(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内に送風される空気が通過する空気通路を内部に形成する空調ケース（１１）と、
前記空気通路に空気を送風する送風手段（１６）と、
前記空気通路全体を横断するように前記空調ケース内に設けられ、送風手段によって送風された空気を冷却して下流側に冷風を供給する冷却手段（２２）と、
前記冷却手段よりも下流側に設けられ、前記冷却手段を通過した空気を車室内における複数の部位に吹き出すための複数の吹き出し通路（２８〜３０）と、
前記複数の吹き出し通路のうちの２つの吹き出し通路における一方の吹き出し通路（２８）から車室内の空気を吸い込み、他方の吹き出し通路（２９）へ吹き出す空気流れを形成する補助送風手段（４２）と、を含むことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記２つの吹き出し通路は、前記２つの吹き出し通路の間に他の前記吹き出し通路がないように配置されることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記２つの吹き出し通路を繋ぐ連結通路（４０）をさらに含み、
前記補助送風手段は、前記連結通路に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記複数の吹き出し通路および前記連結通路は、前記空調ケース外に形成されることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記連結通路の通路断面積を調整する調整手段（４３）と、
車室内の空調要求に応じて、前記冷却手段の冷却能力、前記送風手段の送風量、前記補助送風手段の送風量、および前記調整手段の調整量を調整する制御手段（２１）と、をさらに含むことを特徴とする請求項３または４に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記空調ケース内の前記冷却手段の下流側に設けられ、空気を加熱して下流側に温風を供給する加熱手段（２３）と、
前記冷却手段を通過した冷風と前記加熱手段を通過した温風との風量比率を調整するエアミックス手段（２４）と、をさらに含み、
前記制御手段は、車室内の空調要求に応じて、前記冷却手段の冷却能力、前記送風手段の送風量、前記補助送風手段の送風量、前記調整手段の調整量、および前記エアミックス手段の調整量を調整することを特徴とする請求項５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、車両室内の空調を行う車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用空調装置として、特許文献１に記載の技術が開示されている。特許文献１に記載の車両用空調装置では、車室内へ送風される空気を冷却する蒸発器が空調ケース内に配置される。また蒸発器をバイパスして空気を流すバイパス通路が形成されている。バイパス通路を形成することによって、バイパス通路を通過する風量の分、蒸発器を通過する風量を減少させることができる。これによって要求される温度に応じて、蒸発器を通過させて冷却する風量と、バイパス通路を通過させて冷却しない風量とを調整することができる。したがって蒸発器の必要冷却能力を低減させ、圧縮機の駆動力を節減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８１１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の特許文献１に記載の車両用空調装置では、圧縮機の駆動力を低減して省エネルギー化を図ることができるが、バイパス通路が蒸発器の側面に形成されるので、空調ケースの外形寸法が大きくなるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、空調ケースにおける外形寸法の大型化を抑制しつつ、省エネルギー化が可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１に記載の発明では、車室内に送風される空気が通過する空気通路を内部に形成する空調ケース（１１）と、
空気通路に空気を送風する送風手段（１６）と、
空気通路全体を横断するように空調ケース内に設けられ、送風手段によって送風された空気を冷却して下流側に冷風を供給する冷却手段（２２）と、
冷却手段よりも下流側に設けられ、冷却手段を通過した空気を車室内における複数の部位に吹き出すための複数の吹き出し通路（２８〜３０）と、
複数の吹き出し通路のうちの２つの吹き出し通路における一方の吹き出し通路（２８）から車室内の空気を吸い込み、他方の吹き出し通路（２９）へ吹き出す空気流れを形成する補助送風手段（４２）と、を含むことを特徴とする車両用空調装置である。
【０００８】
請求項１に記載の発明に従えば、車両用空調装置は、空気通路に空気を送風する送風手段とは別に、車室内の空気を吸い込んで、車室内へ空気を吹き出させる空気流れを形成する補助送風手段を含む。本発明の補助送風手段は、一方の吹き出し通路から車室内の空気を吸い込み、他方の吹き出し通路へ吹き出すので、補助送風手段によって吹き出される空気は冷却手段を通過していない。補助送風手段によって送風される空気と、冷却手段を通過した空気とを他方の吹き出し通路にて混合させることによって、他方の吹き出し通路から空調された空気を吹き出させることができる。したがって補助送風手段によって送風する風量に応じて、冷却手段を通過する風量を減少させることができる。これによって冷却手段の必要冷却能力を低減させることができるので、冷却手段の駆動力を節減することができる。また本発明では、前述の従来技術のようにバイパス通路を空調ケース内に形成する必要がないので、空調ケースが大型化することを抑制することができる。
【０００９】
また請求項２に記載の発明では、２つの吹き出し通路は、２つの吹き出し通路の間に他の吹き出し通路がないように配置されることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明に従えば、２つの吹き出し通路は、２つの吹き出し通路の間に他の吹き出し通路がないように配置されるので、２つの吹き出し通路は隣接している。２つの吹き出し通路が隣接しているので、補助送風手段における空気流れを形成するための動力を、吹き出し通路が隣接していない構成に比べて、少なくすることができる。
【００１１】
さらに請求項３に記載の発明では、２つの吹き出し通路を繋ぐ連結通路（４０）をさらに含み、
補助送風手段は、連結通路に設けられることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明に従えば、２つの吹き出し通路を繋ぐ連結通路をさらに含み、補助送風手段は、連結通路に設けられる。これによって既存の複数の吹き出し通路を有する車両用空調装置に、本発明の連結通路と補助送風手段とを付与するだけで、前述した本発明を作用および効果を達成することができる。
【００１３】
さらに請求項４に記載の発明では、複数の吹き出し通路および連結通路は、空調ケース外に形成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明に従えば、複数の吹き出し通路および連結通路は、空調ケース外に形成されるので、連結通路と補助送風手段とを有さない既存の車両用空調装置の空調ケースと、本発明の空調ケースとの共用化をすることが可能となる。これによって空調ケースの汎用性を向上することができる。
【００１５】
また請求項５に記載の発明では、連結通路の通路断面積を調整する調整手段（４３）と、
車室内の空調要求に応じて、冷却手段の冷却能力、送風手段の送風量、補助送風手段の送風量、および調整手段の調整量を調整する制御手段（２１）と、をさらに含むことを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明に従えば、調整手段と制御手段とをさらに含み、制御手段は、冷却手段の冷却能力、送風手段の送風量、補助送風手段の送風量、および調整手段の調整量を調整する。調整手段および補助送風手段と制御するので、冷却手段を通過して冷風と、連結通路を通過した空気流れとの混合度合いを制御することができる。これによって他方の吹き出し通路から吹き出される空気の温度を調整することができる。したがって他方の吹き出し通路と、２つの吹き出し通路を除く他の吹き出し通路とを別の空調風を吹き出させることができる。
【００１７】
さらに請求項６に記載の発明では、空調ケース内の冷却手段の下流側に設けられ、空気を加熱して下流側に温風を供給する加熱手段（２３）と、
冷却手段を通過した冷風と加熱手段を通過した温風との風量比率を調整するエアミックス手段（２４）と、をさらに含み、
制御手段は、車室内の空調要求に応じて、冷却手段の冷却能力、送風手段の送風量、補助送風手段の送風量、調整手段の調整量、およびエアミックス手段の調整量を調整することを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明に従えば、加熱手段およびエアミックス手段をさらに含むので、冷風と温風とを用いて、車室内に吹き出す空気の温度を制御することができる。また調整手段および補助送風手段と制御するので、冷却手段を通過した冷風と、加熱手段を通過した温風と、連結通路を通過した空気流れとの混合度合いを制御することができる。これによって他方の吹き出し通路から吹き出される空気の温度を冷却および加熱することによって、高精度に調整することができる。したがって他方の吹き出し通路と、２つの吹き出し通路を除く他の吹き出し通路とを別の空調風を吹き出させることができる。
【００１９】
なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】車両用空調装置１０の概略構成を示す模式図である。
【図２】車両用空調装置１０の制御に係る構成を示すブロック図である。
【図３】基本的な空調制御処理を示したフローチャートである。
【図４】第２実施形態の車両用空調装置１０Ａの概略構成を示す模式図である。
【図５】第３実施形態の車両用空調装置１０Ｂの概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施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、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００２２】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に関して、図１〜図３を用いて説明する。図１は、車両用空調装置１０の概略構成を示す模式図である。図２は、車両用空調装置１０の制御に係る構成を示すブロック図である。車両用空調装置１０は、車室内空調運転の実施可能な装置である。
【００２３】
図１に示すように、車両用空調装置１０は、空調ケース１１、および空調ケース１１と車室内の所定部位に開口する各吹出口（図示せず）を接続する各吹き出し用ダクト３１〜３３を含んで構成されている。空調ケース１１はたとえば複数のケース部材からなり、その材質はたとえばポリプロピレンなどの樹脂成形品である。空調ケース１１は、自動車の車室内の前方付近に設けられている。
【００２４】
空調ケース１１は、空気が流れる空気通路として、冷風が流れる冷風通路１２、温風が流れる温風通路１３および冷風および温風が混ざり合う混合部１４を内部に形成する。空調ケース１１には、外気や内気を切り替え可能に取り入れる内外気切替箱１５と、車室内または車室外の空気を空調用部品に送風するための送風機１６と、この送風機１６よりも下流に配置された空調用部品とが、上流からこの順に設けられている。内外気切替箱１５および送風機１６は、たとえば車室内前方部に設置されたインストルメントパネル（図示せず）の裏側で車両中央部から助手席寄りの位置に設けられており、空調用部品はインストルメントパネルの裏側で車両中央部付近に設けられている。
【００２５】
空調ケース１１の最も上流側には、内外気切替箱１５を構成する部分であり、車室内の空気（以下、「内気」ともいう）を取り入れる内気吸込口１７、および車室外の空気（以下、「外気」ともいう）を取り入れる外気吸込口１８が形成されている。
【００２６】
内気吸込口１７および外気吸込口１８の内側には、内外気切替ドア１９が回動自在に設けられている。この内外気切替ドア１９は、サーボモータ等のアクチュエータにより駆動されて、吸込口モードを内気循環モードおよび外気導入モード等に切り替えることが可能である。
【００２７】
内外気切替ドア１９の下流側には、空気清浄手段として機能するフィルタ２０が設けられる。フィルタ２０は、たとえば細かい塵埃を取り除く除塵フィルタ部と、空気清浄手段としての脱臭フィルタ部とをあわせた複合フィルタなどである。除塵フィルタ部は、たとえばひだ折りした不織布などから成り、空気中の塵や液状粒子（たとえばニコチンおよびタール）などを捕捉して除去するものである。また脱臭フィルタ部は、たとえばハニカム担体に添着された活性炭より成り、空気中の臭いを除去するものである。
【００２８】
送風機１６は、遠心多翼ファンとこれを駆動するモータとからなり、遠心多翼ファンの周囲はスクロールケーシングで囲まれている。送風機１６の吹出口１６ａは遠心多翼ファンの遠心方向に伸びるダクトによってエバポレータ２２に至る空気通路と接続されている。送風機１６は、モータへの印加電圧に応じて、回転速度が決定される。モータへの印加電圧がエアコンＥＣＵ２１からの制御信号に基づいて制御されることにより、送風機１６の送風量は制御される。
【００２９】
送風機１６よりも下流に配置された空調用部品は、空気通路全体を横断的に塞ぐように設けられたエバポレータ２２と、エバポレータ２２を通過してきた空気を加熱するヒータコア２３と、エバポレータ２２を通過した空気のうちヒータコア２３を通過する空気の風量を調整するエアミックスドア２４と、冷風通路１２と温風通路１３が合流する混合部１４の下流に設けられたデフ用ドア２５、フェイス用ドア２６およびフット用ドア２７と、を含んでいる。図１は、車両に設置した状態で図の上側が上に、図の下側が下に位置し、図の左側が車両前方に、右側が車両後方に向いている。
【００３０】
エバポレータ２２は、図示しない冷凍サイクル内の膨張弁で減圧された低温低圧の冷媒を送風機１６の送風を受けて内部で蒸発させるものであり、冷媒が流れるチューブの周囲を通過する送風空気を冷却する冷却手段である。エバポレータ２２よりも下流には冷風通路１２とヒータコア２３が設けられており、さらに冷風通路１２を通過する空気とヒータコア２３に向かう空気との風量割合を調整するエアミックスドア２４が設けられている。
【００３１】
冷凍サイクルは、図示は省略するが、インバータ５７により回転数制御されて冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮液化させる凝縮器、凝縮液化された冷媒を気液分離して液冷媒を下流に流す気液分離器、液冷媒を減圧膨張させる膨張弁、減圧膨張された冷媒を蒸発気化させるエバポレータ２２、およびこれらを環状に接続する冷媒配管等から構成されている。
【００３２】
冷凍サイクルを構成する圧縮機は、内蔵された電動モータにより駆動され、回転数制御が可能であり、回転数に応じて冷媒吐出流量が可変である。圧縮機はインバータ５７により周波数が調整された交流電圧が印加されてその電動モータの回転速度が制御される。インバータ５７は車載電池から直流電源の供給を受け、エアコンＥＣＵ２１により制御される。
【００３３】
ヒータコア２３は、走行用エンジンの高温の冷却水を熱源として空調ケース１１内の空気と熱交換させ、周囲を流れる空気を加熱する加熱手段であり、エバポレータ２２よりも空気流れ方向の下流側の通路を部分的に塞ぐように配置されている。ヒータコア２３の下流には、温風通路１３が空調ケース１１内の車両後方側から上方に向けて設けられ、混合部１４につながっている。
【００３４】
エアミックスドア２４は、エバポレータ２２よりも下流に設けられた片側枢支式の板状ドアである。エアミックスドア２４は、ドア本体の開度が制御されることにより、エバポレータ２２で冷却された空気量のうちヒータコア２３で加熱する空気量（風量比率）を調整し、ヒータコア２３を通る空気とヒータコア２３を迂回する空気とが混合部１４で混合することにより空気の温調がなされる。
【００３５】
混合部１４は、エバポレータ２２から流れてきた空気とヒータコア２３で加熱されて温風通路１３を流れてくる空気とが混ざり合う空間であり、下流側でデフ吹き出し通路２８、フェイス吹き出し通路２９およびフット吹き出し通路３０に連通している。この空間で温度調節された空調風は、デフ用ドア２５、フェイス用ドア２６、フット用ドア２７などの各モード吹き出しドアの開度を制御することによって適正な風量割合に調整されて車室内へ供給される。
【００３６】
デフ吹き出し通路２８は、空調ケース１１に形成されるデフ吹き出し用の開口を含む通路であり、接続されたデフ吹出ダクト３１を介して車室内に開口するデフ吹出口（図示せず）を含み、デフロスタモードにおいてフロントウィンドウガラス等の車室内側面に沿うように吹き出される空調風（デフ吹き出し）が流通する通路である。デフ用ドア２５は板状のドア本体および正逆方向に円運動（回動）してドア本体を回動させるドアシャフト等からなり、ドアシャフトはサーボモータ等のアクチュエータによりリンク機構を介して駆動される。デフ吹き出し通路２８は吹き出しモードに応じてデフ用ドア２５のドアシャフトの回動を制御することにより開閉される。
【００３７】
フェイス吹き出し通路２９は、空調ケース１１に形成されるフェイス吹き出し用の開口を含む通路であり、接続されたフェイス吹出ダクト３２を介して車室内に開口するフェイス吹出口（図示せず）を含む。このフェイス吹出口は乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すためにインストルメントパネルの中央部または車室内の両側部で開口しており、主に冷房時に乗員の上半身付近に向けて冷風が吹き出される。フェイス用ドア２６は板状のドア本体および正逆方向に円運動（回動）してドア本体を回動させるドアシャフト等からなる。ドアシャフトはサーボモータ等のアクチュエータによりリンク機構を介して他のドアとともに駆動される被駆動部である。フェイス吹き出し通路２９は吹き出しモードに応じてフェイス用ドア２６のドアシャフトの回動を制御することにより開閉される。
【００３８】
フット吹き出し通路３０は、空調ケース１１に形成されるフット吹き出し用の開口を含む通路であり、接続されたフット吹出ダクト３３を介して車室内に開口するフット吹出口（図示せず）を含む。フット吹出口は前席乗員や後席乗員の足元へ空調風を吹き出すための開口であり、主に暖房時に温風が吹き出される。フット用ドア２７は板状のドア本体および正逆方向に円運動（回動）してドア本体を回動させるドアシャフト等からなり、ドアシャフトはサーボモータ等のアクチュエータによりリンク機構を介して他のドアとともに駆動される。フット吹き出し通路３０はドアシャフトの回動を制御することにより開閉される。
【００３９】
デフ吹き出し通路２８とフェイス吹き出し通路２９とは、連結通路４０によって連通される。連結通路４０は、フェイス吹出ダクト３２とデフ吹出ダクト３１とを接続する連結ケース４１によって形成される。したがって連結通路４０は、空調ケース１１外であって、連結ケース４１内に形成される通路である。
【００４０】
連結ケース４１内には、補助ファン４２が設けられる。補助ファン４２は、デフ吹き出し通路２８から空気を吸い込み、フェイス吹き出し通路２９へ吹き出す空気流れを形成する補助送風手段である。補助ファン４２は、クロスフローファンとこれを駆動する補助ファン用モータとからなり、クロスフローファンの周囲は連結ケース４１の内壁で囲まれている。連結ケース４１は、スクロールとしても機能する。補助ファン４２の吹出口４２ａは、連結ケース４１によって、フェイス吹出ダクト３２に接続されている。補助ファン４２は、補助ファン用モータへの印加電圧に応じて、回転速度が決定される。補助ファン用モータへの印加電圧がエアコンＥＣＵ２１からの制御信号に基づいて制御されることにより、補助ファン４２の送風量は制御される。
【００４１】
連結通路４０とフェイス吹き出し通路２９とが接続される部分には、連結ドア４３が設けられる。連結ドア４３は板状のドア本体および正逆方向に円運動（回動）してドア本体を回動させるドアシャフト等からなり、ドアシャフトはサーボモータ等のアクチュエータによりリンク機構を介して駆動される。連結通路４０は吹き出しモードに応じて連結ドア４３のドアシャフトの回動を制御することにより開閉される。
【００４２】
このような構成によって、図１に示すように、デフ用ドア２５を閉にして、連結ドア４３を開にして、フェイス用ドア２６を開にして、補助ファン４２を駆動させると、デフ吹き出し通路２８から内気を吸い込んで、フェイス吹き出し通路２９に内気が送風される。フェイス吹き出し通路２９には、混合部１４で冷風と温風とが混ざり合った空調風が流れているので、この空調風と内気とがさらに連結通路４０とフェイス吹き出し通路２９との連結部分で混合される。これによってフェイス吹き出し通路２９を介して、混合部１４を経た空調風と、デフ吹き出し通路２８を介して吸い込んだ内気とが混合した空気が、フェイス吹出口から車室内に供給される。
【００４３】
次に図２を用いて、エアコンＥＣＵ２１に関して説明する。エアコンＥＣＵ２１は、車室内の空調運転を制御するエアコン電子制御装置であり、マイクロコンピュータと、車室内前方に設けられた操作パネル５６上の各種スイッチからの空調要求などの信号および各種のセンサからの信号が入力される入力回路と、各種アクチュエータに出力信号を送る出力回路と、を備えている。各種センサは、たとえば車室内の温度を検出する内気センサ５１、外気の温度を検出する外気センサ５２、車室内への日射量を検出する日射センサ５３、エバポレータ２２の後流温度を検出する温度センサ５４およびエンジンの冷却水温度を検出する水温センサ５５などである。マイクロコンピュータは、ＲＯＭ（読み込み専用記憶装置）、ＲＡＭ（読み込み書き込み可能記憶装置）等のメモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）等から構成されており、操作パネル５６等から送信された運転命令に基づいた演算に使用される各種プログラムを有している。
【００４４】
また、操作パネル５６には、車両用空調装置１０が動作しているときに表示状態になるエアコンＥＣＵ動作表示部としてのエアコンＥＣＵインジケータ（図示せず）が設けられており、エアコンＥＣＵインジケータは、エアコンＥＣＵ２１からの命令信号によって表示状態（たとえば点灯状態）または非表示状態（たとえば非点灯状態）に制御される。
【００４５】
エアコンＥＣＵ２１は、上記の各サイクル運転時に、エアコン環境情報、エアコン運転条件情報および車両環境情報を受信してこれらを演算し、圧縮機の設定すべき容量等を算出する。そして、エアコンＥＣＵ２１は、演算結果に基づいてインバータ５７に対して制御信号を出力し、インバータ５７によって圧縮機の出力量は制御される。このように乗員による操作パネル５６の操作によって、空調装置の運転・停止および設定温度などの操作信号（空調要求）などがエアコンＥＣＵ２１に入力されて各種センサの検出信号が入力されると、エアコンＥＣＵ２１は、各種の演算結果に基づいて、圧縮機のインバータ５７、送風機１６、補助ファン４２、エアミックスドア２４、ウォータポンプ５８、内外気切替ドア１９、吹出口切替ドア２５〜２７、連結ドア４３等の各機器の運転を制御する。これによってエアコンＥＣＵ２１は、車室内の各吹出口から吹き出される空調風を制御する。
【００４６】
次に、エアコンＥＣＵ２１の空調制御処理に関して図３を用いて説明する。図３は、エアコンＥＣＵ２１による基本的な空調制御処理を示したフローチャートである。図３の基本的な空調制御処理がスタートすると、エアコンＥＣＵ２１は以降の各ステップに係る処理を実行していく。ステップ２からステップ９の処理は、たとえば２５０ｍｓに１回行われる。
【００４７】
ステップ１では、エアコンＥＣＵ２１内の等の記憶されている各パラメータ等を初期化し、ステップ２に移る。ステップ２では、操作パネル５６等からの各種スイッチ信号等を読み込み、ステップ３に移る。ステップ３では、各種センサからの信号を読み込み、ステップ４に移る。
【００４８】
ステップ４では、エアコンＥＣＵ２１のＲＯＭに記憶された下記の式１を用いて、車室内に吹き出す空気の目標吹出温度を算出し、ステップ５に移る。
【００４９】
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ  …（１）
ここで、Ｔｓｅｔは、操作パネル５６の温度設定スイッチにて設定された設定温度、Ｔｒは内気センサ５１にて検出された内気温度、Ｔａｍは外気センサ５２にて検出された外気温度、Ｔｓは日射センサ５３にて検出された日射量である。また、Ｋｓｅｔ，Ｋｒ，ＫａｍおよびＫｓは各ゲインであり、Ｃは全体にかかる補正用の定数である。そして、このＴＡＯおよび上記各種センサからの信号により、エアミックスドア２４のアクチュエータの制御値およびウォータポンプ５８の回転数の制御値等を算出する。
【００５０】
ステップ５では、ＲＯＭに記憶された下記の式２を用いて、エアミックスドア２４の開度決定を実行し、ステップ６に移る。
【００５１】
開度＝（（ＴＡＯ−ＴＥ）／（ＴＷ−ＴＥ））×１００（％）                …（２）
式２において、ＴＥは温度センサ５４が検出するエバポレータ２２の後流温度、ＴＷは水温センサ５５が検出する冷却水温度である。
【００５２】
ステップ６では、ブロワ電圧を決定する処理を実施し、ステップ７に移る。ブロワ電圧は、送風機１６に印加される電圧である。ブロワ電圧は、予めＲＯＭに記憶されている、目標吹出温度とブロワ電圧との関係を表した制御マップにしたがって決定される。
【００５３】
ステップ７では、吸込口モードを決定する処理を実施し、ステップ８に移る。マニュアル運転である場合には、マニュアル設定に準じ、内気循環モードの場合は外気導入率０％に決定し、外気導入モードの場合は外気導入率０％に決定し、ステップ８に移る。またオート運転が設定されている場合には、ＲＯＭに記憶された制御マップから目標吹出温度に対応する吸込口モードを決定し、ステップ８に移る。制御マップは、たとえば目標吹出温度が低い温度から高い温度にかけて、内気循環モード、内気と外気の両方を吸い込む内外気導入モード、外気を吸い込む外気導入モードとなるように決定されるような制御マップである。
【００５４】
ステップ８では、吹出口モードを決定する処理を実施し、ステップ９に移る。マニュアル運転である場合には、マニュアル設定に準じた吹出口モードに決定し、ステップ９に移る。オート運転である場合には、ＲＯＭに記憶された制御マップから目標吹出温度に対応する吹出口モードを決定し、ステップ９に移る。制御マップは、たとえば目標吹出温度が低い温度から高い温度にかけて、フェイスモード、バイレベルモード、フットモード、およびフット／デフロスタモードとなるように決定されるような制御マップである。
【００５５】
ステップ９では、圧縮機の回転数の決定を実行し、ステップ１０に移る。エアコンＥＣＵ２１は、エバポレータ２２の温度（たとえばエバポレータ２２が備えるフィンの温度）に基づいて、圧縮機の回転数を決定する。具体的には、予めＲＯＭに記憶されたマップにしたがって、エバポレータ２２の温度に対応する圧縮機の回転数を演算して決定する。
【００５６】
ステップ１０では、ウォータポンプ５８の作動を決定し、ステップ１１に移る。水温がエバポレータ２２の温度以下である場合には、ウォータポンプ５８を停止する要求を決定し、ステップ１１に移る。また水温がエバポレータ２２の温度よりも高い場合には、ウォータポンプ５８を運転する要求を決定し、ステップ１１に移る。
【００５７】
ステップ１１では、上記各ステップ２〜ステップ９で算出または決定された各制御状態が得られるように、インバータ５７、各種アクチュエータ等に対して制御信号を出力し、ステップ１２に移る。ステップ１１では、エアコンＥＣＵ２１は、たとえばインバータ５７に対して、決定された回転数に圧縮機を制御するための制御信号を送信する。インバータ５７は、送信された制御信号に基づいて圧縮機のモータを制御する。そして、ステップ１２において所定時間の経過を待って、ステップ２に戻り、継続して各ステップが実行される。
【００５８】
このように図３は、エアコンＥＣＵ２１の基本的な通常モードにおける空調制御処理を示したフローチャートであるが、省電力モードの場合には、エアコンＥＣＵ２１は補助ファン４２と連結ドア４３とをさらに制御する。
【００５９】
省電力モードとは、エバポレータ２２の冷却能力を制限してよい場合のときに、圧縮機の駆動動力を低減する制御モードである。エバポレータ２２の冷却能力を制限してよい場合とは、たとえば内気の温度が目標温度に到達し、内気を用いて継続的に目標温度を維持できる場合である。内外気切替箱１５を介して導入された内気は、インストルメントパネル内を通過するので、インストルメントパネル内に設けられる発熱体、たとえば電気部品および空調用部品によって取り込んだ内気の温度が上昇する場合がある。このような内外気切替箱１５から取り込んだ内気よりも、デフ吹出ダクト３１を介して取り込んだ空気の方が、内気の温度に近く、内外気切替箱１５から取り込んだ内気よりも温度が低いので、エバポレータ２２の冷却能力を制限できる場合がある。
【００６０】
このような省動力モードの場合には、図１に示すように、連結ドア４３を開にし、補助ファン４２を可動させる。そうすることで、デフ吹出ダクト３１を介して車室内の空気を吸込み、フェイス吹出ダクト３２への流れをつくる。この空気の流れは、エバポレータ２２を通過しない流れである。補助ファン４２によって発生した流れと、エバポレータ２２を通過して冷却されて冷風を混合し、目標とする温度の空気をフェイス吹出口から車室内に供給することができる。フェイス吹出口からの吹出し温度は、補助ファン４２に送風される空気と、エバポレータ２２を通過した冷風との割合を調整することで制御することができる。
【００６１】
補助ファン４２によって送風される空気と冷風との割合は、補助ファン４２の風量と送風機１６の風量とを制御することによって制御される。したがって冷風の割合を高める場合には、送風機１６の風量が多くなるように送風機１６のモータへの印可電圧が制御される。
【００６２】
また省電力モードは、たとえば停車時（アイドリングストップ時も含む）の車両エンジン（圧縮機）停止後にエバポレータ２２の蓄冷量の放冷により空気を冷却する場合にも適用される。このような場合にも、図１に示すように、連結ドア４３を開にし、補助ファン４２を可動させることによって、エバポレータ２２を通過する空気の量を減少させることができる。これによってエバポレータ２２の蓄冷量に基づく放冷時間を、補助ファン４２を用いない場合に比べて長くすることができる。
【００６３】
以上説明したように本実施の形態の車両用空調装置１０では、送風機１６とは別に、車室内の空気を吸い込んで、車室内へ空気を吹き出させる補助ファン４２を含む。補助ファン４２は、一方の吹き出し通路であるデフ吹き出し通路２８から車室内の空気を吸い込み、他方の吹き出し通路であるフェイス吹き出し通路２９へ吹き出すので、補助ファン４２によって吹き出される空気は冷却手段であるエバポレータ２２を通過していない。補助ファン４２によって送風される空気と、エバポレータ２２を通過した冷風とをフェイス吹き出し通路２９にて混合させることによって、フェイス吹き出し通路２９から空調された空気を吹き出させることができる。したがって補助ファン４２によって送風する風量の分、エバポレータ２２を通過する風量を減少させることができる。これによってエバポレータ２２の必要冷却能力を低減させることができるので、エバポレータ２２の駆動力である圧縮機の駆動力を節減することができる。
【００６４】
具体的には、補助ファン４２によってエバポレータ２２の通過風量が減少するので、冷却するために必要なエバポレータ２２の冷却能力を補助ファン４２の風量の減少分に比例して小さくすることができる。これによって冷凍サイクルを構成する圧縮機の断続制御よる圧縮機稼働率を低下させて省動力を図ることができる。したがって信号待ち等の車両エンジン停止時における冷房フィーリングをエバポレータ２２の凝縮水の蓄冷量にてより長い時間良好に維持できる。
【００６５】
また本実施の形態では、従来技術のようにエバポレータ２２を迂回するバイパス通路を空調ケース１１内に形成する必要がないので、空調ケース１１が大型化することを抑制することができる。
【００６６】
また本実施の形態では、図１に示すように、２つの吹き出し通路であるフェイス吹き出し通路２９とデフ吹き出し通路２８との間に他の吹き出し通路がないように配置されるので、２つの吹き出し通路２８，２９は隣接している。２つの吹き出し通路２８，２９が隣接しているので、補助ファン４２をこれら２つ吹き出し通路２８，２９の間に配置することによって、一方の吹き出し通路２８から吸い込んで他方の吹き出し通路２９へ吹き出す補助ファン４２を実現することができる。またこれら２つの吹き出し通路２８，２９が隣接しているので、デフ吹き出し通路２８から車室内の空気を吸い込み、フェイス吹き出し通路２９へ吹き出す動力を、隣接していない構成に比べて、少なくすることができる。
【００６７】
さらに本実施の形態では、補助ファン４２は、連結通路４０に設けられる。これによって既存の複数の吹き出し通路を有する車両用空調装置１０に、連結通路４０と補助ファン４２とを付与するだけで、前述した本実施の形態の車両用空調装置１０の作用および効果を達成することができる。したがって連結通路４０と補助ファン４２とを有さない既存の車両用空調装置の空調ケース１１と、本実施の形態の空調ケース１１との共用化をすることが可能となる。これによって空調ケース１１の汎用性を向上することができる。
【００６８】
連結ケース４１は、デフ吹出ダクト３１とフェイス吹出ダクト３２との間という既存の車両用空調装置では使用していない空間（デッドスペース）に設けられる。したがって連結ケース４１と連結ケース４１内に補助ファン４２を設けても、車両用空調装置１０が大型化することを抑制することができる。また本実施の形態では、デフ吹き出し通路２８から吸込む構造としているので、車室内上部の空気を循環させることができる。
【００６９】
また本実施の形態では、車両用空調装置１０は、調整手段である連結ドア４３と制御手段であるエアコンＥＣＵ２１とをさらに含む。エアコンＥＣＵ２１は、エバポレータ２２の冷却能力、送風機１６の送風量、補助ファン４２の送風量、および連結ドア４３の開閉を個別に制御する。これによってフェイス吹き出し通路２９から吹き出される空気の温度を調整することができる。したがってフェイス吹き出し通路２９と、デフ吹き出し通路２８およびフェイス吹き出し通路２９を除く他の吹き出し通路であるフット吹き出し通路３０とを別の空調風を吹き出させることができる。
【００７０】
さらに本実施の形態では、加熱手段であるヒータコア２３およびエアミックス手段であるエアミックスドア２４をさらに含むので、冷風と温風とを用いて、車室内に吹き出す空気の温度を制御することができる。これによってフェイス吹き出し通路２９から吹き出される空気の温度をさらに高精度に調整することができる。したがってフェイス吹き出し通路２９と、フット吹き出し通路３０とを別の空調風を吹き出させることができる。
【００７１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に関して、図４を用いて説明する。図４は、第２実施形態の車両用空調装置１０Ａの概略構成を示す模式図である。本実施の形態では、連結通路４０Ａがデフ吹出ダクト３１とフェイス吹出ダクト３２との間ではなく、空調ケース１１内に設けられる点に特徴を有する。
【００７２】
図４に示すように、空調ケース１１内に連結通路４０Ａを構成するための連結壁４５が、デフ吹き出し用の開口とフェイス吹き出し用の開口との間に形成される。連結壁４５は、空調ケース１１を構成する外壁のうち前述の２つの開口を繋ぐ部分との間に連結通路４０Ａを構成する。連結通路４０Ａ内には、補助ファン４２が設けられる。
【００７３】
このような本実施の形態での構成では、空調ケース１１内に連結通路４０Ａおよび補助ファン４２が設けられるので、本発明を実現するために空調ケース１１が大型化することを抑制することができる。また第１実施形態のように、フェイス吹き出し通路２９とデフ吹き出し通路２８との間に補助ファン４２および連結ケース４１を設置するためのスペースがない場合には、本実施の形態を好適に用いることができる。
【００７４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に関して、図５を用いて説明する。図５は、第３実施形態の車両用空調装置１０Ｂの概略構成を示す模式図である。本実施の形態では、リヤフェイス吹き出し通路２９Ｂとリヤフット吹き出し通路３０Ｂをさらに備え、連結通路４０Ｂがリヤフット吹出ダクト３３Ｂとリヤフェイス吹出ダクト３２Ｂとの間に設けられる点に特徴を有する。
【００７５】
リヤフェイス吹き出し通路２９Ｂは、空調ケース１１に形成されるリヤフェイス吹き出し用の開口を含む通路であり、接続されたリヤフェイス吹出ダクト３２Ｂを介して車室内の後部座席に開口するリヤフェイス吹出口（図示せず）に接続されている。このリヤフェイス吹出口は後部座席の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すために車室天井で開口しており、主に冷房時に乗員の上半身付近に向けて冷風が吹き出される。リヤフェイス用ドア２６Ｂは板状のドア本体および正逆方向に円運動（回動）してドア本体を回動させるドアシャフト等からなる。ドアシャフトはサーボモータ等のアクチュエータによりリンク機構を介して他のドアとともに駆動される被駆動部である。リヤフェイス吹き出し通路２９Ｂは吹き出しモードに応じてリヤフェイス用ドア２６Ｂのドアシャフトの回動を制御することにより開閉される。
【００７６】
リヤフット吹き出し通路３０Ｂは、空調ケース１１に形成されるリヤフット吹き出し用の開口を含む通路であり、接続されたリヤフット吹出ダクト３３Ｂを介して車室内の後部座席に開口するリヤフット吹出口（図示せず）に接続されている。リヤフット吹出口は後席乗員の足元へ空調風を吹き出すための開口であり、主に暖房時に温風が吹き出される。リヤフット用ドア２７Ｂは板状のドア本体および正逆方向に円運動（回動）してドア本体を回動させるドアシャフト等からなり、ドアシャフトはサーボモータ等のアクチュエータによりリンク機構を介して他のドアとともに駆動される。リヤフット吹き出し通路３０Ｂはドアシャフトの回動を制御することにより開閉される。
【００７７】
またヒータコア２３の下方には、後部座席用エアミックスドア２４Ｂが設けられる。後部座席用エアミックスドア２４Ｂは、エバポレータ２２よりも下流に設けられた片側枢支式の板状ドアである。後部座席用エアミックスドア２４Ｂは、ドア本体の開度が制御されることにより、エバポレータ２２で冷却された空気量と、ヒータコア２３で加熱された空気量とを調整し、ヒータコア２３を通る空気とヒータコア２３を迂回する空気とが後部座席用エアミックスドア２４Ｂの下流側で混合することにより、リヤフット吹き出し通路３０Ｂおよびリヤフェイス吹き出し通路２９Ｂへの空気の温調がなされる。
【００７８】
リヤフット吹き出し通路３０Ｂとリヤフェイス吹き出し通路２９Ｂとは、連結通路４０Ｂによって連通される。連結通路４０Ｂは、リヤフェイス吹出ダクト３２Ｂとリヤフット吹出ダクト３３Ｂとを接続する連結ケース４１によって形成される。
【００７９】
連結ケース４１内には、補助ファン４２が設けられる。補助ファン４２は、リヤフット吹き出し通路３０Ｂから空気を吸い込み、リヤフェイス吹き出し通路２９Ｂへ吹き出す補助送風手段である。補助ファン４２の吹出口４２ａは、連結ケース４１によって、リヤフェイス吹出ダクト３２Ｂに接続されている。
【００８０】
このような構成によって、図５に示すように、リヤフット用ドア２７Ｂを閉にして、リヤフェイス用ドア２６Ｂを開にして、補助ファン４２を駆動させると、リヤフット吹き出し通路３０Ｂから内気を吸い込んで、リヤフェイス吹き出し通路２９Ｂに内気が送風される。リヤフェイス吹き出し通路２９Ｂには、後部座席用エアミックスドア２４Ｂによって冷風と温風とが混ざり合った空調風が流れているので、この空調風と内気とがさらに連結通路４０Ｂとリヤフェイス吹き出し通路２９Ｂとの連結部分で混合される。これによってリヤフェイス吹き出し通路２９Ｂを介して、後部座席用エアミックスドア２４Ｂを経た空調風と、リヤフット吹き出し通路３０Ｂを介して吸い込んだ内気とが混合した空気が、リヤフェイス吹出口から車室内に供給される。
【００８１】
以上、説明したように第３実施形態の車両用空調装置１０Ｂでは、リヤフェイス吹出ダクト３２Ｂとリヤフット吹出ダクト３３Ｂと補助ファン４２を設け、リヤフット吹出ダクト３３Ｂから内気を吸い込み、リヤフェイス吹出ダクト３２Ｂに吹き出すように構成される。これによって後部座席の空気を吸い込み、後部座席に送風するので、後部座席で空気を循環させることで前部座席に影響しない後部座席のみの空調制御をすることができる。
【００８２】
また後部座席だけが風量を必要とする場合にも、後部座席のみの空調制御によって省動力で車両用空調装置１０Ｂを運転することができる。換言すると、後席専用エアミックスドア２４を持つ車両用空調装置と、補助ファン４２を組み合わせて後部座席の独立空調を実現することができる。
【００８３】
（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明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。
【００８４】
前述の第１実施形態では、補助ファン４２が吸い込み吹き出す２つの吹き出し通路の間に他の吹き出し通路がないように配置されているが、このような構成に限るものではなく、フット吹出ダクト３３から吸い込み、フェイス吹出ダクト３２へ吹き出すような構成など、複数の吹き出し通路のうち、任意の２つの吹き出し通路を用いる構成であればよい。
【００８５】
また前述の第１実施形態では、空調ケース１１と各吹出ダクト３１〜３３とは別体に構成されるが、空調ケース１１と各吹出ダクト３１〜３３とを一体に形成してもよい。すなわち、空調ケースに吹出ダクト３１〜３３として機能する通路を形成してもよい。
【００８６】
また前述の第１実施形態では、省電力モードの場合に、補助ファン４２が動作するような制御をするが、このような場合の制御に限るものではなく、ユーザが補助ファン４２を作動する手動モードの場合には、ユーザの設定に従って補助ファン４２および連結ドア４３が動作するように制御してもよい。
【００８７】
また前述の第１実施形態では、連結ドア４３の開閉によって補助ファン４２によって送風される空気と、混合部１４の下流側の空調風とを混合割合を制御しているが、連結ドア４３の開閉に限るものではなく、連結ドア４３の開度（調整量）、すなわち連結通路４０の通路断面積を制御することによって、混合割合をさらに高精度に制御してもよい。これによってフェイス吹出ダクト３２から吹き出される空調風の温度をさらに高精度に制御することができる。
【００８８】
また前述の第１実施形態では、連結ドア４３およびエアミックスドア２４などの各種ドアは、回動軸を中心として回動することにより開閉および冷風および温風の混合割合を調整する構造であるが、このような構造の板ドアに限定するものではない。たとえば、フィルムドア、回動軸を有さないスライドドア、回動軸から半径方向に延びる半径方向側板および周方向に延びる周方向側板とで形成されるロータリ式のドアであってもよい。
【００８９】
また前述の第１実施形態では、圧縮機の回転数は、インバータ５７により制御される構成であるが、これに限定されるものではない。たとえば、圧縮機は、エンジンにベルト駆動されて冷媒を圧縮するものであってもよい。この場合、圧縮機には、エンジンから圧縮機への回転動力の伝達を断続するクラッチ手段としての電磁クラッチが連結されており、この電磁クラッチは、クラッチ駆動回路等により制御される。電磁クラッチが通電された時に、エンジンの回転動力が圧縮機に伝達されて、エバポレータ２２による空気冷却作用が行われ、電磁クラッチの通電が停止した時に、エンジンと圧縮機とが遮断され、エバポレータ２２による空気冷却作用が停止するようになる。
【符号の説明】
【００９０】
１０…車両用空調装置
１１…空調ケース
１６…送風機（送風手段）
２１…エアコンＥＣＵ（制御手段）
２２…エバポレータ（冷却手段）
２３…ヒータコア（加熱手段）
２４…エアミックスドア（エアミックス手段）
２４Ｂ…後部座席用エアミックスドア（エアミックス手段）
２８…デフ吹き出し通路（複数の吹き出し通路）
２９…フェイス吹き出し通路（複数の吹き出し通路）
３０…フット吹き出し通路（複数の吹き出し通路）
４０…連結通路
４２…補助ファン（補助送風手段）
４３…連結ドア（調整手段）
【図１】
0005488152.tif 000002
【図２】
0005488152.tif 000003
【図３】
0005488152.tif 000004
【図４】
0005488152.tif 000005
【図５】
0005488152.tif 000006