(57)【要約】【課題】  窓曇り除去性能を改善する。【解決手段】  エンジン冷却水温を検出して車両の放置時間を推定するとともに、日射量の変化量を検出して天候を推定し、放置時間と天候に基づいて放射冷却が発生したか否かを判定し、外気温が所定の中間気温の範囲内にあるときにデフロストスイッチが操作され、かつ放射冷却が発生したと判定された場合には、目標吹き出し風温度を高くする側に補正する。【選択図】  図１
2005199912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風機により冷却器および加熱器へ送風し、温度調節ドアにより前記冷却器を通過した空調風と前記加熱器を通過した空調風との割合を変えて吹き出し風温度を調節し、デフロスター、ベンチレーターおよびフット吹き出し口から車室内へ空調風を吹き出す空調ユニットと、
内気温を検出する内気温検出手段と、
外気温を検出する外気温検出手段と、
日射量を検出する日射量検出手段と、
車室内温度の目標値（以下、設定温度という）を設定する温度設定手段と、
デフロスターを作動させるためのデフロスター操作部材と、
少なくとも内気温、外気温、日射量および設定温度に基づいて目標吹き出し風温度を演算する吹き出し風温度演算手段と、
前記目標吹き出し風温度に基づいて前記温度調節ドアを制御する制御手段とを備えた車両用空調装置において、
放射冷却が発生したか否かを判定する放射冷却判定手段と、
外気温が所定の中間気温の範囲内にあるときに前記デフロスター操作部材が操作され、かつ前記放射冷却判定手段により放射冷却が発生したと判定された場合には、前記目標吹き出し風温度を高くする側に補正する吹き出し風温度補正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、
前記放射冷却判定手段は、エンジン冷却水温を検出して車両の放置時間を推定するとともに、日射量の変化量を検出して天候を推定し、放置時間と天候に基づいて放射冷却の発生を判定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】
本発明は車両用空調装置に関し、特に、窓曇り除去性能を改善したものである。
【背景技術】
【０００２】
設定温度、車室内温度、外気温度、日射量などに基づいて目標吹き出し風温度を設定す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】特許第２７６２７２８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、初夏や秋の夕暮れや夜間に車両を放置した場合、放射冷却により窓ガラスの全面に結露することがある。この窓曇りを除去するために通常、ワイパーを作動させて窓ガラス外側の露を除去するとともに、デフロスターを作動させて窓ガラス内側の露を除去している。
【０００５】
しかし、初夏や秋の外気温が低くもなく高くもない中間気温の状態では、空調負荷自体が低いために設定される目標吹き出し風温度が低くなる。そのため、窓曇りを除去するためにデフロスターを作動させても吹き出し風温度が低く、除去するまでに時間がかかり、車両の発進を待たされるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
放射冷却が発生したか否かを判定し、外気温が所定の中間気温の範囲内にあるときにデフロスター操作部材が操作され、かつ放射冷却が発生したと判定された場合には、目標吹き出し風温度を高くする側に補正する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、短時間に窓曇りを除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は一実施の形態の電気機器の構成を示すブロック図、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１８であり、この流路１８を通過する空気はヒーターコア１６により暖められて温風となる。ヒーターコア１６には熱源としてエンジン冷却水が導かれる。他方はヒーターコア１６をバイパスする流路１９であり、この流路１９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１８、１９の分岐点にはエアーミックスドア２０が設けられ、このエアーミックスドア２０の開度を制御して両流路１８、１９を通過する空気の割合が調節され、空調風の温度、すなわち吹き出し風の温度が決定される。
【００１０】
エアーミックスドア２０により吹き出し風温度が調節された空調風は、ベンチレーター２４、デフロスター２５およびフット吹き出し口２６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２４、２５、２６にはそれぞれベントドア２４ｄ、デフドア２５ｄ、フットドア２６ｄが設けられ、空調風の吹き出し口が選択される。
【００１１】
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Ｔptc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Ｔamを検出し、内気温センサー３４は車室内温度Ｔincを検出する。また、日射センサー３５は日射量Ｑsunを検出し、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Ｔintを検出する。さらに、冷媒温センサー３７はエバポレーター１５の入口冷媒温度Ｔsucを検出し、水温センサー３８はエンジン冷却水温度Ｔw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Ｘを検出する。
【００１２】
コントローラー４２は、ＣＰＵ４２ａとＲＯＭ４２ｂ、ＲＡＭ４２ｃ、Ａ／Ｄコンバーター４２ｄ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Ｔptc、センサー３３〜３９により検出された外気温度Ｔam、車室内温度Ｔinc、日射量Ｑsun、吸い込み空気温度Ｔint、冷媒温度Ｔsuc、冷却水温度Ｔw、エアーミックスドア開度Ｘ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２４ｍ、デフドア・アクチュエータ２５ｍ、フットドア・アクチュエータ２６ｍ、ブロアファンモーター１４ｍ、リレーコイル２２ｃなどを制御する。
【００１３】
一実施の形態の車両用空調装置は、エンジンにより駆動されるコンプレッサー４３と冷房用車室内熱交換器としてのエバポレーター１５の他に、不図示の車室外熱交換器としてのコンデンサー、冷媒の気液分離と液状冷媒を蓄えるリキッドタンク、液状冷媒を気化するエキスパンション・バルブなどを備えている。
【００１４】
図３は一実施の形態の空調制御プログラムを示すフローチャートである。コントローラー４２は所定時間、例えば１００ｍsecごとにこの空調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、室温設定器３２と各種センサー３３〜３９から車室内設定温度Ｔptc、外気温度Ｔam、車室内温度Ｔinc、日射量Ｑsun、吸い込み空気温度Ｔint、冷媒温度Ｔsuc、冷却水温度Ｔw、エアーミックスドア開度Ｘを入力する。
【００１５】
続くステップ２で図４に示す外気温補正ルーチンを実行して外気温Ｔamを補正する。図４の外気温補正ルーチンにおいて、ステップ１１で操作部３１のデフロストスイッチがオンされ、吹き出し口にデフロスターが選択されているか否かを確認する。デフロスターが選択されていない場合は、外気温Ｔamの補正を行わずに図３の空調制御プログラムへリターンする。
【００１６】
一方、吹き出し口にデフロスターが選択されている場合はステップ１２へ進み、外気温Ｔamが所定の範囲α１〜α２に入っているか否かを確認する。ここで、所定範囲α１〜α２は初夏や秋の外気温が低くもなく高くもない中間気温の範囲である。上述したように、外気温Ｔamが中間気温α１〜α２の範囲内にある場合には空調負荷が低い。外気温Ｔamが中間気温α１〜α２の範囲内にない場合は、外気温Ｔamの補正を行わずに図３の空調制御プログラムへリターンする。
【００１７】
外気温Ｔamが中間気温α１〜α２の範囲内にあって空調負荷が低い場合はステップ１３へ進み、エンジン冷却水温Ｔwが所定値α３より低いか否かを確認する。エンジン冷却水温Ｔwが所定値α３より低い場合は放置時間が長いと判断する。所定値α３には外気温Ｔamに応じた値を設定し、外気温Ｔamの影響を排除して放置時間の判断を正確に行う。放置時間が長いほど窓ガラスの温度が低下し、窓曇りがひどくなる。エンジン冷却水温Ｔwが所定値α３以上で放置時間が短いと判断される場合は、外気温Ｔamの補正を行わずに図３の空調制御プログラムへリターンする。
【００１８】
エンジン冷却水温Ｔwが所定値α３より低く放置時間が長いと判断される場合はステップ１４へ進み、日射量Ｑsunの変化が所定値より大きいか否かを確認する。日射量Ｑsunの変化が大きい場合は晴天であり、放射冷却が起きやすい環境条件にあったと判断する。
【００１９】
図５により日射量Ｑsunの変化の検出方法を説明する。イグニッションキーをオフして車両を放置している間も、例えば１５分ごとに日射センサー３５から日射量Ｑsunを読み込み、ＲＡＭ４２ｃに記憶しておく。図５において、ｔ１は操作部３１のデフロストスイッチがオンされた時点であり、この時点ｔ１における日射量をＱ１とする。デフロストスイッチをオンした時点ｔ１からｔ時間前（ｔ１−ｔ）までの日射量Ｑsunの最大値Ｑmaxを求め、日射量変化（Ｑmax−Ｑ１）を算出する。ここで、ｔ時間は例えば１２時間とする。日射量変化（Ｑmax−Ｑ１）が所定値α４より大きい場合は晴天であったと判断し、所定値α４以下の場合は曇りまたは雨天であったと判断する。
【００２０】
放射冷却は、地表面や大気が熱を宇宙空間に放出して冷却する現象である。雲がある場合には雲に妨げられて地表面や大気が放熱しにくく、放射冷却は起きにくい。したがって、日射量変化（Ｑmax−Ｑ１）が所定値α４以下で曇りまたは雨天であったと判断される場合は、外気温Ｔamの補正を行わずに図３に示す空調制御プログラムへリターンする。
【００２１】
吹き出し口にデフロスターが選択され、かつ、外気温Ｔamが中間気温α１〜α２の範囲内にあって空調負荷が低く、かつ、エンジン冷却水温Ｔwが所定値α３より低く放置時間が長く、かつ、日射量変化（Ｑmax−Ｑ１）が所定値α４より大きく晴天の場合には放射冷却が発生したと判断し、ステップ１５で外気温Ｔamから所定値βだけ減じて寒い側に補正する。
Ｔam’＝Ｔam−β  ・・・（１）
【００２２】
図４に示す外気温補正ルーチンの処理を終了したら図３のステップ３へリターンし、目標吹き出し風温度Ｔoを演算する。この一実施の形態では、補正後の外気温Ｔam’、日射量Ｑsun、車室内温度Ｔincおよび設定温度Ｔptcに基づいて次式により目標吹き出し風温度Ｔoを演算する。
Ｔo＝ａＴam’＋ｂＱsun＋ｃＴinc＋ｄＴptc＋ｅ  ・・・（２）
（２）式においてａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは定数であり、ａ＜０である。なお、目標吹き出し風温度Ｔoの算出方法は上記（２）式による算出方法に限定されるものではない。
【００２３】
この一実施の形態では、放射冷却が発生したと判断される場合は現在の外気温Ｔamを（１）式により所定値βだけ寒い側に補正し、補正後の外気温Ｔam’を用いて（２）式により目標吹き出し風温度Ｔoを演算した。（２）式において、補正後の外気温Ｔam’に乗ぜられる定数ａは負の値を有し、したがって、演算結果の目標吹き出し風温度Ｔoは外気温Ｔamを低減した分βだけ高くなる。つまり、放射冷却が発生したと判断される場合は目標吹き出し風温度Ｔoが高い側に補正される。
【００２４】
ステップ４において目標吹き出し風温度Ｔoと実際の吹き出し風温度との差に応じてエアーミックスドア２０の開度Ｘを調節し、吹き出し風温度が目標値Ｔoに一致するように制御する。続くステップ５ではコンプレッサー４３の制御を行う。ステップ６で目標吹き出し風温度Ｔoに基づいてベントドア・アクチュエータ２４ｍ、フットドア・アクチュエータ２６ｍ、デフドア・アクチュエータ２５ｍを駆動し、吹き出し口の制御を行う。さらに、ステップ７でインテークドア・アクチュエータ１３ｍを駆動し、吸い込み口の制御を行う。そして、ステップ８でブロアファンモーター１４ｍを駆動し、風量制御を行う。
【００２５】
このように一実施の形態によれば、エンジン冷却水温を検出して車両の放置時間を推定するとともに、日射量の変化量を検出して天候を推定し、放置時間と天候に基づいて放射冷却が発生したか否かを判定し、外気温が所定の中間気温の範囲内にあるときにデフロストスイッチが操作され、かつ放射冷却が発生したと判定された場合には、目標吹き出し風温度を高くする側に補正するようにしたので、短時間に窓曇りを除去することができ、デフロスター作動時の騒音を短時間内に抑えることができる。
【００２６】
また、一実施の形態によれば、放射冷却発生の判定に特別なセンサーを用いず、従来から車両用空調装置で用いられているエンジン冷却水温を検出する水温センサーと、日射量を検出する日射センサーとを用いたので、装置を安価に構成することができる。
【００２７】
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、ブロアファン１４が送風機を、エバポレーター１５が冷却器を、ヒーターコア１６が加熱器を、エアミックスドア２０が温度調節ドアを、内気温センサー３４が内気温検出手段を、外気温センサー３３が外気温検出手段を、日射センサー３５が日射量検出手段を、操作部３１のデフロストスイッチがデフロスター操作部材を、コントローラー４２が吹き出し風温度演算手段、制御手段、放射冷却判定手段および吹き出し風温度補正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】
【００２８】
【図１】一実施の形態の電気機器の構成を示すブロック図である。
【図２】一実施の形態の空調ユニットの断面図である。
【図３】一実施の形態の空調制御プログラムを示すフローチャートである。
【図４】一実施の形態の外気温補正ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】日射量変化の検出方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２９】
１１  外気吸入口
１２  内気吸入口
１３  インテークドア
１４  ブロアファン
１５  エバポレーター
１６  ヒーターコア
２０  エアーミックスドア
２４  ベンチレーター
２５  デフロスター
２６  フット吹き出し口
３１  操作部
３２  室温設定器
３３  外気温センサー
３４  内気温センサー
３５  日射センサー
３６  吸込温センサー
３７  冷媒温センサー
３８  水温センサー
３９  開度センサー
４２  コントローラー
４３  コンプレッサー
【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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