JP4059029B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転席側と助手席側の空調をそれぞれ独立に制御することができる車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、運転席側および助手席側の各席の乗員の感覚に合った快適な空調を得るために、設定温度や吹出モードを運転席側および助手席側でそれぞれ独立に制御するようにした車両用空調装置が知られている（例えば特開平１１−３３４３４２号公報）。この種の空調装置では、例えば運転席用操作部材と助手席用操作部材をコントロールパネルに別々に設け、各操作部の操作により運転席側および助手席側の空調指令をそれぞれ行うようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように運転席用操作部材と助手席用操作部材を別々に設けると、コントロールパネルが大型化し、コントロールパネルを含む周辺の造形自由度が大きく制約される。
【０００４】
本発明の目的は、コントロールパネルを大型化することなく、運転席側および助手席側の空調指令をそれぞれ行うことができる車両用空調装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による車両用空調装置は、運転席側および助手席側の空調状態を互いに独立に制御することが可能な独立調整装置と、運転席と助手席の間に設けられ、乗員の操作によって運転席側および助手席側の空調状態をそれぞれ指令する複数の操作部材が配置されたコントロールパネルと、少なくともコントロールパネルの運転席側および助手席側の一方に配置され、複数の操作部材の側方に上下方向に開口されたスリットを介してその前面の乗員の腕部の有無を検出する赤外線センサと、赤外線センサの検出結果に基づいて運転席側および助手席側乗員のいずれによるコントロールパネルの操作かを判定する判定手段と、判定手段により運転席側乗員による操作と判定されると、その操作に応じて運転席側の空調を制御し、助手席側乗員による操作と判定されると、その操作に応じて助手席側の空調を制御する空調制御手段とを備えることにより上述した目的を達成する。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、運転席用操作部材と助手席用操作部材を別々に設ける必要がないので、コントロールパネルを大型化することなく運転席側および助手席側の空調指令をそれぞれ行うことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１０を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置の概略構成を示す図である。空調ユニット１００の入口にはブロアモータ２の駆動によって回転するブロアファン１が配設されている。ブロアファン１の上流には回動可能な内外気切換ドア３が配設され、ブロアファン１が回転すると内外気切換ドア３を介して内気または外気が空調ユニット１００のダクト４内に吸い込まれる。ブロアファン１の下流にはダクト４の通路を塞ぐようにエバポレータ５が配置され、ダクト４内に吸い込まれた空気はエバポレータ５を通過して冷却される。
【０００８】
エバポレータ５の下流は仕切り板６によって運転席側通路７Ａおよび助手席側通路７Ｂに仕切られ、これら通路７Ａ,７Ｂをまたぐようにしてヒータコア８が配設されている。各通路７Ａ,７Ｂのヒータコア８の前面にはそれぞれ回動可能なエアミックスドア９Ａ,９Ｂが配設されている。エバポレータ５を通過した冷却空気は通路７Ａ,７Ｂに分配された後、エアミックスドア９Ａ,９Ｂの開度に応じてヒータコア８を通過して加熱され、または冷却空気のままヒータコア８をバイパスする。ヒータコア８を通過およびバイパスした空気は、運転席側エアミックスチャンバ１０Ａおよび助手席側エアミックスチャンバ１０Ｂでそれぞれ混合され、所定温度の空調風が生成される。
【０００９】
運転席側エアミックスチャンバ１０Ａの空調風は開閉可能なベントドア１１Ａまたはフットドア１２Ａを介して運転席側ベント吹出口またはフット吹出口にそれぞれ導かれ、運転者の上半身または足下に向けて送風される。助手席側エアミックスチャンバ１０Ｂの空調風は開閉可能なベントドア１１Ｂまたはフットドア１２Ｂを介して助手席側ベント吹出口またはフット吹出口にそれぞれ導かれ、助手席乗員の上半身または足下に向けて送風される。また運転席側エアミックスチャンバ１０Ａと助手席側のエアミックスチャンバ１０Ｂの空調風は開閉可能なデフドア１３を介してデフ吹出口に導かれ、フロントウインドに向けて送風される。なお、各ドア３,９,１１〜１３にはアクチュエータが設けられ、アクチュエータの駆動によって各ドア３,９,１１〜１３がそれぞれ回動される。
【００１０】
図２は、空調指令用のコントロールパネル２０の正面図である。このコントロールパネル２０は、車室内の斜視図である図３に示すように、車室内前方のインストルメントパネルの中央部、すなわち運転席３１Ａと助手席３１Ｂの間に配置される。なお、図３において、３２Ａは運転席側ベント吹出口であり、３２Ｂは助手席側ベント吹出口である。
【００１１】
図２に示すように、コントロールパネル２０には空調状態を表示するディスプレイ２１と空調指令を入力する操作スイッチ２２が設けられている。操作スイッチ２２は、吹出モードを切り換えるモードスイッチ２２Ａと、車室内の温度を設定する温度調節スイッチ２２Ｂと、空調装置の自動運転を指令するオートスイッチ２２Ｃと、コンプレッサのオンオフを指令するエアコンスイッチ２２Ｄと、デフモードを選択するデフスイッチ２２Ｅと、空調装置の作動を停止するオフスイッチ２２Ｆと、内気循環を選択する内気循環スイッチ２２Ｇと、外気導入を選択する外気導入スイッチ２２Ｈと、ブロアファン１の回転速度を段階的に変更するファンスイッチ２２Ｉとを有する。
【００１２】
本実施の形態では、温度調整スイッチ２２Ｂとモードスイッチ２２Ａの操作により、運転席側の設定温度,吹出モードと助手席側の設定温度,吹出モードをそれぞれ後述するように別々に設定することができる。そして、ディスプレイ２１の右部（運転席側）には運転席側の設定温度と吹出モードが表示され、左部（助手席側）には助手席側の設定温度と吹出モードが表示され、中央部にはブロアファン１の速度が表示される。
【００１３】
温度調節スイッチ２２Ｂとモードスイッチ２２Ａはコントロールパネル２０の運転席側端部に配置され、助手席側端部には上下方向にスリット２３が設けられている。図４はスリット２３部の側方断面図である。スリット２３の奥方には集光レンズ２４と赤外線センサ２５が配置され、スリット２３に面した鉛直面内（図示斜線領域）の赤外線はスリット２３を介して集光レンズ２４に集められる。赤外線センサ２５は乗員の身体から発せらる赤外線を検出する。これによりスリット２３の前面に乗員の身体（腕）が存在するか否かが検出される。この検出信号は回路基盤２６を介して空調コントローラ５０に出力される。
【００１４】
図５は図１の車両用空調装置の制御系を示すブロック図である。マイクロコンピュータやメモリ等で構成される空調コントローラ５０には、モードスイッチ２２Ａと、温度調節スイッチ２２Ｂと、オートスイッチ２２Ｃと、エアコンスイッチ２２Ｄと、デフスイッチ２２Ｅと、オフスイッチ２２Ｆと、内気循環スイッチ２２Ｇと、外気導入スイッチ２２Ｈと、ファンスイッチ２２Ｉと、赤外線センサ２５と、外気温を検出する外気センサ５１と、車室内温度を検出する内気センサ５２と、日射量を検出する日射センサ５３と、エバポレータ通過直後の空気温度を検出する吸込温度センサ５４と、車両の走行速度を検出する車速センサ５５と、エンジンの冷却水温を検出する水温センサ５６がそれぞれ接続されている。
【００１５】
コントローラ５０は、これらからの入力信号に基づいて所定の処理を実行し、運転席側エアミックスドア駆動用アクチュエータ６１、運転席側ベントドア駆動用アクチュエータ６２、運転席側フットドア駆動用アクチュエータ６３、助手席側エアミックスドア駆動用アクチュエータ６４、助手席側ベントドア駆動用アクチュエータ６５、助手席側フットドア駆動用アクチュエータ６６、デフドア駆動用アクチュエータ６７、内外気切換ドア駆動用アクチュエータ６８、ブロアファンモータ２、およびコントロールパネル２０のディスプレイ２１にそれぞれ制御信号を出力する。
【００１６】
図６はコントローラで実行されるメイン処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは例えばエンジンキースイッチのオンによってスタートする。まず、ステップＳ１０で空調指令を初期化する。次いで、ステップＳ２０で操作スイッチ２２およびセンサ２５,５１〜５６からの信号を読み込む。
【００１７】
ステップＳ３０では、温度調節スイッチ２２Ｂにより設定された運転席側および助手席側の温度設定値およびセンサ５１〜５４の信号に基づいて周知の演算式により運転席側および助手席側の目標吹出温度をそれぞれ算出する。そして、ステップＳ４０で、この目標吹出温度に基づいてエアミックスドア駆動用アクチュエータ６１,６４にそれぞれ制御信号を出力し、運転席側エアミックスドア９Ａおよび助手席側エアミックスドア９ｂの開度をそれぞれ制御する。なお、温度調節スイッチ２２Ｂの操作により運転席側および助手席側いずれの設定温度を変更するかについては後述する。
【００１８】
次いで、ステップＳ５０で吹出口ドア駆動用アクチュエータ６２,６３,６５〜６７にそれぞれ制御信号を出力し、運転席側および助手席側の吹出モードをそれぞれ制御する。この場合、オートエアコンスイッチ２２Ｃがオンのときは運転席側および助手席側の目標吹出温度に基づいて運転席側および助手席側の吹出口ドア１１〜１３をそれぞれ開閉する。モードスイッチ２２Ａまたはデフスイッチ２２Ｅが操作されるとそのスイッチ操作に応じて運転席側および助手席側の吹出口ドア１１〜１３をそれぞれ開閉する。なお、モードスイッチ２２Ａの操作により運転席側および助手席側いずれの吹出モードを変更するかについては後述する。
【００１９】
ステップＳ６０では内外気切換ドア駆動用アクチュエータ６８に制御信号を出力し、吸込口制御を行う。この場合、オートエアコンスイッチ２２Ｃがオンのときは目標吹出温度に応じて内外気切換ドア３を切り換える。内気循環スイッチ２２Ｇ、外気導入スイッチ２２Ｈがオンのときはそのスイッチ操作に応じて内外気切換ドア３を切り換える。
【００２０】
ステップＳ７０ではブロアモータ２に制御信号を出力し、ブロアファン１の風量制御を行う。この場合、オートエアコンスイッチ２２Ｃがオンのときは目標吹出温度に応じてブロアファン１を駆動する。ファンスイッチ２２Ｉが操作されるとそのスイッチ操作に応じてブロアファン１を駆動する。
【００２１】
次いで、ステップＳ８０で図７に示す処理を実行し、ＩＲフラグセット状態を決定する。次いで、ステップＳ９０でディスプレイ２１に現在の運転席側および助手席側の設定温度、吹出モード、およびファン風量を示す信号を出力し、ステップＳ２０に戻る。
【００２２】
図７の処理について説明する。まず、ステップＳ８１で赤外線センサ２５が乗員の身体を検出したか否かを判定する。ステップＳ８１が肯定されるとステップＳ８２に進み、ＩＲフラグがオンか否かを判定する。初期状態ではＩＲフラグはオフであり、ステップＳ８２でＩＲフラグオフと判定されるとステップＳ８３に進む。ステップＳ８３ではＩＲフラグをオンし、ステップＳ８４でタイマをスタートしてステップＳ９０に進む。
【００２３】
一方、ステップＳ８１で赤外線センサが乗員の身体を検出していないと判定されるとステップＳ８５に進み、タイマが作動中か否かを判定する。ステップＳ８５が肯定され、あるいはステップＳ８２でＩＲフラグオンと判定されるとステップＳ８６に進み、ステップＳ８５が否定されるとステップＳ９０に進む。ステップＳ８６ではタイマスタートから所定時間ｔを経過したか否かを判定する。ここで、所定時間ｔは、例えば助手席乗員が腕を伸ばしてから操作スイッチ２２を操作するまでに要する時間に設定される。ステップＳ８６で所定時間ｔ経過と判定されるとステップＳ８７に進み、所定時間ｔ経過ではないと判定されるとステップＳ９０に進む。ステップＳ８７ではＩＲフラグをオフし、ステップＳ９０に進む。
【００２４】
図８は、温度調節スイッチ２２Ｂが操作された場合のコントローラ２０における割り込み処理を示すフローチャートである。ステップＳ１０１では割り込み処理を行うコントローラ２０の動作状態、例えばコントローラ２０内部のレジスタの値をメモリに退避する。ステップＳ１０２では温度調整スイッチ２２Ｂの操作信号を読み込む。次いで、ステップＳ１０３でＩＲフラグがオンか否かを判定し、ＩＲフラグオフと判定されるとステップＳ１０４に進み、ＩＲフラグオンと判定されるとステップＳ１０５に進む。
【００２５】
ステップＳ１０４では、温度調整スイッチ２２Ｂの操作に応じて運転席側の設定温度を変更する。ステップＳ１０５では、温度調整スイッチ２２Ｂの操作に応じて助手席側の設定温度を変更し、ステップＳ１０６でＩＲフラグをオフする。ステップＳ１０７ではステップＳ１０１でメモリに退避させた情報をレジスタ上に復帰させ、割り込み処理を終了する。
【００２６】
図９は、モードスイッチ２２Ａが操作された場合のコントローラ２０における割り込み処理を示すフローチャートである。なお、図８と同一の箇所には同一の符号を付し、その相違点を説明する。ステップＳ１０１でレジスタの値を退避するとステップＳ１１２に進み、モードスイッチ２２Ａの操作信号を読み込む。そして、ステップＳ１０３でＩＲフラグがオフと判定されるとステップＳ１１４に進み、モードスイッチ２２Ａの操作に応じて運転席側の吹出モードを変更する。ＩＲフラグがオンと判定されるとステップＳ１１５に進み、モードスイッチ２２Ａの操作に応じて助手席側の吹出モードを変更する。
【００２７】
次に、本発明の実施の形態の動作をより具体的に説明する。
（１）運転者による操作
運転者がコントロールパネル２０のスイッチ２２を操作する場合、運転者の腕はスリット２３の前面を横切らないため、赤外線センサ２５により乗員の身体は検出されず、ＩＲフラグはオフとなる。ＩＲフラグがオフ状態では、運転席側用アクチュエータ６１〜６３と運転席側および助手席側共通のアクチュエータ２,２１,６７,６８が駆動可能である。ここで、例えば運転者が温度調整スイッチ２２Ｂを操作するとその操作に応じて運転席側の設定温度が変更され（ステップＳ１０４）、これに伴い運転席側の目標吹出温度が変化する。目標吹出温度が変化するとアクチュエータ６１の駆動により運転席側エアミックスドア９Ａの開度が変更され、運転席側の吹出口から送風される空調風の温度が変更される。
【００２８】
このときモードスイッチ２２Ａが操作されていない自動空調モードであれば、目標吹出温度に応じてアクチュエータ６２,６３,６７が駆動され、吹出口のドア１１Ａ,１２Ａ,１３が開閉される。これにより運転席側のエアミックスドア９Ａの開度だけでなく吹出モードも同時に変更される。モードスイッチ２２Ａを操作するとその操作に応じてアクチュエータ６２,６３,６７が駆動され、ドア１１Ａ,１２Ａ,１３が開閉される（ステップＳ１１４）。これにより運転席側の吹出モードが任意に変更される。
【００２９】
（２）助手席乗員による操作
助手席乗員がコントロールパネル２０のスイッチ２２を操作する場合、図３に示すように助手席乗員の腕部がスリット２３の前面の赤外線検出領域（斜線）を横切る。これは赤外線センサ２５により検出され、ＩＲフラグはオンとなる（ステップＳ８３）。ＩＲフラグがオン状態では、助手席側用アクチュエータ６４〜６６と運転席側および助手席側共通のアクチュエータ２,２１,６７,６８が駆動可能である。ここで、例えば助手席乗員が温度調整スイッチ２２Ｂを操作するとその操作に応じて助手席側の設定温度が変更され（ステップＳ１０５）、これに伴い助手席側の目標吹出温度が変化する。目標吹出温度が変化するとアクチュエータ６４の駆動により助手席側エアミックスドア９Ｂの開度が変更され、助手席側の吹出口から送風される空調風の温度が変更される。
【００３０】
このときモードスイッチ２２Ａが操作されていない自動空調モードであれば、目標吹出温度に応じてアクチュエータ６５〜６７が駆動され、吹出口のドア１１Ｂ,１２Ｂ,１３が開閉される。これにより助手席側のエアミックスドア９Ｂの開度だけでなく吹出モードも同時に変更される。モードスイッチ２２を操作するとその操作に応じてアクチュエータ６５〜６７が駆動され、ドア１１Ｂ,１２Ｂ,１３が開閉される（ステップＳ１１５）。これより助手席側の吹出モードを任意に変更することができる。
【００３１】
助手席乗員による操作によってＩＲフラグが一旦オンすれば、所定時間ｔが経過するまでフラグオン状態を保つ（ステップＳ８６→ステップＳ９０）。これにより赤外線検出領域を乗員の腕部が横切った後、所定時間ｔ内であれば赤外線検出領域に乗員の腕部がなくても、例えば運転席側の操作によっても、助手席側の設定温度および吹出モードを変更することができる。
【００３２】
温度調整スイッチ２２Ｂ、モードスイッチ２２Ａの操作が終了するとＩＲフラグがオフする（ステップＳ１０６）。これにより助手席側乗員の操作が終了すると、所定時間ｔを待たなくても運転者の操作により運転席側の空調を変更することができる。なお、運転席側および助手席側の設定温度と吹出モードおよびブロアファン速度はディスプレイ２１に随時表示される（ステップＳ９０）。これにより乗員は運転席側および助手席側の空調状態を認識することができる。
【００３３】
以上説明した本実施の形態によれば以下のような効果を奏する。
（１） コントロールパネル２０の助手席側端部に赤外線センサ２５を配置し、赤外線センサ２５により助手席乗員の操作が検出されるとその操作に応じて助手席側の空調を変更するようにした。これにより空調指令用部材を運転席側と助手席側に別々に設ける必要がなく部品点数を削減してコストを低減することができるとともに、コントロールパネル２０を小型化することができ、造形自由度を大きくすることができる。
（２） 助手席乗員の操作を赤外線センサ２５により検出するので、検出装置を安価に構成することができる。
（３） 運転席側と助手席側の空調操作を選択するための選択用操作部材（選択スイッチなど）を別途設ける必要がない。したがって空調操作を行うたびに選択用操作部材を操作する必要がなく、煩雑な操作が不要である。
（４） 赤外センサ２５をコントロールパネル２０の助手席側に配置し、助手席乗員の操作を赤外線センサ２５で検出するようにしたので、１つの赤外線センサ２５の出力結果に応じて運転席側および助手席側のいずれの操作かを判定することができる。
（５） 赤外線センサ２５により助手席乗員の操作が検出されると所定時間ｔだけ選択スイッチ２２の操作によって助手席側の空調を変更可能としたので、助手席乗員の腕部が赤外線検出領域を横切った状態を保持しなくても、助手席側の空調を変更することができる。
【００３４】
以上では、助手席側乗員の操作によって助手席側の空調を変更するようにしたが、助手席側乗員の操作だけでなく運転席側乗員の操作によって助手席側の空調を変更可能としてもよい。この場合、例えば図１０に示すようにコントロールパネル２０の運転席側端部にデュアルスイッチ２７を設ける。そして、デュアルスイッチ２７のオフ時には、上述したのと同様、赤外線センサ２５の出力があったときだけ助手席側空調用のアクチュエータ９Ｂ,１１Ｂ,１２Ｂを駆動する。デュアルスイッチ２７のオン時には空調の左右独立制御を解除し、赤外線センサ２５の出力とは無関係に選択スイッチ２２の操作に応じて運転席側と助手席側空調用のアクチュエータ９Ａ,９Ｂ,１１Ａ,１１Ｂ,１２Ａ,１２Ｂを同時に駆動する。これにより左右の空調風の吹出を均一にすることができる。
【００３５】
なお、上記実施の形態において、一対の空気通路７Ａ,７Ｂ，エアミックスドア９Ａ,９Ｂ，ベントドア１１Ａ,１１Ｂ，およびフットドア１２Ａ,１２Ｂを有する空調ユニット１００により独立調整装置を構成し、設定温度と吹出モードを左右独立制御するようにしたが、設定温度と吹出モード以外を左右独立制御するようにしてもよい。赤外線センサ２５により乗員の腕部の有無を検出し、赤外線センサ２５からの信号によりＩＲフラグをオンオフさせて運転席側および助手席側乗員のいずれによる操作かを判定するようにしたが、他のセンサ（例えば超音波センサ）により乗員の腕部の有無を検出してもよい。腕部検出センサとしての赤外線センサ２５をコントロールパネル２０の助手席側にのみ設けたが、運転席側にのみ設けてもよく、助手席側と運転席側の両方に設けてもよい。空調の左右独立制御を解除する指令部材としてコントロールパネル２０の運転席側端部にデュアルスイッチ２７を設けたが、コントロールパネル以外にデュアルスイッチ２７を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置の概略構成を示す図。
【図２】本実施の形態に係わる車両用空調装置を構成する空調指令用のコントロールパネルの正面図。
【図３】図２のコントロールパネルの取付を示す車室内の斜視図。
【図４】図２のコントロールパネルに設けられたスリット部の側方断面図。
【図５】本実施の形態に係わる車両用空調装置の制御系を示すブロック図。
【図６】本実施の形態に係わるコントローラで実行されるメイン処理の一例を示すフローチャート。
【図７】図６の処理の一部詳細を示す図。
【図８】本実施の形態に係わるコントローラで実行される割り込み処理の一例を示すフローチャート。
【図９】本実施の形態に係わるコントローラで実行される割り込み処理の別の例を示すフローチャート。
【図１０】図２の変形例を示す図。
【符号の説明】
７Ａ,７Ｂ 通路 ９Ａ,９Ｂ エアミックスドア
１１Ａ,１１Ｂ ベントドア １２Ａ,１２Ｂ フットドア
１３ デフドア ２０ コントロールパネル
２２Ａ モードスイッチ ２２Ｂ 温度調節スイッチ
２３ スリット ２５ 赤外線センサ
２７ デュアルスイッチ ５０ 空調コントローラ
１００ 空調ユニット

Claims (5)

1. 運転席側および助手席側の空調状態を互いに独立に制御することが可能な独立調整装置と、
   運転席と助手席の間に設けられ、乗員の操作によって運転席側および助手席側の空調状態をそれぞれ指令する複数の操作部材が配置されたコントロールパネルと、
   少なくともコントロールパネルの運転席側および助手席側の一方に配置され、前記複数の操作部材の側方に上下方向に開口されたスリットを介してその前面の乗員の腕部の有無を検出する赤外線センサと、
   前記赤外線センサの検出結果に基づいて運転席側および助手席側乗員のいずれによる前記コントロールパネルの操作かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により運転席側乗員による操作と判定されると、その操作に応じて運転席側の空調を制御し、助手席側乗員による操作と判定されると、その操作に応じて助手席側の空調を制御する空調制御手段とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１に記載の車両用空調装置において、
   前記判定手段は、前記赤外線センサにより乗員の腕部が検出されると、所定時間だけ助手席側乗員または運転席側乗員による操作と判定することを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項１または２に記載の車両用空調装置において、
   前記スリットは、前記複数の操作部材の最上部から最下部にかけて設けられ、
   このスリットの奥方に集光レンズを介して前記赤外線センサが配設されることを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項記載の車両用空調装置において、
   前記赤外線センサは、前記コントロールパネルの助手席側に配置されることを特徴とする車両用空調装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項記載の車両用空調装置において、
   空調状態の独立制御の解除を指令する指令部材を備え、
   前記空調制御手段は、前記指令部材が操作されると前記コントロールパネルの操作に応じて運転席側および助手席側の空調を同時に制御することを特徴とする車両用空調装置。

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