(57)【要約】【課題】コストの増加を抑えつつ乗員の快適性を向上できる車両用空調装置を提供する。【解決手段】車両に搭載される車両用空調装置であって、乗員の上半身側に吹き出される空調空気を流通させるフェイス開口部５１と、乗員の下半身側に吹き出される空調空気を流通させるフット開口部５２と、フェイス開口部５１を開閉するフェイスモードドア６１と、フット開口部５２を開閉するフットモードドア６２と、フェイスモードドア６１及びフットモードドア６２の開度を調節する駆動機構１４０と、駆動機構１４０を作動制御する制御部１３０とを有し、制御部１３０は、吹出モードに基づいてフェイスモードドア６１又はフットモードドア６２の開度を制御する吹出モード切替制御を行うとともに、フェイスモードドア６１の開度を所定の範囲内で増減させるゆらぎ制御を行うように構成する。【選択図】図４
2009090873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される車両用空調装置であって、
前記車両の乗員の上半身側に吹き出される空調空気を流通させるフェイス開口部（５１）と、
前記乗員の下半身側に吹き出される空調空気を流通させるフット開口部（５２）と、
前記フェイス開口部（５１）を開閉するフェイスモードドア（６１）と、
前記フット開口部（５２）を開閉するフットモードドア（６２）と、
前記フェイスモードドア（６１）及び前記フットモードドア（６２）の開度を調節する駆動機構（１４０）と、
前記駆動機構（１４０）を作動制御する制御部（１３０）とを有し、
前記制御部（１３０）は、吹出モードに基づいて前記フェイスモードドア（６１）又は前記フットモードドア（６２）の開度を制御する吹出モード切替制御を行うとともに、前記フェイスモードドア（６１）又は前記フットモードドア（６２）の少なくともいずれか一方の開度を所定の範囲内で増減させるゆらぎ制御を行うことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記駆動機構（１４０）は、前記フェイスモードドア（６１）又は前記フットモードドア（６２）のうち一方を閉じた状態で他方の開度を調節可能なリンク機構（１５０）と、前記リンク機構（１５０）を駆動させるアクチュエータ（７０）とを有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。
【請求項３】
前記アクチュエータ（７０）は、一方向に回転したときに第１乃至第５の駆動角度をこの順にとり、
前記リンク機構（１５０）は、前記第１の駆動角度から前記第２の駆動角度まで変化したときに前記フットモードドア（６２）を閉じたまま前記フェイスモードドア（６１）の開度を変化させ、前記第３の駆動角度のときに前記フェイスモードドア（６１）を開いて前記フットモードドア（６２）を閉じ、前記第４の駆動角度のときに前記フェイスモードドア（６１）及び前記フットモードドア（６２）の双方を開き、前記第５の駆動角度のときに前記フェイスモードドア（６１）を閉じて前記フットモードドア（６２）を開くように構成され、
前記制御部（１３０）は、前記アクチュエータ（７０）の回転角度を前記第１の駆動角度から前記第２の駆動角度までの範囲内で増減させることにより前記ゆらぎ制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室内の空調を行う車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の車両用空調装置は、車室内の温度の調節だけでなく車室内の快適性の向上も要求されている。例えば車室内が快適な温度に保たれている場合、一定風量の空調空気が乗員の体に当たり続けると快適性が低下することがある。
【０００３】
特許文献１には、風の吹出方向を調節するスイングルーバを吹出口に備えた車両用空調装置が開示されている。この車両用空調装置では、吹出口からの風の吹出方向を変化させて乗員の体に当たる風量を規則的に変化させることにより、乗員の快適性を向上できるようになっている。
【特許文献１】特開２００５−１１２２３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の車両用空調装置では、スイングルーバを駆動するためのアクチュエータを吹出口毎に配置する必要があるため、コストが増加してしまうという問題が生じる。
【０００５】
本発明の目的は、コストの増加を抑えつつ乗員の快適性を向上でき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】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、車両に搭載される車両用空調装置であって、車両の乗員の上半身側に吹き出される空調空気を流通させるフェイス開口部（５１）と、乗員の下半身側に吹き出される空調空気を流通させるフット開口部（５２）と、フェイス開口部（５１）を開閉するフェイスモードドア（６１）と、フット開口部（５２）を開閉するフットモードドア（６２）と、フェイスモードドア（６１）及びフットモードドア（６２）の開度を調節する駆動機構（１４０）と、駆動機構（１４０）を作動制御する制御部（１３０）とを有し、制御部（１３０）は、吹出モードに基づいてフェイスモードドア（６１）又はフットモードドア（６２）の開度を制御する吹出モード切替制御を行うとともに、フェイスモードドア（６１）又はフットモードドア（６２）の少なくともいずれか一方の開度を所定の範囲内で増減させるゆらぎ制御を行うことを特徴としている。
【０００８】
これにより、フェイス開口部（５１）又はフット開口部（５２）の少なくともいずれか一方を介して吹き出される空調空気の風量をゆらぎ変化させることができるため、乗員の快適性を向上できる。風量のゆらぎ変化はフェイスモードドア（６１）又はフットモードドア（６２）の開度を増減させることにより得られるため、新規の部品を別途追加する必要がなく、車両用空調装置１のコストの増加を抑えることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、駆動機構（１４０）は、フェイスモードドア（６１）又はフットモードドア（６２）のうち一方を閉じた状態で他方の開度を調節可能なリンク機構（１５０）と、リンク機構（１５０）を駆動させるアクチュエータ（７０）とを有することを特徴としている。
【００１０】
これにより、フェイスモードドア（６１）又はフットモードドア（６２）のうち一方を介して吹き出される空調空気の風量をゆらぎ変化させるときに、他方から空調空気が漏れ出すことを防止できる。
【００１１】
例えば請求項３に記載の発明のように、アクチュエータ（７０）は、一方向に回転したときに第１乃至第５の駆動角度をこの順にとり、リンク機構（１５０）は、第１の駆動角度から第２の駆動角度まで変化したときにフットモードドア（６２）を閉じたままフェイスモードドア（６１）の開度を変化させ、第３の駆動角度のときにフェイスモードドア（６１）を開いてフットモードドア（６２）を閉じ、第４の駆動角度のときにフェイスモードドア（６１）及びフットモードドア（６２）の双方を開き、第５の駆動角度のときにフェイスモードドア（６１）を閉じてフットモードドア（６２）を開くように構成され、制御部（１３０）は、アクチュエータ（７０）の回転角度を第１の駆動角度から第２の駆動角度までの範囲内で増減させることによりゆらぎ制御を行うようにする。
【００１２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係の一例を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１乃至図４を用いて説明する。図１は、本実施形態における車両用空調装置１の構成を示す模式的な断面図である。図１に示すように、車両用空調装置１は、空気を流通させる空気通路１１を画定する空調ケース１０を有している。空調ケース１０は、車室内前部の計器盤内側に配置されている。空調ケース１０には、車室内の空気又は車室外の空気を切替導入し、車室内に向かう空気の流れを空気通路１１内に発生させる送風ユニット（図示せず）が設けられている。
【００１４】
空気通路１１内であって送風ユニットの下流側には、内部を流通する冷媒との熱交換により空調空気を冷却する冷媒蒸発器２０が配置されている。冷媒蒸発器２０は、冷媒が循環する冷凍サイクルの一部を構成する。
【００１５】
冷媒蒸発器２０の空気流れ下流側には、片持ち型のエアミックスドア３１が設けられている。エアミックスドア３１のさらに下流側には、内部を流通するエンジン冷却水との熱交換により、冷媒蒸発器２０で冷却された空気を加熱するヒータコア３０が設けられている。ヒータコア３０の上方には、ヒータコア３０を迂回して空気を流す前席用のバイパス通路３２が形成されている。エアミックスドア３１は、不図示の駆動機構により駆動され、ヒータコア３０の上部領域を通過して再加熱される高温の空気の流量と、ヒータコア３０を迂回してバイパス通路３２を通過する低温の空気の流量との比率を調節できるようになっている。
【００１６】
またヒータコア３０の下方には、ヒータコア３０を迂回して空気を流す後席用のバイパス通路３３が設けられている。バイパス通路３３の空気流れ下流側には、ヒータコア３０の下部領域を通過する空気の流量と、ヒータコア３０を迂回してバイパス通路３２を通過する空気の流量との比率を調節する後席用のエアミックスドア３４が設けられている。
【００１７】
ヒータコア３０の上部領域とバイパス通路３２との下流側には、デフロスタ開口部５０、フェイス開口部５１及びフット開口部５２が設けられている。デフロスタ開口部５０からは、車両のフロントガラス内面等に吹き出される空気が流出するようになっている。フェイス開口部５１からは、車室内前席の乗員の顔部等の上半身側に吹き出される空気が流出するようになっている。フット開口部５２からは、車室内前席の乗員の脚部等の下半身側に吹き出される空気が流出するようになっている。
【００１８】
デフロスタ開口部５０、フェイス開口部５１及びフット開口部５２は、吹出モードに基づき、それぞれデフロスタモードドア６０、フェイスモードドア６１及びフットモードドア６２により開閉されるようになっている。図１では、デフロスタ開口部５０が閉、フェイス開口部５１が開、フット開口部５２が閉となるフェイスモードの状態を示している。デフロスタモードドア６０、フェイスモードドア６１及びフットモードドア６２は、後述する制御部１３０の制御によって駆動機構１４０により駆動される。本実施形態では、フェイスモードドア６１が全開になった状態では、フェイスモードドア６１によりフット開口部５２が閉じられるようになっている。
【００１９】
エアミックスドア３４の下流側には、いずれも後席用のフェイス開口部５３及びフット開口部５４が設けられている。フェイス開口部５３及びフット開口部５４は、吹出モードに基づいてモードドア６３により開閉されるようになっている。図１では、フェイス開口部５３が開、フット開口部５４が閉となる後席フェイスモードの状態を示している。
【００２０】
図２は、デフロスタモードドア６０、フェイスモードドア６１及びフットモードドア６２を駆動する駆動機構１４０の構成を示す模式図である。図２に示すように、駆動機構１４０は、所定の回転角度で回転軸を正逆回転させるアクチュエータ７０と、アクチュエータ７０の駆動力を各モードドア６０、６１、６２に伝達するリンク機構１５０とを有している。アクチュエータ７０の回転角度は、制御部１３０により制御されるようになっている。
【００２１】
リンク機構１５０は、所定の形状に成形されたリンク板７１を有している。リンク板７１の略中心位置には、アクチュエータ７０の回転軸が接続される軸穴７２が形成されている。またリンク板７１の一側面には、軸穴７２を囲むように延びる３本の案内溝７３、７４、７５が形成されている。
【００２２】
案内溝７３には、リンクレバー８０の一端に形成された凸状の案内ピン８１が摺動可能に差し込まれている。リンクレバー８０の他端は、デフロスタモードドア６０の回転軸８２に接続されている。
【００２３】
案内溝７４には、リンクレバー９０の一端に形成された凸状の案内ピン９１が摺動可能に差し込まれている。リンクレバー９０の他端には、凸状の案内ピン９２が形成されている。リンクレバー９０の案内ピン９１と案内ピン９２との間には、回転軸９３が設けられている。案内ピン９２は、リンクレバー１００の一端側に形成された直線状の案内溝１０１に摺動可能に差し込まれている。リンクレバー１００の他端は、フェイスモードドア６１の回転軸１０２に接続されている。
【００２４】
案内溝７５には、リンクレバー１１０の一端に形成された凸状の案内ピン１１１が摺動可能に差し込まれている。リンクレバー１１０の他端には、凸状の案内ピン１１２が形成されている。リンクレバー１１０の案内ピン１１１と案内ピン１１２との間には、回転軸１１３が設けられている。案内ピン１１２は、リンクレバー１２０の一端側に形成された直線状の案内溝１２１に摺動可能に差し込まれている。リンクレバー１２０の他端は、フットモードドア６２の回転軸１２２に接続されている。
【００２５】
アクチュエータ７０の駆動によりリンク板７１が回転すると、各案内ピン８１、９１、９２、１１１、１１２が各案内溝７３、７４、１０１、７５、１２１内をそれぞれ摺動し、各モードドア６０、６１、６２が開閉する。各モードドア６０、６１、６２の開度は、リンク板７１の角度位置に基づいて決定されるようになっている。
【００２６】
図３は、アクチュエータ７０の駆動角度とモードドア６０、６１、６２の開度との関係の一例を示すグラフである。グラフの横軸は、アクチュエータ７０の駆動角度（ｄｅｇ）を図２の時計回り方向を正として表している。縦軸は、各モードドア６０、６１、６２の角度（ｄｅｇ）を閉状態を０°として表している。曲線Ｌ１はフェイスモードドア６１の角度を示し、曲線Ｌ２はフットモードドア６２の角度を示し、曲線Ｌ３はデフロスタモードドア６０の角度を示している。
【００２７】
図３に示すように、アクチュエータ７０の駆動角度が約５０°（第３の駆動角度；リンク板７１の角度位置がＡ）のとき、フェイスモードドア６１の角度が最大になるため、フェイス開口部５１は全開となる。このとき、フットモードドア６２の角度は０°ではないものの、最大角度となったフェイスモードドア６１によってフット開口部５２は全閉となる（図１参照）。さらに、デフロスタモードドア６０の角度が０°であるため、デフロスタ開口部５０は全閉となる。すなわち、リンク板７１が角度位置Ａにあるときには、フェイス開口部５１を介して吹き出される空調空気の風量が最大になるフェイスモードとなる。
【００２８】
アクチュエータ７０の駆動角度が約７３°（第４の駆動角度；リンク板７１の角度位置がＢ）のとき、フェイスモードドア６１及びフットモードドア６２がいずれも所定角度であるため、フェイス開口部５１及びフット開口部５２は中間開度で開となる。また、デフロスタモードドア６０の角度が０°であるため、デフロスタ開口部５０は全閉となる。すなわち、リンク板７１が角度位置Ｂにあるときには、フェイス開口部５１及びフット開口部５２の双方を介して空調空気が吹き出されるバイレベルモードとなる。
【００２９】
アクチュエータ７０の駆動角度が約９６°（第５の駆動角度；リンク板７１の角度位置がＣ）のとき、フェイスモードドア６１の角度が０°であるため、フェイス開口部５１は全閉となる。また、フットモードドア６２の角度が最大になるため、フット開口部５２は全開となる。さらに、デフロスタモードドア６０の角度が低角度であるため、デフロスタ開口部５０は低開度で開となる。すなわち、リンク板７１が角度位置Ｃにあるときには、フット開口部５２を介して吹き出される空調空気の風量が最大になるフットモードとなる。
【００３０】
アクチュエータ７０の駆動角度が約１３０°（リンク板７１の角度位置がＤ）のとき、フェイスモードドア６１の角度が０°であるため、フェイス開口部５１は全閉となる。また、フットモードドア６２及びデフロスタモードドア６０がいずれも所定角度であるため、フット開口部５２及びデフロスタ開口部５０は中間開度で開となる。すなわち、リンク板７１が角度位置Ｄにあるときには、フット開口部５２及びデフロスタ開口部５０の双方を介して空調空気が吹き出されるフットデフモードとなる。
【００３１】
アクチュエータ７０の駆動角度が約１６０°（リンク板７１の角度位置がＥ）のとき、フェイスモードドア６１及びフットモードドア６２の角度がいずれも０°であるため、フェイス開口部５１及びフット開口部５２は全閉となる。また、デフロスタモードドア６０の角度が最大になるため、デフロスタ開口部５０は全開となる。すなわち、リンク板７１が角度位置Ｅにあるときには、デフロスタ開口部５０を介して吹き出される空調空気の風量が最大になるデフロスタモードとなる。
【００３２】
以上のように、リンク板７１の角度位置がＡからＥまでの間は、吹出モードを切り替えるための吹出モード切替領域となっている。
【００３３】
本実施形態では、案内溝７３、７４、７５が、リンク板７１が角度位置Ａよりも低角度側の角度位置をとれるように形成されている。角度位置Ａよりも低角度側の所定の角度位置範囲Ｆ（アクチュエータ駆動角度０°（第１の駆動角度）〜３０°（第２の駆動角度））は、フェイス開口部５１の開度を増減させるゆらぎ制御領域として用いられるようになっている。図２では、角度位置範囲Ｆのうち最低角度位置（アクチュエータ駆動角度０°）でのリンク板７１の状態を示している。
【００３４】
アクチュエータ７０の駆動角度が０°〜３０°の範囲（リンク板７１の角度位置範囲がＦ）では、フットモードドア６２及びデフロスタモードドア６０の角度がいずれもほぼ０°であるため、フット開口部５２及びデフロスタ開口部５０は閉となっている。一方、フェイスモードドア６１の角度は、アクチュエータ７０の駆動角度の増加に伴って０°からほぼ最大角度まで増加するようになっている。すなわちこの範囲では、フット開口部５２及びデフロスタ開口部５０を閉じたままフェイス開口部５１の開度を全閉からほぼ全開まで変化させることができるようになっている。
【００３５】
例えば乗員からの冷房要求があり、吹出モードがフェイスモードとなっている場合、図１に示したようにフェイス開口部５１が全開になり、フット開口部５２及びデフロスタ開口部５０が全閉になる。これにより、車室内前席の乗員の上半身側には、フェイス開口部５１を介して一定風量の空調空気が吹き出される。
【００３６】
ところが、車室内がある程度快適な温度に調節されると、吹き出される空調空気の風量が一定であるよりも、比較的短い周期で風量がゆらぎ変化する方が乗員の快適性を高めることができる。本実施形態では、アクチュエータ７０の駆動角度０°〜３０°の範囲がゆらぎ制御領域として用いられ、制御部１３０がこの角度範囲内においてアクチュエータ７０の駆動角度を比較的短い周期（例えば数秒〜数十秒程度）で増減させる。これにより、図４に示すように、フット開口部５２及びデフロスタ開口部５０を閉じたまま、フェイス開口部５１の開度を短い周期で増減させることができる。したがって、送風ユニット側からの風量が一定であっても、フェイス開口部５１を介して乗員の上半身側に吹き出される空調空気の風量を短い周期で変化させることができる。
【００３７】
ここで、アクチュエータ７０の駆動角度は規則的に増減させるようにしてもよいし、不規則に増減させるようにしてもよい。また、アクチュエータ７０の駆動角度は連続的に変化させてもよいし、所定時間ずつ停止させながら不連続に変化させてもよい。
【００３８】
本実施形態によれば、吹き出される空調空気の風量をゆらぎ変化させることができるため、乗員の快適性を向上できる。特に本実施形態では、乗員の上半身側に吹き出される空調空気の風量をゆらぎ変化させているため、快適性の向上効果が高くなっている。
【００３９】
また本実施形態では、吹出モードの切替えに用いられるアクチュエータ７０の駆動角度を比較的短い周期で増減させることにより、空調空気の風量をゆらぎ変化させることができるため、アクチュエータ等の部品を別途追加する必要がない。したがって、車両用空調装置１のコストの増加を抑えることができる。
【００４０】
（その他の実施形態）
上記実施形態では、フェイス開口部５１を介して吹き出される空調空気の風量をゆらぎ変化させているが、フット開口部５２を介して吹き出される空調空気の風量をゆらぎ変化させるようにしてもよい。
【００４１】
また上記実施形態では、フェイスモードにおいて空調空気の風量をゆらぎ変化させているが、例えばバイレベルモードにおいてアクチュエータ７０の駆動角度を短い周期で変化させ、空調空気の風量をゆらぎ変化させてもよい。この場合、フェイス開口部５１を介して乗員の上半身側に吹き出される空調空気と、フット開口部５２を介して乗員の下半身側に吹き出される空調空気との双方の風量がゆらぎ変化するようになる。
【００４２】
さらに上記実施形態では、空調空気の吹出温度が車室内の右側（運転席側）と左側（助手席側）とにおいてほぼ等しくなる車両用空調装置を例に挙げたが、吹出温度を運転席側及び助手席側で独立して制御可能な独立温度コントロール型の車両用空調装置にも適用できる。
【００４３】
また上記実施形態と同様の効果は、送風ユニットのブロワモータの電圧を短周期で変化させることによっても得ることができる。ただし上記実施形態では、独立温度コントロール型の車両用空調装置に適用した場合、運転席側の吹出し風量と助手席側の吹出し風量とを独立してゆらぎ変化させたり、運転席側又は助手席側のいずれか一方の吹出し風量をゆらぎ変化させたりすることが可能であるのに対し、ブロワモータの電圧を変化させる方法ではこれらを実現するのが困難である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１実施形態における車両用空調装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図２】デフロスタモードドア、フェイスモードドア及びフットモードドアを駆動する駆動機構の構成を示す模式図である。
【図３】アクチュエータの駆動角度とモードドアの開度との関係の一例を示すグラフである。
【図４】フェイス開口部を介して吹き出される空調空気の風量をゆらぎ変化させている状態の車両用空調装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  車両用空調装置
５０  デフロスタ開口部
５１  フェイス開口部
５２  フット開口部
６０  デフロスタモードドア
６１  フェイスモードドア
６２  フットモードドア
７０  アクチュエータ
７１  リンク板
８０、９０、１００、１１０、１２０  リンクレバー
１３０  制御部
１４０  駆動機構
１５０  リンク機構
【図１】
2009090873.tif 000003
【図２】
2009090873.tif 000004
【図３】
2009090873.tif 000005
【図４】
2009090873.tif 000006