JP6083329B2 - 車両用空調制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用空調制御装置に関し、特にウインドガラスの内面に外気を吹き出し可能なデフロスタ機構を備えた車両用空調制御装置に関する。

従来より、ガソリン車では、ウインドガラスに結露等によって曇りが発生した場合、乗員はデフロスタモードを選択してウインドガラス内面に付着した水分の除去を行なっている。このデフロスタモードが選択されたとき、空調ユニットのコンプレッサが駆動されてエバポレータによる除湿機能が作動を開始するため、低湿度の空調風がデフロスタ吹出口からウインドガラス内面に送風され、ウインドガラス内面に付着した水分を気化してウインドガラスの曇りを解消している。

近年、二酸化炭素の排出規制や低燃費化等の要求から、電気自動車や電動走行可能なハイブリッド車の需要が高まっている。これらの電気自動車等は、駆動機構の構造上、ガソリン車に比べて熱源が不足している。それ故、乗員の体温等によって暖められた車室内の空気を循環（内気循環）させることによって、電費効率と空調の暖房効率とを高めている。
しかし、内気は、その内部に含有する水分が多いため、内気循環を多用した場合、車室内の湿度が上昇し、ウインドガラスの曇り発生頻度が高くなる。
そこで、ガラス表面に防曇処理が施されたウインドガラスが提案されている。この防曇ガラスは、例えば、ガラス表面に親水性被膜や吸水性被膜等の防曇処理が施され、曇りの原因である結露が発生し難いように構成されている。

ガラス表面に吸水性処理や親水性処理が施された防曇ガラスは、その表面に付着した水分を一様に拡げて薄い水膜に形成する防曇機能によって結露の発生を抑制している。
しかし、ガラス表面に付着した水分が吸水性被膜や親水性被膜の飽和水分量を超えたとき、過剰水分が出現し、この過剰水分によってガラス表面に液滴や氷結による曇りが発生する。また、飽和水分量を超えない場合でも、親水性被膜中に含まれる水分により氷結が発生し、ガラス表面に曇りが発生する虞がある。
ガラス表面に吸水性処理を施した場合には、吸水性被膜に保持された水分の氷結により組織破壊を生じ、結果的にガラス表面に曇りが発生する虞がある。

特許文献１の自動車用ガラス防曇装置は、ガラス表面に親水性処理や吸水性処理が施された防曇ガラスではないが、ウインドガラス内部にガラス加熱装置が配設された防曇ガラスと、ウインドガラスの内面を除湿する防曇用空調装置と、ウインドガラス外面の氷結状態を検知する氷結センサと、ウインドガラス内面の結露状態を検知する結露センサとを備え、ウインドガラスが氷結又は結露したとき、ガラス加熱装置と防曇用空調装置によってウインドガラスを加熱して氷結又は結露を除去している。

一般に、水が融点（０℃）以下の温度まで冷却されたとき、熱力学的に安定した結晶が現れずに、不安定な液体状態である過冷却状態の水のまま存在できることが知られている。
通常状態の水は、夫々の水分子同士において、水素原子のプラス電荷と酸素原子のマイナス電荷とが所定の間隔を保って水素結合を形成している。この水が衝撃を与えられずに緩やかに冷却された場合、水素結合によって形成された間隔を維持したまま水分子がその位置に留まっているため、氷点下の水、所謂過冷却水が生成される。

実開平１−１２５７１７号公報

特許文献１の自動車用ガラス防曇装置は、氷結センサと結露センサとを夫々備えているため、ウインドガラスに実際に生じている氷結状態と結露状態とに応じてウインドガラスの氷結や結露を除去し、ウインドガラスの曇り解消を効率的に行なうことができる。
しかし、特許文献１では、夫々のセンサによってウインドガラスの氷結状態や結露状態を検知するため、ウインドガラスの状態を検知するまでの間、更には、検知してからガラス加熱装置や防曇用空調装置が作動を開始するまでの間、ウインドガラスには氷結や結露による曇りが発生している。つまり、夫々のセンサがウインドガラスの氷結状態や結露状態を検知してからガラス加熱装置等が作動開始するまでの間は、乗員の前方視認性が低下し、安全性の悪化を招く虞がある。また、特許文献１では、ガラス加熱装置等によって、ウインドガラスの氷結や結露を除去しているため、寒冷時には、暖房用電力に加えてガラス加熱装置等を作動させるための電力が必要になり、燃費又は電費の悪化を招く虞もある。

しかも、防曇ガラスをウインドカラスに用いた車両において、内気循環による暖房を多用した後に長時間放置した場合、ウインドカラス内面に付着した水分が過冷却状態になっている虞がある。この場合、過冷却状態の水分に振動等の刺激が与えられると、水分子が大きく動くことにより水分子同士が衝突して急速に結晶化（氷化）の連鎖が発生するため、運転開始後、ウインドカラス内面が突然氷結し、乗員の視認性が阻害される虞がある。

本発明の目的は、過冷却水の結晶化を生じさせることなく、内気循環による暖房効率を向上できる車両用空調制御装置等を提供することである。

請求項１の車両用空調制御装置は、ウインドガラスの内面に外気を導入した空調風を吹き出し可能で且つその風量を制御可能なデフロスタ機構を有する空調機構と、空調風を加熱する加熱手段とを備えた車両の空調制御装置において、前記ウインドガラスの温度を検出するウインドガラス温度検出手段と、外気の温度を検出する外気温度検出手段と、車両の停車後の停車継続時間を検出する停車時間検出手段と、少なくとも、検出された前記ウインドガラス温度と外気温度と停車継続時間とに基づいて前記ウインドガラスの内面に付着している水分が過冷却状態になっている過冷却レベルを判定する過冷却レベル判定手段とを備え、前記水分の過冷却レベルが高いとき、過冷却レベルが低いときに比べて空調風の風量を低下するように前記空調機構を制御する制御手段を設けたことを特徴としている。

この請求項１の車両用空調制御装置では、少なくとも、検出されたウインドガラス温度と外気温度と停車継続時間とに基づいてウインドガラスの内面に付着している水分が過冷却状態になっている過冷却レベルを判定する過冷却レベル判定手段とを備えているため、夫々のパラメータによってウインドガラスの内面に付着している水分の過冷却レベルを予め判定することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、車両の運転開始を予測する運転開始予測手段を備え、前記制御手段は、前記過冷却レベルが高いとき、車両の運転開始以前に前記デフロスタ機構の作動を開始させることを特徴としている。
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記空調機構を予め設定した予約時間又は予約時刻に作動可能な空調予約手段を備え、前記制御手段は、前記過冷却レベルが高いとき、前記空調予約手段により予め設定した予約時間又は予約時刻に前記デフロスタ機構の作動を開始させることを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記ウインドガラスの内面に付着している水分量を判定する水分量判定手段を設け、前記制御手段は、前記過冷却レベルが前記設定レベルよりも低いときであっても、前記水分量判定手段が所定値以上の水分量の付着を判定したときには、前記過冷却レベル判定手段の判定結果に拘わらず空調風の風量を低下させることを特徴としている。
請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか１項の発明において、空調風を加熱する電動ヒータを設け、前記デフロスタ機構を制御するとき、前記電動ヒータを作動させることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、ウインドガラスの内面に付着している水分の過冷却レベルを少なくともウインドガラス温度と外気温度と停車継続時間とをパラメータとして予め判定し、過冷却レベルが高いとき、過冷却レベルが低いときに比べて空調風の風量を低下させるため、急速な結晶化の連鎖を生じることなくウインドガラスの内面に付着している水分の過冷却状態を解消でき、車両の運転開始直後から内気循環による暖房を積極的に実行することができる。

請求項２の発明によれば、車両の運転開始以前にウインドガラスの内面に付着している水分の過冷却状態を解消でき、車両運転時の視認性を改善することができる。
請求項３の発明によれば、空調予約に必要な予約設定をパラメータとして乗員の乗車を予測できるため、制御の簡単化と乗員の利便性を向上できる。

請求項４の発明によれば、ウインドガラスの内面に付着している水分量を直接的に検出して水分量を優先した過冷却状態判定を行うため、ウインドガラスの内面に付着した水分の過冷却状態を確実に解消することができる。
請求項５の発明によれば、ウインドガラスの内面に付着している水分の除去を早期化することができる。

本発明の実施例１に係る車両用空調制御装置を備えた車両の全体構成を示した模式平面図である。 図１の要部縦断面図である。 車両用空調制御装置の制御系のブロック図である。 （ａ）は過冷却判定テーブルを示す表であり、（ｂ）は過冷却レベル判定表である。 過冷却制御テーブルを示す表である。 コントロールユニットによる制御処理のフローチャートである。 コントロールユニットによる制御処理のタイムチャートである。 実施例２に係る車両用空調制御装置の制御系のブロック図である。 過冷却判定テーブルを示す表である。 実施例３に係る車両用空調制御装置の制御系のブロック図である。 コントロールユニットによる制御処理のフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

以下、本発明の実施例１について図１〜図７に基づいて説明する。
図１，図２に示すように、本実施例では、ウインドガラス１と、空調装置２（空調機構）と、車両側発信機３ａ〜３ｃと、車載受信機４ａ，４ｂと、乗員側携帯機５と、エンジン（図示略）と、走行用モータ（図示略）等を備えたハイブリッド自動車Ｖの空調制御装置を例として説明する。尚、本発明は、ハイブリッド自動車Ｖ以外にガソリンエンジン車に適用しても良く、特に、エンジン冷却水温度が上昇し難いディーゼルエンジン車や熱源の存在しない電機自動車に対して有効である。

図２に示すように、ウインドガラス１は、車室内側表面に吸水性処理及び／又は親水性処理が施された防曇ガラスである。具体的には、ウインドガラス１の内面に吸水層（例えばＳｉＯ_２膜）及び／又は親水層（例えば界面活性剤）とが形成された防曇性被膜１ａが積層されている。このウインドガラス１は、防曇性被膜１ａがウインドガラス１内面に付着した水分を吸収しつつ水膜を形成することによって防曇機能を発現している。

次に、空調装置２について説明する。
図２に示すように、空調装置２は、空調ダクト１１と、ブロアファン１２と、エバポレータ１３と、ヒータコア１４と、ＰＴＣヒータ１５（電動ヒータ）と、操作パネル１６と、コントロールユニット３０（制御手段）等を備えている。ここで、ヒータコア１４とＰＴＣヒータ１５とが空調風の加熱手段に相当している。
この空調装置２は、乗員が操作パネル１６上で設定した設定温度（例えば２５℃）、設定風量（例えば中風量）及び設定方向（例えばデフロスタモード）に応じて空調風の温度、風量及び吹出方向等を自動制御可能なオートエアコンである。空調装置２の空調風は、外気のみ又は内気のみ、或いは外気と内気の混合気によって生成される。

空調ダクト１１は、車室内に空調風を導くための通路を形成し、車外から外気を導入する外気導入口１１ａと、車室内から内気を導入する内気導入口１１ｂと、ウインドガラス１の内面に空調風を吹き出すデフロスタ吹出口１１ｃと、乗員の頭胸部に空調風を吹き出すフェイス吹出口１１ｄと、乗員の脚部に空調風を吹き出すフット吹出口１１ｅ等を備えている。

外気導入口１１ａと内気導入口１１ｂとの中間位置には、外気導入口１１ａと内気導入口１１ｂとの開度を調節して内気と外気との混合比率を切り替え可能な第１ダンパ２１が設けられている。エバポレータ１３とヒータコア１４との途中位置には、ヒータコア１４及びＰＴＣヒータ１５を通過する空調風（温風）とヒータコア１４及びＰＴＣヒータ１５をバイパスする空調風（冷風）との比率を調節可能な第２ダンパ２２が設けられている。デフロスタ吹出口１１ｃとフェイス吹出口１１ｄとの中間位置には、デフロスタ吹出口１１ｃとフェイス吹出口１１ｄとの開度を調節して空調風の吹出方向を変更可能な第３ダンパ２３が設けられ、フェイス吹出口１１ｄとフット吹出口１１ｅとの中間位置には、フェイス吹出口１１ｄとフット吹出口１１ｅとの開度を調節して空調風の吹出方向を変更可能な第４ダンパ２４が設けられている。デフロスタ機構は、デフロスタ吹出口１１ｃとブロアファン１２と第３ダンパ２３等を有している。

図３に示すように、第１〜第４ダンパ２１〜２４は、第１〜第４アクチュエータ２１ａ〜２４ａによって夫々駆動され、空調風の流量や送風方向を調節可能に構成されている。
図２に示すように、遠心式ブロアファン１２は、外気導入口１１ａ及び内気導入口１１ｂの下流側且つエバポレータ１３の上流側に配設され、所定風量の空調風を車室内へ送風可能に構成されている。このブロアファン１２は、最下段から最大回転数（全開）の最高段まで複数段、例えば４段階でステップ制御されるファンモータ１２ａによって回転駆動される。

エバポレータ１３は、ブロアファン１２の下流側通路の全域を横切るように配設されている。このエバポレータ１３は、コンプレッサ（図示略）に連結され、冷媒の蒸発潜熱を用いて空調風を冷却する冷房用熱交換器である。
ヒータコア１４は、エバポレータ１３の下流側に所定間隔離隔して配設されている。このヒータコア１４は、エンジンの冷却水通路に接続され、エバポレータ１３を通過した空調風（冷風）を冷却水によって再加熱する暖房用熱交換器である。

ＰＴＣヒータ１５は、ヒータコア１４の直下流側に配設されている。
このＰＴＣヒータ１５は、バッテリ（図示略）に接続され、ヒータコア１４を通過した空調風（冷風）を電熱線により再加熱する暖房用熱交換器である。尚、このＰＴＣヒータ１５は、ヒータコア１４の直上流側に配設しても良い。
以上により、第２ダンパ２２の回転動作によって、ヒータコア１４及びＰＴＣヒータ１５を通過した高温の空調風とヒータコア１４及びＰＴＣヒータ１５をバイパスした低温の空調風との混合比率が調整され、車室内へ供給される空調風温度が調節されている。

図３に示すように、コントロールユニット３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成され（何れも図示略）、空調制御部３１と、乗車予測部３２（運転開始予測手段）と、自動車Ｖの停車後の停車継続時間を検出する停車時間検出部３３（停車時間検出部手段）と、ウインドガラス１の内面に付着している水分の過冷却レベル（過冷却状態の程度）を判定する過冷却レベル判定部３４（過冷却レベル判定手段）と、過冷却モードを実行するための過冷却制御テーブル３５等を備えている。

図３に示すように、コントロールユニット３０は、自動車Ｖを始動可能なＩｇスイッチ４１と、ウインドガラス１の温度及び湿度を検出可能な温湿度センサ４２（ウインドガラス温度検出手段）と、外気温センサ４３（外気温度検出手段）と、車室温センサ４４と、乗員着座の有無を検出するためにシート毎に設けられた複数のシートセンサ４５と、ドアの開作動を検出するドアセンサ４６と、エンジンの冷却水温度を検出するための冷却水温センサ４７と、車載受信機４ａ，４ｂと、操作パネル１６等に電気的に接続されている。

空調制御部３１は、通常、車室温センサ４４及び操作パネル１６から入力された入力信号と予め格納されている制御プログラムとに基づいてブロアモータ１２ａと、第１〜第４アクチュエータ２１ａ〜２４ａと、ヒータコア１４等の作動状態を制御し、乗員によって設定された所望の温度、風量及び吹出方向の空調風を車室内へ供給可能に構成されている。
この空調制御部３１は、操作パネル１６の操作による各種標準モード（ヒーコン駆動制御ともいう）の実行の他に、低温下において車室内を除湿するために、乗車予測部３２の指令に基づく乗車予測モードと、ウインドガラス１内面に付着した水分の過冷却状態を解消するために、過冷却レベル判定部３４の指令に基づく過冷却モード等を実行している。

まず、乗車予測部３２を説明する前に、ハイブリッド自動車Ｖに搭載されているスマートキーレスエントリシステムについて簡単に説明する。
図１に示すように、自動車Ｖのドア及びトランクリッド表面にはノブ近傍にタッチセンサ６ａ〜６ｅが夫々設けられ、乗員がタッチセンサ６ａ〜６ｅのうちの何れかのタッチセンサに接触したとき、接触したタッチセンサに応じた車両側発信機３ａ〜３ｃの何れかからのリクエスト信号が送信される。このリクエスト信号は、タッチセンサ６ａ〜６ｅを中心とした半径Ｒの円形範囲（例えば０．７〜１．０ｍ）に送信可能な出力に設定される。
乗員側携帯機５は、リクエスト信号を受信したとき、所定の認識番号を含む応答信号を車載受信機４ａ，４ｂへ出力する。車載受信機４ａ，４ｂのうち、応答信号を受信した受信機は、乗員側携帯機５から送信された認識番号が予め登録された認識番号と一致する場合、ドアのロック・アンロック機構（図示略）を駆動し、ドアを自動的にアンロックする。

以上に基づき、乗車予測部３２は、車載受信機４ａが乗員側携帯機５から送信された応答信号を受信したことを条件として、乗員の乗車を実際の乗車前に予測判定している。この乗車予測部３２は、外気温度が氷点下温度において、乗員の乗車が予測されたとき、乗車予測モードの実行指令を空調制御部３１へ出力している。
乗車予測モードでは、ブロアモータ１２ａの作動が開始され、第１ダンパ２１により内気導入口１１ｂを全閉し、第２ダンパ２２によりヒータコア１４のバイパス比率１００％にし、第３ダンパ２３によりフェイス吹出口１１ｄとフット吹出口１１ｅとを全閉することによって、デフロスタ吹出口１１ｃからウインドガラス１内面に一定期間外気を送風する。尚、この時間は車室内容積やブロアモータ１２ａの送風能力に応じて適宜設定される。

乗車予測モードが実行されている間、基本的にブロアモータ１２ａは最大回転数（全開）で回転駆動される。
乗車予測部３２は、乗車予測モード実行中で且つドアセンサ４６がオンを検知したとき、ブロアファン１２やブロアモータ１２ａの作動音を低減するために、ブロアモータ１２ａの回転数を所定回転数低下して外気導入量を低減させる第１回転数低下制御を行い、乗車予測モード実行中で且つシートセンサ４５がオンを検知したとき、着座した乗員に空調風が当たらないように、ブロアモータ１２ａの回転数を第１回転数低下制御よりも所定回転数低下して外気導入量を低減させる第２回転数低下制御を行なっている。

停車時間検出部３３は、自動車Ｖが停車された後、放置されている経過した時間を検出するため、乗員によって前回Ｉｇスイッチ４１がオフされたときから経過時間を計測している。尚、Ｉｇスイッチ４１やキーの操作に限らず、乗員側携帯機５によるドアロックを計時開始条件としても良く、また、専用の計時開始装置（図示略）の乗員による操作によって自動車Ｖの停車継続時間を測定しても良い。

次に、過冷却レベル判定部３４について説明する。
過冷却レベル判定部３４は、過冷却判定テーブル３６を備えている。この過冷却レベル判定部３４は、各センサ４２〜４４，４７及び停車時間検出部３３から出力されたウインドガラス１の内面温度と車室温度と外気温度と冷却水温度と停車継続時間とを入力し、これらの値と過冷却判定テーブル３６とに基づいてウインドガラス１の内面に付着した水分の過冷却レベルを判定している。この判定された過冷却レベルは、空調制御部３１へ出力され、過冷却モードが実行される。尚、過冷却モードは、乗車予測モードに優先して実行されるように設定されている。

図４（ａ）に示すように、過冷却判定テーブル３６は、ウインドガラス１の内面温度Ｔ１と車室温度Ｔ２と外気温度Ｔ３と冷却水温度Ｔ４と停車継続時間ｔ１との５区分に分類され、それらの度合いに応じて夫々弊害加点０，１，３，５が割り振られている。過冷却レベル判定部３４は、各センサ４２〜４４，４７及び停車時間検出部３３からの出力を入力したとき、各区分の弊害加点の合計を算出する。本実施例では、図４（ｂ）に示すように、各区分の弊害加点の合計が１５点以上のとき、過冷却レベルＨ、１５点未満６点以上のとき、過冷却レベルＭ、６点未満３点以上のとき、過冷却レベルＬ、３点未満のとき、過冷却レベルＮと判定している。
例えば、ウインドガラス１の内面温度Ｔ１が１℃、車室温度Ｔ２が２℃、外気温度Ｔ３が−２℃、冷却水温度Ｔ４が０℃、停車継続時間ｔ１が−２℃（外気温度Ｔ３）で２時間の場合、弊害加点の合計が１１点になり、過冷却レベルはレベルＭと判定される。

図５に示すように、過冷却制御テーブル３５には、ブロアモータ１２ａ、各吹出口１１ｃ，１１ｄ,１１ｅ、ヒータコア１４、ＰＴＣヒータ１５について、夫々過冷却レベル判定部３４により判定された過冷却レベルに応じた空調装置２の制御特性が設定されている。
過冷却レベルＨのとき、ブロアモータ１２ａの回転数を最下段（オフ状態）から最高段（最大回転数）までの各段の保持時間が長くなるように緩やかに増加する。具体的には、オートモードのときの各段数の保持時間よりも長く且つ高段階よりも低段階の保持時間が長くなるように設定されている。デフロスタ吹出口１１ｃは開作動され、吹出口１１ｄ,１１ｅは閉作動される。電動ポンプ（図示略）を作動させてヒータコア１４へエンジンの冷却水を供給し、ＰＴＣヒータ１５を作動する。尚、０℃以下の冷却水温が継続する場合、電動ポンプを停止する。

過冷却レベルＭのとき、ブロアモータ１２ａの回転数を最下段から最高段までの各段の保持時間がオートモードと同様になるように均一且つ速やかに増加する。デフロスタ吹出口１１ｃとフット吹出口１１ｅは開作動され、フェイス吹出口１１ｄは閉作動される。但し、ＰＴＣヒータ１５の作動開始を条件として、吹出口１１ｄ,１１ｅを閉作動し、デフロスタ吹出口１１ｃのみを開作動する。冷却水温が０℃以上のとき、電動ポンプを作動させてヒータコア１４へ冷却水を供給し、０℃以下の冷却水温が継続する場合、電動ポンプを停止してＰＴＣヒータ１５を作動させる。
過冷却レベルＬ，Ｎのとき、ブロアモータ１２ａの回転数を最下段から最高段までの各段の保持時間がオートモードと同様になるように均一且つ速やかに増加する。吹出口１１ｃは開作動され、吹出口１１ｄ,１１ｅは閉作動される。電動ポンプ及びＰＴＣヒータ１５は過冷却制御から外れ、オートモード時と同様の作動となる。

次に、図６のフローチャート及び図７のタイムチャートに基づき、コントロールユニット３０による制御処理を説明する。
まず、車載受信機４ａ、Ｉｇスイッチ４１及び各センサ４２〜４７等から入力された各種信号を読込み（Ｓ１）、車載受信機４ａが乗員側携帯機５からの応答信号を受信したか否か判定する（Ｓ２）。Ｓ２の判定の結果、車載受信機４ａが乗員側携帯機５からの応答信号を受信していない場合、終了する。尚、車載受信機４ｂが乗員側携帯機５からの応答信号を受信した場合も以下と同様の制御を行う。

Ｓ２の判定の結果、車載受信機４ａが乗員側携帯機５からの応答信号を受信している場合、Ｓ３へ移行し、外気温度Ｔ３が氷点以下の温度か否か判定する（Ｓ３）。
Ｓ３の判定の結果、外気温度が氷点以下の温度の場合、Ｓ４へ移行し、過冷却判定テーブル３６によって現在の過冷却レベルを判定する。Ｓ３の判定の結果、外気温度Ｔ３が氷点よりも高い温度の場合、Ｓ１２へ移行し、ヒーコン駆動制御を実行して終了する。
過冷却レベルの判定後、Ｓ５へ移行し、過冷却制御テーブル３５に基づいて過冷却レベルに応じた過冷却モードを選択、実行する。

図７のタイムチャートに示すように、例えば過冷却レベルＨを判定した場合、ヒータコア１４とＰＴＣヒータ１５とが作動を開始し、デフロスタ吹出口１１ｃのみが開作動する。
ブロアファン１２は、ＰＴＣヒータ１５がキューリー点温度に達したとき、最下段のオフ状態から第１段の回転数で回転駆動を開始する。尚、ブロアファン１２の回転駆動は、過冷却レベル判定から１０秒後に作動開始しても良い。

ブロアファン１２は、第１段を４０秒継続した後、第１段の回転数よりも高い回転数の第２段を２０秒継続し、第２段の回転数よりも高い回転数の第３段を２０秒継続して、最後に最大回転数の最高段で駆動する。過冷却レベルがＭ，Ｌ，Ｎの場合には、ブロアファン１２の回転数を最下段から最高段まで均等時間でステップ状に切り替える。各段の継続時間は、オート制御と同様（例えば３秒以下）である。

次に、ブロアファン１２の回転に基づいて車室内の内気が外気によって全て換気されたか否か判定している（Ｓ６）。ブロアファン１２の回転数と回転時間とによって換気量を算出し、車室内容積に対応した所定値と比較している。また、予め過冷却レベル毎に対応した換気完了時間を測定しておき、タイマーによって判定しても良い。
Ｓ６の判定の結果、換気が完了した場合、Ｓ１２へ移行し、ヒーコン駆動制御を実行する。Ｓ６の判定の結果、換気が完了していない場合、Ｓ７へ移行し、ドアセンサ４６がオンか否か判定する。

Ｓ７の判定の結果、ドアセンサ４６がオンの場合、第１回転数低下制御を実行し（Ｓ８）、Ｓ９へ移行する。Ｓ７の判定の結果、ドアセンサ４６がオフの場合、Ｓ６へリターンする。Ｓ９では、シートセンサ４５によって乗員がシートに着座したか否か判定している。Ｓ９の判定の結果、シートセンサ４５がオンの場合、第２回転数低下制御を実行し（Ｓ１０）、Ｓ１１へ移行する。Ｓ９の判定の結果、シートセンサ４５がオフの場合、Ｓ８へリターンして第１回転数低下制御を継続する。

Ｓ１１では、Ｉｇスイッチ４１がオンか否か判定する。
Ｓ１１の判定の結果、Ｉｇスイッチ４１がオンの場合、第２回転数低下制御を終了し、ヒーコン駆動制御を実行して終了する。Ｓ１１の判定の結果、Ｉｇスイッチ４１がオフの場合、Ｓ１０へリターンして第２回転数低下制御を継続する。

次に、実施例１に係る車両用空調制御装置の作用・効果について説明する。
この車両用空調制御装置によれば、ウインドガラス１の内面に付着している水分の過冷却レベルを少なくともウインドガラス温度Ｔ１と外気温度Ｔ３と停車継続時間ｔ１とをパラメータとして予め判定し、過冷却レベルが高いとき、過冷却レベルが低いときに比べて空調風の風量を低下させるため、急速な結晶化の連鎖を生じることなくウインドガラス１の内面に付着している水分の過冷却状態を解消でき、自動車Ｖの運転開始直後から内気循環による暖房を積極的に実行することができる。

自動車Ｖの運転開始を予測する乗車予測部３２を備え、コントロールユニット３０は、過冷却レベルが高いとき、自動車Ｖの運転開始以前にデフロスタ吹出口１１ｃからの外気供給を緩やかに開始させるため、自動車Ｖの運転開始以前にウインドガラス１の内面に付着している水分の過冷却状態を解消でき、車両運転時の視認性を改善することができる。

空調風を加熱するＰＴＣヒータ１５を設け、デフロスタ吹出口１１ｃから外気供給するとき、ＰＴＣヒータ１５を作動させるため、ウインドガラス１の内面に付着している水分の除去を早期化することができる。

次に、実施例２に係る車両用空調制御装置について図８，図９に基づいて説明する。尚、実施例１と同様の構成については、同一の符号を付し、異なる構成のみ説明する。
実施例２では、温湿度センサ４２Ａによってウインドガラス１の内面の水分含有量Ｆを検出し、検出された水分含有量Ｆが所定値以上のとき、判定された過冷却レベルに拘わらず過冷却モードを実行する。

図８に示すように、空調装置２Ａは、コントロールユニット３０Ａ等を備えている。
このコントロールユニット３０Ａは、空調制御部３１と、乗車予測部３２と、停車時間検出部３３と、ウインドガラス１の内面に付着している水分の過冷却レベルを判定する過冷却レベル判定部３４Ａと、過冷却モードを実行するための過冷却制御テーブル３５等を備え、ウインドガラス１の内面温度Ｔ１とウインドガラス１の内面の水分含有量Ｆとを同時に検出可能な温湿度センサ４２Ａ等が電気的に接続されている。

過冷却レベル判定部３４Ａは、水分含有量Ｆに関する判定用閾値を複数備え、温湿度センサ４２Ａから出力された検出値に基づいてウインドガラス１の内面状態を水分含有量Ｆが多い順にHeavy wet，Wet，Foggy，Dryの４区分に識別可能に構成されている。
この過冷却レベル判定部３４Ａは、過冷却判定テーブル３６Ａを備え、各センサ４２Ａ〜４４，４７及び停車時間検出部３３からの出力を入力したとき、過冷却判定テーブル３６Ａに基づいて過冷却レベルを判定する。

図９に示すように、過冷却判定テーブル３６Ａは、ウインドガラス１内面の水分含有量Ｆとウインドガラス１の内面温度Ｔ１と車室温度Ｔ２と外気温度Ｔ３と冷却水温度Ｔ４と停車継続時間ｔ１との５区分に分類され、それらの度合いに応じて夫々弊害加点０，１，３，５が割り振られている。過冷却レベル判定部３４Ａは、各センサ４２Ａ〜４４，４７及び停車時間検出部３３からの出力を入力したとき、各区分の弊害加点の合計を算出している。

本実施例では、過冷却レベルの判定時、ウインドガラス１内面の水分含有量Ｆを、ウインドガラス１の内面温度Ｔ１や車室温度Ｔ２等の他区分に比べて優先するように重み付けしている。水分含有量ＦがWet，Foggy，Dryの場合、実施例１と同様に、各区分の弊害加点の合計を算出し、この弊害加点の合計値によって過冷却レベルＨ、過冷却レベルＭ、過冷却レベルＬ、過冷却レベルＮを判定する。
これに対し、水分含有量ＦがHeavy wetの場合、他区分の弊害加点やその合計値に拘わらず、過冷却レベルＨと判定している。即ち、過冷却判定テーブル３６Ａが各区分の弊害加点の合計を算出した結果、過冷却レベルＭ，Ｌ，Ｎに分類される場合であっても、水分含有量ＦがHeavy wetと判定された場合には、過冷却制御テーブル３５に基づいて過冷却レベルＨの制御を実行する。

以上のように、ウインドガラス１の内面に付着している水分量Ｆを判定する温湿度センサ４２Ａを設け、コントロールユニット３０Ａは、過冷却レベルが設定レベルよりも低いときであっても、温湿度センサ４２ＡがHeavy wetの水分含有量Ｆを判定したときには、過冷却レベル判定部３４Ａの判定結果に拘わらず空調風の風量を低下させる。これにより、ウインドガラス１の内面に付着している水分量を直接的に検出して水分量を優先した過冷却状態判定を行うため、ウインドガラス１の内面に付着した水分の過冷却状態を確実に解消することができる。

次に、実施例３に係る車両用空調制御装置について図１０，図１１に基づいて説明する。尚、実施例１と同様の構成については、同一の符号を付し、異なる構成のみ説明する。
実施例３では、空調装置２Ｂの予約設定が検知されたとき、予約時間又は予約時刻にウインドガラス１の内面に付着している水分の過冷却レベルが高い場合、過冷却モードを実行する。

図１０に示すように、操作パネル１６Ａは、乗員が空調装置２Ｂを作動させたい時間又は時刻と所望の制御モードとを設定可能な予約設定部１６ａが設けられている。
乗員が予約設定部１６ａを操作して空調装置２Ｂの作動開始時刻の予約を設定したとき、乗員が設定した時間に空調装置２Ｂが作動を開始する。乗車予測部３２Ａは、予約設定部１６ａの操作によって空調装置２Ｂの作動開始の予約を検知することにより、将来的な乗員の乗車を実際の乗車前に予測判定している。

図１１に示すように、実施例１では、Ｓ２にて、乗員側携帯機５からの応答信号を受信したかについて判定したが、Ｓ２Ａでは、予約設定部１６ａによる空調装置２Ｂの作動予約の有無について判定している。この判定に基づき、空調装置２Ｂの作動開始予約があり且つ外気温が氷点下温度の場合（Ｓ３）、過冷却レベルを判定している（Ｓ４）。

以上のように、空調機構２Ｂを予め設定した予約時間又は予約時刻に作動可能な予約設定部１６ａを備え、コントロールユニット３０Ｂは、過冷却レベルが高いとき、予約設定部１６ａにより予め設定した予約時間又は予約時刻にデフロスタ吹出口１１ｃからの外気供給を緩やかに開始させる。それ故、空調予約に必要な予約設定をパラメータとして乗員の乗車を予測できるため、制御の簡単化と乗員の利便性を向上できる。

次に、前記実施例を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施例においては、ブロアモータの回転数が最下段から最高段まで４段階で増加するステップ式モータの例を説明したが、少なくとも空調風量を変更出来れば良く、３段以下、或いは５段以上であっても良い。また、リニアに回転数を変更できるブロアモータを採用することも可能である。

２〕前記実施例においては、運転開始予測手段としてスマートキーレスエントリーシステムの乗員側携帯機からの応答信号と空調予約時刻とを例に説明したが、キーレスエントリーシステムの乗員側携帯機からのドアロック解除信号の受信を運転開始予測の判断条件として用いても良い。この場合、ドアロック解除信号の受信後、過冷却レベル判定を実行し、判定された過冷却レベルに応じた過冷却制御を実行する。

３〕前記実施例においては、ウインドガラスの内面に親水性処理と吸水性処理の両方を施した防曇ガラスの例を説明したが、親水性処理や吸水性処理のような防曇処理が施されていないウインドガラスに適用しても良く、親水性処理と吸水性処理の一方のみが施されたウインドガラスに適用することも可能である。

４〕前記実施例においては、エンジン駆動とモータ駆動とが何れも可能なハイブリッド自動車に適用した例を説明したが、モータ駆動のみの電気自動車にも適用できる。この場合、ヒータコアを省略し、ＰＴＣヒータのみで空調風を加熱する。また、ガソリン車両に適用する場合、ヒータコアのみで空調風を加熱し、ＰＴＣヒータを省略することも可能である。

５〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。

本発明は、ウインドガラスの内面に外気を吹き出し可能なデフロスタ機構を備えた車両用空調制御装置において、過冷却水の結晶化を生じさせることなく、内気循環による暖房効率を向上する。

１ ウインドガラス
２，２Ａ，２Ｂ 空調装置
５ 乗員側携帯機
１１ｃ デフロスタ吹出口
１２ ブロアファン
１４ ヒータコア
１５ ＰＴＣヒータ
１６ａ 予約設定部
２３ 第３ダンパ
３０，３０Ａ，３０Ｂ コントロールユニット
３１ 空調制御部
３３ 停車時間検出部
３４，３４Ａ 過冷却レベル判定部
３５ 過冷却制御テーブル
３６，３６Ａ 過冷却判定テーブル
４２，４２Ａ 温湿度センサ
４３ 外気温センサ
Ｖ 自動車

Claims (5)

1. ウインドガラスの内面に外気を導入した空調風を吹き出し可能で且つその風量を制御可能なデフロスタ機構を有する空調機構と、空調風を加熱する加熱手段とを備えた車両の空調制御装置において、
   前記ウインドガラスの温度を検出するウインドガラス温度検出手段と、
   外気の温度を検出する外気温度検出手段と、
   車両の停車後の停車継続時間を検出する停車時間検出手段と、
   少なくとも、検出された前記ウインドガラス温度と外気温度と停車継続時間とに基づいて前記ウインドガラスの内面に付着している水分が過冷却状態になっている過冷却レベルを判定する過冷却レベル判定手段とを備え、
   前記水分の過冷却レベルが高いとき、過冷却レベルが低いときに比べて空調風の風量を低下するように前記空調機構を制御する制御手段を設けたことを特徴とする車両用空調制御装置。
2. 車両の運転開始を予測する運転開始予測手段を備え、
   前記制御手段は、前記過冷却レベルが高いとき、車両の運転開始以前に前記デフロスタ機構の作動を開始させることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調制御装置。
3. 前記空調機構を予め設定した予約時間又は予約時刻に作動可能な空調予約手段を備え、
   前記制御手段は、前記過冷却レベルが高いとき、前記空調予約手段により予め設定した予約時間又は予約時刻に前記デフロスタ機構の作動を開始させることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調制御装置。
4. 前記ウインドガラスの内面に付着している水分量を判定する水分量判定手段を設け、
   前記制御手段は、前記過冷却レベルが前記設定レベルよりも低いときであっても、前記水分量判定手段が所定値以上の水分量の付着を判定したときには、前記過冷却レベル判定手段の判定結果に拘わらず空調風の風量を低下させることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用空調制御装置。
5. 空調風を加熱する電動ヒータを設け、
   前記デフロスタ機構を制御するとき、前記電動ヒータを作動させることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用空調制御装置。