(57)【要約】【課題】  車両用空調装置における無駄なエネルギー消費および作動騒音の低減を図る。【解決手段】  車室内へ吹き出す空気の温度および前記車室内へ吹き出す空気の風量を自動制御する自動制御方式の車両用空調装置において、空気吸入モードが外気モードであることを判定し（Ｓ４０）、かつ、車速が所定値Ｖ１以上であることを判定し（Ｓ５０）、さらに、空調熱負荷が所定量以下であることを判定すると（Ｓ６０、Ｓ７０）、圧縮機および送風機を停止する（Ｓ８０、Ｓ９０）。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内へ吹き出す空気の温度および前記車室内へ吹き出す空気の風量を自動制御する自動制御方式の車両用空調装置において、
空気吸入モードが外気モードであって、かつ、車速が所定値以上であるときに、空調熱負荷が所定量以下であることを判定したときは、車室内へ向かって空気を送風する送風機（８）を停止することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
車室内へ吹き出す空気を冷却する冷房用熱交換器（９）と、
前記冷房用熱交換器（９）の冷却状態を作り出す冷凍サイクルの圧縮機（１１）とを有し、
前記送風機（８）を停止する条件を判定したときに、前記圧縮機（１１）も停止す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】
前記車室内の温度を設定する温度設定手段（３７）を有し、
前記温度設定手段（３７）の設定温度と外気温との温度差、および前記温度設定手段（３７）の設定温度と車室内温度との温度差がともに所定値以内であるときを、前記空調熱負荷が所定量以下であるときと判定す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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動制御方式の車両用空調装置における送風機および圧縮機の停止制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動制御方式の車両用空調装置は種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１においては、車室内温度（内気温）を乗員の設定温度に維持するための目標吹出空気温度ＴＡＯを車室内温度、外気温度、日射量、設定温度等に基づいて算出し、この目標吹出空気温度ＴＡＯの高低に応じて、エアミックスドア開度、送風機の風量（車室内吹出空気の風量）等を自動制御している。
【０００３】
また、圧縮機作動の指令スイッチであるエアコンスイッチが投入されているときは、冷房用熱交換器をなす蒸発器の温度が、目標吹出空気温度ＴＡＯ等に基づいて算出される目標蒸発器温度ＴＥＯとなるように圧縮機作動を自動制御している。この圧縮機作動の制御は、具体的には固定容量型圧縮機の断続制御や可変容量型圧縮機の容量制御である。
【特許文献１】特許第３１９８５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような自動制御方式のものにおいては、車室内温度、外気温度がともに設定温度とほぼ等しい場合（空調熱負荷が小さい場合）でも、送風機が送風作動を継続し、また、圧縮機は蒸発器温度が目標蒸発器温度ＴＥＯとなるように作動を継続している。
【０００５】
しかし、車室内温度、外気温度がともに設定温度とほぼ等しいのであるならば、車室内温度の制御のために圧縮機を作動させる必要がない。また、空調装置の空気吸入モードが外気導入モードに設定されており、かつ、車両が一定値以上の車速で走行しているならば、車両の走行動圧（ラム圧）によって外気を空調装置の通風路を通して車室内へ導入できる。
【０００６】
従って、車室内温度、外気温度がともに設定温度とほぼ等しい場合に、送風機および圧縮機の作動を継続することは無駄なエネルギーを消費するとともに、送風機および圧縮機の作動騒音を生じることになる。
【０００７】
本発明は、上記点に鑑み、車両用空調装置における無駄なエネルギー消費および作動騒音の低減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車室内へ吹き出す空気の温度および前記車室内へ吹き出す空気の風量を自動制御する自動制御方式の車両用空調装置において、
空気吸入モードが外気モードであって、かつ、車速が所定値以上であるときに、空調熱負荷が所定量以下であることを判定したときは、車室内へ向かって空気を送風する送風機（８）を停止することを特徴としている。
【０００９】
これによると、低熱負荷時を判定して送風機（８）を停止しても、車両の走行動圧（ラム圧）によって外気を空調装置の通風路を通して車室内へ導入できるので、外気風の吹出によって乗員の快適性を維持できる。
【００１０】
よって、乗員の快適性を維持しながら、送風機駆動エネルギーの無駄な消費を防ぐことができる。しかも、送風機作動騒音を低減することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両用空調装置において、車室内へ吹き出す空気を冷却する冷房用熱交換器（９）と、冷房用熱交換器（９）の冷却状態を作り出す冷凍サイクルの圧縮機（１１）とを有し、
送風機（８）を停止する条件を判定したときに、圧縮機（１１）も停止することを特徴とする。
【００１２】
これによると、低熱負荷時を判定したときに、送風機（８）および圧縮機（１１）の両方を停止するから、無駄なエネルギー消費の防止および騒音抑制の効果をさらに向上できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の車両用空調装置において、車室内の温度を設定する温度設定手段（３７）を有し、
温度設定手段（３７）の設定温度と外気温との温度差、および温度設定手段（３７）の設定温度と車室内温度との温度差がともに所定値以内であるときを、空調熱負荷が所定量以下であるときと判定することを特徴とする。
【００１４】
これによると、車室内設定温度と外気温との温度差および車室内設定温度と車室内温度との温度差に基づいて低熱負荷時の判定を的確に行うことができる。
【００１５】
なお、上記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ものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。図１は本実施形態の全体構成の概要を示すもので、この全体構成は特許文献１と基本的には同一でよいので、簡単に説明する。車両用空調装置は車室内最前部の計器盤内側部等に配設される室内空調ユニット１を備えている。
【００１７】
この室内空調ユニット１はケース２を有し、このケース２内に車室内へ向かって空気が送風される空気通路を構成する。
【００１８】
このケース２の空気通路の最上流部に内気導入口３および外気導入口４を有する内外気切替箱５を配置している。この内外気切替箱５内に、内外気切替手段としての内外気切替ドア６を回転自在に配置している。
【００１９】
この内外気切替ドア６はサーボモータ７によって駆動されるもので、内気導入口３より内気（車室内空気）を導入する内気モードと外気導入口４より外気（車室外空気）を導入する外気モードとを切り替える。
【００２０】
内外気切替箱５の下流側には車室内に向かう空気流を発生させる電動式の送風機８を配置している。この送風機８は、遠心式の送風ファン８ａをモータ８ｂにより駆動するようになっている。送風機８の下流側にはケース２内を流れる空気を冷却する蒸発器９を配置している。
【００２１】
この蒸発器９は、送風機８の送風空気を冷却する冷房用熱交換器で、冷凍サイクル装置１０を構成する要素の一つである。なお、冷凍サイクル装置１０は周知のものであり、圧縮機１１の吐出側から、凝縮器１２、受液器１３および減圧手段をなす膨張弁１４を介して蒸発器９に冷媒が循環するように構成されている。凝縮器１２には電動式の冷却ファン１２ａによって室外空気（冷却空気）が送風される。
【００２２】
冷凍サイクル装置１０において、圧縮機１１は電磁クラッチ１１ａを介して車両エンジン（図示せず）により駆動される。従って、電磁クラッチ１１ａの通電の断続により圧縮機１１の作動を断続制御できる。なお、本実施形態の圧縮機１１は、常に一定の吐出容量で作動する固定容量型圧縮機である。
【００２３】
また、蒸発器９は、膨張弁１４にて減圧された後の低温低圧の気液２相状態の冷媒が送風機８の送風空気から吸熱して蒸発することにより送風空気を冷却する。
【００２４】
一方、室内空調ユニット１において、蒸発器９の下流側にはケース２内を流れる空気を
加熱するヒータコア１５を配置している。このヒータコア１５は車両エンジンの温水（エ
ンジン冷却水）を熱源として、蒸発器９通過後の空気（冷風）を加熱する暖房用熱交換器
である。ヒータコア１５の側方にはバイパス通路１６が形成され、このバイパス通路１６
をヒータコア１５のバイパス空気が流れる。
【００２５】
蒸発器９とヒータコア１５との間に温度調整手段をなすエアミックスドア１７を回転自
在に配置してある。このエアミックスドア１７はサーボモータ１８により駆動されて、そ
の回転位置（開度）が連続的に調節可能になっている。
【００２６】
このエアミックスドア１７の開度によりヒータコア１５を通る空気量（温風量）と、バ
イパス通路１６を通過してヒータコア１５をバイパスする空気量（冷風量）との割合を調
節し、これにより、車室内に吹き出す空気の温度を調節するようになっている。
【００２７】
ケース２の空気通路の最下流部には、車両の前面窓ガラスＷに向けて空調風を吹き出す
ためのデフロスタ吹出口１９、乗員の顔部に向けて空調風を吹き出すためのフェイス吹出
口２０、および乗員の足元部に向けて空調風を吹き出すためのフット吹出口２１の計３種
類の吹出口が設けられている。
【００２８】
これら吹出口１９〜２１の上流部にはデフロスタドア２２、フェイスドア２３およびフ
ットドア２４が回転自在に配置されている。これらのドア２２〜２４は、図示しないリン
ク機構を介して共通のサーボモータ２５によって開閉操作される。
【００２９】
次に、本実施形態の電気制御部の概要を説明すると、空調制御装置３０は、ＣＰＵ、Ｒ
ＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。
この空調制御装置３０は、そのＲＯＭ内に空調制御のための制御プログラムを記憶してお
り、その制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。
【００３０】
空調制御装置３０の入力側にはセンサ群３１〜３５、４３からセンサ検出信号が入力され、また、車室内前部の計器盤（図示せず）付近に配置される空調パネル３６から各種操作信号が入力される。
【００３１】
センサ群としては、具体的には、外気温（車室外温度）Ｔａｍを検出する外気センサ３
１、内気温（車室内温度）Ｔｒを検出する内気センサ３２、車室内に入射する日射量Ｔｓ
を検出する日射センサ３３、蒸発器９の空気吹出部に配置されて蒸発器吹出空気温度Ｔｅ
を検出する蒸発器温度センサ３４、ヒータコア１５に流入する温水（エンジン冷却水）温
度Ｔｗを検出する水温センサ３５、車速Ｖｓを検出する車速センサ４３等が設けられる。
【００３２】
また、空調パネル３６には各種操作スイッチとして、車室内温度を設定する温度設定手段をなす温度設定スイッチ３７、吹出モードドア２２〜２４により切り替わる吹出モードをマニュアル設定する吹出モードスイッチ３８、内外気切替ドア６による内気モードと外気モードをマニュアル設定する内外気切替スイッチ３９、圧縮機１１の作動指令信号（電磁クラッチ１１ａのＯＮ信号）を出すエアコンスイッチ４０、送風機８の風量切替をマニュアル設定する送風機作動スイッチ４１、空調自動制御状態の指令信号を出すオートスイッチ４２等が設けられる。
【００３３】
空調制御装置３０の出力側には、圧縮機１１の電磁クラッチ１１ａ、各機器の電気駆動
手段をなすサーボモータ７、１８、２５、送風機８のモータ８ｂ、凝縮器冷却ファン１２
ａのモータ１２ｂ等が接続され、これらの機器の作動が空調制御装置３０の出力信号によ
り制御される。
【００３４】
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。最初に、室内空調ユニット１の
作動の概要を説明すると、送風機８を作動させることにより、内気導入口３または外気導
入口４より導入された空気がケース２内を車室内に向かって送風される。また、電磁クラ
ッチ１１ａに通電して電磁クラッチ１１ａを接続状態とし、圧縮機１１を車両エンジンに
て駆動することにより、冷凍サイクル装置１０内を冷媒が循環する。
【００３５】
送風機８の送風空気は、先ず蒸発器９を通過して冷却、除湿され、この冷風は次にエア
ミックスドア１７の回転位置（開度）に応じてヒータコア１５を通過する流れとバイパス
通路１６を通過する流れとに分けられる。ヒータコア１５を通過する流れは加熱されて温
風となり、バイパス通路１６を通過する流れは冷風のままである。
【００３６】
従って、エアミックスドア１７の開度によりヒータコア１５を通る空気量（温風量）と
、バイパス通路１６を通過する空気量（冷風量）との割合を調節し、これにより、車室内
に吹き出す空気の温度を調節できる。そして、この温度調節された空調風が、ケース２の
空気通路の最下流部に位置するデフロスタ吹出口１９、フェイス吹出口２０およびフット
吹出口２１のうち、いずれか１つまたは複数の吹出口から車室内へ吹き出して、車室内の
空調および車両の前面窓ガラスＷの曇り止めを行う。
【００３７】
次に、本実施形態による空調自動制御を図２に基づいて説明する。図２は空調制御装置
３０のマイクロコンピュータにより実行される制御ルーチンのフローチャートであり、こ
の制御ルーチンは、図示しない車両エンジンのイグニッションスイッチの投入状態においてオートスイッチ４２が投入されるとスタートする。
【００３８】
先ず、空調パネル３６の温度設定スイッチ３７により設定された車室内設定温度Ｔｓｅｔを読み込む（Ｓ１０）。次に、センサ群３１〜３５、４３により検出された各種検出データ（センサ検出信号）を読み込む（Ｓ２０）。
【００３９】
次に、車室内への吹出空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する（Ｓ３０）。この目標吹出温度ＴＡＯは空調熱負荷変動にかかわらず、温度設定スイッチ３７により設定した設定温度Ｔｓｅｔに車室内温度（内気温）Ｔｒを維持するために必要な車室内吹出空気温度である。このＴＡＯは設定温度Ｔｓｅｔ、外気温Ｔａｍ、内気温Ｔｒ、日射量Ｔｓに基づいて下記（１）式により算出する。
【００４０】
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ  （１）
但し  Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓ：制御ゲイン
Ｃ：補正用の定数
次に、内外気切替ドア６による空気吸入モードが外気モードであるか判定し（Ｓ４０）、外気モードであるときは、車速センサ４３により検出される車速Ｖｓが所定値Ｖ１以上であるか判定する（Ｓ５０）。
【００４１】
そして、車速Ｖｓが所定値Ｖ１以上であるときは、外気温Ｔａｍと車室内設定温度Ｔｓｅｔとの温度差の絶対値が所定の微小値Ｔ１以内であるか判定し（Ｓ６０）、この判定がＹＥＳのときは、次に、車室内温度Ｔｒと車室内設定温度Ｔｓｅｔとの温度差の絶対値が所定の微小値Ｔ２以内であるか判定する（Ｓ７０）。ここで、所定の微小値Ｔ１とＴ２は、互いに同一値であっても、多少ずれた値であってもよい。
【００４２】
このＳ７０の判定がＹＥＳであると、次に、圧縮機１１の電磁クラッチ１１ａおよび送風機８の駆動モータ８ｂにＯＦＦ（停止）信号を出力して、圧縮機１１および送風機８を停止する（Ｓ８０、Ｓ９０）。
【００４３】
次に、エアミックスドア１７の開度を制御して、車室内への吹出空気の温度調節を行う（Ｓ１００）。具体的には、エアミックスドア１７の目標開度ＳＷを、上記目標吹出温度ＴＡＯと、蒸発器温度センサ３４により検出される蒸発器吹出空気温度Ｔｅと、水温センサ３５により検出される温水温度Ｔｗとに基づいて次式（２）により算出する。
【００４４】
ＳＷ＝｛（ＴＡＯ−Ｔｅ）／（Ｔｗ−Ｔｅ）｝×１００（％）    （２）
そして、エアミックスドア１７の実際の開度が上記目標開度ＳＷとなるように、サーボモータ１８によりエアミックスドア１７を駆動制御する。これにより、車室内吹出空気温度が目標吹出温度ＴＡＯとなるように制御され、車室内温度Ｔｒが設定温度Ｔｓｅｔに維持される。
【００４５】
なお、ＳＷ＝０（％）は、エアミックスドア１７の最大冷房位置であり、バイパス通路１６を全開し、ヒータコア１５側の通風路を全閉する。これに対し、ＳＷ＝１００（％）は、エアミックスドア１７の最大暖房位置であり、バイパス通路１６を全閉し、ヒータコア１５側の通風路を全開する。
【００４６】
ところで、送風機８を停止しても、内外気切替ドア６による空気吸入モードが外気モードであって、かつ、車速Ｖｓが所定値Ｖ１以上であるため、車両の走行動圧（ラム圧）を利用して外気風を室内空調ユニット１のケース２内部の空気通路を通過して車室内へ吹き出すことができる。
【００４７】
この場合も、エアミックスドア１７の開度により温度調節された外気風を車室内へ吹き出すことができる。しかも、外気温Ｔａｍと車室内設定温度Ｔｓｅｔとの温度差および車室内温度Ｔｒと車室内設定温度Ｔｓｅｔとの温度差がともに所定の微小値Ｔ１とＴ２以内であるため、車室内空調の熱負荷が非常に小さい状態にある。このため、走行動圧（ラム圧）による外気風のみで車室内を空調しても、空調フィーリングの悪化を招くことがない。
【００４８】
そして、圧縮機１１および送風機８の停止によって、無駄なエネルギー消費を低減できるとともに、圧縮機１１および送風機８の作動騒音を低減できる。
【００４９】
一方、ステップＳ４０〜Ｓ７０の判定がＮＯであるときは、すべて、ステップＳ１１０に進み、通常制御による圧縮機１１および送風機８の制御を行う。
【００５０】
この通常制御は周知の制御であるので、簡単に説明すると、まず、目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを算出する。ここで、目標蒸発器吹出温度ＴＥＯは、主に、車室内吹出空気の温度制御、車両前面窓ガラスＷの曇り止め制御、圧縮機１１の省動力（エコノミー）制御等のために決定される制御値であって、ステップＳ３０の目標吹出温度ＴＡＯ、外気温度Ｔａｍ等に応じて算出される。
【００５１】
そして、圧縮機１１は、実際の蒸発器吹出空気温度（蒸発器温度センサ３４の検出温度）Ｔｅが目標蒸発器吹出温度ＴＥＯとなるように作動制御される。具体的には、圧縮機１１として常に一定の吐出容量で作動する固定容量型圧縮機を用いる場合は、電磁クラッチ１１ａの通電を断続制御して、圧縮機１１の作動を断続し、それにより、圧縮機１１の稼働率を制御する。
【００５２】
また、送風機８は、その風量が目標吹出温度ＴＡＯに応じて変化するように駆動モータ８ｂの印加電圧が自動制御される。具体的には、目標吹出温度ＴＡＯの極低温域（最大冷房域）および極高温域（最大暖房域）で送風機８の駆動モータ８ｂへの印加電圧を最大にして、送風機８の風量を最大風量（Ｈｉ）に制御する。
【００５３】
そして、最大冷房状態から冷房負荷が減少して目標吹出温度ＴＡＯが極低温域から中間温度域に向かって上昇すると、このＴＡＯの上昇に応じて送風機モータ印加電圧を減少して、送風機８の風量を減少させる。また、最大暖房状態から暖房負荷が減少して目標吹出温度ＴＡＯが極高温域から中間温度域に向かって低下すると、このＴＡＯの低下に応じて送風機モータ印加電圧を減少して、送風機８の風量を減少させる。ＴＡＯが所定の中間温度域内に入ると、送風機モータ印加電圧を最小値にして送風機８の風量を最小値にする。
【００５４】
（他の実施形態）
本発明は上述の一実施形態に限定されることなく、以下に例示するように種々変形可能である。
【００５５】
（１）上述の一実施形態では、空調の熱負荷が小さいときに送風機８および圧縮機１１の作動を自動停止しているが、高緯度の地域では夏期でも清涼な気候となり、冷房機能が不要となる。従って、このような高緯度地域向けの車両用空調装置では、冷房用熱交換器としての蒸発器９を含む冷凍サイクル装置１０が不要となる。よって、このような冷凍サイクル装置１０を具備しない車両用空調装置では、空調の熱負荷が小さいときに送風機８のみ自動停止する制御を行えばよい。
【００５６】
（２）上述の一実施形態では、温度設定スイッチ３７の設定温度Ｔｓｅｔと外気温Ｔａｍとの温度差、および温度設定スイッチ３７の設定温度Ｔｓｅｔと車室内温度Ｔｒとの温度差がともに所定値以内であることを判定すると、空調熱負荷が所定量以下であると判定しているが、目標吹出温度ＴＡＯは空調熱負荷の大小を代表する情報値であって、目標吹出温度ＴＡＯの中間温度域（２５℃付近の所定温度範囲）が空調熱負荷の最も小さい状態を示すから、目標吹出温度ＴＡＯが中間温度域にあることを判定して、空調熱負荷が所定量以下であると判定してもよい。
【００５７】
（３）上述の一実施形態では冷凍サイクル装置１０の圧縮機１１として、常に一定の吐出容量で作動する固定容量型圧縮機を用いる場合について説明したが、圧縮機１１として吐出容量を調整可能な可変容量型圧縮機や回転数が調整可能な電動圧縮機を用いてもよい。
【００５８】
（４）上述の一実施形態では、車室内吹出空気の温度調整手段としてエアミックスドア１７を用いているが、この温度調整手段として、ヒータコア１５に流入する温水の流量や温度を調整する周知の温水弁を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態を示す全体システム構成図である。
【図２】本発明の一実施形態の空調制御の概要を示すフローチャ−トである。
【符号の説明】
【００６０】
２…ケース、８…送風機、９…蒸発器（冷房用熱交換器）、１１…圧縮機、
１７…エアミックスドア（温度調整手段）、３０…空調制御装置。
【図１】
2006224705.tif 000003
【図２】
2006224705.tif 000004