(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風機からの送風空気をヒートポンプユニットで加熱して送風する暖房運転手段と、同じく該送風空気を冷却して送風する冷房運転手段と、該送風空気を冷却或いは加熱することなく送風する送風運転手段とを有する各種運転手段と、
上記各種運転手段で生成された空調空気をフット吹出口から車内に吹き出すフット吹出手段と、該空調空気をベント吹出口から車内に吹き出すベント吹出手段と、該空調空気をフット吹出口及びベント吹出口の双方から吹き出すバイレベル吹出手段とを有する各種吹出手段と、
上記各種運転手段を所定式により算出した目標吹出温度に基づき選択制御し、かつ、上記各種吹出手段を該目標吹出温度と予め設定された高中低３段階の吹出モード変更温度に基づき選択制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、目標吹出温度に基づいて上記暖房運転手段、上記冷房運転手段又は上記送風運転手段の何れが選択されているか否かを判定するとともに、当該判定された各種運転手段が起動時か否かを判定し、
また、上記制御手段は、上記暖房運転手段が選択され且つ起動時であると判定したときは、中間の吹出モード変更温度と目標吹出温度とを比較してフット吹出手段又はバイレベル吹出手段を選択的に駆動するよう設定し、上記冷房運転手段が選択され且つ起動時であると判定したときは、中間の吹出モード変更温度と目標吹出温度とを比較してベント吹出手段又はバイレベル吹出手段を選択的に駆動するよう設定し、上記送風運転手段が選択され且つ起動時であると判定したときは、中間の吹出モード変更温度と目標吹出温度とを比較してフット吹出手段、ベント吹出手段又はバイレベル吹出手段を選択的に駆動するよう設定し、
一方、上記制御手段は、上記暖房運転手段が選択され且つ起動時ではないと判定したときは、中間及び高い吹出モード変更温度と目標吹出温度を比較してフット吹出手段又はバイレベル吹出手段を選択的に駆動するよう設定し、上記冷房運転手段が選択され且つ起動時ではないと判定したときは、中間及び低い吹出モード変更温度と目標吹出温度を比較してベント吹出手段又はバイレベル吹出手段を選択的に駆動するよう設定し、上記送風運転手段が選択され且つ起動時ではないと判定したときは、高中低３段階の全ての吹出モード変更温度と目標吹出温度を比較してフット吹出手段、ベント吹出手段又はバイレベル吹出手段を選択的に駆動するよう設定した
ことを特徴とする車両用空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、空調空気をフット吹出口及びベント吹出口を通じて車内に吹出し、車内の冷暖房を行う車両用空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の車両用空気調和装置は、外気或いは車内の空気（内気）を送風する電動ファンと、この送風空気と熱交換するヒートポンプユニットとを有しており、車内を暖房するときはヒートポンプユニットで送風空気を加熱し、また、車内を冷房するときは送風空気を冷却し、更に、送風運転するときは熱交換することなく送風するもので、これら空調空気をフット吹出口或いはベント吹出口を通じて車内に送風し、車内の暖房、冷房或いは送風運転を行っている。
【０００３】
このような各種運転モードが自動制御されているときは、以下の式で算出された温度（ＴＡＯ；目標吹出温度）に基づいて選択制御される。即ち、
ＴＡＯ＝Ｋｓ・Ｔｓ−Ｋｒ・Ｔｒ−Ｋａｍ・Ｔａｍ−Ｋｒａｄ・Ｔｒａｄ＋Ｃ
上式中のＴｓは利用者により設定された設定温度、Ｔｒは内気温度、Ｔａｍは外気温度、Ｔｒａｄは日射量を温度換算した数値、Ｋｓは設定温度係数、Ｋｒは内気温度係数、Ｋａｍは外気温度係数、Ｋｒａｄは日射量係数、Ｃは補正係数であり、各係数は対象空間の大きさ等に応じて適宜の実数値が選ばれる。
【０００４】
また、フット吹出口及びベント吹出口の開閉による吹出モードが自動制御されているときは、同じくこの目標吹出温度に基づき選択制御される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように各種運転モード及び各種吹出モードはともに目標吹出温度に基づき選択制御されるが、例えば暖房運転モードにおいて、外気温度の上昇等によりその目標吹出温度が変更され、ベント吹出モードが選択される状態になっているときは、直ちにベント吹出口のみが開放され、このベント吹出口を通じて車内に送風される。
【０００６】
しかしながら、このベント吹出口から吹き出される加熱空気は、たとえ目標吹出温度が変更された場合でも、ヒートポンプユニットの加熱作用が直ちに低下するものでないため、多量の加熱空気が運転者等の顔に向かって吹き出され、不快なものとなっていた。
【０００７】
他方、冷房運転モードにおいて、その目標吹出温度の変化によりフット吹出モードが選択される状態のときは、冷却空気がフット吹出口のみから吹き出され、これまた不快な冷房運転が行われるという問題点を有していた。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、各種運転モードにおいて目標吹出温度に基づき最適な吹出モードを選択し、かつ、暖房用の加熱空気がベント吹出口のみから吹き出されたり、或いは、冷房用の冷却空気がフット吹出口のみから吹き出されるという不都合を解消し、快適な車内空調が実現される車両用空気調和装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、本発明に係る車両用空気調和装置は、送風機からの送風空気をヒートポンプユニットで加熱して送風する暖房運転手段と、同じく該送風空気を冷却して送風する冷房運転手段と、該送風空気を冷却或いは加熱することなく送風する送風運転手段とを有する各種運転手段と、上記各種運転手段で生成された空調空気をフット吹出口から車内に吹き出すフット吹出手段と、該空調空気をベント吹出口から車内に吹き出すベント吹出手段と、該空調空気をフット吹出口及びベント吹出口の双方から吹き出すバイレベル吹出手段とを有する各種吹出手段と、上記各種運転手段を所定式により算出した目標吹出温度に基づき選択制御し、かつ、上記各種吹出手段を該目標吹出温度と予め設定された高中低３段階の吹出モード変更温度に基づき選択制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、目標吹出温度に基づいて上記暖房運転手段、上記冷房運転手段又は上記送風運転手段の何れが選択されているか否かを判定するとともに、当該判定された各種運転手段が起動時か否かを判定し、また、上記制御手段は、上記暖房運転手段が選択され且つ起動時であると判定したときは、中間の吹出モード変更温度と目標吹出温度とを比較してフット吹出手段又はバイレベル吹出手段を選択的に駆動するよう設定し、上記冷房運転手段が選択され且つ起動時であると判定したときは、中間の吹出モード変更温度と目標吹出温度とを比較してベント吹出手段又はバイレベル吹出手段を選択的に駆動するよう設定し、上記送風運転手段が選択され且つ起動時であると判定したときは、中間の吹出モード変更温度と目標吹出温度とを比較してフット吹出手段、ベント吹出手段又はバイレベル吹出手段を選択的に駆動するよう設定し、一方、上記制御手段は、上記暖房運転手段が選択され且つ起動時ではないと判定したときは、中間及び高い吹出モード変更温度と目標吹出温度を比較してフット吹出手段又はバイレベル吹出手段を選択的に駆動するよう設定し、上記冷房運転手段が選択され且つ起動時ではないと判定したときは、中間及び低い吹出モード変更温度と目標吹出温度を比較してベント吹出手段又はバイレベル吹出手段を選択的に駆動するよう設定し、上記送風運転手段が選択され且つ起動時ではないと判定したときは、高中低３段階の全ての吹出モード変更温度と目標吹出温度を比較してフット吹出手段、ベント吹出手段又はバイレベル吹出手段を選択的に駆動するよう設定したことを特徴する。
【００１０】
【作用】
本発明によれば、暖房運転手段において、通常はフット吹出口を開放し、目標吹出温度がさほど高くないときはフット吹出口及びベント吹出口の双方を開放して運転できる。
【００１１】
冷房運転手段において、通常はベント吹出口を開放し、目標吹出温度がさほど低くないときはフット吹出口及びベント吹出口の双方を開放して運転できる。
【００１２】
送風運転手段において、通常はフット吹出口及びベント吹出口の双方を開放し、目標吹出温度が高いときはフット吹出口を開放し、逆に目標吹出温度が低いときはベント吹出口を開放して運転できる。
【００１３】
【実施例】
図１乃至図６の(a)(b)(c)は本発明に係る車両用空気調和装置の一実施例を示すもので、図１は車両用空気調和装置の概略構成図、図２の(a)(b)(c)は各種吹出モードを示す概略図である。
【００１４】
この車両用空気調和装置は、空調用のダクト１と、ヒートポンプユニット２とを備えたもので、このダクト１の風上側に電動ファン３を設置し、外気或いは内気をダクト１内に通風している。また、このヒートポンプユニット２はその圧縮機等を設置したユニット本体２ａをダクト１の外に配置する一方、その熱交換端末である第１熱交換器２ｂ及び第２熱交換器２ｃをダクト１内に配置しており、ユニット本体２ａを駆動して各熱交換器２ｂ，２ｃを通じて内外気を加熱（暖房運転モード）又は冷却（冷房運転モード）したり、或いは、ユニット本体２ａの駆動を停止して熱交換することなく内外気をそのまま送風（送風運転モード）するうようになっている。
【００１５】
このような各種運転モードにより生成された空調空気はダクト１の風下側に有するベント吹出口４、フット吹出口５或いはデフ吹出口６から車内に吹き出され、その吹出制御は各ダンパ４ａ，５ａ，６ａによって行われる。即ち、フット吹出モードのときは図２の(a)に示すようにフットダンパ５ａのみが開放し、ベント吹出モードのときは図２の(b)に示すようにベントダンパ４ａのみが開放し、バイレベルモードのときは図２の(c)に示すように各ダンパ４ａ，５ａの双方が開放し、各種運転モードに対応した吹出モードが選択される。
【００１６】
以上のような車両用空気調和装置は従来においても同様に構成されており、本発明は各種運転モードに最適な各種吹出モードを目標吹出温度に基づき制御することにある。これを図３乃至図６の(a)(b)(c)を参照して説明する。
【００１７】
この吹出モード制御は図３に示すように、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を具備したマイコン７にて制御されるもので、このマイコン７はユニット本体２ａの発停信号、オートスイッチ８のオン・オフ信号、温度設定器９の設定信号、日射量検出器１０、外気温度検出器１１及び内気温度検出器１２の検出信号に基づきなされるもので、これらの信号に基づきベントダンパ駆動回路１３及びフットダンパ駆動回路１４を介してベントダンパ４ａ及びフットダンパ５ａを図４乃至図６の(a)(b)(c)に示すように駆動制御する。なお、温度設定器９及び各種検出器１０〜１２は上述したように目標吹出温度（ＴＡＯ0）を設定するための各機器であり、図６の(a)(b)(c)中、吹出モード変更温度をＴＡ０1、ＴＡＯ2、ＴＡＯ3で表記するとともに、この吹出モード変更温度をＴＡ０1＜ＴＡＯ2＜ＴＡＯ3、に設定している。
【００１８】
即ち、オートスイッチ８及び算出された目標吹出温度に基づき暖房運転モードか、冷房運転モードか或いは送風運転モードかを判定し（ＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３）、暖房運転モードであると判定したときは図５の(a)に示すように起動時か否かを判定する（ＳＴ４）。ここで、起動時のときは、ＴＡＯ0＞ＴＡＯ2か否かを判定し、この条件が満足されるときは図４に示すようにフット吹出モードを設定し、他方、この条件が満足されないときは、バイレベル吹出モードを設定する（ＳＴ６，ＳＴ７）。
【００１９】
この暖房運転モードの起動により、フット吹出モード或いはバイレベル吹出モードが設定され運転が継続されるが、この運転継続中、図５の(a)に示すようにフット吹出モードか或いはバイレベル吹出モードが判定され（ＳＴ８）、フット吹出モードのときは、ＴＡＯ0＞ＴＡＯ2が再度判定され（ＳＴ９）、既にこの条件を満たさなくなったとき、即ち暖房における目標吹出温度として低くなっているときはバイレベル吹出モードに変更され、他方、この条件が満たされているときは、そのフット吹出モードが継続される。また、運転継続中にバイレベル吹出モードのときは、ＴＡＯ0＜ＴＡＯ3か否かを判定する（ＳＴ１０）。ここで、この条件が満たされないとき、即ち暖房における目標吹出温度として高くなっているときはフット吹出モードに変更され、他方、この条件を満たすときは、そのバイレベル吹出モードが継続される。
【００２０】
次に、冷房運転モードの吹出制御を説明する。この冷房運転モードでは図５の(b)に示すように、まずその起動時か否かを判定する（ＳＴ１１）。ここで、起動時のときは、ＴＡＯ0＜ＴＡＯ2か否かを判定し（ＳＴ１２）、この条件が満足されるときは図４に示すようにベント吹出モードを設定し（ＳＴ１３）、他方、条件が満足されないときは、バイレベル吹出モードを設定する。
【００２１】
この冷房運転モードの起動により、ベント吹出モード或いはバイレベル吹出モードが設定され運転が継続されるが、この運転継続中、図５の(b)に示すようにベント吹出モードか或いはバイレベル吹出モードが判定され（ＳＴ１４）、ベント吹出モードのときは、ＴＡＯ0＜ＴＡＯ2が再度判定され（ＳＴ１５）、既にこの条件を満たさなくなったとき、即ち冷房における目標吹出温度として高くなっているときはバイレベル吹出モードに変更され、他方、この条件が満たされているときは、そのベント吹出モードが継続される。また、運転継続中にバイレベル吹出モードのときは、ＴＡＯ0＞ＴＡＯ1か否かを判定する（ＳＴ１６）。ここで、この条件が満たされないとき、即ち冷房における目標吹出温度として低くなっているときはベント吹出モードに変更され、他方、この条件を満たすときは、そのバイレベル吹出モードが継続される。
【００２２】
このように、暖房運転モードのときは、フット吹出モードとバイレベル吹出モードで運転されベント吹出モードでの運転が防止されるし、他方、冷房運転モードのときは、ベント吹出モードとバイレベル吹出モードで運転されフット吹出モードでの運転が防止される。
【００２３】
このような暖房運転モード及び冷房運転モードにおいては、通常、ユニット本体（圧縮機）２ａが駆動しており、これにより各熱交換器２ｂ，２ｃには冷媒が循環し、この各熱交換器２ｂ，２ｃを通る送風空気が加熱或いは冷却されるが、その運転中に目標吹出温度に基づきユニット本体２ａの駆動が停止し、電動ファン３のみが駆動する送風運転モードに移行する場合がある。このようなときは各熱交換器２ｂ，２ｃには冷媒が循環していないため、内外気は加熱或いは冷却されることなく、車内に送風される。
【００２４】
以下この送風運転モードの吹出制御を図４に基づき説明する。この送風運転モードにおいて、まず起動時か否かを判定する（ＳＴ１７）。ここで、起動時のときは、ＴＡＯ0＞ＴＡＯ2、ＴＡＯ0＝ＴＡＯ2、ＴＡＯ0＜ＴＡＯ2のいずれにあるかを判定し、このＴＡＯ0＞ＴＡＯ2のときは目標吹出温度が高めであるためフット吹出モードを設定し、ＴＡＯ0＝ＴＡＯ2のときは目標吹出温度がほぼ中間にあるためバイレベル吹出モードを設定し、ＴＡＯ0＜ＴＡＯ2のときは目標吹出温度がやや低めとなっているためベント吹出モードを設定する（ＳＴ１８〜ＳＴ２０）。
【００２５】
この送風運転モードの起動により、フット吹出モード、バイレベル吹出モード或いはベント吹出モードが設定され運転が継続されるが、この運転継続中、これらの各モードが再度判定され（ＳＴ２１，ＳＴ２２）、ここで、フット吹出モードのときは、ＴＡＯ0＞ＴＡＯ2が判定され（ＳＴ２３）、この条件が既に満たされないとき、即ち目標吹出温度がほぼ中間に向かって低くなっているときは、バイレベル吹出モードに変更する。
【００２６】
また、ステップＳＴ２２でバイレベル吹出モードであると判定されたときは、更にＴＡＯ0≦ＴＡＯ1か或いはＴＡＯ0≧ＴＡＯ3かを判定し、ここで、ＴＡＯ0≦ＴＡＯ1の条件が満されるとき、即ち目標吹出温度が低めになっているときは、ベント吹出モードに変更し、また、ＴＡＯ0≧ＴＡＯ3の条件が満されるとき、即ち目標吹出温度が高めになっているときは、フット吹出モードに変更する（ＳＴ２４，２５）。
【００２７】
更に、ベント吹出モードのときは、ＴＡＯ0＜ＴＡＯ2が判定され（ＳＴ２６）、この条件が既に満たされないとき、即ち目標吹出温度がほぼ中間に向かって高くなっているときは、バイレベル吹出モードに変更する。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、暖房運転モード、冷房運転モード及び送風運転モードにおいて、その目標吹出温度に基づいて最適な吹出モードが選択されることはもとより、暖房運転モードではベント吹出モードが選択されることなく、また、冷房運転モードではフット吹出モードが選択されることがなく、快適な車内空調が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用空気調和装置の概略構成図
【図２】各種吹出モードのダンパ開閉状態を示す概略図
【図３】各種吹出モード制御のブロック図
【図４】各種吹出モード制御のフローチャートの１
【図５】各種吹出モード制御のフローチャートの２
【図６】各種吹出モード制御におけるモード切換え仕様を示す図
【符号の説明】
２…ヒートポンプユニット、３…電動ファン、４…ベント吹出口、５…フット吹出口、４ａ…ベントダンパ、５ａ…フットダンパ、７…マイコン。
【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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