JP2017149298A - 車両用防曇装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フロントガラスの曇り除去状況に応じて順次曇り除去をすることが可能な車両用防曇装置を提供する。【解決手段】車両用防曇装置が有する制御装置６０は、フロントガラスにおいて曇りを除去する領域の優先順位に基づいて、優先順位の高い領域から空調風を吹き付け、空調風を吹き付けた領域の曇りの除去状況に応じて空調風を吹き付ける領域を変えていく。【選択図】図９

Description

本発明は、車両用防曇装置に関する。

車両におけるフロントガラスの曇りを解消するための車両用防曇装置として、下記特許文献１に記載のものが提案されている。下記特許文献１に開示されている車両用防曇装置は、車室内の空調を行うための空調ユニットと、空調ユニットの動作を制御する空調制御部と、を備えている。空調制御部は、空調ユニットから吹き出される空調風の風向を変化させる駆動機構を制御している。

特開２０１４−６９７７０号公報

上記特許文献１では、フロントガラスの様々な領域に向けて空調風を吹き出すことができるように構成されている。しかしながら、曇ったフロントガラスに空調風を吹き出したとしても、実際に曇りが解消されるか否かは温度条件や湿度条件に左右されるため把握することが困難である。上記特許文献１には、乗車直後は優先的に運転席側に集中して防曇運転を行うことで運転席側フロントガラスの曇りを解消することが記載されているけれども、実際に曇りが解消された否かを把握することができなければ他の領域に空調風を向けるタイミングを決定するのが困難である。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、フロントガラスの曇り除去状況に応じて順次曇り除去をすることが可能な車両用防曇装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る車両用防曇装置は、フロントガラスの内面に吹き出す空調風の方向を調整する空気吹出し装置（１０）と、空気吹出し装置を制御する制御装置（６０）と、を備える。制御装置は、フロントガラスにおいて曇りを除去する領域の優先順位に基づいて、優先順位の高い領域から空調風を吹き付け、空調風を吹き付けた領域の曇りの除去状況に応じて空調風を吹き付ける領域を変えていく。

優先順位の高い領域から順に空調風を吹き付けて曇りを除去することで、乗員の安全運転確保に必要な領域の曇り除去を優先して行うことができる。また、空調風を吹き付けた領域の曇りの除去状況に応じて空調風を吹き付ける領域を変えていくので、必要な領域の曇り除去を確実に実行することができる。

本発明によれば、フロントガラスの曇り除去状況に応じて順次曇り除去をすることが可能な車両用防曇装置を提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用防曇装置の構成を説明するための図である。 図２は、本発明の実施形態に係る車両用防曇装置の構成を説明するための図である。 図３は、本発明の実施形態に係る車両用防曇装置の構成を説明するための図である。 図４は、本発明の実施形態に係る車両用防曇装置の構成を説明するための図である。 図５は、本発明の実施形態に係る車両用防曇装置の構成を説明するための図である。 図６は、本発明の実施形態に係る車両用防曇装置の構成を説明するための図である。 図７は、フロントガラスの領域分けの一例を説明するための図である。 図８は、本発明の実施形態に係る車両用防曇装置を車両に搭載した例を説明するための図である。 図９は、本発明の実施形態に係る車両用防曇装置に用いられる制御装置の機能的な構成を説明するための図である。 図１０は、図９に示される制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 図１１は、図９に示される制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 図１２は、フロントガラスを防曇する優先順位の決め方について説明するための図である。 図１３は、図９に示される制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本発明の実施形態である車両用防曇装置は、空気吹出し装置１０及び空調装置２０と、制御装置６０（図９に機能的な構成を示す）と、を備えている。制御装置６０が制御対象とする、空気吹出し装置１０及び空調装置２０について、図１，２，３，４，５，６を参照しながら説明する。尚、図１〜図６において、車両に固定された上下、左右、前後方向との対応関係を示す。なお、以下では、上、下、右、左、前、後と単に記載するものは、車両を基準とした上、下、右、左、前、後をいう。

図２に示される空気吹き出し装置１０は、車両に搭載され、空調装置２０の空調ケース２１から出た空調風を吹出口１１ａから車室内に導く装置である。なお、本実施形態に係る空気吹き出し装置１０と同様の構成のものは、一般に「ハイブリッドデフ装置」とも呼ばれる。

空調装置２０は、車室内の前席の前方に配置されたインストルメントパネル１の内部に配置されている。図１に示されるように、空調装置２０は、外殻を構成する空調ケース２１を有する。この空調ケース２１は、空調対象空間である車室内へ空気を導く空気通路を構成している。空調ケース２１の空気流れ最上流部には、車室内空気（内気）を吸入する内気吸入口２２と車室外空気（外気）を吸入する外気吸入口２３とが形成されると共に、各吸入口２２、２３を選択的に開閉する吸入口開閉ドア２４が設けられている。これら内気吸入口２２、外気吸入口２３、および吸入口開閉ドア２４は、空調ケース２１内への吸入空気を内気および外気に切り替える内外気切替手段を構成している。なお、吸入口開閉ドア２４は、制御装置６０から出力される駆動信号により、その作動が制御される。

吸入口開閉ドア２４の空気流れ下流側には、車室内へ空気を送風する送風手段としての送風機２５が配置されている。送風機２５は、遠心ファン２５ａと、ファンモータ２５ｂとを有している。ファンモータ２５ｂは、制御装置６０から出力される駆動信号により、その作動が制御される。

送風機２５の空気流れ下流側には、送風機２５により送風された空調風を冷却する蒸発器２６が配置されている。蒸発器２６は、その内部を流通する冷媒と空調風とを熱交換させる熱交換器であり、図示しない圧縮機、凝縮器、膨張弁等と共に蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成するものである。

蒸発器２６の空気流れ下流側には、蒸発器２６にて冷却された空気を加熱するヒータコア２７が配置されている。本実施形態のヒータコア２７は、車両エンジンの冷却水を熱源として空気を加熱する熱交換器である。また、蒸発器２６の空気流れ下流側には、蒸発器２６通過後の空気を、ヒータコア２７を迂回して流す冷風バイパス通路２８が形成されている。

ここで、ヒータコア２７および冷風バイパス通路２８の空気流れ下流側にて混合される空調風の温度は、ヒータコア２７を通過する空調風および冷風バイパス通路２８を通過する空調風の風量割合によって変化する。

このため、蒸発器２６の空気流れ下流側であって、ヒータコア２７および冷風バイパス通路２８の入口側には、エアミックスドア２９が配置されている。このエアミックスドア２９は、ヒータコア２７および冷風バイパス通路２８へ流入する冷風の風量割合を連続的に変化させるもので、蒸発器２６およびヒータコア２７と共に温度調整手段として機能する。エアミックスドア２９は、制御装置６０から出力される制御信号によってその作動が制御される。

空調ケース２１の空調風流れ最下流部には、デフロスタ／フェイス開口部３０およびフット開口部３１が設けられている。デフロスタ／フェイス開口部３０は、空気吹き出し装置１０を介して、インストルメントパネル１の上面１ａに連通している。フット開口部３１は、フットダクト３２を介して、フット吹出口３３に連通している。

そして、上記各開口部３０、３１の空気流れ上流側には、デフロスタ／フェイス開口部３０を開閉するデフロスタ／フェイスドア３４、フット開口部３１を開閉するフットドア３５が配置されている。デフロスタ／フェイスドア３４およびフットドア３５は、車室内への空気の吹出状態を切り替える吹出モードドアである。

車両用空気吹き出し装置１０は、インストルメントパネル内に配置され、デフロスタ／フェイス開口部３０と連通することで、デフロスタ／フェイス開口部３０から吹き出た空調風を車室内に導くようになっている。

車両用空気吹き出し装置１０は、図２，３，４，５，６に示されるように、主ケーシング１１、フラップ１２、１０個のルーバ２５１ａ〜２５５ａ、２６１ａ〜２６５ａ、駆動機構１４を有している。

主ケーシング１１は、デフロスタ／フェイス開口部３０から出た空調風を吹出口１１ａから車室内に導く通風路Ｘを囲むダクトである。この主ケーシング１１によって囲まれる通風路Ｘには、フラップ１２、ルーバ２５１ａ〜２５５ａ、２６１ａ〜２６５ａ等も配置される。

図４に示されるように、主ケーシング１１は、コアンダ壁１１ｂ、前側壁１１ｃを備えた無底筒形状の部材である。コアンダ壁１１ｂは、上方に延びるにつれて緩やかに車両後方側に曲がるコアンダ面を形成する通風路Ｘ側に形成する壁である。主ケーシング１１の下方端は、上述のデフロスタ／フェイス開口部３０と接続され、上方端は吹出口１１ａとなっている。

吹出口１１ａは、デフロストモード、デフロストモード以外のモードの２つの吹出モードにおいて主ケーシング１１から導かれた空調風を吹き出す吹出口である。ここで、デフロストモードは、フロントガラス２に向けて空調風を吹き出し（図６参照）、フロントガラス２の曇りを晴らす吹出モードである。デフロストモード以外のモードは、フェイスモードと循環風モードとを含んでいる。フェイスモードは、前席乗員の上半身に向けて空気を吹き出すモードである。循環風モードは、空調風を車室内で循環させる吹出モードである。

吹出口１１ａは、車幅方向に細長く延びた形状であり、運転席の正面および助手席の正面にわたって配置されている。なお、吹出口１１ａの車幅方向長さおよび上面１ａにおける配置場所は任意に変更可能である。

フラップ１２は、通風路Ｘに配置される羽形状の部材である。駆動機構１４がこのフラップ１２を駆動してフラップ１２の傾き角（姿勢の一例に相当する）を変化させることで、デフロストモードとデフロスト以外のモードとを切り替えることができる。

フラップ１２は、２枚の板部材を有し、それら板部材の各々は、主ケーシング１１の内部の通風路Ｘにおいて、フラップシャフト２２７の長手方向の殆どの部分から、フラップシャフト２２７の回転中心から離れるように、延びている。これら２枚の板部材は、フラップシャフト２２７に固定され、フラップシャフト２２７を中心として互いに対称的に延びている。このように構成されたフラップ１２は、フラップシャフト２２７と同軸かつ一体的に左右方向を軸として回転する。

フラップシャフト２２７は、主ケーシング１１を左右方向に真っ直ぐ貫通する位置に配置され、一端が主ケーシング１１の右側壁（不図示）に軸支され、他端がフラップアーム（不図示）に固定される棒形状の部材である。このフラップシャフト２２７は、両端の間の部分で左側壁（不図示）に軸支されている。

ルーバ２５１ａ〜２５５ａ、２６１ａ〜２６５ａは、通風路Ｘにおいて吹出口１１ａの長手方向に一例に並んで配置され、吹出口１１ａの長手方向における空調風の送風量分布を調整するために駆動機構１４によって駆動される。なお、本実施形態では、ルーバ２５１ａ〜２５５ａ、２６１ａ〜２６５ａの並び方向は、車両左右方向と一致する。

ルーバ２５１ａ〜２５５ａ、２６１ａ〜２６５ａは、２枚の平板部材を有し、それら板部材の各々は、主ケーシング１１の内部の通風路Ｘにおいて、ルーバシャフト２５１〜２５５，２６１〜２６５の長手方向の殆どの部分から、ルーバシャフト２５１〜２５５，２６１〜２６５の回転中心から離れるように、延びている。また、これら２枚の板部材は、ルーバシャフト２５１〜２５５，２６１〜２６５に固定され、ルーバシャフト２５１〜２５５，２６１〜２６５を中心として互いに対称的に延びている。このように構成されたルーバ２５１ａ〜２５５ａ、２６１ａ〜２６５ａは、ルーバシャフト２５１〜２５５，２６１〜２６５と同軸かつ一体的に前後方向を軸として回転する。

図３及び図５に示されるように、ルーバ２５１ａ〜２５５ａ、２６１ａ〜２６５ａの開き具合に応じて、吹出口１１ａから左右方向に空調風が吹き出される領域が定められる。図４及び図６に示されるように、フラップ１２の傾き角度に応じて、吹出口１１ａから前後方向に空調風が吹き出される領域が定められる。

防曇対象であるフロントガラス２は、一例として図７に示されるように区分して認識されている。図７に示される例では、右領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と、中央領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４と、左領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４と、に区分して認識されている。上下位置関係に基づけば、最下段である右領域Ｒ１・中央領域Ｃ１・左領域Ｌ１と、最下段の一つ上の下段である右領域Ｒ２・中央領域Ｃ２・左領域Ｌ２と、下段の一つ上の上段である右領域Ｒ３・中央領域Ｃ３・左領域Ｌ３と、最下段である右領域Ｒ４・中央領域Ｃ４・左領域Ｌ４と、に区分して認識されている。本実施形態ではステアリング５０１が右側にあるものとしている。

図８に示されるように、空気吹出し装置１０及び空調装置２０は、車両５０に搭載されている。車両５０には、ステアリング５０１を操作する乗員Ｍが着座するシート５０２が設けられている。車両５０には、フロントガラス２側を映す車載カメラ４０が設けられている。

図９に示されるように、制御装置６０は、車載カメラ４０及び携帯情報端末４５からデータを受信し、空気吹出し装置１０及び空調装置２０に制御信号を出力する。図９には明示しないけれども、制御装置６０は、情報処理に必要となる情報をサーバから受信してもよく、ステアリング５０１やシート５０２の位置を特定する情報を取得してもよい。

制御装置６０は、ハードウェア構成としては、ＣＰＵやメモリ、通信インターフェイスを備えるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）として構成されている。制御装置６０は、機能的な構成要素として、優先順位設定部６０１と、空調機器駆動部６０２と、曇り判定部６０３と、情報格納部６０４と、を備えている。

優先順位設定部６０１は、防曇対象であるフロントガラス２各部位の優先順位を設定する部分である。優先順位の設定にあたっては、予め情報格納部６０４に格納されている情報に基づいて設定することができる。

情報格納部６０４に格納されている情報の一例を図１２に示す。図１２に示されるように、「標準乗員」「背の高い乗員」に対応させて、図７を参照しながら説明した右領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４、中央領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４、左領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の優先順位が「優先領域（ｎ：ｎは１以上の整数）」として設定されている。優先順位設定部６０１が優先順位設定するロジックについては後述する。

空調機器駆動部６０２は、空気吹出し装置１０及び空調装置２０を駆動するための駆動信号を出力する部分である。空調機器駆動部６０２は、フロントガラス２において曇りを除去する領域の優先順位に基づいて、優先順位の高い領域から空調風を吹き付けるように、空気吹出し装置１０及び空調装置２０を駆動する。空調機器駆動部６０２は、曇り判定部６０３の判定結果に基づいて、空調風を吹き付ける領域を変えていく。空調機器駆動部６０２が、空調風を吹き付ける領域を変えるロジックについては後述する。

曇り判定部６０３は、空調風を吹き付けた領域の曇りの除去状況を判定する部分である。曇り判定部６０３の曇り除去判定ロジックについては後述する。

続いて、図１０を参照しながら、制御装置６０の動作について説明する。ステップＳ１０１では、優先順位設定ロジックが実行される。図１１に示されるように、優先順位設定ロジックのステップＳ２０１では、優先順位設定部６０１が、優先順位が未設定であるか否かを判断する。優先順位が未設定であればステップＳ２０２の処理に進み、優先順位が未設定で無ければ優先順位設定ロジックは終了し、図１０のステップＳ１０２の処理に進む。

ステップＳ２０１に続くステップＳ２０２では、優先順位設定部６０１が、乗員Ｍの体格情報を取得する。乗員Ｍの体格情報とは、乗員Ｍの身長・座高を含む情報である。優先順位設定部６０１は、入力された身長・座高といった体格情報を取得することができる。優先順位設定部６０１は、ステアリング５０１及びシート５０２の位置情報や設定角度情報に基いて、身長・座高といった体格情報を算出することができる。優先順位設定部６０１は、乗員Ｍの体格に関する画像情報に基づいて乗員Ｍの体格を推定することもできる。乗員Ｍの体格に関する画像情報は、車載カメラ４０や携帯情報端末４５が撮像した画像情報を利用することもできる。

ステップＳ２０２に続くステップＳ２０３では、優先順位設定部６０１が、乗員Ｍの視線位置を算出する。より具体的には、乗員Ｍの視線位置が、図７に示されるどの領域に相当するのかを算出する。

ステップＳ２０３に続くステップＳ２０４では、優先順位設定部６０１が、優先順位を設定し保存する。例えば、乗員Ｍの視線位置が図７に示される右領域Ｒ２に相当するものであれば、図１２に示される「標準乗員」のように右領域Ｒ２を「優先領域（１）」として設定し、その他の領域も順次優先順位付け設定する。また、乗員Ｍの視線位置が図７に示される右領域Ｒ３に相当するものであれば、図１２に示される「背の高い乗員」のように右領域Ｒ３を「優先領域（１）」として設定し、その他の領域も順次優先順位付け設定する。

ステップＳ２０４の処理が終了すると、優先順位設定ロジックは終了し、図１０のステップＳ１０２の処理に進む。

ステップＳ１０２では、空調機器駆動部６０２が「優先領域（ｎ：ｎは１以上の整数）」のｎに１を代入する。ステップＳ１０２に続くステップＳ１０３では、空調機器駆動部６０２が、優先領域（ｎ：１）に風向を合わせて空調風を吹き出すように駆動信号を出力する。

ステップＳ１０３に続くステップＳ１０４では、曇り判定部６０３が曇り判定ロジックを実行する。図１３に示されるように、曇り判定ロジックのステップＳ３０１では、曇り判定部６０３が、車載カメラ４０の結像距離が、車載カメラ４０からフロントガラス２までの距離よりも大きいか否かを判断する。結像距離＞フロントガラス距離であれば、ステップＳ３０２の処理に進み、結像距離＞フロントガラス距離でなければ、ステップＳ３０３の処理に進む。

ステップＳ３０２では、曇り判定部６０３が曇り除去完了判定を行い、図１０のステップＳ１０５の処理に進む。ステップＳ３０３では、曇り判定部６０３が曇り継続判定を行い、図１０のステップＳ１０５の処理に進む。

ステップＳ１０５では、空調機器駆動部６０２が、優先領域（ｎ：１）の曇り除去が完了しているか否かを確認し、曇り除去が完了していればステップＳ１０６の処理に進み、曇り除去が完了していなければステップＳ１０８の処理に進む。

ステップＳ１０６では、空調機器駆動部６０２が、「優先領域（ｎ：ｎは１以上の整数）」のｎに１を加算する。ステップＳ１０６に続くステップＳ１０７では、空調機器駆動部６０２が、加算後のｎが最大値（ｎ＿ｍａｘ）を超えているか否かを判断する。加算後のｎが最大値（ｎ＿ｍａｘ）を超えていれば処理を終了し、最大値（ｎ＿ｍａｘ）を超えていなければステップＳ１０３の処理に戻る。

ステップＳ１０８では、空調機器駆動部６０２が風向を１秒保持する制御を実行する。ステップＳ１０８が完了すると、ステップＳ１０４の処理に戻る。

上述したように本実施形態では、制御装置６０は、フロントガラス２において曇りを除去する領域の優先順位に基づいて、優先順位の高い領域から空調風を吹き付け、空調風を吹き付けた領域の曇りの除去状況に応じて空調風を吹き付ける領域を変えていくように構成されている。

優先順位の高い領域から順に空調風を吹き付けて曇りを除去することで、乗員の安全運転確保に必要な領域の曇り除去を優先して行うことができる。また、空調風を吹き付けた領域の曇りの除去状況に応じて空調風を吹き付ける領域を変えていくので、必要な領域の曇り除去を確実に実行することができる。

本実施形態に係る制御装置６０は、車両５０を操縦する乗員Ｍの体格に基づいて優先順位を決定することができる。乗員Ｍの体格によっては優先的に曇り除去すべき場所が異なる場合があるので、体格に基づいて優先順位を決定することで必要な場所を優先的に曇り除去することができる。

本実施形態に係る制御装置６０は、予め格納されている情報に基づいて優先順位を決定することができる。車両５０を頻繁に利用する乗員Ｍが限定されているのであれば、その情報を予め格納することでより迅速に曇り除去することができる。

本実施形態に係る制御装置６０は、乗員Ｍの体格に関する画像情報に基づいて乗員Ｍの体格を推定することもできる。乗員Ｍの体格に関する画像情報を用いることで、現在の乗員Ｍの体格を反映させた制御が可能となる。

本実施形態に係る制御装置６０は、乗員Ｍが操作する車両各部位の位置に基づいて乗員Ｍの体格を推定することもできる。ステアリング５０１やシート５０２といった、乗員Ｍが操作する車両各部位の位置を用いることで、別途の手段を設けることなく体格推定が可能となる。

本実施形態に係る制御装置６０は、撮像装置である車載カメラ４０や携帯情報端末４５からの結像位置がフロントガラス２の位置に相当するか否かに基づいて、所定領域における曇の除去状況を判断することができる。曇っていればフロントガラス２の位置で結像すると推定されるので、撮像装置から結像位置まで距離と撮像装置からフロントガラス２までの距離の差分を算出することで、曇の除去について判断することができる。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１０：空気吹出し装置
６０：制御装置

Claims (6)

1. 車両用防曇装置であって、
   フロントガラスの内面に吹き出す空調風の方向を調整する空気吹出し装置（１０）と、
   前記空気吹出し装置を制御する制御装置（６０）と、を備え、
   前記制御装置は、前記フロントガラスにおいて曇りを除去する領域の優先順位に基づいて、優先順位の高い領域から前記空調風を吹き付け、前記空調風を吹き付けた領域の曇りの除去状況に応じて前記空調風を吹き付ける領域を変えていく、車両用防曇装置。
2. 前記制御装置は、車両を操縦する乗員の体格に基づいて前記優先順位を決定する、請求項１記載の車両用防曇装置。
3. 前記制御装置は、予め格納されている情報に基づいて前記優先順位を決定する、請求項２記載の車両用防曇装置。
4. 前記制御装置は、前記乗員の体格に関する画像情報に基づいて前記乗員の体格を推定する、請求項２記載の車両用防曇装置。
5. 前記制御装置は、前記乗員が操作する車両各部位の位置に基づいて前記乗員の体格を推定する、請求項２記載の車両用防曇装置。
6. 前記制御装置は、撮像装置からの結像位置が前記フロントガラスの位置に相当するか否かに基づいて、所定領域における曇の除去状況を判断する、請求項１記載の車両用防曇装置。

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