(57)【要約】【課題】車室内温度が安定して送風風量が減少しても、ベント口から送風された空調風によって前席乗員の膝付近を局所的に冷やすことがない車両用空調装置を提供する。【解決手段】空調操作部１の操作によって設定温度が上げられたと判断されると（ステップＳ６０１）、膝冷え状態となるか否かの膝冷え判定を行う（ステップＳ６０３）。膝冷え状態となると判断されると（ステップＳ６０３肯定）、スポットベントドア１８を閉じて各スポットベント口１１０〜１４０からの送風を停止する。また、アッパーベントドア１５１を開いてアッパーベント口１５０から送風する。さらに、エアミックスドア１５の開度ＸＭを現在の開度に固定する。これにより、乗員の膝冷えを防止するとともに、アッパーベント口１５０からの送風で車室内温度を維持できる。【選択図】      図４
2004196118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロアモータによりブロアファンを駆動して空気を吐き出す送風機と、
前記送風機から吐き出された空気を冷却するエバポレータと、
前記エバポレータで冷却された空気を再加熱するヒータと、
ヒータへの配風比を調節するエアミックスドアと、
インストルメントパネル上に設けられ、前記空調ユニットからの調和空気を前席乗員に対して送風する第１の吹き出し口と、
前記インストルメントパネル上に設けられ、前記空調ユニットからの調和空気を車室内上方に送風する第２の吹き出し口と、
前記第１の吹き出し口から車両内に吹き出される送風空気の送風量を調整する第１の調整機構と、
前記第２の吹き出し口から車両内に吹き出される送風空気の送風量を調整する第２の調整機構と、
車室内の熱負荷を検出し、車室内の熱負荷に関する信号を出力する検出手段と、
前記検出手段から出力される車室内の熱負荷に関する信号を受信して空調制御を行うとともに、第１の吹き出し口から送風される調和空気が吹き出し方向より下方に送風されると推測すると、前記第１の調整機構により前記第１の吹き出し口を閉とし、前記第２の調整機構により前記第２の吹き出し口を開とするように制御する制御手段とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用空調装置において、
前記制御手段は、第１の吹き出し口から送風される調和空気が吹き出し方向より下方に送風されると推測すると、前記エアミックスドアの開度を固定することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置において、
少なくとも前記第２の調整機構を操作するための調整機構操作部をさらに有することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの項に記載の車両用空調装置において、
前記第１の吹き出し口はスポットベント口であり、
前記第２の吹き出し口はアッパーベント口であり、
前記アッパーベント口からのみ吹き出す吹き出しモードであったときに、前記第２の調整機構が閉となるよう前記調整機構操作部が操作されると、前記制御手段は前記送風機を停止することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車両用空調装置において、
前記制御手段は、前記送風機を停止した後、空調運転信号を受信すると前記検出手段から出力される車室内の熱負荷に関する信号に基づいて空調制御を行うことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項６】
ブロアモータによりブロアファンを駆動して空気を吐き出す送風機と、
前記送風機から吐き出された空気を冷却するエバポレータと、
前記エバポレータで冷却された空気を再加熱するヒータと、
ヒータへの配風比を調節するエアミックスドアと、
インストルメントパネル上に設けられ、前記空調ユニットからの調和空気を前席乗員に対して送風する吹き出し口と、
前記吹き出し口から車両内に吹き出される送風空気の送風方向を調整する送風方向調整機構と、
車室内の熱負荷を検出し、車室内の熱負荷に関する信号を出力する検出手段と、
前記検出手段から出力される車室内の熱負荷に関する信号を受信して空調制御を行うとともに、吹き出し口から送風される調和空気が吹き出し方向より下方に送風されると推測すると、前記送風方向調整機構を上方に向くように制御する制御手段とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置の送風空気吹き出し口の開閉機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前席乗員に対して送風するベント口をインストルメントパネルに設けた車両用空調装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−９４９２５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
冷風をベント口から送風するベントモードにおいて、車室内温度が安定して送風風量が減少すると、ベント口からの吹き出し風速も低下する。ベント口から送風された冷風の温度は車室内空気温度よりも低いので、空気密度が高く比重が大きい。このため、吹き出し風速が低下すると、ベント口から送風された冷風は送風方向よりも下方へ落下しながら送風されるので、前席乗員の膝付近を局所的に冷やしてしまう。
【０００５】
本発明は、ベント口から送風された空調風によって前席乗員の膝付近を局所的に冷やすことがない車両用空調装置を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）  請求項１の発明による車両用空調装置は、ブロアモータによりブロアファンを駆動して空気を吐き出す送風機と、送風機から吐き出された空気を冷却するエバポレータと、エバポレータで冷却された空気を再加熱するヒータと、ヒータへの配風比を調節するエアミックスドアと、インストルメントパネル上に設けられ、空調ユニットからの調和空気を前席乗員に対して送風する第１の吹き出し口と、インストルメントパネル上に設けられ、空調ユニットからの調和空気を車室内上方に送風する第２の吹き出し口と、第１の吹き出し口から車両内に吹き出される送風空気の送風量を調整する第１の調整機構と、第２の吹き出し口から車両内に吹き出される送風空気の送風量を調整する第２の調整機構と、車室内の熱負荷を検出し、車室内の熱負荷に関する信号を出力する検出手段と、検出手段から出力される車室内の熱負荷に関する信号を受信して空調制御を行うとともに、第１の吹き出し口から送風される調和空気が吹き出し方向より下方に送風されると推測すると、第１の調整機構により第１の吹き出し口を閉とし、第２の調整機構により第２の吹き出し口を開とするように制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
（２）  請求項６の発明による車両用空調装置は、ブロアモータによりブロアファンを駆動して空気を吐き出す送風機と、送風機から吐き出された空気を冷却するエバポレータと、エバポレータで冷却された空気を再加熱するヒータと、ヒータへの配風比を調節するエアミックスドアと、インストルメントパネル上に設けられ、空調ユニットからの調和空気を前席乗員に対して送風する吹き出し口と、吹き出し口から車両内に吹き出される送風空気の送風方向を調整する送風方向調整機構と、車室内の熱負荷を検出し、車室内の熱負荷に関する信号を出力する検出手段と、検出手段から出力される車室内の熱負荷に関する信号を受信して空調制御を行うとともに、吹き出し口から送風される調和空気が吹き出し方向より下方に送風されると推測すると、送風方向調整機構を上方に向くように制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、スポットベント口に代表される第１の吹き出し口から送風される調和空気が吹き出し方向より下方に送風されると推測すると、スポットベントドアに代表される第１の調整機構により第１の吹き出し口を閉とする。そして、たとえばアッパーベントドアを開くように制御することで、前席乗員の膝付近を局所的に冷やすことを防止することができる。これにより、乗員に対して快適な空調風を提供できる。
請求項６の発明によれば、スポットベント口に代表される吹き出し口から送風される調和空気が吹き出し方向より下方に送風されると推測すると、送風方向決定用のルーバに代表される送風方向調整機構を上方に向くように制御することで、前席乗員の膝付近を局所的に冷やすことを防止することができる。これにより、請求項１の発明と同様の効果が得られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１〜４を参照して、本発明による車両用空調装置の一実施の形態を説明する。図１は、一実施の形態の車両用空調装置を搭載した右ハンドル車を車両斜め後方から見た斜視図である。車両用空調装置ＡＣは、インストルメントパネル２００の内側に設けた空調ユニット１００を備えている。インストルメントパネル２００には、乗員が車両用空調装置ＡＣのＯＮ、ＯＦＦや車室内温度の設定などの操作を行うための空調操作部１が設けられている。インストルメントパネル２００には、前席乗員に対して直接送風することができる助手席窓側の吹き出し口である第１スポットベント口１１０と、助手席側中央の吹き出し口である第２スポットベント口１２０と、運転席側中央の吹き出し口である第３スポットベント口１３０と、運転席窓側の吹き出し口である第４スポットベント口１４０とが設けられている。インストルメントパネル２００には、車室内上方へ空調風を吹き出し、車室内の温度分布を調節し、さらには後部座席乗員へ空調風を送風するための吹き出し口であるアッパーベント口１５０が設けられている。インストルメントパネル２００上面にはフロントガラスに沿って送風するためのデフ口２０が設けられている。インストルメントパネル２００の下部には乗員の足下付近に調和空気を送風するためのフット口２３が設けられている。なお、説明の便宜上、本実施の形態では、図１に示すように車両左右方向、車両前後方向、車両上下方向を規定する。
【０００９】
図２は、空調ユニット１００の全体構成を示す図である。空調ユニット１００は、そのケース１０内に、ファン１１を駆動するブロアモータ１２と、ファン１１により送風された空気を除湿、冷却するエバポレータ１３と、エバポレータ１３で除湿、冷却された送風空気を再加熱するヒータコア１４と、ヒータコア１４への配風比を調節するエアミックスドア１５とを備えている。ケース１０のインテーク部５には内外気切換ドア６が設けられている。この内外気切換ドア６により、内気導入口７からの吸気もしくは外気導入口８からの吸気の切替が行われる。電圧で制御されるブロアモータ１２により駆動されるファン１１で加圧、送風された送風空気は、エバポレータ１３を通過して除湿、冷却される。エバポレータ１３を通過した空気は、エアミックスドア１５により決定される配風比でヒータコア１４を通過する空気と、ヒータコア１４を通過しない空気とに分配される。エアミックスドアで分配されてヒータコア１４を通過した空気と、ヒータコア１４を通過しなかった空気とは、ヒータコア１４の下流で再び合流し、車室内に供給される。
【００１０】
空調ユニット１００は、空調風を車室内へ配風するために、各スポットベント口１１０〜１４０に接続されるスポットベントダクト１９と、スポットベントダクト１９を開閉するスポットベントドア１８と、デフ口２０に接続されるデフダクト２２と、デフダクト２２を開閉するデフドア２１と、フット口２３に接続されるフットダクト２５と、フットダクト２５を開閉するフットドア２４と、アッパーベント口１５０に接続されるアッパーベントダクト１５２と、アッパーベントダクト１５２を開閉するアッパーベントドア１５１とを備えている。
【００１１】
この車両用空調装置ＡＣは、オートエアコンアンプ３０を備え、車両用空調装置ＡＣの熱負荷を検出するための外気温センサ３５、日射センサ３６および室温センサ３７からの検出信号がオートエアコンアンプ３０に入力される。オートエアコンアンプ３０は、車室内温度が空調操作部１で設定された設定温度になるよう各センサ３５〜３７からの情報を基に空調運転条件の演算を行う。演算された空調運転条件に基づいて、オートエアコンアンプ３０は、所定の風量となるようブロアモータ１２の電圧ＶＦを制御するとともに、エアミックスドア１５の開度ＸＭおよび各ドア１８，２１，２４，１５１の開度を制御する。また、オートエアコンアンプ３０の演算による制御とは別に、乗員による空調操作部１の操作に基づいてアッパーベントドア１５１の開閉や、吹き出し口のモード設定も可能である。
【００１２】
エアミックスドア１５の開度ＸＭおよび、ブロアモータ１２の電圧ＶＦは、次の式で表される。
【数１】
ＸＭ＝ｆ1（Ｔw，Ｔam，Ｔin，Ｔs，Ｔptc，Ｑ）    ・・・（１）
【数２】
ＶＦ＝ｆ2（ＸＭ）    ・・・（２）
ここで、Ｔwはエンジン出口水温、Ｔamは外気温度、Ｔinは車室内温度、Ｔsはファン吸い込み空気温度、Ｔptcは車両内設定温度、Ｑは日射量であり、これらは、車両用空調装置ＡＣの熱負荷に関するパラメータである。
【００１３】
上記構成の車両用空調装置ＡＣは、オートエアコンアンプ３０によりブロアモータ１２の電圧（回転数）とエアミックスドア１５および各ドア１８，２１，２４，１５１の開度を制御して、車室内が設定温度になるよう風量、温度を調節した空調風を車室内に送風する。また後述するように、車両用空調装置ＡＣは、前席乗員の膝が冷える状態であると判断すると、各スポットベント口１１０〜１４０からの送風を停止する。以下、詳述する。
【００１４】
―――車両用空調装置ＡＣの動作―――
図３は、この車両用空調装置ＡＣで実行される空調運転プログラムの動作を示す図である。図３のプログラムは、オートエアコンアンプ３０で実行される。イグニッションスイッチがＯＮになり、車両用空調装置ＡＣのオートエアコンアンプ３０に電源が供給された状態で空調操作部１の空調スイッチがＯＮとなったとき、図３のプログラムは動作を開始する。ステップＳ１００において、オートエアコンアンプ３０の不図示のメモリに格納されている前回の車両用空調装置ＡＣの運転状態を読み出してステップＳ２００へ進む。なお、ステップＳ１００における運転状態の読み出しには、後述するステップＳ６００における設定やフラグは含まれない。ステップＳ２００において、ステップＳ１００で読み出した前回の車両用空調装置ＡＣの運転状態と、各センサ３５〜３７からの検出信号と、風量や設定温度など空調操作部１の各操作スイッチの状態信号とに基づいて、送風空気の吹き出し温度を演算する。
【００１５】
ステップＳ３００において、ステップＳ２００で演算した吹き出し温度に対応するエアミックスドア１５の開度ＸＭを上述した（１）式に基づいて演算してステップＳ４００へ進む。ステップＳ４００において、（２）式に基づいてブロアモータ１２の電圧ＶＦ（目標ブロアモータ電圧）を演算して、ステップＳ５００へ進む。ステップＳ５００において、各ステップで演算したＸＭやＶＦ、各センサ３５〜３７からの入力信号、および空調操作部１の各操作スイッチの状態信号に基づいて吹き出し口を決定してステップＳ６００へ進む。ステップＳ６００のサブルーチンにおいて、乗員の膝が冷えるような状態であるか否かの判断を行い、ステップＳ７００へ進む。ステップＳ６００のサブルーチンについては後述する。ステップＳ７００において、各ステップで演算した結果、設定条件およびフラグに基づいて車両用空調装置ＡＣの運転を開始してステップＳ１００へ戻る。
【００１６】
―――ステップＳ６００のサブルーチン―――
車室内の室温が安定して送風風量が減少すると、空調風が車室内温度より低温である場合には、その比重差から空調風は吹き出し方向より下方に送風される。そのため、各スポットベント口１１０〜１４０から送風された空調風は乗員の膝を冷やすことになる。そこで、この車両用空調装置ＡＣでは、後述するように、各スポットベント口１１０〜１４０から送風された空調風が乗員の膝を冷やすと判断したときは、各スポットベント口１１０〜１４０からの送風を停止する。
【００１７】
図４は、ステップＳ６００のサブルーチンで実行されるプログラムの処理を示すフローチャートである。ステップＳ６０１において、空調操作部１の操作によって設定温度が上げられたか否かを判断する。ステップＳ６０１が肯定判断されるとステップＳ６０３へ進み、膝冷え状態となるか否かの膝冷え判定を行う。ステップＳ６０３の膝冷え判定では、次の各条件をすべて満たした場合、空調風は吹き出し方向より下方に送風されると推定し、膝冷え状態であると判断する。
（１）  ステップＳ５００で演算したエアミックスドア１５の開度ＸＭが３０％以下（０％でフルクール、１００％でフルホット）
（２）  日射センサ３６で検出された日射量が２００Ｗ／ｍ2以下
（３）  ステップＳ５００で演算したブロアモータ１２の電圧ＶＦが７Ｖ以下
（４）  ステップＳ５００で演算した吹き出し口の設定がベントモードもしくはバイレベルモード
【００１８】
ステップＳ６０３が肯定判断されるとステップＳ６０５へ進み、スポットベントドア１８を閉じ、アッパーベントドア１５１を開く。さらに、ステップＳ５００におけるエアミックスドア１５の開度ＸＭの演算結果を破棄し、エアミックスドア１５の開度ＸＭを現在の開度に設定してステップＳ６０７へ進む。ステップＳ６０７において、アッパーベントドア１５１を閉じるよう乗員によって空調操作部１が操作されたか否かを判断する。ステップＳ６０７が肯定判断されるとステップＳ６０９へ進み、車両用空調装置ＡＣを停止するフラグを設定してメインルーチンに戻る。ステップＳ６０７が否定判断されるとメインルーチンに戻る。
【００１９】
ステップＳ６０１もしくはステップＳ６０３が否定判断されるとステップＳ６１１へ進み、吹き出し口の設定がベントモードであるか否かを判断する。ステップＳ６１１が肯定判断されるとステップＳ６１３へ進み、エアミックスドア１５の開度ＸＭが０％より大であるか否かを判断する。ステップＳ６１３が肯定判断されるとステップＳ６１５へ進み、アッパーベントドア１１５を開くフラグを設定してメインルーチンに戻る。ステップＳ６１３が否定判断されるとステップＳ６１７へ進み、アッパーベントドア１１５を閉じるフラグを設定してメインルーチンに戻る。ステップＳ６１１が否定判断されるとメインルーチンに戻る。
【００２０】
上述したステップＳ６００のサブルーチンにより、車両用空調装置ＡＣは、乗員が空調操作部１の操作により温度設定を上げた場合、乗員の膝が冷える状態であると判断されるときには、各スポットベント口１１０〜１４０からの送風を停止するとともに、エアミックスドア１５の開度ＸＭを固定したままアッパーベント口１５０から送風することができる。
【００２１】
上記構成の車両用空調装置では、次のような作用効果を奏することができる。
（１）  乗員の膝が冷える状態であると判断されるときには（ステップＳ６０３肯定）、各スポットベント口１１０〜１４０からの送風を停止してアッパーベント口１５０から送風する（ステップＳ６０５）。これにより、乗員の膝冷えを防止するとともに、アッパーベント口１５０からの送風で車室内温度を維持できる。
（２）  空調操作部１の操作によって設定温度が上げられ（ステップＳ６０１肯定）、乗員の膝が冷える状態であると判断されるときには（ステップＳ６０３肯定）、エアミックスドア１５の開度ＸＭを固定したままアッパーベント口１５０から送風する（ステップＳ６０５）。これにより、車室内温度を維持したまま、乗員の膝冷えを防止できるので、乗員の頭部付近の車室内温度上昇に伴う眠気や注意力散漫などを抑制できる。
（３）  アッパーベントドア１５１は、オートエアコンアンプ３０の演算制御による開閉と、乗員による空調操作部１の操作に基づいた開閉の双方とも可能である。これにより乗員の好みに応じた送風状態を提供できるとともに、クールダウン時のアッパーベントドア１５１の閉じ忘れによる各スポットベント口１１０〜１４０からの吹き出し風速低下を防止できる（ステップＳ６１７）。また、クールダウン時のアッパーベントドア１５１の手動操作による煩わしさがなくなり、運転に集中でき安全性が高い。
（４）  吹き出し口のモードがベントモードで、アッパーベント口１５０のみから送風されているときに、乗員の操作によってアッパーベントドア１５１が閉じられた場合、車両用空調装置ＡＣを停止する（ステップＳ６０９）。これにより、アッパーベント口１５０のみから送風されているときに、アッパーベントドア１５１が閉じられた際に生じるこもり音を防止して、乗員に不快感を与えない。
（５）  乗員の操作によってアッパーベントドア１５１が閉じられ、車両用空調装置ＡＣが停止した（ステップＳ６０９）のち、再び空調操作部１の空調スイッチがＯＮとなった場合、直前に実行したステップＳ６００における設定は考慮せず（ステップＳ１００）、車両用空調装置ＡＣの運転を開始する。これにより、アッパーベント口１５０からの送風による効果を利用した空調制御ができ、車室内の状態に適した空調風の提供が出来る。
【００２２】
上述の説明では、乗員の膝が冷える状態であると判断されるときにはスポットベント口１１０〜１４０からの送風を停止してアッパーベント口１５０から送風するようにしたが、本発明はこれに限らない。たとえば、図５に示すように、スポットベント口１１０に送風方向決定ルーバ１１５を、スポットベント口１２０に送風方向決定ルーバ１２５を、スポットベント口１３０に送風方向決定ルーバ１３５を、スポットベント口１４０に送風方向決定ルーバ１４５をそれぞれ設ける。乗員の膝が冷える状態であると判断されるときには、各送風方向決定ルーバ１１５，１２５，１３５，１４５を制御してスポットベント口１１０〜１４０からの送風を上方に向けることで、乗員の膝が冷えることを防止することもできる。
【００２３】
以上の実施の形態およびその変形例において、たとえば第１の吹き出し口および吹き出し口はスポットベント口１１０〜１４０で、第２の吹き出し口はアッパーベント口１５０で、第１の調整機構はスポットベントドア１８で、第２の調整機構はアッパーベントドア１５１で、制御手段はオートエアコンアンプ３０でそれぞれ実現されている。たとえば検出手段は外気温センサ３５と日射センサ３６と室温センサ３７により実現されている。たとえば調整機構操作部は空調操作部１で、送風方向調整機構は送風方向決定ルーバ１１５，１２５，１３５，１４５でそれぞれ実現されている。さらに、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における機器構成に何ら限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両用空調装置の一実施の形態の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示す車両用空調装置の空調ユニット１００の全体構成を示す図である。
【図３】図１の車両用空調装置ＡＣで実行されるプログラムの動作を示したフローチャートである。
【図４】図３に示したフローチャートのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図５】本発明による車両用空調装置の一実施の形態の変形例を示す図であり、スポットベント口付近を示している。
【符号の説明】
１  空調操作部                          １１  ファン
１２  ブロアモータ                      １３  エバポレータ
１４  ヒータコア                        １５  エアミックスドア
１８  スポットベントドア                １９  スポットベントダクト
３０  オートエアコンアンプ              ３５  外気温センサ
３６  日射センサ                        ３７  室温センサ
１００  空調ユニット                    １１０  第１スポットベント口
１２０  第２スポットベント口            １３０  第３スポットベント口
１４０  第４スポットベント口            １５０  アッパーベント口
１５１  アッパーベントドア              １５２  アッパーベントダクト
１１５，１２５，１３５，１４５  送風方向決定ルーバ
【図１】
2004196118.tif 000003
【図２】
2004196118.tif 000004
【図３】
2004196118.tif 000005
【図４】
2004196118.tif 000006
【図５】
2004196118.tif 000007