JP3925465B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調装置内に生じた結露を除去するようにした車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、冷房運転により発生した結露を、ヒータの発熱により乾燥し、除去するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。これによれば空気吹出口のルーバーにヒータを組み込み、冷房運転の終了後、一定時間だけヒータに通電し、ルーバーおよびその周囲のハウジングに付着した結露を除去する。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２００１−１８６３７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した装置は、冷房運転終了後、一定時間だけヒータに通電するため、蒸発した暖かい空気が車室内に進入し、乗員の空調快適性を損なう。
【０００５】
本発明は、空調快適性を損なうことなく、空調装置内に生じた結露を除去する車両用空調装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による車両用空調装置は、乗員の有無を検出する乗員検出手段と、空調装置内に生じた結露をブロアからの送風によって除去する結露除去手段と、冷房運転の終了後、乗員検出手段により乗員の存在が検出されると、ブロアを停止することなく、空調装置からの空気が乗員に当たらないように結露除去手段による結露除去動作を制限して行い、乗員検出手段により乗員の不存在が検出されると、制限を解除して結露除去動作を促進するように結露除去手段を制御する結露制御手段とを備えることを特徴とする。
また、乗員の有無を検出する乗員検出手段と、空調装置内に生じた結露をヒータの発熱によって除去する結露除去手段と、冷房運転の終了後、乗員検出手段により乗員の存在が検出されると、結露除去手段による結露除去動作を制限して行い、乗員検出手段により乗員の不存在が検出されると、制限を解除して結露除去動作を促進するように結露除去手段を制御する結露制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、冷房運転の終了後、乗員の存在が検出されると、結露除去手段による結露除去動作を制限し、乗員の不存在が検出されると、結露除去動作の制限を解除するようにしたので、乗員の空調快適性を損なうことなく、空調装置内に生じた結露を除去することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
−第１の実施の形態−
以下、図１〜図３を参照して本発明による車両用空調装置の第１の実施の形態について説明する。
図１は、第１の実施の形態に係わる車両用空調装置の概略構成を示す図である。第１の実施の形態では、ブロワ１１からの送風により空調装置内に生じた結露を除去する。すなわちブロワ１１の回転によりダクト１２、エバポレータ１３、ダクト１４を介し、ベント吹出口などの吹出口１５から空気を吹き出すとともに、エバポレータ１３や吹出口１５のルーバー１５ａなどに付着した結露を乾燥させる。
【０００９】
赤外線センサ２１は、乗員の身体から発せられる赤外線を検出するものであり、その検知範囲にシート１６を含むように取り付けられる。具体的には、例えば図２（ａ）に示すようにＡピラー１７の上端部、または図２（ｂ）に示すように車室内の天井部１８に装着される。これにより運転席の乗員の有無を検知する。
【００１０】
図１に示すように、赤外線センサ２１と、エンジンキーの操作によりオンされるメインスイッチ２２からの信号は空調制御装置１０に入力される。空調制御装置１０では、これらの入力信号に基づいて後述するような処理を実行し、ブロワ１１を制御する。
【００１１】
なお、図示は省略するが、空調装置は、ブロワ１１およびエバポレータ１３の他、エバポレータ１３に冷媒を圧送するコンプレッサと、ブロワ１１の上流に設けられ、吸気モードに応じてダクト１２内に内気または外気を選択的に導入する内外気切換ドアと、エバポレータ１３を通過した冷却空気を加熱するヒータコアと、エバポレータ１３の下流に設けられ、ヒータコアを通過およびバイパスする流量割合を決定するエアミックスドアと、吹出モードに応じて開閉し、温度調整された空気を吹出モードに応じた所定の吹出口から送風する吹出口ドアなどを有する。
【００１２】
図３は、第１の実施の形態に係わる空調制御装置１０で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、例えばメインスイッチ２２のオンによりスタートする。まず、ステップＳ１で通常の空調運転を実行する。この場合、空調制御装置１０は、ブロワ１１だけでなくコンプレッサや上述した各種空調用ドアにも制御信号を出力し、車室内温度が温度設定ダイヤルなどにより設定された設定温度となるようにファン風量、吹出風温度、吸気モード、吹出モード等を制御する。なお、この種の空調運転は周知であり、詳細な説明は省略する。
【００１３】
ステップＳ２ではメインスイッチ２２がオンか否かを判定する。ステップＳ２が肯定されるとステップＳ１に戻り、通常の空調制御を継続する。ステップＳ２が否定されるとステップＳ３に進み、赤外線センサ２１の検出信号を読み込む。次いで、ステップＳ４で赤外線センサ２１からの信号により運転席に乗員が存在するか否かを判定する。ステップＳ４が肯定されるとステップＳ５に進んで、ブロワ１１への通電を停止し、ブロワ１１の回転を停止する。次いで、ステップＳ３に戻り、同様の処理を繰り返す。
【００１４】
一方、ステップＳ４で乗員が不存在と判定されると、ステップＳ６に進み、ブロワ１１への通電を開始し、ブロワ１１を所定回転数で回転させる。次いで、ステップＳ７でタイマーを作動する。ステップＳ８ではタイマーが予め定めた所定時間ｔ１を計時したか否かを判定する。所定時間ｔ１は、空調装置内に付着した結露を除去するのに要する時間に予め設定される。この場合、ブロワ１１の風量が多いほど所定時間ｔ１を短く設定することができる。ステップＳ８が否定されるとステップＳ７に戻り、タイマーの計時を繰り返す。ステップＳ８が肯定されるとステップＳ９に進み、ブロワ１１への通電を停止し、ブロワ１１の回転を停止して処理を終了する。
【００１５】
以上の第１の実施の形態に係わる車両用空調装置の動作をより具体的に説明する。
メインスイッチ２２をオンし、エンジンを始動すると、通常の空調運転を実行する（ステップＳ１）。すなわちエアコンスイッチのオン／オフや温度調整ダイヤルの操作等の乗員の空調指令に応じ、コンプレッサの回転、ブロワの回転を制御するとともに、各種空調用ドアの駆動を制御する。冷房運転の実行後、メインスイッチ２２をオフし、エンジンを停止すると、通常の空調運転（冷房運転）が終了し、コンプレッサおよびブロワ１１の回転が停止する。このとき、冷房運転により生じた結露が空調装置内（例えばエバポレータ１３や吹出口１５）に付着する。この状態で赤外線センサ２１により運転席の乗員の存在が検出されると、ブロワ１１は停止状態を維持する（ステップＳ５）。これにより冷房運転の終了後に、乗員に湿った空気が送風されることはなく、空調快適性を維持できる。
【００１６】
メインスイッチ２２のオフ後、運転席の乗員が降車すると、赤外線センサ２１は乗員の不存在を検出し、ブロワ１１が回転する（ステップＳ６）。これにより空調装置内を通過した空気が車室内に送風され、この送風により空調装置内に付着した結露が乾燥し、除去される。その結果、空調装置内の雑菌やカビの繁殖を抑制することが可能となり、空調装置運転時、とくに冷房運転開始時に異臭を伴う不快な送風がなされることを防止することができる。
【００１７】
メインスイッチ２２のオフ後にブロワ１１が回転を開始してから所定時間ｔ１が経過すると、ブロワ１１の回転が停止し、車室内への送風が停止する（ステップＳ９）。これにより空調装置内の結露を十分に除去することができるとともに、必要以上にブロワ１１を回転させることがなく、電力の消費を抑制することができる。
【００１８】
第１の実施の形態の車両用空調装置によれば、以下のような作用効果を奏する。
（１）赤外線センサ２１によりメインスイッチオフ後の乗員の有無を検出し、乗員の不存在が検出されるとブロワ１１を回転するようにしたので、乗員に湿った空気が送風されることを防止でき、乗員の空調快適性を損なうことなく、空調装置内の結露を除去することができる。
（２）ブロワ１１の回転開始から所定時間ｔ１の経過後にブロワ１１の運転を停止するようにしたので、電力の消費を抑えることができる。
（３）ブロワ１１からの送風により空調装置内の結露を除去するので、結露除去手段を新たに設ける必要がなく、部品点数の増加を抑えることができる。
【００１９】
なお、上記では赤外線センサ２１により車室内の乗員の有無を検出するようにしたが、シート１６に乗員の着座時にオンするシートスイッチ２３を設け、シートスイッチ２３により乗員の有無を検出するようにしてもよい。
【００２０】
−第２の実施の形態−
図４、図５を参照して本発明による車両用空調装置の第２の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、ブロワ１１からの送風により空調装置内の結露を除去するうにしたが、第２の実施の形態では、ヒータの発熱により結露を除去するように構成する。
【００２１】
図４は、第２の実施の形態に係わる車両用空調装置の概略構成を示す図である。なお、図１と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。図４に示すように吹出口１５にはヒータ３１が設けられている。ヒータ３１は例えばルーバー１５ａに張り付けられており、ヒータ３１への通電によりルーバー１５ａおよびその周囲の温度が上昇し、ルーバー１５ａ等に付着した結露を除去することができる。なお、吹出口１５以外の結露が付着しやすい場所にヒータ３１を装着するようにしてもよい。ヒータ３１への通電は以下のように制御される。
【００２２】
図５は、第２の実施の形態に係わる空調制御装置１０で実行される処理の一例を示すフローチャートである。なお、図３と同一の処理には同一の符号を付し、以下では図３との相違点を主に説明する。図５に示すように、赤外線センサ２１により乗員の存在が検出され、ステップＳ４が肯定されると、ステップＳ１１に進み、ヒータ３１への通電を停止する。ステップＳ４で乗員が不存在と判定されるとステップＳ１２に進み、ヒータ３１への通電を開始する。これによりヒータ３１が発熱し、ルーバー１５ａおよびその周囲の温度が上昇する。この温度上昇により吹出口１５の近傍の水分が蒸発し、蒸発した暖かい水蒸気が車室内に侵入する。その結果、吹出口１５の近傍が乾燥し、結露が除去される。ステップＳ８でタイマーが所定時間ｔ１を計時したと判定するとステップＳ１３に進み、ヒータ３１への通電を停止する。
【００２３】
第２の実施の形態によれば、メインスイッチ２２がオフされ、乗員の不存在が検出されるとヒータ３１の運転を開始するようにした。これにより乗員が車室内にいるときに、湿った暖かい空気が車室内に侵入することが防止され、乗員の空調快適性を損なうことなく、空調装置内の結露を除去することができる。また、所定時間ｔ１経過後にヒータ運転を停止するので、電力の消費を抑えることができる。
【００２４】
なお、ヒータ３１の運転時にブロワ１１を回転させるようにしてもよい。すなわちステップＳ１２でヒータ運転およびブロワ運転を行い、ステップＳ１３でヒータ運転およびブロワ運転を停止するようにしてもよい。これにより空調装置内の結露の除去が促進され、短時間で結露を取り除くことができる。赤外線センサ２１ではなく、シートスイッチ２３により乗員の有無を検出してもよい。
【００２５】
−第３の実施の形態−
図６、図７を参照して本発明による車両用空調装置の第３の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、ブロワ運転により結露を除去するのに要する時間ｔ１を予め設定し、ヒータ運転を開始してから所定時間ｔ１経過後にブロワ運転を停止するようにした。すなわち所定時間ｔ１の経過により結露の除去を推定するようにした。これに対して第３の実施の形態では、結露の除去を検出し、結露の除去後にブロワ運転を停止するように構成する。
【００２６】
図６は、第３の実施の形態に係わる車両用空調装置の概略構成を示す図である。なお、図１と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。図６では、ルーバー１５ａの温度を検出する非接触型の温度センサ（赤外線センサ２４）が設けられている。空調制御装置１０では、メインスイッチ２２および赤外線センサ２１,２４からの信号に基づき以下のような処理を実行し、ブロワ１１の回転を制御する。
【００２７】
図７は、第３の実施の形態に係わる空調制御装置１０で実行される処理の一例を示すフローチャートである。なお、図３と同一の処理には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。ステップＳ６でブロワ１１を運転すると、ステップＳ２１に進み、赤外線センサ２４による検出値を読み込む。次いで、ステップＳ２２で赤外線センサ２４で検出されたルーバー１５ａの温度に基づき空調装置内の結露が除去されたか否かを判定する。この場合、空調装置内に結露があると気化熱により空気温度が低下するため、検出温度は低い。これに対し、空調装置内の結露が除去されると、空気温度が上昇し、検出温度は例えば所定温度Ｔ１より高くなる。そこで、ステップＳ２２では、検出温度と所定温度Ｔ１とを比較し、検出温度が所定温度Ｔ１より高い場合に結露が除去されたと判定し、検出温度が所定温度Ｔ１以下のとき結露が除去されていないと判定する。なお、検出温度の上昇率が一定以上となったときに結露の除去と判定するよにしてもよい。また、検出温度の上昇後、検出温度が安定したときに結露の除去と判定するようにしてもよい。ステップＳ２２で結露が除去されたと判定されるとステップＳ９に進み、ブロワ１１を停止する。ステップＳ２２で結露が除去されていないと判定されるとステップＳ２１に戻る。
【００２８】
第３の実施の形態によれば、赤外線センサ２４により結露の除去が検出されるとブロワ１１の運転が停止する。これにより空調装置内の結露を十分に除去しつつ、消費動力を最小限に抑えることができる。
【００２９】
なお、図５のステップＳ８,ステップＳ９をステップＳ２１,ステップＳ２２に置き換え、結露の除去を検出後にヒータ運転を停止するようにしてもよい。この場合、ヒータ運転を行うとルーバー１５ａの温度が上昇するが、結露が除去される前は気化熱により温度上昇が緩和されるため、結露が除去される前の検出温度は結露が除去された後の検出温度よりも低い。そこで、検出温度がヒータ３１の能力により定まる温度に達したときに、結露の除去と判定すればよい。
【００３０】
乗員の有無を検出するための赤外線センサ２１と、ルーバー１５ａの温度を検出するための赤外線センサ２４を別々に設けたが、１つの赤外線センサにより乗員の有無とルーバー１５ａの温度の両方を検出するようにしてもよい。赤外線センサ２４以外の温度検出用センサを設けてもよい。
【００３１】
−第４の実施の形態−
図８、図９を参照して本発明による車両用空調装置の第４の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、メインスイッチ２２のオフ後、乗員の存在が検出されるとブロワ運転を停止するようにしたが、第４の実施の形態では、ブロワ運転を停止せずに、ブロワ運転を所定の状態に制限する。
【００３２】
図８は、第４の実施の形態に係わる車両用空調装置の概略構成を示す図である。なお、図１と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。図８に示すように、吹出口１５には吹出方向を変更可能な電動ルーバー１５ｂが設けられている。電動ルーバー１５ｂには、初期位置（基準位置）を規制するためのばね（不図示）が設けられており、電動ルーバー１５ｂは空調制御装置１０からの通電によりばね力に抗して所定の向きに回動し、空調制御装置１０からの通電が停止するとバネ力により基準位置に戻る。なお、基準位置は、通常の空調運転時に乗員に対する送風を良好に行う位置である。
【００３３】
図９は、第４の実施の形態に係わる空調制御装置１０で実行される処理の一例を示すフローチャートである。なお、図３と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。図９に示すようにステップＳ４で乗員の存在と判定されるとステップＳ３１に進む。ステップＳ３１では電動ルーバー１５ｂに制御信号を出力し、吹出口１５からの送風が乗員に当たらないようにルーバー１５ｂを回動させる。次いで、ステップＳ３２でブロワ１１に制御信号を出力し、車室内に微風または弱風を送風するようにブロワ１１を運転する。これにより空調装置内の結露が除去される。この場合、乗員に向けて湿った空気が送風されることはなく、乗員は不快感を感じることはない。
【００３４】
一方、ステップＳ４で乗員の存在と判定されるとステップＳ３３に進み、電動ルーバー１５ｂへの通電を停止し、電動ルーバー１５ｂを基準位置に回動させる。次いで、ステップＳ３４で車室内に強風を送風するようにブロワ１１を運転する。これにより乗員が存在する時よりも結露の除去が促進される。
【００３５】
このように第４の実施の形態では、メインスイッチ２２のオフ後、車室内に乗員が存在しているときでも、乗員に風があたらないように風向きおよび風量を制限しつつ車室内に送風するので、乗員の空調快適性を損なうことなく、早期に空調装置内の結露を除去することができる。
【００３６】
なお、上記では、メインスイッチ２２のオフ後に乗員の存在が検出されると、ブロワ１１の回転を制限してブロワ運転を行うようにしたが、ヒータ３１の発熱を制限してヒータ運転を行うようにしてもよい。乗員の不存在を検出してから所定時間ｔ経過後にブロワ１１を停止するのではなく、図７と同様、結露の除去が検出された後にブロワ１１を停止するようにしてもよい。
【００３７】
上記第１〜第４の実施の形態において、車両後部に換気用のファンを設け、ブロワ運転またはヒータ運転により空調装置内の結露を除去する際にファンを回転させるようにしてもよい。これにより車室内の放出された湿った空気を車室外に排出することができ、車室内の湿度が減少し、車室内での雑菌やカビの増殖を防ぐことができる。
【００３８】
上記実施の形態では、メインスイッチ２２のオフにより冷房運転の終了を判定するようにしたが、冷房運転の終了を他のスイッチ等により判定し、冷房運転の終了後に乗員の有無を検出するようにしてもよい。赤外線センサ２１やシートスイッチ２３により乗員の有無を検出するようにしたが、他の乗員検出手段を用いてもよい。ブロワ１１による送風またはヒータ３１による加熱により空調装置内に生じた結露を除去するようにしたが、他の結露除去手段を用いてもよい。上述した空調制御装置１０における処理は一例であり、乗員の存在するときに結露除去動作を停止または制限し、乗員が不存在のときに結露除去動作を開始または促進するようにブロワ１１やヒータ３１、電動ルーバー１５ｂを制御するのであれば、結露制御手段の構成は上述したものに限らない。赤外線センサ２４により結露の有無を検出するようにしたが、結露検出手段の構成はこれに限らず、温度以外の物理量に基づき結露の有無を検出してもよい。換気手段としてのファンは車両後部以外に設けてもよい。すなわち本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の車両用空調装置に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる車両用空調装置の構成を示す図。
【図２】図１の赤外線センサの取付位置を示す図。
【図３】図１の空調制御装置内における処理の一例を示すフローチャート。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係わる車両用空調装置の構成を示す図。
【図５】図４の空調制御装置内における処理の一例を示すフローチャート。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係わる車両用空調装置の構成を示す図。
【図７】図６の空調制御装置内における処理の一例を示すフローチャート。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係わる車両用空調装置の構成を示す図。
【図９】図８の空調制御装置内における処理の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１０ 空調制御装置 １１ ブロワ
１３ エバポレータ １５ 吹出口
１５ａ ルーバー １５ｂ 電動ルーバー
２１ 赤外線センサ ２２ メインスイッチ
２３ シートスイッチ ２４ 赤外線センサ
３１ ヒータ

Claims (5)

1. 乗員の有無を検出する乗員検出手段と、
   空調装置内に生じた結露をブロアからの送風によって除去する結露除去手段と、
   冷房運転の終了後、前記乗員検出手段により乗員の存在が検出されると、前記ブロアを停止することなく、前記空調装置からの空気が乗員に当たらないように前記結露除去手段による結露除去動作を制限して行い、前記乗員検出手段により乗員の不存在が検出されると、前記制限を解除して前記結露除去動作を促進するように前記結露除去手段を制御する結露制御手段とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
2. 乗員の有無を検出する乗員検出手段と、
   空調装置内に生じた結露をヒータの発熱によって除去する結露除去手段と、
   冷房運転の終了後、前記乗員検出手段により乗員の存在が検出されると、前記結露除去手段による結露除去動作を制限して行い、前記乗員検出手段により乗員の不存在が検出されると、前記制限を解除して前記結露除去動作を促進するように前記結露除去手段を制御する結露制御手段とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項１または２に記載の車両用空調装置において、
   前記結露制御手段は、前記乗員検出手段により乗員の不存在が検出されると、所定時間だけ前記結露除去動作を継続させることを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項１または２に記載の車両用空調装置において、
   前記空調装置内の結露の有無を検出する結露検出手段を備え、
   前記結露制御手段は、前記結露検出手段により結露の不存在が検出されると前記結露除去動作を終了するように前記結露除去手段を制御することを特徴とする車両用空調装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項記載の車両用空調装置において、
   車室内を換気する換気手段をさらに備え、
   前記結露制御手段は、前記乗員検出手段により乗員の不存在が検出されると、前記換気手段による換気動作を開始するように前記換気手段を制御することを特徴とする車両用空調装置。

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