(57)【要約】【課題】  排気ガスセンサーの暖機中に外気導入モードまたは内気循環モードを適切に選択する。【解決手段】  コントローラー４２によって、排気ガスセンサー４０から出力される排気ガス検知信号に基づいて外気導入モードと内気循環モードのいずれかを選択するとともに、外気導入モードと内気循環モードの選択頻度をＲＡＭ４２ｃに記録しておき、排気ガスセンサー４０から暖機中信号が出力されている間は、ＲＡＭ４２ｃに記録されている選択頻度に基づいて外気導入モードまたは内気循環モードを選択する。【選択図】  図３ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調ユニット上流に外気吸入口と内気吸入口とを備え、インテークドアにより前記外気吸入口と前記内気吸入口を開閉して外気を導入して空調を行う外気導入モードと内気を循環させて空調を行う内気循環モードとを切り換える車両用空調装置において、
外気中の排気ガスを検知するガス検知部と前記ガス検知部を暖機する過熱部とを有し、排気ガスの検知信号と前記過熱部による前記ガス検知部の暖機中信号とを出力するガス検知手段と、
前記ガス検知手段から出力される排気ガス検知信号に基づいて外気導入モードと内気循環モードのいずれかを選択するモード選択手段と、
前記モード選択手段による選択頻度を記録する選択頻度記録手段とを備え、
前記モード選択手段は、前記ガス検知手段から暖機中信号が出力されている間は、前記選択頻度記録手段に記録されている選択頻度に基づいて外気導入モードまたは内気循環モードを選択す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、
前記モード選択手段は、前記ガス検知手段から暖機中信号が出力されている間は、前記選択頻度記録手段に記録されている外気導入モードの選択頻度と内気循環モードの選択頻度との比に応じて外気導入モードまたは内気循環モードを選択することを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気中の排気ガス検知結果により外気導入と内気循環を切り換える車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気ガスセンサーにより大気中のＣＯ、ＨＣ濃度を検知し、インテークドアにより外気導入モードと内気循環モードとを切り換えるようにした車両用空調装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】特開平０８−２３８９２１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、排気ガスセンサーは、金属酸化物の半導体から成る感応素子と、この感応素子を過熱するヒーターとから構成されており、ヒーターにより感応素子を過熱して高温に保持した状態で感応素子表面にＣＯ、ＨＣを含む大気が触れると、感応素子の電気抵抗が低下する特性を有している。そのため、ヒーターにより感応素子を過熱して高温にするまでの暖機期間は排気ガスの検知ができない。
【０００５】
排気ガスセンサーは通常、車両の前部に配置され、コネクターを介してヒーターへの電源供給線と検知信号線とが接続される。車両の振動などによりコネクターの接触不良が発生し、瞬間的にヒーターへの電源供給が遮断された後、接触不良が解消してヒーターへの電源供給が再開されると、感応素子の暖機期間が始まってしまい、走行中に突然、排気ガスの検知ができなくなる。その結果、外気導入と内気循環の適切な選択ができなくなるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明は、空調ユニット上流に外気吸入口と内気吸入口とを備え、インテークドアにより外気吸入口と内気吸入口を開閉して外気を導入して空調を行う外気導入モードと内気を循環させて空調を行う内気循環モードとを切り換える車両用空調装置に適用される。
そして、外気中の排気ガスを検知するガス検知部とガス検知部を暖機する過熱部とを有し、排気ガスの検知信号と過熱部によるガス検知部の暖機中信号とを出力するガス検知手段と、ガス検知手段から出力される排気ガス検知信号に基づいて外気導入モードと内気循環モードのいずれかを選択するモード選択手段と、モード選択手段による選択頻度を記録する選択頻度記録手段とを備え、モード選択手段によって、ガス検知手段から暖機中信号が出力されている間は、選択頻度記録手段に記録されている選択頻度に基づいて外気導入モードまたは内気循環モードを選択する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ガス検知手段へ接続される電源供給線と排気ガス検知信号線のコネクターの接触不良により電源の瞬断が発生し、過熱部によるガス検知部の暖機が開始されても、走行環境に対して外気導入モードと内気循環モードの適切な選択ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は一実施の形態の構成を示す機能ブロック図、図２は一実施の形態の空調ユニットの断面図である。まず図２において、空調ユニット１０の上流には外気吸入口１１と内気吸入口１２が設けられ、インテークドア１３によって吸入する空気の外気と内気の割合が調節される。もちろん、インテークドア１３により外気吸入口１１を全閉にして内気吸入口１２からのみ内気を吸入したり、内気吸入口１２を全閉にして外気吸入口１１からのみ外気を吸入することもできる。外気吸入口１１と内気吸入口１２から吸入された空気はブロアファン１４により空調ユニット１０の下流へ送風され、まずエバポレーター１５で熱交換が行なわれて冷風となる。
【０００９】
エバポレーター１５の下流では空調風の流路が２つに分れる。一方はヒーターコア１６を通過する流路１７であり、この流路１７を通過する空気はヒーターコア１６により熱交換が行なわれて温風となる。他方はヒーターコア１６をバイパスする流路１８であり、この流路１８を通過する空気はエバポレーター１５を通過したままの冷風である。これら２つの流路１７、１８の分岐点にはエアーミックスドア１９が設けられ、このエアーミックスドア１９の開度を制御して両流路１７、１８を通過する空気の割合が調節され、空調風の温度、すなわち吹き出し温度が決定される。
【００１０】
エアーミックスドア１９により吹き出し温度が調節された空調風は、ベンチレーター２０、デフロスター２１およびフット吹き出し口２２からそれぞれ車室内に吹き出される。これらの吹き出し口２０、２１、２２にはそれぞれベントドア２３、デフドア２４、フットドア２５が設けられ、空調風の吹き出し口が選択される。
【００１１】
ベンチレーター２０は運転席側センターベント２０ａ、助手席側センターベント２０ｂ、運転席側サイドベント２０ｃ、助手席側サイドベント２０ｄ、後席右側センターベント２０ｅ、後席左側センターベント２０ｆなどの吹き出し口に分岐される。なお、運転席側センターベント２０ａには吹き出し風量を調節するためのドア２８が設けられ、助手席側センターベント２０ｂには吹き出し風量を調節するためのドア２９が設けられる。また、後席右側センターベント２０ｅと後席左側センターベント２０ｆには吹き出し風量を調節するためのドア３０が設けられる。
【００１２】
デフロスター２１はフロントデフロスター２１ａ、サイドデフロスター２１ｂなどの吹き出し口に分岐される。フット吹き出し口２２はフロントフット吹き出し口２２ａ、リアフット吹き出し口２２ｂに分岐される。フレッシュベント通路２６はエバポレーター１５を通過したままの冷風を直接ベンチレーター２０へ導く通路で、暖房運転時に頭部のもやもや感を解消するために乗員によってフレッシュベントドア２７が開放されると冷風がベンチレーター２０へ導入される。
【００１３】
図１において、車両のインストルメントパネルには空調装置の操作部３１が設けられる。この操作部３１には、エアコンスイッチ、ファンスイッチ、デフロストスイッチ、吸い込み口スイッチ（内気外気切り換えスイッチ）、吹き出し口スイッチ、表示装置などが設けられる。室温設定器３２は車室内温度を設定する設定器である。車両には各部の空気温度を検出するためのセンサーが設置される。外気温センサー３３は外気温度を検出し、内気温センサー３４は車室内温度を検出し、日射センサー３５は日射量を検出する。さらに、吸込温センサー３６はエバポレーター１５を通過した空気温度を検出し、冷媒温センサー３７はエバポレーター１５の入口冷媒温度を検出し、水温センサー３８はエンジン冷却水温度を検出する。開度センサー３９はエアーミックスドア１９の開度を検出する。
【００１４】
排気ガスセンサー４０は、図３に示すように、金属酸化物の半導体から成る感応素子４０ａと、この感応素子４０ａを過熱するヒーター４０ｂとから構成されており、ヒーター４０ｂにより感応素子４０ａを過熱して高温に保持した状態で感応素子４０ａの表面にＣＯ、ＨＣを含む排気ガスが触れると、感応素子４０ａの電気抵抗が低下する特性を有している。そのため、ヒーター４０ａにより感応素子４０ｂを過熱して高温にするまでの暖機期間は排気ガスの検知ができない。排気ガスセンサー４０は通常、車両の前部に配置され、コネクター５０を介してヒーター４０ｂへの電源供給線５１と感応素子４０ａからの検知信号線５２とが接続される。
【００１５】
コントローラー４２は、排気ガスセンサー４０に一定の電圧を供給する定電圧回路４２ｅと、感応素子４０ａと直列に接続される抵抗器４２ｆを備えている。定電圧回路４２ｅには車載バッテリー５４からイグニッションキースイッチ５３を介してバッテリー電源が供給される。イグニッションキースイッチ５３がオン（閉路）されると、バッテリー電源の供給を受けた定電圧回路４２ｅが所定の定電圧を発生し、ヒーター４０ｂと、抵抗器４２ｆと感応素子４０ａの直列体とに印加する。
【００１６】
上述したように感応素子４０ａは排気ガス濃度が高くなると電気抵抗が低下する特性を有しており、抵抗器４２ｆと感応素子４０ａとの接続点の電圧（以下、感応素子４０ａの出力電圧という）Ｖｓは、図４に示すように、排気ガス濃度が高くなるにしたがって４．５から０．５[Ｖ]まで変化する。
【００１７】
一方、ヒーター４０ｂにより感応素子４０ａを過熱する暖機期間中は、感応素子４０ａの出力電圧Ｖｓは、排気ガス濃度を示す４．５〜０．５[Ｖ]の信号範囲外の５[Ｖ]の信号を出力する。なお、車両の振動などによりコネクター５０の接触不良が発生し、瞬間的にヒーター４０ｂへの電源供給が遮断された後、接触不良が解消してヒーター４０ｂへの電源供給が再開されると、感応素子４０ａの暖機期間が始まってしまい、走行中に突然、感応素子出力電圧Ｖｓが５[Ｖ]になる。
【００１８】
コントローラー４２は、ＣＰＵ４２ａとＲＯＭ４２ｂ、ＲＡＭ４２ｃ、Ａ／Ｄコンバーター４２ｄ、定電圧回路４２ｅなどの周辺部品から構成され、操作部３１からの各種操作情報、室温設定器３２により設定された車室内設定温度、センサー３３〜４０により検出された外気温度、車室内温度、日射量、吸い込み空気温度、冷媒温度、冷却水温度、エアーミックスドア開度、排気ガス検知などに基づいて、コンプレッサー４３、インテークドア・アクチュエータ１３ｍ、エアーミックスドア・アクチュエータ１９ｍ、ベントドア・アクチュエータ２３ｍ、運転席側センターベントドア・アクチュエーター２８ｍ、助手席側センターベントドア・アクチュエーター２９ｍ、後席センターベントドア・アクチュエーター３０ｍ、デフドア・アクチュエータ２４ｍ、フットドア・アクチュエータ２５ｍ、フレッシュベントドア・アクチュエータ２７ｍ、ブロアファンモーター１４ｍなどを制御する。
【００１９】
図５はインテークドア制御プログラムを示すフローチャートである。このフローチャートにより、一実施の形態の動作を説明する。コントローラー４２のＣＰＵ４２ａは操作部３１のエアコンスイッチがオン（閉路）されている間、所定時間間隔でこの制御プログラムを繰り返し実行する。ステップ１において操作部３１のエアコンスイッチがオンされているかどうかを確認し、オンされていればステップ２以降のインテークドア制御を実行する。ステップ２で、コントローラー４２のＲＡＭ４２ｃに設けた選択頻度記録カウンターＦ、Ｒをともに０にリセットする。
【００２０】
このインテークドア制御プログラムでは、排気ガスセンサー４０の感応素子出力電圧Ｖｓに基づいて外気吸入口１１から外気を導入する（外気導入モード）か、または内気吸入口１２から車室内空気を導入して内気を循環させる（内気循環モード）かを選択し、選択した側にインテークドア１３を駆動する。外気導入モードを選択したときはカウンターＦをインクリメントし、内気循環モードを選択したときはカウンターＲをインクリメントして各モードの選択の頻度を記録する。
【００２１】
ステップ３で操作部３１のデフロスタースイッチがオフからオンに操作されたかどうかを確認する。デフロスタースイッチがオフからオンに操作された場合はステップ４へ進み、インテークドア・アクチュエータ１３ｍによりインテークドア１３を外気導入側へ駆動し、手動外気導入モードを設定して処理を終了する。
【００２２】
一方、デフロスタースイッチが操作されていない場合はステップ５へ進み、操作部３１の吸い込み口スイッチにより手動内気循環モードが選択されたか否かを確認し、手動内気循環モードが選択された場合はステップ６へ進む。ステップ６ではインテークドア・アクチュエータ１３ｍによりインテークドア１３を内気循環側へ駆動し、手動内気循環モードを設定して処理を終了する。
【００２３】
手動内気循環モードが選択されていない場合はステップ７へ進み、操作部３１の吸い込み口スイッチにより手動外気導入モードが選択されたか否かを確認し、手動外気導入モードが選択された場合はステップ４へ進む。ステップ４では上述したようにインテークドア・アクチュエータ１３ｍによりインテークドア１３を外気導入側へ駆動し、手動外気導入モードを設定して処理を終了する。
【００２４】
手動外気導入モードが選択されていない場合はステップ８へ進み、排気ガスセンサー４０が暖機期間中か否かを確認する。排気ガスセンサー４０の感応素子出力電圧Ｖｓが４．５[Ｖ]以下の場合は暖機期間中でないと判断し、ステップ９へ進む。一方、排気ガスセンサー４０の感応素子出力電圧Ｖｓが５[Ｖ]の場合は暖機期間中であると判断し、ステップ１４へ進む。
【００２５】
まず、排気ガスセンサー４０の暖機期間中でないと判断された場合は、ステップ９で排気ガスセンサー４０により排気ガスが検知されたかどうかを確認する。排気ガスセンサー４０の感応素子出力電圧Ｖｓが予め設定したガス検知判定電圧Ｖsk以下の場合は、車両周辺の外気中に所定濃度以上の排気ガスが存在すると判断し、ステップ１０へ進む。ステップ１０ではインテークドア・アクチュエーター１３ｍによりインテークドア１３を内気循環側へ駆動し、自動内気循環モードを設定する。続くステップ１１で自動内気循環モードの選択頻度記録カウンターＲをインクリメントして処理を終了する。
【００２６】
一方、排気ガスセンサー４０の感応素子出力電圧Ｖｓがガス検知判定電圧Ｖskより高い場合は、車両周辺の外気中の排気ガス濃度は低いと判断し、ステップ１２へ進む。ステップ１２ではインテークドア・アクチュエーター１３ｍによりインテークドア１３を外気導入側へ駆動し、自動外気導入モードを設定する。続くステップ１１で自動外気導入モードの選択頻度記録カウンターＦをインクリメントして処理を終了する。
【００２７】
次に、排気ガスセンサー４０の暖機期間中であると判断された場合はステップ１４へ進み、選択頻度記録カウンターＦ、Ｒがともに０であるか否かを確認する。選択頻度記録カウンターＦ、Ｒがともに０の場合は、それまでの選択頻度に基づいて外気導入モードと内気循環モードのいずれかを選択することができないので処理を終了する。
【００２８】
一方、選択頻度記録カウンターＦ、Ｒが０でない場合はステップ１５へ進み、それまでの外気導入モードの選択頻度と内気循環モードの選択頻度との比Ｄ＝Ｆ／Ｒを計算する。続くステップ１６ではそれまでのモード選択頻度の比Ｄが所定値Ｄk以上か否かを判定する。所定値Ｄkには例えば１を設定する。所定値Ｄk＝１の場合でモード選択頻度の比Ｄが１以上ということは、それまでのモード選択において外気導入モードの選択頻度が５０％以上あることを意味する。
【００２９】
モード選択頻度の比Ｄが所定値Ｄk以上の場合は、これまで内気循環モードに比べて外気導入モードが選択された頻度が高いと判断し、ステップ１７へ進んでインテークドア・アクチュエーター１３ｍによりインテークドア１３を外気導入側へ駆動し、自動外気導入モードを設定する。
【００３０】
一方、モード選択頻度の比Ｄが所定値Ｄk未満の場合は、これまで外気導入モードに比べて内気循環モードが選択された頻度が高いと判断し、ステップ１８へ進んでインテークドア・アクチュエーター１３ｍによりインテークドア１３を内気循環側へ駆動し、自動内気循環モードを設定する。
【００３１】
このように、一実施の形態では、空調ユニット１０の上流に外気吸入口１１と内気吸入口１２とを備え、インテークドア１３により外気吸入口１１と内気吸入口１２を開閉して外気を導入して空調を行う外気導入モードと内気を循環させて空調を行う内気循環モードとを切り換える車両用空調装置において、外気中の排気ガスを検知する感応素子４０ａとこの感応素子４０ａを暖機するヒーター４０ｂとを有し、排気ガスの検知信号とヒーター４０ｂによる感応素子４０ａの暖機中信号とを出力する排気ガスセンサー４０と、排気ガスセンサー４０から出力される排気ガス検知信号に基づいて外気導入モードと内気循環モードのいずれかを選択するコントローラー４２と、コントローラー４２による選択頻度を記録するＲＡＭ４２ｃとを備え、コントローラー４２によって、排気ガスセンサー４０から暖機中信号が出力されている間は、ＲＡＭ４２ｃに記録されている選択頻度に基づいて外気導入モードまたは内気循環モードを選択するようにした。
これにより、排気ガスセンサー４０へ接続される電源供給線５１と検知信号線５２のコネクター５０の接触不良により電源の瞬断が発生し、ヒーター４０ｂによる感応素子４０ａの暖機が偶発的に開始されても、走行環境に対して外気導入モードと内気循環モードの適切な選択ができる。
【００３２】
排気ガスセンサー４０の暖機が開始されて排気ガス検知信号が不定になったときに、強制的に内気循環モードを選択して排気ガスが含まれるかも知れない外気を車室内へ導入しないようにすることが考えられるが、交通量の少ない郊外を走行中に突然、内気循環モードが選択されることもあり、乗員の操作感覚に合致しないので違和感を与える。しかし、上述した一実施の形態では、コネクターの接触不良などにより偶発的に排気ガスセンサー４０の暖機が開始されても、それまでの外気導入モードと内気循環モードの選択頻度に基づいて外気導入モードまたは内気循環モードを選択するようにしたので、走行環境に対する乗員の操作感覚に合致した適切なモード選択ができる。
【００３３】
また、一実施の形態によれば、排気ガスセンサー４０から暖機中信号が出力されている間は、ＲＡＭ４２ｃに記録されている外気導入モードの選択頻度Ｆと内気循環モードの選択頻度Ｒとの比Ｄ＝Ｆ／Ｒに応じて外気導入モードまたは内気循環モードを選択するようにしたので、走行環境に応じたさらに適切なモード選択ができる。
【００３４】
特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、感応素子４０ａがガス検知部を、ヒーター４０ｂが過熱部を、排気ガスセンサー４０がガス検知手段を、コントローラー４２がモード選択手段を、ＲＡＭ４２ｃが選択頻度記録手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】一実施の形態の空調ユニットの断面図である。
【図３】一実施の形態の排気ガスセンサーの回路図である。
【図４】一実施の形態の排気ガスセンサーの出力特性を示す図である。
【図５】一実施の形態のインテークドア制御プログラムを示すフローチャートである。
【図６】図５に続く、一実施の形態のインテークドア制御プログラムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１０  空調ユニット
１１  外気吸入口
１２  内気吸入口
１３  インテークドア
１３ｍ  インテークドア・アクチュエーター
３１  操作部
４０  排気ガスセンサー
４０ａ  感応素子
４１ｂ  ヒーター
４２  コントローラー
４２ａ  ＣＰＵ
４２ｄ  Ａ／Ｄコンバーター
４２ｅ  定電圧回路
４２ｆ  抵抗器
５１  電源供給線
５２  検知信号線
５３  イグニッションキースイッチ
５４  車載バッテリー
【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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