WO2013088727A1

WO2013088727A1 - 車両用空調装置

Info

Publication number: WO2013088727A1
Application number: PCT/JP2012/007992
Authority: WO
Inventors: 水谷　公士; 若林　晃次; 雅志渡邉
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2013-06-20
Also published as: CN103998266B; DE112012005256T5; US20140373563A1; US9796242B2; CN103998266A; JP2013124050A; JP5594281B2

Abstract

車両用空調装置において、通常空調に比べて、運転席（６８）を集中空調するときには、エバポレータ（４１）の第１通風領域（４１ａ）を通過する空気の風速が第２通風領域（４１ｂ）を通過する空気の風速よりも大きくなる。このとき、目標エバポレータ温度ＴＥＯに補正値を加算して高温修正目標温度ＴＥＯＫを算出し、エバ温度センサ（７４）の検出温度ＴＥが高温修正目標温度ＴＥＯＫに一致するように制御する。これにより、第２通風領域（４１ｂ）のフロストを抑止する。

Description

車両用空調装置

関連出願の相互参照

　本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、２０１１年１２月１５日に出願された日本特許出願２０１１－２７４９５３を基にしている。

　本開示は、冷却用熱交換器で冷却した空気を車室内に吹き出す車両用空調装置に関する。

　従来技術として、例えば、下記特許文献１に開示された車両用空調装置がある。この車両用空調装置では、空調ダクト内に配設されたエバポレータやヒータコアで温度調節された空調風を、運転席側の吹出口および助手席側の吹出口から車室内に吹き出すようになっている。そして、乗員が運転者のみの場合には、助手席側の吹出口を閉塞して、運転席空間を集中して空調できるようになっている。

特開２００９－２９２２９３号公報

　しかしながら、本願の発明者の検討によると、上記の車両用空調装置では、助手席側の吹出口を閉塞して運転席空間を集中して空調する際には、エバポレータを通過する空気の風速分布が不均一になり易い。例えば、通常の空調時に、主にエバポレータの運転席側の領域を通過した空気が運転席側の吹出口に向かうようにし、主にエバポレータの助手席側の領域を通過した空気が助手席側の吹出口に向かうようにする。また、運転席集中空調時には、エバポレータの助手席側の領域を通過する空気の風速が低下する。そのため、運転席集中空調時には、エバポレータの運転席側の領域を通過する空気よりも、エバポレータの助手席側の領域を通過する空気の方が低温になり易い。

　したがって、冷却用熱交換器であるエバポレータの冷却温度を検出するサーミスタがエバポレータの運転席側の領域に設けられている。しかし、このサーミスタの検出温度に基づいてエバポレータを含む冷凍サイクルの冷媒循環を制御すると、エバポレータの助手席側の領域においてフロストが発生し易いという問題がある。

　本開示は、上記点に鑑みてなされたものであり、冷却用熱交換器を通過する空気の風速分布が不均一であっても、冷却用熱交換器のフロストを抑止することが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。

　本開示の第１態様によると、車両用空調装置は、車室内に吹き出される空気を内部に流通する空調ダクトと、空調ダクト内に設けられ空気を冷却する冷却用熱交換器と、冷却用熱交換器で冷却された空気の温度を検出する温度検出器と、冷却用熱交換器による空気の目標冷却温度を設定するとともに、温度検出器の検出温度が目標冷却温度となるように冷却用熱交換器の冷却能力を制御する制御装置とを備える。制御装置は、冷却用熱交換器の第１通風領域を通過する空気の風速と第１通風領域以外の第２通風領域を通過する空気の風速とが実質的に同一である第１通風状態と、第１通風領域を通過する空気の風速が第２通風領域を通過する空気の風速よりも大きくなる第２通風状態と、を切り替えるように構成されておる。温度検出器は、第１通風領域で冷却された空気の温度を検出する。制御装置は、第１通風状態を形成したときには、車室内へ吹き出す空気の目標吹出温度に基づいて目標冷却温度を導出して、検出温度が目標冷却温度となるように冷却用熱交換器の冷却能力を制御する。また、制御装置は、第２通風状態を形成したときには、車室内へ吹き出す空気の目標吹出温度に基づいて導出した目標冷却温度より所定温度高い高温修正目標温度を設定して、検出温度が高温修正目標温度となるように冷却用熱交換器の冷却能力を制御する。

　これによると、温度検出器が冷却用熱交換器の第１通風領域で冷却された空気の温度を検出するものであっても、制御装置は、第２通風状態を形成したときには、車室内へ吹き出す空気の目標吹出温度に基づいて導出した目標冷却温度より所定温度高い高温修正目標温度を設定して、検出温度が高温修正目標温度となるように冷却用熱交換器の冷却能力を制御する。

　すなわち、制御装置は、冷却用熱交換器の第１通風領域を通過する空気の風速が第２通風領域を通過する空気の風速よりも大きくなったときには、車室内へ吹き出す空気の目標吹出温度に基づいて導出した目標冷却温度を用いずに、目標冷却温度より所定温度高い高温修正目標温度を用いて、冷却用熱交換器の冷却能力を制御する。

　したがって、温度検出器が冷却用熱交換器の第１通風領域で冷却された空気の温度を検出するものであっても、温度検出器の検出温度が高温修正目標温度となるように冷却用熱交換器の冷却能力を制御するので、冷却用熱交換器の第１通風領域よりも低温となり易い第２通風領域においてフロストが発生することを抑止することができる。

　　本開示の第２態様によると、車両用空調装置は、空調ダクトに設けられ、主に第１通風領域を通過した空気を車室内の特定の座席に向かって吹き出す第１吹出口と、空調ダクトに設けられ、主に第２通風領域を通過した空気を車室内の特定の座席以外の他の座席に向かって吹き出す第２吹出口と、を備えてもよい。また、制御装置が第２吹出口からの吹出風量を第１吹出口からの吹出風量よりも小さくしたときに、第２通風状態が形成されてもよい。

　これによると、第１吹出口から吹き出す空気で車室内の特定の座席のある空間を集中的に空調する際には、第１通風領域を通過する空気の風速が第２通風領域を通過する空気の風速より大きくなるが、第２通風領域におけるフロストの発生を容易に抑止することができる。

　本開示の第３態様によると、車両用空調装置は第２吹出口を開閉する開閉装置を備えてもよい。この場合は、制御装置は、第２通風状態を形成するときには、第１通風状態を形成するときよりも、開閉装置によって前記第２吹出口を閉じる、もしくは、第２吹出口の開度を減少するように構成される。

　これによると、開閉装置で前記第２吹出口を閉じる、もしくは、第２吹出口の開度を減少することで、容易に第２吹出口からの吹出風量を第１吹出口からの吹出風量よりも小さくすることができる。

　また、本開示の第４態様によると、車両用空調装置は空調ダクト内に空気を送風する送風装置を備えてもよい。この場合、制御装置は、第２通風状態を形成するときには、第１通風状態を形成するときよりも、送風装置から第１通風領域への送風量に対し送風装置から第２通風領域への送風量を小さくするように構成される。

　これによると、送風装置から第１通風領域への送風量に対し送風装置から第２通風領域への送風量を小さくすることで、容易に第２吹出口からの吹出風量を第１吹出口からの吹出風量よりも小さくすることができる。

　例えば、特定の座席は、運転席でもよい。この場合、第１吹出口から吹き出す空気で車室内の運転席空間を集中的に空調する際に、第１通風領域を通過する空気の風速が第２通風領域を通過する空気の風速より大きくなっても、第２通風領域におけるフロストの発生を容易に抑止することができる。

本開示を適用した実施形態における車両用空調装置の構成を示す模式図である。吹出口配置を示すインストルメントパネルの正面図である。エアコン操作パネルを示す正面図である。エアコンＥＣＵの概略制御プログラムの一例を示したフローチャートである。１人乗車エコモードにおけるエアコンＥＣＵの制御プログラムの一例を示したフローチャートである。１人乗車エコモードにおけるエアコンＥＣＵの制御プログラムの他の例を示したフローチャートである。目標エバポレータ温度の補正値の例を示す図である。（ａ）、（ｂ）は、右ハンドル車に搭載された空調ユニットの作動例を示す模式図である。（ａ）、（ｂ）は、左ハンドル車に搭載された空調ユニットの作動例を示す模式図である。

　以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

　（第１の実施形態）
　本開示を適用した第１の実施形態について、図１～図９を用いて説明する。図１は、第１の実施形態の車両用空調装置１００の構成を示す模式図である。図２は、車両用空調装置１００が設けられる車両前席の吹出口配置を示すインストルメントパネル５０の正面図である。図３は、エアコン操作パネル５１を示す正面図である。

　車両用空調装置１００は、例えば走行用に水冷エンジンを搭載する自動車などの車両において、車室内を空調する空調ユニット１をエアコンＥＣＵ１０によって制御するように構成された、いわゆるオートエアコンシステムである。

　空調ユニット１は、車室内の運転席側空調空間と助手席側空調空間との温度調節、および吹出口モードの変更などを、互いに独立して行うことが可能な左右独立コントロールタイプのエアコンユニットである。運転席側空調空間は、例えば運転席と運転席後方の後部座席を含む空間である。また助手席側空調空間は、例えば助手席と助手席後方の後部座席を含む空間である。

　空調ユニット１は、車両の車室内前方に配置された空調ダクト２を備えている。空調ダクト２の上流側には、送風機ユニットが設けられる。送風機ユニットは、内外気切替ドア３およびブロワ４を含む。内外気切替ドア３は、サーボモータ５などのアクチュエータによって駆動され、内気吸込口６と外気吸込口７との開度を変更する吸込口切替装置である。

　空調ユニット１は、例えば完全センター置きといわれるタイプのものであり、車室内前方の計器盤下方部であって、車両左右方向の中央位置に搭載されている。空調ユニット１は、セミセンター置き等の他のタイプであってもかまわない。

　完全センター置きタイプの空調ユニットでは、送風機ユニットは、空調ユニット１の車両前方側に配設される。送風機ユニットの内気吸込口６は、運転席側の下方に開口しており、運転席側から車室内空気を吸い込む。したがって内気吸込口６は、インストルメントパネル５０の隙間などから吸い込まれるような構成ではなく、運転席側の下方に直接開口している。インストルメントパネル５０の隙間などから吸い込まれるような構成であると、吸い込まれる空気はインストルメントパネル５０によって熱的な影響を受ける場合があるが、本実施形態の内気吸込口６は前述のように運手席側の下方に直接開口するので、内気吸込口６から吸い込まれる空気は、インストルメントパネル５０による熱的な影響を受けることはない。

　ブロワ４は、ブロワ駆動回路８によって制御されるブロワモータ９により回転駆動されて、空調ダクト２内において車室内に向かう空気流を発生させる遠心式送風機である。ブロワ４は、後述する運転席側および助手席側の各吹出口２０～２３，３０～３３から車室内の運転席側空調空間および助手席側空調空間に向けてそれぞれ吹き出される空調風の吹出風量、または吹出風速を変更する吹出風量可変装置、または吹出風速可変装置として機能する。ブロワ４およびブロワモータ９からなる構成が本実施形態における送風装置に相当する。

　空調ダクト２には、空調ダクト２を通過する空気を冷却する冷却手段としてのエバポレータ４１（冷却用熱交換器に相当）が設けられている。また、そのエバポレータ４１の空気下流側には、第１空気通路１１および第２空気通路１２を通過する空気を、エンジンの冷却水と熱交換して加熱する、加熱手段としてのヒータコア４２（加熱用熱交換器）が設けられている。

　各空気通路１１，１２は、仕切板１４により区画されている。ヒータコア４２の空気流れ上流側には、車室内の運転席側空調空間と助手席側空調空間との温度調節を、互いに独立して行うための運転席側エアミックス（Ａ／Ｍ）ドア１５および助手席側エアミックス（Ａ／Ｍ）ドア１６が設けられている。

　各Ａ／Ｍドア１５，１６は、サーボモータ１７，１８などのアクチュエータにより駆動されており、運転席側および助手席側の各吹出口２０～２３，３０～３３から車室内の各空調空間に向けて、それぞれ吹き出される空調風の吹出温度を変更する。

　エバポレータ４１は、図示を省略した冷凍サイクルの一構成部品を成すものである。冷凍サイクルは、車両のエンジンルーム内に搭載された車両走行用のエンジンの出力軸にベルト駆動されて、冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサと、このコンプレッサより吐出された冷媒を凝縮液化させるコンデンサと、このコンデンサより流入した液冷媒を気液分離するレシーバと、このレシーバより流入した液冷媒を断熱膨張させる膨張弁と、この膨張弁より流入した気液二相状態の冷媒を蒸発気化させるエバポレータ４１とを含む。コンプレッサは、電動モータにより駆動される電動コンプレッサであってもよい。

　冷凍サイクルのうちコンプレッサは、エアコンＥＣＵ１０から出力される制御電流によって、吐出容量が可変される。本実施形態では、エバ温度センサ７４（エバポレータ温度センサ、具体的には熱交換部のアウタフィンに取り付けられたフィン温度センサ）が検知するエバ温度（エバポレータ表面温度、ＴＥ）と、目標エバ温度（目標エバポレータ温度、ＴＥＯ）との比較結果に応じて出力される制御信号に基づき、容量可変制御を行う電磁式容量可変制御弁を有する容量可変コンプレッサが用いられている。

　エバ温度センサ７４は、エバポレータ４１で冷却された空気の温度を検出する温度検出器に相当する。目標エバ温度ＴＥＯは、エバポレータ４１による空気の目標冷却温度に相当する。温度検出器は、エバ温度センサではなく、エバポレータから流出した空気の温度を検出するエバ後温度センサであってもかまわない。

　第１空気通路１１の空気流れ下流側には、図１および図２に示すように、運転席側デフロスタ吹出口２０、運転席側センタフェイス吹出口２１、運転席側サイドフェイス吹出口２２、および運転席側フット吹出口２３が、各吹出ダクトを介して連通している。また、第２空気通路１２の空気流れ下流側には、図１および図２に示すように、助手席側デフロスタ吹出口３０、助手席側センタフェイス吹出口３１、助手席側サイドフェイス吹出口３２、および助手席側フット吹出口３３が、各吹出ダクトを介して連通している。

　運転席側および助手席側デフロスタ吹出口２０，３０は、車両前方窓ガラスへ空調風を吹き出すための吹出口を構成する。運転席側および助手席側フェイス吹出口２１，２２，３１，３２は、運転者および助手席乗員の頭胸部へ空調風を吹き出すための吹出口を構成する。運転席側および助手席側フット吹出口２３，３３は、運転者および助手席乗員の足元へ空調風を吹き出すための吹出口を構成する。

　第１および第２空気通路１１，１２内には、車室内の運転席側と助手席側との吹出モードの設定を、互いに独立して行う運転席側および助手席側吹出口切替ドアとして、運転席側および助手席側デフロスタドア２４，３４、運転席側および助手席側フェイスドア２５，３５、運転席側および助手席側フットドア２６，３６が設けられている。

　運転席側および助手席側吹出口切替ドア２４～２６，３４～３６は、サーボモータ２８，２９，３８，３９などのアクチュエータにより駆動され、運転席側および助手席側の吹出モードをそれぞれ切り替える。運転席側の各吹出口２０～２３は、本実施形態における第１吹出口に相当し、助手席側の各吹出口３０～３３は、本実施形態における第２吹出口に相当する。また、運転席が特定の座席に相当し、助手席は特定の座席以外の他の座席に相当する。助手席側吹出口切替ドア３４～３６は、第２吹出口を開閉する開閉装置である。

　運転席側および助手席側の吹出口モードとしては、例えばフェイス（ＦＡＣＥ）モード、バイレベル（Ｂ／Ｌ）モード、フット（ＦＯＯＴ）モード、フット／デフロスタモードおよびデフロスタ（ＤＥＦ）モードがある。

　運転席側および助手席側フェイス吹出口２１，２２，３１，３２には、空調風の吹出方向を変更するためのルーバ８０がそれぞれ設けられる。各ルーバ８０は、吹出状態可変装置であって、各吹出口２１，２２，３１，３２から車室内に向けて吹き出す空調風の空調範囲をそれぞれ変更する。

　各ルーバ８０うち運転席を空調範囲とすることが可能な運転席側および助手席側フェイス吹出口２１，２２，３１に設けられるルーバ８０には、サーボモータ８１などのアクチュエータにより駆動され、運転席側および助手席側の空調風吹出方向をそれぞれ切り替える。各ルーバ８０うち助手席のみを空調範囲とする助手席側サイドフェイス吹出口３２に設けられるルーバ８０は、乗員が手動によって吹出方向を切り替えることができるように構成される。ルーバ８０は、アクチュエータにより駆動されるものに限定されず、例えば全てのルーバが手動操作されるものであってもよい。

　また助手席側サイドフェイス吹出口３２からの空調風の吹出しを許可する開状態と、助手席側サイドフェイス吹出口３２からの空調風の吹出しを遮断する閉状態とにわたって切替えるダクト内開閉ドア９１が設けられる。ダクト内開閉ドア９１は、サーボモータ８１などのアクチュエータにより駆動され、本実施形態では前述のルーバ８０を駆動するサーボモータ８１によって駆動される。ダクト内開閉ドア９１も、第２吹出口を開閉する開閉装置に含まれる。

　第１空気通路１１と第２空気通路１２とを仕切る仕切板１４の上流端は、エバポレータ４１とヒータコア４２との間に位置している。したがって、エバポレータ４１のうち（具体的にはエバポレータ４１の熱交換部（コア部）のうち）、運転席側（第１空気通路１１の上流端開口に臨む側）にある第１通風領域４１ａを通過した空気が、主に第１空気通路１１へ流入する。一方、エバポレータ４１のうち、助手席側（第２空気通路１２の上流端開口に臨む側）にある第２通風領域４１ｂを通過した空気が、主に第２空気通路１２へ流入する。

　エバ温度センサ７４は、エバポレータ４１のうち第１通風領域４１ａに取り付けられており、第１通風領域４１ａで冷却された空気の温度を検出するようになっている。なお、仕切板１４は、上流端がエバポレータ４１の空気流れ下流側に位置するものに限定されず、エバポレータ４１の空気流れ上流側に位置するものであってもよい。

　次に、車両用空調装置１００の制御に関して説明する。エアコンＥＣＵ１０は、エンジンの始動および停止を司るイグニッションスイッチが入れられた時に、車両に搭載された車載電源である図示を省略したバッテリーから電力が供給され、演算処理や制御処理を開始するように構成されている。エンジンＥＣＵ１０は、本実施形態における制御装置に相当する。

　エアコンＥＣＵ１０には、図１および図２に示したように、インストルメントパネル５０に一体的に設置されたエアコン操作パネル５１上の各種操作スイッチから、各スイッチ信号が入力されるように構成されている。

　エアコン操作パネル５１には、図３に示すように、たとえば液晶ディスプレイ５２、内外気切替スイッチ５３、フロントデフロスタスイッチ５４、リヤデフロスタスイッチ５５、デュアルスイッチ５６、吹出モード切替スイッチ５７、ブロワ風量切替スイッチ５８、エアコンスイッチ５９、オートスイッチ６０、オフスイッチ６１、運転席側、助手席側温度設定器６２、６３、燃費向上スイッチ６４、および１人乗車エコモードスイッチ６５などが設置されている。

　液晶ディスプレイ５２には、運転席側および助手席側空調空間の設定温度を視覚表示する設定温度表示部、吹出モードを視覚表示する吹出モード表示部、およびブロワ風量を視覚表示する風量表示部などが設けられている。液晶ディスプレイ５２には、たとえば外気温表示部、吸込モード表示部および時刻表示部などが設けられていても良い。また、エアコン操作パネル５１上の各種の操作スイッチは、液晶ディスプレイ５２に設けられていてもよい。

　フロントデフロスタスイッチ５４は、前面窓ガラスの防曇能力を上げるか否かを指令する空調スイッチに相当するもので、吹出モードをデフロスタモードに設定するように要求するデフロスタモード要求部である。デュアルスイッチ５６は、運転席側空調空間内の温度調節と助手席側空調空間内の温度調節とを、互いに独立して行う左右独立温度コントロールを指令する左右独立制御指令部である。モード切替スイッチ５７は、乗員のマニュアル操作に応じて、吹出モードを、フェイスモード、バイレベル（Ｂ／Ｌ）モード、フットモード、フット／デフロスタモードのいずれかに設定するように要求するモード要求部である。エアコンスイッチ５９は、冷凍サイクルのコンプレッサの稼働、または停止を指令する空調操作スイッチである。エアコンスイッチ５９は、コンプレッサを非稼働にして、エンジンの回転負荷を減らすことで燃費効率を高めるために設けられている。

　運転席側および助手席側温度設定器６２，６３は、運転席側空調空間内と助手席側空調空間内のそれぞれ温度を、所望の温度に設定（Ｔｓｅｔ）するための運転席側および助手席側温度設定部で、アップスイッチ６２ａ，６３ａとダウンスイッチ６２ｂ，６３ｂをそれぞれ備える。

　燃費向上スイッチ６４は、冷凍サイクルのコンプレッサの稼働率を下げて、低燃費および省動力を考慮した経済的な空調制御を行うか否かを指令するエコノミースイッチである。１人乗車エコモードスイッチ６５は、乗員のマニュアル操作に応じて、吸込吹出モードを後述する１人乗車エコモードに設定するように要求する入力部である。

　エアコンＥＣＵ１０の内部には、演算処理や制御処理を行うＣＰＵ（中央演算装置）、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ、およびＩ／Ｏポート（入力／出力回路）などの機能を含んで構成される周知のマイクロコンピュータが設けられている。各種センサからのセンサ信号がＩ／ＯポートまたはＡ／Ｄ変換回路によってＡ／Ｄ変換された後に、マイクロコンピュータに入力される。

　エアコンＥＣＵ１０には、車室内温度（内気温）Ｔｒを検知する内気温検知部としての内気温センサ７１、車室外温度（外気温）を検知する外気温検知部としての外気温センサ７２、および日射検知部としての日射センサ７３が接続されている。またエアコンＥＣＵ１０には、エバポレータ４１の空気側表面温度（エバポレータ４１を通過した空気温度（エバ温度ＴＥ））を検知するエバ温度検知部としてのエバ後温度センサ７４、車両のエンジン冷却水温を検知して送風空気の加熱温度とする加熱温度検知部としての冷却水温センサ７５、車室内の相対湿度を検出する湿度検出器としての湿度センサ７６、および各席の乗員の存否を検出する乗員検出部としての着座センサ７７などが接続されている。

　内気温センサ７１、外気温センサ７２、エバ後温度センサ７４、および冷却水温センサ７５には、たとえばサーミスタなどの感温素子が使用されている。また、日射センサ７３は、運転席側空調空間内に照射される日射量（日射強度）を検知する運転席側日射強度検知部と、助手席側空調空間内に照射される日射量（日射強度）を検知する助手席側日射強度検知部とを有しており、たとえばフォトダイオードなどが使用されている。湿度センサ７６は、内気温センサ７１とともに、運転席近傍のインストルメントパネル５０の前面に形成された凹所内に収容されており、前面窓ガラスの防曇のためにデフロスタ吹き出しの要否の判定に利用される。

　次に、エアコンＥＣＵ１０による制御方法を、図４を用いて説明する。図４は、エアコンＥＣＵ１０の概略制御プログラムの一例を示したフローチャートである。車両のイグニッションスイッチがオンされてエアコンＥＣＵ１０に直流電源から電力が供給されると、予めメモリに記憶されている図４に示す制御プログラムが実行される。

　ステップ１０１では、エアコンＥＣＵ１０内部のマイクロコンピュータに内蔵されたデータ処理用メモリの記憶内容などを初期化し、ステップ１０２へ進む。ステップ１０２では、各種データをデータ処理用メモリに読み込み、ステップ１０３へ進む。したがってステップ１０２では、エアコン操作パネル５１上の各種操作スイッチからのスイッチ信号、および各種センサからのセンサ信号が入力される。

　センサ信号としては、たとえば内気温センサ７１が検知する車室内温度Ｔｒ、外気温センサ７２が検知する外気温Ｔａｍ、日射センサ７３が検知する日射量Ｔｓ、エバ後センサ７４が検知するエバ後温度Ｔｅ、および冷却水温センサ７５が検知する冷却水温Ｔｗ等である。

　ステップ１０３では、記憶している演算式に入力データを代入して、運転席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）、および助手席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｐａ）を演算する。そして、その運転席側および助手席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ），ＴＡＯ（Ｐａ）と外気温Ｔａｍから、目標エバポレータ温度ＴＥＯを演算し、ステップ１０４へ進む。ステップ１０４では、演算した運転席側および助手席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ），ＴＡＯ（Ｐａ）に基づいてブロワ風量、すなわちブロワモータ９に印加するブロワ制御電圧ＶＡを演算し、ステップ１０５へ進む。

　ブロワ制御電圧ＶＡは、運転席側および助手席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ），ＴＡＯ（Ｐａ）にそれぞれ適合したブロワ制御電圧ＶＡ（Ｄｒ），ＶＡ（Ｐａ）を、予め定めた特性パターンに基づいて求めるとともに、それらのブロワ制御電圧ＶＡ（Ｄｒ），ＶＡ（Ｐａ）を平均化処理することにより得ている。

　ステップ１０５では、演算された運転席側および助手席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ），ＴＡＯ（Ｐａ）とステップ１０２における入力データとを、メモリに記憶されている演算式に代入して、運転席側Ａ／Ｍドア１５のＡ／Ｍ開度ＳＷ（Ｄｒ）（％）、および助手席側Ａ／Ｍドア１６のＡ／Ｍ開度ＳＷ（Ｐａ）（％）を演算し、ステップ１０６へ進む。ステップ１０６では、ステップ１０３にて演算された運転席側および助手席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ），ＴＡＯ（Ｐａ）に基づき、車室内へ取り込む空気流の吸込モードと、車室内へ吹き出す空気流の吹出モードとを決定し、ステップ１０７へ進む。

　ステップ１０７では、ステップ１０３で演算された目標エバポレータ温度ＴＥＯとエバ温度センサ７４が検知する実際のエバポレータ温度ＴＥとが一致するように、フィードバック制御（ＰＩ制御）にてコンプレッサを目標吐出量とするための制御電流値を決定し、ステップ１０８へ進む。具体的には、例えばコンプレッサに付設された電磁式容量制御弁の電磁ソレノイドに供給する制御電流の目標値となるソレノイド電流（制御電流：Ｉｎ）を、メモリに記憶されている演算式に基づいて演算する。

　コンプレッサが電動コンプレッサである場合には、ステップ１０７では、例えばコンプレッサの回転数の制御値を決定する。

　ステップ１０８では、ステップ１０４にて演算されたブロワ制御電流ＶＡとなるように、ブロワ駆動回路８に制御信号を出力し、ステップ１０９へ進む。ステップ１０９では、ステップ１０５で決定されたＡ／Ｍ開度ＳＷ（Ｄｒ），ＳＷ（Ｐａ）となるように、サーボモータ１７，１８に制御信号を出力し、ステップ１１０へ進む。ステップ１１０では、ステップ１０６で決定された吸込モードと吹出モードとなるように、サーボモータ２８，２９，３８，３９に制御信号を出力し、ステップ１１１へ進む。

　ステップ１１１では、ステップ１０７で決定されたソレノイド電流（制御電流：Ｉｎ）をコンプレッサに付設された電磁式容量制御弁の電磁ソレノイドに出力する。コンプレッサが電動コンプレッサである場合には、ステップ１０７で決定したコンプレッサの回転数制御信号を出力する。

　ステップ１１１を実行して所定時間経過したら、ステップ１０２に戻り、ステップ１０２～ステップ１１１までの処理を繰り返す。このような一連の処理を繰り返すことによって、乗員が設定した車室内温度にすることができる。

　次に、エアコンＥＣＵ１０による１人乗車エコモードに関する制御の一例を、図５を用いて説明する。図５は、１人乗車エコモードにおけるエアコンＥＣＵ１０の制御プログラムの一例を示したフローチャートである。図５に示す処理は、前述の図４におけるステップ１０６とステップ１０７との間に設けたサブルーチンである。したがって図４のステップ１０６から図５のステップ２０１へ進む。ステップ２０１では、着座センサ７７が検知する各席の乗員の存否に対応した信号より、乗員は運転者のみか否かを判定し、乗員が運転者のみの場合には、ステップ２０２へ進む。運転者以外にも乗員がいる場合は、図４のステップ１０７へ進み、前述したように通常の空調制御を行う。

　ステップ２０２では、乗員が運転者のみであるので、運転席空間を急速に温度調節するモードとして、吸込吹出モードを「１人乗車エコモード」に変更する。

　具体的には、吸込モードは内気モードとして、内外気切替ドア３にて運転席側下方にある内気吸込口６を開口させる。また乗員のいない助手席側空調空間のみに開口した吹出口３０，３３を、対応する各ドア３４，３６で全て閉じる。また運転席側空調空間に開口した吹出口２１，２２，３１に設けられるルーバ８０の向きを変更し、運転席を中心に空調するように空調範囲を変更する。また、ダクト内開閉ドア９１の開閉状態を、開状態から閉状態に切り替えて、助手席側サイドフェイス吹出口３２を閉状態にする。

　そして、空調モードが冷房モードである場合には、運転席側の各ドア２４～２６にて、フェイス吹出口２１，２２，３１とフット吹出口２３との両方を開口させるバイレベル吹出モードとして冷風吹き出しを行う。

　また、空調モードが暖房モードである場合には、運転席側の各ドア２４～２６にて、フット吹出口２３だけを開口させる、あるいは、フット吹出口２３を大きく開きデフロスタ吹出口２０を僅かに開くフット吹出モードとして温風吹き出しを行う。また、暖房時の吹出モードは、冷房時と同じバイレベル吹出モードとしてもよい。これらにより、運転席空間にだけ空調風を吹き出すため、運転席空間を効率良く速やかに設定温度に近付けることができる。

　これによってエアコンＥＣＵ１０は、着座センサ７７の検知結果より、乗員が運転者のみと判定された場合、運転席空間を急速に温度調節するモードとすることができる。具体的には、複数の吹出口２０～２３，３０～３３のうち、運転席空間以外に開口した吹出口３０，３２，３３を、対応する各ドア３４，３６，９１にて全て遮断状態とし、運手席空間に開口した吹出口２１，２２，３１の空調空間を運手席空間に変更し、かつ吸込モードを内気モードとして空調運転を行う。これによって運転席空間にだけ空調風を吹き出すため、運転席空間を効率良く設定温度に近付けることができる。また、運転席空間だけを空調するため、空調にかかる動力を低減することができる。

　なお、上述した運転席の集中空調を行うときには、助手席側フェイスドア３５で助手席側センタフェイス吹出口３１も閉じるものであってもよい。また、暖房モードで運転席の集中空調を行うときには、助手席側デフロスタ吹出口３０を僅かに開いて、助手席前方窓ガラスの防曇を行うものであってもよい。さらに、吹出モードドアの配設位置を変更して、暖房モードで運転席の集中空調を行うときには、助手席側サイドフェイス吹出口３２を開いて、助手席の側面ガラスの防曇を行うものであってもよい。

　ステップ２０２で「１人乗車エコモード」への移行を行ったら、ステップ２０３へ進む。ステップ２０３では、エアコンスイッチ５９がオン状態であるか否かを判断する。すなわち、コンプレッサがオン状態（稼働状態）であるか否かを判断する。エアコンスイッチ５９がオフ状態であったら、図４のステップ１０７へ進む（コンプレッサが非稼働であるので具体的にはステップ１０７をパスしてステップ１０８へ進む）。

　ステップ２０３でエアコンスイッチ５９がオン状態であると判断した場合には、ステップ２０４へ進む。ステップ２０４では、ステップ１０３で導き出した目標エバポレータ温度ＴＥＯが所定温度Ｘ℃以下であるか否か判断する。ここで、判定基準となるＸ℃は、空調ユニットの形態により異なる値が設定されるものであって、例えば２．９℃とすることができる。

　例えば、燃費向上スイッチ６４がオンされており、目標エバポレータ温度ＴＥＯをＸ℃を超える温度にまで上昇設定することで、冷凍サイクルのコンプレッサの稼働率を下げている場合には、ステップ２０４ではＮＯと判断し、図４のステップ１０７へ進む。また、例えば外気温度が比較的高温でも低温でもない中間温度であるときに目標エバポレータ温度ＴＥＯが高めに設定されて、自動でコンプレッサの省エネルギー運転が行われており、このときの目標エバポレータ温度ＴＥＯがＸ℃を超えている場合も、ステップ２０４ではＮＯと判断し、図４のステップ１０７へ進む。

　ステップ２０４で、目標エバポレータ温度ＴＥＯが所定温度Ｘ℃以下であると判断した場合には、ステップ２０５へ進む。ステップ２０５では、ステップ１０３で導出した目標エバポレータ温度ＴＥＯに所定温度α℃（例えば１．９℃）加算して、高温修正目標温度ＴＥＯＫを算出する。ステップ２０５を実行したら、図４のステップ１０７へ進む。

　ステップ１０７では、ステップ２０５が実行されて目標エバポレータ温度ＴＥＯを高温修正温度ＴＥＯＫに補正している場合には、高温修正温度ＴＥＯＫとエバ温度センサ７４が検知する実際のエバポレータ温度ＴＥとが一致するように、コンプレッサの制御電流値を設定する。

　次に、エアコンＥＣＵ１０による１人乗車エコモードに関する制御の他の例を、図６を用いて説明する。図６は、１人乗車エコモードにおけるエアコンＥＣＵ１０の制御プログラムの他の例を示したフローチャートである。図６に示す処理は、前述の図５の処理と並行して行われる処理であって、図４のステップ１０６とステップ１０７との間に設けたサブルーチンである。したがって図４のステップ１０６から図６のステップ３０１へ進む。

　ステップ３０１では、乗員によってエアコン操作パネル５１上の各種操作スイッチの１つである１人乗車エコモードスイッチ６５が操作されたか否かを判断する。ステップ３０１にて１人乗車エコモードスイッチ６５が操作されていると判断した場合（オン状態であると判断した場合）には、ステップ２０２へ進み、前述した図５のステップ２０２以降の制御フローと同様の制御がなされる。

　これによって、エアコンＥＣＵ１０は、運転席空調指令を入力するための入力部である１人乗車エコモードスイッチ６５が操作された場合、運転席空間を急速に温度調節するモードとすることができる。したがって前述の図５に関連して説明した運転席空間の空調効果と同様の効果を達成することができる。

　上述の構成および制御動作によれば、エアコンＥＣＵ１０は、運転席を集中空調するときには、助手席空間に開口した吹出口３０，３２，３３を閉じ、吹出口２１，２２，３１からの空調風吹出方向を運手席に向かう方向とする。このとき、空調ダクト２内でエバポレータ４１を通過する空気は、第１通風領域４１ａを通過して第１空気通路１１へ流入する風速が第２通風領域４１ｂを通過して第２空気通路１２へ流入する風速よりも大きくなる。

　例えば、図８（ａ）に示すように、運転席６８と助手席６９とをほぼ同等に空調する通常空調時には、第１通風領域４１ａを通過する空気の風速と第２通風領域４１ｂを通過する空気の風速とがほぼ同等となる（各通風領域の面積が同一の例を図示しているので、風量がほぼ同等となる）。これが、本実施形態における第１通風状態に相当する。

　これに対して、図８（ｂ）に示すように、運転席６８を集中的に空調する集中空調時には、第１通風領域４１ａを通過する空気が第２通風領域４１ｂを通過する空気の風速よりも大きくなる（各通風領域の面積が同一の例を図示しているので、第１通風領域４１ａの方が風量が大きくなる）。これが、本実施形態における第２通風状態に相当する。

　エバ温度センサ７４は、エバポレータ４１の第１通風領域４１ａに設けられている。したがって、目標エバポレータ温度ＴＥＯを例えば１℃とすれば、図８（ａ）に例示するように、第１通風領域４１ａを通過する空気の風速と第２通風領域４１ｂを通過する空気の風速とが等しい場合（第１通風状態を形成した場合）には、エバポレータ４１の温度もほぼ均一（図示例では第１通風領域４１ａ、第２通風領域４１ｂとも1℃）となる。これにより、エバポレータ４１にフロストが発生することはない。

　これに対し、図８（ｂ）に例示するように、第１通風領域４１ａを通過する空気の風速が第２通風領域４１ｂを通過する空気の風速よりも大きい場合（第２通風状態を形成した場合）には、エバポレータ４１の温度は風速が小さい第２通風領域４１ｂの方が低くなる。したがって、目標エバポレータ温度ＴＥＯを例えば１℃とし、エバ温度センサ７４の検出温度ＴＥが目標エバポレータ温度ＴＥＯに一致するように制御すると、第２通風領域４１ｂの温度が例えば－０．９℃となり、フロストを発生する可能性が大きくなる。

　本実施形態では、図８（ｂ）に示すようにエバポレータ通過風速分布が不均一となった場合には、目標エバポレータ温度ＴＥＯを補正した高温修正目標温度ＴＥＯＫを用いてエバポレータ４１の冷却性能の制御を行う。具体例としては、目標エバポレータ温度ＴＥＯに補正値１．９℃を加算して高温修正目標温度ＴＥＯＫを２．９℃とし、エバ温度センサ７４の検出温度ＴＥが高温修正目標温度ＴＥＯＫに一致するように制御する。これによると、エバポレータ４１の第１通風領域４１ａの温度は２．９℃となり、第２通風領域４１ｂの温度は１℃となる。したがって、エバポレータ４１にフロストが発生することはない。

　このように、本実施形態の車両用空調装置１００によれば、運転席集中空調時に通過風速が第２通風領域４１ｂよりも大きくなる第１通風領域４１ａにエバ温度センサ７４を設けていても、エバポレータ４１のフロストを抑止することができる。

　フロスト抑止のために、第１通風領域４１ａと第２通風領域４１ｂとのそれぞれにエバ温度センサを設ける方法もあるが、部品点数が増加し構造が複雑になってしまう。本実施形態によれば、部品点数の増加、構造の複雑化を抑制することができる。

　また、本実施形態の車両用空調装置１００によれば、同一構成の空調ユニット１を右ハンドル車と左ハンドル車とに搭載することが可能である。図９は、左ハンドル車に本実施形態の空調ユニットを搭載した状態を示している。図９（ａ）に例示する運転席６８と助手席６９とをほぼ同等に空調する通常空調時、図９（ｂ）に例示する運転席６８を集中的に空調する集中空調時とも、エバポレータ４１にフロストが発生することはない。

　このように、右ハンドル車および左ハンドル車のいずれかで、集中空調時に目標エバポレータ温度ＴＥＯを上昇補正した高温修正目標温度ＴＥＯＫを用いてエバポレータ冷却能力制御を行えば、同一構成の空調ユニットを右ハンドル車と左ハンドル車とに搭載することができる。

　なお、図８および図９では、理解を容易にするために、ヒータコア等の図示を省略し、運転席側および助手席側の複数の吹出口をそれぞれ１つの吹出口として図示している。

　上述した本実施形態の説明では、図５および図６に示すステップ２０５を実行する際には、目標エバポレータ温度ＴＥＯに対して、一定の補正値として所定温度α℃（上記例では発生し得るエバポレータ温度分布から求めた１．９℃）を加算していたが、これに限定されるものではない。例えば図７に示すように、外気温、空調空間、吹出モード、ブロワ風量等に応じて、エバポレータ風速分布の不均一に起因するエバポレータ温度分布に基づいてフロスト抑止が可能な補正値を予め決定するものであってもよい。

　なお、図７では、前席および後席からなる車室内の全席を空調する場合、前席のみを空調する場合、および、運転席のみを空調する場合、の相互で空調状態の切り換えが可能な空調装置について例示している。

　（他の実施形態）
　以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

　上記実施形態では、集中空調時に他の座席よりも吹出風量が大きくなる特定の座席は運転席であったが、これに限定されるものではない。例えば、ハイヤーやタクシー等に用いる車両において、後席を特定の座席とするものであってもよい。また、特定の座席への吹出風量よりも他の座席への吹出風量を小さくするときには、他の座席に向かって空調風を吹き出す吹出口（第２吹出口に相当）を閉じるものであってもよいし、特定の座席に向かって空調風を吹き出す吹出口（第１吹出口に相当）に対して他の座席に向かって空調風を吹き出す吹出口の開度を絞るものであってもよい。

　また、上記実施形態では、運転席を集中空調する際に助手席側の吹出口を閉じることで、エバポレータ４１の第１通風領域４１ａの通過風速よりも第２通風領域４１ｂの通過風速が小さくなっていたが、これに限定されるものではない。例えば、ブロワ４およびブロワモータ９からなる送風装置からエバポレータ４１の第１通風領域４１ａへの送風量が、送風装置から第２通風領域４１ｂへの送風量よりも大きい場合であってもよい。

　すなわち、エバポレータ４１よりも下流側の空気流通経路が制御されることでエバポレータ４１の第１通風領域４１ａの通過風速よりも第２通風領域４１ｂの通過風速が小さく場合であってもよいし、上流側からエバポレータ４１へ流入する空気流れ分布により第１通風領域４１ａの通過風速よりも第２通風領域４１ｂの通過風速が小さく場合であってもよい。また、両者により、第１通風領域４１ａの通過風速よりも第２通風領域４１ｂの通過風速が小さく場合であってもよい。エバポレータ４１の第１通風領域４１ａの通過風速よりも第２通風領域４１ｂの通過風速が小さくなったときに、目標エバポレータ温度ＴＥＯを上昇補正する制御を適用するものであればよい。

　送風装置から第１通風領域４１ａへの送風量と送風装置から第２通風領域４１ｂへの送風量とが異なる状態は、例えば、送風装置を複数設けて、それぞれ独立して駆動したり、仕切板１４をエバポレータ４１よりも空気流れ上流側にまで延設して、第１空気通路１１と第２空気通路１２とへの風量配分を行うドア装置を設けたりすることにより形成することができる。

　また、上記実施形態では、乗員が１人のみのときに集中空調を行う場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、複数の乗員のそれぞれの快適性を確保することを目的として、車室内の複数の空調空間をそれぞれ独立して空調コントロールする際に、エバポレータ４１の通過風速分布が不均一になる場合にも、本開示を適用して有効である。

Claims

　車室内に吹き出される空気を内部に流通する空調ダクト（２）と、
　前記空調ダクト内に設けられ、前記空気を冷却する冷却用熱交換器（４１）と、
　前記冷却用熱交換器で冷却された前記空気の温度を検出する温度検出器（７４）と、
　前記冷却用熱交換器による前記空気の目標冷却温度（ＴＥＯ）を設定するとともに、前記温度検出器の検出温度（ＴＥ）が前記目標冷却温度となるように前記冷却用熱交換器の冷却能力を制御する制御装置（１０）と、を備え、
　前記制御装置は、前記冷却用熱交換器の第１通風領域（４１ａ）を通過する前記空気の風速と前記第１通風領域以外の第２通風領域（４１ｂ）を通過する前記空気の風速とが実質的に同一である第１通風状態と、前記第１通風領域を通過する前記空気の風速が前記第２通風領域を通過する前記空気の風速よりも大きくなる第２通風状態と、を切り替えるものであり、
　前記温度検出器は、前記第１通風領域で冷却された前記空気の温度を検出するものであって、
　前記制御装置は、
　前記第１通風状態を形成したときには、前記車室内へ吹き出す前記空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）に基づいて前記目標冷却温度（ＴＥＯ）を導出して、前記検出温度（ＴＥ）が前記目標冷却温度（ＴＥＯ）となるように前記冷却用熱交換器の冷却能力を制御し、
　前記第２通風状態を形成したときには、前記車室内へ吹き出す前記空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）に基づいて導出した前記目標冷却温度（ＴＥＯ）より所定温度高い高温修正目標温度（ＴＥＯＫ）を設定して、前記検出温度（ＴＥ）が前記高温修正目標温度（ＴＥＯＫ）となるように前記冷却用熱交換器の冷却能力を制御する車両用空調装置。
　前記空調ダクトに設けられ、主に前記第１通風領域を通過した空気を前記車室内の特定の座席（６８）に向かって吹き出す第１吹出口（２０～２３）と、
　前記空調ダクトに設けられ、主に前記第２通風領域を通過した空気を前記車室内の前記特定の座席以外の他の座席（６９）に向かって吹き出す第２吹出口（３０～３３）と、を備え、
　前記制御装置が前記第２吹出口からの吹出風量を前記第１吹出口からの吹出風量よりも小さくしたときに、前記第２通風状態が形成される請求項１に記載の車両用空調装置。
　前記第２吹出口（３０～３３）を開閉する開閉装置（３４～３６、９１）を備え、
　前記制御装置は、前記第２通風状態を形成するときには、前記第１通風状態を形成するときよりも、前記開閉装置によって前記第２吹出口を閉じる、もしくは、前記第２吹出口の開度を減少する請求項２に記載の車両用空調装置。
　前記空調ダクト内に前記空気を送風する送風装置（４、９）を備え、
　前記制御装置は、前記第２通風状態を形成するときには、前記第１通風状態を形成するときよりも、前記送風装置から前記第１通風領域への送風量に対し前記送風装置から前記第２通風領域への送風量を小さくする請求項２または請求項３に記載の車両用空調装置。
　前記特定の座席は、運転席である請求項２ないし請求項４のいずれか１つに記載の車両用空調装置。