JP2000062433A

JP2000062433A - 自動車用空気調和装置

Info

Publication number: JP2000062433A
Application number: JP10233852A
Authority: JP
Inventors: Hideto Takayama; 英人高山; Masayuki Takada; 雅行高田; Toshiro Muramatsu; 寿郎村松; Toshiaki Takahashi; 利彰高橋
Original assignee: Calsonic Corp; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; Marelli Corp
Priority date: 1998-08-20
Filing date: 1998-08-20
Publication date: 2000-02-29

Abstract

(57)【要約】【課題】それぞれの乗員について最適な空調環境を実現
できる自動車用空気調和装置を提供する。【解決手段】車両の各所に設けられた各種センサ８から
の検出信号に基づいて車室内の複数の領域のそれぞれの
温度を自動制御する独立温調型エアコンであり、自車両
位置と太陽位置とに基づいて自車両位置に対する太陽の
相対位置を求め、この相対位置から車室内の複数の領域
のそれぞれに対する日射状況を判断し、この各領域にお
ける日射状況の判断結果に基づいて、日射センサ１で検
出された日射量を補正する日射量補正手段６を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用空気調和
装置に関し、特に複数の車室内エリアのそれぞれに対す
る日射量を検出して独立温調をより適正化する独立温調
型自動車用空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車室内に侵入する日射強度お
よび日射方向を検出し、この検出結果に基づいて、車室
内に吹き出される調和空気の温度、吹き出し量および吹
き出し方向などを自動制御する自動車用空気調和装置が
知られている。

【０００３】このような日射強度を検出するために、フ
ォトダイオードからなる受光センサ（以下、日射センサ
ともいう。）をインストルメントパネルに装着すること
が行われるが、車室内への日射方向も同時に検出する必
要があるため、この種の日射センサとして、受光方向を
複数方向に設定したもの（特開昭６３−１４１，８１６
号公報）、スリットまたはピンホールが形成された遮光
板と複数または複数次元のセンサを用いたもの（特開昭
５６−６４，６１１号公報）が利用されていた。

【０００４】ところが、こうした日射センサは、日射方
向の検出精度を高めれば高めるほどセンサ素子の個数が
多くなるので、日射センサ自体が大きく、かつ高価にな
らざるを得ないといった問題があった。

【０００５】このため、ナビゲーション装置で検出され
た自車両の進行方向と、日時に応じた太陽位置が予め設
定された日射情報とを用いて、車室内への日射方向を算
出することも提案されている（特開平９−１３２，０２
０号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
たとしても、日射センサはインストルメントパネルにの
み設けられているので、車室内への日射方向は算出でき
ても、各座席における実際の日射量を的確に反映させる
ことはできない。

【０００７】すなわち、従来のものは、日射センサで実
際に検出された日射強度を基準として、これを日射方向
で補正するシステムであることから、たとえば太陽が車
両後方に位置しているためインストルメントパネルに設
けられた日射センサでは日射量を検知できないときであ
っても、車室内の後席には多量に入射することがある。
こうした場合、エアコン自体は日射センサで検知した日
射量に応じた自動制御、つまり日射量が少ないものとし
て調和空気の温度を高く制御するが、後席の乗員には日
射が当たっているので著しく暑いと感じることになる。

【０００８】逆に、太陽が車両前方に位置している場合
には、日射センサで多量の日射量を検知するため、車室
内に吹き出される調和空気の温度を低く自動制御しよう
とするが、後席の乗員には日射が届かないこともあり、
こうした場合には後席の乗員は寒いと感じることにな
る。

【０００９】このように、従来の自動車用空気調和装置
は、日射量と日射方向とは検知できても、車室内の各席
の乗員に対する温調まで考慮していないので、乗員によ
って不快感をおぼえることが少なくなかった。

【００１０】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、車室内の各エリアに対する
日射量を検出することにより、それぞれの乗員について
最適な空調環境を実現できる自動車用空気調和装置を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の自動車用空気調和装置は、車両の各所に設
けられた各種のセンサ（１，８）からの検出信号に基づ
いて車室内の複数の領域のそれぞれの温度を自動制御す
る独立温調型の自動車用空気調和装置（１０）におい
て、車室内の定位置に設けられ太陽光の入射量を検出す
る日射センサ（１）と、自車両の現在位置および走行方
向を検出する自車両位置検出手段（２）と、現在の時刻
における太陽の位置を検出する太陽位置検出手段（３）
と、前記自車両位置検出手段で検出された自車両位置と
前記太陽位置検出手段で検出された太陽位置とに基づい
て自車両位置に対する太陽の相対位置を求める太陽相対
位置演算手段（３Ａ）と、前記太陽相対位置演算手段で
演算された太陽の相対位置から前記車室内の複数の領域
のそれぞれに対する日射状況を判断し、この各領域にお
ける日射状況の判断結果に基づいて前記日射センサで検
出された日射量を補正する日射量補正手段（６）と、前
記日射量補正手段で補正された日射量および前記前記各
種のセンサにより検出された測定値に基づいて前記車室
内のそれぞれの領域における快適度を演算し、この快適
度が予め設定された基準快適度より不快であるときは、
前記日射量補正手段で補正された日射量を用いてその領
域へ吹き出される調和空気を制御する主制御手段（７）
と、を備えたことを特徴とする（図１参照）。

【００１２】この請求項１記載の発明では、自車両位置
検出手段（２）によって自車両の現在位置および走行方
向を求めるとともに、太陽位置検出手段（３）によって
現在時刻における太陽の絶対位置を求める。

【００１３】太陽相対位置演算手段（３Ａ）では、これ
ら自車両の現在位置および走行方向と太陽の絶対位置と
に基づいて、自車両位置に対する太陽の相対位置を求
め、日射量補正手段（６）では、この相対位置から車室
内の複数の領域、たとえば運転席、助手席、右後席およ
び左後席など、それぞれに対する日射状況を判断する。
そして、こうして判断された各領域における日射状況に
基づいて、日射センサ（１）で検出された実際の日射量
を補正する。

【００１４】さらに、主制御手段（７）では、補正され
た日射量および前記前記各種のセンサにより検出された
測定値に基づいて前記車室内のそれぞれの領域における
快適度を演算し、この快適度が予め設定された基準快適
度より不快であるときは、前記日射量補正手段で補正さ
れた日射量を用いてその領域へ吹き出される調和空気を
制御する。

【００１５】これにより、実際の日射環境が室内の空調
環境に対して不快である場合に限り、車室内の各領域に
おける日射状況が加味された日射量補正値を含めた各種
センサからの検出信号に基づいて車室内の各領域のそれ
ぞれの温度が自動制御されることになるので、それぞれ
の乗員について最適な空調環境を実現することができ
る。

【００１６】上記発明において、特に限定されないが、
請求項２記載の発明では、前記主制御手段は、日射量、
内気温度、外気温度および設定温度に基づいて、頭部、
腕部、腹部、脚部、足先その他の乗員の各所に対する温
冷感覚を演算し、これら各所に対する温冷感覚に基づい
て前記快適度を演算する。つまり、乗員の各所に対する
温冷感覚は、日射量、内気温度、外気温度および設定温
度の関数で表現され、快適度は温冷感覚の関数で表現さ
れる。

【００１７】上記発明において、特に限定されないが、
請求項３記載の自動車用空気調和装置は、自車両位置と
太陽位置との間に自車両に対する太陽光の入射を遮る障
害物が存在するかどうかを判断する障害物判断手段
（４）をさらに備え、前記日射量補正手段（６）は、車
室内の複数の領域のそれぞれに対する日射状況を判断す
るに際し、前記障害物判断手段からの情報を取り込んで
日射状況を判断することを特徴とする（図１参照）。

【００１８】この請求項３記載の発明では、上記発明と
同様に、まず自車両位置検出手段（２）によって自車両
の現在位置および走行方向を求めるとともに、太陽位置
検出手段（３）によって現在時刻における太陽の絶対位
置を求める。

【００１９】日射量補正手段（６）では、これら自車両
の現在位置および走行方向と太陽の絶対位置とに基づい
て、自車両位置に対する太陽の相対位置を求め、この相
対位置から車室内の複数の領域、たとえば運転席、助手
席、右後席および左後席など、それぞれに対する日射状
況を判断する。

【００２０】さらに、こうして求められた各領域に対す
る日射状況に対して、障害物判断手段（４）を用いて、
自車両位置と太陽位置との間に自車両に対する太陽光の
入射を遮る障害物が存在するかどうかを判断する。そし
て、こうして判断された各領域における日射状況に基づ
いて、日射センサ（１）で検出された実際の日射量を補
正する。

【００２１】これにより、車室内の各領域における日射
状況が障害物の有無とともに加味された日射量補正値が
得られ、これを含めた各種センサからの検出信号に基づ
いて車室内の各領域のそれぞれの温度を自動制御するの
で、それぞれの乗員についてさらに最適な空調環境を実
現することができる。

【００２２】上記発明において、特に限定されないが、
請求項４記載の自動車用空気調和装置は、自車両位置に
おける気象情報に応じた信号を出力する気象情報検出手
段（５）をさらに備え、前記日射量補正手段（６）は、
車室内の複数の領域のそれぞれに対する日射状況を判断
するに際し、前記気象情報検出手段からの情報を取り込
んで日射状況を判断することを特徴とする（図１参
照）。

【００２３】この請求項４記載の発明では、上記発明と
同様に、まず自車両位置検出手段（２）によって自車両
の現在位置および走行方向を求めるとともに、太陽位置
検出手段（３）によって現在時刻における太陽の絶対位
置を求める。

【００２４】日射量補正手段（６）では、これら自車両
の現在位置および走行方向と太陽の絶対位置とに基づい
て、自車両位置に対する太陽の相対位置を求め、この相
対位置から車室内の複数の領域、たとえば運転席、助手
席、右後席および左後席など、それぞれに対する日射状
況を判断する。

【００２５】さらに、こうして求められた各領域に対す
る日射状況に対して、障害物判断手段（４）を用いて、
自車両位置と太陽位置との間に自車両に対する太陽光の
入射を遮る障害物が存在するかどうかを判断する。ただ
し、このステップは省略することもできる。

【００２６】さらに、こうして求められた各領域に対す
る日射状況に対して、気象情報検出手段（５）を用い
て、自車両の現在位置における気象状況を判断し、さら
なる補正を加える。そして、こうして判断された各領域
における日射状況に基づいて、日射センサ（１）で検出
された実際の日射量を補正する。

【００２７】これにより、車室内の各領域における日射
状況が気象状況とともに加味された日射量補正値が得ら
れ、これを含めた各種センサからの検出信号に基づいて
車室内の各領域のそれぞれの温度を自動制御するので、
それぞれの乗員についてさらに最適な空調環境を実現す
ることができる。

【００２８】上記発明において、日射量補正手段で得ら
れる日射量の補正値は、自車両の現在位置および現在時
刻を基本とする。したがって、その後の走行ルートによ
っては日射状況が急激に変化することも考えられ、この
場合、エアコンの制御も急激に変動してしまい、乗員に
違和感や騒音を与えるおそれもある。

【００２９】このため、請求項５記載の自動車用空気調
和装置は、自車両の走行ルートを設定する走行ルート設
定手段（１１）と、現在位置から所定時間先の、前記走
行ルート設定手段（１１）で設定された将来位置におけ
る日射状況を判断し、現在の日射状況に対して所定レベ
ル以上の日射状況に変化する場合は、その将来位置の所
定距離手前から徐々に日射状況を変化させる第２の日射
量補正手段（１２）と、をさらに備えたことを特徴とす
る（図８参照）。

【００３０】この請求項５記載の発明では、走行ルート
設定手段（１１）で自車両の走行ルートが設定されてい
る場合には、第２の日射量補正手段（１２）によって、
まずその走行ルート設定手段で設定された将来位置にお
ける日射状況を判断し、現在の日射状況に対して所定レ
ベル以上の日射状況に変化するかどうか、すなわち急激
なエアコン制御の変動を伴うかどうかを判断する。

【００３１】そして、もし急激なエアコン制御の変動を
伴う場合には、その変動点の手前から徐々に日射状況を
変化させる。これにより、各領域に対する空調制御が滑
らかに変化するので、急激な騒音の発生や違和感を与え
ることが防止される。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。第１実施形態まず最初に、本発明の自動車用空気調和装置本体の実施
形態を説明すると、図３は同実施形態に係る自動車用空
気調和装置本体２００を示す構成図、図４は同装置２０
０のフロントダクトおよびリアダクトを示す構成図であ
る。

【００３３】図３に示すように、本実施形態に係る自動
車用空気調和装置２００は、いわゆる前後左右独立温調
型エアコンであって、主として車室内を４つの領域に区
画してそれぞれを温調するもので、インテークユニット
２１０、クーラユニット２２０およびヒータユニット２
３０から構成されている。

【００３４】なお、以下の説明では前後左右独立温調型
エアコンを例に挙げるが、本発明の自動車用空気調和装
置は、こうした前後左右独立温調型エアコンに限定され
ず、左右独立温調型エアコンや前後独立型エアコンにも
適用することができる。

【００３５】インテークユニット２１０には、外気取入
口２１１および内気取入口２１２を自由な開度で開閉す
るインテークドア２１３と、モータ２１４により回転す
るファン２１５とが設けられ、インテークドア２１３の
開度に応じて車室内に導入される内外気の混合比が決定
される一方で、ファン２１５の回転数に応じて車室内に
導入される空気量が決定される。インテークドア２１３
はインテークドアアクチュエータ２１６によって駆動制
御され、モータ２１４はファンコントロールアンプ２１
７によって駆動制御される。

【００３６】クーラユニット２２０には、インテークユ
ニット２１０で導入された空気を冷却するためのエバポ
レータ２２１（蒸発器）が設けられており、このエバポ
レータ２２１には、コンプレッサ、コンデンサ（凝縮
器）、膨張弁およびリキッドタンクなどで構成された冷
房サイクル（何れも図示を省略する。）が接続され、コ
ンプレッサで圧縮された冷媒が供給される。

【００３７】ヒータユニット２３０には、エンジンの冷
却水が循環するヒータコア２３１が設けられており、そ
の両側部のそれぞれに、当該ヒータコア２３１を迂回す
るバイパス路２３２，２３２が形成されている。クーラ
ユニット２２０を流下した空気がこのヒータコア２３１
を通過することで加熱されることになる。

【００３８】本実施形態のヒータユニット２３０におい
ては、ヒータコア２３１の上流側にフロントエアミック
スドア２３３ｆとリアエアミックスドア２３３ｒとの２
枚のエアミックスドアが回動自在に設けられている。フ
ロントエアミックスドア２３３ｆは、前席に吹き出され
る調和空気の温度を制御するためのエアミックスドアで
あるのに対し、リアエアミックスドア２３３ｒは後席に
吹き出される調和空気の温度を制御するためのエアミッ
クスドアである。

【００３９】すなわち、フロントエアミックドア２３３
ｆについていえば、その開度に応じてヒータコア２３１
（の半分）を通過する空気量とバイパス路２３２を通過
する空気量との比率が決定され、これにより後述する前
席側配風通路２３５ｆへ流下する空気の温度が調節され
る。リアエアミックスドア２３３ｒについても同様に、
当該リアエアミックスドア２３３ｒの開度に応じて後席
側配風通路２３５ｒへ流下する空気の温度が調節され
る。

【００４０】これら２枚のエアミックスドア２３３ｆ，
２３３ｒは、それぞれフロントエアミックスドアアクチ
ュエータ２３４ｆおよびリアエアミックスドアアクチュ
エータ２３４ｒによって駆動制御される。

【００４１】また、ヒータコア２３１の下流側は、仕切
壁２３６により前席側への配風通路２３５ｆと後席側へ
の配風通路２３５ｒとに仕切られており、前席側への配
風通路２３５ｆには、前席デフ吹出口２３７およびこれ
を開閉する前席デフドア２３７Ｄ、前席ベント吹出口２
３８およびこれを開閉する前席ベントドア２３８Ｄ、前
席フット吹出口２３９およびこれを開閉する前席フット
ドア２３９Ｄがそれぞれ設けられている。これら３つの
前席ドア２３７Ｄ，２３８Ｄ，２３９Ｄの開閉位置の組
み合わせは前席側の吹出口モードで決定されるので、リ
ンク機構を介してフロントモードアクチュエータ２４０
により一括して駆動制御される。

【００４２】これに対して、ヒータコア２３１の下流側
に形成された後席側への配風通路２３５ｒには、前席側
の配風通路２３５ｆと後席側の配風通路２３５ｒとを流
れる空気の配風比を調節するための前後配風比調節ドア
２４１Ｄと、後席ベント吹出口２４３および後席フット
吹出口２４４とのそれぞれから吹き出される調和空気の
配風比を調節するためのリアモードドア２４５とが設け
られている。

【００４３】前後配風比調節ドア２４１Ｄは、前後配風
比調節ドアアクチュエータ２４２によって駆動制御さ
れ、後席側配風通路２３５ｒを全開する位置と全閉する
位置との間を回動することができる。この前後配風比調
節ドア２４１Ｄを、後席側配風通路２３５ｒの一部を遮
蔽する位置まで回動させると、前席側配風通路２３５ｆ
と後席側配風通路２３５ｒとの間の仕切壁２３６に開設
された連通路２４１の一部が開くので、ヒータコア２３
１の後席側を通過した調和空気の一部が前席側配風通路
２３５ｆに流下し、これにより前席側へ吹き出される配
風量が後席側に対して相対的に多くなる。

【００４４】なお、この前後配風比調節ドア２４１Ｄ
は、前席側と後席側との温度差をより鋭敏にするために
設けられたものであることから、本発明の独立温調型エ
アコンにとっては好ましい形態ではあるが、必ずしも必
須のものではない。

【００４５】リアモードドア２４５は、リアモードドア
アクチュエータ２４６によって駆動制御され、当該リア
モードドア２４５の開度に応じて後席ベント吹出口２４
３と後席フット吹出口２４４とのそれぞれに流下する調
和空気の比率が調節される。

【００４６】前席側配風通路２３５ｆと後席側配風通路
２３５ｒには、図４に示すフロントダクト２４７ｆとリ
アダクト２４７ｒとがそれぞれ接続されている。さらに
具体的には、前席側配風通路２３５ｆの前席ベント吹出
口２３８と前席フット吹出口２３９とのそれぞれには、
フロントダクト２４７ｆがそれぞれ接続され、また後席
側配風通路２３５ｒの後席ベント吹出口２４３と後席フ
ット吹出口２４４とのそれぞれには、リアダクト２４７
ｒがそれぞれ接続されている。図４は、それぞれの一方
を図示したものである。

【００４７】たとえば、前席ベント吹出口２３８に接続
されたフロントダクト２４７ｆ内には、前席の左右（運
転席と助手席）の配風比を調節するためのフロント左右
配風比調節ドア２４８が設けられ、フロント左右配風比
調節ドアアクチュエータ２４９によって駆動制御され
る。そして、このフロント左右配風比調節ドア２４８
を、中立位置からたとえば右席側に回動させると、左席
側へ流下する空気量が増加するとともに右席側へ流下す
る空気量がそのぶんだけ減少する。これにより、前席側
の左右座席の空調能力が変化することになる。

【００４８】フロントダクト２４７ｆと同様に、リアダ
クト２４７ｒ内にも、後席の左右座席の配風比を調節す
るためのリア左右配風比調節ドア２５０が設けられ、リ
ア左右配風比調節ドアアクチュエータ２５１によって駆
動制御される。そして、このリア左右配風比調節ドア２
５０を、中立位置からたとえば右席側に回動させると、
左席側へ流下する空気量が増加するとともに右席側へ流
下する空気量がそのぶんだけ減少する。これにより、後
席側の左右座席の空調能力が変化することになる。

【００４９】以上のインテークドアアクチュエータ２１
６、ファンコントロールアンプ２１７、フロントエアミ
ックスドアアクチュエータ２３４ｆ、リアエアミックス
ドアアクチュエータ２３４ｒ、フロントモードアクチュ
エータ２４０、前後配風比調節ドアアクチュエータ２４
２、リアモードドアアクチュエータ２４６、フロント左
右配風比調節ドアアクチュエータ２４９およびリア左右
配風比調節ドアアクチュエータ２５１へ対する指令信号
は、図２に示すエアコン制御ユニット２１（図１に示す
主制御手段７に相当する。）からそれぞれ送出される。

【００５０】こうした前後左右独立温調型エアコン本体
２０の他に、本実施形態の自動車用空気調和装置１０
は、ナビゲーションシステム３０と通信機能付き車載パ
ーソナルコンピュータ４０（以下、車載パソコン４０と
もいう。）とを備えている。

【００５１】図２は本実施形態に係る自動車用空気調和
装置１０の全体構成を示すブロック図である。ちなみに
本図において、上述したエアコン本体２０は、図３およ
び図４に示すユニットおよび各種アクチュエータの他
に、インストルメントパネルの上面などに設けられ車室
内へ入射される日射量を検知し、これに応じた信号を出
力する日射センサ２２と、車室内のインストルメントパ
ネルの前面などに設けられ車室内の温度を検知してこれ
に応じた信号を出力する内気温センサ２３と、エンジン
ルーム内のフードロックステー下側などのように走行風
の影響を受けない部位に設けられ外気温度を検知してこ
れに応じた信号を出力する外気温センサ２４と、インス
トルメントパネルの前面に設けられたエアコンコントロ
ーラの各種操作部２５とからの信号が、ＣＰＵ，ＲＯＭ
およびＲＡＭなどで構成されたマイクロコンピュータ
（エアコン制御ユニット）２１に入力されるように結線
されている。

【００５２】エアコン制御ユニット２１のＲＯＭには、
操作部２５で設定された室内温度等に対して、日射セン
サ２２、内気温センサ２３および外気温センサ２４から
取り込まれた環境情報を加味しながら最適な室内環境を
実現するための制御ロジックが格納されており、この制
御ロジックによる演算結果に基づいて、上述した各種の
アクチュエータを駆動制御する。

【００５３】本実施形態に係るナビゲーションシステム
３０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）用人工
衛星からの送信電波を受信するためのＧＰＳアンテナ３
２と、このＧＰＳアンテナ３２からの受信信号に基づい
て自車両の現在地、進行方向を演算するためのＧＰＳレ
シーバ３３と、車両に設けられ自車両の進行方向の変化
を検出するためのジャイロコンパス３４と、自車両の走
行速度を検出するための車速センサ３５と、乗員が各種
の指令を入力するための操作部３６と、道路地図を表示
するために道路情報が格納されたＣＤ−ＲＯＭから当該
地図情報を読み出すためのプレーヤ３７と、道路地図や
現在地を表示するための液晶ディスプレイ等からなる表
示装置３８と、これらＧＰＳレシーバ３３、ジャイロコ
ンパス３４、車速センサ３５、操作部３６およびＣＤ−
ＲＯＭプレーヤ３７からの情報を取り込んで、主として
自車両の現在地や進行方向、目標走行先等を表示装置３
８に表示して、運転者に対して自車両の走行案内を行う
ためのナビゲーション制御ユニット３１とを備えてい
る。

【００５４】ＧＰＳレシーバ３２は、いわゆるＧＰＳ航
法のために使用されるもので、自車両の現在地や進行方
向をＧＰＳ用人工衛星からの電波に基づき測定する。こ
れに対して、ジャイロコンパス３４および車速センサ３
５は、いわゆる自律航法のために使用されるもので、車
両の相対的な移動量を検出して現在地や進行方向を逐次
更新しながら現在地や進行方向を測定し、自車両が人工
衛星からの電波を受信できない場合などのように、ＧＰ
Ｓレシーバ３３による測定結果が正常でないときにこれ
を補完する。

【００５５】このナビゲーションシステム３０のナビゲ
ーション制御ユニット３１と上述したエアコン制御ユニ
ット２１とは、交信可能に結線されており、エアコン制
御ユニット２１からの要求に応じて、主として自車両の
現在地（経度、緯度および高度）の情報をナビゲーショ
ン制御ユニット３１から送出する。

【００５６】さらに、本実施形態の自動車用空気調和装
置１０は、通信機能を備えた車載パソコン４０を有し、
自動車電話などの電話回線や無線機などを介してデータ
ベースにアクセス可能となっている。本実施形態では、
車載パソコン４０によりＣＤ−ＲＯＭでは不充分な地形
情報や、気象情報を取り込んで、太陽からの日射量に関
するデータを補正し、実状に即した独立温調を行う。

【００５７】ちなみに、図１に示す本発明のブロック図
と図２との対応関係についていえば、図１の日射センサ
１が図２の日射センサ２２に、図１の自車両位置検出手
段２が図２のＧＰＳアンテナ３２、ＧＰＳレシーバ３
３、ジャイロコンパス３４、車速センサ３５およびナビ
ゲーション制御ユニット３１に、図１の太陽位置検出手
段３、太陽相対位置演算手段３Ａが図２のエアコン制御
ユニット２１に、図１の障害物判断手段４が図２の通信
機能付き車載パソコン４０に、図１の気象情報検出手段
５が図２の通信機能付き車載パソコン４０に、図１の日
射量補正手段６が図２のエアコン制御ユニット２１に、
図１の主制御手段７が図２のエアコン制御ユニット２１
に、図１の各種センサ８が図２の内気温センサ２３、気
外温センサ２４および操作部２５に、図１の各種アクチ
ュエータ９が図２の各種アクチュエータ２６に、それぞ
れ対応する。

【００５８】次に動作を説明する。図５はエアコン制御
ユニット２１におけるメインルーチンを示すフローチャ
ート、図６は図５のステップ２０のサブルーチンを示す
フローチャート、図７は図６のステップ２２０のサブル
ーチンを示すフローチャートである。

【００５９】まず、図５に示すステップ１０において、
所定の時間間隔で、日射センサ２２、内気温センサ２
３、外気温センサ２４および操作部２５からエアコン制
御ユニット２１に検出信号を取り込む。

【００６０】次に、ステップ２０にて日射センサ２２の
補正を実行する。この補正は、図６に示すステップ２０
２にて、自車両の現在地に関する情報、すなわち経度、
緯度および高度をナビゲーション制御ユニット３１から
エアコン制御ユニット２１へ取り込む。続いてステップ
２０４にて、現在の日時および時刻情報をエアコン制御
ユニット２１へ取り込む。この日時および時刻情報は、
エアコン制御ユニット２１自体に内蔵されたクロックか
ら取り込んでも良いし、車載時計やナビゲーション制御
ユニット３１のクロックから取り込んでも良い。

【００６１】ステップ２０４で取得された日時および時
刻情報に基づいて、太陽の絶対位置、すなわち経度およ
び緯度を演算する。この太陽の絶対位置は、所定の計算
式によって計算で求めても良いし、あるいは現在地に対
する太陽方位および仰角が予めマップ化されたデータを
ＣＤ−ＲＯＭあるいはエアコン制御ユニット２１のＲＯ
Ｍ内に格納しておき、ここから検索して求めても良い。

【００６２】ステップ２０６にて太陽の絶対位置（経度
および緯度）が得られ、ステップ２０２にて自車両の現
在地（経度、緯度および高度）が得られるので、次に、
ステップ２０８にて、自車両に対する太陽の相対位置を
演算し、方位φと仰角θにより表現する。この方位φ
は、自車両の進行方向を０（ゼロ）度としたときの太陽
までの角度であり、たとえば右方向にφ°、あるいは左
右どちらか一方を＋、他方を−として＋φ°といったよ
うに表現する。また、仰角θは自車両の現在地の水平線
を０度としたときの太陽までの仰角である。

【００６３】こうして自車両に対する太陽の相対位置
（方位φおよび仰角θ）が求まるので、これにより車室
内に対して三次元のどの方向から日射があるかどうかを
判別することができるが、本実施形態では、さらにステ
ップ２１０にて現在地付近の地形を車載パソコン４０か
ら取り込み、太陽からの日射を遮る位置に障害物、たと
えば高層ビルディングや山などが存在するかどうかを検
証する。こうした情報は、たとえばインターネットなど
の一般情報通信網や交通情報通信網などを介して取得す
ることができる。

【００６４】次に、ステップ２０８および２１０で得ら
れた太陽の相対位置と障害物の有無とから、車室内の各
席、すなわち運転席、助手席、右後席および左後席（図
１２参照）における日射状況を演算する。この演算は、
予めエアコン制御ユニット２１のＲＯＭに格納された演
算式または制御マップ（図１３参照）により実行され
る。たとえば、太陽の方位φが自車両の右方向であり、
仰角θが小さい（太陽が低い）場合には、右側の座席に
入射する日射量が多くなり、右側に座っている乗員は左
側の乗員に比べて暑く感じる。したがって、こうした場
合には右側の日射量を増加させたものとする。また、こ
のとき自車両の右側に高層ビルが連続するときは、右側
の乗員に対しても日陰となることから、日陰に相当する
ように日射量を減少させる。

【００６５】次に、ステップ２１４にて、現在の気象情
報を車載パソコン４０から取り込み、晴天、曇りまたは
雨天を識別する。こうした情報も、たとえばインターネ
ットなどの一般情報通信網や交通情報通信網などを介し
て取得することができる。

【００６６】ステップ２１６では、ステップ２１４で取
得した気象情報に基づいてステップ２１２で得られた各
席に対する日射状況結果を補正し、地形および気象情報
に基づく日射量Ｑdbを決定する。この決定は、予めエア
コン制御ユニット２１のＲＯＭに格納された演算式また
はマップにより実行される。

【００６７】次に、図５のステップ１０で入力された日
射センサ２２からの実測値Ｑssをエアコン制御ユニット
２１に記憶し、これとステップ２１６で得られた日射量
Ｑdbも記憶した上で、ステップ２２０に進む。

【００６８】ステップ２２０では、車室内の各席、つま
り運転席、助手席、右後席および左後席における日射セ
ンサ値を最終的に補正する。具体的には、図７に示すよ
うに、まず運転席については、ステップ２２２にて、ス
テップ２０８（図６参照）で求められた太陽の相対位置
（方位φおよび仰角θ）が日射センサ２２の設置位置か
ら考えて検出し難い位置かどうかを判断する。

【００６９】本実施形態では、日射センサ２２は車室内
のインストルメントパネルの左右何れかの上面に一つ設
けられているので、この位置を考慮して判断する。たと
えば、日射センサ２２がインストルメントパネルの左側
上面に取り付けられ、自車両の進行方向の左前方に太陽
が位置する場合には、太陽からの日射をほぼそのまま検
出することができるので、ステップ２２４へ進んで日射
センサ２２の実際の測定値Ｑssを日射量Ｑとする。逆
に、太陽の相対位置が自車両の進行方向の左前方にあっ
ても、仰角θが小さい（太陽位置が低い）場合には、車
室内への実際の日射量は多いにも拘わらず日射センサ２
２で検出される日射量は少なくなるので、ステップ２２
３へ進んで、ステップ２１２およびステップ２１６（図
６参照）で求められた日射量Ｑdbを日射量とする。

【００７０】ステップ２２２における判断は、特に日射
センサ２２が前席側に設けられているので、ステップ２
４０やステップ２５０の後席についての判断の際に効果
的となる。つまり、後席に入射する日射量と日射センサ
２２で検出される実測値とは必ずしも相対しないので、
太陽の相対位置を勘案して、実測値Ｑssが適切か或いは
太陽位置等を勘案した値Ｑdbが適切かを判断した上で日
射量Ｑを決定する。

【００７１】次に、ステップ２２５にて、付近の障害物
によって車室内（ここでは運転席）への日射が遮られる
かどうかを判断する。これは、図６のステップ２１０に
て取り込まれた地形情報に基づいて判断されるが、たと
えば太陽が運転席側に位置しているにも拘わらず、運転
席側に大きな山が存在して長時間日陰となるような場合
には、ステップ２２６へ進んで所定の演算式ｆを用いて
日射量補正値Ｑdrを求める。また、何も障害物が存在せ
ず、太陽光がそのまま車室内へ入射する場合にはステッ
プ２２７へ進んで、先程ステップ２２３またはステップ
２２４で求められた日射量Ｑを日射量補正値Ｑdrとす
る。

【００７２】ステップ２２８では、この値Ｑdrを運転席
に対する日射量補正値として記憶し、図５に示すステッ
プ４０に進む。こうした手順で、助手席（ステップ２３
０）、右後席（ステップ２４０）および左後席（ステッ
プ２５０）のそれぞれに対する日射量補正値を求め、そ
れぞれの値を記憶して、図５に示すステップ４０へ進
む。

【００７３】以上の制御ロジックによって日射量が実際
の日射状況に合致した値に補正されるが、次に図５に戻
って、以上の補正された日射量を使用したエアコン制御
を実行するかどうかを快適度によって判断する。

【００７４】すなわち、ステップ３０では、内気温セン
サ２３、外気温センサ２４および操作部２５の各センサ
値とステップ２０で補正された日射センサ値と設定温度
とに基づいて、図１２（Ａ）に示すように各席の乗員毎
に、しかも同図（Ｂ）に示すように頭部、腕部、腹部、
脚部、足先といった身体の場所毎に温冷感覚を求める。
こうした演算は、身体の場所毎に予め関数ｆとして求め
ておき、たとえば頭部の温冷感覚は、Ｔ(head)＝ｆ（Ｑ，Ｔin，Ｔamb，Ｔptc）のように日射量Ｑ、内気温度Ｔin、外気温度Ｔamb およ
び設定温度Ｔptc の関数として表現し、これに実際の測
定値を代入することにより温冷感覚を演算することがで
きる。

【００７５】また、身体の場所毎の温冷感覚Ｔが求まる
と、次にこの温冷感覚を用いて快適度Ｃを演算する。こ
の快適度Ｃは身体の場所毎の温冷感覚の関数として表現
し、演算結果を代休することにより求める。こうした快
適度は各席毎に演算する（ステップ４０）。

【００７６】ステップ５０では、ステップ４０で求めら
れた各席の快適度が、予め設定されている基準快適度
（しきい値）に比べて快適か不快かを判断し、不快であ
る席に対しては、ステップ６０へ進んで各席毎に空調制
御を補正する。

【００７７】すなわち、ステップ６０では、ステップ１
０で入力された内気温センサ２３、外気温センサ２４お
よび操作部２５の各センサ値とステップ２０で補正され
た日射センサ値とに基づいて、各座席に対して最適な温
度の調和空気を供給すべく、フロントエアミックスドア
２３３ｆおよびリアエアミックスドア２３３ｒの開度を
演算し、フロントエアミックスドアアクチュエータ２３
４ｆおよびリアエアミックスドアアクチュエータ２３４
ｒのそれぞれに指令信号を送出する。この制御には、図
１３に示すように日射方向（太陽方位および太陽高度に
対する吹き出し温度補正値をマップ化したものを用いる
ことができる。こうした制御マップを各席および身体の
各場所毎に用意しておき、太陽の相対位置を求めたら、
これを基にマップから検索する。

【００７８】次のステップ７０では、前席デフドア２３
７Ｄ、前席ベントドア２３８Ｄおよび前席フットドア２
３９Ｄの開度の組み合わせで決定される前席吹出モード
と、リアモードドア２４５の開度で決定されるリア吹出
モードとを制御すべく、フロントモードアクチュエータ
２４０およびリアモードドアアクチュエータ２４６のそ
れぞれに指令信号を送出する。また、吹出モードが決定
された前席および後席のそれぞれにおける左右座席の配
風比の微調整を実行する。すなわち、図４に示すフロン
ト左右配風比調節ドア２４８とリア左右配風比調節ドア
２５０を適切な位置に駆動するために、フロント左右配
風比調節ドアアクチュエータ２４９とリア左右配風比調
節ドアアクチュエータ２５１とのそれぞれに指令信号を
送出する。

【００７９】最後に、ステップ８０では、車室内へ吹き
出すトータル風量を制御すべく、ファンコントロールア
ンプ２１７に指令信号を送出してファン２１５の回転数
を制御する。なお、ステップ９０では、他の制御、たと
えばインテークドア２１３の切替を行うためにインテー
クドアアクチュエータ２１６に指令信号を送出したりす
る。

【００８０】これに対して、ステップ５０にて快適度が
充分快適である場合には、ステップ９０へジャンプし、
冷房或いは除湿が必要かどうかに応じて、クーラユニッ
ト２２０のエバポレータ２２１に接続されたコンプレッ
サのマグネットクラッチのＯＮ／ＯＦＦを制御する。こ
のコンプレッサ制御は、容量可変式コンプレッサを搭載
している場合には、マグネットクラッチを入切すること
に代えて、斜板の傾斜角度を強制的に制御するものであ
っても良い。

【００８１】このように、本実施形態の自動車用空気調
和装置によれば、日射センサ２２の実測値をそのまま用
いるのではなく、太陽光の実際の入射状況を演算して補
正し、しかも独立温調によって各席に適した温調をそれ
ぞれ実施するので、日射センサ２２が一つであっても各
席すべてに快適な空調環境を提供することができる。

【００８２】また、補正された日射量を用いて各席の快
適度を演算し、その結果不快であるときのみ補正後の日
射量を用いて補正制御を行うので、より現実に近い空調
制御を実行することができる。

【００８３】第２実施形態図８は本実施形態に係る自動車用空気調和装置を示すブ
ロック図であり、上述した第１実施形態のものに比べ
て、走行ルート設定手段１１および第２の日射量補正手
段１２が付加されている。

【００８４】走行ルート設定手段１１は、自車両の走行
ルートを設定するためのもので、具体的には図２に示す
操作部３６から操作者が行き先を入力し、これをナビゲ
ーション制御ユニット３１で処理することで実現され
る。たとえば、表示装置３８に表示された地図上で行き
先をインプットすることで、たとえば最短コースをナビ
ゲーション制御ユニット３１が演算し、これを記憶する
とともに表示装置３８にも出力して表示する。

【００８５】また、第２の日射量補正手段１２は、上述
した走行ルート設定手段１１で設定された走行ルートに
おける日射状況を演算して、現在の日射状況に対して所
定レベル以上の日射状況に変化する場合は、その将来位
置の所定距離手前から徐々に日射状況を変化させるもの
であり、具体的には図２に示すエアコン制御ユニット２
１で処理することで実現される。

【００８６】走行ルートにおける日射状況は、たとえば
現在位置から所定時間（或いは所定距離）先の走行位置
を逐次演算し、これと現在の日射状況とを比較する。こ
うして比較された結果、その日射状況が所定レベル以
上、つまり日射状況が急激に変化する将来位置が存在す
れば、その将来位置の所定距離だけ手前からその将来位
置における日射状況に漸近するように徐々に日射状況を
変化し始める。こうして補正された日射量は、主制御手
段７（図２のエアコン制御ユニット２１）に送出され、
緩やかな温調制御を行う。

【００８７】次に具体的な動作を説明する。図９はエア
コン制御ユニット２１におけるメインルーチンを示すフ
ローチャート、図１０は図９のステップ２０のサブルー
チンを示すフローチャートである。なお、図９のステッ
プ１０およびステップ３０〜ステップ９０は上述した第
１実施形態の動作と共通するためその説明を一部省略す
る。

【００８８】図９に示すステップ２０は、走行ルート設
定手段１１および第２の日射量補正手段１２による先読
み補正を行う制御ロジックであり、図示は省略するが、
第１実施形態の日射センサ値補正演算（図５のステップ
２０）の制御ロジックに含めることができる。すなわ
ち、図６に示すステップ２０２〜ステップ２２０および
図７に示すステップ２２１〜ステップ２５０を終了した
後に付加することができる。

【００８９】まず、図１０のステップ２６０では、自車
両の現在地に関する情報、すなわち経度、緯度および高
度をナビゲーション制御ユニット３１からエアコン制御
ユニット２１へ取り込む。この情報は既に図６のステッ
プ２０２にて得られているのでこれを共用することもで
きる。

【００９０】次に、ステップ２６２にて、走行ルート設
定手段１１で入力された自車両の走行ルートをナビゲー
ション制御ユニット３１からエアコン制御ユニット２１
へ取り込む。そして、当該エアコン制御ユニット２１で
は、取り込まれた走行ルートの中に、現在地における日
射状況が急激に変化する地点があるかどうかを判断し、
もし存在する場合にはその地点までの距離または到着時
間が近いかどうかを判断する。

【００９１】ここで、日射状況が急激に変化するかどう
かは、予め設定されたしきい値をもって判断し、たとえ
ば、進行方向が大きく変わる走行ルートでは、車室内へ
の日射量が各席で急激に変化するので、こうしたしきい
値等を採用することができる。また、そうした地点が存
在した場合のその地点までの距離または時間が近いかど
うかも、予め設定されたしきい値をもって判断する。具
体的には、エアコン能力を勘案して決定される。

【００９２】そうした地点が存在しないか或いは存在し
ても距離または時間が長い場合にはステップ２６０へ戻
るが、そうした地点が存在し、しかもその地点までの距
離または時間が短い場合には、ステップ２６６へ進み、
その地点を通過するときの日射状況を演算する。

【００９３】この様子を図１１に示す走行グラフで説明
すると、現在地における日射量補正値ＱdbがＱ１であ
り、走行ルートのＡ１地点にて日射量補正値ＱdbがＱ２
に変化し、さらに地点Ａ２にて日射量補正値ＱdbがＱ３
に変化するとともに、現在地からＡ２地点までの距離ま
たは時間が近いとすると、現在地においてＡ１地点およ
びＡ２地点における日射量補正値Ｑ２，Ｑ３を演算して
おく（ステップ２６６）。そして、ステップ２６８およ
びステップ２７０にて、運転席に対する日射センサ値の
補正演算および最終的な補正値を演算する。この最終的
な補正値が図１１に一点鎖線で示す補正値である。この
操作を運転席以外の各席についても実行し各席における
最終補正値を取得する（ステップ２７２）。

【００９４】通常Ａ１地点やＡ２地点では、エアコン制
御、たとえばファン回転数やコンプレッサのＯＮ／ＯＦ
Ｆ、或いは吹出モードや吹出空気温度が急激に変化し
て、騒音が生じたり空調環境に違和感をおぼえることも
あるが、本実施形態の自動車用空気調和装置によれば、
図１１に示すように日射量状況が急激に変化する場合に
はこれを先読みし、徐々に空調を制御するのでこうした
問題が解消される。

【００９５】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。

【００９６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、実際
の日射環境が室内の空調環境に対して不快であると判断
された場合に限り、車室内の各領域における日射状況が
加味された日射量補正値を含めた各種センサからの検出
信号に基づいて車室内の各領域のそれぞれの温度が自動
制御されるので、それぞれの乗員について最適な空調環
境を実現することができる。

【００９７】これに加えて、請求項３記載の発明によれ
ば、車室内の各領域における日射状況が障害物の有無と
ともに加味された日射量補正値が得られるので、それぞ
れの乗員についてさらに最適な空調環境を実現すること
ができる。

【００９８】また、請求項４記載の発明によれば、車室
内の各領域における日射状況が気象状況とともに加味さ
れた日射量補正値が得られるので、それぞれの乗員につ
いてさらに最適な空調環境を実現することができる。

【００９９】また、請求項５記載の発明によれば、各領
域に対する空調制御が滑らかに変化するので、急激な騒
音の発生や違和感を与えることが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動車用空気調和装置を示すブロック
図（第１実施形態対応図）である。

【図２】本発明の自動車用空気調和装置の実施形態を示
す構成図である。

【図３】本発明に係るエアコンユニット本体を示す構成
図である。

【図４】図３に示すエアコンユニットの一部を示す構成
図である。

【図５】図２のエアコン制御ユニットにおけるメインル
ーチンを示すフローチャートである。

【図６】図５のステップ２０のサブルーチンを示すフロ
ーチャートである。

【図７】図６のステップ２２０のサブルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図８】本発明の自動車用空気調和装置を示すブロック
図（第２実施形態対応図）である。

【図９】図２のエアコン制御ユニットにおけるメインル
ーチンを示すフローチャートである。

【図１０】図９のステップ２０のサブルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図１１】第２実施形態の作用を説明するためのグラフ
である。

【図１２】室内の各席における乗員の快適度の説明のた
めの斜視図である。

【図１３】快適度に基づく吹出温度補正の一例を示す制
御マップである。

【符号の説明】

１０…自動車用空気調和装置１…日射センサ２…自車両位置検出手段３…太陽位置検出手段３Ａ…太陽相対位置演算手段４…障害物判断手段５…気象情報検出手段６…日射量補正手段７…主制御手段８…各種センサ９…各種アクチュエータ１１…走行ルート設定手段１２…第２の日射量補正手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高田雅行神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者村松寿郎神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者高橋利彰神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の各所に設けられた各種のセンサから
の検出信号に基づいて車室内の複数の領域のそれぞれの
温度を自動制御する独立温調型の自動車用空気調和装置
において、車室内の定位置に設けられ太陽光の入射量を検出する日
射センサと、自車両の現在位置および走行方向を検出する自車両位置
検出手段と、現在の時刻における太陽の位置を検出する太陽位置検出
手段と、前記自車両位置検出手段で検出された自車両位置と前記
太陽位置検出手段で検出された太陽位置とに基づいて自
車両位置に対する太陽の相対位置を求める太陽相対位置
演算手段と、前記太陽相対位置演算手段で演算された太陽の相対位置
から前記車室内の複数の領域のそれぞれに対する日射状
況を判断し、この各領域における日射状況の判断結果に
基づいて前記日射センサで検出された日射量を補正する
日射量補正手段と、前記日射量補正手段で補正された日射量および前記前記
各種のセンサにより検出された測定値に基づいて前記車
室内のそれぞれの領域における快適度を演算し、この快
適度が予め設定された基準快適度より不快であるとき
は、前記日射量補正手段で補正された日射量を用いてそ
の領域へ吹き出される調和空気を制御する主制御手段
と、を備えたことを特徴とする自動車用空気調和装置。
【請求項２】前記主制御手段は、日射量、内気温度、外
気温度および設定温度に基づいて、頭部、腕部、腹部、
脚部、足先その他の乗員の各所に対する温冷感覚を演算
し、これら各所に対する温冷感覚に基づいて前記快適度
を演算することを特徴とする請求項１記載の自動車用空
気調和装置。
【請求項３】自車両位置と太陽位置との間に自車両に対
する太陽光の入射を遮る障害物が存在するかどうかを判
断する障害物判断手段をさらに備え、前記日射量補正手段は、車室内の複数の領域のそれぞれ
に対する日射状況を判断するに際し、前記障害物判断手
段からの情報を取り込んで日射状況を判断することを特
徴とする請求項１又は２記載の自動車用空気調和装置。
【請求項４】自車両位置における気象情報に応じた信号
を出力する気象情報検出手段をさらに備え、前記日射量補正手段は、車室内の複数の領域のそれぞれ
に対する日射状況を判断するに際し、前記気象情報検出
手段からの情報を取り込んで日射状況を判断することを
特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の自動車用空気
調和装置。
【請求項５】自車両の走行ルートを設定する走行ルート
設定手段と、現在位置から所定時間先の、前記走行ルート設定手段で
設定された将来位置における日射状況を判断し、現在の
日射状況に対して所定レベル以上の日射状況に変化する
場合は、その将来位置の所定距離手前から徐々に日射状
況を変化させる第２の日射量補正手段と、をさらに備え
たことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の自動
車用空気調和装置。