(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員の略胸位置に開口して空調された空調空気が吹き出る吹出口と、
前記吹出口に上下方向に揺動可能に装着され、前記空調空気の吹出方向を変えるための偏向部材と、
所定の上下範囲内で前記偏向部材を連続的に揺動させる駆動手段と、
該駆動手段を制御する制御手段とを有する車両用空調装置において、
太陽の高度を検知する太陽高度検知手段を設け、
冷房運転時に前記制御手段は、検知した太陽高度が高い場合には前記偏向部材の揺動範囲の上側を制限して乗員の下半身に重点的に前記空調空気が当たるように前記駆動手段を制御し、検知した太陽高度が低い場合には前記揺動範囲の下側を制限して乗員の上半身に重点的に前記空調空気が当たるように前記駆動手段を制御することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
乗員の略胸位置に開口して空調された空調空気が吹き出る吹出口と、
前記吹出口に上下方向に揺動可能に装着され、前記空調空気の吹出方向を変えるための偏向部材と、
所定の上下範囲内で前記偏向部材を連続的に揺動させる駆動手段と、
該駆動手段を制御する制御手段とを有する車両用空調装置において、
太陽の高度を検知する太陽高度検知手段を設け、
冷房運転時に前記制御手段は、検知した太陽高度が高い場合には前記偏向部材の揺動範囲の揺動中心を下方にずらして乗員の下半身に重点的に前記空調空気が当たるように前記駆動手段を制御し、
検知した太陽高度が低い場合には前記揺動範囲の揺動中心を上方にずらして乗員の上半身に重点的に前記空調空気が当たるように前記駆動手段を制御することを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
乗員の空調フィーリングを向上させるために、車室内への吹出口にスイングルーバーを装着し、該スイングルーバーをモータ等により左右方向（車幅方向）に揺動させて冷風の吹出方向を連続的に変化させる車両用空調装置が知られている（特開昭５７- １０７９１２号公報）。また、日射がある側でのスイングルーバーの揺動速度を日射がない側での揺動速度に対して遅くした車両用空調装置が知られている（実公平４- ２０８６号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
実公平４- ２０８６号公報に記載の車両用空調装置では、日射が射し込む側に座っている乗員に対して冷風が重点的に当たるので快適である。
しかし、太陽高度に関しては考慮されていないので、太陽高度が高い場合には乗員の下半身に日が当たり乗員は下半身に暑さを感じる。また、太陽高度が低い場合には乗員の上半身に日が当たり上半身に暑さを感じる。
このため、上記従来の車両用空調装置においては、吹出口に組み付けられた風向変更板を日が当たる部位に向く様に手動操作する必要があり、面倒であり、使い勝手が悪いという課題があった。
【０００４】
本発明の目的は、太陽高度が高い場合には乗員の下半身に重点的に冷風が当たり、太陽高度が低い場合には乗員の上半身に重点的に冷風が当たるように偏向部材が揺動して乗員に暑さを感じさせない使い勝手に優れた車両用空調装置の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１について〕
乗員の略胸位置に開口する吹出口は、空調された空調空気を車内に吹き出す。空調空気の吹出方向を変えるための偏向部材が、上下方向に揺動可能に吹出口に装着されている。駆動手段は、所定の上下範囲内で偏向部材を連続的に揺動させる。太陽高度検知手段は太陽の高度を検知する。
【０００６】
冷房運転時に制御手段は、太陽高度検知手段が検知した太陽高度が高い場合には偏向部材の揺動範囲の上側を制限して乗員の下半身に重点的に空調空気が当たるように、また、検知した太陽高度が低い場合には揺動範囲の下側を制限して乗員の上半身に重点的に空調空気が当たるように駆動手段を制御する。これにより、乗員に暑さを感じさせないので、車両用空調装置は、使い勝手に優れる。
【０００９】
〔請求項２について〕
冷房運転時に制御手段は、検知した太陽高度が高い場合には偏向部材の揺動範囲の揺動中心を下方にずらして乗員の下半身に重点的に空調空気が当たるように、また、検知した太陽高度が低い場合には揺動範囲の揺動中心を上方にずらして乗員の上半身に重点的に空調空気が当たるように駆動手段を制御する。これにより、乗員に暑さを感じさせないので、車両用空調装置は、使い勝手に優れる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の参考例１を図１〜図６に基づいて説明する。
図に示すように、車両用空調装置Ａは、乗員（運転者および助手席の人）の略胸位置に開口するセンターフェイス吹出口１１、１２（吹出口）を有し、空調された空調空気がセンターフェイス吹出口１１、１２から吹き出される（図１参照）。そして、センターフェイス吹出口１１、１２には、空調空気の吹出方向を変えるための偏向部材である風向偏向板２が上下方向に揺動可能に装着（本参考例では各四個）されている（図２参照）。また、車両には太陽高度を検知するための日射センサ（太陽高度検知手段）が取り付けられている。そして、制御装置４（制御手段）は、所定の上下範囲内（太陽高度が高い場合には−４５°〜０°、低い場合には０°〜＋４５°の範囲）で連続的に風向偏向板２が揺動するように駆動機構５（駆動手段）を制御する。
【００１１】
図１において、１は車両用空調装置Ａのダクトであり、カウル部下方に配設されている。ダクト１の上流はファン収容部１３となっており、該ファン収容部１３内には、遠心ファン１３１およびブロワモータ１３２が収容されている。
【００１２】
ファン収容部１３の上流側には、内気導入口１４１と外気導入口１４２とを形成するとともに、各導入口を選択する内外気切替ドア１４３を配設した内外気切替箱１４が設けられている。
【００１３】
ファン収容部１３より下流に位置するダクト１の内部には、空気を冷却する蒸発器１８、および空気を加熱するヒータコア１５が配設されている。また、ヒータコア１５の上方にはヒータコア１５をバイパスするバイパス通路１５１が形成されている。そして、バイパス通路１５１にはエアミックスドア１５２が設けられ、蒸発器１８を通過して降温した空気が通る量と、ヒータコア１５を通る量とがドア開度によって調節される。
【００１４】
上記蒸発器１８は、圧縮機、凝縮器、受液器、および減圧器（何れも図示せず）を配管により結合して構成した冷凍サイクルの熱交換器であり、通過した空気は冷却される。圧縮機は自動車のエンジンに電磁クラッチ（図示せず）を介して連結され断続運転される。ヒータコア１５は、エンジンの冷却水を熱源とする熱交換器であり、蒸発器１８の通過によって冷却された冷風を加熱する。
【００１５】
ダクト１は、ヒータコア１５の下流側で、フェイスダクト１０、フットダクト１６、およびデフロスタダクト１７に分岐している。そして、フェイスダクト１０は、更に、センターフェイスダクト１１０、１２０、運転席側のサイドフェイスダクト１３０、および助手席側のサイドフェイスダクト１４０に分岐している。
【００１６】
センターフェイスダクト１１０の先端にはセンターフェイス吹出口１１（運転席側）が開口し、センターフェイスダクト１２０の先端にはセンターフェイス吹出口１２（助手席側）が開口し、サイドフェイスダクト１３０の先端にはサイドフェイス吹出口１３３（運転席側）が開口し、更に、サイドフェイスダクト１４０の先端にはサイドフェイス吹出口１４４（助手席側）が開口している。
【００１７】
フットダクト１６は、二つに分岐し、分岐した一方ダクトの先端には運転者の足元に空調風を吹き出すためのフット吹出口１６１が形成され、分岐した他方ダクトの先端には助手席に座っている人の足元に空調風を吹き出すためのフット吹出口１６２が形成されている。デフロスタダクト１７の先端には、フロントガラスの内面に空調風を吹き出すためのデフロスタ吹出口１７１が形成されている。
【００１８】
そして、フェイスダクト１０、フットダクト１６、およびデフロスタダクト１７のダクト側には、各ダクトとダクト１との連通を制御するためのフェイスドア１００、フットドア１６０、およびデフロスタドア１７０が設けられている。
【００１９】
つぎに、センターフェイスダクト１１０、１２０の先端に開口する、センターフェイス吹出口１１（運転席側）およびセンターフェイス吹出口１２（助手席側）について詳細に説明する。
【００２０】
センターフェイス吹出口１１、１２は、横長の長方形状を呈し、自動車のカウル部の中央部に開口している。そして、センターフェイス吹出口１１、１２近傍のセンターフェイスダクト１１０、１２０内には、中央部が支持された板状の風向偏向板２（四個）が平行に装着されている（図２参照）。
【００２１】
これら風向偏向板２（長方形状を呈する）は、後端が連結板２１に連結され、該連結板２１はリンク機構５０を介して後述する駆動機構５に接続されている。駆動機構５は、ポテンションメータ５１と、減速機構付きのサーボモータ５２とを有する。そして、駆動機構５が作動すると、連結板２１が矢印方向（図２参照）に上下運動し、複数の風向偏向板２が一体的に上下に揺動する。
【００２２】
駆動機構５は、後述する制御装置４により制御される。サーボモータ５２の回転に応じてポテンションメータ５１が出力する電気信号が制御装置４に送出され、制御装置４は電気信号に基づいて風向偏向板２の向きを検知する。
【００２３】
例えば、所定の上限位置に向かって風向偏向板２が上方向に回動している場合には、検知した先端が所定の上限位置に達するまでサーボモータ５２に制御装置４が通電を継続し、先端が所定の上限位置に達したことを検知すると制御装置４はサーボモータ５２への通電方向を反転する。これにより、風向偏向板２は所定の下限位置に向かって下方向に回動する。そして、先端が所定の下限位置に達したことを検知すると制御装置４はサーボモータ５２への通電方向を戻す。このような制御により、風向偏向板２が車両上下方向に揺動し、センターフェイス吹出口１１、１２から吹き出される空調風は車両上下方向において変化する。
【００２４】
制御装置４には、空調装置を制御するために下記に示すセンサ、温度設定器、およびスイングスイッチが出力する、センサ信号、温度設定信号、およびｏｎ／ｏｆｆ信号が入力される。
内気温を検出する内気温センサ、外気温を検出する外気温センサ、車室内へ照射される日射量と太陽高度を検出するための日射センサ、蒸発器１８を通過した直後の空気温度を検出するエバ後センサ、ヒータコア１５内のエンジン冷却水温度を検出する水温センサ。
【００２５】
温度設定器は、カウル部に装着されたエアコン操作パネルに組み付けられ、車室内の設定温度Ｔｓｅｔ（１℃刻み）を設定する。スイングスイッチは、エアコン操作パネルに組み付けられ、自動スイングの選択を行なう。
【００２６】
日射センサは、ダッシュボード上の中央に配設され、三面センサで構成されている。そして、これら各面が検知する日射量の割合が太陽高度によって変化するように設定されており、検知した日射量の比によって太陽高度が算出される。制御装置４は、Ａ／Ｄ変換器、マイクロコンピュータ、およびＩ／Ｏ回路を有するものであり、車載バッテリから作動用電源が供給される。
【００２７】
つぎに、制御装置４の作動を、図４および図７に示すフローチャートに基づいて説明する。
自動運転スイッチをステップＳ１０でｏｎすると、ステップＳ１１でデータを初期化（リセット）する。
ステップＳ１２で下記のものを読み込む。
各センサ信号の値をＡ／Ｄ変換したデジタル値（Ｔｒ、Ｔａｍ、Ｔｓ、Ｔｅ、Ｔｗ）、温度設定器で設定された設定温度Ｔｓｅｔ、スイングスイッチの設定状態。
【００２８】
ステップＳ１３で、ＲＯＭに記憶された下記の数式に基づいて、車室内に吹き出す空調風の目標吹出温度（以下、ＴＡＯと呼ぶ）を算出する。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ
但し、Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓはゲイン、Ｃは補正用の定数
【００２９】
ステップＳ１４において、ＲＯＭに記憶された図５に示すＴＡＯ- 印加電圧特性に基づいてブロワモータ１３２に印加する印加電圧ＶＭを求める。
ステップＳ１５において、ＲＯＭに記憶された図６に示すＴＡＯ- 吹出モード特性に基づいて吹出口モードを決定する。
【００３０】
ＦＡＣＥ（フェイス）モードとはフェイス吹出口から空調風を吹き出すモードであり、Ｂ／Ｌ（バイレベル）モードとはフェイス吹出口およびフット吹出口から空調風を吹き出すモードであり、ＦＯＯＴ（フット）モードとはフット吹出口から空調風を吹き出すモードである。
【００３１】
ステップＳ１６では、ＲＯＭに記憶された下記の数式に基づいてエアミックスドア１５２の目標開度ＳＷを算出する。
ＳＷ＝｛（ＴＡＯ−Ｔｅ）／（Ｔｗ−Ｔｅ）｝×１００      （％）
そして、後から詳述するステップＳ１７（ステップＳ１７１〜ステップＳ１７４）において、風向偏向板２の揺動範囲を設定することにより、センターフェイス吹出口１１、１２から吹き出される空調風の吹出範囲を決定する。
【００３２】
ステップＳ１８において、上記ステップＳ１３〜ステップＳ１７にて算出した制御目標値が得られるように各空調機能部材を制御する。
【００３３】
つぎに、ステップＳ１７（ステップＳ１７１〜ステップＳ１７４）の作動を図７〜図１０に基づいて説明する。
ステップＳ１７１において、吹出モードがＦＡＣＥまたはＢ／Ｌの何れかであるか否かを判別し、ＹＥＳならばステップＳ１７２に進む。つまり、ステップＳ１５にて算出した吹出モードがＦＡＣＥまたはＢ／Ｌの時にはステップＳ１７１の判別がＹＥＳとなる。ＮＯの場合（ＦＯＯＴまたはマニュアルのＦ／Ｄ、ＤＥＦモード）にはそのままステップＳ１８に進む。
【００３４】
ステップＳ１７２において、太陽高度が高いか低いかを図８の判別チャートに基づいて判別し、高い場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１７３に進み、低い場合にはステップＳ１７４に進む。なお、制御上のハンチングを防止するため、判別チャートではヒステリシスを設けている。
【００３５】
ステップＳ１７３において、制御装置４は風向偏向板２が−４５°〜０°の上下範囲内（第１吹出範囲）で連続的に揺動するように駆動機構５を制御する。ステップＳ１７４において、制御装置４は風向偏向板２が０°〜＋４５°の上下範囲内（第２吹出範囲）で連続的に揺動するように駆動機構５を制御する（図９、図１０参照）。
【００３６】
なお、第１吹出範囲とは、風向偏向板２が図９において実線位置から図示しない水平位置まで揺動したときの空調風の吹出範囲である。また、第２吹出範囲とは、風向偏向板２が図９において図示しない水平位置から点線位置まで揺動したときの空調風の吹出範囲である。
【００３７】
つぎに、本参考例１の制御装置４の利点を述べる。
〔ア〕太陽高度が高い場合には乗員の下半身（特に太股部）に日射が当たり、太陽高度が低い場合には乗員の上半身（特に顔部）に日射が当たるので乗員は暑さを感じる。
しかし、太陽高度が高いと判別した場合には制御装置４は、−４５°〜０°の上下範囲内で風向偏向板２が連続的に揺動するように駆動機構５を制御し、太陽高度が低いと判別した場合には制御装置４は、０°〜＋４５°の上下範囲内で風向偏向板２が連続的に揺動するように駆動機構５を制御している。このため、日射による暑さを乗員に感じさせないので車両用空調装置Ａは使い勝手に優れる。
【００３８】
〔イ〕太陽高度が高いか低いかの判別においてヒステリシスを設けている（図８参照）。このため、制御上のハンチングが防止でき、吹出範囲の切り替えに違和感を生じさせないので車両用空調装置Ａは使い勝手に優れる。
【００３９】
上記参考例１を変形した実施例を以下に示す。
ａ．冷房運転時に、太陽高度が高いと判別した場合には乗員の下半身に重点的に空調空気が当たり、検知した太陽高度が低いと判別した場合には乗員の上半身に重点的に空調空気が当たるように、下記のように制御装置４が駆動機構５を制御しても良く、上記〔ア〕、〔イ〕と同様の効果を奏する。
【００４０】
１．制御装置４は、太陽高度が高いと判別した場合にはステップＳ１７３を変更して風向偏向板２の揺動範囲（＋４５°〜−４５°の範囲）の内、上側（＋４５°〜０°の範囲）を制限して乗員の下半身に重点的に空調空気が当たるように駆動機構５を制御し、太陽高度が低いと判別した場合にはステップＳ１７４を変更して風向偏向板２の揺動範囲（＋４５°〜−４５°の範囲）の下側（０°〜−４５°の範囲）を制限して乗員の上半身に重点的に空調空気が当たるように駆動機構５を制御する｛請求項１に相当｝。
【００４１】
２．制御装置４は、太陽高度が高いと判別した場合にはステップＳ１７３を変更して日射無しの場合の風向偏向板２の揺動範囲（−２２．５°〜＋２２．５°の範囲）の揺動中心（０°）を下方にずらして（−２２．５°）乗員の下半身に重点的に空調空気が当たるように駆動機構５を制御し、太陽高度が低いと判別した場合には風向偏向板２の揺動範囲（−２２．５°〜＋２２．５°の範囲）の揺動中心（０°）を上方にずらして（２２．５°）乗員の上半身に重点的に空調空気が当たるように駆動機構５を制御する｛請求項２に相当｝。
【００４２】
３．ステップＳ１７２〜Ｓ１７４を廃止し、制御装置４は、検知した太陽高度に基づき、図１１に示す風向偏向板２の揺動範囲に従って駆動機構５を制御する｛請求項１に相当｝。
【００４３】
４．制御装置４は、太陽高度が高いと判別した場合にはステップＳ１７３を変更して、風向偏向板２の揺動範囲（−４５°〜＋４５°）の下側（−４５°〜０°）での風向偏向板２の揺動速度を上側での揺動速度（通常速度）の１／４程度に遅くして乗員の下半身に重点的に空調空気が当たるように駆動機構５を制御する。また、太陽高度が低いと判別した場合にはステップＳ１７４を変更して、風向偏向板２の揺動範囲（−４５°〜＋４５°）の上側（＋４５°〜０°）での風向偏向板２の揺動速度を下側での揺動速度（通常速度）の１／４程度に遅くして乗員の上半身に重点的に空調空気が当たるように駆動機構５を制御する｛参考例２｝。
【００４４】
５．制御装置４は、太陽高度が高いと判別した場合にはステップＳ１７３を変更して、風向偏向板２の揺動範囲（−４５°〜＋４５°）の下側（−４５°〜０°）で風向偏向板２が揺動する時間を上側での揺動時間の例えば２倍に長くして乗員の下半身に重点的に空調空気が当たるように駆動機構５を制御する。また、太陽高度が低いと判別した場合にはステップＳ１７４を変更して、風向偏向板２の揺動範囲（−４５°〜＋４５°）の上側（＋４５°〜０°）で風向偏向板２が揺動する時間を下側での揺動時間の例えば２倍に長くして乗員の上半身に重点的に空調空気が当たるように駆動機構５を制御する｛参考例３｝。
【００４５】
ｂ．上記実施例、参考例では、スイングスイッチを使用者が手動でｏｎすると、風向偏向板２が揺動を開始する構成であるが、下記に示す空調状態等を判別して自動で風向偏向板２が揺動する構成であっても良い。
日射の強度、吹出モードの状態、設定温度、外気温度
【００４６】
ｃ．上記実施例、参考例において、日射の強度が弱い場合には、風向偏向板２の揺動を、乗員の下半身から上半身まで均等に空調空気が当たるように所定範囲の下限から上限まで（例えば、−４５°〜＋４５°）揺動させる構成でも良い。
【００４７】
ｄ．上記実施例、参考例では、三面日射センサで太陽の高度を検知しているが、日射量センサとナビゲーションシステムとを併用して太陽の高度を算出しても良い。また、ＰＳＤ（ポジションセンシティブデバイス）を用いて太陽位置を算出しても良い。
【００４８】
ｅ．暖房運転の場合に風向偏向板２を揺動させる場合には、制御装置４は、判別した太陽高度が高い場合には乗員の上半身に重点的に空調空気（温風）が当たり、判別した太陽高度が低い場合には乗員の下半身に重点的に空調空気（温風）が当たるように駆動機構５を制御すれば良い。
ｆ．センターフェイスの上下スイングを述べたが、サイドフェイスにも上下スイングを付けても良い。また、サイドフェイスのみでも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考例１に係る車両用空調装置の構造説明図である。
【図２】  風向偏向板の揺動を説明するための説明図である。
【図３】  参考例１に係る車両用空調装置の制御装置の説明図である。
【図４】  その制御装置の作動を示すフローチャートである。
【図５】  ＴＡＯ−印加電圧の関係を示すグラフである。
【図６】  ＴＡＯと吹出口モードとの関係を示すグラフである。
【図７】  その制御装置の作動（太陽高度判別部分）を示すフローチャートである。
【図８】  検知した太陽高度と、判別した太陽高度との関係を示すグラフである。
【図９】  エアミックスドアの揺動と空調空気の吹出範囲との関係を示す説明図である。
【図１０】  空調空気の吹出範囲が第１吹出範囲の場合と、空調空気の吹出範囲が第２吹出範囲の場合とにおける説明図である。
【図１１】  検知した太陽高度と、空調空気の吹出範囲との関係を示すグラフである。
【図１２】  判別した太陽高度が高い場合における風向偏向板の揺動速度と、判別した太陽高度が低い場合における風向偏向板の揺動速度との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
Ａ  車両用空調装置
２  風向偏向板（偏向部材）
４  制御装置（制御手段）
５  駆動機構（駆動手段）
１１、１２  センターフェイス吹出口（吹出口）
【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】
0003837886.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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