(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気取入口（１）および内気取入口（２）を選択的に切り替える内外気切替手段（１０）を有する自動車用空気調和装置において、
前記内外気切替手段（１０）の位置を検出する開度検出手段（２０）と、
前記開度検出手段（２０）で得られた内外気切替手段（１０）の位置に基づいて、前記内外気切替手段（１０）が前記外気取入口（１）を全閉する位置に移動するまでの所要時間（ＴＲ  ）を演算する内気切替所要時間演算手段（３０）と、自車両の現在位置を検出するとともに、空気汚染領域の情報を取り込む走行環境検出手段（４０）と、
自車両の走行速度を検出する速度検出手段（５０）と、
前記走行環境検出手段（４０）および前記速度検出手段（５０）からの情報に基づいて、自車両が前記空気汚染領域に到達するまでの所要時間（Ｔｘ  ）を演算する到達所要時間演算手段（６０）と、
前記到達所要時間演算手段（６０）で得られた到達所要時間（Ｔｘ  ）と前記内気切替所要時間演算手段（３０）で得られた切替所要時間（ＴＲ  ）とを比較し、少なくとも前記到達所要時間（Ｔｘ  ）が前記切替所要時間（ＴＲ  ）より短くなる前に、前記内外気切替手段（１０）に対して前記外気取入口（１）を全閉する指令信号を出力する比較判断手段（７０）と、をさらに有することを特徴とする自動車用空気調和装置。
【請求項２】
前記空気汚染領域が車両の渋滞領域であり、前記到達所要時間演算手段（６０）は、自車両と当該渋滞領域との距離（Ｌ１  ）から前記渋滞領域における汚染空気の拡散距離（Ｌ２  ）を減じた距離に基づいて前記到達所要時間（Ｔｘ  ）を演算することを特徴とする請求項１記載の自動車用空気調和装置。
【請求項３】
空気の汚染状態を検出する汚染状態検出手段（８０）をさらに有し、
前記比較判断手段（７０）は、前記到達所要時間（Ｔｘ  ）が前記切替所要時間（ＴＲ  ）より短い場合であっても、前記汚染状態検出手段（８０）により得られた空気の汚染状態が所定値よりも清浄である場合には、前記内外気切替手段（１０）に対して元の状態に復帰させる指令信号を出力することを特徴とする請求項１又は２記載の自動車用空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用空気調和装置に関し、特に排気ガスなどの汚染空気が室内に導入されるのを未然に防止できる自動車用空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空気調和装置のインテークユニットには、室外の空気を取り入れる外気取入口と、室内の空気を循環させるための内気取入口とが設けられており、ダンパによって外気取入モード、内気取入モードあるいは内外気取入モードが選択可能になっている。この選択は、室内に配置されたコントローラのリサークスイッチ（ＲＥＣ／ＳＷ）を乗員が操作することにより行われる。また、オートエアコンでは、設定温度、外気温度、室温および日射量などを検出して、最適温調条件を自動計算するが、急速冷房が必要とされるときに内気取入モードが強制的に選択される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、外気取入口を有する空気調和装置が搭載された車両では、トンネル内、渋滞領域、高速道路の高架下、あるいは工場地帯などを走行中に、外気取入モードに設定されていると排気ガスなどの汚染空気が室内に導入され、室内が汚染される。このような場合、乗員がリサークスイッチを操作して内気取入モードに切り替えるのが通常であるが、走行中に運転手がかかる操作を行うのはきわめて面倒であり、しかも汚染空気の侵入を感じたのちに内気取入モードに切り替えても既に手遅れである。
【０００４】
このため、近年普及しているナビゲーション装置からの情報を利用して自車両がトンネルなどの空気汚染領域に達すると自動的に内気取入モードに切り替えるものも提案されている（例えば、特開平４−２０１，７１３号公報参照）。
【０００５】
しかしながら、この種の従来の空気調和装置は、ナビゲーション装置からの自車両位置情報および地図情報に基づいて単に内気取入モードに切り替えるだけであり、ダンパの移動時間が考慮されていないので、場合によっては室内に汚染空気が導入され手遅れになるおそれがあった。
【０００６】
また、単なる地図情報に基づいているだけであって、実際の空気汚染状態は何ら考慮されていないので、不必要に内気取入モードに切り替えてしまい、室内の騒音が高くなるという問題もあった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、汚染空気の侵入を確実に防止でき、しかも不要な場合にはこれをキャンセルできる空気調和装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の自動車用空気調和装置は、外気取入口および内気取入口を選択的に切り替える内外気切替手段を有する自動車用空気調和装置において、前記内外気切替手段の位置を検出する開度検出手段と、前記開度検出手段で得られた内外気切替手段の位置に基づいて前記内外気切替手段が前記外気取入口を全閉する位置に移動するまでの所要時間を演算する内気切替所要時間演算手段と、自車両の現在位置を検出するとともに、空気汚染領域の情報を取り込む走行環境検出手段と、自車両の走行速度を検出する速度検出手段と、前記走行環境検出手段および前記速度検出手段からの情報に基づいて、自車両が前記空気汚染領域に到達するまでの所要時間を演算する到達所要時間演算手段と、前記到達所要時間演算手段で得られた到達所要時間と前記内気切替所要時間演算手段で得られた切替所要時間とを比較し、少なくとも前記到達所要時間が前記切替所要時間より短くなる前に、前記内外気切替手段に対して前記外気取入口を全閉する指令信号を出力する比較判断手段と、をさらに有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の空気調和装置では、走行環境検出手段にて自車両の現在位置を検出するとともに空気汚染領域の情報を取り込み、これと速度検出手段からの情報とに基づいて、到達所要時間演算手段にて、自車両が空気汚染領域に到達するまでの所要時間Ｔｘ  を演算する。
【００１０】
また、開度検出手段により得られた内外気切替手段の位置に基づいて、内気切替所要時間演算手段にて、この内外気切替手段が外気取入口を全閉する位置に移動するまでの所要時間ＴＲ  を演算する。
【００１１】
そして、比較判断手段にて、到達所要時間Ｔｘ  が切替所要時間ＴＲ  より短くなる前に、内外気切替手段に対して外気取入口を全閉する指令信号を出力する。これにより、自車両が空気汚染領域に達する前に外気取入口を全閉できるので室内に汚染空気が侵入するのを防止できる。
【００１２】
本発明の空気調和装置において、空気汚染領域とは、トンネル内、渋滞領域、高速道路の高架下あるいは工場地帯など、有毒ガスや異臭、粉塵を含む空気が充満している地帯をいう。
【００１３】
このうち、前記空気汚染領域が車両の渋滞領域である場合は、前記到達所要時間演算手段は、自車両と当該渋滞領域との距離Ｌ１  から前記渋滞領域における汚染空気の拡散距離Ｌ２  を減じた距離に基づいて前記到達所要時間Ｔｘ  を演算することが好ましい。渋滞領域においては、渋滞の最後部車両よりも自車両寄りに汚染空気が拡散しているので、渋滞の最後部までの距離に基づいて内外気切替手段を制御すると、手遅れになるおそれがあるからである。
【００１４】
また、空気の汚染状態を検出する汚染状態検出手段をさらに有し、前記比較判断手段は、前記到達所要時間が前記切替所要時間より短い場合であっても、前記汚染状態検出手段により得られた空気の汚染状態が所定値よりも清浄である場合には、前記内外気切替手段に対して元の状態に復帰させる指令信号を出力することが好ましい。
【００１５】
走行環境検出手段により得られる情報に基づいて内外気切替手段を制御することで上述した本発明の目的は充分に達せられるが、空気汚染領域に到達したのち実際の汚染状態を検出し、風向き等の条件によって或いは先行車両が電気自動車である場合などのように外気取入口を全閉するほど汚染されていない場合には、内外気切替手段を元の状態に復帰させることで、不必要な内気循環による騒音の発生を防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
第１実施形態
図１は本発明の空気調和装置の第１実施形態を示すブロック図、図２は同実施形態の情報処理手順を示すフローチャート、図３は同実施形態の作用を説明するためのナビゲーション装置のモニタ画面を示す図である。
【００１７】
まず、本実施形態の空気調和装置のユニットについて説明すると、図１に示すように、インテークユニットＡ、クーラユニットＢおよびヒータユニットＣから構成されており、これらは室内のインストルメントパネルの中央下部に搭載されている。インテークユニットＡには、カウルを介して外気を取り入れるための外気取入口１と、室内に開口されて室内空気を循環させるための内気取入口２とが形成され、さらに、これら外気取入口１および内気取入口２を選択的に開閉するインテークドア１０ａが回動自在に設けられている。このインテークドア１０ａは、アクチュエータ１０ｂにより、外気取入口１を全閉する位置と、内気取入口２を全閉する位置と、これらの中間位置とに回動可能になっており、それぞれ内気取入モード、外気取入モード、内外気取入モードが実現される。インテークドア１０ａおよびアクチュエータ１０ｂが本発明の内外気切替手段を構成するが、本発明の内外気切替手段は、かかる実施形態にのみ何ら限定されない。外気取入口および／または内気取入口から導入される空気は、モータを駆動源とするファン３によってクーラユニットＢに送り込まれる。
【００１８】
クーラユニットＢは必ずしも必要ないが、本実施形態では図外の冷房サイクルに接続されたエバポレータ４が内設されている。インテークユニットＡから流下した取入空気は、このエバポレータ４を通過する際に熱交換されて冷却される。
【００１９】
クーラユニットＢの下流側には、ヒータコア５が内設されたヒータユニットＣが接続されている。このヒータコア５の前面には、ミックスドア９が回動自在に設けられており、このミックスドア９の開度を変えることにより、ヒータコア５を通過する空気量と、これを迂回する空気量との比率が調節され、その結果、吹出空気の温度が調節される。
【００２０】
ヒータコア５の下流には、ミックスチャンバ７が形成されており、ここにデフロスト吹出口６ａ，ベント吹出口６ｂ，フット吹出口６ｃが開設されている。デフロスト吹出口６ａは、フロントガラスの内面に温風を吹き出し、曇りを晴らすための吹出口であり、図外のダクトを介してインストルメントパネルの吹出ルーバに連通している。ベント吹出口６ｂは、乗員の上半身に調和空気を吹き出すための吹出口であり、図外のダクトを介してインストルメントパネルの吹出ルーバに連通している。また、フット吹出口６ｃは、乗員の足元に主として温風を吹き出すための吹出口であり、図示はしないがダクトが取り付けられている。これらの吹出口６ａ，６ｂ，６ｃは、それぞれドア８ａ，８ｂ，８ｃによって開閉され、これらの組み合わせで各種の吹出モードが選択される。
【００２１】
本実施形態の空気調和装置は、さらに開度検出手段２０、内気切替所要時間演算手段３０、走行環境検出手段４０、速度検出手段５０、到達所要時間演算手段６０および比較判断手段７０を備えている。
【００２２】
開度検出手段２０は、上述したインテークドア１０ａの位置を検出するもので、例えばアクチュエータ１０ｂの回動位置を検出するポテンショメータで構成することができる。この開度検出手段２０によって、インテークドア１０ａが内気取入モードか、外気取入モードか、或いは内外気取入モードかが検出され、その結果が内外気切替所要時間演算手段３０および比較判断手段７０に送出される。
【００２３】
内気切替所要時間演算手段３０は、開度検出手段２０で得られたインテークドア１０ａの位置に基づいて、このインテークドア１０ａが外気取入口１を全閉する位置に移動するまでの所要時間、すなわち内気取入モードに切り替わるまでの所要時間ＴＲ  を演算するもので、例えばマイクロコンピュータで構成することができる。この切替所要時間ＴＲ  を求めるのは、インテークドア１０ａの現在位置によって外気取入口１を全閉するまでの時間が異なるからであり、これを考慮しないと汚染空気が室内に侵入してしまうおそれがあるからである。この内気切替所要時間演算手段３０で求められた切替所要時間ＴＲ  は、比較判断手段７０に送出される。
【００２４】
走行環境検出手段４０は、自車両の現在位置を検出するとともに、空気汚染領域の情報を取り込むもので、例えば交通情報などを取り込むことができるナビゲーション装置で構成することができる。この走行環境検出手段４０によって、図３に示すように、自車両９０の前方に渋滞領域９２があることを認識することができ、自車両９０の現在位置と渋滞領域９２の最後部までの距離Ｌ１  が求められる。この距離Ｌ１  は、到達所要時間演算手段６０と比較判断手段７０とに送出される。
【００２５】
速度検出手段５０は、自車両９０の走行速度を検出するもので、車両に設けられた速度センサを共用することができる。この速度検出手段５０により求められた速度Ｖは到達所要時間演算手段６０に送出される。
【００２６】
到達所要時間演算手段６０は、走行環境検出手段４０により求められた距離Ｌ１  および速度検出手段５０により求められた速度Ｖに基づいて、自車両９０が渋滞領域９２に到達するまでの到達所要時間Ｔｘ  を演算するもので、例えばマイクロコンピュータにより構成することができる。この到達所要時間Ｔｘ  は、距離Ｌ１  を速度Ｖで除することにより求められるが、本実施形態の到達所要時間演算手段６０では、さらに図３に示す渋滞領域９２における汚染空気の拡散距離Ｌ２  を考慮して、これを減じた距離を求める。すなわち、自動車の排気ガスは、渋滞領域９２の最後部からさらにガスの拡散距離Ｌ２  だけ自車両９０側に広がっているのが一般的である。したがって、一般的な排気ガスの拡散距離Ｌ２  を予め実験的或いは経験的に求めておき、距離Ｌ１  から距離Ｌ２  を減じた距離Ｌ１  −Ｌ２  を速度Ｖで除することにより到達所要時間Ｔｘ  を求める。
【００２７】
比較判断手段７０は、到達所要時間演算手段６０で得られた到達所要時間Ｔｘ  と、内気切替所要時間演算手段３０で得られた切替所要時間ＴＲ  とを比較し、少なくとも、到達所要時間Ｔｘ  が切替所要時間ＴＲ  より短くなる前に、アクチュエータ１０ｂに対して外気取入口１を全閉する指令信号を出力する。一般的な空気調和装置においては、切替所要時間ＴＲ  は数秒前後であるため、これに定数（安全定数）α秒を加えた値ＴＲ  ＋αと到達所要時間Ｔｘ  との大小を比較する。定数αの値は特に限定されない。
【００２８】
次に作用を説明する。
図２に示すように、まずステップ１において、現在の取入モードが内気モードか否かを判断する。これは、アクチュエータ１０ｂの回動位置を検出する開度検出手段２０から比較判断手段７０に送出された情報に基づいて判断され、内気取入モード以外のモード、すなわち外気取入モードか内外気取入モードの場合はステップ２に進む。
【００２９】
ステップ２においては、ナビゲーション装置４０から比較判断手段７０に送出された情報に基づいて、自車両の前方に渋滞領域があるかどうかを判断する。渋滞領域がない場合にはステップ１に戻って、この監視を継続するが、渋滞領域を検出した場合にはステップ３に進む。
【００３０】
ステップ３においては、ナビゲーション装置４０からの渋滞領域までの距離Ｌ１  および速度検出手段５０からの自車両の走行速度Ｖに基づいて、渋滞領域の最後部に到達するまでの時間Ｔ１  をＴ１  ＝Ｌ１  ／Ｖの式から求める。続いて、ステップ４において、予め入力されている排気ガス拡散距離Ｌ２  を自車両の走行速度Ｖで除することにより、渋滞領域の最後部から排気ガスが拡散している最後部までの所要時間Ｔ２  を求める。そして、図３に示すとおり、自車両９０が渋滞領域９２における排気ガス拡散の最後部までの到達所要時間Ｔｘ  をＴｘ  ＝Ｔ１  −Ｔ２  から求める。
【００３１】
一方、ステップ６においては、現在のインテークドア１０ａの回動位置を開度検出手段２０で検出し、内気切替所要時間演算手段３０において、現在の位置から外気取入口１を全閉する位置まで移動するのに必要な時間、すなわち切替所要時間ＴＲ  を演算する。
【００３２】
ステップ７では、ステップ５で求められた到達所要時間Ｔｘ  と、ステップ６で求められた切替所要時間ＴＲ  に定数αを加えた値とを比較し、ＴＲ  ＋α≧Ｔｘ  である場合には、ステップ８において、比較判断手段７０からアクチュエータ１０ｂに対して外気取入口１を全閉する信号を出力する。
【００３３】
このように、本実施形態の空気調和装置では、自車両９０が空気汚染領域である渋滞領域に達する前に、外気取入口１を全閉できるので、室内への汚染空気の侵入を確実に防止できる。しかも、本実施形態では、渋滞９２の最後部車両よりも自車両９０寄りに汚染空気が拡散していることを考慮し、自車両９０と渋滞領域９２との距離Ｌ１  から渋滞領域９２における汚染空気の拡散距離Ｌ２  を減じた距離に基づいて到達所要時間Ｔｘ  を演算しているので、手遅れになることなく汚染空気の侵入をより確実に防止できる。
【００３４】
第２実施形態
図４は本発明の空気調和装置の第２実施形態を示すブロック図、図５は同実施形態の情報処理手順を示すフローチャートである。
【００３５】
本実施形態では、上述した第１実施形態の構成に加え、汚染状態検出手段８０が設けられている。この汚染状態検出手段８０は、外気の汚染状態を検出するもので、例えば排気ガスセンサや臭気センサなどで構成することができる。
【００３６】
また、本実施形態の比較判断手段７０は、到達所要時間演算手段６０で求められた到達所要時間Ｔｘ  が、内気切替所要時間演算手段３０で求められた切替所要時間ＴＲ  より短い場合であっても、汚染状態検出手段８０により得られた空気の汚染状態が所定値よりも清浄である場合には、アクチュエータ１０ｂに対して元の状態に復帰させる指令信号を出力するようプログラムされている。なお、他の構成は上述した第１実施形態と同様であるためその説明は省略する。
【００３７】
このように構成された本実施形態の空気調和装置では、図５に示すように、まずステップ１１において、現在の取入モードが内気モードか否かを判断する。これは、アクチュエータ１０ｂの回動位置を検出する開度検出手段２０から比較判断手段７０に送出された情報に基づいて判断され、内気取入モード以外のモード、すなわち外気取入モードか内外気取入モードの場合はステップ１２に進む。
【００３８】
ステップ１２においては、ナビゲーション装置４０から比較判断手段７０に送出された情報に基づいて、自車両の前方に渋滞領域があるかどうかを判断する。渋滞領域がない場合にはステップ１に戻って、この監視を継続するが、渋滞領域を検出した場合にはステップ１３に進む。
【００３９】
ステップ１３においては、ナビゲーション装置４０からの渋滞領域までの距離Ｌ１  および速度検出手段５０からの自車両の走行速度Ｖに基づいて、渋滞領域の最後部に到達するまでの時間Ｔ１  をＴ１  ＝Ｌ１  ／Ｖの式から求める。続いて、ステップ１４において、予め入力されている排気ガス拡散距離Ｌ２  を自車両の走行速度Ｖで除することにより、渋滞領域の最後部から排気ガスが拡散している最後部までの所要時間Ｔ２  を求める。そして、図３に示すとおり、自車両９０が渋滞領域９２における排気ガス拡散の最後部までの到達所要時間Ｔｘ  をＴｘ  ＝Ｔ１  −Ｔ２  から求める。
【００４０】
一方、ステップ１６においては、現在のインテークドア１０ａの回動位置を開度検出手段２０で検出し、内気切替所要時間演算手段３０において、現在の位置から外気取入口１を全閉する位置まで移動するのに必要な時間、すなわち切替所要時間ＴＲ  を演算する。
【００４１】
ステップ１７では、ステップ１５で求められた到達所要時間Ｔｘ  と、ステップ１６で求められた切替所要時間ＴＲ  に定数αを加えた値とを比較し、ＴＲ  ＋α≧Ｔｘ  である場合には、ステップ１８において、比較判断手段７０からアクチュエータ１０ｂに対して外気取入口１を全閉する信号を出力する。
【００４２】
さらに、ステップ１９において、自車両９０と前方車との距離が排気ガス拡散距離Ｌ２  より小さいと判断された場合、ステップ２０に進んで、汚染状態検出手段８０からの情報を比較判断手段７０に取り込み、外気の汚染状態が清浄である場合には、ステップ２１にて、元の空気取入モードに復帰させる信号をアクチュエータ１０ｂに出力する。
【００４３】
このように、本実施形態の空気調和装置では、自車両９０が空気汚染領域である渋滞領域に達する前に、外気取入口１を全閉できるので、室内への汚染空気の侵入を確実に防止できる。しかも、本実施形態では、渋滞９２の最後部車両よりも自車両９０寄りに汚染空気が拡散していることを考慮し、自車両９０と渋滞領域９２との距離Ｌ１  から渋滞領域９２における汚染空気の拡散距離Ｌ２  を減じた距離に基づいて到達所要時間Ｔｘ  を演算しているので、手遅れになることなく汚染空気の侵入をより確実に防止できる。
【００４４】
これに加えて、風向き等の条件によって或いは先行車両が電気自動車である場合などのように、外気取入口１を全閉するほど汚染されていない場合には、元の空気取入モードに復帰させるので、不必要な内気循環による騒音の発生を防止することができる。
【００４５】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、到達所要時間がＴｘ  切替所要時間ＴＲ  より短くなる前に、内外気切替手段に対して外気取入口を全閉する指令信号を出力するので、自車両が空気汚染領域に達する前に外気取入口を全閉でき、室内への汚染空気の侵入を確実に防止できる。
【００４７】
特に渋滞領域においては、渋滞の最後部車両よりも自車両寄りに汚染空気が拡散しているので、自車両と渋滞領域との距離Ｌ１  から渋滞領域における汚染空気の拡散距離Ｌ２  を減じた距離に基づいて到達所要時間Ｔｘ  を演算することにより、手遅れになることなく汚染空気の侵入をより確実に防止できる。
【００４８】
空気汚染領域に到達したのち実際の汚染状態を検出し、風向き等の条件によって或いは先行車両が電気自動車である場合などのように外気取入口を全閉するほど汚染されていない場合には、内外気切替手段を元の状態に復帰させることで、不必要な内気循環による騒音の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気調和装置の実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示す実施形態の情報処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図１に示す実施形態の作用を説明するためのナビゲーション装置のモニタ画面を示す図である。
【図４】本発明の空気調和装置の他の実施形態を示すブロック図である。
【図５】図４に示す実施形態の情報処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…外気取入口
２…内気取入口
１０…内外気切替手段
１０ａ…インテークドア
１０ｂ…アクチュエータ
２０…ポテンショメータ（開度検出手段）
３０…内気切替所要時間演算手段
４０…ナビゲーション装置（走行環境検出手段）
５０…速度センサ（速度検出手段）
６０…到達所要時間演算手段
７０…比較判断手段
Ｔｘ  …到達所要時間
ＴＲ  …切替所要時間
Ｌ１  …自車両と渋滞領域との距離
Ｌ２  …渋滞領域における汚染空気の拡散距離
【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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