特許 7601072 車両用空調システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-09

(45)【発行日】2024-12-17

(54)【発明の名称】車両用空調システム

(51)【国際特許分類】

   B60H 1/22 20060101AFI20241210BHJP

   B60H 1/00 20060101ALI20241210BHJP

【ＦＩ】

B60H1/22 611D

B60H1/22 671

B60H1/00 101U

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2022154320

(22)【出願日】2022-09-28

(65)【公開番号】P2024048427

(43)【公開日】2024-04-09

【審査請求日】2024-05-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】星野 優

【審査官】塩田 匠

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１３１５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００３１１９６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００６－１５１０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２２７７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２２２０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０７７８１１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｈ １／００－３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両前方に設けられ駆動源が設置された機関室の前面に設けられ、当該機関室内に導入する外気量を調整可能なグリルシャッタと、
前記機関室に設置された熱源と、
冷媒液が流れる配管であって、前記熱源を経由する昇温区間を備えるとともに、前記昇温区間から車室前方区間と車室後方区間とに分岐したのちに合流して前記昇温区間に戻る循環配管と、
前記車室前方区間を流れる冷媒液と熱交換して車室前方に温風を送るフロントブロアと、
前記車室後方区間を流れる冷媒液と熱交換して車室後方に温風を送るリアブロアと、
デフロスタ機能のオン・オフを含めた前記車室前方への風量操作が可能なフロント空調操作部と、
前記車室後方への風量操作が可能なリア空調操作部と、
を備え、
前記グリルシャッタが開放状態で固着し、かつ、前記デフロスタ機能がオン状態である第一条件の成立時に、前記リア空調操作部は前記車室後方への風量制限を実行可能である、
車両用空調システム。

【請求項2】

請求項１に記載の車両用空調システムであって、
前記第一条件成立時かつ車外気温が閾値温度以下となる第二条件の成立時に、前記リア空調操作部は前記車室後方への風量制限を実行可能である、
車両用空調システム。

【請求項3】

請求項２に記載の車両用空調システムであって、
前記第一条件及び前記第二条件の成立時であって、車速が閾値速度以上となる第三条件の成立時に、前記リア空調操作部は前記車室後方への風量制限を実行する、
車両用空調システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書では、車両用空調システムが開示される。

【背景技術】

【0002】

車両には空調（空気調和）システムが搭載される。例えば駆動源として内燃機関の代わりに回転電機が搭載された電気自動車（ＢＥＶ）では、内燃機関から生じる熱が得られないことから、暖房機器として、ＰＴＣ（正温度係数、Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ヒータ等の電気ヒータが搭載される。

【0003】

例えば電気ヒータは、電力供給により発熱する熱源（例えばＰＴＣ素子）を備える。この電気ヒータに冷媒液を流すことで冷媒液が昇温される。昇温後の冷媒液は配管を通ってフロント側ブロアやリア側ブロアの前を流れる。ブロアから送られた風が配管を通過する際に冷媒液と熱交換することで温風となる。この温風が車室フロント側空間やリア側空間に供給される。

【0004】

また、従来から車両に搭載されている熱交換型の空調システムは、熱交換器を備える。この熱交換器はエンジンコンパートメントに搭載される。エンジンコンパートメントの前面、つまり車両前面にはフロントグリルが設けられる。フロントグリルからエンジンコンパートメント内に導入された外気が熱交換器と熱交換される。

【0005】

ここで、熱交換型の空調システムのレイアウトが電気ヒータシステムに応用されると、例えば熱交換器に代わって電気ヒータが電気自動車のモーターコンパートメントに搭載される。なお、エンジンコンパートメント及びモーターコンパートメントの両者とも、駆動源が設置された部屋であることから、これらのコンパートメントは纏めて以下では機関室と記載される。

【0006】

機関室内の機器の速やかな昇温（暖機）を図るために、例えば特許文献１では、フロントグリルの後方にグリルシャッタが設けられる。グリルシャッタの開度調整により、フロントグリルから機関室に導入される車外気量が調整可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０２１－１３１０５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、グリルシャッタのフィンが開固着する場合がある。開固着とは、開放状態のフィンが閉指令を受けても閉じられずに開放状態のまま固着する状態を指す。例えば開状態で隣り合うフィンの間に雪塊等の異物が挟まったり、フィンを回動させるアクチュエータの不具合等により、フィンの開固着が生じ得る。

【0009】

フィンの開固着により、機関室内に外気が入り込む。これにより、電気ヒータ内の熱源が温度を奪われ、昇温機能が抑制されるおそれがある。特にウインドシールドガラスの防曇機能であるデフロスタ機能が実行されるときには、電気ヒータにより冷媒液が十分に昇温される必要がある。

【0010】

そこで本明細書では、空調システムの熱源が機関室に搭載されている場合に、グリルシャッタのフィンの開固着時に、デフロスタによる防曇を確実に行うことの可能な、車両用空調システムが開示される。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本明細書で開示される車両用空調システムは、グリルシャッタ、熱源、循環配管、フロントブロア、リアブロア、フロント空調操作部、及びリア空調操作部を備える。グリルシャッタは、車両前方に設けられ駆動源が設置された機関室の前面に設けられ、当該機関室内に導入する外気量を調整可能となっている。熱源は機関室に設置される。循環配管は、冷媒液が流れる配管であって、熱源を経由する昇温区間を備える。さらに循環配管は、昇温区間から車室前方区間と車室後方区間とに分岐したのちに合流して昇温区間に戻る。フロントブロアは、車室前方区間を流れる冷媒液と熱交換して車室前方に温風を送る。リアブロアは、車室後方区間を流れる冷媒液と熱交換して車室後方に温風を送る。フロント空調操作部は、デフロスタ機能のオン・オフを含めた車室前方への風量操作が可能となっている。リア空調操作部は、車室後方への風量操作が可能となっている。さらに、グリルシャッタが開放状態で固着し、かつ、デフロスタ機能がオン状態である第一条件の成立時に、リア空調操作部は車室後方への風量制限を実行可能となっている。

【0012】

上記構成によれば、グリルシャッタが開固着したときに、車室後方への温風量が制限されることで、冷媒液の熱交換（すなわち温度低下）が抑制される。その結果、十分に昇温された温風がデフロスタ向けに利用可能となる。

【0013】

また上記構成において、第一条件成立時かつ車外気温が閾値温度以下となる第二条件の成立時に、リア空調操作部は車室後方への風量制限を実行可能であってよい。

【0014】

上記構成によれば、車外気温が閾値温度を超過する場合には、車室後方への風量制限が回避可能となり、後部座席の快適性低下を抑制可能となる。

【0015】

また上記構成において、第一条件及び第二条件の成立時であって、車速が閾値速度以上となる第三条件の成立時に、リア空調操作部は車室後方への風量制限を実行してもよい。

【0016】

上記構成によれば、車速が閾値速度未満である場合には、車室後方への風量制限が回避可能となり、後部座席の快適性低下を抑制可能となる。

【発明の効果】

【0017】

本明細書に係る車両用空調システムによれば、空調システムの熱源が機関室に搭載されている場合に、グリルシャッタのフィンの開固着時に、デフロスタによる防曇を確実に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】車両の機関室内の構成を例示する図である。

【図2】空調システムの特に循環配管について説明する図である。

【図3】車室前方部分の構成を例示する図である。

【図4】車室後方部分の構成を例示する図である。

【図5】本実施形態に係る車両用空調システムの全体構成を例示する図である。

【図6】空調ＥＣＵのハードウェア構成を例示する図である。

【図7】車外気温の閾値温度Ｔｏ＿ｔｈの設定について説明する図である。

【図8】車速の閾値速度Ｖ＿ｔｈの設定について説明する図である。

【図9】本実施形態に係る車両用空調システムにより実行される、リア風量制限判定フローを例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に、実施形態に係る、車両用空調システムが図面を用いて説明される。以下で説明する形状、材料、個数、及び数値は、説明のための例示であって、車両用空調システムの仕様に応じて適宜変更することができる。また以下ではすべての図面において同等の要素には同一の符号が付される。

【0020】

また図１－図４では、各構成の位置や方向を表すために、ＦＲ軸、ＲＷ軸、及びＵＰ軸からなる直交座標系が用いられる。ＦＲ軸は車両前方を正方向とする車両前後方向軸である。ＲＷ軸は車両右側を正方向とする車幅方向軸である。ＵＰ軸は上方を正方向とする車両上下方向軸である。

【0021】

＜全体構成＞
図５には、本実施形態に係る車両用空調システムの全体像が例示される。すなわちこの空調システムは、温風を供給する機構として、電気ヒータ３０、循環配管４０、フロントブロア８０Ａ及びリアブロア８０Ｂを備える。また空調システムは、温風の風量や吐出先をコントロールする機構として、フロント空調操作パネル５０、リア空調操作パネル６０、フロント操作制御部７０、リア操作制御部７１、及び空調ＥＣＵ１００を備える。さらに空調システムは、電気ヒータ３０が設置される機関室１２（図１参照）に取り込まれる車外気の流量（以下適宜、車外気量と記載される）を調整する機構として、グリルシャッタアッパ２０Ａ及びグリルシャッタロア２０Ｂを備える。

【0022】

フロント空調操作パネル５０のデフロスタボタン５８Ａ（図３参照）がオン操作されると、空調ＥＣＵ１００はグリルシャッタアッパ２０Ａ及びグリルシャッタロア２０Ｂの少なくとも一方が開固着しているか否かを判定する。

【0023】

そして、デフロスタ機能がオン状態であり、かつ、グリルシャッタアッパ２０Ａ及びグリルシャッタロア２０Ｂの少なくとも一方が開固着している場合（第一条件成立時）、リア操作制御部７１は車室後方への風量制限を実行可能となっている。

【0024】

＜機関室＞
図１には、車両１０の機関室１２に設置された機器が例示される。車両１０は、例えば回転電機１１０を駆動源とする電気自動車（ＢＥＶ）である。この回転電機１１０が設置される部屋として、車両１０は機関室１２を備える。機関室１２はモーターコンパートメントとも呼ばれる。また機関室１２は車両１０の前方に設けられる。例えば図２を参照して機関室１２は車室１６よりも前方に設けられる。

【0025】

図１を参照して、機関室１２の前面にはフロントグリルが設けられる。上述のように、機関室１２は車両１０の前方に設けられることから、その機関室１２の前面に設けられるフロントグリルは、車両１０の前面に配置される。

【0026】

例えば図１の例では、フロントグリルが上下段に分かれる。すなわち機関室１２の前面には、上段グリルであるフロントグリルアッパ１４Ａと、下段グリルであるフロントグリルロア１４Ｂが設けられる。フロントグリルアッパ１４Ａ及びフロントグリルロア１４Ｂは、車両前面において車幅方向に延設される。

【0027】

フロントグリルアッパ１４Ａ及びフロントグリルロア１４Ｂの後方に、ラジエータアッパ１５Ａ及びラジエータロア１５Ｂが設けられる。ラジエータアッパ１５Ａ及びラジエータロア１５Ｂは、車両１０の電気機器を冷却するために機関室１２に設けられる。例えば回転電機１１０を冷却する冷媒がラジエータアッパ１５Ａに流れ込み、車外気と熱交換される。またインバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ等のいわゆる強電系電子機器を冷却する冷媒がラジエータロア１５Ｂに流れ込み、車外気と熱交換される。

【0028】

機関室１２の前面において、フロントグリルアッパ１４Ａ及びフロントグリルロア１４Ｂと、ラジエータアッパ１５Ａ及びラジエータロア１５Ｂとの間には、グリルシャッタアッパ２０Ａ及びグリルシャッタロア２０Ｂが設けられる。グリルシャッタアッパ２０Ａ及びグリルシャッタロア２０Ｂは、コントローラ２２Ａ，２２Ｂ、アクチュエータ２４Ａ，２４Ｂ、及びフィン２５Ａ，２５Ｂを備える。

【0029】

フィン２５Ａ，２５Ｂは、例えばフロントグリルアッパ１４Ａ及びフロントグリルロア１４Ｂのグリル開口の全幅（ＲＷ方向全長）に亘って延設される。コントローラ２２Ａ，２２Ｂは空調ＥＣＵ１００（図５参照）より駆動指令を受けてアクチュエータ２４Ａ，２４Ｂを駆動させる。例えば駆動指令は開指令及び閉指令を含む。コントローラ２２Ａ，２２Ｂの駆動制御に基づいて、アクチュエータ２４Ａ，２４Ｂはフィン２５Ａ，２５Ｂを開閉させる。フィン２５Ａ，２５Ｂの開閉に応じて、機関室１２内に導入される車外気量が調整可能となる。

【0030】

＜空調システム＞
図１、図２を参照して、車両１０は車室１６用の空調システム（空気調和システム）を備える。この空調システムの暖房機能として、車両１０には、電気ヒータ３０、循環配管４０、ポンプ４１、フロントブロア８０Ａ、及びリアブロア８０Ｂが設けられる。なお図示を簡略化するために、図２ではダクトやダクト内ドア等の導風手段について、図示が省略される。

【0031】

電気ヒータ３０は、熱源であるＰＴＣ素子３２Ａ－３２Ｄを備える。ＰＴＣ素子３２Ａ－３２Ｄは電力供給により発熱する発熱体であって、その抵抗値は温度によって可変であることが知られている。

【0032】

例えばＰＴＣ素子３２Ａ－３２Ｄに電力を供給すると温度が上がり、その温度が所定の閾値温度を超過すると急激に電気抵抗値が増加する。その結果、同一電圧下においてＰＴＣ素子３２Ａ－３２Ｄに供給される電流が絞られ、昇温が抑制される。閾値温度を目標温度とするＰＴＣ素子３２Ａ－３２Ｄを用いることで、目標温度到達後に電流が絞られ目標温度以上の昇温が抑制される。

【0033】

例えば電気ヒータ３０は熱源として複数のＰＴＣ素子３２Ａ－３２Ｄを備える。さらに電気ヒータ３０には、電流の供給／遮断を切り替えるスイッチパネル３５（図５参照）が設けられる。後述されるように、冷媒液に対する昇温要求に応じて、空調ＥＣＵ１００は、電流供給対象のＰＴＣ素子３２Ａ－３２Ｄを選択する。

【0034】

電気ヒータ３０は、ＰＴＣ素子３２Ａ－３２Ｄを収容するケーシング３１を備える。ケーシング３１は例えばアルミ等の金属材料から構成される。ケーシング３１内には、循環配管４０の一部として、熱源を経由する昇温区間４２が設けられる。例えば熱源であるＰＴＣ素子３２Ａ－３２Ｄと接する配管がケーシング３１内に設けられる。この配管の延伸区間が昇温区間４２となる。

【0035】

また電気ヒータ３０は機関室１２に設置される。したがってフロントグリルアッパ１４Ａ及びフロントグリルロア１４Ｂから導入される車外気によって電気ヒータ３０及び熱源であるＰＴＣ素子３２Ａ－３２Ｄから熱が奪われ、その結果、冷媒液の昇温ペースが鈍化するおそれがある。特に、グリルシャッタアッパ２０Ａ及びグリルシャッタロア２０Ｂの少なくとも一方が開固着したときには、車外気量の調整が困難となり、その分電気ヒータ３０は多量の車外気に晒されるおそれがある。

【0036】

そこで後述されるように、グリルシャッタアッパ２０Ａ及びグリルシャッタロア２０Ｂの少なくとも一方が開固着し、さらに、空調システムに対してデフロスタ機能がオン状態である場合には、車室１６後方への風量制限が実行可能となっている。このような風量制限により、冷媒液の熱交換（すなわち温度低下）が抑制される。その結果、十分に昇温された温風がデフロスタに利用可能となる。

【0037】

冷媒液の流路となる循環配管４０は、昇温区間４２、車室前方区間４４、及び車室後方区間４６を備える。昇温区間４２は上述の通り電気ヒータ３０内に設けられる。昇温区間４２を通過し昇温された冷媒液は車室前方区間４４及び車室後方区間４６に分岐される。車室前方区間４４はフロントブロア８０Ａの送風口手前を横切り、車室後方区間４６はリアブロア８０Ｂの送風口手前を横切る。その後車室前方区間４４及び車室後方区間４６は下流で合流して昇温区間４２に戻る。

【0038】

循環配管４０を流れる冷媒液の流量はポンプ４１により制御される。図５を参照して、ポンプ４１はポンプモータ４３に接続される。ポンプモータ４３は、ポンプインバータ４５によって回転制御される。

【0039】

例えば、空調ＥＣＵ１００の機器制御部１０６からＰＷＭ信号が出力される。このＰＷＭ信号に応じてポンプインバータ４５のスイッチング素子が駆動する。そしてＰＷＭ信号のデューティ比に応じた電圧がポンプモータ４３に印加され、この印加電圧に応じた駆動力がポンプ４１に入力される。

【0040】

図２を参照して、フロントブロア８０Ａは例えば車室１６前方のインストルメントパネル１１５（図３参照）に収容される。さらに循環配管４０の車室前方区間４４もインストルメントパネル１１５に収容される。

【0041】

フロントブロア８０Ａから送出された空気は車室前方区間４４を通過する際に冷媒液と熱交換して温風となる。この温風が、インストルメントパネル１１５に設けられたレジスタ（図示せず）等の吐出口から車室前方に送風される。

【0042】

また、インストルメントパネル１１５の前端部分には、ウインドシールドガラス１１（図３参照）に向けてフロントブロア８０Ａからの風を送り出す吹出口１３が設けられる。例えばフロント空調操作パネル５０のデフロスタボタン５８Ａがオン操作されると、インストルメントパネル１１５内のダクトドア（図示せず）が開閉され、吹出口１３から温風が吹き出される。

【0043】

リアブロア８０Ｂは例えば循環配管４０の車室後方区間４６とともに、フロントコンソールボックス１１７（図３参照）の下部に設けられる。リアブロア８０Ｂから送出された空気は車室後方区間４６を通過する際に冷媒液と熱交換して温風となる。この温風が、フロントコンソールボックス１１７の背面に設けられた吹出口（図示せず）から車室後方に送風される。

【0044】

図５に例示されるように、フロントブロア８０Ａは、フロントモータ８２Ａに接続される。フロントモータ８２Ａは、フロントインバータ８４Ａによって回転制御される。同様にして、リアブロア８０Ｂは、リアモータ８２Ｂに接続される。リアモータ８２Ｂは、リアインバータ８４Ｂによって回転制御される。

【0045】

例えば、空調ＥＣＵ１００の機器制御部１０６からＰＷＭ信号が出力される。このＰＷＭ信号に応じてフロントインバータ８４Ａ及びリアインバータ８４Ｂのスイッチング素子が駆動する。そしてＰＷＭ信号のデューティ比に応じた電圧がフロントモータ８２Ａ及びリアモータ８２Ｂに印加され、この印加電圧に応じた駆動力がフロントブロア８０Ａ及びリアブロア８０Ｂに入力される。

【0046】

＜空調操作部＞
図３には、本実施形態に係る車両用空調システムの一部である、フロント空調操作パネル５０が例示される。例えばフロント空調操作パネル５０は、インストルメントパネル１１５に設けられる。このフロント空調操作パネル５０とフロント操作制御部７０（図５参照）とによって、フロント空調操作部１２０が構成される。

【0047】

フロント空調操作パネル５０は、例えば入力部と表示部が重複するタッチパネルであってよい。フロント空調操作パネル５０は、デフロスタ機能のオン・オフを含めた車室前方への風量操作が可能となっている。

【0048】

例えばフロント空調操作パネル５０には風量設定ボタン５１Ａ，５１Ｂ、温度設定ボタン５２Ａ，５２Ｂ、オートボタン５３、及びブロアボタン５４が設けられる。さらにフロント空調操作パネル５０には、エアコンボタン５５、内外気切替ボタン５６、ディスプレイ５７、デフロスタボタン５８Ａ、リアデフォッガーボタン５８Ｂ、及び吹出口選択スイッチ５９が設けられる。これらのボタンやスイッチの機能については既知であるためここでは説明が適宜省略される。

【0049】

フロント空調操作パネル５０の各種ボタンへの操作信号は、フロント操作制御部７０（図５参照）が受信する。フロント操作制御部７０は、例えばフロント空調操作パネル５０に実装されたコンピュータであってよい。例えばフロント操作制御部７０は、フロント空調操作パネル５０の各種ボタンから入力された操作信号を記憶するとともに、操作信号を空調ＥＣＵ１００に送信する。

【0050】

図４には、本実施形態に係る車両用空調システムの一部である、リア空調操作パネル６０が例示される。例えばリア空調操作パネル６０は、リアコンソール６５に設けられる。例えばリアコンソール６５は一対の後部座席１９，１９の間に設けられる。このリア空調操作パネル６０とリア操作制御部７１（図５参照）とによって、リア空調操作部１２１が構成される。

【0051】

リア空調操作パネル６０は、例えば入力部と表示部が重複するタッチパネルであってよい。リア空調操作パネル６０は、車室後方への風量操作が可能となっている。例えばリア空調操作パネル６０には風量設定ボタン６１Ａ，６１Ｂ、温度設定ボタン６２Ａ，６２Ｂ、オートボタン６３、及び吹出口選択スイッチ６９が設けられる。これらのボタンやスイッチの機能については既知であるためここでは説明が適宜省略される。

【0052】

リア空調操作パネル６０の各種ボタンへの操作信号は、リア操作制御部７１（図５参照）が受信する。リア操作制御部７１は、例えばリア空調操作パネル６０に実装されたコンピュータであってよい。このコンピュータは例えば図６に例示されるようなハードウェア構成を備える。

【0053】

例えばリア操作制御部７１は、リア空調操作パネル６０の各種ボタンから入力された操作信号を記憶するとともに、操作信号を空調ＥＣＵ１００に送信する。

【0054】

また後述されるように、リア操作制御部７１は、リア空調、すなわち車室後方への温風量を制限する、風量制限を実行可能となっている。例えば図４を参照して、風量制限が掛かっていない場合に、風量設定ボタン６１Ａ，６１Ｂにより、風量は０～５まで設定可能であるところ、風量制限実行時には、上限風量が３に制限される。言い換えると、仮に乗員が風量設定ボタン６１Ａにより風量を３から増加させようとしても、リア操作制御部７１はそのような操作を無効とする。この風量制限の詳細は後述される。

【0055】

＜空調ＥＣＵ＞
空調ＥＣＵ１００は、車両用空調システムを制御する電子コントロールユニットである。例えば空調ＥＣＵ１００はコンピュータから構成され、図６に例示されるようなハードウェア構成を備える。すなわち空調ＥＣＵ１００は、入出力コントローラ１００Ｃ、ＣＰＵ１００Ｄ、ＲＡＭ１００Ｅ、ＲＯＭ１００Ｆ、及びストレージデバイス１００Ｇを備える。これらの電子素子は内部バス１００Ｈにより接続される。

【0056】

図５を参照して、空調ＥＣＵ１００は、電気ヒータ３０を制御するために、スイッチパネル３５、ポンプインバータ４５、及び冷媒温度センサ９２に接続される。また空調ＥＣＵ１００は、フロントブロア８０Ａ及びリアブロア８０Ｂを制御するために、フロント室温センサ９０Ａ、リア室温センサ９０Ｂ、フロントインバータ８４Ａ、及びリアインバータ８４Ｂに接続される。

【0057】

さらに空調ＥＣＵ１００は、空調操作系の接続先として、フロント操作制御部７０を介してフロント空調操作パネル５０に接続される。また空調ＥＣＵ１００は、リア操作制御部７１を介してリア空調操作パネル６０に接続される。

【0058】

また空調ＥＣＵ１００は、機関室１２に導入される車外気量を制御するために、グリルシャッタアッパ２０Ａ及びグリルシャッタロア２０Ｂのコントローラ２２Ａ，２２Ｂと接続される。加えて空調ＥＣＵ１００は、フィン２５Ａ，２５Ｂの回動可否を判定するセンサである、回転数センサ２６Ａ，２６Ｂと接続される。

【0059】

回転数センサ２６Ａ，２６Ｂは例えばホール素子を備える。そして回転数センサ２６Ａ，２６Ｂは、アクチュエータ２４Ａ，２４Ｂの回転子に設けられた磁石（図示せず）との相対距離に応じてパルス信号を出力する。

【0060】

また空調ＥＣＵ１００は、後述されるリア空調風量制限の可否判定に参照される値（車速及び車外気温）を取得するために、車速センサ９６及び車外気温センサ９４に接続される。

【0061】

空調ＥＣＵ１００のＲＯＭ１００Ｆ（図６参照）またはストレージデバイス１００Ｇに記憶された制御プログラムをＣＰＵ１００Ｄが実行することで、空調ＥＣＵ１００には図５で例示された機能ブロックが構築される。またこれらの機能ブロックは、ＤＶＤ等の、非一過性のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された制御プログラムをＣＰＵ１００Ｄが読み取って実行することでも構築され得る。

【0062】

空調ＥＣＵ１００は、シャッタ判定部１０１、車外気温判定部１０２、車速判定部１０３、前回値記憶部１０４、空調制御判定部１０５、及び機器制御部１０６を備える。これらの機能ブロックによって、以下に説明されるリア空調風量制限判定フローが実行される

【0063】

＜リア空調風量制限判定フロー＞
図９には、本実施形態に係る車両用空調システムによる、リア空調風量制限判定フローが例示される。このフローでは、グリルシャッタの開固着時において、デフロスタ用の温風の昇温が困難と予想される場合に、リア空調、つまり車室後方への風量制限が実行される。なおこのフローは、末尾の「Ｒｅｔｕｒｎ」に示されるように、繰り返し実行される。

【0064】

図５、図９を参照して、シャッタ判定部１０１は、グリルシャッタアッパ２０Ａが開固着したか否かを判定する（Ｓ１０）。例えばシャッタ判定部１０１は、回転数センサ２６Ａから取得したフィン２５Ａの動作履歴から、フィン２５Ａが開放状態であるか否かを判定する。

【0065】

さらにシャッタ判定部１０１は、フィン２５Ａが開放状態であるときに、コントローラ２２Ａに対して確認運転用の駆動指令（閉指令）を送信する。駆動指令を受けたコントローラ２２Ａがアクチュエータ２４Ａを駆動させて、フィン２５Ａを閉止状態に回動させる。

【0066】

フィン２５Ａの回動有無は回転数センサ２６Ａにより検出される。シャッタ判定部１０１は、コントローラ２２Ａに対して駆動信号を送信した時点から所定時間以内に回転数センサ２６Ａからパルス信号が出力されない場合に、グリルシャッタアッパ２０Ａが開固着状態にあると判定する。

【0067】

グリルシャッタアッパ２０Ａが開固着していないと判定されると、次にシャッタ判定部１０１はグリルシャッタロア２０Ｂが開固着したか否かを判定する（Ｓ１２）。この開固着判定では、上述のグリルシャッタアッパ２０Ａに対する開固着判定と同内容の処理が実行される。

【0068】

グリルシャッタアッパ２０Ａまたはグリルシャッタロア２０Ｂが開固着していると判定されると、空調制御判定部１０５は、フロント操作制御部７０に記憶された操作信号の履歴から、デフロスタ機能がオン状態であるか否かを判定する（Ｓ１４）。例えば空調制御判定部１０５は、デフロスタボタン５８Ａ（図３参照）がオン状態に維持されているか否かを、フロント操作制御部７０の操作履歴から確認する。

【0069】

グリルシャッタアッパ２０Ａまたはグリルシャッタロア２０Ｂが開固着（開放状態で固着）し、かつ、デフロスタ機能がオン状態である条件を第一条件とする。この第一条件の成立時に、リア操作制御部７１は車室後方への風量制限を実行可能となる。

【0070】

図９のフローチャートでは、第一条件に加えて車外気温に関する第二条件（Ｓ１６）と、車速に関する第三条件（Ｓ１８）の判定ステップが設けられる。車外気温判定部１０２は、車外気温センサ９４から取得した車外気温Ｔｏが、所定の閾値温度Ｔｏ＿ｔｈ以下であるか否かを判定する（Ｓ１６）。

【0071】

ここで、閾値温度Ｔｏ＿ｔｈは、いわゆるヒステリシスを考慮して設定されてよい。図７には２種類の閾値温度Ｔｏ＿ｔｈ１，Ｔｏ＿ｔｈ２が示される。車外気温判定部１０２は、前回値記憶部１０４を参照して、前回フロー実行時の車外気温Ｔｏが閾値温度Ｔｏ＿ｔｈ２を超過したか否かを判定する。前回の車外気温Ｔｏが閾値温度Ｔｏ＿ｔｈ２を超過した場合、今回の閾値温度として閾値温度Ｔｏ＿ｔｈ１がステップＳ１６にて設定される。前回の車外気温Ｔｏが閾値温度Ｔｏ＿ｔｈ２以下である場合、今回の閾値温度として閾値温度Ｔｏ＿ｔｈ２がステップＳ１６にて設定される。

【0072】

ステップＳ１６にて、車外気温Ｔｏが閾値温度Ｔｏ＿ｔｈ（Ｔｏ＿ｔｈ１またはＴｏ＿ｔｈ２）を超過する場合、つまり車外気が程々に暖かい場合、リア風量制限の実行が見送られる。

【0073】

車外気温Ｔｏが閾値温度Ｔｏ＿ｔｈ以下である条件を第二条件とすると、第一条件（グリルシャッタ開固着＆デフロスタＯＮ）成立時かつ第二条件成立時に、リア操作制御部７１は車室後方への風量制限を実行可能となる。なお図９のフローチャートでは、第一、第二条件に加えて車速に関する第三条件（Ｓ１８）の判定ステップが設けられる。

【0074】

車速判定部１０３は、車速センサ９６から取得した車速Ｖが、所定の閾値速度Ｖ＿ｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ１８）。ここで、ステップＳ１６と同様にして、閾値速度Ｖ＿ｔｈは、ヒステリシスを考慮して設定されてよい。図８には２種類の閾値速度Ｖ＿ｔｈ１，Ｖ＿ｔｈ２が示される。車速判定部１０３は、前回値記憶部１０４を参照して、前回フロー実行時の車速Ｖが閾値速度Ｖ＿ｔｈ２以上であるか否かを判定する。前回の車速Ｖが閾値速度Ｖ＿ｔｈ２以上である場合、今回の閾値速度として閾値速度Ｖ＿ｔｈ１がステップＳ１８にて設定される。前回の車速Ｖが閾値速度Ｖ＿ｔｈ２未満である場合、今回の閾値速度として閾値速度Ｖ＿ｔｈ２がステップＳ１８にて設定される。

【0075】

ステップＳ１８にて、車速Ｖが閾値速度Ｖ＿ｔｈ（Ｖ＿ｔｈ１またはＶ＿ｔｈ２）未満である場合、リア風量制限の実行が見送られる。車速Ｖが閾値速度Ｖ＿ｔｈ以上である条件を第三条件とすると、第一条件（グリルシャッタ開固着＆デフロスタＯＮ）及び第二条件（車外気温Ｔｏ≦Ｔｏ＿ｔｈ）の成立時かつ第三条件成立時に、リア操作制御部７１は車室後方への風量制限を実行する。

【0076】

例えば図４を参照して、風量制限実行時には、リア操作制御部７１は上限風量を３に制限する。仮に乗員が風量設定ボタン６１Ａにより風量を３から増加させようとしても、リア操作制御部７１はそのような操作を無効とする（３に維持する）。そして、リア操作制御部７１はこのときの操作信号を空調ＥＣＵ１００には送信しない。加えてリア操作制御部７１は、風量制限下における風量上限が３である旨のメッセージを、ディスプレイ６７（図４参照）に表示させる。

【0077】

なお図９のフローチャートでは、第一条件（グリルシャッタ開固着＆デフロスタＯＮ）、第二条件（車外気温Ｔｏ≦Ｔｏ＿ｔｈ）、及び第三条件（車速Ｖ≧Ｖ＿ｔｈ）のいずれもが成立したときに、車室後方への風量制限が実行される。しかしながら、本実施形態に係る車両空調システムは、この実施形態には限定されない。

【0078】

例えば第一条件が成立したことをもって、リア操作制御部７１は風量制限を実行してもよい。また第一条件及び第二条件が成立したことをもって、リア操作制御部７１は風量制限を実行してもよい。いずれの場合においても、本実施形態に係る車両用空調システムでは、電気ヒータ３０の昇温機能を確保する観点から各種条件の成立可否が判定される。

【0079】

ここで、仮に冷媒温度センサ９２（図５参照）から冷媒温度を取得して、閾値温度との比較から風量制限の可否を判定するようなフローを設ける場合、一旦冷媒温度が下がってから十分な温度まで回復するまでに時間が掛かり、その間の防曇機能が低下するおそれがある。

【0080】

これに対して図９のフローチャートでは、冷媒温度を用いたステップを設けずに、電気ヒータ３０の昇温を抑制する要素に絞って風量制限の可否判定が行われる。このような判定により、電気ヒータ３０による冷媒液の昇温を常時確実に行うことが出来る。

【符号の説明】

【0081】

１０ 車両、１１ ウインドシールドガラス、１２ 機関室、１６ 車室、２０Ａ グリルシャッタアッパ、２０Ｂ グリルシャッタロア、３０ 電気ヒータ、３２Ａ－３２Ｄ ＰＴＣ素子（熱源）、４０ 循環配管、４２ 昇温区間、４４ 車室前方区間、４５ ポンプインバータ、４６ 車室後方区間、５０ フロント空調操作パネル、５８Ａ デフロスタボタン、６０ リア空調操作パネル、６１Ａ，６１Ｂ 風量設定ボタン、７０ フロント操作制御部、７０ リア操作制御部、１００ 空調ＥＣＵ、１０１ シャッタ判定部、１０２ 車外気温判定部、１０３ 車速判定部、１０４ 前回値記憶部、１０５ 空調制御判定部、１０６ 機器制御部、１２０ フロント空調操作部、１２１ リア空調操作部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】