(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気流を発生する送風手段（５）と、
この送風手段（５）が発生した空気を、少なくとも、車両フロントガラス（１７）内面に空気を吹き出すデフロスタ吹出口（９）に導く空気通路（１）と、
この空気通路（１）内に設けられ、この空気通路（１）内の空気を加熱する加熱手段（８）と、
前記デフロスタ吹出口（９）からの温風吹出風量を調節するデフロスタ風量調節手段（１５、１６、６）と、
前記フロントガラス（１７）の解氷を指示する解氷指示手段（２１）と、
この解氷指示手段（２１）による前記指示があったとき、前記デフロスタ吹出口（９）からの温風吹出風量を、所定時間、所定の少風量に維持し、前記所定時間の経過後は、前記温風吹出風量を、前記少風量よりも多い風量とするように、前記デフロスタ風量調節手段（１５、１６、６）を制御するデフロスタ風量制御手段（ステップ１１０〜１５０、１１５〜１５０、１１０〜１５１、１１５〜１５１）と
を備えることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記フロントガラス（１７）の上部の温度を検出する上部温度検出手段（１８）と、
前記フロントガラス（１７）の下部の温度を検出する下部温度検出手段（１９）を備え、
前記所定時間は、前記下部温度検出手段（１９）が検出した下部温度と前記上部温度検出手段（１８）が検出した上部温度との温度差が所定温度以上となるまでの時間であることを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記解氷指示手段（２１）による前記指示があってからの時間を計時する計時手段（ステップ１２５）を備え、
前記所定時間は、前記計時手段（ステップ１２５）が計時した時間が前記所定時間となるまでの時間であることを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記デフロスタ風量調節手段（１５、１６、６）は、前記空気通路（１）のうち、前記デフロスタ吹出口（９）までの途中部位の通路面積を変更する通路面積変更手段（１５、１６）であることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１つ記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記デフロスタ風量調節手段（１５、１６、６）は、前記送風手段（５）を電気的に駆動するモータ（６）であることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１つ記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デフロスタ吹出口から温風を吹き出すことによって、車両フロントガラスの解氷を行うように構成された車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用空調装置では、車両フロントガラスの表面が氷結したときには、デフロスタ吹出口から一定風量の温風をフロントガラス内面に吹き出すことによって解氷するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように一定風量の温風を吹き出すようにした場合、この一定風量があまり多いと吹出温度が低くなり、解氷時間が長くなってしまうという問題が発生する。逆に、上記一定風量があまり少ないと、今度はフロントガラスの上部への温風到達性が悪くなり、フロントガラス上部の解氷ができなくなるという問題が発生する。
【０００４】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、氷結したフロントガラス全体を、極力短い時間で解氷できるようにすることを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】
上記目的を達成するため、請求項１〜５記載の発明では、
解氷指示手段によってフロントガラスを解氷する指示があったときには、デフロスタ吹出口からフロントガラス内面に吹き出される温風吹出風量を、所定時間、所定の少風量に維持し、この所定時間の経過後は、上記温風吹出風量を、上記少風量よりも多い風量とするように、デフロスタ風量調節手段を制御することを特徴としている。
【０００６】
これによると、解氷指示手段による上記指示があってから所定時間は、デフロスタ吹出口からの上記温風吹出風量は少風量となるので、この温風の温度は高めになる。ここで、この高めの温度の温風の風量は少風量であるので、この少風量の温風は主にフロントガラスの下部に吹き出される。その結果、この下部の温度が効率良く上昇し、この下部が効率良く解氷される。
【０００７】
そして、解氷指示手段による上記指示があってから上記所定時間が経過した後は、デフロスタ吹出口からの温風吹出風量は、上記少風量よりも多い風量となるので、この温風はフロントガラスの下部から上部にかけて到達するようになる。ここで、この温風の温度は上記少風量の場合に比べて低くなるが、温風がフロントガラスに吹き出されていることには変わりないため、フロントガラス下部の温度は、その上昇速度が遅くなるものの、ある温度にまでは上昇して解氷されていく。また、フロントガラス上部の温度は、上記温風吹出風量の増加に伴って徐々に上昇し、この上部も徐々に解氷される。
【０００８】
以上のような制御を行うことよって、フロントガラス全体を、極力短い時間で解氷することができる。
特に、請求項４記載の発明では、
上記フロントガラスの上部の温度を検出する上部温度検出手段と、
上記フロントガラスの下部の温度を検出する下部温度検出手段を備え、
上記所定時間を、上記下部温度検出手段が検出した下部温度と上記上部温度検出手段が検出した上部温度との温度差が所定温度以上となるまでの時間としたことを特徴としている。
【０００９】
これによると、上記温度差が上記所定温度以上となったことを検出することによって、フロントガラスの下部が効率良く解氷されたことを検出できる。また、上記上部温度検出手段が設けられていることによって、フロントガラスの上部への温風到達を検出することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を電気自動車用空調装置として適用した第１実施の形態について、図１〜４に基づいて説明する。
本実施の形態では、車室内空間を空調するための空調ユニットにおける各空調手段を、空調制御装置によって制御するように構成されている。
【００１１】
まず、上記空調ユニットの構成を説明する。
空調ケース１の空気上流側部位には、車室内気を吸入するための内気吸入口２と外気を吸入するための外気吸入口３とが形成されるとともに、これらの吸入口２、３を選択的に開閉する内外気切換ドア４が設けられている。また、この内外気切換ドア４は、図示しないサーボモータによって駆動される。
【００１２】
この内外気切換ドア４の下流側部位には、送風手段としてのファン５が配設されている。このファン５は、電気的駆動手段としてのブロワモータ６によって駆動され、ファンの回転数、すなわち車室内への送風量は、ブロワモータ６に印加されるブロワ電圧によって制御される。なお、このブロワ電圧は、後述する空調制御装置２０によって決定される。
【００１３】
ファン５の空気下流側には、空気冷却手段をなす冷房用室内熱交換器７と、空気加熱手段をなす暖房用室内熱交換器８とが配設されている。これら各室内熱交換器７、８は、図示しないヒートポンプ式冷凍サイクルの一部を構成する熱交換器であり、冷房用室内熱交換器７は、冷房モード時に蒸発器として機能し、暖房用室内熱交換器８は、暖房モード時に凝縮器として機能する。また、上記冷凍サイクルの一部を構成する図示しない圧縮機は、図示しない電動モータによって駆動される。
【００１４】
また、空調ケース１の最下流側部位には、自動車のフロントガラス１７（図２参照）の内面に向けて空気を吹き出すためのデフロスタ吹出口９、車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出すためのフェイス吹出口１０、および車室内乗員の足元に向けて空気を吹き出すためのフット吹出口１１が形成されている。
そして、上記各吹出口９〜１１の上流側部位には、この部位の通路を選択的に開閉するデフロスタドア１２、フェイスドア１３、およびフットドア１４がそれぞれ設けられている。また、これらのドア１２〜１４にはそれぞれ、各ドア１２〜１４を駆動するサーボモータが接続されている。
【００１５】
また、空調ケース１内のうち、ファン５と冷房用室内熱交換器７との間の部位には、この部位の通路面積を変更する通路面積変更ドア１５が設けられている。また、この通路面積変更ドア１５は、その駆動手段１６（具体的にはサーボモータ）によって駆動される。
次に、上記空調制御装置の周囲の制御系の構成を説明する。
【００１６】
図２に示すように、フロントガラス１７の上部表面および下部表面には、それぞれの部位の温度を検出する上部温度センサ１８および下部温度センサ１９が配設されている。
そして、図１に示す空調制御装置２０には、上記上部温度センサ１８および下部温度センサ１９からの各信号の他に、フロントガラスの解氷を車室内乗員が指示するためのデフロスタスイッチ２１からの信号がそれぞれ入力される。
【００１７】
また、この空調制御装置２０の内部には、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータが設けられ、上記各センサ１８、１９およびデフロスタスイッチ２１からの信号は、空調制御装置２０内の図示しない入力回路によってＡ／Ｄ変換された後、上記マイクロコンピュータへ入力されるように構成されている。
【００１８】
また、空調制御装置２０は、デフロスタスイッチ２１がオンされたときには、上記冷凍サイクルを暖房モードにするように制御するとともに、上記各ドア１２〜１４の位置を図１の位置とするように各サーボモータを制御する。
次に、本実施の形態のマイクロコンピュータの制御処理について図３を用いて説明する。
【００１９】
まず、デフロスタスイッチ２１がオンされると図３のルーチンが起動される。そして、ステップ１００にて、通路面積変更ドア１５の開度を３（％）の位置にする。なお、ここでいう３（％）の位置とは、図１の破線で示す位置を０（％）、実線で示す位置を１００（％）としたときに、３（％）となる位置である。
そして、次のステップ１１０にて、上部温度センサ１８および下部温度センサ１９がそれぞれ検出した上部温度Ｔ１  および下部温度Ｔ２  をそれぞれ読み込む。そして、次のステップ１２０にて、上記下部温度Ｔ２  と上部温度Ｔ１  との温度差（Ｔ２  −Ｔ１  ）を算出する。
【００２０】
そして、次のステップ１３０では、ステップ１２０で算出した温度差（Ｔ２  −Ｔ１  ）に対応する通路開閉ドア１５の目標開度を、ＲＯＭに記憶された図４のマップからサーチすることによって算出する。
そして、次のステップ１４０では、ステップ１３０で算出した上記目標開度が、前回算出した目標開度よりも大きいか否かを判定し、大きいと判定されたときは、次のステップ１５０にて、今回ステップ１３０で算出した目標開度となるようにサーボモータ１６を制御する。また、小さいと判定されたときはステップ１１０の処理に戻る。
【００２１】
このように、上記一連の制御を行うことによって、フロントガラス表面が氷結し（このときの上記温度差（Ｔ２  −Ｔ１  ）は０である）、車室内乗員がデフロスタスイッチ２１をオンすると、通路開閉ドア１５の開度が強制的に３（％）となる。これによって、デフロスタ吹出口９からの温風吹出風量はかなり少なくなり、これに伴って、上記温風の温度は高くなる。
【００２２】
従って、デフロスタ吹出口９から吹き出される温風は高温で少量となるので、この高温で少量の温風は、フロントガラスの上部までは到達せず、主に下部に向けて吹き出される。その結果、この下部の表面温度が効率良く上昇していき、この下部が効率良く解氷されていく。
ここで、上記のようにフロントガラス１７の解氷されていくのに対し、上部には温風が到達しないことから、下部の温度Ｔ２  と上部の温度Ｔ１  との温度差（Ｔ２  −Ｔ１  ）が時間とともに大きくなる。そして、下部がある程度解氷され、上記温度差（Ｔ２  −Ｔ１  ）が３（℃）となったら、この温度差（Ｔ２  −Ｔ１  ）の増加に応じて通路開閉ドア１５の開度も大きくなっていく。その結果、デフロスタ吹出口９からの温風吹出風量が増加していき、フロントガラス１７の上部の方へも吹き出されるようになる。
【００２３】
このとき、上記温風の温度は、風量が多くなるに応じて低くなるが、温風がフロントガラス１７に吹き出されていることには変わりないため、フロントガラス１７の下部温度は、その上昇速度が遅くなるものの、ある温度にまでは上昇して解氷されていく。また、フロントガラス１７の上部温度は、上記温風吹出風量の増加に伴って徐々に上昇し、この上部も徐々に解氷されていく。
【００２４】
このとき、上記温度差（Ｔ２  −Ｔ１  ）は、フロントガラス１７の下部から上部への熱伝達と、上部への温風到達量増加とによって、あるところで上昇しなくなるが、ステップ１４０の処理を行っているため、通路開閉ドア１５は一度開いたら閉じることはない。
なお、デフロスタスイッチ２１がオフとなったときは、図３のルーチンは停止し、通路開閉ドア１５も１００（％）の位置（図１実線位置）となる。
【００２５】
以上説明したように、本実施の形態では、デフロスタ吹出口９からの温風吹出風量を上記のように制御するので、従来のように、この温風吹出風量が多すぎて解氷時間が長くなるとか、逆に少なすぎてフロントガラス１７の上部の解氷ができない、といった問題がなく、フロントガラス１７の全体を、短い時間で効率良く解氷することができる。
【００２６】
次に、本発明の第２実施の形態について説明する。
上記第１実施の形態では、下部温度と上部温度との温度差（Ｔ２  −Ｔ１  ）に応じて、通路開閉ドア１５の開度を制御するようにしたが、本実施の形態では、デフロスタスイッチ２１をオンしてからの時間に応じて、通路開閉ドア１５の開度を制御するものである。以下、その制御処理について図５を用いて説明する。
【００２７】
まず、ステップ１００にて通路面積変更ドア１５の開度を５（％）の位置にする。そして、次のステップ１１５にて、デフロスタスイッチ２１がオンしてからの時間を計時するタイマが作動中か否かを判定し、作動中でないと判定されたときは、次のステップ１２５にてこのタイマを作動させる。また、既に作動中であると判定されたときは、ステップ１３０にジャンプする。
【００２８】
このステップ１３０では、上記タイマが計時した時間に対応する通路開閉ドア１５の目標開度を、ＲＯＭに記憶された図６のマップからサーチすることによって算出する。この図６のマップは、デフロスタスイッチ２１をオンしてからの所定時間（本実施の形態では５分）は、通路開閉ドア１５の開度を５（％）に維持し、その後は、時間の経過に応じてドア開度が大きくなるように作成されている。
【００２９】
なお、図６のマップにおける上記所定時間（５分）は、上記第１実施の形態と同様、フロントガラス１７の下部がある程度解氷されたとみなされる時間として設定されている。
その後、上記第１実施の形態におけるステップ１４０、１５０と同じ処理を行う。
【００３０】
以上説明した本実施の形態においても、上記第１実施の形態と同様、フロントガラス１７の全体を、短い時間で効率良く解氷することができる。
次に、本発明の第３実施の形態について説明する。
本実施の形態は、上記第１実施の形態に対して、デフロスタ吹出口９からの温風吹出風量を調節する手段をブロワモータ６で構成したものである。以下、本実施の形態について具体的に説明する。
【００３１】
まず、本実施の形態においては、第１実施の形態における通路開閉ドア１５およびサーボモータ１６は設けられていない。
また、マイクロコンピュータの制御処理については、図７に示すように、まずステップ１０１にて、ブロワモータ６への入力電流（以下、ブロワモータ電流という）を０．８（Ａ）とする。そして、上記第１実施の形態におけるステップ１１０、１２０と同様の処理を行い、次のステップ１３１にて、ステップ１２０で算出した温度差（Ｔ２  −Ｔ１  ）に対応する目標ブロワモータ電流を、ＲＯＭに記憶された図８のマップからサーチすることによって算出する。
【００３２】
そして、次のステップ１４１では、ステップ１３１で算出した上記目標ブロワモータ電流が、前回算出した目標ブロワモータ電流よりも大きいか否かを判定し、大きいと判定されたときは、次のステップ１５１にて、今回ステップ１３１で算出した目標ブロワモータ電流となるようにブロワモータ６を制御する。また、小さいと判定されたときはステップ１１０の処理に戻る。
【００３３】
以上説明した本実施の形態においても、上記第１実施の形態と同様、フロントガラス１７の全体を、短い時間で効率良く解氷することができる。
次に、本発明の第４実施の形態について説明する。
本実施の形態は、上記第２実施の形態に対して、デフロスタ吹出口９からの温風吹出風量を調節する手段をブロワモータ６で構成したものである。以下、本実施の形態について具体的に説明する。
【００３４】
まず、本実施の形態においては、第２実施の形態における通路開閉ドア１５およびサーボモータ１６は設けられていない。
また、マイクロコンピュータの制御処理については、図９に示すように、まずステップ１０１にて、ブロワモータ６への入力電流（以下、ブロワモータ電流という）を１（Ａ）とする。そして、上記第２実施の形態におけるステップ１１５、１２５と同様の処理を行い、次のステップ１３１にて、上記ステップ１２５で作動させたタイマの計時時間に対応する目標ブロワモータ電流を、ＲＯＭに記憶された図１０のマップからサーチすることによって算出する。
【００３５】
そして、次のステップ１４１では、ステップ１３１で算出した上記目標ブロワモータ電流が、前回算出した目標ブロワモータ電流よりも大きいか否かを判定し、大きいと判定されたときは、次のステップ１５１にて、今回ステップ１３１で算出した目標ブロワモータ電流となるようにブロワモータ６を制御する。また、小さいと判定されたときはステップ１１０の処理に戻る。
【００３６】
以上説明した本実施の形態においても、上記第１実施の形態と同様、フロントガラス１７の全体を、短い時間で効率良く解氷することができる。
（他の実施の形態）
上記第１、第２実施の形態では、請求項２記載の発明でいう通路面積変更手段を、ファン５と冷房用室内熱交換器７との間の部位に設けられた通路面積変更ドア１５およびサーボモータ１６にて構成したが、冷房用室内熱交換器７と暖房用室内熱交換器８との間の部位の通路面積を変更するドアおよびその駆動手段で構成しても良いし、図１に示すデフロスタドア１２およびその駆動手段で構成しても良い。
【００３７】
また、上記第３、第４実施の形態では、ブロワモータ６への入力電流を制御するようにしたが、ブロワモータ６への印加電圧を制御するようにしても良い。
また、上記各実施の形態では、暖房用室内熱交換器８にて車室内暖房を行うように構成したが、自身の内部を流れる温水と空調ケース１内の空気との熱交換を行う温水式熱交換器にて車室内暖房う行うようにしても良い。
【００３８】
また、上記第１、第３実施の形態では、フロントガラス１７の表面温度を検出するセンサを２個設けたものであるが、３個以上設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施の形態における全体構成図である。
【図２】上記第１実施の形態におけるフロントガラス１７の正面図である。
【図３】上記第１実施の形態におけるマイクロコンピュータによる制御処理を示すフローチャートである。
【図４】上記第１実施の形態における温度差（Ｔ２  −Ｔ１  ）に対する通路開閉ドア１５の目標開度の関係を示すマップである。
【図５】本発明第２実施の形態におけるマイクロコンピュータによる制御処理を示すフローチャートである。
【図６】上記第２実施の形態におけるデフロスタスイッチ２１をオンしてからの時間に対する通路開閉ドア１５の目標開度の関係を示すマップである。
【図７】本発明第３実施の形態におけるマイクロコンピュータによる制御処理を示すフローチャートである。
【図８】上記第３実施の形態における温度差（Ｔ２  −Ｔ１  ）に対する通路開閉ドア１５の目標開度の関係を示すマップである。
【図９】本発明第４実施の形態におけるマイクロコンピュータによる制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】上記第４実施の形態におけるデフロスタスイッチ２１をオンしてからの時間に対する通路開閉ドア１５の目標開度の関係を示すマップである。
【符号の説明】
１…空調ケース（空気通路）、５…ファン（送風手段）、
６…ブロワモータ（デフロスタ風量調節手段、モータ）、
８…暖房用室内熱交換器（加熱手段）、９…デフロスタ吹出口、
１５…通路面積変更ドア（デフロスタ風量調節手段、通路面積変更手段）、
１６サーボモータ（デフロスタ風量調節手段、通路面積変更手段）、
１７…フロントガラス、１８…上部温度センサ（上部温度検出手段）、
１９…下部温度センサ（下部温度検出手段）、
２１…デフロスタスイッチ（解氷指示手段）。
【図１】
0003612816.tif 000002
【図２】
0003612816.tif 000003
【図３】
0003612816.tif 000004
【図４】
0003612816.tif 000005
【図５】
0003612816.tif 000006
【図６】
0003612816.tif 000007
【図７】
0003612816.tif 000008
【図８】
0003612816.tif 000009
【図９】
0003612816.tif 000010
【図１０】
0003612816.tif 000011