(57)【要約】【課題】運転室の窓またはドアを開けた場合でも、運転室内の空調を効果的に行うことが可能な車両用空調装置およびその制御方法を提供する。【解決手段】空調装置（１）は、空調部（２０）で温度調整された空調空気を運転者の前面から運転者に向けて送出する第１の吹き出し口（６）と、その空調空気を送出する第２の吹き出し口（５，８）と、運転室が開閉されたことを検知する開閉センサ（５７、５８）と、開閉センサ（５７、５８）によって運転室が開放されたことが検知された場合、各吹き出し口から送出される空調空気に占める第１の吹き出し口（６）から送出される空調空気の割合が、運転室が閉じられた場合における、第１の吹き出し口（６）から送出される空調空気の割合よりも高くなるように風量比を設定する風量比調節部（６５）とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転室内の空調を行う車両用空調装置であって、
温度調整された空調空気を生じる空調部（２０）と、
前記空調部（２０）で温度調整された空調空気を運転者の前面から運転者に向けて送出する第１の吹き出し口（６）と、
前記空調部（２０）で温度調整された空調空気を送出する第２の吹き出し口（５、８）と、
運転室の開閉を検知する開閉センサ（５７、５８）と、
前記開閉センサ（５７、５８）によって運転室が開放されたことが検知された場合、前記各吹き出し口から送出される空調空気に占める前記第１の吹き出し口（６）から送出される空調空気の割合が、運転室が閉じられた場合における、該空調空気の割合よりも高くなるように風量比を設定する風量比調節部（６５）と、
を有することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記開閉センサ（５７、５８）によって運転室が開放されたことが検知された場合、運転室が閉じられていることを検知した場合よりも、少なくとも前記第１の吹き出し口（６）から送出される空調空気の風量を増加させる送風量設定部（６７）をさらに有する、請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記開閉センサ（５７、５８）によって運転室が開放されたことが検知された場合、運転室が閉じられていることを検知した場合よりも、前記第１の吹き出し口（６）から送出される空調空気の温度を低下させる温度調節部（６２）をさらに有する、請求項１又は２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記第２の吹き出し口は、運転者が座るシートの後部に配置される吹き出し口（８）である、請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記第２の吹き出し口は、運転者が座るシートの後部に配置される吹き出し口（８）であり、
前記風量比調節部（６５）は、前記開閉センサ（５７、５８）によって運転室が開放されたことが検知されると、前記第１の吹き出し口（６）から送出される空調空気の風量が、前記第２の吹き出し口（８）から送出される空調空気の風量以上となるように風量比を設定し、前記開閉センサ（５７、５８）によって運転室が閉じられたことを検知すると、前記第１の吹き出し口（６）から送出される空調空気の風量が、前記第２の吹き出し口（８）から送出される空調空気の風量未満となるように風量比を設定する、請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
運転室内の内気温を測定する内気温センサ（５１）又は運転室外の外気温を測定する外気温センサ（５２）をさらに有し、
前記風量比調節部（６５）は、前記開閉センサ（５７、５８）によって運転室が開放されたことが検知され、測定された外気温又は内気温が所定温度以上である場合、前記第１の吹き出し口（６）から送出される空調空気の割合が、運転室が閉じられた場合における、該空調空気の割合よりも高くなるように風量比を設定する、請求項１〜５の何れか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項７】
前記車両は、建設機械である請求項１〜６の何れか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項８】
温度調整された空調空気を生じる空調部（２０）と、
前記空調部（２０）で温度調整された空調空気を運転者の前面から運転者に向けて送出する第１の吹き出し口（６）と、
空調空気を送出する第２の吹き出し口（５、８）とを有する車両用空調装置の制御方法であって、
運転室の開閉状態を検知するステップと、
前記開閉状態を検知するステップにおいて、運転室が開放されたことを検知した場合、前記各吹き出し口から送出される空調空気に占める前記第１の吹き出し口（６）から送出される空調空気の割合が、運転室が閉じられたことを検知した場合における該空調空気の割合よりも高くなるように風量比を設定するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置およびその制御方法に関し、特に、建設車両用空調装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パワーショベルのような建設車両においても、運転室内を快適に保つために、空調装置が搭載されている。しかし、建設車両では、運転者が車外の作業者と連絡を取り合ったり、視界を確保するために、運転室のフロントガラス又は乗降用ドアを開けたまま作業を行うことが頻繁に行われる。このように、フロントガラスなどを開けて作業を行う場合には、当然ながら大量の外気が運転室内に入ってくるため、効果的な空調を行うことができず、運転室内を快適に保つことが困難であった。
【０００３】
上記のような問題点を解決するために、運転室のドア又は窓の開放を検知した場合、冷房能力や暖房能力を上昇させた空気を送風する建設機械用空調装置が開発されている（特許文献１参照）。係る空調装置は、窓等の開閉を検知する検知手段から、窓等が開放されたことを検知すると、能力の最大限度で冷房又は暖房を行い、送風量を増大させ、あるいは、運転者へ直接吹き付けるスポット吹き出し口から送風を行うことによって、空調装置の設定を変更することなく、快適な冷房状態または暖房状態を得ようとするものである。
【０００４】
しかし、視界確保といった目的で窓等を開けて作業する場合、運転者はその窓を全開にすることが多い。そのため、窓が開放されたときに、たんに空調能力を上げ、送風量を増加させても、空調空気の大半は直ちに運転室外へ出てしまい、空調効果はあまり改善されない。逆に、空調装置の作動音が大きくなることにより、運転者がより不快感を強める場合もある。また、運転者は、作業中、視界確保などの目的で上体を前後に移動させることがある。そのため、上記のスポット吹き出し口のように、運転者の側面に配置される吹き出し口では、運転者の作業姿勢によっては空調空気を運転者の周囲に供給することができない場合もある。また、スポッと吹き出し口を別途設けることは、それだけ余分なコストの増加にもつながる。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−０５２７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上述した従来技術による問題点を解消することを可能とする車両用空調装置およびその制御方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、運転室の窓またはドアを開けた場合でも、効果的に空調を行うことが可能な車両用空調装置およびその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１の記載によれば、本発明に係る車両用空調装置は、空調部（２０）で温度調整された空調空気を運転者の前面から運転者に向けて送出する第１の吹き出し口（６）と、その空調空気を送出する第２の吹き出し口（５，８）と、運転室が開閉されたことを検知する開閉センサ（５７、５８）と、開閉センサ（５７、５８）によって運転室が開放されたことが検知された場合、各吹き出し口から送出される空調空気に占める第１の吹き出し口（６）から送出される空調空気の割合が、運転室が閉じられた場合における、第１の吹き出し口（６）から送出される空調空気の割合よりも高くなるように風量比を設定する風量比調節部（６５）とを有することを特徴とする。係る構成により、運転室が開放された場合には、運転者の周囲に空調空気を集中させるので、効果的に空調を行うことができる。特に、空調効果を感じ易い顔などに吹き付ける空調空気の量が多くなるので、運転者のフィーリングを向上させることができる。
【０００９】
また、請求項２に記載のように、本発明に係る車両用空調装置は、開閉センサ（５７、５８）によって運転室が開放されたことが検知された場合、運転室が閉じられていることを検知した場合よりも、少なくとも第１の吹き出し口（６）から送出される空調空気の風量を増加させる送風量設定部（６７）を有することが好ましい。
【００１０】
さらに、請求項３に記載のように、本発明に係る車両用空調装置は、開閉センサ（５７、５８）によって運転室が開放されたことが検知された場合、運転室が閉じられていることを検知した場合よりも、第１の吹き出し口（６）から送出される空調空気の温度を低下させる温度調節部（６７）を有することが好ましい。
【００１１】
また、請求項４に記載のように、第２の吹き出し口は、運転者が座るシートの後部に配置される吹き出し口（８）であることが好ましい。
【００１２】
さらに、請求項５に記載のように、第２の吹き出し口は、運転者が座るシートの後部に配置される吹き出し口（８）であり、風量比調節部（６５）は、開閉センサ（５７、５８）によって運転室が開放されたことが検知されると、第１の吹き出し口（６）から送出される空調空気の風量が、第２の吹き出し口（８）から送出される空調空気の風量以上となるように風量比を設定し、開閉センサ（５７、５８）によって運転室が閉じられたことを検知すると、第１の吹き出し口（６）から送出される空調空気の風量が、第２の吹き出し口（８）から送出される空調空気の風量未満となるように風量比を設定することが好ましい。係る構成とすることにより、空調装置から送出される空調空気を無駄なく利用することができる。
【００１３】
さらに、請求項６に記載のように、本発明に係る車両用空調装置は、運転室内の内気温を測定する内気温センサ（５１）又は運転室外の外気温を測定する外気温センサ（５２）を有し、風量比調節部（６５）は、開閉センサ（５７、５８）によって運転室が開放されたことが検知され、測定された外気温又は内気温が所定温度以上である場合、第１の吹き出し口（６）から送出される空調空気の割合が、運転室が閉じられた場合における、第１の吹き出し口（６）から送出される空調空気の割合よりも高くなるように風量比を設定することが好ましい。外気温または内気温を参照して、第１の吹き出し口から送出される空調空気の割合を高く設定することを特に暑い場合などに限定することにより、空調効果が強くなりすぎることを防止できる。
【００１４】
また、請求項７の記載によれば、上記の何れかに記載の車両用空調装置は、建設機械に用いられる。建設機械では、通常一人乗りのため、運転室が狭く、運転室の開放による温度変化が顕著であるため、本発明の車両用空調装置を適用することにより、運転室開放時の空調効果を飛躍的に改善することができる。
【００１５】
また、本発明の請求項８の記載によれば、温度調整された空調空気を生じる空調部（２０）と、空調部（２０）で温度調整された空調空気を運転者の前面から運転者に向けて送出する第１の吹き出し口（６）と、空調空気を送出する第２の吹き出し口（５、８）とを有する車両用空調装置の制御方法が提供される。係る制御方法は、運転室の開閉状態を検知するステップと、運転室が開放されたことを検知した場合における第１の吹き出し口（６）から送出される空調空気の割合が、運転室が閉じられたことを検知した場合におけるその空調空気の割合よりも大きくなるように風量比を設定するステップとを有することを特徴とする。
【００１６】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を適用した車両用空調装置について説明する。
本発明を適用した車両用空調装置は、運転室のフロントガラスや乗降用のドアが開けられたことを検知すると、各吹き出し口から送出される空調空気の風量比を変更して運転者の周囲に空調空気を集中させるものである。特に、前面から運転者に向けて空調空気を送出する吹き出し口からの風量を増加させることにより、運転室内で運転者が上体を前後に動かしても、運転者の周囲に空調空気を集中させることができる。そのため、運転室が開放された状態で運転者が作業を行う場合であっても、効果的に空調を行うことができ、運転者は、空調の効いた状態で快適に作業を行うことができる。
【００１８】
図１は、本発明を適用した車両用空調装置１を備えた建設用車両の運転室１００の概略構成図である。
【００１９】
図１に示すように、運転室１００内には、運転者用のシート２が設けられ、その下部後方に車両用空調装置１が配置されている。そして、車両用空調装置１は、それに近接し、運転室１００内に向けて開口された内気吸込口３から運転室１００内の空気を取り込む。同様に、車両用空調装置１に近接して配置され、運転室１００外に向けて開口された外気吸込口４から車外の空気を取り込む。そして、車両用空調装置１は、内気吸込口３又は外気吸込口４から取り込んだ空気を暖め、あるいは冷却する。また、運転室１００内には、シート２の足元に設けられたフット吹き出し口（ＦＯＯＴ）５、フロントガラス９の近傍に設けられ、運転者に向けて開口されたフェイス吹き出し口（ＦＡＣＥ）６、フロントガラス９に向けて開口されたデフロスタ吹き出し口（ＤＥＦ）７及びシート２の後方から上方に向けて開口されたリア吹き出し口（ＲＥＡＲ）８が設置されている。このうち、フェイス吹き出し口６及びリア吹き出し口８は、運転者の上半身に向けて空調空気を送出し、運転者の上半身に対する空調手段として機能するものである。また、フェイス吹き出し口６及びデフロスタ吹き出し口７は、フロントダクト１０を通じて車両用空調装置１に接続されている。同様に、リア吹き出し口８は、リアダクト１１を通じて車両用空調装置１に接続されている。そして、車両用空調装置１で暖められた、あるいは冷却された空気は、運転室１００内に設置された各吹き出し口から送出され、運転室１００内の温度を調節し、あるいはフロントガラス９の曇りを防止する。
【００２０】
また、運転室前面のフロントガラス９は、その両側面に配置されたレール１２に沿って上下方向にスライドさせることが可能であり、運転者が持ち上げることによって開放することができる。そして、レール１２の一方には、開閉センサ５７が設置され、フロントガラス９が開放されたか否かを検知する。さらに、運転室１００の側面には、乗降用のドア１３が配置され、フロント側の一端を回転軸として回動可能となっている。そして、ドア１３を閉じたときにドア１３と接触する運転室のフレーム部分にも、開閉センサ５８が設置され、ドア１３が開放されたか否かを検知する。
【００２１】
図２は、車両用空調装置１の全体構成を示す構成図である。図２に示すように、車両用空調装置１は、主に機械的構成からなる空調機器２０と、この空調機器２０を制御する制御部６０とを有する。
【００２２】
まず、空調機器２０の冷凍サイクルＲの構成を説明する。車両用空調装置１の冷凍サイクルＲは閉回路で構成され、その閉回路はコンプレッサ２１より時計回りにコンデンサ２５、レシーバ２６、膨張弁２７、およびエバポレータ２８を含む。そして、コンプレッサ２１は、冷媒を圧縮して高圧ガスにする。また、コンプレッサ２１は、ベルト２２を介して車載エンジン２３より伝わる動力断続用の電磁クラッチ２４を備える。コンデンサ２５は、コンプレッサ２１より送られてきた高温、高圧の冷媒ガスを冷却し、液化させる。レシーバ２６は、液化された冷媒ガスを貯蔵する。また、冷却性能の低下を防ぐため、液化された冷媒に含まれるガス状の気泡を取り除き、完全に液化された冷媒のみを膨張弁２７へ送る。膨張弁２７は、液化された冷媒を断熱膨張させて低温、低圧化し、エバポレータ２８へ送る。エバポレータ２８は、低温、低圧化された冷媒と、エバポレータ２８に送り込まれた空気との間で熱交換を行ってその空気を冷却する。
【００２３】
次に、空調機器２０の空調ケース３０内の構成について説明する。エバポレータ２８の上流側には、ブロワファン３１が配置されている。ブロワファン３１は遠心式送風ファンで構成され、駆動用モータ３２により回転駆動される。ブロワファン３１の吸入側には、内外気切替箱３４が配置される。内外気切替箱３４内には、内外気サーボモータ３６で駆動される内外気切替ドア３５が配置される。そして内外気切替ドア３５は、内気吸込口３と外気吸込口４とを切り替えて開閉する。そして、内気吸込口３又は外気吸込口４から取り込まれた空気は、内外気切替箱３４を経由して、ブロアファン３１によってエバポレータ２８へ送られる。なお、ブロアファン３１の回転速度を調整することにより、車両用空調装置１から送出される風量を調節することができる。
【００２４】
エバポレータ２８の下流側には、エバポレータ２８側から順に、エアミックスドア３７、およびヒータコア３８が配置される。ヒータコア３８には、ヒータコア３８を通る空気を暖めるために、車載エンジン２３の冷却に使用された冷却水が循環供給される。また、空調ケース３０には、ヒータコア３８をバイパスするバイパス通路３９が形成されている。エアミックスドア３７は、温調サーボモータ４０により回動され、各吹き出し口から送出される空気を所定の温度にするために、ヒータコア３８を通過する通路４１からの温風とバイパス通路３９を通過する冷風との風量割合を調整する。
【００２５】
さらに、バイパス通路３９を経由した冷風と、ヒータコア３８を通過する通路４１からの温風とが混合される空気混合部４２の下流側には、フット吹き出し口５を開閉するフットドア４４と、フェイス吹き出し口６、リア吹き出し口８などへ通じるダクト４５の入口を開閉するダクト開閉ドア４６が配置される。さらに、ダクト４５内には、フェイス吹き出し口６及びデフロスタ吹き出し口７へ通じるフロントダクト１０と、リア吹き出し口８へ通じるリアダクト１１へ流れる空気量を調節するフロント・リア配風調整ドア４７が配置される。各ドア４４、４６及び４７は、モードサーボモータ４８により駆動される。なお、フットドア４４及びダクト開閉ドア４６は、ドアの一端を軸として開閉する通常のドアの代わりに、スライドドアで構成してもよい。また、フロント・リア配風調整ドア４７についても、ロータリードアまたはフィルムドアで構成してもよく、あるいは、フロントダクト１０の入口とリアダクト１１の入口に別個に設けられたスライドドアで構成してもよい。
【００２６】
次に、車両用空調装置１が有する各種センサについて説明する。内気温センサ５１は、運転室内の温度Ｔｉを測定するために、内外気切替箱３４の内気吸込口３側の開口部に設置される。また、外気温センサ５２は、運転室外の温度Ｔｏを測定するために、運転室の周囲に設置される。なお、外気温センサ５２を、コンデンサ２５の外側前面に設置してもよい。また、エバポレータ出口温度センサ５３は、エバポレータ２８から吹き出される空気の温度（エバポレータ吹出温度Ｔｅ）を測定するために、エバポレータ２８のエアミックスドア３７側の空気通路の出口近傍に設置される。さらに、ヒータコア３８へのエンジン冷却水の流入口近傍には、その冷却水の水温Ｔｗを測定するためのヒータ入口水温センサ５４が設置される。
【００２７】
また、レシーバ２６の出口近傍には、冷凍サイクルＲ内を循環する冷媒の圧力Ｐを測定するための圧力センサ５５が取り付けられる。さらに、運転室内に照りつける日射光の強さＬを測定するために、日射センサ５６が運転室内のフロントガラス近傍に取り付けられる。なお、日射センサ５６は照度センサで構成される。
【００２８】
さらに、上記のように、開閉センサ５７及び５８が、フロントガラス９及びドア１３の開閉を検知するために設置される。開閉センサ５７は、フロントガラス９の開閉信号Ｓｆを制御部６０に送信し、制御部６０では、開閉信号Ｓｆを、フロントガラス９が開放されている場合は‘１’、閉じられている場合は‘０’の値を有する１ビット信号として取得する。同様に、開閉センサ５８は、ドア１３の開閉信号Ｓｄを制御部６０に送信し、制御部６０では、開閉信号Ｓｄを、ドア１３が開放されている場合は‘１’、閉じられている場合は‘０’の値を有する１ビット信号として取得する。なお、開閉センサ５７及び５８として、機械式の接触センサ、光学式近接センサなど、対象物の接触又は接近を検知する周知の様々なセンサを用いることができる。そして、開閉センサ５７及び５８は、フロントガラス９やドア１３が接触したか否か、あるいは所定範囲内に近づいたか否かにより、それらの開閉を判断することができる。
【００２９】
上記の各センサ５１〜５８は、制御部６０と通信可能に接続され、各センサで取得された測定値は、制御部６０へ送信される。そして制御部６０は、それら測定値と、Ａ／Ｃ操作パネル（図示せず）から取得された操作信号に基づいて、電磁クラッチ２４を制御してコンプレッサ２１のＯＮ／ＯＦＦ切り換えを行ったり、ブロアファン３１の回転数調整のために駆動用モータ３２を制御する。また制御部６０は、内外気サーボモータ３６、温調サーボモータ４０及びモードサーボモータ４８を制御して各ドアの開度を調節する。これらの制御を行うことによって、運転室内の温度を、運転者の設定温度に近づけるように、各吹き出し口から送出される空調空気の風量比、全体の風量及び温度を調節する。
【００３０】
図３は、車両用空調装置１の制御部６０の機能ブロック図である。
制御部６０は、図示していないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる１個もしくは複数個の図示してないマイクロコンピュータ、その周辺回路、および電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ等の記憶部６１から構成される。
【００３１】
制御部６０は、このマイクロコンピュータによる機能モジュールとして、温度調節部６２、コンプレッサ制御部６３、負荷状態判定部６４、風量比調節部６５、吸気比調節部６６及び送風量設定部６７を有する。以下、これら各部について説明する。
【００３２】
温度調節部６２は、Ａ／Ｃ操作パネルから取得した設定温度Ｔｓ及び各温度センサ５１〜５３、水温センサ５４及び日射センサ５６の測定信号に基づいて、エアミックスドア３７の開度を決定し、温調サーボモータ４０へ、エアミックスドア３７の開度が設定された位置になるように制御信号を送信する。例えば、エアミックスドア３７の開度は、内気温Ｔｉと設定温度Ｔｓの差を、外気温Ｔｏ、日射量Ｌなどで補正した値を入力とし、エアミックスドア３７の開度を出力とする関係式に基づいて決定される。ここで、エアミックスドア３７の開度を、一定の時間間隔（例えば、１秒間隔）毎に判定するものとし、過去の判定時における各測定値も考慮することで、安定した制御を行うことができる。そのような制御を行うための各測定値とエアミックスドア３７の開度の関係式を以下に示す。
【数１】
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上式において、Ｄｏは、エアミックスドア３７の開度を表す。また、係数α、β、γ、ａ、ｂは定数であり、Ｔｓｊ、Ｔｉｊ、Ｔｏｊ、Ｌｊ（ｊ＝１、２，．．．，ｎ）は、それぞれ、ｊ回目の測定時点における設定温度、内気温、外気温及び日射量を表す。ただし、エアミックスドア３７の開度Ｄｏは、ヒータコア３８を経由する通路４１を閉じた状態（すなわち、冷房のみが動作する状態）を１００％、バイパス通路３９を閉じた状態（すなわち、暖房のみが動作する状態）を０％として設定される。
なお、温度調節部６２は、空調温度及びエアミックスドア３７の開度を、他の周知の制御方法を用いて決定してもよい。算出されたエアミックスドア３７の開度は、制御部６０の他の部で参照できるように、記憶部６１に保存される。
【００３３】
負荷状態判定部６４は、Ａ／Ｃ操作パネルから取得した設定温度Ｔｓ及び各温度センサ５１〜５３の測定信号に基づいて、車両用空調装置１の負荷状態が、冷房を行う冷房負荷に相当するのか、暖房を行う暖房負荷に相当するのかを判定する。
【００３４】
負荷状態判定部６４は、例えば、設定温度Ｔｓが内気温Ｔｉよりも高い場合、暖房負荷と判定し、逆に内気温Ｔｉが設定温度Ｔｓ以上であれば、冷房負荷と判定する。あるいは、負荷状態判定部６４は、上記の温度調節部６２で求めたエアミックスドア３７の開度に基づいて暖房負荷か否かを判定してもよい。例えば、エアミックスドア３７の開度が、バイパス通路３９よりもヒータコア３８側の通路４１の方が広くなる状態に設定されている場合、暖房負荷と判定し、そうでない場合、冷房負荷と判定する。
なお、暖房／冷房の設定が運転者による手動設定となっている場合には、負荷状態判定部６４は、Ａ／Ｃ操作パネルからの暖房／冷房切替信号を参照して暖房負荷か否かを判定する。
判定結果は、例えば１ビットの２値変数として与えられ、制御部６０の他の部で参照可能なように、記憶部６１に記憶される。
【００３５】
コンプレッサ制御部６３は、負荷状態判定部６４で判定された車両用空調装置１の負荷状態及びエバポレータ出口温度Ｔｅに基づいて、コンプレッサのＯＮ／ＯＦＦを制御する。例えば、コンプレッサ制御部６３は、負荷状態判定部６４による判定結果が冷房負荷の場合、原則としてコンプレッサ２１を作動させる。なお、エバポレータ２８は、０℃以下に低下するとフロストする。エバポレータ２８がフロストすると、エバポレータ２８のフィン間に霜が生じて空気の通りが非常に悪くなるため、十分な熱交換を行うことができなくなる。そのため、コンプレッサ制御部６３は、エバポレータ２８をフロストさせないために、エバポレータ出口温度Ｔｅがフロスト限界温度Ｔｆにまで低下すると、コンプレッサ２１を停止する（すなわち、電磁クラッチ２４を切離して車載エンジン２３からコンプレッサ２１に動力が伝達されないようにする）。例えば、フロスト限界温度Ｔｆは、約１℃に設定される。一方、エバポレータ出口温度Ｔｅがフロスト限界温度Ｔｆよりも高い場合は、コンプレッサ２１の稼動を継続する。
【００３６】
一度コンプレッサ２１を停止させると、コンプレッサ制御部６３は、エバポレータ２８がある程度暖まってからコンプレッサ２１を再稼動させる（すなわち、電磁クラッチ２４を接続して車載エンジン２３からコンプレッサ２１に動力が伝達されるようにする）。そのため、コンプレッサ制御部６３は、コンプレッサ２１を停止させる閾値温度よりも所定温度高くした温度を、コンプレッサ作動開始温度Ｔｏｎとして設定する。例えば、コンプレッサ作動開始温度Ｔｏｎは、フロスト限界温度Ｔｆに５℃加えた値とすることができる。コンプレッサ制御部６３は、エバポレータ出口温度Ｔｅをコンプレッサ作動開始温度Ｔｏｎとを比較して、エバポレータ出口温度Ｔｅがコンプレッサ作動開始温度Ｔｏｎを超えた場合、コンプレッサ２１を稼動させる。
なお、コンプレッサ制御部６３は、負荷状態判定部６４で判定された負荷状態が暖房負荷の場合、原則としてコンプレッサ２１を停止する。ただし、Ａ／Ｃ操作パネルよりデフロスタを作動させる操作信号を受信した場合、フロントガラス９の防曇のために、コンプレッサ２１を作動させる。
【００３７】
風量比調節部６５は、上記の負荷状態判定部６４で求めた判定結果及び開閉センサ５７から取得したフロントガラス９の開閉信号Ｓｆ及び開閉センサ５８から取得したドア１３の開閉信号Ｓｄを参照して、各吹き出し口から送出される空調空気の風量比を求め、その風量比に対応するように、フットドア４４、ダクト開閉ドア４６及びフロント・リア配風調整ドア４７の開度を決定する。そして、各ドアが決定された開度となるように、モードサーボモータ４８を制御する。
【００３８】
例えば、風量比調節部６５は、車両用空調装置１の負荷状態が暖房負荷の場合、フロントガラス９及びドア１３の何れもが閉じられていると（Ｓｆ＝０且つＳｄ＝０、すなわち、運転室が閉じられている場合）、フット吹き出し口５からのみ空調空気を送出するように、フットドア４４のみを開け、ダクト開閉ドア４６を閉じる。一方、フロントガラス９が開けられたか（Ｓｆ＝１）、ドア１３が開けられたこと（Ｓｄ＝１）を検知すると（すなわち、運転室が開放されたことを検知した場合）、フェイス吹き出し口６、リア吹き出し口８及びフット吹き出し口５から空調空気を送出するように、ダクト開閉ドア４６及びフットドア４４の両方を開ける。
また、例えば、風量比調節部６５は、車両用空調装置１の負荷状態が冷房負荷の場合、フェイス吹き出し口６及びリア吹き出し口８から空調空気が送出されるように、フットドア４４を閉じ、ダクトドア４６を開放する。さらに、運転室が開放されたことを検知すると、運転室が閉じられている場合よりもフェイス吹き出し口６から送出される空調空気の割合が増加するように、フロント・リア配風調整ドア４７の開度を調節する。
【００３９】
なお、風量比調節部６５は、内気温センサ５１から取得した運転室内の内気温Ｔｉ、外気温センサ５２から取得した運転室外の外気温Ｔｏなども参照して、風量比を調節するようにしてもよい。本実施形態では、車両用空調装置１の負荷状態が暖房負荷の場合において、フェイス吹き出し口６から送風される空調空気の割合を増加させるための条件を、フロントガラス９又はドア１３の開放に加えて、外気温Ｔｏが０℃以下の場合とした。なお、内気温Ｔｉが低下するにつれて、フェイス吹き出し口６から送風される風量の割合が増加するようにしてもよい。開閉信号Ｓｄ、Ｓｆ、外気温Ｔｏなどとダクト開閉ドア４６及びフロント・リア配風調整ドア４７の開度との関係は、例えばルックアップテーブルとして予め記憶部６１に保存される。そして、風量比調節部６５は、開閉信号Ｓｄ、Ｓｆ、外気温Ｔｏなどを取得すると、そのルックアップテーブルを参照してダクト開閉ドア４６及びフロント・リア配風調整ドア４７の開度を決定する。
【００４０】
吸気比調節部６６は、Ａ／Ｃ操作パネルから取得した吸気設定、設定温度Ｔｓ、内気温Ｔｉなどに基づいて、車両用空調装置１が内気吸気口３から吸気する空気と外気吸気口４から吸気する空気の比率を設定する。吸気比調節部６６は、内気温Ｔｉ、内気温Ｔｉと設定温度Ｔｓとの差などと吸気比との関係を表す関係式にしたがって内外気切替ドア３５の開度を決定する。このような関係式は予め設定され、制御部６０において実行されるコンピュータプログラムに組み込まれている。なお、吸気比調節部６６は、他の周知の方法を用いて、内外気切替ドア３５の開度を決定することもできる。吸気比調節部６６は、内外気サーボモータ３６を制御し、内外気切替ドア３５を求めた吸気比となるように回動させる。
【００４１】
送風量設定部６７は、Ａ／Ｃ操作パネルから取得した設定温度、風量設定及び各温度センサ５１〜５３及び日射センサ５６の測定信号に基づいて、ブロアファン３１の回転速度を決定する。そして、駆動用モータ３２へ、ブロアファン３１の回転速度が設定値になるように制御信号送信する。例えば、風量設定が手動設定になっている場合には、送風量設定部６７は、Ａ／Ｃ操作パネルから取得した風量設定値となるようにブロアファン３１の回転速度を決定する。また、風量設定が自動設定になっている場合には、送風量設定部６７は、内気温、内気温と設定温度との差などと風量との関係を表す関係式にしたがってブロアファン３１の回転速度を決定する。このような関係式は予め設定され、制御部６０において実行されるコンピュータプログラムに組み込まれている。なお、送風量設定部６７は、他の周知の方法を用いて、ブロアファン３１の回転速度を決定することもできる。
【００４２】
以下、図４に示したフローチャートを参照しつつ、本発明を適用した車両用空調装置１の空調制御動作について説明する。なお、空調制御動作は、制御部６０により、制御部６０に組み込まれたコンピュータプログラムにしたがって行われる。
【００４３】
図４に示すように、まず、Ａ／Ｃ操作パネルから、車両用空調装置１を稼動させる信号を受け取ると、制御部６０は、車両用空調装置１を稼動させる。そして、各センサからの測定信号を取得する（ステップＳ１０１）。次に、制御部６０の温度調節部６２は、上記のとおり、Ａ／Ｃ操作パネルから取得した設定温度及び各センサ信号に基づいて、各吹き出し口から送出される空調空気が所定の温度になるようにエアミックスドア３７の開度を決定する（ステップＳ１０２）。そして温調サーボモータ４０を駆動して、エアミックスドア３７を求めた開度になるように回動させる。
【００４４】
次に、制御部６０のコンプレッサ制御部６３は、負荷状態判定部６４による車両用空調装置１の負荷状態判定結果及び防曇を行うか否かに基づいて、あるいは、エバポレータ２８の温度に基づいてコンプレッサ２１を作動あるいは停止させる（ステップＳ１０３）。
その後、制御部６０の風量比調節部６５は、各吹き出し口から送出される空調空気の風量比を決定する（ステップＳ１０４）。なお、風量比の決定については後で詳述する。
風量比が決定されると、制御部６０の吸気比調節部６６は、車両用空調装置１が運転室内から吸気する空気と運転室外から吸気する空気の比率を設定する（ステップＳ１０５）。そして、その比率にしたがって、内外気サーボモータ３６を制御し、内外気切替ドア３５を所定の開度になるように回動させる。
最後に、制御部６０の送風量設定部６７は、車両用空調装置１から送出される送風量を決定する（ステップＳ１０６）。そして、その送風量に基づいてブロアファン３１の回転速度を決定する。以後、車両用空調装置１は、稼動停止となるまで上記のステップＳ１０１〜Ｓ１０６の制御を所定の時間間隔で繰り返す。
【００４５】
図５は、図４のステップＳ１０４の風量比決定の制御の詳細を示したフローチャートである。
【００４６】
図５に示すように、まず、負荷状態判定部６４により、車両用空調装置１の負荷状態が暖房負荷なのか冷房負荷なのかを判定する（ステップＳ２０１）。そして、暖房負荷と判定した場合、制御部６０の風量比調節部６５は、外気温Ｔｏが０℃以下か否か判定する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２で、外気温Ｔｏが０℃より高い場合、風量比調節部６５は、フット吹き出し口５からのみ温風を送風するように、ダクト開閉ドア４６を閉じる（ステップＳ２０３）。一方、ステップＳ２０２において、外気温Ｔｏが０℃以下と判定された場合、風量比調節部６５は、開閉センサ５７から取得したフロントガラス９の開閉信号Ｓｆ及び開閉センサ５８から取得したドア１３の開閉信号Ｓｄに基づいて、フロントガラス９又はドア１３が開放されているか否かを判定する（ステップＳ２０４）。
【００４７】
ステップＳ２０４において、Ｓｄ＝０且つＳｆ＝０の場合、すなわち、フロントガラス９及びドア１３の何れも閉められていると判定された場合、風量比調節部６５は、上記のように、フット吹き出し口５からのみ温風を送風するようにダクト開閉ドア４６を閉じる（ステップＳ２０３）。一方、ステップＳ２０４において、Ｓｄ＝１又はＳｆ＝１の場合、すなわち、フロントガラス９又はドア１３の何れかが開けられている場合、風量比調節部６５は、フェイス吹き出し口６、リア吹き出し口８及びフット吹き出し口５から温風を送風するようにダクト開閉ドア４６を開放する（ステップＳ２０５）。なお、この場合において、フェイス吹き出し口６から送出される風量とリア吹き出し口８から送出される風量の比は、１：１に設定される。
【００４８】
また、ステップＳ２０１において、負荷状態判定部６４が車両用空調装置１の負荷状態を冷房負荷であると判定した場合、風量比調節部６５は、開閉センサ５７から取得したフロントガラス９の開閉信号Ｓｆ及び開閉センサ５８から取得したドア１３の開閉信号Ｓｄに基づいて、フロントガラス９又はドア１３が開放されているか否かを判定する（ステップＳ２０６）。
【００４９】
ステップＳ２０６において、Ｓｄ＝０且つＳｆ＝０の場合、すなわち、フロントガラス９及びドア１３の何れも閉められていると判定された場合、風量比調節部６５は、上記のように、フェイス吹き出し口６及びリア吹き出し口８から冷風を送風するようにダクト開閉ドア４６を開放し、フットドア４４を閉じる。さらに、フェイス吹き出し口６から送風される風量と、リア吹き出し口８から送風される風量の比が３：７になるようにフロント・リア配風調整ドア４７を回動させる（ステップＳ２０７）。一方、ステップＳ２０６において、Ｓｄ＝１又はＳｆ＝１の場合、すなわち、フロントガラス９又はドア１３の何れかが開放されている場合、風量比調節部６５は、同様にフットドア４４を閉じ、ダクト開閉ドア４６を開放する。そして、フェイス吹き出し口６から吹き出す冷風を増加させるように、フェイス吹き出し口６から送風される風量と、リア吹き出し口８から送風される風量の比が７：３になるようにフロント・リア配風調整ドア４７を回動させる（ステップＳ２０８）。
【００５０】
以上説明してきたように、本発明を適用した車両用空調装置は、運転室のフロントガラスやドアが開放されたことを検知して、フェイス吹き出し口６から送風される空調空気の風量割合を増加させる。これにより、運転者が前後に上体を移動させても運転者の周囲に空調空気を集中的に供給することができる。そのため、効率的に空調を行うことができ、運転者は、フロントガラス等を開放しても、快適に作業を行うことができる。
【００５１】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、各吹き出し口から送出される空調空気の比率は、運転室の構造などに応じて様々に設定することができる。例えば、上記のステップＳ２０５及びＳ２０８において、フェイス吹き出し口６から送出される空調空気の風量と、リア吹き出し口８から送出される空調空気の風量の比を１０：０としてもよい。また、暖房負荷の場合においても、運転室が開放された場合には、フェイス吹き出し口６から送出される空調空気の風量とリア吹き出し口８から送出される空調空気の風量の比を、フェイス吹き出し口６から送出される風量の割合が大きくなるように設定してもよい。
【００５２】
また、上記の実施形態では、各吹き出し口から送出される空調空気の風量比を決定する際に、暖房負荷の場合のみ、外気温Ｔｏを参照したが、冷房時にも外気温Ｔｏあるいは内気温Ｔｉを参照するようにしてもよい。そして、運転室の開放に加えて、外気温Ｔｏあるいは内気温Ｔｉが例えば３０℃以上の場合のみ、フェイス吹き出し口６から送風される風量割合が高くなるようにしてもよい。
【００５３】
さらに、運転者がドア１３を開けて乗り込んだだけの場合には、運転者が暑過ぎる又は寒過ぎると感じることを避けるために、フェイス吹き出し口６からの風量を増加させない方が好ましい。そこで、風量比調節部６５は、開閉センサ５８からドア１３が開いたことを示す信号（Ｓｄ＝１）を取得した場合には、ドア１３が開放された状態（Ｓｄ＝１）が所定期間（例えば２分間）継続した場合にのみ、フェイス吹き出し口６から送出される風量割合を増加させるようにモードサーボモータ４８を制御してもよい。
【００５４】
また、本発明の構成に加えて、温度調節部６２は、運転室が開放されたことを検知した場合、空調能力を上昇させるよう制御を行ってもよい。例えば、コンプレッサ２１の回転速度を上げたり、エアミックスドア３７の開度を変更する。さらに、送風量設定部６７も、運転室が開放された場合、各吹き出し口から送出される風量を増加するようにブロアファン３１の回転速度を上げる制御を行ってもよい。さらに、このような制御を、外気温Ｔｏあるいは内気温Ｔｉが所定の条件を満たす場合（例えば、外気温Ｔｏが３０℃以上の場合）のみ行うようにしてもよい。これらの回転速度の増加量、開度の変更量などは、予め制御部６０で実行されるコンピュータプログラムに設定される。
【００５５】
上記のように、本発明の範囲内で様々な修正を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明を適用した車両用空調装置を備えた車両の運転室の構成を示す構成図である。
【図２】本発明を適用した車両用空調装置の全体構成を示す構成図である。
【図３】車両用空調装置の制御部の機能ブロック図である。
【図４】本発明を適用した車両用空調装置の制御動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明を適用した車両用空調装置の風量比調節動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１    車両用空調装置
５    フット吹き出し口（第２の吹き出し口）
６    フェイス吹き出し口（第１の吹き出し口）
７    デフロスタ吹き出し口
８    リア吹き出し口（第２の吹き出し口）
９    フロントガラス
１０    フロントダクト
１１    リアダクト
１３    乗降用ドア
２０    空調機器
４４    フットドア
４５    ダクト
４６    ダクト開閉ドア
４７    フロント・リア配風調整ドア
４８    モードサーボモータ
５１    内気温センサ
５２    外気温センサ
５７、５８    開閉センサ
６０    制御部
６１    記憶部
６２    温度調節部
６３    コンプレッサ制御部
６４    負荷状態判定部
６５    風量比調節部
６６    吸気比調節部
６７    送風量設定部
１００    運転室
【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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