと比較して、冷凍サイクル１０の作動が停止する頻度、つまりエバポレータ１５の空気冷却作用が停止する頻度が少なくなり、第１空気通路１８側の第１冷却部の除湿性能の低下、つまり内気の除湿性能の低下を抑えることができる。また、第１空気通路１８側にのみエバ後温度センサを設けた空調ユニットと比較して、冷凍サイクル１０が作動する頻度、つまりエバポレータ１５の空気冷却作用を行う頻度が少なくなり、第２空気通路１９側の第２冷却部がフロストすることを抑えることができる。
【００５９】
〔第１実施形態の効果〕
以上のように、本実施形態の空調ユニット１では、第１空気通路（内気通路）１８側または第２空気通路（外気通路）１９側のいずれか一方のみのエバ後温度を検出するものと比較して、外気温度が高温となる夏と外気温度が低温となる冬との吸込空気の変動を受け難いフロスト制御を行うことができる。具体的には、第２空気通路１９側にのみエバ後温度センサを設けたもの空調ユニットと比較して、ＦＯＯＴ吹出口から乗員の足元部に向けて吹き出す空気の湿度の上昇を抑えることができる。これにより、内気の湿度の上昇を抑えることができるので、フロントシールドガラス、サイドシールドガラスやその他のシールドガラスの内面が曇り難くなる。
【００６０】
また、第１空気通路１８側にのみエバ後温度センサを設けた空調ユニットと比較して、第２空気通路１９側の第２冷却部のフロストによる目詰まりを抑えることができる。これにより、ＤＥＦ吹出口からフロントシールドガラスに向けて吹き出す空気量の減少を抑えることができるので、フロントシールドガラスの防曇性能の低下を抑えることができる。
【００６１】
さらに、本実施形態では、空調ケース２の内部を２分する仕切り板４に形成された挿通孔４ｂ内にエバ後温度センサ５５を余裕を持って差し込んで、１個のエバ後温度センサ５５で第１空気通路１８側のエバ後温度と第２空気通路１９側のエバ後温度とを測定することが可能なように、エバ後温度センサ５５を仕切り板４に取り付けている。そして、空調ケース２内の空気の流れは、仕切り板４付近で乱れ易く、挿通孔４ｂ付近で内気と外気とが混ざり易い。これにより、エバ後温度センサ５５では、内気のエバ後温度と外気のエバ後温度との平均値を正確に検出できる。
【００６２】
そして、１個のエバ後温度センサ５５で第１空気通路１８側のエバ後温度と第２空気通路１９側のエバ後温度とを測定することができるので、２個以上のエバ後温度センサで第１空気通路１８側のエバ後温度と第２空気通路１９側のエバ後温度とを測定する空調ユニットと比較して部品点数や組付工数を軽減でき、空調ユニット１の製品コストを低減することができる。
【００６３】
〔第２実施形態〕
図１０および図１１は本発明の第２実施形態を示したもので、図１０および図１１は車両用空気調和装置の通風系の主要構成を示した図である。
【００６４】
本実施形態では、サーミスタ等のエバ後温度センサ５５を仕切り板４により挟み込んで空調ケース２に固定している。具体的には、空調ケース２を、第１空調ケース（例えば上側ケース）６１と第２空調ケース（例えば下側ケース）６２とで構成し、断面形状がコの字状の第１空調ケース６１の内壁面の中央に両側壁と略平行に第１仕切り板６３を一体成形または別途取り付ける。そして、第１空調ケース６１の片方の側壁の先端および第１仕切り板６３の先端に略半円形状の第１切欠き部６１ａ、６３ａを設ける。一方、断面形状がコの字状の第２空調ケース６２にも同様に第２仕切り板６４を設け、さらに第２空調ケース６２の片方の側壁の先端および第２仕切り板６４の先端に略半円形状の第２切欠き部６２ａ、６４ａを設ける。なお、第１、第２切欠き部６３ａ、６４ａにより略円形状の挿通孔４ｂが形成される。
【００６５】
そして、第１、第２空調ケース６１、６２を組み付ける際に、エバ後温度センサ５５を仕切り板４を構成する第１、第２仕切り板６３、６４の第１、第２切欠き部６３ａ、６４ａの内壁により挟み込んで固定することにより、挿通孔４ｂを介しての第１空気通路１８と第２空気通路１９との間の空気漏れを防止できる。すなわち、シール性を向上できると共に、空調ケース２内にエバポレータ１５を収納する作業と同時にエバ後温度センサ５５の組付作業を行うことができる。
【００６６】
なお、エバ後温度センサ５５の組付作業時に、仕切り板４がエバポレータ１５の中央部に位置する偏平チューブ６５と略同一平面上に位置するように第１、第２空調ケース６１、６２を組み付けるようにすると、エバポレータ１５の偏平チューブ６５間に形成される空気通路（コルゲートフィン６６が存在する通路）を介しての第１空気通路１８と第２空気通路１９との間の空気漏れを防止できる。
【００６７】
〔他の実施形態〕
本実施形態では、冷却用熱交換器として冷凍サイクル１０のエバポレータ１５を使用し、加熱用熱交換器としてヒータコア１７を使用したが、冷却用熱交換器としてペルチェ素子等の空気冷却部品を組み込んだ熱交換器を使用し、または加熱用熱交換器として電気ヒータ等の空気加熱部品を組み込んだ熱交換器を使用しても良い。
【００６８】
本実施形態では、冷却度合検出手段としてエバポレータ１５を通過した直後の空気温度を検出するエバ後温度センサ５５を使用したが、冷却度合検出手段としてエバポレータ１５のフィン温度を検出する温度センサやスイッチを使用しても良い。また、冷却度合検出手段として冷凍サイクル１０の低圧圧力を検出する冷媒圧力検出手段（冷媒圧力センサ、冷媒圧力スイッチ）を使用しても良い。
【００６９】
本実施形態では、オート制御時に、吸込口モードが外気導入モードに決定され、吹出口モードがＦＯＯＴモードまたはＦ／Ｄモードに決定され、ＭＡＸＨＯＴＴに決定されたときに、第１、第２吸込口切替ドア６、７を内外気２層モードとなるように動かしたが、マニュアル制御時に、外気導入スイッチがＯＮされ、フットスイッチまたはフットデフスイッチがＯＮされ、温度設定レバー等の操作レバーによって車室内の暖房状態が最大暖房状態（ＭＡＸＨＯＴ）に設定されたときに、第１、第２吸込口切替ドア６、７を内外気２層モードとなるように動かしても良い。
【００７０】
本実施形態では、ＭＡＸＨＯＴ、つまり目標ドア開度（ＳＷ）が１００％以上に決定されたときに吸込口モードを内外気２層モードに決定する制御を行ったが、ＭＡＸＨＯＴ付近、つまり目標ドア開度（ＳＷ）が８０％以上に決定されたときに吸込口モードを内外気２層モードに決定する制御を行っても良い。また、吸込口モード決定の制御処理において、目標吹出温度（ＴＡＯ）の値を基準にして、内気循環モード、外気導入モードおよび内外気２層モードのいずれかに決定する制御処理を行っても良い。さらに、強制的に吸込口モードを内外気２層モードに固定する吸込口切替スイッチを設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用空気調和装置の通風系の主要構成を示した断面図である（第１実施形態）。
【図２】車両用空気調和装置の通風系の全体構成を示した構成図である（第１実施形態）。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である（第１実施形態）。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である（第１実施形態）。
【図５】図２の矢印Ｃ方向から見た概略透視図である（第１実施形態）。
【図６】車両用空気調和装置の制御系を示したブロック図である（第１実施形態）。
【図７】マイクロコンピュータによる制御処理を示したフローチャートである（第１実施形態）。
【図８】図７の吸込口モード決定の制御処理を示したフローチャートである（第１実施形態）。
【図９】吸込口モードと目標吹出温度との関係を示した特性図である（第１実施形態）。
【図１０】車両用空気調和装置の通風系の主要構成を示した斜視図である（第２実施形態）。
【図１１】車両用空気調和装置の通風系の主要構成を示した断面図である（第２実施形態）。
【図１２】第１空気通路側に温度検出手段を設けた場合の実験データである。
【図１３】第２空気通路側に温度検出手段を設けた場合の実験データである。
【符号の説明】
１ 空調ユニット
２ 空調ケース
３ 回転軸
４ 仕切り板（仕切り部材）
５ 内外気切替箱
６ 第１吸込口切替ドア
７ 第２吸込口切替ドア
８ 送風機（送風手段）
９ ＥＣＵ（空調制御手段）
１０ 冷凍サイクル
１５ エバポレータ（冷却用熱交換器）
１７ ヒータコア
１８ 第１空気通路
１９ 第２空気通路
５５ エバ後温度センサ（冷却度合検出手段、温度検出手段）
２ａ ＦＯＯＴ開口部
２ｂ ＤＥＦ開口部
２ｃ ＦＡＣＥ開口部
３ａ 第１エアミックスドア
３ｂ 第２エアミックスドア
４ａ 連通孔
４ｂ 挿通孔
５ａ 第１内気吸込口（第１吸込口）
５ｂ 第２内気吸込口
５ｃ 外気吸込口（第２吸込口）

Claims (6)

1. （ａ）車室内に空気を送るための空調ケースと、
   （ｂ）この空調ケース内において車室内へ向かう空気流を発生させる送風手段と、
   （ｃ）前記空調ケース内において空気の流れ方向に沿って設けられ、前記空調ケースの内部を、主に車室内空気が流れる第１空気通路と主に車室外空気が流れる第２空気通路とに区画形成する仕切り部材と、
   （ｄ）前記第１空気通路内および前記第２空気通路内を流れる空気を冷却する冷却用熱交換器と、
   （ｅ）前記空調ケース内における前記冷却用熱交換器の下流側に設けられ、前記冷却用熱交換器による空気冷却度合を検出する１個の冷却度合検出手段と、
   （ｆ）この冷却度合検出手段で検出した空気冷却度合に応じて前記冷却用熱交換器の作動状態を制御する空調制御手段と
   を備え、
   前記仕切り部材には、前記冷却用熱交換器の下流側において前記第１空気通路と前記第２空気通路とを連通させる挿通孔が設けられ、
   前記１個の冷却度合検出手段は、前記挿通孔に設けられていることを特徴とする車両用空気調和装置。
2. 請求項１に記載の車両用空気調和装置において、
   前記冷却度合検出手段は、前記第１空気通路および前記第２空気通路の両方に突出した状態で前記挿通孔内に嵌め合わされていることを特徴とする車両用空気調和装置。
3. 請求項２に記載の車両用空気調和装置において、
   前記冷却度合検出手段は、前記仕切り部材に取付具を用いて固定されたことを特徴とする車両用空気調和装置。
4. 請求項２に記載の車両用空気調和装置において、
   前記冷却度合検出手段は、前記仕切り部材に挟み込まれて固定されたことを特徴とする車両用空気調和装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の車両用空気調和装置において、
   前記第１空気通路は、第１吸込口から吸い込まれた車室内空気を第１吹出口より車両の乗員の足元部に向けて吹き出させるための通風路であり、
   前記第２空気通路は、第２吸込口から吸い込まれた車室外空気を第２吹出口より窓ガラスに向けて吹き出させるための通風路であることを特徴とする車両用空気調和装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の車両用空気調和装置において、
   前記冷却度合検出手段は、前記冷却用熱交換器を通過した直後の空気温度を検出する温度検出手段であり、
   前記空調制御手段は、前記温度検出手段で検出した検出温度が第１所定温度以上の時に前記冷却用熱交換器を作動させ、前記温度検出手段で検出した検出温度が第２所定温度以下の時に前記冷却用熱交換器の作動を停止させることを特徴とする車両用空気調和装置。

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