(57)【要約】【課題】極低温時であっても、フロントガラスからの冷輻射による搭乗者の体感温度の低下を防止し、快適な室内空間を得ることができるようにする。【解決手段】フロントガラス１５を電熱ガラスとし、外気温Ｔ１がフロントガラス１５からの冷輻射に基づいて設定した極低温判定温度Ｔｏ１よりも低い場合、フロントガラス１５の透明導電膜１６に通電し(S18)、この透明導電膜１８の発熱によりフロントガラス１５を加熱昇温させてフロントガラス１５からの冷輻射を抑制する。同時に、デフダンパ１２によりデフロスタ吹出し口９ａを全閉させて(S11)、ＨＶＡＣユニット１０からの風量のほぼ全てを車室内側へ吹き出させる。【選択図】図４
2009234476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窓ガラスに設けた電熱ガラスと、外気温を検出する外気温検出手段と、空調部に設けられているデフロスタ吹出し口から前記窓ガラスに吹き出される風量を調整するデフダンパを動作させる駆動手段と、少なくとも前記電熱ガラスに対する通電及び前記駆動手段の駆動を制御する制御手段とを備える車両の空調装置において、
前記制御手段は、前記外気温検出手段で検出した外気温が前記窓ガラスからの冷輻射に基づいて設定した判定温度よりも低い場合、前記電熱ガラスに通電すると共に前記駆動手段を介して前記デフダンパにより前記デフロスタ吹出し口を全閉させる
ことを特徴とする車両の空調装置。
【請求項２】
前記窓ガラスの表面温度を検出する表面温度検出手段と車室内の湿度を検出する湿度検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記外気温検出手段で検出した外気温が前記判定温度よりも高い場合であって、前記表面温度検出手段で検出した前記表面温度と前記湿度検出手段で検出した湿度とに基づき前記窓ガラスに結露の発生する露点温度を演算し、前記表面温度検出手段で検出した前記窓ガラスの表面温度が前記露点温度よりも低い場合は、前記電熱ガラスに通電すると共に前記駆動手段を介して前記デフダンパにより前記デフロスタ吹出し口を全閉させる
ことを特徴とする請求項１記載の車両の空調装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記電熱ガラスに通電後、前記表面温度検出手段で検出した表面温度と前記外気温検出手段で検出した外気温とを比較し、予め設定した時間が経過した後も該表面温度が該外気温度よりも高くならない場合は、前記電熱ガラスに対する通電を遮断すると共に前記駆動手段を介して前記デフダンパを設定開度だけ開弁させる
ことを特徴とする請求項１或いは２記載の車両の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の窓ガラスとして電熱ガラスを採用し、この窓ガラスの加熱と車室内の空調とを制御することで車室内の快適性を向上させるようにした車両の空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用窓ガラスに防曇等の目的で電熱ガラスを採用するものが知られている。このような電熱ガラスとしては、合わせガラスの合せ面に、透明導電膜をほぼ全面に亘って配設した構造が多く採用されており、この透明導電膜の上下、或いは左右の両辺に沿って配設されている一対の帯状電極から透明導電膜に対して通電することで、この透明導電膜を発熱させ、この発熱により窓ガラスを加熱昇温してデフロスト（除霜）させるようにしている。
【０００３】
例えば特許文献１（特開平６−１４４１６３号公報）には、空調装置のデフロスタモードと窓ガラスに配設されている透明導電膜の発熱とにより、窓ガラスに付着する結露を防止する技術が開示されている。
【０００４】
すなわち、同公報では、結露センサにて窓ガラスの結露を検出すると、室内温度が所定温度（例えば２０[℃]）以下の場合は、空調装置のデフロスタモードとなり、デフロスタから吹き出される温風で防曇し、一方、室内温度が所定温度以上の場合は、このデフロスタモードを停止すると共に透明電導膜に通電して、窓ガラス自体を加熱させて防曇を行う。
【特許文献１】特開平６−１４４１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した文献に開示されている技術では、結露センサにより結露が検出され、且つ室内温度が所定温度（例えば２０[℃]）以下の場合は、空調装置がデフロスタモードとなり、透明電導膜に対する通電が遮断されるように設定されている。
【０００６】
しかし、室内温度が、０［℃］以下等の極低温時の場合、空調装置は室内温度を上げるためにヒートモードとなるため、デフロスタからの温風の吹出し量が少なくなる。その結果、窓ガラスから冷輻射により搭乗者の顔面等の窓際に面している部分の体感温度が下げられてしまい、不快感を覚えてしまう不都合がある。
【０００７】
一方、極低温度において結露を防止するためにデフロスタから、温風の一部を吹き出させた場合、相対的にフロアに吹き出される温風の量が減少するため室内温度の上昇が妨げられ、車室内の快適性が損なわれる問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、極低温時であっても、空調装置により室内温度を効率よく上昇させることができ、しかも窓ガラスからの冷輻射による搭乗者の体感温度の低下を防止し、快適な室内空間を得ることのできる車両の空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため本発明は、窓ガラスに設けた電熱ガラスと、外気温を検出する外気温検出手段と、空調部に設けられているデフロスタ吹出し口から前記窓ガラスに吹き出される風量を調整するデフダンパを動作させる駆動手段と、少なくとも前記電熱ガラスに対する通電及び前記駆動手段の駆動を制御する制御手段とを備える車両の空調装置において、前記制御手段は、前記外気温検出手段で検出した外気温が前記窓ガラスからの冷輻射に基づいて設定した判定温度よりも低い場合、前記電熱ガラスに通電すると共に前記駆動手段を介して前記デフダンパにより前記デフロスタ吹出し口を全閉させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、外気温が窓ガラスからの冷輻射に基づいて設定した判定温度よりも低い場合は、電熱ガラスに通電して電熱ガラスを加熱させるようにしたので、窓ガラスからの冷輻射による影響で搭乗者の体感温度を下げてしまうことがなく、快適な室内空間を得ることができる。又、同時に駆動手段を介してデフダンパによりデフロスタ吹出し口を全閉させるようにしたので、空調部からの風量のほぼ全てを車室内側へ吹き出させることができるため、室内温度を効率よく上昇させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１に車両の空調装置の概略構成図を示す。尚、本実施形態では、電気自動車、或いはハイブリッド車に搭載されている空調装置を示す。
【００１２】
同図に示すように、空調装置１は空調部としてのＨＶＡＣ（Heating、Ventilating and Air-Conditioning System）ユニット１０と、このＨＶＡＣユニット１０、及び後述する透明導電膜１６に対する通電加熱を制御する制御手段としての空調制御部２０とを備えている。
【００１３】
ＨＶＡＣユニット１０は車両のインストルメントパネルとエンジンルーム（何れも図示せず）との間に収容されており、ダクト本体１０ａの上流に車内の空気（外気）を取り込む外気導入口２と車室内の空気（内気）を取り込む内気導入口３とが連通されている。この両導入口２，３は内外気切換ダンパ４によって選択的に開閉される。尚、図においては内気導入口３を閉塞した状態が示されている。
【００１４】
又、ダクト本体１０ａ内に、ブロアモータ（図示せず）により駆動されるブロア５が配設されており、このブロア５の下流にダクト本体１０ａ内を流れる空気を冷却するエバポレータ６が配設されている。更に、このエバポレータ６の下流側に、通過する空気を所定に加熱するヒータコア７が配設されている。更に、このヒータコア７の上流側にヒータコア７を通過する空気量とヒータコア７をバイパスする空気量をその開度により調節して、暖房温度を調整するエアミックスダンパ８が配設されている。
【００１５】
尚、このエバポレータ６とヒータコア７は、図示しないヒートポンプサイクルに組み込まれており、冷房時は車体前部に設けられている室外熱交換機（図示せず）で冷やされた冷媒がエバポレータ６に供給され、暖房時は室外熱交換機（図示せず）で温められた冷媒がヒータコア７に供給される。又、暖房運転と冷房運転とでは冷媒流路が異なっており、この冷媒流路は四方弁にて切換えられる。
【００１６】
更に、ダクト本体１０ａの下流端に、窓ガラスの代表例であるフロントガラス１５に空気を吹き出させるデフロスタ吹出し口９ａ、インストルメントパネル（図示せず）側から前席方向へ空気を吹き出させるベント吹出し口９ｂ、搭乗者の足元に空気を吹き出させるロア吹出し口９ｃが連設されており、各吹出し口９〜１１の入口に、デフダンパ１２、ベントダンパ１３、ロアダンパ１４が各々配設されている。
【００１７】
フロントガラス１５は電熱ガラスであり、合わせガラスの合せ面に、透明導電膜１６がほぼ全面に亘って配設されており、この透明導電膜１６の左右両辺に沿って帯状の電極１６ａ，１６ｂが接続されている。又、一方の電極１６ａが車載バッテリ２２にリレースイッチ２３のリレー接点２３ａを介して接続されて、他方の電極１６ｂがアースされている。
【００１８】
更に、リレースイッチ２３のリレーコイル２３ｂが空調制御部２０の出力側に接続されている。この空調制御部２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリ等を有する周知のマイクロコンピュータで構成されており、ＲＯＭにはＣＰＵが実行する空調制御に関するプログラムや固定データ等が記憶されている。
【００１９】
又、フロントガラス１５の室内側中央上部に、フロントガラス１５の表面温度（ガラス表面温度）Ｔ２を検出する表面温度検出手段としての温度センサ１７と車室内の湿度（室内湿度）ｒｈを検出する湿度検出手段としての湿度センサ１８とが配設されている。この両センサ１７，１８は、ルームミラーの前方等、視界の妨げにならない位置に配設されている。尚、符号１９は車体前部等に配設して外気温Ｔ１を検出する外気温検出手段としての外気温センサである。
【００２０】
この各センサ１７〜１９が空調制御部２０の入力側に接続されている。更に、この空調制御部２０の入力側には、図示しない操作パネルに設けられているエアコンスイッチ２１とデフォッガスイッチ２４が接続されている。
【００２１】
空調制御部２０は、エアコンスイッチ２１がＯＮされた場合、先ず、フロントガラス１５の透明導電膜１６に対する通電制御（以下「ガラス通電制御」と称する）が実行され、次いで、運転者の設定した目標温度に車室内を維持するように、ＨＶＡＣユニット１０を制御するＨＶＡＣ制御が実行される。尚、このＨＶＡＣ制御は周知であり、エバポレータ６とヒータコア７とを有するヒートポンプサイクルによる温調制御に加えて、各ダンパ１２〜１４の開閉により実行されるデフモード、デフ／フットモード、バイレベルモード、フェースモード、及び内外気切換ダンパ４の切換え動作により実行される内気モード或いは外気モードが制御される。
【００２２】
一方、デフォッガスイッチ２４をＯＮした場合は、ガラス通電制御のみが実行される。ガラス通電制御は、フロントガラス１５を加熱することで、フロントガラス１５からの冷輻射（窓ガラスの温度が下がり輻射により搭乗者の熱エネルギが奪われる現象）を防止する機能とフロントガラス１５の曇りを除去する防曇機能とを備えている。尚、ガラス通電制御時は、デフダンパ１２がデフロスタ吹出し口９ａを全閉（デフダンパ１２の開度が０[%]）させてデフブリード量をゼロとするＤＥＦゼロモードとなる。
【００２３】
又、ＨＶＡＣ制御におけるデフモードも防曇機能を有している。デフモード時にデフダンパ１２を開弁させる駆動手段としてのデフアクチュエータ１２ａは、空調制御部２０からの駆動信号により開閉動作される。尚、以下においては、フロントガラス１５を透明導電膜１６の発熱により加熱するガラス通電制御と上述したＨＶＡＣ制御とを合わせて、空調制御と称する。
【００２４】
空調制御部２０で実行される空調制御は、具体的には、図２に示す空調制御ルーチンに従って行なわれる。
【００２５】
このルーチンは設定演算周期毎に実行され、先ず、ステップＳ１でエアコンスイッチ２１がＯＮか否かを調べる。そして、ＯＦＦのときはステップＳ２へ進み、ＯＮのときはステップＳ３へジャンプする。ステップＳ２では、デフォッガスイッチ２４がＯＮか否かを調べ、ＯＦＦのときは、そのままルーチンを抜ける。又、デフォッガスイッチ２４がＯＮのときはステップＳ３へ進む。
【００２６】
ステップＳ１或いはステップＳ２からステップＳ３へ進むと、ガラス通電制御を実行する。このガラス通電制御は、図３、図４に示すガラス通電制御サブルーチンに従って実行される。
【００２７】
このサブルーチンでは、先ず、ステップＳ１１で、ＨＶＡＣ制御におけるデフダンパ１２の開度をＤＥＦゼロとする信号（ＤＥＦゼロ信号）を出力する。すると、ＨＶＡＣ制御では、このＤＥＦゼロ信号に従い、デフロスタ吹出し口９ａからのデフブリード量を調整するデフダンパ１２を動作させるデフアクチュエータ１２ａに対し、全閉信号を出力する。その結果、このデフアクチュエータ１２ａがデフダンパ１２を動作させてデフロスタ吹出し口９ａを閉塞する、いわゆるＤＥＦゼロモードとなる。尚、通常のＨＶＡＣ制御では、デフダンパ１２はＤＥＦゼロモードとはならず、必ずある開度（例えば１５[%]程度）で開弁しており、従って、エアコンスイッチ２１がＯＮされている状態では、デフブリードが発生している。
【００２８】
次いで、ステップＳ１２へ進み、外気温センサ１９で検出した外気温Ｔ１を読込み、続くステップＳ１３で、外気温Ｔ１と予め設定した極低温判定温度Ｔｏ１とを比較する。この極低温判定温度Ｔｏ１は、フロントガラス１５からの冷輻射により前席に着座した搭乗者の顔面等が冷たいと感じる、すなわち、体感温度が低下する温度であり、この冷輻射に基づき予め実験等から求めて設定されている。尚、本実施形態では、Ｔｏ１＝０[℃]に設定されている。
【００２９】
そして、Ｔ１≧Ｔｏ１のときは、フロントガラス１５からの冷輻射による搭乗者に与える影響が少ないと判定し、ステップＳ１４へ進む。又、Ｔ１＜Ｔｏ１のときは、フロントガラス１５からの冷輻射により搭乗者の体感温度が低下すると判定し、ステップＳ１７へジャンプする。
【００３０】
ステップＳ１４へ進むと、温度センサ１７で検出したガラス表面温度Ｔ２を読込み、ステップＳ１５で湿度センサ１８で検出した車両の室内湿度ｒｈを読込む。その後、ステップＳ１６でガラス表面温度Ｔ２と室内湿度ｒｈとに基づき、計算式、或いは予め記憶されているマップ検索により露点温度ｄｐを演算し、ステップＳ１７へ進む。
【００３１】
ステップＳ１７では、ガラス表面温度Ｔ２と露点温度ｄｐとを比較する。そして、ガラス表面温度Ｔ２が露点温度ｄｐ以下の場合（Ｔ２≦ｄｐ）、フロントガラス１５に結露の発生する可能性があるため、ステップＳ１８へ進み、フロントガラス１５の透明導電膜１６に対する通電（ガラス通電）をＯＮさせる信号（ＯＮ信号）を出力する。一方、ガラス表面温度Ｔ２が露点温度ｄｐよりも高い場合（Ｔ２＞ｄｐ）、結露は発生しないと判定し、ステップＳ１９へ進み、フロントガラス１５の透明導電膜１６に対する通電（ガラス通電）をＯＦＦさせる信号（ＯＦＦ信号）を出力する。
【００３２】
図１に示すように、空調制御部２０からリレースイッチ２３のリレーコイル２３ｂにＯＦＦ信号が出力されると、リレー接点２３ａが開放されて、透明導電膜１６に対する通電が遮断される。一方、空調制御部２０からリレースイッチ２３のリレーコイル２３ｂにＯＮ信号が出力されると、リレー接点２３ａが閉じて、透明導電膜１６に対してバッテリ２２からの電力が供給され、透明導電膜１６が所定に発熱し、フロントガラス１５が加熱昇温される。
【００３３】
又、ステップＳ１９でガラス通電をＯＦＦすると、その後、ステップＳ２０へ進み、ディレータイマのタイマカウント値Ｔｉｍをクリアし（Ｔｉｍ←０）、ステップＳ２１へ進み、デフダンパ１２の開度に対するＤＥＦゼロモードを解除して（ＤＥＦゼロ←ＯＦＦ）、ルーチンを抜け、図２のステップＳ４へ進む。その結果、後述するＨＶＡＣ制御ではデフダンパ１２を通常の制御にて開閉制御する。
【００３４】
一方、ステップＳ１３、或いはステップＳ１７からステップＳ１８へ進むと、ガラス表面温度Ｔ２と外気温Ｔ１との差分（Ｔ２−Ｔ１）が設定温度Ｔｏ２よりも大きいか否かを調べる。そして、この差分（Ｔ２−Ｔ１）が設定温度Ｔｏ２以上と判定したときは（Ｔ２−Ｔ１≧Ｔｏ２）、透明導電膜１６が正常に発熱していると判定し、ルーチンを抜け、図２のステップＳ４へ進む。
【００３５】
一方、この差分（Ｔ２−Ｔ１）が設定温度Ｔｏ２未満と判定したときは（Ｔ２−Ｔ１＜Ｔｏ２）、透明導電膜１６に対し、電力が断線等により正常に供給されていない可能性があるため、ステップＳ２３へ進み、ディレータイマのタイマカウント値Ｔｉｍをインクリメントし（Ｔｉｍ←Ｔｉｍ＋１）、ステップＳ２４へ進む。尚、このタイマカウント値Ｔｉｍは、エアコンスイッチ２１、或いはデフォッガスイッチ２４がＯＮされたときに、初期化（Ｔｉｍ←０）される。
【００３６】
ステップＳ２４へ進むと、タイマカウント値Ｔｉｍとディレー時間Ｔｍｏとを比較する。このディレー時間Ｔｍｏは、フロントガラス１５の表面温度Ｔ２が外気温Ｔ１に対し設定温度Ｔｏ２以上となるまでに要する時間（例えば２[sec]）であり、予め実験などから求めて設定されている。
【００３７】
そして、Ｔｉｍ＜ＴｍｏのときはステップＳ２２へ戻り、ディレー時間Ｔｍｏに達するまで、このルーチンを繰り返し実行する。又、Ｔｉｍ≧Ｔｍｏのとき、すなわち、ディレー時間Ｔｍｏに達してもフロントガラス１５の表面温度Ｔ２が上昇しないときは、ステップＳ２５へ進み、フロントガラス１５の透明導電膜１６に対する通電（ガラス通電）をＯＦＦさせる、続く、ステップＳ２６でデフダンパ１２の開度に対するＤＥＦゼロモードを解除して、ステップＳ２７へ進む。
【００３８】
そして、ステップＳ２７で警告表示信号を出力してルーチンを抜け、図２のステップＳ４へ進む。空調制御部２０は、この警告表示信号に基づきメータパネル等に配設されているウォーニングランプ（図示せず）を点灯、或いは点滅させて警告表示し、運転者に透明導電膜１６に対する通電異常を知らせる。
【００３９】
その後、図２のステップＳ４へ進むと、デフォッガスイッチ２４がＯＮ状態にあるか否かを調べ、ＯＮ状態にあるときは、そのままルーチンを抜ける。一方、デフォッガスイッチ２４がＯＦＦのときは、ステップＳ５へ進み、ＨＶＡＣ制御を実行してルーチンを抜ける。
【００４０】
ＨＶＡＣ制御では、例えばオートエアコンにおいては運転者の設定した温度を目標温度として設定し、車室内の温度が目標温度を維持するように、エバポレータ６及びヒータコア７により温調制御を行なうと共に、各ダンパ４，８，１２〜１４の開閉を制御して、車室内の空調制御を行なう。尚、この場合、上述したガラス通電制御において、ＤＥＦゼロ信号が出力されている場合は、デフロスタ吹出し口９ａがデフダンパ１２にて強制的に閉塞されたＤＥＦゼロモードとなる。
【００４１】
このように、本実施形態では、外気温Ｔ１が、フロントガラス１５からの冷輻射にて、搭乗者が冷たいと感じる温度（極低温判定温度Ｔｏ１）の場合は、フロントガラス１５の透明導電膜１６に通電して、この透明導電膜１６を発熱させることでフロントガラス１５を加熱昇温させるようにしたので、搭乗者がフロントガラス１５からの冷輻射により体感温度を低下させることがなくなり、快適性を向上させることができる。又、このフロントガラス１５を透明導電膜１６で直接加熱するようにしたので、フロントガラス１５を直ちに昇温させることができ、搭乗者の感じる不快感を直ちに払拭させることができると共に、デフロスト（除霜）を直ちに開始させることができため、窓晴れ時間が短縮され、快適性がより一層向上する。
【００４２】
一方、外気温Ｔ１が、フロントガラス１５からの冷輻射により搭乗者が冷たいと感じる温度よりも高いときは（Ｔ１≧Ｔｏ１）、低湿度でフロントガラス１５に結露の発生する可能性がないときは透明導電膜１６への通電を遮断させるようにしたので、透明導電膜１６に通電することによる電力消費を最小限とすることができる。
【００４３】
更に、ＨＶＡＣ制御においては、透明導電膜１６に通電されている間（ガラス通電←ＯＮ）は、ＤＥＦゼロモードにより、デフロスタ吹出し口９ａを強制的に全閉状態としたので、ＨＶＡＣユニット１０から送られる風量のほぼ全てを車室内方向へ吹き出させることができる。その結果、車室内の温度を効率よく上昇させることができ、快適性を更に一層向上させることができる。
【００４４】
又、透明導電膜１６に対して通電した後、設定ディレー時間Ｔｍｏが経過しても、フロントガラス１５の表面温度Ｔ２が上昇しない場合は、故障と判定し、透明導電膜１６に対する通電を停止すると共に、ＤＥＦゼロモードを解除するようにしたので、透明導電膜１６に対する通電異常が検出された場合であっても、デフロスタ吹出し口９ａから吹き出される空気により、フロントガラス１５の防曇が確保される。そのため、運転時の視界を充分に確保することができる。
【００４５】
尚、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、例えば電熱ガラスは、フロントガラス１５に限らずサイドガラスであっても良い。或いはフロントガラス１５とサイドガラスとリヤガラスの全てを電熱ガラスとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】車両の空調装置の概略構成図
【図２】空調制御ルーチンを示すフローチャート
【図３】ガラス通電制御サブルーチンを示すフローチャート（その１）
【図４】ガラス通電制御サブルーチンを示すフローチャート（その２）
【符号の説明】
【００４７】
１…空調装置、
９ａ…デフロスタ吹出し口、
１０…ＨＶＡＣユニット、
１２…デフダンパ、
１２ａ…デフアクチュエータ、
１５…フロントガラス、
１６…透明導電膜、
１７…温度センサ、
１８…湿度センサ、
１９…外気温センサ、
２０…空調制御部、
２１…エアコンスイッチ、
２４…デフォッガスイッチ、
Ｔ１…外気温、
Ｔ２…ガラス表面温度、
Ｔｉｍ…タイマカウント値、
Ｔｍｏ…ディレー時間、
Ｔｏ１…極低温判定温度、
Ｔｏ２…設定温度、
ｄｐ…露点温度、
ｒｈ…室内湿度
【図１】
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【図２】
2009234476.tif 000004
【図３】
2009234476.tif 000005
【図４】
2009234476.tif 000006