JP2005138793A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 運転席用の吹出口以外の他の吹出口を閉じた制御時に、内気センサの検出温度値を車室内雰囲気温度の変化に関係する因子で補正して、適正な運転者周りの雰囲気温度を設定するようにした車両用空気調和装置を提供する。
【解決手段】 空調制御手段２により、内気センサ３の検出温度に基づいて空調温度を制御するとともに、前記乗員検知手段８により乗員が運転者のみと検出した場合に、運転席以外の座席用に設けた他の空調風吹出口からの送風を停止するようになっており、乗員が運転者のみと判断して他の空調風吹出口からの送風を停止する場合に、前記内気センサ３の検出値を、運転者を含めた周りの表面温度を検出する表面温度検知手段３０で検出した温度値によって補正する内気センサ補正手段３１を設けたことにより、運転者の雰囲気温度を適正に表すことができ、空調制御を運転者に対して快適性をより向上させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両に搭載する空気調和装置に関する。

従来の空気調和装置では、乗員検出手段により各座席に乗員が着座しているかどうかを判定し、運転席以外の座席に乗員が着座していない場合は、その座席用に設けた他の吹出口に通ずるダクト内通路を閉じて、その吹出口からの送風を停止することにより空気調和装置の省エネ化を図るようになっている（（例えば、特許文献１参照。）。

また、このように着座していない座席の空調風停止は、運転席用の吹出口からの吹出風量を少なくしたり、風温が高くなるように圧縮機を制御したりして、運転者の快適感を確保しつつ冷暖房性能を適正にコントロールして省エネ化を図っている。
特開２００２−２４８９３６号公報（第７頁、第１１図）

しかしながら、かかる従来の車両用空気調和装置では、車室内の平均温度を検出する内気センサの検出温度を１つの情報として空調制御しており、通常は全ての吹出口からの空調風により、車室内がほぼ均一の温度になるため、内気センサの検出温度は、運転者近傍の雰囲気温度を表すことになり、内気センサの検出温度と運転者の雰囲気温度の差は小さく、全ての吹出口から空調風が吹き出している状態で運転者周りは快適な空調が達成されている。

ところが、運転席用の吹出口以外の他の吹出口を閉じた制御時では、空調風の有無により運転席とそれ以外の座席の雰囲気温度に差が生ずるため、内気センサの検出温度と運転者の雰囲気温度との差が大きくなり、その結果、運転者にとって違和感を持つ空調制御となってしまう。

例えば、夏季条件下では運転者以外の座席は空調風が停止することにより車室内温度が上昇するため、車室内の平均温度を検出する内気センサは、運転者の雰囲気温度に対して高めに温度を検出して制御することになり、運転者にとっては過剰な冷房となってしまう。

そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて、運転席用の吹出口以外の他の吹出口を閉じた制御時に、内気センサの検出温度値を車室内雰囲気温度の変化に関係する因子で補正して、適正な運転者周りの雰囲気温度を設定するようにした車両用空気調和装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために本発明の車両用空気調和装置にあっては、空調制御手段により、内気センサの検出温度に基づいて空調温度を制御するとともに、前記乗員検知手段により運転席を除く座席に乗員が着座していないと検出した場合や、空調吹出口選択手段が選択された場合に、運転席以外の座席用に設けた他の空調風吹出口からの送風状態を制御するようになっており、運転席を除く座席に乗員が着座していないと判断した時や、空調吹出口選択手段が選択された時他の空調風吹出口からの送風状態を制御する場合に、前記内気センサの検出値を運転者を含めた周りの表面温度で補正する内気センサ補正手段を設けたことを特徴とする。

かかる構成になる本発明によれば、運転席以外の他の空調風吹出口からの送風状態を制御した時、内気センサ補正手段により内気センサの検出温度を運転者周りの表面温度で補正したことにより、この補正値により運転者の雰囲気温度を適正に表すことができ、空調制御を運転者に対して快適性がより向上する空調制御とすることができる。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

（第１実施形態）
図１〜図３は本発明にかかる車両用空気調和装置の第１実施形態を示し、図１は空気調和装置の概略構成図、図２は車室内の空調風吹出口の配置状態を（ａ）の平面図と（ｂ）の側面図で示す説明図、図３は乗員が運転手のみかどうかを乗員検知手段により判断し、運転席以外の座席に対向した吹出口からの送風を停止するとした場合のフローチャートである。

この第１実施形態の車両用空気調和装置１は、図１に示すように、空調制御手段としての空調制御コンピュータ２を備え、この空調制御コンピュータ２には内気センサ３，外気センサ４，日射センサ５，吸込温度センサ６，温度設定器７および乗員検知手段８等の各検出信号を入力して、ブロワ制御手段９，エアミックス制御手段１０，吹出口制御手段１１およびその他の各種の制御手段１２に制御信号を出力するようになっている。

前記内気センサ３は、車室内温度を検出するとともに、前記外気センサ４は車外の外気温度を検出し、日射センサ５は車室内に入射する日射量を検出するようになっており、また、吸込み温度センサ６は蒸発器に吸い込む温度を検出するとともに、温度設定器７は乗員が希望する温度を操作して設定した温度を検出し、乗員検知手段８は各座席に乗員が着座しているかどうかを検出するようになっている。

車室Ｒ内には、図２（ａ）に示すように運転席２０，助手席２１，左・右後席２２，２３を設けてあり、前記乗員検知手段８としては着座した乗員の体重を感知する圧力センサや乗員に照射して検知する赤外線センサ等を用いることができる。

運転席２０および助手席２１の前方にあるインストールメントパネル２４には、運転席用の空調風吹出口２５および助手席２１用の空調風吹出口２６を運転席２０・助手席２１に対向して設けてあり、更には、図示省略するが天井や運転席２０・助手席２１下方に後席用の空調風吹出口を設けた車種があるが、この実施形態では前記前席用の空調風吹出口２５，２６のみを設けた場合を例にとって説明する。

前席用の空調風吹出口２５，２６、例えば、図２（ｂ）に示すように、運転席用の空調風吹出口２５から吹き出した空調風は、運転者Ｍ周りＡに快適な雰囲気温度を生成するようになっている。

前記空調制御コンピュータ２は、乗員検知手段８からの乗員検知信号により、運転席２０以外の助手席２１に乗員が着座している場合は、運転者Ｍおよび助手席２１に着座した図外の乗員に向かってそれぞれ空調風を吹き出す制御を実行する一方、運転席２０のみに運転者Ｍが着座している場合は、運転席２０以外の助手席２１、更に後席用に空調風吹出口がある場合は後席２２，２３用に設けた他の空調風吹出口２６からの送風を停止するようになっている。この他の空調風吹出口２６からの送風停止は、これに通ずるダクトを閉止することにより達成される。

ここで、この実施形態では、運転者（Ｍ）を含めた周りの表面温度を検出する表面温度検知手段３０を設け、空調制御コンピュータ２により乗員が運転者Ｍのみと判断して他の空調風吹出口２６からの送風を停止する制御（乗員数限定空調制御）を実行する場合に、前記内気センサ３の検出値を前記表面温度検知手段３０で検出した温度値によって補正する内気センサ補正手段３１を設けてある（請求項１）。

特に、この実施形態では前記表面検知手段３０として、運転者Ｍ周りに位置する運転席２０（シートクッション２０ａ，シートバック２０ｂ若しくはヘッドレスト２０ｃ）（図２参照）若しくはステアリングホイール３２（図２参照）等の周囲部材３３の表面温度を検出する部材表面温度検知手段３０ａを用いてある（請求項３）。

図３は前記乗員数限定空調制御を実行するために空調制御コンピュータ２で処理するフローチャートを示し、まず、ステップＳ１では空調制御に必要な各種情報、つまり、内気センサ３，外気センサ４，日射センサ５，吸込温度センサ６，温度設定器７による各センサ情報を取得するとともに、次のステップＳ２では乗員検知手段８による乗員情報、つまり、座席２０〜２３に乗員が着座しているかどうかの情報を取得する。

そして、ステップＳ３では乗員が運転者Ｍのみであるかどうかを判断し、運転者Ｍ以外にも他の座席２１〜２３のいずれかに他の乗員が着座している場合（ＮＯ）はステップＳ４に進み、通常の空調運転を行うために送風量，風温を演算するとともに、空調風を吹き出す吹出口を選択する。この実施形態では空調風吹出口２５，２６を選択し、ステップＳ５では、これら送風量，風温，吹出口の指令信号を各空調制御部９〜１２に出力する。

一方、前記ステップＳ３によって乗員が運転者Ｍのみであると判断した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ６に進んで部材表面温度検知手段３０ａにより運転席２０やステアリングホイール３２の表面温度を検出し、次のステップＳ７では内気センサ補正手段３１を実行して、内気センサ３の検出温度Ｔincを補正する。

このときの補正した内気センサ温度Ｔincは、
Ｔinc′＝Ｔinc＋α …（１） として得るようになっている。このとき、Ｔinc：内気センサの検出温度、Ｔinc′：補正後の内気センサ温度であり、補正値αは部材表面温度をパラメータにした関数である。

α＝関数（部材表面温度）
そして、次のステップＳ８では、乗員数限定空調制御を実行するために送風量，風温を演算するとともに、空調風を吹き出す吹出口を選択する。

この場合、運転席用の空調風吹出口２５以外の他の空調風吹出口２６は閉止して、ステップＳ５では、これら送風量，風温，吹出口の指令信号を各空調制御部９〜１２に出力する。

以上構成により本実施形態の車両用空気調和装置によれば、運転席２０のみに運転者Ｍが着座している場合は、運転席２０以外の助手席２１や後席２２，２３用に設けた他の空調風吹出口２６からの送風を停止する乗員数限定空調制御を実行するようになっており、このように乗員数限定空調制御を実行する時、内気センサ補正手段３１により内気センサ３の検出温度を、部材表面温度検知手段３０ａで検出した運転席２０若しくはステアリングホイール３２等の周囲部材３３の表面温度で補正したことにより、この補正値により運転者Ｍの雰囲気温度を適正に表すことができ、空調制御を運転者Ｍに対して快適性がより向上する空調制御とすることができる。

（第２実施形態）
図４，図５は本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図４は空気調和装置の概略構成図、図５は空気調和装置を制御するフローチャートである。

この第２実施形態の車両用空気調和装置１ａは、図４に示すように、第１実施形態と同様に空調制御手段としての空調制御コンピュータ２を備え、この空調制御コンピュータ２には内気，外気，日射，吸込温度の各センサ３，４，５，６および温度設定器７，乗員検知手段８等の各検出信号を入力して、ブロワ，エアミックス，吹出口の各制御手段９，１０，１１およびその他の各種の制御手段１２に制御信号を出力するようになっている。

ここで、この第２実施形態では表面温度検知手段３０として、図４に示すように、運転者Ｍ自身の体表面温度を検出する体表面温度検知手段３０ｂを用いてある（請求項４）。この体表面検知手段３０ｂは、赤外センサ等の非接触タイプの検知器が用いられ、運転者Ｍの露出した顔面の温度を検出するようになっている。 そして、前記体表面温度検知手段３０ｂにより検出した運転者Ｍの体表面温度値は、この体表面温度から人体温冷感を推定する温冷感推定手段３４により指標化して用いるようになっており（請求項５）、この温冷感指標により内気センサ補正手段３１による補正を実行するかどうかを判断するようになっている。

図５はこの第２実施形態における乗員数限定空調制御を実行するための空調制御コンピュータ２の処理フローチャートを示し、前記第１実施形態で実行する図３のフローチャートと同一処理部分に同一ステップ符号を付して重複する説明を省略して述べるものとする。

まず、ステップＳ１では空調制御に必要な内気センサ３，外気センサ４，日射センサ５，吸込温度センサ６，温度設定器７による各センサ情報を取得するとともに、次のステップＳ２では乗員検知手段８による乗員情報を取得し、そして、次のステップＳ３では乗員が運転者Ｍのみであるかどうかを判断し、ＮＯの場合はステップＳ４に進み、通常の空調運転を行うために送風量，風温を演算するとともに、空調風を吹き出す吹出口を選択する。

一方、前記ステップＳ３によってＹＥＳと判断した場合は、ステップＳ６に進んで体表面温度検知手段３０ｂにより運転者Ｍの体表面温度を検出し、次に、ステップＳ６ａではステップＳ６で検出した体表面温度Ｔincから運転者Ｍの温冷感Ｉを演算する。

即ち、温冷感Ｉの指標化は、運転者Ｍ（人間）が通常感ずる適温を０とし、これを基準として正方向および負方向の整数として表示し、０をちょうど良い、＋１をやや暖かい、＋２を暖かい、＋３を暑いとするとともに、−１をやや涼しい、−２を涼しい、−３を寒いとしてある。

このように運転者Ｍの指標化した温冷感は、次のステップＳ６ｂにより温冷感Ｉが０であるかどうか、つまり、運転者Ｍ周りの雰囲気温度がちょうど良いかどうかを判断し、Ｉ≠０の場合（Ｉ＝±１，or±２，or±３）はステップＳ７に進んで、内気センサ３の検出温度Ｔincを補正する。

このときの補正した内気センサ温度は、
Ｔinc′＝Ｔinc＋α …（１） として得るようになっている。このとき、Ｔinc：内気センサの検出温度、Ｔinc′：補正後の内気センサ温度であり、補正値αは温冷感Ｉをパラメータにした関数であり、α＝関数（Ｉ）となる。

そして、次のステップＳ８では、乗員数限定空調制御を実行するために送風量，風温を演算するとともに、空調風を吹き出す吹出口を選択する。

一方、上位ステップＳ６ｂでＩ＝０の場合は、運転者Ｍにとって空調制御が適正に行われている状態なので、ステップＳ７をバイパスして直接ステップＳ８に飛んで空調制御を実行することになる。

従って、この第２実施形態の車両用空気調和装置１ａによれば、乗員数限定空調制御を実行する際に、体表面温度検知手段３０ｂにより運転者Ｍの体表面温度を直接に検出して内気センサ３の検出温度を補正するようにしたので、運転者Ｍ周りの雰囲気温度をより適正に設定することができる。

また、前記体表面温度検知手段３０ｂにより検出した運転者Ｍの体表面温度値は、この体表面温度から人体温冷感を推定する温冷感推定手段３４により指標化して用いたので、空調制御コンピュータ２による空調制御をより簡単かつ適正に制御することができる。

次に図６、図７に示す第３実施形態について説明する。この実施形態の車両用空気調和装置１ｂは、上記実施形態の乗員検知手段８に代えて、空調吹出口選択手段８Ａとした例である。

空調吹出口選択手段８Ａとは、ユーザの意志により一人乗車時空調制御を選択／解除（通常制御に戻す）するものであり、具体的には、一人乗車時空調制御を選択／解除するスイッチをエアコン操作パネルやハンドル部などに新たに設置することや、エアコンコントロールパネルに配されている他のスイッチ（エアコンの操作スイッチ）にその機能を併せ持たせるなどが考えられる。また、エアコンの設定をモニタ画面を通じて行っている場合には、設定画面内にスイッチを設けることも考えられる。

この空調吹出口選択手段８Ａを用いた場合の空調制御は、図７に示すように、ステップＳ２により空調吹出口選択手段８Ａが選択されたか否かが判断され、この判断結果によってステップＳ６以降あるいはステップＳ４以降が実行される。

なお、図３に示すフローチャートと同様の処理（ステップＳ４以降、ステップＳ６以降）には同じステップ数を付してある。

なお、上記各実施形態では、運転者のみ着座したか否かを判断しての事例を実施例として説明したが、本発明は、後席に乗員が居る場合などにも適用できる。

ところで、本発明の車両用空気調和装置は前記第１，第２実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採ることができる。

本発明の第１実施形態における空気調和装置の概略構成図。 本発明の第１実施形態における車室内の空調風吹出口の配置状態を（ａ）の平面図と（ｂ）の側面図で示す説明図。 本発明の第１実施形態における空気調和装置を制御するフローチャート。 本発明の第２実施形態における空気調和装置の概略構成図。 本発明の第２実施形態における空気調和装置を制御するフローチャート。 本発明の第３実施形態における空気調和装置の概略構成図。 本発明の第３実施形態における空気調和装置を制御するフローチャート。

符号の説明

１，１ａ 車両用空気調和装置
２ 空調制御コンピュータ（空調制御手段）
３ 内気センサ
８ 乗員検知手段
２０ 運転席
２１，２２，２３ 運転席以外の座席
２６ 他の空調風吹出口
３０ 表面温度検知手段
３０ａ部材表面温度検知手段
３０ｂ 体表面温度検知手段
３１ 内気センサ補正手段
３３ 周囲部材
Ｍ 運転者

Claims (5)

1. 車室内温度を検出する内気センサと、
   乗員の着座有無を検出する乗員検知手段と、
   前記内気センサの検出温度に基づいて空調温度を制御するとともに、前記乗員検知手段により運転席を除く座席に乗員が着座していないと検出した場合に、不在座席に対向した空調風吹出口からの送風状態を制御する空調制御手段と、を備えた車両用空気調和装置において、
   運転者を含めた周りの表面温度を検出する表面温度検出手段を設け、
   運転席を除く座席に乗員が着座していないと判断して、不在座席に対向した空調風吹出口からの送風状態を制御する場合に、前記内気センサの検出値を前記表面温度検知手段で検出した温度値によって補正する内気センサ補正手段を設けたことを特徴とする車両用空気調和装置。
2. 車室内温度を検出する内気センサと、
   運転席以外の座席に対向した空調風吹出口からの送風状態を制御する空調方式を選択する選択手段（以下、「空調吹出口選択手段」と呼称する）と、
   前記内気センサの検出温度に基づいて空調温度を制御するとともに、前記空調吹出口選択手段が選択された場合に、運転席以外の座席に対向した空調風吹出口からの送風状態を制御する空調制御手段と、を備えた車両用空気調和装置において、
   運転者を含めた周りの表面温度を検出する表面温度検出手段を設け、
   前記空調吹出口選択手段が選択され、運転席以外の座席に対向した空調風吹出口からの送風状態を制御する場合に、前記内気センサの検出値を前記表面温度検知手段で検出した温度値によって補正する内気センサ補正手段を設けたことを特徴とする車両用空気調和装置。
3. 前記表面温度検知手段は、運転者周りの周囲部材の表面温度を検出する部材表面温度検知手段であることを特徴とする請求項１および請求項２に記載の車両用空気調和装置。
4. 前記表面温度検知手段は、運転者自身の体表面温度を検出する体表面温度検知手段であることを特徴とする請求項１および請求項２に記載の車両用空気調和装置。
5. 前記体表面温度検知手段により検出した運転者の体表面温度値は、この体表面温度から人体温冷感を推定する温冷感推定手段により指標化して用いることを特徴とする請求項４に記載の車両用空気調和装置。

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