JP4457505B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調風の吹出方向の制御により乗員の快適感を確保しつつ省エネルギー化を図った車両用空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平２−１６２１１６号公報には、空調風の吹出方向を自動制御可能な構成とし、室温と設定温度との差が大きい時（急速冷房時）に空調風を乗員に向けて吹き出す（すなわち、空調風を乗員に直接当てる）ように空調風の吹出方向を制御することにより、即効性を得るようにした車両用空調装置が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載の装置は急速冷房時の即効性確保を主眼としており、室温と設定温度との差が小さい時の省エネルギー化（例えば圧縮機の駆動エネルギーの低減）について配慮したものではない。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、空調風の吹出方向を自動制御可能な車両用空調装置において、室温と設定温度との差が小さい状態で設定温度が変更された時に、乗員の快適感を確保しつつ省エネルギー化を図ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、空調風を送風する送風機（１２）と、冷媒を圧縮する圧縮機（２）と、冷媒により空調風を冷却する蒸発器（６）と、空調風を車室内に向けて吹き出す吹出口（１４ａ、１４ｂ、３２ａ、３２ｂ）と、吹出口からの空調風の吹出方向を調整する風向調整手段（１７、１８、３０、３１、５０）と、車室内の設定温度を乗員が設定する温度設定手段（２４）とを備える車両用空調装置において、送風機の作動、圧縮機の作動、空調風の吹出温度、および空調風の吹出方向を設定温度に基づいて制御する制御手段（１９）を備え、制御手段は、設定温度が変更された時に吹出口からの空調風の吹出方向が変更されるように風向調整手段を制御し、吹出口は、運転席側に向けて空調風を吹き出す運転席用吹出口（１４ａ）と、運転席を除く座席側に向けて空調風を吹き出す他の吹出口（１４ｂ、３２ａ、３２ｂ）とを含み、他の吹出口からの空調風の吹き出しを停止させる吹出停止手段（３５ａ、３５ｂ、４１、５０、６８ａ、６８ｂ）と、運転席を除く座席に乗員が着座しているか否かを検出して着座信号を制御手段（１９）に出力する着座検出手段（４２）とを備え、制御手段は、運転席を除く座席に乗員が着座していない時に、他の吹出口からの空調風の吹き出しを停止させるように吹出停止手段を制御するとともに、蒸発器（６）にて冷却された空調風の温度を、他の吹出口から空調風を吹き出している時よりも高くするように圧縮機（２）の作動を制御することを特徴とする。
【０００６】
ところで、空調風が乗員に直接当たらないようにした場合、乗員周り（乗員近傍）の空間よりも空調風が吹き出される方向の空間（乗員から離れた空間）の方が温度が低くなるのに対し、空調風が乗員に直接当たるようにした場合、乗員周りの空間の方が乗員から離れた空間よりも温度が低くなる。
【０００７】
そこで、請求項１の発明において、例えば冷房時に設定温度が低温側に変更された時には空調風を乗員に直接当てるように空調風の吹出方向を変更することにより、乗員周りを集中的に冷房して乗員周りの温度を低下させることができるため、空調風が乗員に直接当たらない場合よりも少ない冷房能力で乗員周りの温度を低下させることができ、従って乗員の快適感を確保しつつ省エネルギー化（例えば圧縮機の駆動エネルギーの低減）を図ることができる。
また、運転席を除く座席に乗員が着座していない時に、他の吹出口からの空調風の吹き出しを停止させるように吹出停止手段を制御するとともに、蒸発器にて冷却された空調風の温度を、他の吹出口から空調風を吹き出している時よりも高くするように圧縮機の作動を制御することにより、乗員の快適感を確保しつつさらに省エネルギー化を図ることができる。
【０００８】
なお、請求項２に記載の発明のように、制御手段（１９）は、空調風が乗員の周囲に向けて吹き出されている状態で設定温度が低温側に変更された時に、空調風が乗員に向けて吹き出されるように風向調整手段（１７、１８、３０、３１、５０）を制御すると共に、空調風の吹出温度を設定温度の変更前と同等以上に高く設定することができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明のように、制御手段（１９）は、空調風が乗員の周囲に向けて吹き出されている状態で設定温度が低温側に変更された時に、空調風が乗員に向けて吹き出されるように風向調整手段（１７、１８、３０、３１、５０）を制御すると共に、蒸発器（６）にて冷却された空調風の温度が設定温度の変更前よりも高くなるように圧縮機（２）の作動を制御することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、制御手段（１９）は、他の吹出口（１４ｂ、３２ａ、３２ｂ）からの空調風の吹き出しを停止させた時の送風機（１２）による送風量を、他の吹出口から空調風を吹き出している時よりも少なく制御することを特徴とする。
【００１３】
これによると、送風機の消費電力の低減を図ることができる。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明のように、風向調整手段（５０）は、他の吹出口（１４ｂ、３２ａ、３２ｂ）を全閉可能に構成されて吹出停止手段を兼ねることができる。
【００１６】
なお、上記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。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態の全体構成図である。本実施形態は車両用空調装置に適用される冷凍サイクル装置を示しており、冷凍サイクル１には冷媒を吸入、圧縮、吐出する圧縮機２が備えられている。この圧縮機２から吐出された高温、高圧の過熱ガス冷媒は凝縮器３に流入し、ここで、図示しない冷却ファンより送風される外気と熱交換して冷媒は冷却されて凝縮する。
【００１８】
この凝縮器３で凝縮した冷媒は次に受液器（気液分離器）４に流入し、受液器４の内部で冷媒の気液が分離され、冷凍サイクル１内の余剰冷媒（液冷媒）が受液器４内に蓄えられる。この受液器４からの液冷媒は膨張弁（減圧手段）５により低圧に減圧され、気液２相状態となる。この膨張弁５からの低圧冷媒は蒸発器６に流入する。この蒸発器６は車両用空調装置の空調ダクト７内に設置され、蒸発器６に流入した低圧冷媒は空調ダクト７内の空気から吸熱して蒸発する。
【００１９】
膨張弁５は蒸発器６の出口冷媒の温度を感知する感温筒５ａを有する温度式膨張弁であり、蒸発器６の出口冷媒の過熱度を所定値に維持するように弁開度（冷媒流量）を調整するものである。上記したサイクル構成部品（１〜６）の間はそれぞれ冷媒配管８によって結合されている。また、圧縮機２は電磁クラッチ９、ベルト１０等を介して車両走行用エンジン１１により駆動される。
【００２０】
空調ダクト７には送風機１２が備えられており、周知の内外気切替ドアを有する内外気切替箱（図示せず）から吸入された車室内の空気（内気）または車室外の空気（外気）は、送風機１２により空調ダクト７内に送風される。この送風空気は、蒸発器６を通過した後に、図示しないヒータユニットを通過して吹出口から車室内に吹き出すようになっている。
【００２１】
また、空調ダクト７内のうち、蒸発器６の空気吹出直後の部位には、蒸発器６を通過した直後の吹出空気温度（換言すると蒸発器６て冷却された空調風の温度）を検出するサーミスタからなる蒸発器吹出温度センサ１３が設けられている。なお、上記ヒータユニットは周知のものであり、エンジン冷却水を熱源として蒸発器６を通過した冷風を再加熱する温水式ヒータコア（加熱手段）、この温水式ヒータコアにおける加熱度合いを調節するエアミックスドアが配設されている。
【００２２】
さらに、空調ダクト７の空気下流端には、図２に示すように、主に運転席乗員の上半身に向けて空気を吹き出す第１フロントフェイス吹出口１４ａ、主に助手席乗員の上半身に向けて空気を吹き出す第２フロントフェイス吹出口１４ｂ、乗員の足元に空気を吹き出すフット吹出口１５、フロントガラス内面に空気を吹き出すデフロスタ吹出口１６が形成されている。
【００２３】
図３に示すように、第１、第２フロントフェイス吹出口１４ａ、１４ｂには、それらの吹出口１４ａ、１４ｂからの空調風の吹出方向を調整する風向調整手段１７、１８が設けられている。
【００２４】
第１フロントフェイス吹出口１４ａに設けた第１風向調整手段１７は、第１モータ１７ａに駆動される第１縦ルーバ１７ｂが図３において左右にスイングし、第２モータ１７ｃに駆動される第１横ルーバ１７ｄが図３において上下にスイングするようになっている。また、第１縦ルーバ１７ｂは短冊状の３枚の薄板からなり、第１縦ルーバ１７ｂの停止位置によって、第１フロントフェイス吹出口１４ａからの空調風の図３において左右方向（車両左右方向）の吹出方向を調整可能になっている。さらに、第１横ルーバ１７ｄは短冊状の３枚の薄板からなり、第１横ルーバ１７ｄの停止位置によって、第１フロントフェイス吹出口１４ａからの空調風の図３において上下方向（車両上下方向）の吹出方向を調整可能になっている。さらに、第１縦ルーバ１７ｂと第１横ルーバ１７ｄによって、第１フロントフェイス吹出口１４ａを全閉可能になっている。
【００２５】
一方、第２フロントフェイス吹出口１４ｂに設けた第２風向調整手段１８は、第３モータ１８ａに駆動される第２縦ルーバ１８ｂが図３において左右にスイングし、第４モータ１８ｃに駆動される第２横ルーバ１８ｄが図３において上下にスイングするようになっている。また、第２縦ルーバ１８ｂは短冊状の３枚の薄板からなり、第２縦ルーバ１８ｂの停止位置によって、第２フロントフェイス吹出口１４ｂからの空調風の図３において左右方向（車両左右方向）の吹出方向を調整可能になっている。さらに、第２横ルーバ１８ｄは短冊状の３枚の薄板からなり、第２横ルーバ１８ｄの停止位置によって、第２フロントフェイス吹出口１４ｂからの空調風の図３において上下方向（車両上下方向）の吹出方向を調整可能になっている。さらに、第２縦ルーバ１８ｂと第２横ルーバ１８ｄによって、第２フロントフェイス吹出口１４ｂを全閉可能になっている。
【００２６】
ところで、図１に示すように、上記した圧縮機２の電磁クラッチ９は制御手段をなす空調用電子制御装置（以下ＥＣＵという）１９に接続されており、ＥＣＵ１９からの制御信号に基づいて電磁クラッチ９が通電されると、電磁クラッチ９が接続状態になって圧縮機２に車両エンジン１１の動力が伝達され、圧縮機２は運転状態となる。これに反し、電磁クラッチ９の通電が遮断されると、電磁クラッチ９が開離状態になって、圧縮機２は停止する。
【００２７】
また、圧縮機２はＥＣＵ１９からの制御信号に基づいて吐出容量が可変制御されるものであり、例えば回転軸と一体の斜板を回転させることによりピストンを軸方向に往復動させ、斜板の傾斜角の変化によりピストンのストロークを変化させ吐出容量を可変する、周知のワッブルタイプの圧縮機を用いることができる。
【００２８】
次に、本実施形態の制御系を前述の図１に基づいて説明すると、ＥＣＵ（電子制御装置）１９は図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータと、その周辺回路にて構成されるものであって、ＥＣＵ１９の入力端子には、蒸発器吹出温度センサ１３の他に、空調制御に必要な情報を検出する各種センサが接続される。具体的には、車室内に入射する日射量の検出手段である日射センサ２０、車室内の温度（内気温度）の検出手段である内気センサ２１、車室外の温度（外気温度）の検出手段である外気センサ２２が接続されている。また、この他にも、ＥＣＵ１９の入力端子には、運転席及び助手席の車両前後方向位置を検出するシート位置センサ２３や、車室内乗員が自分の希望する設定温度を手動にて設定するための温度設定手段である温度設定器２４が接続されている。
【００２９】
そして、このようなセンサ１３、２０〜２３、及び温度設定器２４からの信号は、ＥＣＵ１９内の図示しない入力回路によってＡ／Ｄ変換された後、上記マイクロコンピュータへ入力されるように構成されている。なお、ＥＣＵ１９は、エンジン１１の図示しないイグニッションスイッチがオンされ、かつ空調装置のオートエアコンスイッチ（図示せず）がオンされた時に、図示しない車載バッテリーから電源が供給される。
【００３０】
次に、本実施形態において、マイクロコンピュータが行う制御処理を図４のフローチャートに基づいて説明する。
【００３１】
まず、車両エンジン１１のイグニッションスイッチがオンされ、かつ空調装置のオートエアコンスイッチ（図示せず）がオンされると、ＥＣＵ１９に電源が供給されて、図４の制御ルーチンが起動される。そして、ステップＳ１００にてイニシャライズを行う。
【００３２】
次に、ステップＳ１１０に進み、シート位置センサ２３を除く各センサ１３、２０〜２２の各値を読み込む。また、このステップＳ１１０では、温度設定器２４からの信号を読み込み、設定温度が変更されたか否かを判定し、その判定結果に基づいて空調風の吹出方向を決定する。具体的には、吹出モードとして第１、第２フロントフェイス吹出口１４ａ、１４ｂから空調風を吹き出すフェイスモードが選択された冷房中において、設定温度が下げられた場合は、第１、第２フロントフェイス吹出口１４ａ、１４ｂから空調風を乗員に向けて吹き出す（すなわち、空調風を乗員に直接当てる）直接風モードが選定され、その他の場合は、第１、第２フロントフェイス吹出口１４ａ、１４ｂからの空調風が乗員に直接当たらないように、乗員からずれた方向に向けて空調風を吹き出す通常モードが選定される。
【００３３】
次いで、ステップＳ１２０に進み、上記ステップＳ１１０にて読み込まれた値に基づいて、下記の数式１により車室内へ吹き出す空調空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯ（以下ＴＡＯという）を算出する。
【００３４】
【数１】
ＴＡＯ＝Ｔｓｅｔ＊Ｋｓｅｔ−Ｔｒ＊Ｋｒ−Ｔａｍ＊Ｋａｍ−Ｔｓ＊Ｋｓ＋Ｃ
但し、Ｔｓｅｔ：温度設定器２４の設定温度
Ｔｒ：内気センサ２１の検出する内気温度
Ｔａｍ：外気センサ２２の検出する外気温度
Ｔｓ：日射センサ２０の検出する日射量
Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓ：制御ゲイン
Ｃ：定数
次に、ステップＳ１３０に進んで、シート位置センサ２３の値を読み込み、運転席及び助手席の車両前後方向位置を演算する。この運転席及び助手席の位置情報は、直接風モードが選定された場合に、運転席及び助手席の各乗員の着座位置にかかわらず空調風を確実に乗員に向けて吹き出すために利用される。
【００３５】
また、このステップＳ１３０では、第１、第２風向調整手段１７、１８の各モータ１７ａ、１７ｃ、１８ａ、１８ｃの回転位置に基づいて、第１、第２フロントフェイス吹出口１４ａ、１４ｂからの空調風の吹出方向を演算し、上記した直接風モード及び通常モードのいずれが実行されているかを判断する。
【００３６】
次に、ステップＳ１４０にて目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを決定する。この目標蒸発器吹出温度ＴＥＯの決定は、次に述べる第１目標蒸発器吹出温度ＴＥＯ１および第２目標蒸発器吹出温度ＴＥＯ２に基づいて行う。
【００３７】
まず、第１目標蒸発器吹出温度ＴＥＯ１の決定方法を具体的に説明すると、図５はマイクロコンピータのＲＯＭに予め記憶されているマップで、ＴＡＯと空調風の吹出方向とに基づいて第１目標蒸発器吹出温度ＴＥＯ１が決定される。そして、ステップＳ１１０にて通常モードが選定されている時は図５中の実線の特性線に基づいて第１目標蒸発器吹出温度ＴＥＯ１が決定され、一方、ステップＳ１１０にて直接風モードが選定されている時は図５中の一点鎖線の特性線に基づいて第１目標蒸発器吹出温度ＴＥＯ１が決定される。
【００３８】
ここで、図５に示すように、直接風モード及び通常モードのいずれの場合も、ＴＡＯが高くなる程第１目標蒸発器吹出温度ＴＥＯ１が高くなり、また、ＴＡＯが等しい場合は、直接風モード時の第１目標蒸発器吹出温度ＴＥＯ１が通常モード時の第１目標蒸発器吹出温度ＴＥＯ１よりも高くなるようにしている。
【００３９】
次に、第２目標蒸発器吹出温度ＴＥＯ２の決定方法を説明すると、図６はマイクロコンピータのＲＯＭに予め記憶されているマップで、外気温度Ｔａｍと空調風の吹出方向とに基づいて第２目標蒸発器吹出温度ＴＥＯ２が決定される。そして、第２目標蒸発器吹出温度ＴＥＯ２は、ステップＳ１１０にて通常モードが選定されている時は図６中の実線の特性線に基づいて決定され、一方、ステップＳ１１０にて直接風モードが選定されている時は図６中の一点鎖線の特性線に基づいて決定される。
【００４０】
ここで、図６に示すように、直接風モード及び通常モードのいずれの場合も、第２目標蒸発器吹出温度ＴＥＯ２は外気温度Ｔａｍの上昇に伴って段階的に高くなり、また、外気温度Ｔａｍが９℃以上の時には、直接風モード時の第２目標蒸発器吹出温度ＴＥＯ２が通常モード時の第２目標蒸発器吹出温度ＴＥＯ２よりも高くなるようにしている。
【００４１】
そして、上記第１、第２目標蒸発器吹出温度ＴＥＯ１、ＴＥＯ２のうちの低い方を、最終的に目標蒸発器吹出温度ＴＥＯとして選択する。
【００４２】
次に、ステップＳ１５０に進み、ＴＡＯに基づいて、目標風量に対応する送風機１２への印可電圧（ブロワ電圧）を算出する。このブロワ電圧の算出方法を具体的に説明すると、図７はマイクロコンピータのＲＯＭに予め記憶されているマップで、ステップＳ１１０にて通常モードが選定されている時は図７中の実線の特性線に基づいてブロワ電圧が決定され、一方、ステップＳ１１０にて直接風モードが選定されている時は図７中の一点鎖線の特性線に基づいてブロワ電圧が決定される。
【００４３】
ここで、図７に示すように、直接風モード及び通常モードのいずれの場合も、ＴＡＯが約２５〜５０℃の間でブロワ電圧が最も低く、ＴＡＯが約２５℃から低下するに伴ってブロワ電圧が上昇し、また、ＴＡＯが約５０℃から上昇するに伴ってブロワ電圧が上昇するようになっている。さらに、直接風モード時のブロワ電圧が通常モード時のブロワ電圧よりも低くなるようにしている。
【００４４】
次にステップＳ１６０では、ＴＡＯに基づき、内気導入にするか、外気導入にするか、或いは、内外気併用（半内気）にするかを決定する。
【００４５】
次にステップＳ１７０では、ＴＡＯに基づいて、吹出モードをフェイスモード、バイレベルモード、およびフットモードのいずれにするかを決定する。
【００４６】
また、続くステップＳ１８０では、ＴＡＯ、エンジン冷却水温、及び蒸発器吹出温度センサ１３で検出した蒸発器吹出温度とに基づき、エアミックスドアの目標開度ｓｗを算出する。そして、エアミックスドアを目標開度ＳＷの位置に駆動することにより、車室内に吹き出される空調風の温度がＴＡＯに等しくなるように調整される。
【００４７】
次にステップＳ１９０では、ステップＳ１１０にて決定された空調風の吹出方向が実現されるように、第１、第２風向調整手段１７、１８の各モータ１７ａ、１７ｃ、１８ａ、１８ｃを制御する。またステップＳ１９０では、上記ステップＳ１５０〜ステップＳ１８０による演算結果に応じて、送風機２、内外気切替ドア、吹出モードドア、及びエアミックスドアを制御する。
【００４８】
次に、ステップＳ２００に進み、蒸発器吹出温度センサ１３により検出される実際の蒸発器吹出温度と目標蒸発器吹出温度とに基づいて、実際の蒸発器吹出温度が目標蒸発器吹出温度に等しくなるように、圧縮機２の吐出容量を制御する。
【００４９】
次に、上記構成になる空調装置において、フェイスモードが選択された冷房中の作動について説明する。
【００５０】
まず、温度設定器２４で設定された設定温度が一定の場合、ステップＳ１１０にて通常モードが選定され、ステップＳ１９０にて第１、第２風向調整手段１７、１８が制御されることにより、第１、第２フロントフェイス吹出口１４ａ、１４ｂからの空調風は、乗員に直接当たらないように乗員からずれた方向に向けて吹き出される。このため、乗員周り（乗員近傍）の空間よりも空調風が吹き出される方向の空間（乗員から離れた空間）の方が温度が低くなる。
【００５１】
一方、上記通常モードの実行中に設定温度が下げられた場合は、ステップＳ１１０にて直接風モードが選定され、ステップＳ１９０にて第１、第２風向調整手段１７、１８が制御されることにより、第１、第２フロントフェイス吹出口１４ａ、１４ｂからの空調風は、運転席及び助手席の各乗員に直接当たるように各乗員に向けて吹き出される。
【００５２】
このように、空調風が乗員に直接当たるようにした場合、乗員周りの空間の方が乗員から離れた空間よりも温度が低くなり、従って、空調風が乗員に直接当たらない場合よりも少ない冷房能力で乗員周りの温度を低下させることができる。よって、乗員の快適感を確保しつつ省エネルギー化を図ることができる。
【００５３】
そして、本実施形態では、直接風モード時の目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを、通常モード時の目標蒸発器吹出温度ＴＥＯよりも高くすることにより（ステップＳ１４０にて）、圧縮機２の吐出容量を減少させて圧縮機２の駆動エネルギーを低減させるようにしている。
【００５４】
図８は実際の蒸発器吹出温度と乗員周りの温度との関係を示すもので、実線は通常モード時の特性を示し、一点鎖線は直接風モード時の特性を示している。そして、乗員周りの温度を例えば２４℃に制御する場合、実際の蒸発器吹出温度は、直接風モード時には１２℃、通常モード時には８℃となり、直接風モード時の実際の蒸発器吹出温度を、通常モード時の実際の蒸発器吹出温度よりも４℃高くすることができる。
【００５５】
なお、本実施形態において、第１、第２フロントフェイス吹出口１４ａ、１４ｂから吹き出される空調風の車両左右方向の吹出方向を、第１、第２風向調整手段１７、１８により周期的に変化させるようにしてもよい。この場合、直接風モード時は空調風が乗員に直接当たるような吹き出し範囲の角度θ（図２参照）内で吹出方向を変化させ、通常モード時には直接風モード時よりも吹き出し範囲を広げて、空調風が乗員に直接当たらない範囲まで吹出方向を変化させる。
【００５６】
（第２実施形態）
本実施形態は、第１実施形態の風向調整手段１７、１８を、斜板回転型の風向調整手段３０、３１に変更したものである。なお、図９は本実施形態になる風向調整手段３０、３１の正面図、図１０は図９の軸３０ａおよび斜板３０ｂの平面図である。
【００５７】
第１フロントフェイス吹出口１４ａに設けた第１風向調整手段３０は、車両左右方向に延びる軸３０ａに、その軸線に対して傾斜した斜板３０ｂが組み付けられ、また、軸３０ａにはこの軸３０ａを駆動するモータ３０ｃが連結されている。
【００５８】
そして、モータ３０ｃにて軸３０ａを回転させることにより、軸３０ａと共に斜板３０ｂが一体的に回転し、軸３０ａおよび斜板３０ｂの停止位置によって、第１フロントフェイス吹出口１４ａからの空調風の図９において左右方向（車両左右方向）の吹出方向を調整可能になっている。
【００５９】
第２フロントフェイス吹出口１４ｂに設けた第２風向調整手段３１は、第１風向調整手段３０と同様の構成であり、モータ３１ｃにて軸３１ａを回転させ、軸３１ａおよび斜板３１ｂの停止位置によって、第２フロントフェイス吹出口１４ｂからの空調風の図９において左右方向（車両左右方向）の吹出方向を調整可能になっている。
【００６０】
（第３実施形態）
本実施形態は、第１実施形態のように設定温度が下げられた場合に直接風モードにして圧縮機２の駆動エネルギーを低減させることに加え、乗員がいない席の空調を停止してさらに圧縮機２の駆動エネルギーの低減を図ったものである。
【００６１】
なお、図１１は本実施形態になる空調装置の全体構成図、図１２は図１１の空調ユニットの車両右席用部分の模式的な構成図、図１３は図１１の空調ユニットの車両左席用部分の模式的な構成図、図１４はマイクロコンピュータが行う制御処理のフローチャートで、第１実施形態と同一若しくは均等部分には同一の符号を付している。
【００６２】
図１１において、各座席に乗員が着座しているか否かを検出する着座検出手段である乗員検出センサ４２（例えば、着座センサ、シートベルトセンサ、赤外線センサ、焦電センサ等を用いる）からの信号が、ＥＣＵ１９に入力されるようになっている。また、本実施形態の空調装置は、運転席、助手席、後部右席、および後部左席毎に独立して空調を行うもので、蒸発器６の下流側にヒータコア４５を備え、空調ダクト７内は蒸発器６の下流側でかつヒータコア４５よりも上流側から右席用通路７ａと左席用通路７ｂに分割されている。
【００６３】
図１２は右席用通路７ａ部分の空調ユニットの構成を示しており、空調ユニットは、後部右席乗員の上半身に向けて空気を吹き出す第１リヤフェイス吹出口３２ａ、後部右席乗員の足元に空気を吹き出す第１リヤフット吹出口３３ａを備える。空調風を第１リヤフェイス吹出口３２ａに導く第１リヤフェイスダクト３４ａの途中には、このダクト３４ａ内通路を開閉する第１リヤドア３５ａが設けられ、このドア３５ａはＥＣＵ１９にて制御される第１サーボモータ３６ａにて駆動される。ヒータコア４５の上流側には第１エアミックスドア３７ａが設けられ、ヒータコア４５の下流側には吹出モードドアとしてのデフロスタドア３８およびフェイスドア３９が設けられている。
【００６４】
一方、図１３は左席用通路７ｂ部分の空調ユニットの構成を示しており、空調ユニットは、後部左席乗員の上半身に向けて空気を吹き出す第２リヤフェイス吹出口３２ｂ、後部左席乗員の足元に空気を吹き出す第２リヤフット吹出口３３ｂを備える。空調風を第２リヤフェイス吹出口３２ｂに導く第２リヤフェイスダクト３４ｂの途中には、このダクト３４ｂ内通路を開閉する第２リヤドア３５ｂが設けられ、このドア３５ｂはＥＣＵ１９にて制御される第２サーボモータ３６ｂにて駆動される。
【００６５】
ヒータコア４５の上流側には第２エアミックスドア３７ｂが設けられ、ヒータコア４５の下流側には、右席用通路７ａと共通のデフロスタドア３８およびフェイスドア３９が設けられている。
【００６６】
さらに、空調風を第２フロントフェイス吹出口１４ｂに導く第２フロントフェイスダクト４０ｂの途中には、このダクト４０ｂ内通路を開閉するフロントフェイスダクトドア４１が設けられ、このドア４１はＥＣＵ１９にて制御される第３サーボモータ３６ｃにて駆動される。なお、図１２に示すように、空調風を第１フロントフェイス吹出口１４ａに導く第１フロントフェイスダクト４０ａの途中には、このダクト４０ａ内通路を開閉するフロントフェイスダクトドアを設けていない。
【００６７】
なお、第１、第２リヤドア３５ａ、３５ｂおよびフロントフェイスダクトドア４１は、対応する吹出口１４ｂ、３２ａ、３２ｂからの空調風の吹き出しを停止させる吹出停止手段をなしている。
【００６８】
次に、上記構成になる空調装置において、フェイスモードが選択された冷房中の作動について説明する。なお、フェイスモード時には、デフロスタドア３８およびフェイスドア３９は図１２および図１３の実線で示す位置にある。
【００６９】
ＥＣＵ１９はステップＳ１３０Ａ（図１３参照）にて、乗員検出センサ４２の値を読み込むと共に、この乗員検出センサ４２の値に基づいて、運転席、助手席、後部右席、および後部左席毎に独立して、乗員が着座しているか否かを判定し、さらに乗員の有無に基づいて空調を行う席と空調を停止する席を決定する。
【００７０】
そして、運転席、助手席、後部右席、および後部左席のいずれにも乗員がいる場合には、第１、第２リヤフェイスダクト３４ａ、３４ｂおよび第２フロントフェイスダクト４０ｂが開かれる位置に第１、第２リヤドア３５ａ、３５ｂおよびフロントフェイスダクトドア４１を駆動し、これにより第１、第２フロントフェイス吹出口１４ａ、１４ｂおよび第１、第２リヤフェイス吹出口３２ａ、３２ｂから空調風を吹き出し、全席の空調を行う。
【００７１】
一方、助手席に乗員がいない場合にはフロントフェイスダクトドア４１によって第２フロントフェイスダクト４０ｂ内通路を閉じて第２フロントフェイス吹出口１４ｂからの空調風の吹き出しを停止し、後部右席に乗員がいない場合には第１リヤドア３５ａによって第１リヤフェイスダクト３４ａ内通路を閉じて第１リヤフェイス吹出口３２ａからの空調風の吹き出しを停止し、後部左席に乗員がいない場合には第２リヤドア３５ｂによって第２リヤフェイスダクト３４ｂ内通路を閉じて第２リヤフェイス吹出口３２ｂからの空調風の吹き出しを停止する。
【００７２】
このように、乗員がいない席の空調を停止し乗員がいる席のみの空調を行うことにより、乗員の快適性を確保しつつ全席の空調を行う場合よりも少ない冷房能力にすることができる。
【００７３】
そして、乗員がいる席のみの空調を行う際の冷房能力を下げるにあたっては、目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを全席空調時の目標蒸発器吹出温度ＴＥＯよりも高くすることにより、圧縮機２の吐出容量を減少させて圧縮機２の駆動エネルギーを低減させる。また、同時にブロワ電圧を下げて送風機１２の消費電力を低減させる。
【００７４】
具体的には、ステップＳ１４０Ａ（図１３参照）にて目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを決定する際、全席空調時には図５および図６中の実線の特性線に基づいて第１、第２目標蒸発器吹出温度ＴＥＯ１、ＴＥＯ２を求めた後に目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを決定し、乗員がいる席のみの空調を行う時には図５〜図７中の一点鎖線の特性線に基づいて第１、第２目標蒸発器吹出温度ＴＥＯ１、ＴＥＯ２を求めた後に目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを決定する。
【００７５】
また、全席空調時にはステップＳ１５０Ａ（図１３参照）にて図７中の実線の特性線に基づいてブロワ電圧を決定し、乗員がいる席のみの空調を行う時には図７中の一点鎖線の特性線に基づいてブロワ電圧を決定する。
【００７６】
本実施形態によれば、第１実施形態のように設定温度が下げられた場合に直接風モードにして圧縮機２の駆動エネルギーを低減させることに加え、乗員がいない席の空調を停止してさらに圧縮機２の駆動エネルギーの低減や送風機１２の消費電力の低減を図ることができる。
【００７７】
（第４実施形態）
第３実施形態では、乗員がいない席の空調を停止する際に第１、第２リヤドア３５ａ、３５ｂおよび第２フロントフェイスダクト４０ｂ内の通路を第１、第２リヤドア３５ａ、３５ｂおよびフロントフェイスダクトドア４１にて閉じるようにしたが、図１５および図１６に示す本実施形態では、それらのドア３５ａ、３５ｂ、４１を廃止し、第１、第２フロントフェイス吹出口１４ａ、１４ｂおよび第１、第２リヤフェイス吹出口３２ａ、３２ｂにそれぞれ設けた風向調整手段５０にて乗員がいない席の空調を停止するようにしたものである。
【００７８】
本実施形態の風向調整手段５０は、図１５に示すように、図示しないモータに駆動される複数のルーバ５１を備え、このルーバ５１の先端部にゴム等の弾性部材５２が配置されている。ルーバ５１は軸５３を中心にスイングするようになっており、ルーバ５１の停止位置によって車両左右方向の空調風吹出方向が調整可能である。
【００７９】
また、図１６に示すように、ルーバ５１の弾性部材５２が隣接するルーバ５１の軸５３に当接する状態では、吹出口１４ａ、１４ｂ、３２ａ、３２ｂを全閉して空調風の吹き出しを停止するようになっている。従って、この風向調整手段５０は、空調風の吹き出しを停止させる吹出停止手段を兼ねるものである。この全閉時には、弾性部材５２が軸５３に当接することにより風漏れが防止される。
【００８０】
（第５実施形態）
本実施形態は、第３実施形態の空調ユニットを他の形式の空調ユニットに変更したもので、設定温度が下げられた場合に直接風モードにし、また乗員がいない席の空調を停止する点は、第３実施形態と共通する。
【００８１】
本実施形態の空調ユニットは前席用の空調ユニットと後席用の空調ユニットとからなる。そして、前席用の空調ユニットは、第３実施形態で用いた空調ユニット（図１２、図１３参照）において後席に空調風を導く部分を削除したものが用いられる。
【００８２】
図１７は後席用の空調ユニットを示すもので、トランクルーム内に設置される。空調ダクト６０には送風機６１が備えられており、内気導入口６２から吸入された空気はフィルタ６３を通過した後、蒸発器６４側に送られる。そして、空調ダクト６０は、蒸発器６４の下流側で後部右席用通路６５ａと後部左席用通路６５ｂに分割されている。
【００８３】
後部右席用通路６５ａの最下流部には、後部右席乗員の上半身に向けて空気を吹き出す第１リヤフェイス吹出口６６ａ、後部右席乗員の足元に空気を吹き出す第１リヤフット吹出口６７ａを備える。また、後部右席用通路６５ａの途中には、図示しないモータに駆動されて後部右席用通路６５ａを開閉する第１リヤドア６８ａ、温水循環量の調整によって空調風の加熱量を調整する形式の第１ヒータコア６９ａ、および吹出モードを切り換える第１切替ドア７０ａを備える。
【００８４】
一方、後部右席用通路６５ａの最下流部には、後部左席乗員の上半身に向けて空気を吹き出す第２リヤフェイス吹出口６６ｂ、後部左席乗員の足元に空気を吹き出す第２リヤフット吹出口６７ｂを備える。また、後部左席用通路６５ｂの途中には、図示しないモータに駆動されて後部左席用通路６５ｂを開閉する第２リヤドア６８ｂ、温水循環量の調整によって空調風の加熱量を調整する形式の第２ヒータコア６９ｂ、および吹出モードを切り換える第２切替ドア７０ｂを備える。
【００８５】
なお、第１、第２リヤドア６８ａ、６８ｂは、第１、第２リヤフェイス吹出口６６ａ、６６ｂからの空調風の吹き出しを停止させる吹出停止手段をなしている。
【００８６】
上記構成において、フェイスモード時には、第１、第２切替ドア７０ａ、７０ｂは図１７に実線で示す位置にあり、運転席、助手席、後部右席、および後部左席のいずれにも乗員がいる場合には、後部右席用通路６５ａ、後部左席用通路６５ｂおよび第２フロントフェイスダクト４０ｂ（図１３参照）が開かれる位置に第１、第２リヤドア６８ａ、６８ｂおよびフロントフェイスダクトドア４１（図１３参照）を駆動し、これにより第１、第２フロントフェイス吹出口１４ａ、１４ｂ（図１３参照）および第１、第２リヤフェイス吹出口６６ａ、６６ｂから空調風を吹き出し、全席の空調を行う。
【００８７】
一方、助手席に乗員がいない場合にはフロントフェイスダクトドア４１によって第２フロントフェイス吹出口１４ｂからの空調風の吹き出しを停止し、後部右席に乗員がいない場合には第１リヤドア６８ａによって第１リヤフェイス吹出口６６ａからの空調風の吹き出しを停止し、後部左席に乗員がいない場合には第２リヤドア６８ｂによって第２リヤフェイス吹出口６６ｂからの空調風の吹き出しを停止する。
【００８８】
また、後部右席および後部左席のいずれにも乗員がいない場合には、後席用の空調ユニットの作動を停止させる。
【００８９】
（他の実施形態）
上記各実施形態において、可変吐出容量の圧縮機２の代わりに固定容量の圧縮機を用いてもよい。この場合、ステップＳ２００では、電磁クラッチ９で圧縮機２をオンオフして蒸発器吹出温度を制御する。
【００９０】
また、上記各実施形態において、設定温度が下げられた場合のみならず日射量Ｔｓが所定値以上になった時にも直接風モードが選定されるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す車両空調装置の全体構成図である。
【図２】第１実施形態における吹出口の配置を示す車室内の斜視図である。
【図３】第１実施形態における風向調整手段１７、１８を示す構成図である。
【図４】第１実施形態の制御処理を示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態における目標吹出温度ＴＡＯと第１目標蒸発器吹出温度ＴＥ０１との相関関係を示す特性図である。
【図６】第１実施形態における外気温Ｔａｍと第２目標蒸発器吹出温度ＴＥ０２との相関関係を示す特性図である。
【図７】第１実施形態における目標吹出温度ＴＡＯとブロワ電圧との相関関係を示す特性図である。
【図８】第１実施形態における実際の蒸発器吹出温度と乗員周りの温度との相関関係を示す特性図である。
【図９】本発明の第２実施形態を示す風向調整手段３０、３１の正面図である。
【図１０】図９の風向調整手段３０、３１の平面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態を示す車両空調装置の全体構成図である。
【図１２】図１１の空調ユニットの車両右席用部分の構成図である。
【図１３】図１１の空調ユニットの車両左席用部分の構成図である。
【図１４】第３実施形態の制御処理を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第４実施形態を示す風向調整手段５０の平面図である。
【図１６】図１５の風向調整手段５０の他の作動状態を示す平面図である。
【図１７】本発明の第５実施形態を示す後席用空調ユニットの構成図である。
【符号の説明】
２…圧縮機、６…蒸発器、１２…送風機、
１４ａ、１４ｂ、３２ａ、３２ｂ…吹出口、
１７、１８、３０、３１、５０…風向調整手段、
１９…制御手段をなす空調用電子制御装置、
２４…温度設定手段をなす温度設定器。

Claims (5)

1. 空調風を送風する送風機（１２）と、冷媒を圧縮する圧縮機（２）と、前記冷媒により前記空調風を冷却する蒸発器（６）と、前記空調風を車室内に向けて吹き出す吹出口（１４ａ、１４ｂ、３２ａ、３２ｂ）と、前記吹出口からの前記空調風の吹出方向を調整する風向調整手段（１７、１８、３０、３１、５０）と、前記車室内の設定温度を前記乗員が設定する温度設定手段（２４）とを備える車両用空調装置において、
   前記送風機の作動、前記圧縮機の作動、前記空調風の吹出温度、および前記空調風の吹出方向を前記設定温度に基づいて制御する制御手段（１９）を備え、
   前記制御手段は、前記設定温度が変更された時に前記吹出口からの空調風の吹出方向が変更されるように前記風向調整手段を制御し、
   前記吹出口は、運転席側に向けて前記空調風を吹き出す運転席用吹出口（１４ａ）と、前記運転席を除く座席側に向けて前記空調風を吹き出す他の吹出口（１４ｂ、３２ａ、３２ｂ）とを含み、
   前記他の吹出口からの前記空調風の吹き出しを停止させる吹出停止手段（３５ａ、３５ｂ、４１、５０、６８ａ、６８ｂ）と、前記運転席を除く座席に乗員が着座しているか否かを検出して着座信号を前記制御手段（１９）に出力する着座検出手段（４２）とを備え、
   前記制御手段は、前記運転席を除く座席に乗員が着座していない時に、前記他の吹出口からの前記空調風の吹き出しを停止させるように前記吹出停止手段を制御するとともに、前記蒸発器（６）にて冷却された前記空調風の温度を、前記他の吹出口から前記空調風を吹き出している時よりも高くするように前記圧縮機（２）の作動を制御することを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記制御手段（１９）は、前記空調風が前記乗員の周囲に向けて吹き出されている状態で前記設定温度が低温側に変更された時に、前記空調風が前記乗員に向けて吹き出されるように前記風向調整手段（１７、１８、３０、３１、５０）を制御すると共に、前記空調風の吹出温度を前記設定温度の変更前と同等以上に高く設定す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. 前記制御手段（１９）は、前記空調風が前記乗員の周囲に向けて吹き出されている状態で前記設定温度が低温側に変更された時に、前記空調風が前記乗員に向けて吹き出されるように前記風向調整手段（１７、１８、３０、３１、５０）を制御すると共に、前記蒸発器（６）にて冷却された前記空調風の温度が前記設定温度の変更前よりも高くなるように前記圧縮機（２）の作動を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
4. 前記制御手段（１９）は、前記他の吹出口（１４ｂ、３２ａ、３２ｂ）からの前記空調風の吹き出しを停止させた時の前記送風機（１２）による送風量を、前記他の吹出口から前記空調風を吹き出している時よりも少なく制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
5. 前記風向調整手段（５０）は、前記他の吹出口（１４ｂ、３２ａ、３２ｂ）を全閉可能に構成されて前記吹出停止手段を兼ねることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

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