JP6233085B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車室内の空調を行うと共に、新車時の車室内の臭いを低減する車両用空調装置に関するものである。

従来、住宅用の換気装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１の換気装置では、新築後の住宅の部屋内の臭いを低減するために、初期設定された時点からの経過時間に応じて換気運転を制御するようになっている。例えば、所定の日数期間において自動運転換気が行われると共に、所定日数期間の後は、自動運転換気が停止されるようになっている。また、自動運転換気を行う際の、換気量が経過日数に応じて小さくなっていくように制御されるようになっている。

特開平１０−１２２６１３号公報

しかしながら、特許文献１の換気装置は、住宅用のものであり、車両に適用されるものではない。車両用の空調装置においては、車室内の温度を制御するための目標吹出温度が設定されると共に、目標吹出温度に応じて空調用空気の導入モードが設定されるものが一般的であり、新車購入時の臭い低減のための根本的な対策を行うものはなかった。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、新車時の臭いを効果的に低減可能とする車両用空調装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

本発明では、車両の車室内の空調を行う空調部（１１０）と、
車室内の温度が、乗員が設定する設定温度に基づいて算出される目標吹出温度（ＴＡＯ）となるように空調部（１１０）を制御すると共に、目標吹出温度（ＴＡＯ）に応じて、空調部（１１０）に外気を導入する外気モード、あるいは内気を導入する内気モードを設定する制御部（１２０）とを備える車両用空調装置であって、
制御部（１２０）は、新車購入以降の初期段階において、目標吹出温度（ＴＡＯ）に係わりなく、外気モードと内気モードのうち、外気モードを優先設定する外気モード優先運転を実行することを特徴としている。

この発明によれば、新車購入以降の初期段階において、空調制御部（１２０）によって、空調部（１１０）が空調制御される際に、外気モード優先運転が実行される。この外気モード優先運転によって、車内には、外気が優先して導入されることになる。そして、空調された空気は、車内から車両外部に排出されることになるので、積極的に車室内の換気が行われることになる。よって、新車における車内の臭いを効果的に低減することが可能となる。

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態における車両用空調装置を示す概略図である。 第１実施形態における通常の内外気制御を行うための制御マップである。 第１実施形態における外気モード優先制御を行うための制御マップである。 第２実施形態における車両用空調装置を示す概略図である。 第３実施形態における車両用空調装置を示す概略図である。 第４実施形態における車両用空調装置を示す概略図である。 第５実施形態における車両用空調装置を示す概略図である。 第６実施形態における車両用空調装置を示す概略図である。 第７実施形態における外気モード優先制御を行うための制御マップである。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
第１実施形態の車両用空調装置１００Ａについて、図１〜図３を用いて説明する。車両用空調装置１００Ａは、車室内の空調、即ち、冷房、暖房、除湿等を行うようになっている。図１に示すように、この車両用空調装置１００Ａが搭載される車両には、エンジンの制御を行うためのエンジン制御部５０が設けられている。

まず、エンジン制御部５０について、簡単に説明しておく。エンジン制御部５０は、時々刻々と変化するエンジンの作動状況に応じて、適切なエンジン作動が得られるように、燃料噴射弁から噴射すべき燃料の噴射時間（噴射量）、および噴射時期等を制御する制御手段である。エンジン制御部５０は、エンジンの作動状況を把握するために、車両に設けられた各種センサ類から、あるいはプログラム計算によって、各種信号を得るようになっている。各種信号は、例えば、吸入空気量、吸入空気温度、クランク位置、スロットルバルブ開度、エンジン回転数、エンジン冷却水温度、走行速度、走行距離、燃費等である。

エンジン制御部５０は、Controller Area Networkバス（以下、ＣＡＮバス（登録商標））１０と接続されている。ＣＡＮバス１０は、車両に搭載された複数の車載装置を相互に接続してなる車内通信ネットワークにおいて、各車載装置間でのデータの伝送に用いられる伝送路である。エンジン制御部５０は、ＣＡＮバス１０を通じて、離れて位置する車両用空調装置１００Ａ（空調制御部１２０）と通信可能となっている。

車両用空調装置１００Ａは、空調部１１０、および空調制御部１２０等を備えており、インストルメントパネル内部に装着されている。空調部１１０は、更に、空調用空気を送風する送風ユニット（図示せず）と、空調用空気の温度を調整する温調ユニット（図示せず）とを備えている。

送風ユニットは、空調部１１０において空調用空気流れの最上流部に設定される内外気切替え部によって、車両の外部の空気を導入する場合（外気モード）、あるいは、車室内の空気を導入する場合（内気モード）のいずれかを選択して、導入した空調用空気を送風機によって、温調ユニット、更には、車室内に送風するユニットとなっている。

温調ユニットは、空調ダクト内に蒸発器、ヒータコア、バイパス流路、エアミックスドア等が設けられて形成されており、空調用空気の温調を行うユニットとなっている。蒸発器は、冷凍サイクルにおいて、圧縮機によって循環される冷媒のうち、低温低圧冷媒を用いて空調用空気を冷却する冷却用熱交換器である。蒸発器は、空調ダクト内で、空調用空気流れの上流側に配置されている。ヒータコアは、エンジンの冷却水を加熱源として、空調用空気を加熱する加熱用熱交換器である。ヒータコアは、蒸発器よりも空調用空気流れの下流側に配置されている。バイパス流路は、空調ダクト内において、ヒータコアをバイパスする流路である。エアミックスドアは、ヒータコアに対する開度を変更することで、ヒータコアを通過する空調用空気量と、バイパス流路を通過する空調用空気量との混合割合を変更するドアである。

空調ダクトの空調用空気流れの最下流側には、空調部１１０で温調された空調風を車室内の各部位に吹出すための各種吹出口が設けられている。各種吹出口は、車両のフロンドウインドに向けて空調風を吹出すデフロスタ吹出口、乗員の顔に向けて空調風を吹出すフェイス吹出口、および、乗員の足元に向けて空調風を吹出すフット吹出口である。各吹出口には、それぞれの吹出口を開閉する吹出口ドアが設けられている。

尚、車両の後方部には、外気モード時において、空調部１１０で温調されて車室内に吹出された空調風を車両外部に排出するための排出口が設けられている。

空調制御部１２０は、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、上記の空調部１１０における各部位の作動を制御することで、空調制御を行う制御部となっている。空調制御部１２０は、まず、予め定められた演算式に基づいて、目標吹出温度ＴＡＯを算出するようになっている。目標吹出温度ＴＡＯは、空調部１１０から車室内に吹出される空調風の温度を制御するための目標となる温度である。目標吹出温度ＴＡＯは、乗員が設定する設定温度、外気温度、内気温度、および日射量等から、演算式に基づいて算出されるようになっている。

そして、空調制御部１２０は、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、内外気切替え部を制御するようになっている。図２に示すように、空調制御部１２０は、目標吹出温度ＴＡＯが比較的低い領域では、空調用空気の導入モードを内気モードに設定する。また、空調制御部１２０は、目標吹出温度ＴＡＯが比較的高い領域では、空調用空気の導入モードを外気モードに設定するようになっている（通常の内外気運転）。

また、空調制御部１２０は、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、送風機の風量を制御するようになっている。空調制御部１２０は、目標吹出温度ＴＡＯが比較的低い領域、および比較的高い領域では、送風機の風量を大きくし、また、目標吹出温度ＴＡＯが中間的な領域では、送風機の風量を小さくするようになっている。

また、空調制御部１２０は、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、冷凍サイクルの圧縮機の吐出量、およびエアミックスドアの開度を制御することで、空調用空気の温度が目標吹出温度ＴＡＯに近づくように制御するようになっている。更に、空調制御部１２０は、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、各吹出し口における吹出口ドアの開閉を制御して、いずれの吹出口から空調風を吹出すようにするかを制御するようになっている。

ここで、新車購入時においては、例えば、車室内に使用されるダッシュボードやシート、天井に使われる内装材や接着剤等の臭いが車室内に残っており、乗員によっては、このような新車の臭いを嫌う人も多くいる。よって、本車両用空調装置１００Ａにおいては、空調制御部１２０は、新車購入時の初期段階において、新車の臭いを低減するための制御（外気モード優先運転）を実行するようにしている。

即ち、空調制御部１２０は、新車購入時の初期段階として、図３に示すように、新車購入時から後述する所定の走行距離Ａに至るまでの間は、目標吹出温度ＴＡＯによって決定される吹出しモードに係わりなく、空調用空気の導入モードとして外気モードを優先して設定する（外気モード優先運転）。つまり、目標吹出温度ＴＡＯによって導入モードが外気モードとして選択される条件下では、そのまま外気モード設定とするが、目標吹出温度ＴＡＯによって導入モードが内気モードとして選択される条件下では、意図的に外気モード設定とするのである。

上記のように外気モードとした場合では、空調用空気が車両外部から空調部１１０に導入されて、温調され、車室内に吹出されると共に、車両後方の排出口から車両外部に排出されることになり、車室内の換気が積極的に行われることになる。

尚、新車購入時の初期段階において、乗員が意図的に手動操作によって、内気モードを選択した場合は、空調制御部１２０は、内気モードの設定を行う。

空調制御部１２０は、外気モード優先運転を実行している間に、ＣＡＮバス１０を介して、エンジン制御部５０から、走行距離信号を逐次入手していく。そして、空調制御部１２０は、外気モードを優先して走行しているときの走行距離を積算していき、この積算距離が所定の走行距離Ａに達すると、外気モード優先運転を解除して、図２で説明した通常の内外気運転に切替える。つまり、空調制御部１２０は、新車購入以降の初期段階という期間を、外気モード優先運転の実行に基づく走行距離の総和によって判定するようにしている。所定の走行距離Ａは、例えば、１万ｋｍ〜２万ｋｍ程度の距離として設定することができる。この所定の走行距離Ａは、事前に、車種や乗員毎に任意に設定することが可能である。

以上のように、本実施形態では、新車購入時の初期段階において、空調制御部１２０によって空調部１１０が空調制御される際に、外気モード優先運転が実行される。この外気モード優先運転によって、車内には、外気が優先して導入されることになる。そして、空調された空気は、車内から車両外部に排出されることになるので、積極的に車室内の換気が行われることになる。よって、新車における車内の臭いを効果的に低減することが可能となる。

また、空調制御部１２０は、新車購入以降の初期段階であることを、外気モード優先運転の実行に基づく走行距離の総和によって判定するようにしている。車両においては、外気モードでは、空調部１１０の送風機による送風に加えて、走行時の車速風が空調部１１０に導入される。つまり、車両が走行しているときに、外気を用いた換気作用がより効果的に得られることになる。よって、新車購入以降の初期段階であることを、外気モード優先運転の実行に基づく走行距離の総和によって判定することで、外気モード優先運転の要否を明確に判定することが可能となる。

（第２実施形態）
第２実施形態の車両用空調装置１００Ｂを図４に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、対象とする車両をプラグインハイブリッド自動車、電気自動車、あるいは太陽電池搭載自動車として、充電管理される車両バッテリ２１の充電量に応じて、駐車時に外気モード優先運転を行うようにしている。

対象とする車両のうち、プラグインハイブリッド自動車は、エンジンと走行用モータとを走行用の駆動源とし、家庭用電源（家庭用コンセント）からプラグを利用して車両バッテリ２１に電力を充電できる車両である。

また、電気自動車は、走行用モータを走行用の駆動源とし、家庭用電源、あるいは公共施設等に設けられる充電ステーションの充電器によって車両バッテリ２１に電力を充電できる車両である。

また、太陽電池搭載自動車は、例えば、ハイブリッド自動車において、ルーフ部に太陽電池を搭載しており、太陽電池によって太陽からの光エネルギーを電力に変換し、発電された電力を車両バッテリ２１に充電できる車両である。

このような車両においては、主に、駐車時において、例えば、バッテリ制御部２２によって車両バッテリ２１への充電が制御される。バッテリ制御部２２は、ＣＡＮバス１０に接続されている。

本車両用空調装置１００Ｂの空調制御部１２０は、ＣＡＮバス１０を介して、車両バッテリ２１の充電状態を得ることができる。そして、空調制御部１２０は、車両が駐車している場合で、車両バッテリ２１の充電量が所定充電量よりも多いときに、外気モード優先運転を実行するようになっている。つまり、本実施形態では、バッテリ制御部２２によって車両バッテリ２１への充電が管理される車両を対象として、新車購入以降の初期段階において、乗員が車両に乗っていない駐車時に、上記第１実施形態で説明した外気モード優先運転を実行する。

車両走行時の車内の空調に際しては、外気モード優先運転とすると、外気の影響により、車室内温度の制御に時間がかかり、乗員に対する快適性が低下することが考えられる。しかしながら、駐車時において、外気モード優先運転を実行することで、乗員に対する快適性の低下を心配する必要がなくなる。このとき、駐車時に空調部１１０を作動させることで、車両バッテリ２１があがってしまうおそれが考えられる。ここでは、充電管理されるプラグインハイブリッド自動車、電気自動車、あるいは太陽電池搭載車を対象として、車両バッテリ２１の充電量が所定充電量よりも多いときに、外気モード優先運転を実行するので、車両バッテリ２１があがってしまうことを防止することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態の車両用空調装置１００Ｃを図５に示す。第３実施形態は、上記第１実施形態に対して、車両の排気口に排気用ファン１１１を設け、この排気用ファン１１１を加えて外気モード優先運転を行うようにしたものである。

排気用ファン１１１は、例えば、小型で薄型のファンであり、車両後方の排気口に設けられている。排気用ファン１１１の作動は、空調制御部１２０によって制御されるようになっている。

そして、本車両用空調装置１００Ｃの空調制御部１２０は、外気モード優先運転を実行する際に、排気用ファン１１１を同時に作動させるようになっている。

これにより、外気モード優先運転の実行時に、排気用ファン１１１によって、強制的に車室内の空気を排出することができる。よって、外気モード優先運転による換気効果を高めることができる。

（第４実施形態）
第４実施形態の車両用空調装置１００Ｄを図６に示す。第４実施形態は、上記第１実施形態に対して、臭い検出手段としての臭いセンサ１１２を設け、臭いセンサ１１２によって得られる信号に応じて、一時的に外気モード優先運転を解除するようにしている。

臭いセンサ１１２は、車両外部での特定の臭いを検出するセンサである。臭いの対象は、例えば、田畑等の耕作地における肥料の臭い、畜産場における家畜の臭い、工場地帯で使用される処理剤等の臭いである。臭いセンサ１１２によって得られる臭い信号は、空調制御部１２０に出力されるようになっている。

本車両用空調装置１００Ｄの空調制御部１２０は、外気モード優先運転を実行する際に、臭いセンサ１１２から得られる車両外部の臭い（臭い信号）が、予め定めた臭いレベルよりも高いときに、外気モード優先運転を一時的に解除し、内気モードに切替えるようになっている。予め定めた臭いレベルというのは、乗員にとって不快と感じられる臭いレベルである。

これにより、車両の外部の臭いが、予め定めた臭いレベルよりも高いときに、車両外部の臭いを車内に導入してしまうことを防止できるので、快適な車室内環境を保つことができる。

（第５実施形態）
第５実施形態の車両用空調装置１００Ｅを図７に示す。第５実施形態は、上記第１実施形態に対して、乗員の手動操作によって入力可能な解除選択手段としての解除スイッチ１１３を設け、解除スイッチ１１３によって得られる解除信号に応じて、外気モード優先運転を解除するようにしている。

解除スイッチ１１３は、予め外気モード優先運転を承知している乗員が、外気モード優先運転の必要性を感じないときに入力するスイッチであり、入力された解除信号は、空調制御部１２０に出力されるようになっている。

本車両用空調装置１００Ｅの空調制御部１２０は、外気モード優先運転を実行する際に、解除スイッチ１１３からの解除信号を受けると、新車購入以降の所定の段階が終了する前であっても、外気モード優先運転を解除し、それ以降は、通常の内外気運転を行う。

乗員によっては、新車時の車室内の臭いがさほど気にならない人もいる。このような人が、新車購入以降の初期段階において、解除スイッチ１１３による選択を行ったのであれば、乗員の意思に基づいた外気モード優先運転の解除が可能となる。

（第６実施形態）
第６実施形態の車両用空調装置１００Ｆを図８に示す。第６実施形態は、上記第１実施形態に対して、乗員の手動操作によって入力可能なモード選択手段としての内外気選択スイッチ１１４を設け、内外気選択スイッチ１１４によって得られる内気モードの選択頻度に応じて、外気モード優先運転を解除するようにしている。

内外気選択スイッチ１１４は、乗員の意思により、内気モード、あるいは外気モードを選択入力するスイッチであり、入力された選択信号は、空調制御部１２０に出力されるようになっている。

本車両用空調装置１００Ｅの空調制御部１２０は、新車購入以降の初期段階において、選択信号のうち、内気モードが選択された場合の頻度を記憶していく。そして、記憶した内気モードの選択頻度が、予め定めた所定頻度を超えると、新車購入以降の所定の段階が終了する前であっても、外気モード優先運転を解除し、それ以降は、通常の内外気運転を行う。

乗員によっては、新車時の車室内の臭いがさほど気にならない人もいる。このような人が、新車購入以降の初期段階において、自動制御によって外気モード優先運転とされることを嫌って、内気モードを好んで選択し、その選択頻度が所定頻度を超えるようであれば、無理に外気モード優先運転を実行する必要もないことになる。よって、このような場合であれば、外気モード優先運転を解除することで、乗員の希望にかなった空調制御とすることができる。

（第７実施形態）
第７実施形態の車両用空調装置の基本構成は、上記第１実施形態の車両用空調装置１００Ａと同一であるが、空調制御部１２０による制御内容が異なるものとしている。

本実施形態の車両用空調装置では、図９に示すように、通常の制御において、目標吹出温度ＴＡＯに応じて設定される空調用空気の導入モードが、内気モードと外気モードに加えて、内気および外気の両者を導入する内外気モードが追加されている。

そして、空調制御部１２０は、新車購入以降の初期段階において、目標吹出温度ＴＡＯに基づく空調用空気の導入モードが、内外気モードを選択すべき条件であると、導入する外気量が内気量よりも多くなるようにして、外気モード優先運転を実行する。外気量と内気量との比率は、例えば、外気量７０〜８０、内気量３０〜２０といった具合で設定することができる。

これにより、内外気の両者を用いた空調用空気の導入による空調を可能とすると共に、より多くの外気を用いた換気作用を発揮することができ、きめ細かな制御が可能となる。

２１ 車両バッテリ
１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ 車両用空調装置
１１０ 空調部
１１１ 換気用ファン
１１２ 臭いセンサ（臭い検出手段）
１１３ 解除スイッチ（解除選択手段）
１１４ 内外気選択スイッチ（モード選択手段）
１２０ 空調制御部（制御部）

Claims (8)

1. 車両の車室内の空調を行う空調部（１１０）と、
   前記車室内の温度が、乗員が設定する設定温度に基づいて算出される目標吹出温度（ＴＡＯ）となるように前記空調部（１１０）を制御すると共に、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）に応じて、前記空調部（１１０）に外気を導入する外気モード、あるいは内気を導入する内気モードを設定する制御部（１２０）とを備える車両用空調装置であって、
   前記制御部（１２０）は、新車購入以降の初期段階において、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）に係わりなく、前記外気モードと前記内気モードのうち、前記外気モードを優先設定する外気モード優先運転を実行することを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記車両は、駐車時に車両バッテリ（２１）に充電が行われるプラグインハイブリッド自動車または電気自動車、あるいは太陽電池の発電により前記車両バッテリ（２１）に充電が行われる太陽電池搭載自動車であり、
   前記制御部（１２０）は、前記駐車時において、前記車両バッテリ（２１）の充電量が所定充電量より多いときに、前記外気モード優先運転を実行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. 前記車室内の空気が前記車両の外部に排出される排出口には、排気用ファン（１１１）が設けられており、
   前記制御部（１２０）は、前記外気モード優先運転を実行する際に、前記排気用ファン（１１１）を作動させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記車両の外部の臭いを検出する臭い検出手段（１１２）を備え、
   前記制御部（１２０）は、前記臭い検出手段（１１２）によって得られた前記車両の外部の臭いが、予め定めた臭いレベルよりも高いときに、前記外気モード優先運転を解除し、前記内気モードに切替えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
5. 前記乗員の手動操作によって、前記外気モード優先運転の解除を選択可能とする解除選択手段（１１３）を備え、
   前記制御部（１２０）は、前記新車購入以降の初期段階において、前記乗員の前記解除選択手段（１１３）による選択が行われると、前記外気モード優先運転を解除することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
6. 前記乗員の手動操作によって、前記外気モード、あるいは前記内気モードを選択可能とするモード選択手段（１１４）を備え、
   前記制御部（１２０）は、前記新車購入以降の初期段階において、前記乗員の前記モード選択手段（１１４）による前記内気モードの選択頻度が予め定めた所定頻度を超えると、前記外気モード優先運転を解除することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
7. 前記制御部（１２０）は、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）に応じて、前記外気モードおよび前記内気モードの中間となる内外気モードを設定するようになっており、
   本来の前記内外気モードを選択すべき条件下においては、内気量よりも外気量が多くなるようにすることで前記外気モード優先運転を実行することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
8. 前記制御部（１２０）は、新車購入以降の初期段階であることを、前記外気モード優先運転の実行に基づく走行距離の総和によって判定することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

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