JP3232828B2 - 車両用冷房装置 - Google Patents

車両用冷房装置

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JP3232828B2 JP29559393A JP29559393A JP3232828B2 JP 3232828 B2 JP3232828 B2 JP 3232828B2 JP 29559393 A JP29559393 A JP 29559393A JP 29559393 A JP29559393 A JP 29559393A JP 3232828 B2 JP3232828 B2 JP 3232828B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両用冷房装置に関し、
特に運転席側と助手席側とで空調条件を可変としたもの
である。
【0002】
【従来の技術とその問題点】この種の車両用冷房装置
は、通常、運転席に着座する乗員の上半身に向けて空気
を吹出す運転席側ベント吹出口と、助手席に着座する乗
員の上半身に向けて空気を吹出す助手席側ベント吹出口
とを備えており、クーラーユニットで冷却された空気を
各ベント吹出口から吹出して車室内を冷房するようにし
ている。ところで、一般に人間の温度感覚は、同一の環
境温度であっても日射量が多いほど暑いと感じるもので
あるが、車両に照射される日射量は運転席側と助手席側
とで常に同一とは限らず、例えば日射角度によっては、
助手席側には相当量の日射があるにも拘らず運転席側に
は殆ど日が差込まないといった状態も起こり得る。した
がって、このような場合には運転席側と助手席側とで空
調条件を変える必要があるが、従来の空調装置ではその
種の制御は行っておらず、このため乗員に不快感を与え
ることがあった。
【0003】本発明の目的は、日射状態に応じて運転席
側と助手席側とで空調条件を変えることが可能な車両用
冷房装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】クレーム対応図である図
1により説明すると、本発明は、冷却された空気を運転
席側ベント吹出口101および助手席側ベント吹出口1
02から車室内に吹出すようにした車両用冷房装置に適
用される。そして、開度に応じて運転席側ベント吹出口
101からの吹出し空気量を調節する運転席側風量調節
ドア103と、開度に応じて助手席側ベント吹出口10
2からの吹出し空気量を調節する助手席側風量調節ドア
104と、運転席側および助手席側風量調節ドア10
3,104を独立に駆動して各ドアの開度を変更する駆
動手段105と、車両の運転席側および助手席側に照射
される日射量をそれぞれ主に検出する運転席側および助
手席側日射センサ106,107と、助手席側の風量を
増減するためにニュートラル位置を基準として操作され
る操作部材43と、操作部材43がニュートラル位置
に操作されているときは、運転席側および助手席側日射
センサ106,107の各検出出力に基づいて運転席側
風量調節ドア103および助手席側風量調節ドア104
の目標開度をそれぞれ演算し、操作部材43がニュー
トラル位置から操作されたときは、その操作方向および
操作量と、運転席側および助手席側日射センサ106,
107の各検出出力とに基づいて、運転席側風量調節ド
ア103および助手席側風量調節ドア104の目標開度
をそれぞれ演算する演算手段108と、運転席側および
助手席側風量調節ドア103,104の開度がそれぞれ
上記演算された目標開度となるよう駆動手段105を制
御する制御手段109とを具備し、これにより上記問題
点を解決する。請求項2の発明は、運転席側および助手
席側日射センサ106,107を単一の基板上に配置
し、両センサ106,107の間に、運転席側の日射が
助手席側日射センサ107に導かれるのを阻止するとと
もに、助手席側の日射が運転席側日射センサ106に導
かれるのを阻止する仕切板33を設けたものである。請
求項3の発明は、運転席側および助手席側日射センサ1
06,107をインストルメントパネル上部の車両幅方
向略中央に固定したものである。
【0005】
【作用】操作部材43がニュートラル位置にあるとき
は、運転席側および助手席側日射センサ106,107
の各検出出力に基づいて、運転席側風量調節ドア103
の目標開度および助手席側風量調節ドア104の目標開
度がそれぞれ演算され、運転席側および助手席側風量調
節ドア103,104の開度がそれぞれ上記演算された
目標開度となるよう駆動手段105が制御される。上記
操作部材43がニュートラル位置から操作されたとき
は、その操作方向および操作量と運転席側および助手席
側日射センサ106,107の各検出出力とに基づい
て、運転席側風量調節ドア103および助手席側風量調
節ドア104の目標開度がそれぞれ演算される。たとえ
ば、操作部材43のニュートラル位置を基準とすれば、
助手席側ベント吹出口102からの吹出空気量が増加す
るように操作されたときは、運転席側ベント吹出口10
1からの吹出空気量が減少し、反対に、助手席側ベント
吹出口102からの吹出空気量が減少するように操作さ
れたときは、運転席側ベント吹出口101からの吹出空
気量が増加するように上記演算を行うことができる。
【0006】
【実施例】図2〜図8により、本発明をオート制御が可
能な車両用空調装置に適用した場合の一実施例を説明す
る。図2は一実施例に係る車両用空調装置の全体構成を
示している。空調ダクト1内には、周知の如くブロアフ
ァン2と、ブロアファン2からの空気を冷却するエバポ
レータ3と、エバポレータ3を通過した空気を暖めるヒ
ータコア4と、ヒータコア4を通過する空気量を調節す
るエアミックスドア5とが設けられている。
【0007】また空調ダクト1には、デフロスタ吹出口
11aを有するデフロスタダクト11と、足下吹出口1
2aを有するフットダクト12と、運転席側および助手
席側ベント吹出口13dr,13asを有するベントダクト
13とが接続されている。特にベントダクト13は、運
転席側ベントダクト13Dと助手席側ベントダクト13
Aとを有し、それらの先端に上記ベント吹出口13dr,
13asがそれぞれ設けられる。上記デフロスタ吹出口1
1aからの空気は車両のウインドガラスに向けて吹出さ
れ、足下吹出口12aからの空気は乗員の足元に吹出さ
れ、ベント吹出口13dr,13asからの空気は運転席お
よび助手席に着座する乗員の上半身にそれぞれ向けて吹
出される。
【0008】各ダクト11〜13と空調ダクト1との境
界部分には、それぞれデフロスタドア14、フットドア
15およびベントドア16(以下、総称してモードドア
と呼ぶ)が設けられ、各ドア14〜16の開度によって
各吹出口から車室内へ吹出される空気量が調節される。
ここで本実施例では、吹出口モードとして、上記ベント
吹出口13dr,13asから空気を主に吹出すベントモー
ド、足下吹出口12aから空気を主に吹出すフットモー
ド、ベント吹出口13dr,13asおよび足下吹出口12
aの双方から空気を吹出すバイレベルモード(以下、B
/Lモード)、デフロスタ吹出口11aから主に空気を
吹出すデフロスタモードなどが設定可能とされている。
【0009】また、ベントダクト13内には、運転席側
サブベントドア17Dと助手席側サブベントドア17A
とが設けられ、これらのサブベントドア17D,17A
は、図示実線で示す全開位置と、二点鎖線で示す全閉位
置との間で開閉可能とされる。各サブベントドア17
D,17Aの開度を制御することにより、運転席側ベン
ト吹出口13drからの吹出風量と、助手席側ベント吹出
口13asからの吹出風量とが独立に調整可能となってい
る。
【0010】18は上記各モードドア14〜16の開度
を調節するためのモードドアアクチュエータ、19D,
19Aはサブベントドア17D,17Aの開度を調節す
るためのドアアクチュエータであり、これらのアクチュ
エータ18,19D,19Aは制御回路21により駆動
制御される。制御回路21にはまた、ブロアファン2の
モータ2aと、日射センサユニット30(図3)内に設
けられた運転席側および助手席側日射センサ31D,3
1Aと、インストルメントパネルに設けられた操作表示
部40とが接続されている。
【0011】日射センサユニット30は、図3(a),
(b)に示すように、円盤状の取付基板32と、この基
板32の上面に固着された上記一対の日射センサ31
D,31Aと、各日射センサ31D,31Aの間に配置
された仕切板33と、これらの日射センサ31D,31
Aおよび仕切板33を覆う半球状の透明のカバー34と
から構成され、この日射センサユニット30は例えば図
4に示すようにインストルメントパネルの上面中央部に
固着される。日射センサ31D,31Aは、自身に入射
する日射量に応じた電気信号QSUN-D,QSUN-Aをそれぞ
れ制御回路21に入力する。
【0012】上述したように両日射センサ31D,31
Aの間には仕切板33が設けられているので、例えば図
3(b)にUで示すように日が真上からさしており、運
転席側と助手席側と日射両がほぼ等しい場合には両日射
センサ31D,31Aの出力値QSUN-D,QSUN-Aはほぼ
等しくなるが、LやRで示すように日が斜めからさし込
むとき、つまり運転席側と助手席側とで日射量が異なる
ときには、一方の日射センサに入射する光の一部または
全部が仕切板33で遮られるので、両日射センサ31
D,31Aの出力に差が生じる。この出力の差(以下、
ΔQSUNで表す)は、日射角度が鉛直方向から左右に傾
くほど大きくなるので、差ΔQSUNから日射角度を推定
することができる。
【0013】また操作表示部40には、図2に示すよう
に周知のエアコンスイッチやオートスイッチ、設定温度
をセットするための温度設定ダイアルなどの操作部材4
1と、設定温度や吹出口モードなどを表示する表示部4
2とが設けられるとともに、助手席側の空調環境を調節
するための助手席側コントロールダイアル43も設けら
れている。この助手席側コントロールダイアル43は、
その指標43aが上方を指示する図示ニュートラル位置
から左右に回動可能とされ、その回動量に応じて後述す
るように助手席側吹出口13drからの吹出風量が調節さ
れる。
【0014】上記制御回路21は、一対の日射センサ3
1D,31Aや不図示の外気温センサ、室内温度センサ
などの出力に基づいて、ブロアファンモータ2aへの印
加電圧(ブロアファン風量)、エアミックスドアの開
度、および各モードドア14〜16の開度(吹出口モー
ド)などを制御するとともに、日射センサ31D,31
Aの出力や助手席側コントロールダイアル43の操作状
況に応じて運転席側および助手席側サブベントドア17
D,17Aの開度、つまり運転席側および助手席側ベン
ト吹出口13dr,13asからの吹出空気量を制御する。
【0015】次に、図5のフローチャートに基づいて制
御回路21によるサブベントドア開度制御の詳細手順を
説明する。なお、このルーチンは所定のメインルーチン
から周期的にコールされるものである。まずステップS
1でベントモードおよびB/Lモードのいずれかが設定
されているか否かを判定する。いずれのモードでもなけ
れば、すなわちベント吹出口13dr,13asから空気を
吹出すモードでなければステップS2に進み、運転席側
および助手席側サブベントドア17D,17Aの各目標
開度Xd,Xaを共に100%(全開)に設定する。
【0016】一方、ステップS1でベントモードおよび
B/Lモードのいずれかが設定されていると判定された
場合にはステップS3に進み、ブロアファン印加電圧V
FANが所定値V0未満か否かを判定する。VFAN≧V0であ
れば上記ステップS2に進み、VFAN<V0であればステ
ップS4に進む。ステップS4では、各日射センサ31
D,31Aからの日射量QSUN-D,QSUN-Aの平均値Q
AVEが所定値Q0を越えるか否かを判定する。QAVE≦Q0
であれば上記ステップS2に進み、QAVE>Q0であれば
ステップS5に進む。
【0017】ステップS5では日射センサ31D,31
Aでそれぞれ得られた日射量QSUN-D,QSUN-Aの差ΔQ
SUN(=QSUN-D − QSUN-A)を求め、次いでステップ
S6において、図示の特性から上記ΔQSUNに応じた日
射角度θSUNを求める。この日射角度θSUNは、QSUN-D
=QSUN-A、すなわちΔQSUN=0のときは0であり、Q
SUN-D>QSUN-AのときにはΔQSUNが大きいほど正側に
大きくなり、QSUN-D>QSUN-Aのときには、ΔQSUNが
小さいほど負側に大きくなる。
【0018】次にステップS7では、助手席コントロー
ルダイアル43の操作状態を入力し、ステップS7で
は、図6〜図8に示す特性から運転席側および助手席側
サブベントドア17D,17Aの目標開度Xd,Xaを
それぞれ求める。以下、この目標開度Xd,Xaの求め
方について詳述する。
【0019】図6(a)は上記日射角度θSUNに応じた
サブベントドア17D,17Aの目標開度Xd,Xaを
求めるための特性(日射−開度特性)を示し、図6
(b)は助手席コントロールダイアル43の操作状態を
示している。図6(a)の特性によれば、θSUN=0の
場合、すなわちQSUN-D=QSUN-Aの場合には両目標開度
Xd,Xaは互いに等しくなる。また、θSUN>0の場
合、すなわちQSUN-D>QSUN-Aの場合にはXd>Xaと
なり、かつθSUNが大きいほどXdは大きく、Xaは小
さくなる。逆に、θSUN<0の場合、すなわちQSUN-D<
QSUN-Aの場合にはXd<Xaとなり、かつθSUNが大き
いほどXdは小さく、Xaは大きくなる。
【0020】また図6(b)において、白抜きの矢印は
助手席コントロールダイアル43の操作位置(指標43
aが指示する位置)を示している。本実施例では、この
助手席コントロールダイアル43の操作量,操作方向に
応じて上述した日射−開度特性の軸を左右にシフトさせ
るようにしている。すなわち、助手席コントロールダイ
アル43がニュートラル位置(N位置)にあるときに
は、図6(a)に示すように、日射−開度特性の軸は中
央部に位置しているが、例えば図7(b)に示すように
ダイアル43が図2において左側に1目盛分だけ操作さ
れると、図7(a)に示すように上記特性の軸が1目盛
分だけ左にシフトされる。また、例えば図8(b)に示
すようにダイアル43が右側に2目盛分だけ操作される
と、図8(a)に示すように上記特性の軸が2目盛分だ
け右にシフトされる。
【0021】これによれば、同一の日射角度θSUNであ
っても、ダイアル43を左側に操作することにより、そ
の操作量に応じた量だけ助手席側サブベントドア17A
の目標開度Xaがダイアル非操作時よりも大きくなり、
逆に運転席側サブベントドア17Dの目標開度Xdは小
さくなる。また、ダイアル43を右側に操作することに
より、その操作量に応じた量だけ助手席側サブベントド
ア17Aの開度Xaが小さくなり、逆に運転席側サブベ
ントドア17Dの開度Xdは大きくなる。制御回路21
は、上記助手席コントロールダイアル43の操作に応じ
てシフトされた日射−開度特性から日射角度θSUNに応
じた目標開度Xd,Xaを求める。
【0022】次にステップS9では、上記ステップS2
あるいはステップS8で求められた目標開度Xd,Xa
となるようにドアアクチュエータ19D,19Aを介し
て各サブベントドア17D,17Aを駆動し、その後、
メインルイーチンにリターンする。
【0023】以上の手順によれば、ベント吹出口13d
r,13asを用いる吹出口モードが設定されており、か
つブロアファン印加電圧VFANが所定値V0未満で、日射
センサ31D,31Aにて検出された日射量日射量QSU
N-D,QSUN-Aの平均値QAVEが所定値Q0を越える場合に
は、上記日射量QSUN-D,QSUN-Aと、助手席コントロー
ルダイアル43の操作状態とに応じてサブベントドア1
7D,17Aの目標開度Xd,Xaが求められる。詳し
くは、まず各日射量QSUN-D,QSUN-Aに基づいて日射角
度θSUNが演算されるとともに、助手席コントロールダ
イアル43の操作状態に応じて日射−開度特性が決定さ
れ、決定された日射−開度特性から上記日射角度θSUN
に応じた目標開度Xd,Xaが求められる。そして、こ
の目標開度Xd,Xaとなるようにサブベントドア17
D,17Aが駆動制御され、その開度に応じた量の冷却
空気が運転席側および助手席側ベント吹出口13dr,1
3asからそれぞれ吹出される。
【0024】上述の制御によれば、基本的には、運転席
側の日射量QSUN-Dが助手席側の日射量QSUN-Aよりも大
きい場合には、その分だけ運転席側ベント吹出口13dr
からの吹出風量が助手席側ベント吹出口13asからの吹
出風量よりも多くなり、一方、助手席側の日射量QSUN-
Aが運転席側の日射量QSUN-Dよりも大きい場合には、そ
の分だけ助手席側ベント吹出口13asからの吹出風量が
運転席側ベント吹出口13drからの吹出風量よりも多く
なる。したがって、例えば日射角度や遮光物体(山や
木、建物など)により運転席側と助手席側とで日射量が
異なる場合でも、運転席側および助手席側の乗員のぞれ
ぞれに適合した空調環境を得ることができる。
【0025】また、上記制御中に助手席側の乗員が暑い
と感じた場合には、助手席側コントロールダイアル43
を左側に操作すれば、その操作量に応じた分だけ助手席
側ベント吹出口13asからの吹出し空気量が増加する一
方、運転席側ベント吹出口13drからの吹出し空気量が
減少する。また逆に助手席側の乗員が寒いと感じた場合
には、助手席側コントロールダイアル43を右側に操作
すれば、その操作量に応じた分だけ助手席側ベント吹出
口13asからの吹出し空気量が減少する一方、運転席側
ベント吹出口13drからの吹出し空気量が増加する。し
たがって、助手席側コントロールダイアル43を操作す
ることによって助手席に着座する乗員の好みに応じた空
調環境を得ることができる。
【0026】なお、ベント吹出口13dr,13asから空
気が吹出されない吹出口モードのときには、上記日射量
および助手席側コントロールダイアル43の操作に応じ
た開度制御は行われず、サブベントドア17D,17A
は共に全開とされる。したがって、この場合は助手席側
コントロールダイアル43の操作は無効となる。また、
ファン電圧FANが所定値V0以上のときは、強力な冷房が
要求されるときであるから、冷房性能を優先させてこの
場合もサブベントドア17D,17Aは共に全開とされ
る。さらに、日射量の平均値QAVEが所定値Q0以下の場
合には、日射量に応じた開度制御を行っても意味がない
ので、同様にサブベントドア17D,17Aは全開とさ
れる。
【0027】以上の実施例の構成において、運転席側サ
ブベントドア17Dが運転席側風量調節ドア103を、
助手席側サブベントドア17Aが助手席側風量調節ドア
104を、ドアアクチュエータ19D,19Aが駆動手
段105を、制御回路21が演算手段108および制御
手段109を、助手席コントロールダイアル43が操作
手段をそれぞれ構成する。
【0028】なお、一対の日射センサ31D,31Aの
取付位置は、運転席側への日射量と助手席側への日射量
をそれぞれ検出できる位置であれば実施例に限定されな
い。また、助手席の空調環境を調節する操作部材として
ダイアル式のものを示したが、これに代えて例えばプッ
シュ式あるいはスライド式の操作部材を用いてもよい。
さらに、サブベントドア17D,17Aの目標開度を求
める方法も実施例に限定されない。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、助手席側の風量調節用
操作部材がニュートラル位置にあるときは、運転席側日
射量と助手席側日射量に応じて各ベント吹出口からの風
量を設定することにより、運転席側乗員と助手席側乗員
のそれぞれに適合した空調環境を得ることができる。ま
た、操作部材がニュートラル位置から操作されたとき
は、その操作状況と運転席側日射量および助手席側日射
量とに基づいて、各ベント吹出口からの風量を設定する
ことができる。したがって、総合的な空調環境を大きく
変えることなく助手席側乗員の好みに応じて助手席側の
空調環境を迅速に調節することができる。たとえば、操
作部材のニュートラル位置を基準とすれば、助手席側ベ
ント吹出口からの吹出空気量が増加するように操作され
たときは、運転席側ベント吹出口からの吹出空気量が減
少し、反対に、助手席側ベント吹出口からの吹出空気量
が減少するように操作されたときは、運転席側ベント吹
出口からの吹出空気量が増加するように上記演算を行う
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】クレーム対応図。
【図2】本発明の一実施例に係る車両用空調装置の構成
を示す構成図。
【図3】日射センサユニットの詳細を示す斜視図および
断面図。
【図4】日射センサユニットの取付位置を説明する図。
【図5】実施例の動作を説明するフローチャート。
【図6】サブベントドア開度制御に用いる特性図であ
り、助手席コントロールダイアルがニュートラル位置に
ある状態を示す。
【図7】サブベントドア開度制御に用いる特性図であ
り、助手席コントロールダイアルがニュートラル位置か
ら1目盛だけ左側に操作されたときの状態を示す。
【図8】サブベントドア開度制御に用いる特性図であ
り、助手席コントロールダイアルがニュートラル位置か
ら2目盛だけ右側に操作されたときの状態を示す。
【符号の説明】
1 空調ダクト 2 ブロアファン 3 エバポレータ 4 ヒータコア 5 エアミックスドア 11 デフロスタダクト 11a デフロスタ吹出口 12 フットダクト 12a 足下吹出口 13 ベントダクト 13D 運転席側ベントダクト 13A 助手席側ベントダクト 13dr 運転席側ベント吹出口 13as 助手席側ベント吹出口 17D 運転席側サブベントドア(運転席側風量調節ド
ア) 17A 助手席側サブベントドア(助手席側風量調節ド
ア) 18 モードドアアクチュエータ 19D,19A ドアアクチュエータ(駆動手段) 21 制御回路(演算手段,制御手段) 30 日射センサユニット 31D 運転席側日射センサ 31A 助手席側日射センサ 40 操作表示部 43 助手席コントロールダイアル(操作手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福林 誠 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 (56)参考文献 特開 昭63−74710(JP,A) 特開 昭58−49509(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60H 1/00 101

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷却された空気を運転席側ベント吹出口
    および助手席側ベント吹出口から車室内に吹出すように
    した車両用冷房装置において、 開度に応じて前記運転席側ベント吹出口からの吹出し空
    気量を調節する運転席側風量調節ドアと、 開度に応じて前記助手席側ベント吹出口からの吹出し空
    気量を調節する助手席側風量調節ドアと、 前記運転席側および助手席側風量調節ドアを独立に駆動
    して各ドアの開度を変更する駆動手段と、 車両の運転席側および助手席側に照射される日射量をそ
    れぞれ主に検出する運転席側および助手席側日射センサ
    と、助手席側の風量を増減するためにニュートラル位置を基
    準として操作される操作部材と、 前記操作部材がニュートラル位置に操作されていると
    きは、前記運転席側および助手席側日射センサの各検出
    出力に基づいて前記運転席側風量調節ドアの目標開度お
    よび前記助手席側風量調節ドアの目標開度をそれぞれ演
    算し、前記操作部材がニュートラル位置から操作され
    たときは、その操作方向および操作量と、前記運転席側
    および助手席側日射センサの各検出出力とに基づいて、
    運転席側風量調節ドアの目標開度および前記助手席側風
    量調節ドアの目標開度をそれぞれ演算する演算手段と、 前記運転席側および助手席側風量調節ドアの開度がそれ
    ぞれ前記演算された目標開度となるよう前記駆動手段を
    制御する制御手段とを具備することを特徴とする車両用
    冷房装置。
  2. 【請求項2】 前記運転席側および助手席側日射センサ
    は単一の基板上に配置され、両センサの間には、運転席
    側の日射が前記助手席側日射センサに導かれるのを阻止
    するとともに、助手席側の日射が前記運転席側日射セン
    サに導かれるのを阻止する仕切板が設けられていること
    を特徴とする請求項1に記載の車両用冷房装置。
  3. 【請求項3】 前記運転席側および助手席側日射センサ
    は、インストルメン トパネル上部の車両幅方向略中央に
    固定されていることを特徴とする請求項1または2に記
    載の車両用冷房装置。
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