(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ルーフ（４０）を開閉可能に構成した車両に搭載される空調装置において、
車室内へ向かって空気を送風する送風手段（４）と、
前記送風手段（４）の送風空気と熱交換する熱交換手段（１１、１３）と、
前記ルーフ（４０）の開閉状態を判定する判定手段（Ｓ５２）と、
前記判定手段（Ｓ５２）が前記ルーフ（４０）の開状態を判定したとき、車速の上昇により前記送風手段（４）の風量を増大させる風量制御手段（Ｓ５１、Ｓ５３〜Ｓ５５）とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
車室内へ吹き出される空気の目標温度（ＴＡＯ）を算出する算出手段（Ｓ４）を備え、
前記風量制御手段に、前記目標温度（ＴＡＯ）に基づいて基準風量を決定する基準風量決定手段（Ｓ５１）と、
前記判定手段（Ｓ５２）が前記ルーフ（４０）の開状態を判定したときに、前記車速の上昇に応じて前記基準風量に対する補正風量を決定する補正風量決定手段（Ｓ５３、Ｓ５５）とを設けることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
外気温（Ｔａｍ）の判定温度として、中間季節の外気温範囲の下限を決める第１所定温度（Ｔ１）と、前記中間季節の外気温範囲の上限を決める第２所定温度（Ｔ２）とを設定し、
前記判定手段（Ｓ５２）が前記ルーフ（４０）の開状態を判定したときであって、かつ、前記外気温（Ｔａｍ）＜前記第１所定温度（Ｔ１）であるとき、および前記外気温（Ｔａｍ）＞前記第２所定温度（Ｔ２）であるときに、前記車速の上昇により前記送風手段（４）の風量を増大させることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ルーフを開閉可能に構成した車両（いわゆるオープンカー）に搭載される空調装置の風量制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開平６３−４１２２６号公報において、オープンカー用空調装置における風量制御が提案されている。この従来技術では、ルーフを開状態としたオープン走行時に車速が高くなると、車室内への吹出風量を減少させる制御を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、オープンカーにおけるルーフオープン状態での乗員周辺の走行風の挙動を検討してみると、走行風が車両フロントガラスの傾斜に沿って後方の斜め上方へ流れるので、この走行風の流れの影響で車両後方から前方に向かって巻き込まれる空気流れ（乱流）が生じる。この巻き込み風は車速が高くなるほど強くなる。
【０００４】
しかるに、上記従来技術では高車速時に車室内への吹出風量を減少させるので、外気温が高くなる夏期の高車速時には高温の巻き込み風が乗員に強く当たって、乗員に不快感を与える。また、外気温が低くなる冬期の高車速時には低温の巻き込み風が乗員に強く当たって、乗員に不快感を与える。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、ルーフを開閉可能に構成した車両に搭載される空調装置において、ルーフを開状態としたオープン走行時における空調フィーリングの悪化を抑制することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車室内へ向かって空気を送風する送風手段（４）と、この送風手段（４）の送風空気と熱交換する熱交換手段（１１、１３）と、ルーフ（４０）の開閉状態を判定する判定手段（Ｓ５２）と、判定手段（Ｓ５２）がルーフ（４０）の開状態を判定したとき、車速の上昇により送風手段（４）の風量を増大させる風量制御手段（Ｓ５１、Ｓ５３〜Ｓ５５）とを備えることを特徴とする。
【０００７】
これにより、ルーフ（４０）の開放時に、車速が上昇して車両後方から前方に向かって巻き込まれる空気流れが強くなっても、空調風の吹出風量を増大させて巻き込み風による空調フィーリングの悪化を抑制することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、車室内へ吹き出される空気の目標温度（ＴＡＯ）を算出する算出手段（Ｓ４）を備え、風量制御手段に、目標温度（ＴＡＯ）に基づいて基準風量を決定する基準風量決定手段（Ｓ５１）と、判定手段（Ｓ５２）がルーフ（４０）の開状態を判定したときに、車速の上昇に応じて基準風量に対する補正風量を決定する補正風量決定手段（Ｓ５３、Ｓ５５）とを設けることを特徴とする。
【０００９】
これにより、目標温度（ＴＡＯ）に基づいて決定した基準風量を車速により補正して空調風の吹出風量を決定できる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、外気温（Ｔａｍ）の判定温度として、中間季節の外気温範囲の下限を決める第１所定温度（Ｔ１）と、中間季節の外気温範囲の上限を決める第２所定温度（Ｔ２）とを設定し、判定手段（Ｓ５２）がルーフ（４０）の開状態を判定したときであって、かつ、外気温（Ｔａｍ）＜第１所定温度（Ｔ１）であるとき、および外気温（Ｔａｍ）＞第２所定温度（Ｔ２）であるときに、車速の上昇により送風手段（４）の風量を増大させることを特徴とする。
【００１１】
ところで、春秋の中間温度域では、外気温が乗員の温熱感上、快適な温度域となるので、巻き込み風による空調フィーリング悪化への影響が僅少となる。そこで、この点に着目して、請求項３に記載の発明では、ルーフ（４０）の開放時において、低外気温時（Ｔａｍ＜Ｔ１）および高外気温時（Ｔａｍ＞Ｔ２）であるときのみに車速による風量補正を行い、外気温が中間温度域（Ｔ１〜Ｔ２の範囲）であるときは車速による風量補正を行わない。
【００１２】
従って、低外気温時および高外気温時のルーフ開放時のみ、車速による風量補正を行って空調フィーリング悪化を阻止し、一方、春秋の中間温度域では車速による風量補正を禁止して、不要な吹出風量増加を停止できる。
【００１５】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施形態による車両用空調装置の全体構成の概要図であり、車両用空調装置の室内ユニット部は、大別して送風ユニット１と、空調ユニット２とにより構成される。室内ユニット部のうち、空調ユニット２は通常、車室内前部の計器盤内側において車両幅方向の中央位置に配置され、送風ユニット１は空調ユニット２部に対して助手席側にオフセット配置される。
【００１８】
送風ユニット１は内外気切替箱３と送風機４とから構成され、内外気切替箱３内の内外気切替ドア５により外気導入口６と内気導入口７を開閉する。これにより、内外気切替箱３内に外気（車室外空気）または内気（車室内空気）が切替導入される。内外気切替ドア５はサーボモータからなる電気駆動装置８により駆動される。送風機４には遠心式送風ファン９と駆動用モータ１０が備えられている。
【００１９】
空調ユニット２には空気通路を形成する空調ケース２ａが備えられ、この空調ケース２ａの上流側に冷凍サイクルの蒸発器（冷房用熱交換手段）１１が配置され、この蒸発器１１の下流側にはエアミックスドア１２が配置されている。このエアミックスドア１２の下流側には車両エンジンの温水（冷却水）を熱源として空気を加熱する温水式ヒータコア（暖房用熱交換手段）１３が設置されている。この温水式ヒータコア１３の側方（上方部）には、温水式ヒータコア１３をバイパスして空気を流すバイパス通路１４が形成されている。
【００２０】
エアミックスドア１２は回動可能な板状ドアであり、サーボモータからなる電気駆動装置１５により駆動される。エアミックスドア１２は、温水式ヒータコア１３を通過する温風とバイパス通路１４を通過する冷風との風量割合を調節するものであって、この冷温風の風量割合の調節により車室内への吹出空気温度を調節する。従って、本例においては、エアミックスドア１２により車室内への吹出空気の温度調節手段が構成される。
【００２１】
温水式ヒータコア１３の下流側には下側から上方へ延びる温風通路１６が形成され、この温風通路１６からの温風とバイパス通路１４からの冷風が空気混合部１７で混合して、所望温度の空気を作り出すことができる。
【００２２】
さらに、空調ケース２ａ内で、空気混合部１７の下流側に吹出モード切替部が構成されている。すなわち、空調ケース２ａの上面部にはデフロスタ開口部１８が形成され、このデフロスタ開口部１８は図示しないデフロスタダクトを介して車両フロントガラス内面に空気を吹き出すものである。デフロスタ開口部１８は、回動自在な板状のデフロスタドア１９により開閉される。
【００２３】
また、空調ケース２ａの上面部で、デフロスタ開口部１８より車両後方側の部位にフェイス開口部２０が形成され、このフェイス開口部２０は図示しないフェイスダクトを介して車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出すものである。フェイス開口部２０は回動自在な板状のフェイスドア２１により開閉される。
【００２４】
また、空調ケース２ａにおいて、フェイス開口部２０の下側部位にフット開口部２２が形成され、このフット開口部２２から車室内乗員の足元に向けて空気を吹き出す。フット開口部２２は回動自在な板状のフットドア２３により開閉される。
【００２５】
上記した吹出モードドア１９、２１、２３は共通のリンク機構（図示せず）に連結され、このリンク機構を介してサーボモータからなる電気駆動装置２４により駆動される。
【００２６】
次に、本実施形態における電気制御部の概要を説明すると、空調用電子制御装置２５はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータと、その周辺回路にて構成されるものである。蒸発器１１の温度センサとしてサーミスタからなる温度センサ２６を有している。この温度センサ２６は空調ケース２ａ内で蒸発器１１の空気吹出直後の部位に配置され、蒸発器吹出温度Ｔｅを検出する。
【００２７】
空調用電子制御装置２５には、上記の温度センサ２６の他に、空調制御のために、内気温Ｔｒ、外気温Ｔａｍ、日射量Ｔｓ、温水温度Ｔｗ等を検出する周知のセンサ２７〜３０から検出信号が入力される。また、車室内計器盤近傍に設置される空調制御パネル３１には乗員により手動操作される操作スイッチ３２〜３６が備えられ、この操作スイッチ３２〜３６の操作信号も空調用電子制御装置２５に入力される。
【００２８】
この操作スイッチとして、具体的には、温度設定信号Ｔｓｅｔを発生する温度設定スイッチ３２、風量切替信号を発生する風量スイッチ３３、吹出モード信号を発生する吹出モードスイッチ３４、内外気切替信号を発生する内外気切替スイッチ３５、冷凍サイクルの圧縮機（図示せず）の運転を断続するエアコンスイッチ３６等が設けられている。
【００２９】
さらに、空調用電子制御装置２５には車速を検出する車速センサ３７およびルーフスイッチ３８の検出信号が入力される。ここで、図２に示す車両３９はルーフ４０を開閉可能に構成した車両、いわゆるオープンカーであって、図２（ａ）はルーフ４０の閉（全閉）状態を示し、図２（ｂ）はルーフ４０が車両後部の収納スペース内に収納された開（全開）状態を示す。ルーフ４０は図２（ａ）の全閉位置と図２（ｂ）の全開位置との中間に位置する半開状態も選択できる。
【００３０】
ルーフスイッチ３８はこのようなルーフ４０の開閉に応じた開閉動作を行うもので、本例ではルーフ４０が開状態（全開状態）になると、ルーフスイッチ３８が閉状態となり、ルーフ４０の閉状態および半開状態ではルーフスイッチ３８が開状態となるようにしてある。
【００３１】
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。図３のフローチャートは空調用電子制御装置２５のマイクロコンピュータにより実行される制御処理の概要を示し、図３の制御ルーチンは、図示しない車両エンジンのイグニッションスイッチがオンされて制御装置２５に電源が供給されとスタートする。
【００３２】
先ず、ステップＳ１ではフラグ、タイマー等の初期化がなされ、次のステップＳ２で空調制御パネル３１の操作スイッチ３２〜３６の操作信号を読み込む。次のステップＳ３で車両環境状態の信号、すなわち、センサ２６〜３０からの検出信号、車速センサ３７およびルーフスイッチ３８の検出信号等を読み込む。
【００３３】
続いて、ステップＳ４にて、車室内へ吹き出される空調風の目標吹出温度ＴＡＯを算出する。この目標吹出温度ＴＡＯは車室内を温度設定スイッチ３２の設定温度Ｔｓｅｔに維持するために必要な吹出温度であり、下記数式１に基づいて算出される。
【００３４】
【数１】
ＴＡＯ＝Ｋset ×Ｔset −Ｋr ×Ｔr −Ｋam×Ｔam−Ｋs ×Ｔs ＋Ｃ
但し、Ｔｒ：内気センサ２７により検出される内気温
Ｔａｍ：外気センサ２８により検出される外気温
Ｔｓ：日射センサ２９により検出される日射量
Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓ：制御ゲイン
Ｃ：補正用の定数
次に、ステップＳ５にて送風機４により送風される空気の目標送風量、具体的には送風機駆動用モータ１０の印加電圧であるブロワ電圧レベルを上記ＴＡＯに基づいて決定する。このブロワ電圧レベルの具体的決定方法は図４にて後述する。
【００３５】
次に、ステップＳ６にて内外気モードを決定する。この内外気モードは例えば設定温度Ｔｓｅｔに対して内気温Ｔｒが所定温度以上、大幅に高いとき（冷房高負荷時）に内気モードとし、その他の時は外気モードとする。あるいは、上記ＴＡＯが低温側から高温側へ上昇するにつれて、全内気モード→内外気混入モード→全外気モードと切替設定してもよい。
【００３６】
次に、ステップＳ７にて上記ＴＡＯに応じて吹出モードを決定する。この吹出モードは周知のごとくＴＡＯが低温側から高温側へ上昇するにつれてフェイスモード→バイレベルモード→フットモードと切替設定される。
【００３７】
次に、ステップＳ８にて、エアミックスドア１２の目標開度ＳＷを上記ＴＡＯ、蒸発器吹出温度Ｔｅ、及び温水温度Ｔｗに基づいて次の数式２により算出する。
【００３８】
【数２】
ＳＷ＝〔（ＴＡＯ−Ｔｅ）／（Ｔｗ−Ｔｅ）〕×１００（％）
ここで、エアミックスドア１２の目標開度ＳＷは、エアミックスドア１２の最大冷房位置（図１の実線位置）を０％とし、エアミックスドア１２の最大暖房位置（図１の一点鎖線位置）を１００％とする百分率で表される。
【００３９】
次に、ステップＳ９に進み、温度センサ２６により検出される実際の蒸発器吹出温度Ｔｅと、上記ＴＡＯ等に基づいて決定される目標蒸発器温度ＴＥＯとを比較して図示しない空調用圧縮機の電磁クラッチへの印加電圧を決定し、圧縮機作動の断続（ＯＮ−ＯＦＦ）を決定する。
【００４０】
次に、ステップＳ１０に進み、上記ステップＳ５〜Ｓ９で決定された制御状態が得られるように、各種アクチュエータ部（８、１０、１５、２４等）に制御信号が出力される。次のステップＳ１１で制御周期τの間待機し、制御周期τの経過を判定すると、ステップＳ２に戻る。
【００４１】
図４はステップＳ５によるブロワ電圧の決定方法の具体例を示すもので、まず、ステップＳ５１において、基準ブロワ電圧レベル（基準風量）Ｖ０を上記ＴＡＯに基づいて決定する。すなわち、上記ＴＡＯの高温側（最大暖房側）および低温側（最大冷房側）で基準ブロワ電圧レベルＶ０を増大させ、そして、上記ＴＡＯの中間温度域で基準ブロワ電圧レベルＶ０を減少させる。
【００４２】
ここで、送風機駆動用モータ１０の回転数、すなわち、風量はモータ印加電圧であるブロワ電圧レベルにより調整できる。本例では、基準ブロワ電圧レベルＶ０は最低速レベルＬｏと最高速レベルＨｉとの間をＴＡＯに応じて３１段階に変化させるようになっている。
【００４３】
次のステップＳ５２では、車両のルーフ４０が開状態であるかルーフスイッチ３８の信号に基づいて判定する。車両のルーフ４０が開状態であるときは次のステップＳ５３で車速Ｓによる第１補正レベルＶ１を決定する。この第１補正レベルＶ１は車速Ｓが第１所定値Ｓ１に到達するまでは０である。つまり、車速Ｓが第１所定値Ｓ１、例えば、４０ｋｍ／ｈ未満の低速走行時にはルーフ４０の開状態に起因する「車両後方から前方への巻き込み風」が微弱であるので、車速による第１補正レベルＶ１＝０とする。
【００４４】
そして、車速Ｓが第１所定値Ｓ１より上昇すると、その上昇度合いに応じて第１補正レベルＶ１を増大させる。ここで、車速Ｓの第２所定値Ｓ２は第１所定値Ｓ１より十分高い速度で、例えば、８０ｋｍ／ｈである。この第２所定値Ｓ２以上の速度では第１補正レベルＶ１を最大値Ｖ１ｍａｘとする。この最大値Ｖ１ｍａｘは本例では「１」に設定している。
【００４５】
なお、ステップＳ５３において、車速Ｓの判定値である第１所定値Ｓ１および第２所定値Ｓ２にそれぞれ、車速Ｓの上昇時と下降時とで適宜のヒステリシス幅（例えば、１５〜２０ｋｍ／ｈ程度）を設けることにより、車速Ｓの若干量の変動があっても風量が頻繁に変動することを防止できる。
【００４６】
次のステップＳ５４では、外気温Ｔａｍによる第２補正レベルＶ２を以下のように決定する。すなわち、春秋の中間季節では、車両のルーフ４０が開状態にああって、車両後方から前方に向かって巻き込まれる空気流れ（乱流）が生じても、この巻き込み風の温度自体が乗員の温熱感への悪影響が小さいレベルにあるので、春秋の中間季節では車速Ｓによる風量補正が不要となる。
【００４７】
そこで、本例では、中間季節の外気温範囲の下限を決める第１所定温度Ｔ１と、中間季節の外気温範囲の上限を決める第２所定温度Ｔ２との間では第２補正レベルＶ２＝０とする。ここで、Ｔ１は例えば、２２℃で、Ｔ２は２７℃である。
【００４８】
そして、Ｔ１より外気温Ｔａｍが低い低外気温時（Ｔａｍ＜Ｔ１）およびＴ２より外気温Ｔａｍが高い高外気温時（Ｔａｍ＞Ｔ２）に、第２補正レベルＶ２ををステップＳ５４のマップのように設定する。つまり、外気温ＴａｍがＴ１よりＴ１’（例えば、２０℃）に向かって低下することにより、また、外気温ＴａｍがＴ２よりＴ２’（例えば、３０℃）に向かって上昇することにより、第２補正レベルＶ２が０より最大値Ｖ２ｍａｘに増大する。ここで、最大値Ｖ２ｍａｘは例えば「７」である。
【００４９】
次のステップＳ５５では、出力ブロワ電圧レベルＶを基準ブロワ電圧レベルＶ０と第１補正レベルＶ１と第２補正レベルＶ２とに基づいて次の数式３により決定する。
【００５０】
【数３】
Ｖ＝Ｖ０＋（Ｖ１×Ｖ２）
つまり、第１補正レベルＶ１と第２補正レベルＶ２とを乗算してブロワ電圧補正量を求め、このブロワ電圧補正量を基準ブロワ電圧レベルＶ０に加算することにより、最終的に出力ブロワ電圧レベルＶを算出する。従って、本実施形態によると、中間季節の外気温範囲（Ｔ〜Ｔ２の範囲）ではＶ２＝０となるため、車両のルーフ４０の開状態でもブロワ電圧補正量レベルは０となり、送風機駆動用モータ１０の回転数、すなわち、風量は基準ブロワ電圧レベルＶ０により決まる値となる。
【００５１】
一方、低外気温時（Ｔａｍ＜Ｔ１）および高外気温時（Ｔａｍ＞Ｔ２）においては、車速が高くなるほどブロワ電圧補正量を増大させる。これにより、低外気温時および高外気温時にルーフ４０が開放され、車両後方から前方へ向かって巻き込まれる空気流れ（乱流）が生じても、空調風（温風または冷風）の吹出風量を車速に応じて増大させることができる。この車速に応じた吹出風量の増大により巻き込み風の影響を低減して空調フィーリングを良好に維持できる。
【００５２】
なお、ルーフ４０が閉状態にあるときはステップ５２からステップ５６に進み、出力ブロワ電圧レベルＶ＝基準ブロワ電圧レベルＶ０とし、ＴＡＯに基づいて算出された基準ブロワ電圧レベルＶ０で送風機駆動用モータ１０を作動させる。
【００５３】
（他の実施形態）
なお、上記の一実施形態では、図４のステップ５５で第１補正レベルＶ１と第２補正レベルＶ２とを乗算してブロワ電圧補正量を求め、このブロワ電圧補正量を基準ブロワ電圧レベルＶ０に加算することにより、出力ブロワ電圧レベルＶを算出しているが、ステップ５３で車速補正係数αを、また、ステップ５４で外気温補正係数βをそれぞれ算出し、これら車速補正係数αおよび外気温補正係数βに基づいて最終補正係数ｋを求め、この最終補正係数ｋを基準ブロワ電圧Ｖ０に乗算することにより、出力ブロワ電圧レベルＶを決定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態を適用するオープンカーの説明図である。
【図３】本発明の一実施形態の全体制御を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態の制御の要部を示すフローチャートである。
【符号の説明】
４…送風機（送風手段）、１１…蒸発器（熱交換手段）、
１３…ヒータコア（熱交換手段）、４０…ルーフ。
【図１】
0004317902.tif 000002
【図２】
0004317902.tif 000003
【図３】
0004317902.tif 000004
【図４】
0004317902.tif 000005