JP5038771B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、外気導入モードの選択時、車両に設定された外気吸入口から外気を取り入れる車両用空調装置に関する。

従来、暖房効率と冷房効率とを両立させることを目的とし、外気導入口と外気導出口を備えたカウルダクトの内部に、断熱ダクトを設定し、カウルダクトを通過する際にエンジンルームの熱で外気より高温となった高温外気と、断熱ダクトを通過することで高温外気より低温である低温外気と、の導出量を調整する導出外気調整手段を備えた車両用空調装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−９６１９７号公報

しかしながら、従来の車両用空調装置にあっては、導入する外気の全てをカウル上端部の外気導入口により導入する構造となっていたため、夏場の炎天下駐車時等においては、空調ユニットへの吸入温度が上昇し、これにより初期の冷房性能の向上を図ることができず、快適な車室内温度まで低下させるのに長時間を要し、冷房負荷が大きくなって消費エネルギーが高くなる、という問題があった。

すなわち、例えば、夏場の炎天下駐車時等には、日射によりカウル上端部は加熱され、約80℃付近まで上昇する。これにより、カウル上端部の外気導入口から外気を取り入れても、熱せられたカウルダクトにより、空調ユニットへの吸入温度が上昇し、これにより初期の冷房性能の向上を図ることができず、快適な車室内温度まで低下させるのに長時間を要する。また、冷房負荷が大きくなり、コンプレッサを稼働する駆動トルクが上昇し、その結果、消費エネルギーが高くなってしまう。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、外気導入モードでの冷房効率アップと暖房効率アップとの両立を図ることができると共に、高日射状況での冷房開始時に初期冷房性能の向上と消費エネルギーの低減を達成することができる車両用空調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、外気導入モードの選択時、車両に設定された外気吸入口から外気を取り入れる車両用空調装置において、
前記外気吸入口は、少なくとも太陽光の照射域に設定された第１外気吸入口と、太陽光の非照射域に設定された第２外気吸入口を有し、
外気導入モードの選択時、第１外気吸入口と第２外気吸入口のうち、何れかを選択可能な吸入口切替え構造を設けたことを特徴とする。

よって、本発明の車両用空調装置にあっては、外気導入モードを選択し、吸入した外気から温調空気を作り出す際、吸入口切替え構造により、冷房時には、第１外気吸入口と第２外気吸入口のうち、温度の低い外気を吸入することができ、暖房時には、第１外気吸入口と第２外気吸入口のうち、温度の高い外気を吸入することができる。
例えば、高日射状況の下に駐停車している車両に乗り込み冷房を行う時、太陽光の照射域に設定された第１外気吸入口を選択すると、吸入開始時に高温外気になるばかりでなく、吸入開始後も吸入経路が保有する熱により高温外気が継続する。
これに対し、太陽光の非照射域に設定された第２外気吸入口を選択すると、日射の影響を受けないため、吸入開始時に第１外気吸入口からの外気温度に比べ遙かに温度が低い低温外気になるし、吸入開始後も日射の影響により空気温度が上昇することがないため、低温外気が継続する。
したがって、太陽光の照射域に設定された第１外気吸入口を選択する場合に比べ、吸入した外気温度から車室内の設定温度までの低下させるべき温度幅が狭くなり、冷房開始直後から応答良く車室内温度を低下させて快適性を向上させることができる。さらに、低下させる温度幅が狭い分、冷房負荷も低減される。
この結果、外気導入モードでの冷房効率アップと暖房効率アップとの両立を図ることができると共に、高日射状況での冷房開始時に初期冷房性能の向上と消費エネルギーの低減を達成することができる。

以下、本発明の車両用空調装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例４に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１の車両用空調装置が適用された自動車を示す概略平面図である。図２は実施例１の車両用空調装置が適用された自動車を示す概略側面図である。

実施例１の車両用空調装置が適用された自動車１は、図１及び図２に示すように、ボンネット２と、エンジンルーム３（パワーユニットルーム）と、カウルダクト４と、ダッシュパネル５と、エンジン６と、カウルトップ９と、断熱材１２と、第２カウル外気吸入口１３（第１外気吸入口）と、第１カウル外気吸入口１４（第１外気吸入口）と、フェンダー外気吸入口１７（第２外気吸入口）と、フェンダーダクト２４と、を備えている。

自動車１の前部のエンジン６が搭載されたエンジンルーム３の後部には、図１及び図２に示すように、ボンネット２の後端部の下方で該後端部に近接して車幅方向に延びるカウルダクト４が設けられている。そして、前記カウルダクト４のカウルトップ９（上端部）には、図１に示すように、第１カウル外気吸入口１４と第２カウル外気吸入口１３が設定されている。

前記第１カウル外気吸入口１４と第２カウル外気吸入口１３が設定されたカウルダクト４の一端部には、駐車時に日射の影響により空気温度が上昇しない領域であるサイドフェンダーの内面に沿って下方に延びるフェンダーダクト２４が設けられている。そして、前記フェンダーダクト２４の下部位置には、図２に示すように、フェンダー外気吸入口１７が設定されている。

前記カウルダクト４と前記フェンダーダクト２４のうち、フェンダー外気吸入口１７から外気導入口２５（図４参照）に至るフェンダーダクト２４の内面と第２カウル外気吸入口１３のみに断熱材１２を設定している。すなわち、両ダクト４，２４の一部に断熱材１２を設定することで、断熱領域と非断熱領域とに領域分けをしている。エンジンルーム３からの熱影響を遮断する断熱領域は、フェンダーダクト２４の全体とカウルダクト４の第２カウル外気吸入口１３までの領域としている。一方、エンジンルーム３からの熱影響を積極的に許容して受ける非断熱領域は、カウルダクト４のうち、第１カウル外気吸入口１４から第２カウル外気吸入口１３の手前までの領域としている。

図３は実施例１の車両用空調装置における第１カウル外気吸入口と第２カウル外気吸入口とフェンダー吸入口を示す斜視図である。図４は実施例１の車両用空調装置を示す概略側面図である。

実施例１の車両用空調装置は、図３及び図４に示すように、エンジンルーム３と、カウルダクト４と、ダッシュパネル５と、仕切り板７と、ブロワユニット８と、カウルトップ９と、空調ユニット１０と、第１切替えドア１１（吸入口切替え構造）と、断熱材１２と、第２カウル外気吸入口１３と、第１カウル外気吸入口１４と、第２切替えドア１６（吸入口切替え構造）と、フェンダー外気吸入口１７と、フェンダーダクト２４と、外気導入口２５と、を備えている。

前記外気導入口２５は、空調装置（HVAC）へ外気導入する場合に外気吸入口の選択にかかわらず共通する導入口であり、図３及び図４に示すように、カウルダクト４とフェンダーダクト２４との連結位置に設けている。そして、エンジンルーム３側に設定された外気導入口２５は、ダッシュパネル５の開口部を介して車室内に設定された空調装置に連結されている。空調装置には、仕切り板７、ブロワユニット８、図外のエバポレータやヒータコアやエアミックスドア等を内蔵する空調ユニット１０を備えている。

前記第１カウル外気吸入口１４は、図３に示すように、車幅方向に延びるカウルダクト４の前記外気導入口２５から離れたカウルトップ９の位置に設定している。

前記第２カウル外気吸入口１３は、図３に示すように、車幅方向に延びるカウルダクト４の前記外気導入口２５に近接するカウルトップ９の位置に設定している。

外気導入モードの選択時、第１カウル外気吸入口１４と第２カウル外気吸入口１３とフェンダー外気吸入口１７のうち、何れかの外気吸入口を選択可能な第１切替えドア１１と第２切替えドア１６は、第２カウル外気吸入口１３と外気導入口２５を挟んだ両側位置に、それぞれ上端部に回動軸を持つドアとして設定されている（図５参照）。

図５は実施例１の車両用空調装置における吸入空気温度制御系を示す制御ブロック図である。

実施例１の吸入空気温度制御系は、図５に示すように、吸込口スイッチ２６と、温度調節ダイアル２７（空調温度設定手段）と、外気温センサ２８（外気温度検出手段）と、第１外気吸入口温度センサ２９（第１外気吸入口温度検出手段）と、第２外気吸入口温度センサ３０（第２外気吸入口温度検出手段）と、日射量センサ３１（日射量検出手段）と、空調コントローラ３２と、第１切替えドアアクチュエータ３３（吸入口切替え構造）と、第２切替えドアアクチュエータ３４（吸入口切替え構造）と、を備えている。

前記第１外気吸入口温度センサ２９は、第２カウル外気吸入口１３の位置に設けられ、第１外気吸入口温度Ｔ１を検出する（図８参照）。前記第２外気吸入口温度センサ３０は、フェンダー外気吸入口１７の位置に設けられ、第２外気吸入口温度Ｔ２を検出する（図８参照）。

前記空調コントローラ３２は、吸込口スイッチ２６、温度調節ダイアル２７、外気温センサ２８、第１外気吸入口温度センサ２９、第２外気吸入口温度センサ３０、日射量センサ３１等からの信号を入力する。そして、入力情報を用いた所定の制御ロジックにしたがって演算処理や判断処理により１つの外気吸入口を選択し、選択した外気吸入口と外気導入口２５を連通させるべく、第１切替えドアアクチュエータ３３と第２切替えドアアクチュエータ３４に対し駆動指令を出力する。そして、第１切替えドアアクチュエータ３３により第１切替えドア１１が動作し、第２切替えドアアクチュエータ３４により第２切替えドア１６が動作する。なお、第１切替えドア１１と第２切替えドア１６は、図５の実線位置を(1)とし、第２カウル外気吸入口１３を塞ぐ位置を(2)とする。

図６は実施例１の空調コントローラ３２にて実行される外気吸入口選択制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する（吸入空気温度制御手段）。

ステップＳ１は、吸込口スイッチ２６への操作により選択されたモードが、外気導入モード（FRESH）と内気循環モード（REC）のいずれであるかが判断される。
このステップＳ１において、内気循環モード（REC）であると判断されたときは、リターンへ移行し、外気導入モード（FRESH）であると判断されたときは、ステップＳ２へ移行する。

ステップＳ２は、ステップＳ１での外気導入モード（FRESH）の選択時であるとの判断に続き、温度調節ダイアル２７によるエアコン設定温度と外気温センサ２８による外気温度（AMB）との差温Ｔを演算し、この差温Ｔが設定温度（＝０℃）より大きいか否かを判断する。ここでは、設定温度を０℃とする例を示したが、適宜の温度に設定しても良い。

ステップＳ３は、ステップＳ２でのＴ＞０であるとの判断に続き、第１切替えドア１１を、第２カウル外気吸入口１３を塞ぐ位置(2)とする。このステップＳ３からはリターンへ移行する。
すなわち、エアコン設定温度が外気温度より高い冬場の暖房時には、第２切替えドア１６を、図５の実線位置(1)のままとし、第１切替えドア１１を、第２カウル外気吸入口１３を塞ぐ位置(2)とすることで、第１カウル外気吸入口１４を外気吸入口として選択する（HOT）。

ステップＳ４は、ステップＳ２でのＴ≦０であるとの判断に続き、第１切替えドア１１を、図５の実線位置(1)のままとする。

ステップＳ５は、ステップＳ４での第１切替えドア１１の位置(1)設定に続き、第１外気吸入口温度センサ２９からの第１外気吸入口温度Ｔ１と、第２外気吸入口温度センサ３０からの第２外気吸入口温度Ｔ２との差温Ｔ’を演算し、この差温Ｔ’が設定温度（＝０℃）より大きいか否かを判断する。ここでは、設定温度を０℃とする例を示したが、適宜の温度に設定しても良い。

ステップＳ６は、ステップＳ５でのＴ’＞０であるとの判断に続き、第２切替えドア１６を、第２カウル外気吸入口１３を塞ぐ位置(2)とする。このステップＳ６からはリターンへ移行する。
すなわち、エアコン設定温度が外気温度以下で、かつ、第２カウル外気吸入口１３の温度がフェンダー外気吸入口１７の温度より高くカウルダクト４の温度上昇がみられる夏場の冷房時には、第１切替えドア１１を、図５の実線位置(1)のままとし、第２切替えドア１６を、第２カウル外気吸入口１３を塞ぐ位置(2)とすることで、フェンダー外気吸入口１７を外気吸入口として選択する（FENDER）。

ステップＳ７は、ステップＳ５でのＴ’≦０であるとの判断に続き、第２切替えドア１６を、図５の実線位置(1)のままとする。このステップＳ７からはリターンへ移行する。
すなわち、エアコン設定温度が外気温度以下で、かつ、第２カウル外気吸入口１３の温度がフェンダー外気吸入口１７の温度以下でカウルダクト４の温度上昇がない夏場の冷房時には、第１切替えドア１１と第２切替えドア１６を、共に図５の実線位置(1)のままとすることで、第２カウル外気吸入口１３を外気吸入口として選択する（COWL TOP）。

次に、作用を説明する。
図７はエアコンシステムの性能評価に使用する試験装置であり、(a)は車両の熱試験状態を示し、(b)は車室内状態を示す。

一般的なセダンタイプの車両においては、温度40℃、湿度50％、日射量1024Ｗの熱負荷では、ルーフパネル１９の温度は約100℃、ルーフパネル１９とヘッドライニング２１間の空気温度は約80℃、ヘッドライニング２１の部材温度は約70℃、車室内の空気温度は約60℃、ドアパネル２３の温度は約50℃、車両下部の温度は約45℃である。

すなわち、車両に日射量1024Ｗの熱負荷を与えた場合、ルーフパネル１９の温度が最も高温（約100℃）で、車両下部の温度が最も低温（約45℃）というように、車両下部においては、ほぼ外気の温度と等しくなる。
この理由は、熱の流れとして、車両上端部では日射の影響により入熱し、この熱が車両の熱伝達性の高い金属製のパネルを伝わって車両下方へ向かう。そして、日射の影響を受けない車両下端部では、路面に向かって放熱されることになる。つまり、車両上端部では、日射入熱により高温となるものの、車両下端部のパネル温度は、前記放熱作用により低温（ほぼ外気温レベル）となる。

本発明者は、上記の車両上端部では日射入熱により高温となるものの、車両下端部では放熱により低温となる点に着目し、外気吸入口として、少なくとも太陽光の照射域に設定された第１外気吸入口と、太陽光の非照射域に設定された第２外気吸入口を有し、外気導入モードの選択時、第１外気吸入口と第２外気吸入口のうち、何れかを選択可能な吸入口切替え構造を設けた構成を採用した。

したがって、外気導入モードを選択し、吸入した外気から温調空気を作り出す際、吸入口切替え構造により、冷房時には、第１外気吸入口と第２外気吸入口のうち、温度の低い外気を吸入することができ、暖房時には、第１外気吸入口と第２外気吸入口のうち、温度の高い外気を吸入することができる。

例えば、高日射状況の下に駐停車している車両に乗り込み冷房を行う時、太陽光の照射域（車両上端部域）に設定された第１外気吸入口を選択すると、吸入開始時に高温外気になるばかりでなく、吸入開始後も吸入経路が保有する熱により高温外気が継続する。

これに対し、太陽光の非照射域（車両下端部域）に設定された第２外気吸入口を選択すると、日射の影響を受けないため、吸入開始時に第１外気吸入口からの外気温度に比べ遙かに温度が低い低温外気になるし、吸入開始後も日射の影響により空気温度が上昇することがないため、低温外気が継続する。

したがって、太陽光の照射域に設定された第１外気吸入口を選択する場合に比べ、吸入した外気温度から車室内の設定温度までの低下させるべき温度幅が狭くなり、冷房開始直後から応答良く車室内温度を低下させて快適性を向上させることができる。さらに、低下させる温度幅が狭い分、冷房負荷も低減される。

図８は実施例１の車両用空調装置における外気吸入口選択作用の説明図で、(a)は夏場１の冷房作用を示し、(b)は夏場２の冷房作用を示し、(c)は冬場の暖房作用を示す。
以下、実施例１の車両用空調装置における「冬場の暖房作用」、「夏場１の冷房作用」、「夏場２の冷房作用」に分けて説明する。

［冬場の暖房作用］
冬場の外気導入モードでの暖房時には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→リターンという流れが繰り返される。
すなわち、エアコン設定温度が外気温度より高い冬場の暖房時には、ステップＳ３において、第２切替えドア１６が図５の実線位置(1)のままとされ、第１切替えドア１１が第２カウル外気吸入口１３を塞ぐ位置(2)とされることで、第１カウル外気吸入口１４が外気吸入口として選択されることになる。

したがって、図８(c)に示すように、ブロワユニット８の作動による吸引力により、第１カウル外気吸入口１４から外気が吸入され、吸入された外気はカウルダクト４を経過する間にエンジン６からの熱を受けて昇温し、外気導入口２５からブロワユニット８を経過して空調ユニット１０に導入され、空調ユニット１０内でヒータコアにより外気が温められ、車室内のフット吹出し口等から車室内へ温風が送り込まれる。

このように、冬場の外気導入モードでの暖房時（ウォームアップ時）には、カウルダクト４から導入する空気温度は高いことが望まれる。これに対し、エンジンルーム３の排熱により、外気温よりもかなり高い温度に調整することができる。この結果、車室内温度を暖房開始から短時間にて応答良く上昇させることができるし、空調ユニット１０に導入する外気の昇温により熱負荷を低減することができる。

［夏場１の冷房作用］
夏場の外気導入モードでの冷房時であるが、日射の影響を受けない雨天走行時等では、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ７→リターンという流れが繰り返される。
すなわち、エアコン設定温度が外気温度以下で、かつ、第２カウル外気吸入口１３の温度がフェンダー外気吸入口１７の温度以下でカウルダクト４の温度上昇がない夏場の冷房時には、第１切替えドア１１と第２切替えドア１６が、共に図５の実線位置(1)のままとされることで、第２カウル外気吸入口１３が外気吸入口として選択されることになる。

したがって、図８(a)に示すように、ブロワユニット８の作動による吸引力により、第２カウル外気吸入口１３から外気が吸入され、吸入された外気は直ちに外気導入口２５からブロワユニット８を経過して空調ユニット１０に導入され、空調ユニット１０内でエバポレータにより外気が冷却され、車室内のベント吹出し口等から車室内へ冷風が送り込まれる。

このように、夏場の外気導入モードでの冷房時（クールダウン時）には、カウルダクト４から導入する空気温度は低いことが望まれる。これに対し、フェンダー外気吸入口１７から外気導入する場合に比べ、同じ温度または低い温度の外気を第２カウル外気吸入口１３から導入することができる。この結果、車室内温度を冷房開始から短時間にて応答良く低下させることができるし、空調ユニット１０に導入可能な２つの外気のうち、低い温度の外気を導入することにより熱負荷を低減することができる。

［夏場２の冷房作用］
夏場の外気導入モードでの冷房時であり、かつ、日射の影響を大きく受ける炎天下駐車時等では、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→リターンという流れが繰り返される。
すなわち、エアコン設定温度が外気温度以下で、かつ、第２カウル外気吸入口１３の温度がフェンダー外気吸入口１７の温度より高くカウルダクト４の温度上昇がみられる夏場の冷房時には、第１切替えドア１１が、図５の実線位置(1)のままとされ、第２切替えドア１６が、第２カウル外気吸入口１３を塞ぐ位置(2)とされることで、フェンダー外気吸入口１７が外気吸入口として選択されることになる。

したがって、図８(b)に示すように、ブロワユニット８の作動による吸引力により、フェンダー外気吸入口１７から外気温レベルの外気が吸入され、吸入された外気はフェンダーダクト２４を経過する間においてもエンジン６からの熱影響が断熱材１２により遮断されて昇温が抑えられる。そして、外気導入口２５からブロワユニット８を経過して空調ユニット１０に導入され、吸入された外気は外気導入口２５からブロワユニット８を経過して空調ユニット１０に導入され、空調ユニット１０内でエバポレータにより外気が冷却され、車室内のベント吹出し口等から車室内へ冷風が送り込まれる。

このように、夏場の外気導入モードでの冷房時（クールダウン時）には、空調ユニット１０内に導入する空気温度は低いことが望まれる。これに対し、カウルダクト４から吸入すると高温となる炎天下での駐車時等では、放熱領域に存在するフェンダー外気吸入口１７から外気吸入することで、空調ユニット１０内に導入する空気温度を、外気温に近い温度に調整することができる。この結果、炎天下での駐車時等であっても、車室内温度を冷房開始から短時間にて応答良く低下させることができるし、空調ユニット１０に導入する空気温度を外気温度に近い温度に調整することにより、熱負荷を低減することができる。

例えば、夏場であって、外気温が41.4℃であるとき、エンジンの排熱と日射によりカウルトップが発熱し、カウルダクトから空気を吸入した場合、吸入空気の温度は、58.4℃まで上昇するというデータがある。
これに対し、実施例１では、フェンダー外気吸入口１７から外気吸入により、吸入空気温度を外気温に近い温度に調整することができる。このため、冷房時にエバポレータ直後の温度を６℃にする場合、フェンダー外気吸入口１７から外気吸入により、吸入空気温度を外気温である41.4℃に等しくできれば、カウルダクトからの外気吸入の場合（吸入空気温度が58.4℃）に比べ、冷却に使用するエネルギーの削減量が約32％程度となり、冷却に使用するエネルギーを大幅に節約することができる。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両用空調装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 外気導入モードの選択時、車両に設定された外気吸入口から外気を取り入れる車両用空調装置において、前記外気吸入口は、少なくとも太陽光の照射域に設定された第１外気吸入口と、太陽光の非照射域に設定された第２外気吸入口を有し、外気導入モードの選択時、第１外気吸入口と第２外気吸入口のうち、何れかを選択可能な吸入口切替え構造を設けたため、外気導入モードでの冷房効率アップと暖房効率アップとの両立を図ることができると共に、高日射状況での冷房開始時に初期冷房性能の向上と消費エネルギーの低減を達成することができる。

(2) 前記第１外気吸入口は、エンジンルーム３の後部に配置された車幅方向に延びるカウルダクト４の上端部に設定されたカウル外気吸入口１３，１４であり、前記第２外気吸入口は、駐車時に日射の影響により空気温度が上昇しないサイドフェンダーの下部位置に設定されたフェンダー外気吸入口１７であり、前記カウル外気吸入口１３，１４が設定されたカウルダクト４と、前記フェンダー外気吸入口１７が設定されたフェンダーダクト２４との連結位置に外気導入口２５を設け、前記吸入口切替え構造は、前記外気導入口２５の位置に設け、外気導入モードの選択時、カウル外気吸入口１３，１４とフェンダー外気吸入口１７のうち、何れかを選択する切替えドア１１，１６を有するため、高日射状況の下に駐停車している車両に乗り込み冷房を行う時、車両下端部のフェンダーダクト２４に設定されたフェンダー外気吸入口１７を選択することにより、冷房開始直後から応答良く車室内温度を低下させて快適性を向上させることができると共に、低下させる温度幅が狭くなる分、冷房負荷を低減することができる。

(3) 前記カウル外気吸入口は、車幅方向に延びるカウルダクト４の前記外気導入口２５から離れたカウルトップ９の位置に設定した第１カウル外気吸入口１４と、車幅方向に延びるカウルダクト４の前記外気導入口２５に近接するカウルトップ９の位置に設定した第２カウル外気吸入口１３とを有し、前記切替えドアは、外気導入モードの選択時、第１カウル外気吸入口１４と第２カウル外気吸入口１３とフェンダー外気吸入口１７のうち、何れかを選択可能な第１切替えドア１１と第２切替えドア１６を有するため、外気吸入口の選択自由度として、吸入空気温度を高めることができ冬場の暖房に好適な第１カウル外気吸入口１４と、エンジン６からの熱影響を受けずに外気を吸入でき夏場の日陰冷房に好適な第２カウル外気吸入口１３と、日射やエンジン６による熱影響を受けずに外気を吸入でき夏場の炎天下駐車冷房に好適なフェンダー外気吸入口１７と、の３つの選択自由度を持たせることができる。

(4) 前記カウルダクト４と前記フェンダーダクト２４のうち、フェンダー外気吸入口１７から外気導入口２５に至るフェンダーダクト４の内面のみに断熱材１２を設定したため、暖房時にエンジン６からの熱を積極的に取り込むことでの吸入空気温度の上昇促進と、冷房時にエンジン６からの熱を遮断することでの空気温度の上昇抑制と、の両立を図ることができる。

(5) 前記第２カウル外気吸入口１３の温度を検出する第１外気吸入口温度センサ２９と、前記フェンダー外気吸入口１７の温度を検出する第２外気吸入口温度センサ３０と、日射量を検出する日射量センサ３１と、前記外気導入モードの選択時、第１外気吸入口温度Ｔ１と第２外気吸入口温度Ｔ２の差温Ｔ’が設定温度より高いとき、フェンダー外気吸入口１７を選択する制御指令をドアアクチュエータ３３，３４に出力し、第１外気吸入口温度Ｔ１と第２外気吸入口温度Ｔ２の差温Ｔ’が設定温度以下のとき、第２カウル外気吸入口１３を選択する制御指令をドアアクチュエータ３３，３４に出力する吸入空気温度制御手段（図６）を設けたため、外気吸入口温度の比較により、第２カウル外気吸入口１３とフェンダー外気吸入口１７のうち、熱負荷を低減できる適切な外気吸入口の選択制御を行うことができる。

(6) 空調温度を設定する温度調節ダイアル２７と、外気温度を検出する外気温センサ２８と、を設け、前記第１外気吸入口は、エンジンルーム３の後部に配置された車幅方向に延びるカウルダクト４の上端部に設定され、外気導入口２５から離れたカウルトップ９の位置に設定した第１カウル外気吸入口１４と、外気導入口２５に近接するカウルトップ９の位置に設定した第２カウル外気吸入口１３とを有し、前記第２外気吸入口は、サイドフェンダーの下部位置に設定されたフェンダー外気吸入口１７であり、前記吸入空気温度制御手段（図６）は、エアコン設定温度と外気温度の差温Ｔが設定温度より高いとき、第１カウル外気吸入口１４を選択する制御指令をドアアクチュエータ３３，３４に出力し、エアコン設定温度と外気温度の差温Ｔが設定温度以下のとき、吸入口温度条件と日射量条件の少なくとも一方の条件により、第２カウル外気吸入口１３とフェンダー外気吸入口１７の選択制御を行うため、冬場の暖房時、吸入空気温度を高めることができる第１カウル外気吸入口１４を選択でき、夏場の冷房時、エンジン６からの熱影響を受けずに外気を吸入できる第２カウル外気吸入口１３と、日射やエンジン６による熱影響を受けずに外気を吸入できるフェンダー外気吸入口１７のうち、最適な外気吸入口を選択できる。

実施例２は、カウルダクトの非断熱領域にエンジンからの熱吸収を促進するフィンを設定した例である。

まず、構成を説明する。
図９は実施例２の車両用空調装置における冬場の外気導入モードでの暖房時の外気導入作用を説明するためのカウルダクト及びフェンダーダクトを示す斜視図である。

実施例２の車両用空調装置は、図９に示すように、カウルダクト４と、カウルトップ９と、第１切替えドア１１と、断熱材１２と、第２カウル外気吸入口１３と、第１カウル外気吸入口１４と、フィン１５と、第２切替えドア１６と、フェンダー外気吸入口１７と、フェンダーダクト２４と、外気導入口２５と、を備えている。

すなわち、カウルダクト４とフェンダーダクト２４のうち、第１カウル外気吸入口１４から外気導入口２５に至るカウルダクト４のエンジン６側外面に、凹凸構造による熱吸収を促進するフィン１５を設定している。なお、他の構成は、実施例１と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。

次に、作用を説明すると、第１カウル外気吸入口１４が外気吸入口として選択される冬場の外気導入モードでの暖房時、図９に示すように、ブロワユニット８の作動による吸引力により、第１カウル外気吸入口１４から外気が吸入され、吸入された外気はカウルダクト４を経過する間にエンジン６からの熱をフィン１５にて受けて昇温し、外気導入口２５からブロワユニット８を経過して空調ユニット１０に導入され、空調ユニット１０内でヒータコアにより外気が温められ、車室内のフット吹出し口等から車室内へ温風が送り込まれる。

すなわち、この実施例２は、エンジンルーム３からの熱を吸熱するために、非暖悦領域である部分にフィン１５を取り付け、カウルダクト４の表面積を増加することで、実施例１に比べ、さらに吸熱を促進しようとするものである。なお、他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例２の車両用空調装置にあっては、実施例１の(1)〜(6)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。

(7) 前記カウルダクト４と前記フェンダーダクト２４のうち、第１カウル外気吸入口１４から外気導入口２５に至るカウルダクト４の外面に熱吸収を促進するフィン１５を設定したため、冬場における吸入空気温度を、実施例１に比べ、更に高くすることができ、暖房時に更なる省動力を達成することができる。

実施例３は、実施例１が外気吸入口温度により第２カウル外気吸入口１３とフェンダー外気吸入口１７の選択制御を行うのに対し、日射量により第２カウル外気吸入口１３とフェンダー外気吸入口１７の選択制御を行うようにした例である。

まず、構成を説明する。
図１０は実施例３の空調コントローラ３２にて実行される外気吸入口選択制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する（吸入空気温度制御手段）。
なお、ステップＳ３１〜ステップＳ３４，ステップＳ３６，ステップＳ３７は、図６のステップＳ１〜ステップＳ４，ステップＳ６，ステップＳ７と同様の処理を行うステップであるので、説明を省略する。

ステップＳ３８は、ステップＳ３４での第１切替えドア１１の位置(1)設定に続き、日射量センサ３１からのセンサ信号に基づきA/C用日射量センサ値Ｑｓを演算し、このA/C用日射量センサ値Ｑｓが規定値（例えば、700Ｗ）より大きいか否かを判断する。
このステップＳ３８にて、Ｑｓ＞規定値と判断されたときはステップＳ３６へ移行し、フェンダー外気吸入口１７を外気吸入口として選択し、Ｑｓ≦規定値と判断されたときはステップＳ３７へ移行し、第２カウル外気吸入口１３を外気吸入口として選択する。

次に、作用を説明すると、夏場の外気導入モードでの冷房時であるが、日射の影響を受けない雨天走行時等では、A/C用日射量センサ値Ｑｓが規定値以下の値となるため、図１０のフローチャートにおいて、ステップＳ３１→ステップＳ３２→ステップＳ３４→ステップＳ３８→ステップＳ３７→リターンという流れが繰り返される。
また、夏場の外気導入モードでの冷房時であり、かつ、日射の影響を大きく受ける炎天下駐車時等では、A/C用日射量センサ値Ｑｓが規定値より大きな値となるため、図１０のフローチャートにおいて、ステップＳ３１→ステップＳ３２→ステップＳ３４→ステップＳ３８→ステップＳ３６→リターンという流れが繰り返される。
このように、実施例３では、車載の空調システムに既存の日射量センサ３１を用いて、外気吸入口の選択制御を行うことができる。

次に、効果を説明する。
実施例３の車両用空調装置にあっては、実施例１の(1)〜(4),(6)の効果、および、実施例２の(7)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。

(8) 日射量を検出する日射量センサ３１と、前記外気導入モードの選択時、A/C用日射量センサ値Ｑｓが規定値より高いとき、フェンダー外気吸入口１７を選択する制御指令をドアアクチュエータ３３，３４に出力し、A/C用日射量センサ値Ｑｓが規定値以下のとき、第２カウル外気吸入口１３を選択する制御指令をドアアクチュエータ３３，３４に出力する吸入空気温度制御手段（図１０）を設けたため、車載の空調システムに既存の日射量センサ３１を用いてコスト低減を図りながら、第２カウル外気吸入口１３とフェンダー外気吸入口１７の選択制御を行うことができる。

実施例４は、外気吸入口温度と日射量との併用により第２カウル外気吸入口１３とフェンダー外気吸入口１７の選択制御を行うようにした例である。

まず、構成を説明する。
図１１は実施例４の空調コントローラ３２にて実行される外気吸入口選択制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する（吸入空気温度制御手段）。
なお、ステップＳ４１〜ステップＳ４４，ステップＳ４６，ステップＳ４７は、図６のステップＳ１〜ステップＳ４，ステップＳ６，ステップＳ７と同様の処理を行うステップであるので、説明を省略する。

ステップＳ４５は、ステップＳ４４での第１切替えドア１１の位置(1)設定に続き、第１外気吸入口温度センサ２９からの第１外気吸入口温度Ｔ１と、第２外気吸入口温度センサ３０からの第２外気吸入口温度Ｔ２との差温Ｔ’を演算し、この差温Ｔ’が設定温度（＝０℃）より大きいか否かを判断する。
このステップＳ４５でＴ’≦０と判断されたときは、ステップＳ４７へ移行し、第２カウル外気吸入口１３を外気吸入口として選択する。なお、設定温度を０℃とする例を示したが、適宜の温度に設定しても良い。

ステップＳ４８は、ステップＳ４５でのＴ’＞０との判断に続き、日射量センサ３１からのセンサ信号に基づきA/C用日射量センサ値Ｑｓを演算し、このA/C用日射量センサ値Ｑｓが規定値（例えば、700Ｗ）より大きいか否かを判断する。
このステップＳ４８にて、Ｑｓ＞規定値と判断されたときはステップＳ４６へ移行し、フェンダー外気吸入口１７を外気吸入口として選択し、Ｑｓ≦規定値と判断されたときはステップＳ４７へ移行し、第２カウル外気吸入口１３を外気吸入口として選択する。

次に、作用を説明すると、夏場の外気導入モードでの冷房時であるが、日射の影響を受けない雨天走行時等では、第１外気吸入口温度Ｔ１が第２外気吸入口温度Ｔ２以下となるため、図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ４１→ステップＳ４２→ステップＳ４４→ステップＳ４５→ステップＳ４７→リターンという流れが繰り返される。
また、夏場の外気導入モードでの冷房時であるが、日射の影響を受けない雨天走行時等では、第１外気吸入口温度Ｔ１が第２外気吸入口温度Ｔ２より高くても、A/C用日射量センサ値Ｑｓが規定値以下の値となるため、図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ４１→ステップＳ４２→ステップＳ４４→ステップＳ４５→ステップＳ４８→ステップＳ４７→リターンという流れが繰り返される。
一方、夏場の外気導入モードでの冷房時であり、かつ、日射の影響を大きく受ける炎天下駐車時等では、第１外気吸入口温度Ｔ１が第２外気吸入口温度Ｔ２より高く、かつ、A/C用日射量センサ値Ｑｓが規定値より大きな値となるため、図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ４１→ステップＳ４２→ステップＳ４４→ステップＳ４５→ステップＳ４８→ステップＳ４６→リターンという流れが繰り返される。
このように、実施例４では、外気吸入口温度と日射量との併用により、精度の良い第２カウル外気吸入口１３とフェンダー外気吸入口１７の選択制御を行うことができる。

次に、効果を説明する。
実施例４の車両用空調装置にあっては、実施例１の(1)〜(4),(6)の効果、および、実施例２の(7)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。

(9) 前記第２カウル外気吸入口１３の温度を検出する第１外気吸入口温度センサ２９と、前記フェンダー外気吸入口１７の温度を検出する第２外気吸入口温度センサ３０と、日射量を検出する日射量センサ３１と、前記外気導入モードの選択時、第１外気吸入口温度Ｔ１と第２外気吸入口温度Ｔ２の差温Ｔ’が設定温度より高く、かつ、A/C用日射量センサ値Ｑｓが規定値より高いとき、フェンダー外気吸入口１７を選択する制御指令をドアアクチュエータ３３，３４に出力し、第１外気吸入口温度Ｔ１と第２外気吸入口温度Ｔ２の差温Ｔ’が設定温度以下のとき、あるいは、第１外気吸入口温度Ｔ１と第２外気吸入口温度Ｔ２の差温Ｔ’が設定温度より高いがA/C用日射量センサ値Ｑｓが規定値以下のとき、第２カウル外気吸入口１３を選択する制御指令をドアアクチュエータ３３，３４に出力する吸入空気温度制御手段（図１１）を設けたため、外気吸入口温度と日射量との併用により、誤判断を防止した精度の良い第２カウル外気吸入口１３とフェンダー外気吸入口１７の選択制御を行うことができる。

以上、本発明の車両用空調装置を実施例１〜実施例４に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１〜４では、第１カウル外気吸入口１４と第２カウル外気吸入口１３とフェンダー外気吸入口１７のうち、１つの外気吸入口を選択する例を示したが、カウル外気吸入口とフェンダー外気吸入口のうち、１つの外気吸入口を選択する例としても良い。さらに、３つ以上の外気吸入口を選択する例であっても良い。要するに、外気吸入口は、少なくとも太陽光の照射域に設定された第１外気吸入口と、太陽光の非照射域に設定された第２外気吸入口を有し、外気導入モードの選択時、第１外気吸入口と第２外気吸入口のうち、何れかを選択可能な吸入口切替え構造を設けたものであれば、実施例１には限られることはない。

実施例１〜４では、外気吸入口温度条件と日射量条件の少なくとも一方の条件により、外気吸入口を自動的に選択制御する例を示したが、手動による選択操作で外気吸入口を選択するものであっても良い。

実施例１〜４では、外気吸入口を自動的に選択制御するにあたり、吸入空気温度制御手段として、外気吸入口温度条件と日射量条件の少なくとも一方の条件を用いる例を示したが、他の負荷条件等を用い、外気吸入口の自動選択制御を行うようにしても良い。

実施例１〜４では、エンジンを搭載した自動車へ車両用空調装置を適用する例を示したが、ハイブリッド車や電気自動車の車両用空調装置に対しても適用することができる。要するに、外気導入モードの選択時、車両に設定された外気吸入口から外気を取り入れる車両用空調装置であれば適用できる。

実施例１の車両用空調装置が適用された自動車を示す概略平面図である。 実施例１の車両用空調装置が適用された自動車を示す概略側面図である。 実施例１の車両用空調装置における第１カウル外気吸入口と第２カウル外気吸入口とフェンダー吸入口を示す斜視図である。 実施例１の車両用空調装置を示す概略側面図である。 実施例１の車両用空調装置における吸入空気温度制御系を示す制御ブロック図である。 実施例１の空調コントローラ３２にて実行される外気吸入口選択制御処理の流れを示すフローチャートである。 エアコンシステムの性能評価に使用する試験装置であり、(a)は車両の熱試験状態を示し、(b)は車室内状態を示す。 実施例１の車両用空調装置における外気吸入口選択作用の説明図で、(a)は夏場１の冷房作用を示し、(b)は夏場２の冷房作用を示し、(c)は冬場の暖房作用を示す。 実施例２の車両用空調装置における冬場の外気導入モードでの暖房時の外気導入作用を説明するためのカウルダクト及びフェンダーダクトを示す斜視図である。 実施例３の空調コントローラ３２にて実行される外気吸入口選択制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例４の空調コントローラ３２にて実行される外気吸入口選択制御処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 自動車
２ ボンネット
３ エンジンルーム（パワーユニットルーム）
４ カウルダクト
５ ダッシュパネル
６ エンジン
７ 仕切り板
８ ブロワユニット
９ カウルトップ
１０ 空調ユニット
１１ 第１切替えドア（吸入口切替え構造）
１２ 断熱材
１３ 第２カウル外気吸入口（第１外気吸入口）
１４ 第１カウル外気吸入口（第１外気吸入口）
１５ フィン
１６ 第２切替えドア（吸入口切替え構造）
１７ フェンダー外気吸入口（第２外気吸入口）
２４ フェンダーダクト
２５ 外気導入口
２６ 吸込口スイッチ
２７ 温度調節ダイアル（空調温度設定手段）
２８ 外気温センサ（外気温度検出手段）
２９ 第１外気吸入口温度センサ（第１外気吸入口温度検出手段）
３０ 第２外気吸入口温度センサ（第２外気吸入口温度検出手段）
３１ 日射量センサ（日射量検出手段）
３２ 空調コントローラ
３３ 第１切替えドアアクチュエータ（吸入口切替え構造）
３４ 第２切替えドアアクチュエータ（吸入口切替え構造）

Claims (7)

1. 外気導入モードの選択時、車両に設定された外気吸入口から外気を取り入れる車両用空調装置において、
   前記外気吸入口は、少なくとも太陽光の照射域に設定された第１外気吸入口と、太陽光の非照射域に設定された第２外気吸入口を有し、
   外気導入モードの選択時、第１外気吸入口と第２外気吸入口のうち、何れかを選択可能な吸入口切替え構造を設け、
   前記第１外気吸入口は、パワーユニットルームの後部に配置された車幅方向に延びるカウルダクトの上端部に設定されたカウル外気吸入口であり、
   前記第２外気吸入口は、駐車時に日射の影響により空気温度が上昇しないサイドフェンダーの下部位置に設定されたフェンダー外気吸入口であり、
   前記カウル外気吸入口が設定されたカウルダクトと、前記フェンダー外気吸入口が設定されたフェンダーダクトとの連結位置に外気導入口を設け、
   前記吸入口切替え構造は、前記外気導入口の位置に設け、外気導入モードの選択時、カウル外気吸入口とフェンダー外気吸入口のうち、何れかを選択する切替えドアを有し、
   前記カウル外気吸入口は、車幅方向に延びるカウルダクトの前記外気導入口から離れたカウルトップ位置に設定した第１カウル外気吸入口と、車幅方向に延びるカウルダクトの前記外気導入口に近接するカウルトップ位置に設定した第２カウル外気吸入口とを有し、
   前記切替えドアは、外気導入モードの選択時、第１カウル外気吸入口と第２カウル外気吸入口とフェンダー外気吸入口のうち、何れかを選択可能な第１切替えドアと第２切替えドアを有することを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１に記載された車両用空調装置において、
   前記カウルダクトと前記フェンダーダクトのうち、フェンダー外気吸入口から外気導入口に至るフェンダーダクトの内面と第２カウル外気吸入口のみに断熱材を設定したことを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項１または請求項２に記載された車両用空調装置において、
   前記カウルダクトと前記フェンダーダクトのうち、第１カウル外気吸入口から外気導入口に至るカウルダクトの外面に熱吸収を促進するフィンを設定したことを特徴とする車両
   用空調装置。
4. 外気導入モードの選択時、車両に設定された外気吸入口から外気を取り入れる車両用空調装置において、
   前記外気吸入口は、少なくとも太陽光の照射域に設定された第１外気吸入口と、太陽光の非照射域に設定された第２外気吸入口を有し、
   外気導入モードの選択時、第１外気吸入口と第２外気吸入口のうち、何れかを選択可能な吸入口切替え構造と、
   前記第１外気吸入口の温度を検出する第１外気吸入口温度検出手段と、
   前記第２外気吸入口の温度を検出する第２外気吸入口温度検出手段と、
   前記外気導入モードの選択時、第１外気吸入口温度検出値と第２外気吸入口温度検出値の差が設定温度より高いとき、第２外気吸入口を選択する制御指令を吸入口切替え構造に出力し、第１外気吸入口温度検出値と第２外気吸入口温度検出値の差が設定温度以下のとき、第１外気吸入口を選択する制御指令を吸入口切替え構造に出力する吸入空気温度制御手段を設けたことを特徴とする車両用空調装置。
5. 外気導入モードの選択時、車両に設定された外気吸入口から外気を取り入れる車両用空調装置において、
   前記外気吸入口は、少なくとも太陽光の照射域に設定された第１外気吸入口と、太陽光の非照射域に設定された第２外気吸入口を有し、
   外気導入モードの選択時、第１外気吸入口と第２外気吸入口のうち、何れかを選択可能な吸入口切替え構造と、
   日射量を検出する日射量検出手段と、
   前記外気導入モードの選択時、日射量検出値が規定値より高いとき、第２外気吸入口を選択する制御指令を吸入口切替え構造に出力し、日射量検出値が規定値以下のとき、第１外気吸入口を選択する制御指令を吸入口切替え構造に出力する吸入空気温度制御手段を設けたことを特徴とする車両用空調装置。
6. 外気導入モードの選択時、車両に設定された外気吸入口から外気を取り入れる車両用空調装置において、
   前記外気吸入口は、少なくとも太陽光の照射域に設定された第１外気吸入口と、太陽光の非照射域に設定された第２外気吸入口を有し、
   外気導入モードの選択時、第１外気吸入口と第２外気吸入口のうち、何れかを選択可能な吸入口切替え構造と、
   前記第１外気吸入口の温度を検出する第１外気吸入口温度検出手段と、
   前記第２外気吸入口の温度を検出する第２外気吸入口温度検出手段と、
   日射量を検出する日射量検出手段と、
   前記外気導入モードの選択時、第１外気吸入口温度検出値と第２外気吸入口温度検出値の差が設定温度より高く、かつ、日射量検出値が規定値より高いとき、第２外気吸入口を選択する制御指令を吸入口切替え構造に出力し、第１外気吸入口温度検出値と第２外気吸入口温度検出値の差が設定温度以下のとき、あるいは、第１外気吸入口温度検出値と第２外気吸入口温度検出値の差が設定温度より高いが日射量検出値が規定値以下のとき、第１外気吸入口を選択する制御指令を吸入口切替え構造に出力する吸入空気温度制御手段を設けたことを特徴とする車両用空調装置。
7. 請求項４乃至請求項６の何れか１項に記載された車両用空調装置において、
   空調温度を設定する空調温度設定手段と、
   外気温度を検出する外気温度検出手段と、を設け、
   前記第１外気吸入口は、パワーユニットルームの後部に配置された車幅方向に延びるカウルダクトの上端部に設定され、外気導入口から離れたカウルトップ位置に設定した第１カウル外気吸入口と、外気導入口に近接するカウルトップ位置に設定した第２カウル外気吸入口とを有し、
   前記第２外気吸入口は、サイドフェンダーの下部位置に設定されたフェンダー外気吸入口であり、
   前記吸入空気温度制御手段は、空調設定温度と外気温度の差が設定温度より高いとき、第１カウル外気吸入口を選択する制御指令を吸入口切替え構造に出力し、空調設定温度と外気温度の差が設定温度以下のとき、吸入口温度条件と日射量条件の少なくとも一方の条件により、第２カウル外気吸入口とフェンダー外気吸入口の選択制御を行うことを特徴とする車両用空調装置。

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