JP3021615B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車両用空調装置に関し、特に、外気のガス濃
度に応じて空調エアの導入モードを切換えるように構成
したものに関する。

〔従来技術〕

一般に、自動車などの車両には、車室内の温度及び湿
度を適性に維持して居住性を向上し、フロントウィンド
の曇りを除去して良好な視界を確保するための空調装置
を備えている。

通常、上記空調装置は、デフロスタ吹出口から温風を
吹き出させるデフモードと、ヒート吹出口から温風を吹
き出されるヒートモードと、ベント吹出口から冷風を吹
き出させるベントモードなど車室内の状態に応じて複数
のモード選択が出来るように構成されるとともに、空調
エアの導入モードも車室内の内気を循環させる内気導入
モードと、外部空気を導入する外気導入モードとが択一
的に選択出来るように構成されている。

一方、特開昭62−292521号公報には、先行するトラッ
クやバスなどからの排気ガスやトンネル内に充満した排
気ガスなどが多量に車室内へ侵入して乗員に不快感を与
えることを防止するため、外気中に含まれるガス濃度を
検出するセンサを設け、外気のガス濃度が所定のしきい
値以上の場合には、外気導入モードを強制的に内気導入
モードに切換え、排気ガスの車室内への侵入を防止する
ように構成した空調装置が記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記公報に記載の空調装置では、外気のガス濃度が高
くなると空調エアの導入モードを内気導入モードに切換
えるので、排気ガスなどが多量に車室内へ侵入すること
を防止出来るが、モード切換えのためのしきい値がブロ
ア出力に関係なく設定されているので、ブロア出力が高
い場合には送風量が多いことから、内気導入モードに切
換わるまでに多量に排気ガスなどが車室内に侵入し、乗
員に不快感を与えるという問題が発生する。

一方、しきい値を低く設定することにより、ブロア出
力が高いときでも車室内への排気ガスの侵入を抑制出来
るが、この場合には僅かなガス濃度でも強制的に内気導
入モードに切換わり、正規の空調制御が困難となって乗
員に不快感を与えるという問題が発生する。

本発明の目的は、正規の空調制御を最大限生かしつ
つ、排気ガスなどの車室内への侵入を効果的に防止し得
る車両用空調装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

第１請求項に係る車両用空調装置は、空調エアの導入
モードを外気導入モードと内気導入モードとに択一的に
切換えるモード切換手段と、外気のガス濃度を検出する
検出手段と、この検出手段からの出力を受けて外気のガ
ス濃度が所定のしきい値以上になったときに外気導入モ
ードから内気導入モードになるようにモード切換手段を
制御する制御手段とを備えた車両用空調装置において、
車室内へ送風するブロアのブロア出力を検出するブロア
出力検出手段を設け、上記ブロア出力検出手段からの出
力を受けて、外気導入モードから内気導入モードへ切換
えるガス濃度のしきい値を、ブロア出力が所定の基準値
未満のときには第１しきい値に設定し、前記基準値以上
のときには第１しきい値よりも小さな第２しきい値に設
定して切換えタイミングを早めるとともに、内気導入モ
ードから外気導入モードへ切換えるガス濃度のしきい値
を、第２しきい値よりも小さな第３しきい値に設定する
切換タイミング変更手段を設けたものである。

〔作用〕

第１請求項に係る車両用空調装置においては、制御手
段が外気のガス濃度を検出する検出手段からの出力を受
けて、外気のガス濃度が所定のしきい値以上になったと
きには、モード切換手段を制御して空調エアの導入モー
ドを外気導入モードから内気導入モードへ切換えること
になるが、この内気導入モードへの切換え前に、切換タ
イミング変更手段がブロア出力検出手段により検出され
たブロア出力を受けて、ブロア出力が所定の基準値以上
のときには、ガス濃度のしきい値を第１しきい値よりも
小さな第２しきい値に設定して、制御手段による内気導
入モードへの切換タイミングを基準値未満のときの切換
タイミングよりも早めることができる。ブロア出力が所
定の基準値未満の場合には、正規の空調制御を極力実行
しつつ排気ガスなどの車室内への侵入を防止出来、ブロ
ア出力が所定の基準値以上の場合には、切換タイミング
を早めて多量の排気ガスなどの車室内への侵入を効果的
に防止出来る。

更に、切換タイミング変更手段は、内気導入モードか
ら外気導入モードへ切換えるガス濃度のしきい値を、第
２しきい値よりも小さな第３しきい値に設定するので、
第1,第２しきい値付近におけるガス濃度の僅かな変動に
より導入モードが頻繁に切り換わることを防止すること
ができる。１つの検出手段を有効活用して切換タイミン
グを設定出来るとともに、ブロア出力に応じて複数段階
にしきい値を変更し、よりきめ細かく空調エアの導入モ
ードを切換えることも容易に出来る。

〔発明の効果〕

第１請求項に係る車両用空調装置によれば、上記〔作
用〕の項で詳述したように、ブロア出力が所定の基準値
未満の場合には、外気導入モードから内気導入モードへ
切換えるガス濃度のしきい値を第１しきい値に設定し
て、正規の空調制御を極力実行しつつ排気ガスなどの車
室内への侵入を防止出来、ブロア出力が所定の基準値以
上の場合には、内気導入モードから外気導入モードへ切
換えるガス濃度のしきい値を第１しきい値よりも小さな
第２しきい値に設定して、切換タイミングを早めて多量
の排気ガスなどの車室内への侵入を効果的に防止出来
る。更に、内気導入モードから外気導入モードへ切換え
るガス濃度のしきい値を第２しきい値よりも小さな第３
しきい値に設定するので、第1,第２しきい値付近におけ
るガス濃度の僅かな変動により導入モードが頻繁に切り
換わることを防止することができる。加えて、１つの検
出手段を有効活用して切換タイミングを設定出来るとと
もに、ブロア出力に応じて複数段階にしきい値を変更
し、よりきめ細かく空調エアの導入モードを切換えるこ
とも容易に出来る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図に示すように、自動車の空調装置１は、ブロア
ファン２とエバポレータ３とヒータコア４などをユニッ
ト化した空調ユニット５と、空調ユニット５のケーシン
グとしてのユニットダクト６と、ユニットダクト６から
延びるメインダクト７及びデフダクト８などを備え、メ
インダクト７の下流端には複数のベント吹出口９が設け
られ、デフダクト８の途中部にはデフロスタ吹出口10が
設けられ、ユニットダクト６にはヒート吹出口11が設け
られ、ブロアファン２の吸入部付近のユニットダクト６
には内気導入口12と外気導入口13とが設けられている、 上記空調ユニット５には、内気導入口12と外気導入口
13の一方を開放し他方を閉鎖する内外気切換ダンパ14
と、ヒートコア４の上流側の通路に設けられたエアミッ
クスダンパ15と、ヒータコア４の下流側の通路に設けら
れたサブダンパ16と、メインダクト７の上流部に設けら
れたベントダンパ17と、デフダクト８の上流側に設けら
れたデフダンパ18と、ヒート吹出口11の上流側の通路に
設けられたヒートダンパ19とを備え、内外気切換ダンパ
14はアクチュエータ20により択一的に開閉操作され、ベ
ントダンパ17とデフ18とヒートダンパ19とはアクチュエ
ータ21により夫々連動して開度調節され、エアミックス
ダンパ15とサブダンパ16とはアクチュエーダ22により夫
々連動して開度調節される。

上記空調装置１には、エバポレータ３とコンプレッサ
23とコンデサ24と膨張弁25とからなる冷凍サイクルが設
けられ、コンプレッサ23が電磁クラッチ付きのプーリ26
を介してエンジンＥの出力軸27に連結され、冷媒が循環
パイプ28を介して循環されることによりエバポレータ３
が冷却される。

上記空調装置１のコントロールユニット30には、第１
図に示すように、空調装置１の起動スイッチ31と、ベン
トモートやヒータモートやデフモードなど空調エアの吹
出口９・10・11を選択するためのモード選択スイッチ32
と、空調エアとして車室内の空気を導入する内気導入モ
ードと外部の空気を導入する外気導入モードとを択一的
に切換えるための内外気切換スイッチ33と、車室内の温
度を自動的に目標設定温度に調節するためのオートモー
ドスイッチ34と、送風量最小の１段から送風量最大の４
段までブロア出力を４段階に切換えるための風量設定ス
イッチ35と、温度設定ボリューム36などのスイッチ類が
接続されるとともに、車体前部のコンデンサ24付近に設
けられたガスセンサ41と、内気温度センサ42と外気温度
センサ43とエバポレータ３の出口部に付設された温度セ
ンサ44とエンジン水温センサ45と日射量センサ46なども
接続され、更にアクチュエータ20・21・22とブロアファ
ン２のファンモータ2aとプーリ26の電磁クラッチとが夫
々接続されている。

上記ガスセンサ41は、H₂、CO、NOxなどの可燃性（還
元性）ガスを含む雰囲気中においてガス濃度に応じて抵
抗値が変化し、ガス濃度が高くなるにつれて抵抗値が小
さくなる第２図に示すような特性のものである。尚、上
記抵抗値は、コントロールユニット30からガスセンサ41
の一方の端子に例えば12Vの所定電圧を印加し、他方の
端子から入力される電圧又は電流を検出することにより
求められる。

上記コントロールユニット30は、マイクロコンピュー
タを主体にして構成され、その他必要なA/D変換器、ア
クチュエータ20・21・22のための駆動回路、ファンモー
タ2aのための駆動回路、電磁クラッチのための駆動回路
などを備え、ROMにはオートモードが選択されたときに
空調装置１を自動的に制御するための自動空調制御の制
御プログラムと、この制御プログラムの実行中に割り込
み処理として実行される内外気切換制御の制御プログラ
ムと、ガスセンサ41の抵抗値に基いてガス濃度を演算す
るためのマップなどが予め入力格納されている。

上記自動空調制御は、温度センサ42〜45と日射量セン
サ46からの検出出力に基いて、エアミックスダンパ15の
開度とファン出力の切換えと空調エアの導入口12・13及
び吹出口９・10・11の切換えとコンプレッサ23のON/OFF
とを決定し、アクチュエータ20・21・22を駆動するとと
もに電磁クラッチを駆動して車室内の温度を温度設定ボ
リューム36で設定された目標設定温度に自動的に制御す
るように構成された既存周知のものである。

ところで、上記自動空調制御では、通常、車室内を急
速冷房するとき以外のときには外気導入モードが選択さ
れるので、トラックやバスの後方を走行したりトンネル
内を走行すると、多量の排気ガスが空調装置１を介して
車室内に導入される。特に、ブロア出力が高く送風量が
多い場合には、多量の外気が車室内に導入されることか
ら、車室内のガス濃度が急速に高くなる。

本願の空調装置１は、外気のガス濃度を検出するガス
センサ41を設け、このガスセンサ41の抵抗値から求めら
れるガス濃度が所定のしきい値以上になったときに外気
導入モードを内気導入モードに切換えるとともに、ブロ
ア出力が３段以上の場合には、該所定のしきい値を小さ
く変更することにより、内気導入モードへの切換タイミ
ングを早め、車室内への排気ガスなどの侵入を防止する
ようにしたものである。

次に、上記内外気切換制御について、第３図に示すフ
ローチャートを参照しながら説明する。尚、図中Si（ｉ
＝１、２、３、・・・）は各ステップである。

空調装置１の起動スイッチ31が投入されてオートモー
ドスイッチ34が操作されると自動空調制御が開始され
る。そして、この自動空調制御の割り込み処理として内
外気切換制御が開始されると、ガスセンサ41の抵抗値が
読込まれるとともに自動空調制御で設定されている現在
のブロアファン２の段数Ｂと空調エアの導入モードが読
込まれ（S1）、ガスセンサ41の抵抗値から外気のガス濃
度Ｇが求められる（S2）。

次に、空調エアの導入モードが外気導入モードか否か
が判定され、（S3）、外気導入モードの場合にはブロア
ファン２の段数Ｂが３段以上か否かが判定され（S4）、
１段或いは２段の場合にはしきい値αが標準的な値Stに
設定され（S5）、３段或いは４段の場合にはしきい値α
が標準的な値Stよりも小さな値Loに設定される（S6）。

次に、外気のガス濃度Ｇがしきい値α以上か否かが判
定され（S7）、Noの場合にはそのまま自動空調制御に戻
り、Yesの場合には内気導入モードが設定され（S8）、
内外気切換ダンパ14で外気導入口13が閉鎖されて内気導
入口12が開放され、フラグＦがセットされ（S9）、自動
空調制御に戻る。即ち、換気のあまりよくないトンネル
内に入ったり、先行するトラックやバスの発進時などに
おいて外気のガス濃度が高くなると、外気導入モードか
ら内気導入モードに切換えられ、排気ガスなどの車室内
への侵入が防止される。しかも、第４図に示すように、
ブロアファン２の段数Ｂが１段或いは２段に設定されて
空調エアの導入量が比較的少ない場合には、しきい値α
が標準的な値Stに設定されるので、僅かなガス濃度の変
動により導入モードが頻繁に切換わることが防止され、
ブロアファン２の段数Ｂが３段或いは４段に設定されて
空調エアの導入量が比較的多い場合には、しきい値αが
標準的な値Stよりも小さな値Loに設定されるので、標準
的なStをしきい値αとしている場合よりも導入モードの
切換タイミングが早くなり、排気ガスの車室内への侵入
が効果的に防止される。

一方、S3にてNoと判定された場合、つまり内気導入モ
ードが選択されている場合には、フラグＦがセットされ
ているか否かが判定され（S10）、排気ガスの侵入を防
止するための内気導入モードが選択されている場合には
Yesと判定されてS11へ移行し、急速冷房などを行うため
内気を循環させている場合にはNoと判定されて自動空調
制御に戻る。

S11では、外気のガス濃度Ｇが所定のしきい値β以下
か否かが判定され、トンネルなどを通過して外気のガス
濃度Ｇが所定のしきい値β以下になると、外気導入モー
ドが設定され（S12）、フラグＦがリセットされ（S1
3）、またトンネル内走行中などで外気のガス濃度がま
だしきい値βよりも高い場合には内気導入モードのまま
で自動空調制御に戻る。尚、しきい値αはしきい値βよ
りも大きく設定されており、しきい値α付近におけるガ
ス濃度Ｇの僅かな変動により導入モードが頻繁に切り換
わることが防止される。

以上のように、上記実施例に係る空調装置１によれ
ば、ブロア出力が高い場合と低い場合とでしきい値αを
切換えることにより、ブロア出力が３段未満の場合に
は、正規の空調制御を極力実行しつつ排気ガスなどの車
室内への侵入を防止出来、ブロア出力が３段以上の場合
には、切換タイミングを早めて多量の排気ガスなどの車
室内への侵入を効果的に防止出来る。しかも、１つのガ
スセンサ41を有効活用して空調エアの導入モードを切換
えることが出来る。

尚、本実施例では、自動空調制御の割り込み処理とし
て内外気切換制御を実行したが、内外気切換スイッチ33
の操作により外気導入モードが設定されている場合にお
いても、外気のガス濃度が高くなった場合には、上記と
同様に空調エアの導入モードを切換えるようにしてもよ
い。

尚、本実施例では、内外気切換タイミングを１つのガ
スセンサ41の出力に基いて設定するようにしたが、感度
の異なる２つのガスセンサの出力を用いて切換タイミン
グを設定するようにしてもよい。

尚、本実施例では、送風量を４段に切換え可能な空調
装置に本発明を適用したが、４段以上或いは無段階に調
節可能な空調装置に対しても略同様に本発明を適用出来
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は空調装置
の全体構成図、第２図はガスセンサの特性図、第３図は
内外気切換制御のルーチンのフローチャート、第４図は
内外気切換タイミングなどを示すタイムチャートであ
る。 １……空調装置、２……ブロアファン、12……内気導入
口、13……外気導入口、14……内外気切換ダンパ、20…
…アクチュエータ、30……コントロールユニット、33…
…内外気切換スイッチ、41……ガスセンサ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空調エアの導入モードを外気導入モードと
   内気導入モードとに択一的に切換えるモード切換手段
   と、外気のガス濃度を検出する検出手段と、この検出手
   段からの出力を受けて外気のガス濃度が所定のしきい値
   以上になったときに外気導入モードから内気導入モード
   になるようにモード切換手段を制御する制御手段とを備
   えた車両用空調装置において、 車室内へ送風するブロアのブロア出力を検出するブロア
   出力検出手段を設け、 上記ブロア出力検出手段からの出力を受けて、外気導入
   モードから内気導入モードへ切換えるガス濃度のしきい
   値を、ブロア出力が所定の基準値未満のときには第１し
   きい値に設定し、前記基準値以上のときには第１しきい
   値よりも小さな第２しきい値に設定して切換えタイミン
   グを早めるとともに、内気導入モードから外気導入モー
   ドへ切換えるガス濃度のしきい値を、第２しきい値より
   も小さな第３しきい値に設定する切換タイミング変更手
   段を設けたことを特徴とする車両用空調装置。