JP2012111318A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】夏場のクールダウン初期において、シート座部の着座面の温度を早期に低減させ、乗員の快適性を向上させることができる車両用空調装置を提供する。
【解決手段】シート座部２１０の前方であって、フェイス吹出口４１よりも下側に、乗員の臀部を支持するシート座部２１０のうち乗員が着座する着座面２１１に向けて、空調ユニット１０からの空調風を吹き出すひざ吹出口４２を設ける。シート座部２１０の内部に、着座面に空気を吸い込む吸込口１１３を有し、着座面以外の部位に車室内に向けて空気を吹きだすシート吹出口１１４を有する空気流路１１１を設け、吸込口１１３からシート吹出口１１４に向かう空気流れを空気流路１１１に形成する送風機１１２を設け、冷房時に、送風機１１２によって、ひざ吹出口４２からの空調風を着座面２１１から吸い込むとともに、空気流路１１１を通過した空気を着座面以外から吹き出すようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、シート内部に空気流路が設けられた車両用空調装置に関するものである。

このような車両用空調装置として、特許文献１には、空調ユニットからシートへ空調風を導くダクトを備え、このダクトを介して、空調ユニットからの冷風をシートの内部に吸い込み、吸い込んだ冷風をシートの着座面から吹き出すものが開示されている。これは、夏場のクールダウン初期に、車室内よりも低温である空調ユニットからの冷風を、シートの内部に吸い込んだ後、シートの着座面から吹き出すことで、夏場の乗員の快適性を向上させることを図ったものである。

また、特許文献２には、シート背もたれ部の着座面のうち、その中央部に空気の吹出領域を設け、吹出領域の側方に空気の吸込領域を設けたものが開示されている。これは、夏場のクールダウン初期に、シートに着座した乗員の身体側部からシートの熱マス（熱容量）の影響を受けてない空気を吸い込むことで、夏場の乗員の快適性を向上させることを図ったものである。

特許第３６３３７７７号公報 特開２０１０−５２４９４号公報

しかし、特許文献１、２に開示の車両用空調装置では、どちらも、シート内部を流れた空気がシートの着座面から吹き出される構成であったため、夏場のクールダウン初期においては、シート内部を流れる空気がシートの着座面に到達するまでの間に、シートの熱マスの影響を受けてしまう。このため、シートの熱マスの影響を受けた空気がシートの着座面に供給されることとなるので、シートの着座面の温度低減速度が遅いという問題があった。

本発明は上記点に鑑みて、夏場のクールダウン初期において、シート、特に、座部の着座面の温度を早期に低減させ、乗員の快適性を向上させることができる車両用空調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、フェイス吹出口（４１）よりも下側に設けられ、乗員の臀部を支持するシート座部（２１０）のうち乗員が着座する着座面（２１１）に向けて、空調ユニット（１０）からの空調風を吹き出す吹出口（４２）と、
シート座部（２１０）の内部に設けられ、着座面に空気を吸い込む吸込口（１１３）を有し、着座面以外の部位に空気出口を有する空気流路（１１１）と、
吸込口（１１３）から空気出口に向かう空気流れを空気流路（１１１）に形成する送風機（１１２）とを備え、
冷房時に、送風機（１１２）によって、吹出口（４２）からの空調風を着座面（２１１）から吸い込むとともに、空気流路（１１１）を通過した空気を着座面以外から吹き出すようになっていることを特徴としている。

これによると、シートの熱マスの影響を受けた空気をシート座部の着座面に供給することなく、車室内空気よりも温度の低い空調風をシート座部の着座面に供給するので、着座面の温度を早期に低減できる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両用空調装置において、
吹出口（４２）の開度を調整する開度調整手段（４２ａ）と、
開度調整手段（４２ａ）および送風機（１１２）の作動を制御する制御手段（６０）とを備え、
制御手段（６０）は、
冷房開始時に、開度調整手段（４２ａ）によって吹出口（４２）を開くとともに、送風機（１１２）による送風を開始させ、
冷房開始後、所定条件を満たす場合に、開度調整手段（４２ａ）によって吹出口（４２）の開度を小さく変更する、もしくは、吹出口（４２）を閉じることを特徴としている。

これによると、冷房運転の開始後、所定条件を満たす場合に、吹出口からの空調風を弱くしたり、吹出口からの空調風の吹き出しを停止したりすることで、冷え過ぎによる不快感を乗員に与えないようにすることができる。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の車両用空調装置において、制御手段（６０）は、冷房開始後、所定条件を満たす場合に、送風機（１１２）の風量を低減させることを特徴としている。

このように、冷房開始後、所定条件を満たす場合に、請求項２に記載の発明に加えて、送風機の風量を低減させることで、冷え過ぎ防止の効果を高められる。

請求項４に記載のように、請求項２、３に記載の冷房開始後の所定条件を満たす場合としては、冷房開始後から一定時間経過した場合、空調ユニット（１０）から吹き出す空調風の目標吹出温度（ＴＡＯ）が閾値よりも高い場合もしくは着座面（２１１）の温度を検出する温度センサの検出温度が閾値よりも低い場合とすることができる。

請求項１ないし４に記載の車両用空調装置においては、例えば、請求項５に記載のように、吸込口（１１３）は、着座面（２１１）のうち着座した乗員と接触しない部分に設けられ、
空気流路（１１１）は、シート座部（２１０）の内部の着座面側に、吸込口（１１３）から吸い込んだ空気が着座面（２１１）に沿って流れる流路（１１１ｂ）を有する構成を採用することができる。

具体的には、請求項６に記載のように、吸込口（１１３）は、着座面（２１１）のうち中心よりも車両前方側に設けられ、
空気流路（１１１）は、シート座部（２１０）の内部の着座面側に、吸込口（１１３）から吸い込んだ空気が着座面（２１１）に沿って車両後方へ向かって流れる流路（１１１ｂ）を有する構成を採用することができる。

また、請求項７に記載のように、吸込口（１１３）は、着座面（２１１）のうち車両左右方向での端部に設けられ、
空気流路（１１１）は、シート座部（２１０）の内部の着座面側に、吸込口（１１３）から吸い込んだ空気が着座面（２１１）に沿って車両左右方向での中心側へ向かって流れる流路（１１１ｂ）を有する構成を採用することができる。

また、請求項８に記載のように、吸込口（１１３）は、着座面（２１１）のうち車両左右方向での両端部に設けられ、
吹出口（４２）は、シート座部（２１０）の車両前方側に設けられており、吸込口（１１３）に向けて、Ｖ字状の２方向に空調風を吹き出す構成を採用できる。

また、吹出口（４２）の設置については、請求項９に記載のように、吹出口（４２）を、ステアリングコラム（４００）に設けることが好ましい。

また、請求項１０に記載のように、空気流路（１１１）が、シート座部（２１０）のうち着座面以外の部位（２１２）に、空気流路を通過した空気を車室内に吹き出すシート吹出口（１１４）を有する構成を採用することが好ましい。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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一例である。

第１実施形態における空調ユニットの構成を示す模式図である。 第１実施形態における空調ユニットの吹出口およびシート送風ユニットの車両搭載状態を示す運転席の側面図である。 第１実施形態における車両用空調装置の電気制御部を示すブロック図である。 図３中の空調制御装置の制御内容を示すフローチャートである。 第１実施形態および比較例１、２におけるシート座部の着座面の温度低下のシミュレーション結果を示す図である。 第２実施形態における空調制御装置が実行する制御内容の一部を示すフローチャートである。 第３実施形態における空調制御装置が実行する制御内容の一部を示すフローチャートである。 第４実施形態におけるシート送風ユニットが搭載された運転席の側面図である。 図８中のシート座部２１０の上面図である。 第５実施形態におけるシート送風ユニットが搭載された運転席の側面図である。 図１０中のシート座部２１０の上面図である。 図１０中のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１に、本実施形態の空調ユニット１０の全体構成を示し、図２に、本実施形態のシート送風ユニット１００が搭載された運転席の側面図を示す。本実施形態の車両用空調装置１は、図１に示す空調ユニット１０と、図２に示すシート送風ユニット１００とを備えている。

空調ユニット１０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されて、その外殻を形成するケーシング１１内に送風機１２、蒸発器１３、ヒータコア１４等を収容したものである。

ケーシング１１は、車室内に送風される送風空気の空気通路を形成しており、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂で成形されている。ケーシング１１内の送風空気流れ最上流側には、内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入する内外気切替箱２０が配置されている。

より具体的には、内外気切替箱２０には、ケーシング１１内に内気を導入させる内気導入口２１および外気を導入させる外気導入口２２が形成されている。さらに、内外気切替箱２０の内部には、内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる内外気切替ドア２３が配置されている。

内外気切替箱２０の空気流れ下流側には、内外気切替箱２０を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風機（ブロワ）１２が配置されている。この送風機１２は、遠心多翼ファン１２ａを電動モータ１２ｂにて駆動する電動送風機である。

送風機１２の空気流れ下流側には、蒸発器１３が配置されている。蒸発器１３は、その内部を流通する冷媒と送風空気とを熱交換させて送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。蒸発器１３は、図示しない圧縮機、凝縮器、気液分離器、膨張弁等とともに、冷凍サイクルを構成している。

蒸発器１３の空気流れ下流側には、蒸発器１３通過後の空気を流す加熱用冷風通路１５、冷風バイパス通路１６といった空気通路、並びに、加熱用冷風通路１５および冷風バイパス通路１６から流出した空気を混合させる混合空間１７が形成されている。

加熱用冷風通路１５には、蒸発器１３通過後の空気を加熱するための加熱手段としてのヒータコア１４が配置されている。ヒータコア１４は、車両走行用駆動力を出力するエンジンＥＧの冷却水と蒸発器１３通過後の空気とを熱交換させて、蒸発器１３通過後の空気を加熱する加熱用熱交換器である。具体的には、ヒータコア１４とエンジンＥＧとの間に冷却水流路３１が設けられて、ヒータコア１４とエンジンＥＧとの間を冷却水が循環する冷却水回路３０が構成されている。

一方、冷風バイパス通路１６は、蒸発器１３通過後の空気を、ヒータコア１４を通過させることなく、混合空間１７に導くための空気通路である。したがって、混合空間１７にて混合された送風空気の温度は、加熱用冷風通路１５を通過する空気および冷風バイパス通路１６を通過する空気の風量割合によって変化する。

そこで、本実施形態では、蒸発器１３の空気流れ下流側であって、加熱用冷風通路１５および冷風バイパス通路１６の入口側に、加熱用冷風通路１５および冷風バイパス通路１６へ流入させる冷風の風量割合を連続的に変化させるエアミックスドア１８を配置している。

さらに、ケーシング１１の送風空気流れ最下流部には、混合空間１７から空調対象空間である車室内へ温度調整された送風空気を吹き出すために、デフロスタ開口部２４、フェイス開口部２５およびフット開口部２６が設けられている。

デフロスタ開口部２４には、図示しないデフロスタダクトが接続され、このデフロスタダクト先端部のデフロスタ吹出口から車両前面窓ガラスの内面に向けて空調風を吹き出すようになっている。ケーシング１１のうちデフロスタ開口部２４の空気流れ上流側には、デフロスタ開口部２４の開口面積を調整するデフロスタドア２４ａが配置されている。

フット開口部２６には、図示しないフットダクトが接続されており、フットダクト先端部のフット吹出口から乗員の足元に向けて空調風を吹き出すようになっている。ケーシング１１のうちフット開口部２６の空気流れ上流側にフットドア２６ａが配置されている。

フェイス開口部２５には、フェイス開口部２５からフェイス吹出口４１までの空気通路を形成する樹脂製のフェイスダクト４０が接続されている。フェイスダクト４０には、フェイス吹出口４１に向かう空気通路の通路面積を調整するフェイスドア４１ａが配置されている。フェイス吹出口４１から車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すようになっている。

また、フェイスダクト４０は、フェイス吹出口４１に連なる通路の他に、ひざ吹出口４２に連なる通路と、ひざ吹出口４２を開閉するひざ吹出口の開閉ドア４２ａを有している。ひざ吹出口４２は、計器盤のうち乗員のひざ元に設けられた吹出口であり、詳細については、後述する。ひざ吹出口の開閉ドア４２ａは、ひざ吹出口４２に連なる空気通路の通路面積を調整することで、ひざ吹出口４２の開度を調整する開度調整手段である。

これらのフェイスドア４１ａ、フットドア２６ａ、デフロスタドア２４ａは、吹出口モードを切り替える吹出口モードドアを構成するものであって、例えば、図示しないリンク機構を介して、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータに連結されて連動して回転操作される。

また、吹出口モードとしては、フェイス吹出口４１ａを全開してフェイス吹出口４１ａから車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出すフェイスモード、フェイス吹出口４１ａとフット吹出口の両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出すバイレベルモード、フット吹出口を全開するとともにデフロスタ吹出口２４を小開度だけ開口して、フット吹出口から主に空気を吹き出すフットモード等がある。フェイスモードは、夏季等の吹出温度が低い冷房時に選択される。

ひざ吹出口の開閉ドア４２ａは、ひざ吹出口開閉ドア駆動用の電動アクチュエータによって操作される。

ここで、ひざ吹出口４２の車両搭載位置について説明する。

図２に示すように、乗員３００が着座するシート２００は、乗員の臀部を支持するシート座部２１０と、乗員の背部を支持するシート背もたれ部２２０とを有している。シート座部２１０のうち乗員が着座する上面が着座面２１１である。

ひざ吹出口４２は、シート座部２１０よりも車両前方側に位置し、車両上下方向ではシート座部２１０の着座面２１１とフェイス吹出口４１との間に位置するように、ステアリングコラム４００の下面に設けられている。

そして、ひざ吹出口４２は、シート座部２１０の着座面２１１に向けて空調風を吹き出すようになっており、例えば、着座面２１１の中央部に向かう一方向に空調風を吹き出すようになっている。

次に、シート送風ユニット１００について説明する。シート送風ユニット１００は、シート座部２１０の内部に設けられた第１送風ユニット１１０と、シート背もたれ部２２０の内部に設けられた第２送風ユニット１２０とを備えている。なお、第１送風ユニット１１０と第２送風ユニット１２０とは、同様の構造であるので、以下では、第１送風ユニット１１０についてのみ説明する。

第１送風ユニット１１０は、シート座部２１０の内部に設けられた空気流路１１１と、空気流路１１１の内部に設けられた送風機１１２とを備えている。

空気流路１１１は、シート座部２１０の着座面２１１の位置に空気を吸い込む吸込口１１３を有し、シート座部２１０の前面２１２の位置に車両前方に向かって空気を吹き出すシート吹出口１１４を有する。本実施形態では、吸込口１１３は、着座面２１１の全域にわたって、複数設けられている。

シート座部２１０の着座面２１１には、通気性を有する図示しないシート表面材が設けられており、このシート表面材の下部に空気流路１１１が設けられている。したがって、シート表面材を介して、吸込口１１３から空気が吸い込まれる。

さらに、空気流路１１１は、送風機１１２を収容する送風機収容部１１１ａと、送風機１１２よりも空気流れ上流側であって、吸込口１１３から送風機１１２に吸い込まれる吸込空気が流れる吸込空気流路部１１１ｂと、送風機１１２よりも空気流れ下流側であって、送風機１１２からシート吹出口１１４に向かって空気が流れる吹出空気流路部１１１ｃとを有している。

吸込空気流路部１１１ｂは、シート座部２１０を構成するクッション部材自体に形成されたものであり、送風機収容部１１１ａおよび吹出空気流路部１１１ｃは、空調ユニット１０のケーシング１１と同様の樹脂材料にて構成される。なお、空気流路１１１を構成する部材については、任意に変更可能である。

送風機１１２は、吸込口１１３からシート吹出口１１４に向かう空気流れを空気流路１１１に形成するものである。本実施形態では、送風機１１２として、多翼ファンを有する遠心式の送風機を採用している。送風機１１２は、後述のエアコンＥＣＵ６０によって、ファンの停止を含むファンの回転数制御がされる。

第１送風ユニット１１０と同様に、第２送風ユニット１２０は、シート背もたれ部２２０の内部に設けられた空気流路１２１と、空気流路１２１の内部に設けられた送風機１２２とを備えている。

また、本実施形態の車両用空調装置１は、図３に示すように、制御手段としての空調制御装置（エアコンＥＣＵ）６０を備えている。

空調制御装置６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、制御信号を出力することによって、出力側に接続された各種機器の作動を制御する。

各種機器としては、例えば、空調ユニット１０の送風機１２、外気切替ドア２３を駆動する内外気切替ドア用の電動アクチュエータ７１、エアミックスドア１８を駆動するエアミックスドア用の電動アクチュエータ７２、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータ７３、ひざ吹出口開閉ドア駆動用アクチュエータ７４、シート内の送風機１１２、１２２等が挙げられる。

また、空調制御装置６０の入力側には、車室内温度Ｔｒを検出する内気センサ６１、外気温Ｔａｍを検出する外気センサ６２（外気温検出手段）、車室内の日射量Ｔｓを検出する日射センサ６３、蒸発器１３から吹き出される空気温度である蒸発器吹出空気温度（蒸発器温度）ＴＥを検出する蒸発器温度センサ６４（蒸発器温度検出手段）、エンジン冷却水温度ＴＷを検出する冷却水温度センサ６５等のセンサ群が接続されている。

さらに、空調制御装置６０の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル７０に設けられた各種空調操作スイッチが接続されている。操作パネル７０に設けられた各種空調操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置１の作動スイッチ（図示せず）、エアコンのオン・オフを切り替えるエアコンスイッチ７０ａ、車両用空調装置１の自動制御を設定・解除するオートスイッチ７０ｂ、運転モードの切替スイッチ（図示せず）、吸込口モードを切り替える吸込口モードスイッチ（図示せず）、吹出口モードを切り替える吹出口モードスイッチ（図示せず）、送風機１２の風量設定スイッチ（図示せず）、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ７０ｃ、冷凍サイクルの省動力化を優先させる指令を出力するエコノミースイッチ７０ｄ等が設けられている。

次に、図４により、上記構成における車両用空調装置１の作動を説明する。図４は、空調制御装置６０の制御処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１では、フラグ、タイマ等の初期化、および上述した電動アクチュエータを構成するステッピングモータの初期位置合わせ等が行われる。

次のステップＳ２では、操作パネル７０の操作信号や、空調制御に用いられる車両環境状態の信号、すなわち上述のセンサ群６１〜６５等の検出信号を読み込んでステップＳ３へ進む。具体的な操作信号としては、車室内温度設定スイッチ７０ｃによって設定される車室内設定温度Ｔｓｅｔ、吹出口モードの選択信号、吸込口モードの選択信号、送風機１２の風量の設定信号等がある。

ステップＳ３では、車室内吹出空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する。目標吹出温度ＴＡＯは、設定温度と、車室内温度等の環境熱負荷とに基づいて算出され、具体的には、下記数式Ｆ１により算出される。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ…（Ｆ１）
ここで、Ｔｓｅｔは車室内温度設定スイッチ７０ｃによって設定された車室内設定温度、Ｔｒは内気センサ６１によって検出された車室内温度（内気温）、Ｔａｍは外気センサ６２によって検出された外気温、Ｔｓは日射センサ６３によって検出された日射量である。Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインであり、Ｃは補正用の定数である。

続くステップＳ４では、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、空調制御装置６０に接続された各種機器の制御目標値、例えば、送風機１２の送風量（ブロワレベル）、吸込口モード、吹出口モード、エアミックスドアの開度、シート内部の送風機１１２、１２２の作動・停止等が決定される。

具体的には、目標吹出温度ＴＡＯが所定温度よりも低い冷房時に、吹出口モードをフェイスモードに決定するとともに、ひざ吹出口４２から空調風を吹き出す位置に、ひざ吹出口の開閉ドア４２ａの位置が決定され、シート内部の送風機１１２、１２２の作動が決定される。本実施形態では、ひざ吹出口の開閉ドア４２ａおよびシート内部の送風機１１２、１２２は、冷房時であれば、常に、このように決定される。

また、冷房時以外では、ひざ吹出口４２からの空調風の吹き出しを停止する位置にひざ吹出口の開閉ドア４２ａの位置が決定され、シート内部の送風機１１２、１２２の停止が決定される。

ステップＳ５では、ステップＳ４で決定された制御目標値が得られるように、空調制御装置６０に接続された各種機器に対して制御信号を出力する。これにより、空調制御装置６０に接続された各種機器が作動する。

そして、次のステップＳ６では、制御周期τの間待機し、制御周期τの経過を判定するとステップＳ２に戻るようになっている。

以上の説明の通り、空調制御装置６０は、図４のステップＳ４のごとく、冷房時に、ひざ吹出口の開閉ドア４２ａの位置を、ひざ吹出口４２から空調風を吹き出す位置に決定し、シート内部の送風機１１２、１２２の作動を決定する。

これにより、図２中の矢印のように、ひざ吹出口４２からシート座部２１０の着座面２１１に向けて、空調ユニット１０からの空調風が吹き出される。この空調風は、蒸発器によって送風空気が冷却されたものであり、車室内空気よりも低温の冷風である。

また、シート座部２１０では、図２中の矢印のように、送風機１１２によって、ひざ吹出口４２からの空調風が着座面２１１の吸込口１１３から吸い込まれるとともに、空気流路１１１を通過した空気がシート座部２１０の前面２１２のシート吹出口１１４から車両前方に向かって吹き出される。

このように、本実施形態では、シート座部２１０の着座面２１１から空気を吸い込み、着座面２１１以外の部位であるシート座部２１０の前面２１２からシート内部を流れた空気を排出するので、シート座部２１０の熱マスの影響を受けた空気ではなく、シート座部２１０の熱マスの影響を受けていない空気をシート座部２１０の着座面２１１に供給できる。

さらに、シート座部２１０の近傍に位置するひざ吹出口４２からシート座部２１０の着座面２１１に向けて空調風を吹き出すので、車室内空気よりも温度の低い空気をシート座部２１０の着座面２１１が吸い込むことができる。

この結果、図５に示すように、本実施形態によれば、夏場のクールダウン初期において、シート座部２１０の着座面２１１の温度を早期に低減できる。

図５に、本実施形態および比較例１、２におけるシート座部２１０の着座面２１１の温度低下のシミュレーション結果を示す。縦軸は着座面全域の平均温度を示しており、横軸は冷房開始からの経過時間を示している。

比較例１は、本実施形態の第１送風ユニット１１０に対して、空気流れを逆にするとともに、シート内部の空気流路１１１と空調ユニット１０とを繋ぐダクトを介して、空調ユニット１０からの空調風を直接吸い込み、着座面２１１から空気を吹き出すように変更したものである。

比較例２は、シート座部２１０内の第１送風ユニット１１１は本実施形態と同じであるが、ひざ吹出口４２を省略した点が本実施形態と異なるものである。すなわち、比較例２は、フェイス吹出口４１から乗員の上半身に向けて空調風が吹き出されることで、車室内空気が冷却され、その冷却された車室内空気をシート座部２１０の着座面２１１から吸い込むものである。

図５に示すように、冷房開始時の５５℃から４０℃に到達するまでの時間は、本実施形態ではＴ１であり、比較例１、２では時間Ｔ１よりも長い時間Ｔ２、Ｔ３であることから、本実施形態の方が比較例１、２よりも早期に温度を低減できることがわかる。

また、比較例２よりも本実施形態の方が早期の温度を低減できることから、フェイス吹出口４１とは別に、フェイス吹出口４１よりもシート座部２１０の着座面２１１に近いステアリングコラム４００の下面に、ひざ吹出口４２を設けることで、単に、フェイス吹出口４１から空調風を吹き出す場合と比較して、高い温度低減効果が得られると言える。

なお、フェイス吹出口４１のグリルの向きを下側に調整すれば、フェイス吹出口４１からシート座部２１０の着座面２１１に向けて冷風を吹き出すことができるが、この場合、乗員の上半身に対して冷風を吹き出すことができなくなり、乗員の冷房感が損なわれてしまう。このため、本実施形態のように、フェイス吹出口４１とは別にひざ吹出口４２を設けることが必要である。

また、シート背もたれ部２２０においても、図２に示すように、フェイス吹出口４１からの空調風を、第２送風ユニット１２０によって、シート背もたれ部２２０の着座面２２１から吸い込み、着座面２２１以外の部位であるシート背もたれ部２２０の後面２２２からシート内部を流れた空気を排出する。これにより、シート背もたれ部２２０の熱マスの影響を受けた空気ではなく、シート背もたれ部２２０の熱マスの影響を受けていない空調風をシート背もたれ部２２０の着座面２２１に供給できる。よって、夏場のクールダウン初期において、シート背もたれ部２２０の着座面２２１の温度を早期に低減できる。

（第２実施形態）
本実施形態は、冷房開始後において所定条件を満たす場合に、ひざ吹出口４２からの空調風の吹き出しを停止する点が、第１実施形態と異なるものであり、以下では、この点について説明する。

図６に、本実施形態における空調制御装置６０が実行する制御のフローチャートを示す。図６に示す制御は、図４中のステップＳ４において、目標吹出温度ＴＡＯが所定温度よりも低い冷房時に実行される。

空調制御装置６０は、ステップＳ１１で、冷房開始直後から一定時間経過したか否かを判定する。この一定時間は、例えば、図５中の時間Ｔ１に設定される。そして、一定時間経過した場合、ステップＳ１２で、ひざ吹出口の開閉ドア４２ａの位置が、ひざ吹出口４２を閉じる位置に決定される。すなわち、ひざ吹出口４２からの空調風の吹出停止が決定される。その後、図４中のステップＳ５、Ｓ６が実行される。

これにより、冷房開始から一定時間が経過すると、ひざ吹出口４２からシート座部２１０の着座面２１１への空調風の供給が停止される。このとき、シート内部の送風機１１２、１２２は作動状態のままである。

ここで、冷房開始から一定時間経過して車室内温度が安定した定常時では、ひざ吹出口４２からの空調風によって、乗員３００のひざや、シート座部２１０の着座面２１１が冷え過ぎると、乗員が不快に感じてしまう。

これに対して、本実施形態では、冷房開始から一定時間経過した場合に、ひざ吹出口４２からの空調風の吹き出しを停止するので、冷え過ぎによる不快感を乗員に与えないようにすることができる。

なお、本実施形態では、冷房開始から一定時間経過した場合に、ひざ吹出口４２からの空調風の吹出停止を決定したが、冷房開始後において他の条件を満たす場合に、ひざ吹出口４２からの空調風の吹出停止を決定しても良い。

例えば、目標吹出温度ＴＡＯが所定の閾値よりも高い場合や、シート座部２１０の着座面２１１の温度が所定の閾値よりも低い場合に、ひざ吹出口４２からの空調風の吹出停止を決定しても良い。なお、シート座部２１０の着座面２１１の温度を判断基準とする場合では、例えば、吸込空気流路１１１ｂの内部に温度センサを設け、この温度センサによって、シート座部２１０の着座面２１１の温度を間接的に検出すれば良い。これは、吸込空気流路１１１ｂの内部を流れる空気は着座面２１１の温度の影響を受けるためである。また、温度センサをシート座部２１０の着座面２１１の裏側に設けて、シート座部２１０の着座面２１１の温度を直接検出するようにしても良い。

また、本実施形態では、ひざ吹出口４２からの空調風の吹き出しを停止したが、ひざ吹出口４２からの空調風の吹き出し風量を弱めても良い。具体的には、ステップＳ１２で、ひざ吹出口の開閉ドア４２ａの位置を、全開位置から全開よりも開度が小さい位置に決定する。このようにしても、本実施形態と同様の効果が得られる。

（第３実施形態）
図７に、本実施形態における空調制御装置６０が実行する制御のフローチャートを示す。本実施形態は、図７に示すように、第２実施形態で説明した図６に示す制御に対して、ステップＳ１３を追加したものである。

本実施形態では、第２実施形態と同様に、ステップＳ１２を実行した後、ステップＳ１３で、シート内の送風機１１２、１２２の停止を決定する。その後、図４中のステップＳ５、Ｓ６が実行される。

これにより、冷房開始から一定時間が経過すると、ひざ吹出口４２からの空調風の吹き出しが停止されるとともに、シート座部２１０内の送風機１１２が停止する。

ここで、ひざ吹出口４２からの空調風の吹き出しが停止されていても、シート内部の送風機１１２が作動していると、シート座部２１０の着座面２１１の温度は低下する。

これに対して、本実施形態では、冷房開始から一定時間経過した場合に、ひざ吹出口４２からの空調風の吹き出しを停止することに加えて、シート座部２１０の内部の送風機１１２を停止させるので、第２実施形態よりも、シート座部２１０の着座面２１１の冷え過ぎ防止の効果を高められる。また、シート背もたれ部２２０の内部の送風機１２２も停止させることで、シート背もたれ部２２０の着座面２２１の冷え過ぎを防止できる。

なお、本実施形態では、冷房開始から一定時間経過した場合に、ひざ吹出口４２からの空調風の吹出停止を決定したが、第２実施形態での説明と同様に、冷房開始後において他の条件を満たす場合に、ひざ吹出口４２からの空調風の吹出停止を決定しても良い。

また、本実施形態では、ひざ吹出口４２からの空調風の吹き出しを停止したが、第２実施形態での説明と同様に、ひざ吹出口４２からの空調風の吹き出し風量を弱めても良い。

また、本実施形態では、シート座部２１０内の送風機１１２を停止したが、冷房開始時と比較して送風機１１２の回転数を低減させて送風量を低減させても良い。このようにしても、本実施形態と同様の効果が得られる。

（第４実施形態）
本実施形態は、シート座部２１０における吸込口１１３の位置や吸込空気流路部１１１ｂでの空気流れ方向が第１実施形態と異なるものであり、以下では、この点について説明する。

図８、９に、本実施形態のシート送風ユニット１００が搭載された運転席の側面図、上面図を示す。なお、図９中の一点鎖線は、シート座部２１０の着座面２１１のうち車両前後方向での中心を通る中心線である。

図８、９に示すように、吸込口１１３は、シート座部２１０の着座面２１１のうち、車両前後方向での中心よりも車両前方側の前方部に設けられている。

ここで、図９に示すように、一般的に、乗員３００の臀部は、シート座部２１０の着座面２１１のうち中心よりも車両後方側の後方部に位置する。また、図８に示すように、一般的に、乗員３００の大腿部は、ペダル操作のために、シート座部２１０の着座面２１１から浮いている。よって、シート座部２１０の着座面２１１のうち中心よりも車両前方側の前方部は、着座した乗員と接触しない部分であると言える。

本実施形態における吸込口１１３の具体的な位置は、図９に示すように、シート座部２１０を前後方向で３等分したときの前方部、中央部、後方部のうちの前方部であって、シート座部２１０を左右方向で３等分したときの左右方向中央部であり、乗員３００の両大腿部の間となる位置である。

一方、シート座部２１０内部の空気流路１１１において、吸込空気流路部１１１ｂは、図８に示すように、シート座部２１０の内部の着座面側に位置しており、図８中の矢印および図９中の破線矢印で示すように、吸込口１１３から吸い込んだ空気が着座面２１１に沿って車両後方へ向かって流れる空気流路を形成している。

また、図９に示すように、ひざ吹出口４２からの空調風の吹き出し方向は、シート座部２１０の吸込口１１３に向かう１方向となっている。なお、ひざ吹出口４２からの空調風の吹き出し方向は、シート座部２１０の吸込口１１３に向かう方向であれば、Ｖ字状の２方向でも良い。

以上の通り、本実施形態によれば、シート座部２１０の着座面２１１のうち着座した乗員と接触しない部分に吸込口１１３を設けているので、ひざ吹出口４２からの空調風を効率良く吸い込むことができる。

さらに、本実施形態では、吸込口１１３から吸い込んだ空気が着座面２１１に沿って車両後方へ向かって流れるので、着座面２１１のうち吸込口１１３が位置する部分の温度を低減できるだけでなく、着座面２１１のうち吸込口１１３を除く部分の温度も低減できる。

（第５実施形態）
本実施形態は、シート座部２１０における吸込口１１３の位置や、吸込空気流路部１１１ｂでの空気流れ方向が第１、第４実施形態と異なるものであり、以下では、この点について説明する。

図１０、１１に、本実施形態のシート送風ユニット１００が搭載された運転席の側面図、上面図を示す。また、図１２に、図１０中のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図を示す。

図１１、１２に示すように、吸込口１１３は、シート座部２１０の着座面２１１のうち車両左右方向での両端部に設けられている。

ここで、シート座部２１０の車両左右方向の幅は、一般的な大きさの乗員３００よりも大きいので、シート座部２１０の着座面２１１のうち車両左右での両端部は、乗員３００と接触しない部分と言える。

本実施形態における吸込口１１３の具体的な位置は、図１１に示すように、シート座部２１０の着座面２１１の車両左右方向での両端部であって、中心よりも車両前方側の部位であり、乗員３００の大腿部の外側となる位置である。

一方、シート座部２１０内部の空気流路１１１において、吸込空気流路部１１１ｂは、シート座部２１０の内部の着座面側に位置し、図１１中の破線矢印および図１２中の矢印で示すように、吸込口１１３から吸い込んだ空気が着座面に沿って、中心側へ向かって流れる流路を形成している。

また、図１１に示すように、ひざ吹出口４２からの空調風の吹き出し方向は、シート座部２１０の車両左右方向での両端部に設けられた吸込口１１３に向かうように、Ｖ字状の２方向となっている。なお、このような風向きを規定する手段として、ひざ吹出口４２の内部に設けたルーバを用いたり、ひざ吹出口４２から車室内に向けて延びる形状のガイド部材を用いたりすることができる。

このような構成により、本実施形態では、シート座部２１０の車両前方に設けられたひざ吹出口４２からの空調風は、図１１中の矢印のように、乗員３００のひざや大腿部の上を通過した後、シート座部２１０の吸込口１１３から吸い込まれる。このため、本実施形態によれば、乗員３００のひざや大腿部の上を空調風が通過するので、第１実施形態と比較して、乗員３００の快適性を向上させることができる。

そして、吸込口１１３から吸い込まれた空調風は、着座面２１１に沿って車両左右方向での中心側へ向かって流れるので、着座面２１１のうち吸込口１１３が位置する部分の温度を低減できるだけでなく、着座面２１１のうち吸込口１１３を除く部分の温度も低減できる。

なお、本実施形態では、シート座部２１０の着座面２１１の車両左右方向での両端部のうち、中心よりも車両前方側の部位に吸込口１１３を設けたが、着座面２１１の両端部のうち車両前後方向での全域にわたって吸込口１１３を設けても良い。また、シート座部２１０の着座面２１１の車両左右方向での両端部ではなく、その片方の端部のみに吸込口１１３を設けても良い。

（他の実施形態）
（１）上述の各実施形態では、ひざ吹出口４２をステアリングコラム４００の下面に設けたが、シート座部２１０の着座面２１１に設けられた吸込口１１３に向けて、空調風を吹き出すことができる位置であれば、ひざ吹出口４２の位置を他の位置に変更しても良い。

例えば、本発明を助手席に適用する場合では、ひざ吹出口４２の位置を、シート座部２１０よりも車両前方側であって、車両上下方向ではシート座部２１０の着座面２１１とフェイス吹出口４１との間の位置とすれば良い。

また、ひざ吹出口４２の位置を、ドアやセンタコンソール等のシート座部２１０の側方の位置として、シート座部２１０の側方から吸込口１１３に向けて空調風を吹き出すようにしても良い。

（２）上述の各実施形態では、シート座部２１０の前面２１２に設けたシート吹出口１１４からシート座部２１０の内部を通過した空気を吹き出していたが、シート座部２１０のうち着座面２１１以外の部位から空気を吹き出すことができれば、シート吹出口１１４を他の部位に設けても良い。例えば、シート座部２１０の後面にシート吹出口１１４を設け、後席の足元に向けて吹き出すようにしても良い。

（３）上述の各実施形態では、シート座部２１０の内部に送風機１１２が収容されていたが、送風機１１２をシート座部２１０の外部に設けても良い。ただし、この場合では、上述の各実施形態のように、シート座部２１０の内部の空気流路が、着座面２１１に空気の吸込口を有し、例えば、シート座部２１０の下面等の着座面以外の部位に空気出口を有する構成とする。そして、シート座部２１０の空気出口を介して、シート座部２１０の外部に位置する吹出口からシート座部２１０の内部を通過した空気を吹き出す構成とする。これにより、上述の各実施形態と同様に、シート座部２１０の内部を通過した空気を着座面２１１以外から吹き出すので、上述の各実施形態と同様の効果を奏する。

（４）上述の各実施形態を実施可能な範囲で組み合わせても良い。例えば、第４実施形態と第５実施形態とを組み合わせても良い。すなわち、シート座部２１０における吸込口１１３を、シート座部２１０の着座面２１１のうち乗員３００の両大腿部の間および両大腿部の外側に設けても良い。この場合、ひざ吹出口４２からの空調風の吹き出し方向を各吸込口１１３に向かう３方向とすることが好ましい。

１ 車両用空調装置
１０ 空調ユニット
４１ フェイス吹出口
４２ ひざ吹出口（吹出口）
４２ａ ひざ吹出口開閉ドア（開度調整手段）
６０ 空調制御装置
１１０ 第１送風ユニット
１１１ 空気流路
１１２ 送風機
１１３ 吸込口
１１４ シート座部の吹出口（空気出口）
２１０ シート座部
２１１ シート座部の着座面
２１２ シート座部の前面

Claims (10)

1. フェイス吹出口（４１）よりも下側に設けられ、乗員の臀部を支持するシート座部（２１０）のうち乗員が着座する着座面（２１１）に向けて、空調ユニット（１０）からの空調風を吹き出す吹出口（４２）と、
   前記シート座部（２１０）の内部に設けられ、前記着座面に空気を吸い込む吸込口（１１３）を有し、前記着座面以外の部位に空気出口を有する空気流路（１１１）と、
   前記吸込口（１１３）から前記空気出口に向かう空気流れを前記空気流路（１１１）に形成する送風機（１１２）とを備え、
   冷房時に、前記送風機（１１２）によって、前記吹出口（４２）からの空調風を前記着座面（２１１）から吸い込むとともに、前記空気流路（１１１）を通過した空気を前記着座面以外から吹き出すようになっていることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記吹出口（４２）の開度を調整する開度調整手段（４２ａ）と、
   前記開度調整手段（４２ａ）および前記送風機（１１２）の作動を制御する制御手段（６０）とを備え、
   前記制御手段（６０）は、
   冷房開始時に、前記開度調整手段（４２ａ）によって前記吹出口（４２）を開くとともに、前記送風機（１１２）による送風を開始させ、
   冷房開始後、所定条件を満たす場合に、前記開度調整手段（４２ａ）によって前記吹出口（４２）の開度を小さく変更する、もしくは、前記吹出口（４２）を閉じ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（６０）は、冷房開始後、所定条件を満たす場合に、前記送風機（１１２）の風量を低減させることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記所定条件を満たす場合とは、冷房開始後から一定時間経過した場合、前記空調ユニット（１０）から吹き出す空調風の目標吹出温度（ＴＡＯ）が閾値よりも高い場合もしくは前記着座面（２１１）の温度を検出する温度センサの検出温度が閾値よりも低い場合であることを特徴とする請求項２または３に記載の車両用空調装置。
5. 前記吸込口（１１３）は、前記着座面（２１１）のうち着座した乗員と接触しない部分に設けられ、
   前記空気流路（１１１）は、前記シート座部（２１０）の内部の前記着座面側に、前記吸込口（１１３）から吸い込んだ空気が前記着座面（２１１）に沿って流れる流路（１１１ｂ）を有す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。
6. 前記吸込口（１１３）は、前記着座面（２１１）のうち中心よりも車両前方側に設けられ、
   前記空気流路（１１１）は、前記シート座部（２１０）の内部の前記着座面側に、前記吸込口（１１３）から吸い込んだ空気が前記着座面（２１１）に沿って車両後方へ向かって流れる流路（１１１ｂ）を有することを特徴とする請求項５に記載の車両用空調装置。
7. 前記吸込口（１１３）は、前記着座面（２１１）のうち車両左右方向での端部に設けられ、
   前記空気流路（１１１）は、前記シート座部（２１０）の内部の前記着座面側に、前記吸込口（１１３）から吸い込んだ空気が前記着座面（２１１）に沿って車両左右方向での中心側へ向かって流れる流路（１１１ｂ）を有することを特徴とする請求項５に記載の車両用空調装置。
8. 前記吸込口（１１３）は、前記着座面（２１１）のうち車両左右方向での両端部に設けられ、
   前記吹出口（４２）は、前記シート座部（２１０）の車両前方側に設けられており、前記吸込口（１１３）に向けて、Ｖ字状の２方向に空調風を吹き出すことを特徴とする請求項７に記載の車両用空調装置。
9. 前記吹出口（４２）は、ステアリングコラム（４００）に設けられていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
10. 前記空気流路（１１１）は、前記シート座部（２１０）のうち前記着座面以外の部位（２１２）に、前記空気流路を通過した空気を車室内に吹き出すシート吹出口（１１４）を有することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
    
    
    
    

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