(57)【要約】【課題】全吹出口より空気を送風することが可能なモードを新たに追加し、窓ガラスに曇りが発生するような条件でも曇り除去、防止を可能とする車両用空調装置を提供する。【解決手段】蒸気圧縮式冷凍サイクルを備え、窓ガラス内面の曇りを除去、防止するためのデフロスタ吹出口、乗員の上半身に向けて吹き出すベント吹出口、乗員の足元に向けて吹き出すフット吹出口を備え、温調空気の車室内への送風を制御することのできる車両用空調装置において、全ての吹出口から空気を送風するデフロスタ−バイレベルモードと、デフロスタ吹出口およびベント吹出口から空気を送風するデフロスタ−ベントモードを追加する。窓ガラスの温度が車室内露点温度や外気露点温度よりも低くなる条件時にこれらの追加モードとすることにより、適切に窓ガラスの曇り除去、曇り防止を行うことが可能となる。【選択図】図２
2010167895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の圧縮機、放熱器、膨張機構、蒸発器を有する蒸気圧縮式冷凍サイクルを備え、窓ガラス内面の曇りを除去、防止するためのデフロスタ吹出口、乗員の上半身に向けて吹き出すベント吹出口、乗員の足元に向けて吹き出すフット吹出口を備え、風量制御手段、配風モード切替手段により温調空気の車室内への送風を制御することのできる車両用空調装置において、前記全ての吹出口から空気を送風するデフロスタ−バイレベルモードと、デフロスタ吹出口およびベント吹出口から空気を送風するデフロスタ−ベントモードを追加したことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
吹出口モード自動切替手段により、バイレベルモードまたはベントモードを選択しているときに、車室内露点温度または外気露点温度と窓ガラスの温度に応じて、デフロスタ−バイレベルモードまたはデフロスタ−ベントモードになるように制御する、請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
車室内露点温度算出手段によって、蒸発器出口空気温度もしくは、車室内湿度センサにより検知した車室内湿度と車室内温度を用いて車室内露点温度を算出する、請求項２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
外気露点温度算出手段によって、外気湿度センサより検知した外気湿度と外気温度センサにより検知した外気温度を用いて外気露点温度を算出する、請求項２または３に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
ガラス温度センサにより窓ガラスの温度を検知する、請求項２〜４のいずれかに記載の車両用空調装置。
【請求項６】
窓ガラスの温度を、外気温度および／または日射量の少なくとも一つにより推定する、請求項２〜４のいずれかに記載の車両用空調装置。
【請求項７】
バイレベルモードが選択されており車室内露点温度（Tindew）と窓ガラスの温度（Tg）が、
Tindew＞Tg
の関係になったとき、配風モード自動切替手段により配風モードをデフロスタ−バイレベルモードに切り替える、請求項２〜６のいずれかに記載の車両用空調装置。
【請求項８】
ベントモードが選択されており車室内露点温度(Tindew)と窓ガラスの温度(Tg)が、
Tindew＞Tg
の関係になったとき、配風モード自動切替手段により配風モードをデフロスタ−ベントモードに切り替える、請求項２〜６のいずれかに記載の車両用空調装置。
【請求項９】
バイレベルモードが選択されており外気露点温度（Tambdew）と窓ガラスの温度（Tg）が、
Tambdew＞Tg
の関係になったとき、配風モード自動切替手段により配風モードをデフロスタ−バイレベルモードに切り替える、請求項２〜６のいずれかに記載の車両用空調装置。
【請求項１０】
ベントモードが選択されており外気露点温度(Tambdew) と窓ガラスの温度(Tg)が、
Tambdew＞Tg
の関係になったとき、配風モード自動切替手段により配風モードをデフロスタ−ベントモードに切り替える、請求項２〜６のいずれかに記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用窓ガラスの曇り除去、曇り防止を行うことで、安全性の向上を図ることのできる車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用窓ガラスの防曇制御を行うために、従来は、例えば、特許文献１に開示されているように、第一、第二、第三の目標蒸発温度算出手段によって算出された冷媒の目標蒸発温度の中で最も低いものを蒸発温度制御値として、最適な車室内への吹出温度制御に関する蒸発器温度制御の方法を決定することで、窓ガラスの曇り防止および消費動力の低減、乗員の温熱快適感の最適化を図っている。
【０００３】
しかし、このような車両用空調装置においては、雨季や夏季の雨や集中豪雨、冬季の雪などの影響により、車室内がある一定温度以下、一定湿度以上の時に窓ガラスに曇りが発生してしまうことがある。このような窓ガラスが曇るような条件においても、吹出口モードが自動制御モード切替時では、外気温度、車室内目標設定温度など、各種センサの信号に基づいて吹出口モードが切り替えられ、車両のフロントに位置する窓ガラス近傍より温調空気を吹き出すデフロスタモード（DEFモード）が実行されないために、曇りを防止することができないという問題があった。また、乗員が車室外から乗車した時に、車室内温度が低いため乗員がベントモード（VENTモード）を潜在的に要求していても、吹出口自動制御モード切替時では、フットモード（FOOTモード）を選択することがある。そのため、乗員の快適性を著しく損なう恐れがあるという問題点もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−００２２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明の課題は、全吹出口より空気を送風することが可能なモードを新たに追加して上記特許文献１に記載されているような制御方法を利用可能とし、窓ガラスに曇りが発生するような条件でも、曇り除去、曇り防止を可能とする車両用空調装置を提供することにある。
【０００６】
とくに、窓ガラスの温度を推定または検知する手段を設けるとともに、全吹出口より空気を送風することが可能なモードを新たに追加して、窓ガラスに曇りが発生するような車室内外の露点温度よりガラス温度が低くなる条件時にも、適切に窓ガラスの曇り除去、曇り防止を可能とする車両用空調装置を提供し、窓ガラスが曇ることで乗員の安全性を低下させることを防ぎ、かつ、車内での快適性を維持できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る車両用空調装置は、冷媒の圧縮機、放熱器、膨張機構、蒸発器を有する蒸気圧縮式冷凍サイクルを備え、窓ガラス内面の曇りを除去、防止するためのデフロスタ吹出口、乗員の上半身に向けて吹き出すベント吹出口、乗員の足元に向けて吹き出すフット吹出口を備え、風量制御手段、配風モード切替手段により温調空気の車室内への送風を制御することのできる車両用空調装置において、前記全ての吹出口から空気を送風するデフロスタ−バイレベルモード（以下、DEF-B/Lモードと言うこともある。）と、デフロスタ吹出口およびベント吹出口から空気を送風するデフロスタ−ベントモード（以下、DEF-VENTモードと言うこともある。）を追加したことを特徴とするものからなる。
【０００８】
このような本発明に係る車両用空調装置においては、吹出口モードの切替が自動制御モードにあるときにも、その時の環境条件に応じて、上記DEF-B/LモードやDEF-VENTモードに切り替えることが可能になって、従来制御ではデフロスタ吹出口から温調空気を吹き出すDEF モードが実行されない条件にあってもデフロスタ吹出口からの送風が可能になり、それによって窓ガラスの曇り除去、曇り防止が適切に達成されることになる。
【０００９】
とくに、吹出口モード自動切替手段により、バイレベルモードまたはベントモードを選択しているときに、車室内露点温度または外気露点温度と窓ガラスの温度に応じて、デフロスタ−バイレベルモードまたはデフロスタ−ベントモードになるように制御することにより、窓ガラスの温度が車室内露点温度や外気露点温度よりも低くなる条件でも、適切に窓ガラスの曇り除去、曇り防止を行うことが可能となる。
【００１０】
車室内露点温度は、車室内露点温度算出手段によって、蒸発器出口空気温度もしくは、車室内湿度センサにより検知した車室内湿度と車室内温度を用いて算出することが可能である。
【００１１】
外気露点温度は、外気露点温度算出手段によって、外気湿度センサより検知した外気湿度と外気温度センサにより検知した外気温度を用いて算出することが可能である。
【００１２】
窓ガラスの温度は、ガラス温度センサにより検知することが可能である。また、窓ガラスの温度を、外気温度および／または日射量の少なくとも一つにより推定することも可能である。
【００１３】
上記DEF-B/LモードやDEF-VENTモードへの切替は。例えば次のように行われる。
バイレベルモードが選択されており車室内露点温度（Tindew）と窓ガラスの温度（Tg）が、
Tindew＞Tg
の関係になったとき、配風モード自動切替手段により配風モードをデフロスタ−バイレベルモードに切り替えることができる。
【００１４】
また、ベントモードが選択されており車室内露点温度（Tindew）と窓ガラスの温度（Tg）が、Tindew＞Tg
の関係になったとき、配風モード自動切替手段により配風モードをデフロスタ−ベントモードに切り替えることができる。
【００１５】
また、バイレベルモードが選択されており外気露点温度（Tambdew）と窓ガラスの温度（Tg）が、
Tambdew＞Tg
の関係になったとき、配風モード自動切替手段により配風モードをデフロスタ−バイレベルモードに切り替えることができる。
【００１６】
さらに、ベントモードが選択されており外気露点温度（Tambdew）と窓ガラスの温度（Tg）が、Tambdew＞Tg
の関係になったとき、配風モード自動切替手段により配風モードをデフロスタ−ベントモードに切り替えることができる。
【００１７】
このような配風モード自動切替手段による配風モードの切替により、窓ガラスの温度がその内面側あるいは外面側の少なくとも一方の環境における露点温度よりも低く窓ガラスが曇る可能性のある条件になった時、デフロスタ吹出口からの送風が実行され、それによって窓ガラスの曇り除去、曇り防止が確実にかつ自動的に達成されることになる。しかもこの時、バイレベルモードあるいはベントモードも実行されているから、乗員の車内での快適性は良好に維持されることになる。
【発明の効果】
【００１８】
このように、本発明に係る車両用空調装置によれば、従来の車両用空調装置の吹出口モード自動選択手段にDEF-B/Lモード、DEF-VENTモードを追加し、さらに車室内露点温度と外気露点温度、窓ガラス温度の関係を用いて吹出口モードを制御することで、環境条件の変化により急な湿度の変化が起きても、窓ガラスに曇りが発生することを防止でき、乗員の安全性確保を達成することができるとともに、乗員の快適性向上にも寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施態様に係る車両用空調装置の概略構成図である。
【図２】目標吹出温度とガラス温度との関係について、本発明における制御形態の一例を示す制御特性図である。
【図３】本発明におけるデフロスタ−バイレベルモード選択時の制御の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明におけるデフロスタ−ベントモード選択時の制御の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施の形態例について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る車両用空調装置における、主として機械的な構成部分を示しており、デフロスタ−バイレベルモード時の状態を示している。この車両用空調装置は、空調ユニット１と蒸気圧縮式冷凍サイクル２とを備えている。蒸気圧縮式冷凍サイクル２には、駆動源としての車両のエンジン（図示略、但し、電動モータ等、他の駆動源も可能である）により電磁クラッチ３等を介して駆動され、冷媒を圧縮する可変容量圧縮機４、圧縮機４から吐出される高温、高圧の冷媒と外部空気との熱交換により冷媒を冷却する放熱器５（例えば、凝縮器）と、放熱器５から流出した冷媒を断熱膨張させる膨張機構６（膨張弁）と、膨張機構６からの冷媒を蒸発させ、空調ユニット１の通風ダクト８内に配置されて、送られてくる空調風を冷却する蒸発器７とを備えており、蒸発器７から流出した冷媒は、圧縮機４に送られて再び圧縮される。
【００２１】
通風ダクト８の入口側には、取り入れ空気を、外気導入口９側から導入される車室外空気（外気）と内気導入口１０側から導入される車室内空気（内気）とに切り替える内外気切替ダンパ１１が設けられている。導入される空気は、送風機１２によって吸い込まれ、蒸発器７に向けて供給され、蒸発器７による冷媒との熱交換により冷却される。蒸発器７の出口側には、蒸発器出口空気温度センサ１３が設けられており、蒸発器７の下流側には、加熱器としてのヒータコア１４が設けられている。このヒータコア１４を通過する空気とバイパスする空気の割合がエアミックスダンパ１５によって調節される。
【００２２】
温調された空気は、窓ガラス、とくにフロントガラスの内面の曇りを除去、防止するためのデフロスタ（ＤＥＦ）吹出口１６、乗員の上半身に向けて吹き出すベント（ＶＥＮＴ）吹出口１７、乗員の足元に向けて吹き出すフット（ＦＯＯＴ）吹出口１８を通して吹き出し可能となっており、各吹出口１６、１７、１８の開閉が各ダンパ１９、２０、２１によって制御可能になっている。各ダンパ１９、２０、２１の開閉による吹出口モードは、空調制御装置２２によって制御可能となっており、空調制御装置２２には、現状およびそれまでの吹出口モードを記憶可能となっている。本発明では、従来の空調制御に比べ、選択可能な吹出口モードとして、上記すべての吹出口１６、１７、１８から空気を送風するデフロスタ−バイレベルモード（DEF-B/Lモード）と、デフロスタ吹出口１６およびベント吹出口１７から空気を送風するデフロスタ−ベントモード（DEF-VENTモード）が追加されている。
【００２３】
図示は省略するが、本実施態様では、窓ガラスの温度を検知できるセンサがフロントガラスに設けられている。また、このガラス温度センサは、サイドガラス、リアガラスにあってもよい。また、ガラス温度センサを搭載できない場合でも、外気温度および日射量等の情報により窓ガラスの温度を推定する方法を採用することも可能である。また、車室内の湿度を検知するための車室内湿度センサが設けられている。また、車室内露点温度と車室内温度より車室内湿度を推定することが可能である。また、外気の湿度を検知するための外気湿度センサが設けられている。あるいは、車両に搭載された受信装置を介して気象衛星、気象庁、電力会社から外気湿度、あるいは、降水量などの情報を取得することも可能である。
【００２４】
なお、上記実施態様では、蒸気圧縮式冷凍サイクルはフロン系冷媒を適用しているが、二酸化炭素冷媒としてもよい。また、上記蒸気圧縮式冷凍サイクルでは、圧縮機の駆動をコントロールできるクラッチを装備しているが、クラッチレスとしてもよい。また、上記圧縮式冷凍サイクルの膨張機構としては、機械式膨張弁の他、電子膨張弁あるいは温度式膨張弁あるいは差圧式膨張弁などを用いてもよい。また、上記の蒸気圧縮式冷凍サイクルでは、外部制御信号により圧縮機の容量を変化させることのできる外部可変容量圧縮機としているが、固定容量圧縮機であってもよい。さらに、蒸気圧縮式冷凍サイクルの圧縮機として、エンジンにより駆動するもの、あるいは電動モータにより駆動するもの、さらには両駆動源により選択的にあるいは同時に駆動可能なハイブリッド式圧縮機であってもよい。
【００２５】
上記のような本実施態様に係る車両用空調装置における制御のための各手段について、図２の制御特性例も参照しながら説明する。図２においては、縦軸が温度、横軸が外気温度で、目標吹出温度Toc とガラス温度Tgの特性を示す。図中の右下がりの破線が目標吹出温度Toc 、右上がりの破線がガラス温度Tg、両端が矢印の線が各温度条件における吹出口モードを示している。また、ある車室内温湿度時の車室内露点温度を表記した。図におけるCase１は、車室内露点温度(Tindew)または外気露点温度(Tambdew) がより高い温度である場合、Case２、車室内露点温度(Tindew)または外気露点温度(Tambdew) がより低い温度である場合を示している。車室内露点温度よりガラス温度が低い時、ガラスの車室内側が結露する。外気露点温度よりガラス温度が低い時、ガラスの外側が結露する。
【００２６】
車室内露点温度算出手段
外気導入及び内気導入した空気は蒸発器で水分が凝縮されるので、車室内露点温度(Tindew)は蒸発器出口空気温度(Tevaout)によって決定される。また、蒸発器以降の空気の加湿は多少あるもののほとんど影響しないため、車室内空気は蒸発器出口空気の露点温度に維持される。
Tindew≒Tevaout 
あるいは、車室内湿度センサにより湿度を検知し、車室内温度（Tin）と車室内湿度(Hin)より車室内露点温度を算出する。
Tindew=f（Tin、Hin）
【００２７】
外気露点温度算出手段
外気露点温度(Tambdew)は、外気温度センサにより検知した外気温度(Tamb)と外気湿度センサにより検知または外部情報受信手段により取得した外気湿度(Hamb)を用いて算出する。
Tambdew=ｆ（Tamb、Hamb）
【００２８】
目標吹出温度算出手段
目標吹出温度(Toc)は、車室内目標設定温度(Tset)、Tamb、日射量(RAD)、Tinにより算出される。
Toc＝ｆ（Tset、Tamb、RAD、Tin）
【００２９】
吹出口モード選択手段
目標吹出温度(Toc)により吹出口モードを選択する。例えば、VENTモードは目標吹出温度が25℃以下、B/Lモードは25℃以上40℃以下、FOOTモードは40℃以上と設定する。
Mode=f(Toc)
【００３０】
DEF-B/Lモード及びDEF-VENT吹出しモード選択手段
吹出口モードをToc、Tindew、Tambdew、ガラス温度(Tg)により自動的に切り替える。吹出口モードが切り替わる基準は、吹出口モードがB/Lモードの時にTgがTindewまたはTambdewより低くなった場合、DEF-B/Lモードに自動的に切り替える。また、吹出口モードがVENTの時にTgがTindewまたはTambdewより低くなった場合、DEF-VENTモードに自動的に切り替える。
Tindew>Tg  or Tambdew>Tg→DEF-B/Lモードor DEF-VENTモード
【００３１】
外部情報受信手段
車両に搭載された外部情報を受信できる外部情報受信装置を介して気象衛星、気象庁、電力会社などで取得できる気象データ（降水量、湿度など）を参照する。
【００３２】
次に、DEF-B/Lモード及びDEF-VENT吹出モードへの切替の制御例について、図３、図４を参照して説明する。
・ステップＳ１、Ｓ１１：各制御手段に必要なデータを取得する。
・ステップＳ２−１、Ｓ２−２、Ｓ１２−１、Ｓ１２−２：目標吹出温度算出手段により目標吹出温度(Toc) を算出し吹出口モード選択手段により吹出口モードを決定する。図３ではB/Lモードが選択され、図４ではVENTモードが選択される例を示している。
・ステップＳ３−１、Ｓ３−２、Ｓ１３−１、Ｓ１３−２：車室内露点温度算出手段により車室内露点温度(Tindew)を検知もしくは算出する。外気露点温度算出手段により外気露点温度(Tambdew) を算出する。
・ステップＳ４、Ｓ１４：吹出口モード選択手段により吹出口モードを選択する。また、吹出口モードがB/Lモードの時にTindew＞TgまたはTambdew＞Tgになった場合には図３に示すようにDEF-B/Lモードに切り替わるものとする。吹出口モードがVENTモードの時にTindew＞TgまたはTambdew＞Tgになった場合には図４に示すようにDEF-VENTモードに切り替わるものとする。
【００３３】
このように、ガラス温度Tgが車室内露点温度(Tindew)または外気露点温度(Tambdew) よりも低くなった場合にDEF-B/LモードまたはDEF-VENTモードに切り替えることにより、DEF 吹出口からの送風により窓ガラスの曇りが適切に防止されることになる。また、それまでのB/L吹出口モードまたはVENT吹出口モードはそのまま維持されるから、乗員の車内での快適性は維持される。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、DEF 、VENT、FOOT吹出口を備えたあらゆる車両用空調装置に適用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１  空調ユニット
２  蒸気圧縮式冷凍サイクル
３  電磁クラッチ
４  圧縮機
５  放熱器
６  膨張機構
７  蒸発器
８  通風ダクト
９  外気導入口
１０  内気導入口
１１  内外気切替ダンパ
１２  送風機
１３  蒸発器出口空気温度センサ
１４  ヒータコア
１５  エアミックスダンパ
１６  デフロスタ吹出口
１７  ベント吹出口
１８  フット吹出口
１９、２０、２１  ダンパ
２２  空調制御装置
【図１】
2010167895.tif 000003
【図２】
2010167895.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010167895.tif 000006