(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室外の空気を導入するための車室外開口部と車室内空気を吸入して循環させるための車室内開口部とを備え、前記車室外開口部と前記車室内開口部とを選択する開口部選択手段と、
前記開口部選択手段により選択された開口部から車室内へ空気を導入する空調空気通路と、
前記開口部選択手段の下流側の前記空調空気通路内に配置され、空気の汚染を検出するための汚染検出用センサと、
該汚染検出用センサの検出値に基づいて前記開口部選択手段を制御する選択制御手段とからなり、
前記選択制御手段は、前記開口部選択手段が前記車室外開口部を選択しているとき選択のための判定を行う判定手段を有し、
前記判定手段は、前記開口部選択手段が前記車室外開口部を選択してから所定時間経過後に判定動作を開始する遅延手段を有することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記空調空気通路内には、該空調空気通路を通過する空気を冷却する蒸発器が配され、前記汚染検出用センサを前記開口部選択手段の下流側で且つ前記蒸発器の上流側の前記空調空気通路内に配したことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車室外空気の汚染度をガスセンサによって検出して、吸込口モードを自動的に制御する車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車室外空気の汚染度を検出するためにガスセンサを設けて、内外気切替えを行う車両用空調装置としては、特開昭５９−２３７２２号の発明がある。この発明では、ガスセンサは、車室外空気の通路となる空調ダクトの吸込口ドア（ダンパ）の上流側に設置されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実際の車両では、空調ダクトの吸込口ドアの上流側では、ガスセンサを設置するためのスペースが確保し難いため、エンジンルームやフロントグリル内にガスセンサを配置することになる。
この場合、車両用空調装置におけるガスセンサ、吸込口の切替え制御のためのサーボモータ、スイッチ等を取り付けるためには、複数箇所の作業が必要であるとともに、エンジンルームと車室内との間に配線を取り回す必要があるため、作業工数がなり、特に、後付け作業の場合に、その負担が大きくなりすぎるという問題がある。
【０００４】
本発明は、自動内外気切替えシステムとして簡単な作業によって取り付けが可能で、取り付け作業の軽減によって安価なシステムとすることができる車両用空調装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１では、車室外の空気を導入するための車室外開口部と車室内空気を吸入して循環させるための車室内開口部とを備え、前記車室外開口部と前記車室内開口部とを選択する開口部選択手段と、前記開口部選択手段により選択された開口部から車室内へ空気を導入する空調空気通路と、前記開口部選択手段の下流側の前記空調空気通路内に配置され、空気の汚染を検出するための汚染検出用センサと、該汚染検出用センサの検出値に基づいて前記開口部選択手段を制御する選択制御手段とからなり、前記選択制御手段は、前記開口部選択手段が前記車室外開口部を選択しているとき選択のための判定を行う判定手段を有し、前記判定手段は、前記開口部選択手段が前記車室外開口部を選択してから所定時間経過後に判定動作を開始する遅延手段を有することを技術的手段とする。
【０００６】
請求項２における前記空調空気通路内には、該空調空気通路を通過する空気を冷却する蒸発器が配され、前記汚染検出用センサを前記開口部選択手段の下流側で且つ前記蒸発器の上流側の前記空調空気通路内に配したことを技術的手段とする。
【０００７】
【作用】
本発明の請求項１では、開口部選択手段によって車室内開口部が選択されるとき、空調空気通路を通して車室外の空気が車室内へ導入されるため、汚染検出用センサによって車室外の空気の汚染の程度を検出することができる。汚染検出用センサからの検出値に基づいて、開口部選択手段を制御することができる。
【０００８】
この際、選択制御手段は、開口部選択手段が車室外開口部を選択しているとき選択のための判定を行う判定手段を有しているため、車室外開口部が選択されているとき、大気の汚染の程度に応じて、開口部を自動的に選択することができる。
しかも、判定手段は遅延手段を有し、開口部選択手段が車室外開口部を選択してから所定時間経過後に判定動作を開始するため、車室外空気が確実に汚染検出用センサに達し、汚染検出用センサが車室外空気と十分に反応している状態で、汚染の程度を検出することができる。
請求項２における空調空気通路内を通過する空気は、蒸発器によって冷却されるとき、冷却によって除湿され湿度が下降する。この場合、汚染検出用センサは、開口部選択手段の下流側で且つ蒸発器の上流側の空調空気通路内に配されている。このため、汚染検出用センサは、湿度の影響を受けると、出力が変化しやすくなる事情にあっても、汚染検出用センサは、蒸発器によって冷却された空気の影響を受けず、安定した状態の出力を発生する。
【０００９】
【発明の効果】
本発明では、汚染検出用センサを開口部選択手段の下流の空調空気通路内に設けて、車室外の空気と車室内の空気とを切り替えて、車室外空気の導入時に汚染検出用センサによる検出を行うことができる。従って、汚染検出センサやスイッチ類の取り付けなどを、車室外で行う必要がなく、車室内側の作業だけでよいため、配線の取回しなどの負担が少なくなり、作業工数が従来のものと比較して削減できる。
従って、簡単な作業によって取り付けが可能で、特に、後付けの場合の取り付け作業が軽減されることによって安価なシステムとすることができる。
また、汚染検出用センサを、開口部選択手段の下流側で且つ蒸発器の上流側の空調空気通路内に配すると、汚染検出用センサは、蒸発器によって冷却された空気の影響を受けず、安定した状態で出力する。
【００１０】
【実施例】
次に本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。
図１に示す第１実施例の自動車用空調装置１００は、空調ダクト１の上流にブロワ２が設けられ、さらに上流の内外気切替え箱３には、吸込口切替えドア４が備えられている。ブロワ２の下流の空調ダクト１内には、冷凍サイクルの蒸発器（エバポレータ）５、ヒータコア６およびエアミックスドア７、８が配され、空調ダクト１の下流には吹出口ダクト９、１０、１１が分岐して設けられ、各吹出口ダクト９、１０、１１の下流端には、それぞれ車室内に開口したＦＡＣＥ吹出口１２、ＤＥＦ吹出口１３、ＦＯＯＴ吹出口１４が設けられている。なお、１５、１６は、各吹出口を選択するための吹出口モードドアである。
【００１１】
以上の構成により、自動車用空調装置１００では、ブロワ２が作動すると、吸込口切替えドア４によって開放された外気導入口３ａまたは内気循環口３ｂから空調ダクト１内へ吸い込まれた空気は、蒸発器５によって冷却され、エアミックスドア７、８の開度ＳＷに応じてヒータコア６を通過して加熱され、蒸発器５によって冷却された空気とヒータコア６を通過して加熱された空気とが混合して、吹出口モードドア１５、１６の開放状態に応じた各吹出口１２〜１４から車室内へ吹き出される。
【００１２】
上記の自動車用空調装置１００の制御を行うコントローラ２０は、内気温センサ２１、外気温センサ２２、日射センサ２３、蒸発器５を通過した空気温度を検知するエバ後温度センサ２４と、乗員が温度設定等の動作指示を与えるエアコンパネル２５、および空調ダクト１の下流の吹出し口ダクト９にガスセンサ２６を備え、各センサの検知値とエアコンパネル２５からの動作指示に応じて、ブロワ２を制御するブロワコントローラ２７、エアミックスドア６、７を駆動するエアミックスドアサーボモータ２８、吸込口切替えドア４を駆動する吸込口切替えドアサーボモータ２９、吹出口モードドア１５、１６を駆動する吹出口サーボモータ３０をそれぞれ制御する。
【００１３】
ガスセンサ２６は、一酸化炭素、窒素酸化物等の車室外の有害ガスによる汚染を検出するためのものである。
【００１４】
以下、図２に基づいて、コントローラ２０の制御動作を説明する。
まず、データ処理用メモリの記憶内容などの初期化を行い（ステップ１００）、エアコンパネル２５の設定温度Ｔset 、各センサに検知される車室内温度Ｔｒ、外気温度Ｔam、車室内への日射量Ｔｓ、エバ後空気温度Ｔｅ、エンジン冷却水温度Ｔｗ、を読み込んでデータ処理用メモリに記憶する（ステップ１１０）。
次に、各データに基づいて必要吹出し温度ＴＡＯを次式▲１▼によって求める（ステップ１２０）。
ＴＡＯ＝Ｋset ・Ｔset −Ｋｒ・Ｔｒ−Ｋam・Ｔam−Ｋｓ・Ｔｓ＋Ｃ─▲１▼
但し、Ｋset 、Ｋｒ、Ｋam、Ｋｓは補正ゲイン、Ｃは、補正定数を表す。
【００１５】
次に、必要吹出し温度ＴＡＯによって応じて吸込口モードを内気モードか外気モードか判定する（ステップ１３０）。ここでは、吸込口モードは、図３に示すように、必要吹出し温度ＴＡＯが高い場合には、外気モードが決定され、低い場合には内気モードが決定される。
【００１６】
決定される吸込口モードが外気モードの場合には（ステップ１３０においてＮＯ）、吸込口切替えドア４が内気モードから外気モードへ切り替わってから所定時間ｔ２を計時するタイマカウンタＴＭ２が「０」か否か判別し、「０」でない場合には（ステップ１４０においてＮＯ）、タイマカウンタＴＭ２の値から「１」を減算して（ステップ１４１）、吸込口モードを継続して外気モードに設定する（ステップ１６０）。
【００１７】
ステップ１４０においてタイマカウンタＴＭ２の値が「０」の場合には（ＹＥＳ）、外気モードになってから十分な時間が経過していて吹出口ダクト９内に確実に外気が導入され、ガスセンサ２６が外気に十分に反応していると見なしてよいため、吹出口ダクト９内のガスセンサ２６の検出電圧に基づいて吸込口モードを外気モードにするか内気モードにするかを決定する。
【００１８】
ガスセンサ２６の検出電圧が判定電圧より高い場合には（ステップ１５０においてＮＯ）、外気モードを決定する（ステップ１６０）。
逆に、ガスセンサ２６の検出電圧が判定電圧より低い場合には（ステップ１５０においてＹＥＳ）、内気モードの継続制限時間を計時するタイマカウンタＴＭ１をリセットしてその値を「１８０」に設定し（ステップ１５１）、吸込口モードを内気モードに決定する（ステップ１６１）。
【００１９】
一方、必要吹出し温度ＴＡＯによって決まる吸込口モードが内気モードの場合には（ステップ１３０においてＹＥＳ）、タイマカウンタＴＭ１の値が「０」か否か判定し、「０」でない場合には（ステップ１３１においてＮＯ）、タイマカウンタＴＭ１の値から「１」を減算し（ステップ１３２）、ステップ１６１へ移行して内気モードを継続する、
【００２０】
ステップ１３１において、タイマカウンタＴＭ１の値が「０」の場合には（ＹＥＳ）、タイマカウンタＴＭ２をリセットしてその値を「１０」に設定し（ステップ１３３）、吸込口モードを外気モードに設定する（ステップ１３４）。
ステップ１６０、１６１、１３４の各処理を終えた後は、設定された各吸込口モードに応じた制御出力を、吸込口切替えドアサーボモータ２９に対して行う（ステップ１７０）。
【００２１】
その後、図４に示す特性に基づいて、必要吹出し温度ＴＡＯに応じてブロワの制御電圧を演算し（ステップ１８０）、また、図５に示す特性に基づいて、必要吹出し温度ＴＡＯに応じて吹出口モードを決定する（ステップ１９０）。
さらに、必要吹出し温度ＴＡＯ、エバ後空気温度Ｔｅ、エンジン冷却水温度Ｔｗに応じて、次式▲２▼に基づいてエアミックスドアの開度ＳＷ（％）の演算を行う（ステップ２００）。
ＳＷ＝（ＴＡＯ−Ｔｅ）／（Ｔｗ−Ｔｅ）×１００（％）─▲２▼
【００２２】
以上の各制御値が演算された後は、ステップ２１０では、ステップ１８０で演算されたブロワ電圧になるようにブロワモータコントローラ２７への制御出力をし、ステップ２２０では、ステップ２００で求められた開度ＳＷになるように、エアミックスドアＵサーボモータ２８への制御出力をし、ステップ２３０では、ステップ１９０で決定された吹出口モードになるように吹出口サーボモータ３０への制御出力をする。
【００２３】
以上の制御動作を行うことにより、本実施例の自動車空調装置１００では、図６に示すように、時間０から時間Ａまでの間は、内気モードであるため、ガスセンサ２６による吸込口モードの判定は行わない。
時間Ａから時間Ｂでは、外気モードであるが、タイマカウンタＴＭ２による時間が経過しておらず、吹出口ダクト９内に十分に外気が導入されていないため、ガスセンサ２６による吸込口モードの判定は行われない。
【００２４】
時間Ｂを過ぎると、吹出口ダクト９内に十分に外気が導入されているためガスセンサ２６による吸込口モードの判定が行われる。ここでは、時間Ｂ以降のガスセンサ２６の検出電圧が、判定電圧より高いため、外気モードが設定されるため、外気モードが継続される。
時間Ｃでガスセンサ２６の検出電圧が判定電圧より低くなると、吸込口モードが内気モードに設定される。この内気モードの継続制限時間ＴＭ１が経過するまでは、内気モードが維持される。
【００２５】
時間Ｄに継続制限時間ＴＭ１が経過すると、吸込口モードが自動的に外気モードに設定されるが、この後、ＴＭ２が経過する時間Ｅまでは、ガスセンサ２６による吸込口モードの判定は行われず、時間Ｅ後に再び、ガスセンサ２６による吸込口モードの判定が行われる。
【００２６】
以上のとおり、本発明によれば、大気汚染を検出するためのセンサ等の取り付け作業を車室内側だけで行うだけでよく、特に、後付けの場合の作業の負担が著しく低減されるため、安価な装置とすることができる。
本実施例では、ガスセンサ２６を、ＦＡＣＥ吹出口１２と連通した吹出口ダクト９に設けたが、他の吹出口と連通した吹出口ダクトや、内外気切替え箱３より下流の空調ダクト１内でもよい。
【００２７】
図７に本発明の第２実施例の自動車用空調装置１００を示す。
ガスセンサ２６は、雰囲気の湿度の影響を受けやすく、空気汚染状態が同じ場合でも、その出力は、図８に示すように、湿度の上昇に応じて低下する。空調ダクト１内の蒸発器５の下流、特に、蒸発器５とヒータコア６の間では、図９に示すように、冷凍サイクルの冷媒圧縮機の作動に応じて蒸発器５の温度が変化すると、それとともに湿度が変化する。このように湿度が変化する部位にガスセンサ２６を配置すると、安定した検出を行うことができない。このため、特に、本実施例では、ガスセンサ２６が蒸発器５によって冷却された空気の影響を受けない部位として、ガスセンサ２６を、ブロワ２の下流で蒸発器５の上流の空調ダクト１内に配置している。
このように、ガスセンサ２６を蒸発器５の上流部位に配置することによって、空調ダクト１内の湿度変化の影響を受けることがなくなり、安定した出力を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の自動車用空調装置を示す構成図である。
【図２】本発明の実施例におけるコントローラの制御動作を示す流れ図である。
【図３】本発明の実施例におけるコントローラの吸込口モードの設定を示す図である。
【図４】本発明の実施例におけるコントローラのブロワの電圧の設定を示す図である。
【図５】本発明の実施例におけるコントローラの吹出口モードの設定を示す図である。
【図６】本発明の実施例による作動説明のためのタイムチャートである。
【図７】本発明の第２実施例の自動車用空調装置を示す構成図である。
【図８】実施例におけるガスセンサの出力と湿度との関係を示す特性図である。
【図９】本発明の第２実施例の自動車用空調装置の効果を説明するための比較実施例における冷凍サイクルの作動と蒸発器下流の湿度変化との関係を示すタイムチャアートである。
【符号の説明】
１００  自動車用空調装置（車両用空調装置）
１  空調ダクト（空調空気通路）
３ａ  外気導入口（車室外開口部）
３ｂ  内気循環口（車室内開口部）
４  吸込口切替えドア（開口部選択手段）
９  吹出口ダクト（空調空気通路）
２０  コントローラ（選択制御手段、判定手段、遅延手段）
２６  ガスセンサ（汚染検出用センサ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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