(57)【要約】【課題】車両用空調システムにおいて、快適性を確保しながら、省エネルギ化を図る。【解決手段】車両用空調システムは、送風機３と、送風機３によって発生する空気流を乗員に向けて吹き出すレジスタ７と、送風機３の風量を制御する制御部２とを有している。レジスタ７は、スイング動作切り替えスイッチ１によって、空気の吹き出し方向を周期的に変化させるスイング動作のオン／オフを切り替えることができるように構成されている。制御部２は、スイング動作がオンされている時に、スイング動作がオフされている時よりも送風機３の風量を少なく制御する。【選択図】図１
2009292336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風機と、
前記送風機によって発生する空気流を乗員に向けて吹き出すレジスタと、
前記送風機を制御する制御部と、
を有し、
前記レジスタは、空気の吹き出し方向を周期的に変化させるスイング動作をオンした状態とオフした状態とに切り替えることができるように構成され、前記スイング動作がオンされた状態とオフされた状態とのどちらであるかを示す信号を前記制御部に入力し、
前記制御部は、前記スイング動作がオンされている時に、前記スイング動作がオフされている時よりも前記送風機の風量を少なく制御する車両用空調システム。
【請求項２】
前記送風機によって発生する空気流の冷却および加熱を行って、前記レジスタから吹き出される空気の温度を調節する温度調節機構をさらに有し、
前記制御部は、前記温度調節機構の制御も行い、前記スイング動作がオンされている時に、前記スイング動作がオフされている時よりも、前記レジスタから吹き出される空気の温度を低く制御する請求項１に記載の車両用空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調システムに関し、特に、空調空気の吹き出し方向を変化させることができるレジスタを備える車両用空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両には、通常、車両用空調システムが設けられている。車両用空調システムにおいて、乗員の快適性を確保しながら、省エネルギ化を図る技術が、特許文献１に開示されている。
【０００３】
図４〜６に、特許文献１に開示された従来技術の車両用空調システムを示す。図４は全体構成図、図５は風向調整手段を備えるレジスタの模式図、図６は自動車の左席用の空調ユニットの構成図である。
【０００４】
この従来例の車両用空調システムは、図４，６に示すように、例えば右席用と左席用、前部席用と後部席用、足元用、上半身用、デフロスタ用などの複数の通路５０ａ〜ｄに分岐して、車両内の各所に空調空気を供給する空調ダクト５０を有している。空調ダクト５０内には、空調ダクト５０を介して空調空気を送風するための送風機５１、空調空気を冷却するためのエバポレータ５２、および空調空気を加熱するためのヒータコア５３が設けられている。
【０００５】
エバポレータ５２は、冷媒配管５５を介して供給される冷媒の気化熱を利用して空調空気を冷却するものであり、冷媒配管５５には、気化した冷媒を圧縮する圧縮機５６が接続されている。圧縮機５６は、ベルト６０および電磁クラッチ６１を介して車両走行用のエンジン６５に連結されており、エンジン６５の発生動力を利用して駆動される。
【０００６】
さらに、この従来例の車両用空調システムは電子制御装置７０を有している。電子制御装置７０は、各所の温度などのセンサ７１などからの入力に基づいて、送風機５１の出力を制御し、また電磁クラッチ６１を介して圧縮機５６の出力を制御して、空調能力を適切に制御する働きをする。
【０００７】
また、この従来例の車両用空調システムには、図５に示すように、乗員の上半身用のレジスタ８０の縦ルーバ８１ａおよび横ルーバ８１ｂに、それらの向きをそれぞれ調節するためのモータ８２ａ，８２ｂが連結されている。電子制御装置７０はこれらのモータ８２ａ，８２ｂの動作制御も行うようになっており、それによって、レジスタ８０からの空調空気が乗員に直接当たるようにする直接風モードと、空調空気が乗員に直接当たらないようにする通常モードとの切り替えを行っている。
【０００８】
特許文献１によれば、直接風モードでは、通常モードに比べて、乗員周りの温度を低下させる作用を得やすい。このため、低い設定温度が選択された場合や、気温が高い場合などには、直接風モードで動作させることによって、送風機５１や圧縮機５６の出力を下げても快適性を確保でき、それにより、省エネルギ化が図られるとされている。
【０００９】
また、この従来例の車両用空調システムでは、図６に示すように、後部席および助手席の乗員用のレジスタにそれぞれ通じる通路５０ｃ，５０ｄに、それらの通路５０ｃ，５０ｄをふさぐことができるドア５８ａ，５８ｂがそれぞれ設けられている。ドア５８ａ，５８ｂを開閉動作させるモータ５９ａ，５９ｂは、各座席に乗員が着座しているか否かを検出する乗員検出センサ７２からの入力信号に基づいて、電子制御装置７０によって制御される。すなわち、乗員が着座していない座席に対応する通路のドアは閉じられる。
【００１０】
特許文献１によれば、通路のドアが閉じられた状態では、ドアが閉じられていない場合に比べて送風機５１や圧縮機５６の出力を下げても、空調空気の送風量や温度を確保することができるとされている。それによって、快適性を確保しながら、省エネルギ化を図っている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−２４８９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、新規な方策によって、快適性を確保しながら、省エネルギ化を図ることができる車両用空調システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の目的を達成するため、本発明の車両用空調システムは、送風機と、送風機によって発生する空気流を乗員に向けて吹き出すレジスタと、送風機を制御する制御部と、を有し、レジスタは、空気の吹き出し方向を周期的に変化させるスイング動作をオンした状態とオフした状態とに切り替えることができるように構成され、スイング動作がオンされた状態とオフされた状態とのどちらであるかを示す信号を前記制御部に入力し、制御部は、スイング動作がオンされている時に、スイング動作がオフされている時よりも送風機の風量を少なく制御することを特徴とする。
【００１４】
スイング動作を行った場合には、乗員に風が断続的に当たる。この場合、風量が同じであれば、風が常に当たる場合よりも、乗員の体感温度は低くなる。このため、スイング動作がオンされている時に、スイング動作がオフされている時よりも送風機の風量を少なくしても、スイング動作がオンされている時とオフされている時とで、体感温度を同等にすることが可能である。本発明では、このような制御を行うことで、快適性を損なうことなく、送風機の風量を下げることができる。
【００１５】
また、本発明では、さらに、スイング動作がオンされている時に、スイング動作がオフされている時よりも、レジスタから吹き出される空気の温度を低く制御してもよい。すなわち、スイング動作を行う場合には、行わない場合に比べて吹き出し空気の温度を下げても、その空気が当たる乗員に不快感を与えにくいので、不快感を生じさせることなく、吹き出し空気の温度を下げることができる。そして、吹き出し空気の温度を下げることによって、体感温度を上昇させることなく、さらに風量を下げることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、スイング動作がオンされた時に、オフされている時に比べて、送風機の風量を下げる制御を行うことにより、乗員の体感温度を変化させることなく、したがって、快適性を損なうことなく、省エネルギ効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１，２に、本発明の一実施形態の車両用空調システムを模式的に示す。図１は全体構成図、図２はレジスタを示す図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の車両用空調システムは、空調空気を案内するためのダクト１０を有している。ダクト１０内には、矢印６によって模式的に示すように空調空気の流れを発生するための送風機３、空調空気を冷却するためのエバポレータ４、空調空気を加熱するためのヒータコア５が設けられている。
【００１９】
エバポレータ４は、不図示の冷媒循環系から供給される冷媒の気化熱を利用して空調空気を冷却する装置である。冷媒循環系としては、例えば図４を参照して説明したもののような公知の任意の構成のものを用いることができる。
【００２０】
また、車両用空調システムは、送風機３やヒータコア５などを制御するための制御部２を有している。制御部２には、公知のように、各部の空気温度などのセンサや、空調のオン・オフや設定温度などを乗員が選択するための入力部などが接続されていてよく、制御部２は、それらの入力信号に応じて風量や温度を調整するように構成することができる。
【００２１】
本実施形態では、ダクト１０の一端には、乗員（ドライバまたはパッセンジャ）８の上半身（特に、頭部）付近に向けて空調空気を吹き出すためのレジスタ７が設けられている。図２に示すように、レジスタ７は、鉛直方向に互いに平行に延びる複数の縦ブレード１１と、水平方向に互いに平行に延びる複数の横ブレード１２を有している。
【００２２】
図２（ｂ）に模式的に示すように、各縦ブレード１１は、前後方向に平行なθ0の位置から左右方向にそれぞれθ1ずつ回転できるように支持されている。図示していないが、各横ブレード１２も同様に所定の角度範囲内で上下方向に回転可能に支持されていてよい。このように、縦ブレード１１および横ブレード１２を回転させることによって、空調空気の吹き出し方向を調節することができる。吹き出し方向の調節は、ノブ１４などを介して手動で実施できるようにすることができる。
【００２３】
本実施形態のレジスタ７では、縦ブレード１１に連結ロッド１７およびクラッチ１８を介してアクチュエータ１６が連結されている。このアクチュエータ１６によって、縦ブレード１１を左右に回転駆動できるようになっている。そして、本実施形態では、アクチュエータ１６により縦ブレード１１を周期的に左右に回転させて、空気の吹き出し方向を周期的に左右に変化させるスイング動作をさせることができるようになっている。レジスタ７には、このスイング動作のオン／オフ切り替えを行うために、スイング動作切り替えスイッチ１が設けられている。
【００２４】
スイング動作は、不図示のレジスタ制御部でアクチュエータ１６の動作制御を行うことで、実行する構成とすることができる。この際、図１に示すように、スイング動作切り替えスイッチ１の切り替え状態は、送風機３やヒータコア５の制御を行う制御部２にも入力される。あるいは、制御部２でレジスタ７のスイング動作の制御も行う構成としてもよい。いずれにしても、制御部２には、スイング動作がオンされているかオフされているかを示す信号を入力する必要がある。
【００２５】
なお、図示していないが、ダクト１０には、公知のように、デフロスタ用や、足元用などの他の構成のレジスタが連結されていてよい。
【００２６】
次に、本実施形態の車両用空調システムの動作について説明する。
【００２７】
空調がオンに設定されると、送風機３が起動される。送風機３の出力は、設定温度や室温などに応じて、所定の風量に調整される。送風機３から送り出された空気は、まず、エバポレータ４で冷やされ、その後、ヒータコア５で所定の温度に暖められてレジスタ７から吹き出される。この際、空調空気によって曇り取り効果が得られるようにするなどの理由で、空調空気は、通常、全量がエバポレータ４で冷却される。
【００２８】
ヒータコア５で加熱した後の空調空気の温度、したがって、レジスタ７から吹き出される空調空気の温度は、ヒータコア５を制御することによって、設定温度などに応じた所定の温度に調節される。この温度調節は、通常、エバポレータ４で冷却された冷風に対して、ヒータコア５で加熱した温風を混合する割合を変化させることによって行われる。
【００２９】
また、図４を参照して説明した従来例のようにエバポレータ４でも、圧縮機の出力制御などを行ってもよいが、エバポレータ４は、オン／オフの切り替えしかできない構成が一般的であり、本実施形態では、そのような構成のエバポレータ４を用いることができる。いずれにしても、本実施形態では、エバポレータ４とヒータコア５、および、場合によっては、両者によって発生する冷風と温風の混合比を調節する機構が、レジスタ７から吹き出される空気の温度を調整する温度調節機構を構成している。
【００３０】
次に、レジスタ７のスイング動作の切り替えについて説明する。スイング動作を行った場合、レジスタ７からの吹き出し空気は、乗員８に対して断続的に当たる。このように、断続的に風が当たると、乗員８に直接風が当たらない場合、および常に風が当たっている場合に比べて、体感温度が下がる。これは、風が当たっている時とそうでない時とで、温度差があるために涼しさを感じやすくなるからである。
【００３１】
そこで、本実施形態では、設定温度などの他の指令に変更が無くても、スイング動作がオンに設定されると、オフに設定されている時に比べて、送風機３の風量を自動的に減らす制御を行う。このように風量を削減しても、削減量を適切に設定すれば、スイング動作により断続的に風を当てることによって、そうでない場合と比べて、室温自体は上昇しても、体感温度は同等となるようにすることができる。
【００３２】
また、吹き出し空気を乗員８に常に当てる場合、吹き出し空気の温度をあまり低く設定すると、乗員８が、吹き出し空気が当たる部分で局所的に冷えを感じて、不快感を生じる場合がある。このような不快感を与えるのを、スイング動作を行った場合には抑制することができる。そこで、本実施形態では、設定温度などの他の指令に変更が無くても、スイング動作がオンに設定された時に、オフに設定されている時に比べて、レジスタ７からの吹き出し空気の温度を自動的に低くする制御をさらに行ってもよい。このように吹き出し空気の温度を低くすることによって、体感温度を変化させることなく、さらに送風機３の風量を減らすことができる。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態では、レジスタ７のスイング動作がオンに設定された時に、風量を減らすことによって、送風機３の消費電力が抑えられ、省エネルギ効果が得られる。また、風量を減らすことによって、エバポレータ４および／またはヒータコア５による空調空気の温度調節に必要となるエネルギも、それらを通る単位時間当たりの空気量が少なくなるため、軽減され、それによっても省エネルギ効果が得られる。さらに、レジスタ７のスイング動作がオンに設定された時に、吹き出し空気の温度を低く設定することもでき、このようにすることによって、送風機３の風量をさらに減らして、より大きな省エネルギ効果を得ることができる。
【００３４】
なお、本実施形態は、本発明を例示するものであり、特許請求の範囲に規定する本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【００３５】
例えば、本実施形態では、図１に示すように、スイング動作切り替えスイッチ１の切り替え状態を示す信号を制御部２に入力する構成を示した。しかし、この信号を、図３に示すように、送風機３の電源または電源コントロール回路に組み込んだ電圧コントロール回路９に入力する構成としてもよい。この構成では、スイング動作がオンされた時に、制御部２での通常の制御とは独立して、送風機３の電圧が低下させられ、送風機３の風量が下げられる。この構成によれば、従来の装置に対して、比較的簡単な変更を施すことで、スイング動作の切り替えに応じて風量を変化させる制御を行う本発明の装置を実現することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、スイング動作の切り替えが可能なレジスタ７が１つの場合について説明したが、本実施形態の構成は、スイング動作の切り替えが可能なレジスタが複数設けられた車両用空調システムに応用することもできる。この場合、全てのレジスタについて、１つのスイッチでスイング動作の切り替えを行う構成とすれば、図１や図３の構成をそのまま適用することができる。
【００３７】
各レジスタについてそれぞれスイング動作切り替えスイッチを設ける場合には、各レジスタに通じる通路または各レジスタ自体に設けたダンパのような流量制御機構を併用することができる。すなわち、それによって、スイング動作がオンにされたレジスタについてのみ吹き出し空気の風量を下げることができる。この場合にも、全体として必要となる風量が減少するので、送風機の出力を下げて、省エネルギ効果を得ることができる。さらに、吹き出し空気の温度を、スイング動作がオンにされたレジスタについてのみ低くする制御を行ってもよい。
【００３８】
スイング動作の切り替えが可能なレジスタを複数設ける構成としては、運転席、助手席、後部席などのそれぞれに対してレジスタを設ける構成や、観光バスなど、大勢の乗客のそれぞれに対してレジスタを設ける構成などが考えられる。特に、大勢の乗客のそれぞれに対してレジスタを設けた構成では、大きな省エネルギ効果を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態の車両用空調システムの全体構成を示す模式図である。
【図２】図１の車両用空調システムのレジスタを示す模式図である。
【図３】図１の変形例を示す図である。
【図４】従来例の車両用空調システムの全体構成を示す模式図である。
【図５】図４の車両用空調システムのレジスタを示す模式図である。
【図６】図４の車両用空調システムの、自動車の左席用の空調ユニットの構成図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    スイング動作切り替えスイッチ
２    制御部
３    送風機
４    エバポレータ
５    ヒータコア
７    レジスタ
１０    ダクト
【図１】
2009292336.tif 000003
【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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