JP2019209840A - 車両用温度調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空調手段が暖かい空調風を吹出せない状況下にあっても、乗員の温熱快適性を効率的に改善できる車両用温度調整装置を提供する。【解決手段】空調装置１５と、内装１６のうち、乗員と直接接触しない内装１７〜１９を昇温する内装昇温ヒータ１４と、エンジン冷却水温Ｔｅｗを検出するエンジン冷却水温検出センサＤ８と、エンジン冷却水温検出センサＤ８からの情報に基づき、エンジン冷却水温Ｔｅｗがエンジン暖機完了後におけるものαTに至っていないと判断したときには、内装昇温ヒータ１４による加温を空調装置１５による加温よりも優先する電子制御ユニットＥＣＵと、が備えられている。【選択図】 図８

Description

本発明は、車両用温度調整装置に関する。

車両用温度調整装置には、特許文献１、特許文献２に示すようなものが提案されている。特許文献１には、乗員の暖房感を損なわないようにしつつ、車載機器の速やかな暖機を実現すべく、乗員と直接接触するシートを暖めるシートヒータを設ける一方、そのシートヒータがＯＮ且つエンジンの暖機時には、空調装置における送風機の送風能力を低下させるものが示され、特許文献２には、エアコン作動中にシートヒータを作動させることによって消費電力が増大することを抑制するべく、通電されているシートヒータの数が多いときほどエアコンの送風量を低減したものが開示されている。

ところで、一般に、車室内において乗員が寒さを感じるとき、乗員が空調手段（空調装置）の車室内設定温度を上げれば、車室内の実際の温度は、空調風をもって車室内設定温度まで上昇され、乗員は、温熱快適性を確保できる。

特開２０１７−１３２４１２号公報 特開２０１０−１４３４６８号公報

しかし、エンジン冷却水温が低いエンジンの暖機時や、空調風を暖めるための加温ヒータをバッテリにより作動させる場合において、外気が低温下にあるにもかかわらずバッテリ残量が少ないとき等には、空調手段の吹出し口から暖かい空調風が吹出されにくくなり、この空調手段が暖かい空調風を吹出せない間、乗員は、寒さを我慢しなければならない。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、その目的は、空調手段が暖かい空調風を吹出せない状況下にあっても、乗員の温熱快適性を効率的に改善できる車両用温度調整装置を提供することにある。

前記目的を達成するために本発明にあっては、下記（１）〜（６）とした構成とされている。
（１）空調風を用いて車室内温度を調整する空調手段が備えられている車両用温度調整装置において、
内装のうち、乗員と直接接触しない内装を昇温する内装昇温手段と、
前記空調手段の昇温作動に関連する関連因子状況を検出する関連因子状況検出手段と、
前記関連因子状況検出手段からの情報に基づき、前記関連因子状況が正規状態に比して低下している所定状態にあると判断したときには、前記内装昇温手段及び前記空調手段を制御して、該内装昇温手段による加温を該空調手段による加温よりも優先することにより車室内を暖気する制御手段と、
が備えられている構成とされている。

この構成によれば、空調手段が暖かい空調風を吹出せない状況にあるときには、その空調風の吹出しを抑制する一方で、内装昇温手段により乗員周囲における内装を通じて車室内空間に放熱（対流伝熱）することができ、その内装から放熱された熱を乗員に対して提供できる。しかもその際、乗員が寒さを感じないようにするためには、乗員近くの周囲環境だけに放熱すれば足りることから、内装昇温手段が必要とするエネルギ量を、極力、抑えることができる。

さらには、内装昇温手段が、乗員と接触しない内装を昇温させて、内装表面温度を迅速且つ適切に高め、乗員の着衣と内装との間の熱移動である着衣放射損失を速やかに抑えることになる。このため、乗員の着衣温度が低下することを早期に抑制することができ、乗員の皮膚温度（人体温度）とその乗員の着衣温度との差分を小さくすることで、皮膚表面と着衣との間における熱移動であるスキン損失を迅速に減少させることができることになる。この結果、内装の低温状態に基づいて乗員が寒さを感じることを迅速に抑制できる。

したがって、空調手段が暖かい空調風を吹出せない状況下にあっても、乗員の温熱快適性を効率的に改善できる。

（２）前記（１）の構成の下で、
前記空調手段に、空調風を温風とするための加温用ヒータが備えられ、
前記関連因子状況検出手段が、前記関連因子状況として、前記加温用ヒータの作動因子状況を検出するように設定され、
前記制御手段は、前記関連因子状況検出手段が検出した前記加温用ヒータの作動因子状況に基づき前記加温用ヒータが作動し難い状態にあると判断したときには、前記所定状態にあると判断するように設定されている構成とされている。
この構成によれば、加温用ヒータが作動し難い状態にあるために、乗員が暖かさを感じる空調風を作り出せなくても、その所定状態を加温用ヒータの作動因子状況により的確に検出し、内装昇温手段が優先して内装を加温することにより、その内装を昇温させることができる。このため、加温用ヒータが作動し難い状態にあるにあるために空調手段が暖かい空調風を吹出せない状況下にあっても、その昇温された内装を通じて乗員の温熱快適性を改善できる。

（３）前記（２）の構成の下で、
前記加温用ヒータが、エンジン冷却水を熱源として利用するものとされ、
前記関連因子状況検出手段が、前記加温用ヒータの作動因子状況として、前記エンジン冷却水のエンジン冷却水温を検出するように設定され、
前記制御手段は、前記関連因子状況検出手段が検出した前記エンジン冷却水のエンジン冷却水温に基づき、前記所定状態にあることを判断するように設定されている構成とされている。
この構成によれば、エンジン暖機の初期段階等にあるため、エンジン冷却水によって、乗員が暖かさを感じる空調風を作り出せなくても、その所定状態をエンジン冷却水温により的確に検出し、内装昇温手段が優先して内装を加温することにより、その内装を昇温させることができる。このため、エンジン暖機の初期段階等にあるために空調手段が暖かい空調風を吹出せない状況下にあっても、その昇温された内装を通じて、乗員の温熱快適性を改善できる。

（４）前記（２）の構成の下で、
前記加温用ヒータが、バッテリを熱源として利用するものとされ、
前記関連因子状況検出手段が、前記バッテリのバッテリ残量と車室外の外気温度とを検出するように設定され、
前記制御手段は、前記関連因子状況検出手段からの情報に基づき、前記バッテリ残量が所定量以下で且つ前記外気温度が所定温度以下にあると判断したときには、前記所定状態にあると判断するように設定されている構成とされている。
この構成によれば、加温用ヒータが、バッテリを熱源として利用する場合において、バッテリ残量が少なく外気温度が低温状態にあるときには、加温用ヒータが作動し難い状態となって、乗員に暖かさを感じさせる空調風を作り出せないものの、その状況をバッテリ残量と外気温度とを検出することにより的確に判断し、内装昇温手段が優先して内装を加温することにより、その内装を昇温させることができる。このため、バッテリ残量及び外気温度に基づき空調手段が暖かい空調風を吹出せない状況下にあっても、その昇温された内装を通じて、乗員の温熱快適性を改善できる。

しかも、所定状態において、エネルギ消費が少ない内装昇温手段が用いられることになり、乗員の温熱快適性を効率的に改善しつつ、バッテリの消費も極力抑えることができる。このため、電気自動車である場合には、走行電力を、極力、確保できることになる。

（５）前記（１）〜（４）いずれか１項の構成の下で、
前記制御手段は、目標車室内温度に対する前記内装昇温手段による昇温割合と前記空調手段による昇温割合とを制御するようにされていて、前記所定状態にあると判断したときには、該内装昇温手段による昇温割合を該空調手段による昇温割合よりも高めるように設定されている構成とされている。
この構成によれば、所定状態のときには、目標車室内温度に対する内装昇温手段による昇温割合が空調手段による昇温割合よりも高められることになり、所定状態において有効な内装昇温手段による加温を具体的に利用して、乗員の温熱快適性を効率的に改善できる。

（６）前記（１）〜（４）のいずれか１項の構成の下で、
前記制御手段は、前記所定状態にあると判断したときには、前記内装昇温手段のみを作動させるように設定されている構成とされている。
この構成によれば、所定状態にあるときには、内装昇温手段による加温を集中して利用できることになり、その機能を効果的に乗員の温熱快適性の向上に関わらせることができる。

本発明によれば、空調手段が暖かい空調風を吹出せない状況下にあっても、乗員の温熱快適性を効率的に改善できる車両用温度調整装置を提供できる。

第１実施形態に係る車室内を説明する説明図。 第１実施形態に係る車室内において、空調装置から送り出される空調風の吹出し口の配置位置及び吹出し方向を説明する説明図。 第１実施形態に係る内装構造を説明する説明図。 第１実施形態に係る空調装置の一例を説明する説明図。 乗員から内装へ放射熱（輻射熱）が放射されると共に、乗員から車室内空間へ放熱が行われる状況を説明する説明図。 内装の表面温度が、種々の車室内温度の下で、乗員の熱エネルギ消費にどのように影響を及ぼすかを示す図。 第１実施形態に係る制御系統例を示す図。 第１実施形態に係る制御の概要を説明する説明図。 第１実施形態に係る制御例を示すフローチャート。 第２実施形態に係る制御例を示すフローチャート。 第３実施形態に係る制御系統例を示す図。 第３実施形態に係る制御例を示すフローチャート。 第３実施形態に係る空調装置の一例を説明する説明図。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。

図１〜図９は第１実施形態を示す。その図1、図２において、符号１は、内燃機関（エンジン）を搭載する車両としての自動車を示す。この自動車１の車室２は、前席側においては、車幅方向全長に亘って伸びるインストルメントパネル３と、そのインストルメントパネル３の左右両側から車体後方に伸びるようにして配置される左右のドア４（左側ドアについては図示略）とにより区画されている。この車室２内には、車幅方向中央においてコンソール５が車体前後方向に延びるようにして設けられており、そのコンソール５の前端はインストルメントパネル３に至っている。このため、車室２は、コンソール５を中心として右左に運転手席空間６と助手席空間７とに区画され、運転手席空間６には、運転手席シート８が配置されると共に、その運転手席シート８の車体前方であってインストルメントパネル３の車体後方側においてステアリングハンドル９が配置され、助手席空間７には、助手席シート（図示略）が配置されている。勿論この場合、運転手席シート８及び助手席シートは、シート座部１１（座部）と、そのシート座部１１の後部から起立するシート背部１２とにより構成されている。

自動車１には、図７に示すように、車両用温度調整装置１３が組み込まれている。その車両用温度調整装置１３には、それを構成すべく、内装昇温手段としての内装昇温ヒータ１４と空調手段としての空調装置１５とが備えられている。この内装昇温ヒータ１４及び空調装置１５の空調風の吹出しに関する構成は、運転手席及び助手席において同様の構成とされている。このため、以下の説明では、重複した説明を避けるために、運転手席側の構成についてだけ行う。

前記内装昇温ヒータ１４は、図３に示すように、車室２内の内装１６（内装表皮２１）の表面温度を高めるために、バッテリ（図示略）からの電力を得てその内装１６に熱を供給するものである。その内装昇温ヒータ１４としては、種々のものを用いることができ、本実施形態においては、内装昇温ヒータ１４として、図３に示すように、フィルムヒータ１４Ａを内装表皮２１と遮熱材２２とで積層挟持した構造のものが用いられ、それが、配置すべき内装１６の構造母材２３に取付けられる。この場合、内装表皮２１としては、入熱に対して高応答で温度変化して熱放射を制御できるようにすべく、厚みが十分に薄い低熱容量表皮が用いられ、遮熱材２２としては、表皮の高応答温度変化をサポートすべく、高遮熱材が用いられる。

このような構造の内装昇温ヒータ１４は、前記運転手席空間６（車室２）を区画する内装１６のうち、前記運転手席シート８に着座する運転手に直接接触しない領域に組み込まれている。本実施形態においては、いわゆる頭寒足熱の観点から、内装１６のうち、運転手席シート８に着座する運転手の下肢に臨む領域に内装昇温ヒータ１４が組み込まれており、下肢のうちでも下腿に臨む領域に組み込むことがより好ましい。より具体的には、内装１６のうち、内装昇温ヒータ１４が組み込まれる領域は、図１に示すように、コンソール５の側壁領域１７、ステアリングハンドル９背後（車体前方側）におけるインストルメントパネル３の下面領域１８、ドア４のドアパネル領域１９において設定されており、これらは、運転手の下肢周辺を囲むことになっている。

尚、図１においては、内装１６の各領域１７〜１９が他の領域と区別して図示されているが、それは、その内装１６の各領域１７〜２０の存在域を明確に把握するために便宜上、行われているのであり、内装１６の各領域１７〜１９とその各周囲域とは、外観上、区別がつかなくなっている。

前記空調装置１５は、インストルメントパネル３の内部に組み込まれている。空調装置１５は、図４に示すように、空気を流すための空気通路を形成するケーシング４１を備えている。このケーシング４１の空気流れ方向上流側には、空気の流入口として、外気を導入する外気導入口４２と内気を導入する内気導入口４３とが形成され、そのケーシング４１の空気流れ方向下流側には、開閉弁４４ａ〜４８ａを備える複数の流出口４４〜４８が形成されている。各流出口４４〜４８には、空気通路を形成するダクト（図示略）が接続されており、その各ダクトは、車室２内における専用の吹出し口（例えば、乗員上半身側、足元側等に向けたもの等）に接続されている。

上記ケーシング４１内には、その空気流れ方向上流側から下流側に向けて順に、内、外気の切換えを行う切換えダンパ４９、ケーシング４１の流入口から流出口に空気を送り出す送風機５０、ヒートポンプの一要素であって、送風機５０により送り出される空気を冷却するエバポレータ５１、そのエバポレータ５１を通過した空気を加温する加温用ヒータとしてのヒータコア５２が配置され、ヒータコア５２とエバポレータ５１との間にはエアミックスドア５３が配置されている。この場合、ヒータコア５２においては、空気を加温するための熱源として、エンジンを冷却するためのエンジン冷却水が利用されており、このため、ヒータコア５２とエンジンＥＧとの間にエンジン冷却水を循環させるための循環路５４が形成され、その循環路５４に、流量調整を行う循環ポンプ５５が介装されている。また、エアミックスドア５３は、その開度の調整により、ケーシング４１内においてヒータコア５２に隣り合って並ぶバイパス通路５６と、該ヒータコア５２とを経由する空気の割合を調整することになっており、この調整された空気が、空調風として、各流出口４４〜４８、各吹出し口を経て車室２内に供給される。図２に示される符号２４は、上記複数の吹出し口の一つとして、前記コンソール５の側壁前部に設けられるものであり、その吹出し口２４により、空調風は、図２の矢印に示すように、運転手席シート８に着座する運転手に向けて吹出されるように設定されている。

このような空調装置１５においては、既知の通り、所望の（目的に合致した）空調風、空調風量を車室内に吹出すために、送風機５０、エアミックスドア５３、循環ポンプ５５、開閉弁４４ａ〜４８ａ等が最適制御されることになっている。このため、説明の便宜上、以下、これらの最適制御を行うことを、まとめて空調装置１５の制御を行うということとする。

前記車両用温度調整装置１３には、図７に示すように、内装昇温ヒータ１４及び空調装置１５を制御すべく、マイクロコンピュータを利用して構成された制御手段としての電子制御ユニットＥＣＵが備えられている。このため、電子制御ユニットＥＣＵから内装昇温ヒータ１４（駆動回路）及び空調装置１５（駆動回路）に制御信号がそれぞれ出力される一方、この電子制御ユニットＥＣＵには、センサＤ１、Ｄ８、機器類Ｄ４からの信号が入力される。Ｄ１は、車室内空気温度を検出する車室内空気温度検出センサである。Ｄ８は、空調装置１５の熱源となるエンジン冷却水の温度を検出するエンジン冷却水温検出センサである。Ｄ４は、乗員（ユーザ）の入力操作により車室２内の温度を設定する車室内設定温度入力スイッチであり、この車室内設定温度入力スイッチＤ４は、コンソール５の前部上壁に設けられている。

前記電子制御ユニットＥＣＵには、図７に示すように、コンピュータとしての機能を確保すべく、記憶部３８と、出力設定部３９とが備えられている。

記憶部３８は、ＲＯＭ(Read Only Memory)やＲＡＭ(Random Access Memory)等の記憶素子をもって構成されており、その記憶部３８には、内装昇温ヒータ１４及び空調装置１５の作動制御に必要な各種プログラム、後述の係数α１、β１、α２、β２、暖機完了エンジン冷却水温αＴ（４０度）等の設定情報が格納されている。これら各種プログラム等は、必要に応じて、出力設定部３９により読み出され、また、必要な情報が記憶部３８に適宜、記憶される。

出力設定部３９は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)をもって構成されており、その出力設定部３９は、記憶部３８から読み出されたプログラムの下で、各内装昇温ヒータ１４及び空調装置１５に対して所定の制御信号を出力する。

前記電子制御ユニットＥＣＵが行う制御には、本発明者が着目した着目点が反映されている。このため、先ず、その着目点について説明し、その後、その着目点が反映された制御の概要について説明する。
（１）本発明者が着目した着目点
(i)内燃機関（エンジン）ＥＧを搭載した自動車において、エンジン冷却水を空調装置１５におけるヒータコア５２の熱源として利用する場合、エンジン冷却水温は、図８に示すように、エンジン始動後、徐々に上昇し、エンジンの暖機時（特に初期段階）には、エンジンの暖機完了後に比して、エンジン冷却水温が低いことから、空調風を車室２内に吹出しても、その空調風は暖かくない。このため、エンジン冷却水温が低くて暖かい空調風を吹出せない間、乗員は、寒さを我慢しなければならない。

(ii)また、一般に、車室外の外気温度が低い場合には、車室２内を空調風により暖房しても、迅速に暖かさを感じないことを経験する。本発明者は、この現象に関して、図５に示すように、外気温度の低下に伴い内装１６(図５では、乗員Ｐに対向したインストルメントパネル３)の表面温度が低下すると、乗員Ｐの着衣Ｐｃｌの温度（乗員Ｐの着衣温度＞内装１６の表面温度）と内装１６の表面温度との差分が大きくなるため、乗員Ｐの着衣Ｐｃｌと内装１６との間の熱移動に基づく着衣放射損失が大きくなって、その着衣放射損失により乗員の着衣温度が低下し、その結果として、乗員Ｐの人体(スキン)Ｐｓｋから着衣Ｐｃｌへの熱移動が促進されると考えている。

図６は、そのことを裏付けるものである。その図６には、本発明者が、人の温熱メカニズムに基づく車室内温熱制御を行うために、温熱快適性を人体エクセルギー損失によって評価した結果が示されている。この図６において、人体エクセルギー損失とは、人体が摂取した食物を消費する過程で産出した人体深部の熱エネルギーが、人体深部から人体表面、ひいては人体周辺へと熱移動することで生じるエネルギー損失のことであり、その人体エクセルギー損失は、熱移動の過程を考慮し、コア損失と、スキン損失と、着衣熱伝導損失と、着衣放射損失の４要素からなる定義付けをもって特定することができる。

ここで、コア損失とは、代謝熱や呼気・吸気や血流循環といった人体内部での熱移動に伴う人体エクセルギー損失である。スキン損失とは、人体深部から皮膚への熱伝導や血流循環や汗の蒸発によって生じる、着衣と皮膚表面との間での熱移動に伴う人体エクセルギー損失である。着衣熱伝導損失とは、人体周辺の空気と着衣との間の熱移動（熱伝導）に伴う人体エクセルギー損失である。着衣放射損失とは、前記空気の周辺にある内装と着衣との間での熱移動（放射）に伴う人体エクセルギー損失である。

(ii-1)図６について具体的に説明する。

図６によれば、内装１６が低温（低温壁１０℃）である場合には、乗員の着衣放射損失が、内装１６が高温（高温壁２０℃）である場合に比して大きくなることを示す（図６中、左図における放射損失大の領域において、上下長さ参照）と共に、乗員Ｐの人体（スキン）Ｐｓｋから着衣Ｐｃｌへの熱移動に基づく着衣熱伝導損失が大きくなることを示した（図６中、左図における熱伝導損失大の領域において、上下長さを参照）。これは、上述の通り、内装１６の表面温度が低いほど（内装１６表面温度＜乗員着衣温度）、乗員Ｐの着衣Ｐｃｌと内装１６との間の熱移動に基づく着衣放射損失が大きくなって、乗員Ｐの着衣温度が低下し、これに伴い、乗員Ｐの皮膚温度（人体温度）とその乗員Ｐの着衣温度との差分が大きくなることで、皮膚表面と着衣Ｐｃｌ間での熱移動であるスキン損失が大きくなったためと考えられる。

(ii-2)これに対して、内装１６を高温（高温壁２０℃）とした場合には、乗員Ｐの着衣放射損失がかなり小さくなることを示す（図６中、右図における放射損失小を領域参照）と共に、乗員Ｐの着衣熱伝導損失が小さくなることを示した（図６中、右図における熱伝導損失小の領域を参照）。これは、前記説明とは逆に、内装１６の表面温度が高くなればなるほど、乗員Ｐの着衣放射損失が小さくなるため、乗員Ｐの着衣温度の低下が抑えられ、これに伴い、乗員Ｐの皮膚温度（人体温度）とその乗員Ｐの着衣温度との差分が小さくなることで、スキン損失が小さくなったためであると考えられる。この場合、内装１６が低温及び高温のいずれの状態においても、内装１６と乗員Ｐとの間の車室内空気温度の温度状況は、上記基本的関係にほとんど影響を及ぼさなかった（図６における放射損失及ぶ熱伝導損失の上下長さを横軸全体に亘って参照）。

(ii-3)このことから、本発明者は、内装１６の低温状態に関して、次のことに着目している。

(ii-3-1)内装１６を加温してその内装表面温度を車室２内温度以上に高めれば、対流伝熱により車室２内を加温でき、また、その内装表面温度を乗員の着衣温度以上に高めれば、内装１６が乗員の着衣から放射熱（輻射熱）を奪うことをなくして乗員の着衣温度の低下を抑制することができる。このため、内装１６の内装表面温度を高めることは、乗員が寒さを感じないようにするために有効である。

(ii-3-2)この場合、内装１６が、その低温状態に基づいて乗員Ｐに寒さを感じさせる領域は、その内装１６のうち、乗員着衣Ｐｃｌに臨む領域であり、その乗員着衣Ｐｃｌに臨む内装１６の一部の領域（該当領域）だけを局部的にしかも直接的に加温して、その内装表面温度を乗員着衣温度以上にすれば、内装１６による乗員着衣Ｐｃｌからの放射熱の吸収を抑制又は防止できる。このため、内装１６の一部自体を直接的に加温する場合の方が、空調風をもって車室２内全体の加温を経て内装１６の表面温度を高める場合に比して、内装１６の該当領域の表面温度を迅速に所望の温度に至らせて、内装１６の低温状態に基づいて乗員が寒さを感じることを速やかに解消できる。
（２）電子制御ユニットＥＣＵの制御の概要
上記着目点を考慮し、電子制御ユニットＥＣＵは、以下の制御を行う。

電子制御ユニットＥＣＵは、図８に示すように、エンジン冷却水温が、空調装置１５から送り出される空調風の温度を高めることができる所定のエンジン冷却水温（基本的には、空調風を暖かなものにできるとして、設定された温度が用いられ、それには、エンジン暖機完了後に限られず、エンジン暖機段階におけるものも含まれる）になるまでは（所定状態）、内装昇温ヒータ１４による内装加温（内装昇温）を、空調装置１５から送り出された空調風による車室２内空間の加温（昇温）に比して優先する。この内装昇温ヒータ１４による内装加温を優先することには、内装昇温ヒータ１４による内装加温だけを行う場合は勿論、内装昇温ヒータ１４による内装加温に基づく供給熱量を、空調風による加温に基づく供給熱量よりも大きくする場合等を含む。勿論この場合には、空調装置１５は、最適制御を行って所望の空調風を車室２内に送り出す。

他方、エンジン冷却水温が、空調風を乗員にとって暖かく感じるものにできる所定のエンジン冷却水温（所定状態）を超えた場合（正規状態）には、電子制御ユニットＥＣＵは、図８に示すように、空調風による加温（昇温）を、内装昇温ヒータ１４による内装加温に比して優先する。この場合、空調風による加温を優先することには、空調風による加温だけを行う場合は勿論、空調風による加温に基づく供給熱量を、内装昇温ヒータ１４による内装加温に基づく供給熱量よりも大きくする場合等を含む。

尚、図８の上段には、理解を容易にするために、優先すべき昇温手段ないしは加温手段だけが記載されている。

上記電子制御ユニットＥＣＵの制御内容を、図９に示すフローチャートに基づいて具体的に説明する。尚、Ｖはステップを示す。また、内装各領域１７〜２０が各内装昇温ヒータ１４により個別に加温制御されるが、説明の便宜上、内装該当域１６Ａが内装各領域１７〜２０を代表するものとして用い、その内装該当域１６Ａが内装昇温ヒータ１４により加温制御されるものとして説明する。

電子制御ユニットＥＣＵが起動されると、先ず、Ｖ１において、初期設定が行われる。この初期設定として、暖機完了エンジン冷却水温αＴ（４０度）、係数α１、β１（α１＞β１、α１＋β１＝１）、係数α２、β２（α２＜β２、α２＋β２＝１）等が、設定情報として設定される。次のＶ２においては、各種情報が読み込まれる。具体的には、乗員（ユーザ）の入力操作により入力されたユーザ設定温度Ｔｃｎｔ、車室内空気温度Ｔｒｅｆ、エンジン冷却水温Ｔｅｗが読み込まれる。

各種情報が読み込まれると、Ｖ３において、上記Ｖ２の情報に基づき、車室２内の加温目標Ｈが算出される。この内加温目標Ｈは、ユーザ設定温度Ｔｃｎｔと車室内空気温度Ｔｒｅｆとの差分（Ｔｃｎｔ−Ｔｒｅｆ）により求められる。

加温目標Ｈが算出されると、エンジン冷却水温Ｔｅｗが暖機完了エンジン冷却水温αＴ（４０度）以下であるか否かが判別される。エンジン冷却水が空調装置１５の熱源として利用可能な状態（正規状態）ではないか否かを判別するためである。このため、Ｖ４がＹＥＳのときは、エンジン冷却水が空調装置１５の熱源として利用可能な状態に至っておらず、内装昇温ヒータ１４によって車室２内を加温することが有効であるとして、Ｖ５に進み、そのＶ５において、内装昇温ヒータ１４による加温の方を空調装置１５による加温よりも優先すべく、内装昇温ヒータ１４の加温目標負担値を、車室内加温目標Ｈ×係数α１とし、空調装置１５の加温目標負担値を、車室内加温目標Ｈ×係数β１とする。この場合、α１、β１には、α１＞β１、α１＋β１＝１の関係があることから、内装昇温ヒータ１４の加温目標負担値Ｈ×α１が空調装置１５の加温目標負担値Ｈ×β１よりも大きくなり、その各加温目標負担値に相当する熱量が、内装昇温ヒータ１４、空調装置１５によりそれぞれ供給される。

これにより、このときには、空調風による車室２内空間の加温については期待できないが、内装昇温ヒータ１４が内装該当域１６Ａの内装表面温度を高めて、車室２内空間を加温（対流伝熱）するだけでなく、乗員の着衣放射損失を迅速に抑制して乗員が寒さを感じることを速やかになくすことができる。

これに対して、Ｖ４がＮＯのときには、エンジン冷却水が空調装置１５の熱源として十分に利用可能な状態に至ったとして、空調装置１５が送り出す空調風による加温の方を内装昇温ヒータ１４による加温よりも優先すべく、Ｖ６において、内装昇温ヒータ１４の加温目標負担値を、車室内加温目標Ｈ×係数α２とし、空調装置１５の加温目標負担値を、車室内加温目標Ｈ×係数β２とする。この場合、α２、β２には、α２＜β２、α２＋β２＝１の関係があることから、空調装置１５の加温目標負担値Ｈ×β２が内装昇温ヒータ１４の加温目標負担値Ｈ×α２よりも大きくなり、その各加温目標負担値に相当する熱量が、空調装置１５、内装昇温ヒータ１４によりそれぞれ供給される。

図１０は第２実施形態、図１１〜図１３は第３実施形態を示す。この各実施形態において、前記第１実施形態と同一構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。

図１０に示す第２実施形態は、第１実施形態の変形例を示す。この第２実施形態は、エンジンの暖機完了時には、エンジン冷却水温Ｔｅｗ（正確には、エンジン冷却水温Ｔｅｗと車室内空気温度Ｔｒｅｆとの差分Ｔｅｗ−Ｔｒｅｆ）が、車室２内の昇温温度（加温目標Ｈ）としてのユーザ設定温度Ｔｃｎｔと車室内空気温度Ｔｒｅｆとの差分Ｔｃｎｔ−Ｔｒｅｆよりも高くなることに着目し、そのＴｅｗ−ＴｒｅｆとＴｃｎｔ−Ｔｒｅｆとの比較結果により、内装昇温ヒータ１４による加温と空調装置１５による加温のいずれを優先するかを決めることとしている。

第２実施形態に係る電子制御ユニットＥＣＵの制御内容を、図１０に示すフローチャートに基づいて具体的に説明する。

電子制御ユニットＥＣＵが起動されると、先ず、Ｗ１において、初期設定が行われる。この初期設定として、係数α１、β１（α１＞β１、α１＋β１＝１）、係数α２、β２（α２＜β２、α２＋β２＝１）等が、設定情報として設定される。次のＷ２においては、各種情報が読み込まれる。具体的には、乗員（ユーザ）の入力操作により入力されたユーザ設定温度Ｔｃｎｔ、車室内空気温度Ｔｒｅｆ、エンジン冷却水温Ｔｅｗが読み込まれる。

各種情報が読み込まれると、Ｗ３において、上記Ｗ２の情報に基づき、車室２内の加温目標（昇温温度）Ｈが算出されると共に、続くＷ４において、エンジン冷却水温Ｔｅｗと車室内空気温度Ｔｒｅｆとの差分であるαＰが算出される。Ｗ３の加温目標Ｈは、ユーザ設定温度Ｔｃｎｔと車室内空気温度Ｔｒｅｆとの差分Ｔｃｎｔ−ＴＶｒｅｆにより求められる。

次のＷ５においては、Ｗ４のαＰがＷ３のＨ以下か否かが判別される。エンジンの暖機が完了している場合には、エンジン冷却水温Ｔｅｗと車室内空気温度Ｔｒｅｆとの差分であるαＰが、加温目標（昇温温度）であるＨ＝Ｔｃｎｔ−Ｔｒｅｆよりも高くなることに着目し、Ｗ４のαＰがＷ３のＨ以下のときには、エンジン冷却水を熱源として利用することが不十分であるとして、内装昇温ヒータ１４による加温を優先しようとしたものである。このため、Ｗ５がＹＥＳのときには、前記第１実施形態における図９のＶ５と同じ内容を示すＷ６に進み、Ｗ５がＮＯのときには、同じく第１実施形態における図９のＶ６と同じ内容を示すＷ７に進む。

尚、この第２実施形態においては、上記の通り、ユーザ設定温度Ｔｃｎｔが判断基準に絡んでくることから、ユーザ設定温度Ｔｃｎｔを低く入力設定するほど、低いエンジン冷却水温Ｔｅｗでも空調装置１５による加温が優先されることになる。

図１１〜図１３に示す第３実施形態は、空調装置１５の加温用ヒータ（電気式）５２及び内装昇温ヒータ１４の熱源としてバッテリＢＡが用いられることを前提とし、そのバッテリＢＡの残量が少なくなり、しかも、車外の外気温度が低くなったときにおける対応を示している。

加温用ヒータ５２の作動因子状況として、バッテリＢＡの残量が少なくなり、しかも、車外の外気温度が低くなったときには、加温用ヒータ５２は、加温し難くなる。このため、この第３実施形態においては、図１１に示すように、内装昇温ヒータ１４、空調装置１５を制御して上記問題点を解消すべく、電子制御ユニットＥＣＵには、車室内空気温度検出センサＤ１及び車室内設定温度入力スイッチＤ４からの各情報の他に、バッテリ残量検出センサＤ６からのバッテリＢＡの残量情報、外気温度検出センサＤ７からの車外の外気温度情報が入力される。

そして、電子制御ユニットＥＣＵは、バッテリ残量及び外気温度の検出情報に基づき、バッテリ残量が少ない状態にあるか否か、及び外気温度が低温状態にあるか否かを判別し、バッテリ残量が少なく且つ外気温度が低温状態にあると判断したときには、加温用ヒータ５２が作動し難い状況にあるとして、その状況が所定状態にあると判断する。これにより、所定状態において、エネルギ消費が少ない内装昇温ヒータ１４が優先して用いられることになり、乗員の温熱快適性を効率的に改善しつつ、バッテリＢＡの消費を極力抑えることができることになる。このため、特に自動車１が電気自動車である場合には、走行電力を極力、確保できることになる。

第３実施形態に係る電子制御ユニットＥＣＵの制御内容を、図１２に示すフローチャートに基づいて具体的に説明する。尚、Ｘはステップを示す。

電子制御ユニットＥＣＵが起動されると、先ず、Ｘ１において、初期設定が行われる。この初期設定として、基準バッテリ残量Ｖｓｔ，基準外気温度Ｔｓｔ，係数α１、β１（α１＞β１、α１＋β１＝１）、係数α２、β２（α２＜β２、α２＋β２＝１）等が、設定情報として設定される。次のＸ２においては、各種情報が読み込まれる。具体的には、乗員（ユーザ）の入力操作により入力されたユーザ設定温度Ｔｃｎｔ、車室内空気温度Ｔｒｅｆ、バッテリ残量Ｖｓ、外気温度Ｔｏｕｔが読み込まれる。

各種情報が読み込まれると、Ｘ３において、上記Ｘ２の情報に基づき、車室２内の加温目標Ｈが算出される。加温目標Ｈは、ユーザ設定温度Ｔｃｎｔと車室内空気温度Ｔｒｅｆとの差分Ｔｃｎｔ−Ｔｒｅｆにより求められる。

次のＸ４において、Ｘ２のバッテリ残量ＶｓがＸ１の基準バッテリ残量Ｖｓｔ以下か否かが判別され、そのＸ４がＹＥＳのときには、続くＸ５において、外気温度Ｔｏｕｔが基準外気温度Ｔｓｔ以下か否かが判別される。バッテリ残量及び外気温度により加温用ヒータ５２が作動し難い状況にあるか否かを判別するためである。この場合、基準バッテリ残量Ｖｓｔは、加温用ヒータ５２が作動し難くなる観点から、それ以下をバッテリ残量が少なくなったものとする判断基準値であり、基準外気温度Ｔｓｔは、加温用ヒータ５２が作動し難くなる観点から、それ以下を外気温度が低くなったものとする判断基準値である。このため、Ｘ４及びＸ５がいずれもＹＥＳのときには、バッテリ残量が少なく且つ外気温度が低いために、加温ヒータが作動し難い状況にあるとして、前記第１実施形態における図９のＶ５と同じ内容を示すＸ６に進んで、内装昇温ヒータ１４による加温が空調風による加温に比して優先される。これにより、内装昇温ヒータ１４による加温により、乗員の温熱快適性を効率的に改善できるだけでなく、エネルギ消費が少ない内装昇温ヒータ１４を用いることによって、バッテリＢＡの消費を極力抑えることができる。このため、自動車１が電気自動車である場合には、乗員の温熱快適性を効率的に改善しつつ、極力、走行電力を確保できることになる。

前記Ｘ４又はＸ５のいずれかががＮＯのときには、所定状態にないことから、第１実施形態における図９のＶ６と同じ内容を示すＸ７に進み、空調風による加温が内装昇温ヒータ１４による加温に比して優先される。

以上実施形態について説明したが本発明にあっては次の態様を包含する。
（１）内装各領域１７〜２０における各内装昇温ヒータ１４の制御を一律に行うこと（例えば、内装各領域１７〜２０のうち、最も低い温度のものを基準として加温制御すること）。
（２）内装昇温ヒータ１４により内装各領域１７〜２０の表面温度を、乗員着衣温度とその内装表面温度との差分が小さくなるように制御すること（差分が、０又は負の状態を含む）。

本発明は、車室２内における乗員の温熱快適性を向上させるために利用できる。

１ 自動車
２ 車室
３ インストルメントパネル（内装１６）
４ ドア（内装１６）
５ コンソール（内装１６）
８ 運転手席シート（内装１６）
１３ 車両用温度調整装置
１４ 内装昇温ヒータ（内装昇温手段）
１４Ａ フィルムヒータ（内装昇温手段）
１５ 空調装置（空調手段）
１６ 内装
１６Ａ 内装該当域
１７ コンソール５の側壁領域
１８ ステアリングハンドル背後におけるインストルメントパネルの下面領域
１９ドアのドアパネル領域
５２ ヒータコア（加温用ヒータ）
ＢＡ バッテリ
Ｄ６ バッテリ残量検出センサ（関連因子状況検出手段）
Ｄ７ 外気温度検出センサ（関連因子状況検出手段）
Ｄ８ エンジン冷却水温検出センサ（関連因子状況検出手段）
ＥＣＵ 電子制御ユニット（制御手段）
Ｔｅｗ エンジン冷却水温
αＴ 暖機完了エンジン冷却水温
Ｖｓｔ 基準バッテリ残量
Ｔｓｔ 基準外気温度
Ｐ 乗員（運転手）

Claims (6)

1. 空調風を用いて車室内温度を調整する空調手段が備えられている車両用温度調整装置において、
   内装のうち、乗員と直接接触しない内装を昇温する内装昇温手段と、
   前記空調手段の昇温作動に関連する関連因子状況を検出する関連因子状況検出手段と、
   前記関連因子状況検出手段からの情報に基づき、前記関連因子状況が正規状態に比して低下している所定状態にあると判断したときには、前記内装昇温手段及び前記空調手段を制御して、該内装昇温手段による加温を該空調手段による加温よりも優先することにより車室内を暖気する制御手段と、
   が備えられている、
   ことを特徴とする車両用温度調整装置。
2. 請求項１において、
   前記空調手段に、空調風を温風とするための加温用ヒータが備えられ、
   前記関連因子状況検出手段が、前記関連因子状況として、前記加温用ヒータの作動因子状況を検出するように設定され、
   前記制御手段は、前記関連因子状況検出手段が検出した前記加温用ヒータの作動因子状況に基づき前記加温用ヒータが作動し難い状態にあると判断したときには、前記所定状態にあると判断するように設定されている、
   ことを特徴とする車両用温度調整装置。
3. 請求項２において、
   前記加温用ヒータが、エンジン冷却水を熱源として利用するものとされ、
   前記関連因子状況検出手段が、前記加温用ヒータの作動因子状況として、前記エンジン冷却水のエンジン冷却水温を検出するように設定され、
   前記制御手段は、前記関連因子状況検出手段が検出した前記エンジン冷却水のエンジン冷却水温に基づきエンジンの暖機時にあると判断したときには、前記所定状態にあると判断するように設定されている、
   ことを特徴とする車両用温度調整装置。
4. 請求項２において、
   前記加温用ヒータが、バッテリを熱源として利用するものとされ、
   前記関連因子状況検出手段が、前記バッテリのバッテリ残量と車室外の外気温度とを検出するように設定され、
   前記制御手段は、前記関連因子状況検出手段からの情報に基づき、前記バッテリ残量が所定量以下で且つ前記外気温度が所定温度以下にあると判断したときには、前記所定状態にあると判断するように設定されている、
   ことを特徴とする車両用温度調整装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、
   前記制御手段は、目標車室内温度に対する前記内装昇温手段による昇温割合と前記空調手段による昇温割合とを制御するようにされていて、前記所定状態にあると判断したときには、該内装昇温手段による昇温割合を該空調手段による昇温割合よりも高めるように設定されている、
   ことを特徴とする車両用温度調整装置。
6. 請求項１〜４のいずれか１項において、
   前記制御手段は、前記所定状態にあると判断したときには、前記内装昇温手段のみを作動させるように設定されている、
   ことを特徴とする車両用温度調整装置。

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