(57)【要約】【課題】  車両のルーフが開けられている場合に省動力を実現する車両用空調装置を提供する。窓ガラスが曇ることをも防止する。【解決手段】  冷媒サイクルの稼動が要請されており、ルーフが開状態であると判定された場合に、コンプレッサの稼働率をルーフが閉状態である場合よりも低下させる。このような制御において、吹出モードがデフロスト吹出口を開とするモードに選択された場合は、コンプレッサの稼働率をルーフが閉状態である場合の稼働率に一致させるか、コンプレッサの稼働率を増大させる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室に開口する空調ダクト内に前記車室へ送風する空気を通過させる冷却用熱交換器を配し、コンプレッサから吐出する冷媒を前記冷却用熱交換器を含む冷媒循環サイクルに循環させて前記車室へ送風する空気を空調するようにしている車両用空調装置において、
前記冷媒循環サイクルの稼動を要請する手段と、
車両のルーフの開閉状態を検出するルーフ開閉状態検出手段と、
前記冷媒循環サイクルの稼動が要請され、且つ、前記ルーフ開閉状態検出手段によって前記ルーフが開状態であると判定された場合に、前記コンプレッサの稼働率を前記ルーフが閉状態の場合よりも低下させる制御手段と
を具備することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記車室へ空気を送風する吹出モードがデフロスト吹出口を開状態にするモードに選択されているか否かを判定する判定手段を備え、前記制御手段は、前記判定手段により吹出モードがデフロスト吹出口を開状態にするモードに選択されていると判定された場合に、前記コンプレッサの稼働率を前記ルーフが閉状態である場合の稼働率に一致させることを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記車室へ空気を送風する吹出モードがデフロスト吹出口を開状態にするモードに選択されているか否かを判定する判定手段を備え、前記制御手段は、前記判定手段により吹出モードがデフロスト吹出口を開状態にするモードに選択されていると判定された場合に、前記コンプレッサの稼働率を増大させることを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、オープンカーなどのルーフが開閉される車両に適した車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
オープンカーなどのように、ルーフが開閉可能な車両においては、ルーフの開閉は室内空調に大きな影響を及ぼすことになる。このため、従来においては、ルーフの開閉状態を検出し、この検出された開閉状態がルーフを開とする状態であり、且つ、外気温が所定温度以上である場合に、吹出モードをベントモードに切り換え、日射量が大きくなるにつれて、必要吹出空気温度を低温側へ修正する制御などが考えられている（特許文献１）。
【特許文献１】特許第３２０３６９３号公報（００１０〜００１１欄参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した構成においては、ルーフが開けられた場合でも、快適な空調状態を形成することを主眼としているので、省動力の点や走行の安全性の点で不十分なものであった。即ち、燃費の良し悪しを決める大きな要因はコンプレッサの可動状態にあるが、ルーフが開けられた場合にまで、快適な空調状態を追及してコンプレッサを可動させるようにすると、ともすれば無駄な空調制御が行われ、コンプレッサの稼動率が過剰になる不都合がある。
【０００４】
一般に、ルーフが開かれている場合には、ルーフを閉じている場合に比べて除湿の必要性は低いといえるので、快適性を追求するよりも省動力を優先させることが好ましい。また、除湿能力を低減したことで窓ガラスの曇りが懸念される場合には、走行の安全性を確保する必要から、省動力に優先して除湿能力を高めることが望ましいといえる。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、ルーフが開けられている場合に省動力を実現することが可能な車両用空調装置を提供することを主たる課題としている。また、ルーフが開けられている場合に窓ガラスが曇ることを防止することをも課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するため、本発明に係る車両用空調装置は、車室に開口する空調ダクト内に前記車室へ送風する空気を通過させる冷却用熱交換器を配し、コンプレッサから吐出する冷媒を前記冷却用熱交換器を含む冷媒循環サイクルに循環させて前記車室へ送風する空気を空調するようにしている構成において、前記冷媒循環サイクルの稼動を要請する手段と、車両のルーフの開閉状態を検出するルーフ開閉状態検出手段と、前記冷媒循環サイクルの稼動が要請され、且つ、前記ルーフ開閉状態検出手段によって前記ルーフが開状態であると判定された場合に、前記コンプレッサの稼働率を前記ルーフが閉状態の場合よりも低下させる制御手段とを具備することを特徴としている（請求項１）。
【０００７】
したがって、ルーフが開状態である場合には、ルーフが閉状態である場合よりも除湿能力を必要としない場合であるので、コンプレッサの稼働率を低下させることで、コンプレッサの無駄な仕事を抑えることが可能となり、燃費の低減を図ることが可能となる。
【０００８】
そして、コンプレッサの稼働率を低下させると、冷却用熱交換器による除湿能力が低減するので、空調ダクトから送風される空気が窓ガラスに直接当ると、ルーフが開いている場合であっても、窓ガラスの曇りが懸念される。そこで、上述した構成を前提とし、車室へ空気を送風する吹出モードがデフロスト吹出口を開状態とするモードに選択されているか否かを判定する判定手段を設け、この判定手段により吹出モードがデフロスト吹出口を開状態にするモードに選択されていると判定された場合に、コンプレッサの稼働率をルーフが閉状態である場合の稼働率に一致させたり、コンプレッサの稼働率を増大させる制御を付加することが望ましい（請求項２，３）。
【０００９】
したがって、このような構成を付加することで、吹出モードがデフロスト吹出口を開状態とするモードに選択された場合は、コンプレッサの稼動率が増大することとなるので、十分に除湿された空気がデフロスト吹出口から窓ガラスへ送風されることとなり、窓ガラスの曇りを防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
以上述べたように、この発明によれば、冷媒サイクルの稼動が要請され、且つ、ルーフが開状態であると判定された場合には、コンプレッサの稼働率をルーフが閉状態の場合よりも低下させるようにしたので、ルーフが開けられている場合に、コンプレッサの無駄又は過剰な仕事を抑えて省動力を実現することが可能となる。
【００１１】
また、ルーフが開けられている場合においても、吹出モードがデフロスト吹出口を開状態とするモードに選択された場合には、コンプレッサの稼働率をルーフが閉状態である場合の稼働率に戻したり、コンプレッサの稼働率を増大させる制御を行うことで、十分に除湿された空気をデフロスト吹出口から窓ガラスへ供給することが可能となり、窓ガラスの曇りを防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１３】
以下、この発明の実施の形態を図面により説明する。図１において、車両用空調制御装置は、空調ダクト１の最上流側に内気導入口２と外気導入口３とを有するインテーク装置４を備え、アクチュエータ（ＩＮＴＡＫＥ  ＡＣＴ）５で駆動されるインテークドア６によって内気と外気との導入割り合いが調節されるようになっている。空調ダクト１には、モータ７ａによって回転する送風機７が前記導入口に臨むように設けられ、送風機７の回転によって導入口から空気を吸引し、下流側へ圧送するようにしている。
【００１４】
送風機７の下流側には、エバポレータ８が配され、このエバポレータ８は、エンジン９からの動力が電磁クラッチ１０を介して伝達されるコンプレッサ１１や、図示しないコンデンサ、エクスパンションバルブ等と共に配管結合されて冷媒循環サイクルを構成しており、コンプレッサ１１を稼動させることで冷媒が供給され、ここを通過する空気を冷却するようにしている。
【００１５】
エバポレータ８の下流側には、エンジン冷却水を熱源とするヒータコア１２が配置されており、このヒータコア１２の手前にアクチュエータ（ＭＩＸ  ＡＣＴ）１３で駆動されるエアミックスドア１４が配されている。エバポレータ８を通過した空気は、このエアミックスドア１４によってヒータコア１２を通過する空気とこれをバイパスする空気との割合が調節されるようになっている。
【００１６】
そして、エバポレータ８及びヒータコア１２によって温調された空気は、 空調ダクト１の最下流側に設けられ、アクチュエータ（ＭＯＤＥ  ＡＣＴ）１５で駆動されるモードドア１６ａ，１６ｂ，１６ｃによって開度が調節される吹出口（デフロスト吹出口１７ａ、ベント吹出口１７ｂ、フット吹出口１７ｃ）を介して車室へ送風される。
【００１７】
前記インテークドア６、エアミックスドア１４、モードドア１６ａ〜１６ｃを駆動する各アクチュエータ５、１３、１５や、送風機７のモータ７ａ、コンプレッサ１１の電磁クラッチ１０は、コントロールユニット２０からの制御信号に基づいて制御される。
【００１８】
このコントロールユニット２０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、入出力ポート等を備えると共に各種ドア（インテークドア６、エアミックスドア１４、モードドア１６ａ〜１６ｃ）を駆動するアクチュエータ５，１３，１５、コンプレッサ１１の電磁クラッチ１０、送風機７のモータ７ａを駆動制御する駆動回路を有して構成され、室内温度センサ２１によって検出された車室内温度（Ｔr ）、外気温度センサ２２によって検出された外気温度（Ｔａ）、日射センサ２３によって検出された日射量（Ｔsun ）、エバ温度センサによって検出されたエバポレータ温度（Ｔｅ）に相当するそれぞれの信号が入力されると共に、車室内の目標温度（Ｔset ）などを設定するコントロールパネル２５からの信号や車両のルーフの開閉状態を検出するルーフ開閉検出センサ２６からの信号が入力され、メモリに与えられた所定のプログラムにしたがってこれら入力信号を処理し、インテークドア６の位置、送風機７の回転速度、コンプレッサ１１のオンオフ、エアミックスドア１４の開度、吹出モードの切り換えなどを制御するようになっている。
【００１９】
尚、コンプレッサは、上述の例では、固定容量型を想定しているが、可変容量型であれば、上述した電磁クラッチに代えて、又は、上述した電磁クラッチに加えて、圧縮機の吸入圧を目標吸入圧とするよう吐出容量を制御する制御弁１１ａを設け、この制御弁１１ａの制御量をコントロールユニット２０で制御する構成とすればよい。
【００２０】
図２において、上記コントロールユニット２０による圧縮機の制御動作例がフローチャートとして示されており、以下、このフローチャートに基づいて説明する。
【００２１】
コントロールユニット２０は、所定の初期設定処理、各種センサ２１〜２４，２６やコントロールパネル２５からの信号入力処理などを経て、本フローチャートの処理を行うもので、ステップ５０〜６８において、コントロールパネル上に配された各種スイッチを操作した場合のスイッチ処理を行い、空調装置の運転モードを決定する。
【００２２】
即ち、ステップ５０において、ファンスイッチがオフであるか否かを、ステップ５２において、各種空調機器を全自動制御に設定するオートスイッチが投入されたか否かを、ステップ５４において、吹出モードをデフモードに設定して強制除湿を行う必要があるか否かをそれぞれ判定し、ファンスイッチがオフであると判定された場合には、送風機が停止している場合であるので、ステップ６８へ進み、空調装置をオフモードに設定する。
【００２３】
また、オートスイッチが投入されたと判定された場合には、ステップ５８へ進み、その後に空調装置を稼動・停止させるＡ／Ｃスイッチを押したか否かに応じて空調装置の運転モードを設定する。即ち、Ａ／Ｃスイッチが押されていなければ、オートスイッチを投入した状態をそのまま反映させるために空調装置を全自動で制御するオートモードに設定し（ステップ６４）、Ａ／Ｃスイッチが押されれば、予め決められた所定のエバポレータ温度が得られるようにコンプレッサを制御するオンモードに設定する（ステップ６６）。
【００２４】
さらに、デフスイッチが投入されたと判定された場合には、ステップ６０へ進み、その後に空調装置を稼動・停止させるＡ／Ｃスイッチを押したか否かに応じて空調装置の運転モードを設定する。即ち、Ａ／Ｃスイッチが押されなければ、強制除湿の要請を反映させるために空調装置をオンモードに設定し（ステップ６６）、Ａ／Ｃスイッチが押された場合には、強制除湿の要請がなくなったので、空調装置をオフモードに設定する（ステップ６８）。
【００２５】
これに対して、ステップ５４において、デフスイッチが投入されていないと判定された場合には、空調装置がオンモードであるか否かを判定し、オンモードであればステップ６０において、また、オフモードであればステップ６２において、それぞれＡ／Ｃスイッチを押したか否かに応じて空調装置の運転モードを設定する。即ち、Ａ／Ｃスイッチが押されなければ、現状の運転モードを維持し、Ａ／Ｃスイッチが押された場合には、いままでの運転モードを変更する乗員の意思を反映するために、空調装置がオンモードであった場合にはオフモードに、空調装置がオンモードでなかった場合にはオンモードにそれぞれ設定する。
【００２６】
以上のようにして、空調装置の運転モードが設定された後は、ステップ７０において、空調装置がオンモードであるか否かを判定し、また、ステップ７２において、空調装置がオートモードであるか否かを判定し、空調装置の運転モードがオンモードであると判定された場合には、ステップ７４へ進み、所定のエバポレータ温度（Ｔe ）になるようにコンプレッサをオンオフ制御する。即ち、エバポレータ温度（Ｔe ）が予め設定された所定の閾値（α＋δ）を越えて高くなった場合にコンプレッサを稼動させ（ステップ７６）、所定の閾値（α）を越えて低くなった場合に、コンプレッサ１１を停止させる（ステップ７８）。
【００２７】
また、ステップ７０において、空調装置の運転モードがオンモードでないと判定され、且つ、ステップ７２において、空調装置の運転モードがオートモードでないと判定された場合には、空調装置はオフモードに設定されているので、ステップ７８へ進み、コンプレッサ１１を停止させる。
【００２８】
以上に対して、ステップ７２において、空調装置の運転モードがオートモードであると判定された場合には、ステップ８０へ進み、車両のルーフが開状態であるか否かをルーフ開閉検出センサ２６からの信号に基づき判定する。
このステップ８０において、車両のルーフが開状態でないと判定された場合には、ルーフを閉状態にした従来通りの空調を行う制御特性（ＭＡＰ２）を選択し（ステップ８２）、車両のルーフが開状態であると判定された場合には、吹出モードに応じて、前記制御特性（ＭＡＰ２）を選択するか、省動力制御を行う省動力制御特性（ＭＡＰ１）を選択する。
【００２９】
即ち、ステップ８４において、吹出モードが窓ガラスに空調風を供給するデフロスト吹出口を開状態にするモード（デフモード、デフフットモードなど）に選択されているか否かを判定し、デフロスト吹出口を開状態にするモードが選択されていないと判定された場合には、窓ガラスの曇り防止を行う要請がないので、このような場合にまでルーフを閉状態にした制御が維持されると、コンプレッサの無駄ないし過剰な仕事が生じることから、省動力制御を行う制御特性（ＭＡＰ１）を選択する（ステップ８６）。これに対し、デフロスト吹出口を開状態にするモードが選択されていると判定された場合には、窓ガラスの曇り防止を行う要請があるので、このような場合には、車両の安全な走行を確保するため、省動力に優先して窓ガラスの曇りを防止する制御を行う必要があり、ルーフを閉状態にした制御特性（ＭＡＰ２）を選択し、省動力制御を回避する。
【００３０】
そして、選択された制御特性（マップ）に基づき、ステップ８８において、外気温（Ｔa ）に応じて目標エバポレータ温度（Ｔeof1）を算出し、ステップ９０において、目標吹出温度（Ｔof）に応じて目標エバポレータ温度（Ｔeof2）を算出する。
【００３１】
ここで、ルーフを開状態にした省動力制御特性（ＭＡＰ１）とルーフを閉状態にした制御特性（ＭＡＰ２）は、外気温（Ｔa ）に基づいて目標エバポレータ温度（Ｔeof1）を算出する場合であれば、ステップ８８に示されるような特性として記憶されている。即ち、外気温がある温度以上であれば、両特性は同じであり、目標エバポレータ温度（Ｔeof1）を所定の下限値に至るまで低くし、ある温度以下であれば、ＭＡＰ１で算出される目標エバポレータ温度を所定の上限値に至るまでＭＡＰ２で算出される目標エバポレータ温度よりも高くする。
【００３２】
また、目標吹出温度（Ｔof）に基づいて目標エバポレータ温度（Ｔeof2）を算出する場合であれば、ステップ９０に示されるような特性として記憶されている。即ち、目標吹出温度（Ｔof）がある温度以下であれば、両特性は同じであり、目標エバポレータ温度（Ｔeof2）を目標吹出温度（Ｔof）が低くなるにつれて低くし、ある目標吹出温度以上であれば、ＭＡＰ１で算出される目標エバポレータ温度をＭＡＰ２で算出される目標エバポレータ温度よりも高くする。
【００３３】
そして、次のステップ９２において、ステップ８８及びステップ９０で算出されたそれぞれ目標エバポレータ温度（外気温度Ｔa との関係で算出されたＴeof1, 目標吹出温度Ｔofとの関係で算出されたＴeof2）の大きさを比較し、ステップ９４，９６において、低い方の目標エバポレータ温度をコンプレッサ１１を停止させる停止目標エバポレータ温度（Ｔeof ）に設定し、これに基づく閾値（Ｔeof ，Ｔeof ＋δ）によってコンプレッサ１１をオンオフ制御する。即ち、エバ温度センサ２４によって検出されたエバポレータ温度がＴeof 以下になれば、コンプレッサを停止させ（ステップ７８）、エバポレータ温度がＴeof ＋δ以上になれば、コンプレッサを稼動させる（ステップ７６）。
【００３４】
したがって、以上の構成によれば、車両のルーフが開いている場合には、コンプレッサ１１をオンオフさせる閾値がコンプレッサ１１を早期に停止させる閾値に設定されるので、コンプレッサ１１の稼働率を小さくすることが可能となり、省動力運転が実現される。そして、このような場合においても、吹出モードがデフロスト吹出口を開状態にするモードに設定された場合には、窓ガラスの曇り防止の要請があるので、省動力運転に優先して車両のルーフが閉じている場合の運転状態に設定する。即ち、窓ガラスに向って送風される吹出モード時においては、コンプレッサ１１の稼動率を高めて除湿能力を増大させ、安全な走行環境を確保する。
【００３５】
以上の制御は、冷媒循環サイクルに利用される圧縮機１１が固定容量型である場合の例であるが、可変容量型のものであれば、図３に示すような制御とすることで対応すればよい。
【００３６】
即ち、ステップ７０において、空調装置の運転モードがオンモードであると判定された場合には、目標エバポレータ温度（Ｔe'）を所定の温度（γ）に設定し（ステップ１００）、ステップ１０２において、エバ温度センサ２４によって検出されたエバポレータ温度（Ｔe ）がこの目標エバポレータ温度（γ）に収束するように、コンプレッサの吐出容量を制御する制御弁１１ａの制御信号を例えばＰＩ制御する。
【００３７】
その後、ステップ１０４へ進み、検出されたエバポレータ温度（Ｔe ）が所定の閾値（ω＋δ）を越えて高くなっている場合はコンプレッサを稼動させ（ステップ７６）、所定の閾値（ω）を越えて低くなっている場合は、コンプレッサを停止させる（ステップ７８）。
【００３８】
また、ステップ８２又は８６によって選択された制御特性（マップ）に基づき、ステップ１０４において、外気温（Ｔa ）に応じて目標エバポレータ温度（Ｔe'1 ）を算出し、ステップ１０６において、目標吹出温度（Ｔof）に応じて目標エバポレータ温度（Ｔe'2 ）を算出する。
【００３９】
ここで、ルーフを開状態にした省動力制御特性（ＭＡＰ１）とルーフを閉状態にした制御特性（ＭＡＰ２）は、ステップ８８、９０で示されるマップと同様の傾向を有しているもので、外気温（Ｔa ）に基づいて目標エバポレータ温度（Ｔeof1）を算出する場合であれば、ステップ１０４に示されるような特性として記憶されている。即ち、外気温がある温度以上であれば、いずれの場合も目標エバポレータ温度（Ｔe'1 ）を所定の下限値に至るまで低くし、ある温度以下であれば、ＭＡＰ１で算出される目標エバポレータ温度を所定の上限値に至るまでＭＡＰ２で算出される目標エバポレータ温度よりも高くする。
【００４０】
また、目標吹出温度（Ｔof）に基づいて目標エバポレータ温度（Ｔe'2 ）を算出する場合であれば、ステップ１０６に示されるような特性として記憶されている。即ち、目標吹出温度（Ｔof）がある温度以下であれば、いずれの場合も目標エバポレータ温度（Ｔe'2 ）を目標吹出温度（Ｔof）が低くなるにつれて低くし、ある目標吹出温度以上であれば、ＭＡＰ１で算出される目標エバポレータ温度をＭＡＰ２で算出される目標エバポレータ温度よりも高くする。
【００４１】
そして、次のステップ１０８において、ステップ１０４及びステップ１０６で算出されたそれぞれ目標エバポレータ温度（Ｔe'1,Ｔe'2 ）の大きさを比較し、ステップ１１０，１１２において、低い方の目標エバポレータ温度をコンプレッサを制御する目標エバポレータ温度（Ｔe'）に設定し、ステップ１０２において、エバ温度センサ２４によって検出されたエバポレータ温度（Ｔe ）がこの目標エバポレータ温度（Ｔe'）に収束するように、コンプレッサの吐出容量を制御する制御弁１１ａの制御信号を例えばＰＩ制御する。
尚、他のステップの処理は、図２に示す処理と同様であるので、同一ステップに同一番号を付して説明を省略する。
【００４２】
したがって、このような構成によれば、車両のルーフが開いている場合には、目標エバポレータ温度（Ｔe'）が高めに設定されるので、コンプレッサ１１の稼働率を小さくすることができ、省動力運転が実現される。そして、車両のルーフが開いている場合においても、吹出モードがデフロスト吹出口を開状態にするモードに設定された場合には、窓ガラスの曇り防止の要請があるので、省動力運転に優先して車両のルーフが閉じている場合の運転状態に設定される。即ち、窓ガラスに向って送風される吹出モード時においては、目標エバポレータ温度を低く設定してコンプレッサの稼動率を高め、除湿能力を増大させて安全な走行環境を確保する。
【００４３】
尚、上述の構成例においては、ルーフが開いている場合において、吹出モードがデフロスト吹出口を開状態にするモードに設定されている場合は、コンプレッサの稼働率をルーフが閉じている場合の稼働率に一致させるようにしたが、一致させなくても、コンプレッサの稼動率を増大させれば、同様の目的を達成させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、ルーフが開閉される車両などの移動体において、空調装置のコンプレッサの無駄又は過剰な仕事を抑えて省動力を実現する場合に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、この発明に係る車両用空調装置を示す概略構成図を示す。
【図２】図２は、図１のコントロールユニットによる固定容量型コンプレッサに対応した制御動作例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、図１のコントロールユニットによる可変容量型コンプレッサに対応した制御動作例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１  空調ダクト
８  エバポレータ
１１  コンプレッサ
１７ａ  デフロスト吹出口
２０  コントロールユニット
２６  ルーフ開閉検出センサ
【図１】
2005075249.tif 000003
【図２】
2005075249.tif 000004
【図３】
2005075249.tif 000005