JP4547626B2 - 車両用空調制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、バス用又は鉄道用車両の空調制御装置に関する。

従来のバス用や鉄道用車両等の比較的広い車両空間を有する車両においては、空調装置によって車両空間内全体の温度レベルを高低することは可能であるが、車両空間が広いために空間全体を均一な温度とすることが困難である。例えば、車両空間内のうち乗客の密集するエリアでは温度が高くなり、逆に乗客の少ないエリアでは温度が低くなる等、車両空間内の温度分布に偏りが生じてしまうことがあり、全ての乗客が快適な温感を得ることができない場合が多い。

このため、特許文献１では、各座席に着座する乗客が任意に暖房設定を行なうことができるスイッチを設ける技術が開示されている。また、特許文献２では、日射方向と空調装置の装置負荷に応じて空調気流量を調整する技術が開示されている。特許文献３では、乗客の数に基づいて空調気流量を調整する技術が開示されている。

特開平３−２９５７１５号公報 特開平１１−２４５６５１号公報 特開平１０−２３０７３１号公報

ところが、特許文献２及び３の空調装置では、空調調整のためのパラメータが乗客数や日射方向等であるため、いずれも乗客個々に応じた最適な温感を与えるものではなく、あくまで車両空間内の温度の均一化を測ることが目的とされている。また、特許文献１では、乗客にスイッチ操作を強いる構成であるため、降車時に暖房設定を切り忘れて無駄な暖房設定が解除されなかったり、いたずら操作の可能性がある等の問題を生ずる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、乗客に操作を強いることなく、乗客個々に対して最適な温感を与えることができる車両用空調制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の車両用空調制御装置は、バス用又は鉄道用車両内の座席配列に対応して設けられた、空調気流を吹き出す複数の吹出し口と、複数の吹出し口に対応して設けられ、座席に着座する乗客の体表面温度を検出する非接触式の温度検出部と、温度検出部とは異なる複数の空調用検出部の検出結果に基づいて基本吹出し温度を算出するとともに、温度検出部による検出結果に基づいて乗客の有無を判定し、乗客無しと判定された温度検出部に対応する吹出し口から吹き出される空調気流の温度を、基本吹出し温度に基づいて制御する一方で、乗客有りと判定された温度検出部に対応する吹出し口から吹き出される空調気流の温度を、該吹出し口に対応する温度検出部が検出する体表面温度に基づいて算出される環境補正量によって基本吹出し温度を補正した温度に基づいて制御する空調気流の温度制御と、温度検出部とは異なる複数の空調用検出部の検出結果に基づいて基本吹出し風量を算出するとともに、温度検出部による検出結果に基づいて乗客の有無を判定し、乗客無しと判定された温度検出部に対応する吹出し口から吹き出される空調気流の風量を、基本吹出し風量に基づいて制御する一方で、乗客有りと判定された温度検出部に対応する吹出し口から吹き出される空調気流の風量を、該吹出し口に対応する温度検出部が検出する体表面温度に基づいて算出される環境補正量によって基本吹出し風量を補正した風量に基づいて制御する空調気流の風量制御とのいずれか又は両方を実行する空調気流状態制御手段と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、バスや電車等の広い車両空間を有する車両において、座席に着座した乗客の表面温度に応じて空調気流の温度や風量が調整され、調整された空調気流が乗客に向けて吹き出される。このため、各座席に座る乗客は、自身の体感温度に合わせて調整された空調気流を受けることができるため、乗客の操作に依存することなく、乗客個々に対して最適な空調気流を吹き出すことができる。

また、座席に対し、吹出し口を一対一に対応付けて設けることができる。これにより、座席に着座する乗客毎にそれぞれ最適な空調気流を吹出すことができる。

また、座席に対し、温度検出部を一対一に対応付けて設けることができる。これにより、座席に着座する乗客毎の体表面温度を検出することができるから、座席に着座する乗客毎にそれぞれ最適な空調気流を吹出すことができる。

本発明の車両用空調制御装置における空調気流は、冷風用ダクトからの冷風と温風用ダクトからの温風とがダクト合流部において混合されて吹出し口から吹き出されるように構成されるとともに、該ダクト合流部には、冷風と温風との混合比率を調整する混合比率調整部が設けられており、空調気流状態制御手段は、混合比率調整部における冷風と温風との混合比率を調整することにより、空調気流の温度制御を行なうことができる。

上記構成によれば、吹出し口から吹き出される空調気流の温度を混合比率調整部の制御によって調整することができるため、最適な温度の空調気流を座席に着座する乗客に提供することができる。

本発明の車両用空調制御装置における車両の進行方向の座席配列に沿って設けられた通路の通路空間に対して空調気流を吹き出す複数の通路用吹出し口と、通路空間の温度分布を検出する非接触式の温度分布検出部と、を備え、空調気流状態制御手段は、通路用吹出し口から吹き出される空調気流の温度及び風量のいずれか又は両方を、温度分布検出部が検出する温度分布に基づいて制御するものとすることができる。

上記構成によれば、通路空間の温度分布を検知することができるから、該空間において高い温度が検出された領域に対して他の領域よりも低い温度となるように空調気流を吹き出し、低い温度が検出された領域に対して他の領域よりも高い温度となるように空調気流を吹き出すことができるため、通路空間に立つ乗客に対しても最適な空調気流を与えることができる。

また、温度分布検出部は、複数の赤外線検出素子をマトリクス状に配列されてなるマトリクスＩＲセンサとすることができる。これにより、通路空間を予め定められた領域に区切り、区切られた領域毎に赤外線検出素子を対応させるようにすることで、それら領域に存在する乗客の表面温度を検出し、その領域毎に最適な空調気流を、その領域に対応する適切な吹出し口から吹き出すことができる。

本発明の車両用空調制御装置における空調気流状態制御手段は、温度検出部による温度検出結果に基づいて乗客の有無を判定し、乗客が検出されなかった温度検出部に対応する吹出し口の風量を、乗客を検出した温度検出部に対応する吹出し口の風量よりも小さく設定する風量抑制制御手段を備えることができる。

上記構成によれば、車両内に乗客がほとんどいない場合には、乗客の存在する車両空間に対してのみ最適な空調気流を提供することができ、その他の空間に対しては空調気流の風量を下げる等、無駄なエネルギーの浪費を抑制することができる。

以下、本発明の車両用空調制御装置の一実施例を、図面を用いて説明する。

図１、図２、及び図３は、バス車両（以下、車両と略す）に本発明の車両用空調制御装置を適用した場合の、車両内の通風系及び制御系の構成を簡略的に示す図である。なお、本発明の車両用空調制御装置は鉄道用車両に適用することもできる。

本実施例の車両１の内部の窓側には、各座席１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ・・・に向けて空調気流を吹き出す座席用吹出し口として、足下吹出し口２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ・・・と、天井吹出し口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ・・・とが、各座席１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄにそれぞれ対応付けて設けられている（符号の最終文字である小文字の一致によって座席と吹出し口との対応関係が示されている）。また、各座席１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ・・・に乗客が着座した場合の顔が位置すると推定される予め定められた領域を検出対象領域とし、その座席に着座した乗客の顔からの放射赤外線量を検出することができる赤外線検出素子を１つ有する単眼のＩＲセンサ（赤外線温度センサ：本発明の温度検出部）１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ・・・が、各座席１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄにそれぞれ対応付けて設けられている（符号の最終文字である小文字の一致によって座席と吹出し口との対応関係が示されている）。本実施例のＩＲセンサ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ・・・には、例えば、非接触で個々の物体から放射される赤外線を受けると、そのエネルギー量に応じた熱起電力を発生するサーモパイルを用いることができ、本実施例ではそのうちの単眼タイプのものを採用している。これにより、検出対象領域内の車両室内面（内装面やガラス内面）や乗客等から放射されるエネルギー絶対量（表面温度）が検出されるとともに、その検出結果が空調ＥＣＵ１００に出力される。

また、車両１内には、車両の進行方向に沿って歩行通路２が設けられている。その歩行通路２上の通路空間２ａに向けて空調気流を吹き出す通路用吹出し口２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ・・・が設けられている。図２に示すように、通路空間２ａは複数の領域に区分されており、通路用吹出し口２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ・・・は、区分された通路空間２０１、２０２、２０３、２０４・・・に対し、この順で対応付けて設けられている。また、車両１の歩行通路２の真上に当たる天井には、複数の赤外線検出素子がマトリクス状に配列されてなるマトリクスＩＲセンサ（赤外線温度センサ：本発明の温度分布検出部）１９ａ，１９ｂ・・・が設けられている。これらマトリクスＩＲセンサ１９ａ，１９ｂ・・・の赤外線検出素子は、複数の領域に区分された歩行通路２上の複数の通路空間２ａのうち、予め定められた空間を検出対象領域とし、その領域毎の放射赤外線量（例えば、検出対象領域内に存在する乗客等からの放射赤外線量）を検出することが可能とされている。本実施例のマトリクスＩＲセンサ１９ａでは、赤外線検出素子１９１ａ、１９２ａ、１９３ａ、１９４ａ、１９５ａ、１９６ａが、通路空間２０１、２０２、２０３、２１１、２１２、２１３に対し、この順で対応するように構成されている。マトリクスＩＲセンサ１９ｂも同様であり、赤外線検出素子が歩行通路２上の通路空間２ａのうち、予め定められた空間を検出対象領域として構成されている。本実施例のＩＲセンサ１９ａ、１９ｂ・・・には、例えば、非接触で個々の物体から放射される赤外線を受けると、そのエネルギー量に応じた熱起電力を発生するサーモパイルのうち、検出エリアを細分化した多素子タイプのものを採用することができる。これにより、検出対象領域となる通路空間内の車両室内面（内装面やガラス内面）や乗客等から放射されるエネルギー絶対量（表面温度）が、区分された複数の通路空間２ａ毎に検出されるとともに、その検出結果が空調ＥＣＵ１００に出力される。

図１に示すように、足下吹出し口２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ・・・と、天井吹出し口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ・・・と、通路用吹出し口２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ・・・とからは、それぞれ冷風用ダクト４１と温風用ダクト４２から供給される冷風及び温風を混合した空調気流が、車両空間内に向けて吹き出される。冷風用ダクト４１内の冷風は、内気吸込み口５１又は外気吸込み口５２からブロアファン５４の駆動によって吸い込んだ空気をエバポレータ５５によって冷却されたものであり、温風用ダクト４２内の温風は、エバポレータ５５によって冷却された空気をヒータコア５７によって暖められたものである。

エバポレータ５５は、図示されないコンプレッサ、コンデンサ、レシーバ、膨張弁とともに周知の冷凍サイクルをなす冷却用熱交換器として構成されている。このエバポレータ５５によって冷却された冷風はバルブ７１を介して冷風用ダクト４１内に流入し、ヒータコア５７によって暖められた温風はバルブ７２を介して温風用ダクト４２内に流入する。

エバポレータ５５の直後にはエバポレータ５５通過後の空気温度を検出するエバポレータ温度センサ５６が設けられ、さらにエアミックスダンパー５８によって、エバポレータ５５通過後の空気がヒータコア５０３側の経路に流れるものとヒータコア５７を通らない経路に流れるものとに分けられる。エアミックスダンパー５８は、その開度によってそれぞれの経路に流れる空気の量を調整する。ヒータコア５７側の経路とヒータコア５７を通らない経路を通過した空気は混合され、図示されない運転席の足元吹出し口や、運転手上半身に向けて吹出されるフェイス吹出し口、デフロスタ吹出し口（図中の「ＤＥＦ」）等から選択的に吹き出される。

吸込口切替ダンパー５３は、内気吸込み口５１を全開・外気吸込み口５２を全閉とする内気モードと、内気吸込み口５１を全閉・外気吸込み口５２を全開とする外気モードと、内気吸込み口５１及び外気吸込み口５２の開度をそれぞれ５０％とする半内規モードとに設定可能とされている。

図４は、足下吹出し口の内部構造を簡略的に示す図であり、ここでは足下吹出し口２０ａの構造を示している。なお、他の足下吹出し口も同様の構造を有する。足下吹出し口２０ａから吹き出される空調気流は、冷風用ダクト４１の冷風と温風用ダクト４２の温風が分岐ダクト４１０ａ、４２０ａを介して合流部４３０ａにおいて混合され、その混合風が出力側ダクト４４０ａを介して足下吹出し口２０ａに到達し、車両空間内部に吹き出される。合流部４３０ａには、分岐ダクト４１０ａ、４２０ａから合流部４３０ａに流入する冷風と温風との混合比率を調整する混合比率調整部としてダンパー３２ａが設けられ、出力側ダクト４４０ａには、吹出し口２０ａの吹出し風量を調整する風量調整部としてファン６２ａが設けられる。

ダンパー３２ａは、冷風又は温風が分岐ダクト４１０ａ、４２０ａから合流部４３に流れ込むための流入口開度を決定する開度調整用ダンパーであり、モータ３１０ａによって回転軸３２０ａが回転駆動し、その開度が決定される。モータ３１０ａは、図示されない駆動電源からの電源供給を受け、モータ駆動部３１ａからの駆動信号に基づいて駆動するものであり、モータ駆動部３１ａは後述する空調ＥＣＵ１００によって制御される。これにより、吹出し口２０ａから吹き出される気体の温度が決定される。

ファン６２ａは、吹出し口２０ａの手前に設けられ、モータ６１０ａによって回転駆動する。モータ６１０ａは、図示されない駆動電源からの電源供給を受け、モータ駆動部６１ａからの駆動信号に基づいて駆動するものであり、モータ駆動部６１ａは後述する空調ＥＣＵ１００によって制御される。これにより、吹出し口２０ａから吹き出される気体の風量が決定される。

図５は、天井吹出し口及び通路用吹出し口の内部構造と、座席用ＩＲセンサ及び通路用ＩＲセンサの構成を示す図であり、ここでは、天井吹出し口２１ａ、通路用吹出し口２２ａの内部構造、及びＩＲセンサ１８ａ、１９ａの構成が示されている。なお、他の天井吹出し口及び通路用吹出し口の構造、座席用ＩＲセンサ及び通路用ＩＲセンサの構成も同様である。天井吹出し口２１ａ及び通路用吹出し口２２ａは、上記の足下吹出し口２０ａと同様の構造をなしており、天井吹出し口２１ａから吹き出される空調気流は、冷風用ダクト４１の冷風と温風用ダクト４２の温風が分岐ダクト４１１ａ、４２１ａを介して合流部４３１ａにおいて混合され、その混合風が出力側ダクト４４１ａを介して天井吹出し口２１ａに到達し、車両空間内部に吹き出される。通路用吹出し口２２ａから吹き出される空調気流は、冷風用ダクト４１の冷風と温風用ダクト４２の温風が分岐ダクト４１２ａ、４２２ａを介して合流部４３２ａにおいて混合され、その混合風が出力側ダクト４４２ａを介して通路用吹出し口２２ａに到達し、車両空間内部に吹き出される。合流部４３１ａ、４３２ａには混合比率調整部としてダンパー３６ａ、３４ａが設けられ、出力側ダクト４４１ａ、４４２ａには風量調整部としてファン６６ａ、６４ａが設けられる。また、座席１０ａに対応して設けられる単眼のＩＲセンサ１８ａは吹出し口２１ａ、２２ａ周辺の車両壁面周辺に設けられ、マトリクスＩＲセンサ１９ａは車両の歩行通路２上の天井に設けられている。

ダンパー３４ａ、３６ａは、上記ダンパー３２ａと同様の開度調整用ダンパーであり、モータ３３０ａ、３５０ａによって回転軸３４０ａ、３６０ａが回転駆動して、それぞれのダンパーの開度が決定される。モータ３３０ａ、３５０ａは、図示されない駆動電源からの電源供給を受け、モータ駆動部３３ａ、３５ａからの駆動信号に基づいてそれぞれ駆動するものであり、モータ駆動部３３ａ、３５ａは後述する空調ＥＣＵ１００によって制御される。これにより、吹出し口２１ａ、２２ａから吹き出される気体の温度が決定される。

ファン６４ａ、６６ａは、それぞれが吹出し口２１ａ、２２ａの手前に設けられ、モータ６３０ａ、６５０ａによって回転駆動する。モータ６３０ａ、６５０ａは、図示されない駆動電源からの電源供給を受け、それぞれモータ駆動部６３ａ、６５ａからの駆動信号に基づいて駆動するものであり、モータ駆動部６３ａ、６５ａは後述する空調ＥＣＵ１００によって制御される。これにより、吹出し口２１ａ、２２ａから吹き出される気体の風量が決定される。

ＩＲセンサ１８ａ、１９ａは、それぞれが有する赤外線素子毎に検出された検出結果を空調ＥＣＵ１００に入力する。なお、座席用のＩＲセンサ（本実施例の単眼ＩＲセンサ）の設置位置は、少なくとも座席に着座する乗客の顔を検出対象領域とすることができれば特に限定はされないが、着座する乗客の顔の横顔、さらに望ましくは顔の正面が検出対象領域となる位置に設置されることが望ましい。また、着座する乗客を窓方向に向けて捉えるように検出対象領域が定められていれば、検出される温度には日射量等の要素も付加されるため、より適切な空調気流を乗客に与えることができる。また、通路用ＩＲセンサ（本実施例のマトリクスＩＲセンサ）の設置位置は、少なくとも予め定められた通路空間２ａに存在する乗客の体表面温度を検出可能であれば特に制限はないが、通路に立つ乗客が向きやすい方向に設置することが望ましい。例えば、検出対象領域に対して前方側の天井部分に設けて、正面を向いた乗客の顔の正面を捉え易くしてもよいし、窓側の天井部に配置して窓側を向いた乗客の顔の正面を捉え易くしてもよく、これらは車両に応じて定めればよい。

なお、本実施例の車両１内には、図１〜図３に示すように、座席１０ａに乗客１１ａが着座し、通路空間２０３に乗客１１ｂが立っているため、単眼ＩＲセンサ１８ａが乗客１１ａの体表面温度を検出し、マトリクスＩＲセンサ１９ａの赤外線検出素子１９３ａが乗客１１ｂの体表面温度を検出している。

図６は、本実施例における車両用空調制御装置５００の電気的構成を示すブロック図である。車両用空調制御装置５００は、温度設定、風量設定等の各種空調設定を行なう入力操作部をなすＡ／Ｃパネル１１０と、日射量Ｔｓ・車室内温度Ｔｒ・車室外温度Ｔａｍ・エバポレータ５３の吹出空気温度Ｔｅ・エンジン冷却水温度Ｔｗ等の環境情報を検出する各種センサ２０１〜２０５と、単眼ＩＲセンサ（図ではＩＲと表示）１８ａ〜１８ｎと、マトリクスＩＲセンサ（図ではMatrix IRと表示）１９ａ〜１９ｎと、開度調整用ダンパーの駆動部をなすモータ駆動部（図ではＡ／Ｍダンパー駆動部と表示）３１１ａ〜３１５ｎと、ファンの駆動部をなすモータ駆動部６１２ａ〜６１６ｎと、吸込口切替駆動部３０１と、吹出口切替駆動部３０２とが接続されて構成される。

空調ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ１０１、ワークメモリ１０２ａ等を備えるＲＡＭ１０２、各種プログラムを記憶するＲＯＭ１０３、及びバスライン１０４を備え、このバスライン１０４に対して、第一の入力インターフェース回路（図では入力Ｉ／Ｆ回路１と表示）１０５、第二の入力インターフェース回路（図では入力Ｉ／Ｆ回路２と表示）１０６、Ａ／Ｃパネル１１０と接続するパネルインターフェース回路（図ではパネルＩ／Ｆと表示）１０７、出力インターフェース回路（図では出力Ｉ／Ｆ回路と表示）１０８、及び目標設定温度等を記憶する揮発性の外部記憶部（本実施例ではＥＥＰＲＯＭ）１９が接続されている。

第一の入力インターフェース回路１０５には、車両の室内に照射される日射量を検出する日射量Ｔｓを検出する日射センサ２０１、車室内温度Ｔｒを検出する内気温センサ２０２、車室外温度Ｔａｍを検出する外気温センサ２０３、エバポレータ５３の吹出空気温度Ｔｅを検出するエバポレータ温度センサ（図の冷媒温度センサと表示）２０４、及びエンジン冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ２０５が接続されるとともに、単眼ＩＲセンサ１８ａ〜１８ｎが接続され、各種検出信号が入力される。第二の入力インターフェース回路１０６には、マトリクスＩＲセンサ１９ａ〜１９ｎが接続され、各種検出信号が入力される。これらのセンサ２０１〜２０５は、車両に搭載される周知のセンサである。

出力インターフェース回路（図では出力Ｉ／Ｆ回路と表示）１０８には、吸込み口を内気吸込み口５１と外気吸込み口５２との間で切り替えるための吸込口切替ダンパー５３の駆動制御部（吸込口切替駆動部）３０１、足下吹出し口と天井吹出し口からの空調気流の吹き出しをＯＮ・ＯＦＦするためにバルブ７１，７２を駆動する吹出口切替駆動部３０２、足下吹出し口２０ａ〜２０ｎから吹き出される空調気流の温度を制御するために開度調整用ダンパー３２ａ〜３２ｎを駆動する開度調整用ダンパー駆動部（モータ駆動部）３１１ａ〜３１１ｎ、天井吹出し口２１ａ〜２１ｎから吹き出される空調気流の温度を制御するために開度調整用ダンパー３４ａ〜３４ｎを駆動する開度調整用ダンパー駆動部（モータ駆動部）３１３ａ〜３１３ｎ、通路用吹出し口２２ａ〜２２ｎから吹き出される空調気流の温度を制御するために開度調整用ダンパー３６ａ〜３６ｎを駆動する開度調整用ダンパー駆動部（モータ駆動部）３１５ａ〜３１５ｎ、吹出し口２０ａ〜２０ｎ，２１ａ〜２１ｎ，２２ａ〜２２ｎからの空調気流の風量を調整するためのファン６２ａ〜６２ｎ，６４ａ〜６４ｎ，６６ａ〜６６ｎを駆動するファン駆動部（モータ駆動部）６１２ａ〜６１２ｎ，６１４ａ〜６１４ｎ，６１６ａ〜６１６ｎが接続され、空調ＥＣＵ１００からそれぞれの駆動部への駆動信号が出力される。

Ａ／Ｃパネル１１０は、内気モード・外気モード・半内気モードを切り替える吸込み口切替スイッチや、客室内において空調気流の吹出し口を切り替える吹出し口切替スイッチ、空調のオート／マニュアルを切り替える切替スイッチ、風量操作スイッチ等を備えて構成される。また、車室内の設定温度（目標温度・希望温度）Ｔｓｅｔを設定する温度設定レバーを備えており、目標温度設定手段としても機能する。

ＲＯＭ１０３には、空調制御プログラム１０３ｂが格納されている。空調制御プログラム１０３ｂは、単眼ＩＲセンサ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ・・・によって、それら単眼ＩＲセンサに対応する座席に着座する乗客の体表面温度を検出し、その検出値に基づいて、その値を検出した単眼ＩＲセンサに対応する座席の吹出し口から吹き出される空調気流の風量及び温度の制御を実行し、さらに、マトリクスＩＲセンサ１９ａ、１９ｂ・・・によって、それらマトリクスＩＲセンサに対応する通路空間２ａに存在する乗客の体表面温度の分布を検出し、その検出値に基づいて、その値を検出したマトリクスＩＲセンサに対応する通路用吹出し口から吹き出される空調気流の風量及び温度を制御することで、車両内の乗客に応じた空調制御を実行するものである。本発明の空調気流状態制御手段は、ＣＰＵ１０１が空調制御プログラム１０３ｂを実行することで機能する。以下、図７に示すフローチャートを用いて、空調制御プログラム１０３ｂの流れを説明する。

まず、Ｓ１においてキー操作によってエンジンＯＮが検出された場合には、Ｓ２において、空調装置がＯＮとなっているかを判定し、空調がＯＦＦとされていればＳ１２に進む。空調がＯＮとされていればＳ３に進み、空調がＡＵＴＯとなっているかマニュアルとなっているか否かを判定する。マニュアルとされていた場合にはＳ１３に進み、空調装置における周知のマニュアル制御を開始する。空調がＡＵＴＯとされていた場合にはＳ４〜Ｓ８において、各種センサ２０１〜２０５の検出値をＣＰＵ１０１が読み出す。

Ｓ９では、読み出した検出値を用いて車両全体の必要吹出し温度（以下、基本吹出し温度という）ＴＡＯａｌｌと、必要吹出し風量（以下、基本吹出し風量という）を決定するファンの駆動電圧を算出する。この基本吹出し温度ＴＡＯａｌｌ及び基本吹出し風量は、ＩＲセンサの検出値によらない計算値であり、周知の下記ＴＡＯ計算式（１）によって得ることができる。
（１） ＴＡＯａｌｌ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ
ここで、Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓ、Ｃは定数（車両適合定数）である。得られた基本吹出し温度ＴＡＯａｌｌは、ＲＡＭ１０２の所定の記憶領域に記憶される。

基本吹出し風量を決定するファンの駆動電圧も、この基本吹出し温度ＴＡＯａｌｌとＲＯＭ１０３に記憶された特性図（図１２参照）により決定される。得られたファンの駆動電圧は、ＲＡＭ１０２の所定の記憶領域に記憶される。

本発明では、Ｓ１０において、この基本吹出し温度ＴＡＯａｌｌ及びファンの駆動電圧の値を算出するとともに、単眼ＩＲセンサまたはマトリクスＩＲセンサの検出値（表面温度）Ｔｉｒによって各吹出し口の環境補正量を算出し、その環境補正量によってＴＡＯａｌｌ及びＢＬＷａｌｌを補正して、各吹出し口の最適な空調出力条件（Ａ／Ｍダンパーの開度及びファンの駆動電圧）を決定する。

図８は、Ｓ１０において、各吹出し口個々におけるＡ／Ｍダンパーの開度とファンの駆動電圧を算出するフローを示している。まず、Ｓ２１において、各ＩＲセンサの検出値を取得する。ここでは、赤外線検出素子によって検出される赤外線エネルギー量の総量に基づいて得られる表面温度Ｔｉｒから、各ＩＲセンサの検出対象領域に乗客がいるか否かを判定する。これは、検出されるエネルギー量が予め定められた値以上であるか否かに基づいて行なわれる。マトリクスＩＲセンサの場合は、赤外線検出素子毎の検出値Ｔｉｒから、対応する検出対象領域に乗客がいるか否かを判定する。

Ｓ２２では、Ｓ２１における乗客の有無の判定結果に基づいて環境補正量を決定する。ここでは、図６の単眼のＩＲセンサ１を例にして、該ＩＲセンサ１に対応する吹出し口の環境補正量を示す。ＩＲセンサ１の検出結果が乗客有りであった場合、そのＩＲセンサ１に対応する吹出し口の環境補正量は、ＩＲセンサ１の検出値Ｔｉｒ１を用いた下記計算式（２）となる。
（２） Ｋｉｒ１×Ｔｉｒ１
Ｋｉｒ１は定数である。なお、乗客無しと判定されていた場合には、環境補正量は０とする。他の単眼のＩＲセンサ２〜ｎに対応する吹出し口の環境補正量も、ＩＲセンサ１と同様にしてそれぞれの検出値と定数とによって求める。マトリクスＩＲセンサ１〜ｎの場合は、それぞれの赤外線検出素子が検出する表面温度Ｔｍｉｒから、各赤外線検出素子の検出対象領域に乗客がいるか否かを判定し、各赤外線検出素子の検出結果が乗客有りであった場合、その各赤外線検出素子に対応する吹出し口の環境補正量を、ＩＲセンサ１と同様にして、それぞれの検出値と定数とによって求める。Ｓ２２では、このようにして全吹出し口の環境補正量を算出する。

このようにＳ２２において環境補正量が決定されると、Ｓ２３では、その環境補正量によって基本吹出し温度ＴＡＯａｌｌを補正して、各吹出し口の吹出し温度ＴＡＯｉｒを決定する。ここでは、ＩＲセンサ１に対応する吹出し口からの吹出し温度ＴＡＯｉｒ１を下記計算式（３）にて決定する。
（３） ＴＡＯｉｒ１＝ＴＡＯａｌｌ−Ｋｉｒ１×Ｔｉｒ１
そして、吹出し温度ＴＡＯｉｒ１を用いた下記計算式にて、吹出し口のＡ／Ｍダンパーの開度を下記計算式（４）によって決定する。
（４） Ａ／Ｍダンパーの開度（％）＝（ＴＡＯｉｒ−Ｔｅ）／（Ｔｗ−Ｔｅ）×１００
なお、他のＩＲセンサ２〜ｎに対応する吹出し口のＡ／Ｍダンパーの開度も、ＩＲセンサ１と同様にして求める。マトリクスＩＲセンサ１〜ｎの場合も同様に、各赤外線検出素子に対応する各吹出し口の吹出し温度ＴＡＯｉｒを、対応する環境補正量と基本吹出し温度ＴＡＯａｌｌとによって決定する。Ｓ２３では、このようにして全吹出し口の吹出し温度を決定する。

なお、上記計算式（３）で用いたエバポレータ５３の吹出空気温度Ｔｅ及びエンジン冷却水温度Ｔｗは、それぞれの値にコンプレッサやブロワ、ファン等の作動状態を加味して算出した値ＴＥＤ及びＴＷＤとすることが望ましい。

Ｓ２４では、算出された吹出し温度ＴＡＯｉｒとＲＯＭ１０３に記憶された特性図（図１２参照）により、各吹出し口に対応するファンの回転速度を算出して本処理を終了し、図７のＳ１１に進む。

Ｓ１１では、算出されたＡ／Ｍダンパー開度及びファン回転速度を設定し、それぞれの駆動部に対してその設定内容に基づくモータ駆動信号を送信する。Ｓ１２では、エンジンがＯＦＦされたか否かを判定して、ＯＦＦされていなければＳ２に戻り、上記処理を一定周期で繰り返す。ＯＦＦされた場合は、本プログラムを終了する。

以上、本発明の実施例を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、混合比率調整部は、ダンパーとして構成される以外に、分岐ダクトに電磁弁等を設けて合流部に流れ込む冷風及び温風の風量調整を行なうように構成して、冷風と温風の混合比率を調整してもよい。

また、上記実施例においては、吹出し口から吹出される空調気流の温度と風量の双方を制御しているが、空調気流の温度及び風量のいずれか一方を用いて行なうものであってもよい。例えば、図９及び図１０のように構成することで、ＩＲセンサの検出する乗客の表面温度に基づいて、そのＩＲセンサに対応する吹出し口から吹出される空調気流の風量を制御することが可能となる。これらの場合、冷風用と温風用のダクトを分けて設ける必要がないため、構成がシンプルとなるため、低コストでの実現が可能となる。空調気流の温度のみで行なう場合も同様である。また、図１１のように、ヒータを個々の吹出し口に設けてもよく、この場合も冷風用ダクトのみで構成することができるため、構成をシンプルにすることができる。

また、各吹出し口の吹出し温度ＴＡＯｉｒの算出において、乗客がいないと判定したＩＲセンサに対応する吹出し口の吹出し風量を、乗客がいると判定したＩＲセンサに対応する吹出し口の風量よりも弱めるようにすることができる。例えば、乗客がいないと判定したＩＲセンサに対応する吹出し口のファンに対しては、図１２の特性図から得られるファン駆動電圧に１以下の定数をかける処理を実行することで、乗客がいないエリアへの無駄な空調気流の吹き出しを行なわないようにすることができるから、無駄な消費電力を抑えることが可能となる。本発明の風量抑制制御手段は、ＣＰＵ１０１が上記処理を実行することで機能する。

本発明の車両用空調制御装置を採用した車両の内部構成を示す第一の図。 本発明の車両用空調制御装置を採用した車両の内部構成を示す第二の図。 本発明の車両用空調制御装置を採用した車両の内部構成を示す第三の図。 足下吹出し口周辺の通気系及び制御系の構成を示す図。 天井吹出し口及び通路用吹出し口周辺の周辺の通気系及び制御系の構成を示す 本発明の車両用空調制御装置の電気的構成を示すブロック図。 本発明における空調制御処理の流れを示すフローチャート。 各吹出し口のＡ／Ｍダンパー開度及びファン回転速度決定処理の流れを示すフローチャート。 本発明の車両用空調制御装置における第二実施例を採用した車両の内部構成を示す図。 本発明の車両用空調制御装置における第二実施例の電気的構成を示すブロック図。 本発明の車両用空調制御装置における第三実施例を採用した車両の内部構成を示す図。 ファン駆動電圧を決定する特性図。

符号の説明

１ 車両
２ 通路
２ａ 通路空間
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ・・・ 座席
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ・・・ 単眼ＩＲセンサ（温度検出部）
１９ａ・・・ マトリクスＩＲセンサ（温度分布検出部）
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ・・・ 足下吹出し口（吹出し口）
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ・・・ 天井吹出し口（吹出し口）
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ・・・ 通路側吹出し口（吹出し口）
１００ 車両用空調制御装置
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ・・・ 開度調整用ダンパー（混合比率調整部）
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ・・・ 開度調整用ダンパー（混合比率調整部）
３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ・・・ 開度調整用ダンパー（混合比率調整部）
６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ・・・ ファン（風量調整部）
６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ・・・ ファン（風量調整部）
６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄ・・・ ファン（風量調整部）
１００ 空調ＥＣＵ
１１０ Ａ／Ｃパネル
５００ 車両用空調制御装置

Claims (7)

1. バス用又は鉄道用車両内の座席配列に対応して設けられた、空調気流を吹き出す複数の吹出し口と、
   複数の前記吹出し口に対応して設けられ、前記座席に着座する乗客の体表面温度を検出する非接触式の温度検出部と、
   前記温度検出部とは異なる複数の空調用検出部の検出結果に基づいて基本吹出し温度を算出するとともに、前記温度検出部による検出結果に基づいて乗客の有無を判定し、乗客無しと判定された前記温度検出部に対応する前記吹出し口から吹き出される前記空調気流の温度を、前記基本吹出し温度に基づいて制御する一方で、乗客有りと判定された前記温度検出部に対応する前記吹出し口から吹き出される前記空調気流の温度を、該吹出し口に対応する前記温度検出部が検出する前記体表面温度に基づいて算出される環境補正量によって前記基本吹出し温度を補正した温度に基づいて制御する空調気流の温度制御と、前記温度検出部とは異なる複数の空調用検出部の検出結果に基づいて基本吹出し風量を算出するとともに、前記温度検出部による温度検出結果に基づいて乗客の有無を判定し、乗客無しと判定された前記温度検出部に対応する前記吹出し口から吹き出される前記空調気流の風量を、前記基本吹出し風量に基づいて制御する一方で、乗客有りと判定された前記温度検出部に対応する前記吹出し口から吹き出される前記空調気流の風量を、該吹出し口に対応する前記温度検出部が検出する前記体表面温度に基づいて算出される環境補正量によって前記基本吹出し風量を補正した風量に基づいて制御する空調気流の風量制御とのいずれか又は両方を実行する空調気流状態制御手段と、
   を備えることを特徴とする車両用空調制御装置。
2. 前記座席に対し、前記吹出し口が一対一に対応付けて設けられる請求項１記載の車両用空調制御装置。
3. 前記座席に対し、前記温度検出部が一対一に対応付けて設けられる請求項１又は請求項２記載の車両用空調制御装置。
4. 前記空調気流は、冷風用ダクトからの冷風と温風用ダクトからの温風とがダクト合流部において混合されて前記吹出し口から吹き出されるように構成されるとともに、該ダクト合流部には、前記冷風と前記温風との混合比率を調整する混合比率調整部が設けられており、
   前記空調気流状態制御手段は、前記混合比率調整部における前記冷風と前記温風との混合比率を調整することにより、前記空調気流の温度制御を行なう請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用空調制御装置。
5. 前記車両の進行方向の前記座席配列に沿って設けられた通路の通路空間に対して空調気流を吹き出す複数の通路用吹出し口と、
   前記通路空間の温度分布を検出する非接触式の温度分布検出部と、を備え、
   前記空調気流状態制御手段は、前記通路用吹出し口から吹き出される前記空調気流の温度及び風量のいずれか又は両方を、前記温度分布検出部が検出する前記温度分布に基づいて制御するものである請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用空調制御装置。
6. 前記温度分布検出部は、複数の赤外線検出素子がマトリクス状に配列されてなるマトリクスＩＲセンサである請求項５記載の車両用空調制御装置。
7. 前記空調気流状態制御手段は、前記温度検出部による温度検出結果に基づいて乗客の有無を判定し、乗客が検出されなかった前記温度検出部に対応する吹出し口の風量を、乗客を検出した前記温度検出部に対応する吹出し口の風量よりも小さく設定する風量抑制制御手段を備える請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の車両用空調制御装置。

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