(57)【要約】【課題】車両用空調装置において、実際にフロントガラスが曇った場合を正確に判定し、防曇性と省燃費性とを確保可能にすることにある。【解決手段】制御手段（３０）の空調用制御手段（３２）は、フロントガラス（２）近傍の車室内の空気温度を算出するガラス近傍温度算出手段（４１）と、フロントガラス（２）近傍の車室内の空気温度と相対湿度とに基づいてフロントガラス（２）近傍の車室内空気の露点温度を算出するガラス近傍露点温度算出手段（４２）と、フロントガラス温度を算出するフロントガラス温度算出手段（４３）と、フロントガラス（２）近傍の車室内空気の露点温度とフロントガラス温度とに基づいてフロントガラス（２）の車室（３）内の曇り状態を判定する窓曇り判定手段（４４）とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内の空気温度と相対湿度とに基づいて除湿暖房を行って車室内を空調制御する車両用空調装置において、車室内の相対湿度を検出する内気相対湿度検出手段を設け、フロントガラス近傍の車室内の空気温度を算出するガラス近傍温度算出手段と、このガラス近傍温度算出手段により算出されたフロントガラス近傍の車室内の空気温度と前記内気相対湿度検出手段により検出された車室内の相対湿度とに基づいてフロントガラス近傍の車室内空気の露点温度を算出するガラス近傍露点温度算出手段と、フロントガラス温度を算出するフロントガラス温度算出手段と、前記ガラス近傍露点温度算出手段により算出されたフロントガラス近傍の車室内空気の露点温度と前記フロントガラス温度算出手段により算出されたフロントガラス温度とに基づいてフロントガラスの車室内の曇り状態を判定する窓曇り判定手段とを備えた制御手段を設けたことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記ガラス近傍温度算出手段は、車室内の空気温度を検出する内気温度検出手段に連絡し、この内気温度検出手段により検出された車室内の空気温度と前記フロントガラス温度算出手段により算出されたフロントガラス温度とに基づいてフロントガラス近傍の車室内の空気温度を算出することを特徴とする請求項１に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、車両用空調装置に係り、特に車室内の除湿暖房を行って車室内を空調制御する車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃費性能に焦点を当てた自動車として、例えば、電気自動車やハイブリッド車等の電動車両（以下「車両」という）の開発が増加している。そして、このような車両の空調装置においては、十分に快適な空調状態であれば、燃費向上のために、空調用コンプレッサの駆動の停止、及び、ヒータコアの熱源供給の停止（例えば、アイドリングストップ）等の制御を行うことが可能である。
また、防曇性の観点からフロントガラスの内面に曇り（以下「窓曇り」という）が有る場合は、快適な空調状態であっても、車室内の空気の除湿（空調用コンプレッサの駆動）及びフロントガラスの加熱（ヒータコアによる熱源確保）により窓曇りを晴らすべきである。
上記の説明からして、省燃費性、防曇性の確保のため、窓曇り状態を空調制御により判別する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６３３０３４号公報
【特許文献２】特開平９−１１８１１８号公報
【０００４】
特許文献１に係る車両用空調装置は、車室内空気の露点温度とフロントガラス温度との温度差により窓曇りを判別するものであって、露点温度を空気温度と相対湿度とにより算出することを可能とし、露点温度を内気温度検出手段により検出した車室内の空気温度及び内気相対湿度により算出している。
特許文献２に係る自動車用空調装置は、内気温度検出手段で検出したガラス近傍内気温度を基にガラス近傍露点温度を算出するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来、上記の特許文献１では、図９に示すように、インストルメントパネル１０１に内気温度検出手段１０２と内気湿度検出手段１０３とを設置しておき、内気温度検出手段１０２で検出された内気温度と、車内（車室１０４）と車外の境界であるフロントガラス１０５の内面近傍（領域Ｒで示す）の空気温度（フロントガラス１０５近傍の空気温度）とに温度差があり、内気露点温度とフロントガラス１０５の内面近傍の空気露点温度（ガラス近傍露点温度）とが同じ値とならず、このため、窓曇り予測と実際の窓曇り挙動とに誤差が生ずるため、防曇性、省燃費性の確保ができなかった。なお、図９においては、１０６はステアリングホイール、１０７は車内ミラーである。
即ち、上記の特許文献１では、窓曇りを、Ｔｒｄ−Ｔｗ≧αで判別している。
ここで、Ｔｒｄは、内気露点温度であって、インストルメントパネル１０１の内気温度検出手段１０２が検出した内気温度と内気湿度検出手段１０３が検出した内気相対温度とにより算出される。Ｔｗは、フロントガラス温度であり、外気温度、車速等から推定して算出される。αは、定数値（実験データを基に数値を決定）である。
そして、Ｔｒｄ−Ｔｗ≧αが「真」であれば、窓曇りが有る（除湿等の空調制御実施）と判定し、Ｔｒｄ−Ｔｗ≧αが「偽」であれば、窓曇りが無しと判定する。
一方、窓曇りは、フロントガラス１０４の内面近傍の空気の露点温度（ガラス近傍露点温度）とフロントガラス温度との温度差で決まり、Ｔｎｄ＞Ｔｗが「真」であれば、窓曇りが発生する。
ここで、Ｔｎｄは、ガラス近傍露点温度である。Ｔｗは、フロントガラス温度である。
しかしながら、インストルメントパネル１０１の内気温度検出手段１０２の空気温度（内気温度）と、車内と車外の境界であるフロントガラス内面近傍の空気温度（ガラス近傍温度）とは温度差があり、内気露点温度（Ｔｒｄ）とガラス近傍露点温度（Ｔｎｄ）とは同じ値とならない（この場合、内気相対湿度は、車室内で一定であると仮定する。）。このため、Ｔｒｄ−Ｔｗ≧αが「真」であっても、Ｔｎｄ＞Ｔｗが「偽」となるような、窓曇り判定と実際の窓曇り挙動とが一致しない場合が存在するおそれがあった（図１０参照）。
【０００６】
また、上記の特許文献２では、フロントガラス内面近傍の温度を検出するのに、温度センサ、設置場所の確保、空調用制御手段との接続をするハーネスが必要となり、構成が複雑で、コスト高となる不都合があった。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、実際にフロントガラスが曇った場合の判定精度の向上により、防曇性と省燃費性とを確保可能にする車両用空調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、車室内の空気温度と相対湿度とに基づいて除湿暖房を行って車室内を空調制御する車両用空調装置において、車室内の相対湿度を検出する内気相対湿度検出手段を設け、フロントガラス近傍の車室内の空気温度を算出するガラス近傍温度算出手段と、このガラス近傍温度算出手段により算出されたフロントガラス近傍の車室内の空気温度と前記内気相対湿度検出手段により検出された車室内の相対湿度とに基づいてフロントガラス近傍の車室内空気の露点温度を算出するガラス近傍露点温度算出手段と、フロントガラス温度を算出するフロントガラス温度算出手段と、前記ガラス近傍露点温度算出手段により算出されたフロントガラス近傍の車室内空気の露点温度と前記フロントガラス温度算出手段により算出されたフロントガラス温度とに基づいてフロントガラスの車室内の曇り状態を判定する窓曇り判定手段とを備えた制御手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の車両用空調装置は、実際にフロントガラスが曇った場合の判定精度の向上により、防曇性と省燃費性とを確保可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は車両用空調装置の制御ブロック図である。（実施例）
【図２】図２は車両用空調装置のシステム構成図である。（実施例）
【図３】図３はフロントガラス温度の算出方法のフローチャートである。（実施例）
【図４】図４は吹出し口（ＭＯＤＥ）によるβを算出する図である。（実施例）
【図５】図５は風量によるγを算出する図である。（実施例）
【図６】図６はフロントガラス近傍の露点温度の算出方法のフローチャートである。（実施例）
【図７】図７は窓曇りの判定方法のフローチャートである。（実施例）
【図８】図８は従来と比較した本発明の窓曇り判定精度状態を説明する図である。（実施例）
【図９】図９は従来において各検出手段の位置と窓曇りの発生位置とを説明する図である。（従来例）
【図１０】図１０は従来において窓曇り判定状態を説明する図である。（従来例）
【発明を実施するための形態】
【００１１】
この発明は、実際にフロントガラスが曇った場合の判定精度の向上により、防曇性と省燃費性とを確保可能にする目的を、フロントガラス近傍の車室内空気の露点温度とフロントガラス温度とに基づいてフロントガラスの車室内の曇り状態を判定して実現するものである。
【実施例】
【００１２】
図１〜図８は、この発明の実施例を示すものである。
図２において、１はエンジンや電動機が備えられた車両、２はこの車両１のフロントガラス、３は車室、４は車両１に搭載される車両用空調装置（エアコン：ＨＶＡＣユニット）である。
車両用空調装置４は、車室３内の空気温度と相対湿度とに基づいて除湿暖房を行って車室３を空調制御するものであって、空気流通通路５を形成する通路形成体６を備えている。
この通路形成体６には、上流側となる一端で外気導入ダクト７が接続する外気導入口８と内気導入ダクト９が接続する内気導入口１０とを切り替えるように内部側に揺動する内外気切替ダンパ１１と、この内外気切替ダンパ１１を作動する吸込口アクチュエータ１２と、下流側となる他端でデフロスタダクト１３に接続するデフロスタ吹出口１４とベントダクト１５に接続するベント吹出口１６とを切り替えるように内部側に揺動する第１吹出口切替ダンパ１７と、この第１吹出口切替ダンパ１７を作動する第１モードアクチュエータ１８と、また、下流側となる他端でフットダクト１９に接続するフット吹出口２０を開閉するように内部側に揺動する第２吹出口切替ダンパ２１と、この第２吹出口切替ダンパ２１を作動する第２モードアクチュエータ２２とが設けられている。
【００１３】
また、通路形成体６内には、内外気切替ダンパ１１の直下流側で送風ファン２３と、この送風ファン２３よりも下流側でエバポレータ２４と、このエバポレータ２４よりも下流側でヒータコア２５と、このヒータコア２５への空気流量を調整するように空気流通通路５内で揺動するエアミックスダンパ２６と、このエアミックスダンパ２６を作動するＡＭアクチュエータ２７とが備えられている。
送風ファン２３は、この送風ファン２３を駆動するファンモータ２８を備えて、冷却された空気を車室３内に送給するものである。ヒータコア２５は、車室３内を暖房するために駆動されるものである。
車両用空調装置４には、電気又はエンジンにより駆動して車室３内の冷房に用いられる空調用コンプレッサ２９が設けられている。この空調用コンプレッサ２９は、ユーザーによるマニュアル操作される場合に用いられるものであって、除湿を目的に駆動されるものである。
【００１４】
また、車両用空調装置４には、各種操作状態、各種検出手段からの信号によって空調制御を行う制御手段（ＥＣＵ）３０が設けられている。
この制御手段３０は、エンジン用制御手段３１と空調用制御手段３２とからなる。
エンジン用制御手段３１は、空調用コンプレッサ２９に連絡するとともに、ＣＡＮ通信等の通信手段３３を介して空調用制御手段３２に連絡している。
空調用制御手段３２は、図１に示すように、入力側で、外気温度を検出する外気温度検出手段３４と、車室３内の空気温度を検出する内気温度検出手段３５と、日射量を検出する日射量検出手段３６と、車両１の速度を検出する車速検出手段３７と、車室３内の相対湿度を検出する内気相対湿度検出手段３８と、車両１のワイパの作動状態を検出するワイパ作動検出手段３９と、各種スイッチ類を備えた空調操作パネル４０とに連絡し、また、出力側で、吸込口アクチュエータ１２と、第１モードアクチュエータ１８と、第２モードアクチュエータ２２と、ＡＭアクチュエータ２７と、送風ファン２３のファンモータ２８とに連絡している。
【００１５】
また、空調用制御手段３２は、図１に示すように、フロントガラス２近傍の車室３内の空気温度を算出するガラス近傍温度算出手段４１と、このガラス近傍温度算出手段４１により算出されたフロントガラス２近傍の車室３内の空気温度と内気相対湿度検出手段３８により検出された車室３内の相対湿度とに基づいてフロントガラス２近傍の車室内空気の露点温度を算出するガラス近傍露点温度算出手段４２と、フロントガラス２の温度を算出するフロントガラス温度算出手段４３と、ガラス近傍露点温度算出手段４２により算出されたフロントガラス２近傍の車室内空気の露点温度とフロントガラス温度算出手段４３により算出されたフロントガラス温度とに基づいてフロントガラス２の車室３内の曇り状態の有無を判定する窓曇り判定手段４４と、この窓曇り判定手段４４で判定した窓曇り状態の有無を決定する曇り状態決定手段４５とを備える。
また、空調用制御手段３２は、フロントガラス温度算出手段４３に連絡して、吹出し温度記憶部４６と、吹出し口（ＭＯＤＥ）記憶部４７と、風量記憶部４８とを備える。
【００１６】
また、ガラス近傍温度算出手段４１は、車室３内の空気温度を検出する内気温度検出手段３５に連絡し、この内気温度検出手段３５により検出された車室３内の空気温度とフロントガラス温度算出手段４３により算出されたフロントガラス温度とに基づいてフロントガラス２近傍の車室３内の空気温度を算出する。
これにより、フロントガラス２近傍の車室３内に別途に温度センサを追加することなく、一般の車両に搭載されている検出手段を利用して、フロントガラス２近傍の車室内空気温度を得ることができる。
【００１７】
次いで、フロントガラス温度算出手段４３におけるフロントガラス温度の算出方法について説明する。
図３に示すように、プログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、先ず、温度１を算出する（ステップＡ０２）。この温度１は、外気温度検出手段３４等の各検出手段からの信号による回帰分析等の演算によって算出される。
つまり、温度１は、
温度１＝ｆ（外気温度、内気温度、車速、日射量）
で求められる。
そして、ワイパが作動してワイパ作動検出手段３９がオンしたか否かを判断する（ステップＡ０３）。
このステップＡ０３がＹＥＳの場合には、温度２をα（℃）とする（温度２＝α（℃））（ステップＡ０４）。この温度２は、雨天時のフロントガラス２の温度の低下を想定したものであって、ワイパ作動検出手段３９のオン時（ワイパの駆動中）の場合、α（α＜０（℃））に設定される。
しかし、このステップＡ０３がＮＯの場合には、温度２を０（℃）とする（温度２＝０（℃）））（ステップＡ０５）。
このステップＡ０４の処理後、又はステップＡ０５の処理後は、温度３を、温度１に温度２を加算した値（温度３＝温度１＋温度２）として算出する（ステップＡ０６）。
そして、フロントガラス温度算出手段４３でフロントガラス温度を算出する（ステップＡ０７）。
このステップＡ０７におけるフロントガラス温度は、温度１、温度２及び各吹出し口からの吹出し温度を基に算出されるものであって、温度３（温度１＋温度２）と吹出し温度との中間値であるため、以下のように算出される。
フロントガラス温度＝温度３＋（吹出し温度−温度３）×β×γ
ここで、βは、吹出し口（ＭＯＤＥ）により設定される値である（図４参照）。γは、風量により設定される値である（図５参照）。そして、このβ、γは、０〜１の範囲で変動する。βは、例えば、図４に示すように、各吹出し口に応じて算出され、フロントガラス２への配風率が高い吹出し口ほど、大きく設定される。γは、図５に示すように、風量に応じて設定されるものであって、０≦γ≦１の範囲で変動する。
上記のフロントガラス温度の算出では、吹出し温度、吹出し口、風量は、空調制御を行うにあたり、一般的な制御算出項目である。
そして、このステップＡ０７の処理後は、プログラムをリターンする（ステップＡ０８）。
【００１８】
次いで、ガラス近傍露点温度算出手段４２におけるフロントガラス近傍露点温度の算出方法について説明する。
図６に示すように、プログラムがスタートすると（ステップＢ０１）、先ず、フロントガラス近傍温度を算出する（ステップＢ０２）。
このステップＢ０２におけるフロントガラス近傍温度は、上記の図３で算出されたフロントガラス温度、及び内気温度から回帰分析等によりの算出される。
つまり、フロントガラス近傍温度は、
フロントガラス近傍温度＝ｆ（フロントガラス温度、内気温度）
で算出される。
そして、ガラス近傍露点温度算出手段４２でフロントガラス近傍露点温度を算出する（ステップＢ０３）。
このステップＢ０３におけるフロントガラス近傍露点温度は、フロントガラス近傍温度と内気相対湿度（内気湿度検出手段３８より検出）（内気相対湿度は車室内で一定であると仮定する）から、湿り空気線図を基に算出される。この湿り空気線図は、空調制御分野では、一般的に使用されているものである。
そして、このステップＢ０３の処理後は、プログラムをリターンする（ステップＢ０４）。
【００１９】
次いで、窓曇り判定手段４４における窓曇りの有無の判定方法について説明する。
図７に示すように、プログラムがスタートすると（ステップＣ０１）、先ず、温度差を、
温度差＝フロントガラス近傍露点温度−フロントガラス温度
で算出する（ステップＣ０２）。
そして、温度差≧αか否かを判定する（ステップＣ０３）。
このステップＣ０３がＹＥＳの場合には、窓曇りが有るとして（ステップＣ０４）、窓曇りを晴らすための空調制御として、空調用コンプレッサ２９の駆動、アイドルストップからのエンジンの駆動（ヒータコア２５による熱源確保）等の制御を実施する。
しかし、このステップＣ０３がＮＯの場合には、窓曇りが無いとして（ステップＣ０５）、その制御を実施しない。
このステップＣ０４の処理後、又はステップＣ０５の処理後は、プログラムをリターンする（ステップＣ０６）。
この実施例（本発明）における実際の窓曇りの判定精度は、図８に示すように、従来に比べて改善されていることが明確である。
【００２０】
この結果、この実施例においては、実際にフロントガラス２が曇った場合の判定精度を向上させることができ、そして、この曇り判定により、曇り除去機能をおとすことなく、車両用空調装置４の稼働時間を節約できるので、防曇性と省燃費性とを確保可能となる。
【００２１】
なお、この発明においては、フロントガラス温度を、フロントガラスの表面に温度センサを設置して、この温度センサで検出することも可能である。
また、フロントガラス近傍温度を、回帰分析の他に、適合試験で決定したマップデータよって算出することも可能である。
更に、数値流体解析等の机上計算から、フロントガラス近傍温度の算出式を得ることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
この発明に係る車両用空調装置を、電気自動車やハイブリッド車等の電動車両や、各種車両に適用可能である。
【符号の説明】
【００２３】
１  車両
２  フロントガラス
３  車室
４  車両用空調装置
５  空気流通通路
２３  送風ファン
２５  ヒータコア
２９  空調用コンプレッサ
３０  制御手段
３１  エンジン用制御手段
３２  空調用制御手段
３４  外気温度検出手段
３５  内気温度検出手段
３６  日射量検出手段
３７  車速検出手段
３８  内気相対湿度検出手段
３９  ワイパ作動検出手段
４０  空調操作パネル
４１  ガラス近傍温度算出手段
４２  ガラス近傍露点温度算出手段
４３  フロントガラス温度算出手段
４４  窓曇り判定手段
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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