JP6559611B2 - 車両用空調装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、空調空気の通路として上下に積層された上側空気通路及び下側空気通路を備えた上下二層式の車両用空調装置に関するものであり、特に、暖房起動時における上側空気通路及び下側空気通路のそれぞれに配置される温度調整ドアの制御方法に関する。

上下二層式の空気通路を備えた車両用空調装置は例えば特許文献１から公知である。この形式の空調装置は、一つの冷却用熱交換器（エバポレータ）と一つの加熱用熱交換器（ヒータコア）とを有しており、上側空気通路を流れる空気が冷却用熱交換器及び加熱用熱交換器の上側部分を通過し、下側空気通路を流れる空気が冷却用熱交換器及び加熱用熱交換器の下側部分を通過しうるようになっている。

冷却用熱交換器の出口側において、上側空気通路内及び下側空気通路内にはそれぞれ温調ドアが設けられている。温調ドアは、冷却用熱交換器を出た空気の総量に対する加熱用熱交換器を迂回して加熱用熱交換器の下流側に流れる空気の量の比率である迂回比率を調節し、これにより、空調装置から車室内に吹き出される空気の温度を調節することができる。

例えば冬季において車室内が冷えている状態から空調装置の全自動運転（全自動暖房運転）を開始すると、最初に、実質的に１００％の空気が加熱用熱交換器を通って流れるように温調ドアの向きが調節される。このとき、安全上の観点から運転者の視界確保を最優先とすべく、吹き出しモードは、吹き出し空気の全てまたはほぼ全てがデフロスタ吹出口から吹き出されるデフモードとなる。

その後、車室内の温度が上昇してゆくに従い、吹き出し空気の温度が下がってゆくように温調ドアの向きが調節される。デフモードのときに温調ドアの向きを変化させて冷却用熱交換器を出た空気の一部が加熱用熱交換器を通過しないようにすると、空調装置の空気通路レイアウトに依存して、冷却用熱交換器を出た冷たい空気が、加熱用熱交換器を通過した暖かい空気と十分に混合されることなく、デフロスタ吹出通路に流入し、デフロスタ吹出口からフロントガラスに吹き付けられ、フロントガラス上で結露を誘発し、運転者の視界を妨げるという事象が生じうる。このような事象は「クールデフ」と呼ばれており、安全上の観点から最優先で回避しなければならない。

クールデフを回避するための手法が特許文献２及び特許文献３に記載されている。特許文献２の空調装置では、デフロスタ吹出通路の入口に設けられたデフロスタドアにリブを設け、冷却用熱交換器を出た冷風が直接的にデフロスタ吹出通路に流入することを抑制している。しかし、この構成では、デフロスタドアを全開にしたときにリブが空気流れの抵抗となってしまう。また、リブを設けることによりデフロスタドアの軌道範囲が大きくなり、空調装置の小型化の妨げとなる。

特許文献３の装置では、デフロスタドアとは別に、冷却用熱交換器を出た冷風が直接的にデフロスタ吹出通路に流入することを抑制するためのドアを上記冷風の流れ経路上に設けている。しかし、この新たなドアを設けることにより、空調装置の小型化の妨げとなり、また、空調装置の製造コストも増大する。

特開平１０−０１６５３１号公報 特開２００４−０４２８０３号公報 特開２００７−１３１２８０号公報

本発明は、上下二層式の車両用空調装置を用いて車室内を暖房する際の、クールデフを防止することができる温調ドアの制御方法を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態によれば、車室内の空気を調和する車両用空調装置であって、
ケースと、前記ケース内に設けられた上側送風路及び下側送風路と、前記上側送風路と前記下側送風路とを互いに分離する壁と、前記上側送風路及び前記下側送風路内にそれぞれ位置する上側部分及び下側部分を有する冷却用熱交換器と、前記冷却用熱交換器の下流側において前記上側送風路及び前記下側送風路にそれぞれ位置する上側部分及び下側部分を有する加熱用熱交換器と、前記上側送風路に設けられ、前記冷却用熱交換器から流出した空気を前記加熱用熱交換器を迂回させて下流側に流すことを可能とする上側バイパス経路と、前記下側送風路に設けられ、前記冷却用熱交換器から流出した空気を前記加熱用熱交換器を迂回させて下流側に流すことを可能とする下側バイパス経路と、前記冷却用熱交換器と前記加熱用熱交換器との間において前記上側送風路に設けられ、前記冷却用熱交換器の前記上側部分から流出した空気の量に対する前記上側バイパス経路を通過する空気の量の比率である第１の迂回比率を調節する上側温調ドアと、前記冷却用熱交換器と前記加熱用熱交換器との間において前記下側送風路に設けられ、前記冷却用熱交換器の前記下側部分から流出した空気の量に対する前記下側バイパス経路を通過する空気の量の比率である第２の迂回比率を調節する下側温調ドアと、前記上側送風路及び前記下側送風路から流出する空気が流入する混合室であって、前記加熱用熱交換器の前記上側部分を通過した空気と前記上側バイパス経路を通過した空気とが混合される上側混合空間と、前記加熱用熱交換器の前記下側部分を通過した空気と前記下側バイパス経路を通過した空気とが混合される下側混合空間と、を含む混合室と、前記上側混合空間に面したデフロスタ吹出通路及びベント吹出通路と、前記下側混合空間に面したフット吹出通路と、前記デフロスタ吹出通路の開口面積を調整するデフロスタドアと、前記ベント吹出通の開口面積を調整するベントドアと、前記フット吹出通路の開口面積を調整するフットドアと、少なくとも前記上側温調ドア、前記下側温調ドア、前記デフロスタドア、前記ベントドア及び前記フットドアの動作を制御する制御部と、を備えた車両用空調装置が提供される。前記制御部は、暖房起動制御を行うとき、前記第１の迂回比率及び第２の迂回比率がともに実質的にゼロとなるように前記上側温調ドア及び前記下側温調ドアを位置決めし、かつ、前記混合室を通流した空気が前記デフロスタ吹出通路を通過できるように前記デフロスタドアを制御し、その後、車室内温度の上昇に伴い車室内に供給される調和空気の温度を徐々に低下させてゆくときに、前記第２の迂回比率が前記第１の迂回比率よりも先に増加するように前記上側温調ドア及び下側温調ドアを制御する。

本発明の他の実施形態によれば、車両用空調装置の制御方法であって、上側送風路及び下側送風路と、前記上側送風路及び前記下側送風路内にそれぞれ位置する上側部分及び下側部分を有する冷却用熱交換器と、前記冷却用熱交換器の下流側において前記上側送風路及び前記下側送風路にそれぞれ位置する上側部分及び下側部分を有する加熱用熱交換器と、前記上側送風路に設けられ、前記冷却用熱交換器から流出した空気を前記加熱用熱交換器を迂回させて下流側に流すことを可能とする上側バイパス経路と、前記下側送風路に設けられ、前記冷却用熱交換器から流出した空気を前記加熱用熱交換器を迂回させて下流側に流すことを可能とする下側バイパス経路と、前記冷却用熱交換器と前記加熱用熱交換器との間において前記上側送風路に設けられ、前記冷却用熱交換器の前記上側部分から流出した空気の量に対する前記上側バイパス経路を通過する空気の量の比率である第１の迂回比率を調節する上側温調ドアと、前記冷却用熱交換器と前記加熱用熱交換器との間において前記下側送風路に設けられ、前記冷却用熱交換器の前記下側部分から流出した空気の量に対する前記下側バイパス経路を通過する空気の量の比率である第２の迂回比率を調節する下側温調ドアと、前記上側送風路及び前記下側送風路から流出する空気が流入する混合室であって、前記加熱用熱交換器の前記上側部分を通過した空気と前記上側バイパス経路を通過した空気とが混合される上側混合空間と、前記加熱用熱交換器の前記下側部分を通過した空気と前記下側バイパス経路を通過した空気とが混合される下側混合空間と、を含む混合室と、前記上側混合空間に面したデフロスタ吹出通路及びベント吹出通路と、前記下側混合空間に面したフット吹出通路と、前記デフロスタ吹出通路の開口面積を調整するデフロスタドアと、前記ベント吹出通の開口面積を調整するベントドアと、前記フット吹出通路の開口面積を調整するフットドアと、を備えている車両用空調装置の制御方法が提供される。この制御方法は、暖房起動制御を行うとき、前記第１の迂回比率及び第２の迂回比率がともに実質的にゼロとなるように前記上側温調ドア及び前記下側温調ドアを位置決めし、かつ、前記混合室を通流した空気が前記デフロスタ吹出通路を通過できるように前記デフロスタドアを制御し、その後、車室内温度の上昇に伴い車室内に供給される調和空気の温度を徐々に低下させてゆくときに、前記第２の迂回比率が前記第１の迂回比率よりも先に増加するように前記上側温調ドア及び下側温調ドアを制御する。

上記本発明の実施形態によれば、余分な機構及び部材を設けることなく、つまり空調装置のサイズ及び製造コストを増大させることなく、クールデフ現象を防止することができる。

本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の全体構成を示す概略図である。 全自動運転時における暖房開始後の各ドアの状態を示す概略図である。 全自動運転時における暖房開始後の各ドアの状態を示すタイミングチャートである。 バイパス経路の配置の別の例を示す概略斜視図である。

以下、この発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、車室内の空気を調和するための車両用空調装置は、ケース１０を有する。ケース１０内には、上側送風路１２Ａ及び下側送風路１２Ｂが設けられている。上側送風路１２Ａと下側送風路１２Ｂとは上下に積層されており、これらの間に設けられた壁１４により互いに分離されている。

ケース１０には、上側外気導入口１６Ａと下側外気導入口１６Ｂとを有する外気導入部１６が設けられている。上側外気導入口１６Ａを介して上側送風路１２Ａに外気を導入することができ、また、下側外気導入口１６Ｂを介して下側送風路１２Ｂに外気を導入することができる。

外気導入部１６の直ぐ下流側にエアフィルタ１８が設けられている。エアフィルタ１８の上側部分は上側送風路１２Ａ内に位置し、エアフィルタ１８の下側部分は下側送風路１２Ｂ内に位置している。

ケース１０にはさらに、内気導入口２０Ａ，２０Ｂが設けられている。内気導入口２０Ａ及び２０Ｂを介して、上側送風路１２Ａ及び下側送風路１２Ｂにそれぞれ車室内の空気を導入することができる。内気導入口２０Ａ及び２０Ｂには、切替ドア２２Ａ，２２Ｂがそれぞれ設けられている。切替ドア２２Ａ，２２Ｂの位置を切り替えることにより、上側送風路１２Ａ及び下側送風路１２Ｂを下流側に向けて流れる空気を、外気及び内気のうちのいずれか一方または両者の混合とすることができる。

車両用空調装置は、送風機２４を有している。送風機２４は、上側送風路１２Ａに気流を形成する上側ファン２４Ａと、下側送風路１２Ｂに気流を形成する下側ファン２４Ｂとを有している。

送風機２４の下流側において、ケース１０内には、冷却用熱交換器（エバポレータ）２６が設けられている。冷却用熱交換器２６の上側部分２６Ａは上側送風路１２Ａ内に位置し、冷却用熱交換器２６の下側部分２６Ｂは下側送風路１２Ｂ内に位置している。冷却用熱交換器２６は、そこを通過する空気から熱を奪い、かつ、空気の湿度が高い場合には空気中の水分を凝縮させることにより空気の湿度を下げる。

冷却用熱交換器２６の下流側において、ケース１０内には、加熱用熱交換器（ヒータコア）２８が設けられている。加熱用熱交換器２８の上側部分２８Ａは上側送風路１２Ａ内に位置し、加熱用熱交換器２８の下側部分２８Ｂは下側送風路１２Ｂ内に位置している。加熱用熱交換器２８は、そこを通過する空気を加熱する。

加熱用熱交換器２８の上側部分２８Ａは上側送風路１２Ａの全断面を占有してはいない。上側送風路１２Ａの加熱用熱交換器２８が存在しない領域が、上側送風路１２Ａを流れる空気が加熱用熱交換器２８の上側部分２８Ａを通過しないで（上側部分２８Ａを迂回して）加熱用熱交換器２８の下流側に流れることを可能とするバイパス経路２９Ａとなっている。このバイパス経路は「上側」送風路１２Ａに設けられたバイパス経路という意味において「上側バイパス経路２９Ａ」と呼ばれる。

同様に、加熱用熱交換器２８の下側部分２８Ｂは下側送風路１２Ｂの全断面を占有してはいない。下側送風路１２Ｂの加熱用熱交換器２８が存在しない領域が、下側送風路１２Ｂを流れる空気が加熱用熱交換器２８の下側部分２８Ｂを通過しないで（下側部分２８Ｂを迂回して）加熱用熱交換器２８の下流側に流れることを可能とするバイパス経路２９Ｂとなっている。このバイパス経路は「下側」送風路１２Ｂに設けられたバイパス経路という意味において「下側バイパス経路２９Ｂ」と呼ばれる。

図１に示した実施形態では、上側バイパス経路２９Ａは上側送風路１２Ａの上側領域に設けられ、下側バイパス経路２９Ｂは下側送風路１２Ｂの下側領域に設けられている。

冷却用熱交換器２６と加熱用熱交換器２８との間において、上側送風路１２Ａ及び下側送風路１２Ｂには、上側温調ドア３０Ａ及び下側温調ドア３０Ｂがそれぞれ設けられている。上側温調ドア３０Ａは水平方向（図１の紙面垂直方向）に延びる旋回軸線を中心として旋回することができ、これによって、冷却用熱交換器２６の上側部分２６Ａから流出する空気の量（ＱＵtotal）（総量）に対する上側バイパス経路２９Ａを通過する空気の量（ＱＵcool）つまり加熱用熱交換器２８を迂回する空気の量の比率である第１の迂回比率（ＱＵcool／ＱＵtotal）を調節することができる。同様に、下側温調ドア３０Ｂは水平方向に延びる旋回軸線を中心として旋回することができ、これによって、冷却用熱交換器２６の下側部分２６Ｂから流出空気の量（ＱＬtotal）（総量）に対する下側バイパス経路２９Ｂを通過する空気の量（ＱＬcool）つまり加熱用熱交換器２８を迂回する空気の量の比率である第２の迂回比率（ＱＬcool／ＱＬtotal）を調節することができる。

上側バイパス経路２９Ａ及び下側バイパス経路２９Ｂの配置は、図１に示したものに限定されるものではなく、例えば図４に示すように、上側バイパス経路２９Ａを上側送風路１２Ａの側部に設け、下側バイパス経路２９Ｂを下側送風路１２Ｂの側部に設けてもよい。この場合、上側温調ドア３０Ａは鉛直方向に延びる旋回軸線３０ＡＸを中心として旋回するように設けられ、下側温調ドア３０Ｂは鉛直方向に延びる旋回軸線３０ＢＸを中心として旋回するように設けられる。図４において矢印Ｕ−Ｌは、上下（鉛直）方向を示している。

ケース１０内の加熱用熱交換器２８の下流側に形成された混合室３１内で、上側送風路１２Ａを流れてきた空気と、下側送風路１２Ｂを流れてきた空気とが混合される。また、主に混合室３１の上側混合空間３１Ａ内では、上側送風路１２Ａを流れてきた空気のうち加熱用熱交換器２８の上側部分２８Ａを通過した空気と、加熱用熱交換器２８の上側部分２８Ａを迂回して上側バイパス経路２９Ａを通過した空気が混合される。また、主に混合室３１の下側混合空間３１Ｂ内では、下側送風路１２Ｂを流れてきた空気のうち加熱用熱交換器２８の下側部分２８Ｂを通過した空気と、加熱用熱交換器２８の下側部分２８Ｂを迂回して下側バイパス経路２９Ｂを通過した空気が混合される。

上側混合空間３１Ａには、デフロスタ吹出通路３２及びベント吹出通路３４が面している。下側混合空間３１Ｂには、フット吹出通路３６が面している。このような配置のせいで、混合室３１室内では上記の通り空気が混合されるとはいえ、上側送風路１２Ａから混合室３１内に流出した空気はデフロスタ吹出通路３２及びベント吹出通路３４に入ってゆきやすい傾向にあり、下側送風路１２Ｂから混合室３１内に流出した空気はフット吹出通路３６に入ってゆきやすい傾向にある。

デフロスタ吹出通路３２の下流端は、車室内のフロントガラスの内面に向けて空気を吹き出す図示しないデフロスタ吹出口に接続されている。ベント吹出通路３４の下流端は、運転席及び助手席（場合によっては後席も）に座っている乗員の上半身に向けて空気を吹き出す図示しないベント吹出口に接続されている。フット吹出通路３６の下流端は、運転席及び助手席（場合によっては後席も）に座っている乗員の足元に向けて空気を吹き出す図示しないフット吹出口に接続されている。

デフロスタ吹出通路３２、ベント吹出通路３４及びフット吹出通路３６には（図示例ではこれらの吹出通路３２，３４，３６の入口部分には）、これらの吹出通路３２，３４，３６の開口面積を調整するためのデフロスタドア３２Ｄ、ベントドア３４Ｄ及びフットドア３６Ｄがそれぞれ設けられている。

上側温調ドア３０Ａ及び下側温調ドア３０Ｂ、並びにデフロスタドア３２Ｄ、ベントドア３４Ｄ及びフットドア３６Ｄの各々は、車載マイクロコンピュータなどからなる制御部４０によって制御される図示しないアクチュエータにより駆動され、任意の旋回位置に停止させることができる。制御部４０は、車両用空調装置の一部として設けられる場合と、車両用空調装置が搭載される車両の一部として設けられる場合とがあり、本発明においていずれの形態であっても構わない。

次に、車室内が冷えている状態から行う全自動暖房運転時における制御（以下、この制御を「暖房起動制御」と呼ぶ）を行うときの空調装置の動作について、主に図２及び図３を参照して説明する。図２の（ａ）〜（ｅ）に示す状態は、図３のチャート中の（ａ）〜（ｅ）にそれぞれ対応している。図３のチャートにおいて、横軸は吹き出し目標温度（吹出通路３２，３４，３６から車室内に吹き出される空気の平均温度の目標値）であり、縦軸は上側温調ドア３０Ａ（下側温調ドア３０Ｂ）の位置を示している。図３のチャートにおいて、符号Ｕが付けられた実線は上側温調ドア３０Ａの位置を示し、符号Ｌが付けられた破線は下側温調ドア３０Ｂの位置を示している。

図３のチャートの縦軸において、１００％ＨＯＴとあるのは、冷却用熱交換器２６の上側部分２６Ａ（下側部分２６Ｂ）から流出した空気の全てが上側バイパス経路２９Ａ（下側バイパス経路２９Ｂ）を通らずに加熱用熱交換器２８の上側部分２８Ａ（下側部分２８Ｂ）に流入する、つまり、第１の迂回比率（ＱＵcool／ＱＵtotal）（第２の迂回比率（ＱＬcool／ＱＬtotal））が０％となるような位置である。１００％ＣＯＯＬとあるのは、冷却用熱交換器２６の上側部分２６Ａ（下側部分２６Ｂ）から流出した空気の全てが上側バイパス経路２９Ａ（下側バイパス経路２９Ｂ）を通り加熱用熱交換器２８の上側部分２８Ａ（下側部分２８Ｂ）に流入しない、つまり、第１の迂回比率（ＱＵcool／ＱＵtotal）（第２の迂回比率（ＱＬcool／ＱＬtotal））が１００％となるような位置である。１００％ＨＯＴと１００％ＣＯＯＬの位置では、第１の迂回比率（ＱＵcool／ＱＵtotal）（第２の迂回比率（ＱＬcool／ＱＬtotal））は、上側温調ドア３０Ａ（下側温調ドア３０Ｂ）の位置に応じて０％と１００％との間で変動する。なお、迂回比率が０％及び１００％というのは、制御目標値であり、例えば、上側温調ドア３０Ａ（下側温調ドア３０Ｂ）周辺の微小隙間による不可避的な空気の漏洩があったとしてもそのことは考慮しないで、そのときの実際の迂回比率は実質的に０％及び１００％であるものとみなす。

空調装置が起動すると、まず、空調装置はデフモードで動作する。図３のチャートの下側の矢印Ｄで示された範囲において、空調装置はデフモードで運転される。このデフモードでは、図２（ａ）及び図３のチャートの（ａ）に示すように、上側温調ドア３０Ａ及び下側温調ドア３０Ｂは、冷却用熱交換器２６から流出した空気の全てが上側バイパス経路２９Ａ及び下側バイパス経路２９Ｂを通らずに加熱用熱交換器２８に流入するように、つまり、第１の迂回比率（ＱＵcool／ＱＵtotal）及び第２の迂回比率（ＱＬcool／ＱＬtotal）がともにゼロとなるような位置に位置決めされる。また、デフロスタドア３２Ｄが全開とされ、ベントドア３４Ｄは全閉とされる。フットドア３６Ｄは全閉とされるか若しくは微小開度で開かれる。詳細には、フットドア３６Ｄの開度は０％〜１０％程度とされる。従って、このとき、デフロスタ吹出口から混合室３１内を通流した高温の空気がフロントガラスの内面に向けて大流量で吹き出す。また、フットドア３６Ｄの開度に依存して、フット吹出口から高温の空気が微小流量で吹き出すかあるいは吹き出さないようになる。

ここでフットドア３６Ｄの開度とは、フット吹出通路３６の中心軸線方向から見たときの、全開時のフット吹出通路３６の開口面積に対する各時点の開口面積の比を百分率で示したものである。デフロスタドア３２Ｄ及びベントドア３４Ｄの開度についても同様に定義される。

車室内の気温（車室内温度）が上昇してゆくのに伴い、車室内に吹き出す空気（調和空気）の温度を徐々に低下させてゆく。このとき、図２（ｂ）及び図３のチャートの（ｂ）付近に示すように、まず、上側温調ドア３０Ａの位置を固定したままで（つまり第１の迂回比率（ＱＵcool／ＱＵtotal）を維持したままで）下側温調ドア３０Ｂを動かし、第２の迂回比率（ＱＬcool／ＱＬtotal）をゼロから増加させてゆく。上側送風路１２Ａから混合室３１内に流入する空気は、デフロスタ吹出通路３２に直接流入しやすいが、この空気は図３のチャートの（ａ）のときと同じく高温である。下側送風路１２Ｂのバイパス経路２９Ｂを通り混合室内に流入する低温の空気は、下側混合空間３１Ｂ内において加熱用熱交換器２８の下側部分２８Ｂから流出した高温の空気と混合され、さらには、上側混合空間３１Ａ内において上側送風路１２Ａから流出した高温の空気とも混合される。このため、下側送風路１２Ｂのバイパス経路２９Ｂを通り混合室３１内に流入する低温の空気が、低温のままデフロスタ吹出通路３２に流入することはない。このため、低温の空気がデフロスタ吹出通路３２に流入することによって生じるクールデフを防止することができる。

車室内の気温が上昇してゆくのに伴い、車室内に吹き出す空気の温度をさらに徐々に低下させてゆく。車室内の気温が所定の閾値を上回ったら、空調装置の動作モードをデフモードからフットモード（デフ／フットモードとも呼ばれる）に切り替える。図３のチャートの下側の矢印Ｆで示された範囲において、空調装置はフットモードで運転される。フットモードへの移行にあたって、ベントドア３４Ｄを引き続き全閉としたまま、デフロスタドア３２Ｄの開度が小さくされ、フットドア３６Ｄが開かれる。デフロスタドア３２Ｄ及びフットドア３６Ｄは、例えば、車室内に吹き出される空気の総量の８０％程度がフット吹出口から吹き出され、残りの２０％がデフロスタ吹出口から吹き出されるような開度に調節される。フット吹出口及びデフロスタ吹出口からの吹き出し空気量の比率は、他の比率であってもよいが、少なくともフット吹出口からの吹き出し空気量がデフロスタ吹出口からの吹き出し空気量よりも大きくされる。

動作モードをデフモードからフットモードに切り替えるのとほぼ同時に、上側温調ドア３０Ａも動かし始めて、第１の迂回比率（ＱＵcool／ＱＵtotal）も増加させてゆく。つまり、フットモードに切り替えた後、車室内の気温上昇に伴い車室内に吹き出す空気の温度を低下させてゆくときに、図２（ｃ）及び図３のチャートの（ｃ）及びその右側の領域に示すように、第２の迂回比率（ＱＬcool／ＱＬtotal）が第１の迂回比率（ＱＵcool／ＱＵtotal）より高い状態を維持しつつ、下側温調ドア３０Ｂ及び上側温調ドア３０Ａの両方を動かして、第２の迂回比率（ＱＬcool／ＱＬtotal）及び第１の迂回比率（ＱＵcool／ＱＵtotal）の両方を同時に減少させてゆく。

フットモードにおいては、上側送風路１２Ａのバイパス経路２９Ａを通過した低温の空気が混合室３１の上側部分に流入するが、デフロスタ吹出通路３２の開口面積が小さくなっているため、低温の空気が直接的にデフロスタ吹出通路３２に入ってゆき難く、低温の空気は混合室３１の上側混合空間３１Ａ（図１を参照）で加熱用熱交換器２８の上側部分２８Ａから流出してきた空気と混合された後にデフロスタ吹出通路３２に流入する傾向にある。従って、フットモードに移行した後にクールデフが生じるおそれは無い。

車室内の気温が上昇してゆくのに伴い、車室内に吹き出す空気の温度をさらに徐々に低下させてゆく。車室内の気温が所定の閾値を上回ったら、空調装置の動作モードをフットモードからバイレベルモードに切り替える。図３のチャートの下側の矢印ＢＬで示された範囲において、空調装置はバイレベルモードで運転される。バイレベルモードの移行時には、フットドア３６Ｄを引き続き開いたまま、デフロスタドア３２Ｄが閉じられ、ベントドア３４Ｄが開かれる。ベントドア３４Ｄ及びフットドア３６Ｄは、例えば車室内に吹き出される空気の総量の６０％程度がフット吹出口から吹き出され、残りの４０％がベント吹出口から吹き出されるような開度に調節される。フット吹出口及びベント吹出口からの吹き出し空気量の比率は、他の比率であってもよい。

動作モードをフットモードからバイレベルモードに切り替えるのとほぼ同時に、上側温調ドア３０Ａを及び下側温調ドア３０Ｂを比較的高速で動かし、第１の迂回比率（ＱＵcool／ＱＵtotal）及び第２の迂回比率（ＱＬcool／ＱＬtotal）の大小関係を逆転させ、第２の迂回比率（ＱＬcool／ＱＬtotal）を第１の迂回比率（ＱＵcool／ＱＵtotal）より低くする（図２の（ｃ）と（ｄ）、並びに図３のチャートの（ｃ）と（ｄ）を比較対照）。これにより、フット吹出通路３６に近い下側混合空間３１Ｂには比較的暖かい空気が流入し、ベント吹出通路３４に近い上側混合空間３１Ａには比較的冷たい空気が流入する。従って、快適な頭寒足熱の空調状態が実現される。

その後、車室内の気温が上昇してゆくのに伴い、車室内に吹き出す空気の温度をさらに低下させてゆく。このとき、図２（ｅ）及び図３のチャートの（ｅ）及びその右側の領域に示すように、第２の迂回比率（ＱＬcool／ＱＬtotal）が第１の迂回比率（ＱＵcool／ＱＵtotal）より低い状態を維持しつつ、下側温調ドア３０Ｂ及び上側温調ドア３０Ａの両方を動かして、第２の迂回比率（ＱＬcool／ＱＬtotal）及び第１の迂回比率（ＱＵcool／ＱＵtotal）の両方を同時に減少させてゆく。

バイレベルモードに移行後に車室内の温度がさらに上昇し予め定められた閾値温度に達したら暖房起動制御は終了し、制御モードは通常の温度制御に移行する。

なお、上記の暖房起動制御においては、デフモード、フットモード及びバイレベルモードのいずれにおいても、好ましくは、上側送風路１２Ａには外気（相対的に低温、低湿度である）が導入され、下側送風路１２Ｂには内気（相対的に高温、高湿度である）が導入されるように、切替ドア２２Ａ，２２Ｂが切り替えられる。こうすることにより、デフロスタ吹出口やベント吹出口から吹き出される空気がより低湿度となり、視界確保上有利である。また、低湿度である必要がないフット吹出口から吹き出される空気がより高温となり、乗員の快適性の観点から有利である。

上記実施形態によれば、デフロスタ吹出通路内に補助ドアのような付加的なデバイスを設けたり、デフロスタドアにリブを設けたりすることなくクールデフの防止を実現することができるので、空調装置の小型化が妨げられたり空調装置の製造コストが増大することはない。

１０ ケース
１２Ａ 上側送風路
１２Ｂ 下側送風路
１４ 壁
２６ 冷却用熱交換器
２６Ａ 冷却用熱交換器の上側部分
２６Ｂ 冷却用熱交換器の下側部分
２８ 加熱用熱交換器
２８Ａ 加熱用熱交換器の上側部分
２８Ｂ 加熱用熱交換器の下側部分
２９Ａ 上側バイパス経路
２９Ｂ 下側バイパス経路
３０Ａ 上側温調ドア
３０Ｂ 下側温調ドア
３１ 混合室
３１Ａ 混合室内の上側混合空間
３１Ｂ 混合室内の下側混合空間
３２ デフロスタ吹出通路
３２Ｄ デフロスタドア
３４ ベント吹出通路
３４Ｄ ベントドア
３６ フット吹出通路
３６Ｄ フットドア
４０ 制御部

Claims (8)

1. 車室内の空気を調和する車両用空調装置であって、
   ケースと、
   前記ケース内に設けられた上側送風路及び下側送風路と、
   前記上側送風路と前記下側送風路とを互いに分離する壁と、
   前記上側送風路及び前記下側送風路内にそれぞれ位置する上側部分及び下側部分を有する冷却用熱交換器と、
   前記冷却用熱交換器の下流側において前記上側送風路及び前記下側送風路にそれぞれ位置する上側部分及び下側部分を有する加熱用熱交換器と、
   前記上側送風路に設けられ、前記冷却用熱交換器から流出した空気を前記加熱用熱交換器を迂回させて下流側に流すことを可能とする上側バイパス経路と、
   前記下側送風路に設けられ、前記冷却用熱交換器から流出した空気を前記加熱用熱交換器を迂回させて下流側に流すことを可能とする下側バイパス経路と、
   前記冷却用熱交換器と前記加熱用熱交換器との間において前記上側送風路に設けられ、前記冷却用熱交換器の前記上側部分から流出した空気の量に対する前記上側バイパス経路を通過する空気の量の比率である第１の迂回比率を調節する上側温調ドアと
   前記冷却用熱交換器と前記加熱用熱交換器との間において前記下側送風路に設けられ、前記冷却用熱交換器の前記下側部分から流出した空気の量に対する前記下側バイパス経路を通過する空気の量の比率である第２の迂回比率を調節する下側温調ドアと、
   前記上側送風路及び前記下側送風路から流出する空気が流入する混合室であって、前記加熱用熱交換器の前記上側部分を通過した空気と前記上側バイパス経路を通過した空気とが混合される上側混合空間と、前記加熱用熱交換器の前記下側部分を通過した空気と前記下側バイパス経路を通過した空気とが混合される下側混合空間と、を含む混合室と、
   前記上側混合空間に面したデフロスタ吹出通路及びベント吹出通路と、
   前記下側混合空間に面したフット吹出通路と、
   前記デフロスタ吹出通路の開口面積を調整するデフロスタドアと、前記ベント吹出通路の開口面積を調整するベントドアと、前記フット吹出通路の開口面積を調整するフットドアと、
   少なくとも前記上側温調ドア、前記下側温調ドア、前記デフロスタドア、前記ベントドア及び前記フットドアの動作を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、暖房起動制御を行うとき、前記第１の迂回比率及び前記第２の迂回比率がともに実質的にゼロとなるように前記上側温調ドア及び前記下側温調ドアを位置決めし、かつ、前記混合室を通流した空気が前記デフロスタ吹出通路を通過できるように前記デフロスタドアを制御し、その後、車室内温度の上昇に伴い車室内に供給される調和空気の温度を徐々に低下させてゆくときに、前記第２の迂回比率が前記第１の迂回比率よりも先に増加するように前記上側温調ドア及び下側温調ドアを制御する、車両用空調装置。
2. 前記制御部は、前記第１及び第２の迂回比率がともに実質的にゼロとなるように前記上側温調ドア及び前記下側温調ドアが位置決めされ、かつ、前記混合室を通流した空気が前記デフロスタ吹出通路を通過できるように前記デフロスタドアを制御しているときに、前記混合室を通流した空気が前記フット吹出通路も通過できるように前記フットドアを制御する、請求項１記載の車両用空調装置。
3. 前記制御部は、前記暖房起動制御の継続によるさらなる車室内温度の上昇に伴い車室内に供給される調和空気の温度をさらに低下させてゆくときに、前記第２の迂回比率が前記第１の迂回比率よりも高く維持されつつ前記第２の迂回比率及び前記第１の迂回比率が増大するように前記上側温調ドア及び下側温調ドアを制御する、請求項１または２記載の車両用空調装置。
4. 前記制御部は、前記暖房起動制御の継続によるさらなる車室内温度の上昇が生じると、前記混合室を通流した空気が前記デフロスタ吹出通路を通過できず前記ベント吹出通路および前記フット吹出通路を通過できるように、前記デフロスタドア、前記ベントドアおよび前記フットドアを制御するとともに、前記第１の迂回比率が前記第２の迂回比率よりも高くなるように前記上側温調ドア及び下側温調ドアを制御する、請求項３に記載の車両用空調装置。
5. 車両用空調装置の制御方法であって、上側送風路及び下側送風路と、前記上側送風路及び前記下側送風路内にそれぞれ位置する上側部分及び下側部分を有する冷却用熱交換器と、前記冷却用熱交換器の下流側において前記上側送風路及び前記下側送風路にそれぞれ位置する上側部分及び下側部分を有する加熱用熱交換器と、前記上側送風路に設けられ、前記冷却用熱交換器から流出した空気を前記加熱用熱交換器を迂回させて下流側に流すことを可能とする上側バイパス経路と、前記下側送風路に設けられ、前記冷却用熱交換器から流出した空気を前記加熱用熱交換器を迂回させて下流側に流すことを可能とする下側バイパス経路と、前記冷却用熱交換器と前記加熱用熱交換器との間において前記上側送風路に設けられ、前記冷却用熱交換器の前記上側部分から流出した空気の量に対する前記上側バイパス経路を通過する空気の量の比率である第１の迂回比率を調節する上側温調ドアと、前記冷却用熱交換器と前記加熱用熱交換器との間において前記下側送風路に設けられ、前記冷却用熱交換器の前記下側部分から流出した空気の量に対する前記下側バイパス経路を通過する空気の量の比率である第２の迂回比率を調節する下側温調ドアと、前記上側送風路及び前記下側送風路から流出する空気が流入する混合室であって、前記加熱用熱交換器の前記上側部分を通過した空気と前記上側バイパス経路を通過した空気とが混合される上側混合空間と、前記加熱用熱交換器の前記下側部分を通過した空気と前記下側バイパス経路を通過した空気とが混合される下側混合空間と、を含む混合室と、前記上側混合空間に面したデフロスタ吹出通路及びベント吹出通路と、前記下側混合空間に面したフット吹出通路と、前記デフロスタ吹出通路の開口面積を調整するデフロスタドアと、前記ベント吹出通路の開口面積を調整するベントドアと、前記フット吹出通路の開口面積を調整するフットドアと、を備えている車両用空調装置の制御方法において、
   暖房起動制御を行うとき、前記第１の迂回比率及び前記第２の迂回比率がともに実質的にゼロとなるように前記上側温調ドア及び前記下側温調ドアを位置決めし、かつ、前記混合室を通流した空気が前記デフロスタ吹出通路を通過できるように前記デフロスタドアを制御し、その後、車室内温度の上昇に伴い車室内に供給される調和空気の温度を徐々に低下させてゆくときに、前記第２の迂回比率が前記第１の迂回比率よりも先に増加するように前記上側温調ドア及び下側温調ドアを制御する、制御方法。
6. 前記第１及び第２の迂回比率がともに実質的にゼロとなるように前記上側温調ドア及び前記下側温調ドアが位置決めされ、かつ、前記混合室を通流した空気が前記デフロスタ吹出通路を通過できるように前記デフロスタドアが制御されているときに、前記混合室を通流した空気が前記フット吹出通路も通過できるように前記フットドアを制御する、請求項５記載の制御方法。
7. 前記暖房起動制御の継続によるさらなる車室内温度の上昇に伴い車室内に供給される調和空気の温度をさらに低下させてゆくときに、前記第２の迂回比率が前記第１の迂回比率よりも高く維持されつつ前記第２の迂回比率及び前記第１の迂回比率が増大するように前記上側温調ドア及び下側温調ドアを制御する、請求項５または６記載の制御方法。
8. 前記暖房起動制御の継続によるさらなる車室内温度の上昇が生じると、前記混合室を通流した空気が前記デフロスタ吹出通路を通過できず前記ベント吹出通路および前記フット吹出通路を通過できるように、前記デフロスタドア、前記ベントドアおよび前記フットドアを制御するとともに、前記第１の迂回比率が前記第２の迂回比率よりも高くなるように前記上側温調ドア及び下側温調ドアを制御する、請求項７記載の制御方法。

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