JP2007131280A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】デフロスタ開口部がフット開口部よりも混合室の冷風流入部位の近くに位置し、冷風流入部位に直接連通するように配置された空調ユニットを有する車両用空調装置において、フット・デフモードにおけるクールデフを解消する。
【解決手段】混合室２０へ流入した冷風の所定方向の流速成分を減衰させる流速減衰ドア２８を混合室２０内部に配置する。この流速減衰ドア２８を、デフロスタドア２５の位置に連動させて、フット・デフモード時に冷風バイパス通路１５側からデフロスタ開口部２１側へ向かう方向と略垂直方向になるように回転操作する。これにより、冷風の冷風バイパス通路１５側からデフロスタ開口部２１側へ向かう方向の流速成分を減衰させて、冷風がデフロスタ開口部２１に流出することを抑制してクールデフを解消する。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷風および温風を混合して車室内に吹出す車両用空調装置に関する。

従来、冷風および温風を混合して車室内に吹出す車両用空調装置が特許文献１に開示されている。

この特許文献１の車両用空調装置の空調ユニットでは、図８に示すように、冷風と温風とを混合させる混合室２０を有しており、フット開口部２４をデフロスタ開口部２１およびフェイス開口部２２よりも混合室２０の温風流入部位に近づけるとともに、温風流入部位に直接連通するように配置して、フット開口部２４へ温風を流出させやすくしている。

これにより、混合室２０からフェイス開口部２２およびフット開口部２４へ同時に空調風を流出させるバイレベルモード時に、フット吹出温度をフェイス吹出温度よりも所定温度高くして、頭寒足熱型の吹出温度分布を実現している。

さらに、特許文献１の空調ユニットでは、混合室内に温風の流れ方向を変化させる可動式のエアガイド４２を設け、このエアガイド４２を変位させることで、温風と冷風との混合形態を変化させて、フット開口部２４へ流出する空調風の温度と他の開口部２１、２２へ流出する空調風の温度との温度差を調整している。

これにより、フット開口部２４およびデフロスタ開口部２１から同時に空調風を流出させるフット・デフモード時に、フット吹出温度とデフロスタ吹出温度との温度差を小さくできる旨も記載されている（特許文献１の段落００９１参照）。

ところで、一般的に、車両用空調装置においては、各開口部２１、２２、２４と各開口部２１、２２、２４に対応する車室内の吹出口とを接続するダクトの距離を短くして、ダクトの通風抵抗を低減させて、各吹出口から吹出される空調風の風量低下を抑制している。このため、デフロスタ開口部２１およびフェイス開口部２２は、フット開口部２４よりも車両搭載状態における上側（図８の矢印上方向）に配置される。

従って、特許文献１の空調ユニットのように、フット開口部２４を混合室２０に連通するように配置すると、空調ユニットの上下方向の体格が拡大する要因となり、上下方向の搭載スペースを確保できない車両では、特許文献１の空調ユニットを搭載できない。

そこで、上下方向の搭載スペースが確保できない車両では、図９に示すように、デフロスタ開口部２１をフェイス開口部２２およびフット開口部２４よりも混合室２０の冷風流入部位２０ａに近づけるとともに、冷風流入部位２０ａに直接連通するように配置したレイアウトの空調ユニットが採用されている。

このレイアウトでは、デフロスタ開口部２１の車両搭載状態における車両後方側（図９の矢印後方向）にフェイス開口部２２を配置し、さらにフェイス開口部２２の下側（図９の矢印下方向）にフット開口部２４を配置することで、各ダクトの接続距離を短くするともに、空調ユニットの上下方向の体格を縮小化している。
特開２００４−７５０２７号公報

ところが、図９に示すレイアウトの空調ユニットでは、特許文献１のように、混合室２０内にエアガイドを設けて温風と冷風の混合形態を変化させても、冷風流入部位２０ａの近傍では冷風と温風が十分混合できないので、冷風が直接デフロスタ開口部２１へ流出しやすくなってしまう。

その結果、フット・デフモード時に、デフロスタ吹出温度がフット吹出温度に対して過度に低下し、窓ガラスの防曇性能が悪くなる、いわゆるクールデフの問題が生じる。

本発明は上記点に鑑み、デフロスタ開口部がフット開口部よりも混合室の冷風流入部位の近くに位置し、冷風流入部位に直接連通するように配置された空調ユニットを有する車両用空調装置において、フット・デフモード時のクールデフを解消することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、車室内へ向かって空気が流れる空気通路を形成するケース（１１）と、ケース（１１）内に設けられ、空気を冷却する冷房用熱交換器（１２）と、ケース（１１）内に設けられ、冷房用熱交換器（１２）通過後の冷風を加熱する暖房用熱交換器（１３）と、ケース（１１）内に設けられ、暖房用熱交換器（１３）を迂回して冷風が通過する冷風バイパス通路（１５）と、ケース（１１）内に設けられ、暖房用熱交換器（１３）通過後の温風と冷風バイパス通路（１５）通過後の冷風とを混合する混合室（２０）と、混合室（２０）で混合された空調風を車両窓ガラス側に吹出すデフロスタ開口部（２１）と、空調風を乗員の足元側に吹出すフット開口部（２４）と、混合室（２０）からデフロスタ開口部（２１）側へ流出する空調風とフット開口部（２４）側へ流出する空調風の風量割合を変更する配風ドア（２５）と、混合室（２０）に流入した冷風の所定方向の流速成分を減衰させる流速減衰手段（２８、４１）とを備え、デフロスタ開口部（２１）は、フット開口部（２４）よりも混合室（２０）の冷風流入部位（２０ａ）の近くに位置し、配風ドア（２５）がデフロスタ開口部（２１）側に空調風を流出させるときに、冷風流入部位（２０ａ）に直接連通するように配置されており、流速減衰手段（２８、４１）は、配風ドア（２５）がデフロスタ開口部（２１）側とフット開口部（２４）側との双方に同時に空調風を流出させるフット・デフモード時に、冷風バイパス通路（１５）側からデフロスタ開口部（２１）側へ向かう方向の流速成分を減衰させる車両用空調装置を特徴とする。

これによれば、フット・デフモード時に、流速減衰手段（２８、４１）が混合室（２０）に流入した冷風の冷風バイパス通路（１５）側からデフロスタ開口部（２１）側へ向かう方向の流速成分を減衰させる。

そのため、デフロスタ開口部（２１）が、フット開口部（２４）よりも混合室（２０）の冷風流入部位（２０ａ）の近くに位置し、かつ、混合室（２０）の冷風流入部位（２０ａ）に直接連通するように配置されていても、冷風がデフロスタ開口部（２１）に流出しにくくなり、デフロスタ開口部（２１）に冷風と温風とが十分に混合された空調風を流出させやすい。その結果、フット・デフモードにおけるクールデフを解消できる。

また、上記特徴の車両用空調装置において、流速減衰手段は、混合室（２０）内に配置されて、さらに、回転軸（２８ａ、４１ａ）と、回転軸（２８ａ、４１ａ）の径方向に結合された板ドア部（２８ｂ、４１ａ）とを有する回転式ドア（２８、４１）によって構成されていてもよい。

これによれば、回転軸（２８ａ、４１ａ）を回転させて板ドア部（２８ｂ、４１ａ）の方向を変更して、冷風の通風抵抗にさせることで、容易に、混合室（２０）に流入した冷風の所定方向の流速成分を減衰させることができる。

例えば、板ドア部（２８ａ、４１ａ）が冷風バイパス通路（１５）側からデフロスタ開口部（２１）側へ向かう方向に対して垂直方向になるように回転軸（２８ａ、４１ａ）を回転操作することで、容易に、混合室（２０）に流入した冷風の上記方向の流速成分を減衰させることができる。

さらに、例えば、板ドア部（２８ｂ、４１ａ）が冷風バイパス通路（１５）側からフット開口部（２４）側へ向かう方向に対して水平方向になるように回転軸（２８ａ、４１ａ）を回転操作することで、容易に、混合室（２０）に流入した冷風の上記方向の速度成分を減衰させる作用を無効にすることもできる。

また、上述の特徴の車両用空調装置において、流速減衰手段（２８、４１）は、配風ドア（２５）に連動して、配風ドア（２５）がデフロスタ開口部（２１）側に流出させる空調風の風量を増加させるに従って、冷風バイパス通路（１５）側からデフロスタ開口部（２１）側へ向かう方向の流速成分を減衰させる度合を増加させるようになっていてもよい。

さらに、流速減衰手段（２８、４１）が配風ドア（２５）に連動する上記特徴の車両用空調装置において、流速減衰手段（２８、４１）は、配風ドア（２５）がフット開口部（２４）側のみに空調風を流出させる際に、冷風バイパス通路（１５）側からフット開口部（２１）側へ向かう方向の流速成分を減衰させる作用が無効になるようになっていてもよい。

これによれば、配風ドア（２５）が空調風をデフロスタ開口部（２１）に流出させず、クールデフを解消する必要がない場合に、流速減衰手段（２８、４１）が冷風流れの通風抵抗にならず、車室内に最大風量の冷風を送風できるので、最大冷房能力を発揮することができる。

また、上述の特徴の車両用空調装置において、暖房用熱交換器（１３）を通過する冷風と冷風バイパス通路（１５）を通過する冷風の風量割合を変更するエアミックスドア（１６）を備え、流速減衰手段（２８、４１）は、エアミックスドア（１６）に連動して、エアミックスドア（１６）が暖房用熱交換器（１３）を通過する冷風の風量を増加させるに従って、冷風バイパス通路（１５）側からデフロスタ開口部（２１）側へ向かう方向の流速成分を減衰させる度合を増加させるようになっていてもよい。

さらに、流速減衰手段（２８、４１）がエアミックスドア（１６）に連動する上記特徴の車両用空調装置において、流速減衰手段（２８、４１）は、エアミックスドア（１６）が冷風バイパス通路（１５）のみに冷風を通過させる最大冷房時に、冷風バイパス通路（１５）側からフット開口部（２１）側へ向かう方向の流速成分を減衰させる作用が無効になるようになっていてもよい。

これによれば、冷風バイパス通路（１５）にのみ冷風が通過する最大冷房時において、流速減衰手段（２８、４１）が冷風流れの通風抵抗にならず、車室内に最大風量の冷風を送風できるので、最大冷房能力を発揮することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
図１〜６により本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態の車両用空調装置における室内ユニット部の空調ユニット１０の断面図である。また、図１の上下、前後の各矢印は、空調ユニット１０の車両搭載状態における方向を示している。なお、図１の各ドア（１６、２５、２６、２８）の実線位置は後述するフット・デフモード時における各ドアの位置を示している。

本実施形態の室内ユニット部は、図１の空調ユニット１０と、この空調ユニット１０に空気を送風する送風機ユニット（図示せず）とに大別される。空調ユニット１０は車室内前側の計器盤（図示せず）内側のうち、車両幅方向の略中央部に配置される。これに対し、図示しない送風機ユニットは車室内前部の計器盤内側のうち、中央部から助手席側へオフセットして配置されている。

送風機ユニットは、周知の如く、外気（車室外空気）と内気（車室内空気）とを切替導入する内外気切替箱、および、この内外気切替箱を通して空気を吸入して送風する送風機によって構成される。この送風機は周知の遠心多翼ファン（シロッコファン）を電動モータにて駆動するものである。また、電動モータは後述する空調制御装置３０の制御信号によって作動する。

空調ユニット１０は空調ケース１１を有し、空調ケース１１の内部には車室内へ向かって空気が流れる空気通路が構成される。この空調ケース１１は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。さらに、車両幅方向（図１の紙面垂直方向）の略中央部に車両上下方向の分割面を有しており、この分割面で左右２分割することができる。

この左右２分割のケースは、内部に冷房用熱交換器をなす蒸発器１２、暖房用熱交換器をなすヒータコア１３および後述するエアミックスドア１６、デフロスタドア２５、フェイス・フットドア２６等を収容した状態で、金属バネクリップやネジなどの締結手段によって一体に結合されている。

空調ケース１１の最も車両前方側部位には図１の破線で示す空気入口空間１４が形成され、この空気入口空間１４には、送風機ユニットの送風機によって送風された空気が流入する。また、空気入口空間１４の空気流れ下流側直後には蒸発器１２が略上下方向（略垂直）に配置されている。この蒸発器１２は、周知の如く冷凍サイクル（図示せず）の低圧冷媒が蒸発する際に空気から吸熱して空気を冷却するものである。

また、蒸発器１２の空気流れ下流側（車両後方側）には、所定の間隔を開けてヒータコア１３が略上下方向（略垂直）に配置されている。ヒータコア１３は、高温のエンジン冷却水（温水）が内部に導入され、この温水と蒸発器１２を通過した冷風とを熱交換させることで冷風を再加熱するものである。

ヒータコア１３も略上下方向に配置されているが、下側よりも上側を車両後方側へ若干傾斜して配置されている。これにより、後述する板状のエアミックスドア１６の回転作動空間を確保している。なお、蒸発器１２およびヒータコア１３を略上下方向に配置するとは、その熱交換用コア部の面が略上下方向に延びるように配置されることを意味する。

従って、蒸発器１２およびヒータコア１３を上述の如く配置することで、空調ケース１１の空気入口空間１４に流入した空気を、蒸発器１２を通過させることで冷却し、さらに矢印Ａ方向に流して、ヒータコア１３を通過させることで再加熱できるようになっている。

次に、空調ケース１１の蒸発器１２の車両後方側部位であって、かつ、ヒータコア１３の上方側部位には、冷風バイパス通路１５が形成されている。この冷風バイパス通路１５は、蒸発器１２通過後の冷風がヒータコア１３を迂回して流れる通路を構成する。また、冷風バイパス通路１５の下流側（車両上方側）には後述する混合室２０が配置されている。

従って、空調ケース１１の空気入口空間１４に流入した空気を、蒸発器１２を通過させることで冷却し、さらに矢印Ｂ方向に流して、再加熱することなく混合室２０に流入させることができる。

そして、蒸発器１２とヒータコア１３との間であって、かつ、冷風バイパス通路１５の下方側部位には、エアミックスドア１６が配置されている。このエアミックスドア１６は、回転軸１６ａと回転軸１６ａに結合された板ドア部１６ｂを有する回転式ドアであり、この回転軸１６ａはヒータコア１３上端部の車両前方側部位で車両幅方向に延びるように配置されている。

さらに、回転軸１６ａは空調ケース１１左右両側の壁面の軸受穴（図示せず）に回転可能に支持されており、回転軸１６ａの一端部は空調ケース１１の外部に突出して、図示しないリンク機構を介在して後述する電気式アクチュエータ１７（例えば、直流モータ）に連結される。この電気式アクチュエータ１７は図２に示すように、空調制御装置３０の制御信号によって作動する。

従って、本実施形態では、電気式アクチュエータ１７によってエアミックスドア１６が回転操作される。もちろん、乗員の手動操作力によってエアミックスドア１６を直接回転操作するマニュアル方式を採用してもよい。

また、エアミックスドア１６は、冷風バイパス通路１５とヒータコア１３の入口通風路１８の開度を調整することにより、入口通風路１８を通過してヒータコア１３で再加熱される冷風（矢印Ａ）と冷風バイパス通路１５を通過する冷風（矢印Ｂ）との風量割合を調整するものである。

具体的には、図１において、エアミックスドア１６が２点鎖線位置Ｃの位置になると、入口通風路１８を全閉して冷風バイパス通路１５を全開する最大冷房位置となり、蒸発器１２を通過した冷風の全風量が冷風バイパス通路１５側へ流れる。また、２点鎖線位置Ｄの位置になると、入口通風路１８を全開して冷風バイパス通路１５を全閉する最大暖房位置となり、蒸発器１２を通過した冷風の全風量がヒータコア１３を通過して再加熱される。

そして、上下の２点鎖線位置Ｃ、Ｄの間に示す実線位置Ｅは中間開度位置であり、エアミックスドア１６を任意の中間開度位置に回転操作することによって、ヒータコア１３で再加熱される冷風（矢印Ａ）と冷風バイパス通路１５を通過する冷風（矢印Ｂ）との風量割合が調整される。

また、ヒータコア１３の空気流れ後方側には、温風通路１９が形成されている。温風通路１９は、ヒータコア１３を通過した温風を混合室２０に導く通路であり、ヒータコア１３の車両後方側部位からヒータコア１３の上方部へ向かって湾曲する形状になっている。ヒータコア１３上方部に配置される温風通路１９出口は混合室２０に接続され、温風は矢印Ｆ方向に流れて混合室２０に流入する。

混合室２０は、図１の破線に示すように、蒸発器１２とヒータコア１３との間のエアミックスドア１６が回転作動する空間の上方側部位に、前述の冷風バイパス通路１５を通過した冷風（矢印Ｂ）および温風通路１９を通過した温風（矢印Ｆ）が流入できるように配置されている。

そして、混合室２０において、流入した温風（矢印Ｆ）と冷風（矢印Ｂ）とが混合されて混合室２０から車室内に吹出される空調風の温度調整がなされる。従って、前述のエアミックスドア１６の開度位置を調整することによって、空調風の温度を所望温度に調整することができる。

次に、空調ケース１１上面部の混合室２０の略上方側部位には、デフロスタ開口部２１が配置されている。より具体的には、後述するフェイス開口部２２およびフット開口部２４よりも混合室２０の冷風流入部位２０ａの近くで、かつ、後述するデフロスタドア２５がデフロスタ開口部２１を開口すると、混合室２０の冷風流入側部位２０ａに直接連通するように配置されている。

本実施形態では、混合室２０に流入する冷風は矢印Ｂに示すように車両前方側から後方側に向かって流れ、温風は矢印Ｆに示すように車両後方側から前方側に向かって流れる。このため、図１の斜線部に示すように、混合室２０の車両前方側が冷風流入部位２０ａとなる。

従って、デフロスタ開口部２１には、混合室２０から温度調整された空調風が直接流出するようになっており、さらに、デフロスタ開口部２１は、デフロスタダクト（図示せず）を介して車室内に配置されたデフロスタ吹出口（図示せず）に接続され、デフロスタ吹出口から車両窓ガラスの内面に向けて空調風（主に温風）が吹出される。

デフロスタ開口部２１の後方側にはフェイス開口部２２が配置されている。このフェイス開口部２２には、混合室２０から温度調整された空調風が連通口２３を経て流出する。また、フェイス開口部２２は、フェイスダクト（図示せず）を介して車室内に配置されたフェイス吹出口（図示せず）に接続され、フェイス吹出口から乗員の上半身側に向けて空調風（主に冷風）が吹出される。

フェイス開口部２２の下方側、かつ、温風通路１９上方側の空調ケース１１の車両左右両側壁面には、フット開口部２４が配置されている。このフット開口部２４には、混合室２０から温度調整された空調風が連通口２３を経て流出する。また、フット開口部２４は、フットダクト（図示せず）を介して車室内に配置されたフット吹出口（図示せず）に接続され、フット吹出口から車室内の乗員の足元に向けて空調風（主に温風）が吹出される。

次に、混合室２０には、デフロスタ開口部２１と連通口２３とを開閉するデフロスタドア２５が配置されている。このデフロスタドア２５は、回転軸２５ａと回転軸２５ａに結合された板ドア部２５ｂを有する回転式ドアであり、この回転軸２５ａはデフロスタ開口部２１車両後方側とフェイス開口部２２車両前方側との間の部位で車両幅方向に延びるように配置されている。

なお、前述の如く、連通口２３を経て空調風がフット開口部２４に流入するようになっているので、デフロスタドア２５は、本実施形態において、デフロスタ開口部２１側へ流出する空調風の風量とフット開口部２４側へ流出する空調風の風量との風量割合を変更する配風ドアを構成する。

フェイス開口部２２下方側かつフット開口部２４上方側には、フェイス開口部２２とフット開口部２４とを開閉するフェイス・フットドア２６が配置されている。このフェイス・フットドア２６は、回転軸２６ａと回転軸２６ａに結合された板ドア部２６ｂを有する回転式ドアであり、この回転軸２６ａはフェイス開口部２２車両後方側とフット開口部２４車両上方側との間の部位で車両幅方向に延びるように配置されている。

なお、デフロスタドア２５の回転軸２５ａおよびフェイス・フットドア２６の回転軸２６ａは、空調ケース１１左右両側の壁面の軸受穴（図示せず）により回転可能に支持されており、回転軸２５ａ、２６ａの一端部は空調ケース１１の外部に突出して、リンク機構を介在して共通の電気式アクチュエータ２７に結合される。

この電気式アクチュエータ２７は図２に示すように、空調制御装置３０の制御信号によって作動する。従って、本実施形態では、デフロスタドア２５およびフェイス・フットドア２６は、共通の電気式アクチュエータ２７によって連動して回転操作されることとなり、車室内へ空調風を吹出す吹出モードを切替える吹出モードドアを構成する。

さらに、混合室２０内部には、流速減衰ドア２８が配置されている。この流速減衰ドア２８は、冷風バイパス通路１５を通過した冷風（矢印Ｂ）の所定方向の流速成分（例えば、破線矢印Ｂａに示す冷風バイパス通路１５側からデフロスタ開口部２１側へ向かう流速成分）を減衰させるものである。従って、流速減衰ドア２８は、本実施形態における流速減衰手段を構成する。

この流速減衰ドア２８は、回転軸２８ａと回転軸２８ａに結合された板ドア部２８ｂを有する回転式ドアである。さらに、板ドア部２８ｂは回転軸２８ａの中心軸に対象に径方向両側に突出すように結合されている。そして、この回転軸２８ａは混合室２０内の冷風バイパス通路１５とデフロスタ開口部２１との間の車両前方側部位で車両幅方向に延びるように配置されている。

また、流速減衰ドア２８の回転軸２８ａは、空調ケース１１左右両側の壁面の軸受穴（図示せず）により回転可能に支持されており、回転軸２８ａの一端部は空調ケース１１の外部に突出して、図示しないリンク機構を介在して、前述のデフロスタドア２５に連動して回転操作されるようになっている。

次に、本実施形態の電気制御部の概要を図２により説明する。空調制御装置３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。この空調制御装置３０は、そのＲＯＭ内に空調装置制御プログラムを記憶しており、その空調装置制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。

空調制御装置３０の入力側には空調用センサ群３１〜３５からセンサ検出信号が入力され、また、車室内前部の計器盤付近に配置される空調操作パネル３６に設けられた各種空調操作スイッチから操作信号が入力される。

空調用センサ群としては、具体的には、外気温Ｔａｍを検出する外気センサ３１、内気温Ｔｒを検出する内気センサ３２、車室内に入射する日射量Ｔｓを検出する日射センサ３３、蒸発器１２の空気吹出部に配置されて蒸発器吹出空気温度Ｔｅを検出する蒸発器温度センサ３４、ヒータコア１５に流入するエンジン冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ３５等が設けられる。

また、空調操作パネル３６には各種空調操作スイッチとして、吹出モードドア２５、２６により切替わる吹出モードをマニュアル設定する吹出モードスイッチ３７、冷凍サイクル用の圧縮機の作動指令信号を出すエアコンスイッチ３８、空調自動制御状態の指令信号を出すオートスイッチ３９、および車室内温度を設定する温度設定手段をなす温度設定スイッチ４０等が設けられる。

空調制御装置３０の出力側には、エアミックスドア１６を回転させる電気式アクチュエータ１７や吹出モードドア２４、２５および流速減衰ドア２８を回転させる電気式アクチュエータ２７等が接続され、これらの機器の作動が空調制御装置３０の出力信号により制御される。

次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。図示しない車両エンジンのスタートスイッチ（イグニッションスイッチ）の投入状態においてオートスイッチ３９が投入されると空調制御装置３０がＲＯＭに記憶している空調装置制御プログラムが実行される。

空調装置制御プログラムが実行されると、空調操作パネル３６の操作信号やセンサ群３１〜３５により検出された検出信号が読込まれる。そして、これらの信号に基づいて、車室内吹出空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する。

この目標吹出温度ＴＡＯは温度設定スイッチ４０により設定した設定温度Ｔｓｅｔに車室内温度（内気温）Ｔｒを維持するために必要な車室内吹出空気温度であり、以下の式Ｇ１により算出される。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ…（Ｇ１）
ここで、Ｔｒは内気センサ３２により検出される内気温、Ｔａｍは外気センサ３１により検出される外気温、Ｔｓは日射センサ３３により検出される日射量、Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインおよびＣは補正用の定数である。

そして、空調制御装置３０は目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、送風機により送風される空気の目標送風量、内外気モード、吹出モード、エアミックスドア１６の目標開度、圧縮機の作動等を決定し、決定した制御状態が得られるように各種アクチュエータに制御信号を出力する。そして、再び、操作信号および検出信号の読込み→ＴＡＯの算出→新たな制御状態の決定→制御信号の出力といったルーチンを繰り返す。

ここで、吹出モードの制御状態の決定について説明すると、吹出モードはＴＡＯに基づいて、あらかじめ空調制御装置３０に記憶された制御マップを参照して決定される。本実施形態では、ＴＡＯが低温域から高温域へと上昇するにつれて吹出モードをフェイスモード→バイレベルモード→フットモードへと順次切替える。

また、吹出モードスイッチ３７が手動操作された場合は、操作信号に応じて、上述のフェイスモード、バイレベルモード、フットモードの他に、フット・デフモードおよびデフロスタモードに切替えられる。以下、各吹出モードにおける車両用空調装置の作動について説明する。

まず、フェイスモードは、フェイス吹出口から乗員の上半身側に向けて空調風を吹出すモードで、空調制御装置３０の算出した目標吹出温度ＴＡＯが低温域の場合に選択されるモードである。

このフェイスモードでは、図３に示すように、デフロスタドア２５は、デフロスタ開口部２１を全閉し、フェイス・フットドア２６は、フェイス開口部２２を全開し、フット開口部２４を全閉する位置に回転操作される。また、流速減衰ドア２８は、デフロスタドア２５に連動して冷風バイパス通路１５側からフェイス開口部２２側へ向かう方向と略平行方向になるように回転操作される。

なお、フェイスモードでは、主にフェイス吹出口から冷風を吹出すため、図３においては、エアミックスドア１６の位置を冷風バイパス通路１５が全開となる最大冷房位置としている。もちろん、中間開度位置にして混合室２０で冷風と温風を混合した空調風を吹出してもよい。

上述の如く、フェイスモードでは、流速減衰ドア２８が冷風バイパス通路１５側からフェイス開口部２２側へ向かう方向と略平行方向になるので、フェイス開口部２２に冷風を流出させる際に、流速減衰ドア２８が冷風流れの通風抵抗とならない。その結果、フェイス吹出口から最大風量の冷風を吹出して最大冷房能力を発揮することができる。

次に、バイレベルモードは、フェイス吹出口から乗員の上半身側に向けて空調風を吹出し、同時に、フット吹出口から乗員の足元側に向けて空調風を吹出すモードで、空調制御装置３０の算出した目標吹出温度ＴＡＯが中間温度の場合に選択されるモードである。

このバイレベルモードでは、図４に示すように、デフロスタドア２５は、デフロスタ開口部２１を全閉し、フェイス・フットドア２６は、フェイス開口部２２およびフット開口部２４の双方を同程度に開放する開度位置に回転操作される。また、流速減衰ドア２８は、デフロスタドア２５に連動しているのでフェイスモードと同様に回転操作される。なお、バイレベルモードでは、乗員の好みに応じた温度の空調風をフェイス吹出口およびフット吹出口から吹出すために、エアミックスドア１６の位置は中間開度位置となる。

上述の如く、バイレベルモードでは、流速減衰ドア２８がフェイスモードと同様の方向に回転操作されるので、フェイス開口部２２に冷風を流出させる際に、流速減衰ドア２８が冷風流れの通風抵抗とならない。その結果、混合室２０において冷風と温風とを十分に混合して所望温度の空調風をフェイス開口部２２およびフット開口部２４へ流出させることができる。

さらに、本実施形態のように、フェイス開口部２２をフット開口部２４よりも上方に配置することで、温風と衝突した冷風の一部がフェイス開口部２２側へ向かって流れやすくなるので、頭寒足熱型の吹出温度分布を実現することもできる。

次に、フットモードは、主にフット吹出口から乗員の足元側に向けて空調風を吹出すモードで、空調制御装置３０の算出した目標吹出温度ＴＡＯが高温域の場合に選択されるモードである。

このフットモードでは、図５に示すように、デフロスタドア２５は、デフロスタ開口部２１を僅かに開放した状態で連通口２３を開放する位置に回転操作される。さらに、フェイス・フットドア２６は、フェイス開口部２２を全閉し、フット開口部２４を全開する位置に回転操作される。

フットモードは、目標吹出温度ＴＡＯが高温域の場合に選択されるので、車両外気温が低くなっていることが多い。そのため、車両窓ガラスの曇り防止のために、デフロスタドア２５がデフロスタ開口部２１を僅かに開放した状態になっている。本実施形態では、デフロスタ開口部２１と連通口２３との開度の割合は約２：８程度になっている。

また、流速減衰ドア２８は、デフロスタドア２５に連動して冷風バイパス通路１５側からフェイス開口部２２側へ向かう方向と所定の角度を有するように回転操作される。すなわち、本実施形態では、図５に示すように、流速減衰ドア２８が、フェイスモードおよびバイレベルモードにおける位置に対して、約２０〜３０ｄｅｇ程度、時計回り方向に回転操作される。

なお、フットモードでは、主にフット吹出口から温風を吹出すため、図５においては、エアミックスドア１６の位置を冷風バイパス通路１５が全閉となる最大暖房位置としている。もちろん、中間開度位置にして混合室２０で冷風と温風を混合した空調風を吹出してもよい。

上述の如く、フットモードでは、流速減衰ドア２８が冷風バイパス通路１５側からフェイス開口部２２側へ向かう方向と所定の角度を有するが、フット開口部２４へ温風を流出する際に、流速減衰ドア２８が温風流れの通風抵抗を増加させないので、フット吹出口から最大風量の温風を吹出して最大暖房能力を発揮することができる。さらに、車両窓ガラスの曇り防止効果も発揮できる。

次に、フット・デフモードは、デフロスタ吹出口とフット吹出口から同時に車両窓ガラス側および乗員の足元側に向けて空調風を吹出すモードで、乗員が吹出モードスイッチ３７を操作することで選択されるモードである。

このフット・デフモードでは、図１に示すように、デフロスタドア２５は、デフロスタ開口部２１と連通口２３の双方を略同程度に開放する開度位置に回転操作され、フェイス・フットドア２６は、フェイス開口部２２を全閉する位置に回転操作される。なお、本実施形態では、デフロスタ開口部２１と連通穴２３との開度の割合は約４：６程度になっている。もちろん開度の割合を約５：５程度としてもよい。

また、流速減衰ドア２８は、デフロスタドア２５に連動して冷風バイパス通路１５側からデフロスタ開口部２１側へ向かう方向（矢印Ｂａ方向）と略垂直方向になるように回転操作される。すなわち、本実施形態では、図１に示すように、流速減衰ドア２８が、フェイスモードおよびバイレベルモードにおける位置に対して、約８０〜９０ｄｅｇ程度、時計回り方向に回転操作される。

なお、フット・デフモードは、乗員の操作によって選択されるモードなので、乗員の好みに応じた温度の空調風をデフロスタ吹出口およびフット吹出口から吹出すために、エアミックスドア１６の位置は中間開度位置となる。

上述の如く、フット・デフモードでは、流速減衰ドア２８が冷風バイパス通路１５側からデフロスタ開口部２１側へ向かう方向（矢印Ｂａ方向）と略垂直方向に回転操作されるので、冷風バイパス通路１５側からデフロスタ開口部２１側へ向かう流速成分（矢印Ｂａ）が減衰される。このため、混合室２０に流入した冷風がデフロスタ開口部２１へ流出しにくくなる。

さらに、冷風の冷風バイパス通路１５側からデフロスタ開口部２１側へ向かう流速成分（矢印Ｂａ）が減衰されることで、冷風の流れ方向が温風通路１９から混合室２０に流入する温風の流入方向（矢印Ｆ方向）と対向する方向に向かうので、混合室２０において冷風が温風と混合されやすい。その結果、混合室２０からデフロスタ開口部２１へ流出する空調風の温度とフット開口部２４へ流出する空調風の温度差を縮小することができ、クールデフを解消できる。

次に、デフロスタモードは、デフロスタ吹出口から車両窓ガラス側に向けて空調風を吹出すモードで、乗員が吹出モードスイッチを操作することで選択されるモードである。

このデフロスタモードでは、図６に示すように、デフロスタドア２５は、デフロスタ開口部２１を全開する位置に回転操作される。また、流速減衰ドア２８は、デフロスタドア２５に連動して冷風バイパス通路１５側からデフロスタ開口部２１側へ向かう方向と所定の角度を有するように回転操作される。すなわち、本実施形態では、図６に示すように、流速減衰ドア２８が、フェイスモードおよびバイレベルモードにおける位置に対して、約１００〜１１０ｄｅｇ程度、時計回り方向に回転操作される。

なお、デフロスタモードは、乗員の操作によって選択されるモードなので、乗員の好みに応じた温度の空調風をデフロスタ吹出口から吹出すために、エアミックスドア１６の位置は中間開度位置となる。

上述の如く、デフロスタモードでは、流速減衰ドア２８が冷風バイパス通路１５側からデフロスタ開口部２１側へ向かう方向と所定の角度を有するが、温風が混合室２０からデフロスタ開口部２１へ温風を流出させる際に、流速減衰ドア２８が温風流れの通風抵抗とならないので、デフロスタ吹出口から最大風量の温風を吹出して最大防曇能力を発揮することができる。

以上のように、流速減衰ドア２８をデフロスタドア２５に連動させて回転操作することで、フェイスモードおよびデフロスタモードでは通風抵抗とならず、空調装置に最大能力を発揮させることができ、さらに、フット・デフモードにおいてはクールデフを解消できる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、流速減衰ドア２８を採用しているが、本実施形態では図７に示すように流速減衰ドア４１を採用している。その他の構成および作動は第１実施形態と全く同様である。なお、図７では、吹出モードがフット・デフモードになっている状態を示す。

流速減衰ドア４１は、回転軸４１ａと回転軸４１ａに結合された板ドア部４１ｂを有する回転式ドアである。板ドア部４１ｂは回転軸４１ａに径方向片側に突出すように結合されている。そして、この回転軸４１ａは混合室２０内の冷風バイパス通路１５とデフロスタ開口部２１との間の車両前方側部位で車両幅方向に延びるように配置されている。

また、流速減衰ドア４１の回転軸４１ａは、空調ケース１１左右両側の壁面の軸受穴（図示せず）により回転可能に支持されており、回転軸４１ａの一端部は空調ケース１１の外部に突出して、図示しないリンク機構を介在して、デフロスタドア２５に連動して回転操作されるようになっている。

さらに、流速減衰ドア４１を回転操作しても、エアミックスドア１６およびデフロスタドア２５と干渉しないように、回転軸４１ａの位置と板ドア部４１ｂの回転軸４１ａ径方向の長さが調整されて板ドア部４１ｂの回転軸４１ａ反対側端部は破線Ｈの円弧の範囲で回転操作される。

このような流速減衰ドア４１であっても、各吹出モードにおいて第１実施形態と同様に回転操作することで、第１実施形態と全く同様の効果を得ることができる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の実施形態では、流速減衰ドア２８、４１を、デフロスタドア２５に連動して回転操作しているが、流速減衰ドア２８、４１の回転軸２８ａ、４１ａを、リンク機構を介在して、エアミックスドア１６に連動して回転操作してもよい。

例えば、第１実施形態の構成において、エアミックスドア１６が図１の２点鎖線位置Ｃの最大冷房位置に回転操作された際に、流速減衰ドア２８を上述の第１実施形態のフェイスモード（図３）の如く、冷風の冷風バイパス通路１５側からフェイス開口部２２側へ向かう方向と略平行方向になるように回転操作されるようにする。

また、エアミックスドア１６が図１の２点鎖線位置Ｄの最大暖房位置に回転操作された際には、流速減衰ドア２８を上述の第１実施形態のデフロスタモード（図６）の如く、デフロスタドア２５に連動して冷風バイパス通路１５側からデフロスタ開口部２１側へ向かう方向と所定の角度を有するように回転操作されるようにする。

つまり、エアミックスドア１６が図１の２点鎖線位置Ｃから２点鎖線位置Ｄへ向かって変位するに従って、流速減衰ドア２８の位置を第１実施形態のフェイスモード（図３）→フットモード（図５）→フット・デフモード（図１）→デフロスタモード（図６）に示す位置に時計回り方向に回転させる。

上記のように連動させることで、エアミックスドア１６が最大冷房位置（図１の２点鎖線位置Ｃ）に回転操作されると、流速減衰ドア２８は冷風バイパス通路１５側からフェイス開口部２２側へ向かう方向と略平行方向になるように回転操作される。

これにより、最大冷房時にフェイス開口部２２に冷風を流出させる際に、流速減衰ドア２８が冷風流れの通風抵抗とならない。その結果、フェイス吹出口から最大風量の冷風を吹出して最大冷房能力を発揮することができる。

また、エアミックスドア１６が中間開度位置（図１の２点鎖線位置Ｃ、Ｄの間の位置）に回転操作されると、流速減衰ドア２８は冷風バイパス通路１５側からデフロスタ開口部２１側へ向かう方向と略垂直方向に近づくように回転操作される。

これにより、冷風の冷風バイパス通路１５側からデフロスタ開口部２１側へ向かう流速成分（矢印Ｂａ）が減衰されることで、混合室２０において冷風が温風と混合されやすい。その結果、デフロスタ開口部２１およびフット開口部２４へ流出させる際に、デフロスタ開口部２１およびフット開口部２４に流出する空調風の温度差を縮小することができ、フット・デフモードにおけるクールデフを解消できる。

また、エアミックスドア１６が最大暖房位置（図１の２点鎖線位置Ｄ）に回転操作されると、流速減衰ドア２８は冷風バイパス通路１５側からデフロスタ開口部２１側へ向かう方向と所定の角度を有するように回転操作される。すなわち、エアミックスドア１６が最大冷房位置における流速減衰ドア２８の位置に対して、約１００〜１１０ｄｅｇ程度、時計回り方向に回転操作される。

これにより、最大暖房時にフット開口部２４に温風を流出させる際に、流速減衰ドア２８が温風流れの通風抵抗を増加させない。その結果、フット吹出口から最大風量の温風を吹出して最大暖房能力を発揮することができる。

もちろん、流速減衰ドア２８とエアミックスドア１６との連動は上記の例に限定されるものではなく、例えば、完全に２点鎖線位置Ｃになっておらずヒータコア１３側が僅かに開放している位置から、完全に２点鎖線位置Ｄになっておらず冷風バイパス通路１５側が僅かに開放している位置に向かって変位するに従って、流速減衰ドア２８を上述の如く変化するようにしてもよい。

（２）上述の実施形態では、流速減衰ドア２８、４１を回転式ドアにて構成しているが、直線的にスライドする板ドア部を有するスライド式板ドアやフィルムドアにて構成してもよい。

この場合は、スライド式板ドアやフィルムドアを冷風バイパス通路１５側からデフロスタ開口部２１側へ向かう方向と垂直になるように配置する。そして、フット・デフモードにおいて、スライド式板ドアやフィルムドアを閉じることで、混合室２０に流入した冷風の冷風バイパス通路１５側からデフロスタ開口部２１側へ向かう方向の速度成分を減衰させればよい。

また、フェイスモードでは、スライド式板ドアやフィルムドアを開放することで、混合室２０に流入した冷風の冷風バイパス通路１５側からフェイス開口部２２側へ向かう方向の速度成分を減衰する作用を無効にすればよい。

（３）上述の実施形態では、空調ユニット１０に空気を送風する送風機ユニットを車室内前部の計器盤内側のうち、中央部から助手席側へオフセットして配置する、いわゆるセミセンタタイプの空調装置に本発明を適用しているが、送風機ユニットを車室内前部の計器盤内側のうち中央部で、空調ユニット１０の車両前方に配置する、いわゆるフルセンタタイプの空調装置に適用してもよい。

（４）上述の実施形態では、流速減衰ドア２８、４１を混合室２０内の冷風バイパス通路１５とフェイス開口部２２との間の部位に配置しているが、混合室２０内に流入する冷風の冷風バイパス通路１５側からデフロスタ開口部２１側へ向かう流速成分（矢印Ｂａ）を減衰させることが可能で、かつ、エアミックスドア１６およびデフロスタドア２５等と干渉しなければ他の部位に配置してもよい。

第１実施形態の空調ユニットのフット・デフモード時の断面図である。 第１実施形態の電気制御図の概略ブロック図である。 第１実施形態の空調ユニットのフェイスモード時の断面図である。 第１実施形態の空調ユニットのバイレベルモード時の断面図である。 第１実施形態の空調ユニットのフットモード時の断面図である。 第１実施形態の空調ユニットのデフロスタモード時の断面図である。 第２実施形態の空調ユニットのフット・デフモード時の断面図である。 従来技術の空調ユニットの断面図である。 上下方向の体格を縮小化した空調ユニットの断面図である。

符号の説明

１１…ケース、１２…蒸発器、１３…ヒータコア、１５…冷風バイパス通路、
１６…エアミックスドア、２０…混合室、２１…デフロスタ開口部、
２４…フット開口部、２５…デフロスタドア、２８、４１…流速減衰ドア、
２８ａ、４１ａ…回転軸、２８ｂ、４１ｂ…板ドア部、

Claims (6)

1. 車室内へ向かって空気が流れる空気通路を形成するケース（１１）と、
   前記ケース（１１）内に設けられ、前記空気を冷却する冷房用熱交換器（１２）と、
   前記ケース（１１）内に設けられ、前記冷房用熱交換器（１２）通過後の冷風を加熱する暖房用熱交換器（１３）と、
   前記ケース（１１）内に設けられ、前記暖房用熱交換器（１３）を迂回して前記冷風が通過する冷風バイパス通路（１５）と、
   前記ケース（１１）内に設けられ、前記暖房用熱交換器（１３）通過後の温風と前記冷風バイパス通路（１５）通過後の前記冷風とを混合する混合室（２０）と、
   前記混合室（２０）で混合された空調風を車両窓ガラス側に吹出すデフロスタ開口部（２１）と、
   前記空調風を乗員の足元側に吹出すフット開口部（２４）と、
   前記混合室（２０）から前記デフロスタ開口部（２１）側へ流出する前記空調風と前記フット開口部（２４）側へ流出する前記空調風の風量割合を変更する配風ドア（２５）と、
   前記混合室（２０）に流入した前記冷風の所定方向の流速成分を減衰させる流速減衰手段（２８、４１）とを備え、
   前記デフロスタ開口部（２１）は、前記フット開口部（２４）よりも前記混合室（２０）の冷風流入部位（２０ａ）の近くに位置し、前記配風ドア（２５）が前記デフロスタ開口部（２１）側に前記空調風を流出させるときに、前記冷風流入部位（２０ａ）に直接連通するように配置されており、
   前記流速減衰手段（２８、４１）は、前記配風ドア（２５）が前記デフロスタ開口部（２１）側と前記フット開口部（２４）側との双方に同時に前記空調風を流出させるフット・デフモード時に、前記冷風バイパス通路（１５）側から前記デフロスタ開口部（２１）側へ向かう方向の前記流速成分を減衰させることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記流速減衰手段は、前記混合室（２０）内に配置されて、さらに、回転軸（２８ａ、４１ａ）と、前記回転軸（２８ａ、４１ａ）の径方向に結合された板ドア部（２８ｂ、４１ａ）とを有する回転式ドア（２８、４１）によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記流速減衰手段（２８、４１）は、前記配風ドア（２５）に連動して、前記配風ドア（２５）が前記デフロスタ開口部（２１）側に流出させる前記空調風の風量を増加させるに従って、前記冷風バイパス通路（１５）側から前記デフロスタ開口部（２１）側へ向かう方向の前記流速成分を減衰させる度合を増加させるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
4. 前記流速減衰手段（２８、４１）は、前記配風ドア（２５）が前記フット開口部（２４）側のみに前記空調風を流出させる際に、前記冷風バイパス通路（１５）側から前記フット開口部（２１）側へ向かう方向の前記流速成分を減衰させる作用が無効になるようになっていることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
5. 前記暖房用熱交換器（１３）を通過する前記冷風と前記冷風バイパス通路（１５）を通過する前記冷風の風量割合を変更するエアミックスドア（１６）を備え、
   前記流速減衰手段（２８、４１）は、前記エアミックスドア（１６）に連動して、前記エアミックスドア（１６）が前記暖房用熱交換器（１３）を通過する前記冷風の風量を増加させるに従って、前記冷風バイパス通路（１５）側から前記デフロスタ開口部（２１）側へ向かう方向の前記流速成分を減衰させる度合を増加させるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
6. 前記流速減衰手段（２８、４１）は、前記エアミックスドア（１６）が前記冷風バイパス通路（１５）のみに前記冷風を通過させる最大冷房時に、前記冷風バイパス通路（１５）側から前記フット開口部（２１）側へ向かう方向の前記流速成分を減衰させる作用が無効になるようになっていることを特徴とする請求項５に記載の車両用空調装置。
   

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