JP4985486B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車室内の温度を乗員が希望する設定温度に制御する車両用空調装置に関する。

従来、車両用空調装置として、特許文献１記載のものが知られている。特許文献１記載の車両用空調装置は、車室内のうち、前席の左右、及び後席の左右に位置する領域をそれぞれ独立して空調制御するための空調制御手段が設けられている。空調制御手段は、外気温センサ、冷却水温度センサ、車両前後に配設された２つの日射センサ、車両前後に配設された２つの内気温センサ、２つの蒸発器温度センサ、及び非接触温度センサにより検出された情報が入力され、その情報に基づいて空調制御を行う。
特開２００７−２９０４５１号公報

しかし、特許文献１記載のものは、領域をそれぞれ独立して空調制御するために、９つのセンサを要する。よって、制御対象の温度である内気温度を検出する内気温センサを含め、多数のセンサを設けるために、コストがかかるといった問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、少ないセンサ数で、領域ごとに快適な車室内空間を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、車両の後席領域の制御対象である温度を検出するセンサを用いずに、後席領域に快適な空調を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、車両の前席、及び後席の内気温度を検出するセンサを用いずに、領域ごとに快適な空調を提供することにある。

本発明に係る車両用空調装置は、車内の第１領域のうち乗員の着座位置に相当する第１着座領域の表面温度と、第１領域のうち壁面の位置に相当する第１壁面領域の表面温度と、第１領域とは異なる第２領域のうち乗員の着座位置に相当する第２着座領域の表面温度とを検出する非接触温度センサと、第１領域の熱的状態と第２領域の熱的状態との相違を補正値として算出する補正値算出手段と、非接触温度センサによる検出値と、補正値とに基づいて、第２領域の空調制御における制御対象である非検出な温度に相当する第２領域の制御温度を推定する制御温度推定手段と、第２領域の制御温度の推定値に基づいて、第２領域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。

これにより、制御対象である温度を検出するセンサを設けることなく、非検出な第２領域の制御温度推定値を推定することが可能となる。ここで制御温度推定値とは、空調制御における制御対象の温度に相当する。よって、第１領域より検出が不十分な第２領域における快適な空調を制御することが可能となる。

さらに、制御温度推定手段は、第１壁面領域の表面温度の検出値と補正値とに基づいて、非接触温度センサが非検出な第２領域のうち壁面の位置に相当する第２壁面領域の表面温度を推定し、さらに、第２着座領域の表面温度の検出値と第２壁面領域の表面温度の推定値とに基づいて、第２領域の制御温度を推定することが好ましい。

これにより、非接触温度センサの配置によっては非検出である第２壁面領域の表面温度を推定することが可能となる。また、第２乗員領域の表面温度の検出値と、その第２壁面領域の表面温度の推定値との２つの入力信号に基づいて、第２領域の制御温度推定値を推定することができる。よって、制御温度推定値に基づいて空調を制御することが可能となる。

さらに、第２領域の空調制御における目標温度を設定するための第２領域の温度設定手段と、外気温度を検出する外気温度センサと、日射量を検出する日射量センサとを備え、空調制御手段は、第２着座領域の表面温度の検出値と、第２領域の制御温度推定値とに加えて、第２領域の温度設定手段によって設定される第２領域の設定値と、外気温度センサによって検出される外気温度検出値と、日射センサによって検出される日射量検出値とに基づいて、第２領域の空調を制御することが好ましい。

これにより、第２領域において、第２領域に着座する乗員が希望する設定温度値、外気温度、及び日射量を考慮した空調を制御することが可能となる。

さらに、第１領域の空調制御における目標温度を設定するための第１領域の温度設定手段を備え、制御温度推定手段は、さらに、第１着座領域の表面温度の検出値と第１壁面領域の表面温度の検出値とに基づいて、第１領域における制御対象の非検出な温度に相当する第１領域の制御温度推定値を推定し、空調制御手段は、さらに、第１着座領域の表面温度の検出値と、第１領域の制御温度推定値と、第１領域の温度設定手段によって設定される第１領域の設定値と、外気温度検出値と、日射量検出値とに基づいて、第１領域の空調を制御することが好ましい。

これにより、第１領域と第２領域とを独立して空調制御を行う空調装置において、それぞれの領域に快適な車室内空間を提供することが可能となる。

さらに、第１領域は、車両の前席が置かれた領域であり、第２領域は、車両の後席が置かれた領域であることが好ましい。

これにより、車両の前席が置かれた領域と車両の後席が置かれた領域とを独立して空調制御を行う空調装置において、それぞれの領域に快適な車室内空間を提供することが可能となる。

さらに、補正値算出手段は、第１着座領域の表面温度の検出値と第２着座領域の表面温度検出値とに基づいて補正値を算出することが好ましい。

これにより、第１領域に対する第２領域の熱的状態の相違を正確に補正値として算出することが可能となる。さらに、熱的状態の相違を、非接触温度センサにて検出された各領域に着座する乗員の表面温度に基づいて算出している。よって、第２領域に着座する乗員が感ずる寒暖に応じた補正値を算出することが可能となる。

また、補正値算出手段は、日射センサの日射方位情報に基づいて補正値を算出してもよい。

これにより、第１領域に対する第２領域の熱的状態の相違を正確に補正値として算出することが可能となる。さらに、熱的状態の相違を、日射センサにて検出された日射方位情報に基づいて算出している。よって、第２領域における熱的状態に影響を及ぼす日射方位である場合、その日射方位情報に基づいて補正値を算出することが可能となる。

また、非接触温度センサは、第１領域のうち、コンソールボックスの位置に相当するコンソール領域の表面温度と、第２領域のうち、シート中央の位置に相当するシート中央領域の表面温度とを検出し、補正値算出手段は、コンソール領域の表面温度の検出値とシート中央領域の表面温度の検出値とに基づいて補正値を算出してもよい。

熱的状態の相違を、非接触温度センサにて検出された各領域に着座する乗員付近の表面温度に基づいて算出している。これにより、第１領域に対する第２領域の熱的状態の相違を正確に補正値として算出することが可能となる。

さらに、制御温度は、内気温度であることが好ましい。

これにより、各領域に着座する乗員が感ずる寒暖に相当する各領域ごとの内気温度を制御温度として制御することが可能となる。さらに、内気温度センサを設ける必要がなくなり、コスト低下を図ることが可能となる。

さらに、非接触温度センサは、前方かつ左右方向中央の前方中央部に配設されることが好ましい。

これにより、非接触温度センサは、車室内においてより広範囲に渡り、各領域の表面温度を検出することが可能となる。

さらに、非接触温度センサは、赤外線センサであることが好ましい。

これにより、各領域から放出される赤外線を検出し、その領域の表面温度の相当値を出力することが可能となる。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態における車両用空調装置１００の構造を図１から図３に基づいて説明する。図１は、第１実施形態における車両用空調装置１００の全体構成図である。図２は、非接触温度センサ７０の配置を示す斜視図である。図３は、非接触温度センサ７０の温度検出範囲を示す斜視図である。図１に示すように、車室内１のうち前席領域の左右、及び後席領域の左右に位置する各領域１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄをそれぞれ独立して空調制御する車両用空調装置１００である。図１に示すように、第１領域１ａは、前席領域の右側に位置する。第２領域１ｂは、後席領域の右側に位置する。第３領域１ｃは、前席領域の左側に位置する。第４領域１ｄは、後席領域の左側に位置する。

第１実施形態の車両用空調装置１００は、前席空調システム５、及び後席空調システム６を備えている。前席空調システム５は、第１領域１ａ、及び第３領域１ｃをそれぞれ独立に空調する。後席空調システム６は、第２領域１ｂ、及び第４領域１ｄをそれぞれ独立に空調する。前席空調システム５は、車室内１の最前方の計器盤７ａ内側に配置され、後席空調システム６は、車室内１の最後方に配置されている。

前席空調システム５は、車室内１に送風するためのダクト５０を備えている。ダクト５０には、車室内１から内気を導入するための内気導入口５０ａ、及び、車室外から外気を導入するための外気導入口５０ｂが設けられている。ダクト５０には、内気導入口５０ａ及び外気導入口５０ｂを選択的に開閉する内外気切替ドア５１が設けられている。内外気切替ドア５１には、駆動手段としてのサーボモータ５１ａが連結されている。

また、ダクト５０内のうち内気導入口５０ａ及び外気導入口５０ｂの空気下流側には、車室内１に向けて吹き出される空気流を発生させる遠心式送風機５２が設けられている。遠心式送風機５２は、羽根車及びこの羽根車を回転させるブロアモータ５２ａを有して構成されている。

ダクト５０内にて遠心式送風機５２の空気下流側には、空気を冷却する空気冷却手段としてのエバポレータ５３が設けられている。エバポレータ５３は、図示しないコンプレッサ、凝縮器、受液器、減圧器とともに、冷凍サイクルを構成している熱交換器である。エバポレータ５３は、ダクト５０内を流れる空気を冷却する。エバポレータ５３の空気下流側には、空気加熱手段としてのヒータコア５４が設けられている。ヒータコア５４は、図示しないエンジン冷却水を熱源とする熱交換器である。ヒータコア５４は、エバポレータ５３によって冷却された冷風を加熱する。

ダクト５０内のうちエバポレータ５３の空気下流側には仕切り板５７が設けられている。仕切り板５７は、ダクト５０内を第１通路５０ｃ及び第３通路５０ｄに仕切っている。

第１通路５０ｃのうちヒータコア５４の側方には、バイパス通路５０ｅが形成されている。バイパス通路５０ｅにより、エバポレータ５３により冷却された冷風はヒータコア５４をバイパスする。一方、第３通路５０ｄのうちヒータコア５４の側方には、バイパス通路５０ｆが形成されている。バイパス通路５０ｆにより、エバポレータ５３により冷却された冷風はヒータコア５４をバイパスする。

ヒータコア５４の空気上流側には、エアミックスドア５５ａ、５５ｂが設けられている。エアミックスドア５５ａは、その開度により、ヒータコア５４を通る風量とバイパス通路５０ｅを通る風量との風量比を調整する。エアミックスドア５５ｂは、その開度により、ヒータコア５４を通る風量とバイパス通路５０ｆを通る風量との風量比を調整する。ここで、エアミックスドア５５ａ、５５ｂには、駆動手段としてのサーボモータ５５０ａ、５５０ｂがそれぞれ連結されている。エアミックスドア５５ａ、５５ｂの開度は、サーボモータ５５０ａ、５５０ｂによって、それぞれ調整される。

また、ダクト５０のうちヒータコア５４の空気下流側には、フェイス吹出口１ＦｒＤｒが開口している。フェイス吹出口１ＦｒＤｒは、第１通路５０ｃから第１領域に着座する乗員（以下、前席右側乗員と称する）の上半身に向けて空気を吹き出す。ダクト５０のうちフェイス吹出口１ＦｒＤｒの空気上流部には、フェイス吹出口１ＦｒＤｒを開閉する吹出口切換ドア５６ａが設けられている。吹出口切換ドア５６ａは、駆動手段としてのサーボモータ５６０ａによって、開閉駆動される。

一方、ダクト５０のうちヒータコア５４の空気下流側には、フェイス吹出口１ＦｒＰａも開口している。フェイス吹出口１ＦｒＰａは、第３通路５０ｄから第３領域に着座する乗員（以下、前席左側乗員と称する）の上半身に向けて空気を吹き出す。ダクト５０のうちフェイス吹出口１ＦｒＰａの空気上流部には、フェイス吹出口１ＦｒＰａを開閉する吹出口切換ドア５６ｂが設けられている。吹出口切換ドア５６ｂは、駆動手段としてのサーボモータ５６０ｂによって、開閉駆動される。

後席空調システム６は、車室内１に送風するためのダクト６０を備えている。ダクト６０内には、車室内１から内気導入口６０ａを通して内気のみが導入される。内気導入口６０ａの空気下流側には、車室内１に向けて吹き出される空気流を発生させる遠心式送風機６２が設けられている。遠心式送風機６２は、羽根車及びこの羽根車を回転させるブロアモータ６２ａを有して構成されている。

さらに、ダクト６０内において遠心式送風機６２の空気下流側には、空気を冷却する空気冷却手段としてのエバポレータ６３が設けられている。エバポレータ６３の空気下流側には、空気を加熱する空気加熱手段としてのヒータコア６４が設けられている。

ダクト６０内のうちエバポレータ６３の下流部分には仕切り板６７が設けられている。仕切り板６７は、ダクト６０内を第２通路６０ｃ及び第４通路６０ｄに仕切っている。ここで、第２通路６０ｃのうちヒータコア６４の側方には、バイパス通路６０ｅが形成されている。バイパス通路６０ｅは、ヒータコア６４に対してエバポレータ６３により冷却された冷風をバイパスさせる。一方、第４通路６０ｄのうちヒータコア６４の側方には、バイパス通路６０ｆが形成されている。バイパス通路６０ｆは、ヒータコア６４に対してエバポレータ６３により冷却された冷風をバイパスさせる。

ヒータコア６４の空気下流側には、エアミックスドア６５ａ、６５ｂが設けられている。エアミックスドア６５ａは、その開度により、ヒータコア６４を通る風量とバイパス通路６０ｅを通る風量との風量比を調整する。エアミックスドア６５ｂは、その開度により、ヒータコア６４を通る風量と、バイパス通路６０ｆを通る風量との風量比を調整する。エアミックスドア６５ａ、６５ｂには、駆動手段としてのサーボモータ６５０ａ、６５０ｂがそれぞれ連結されている。エアミックスドア６５ａ、６５ｂの開度は、サーボモータ６５０ａ、６５０ｂによって、それぞれ調整される。

エバポレータ６３は、上述のエバポレータ５３に対して並列的に配管結合されるものである。ヒータコア６４は、上述のヒータコア５４に対し並列的に接続されて、エバポレータ６３によって冷却された冷風を加熱する。

ダクト６０のうちヒータコア６４の空気下流側には、フェイス吹出口１ＲｒＤｒが開口している。フェイス吹出口１ＲｒＤｒは、第２通路６０ｃから第２領域に着座する乗員（以下、後席右側乗員と称する）の上半身に向けて空気を吹き出す。フェイス吹出口１ＲｒＤｒの空気上流部には、フェイス吹出口１ＲｒＤｒを開閉する吹出口切換ドア６６ａが設けられている。吹出口切換ドア６６ａは、駆動手段としてのサーボモータ６６０ａによって、開閉駆動される。

一方、ダクト６０のうちヒータコア６４の空気下流側には、フェイス吹出口１ＲｒＰａも開口している。フェイス吹出口１ＲｒＰａは、第４通路６０ｄから後席の左側に着座する乗員（以下、後席左側乗員と称する）の上半身に向けて空気を吹き出す。フェイス吹出口１ＲｒＰａの空気上流部には、フェイス吹出口１ＲｒＰａを開閉する吹出口切換ドア６６ｂが設けられており、この吹出口切換ドア６６ｂは、駆動手段としてのサーボモータ６６０ｂによって、開閉駆動される。

また、車両用空調装置１００には、前席空調システム５及び後席空調システム６をそれぞれ制御するための空調制御手段である電子制御装置８が設けられている。この電子制御装置８には、外気温センサ８１、及び車室内１前方に配置される日射量検出手段である日射センサ８３により検出される温度情報、日射量情報が入力されるように接続されている。外気温センサ８１は、車室外温度を検出しその検出温度に応じた外気温度信号Ｔａｍを電子制御装置８に出力する。車室内前方に配置される日射センサ８３は、フロントウインドウ７ｂの内側の車両左右方向の略中央部分に配置される。検出する日射量に応じた日射量信号Ｔｓを電子制御装置８に出力する。

さらに、電子制御装置８には、温度設定スイッチ９、１０、１１、１２が接続されている。各温度設定スイッチ９、１０、１１、１２は、各領域１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの乗員が操作し易い位置に設けられ、その操作により設定温度信号ＦｒＴｓｅｔＤｒ、ＦｒＴｓｅｔＰａ、ＲｒＴｓｅｔＤｒ、ＲｒＴｓｅｔＰａが設定される。また、温度設定スイッチ９、１０、１１、１２のそれぞれ近傍には、設定温度等の設定内容を表示する設定温度表示手段としてのディスプレイ９ａ、１０ａ、１１ａ、１２ａが備えられている。

電子制御装置８には、複数部位の表面温度を検出する非接触温度センサ７０が接続されている。非接触温度センサ７０は、図２に示すように、車室内天井の前方かつ左右方向中央の前方中央部に配置されている。非接触温度センサ７０は、図３に示すように、複数部位の表面温度を検出する。第１領域１ａにおいて、前席右側乗員の上半身の表面温度が検出可能である第１着座領域２６の表面温度と、壁面の表面温度が検出可能である第１壁面領域２５の表面温度とを検出する。第１壁面領域２５とは、右サイドウインドシールドの内側２５ａ、右サイドドアの内側２５ｂ、及び前席右側乗員の肩越しのシート２５ｃ、２５ｄの少なくとも一つに相当する領域である。第２領域１ｂにおいて、後席右側乗員の上半身の表面温度が検出可能である第２着座領域２８を検出する。第３領域１ｃにおいて、前席左側乗員の上半身の表面温度が検出可能である第３着座領域３０と、壁面の表面温度が検出可能である第３壁面領域２９を検出する。第３壁面領域とは、左サイドウインドシールドの内側２９ａ、左サイドドアの内側２９ｂ、及び前席左側乗員の肩越しのシート２９ｃ、２９ｄの少なくとも一つに相当する領域である。第４領域１ｄにおいて、後席左側乗員の上半身の表面温度が検出可能である第４着座領域３２を検出する。

次に、第１実施形態における車両用空調装置１００の作動について図４、及び図５を用いて説明する。図４は、第１実施形態における車両右側の領域１ａ、１ｂに関する車両用空調装置１００の空調制御を示すフローチャートである。車両左側の領域１ｃ、１ｄに関するフローチャートは省略されているが、図４と同じ演算処理が採用されている。図５は、第１実施形態における車両右側の領域１ａ、１ｂに関する車両用空調装置１００のブロック図である。車両左側の領域１ｃ、１ｄに関するブロック図は省略されているが、図５と同じブロック構成が採用されている。

ステップＳ１０２の演算処理によって、図５の第１推定手段という機能的構成要素が提供されている。さらに、ステップＳ１０３の演算処理によって、図５の補正値算出手段が提供されている。そして、ステップＳ１０４の演算処理によって、図５の第２推定手段が提供されている、さらに、ステップＳ１０５の演算処理によって、図５の第３推定手段が提供されている。また、ステップＳ１０６の演算処理によって、図５の空調制御手段内の算出手段が提供されている。さらに、ステップ１０７の演算処理によって、図５の空調制御手段内の実行手段が提供されている。

まず、ステップＳ１００にて、温度設定スイッチ９により設定された第１領域１ａの目標内気温度としての設定温度値ＦｒＴｓｅｔＤｒを読み込み、温度設定スイッチ１１により設定された第２領域１ｂの目標内気温度としてのＲｒＴｓｅｔＤｒを読み込む。また、ステップＳ１０１にて、外気温度センサ８１から外気温度検出値Ｔａｍを読み込み、日射センサ８３から日射量検出値Ｔｓを読み込む。さらに、これに加えて、非接触温度センサ７０から複数部位の表面温度検出値ＴＩＲを読み込む。非接触温度センサ７０の表面温度検出値ＴＩＲは、第１着座領域２６の表面温度の検出値ＦｒＤｒＴＩＲ、第２着座領域２８の表面温度の検出値ＲｒＤｒＴＩＲ、及び第１壁面領域２５の表面温度の検出値ＦｒＤｒＴＩＲＳＷである。

そして、ステップＳ１０２にて、第１領域１ａにおける制御温度を推定する。制御温度とは、空調制御における制御対象である温度である。第１実施形態では、制御温度は、各領域ごとの内気温度を想定している。第１領域１ａの内気温度推定値ＦｒＤｒＴｚは、検出値ＦｒＤｒＴＩＲと、検出値ＦｒＤｒＴＩＲＳＷとに基づいて推定される。例えば、内気温度推定値ＦｒＤｒＴｚは、実験的に定めた以下の関数ｆ_１の式を用いて推定される。

ＦｒＤｒＴｚ＝ｆ_１（ＦｒＤｒＴＩＲ，ＦｒＤｒＴＩＲＳＷ）
第１領域１ａでは、非接触温度センサ７０により、２ヶ所の表面温度が検出されている。まず、その１つである着座領域の表面温度を検出することにより、第１領域１ａに着座する乗員の熱的状態を電子制御装置８に入力することができる。乗員の熱的状態とは、その領域の内気温度に影響を受けて変化するものである。次に、もう１つの壁面領域の表面温度を検出することにより、第１領域１ａに作用する外乱を電子制御装置８に入力することができる。第１領域１ａに作用する外乱とは、その領域の内気温度に影響を及ぼすものである。つまり、第１領域においては、内気温度に影響を及ぼす外乱を多く反映している壁面温度と、内気温度の影響を多く受ける乗員の表面温度とが検出されている。これにより、関数ｆ_１を用いて内気温度を推定することが可能となる。その結果、内気温度を検出するセンサを用いずに、着座領域の表面温度の検出値と壁面領域の表面温度の検出値とに基づく推定手段（以下、第１推定手段と称する）を用いることで、正確な内気温度を推定することが可能となる。一方、第２領域１ｂでは、非接触温度センサ７０により、１ヶ所のみの表面温度が検出されている。つまり、第２領域１ｂの壁面領域の表面温度は、検出されていない。壁面領域の表面温度が検出できない場合、前席領域と同じ第１推定手段は適用が不可能である。よって、以下の演算処理を行い、第２領域の内気温度を推定する。

まず、ステップＳ１０３にて、第２領域１ｂの補正値ΔＤｒＺを算出する。この補正値ΔＤｒＺは、既知の検出値ＦｒＤｒＴＩＲＳＷを、非検出の第２領域における壁面領域の表面温度に換算する係数である。よって、補正値ΔＤｒＺは、第１領域１ａの熱的状態と第２領域１ｂの熱的状態との相違として補正値算出手段にて算出される値である。ここで、第１実施形態における熱的状態の相違とは、第１領域１ａの熱的状態と、第２領域１ｂの熱的状態とを比較することで算出されている。また、補正値ΔＤｒＺは、一つの領域内での検出値、及び設定値に基づき算出された補正値ではない。検出が十分な領域の検出値と検出が不十分な領域の検出値とに基づき算出された補正値である。また、これら検出値は、外乱による影響が何も生じていない通常時において、同じ熱的状態である領域を検出した値である。これにより、通常時において、同じ値である第１領域の熱的状態と第２領域の熱的状態とを比較することで、第２領域の熱的状態の変化をより正確に推定することが可能である。具体的には、第１領域１ａの熱的状態は検出値ＦｒＤｒＴＩＲで検出されており、第２領域１ｂの熱的状態は検出値ＲｒＤｒＴＩＲで検出されている。例えば、第２領域１ｂの補正値ΔＤｒＺは、実験的に定めた以下の関数ｆ_２の式を用いて算出される。

ΔＤｒＺ＝ｆ_２（ＦｒＤｒＴＩＲ，ＲｒＤｒＴＩＲ）
ｆ_２は、検出値ＦｒＤｒＴＩＲが分母、検出値ＲｒＤｒＴＩＲが分子の除算を含む関数である。よって、検出値ＲｒＤｒＴＩＲが、検出値ＦｒＤｒＴＩＲより大きくなると、補正値も１以上の大きい値となる。一方、検出値ＲｒＤｒＴＩＲが、検出値ＦｒＤｒＴＩＲより小さくなると、補正値も１以下の小さい値となる。

そして、ステップＳ１０４により、第１領域１ａに比べ不足する検出値に代わる推定値を推定する。具体的には、ステップＳ１０４にて、第２領域１ｂにおける壁面領域の表面温度を推定する。第２領域１ｂにおける壁面領域の表面温度推定値ＲｒＤｒＴＩＲＳＷは、検出値ＦｒＤｒＴＩＲＳＷと、ステップＳ１０３にて算出された補正値ΔＤｒＺとに基づいて推定する。例えば、表面温度推定値ＲｒＤｒＴＩＲＳＷは、実験的に定めた以下の関数ｆ_３の式を用いて算出される。

ＲｒＤｒＴＩＲＳＷ＝ｆ_３（ＦｒＤｒＴＩＲＳＷ，ΔＤｒＺ）
補正値ΔＤｒＺは、既知の検出値ＦｒＤｒＴＩＲＳＷを、非検出の第２領域における壁面領域の表面温度に換算する係数である。つまり、ｆ_３は、検出値ＦｒＤｒＴＩＲＳＷと、補正値ΔＤｒＺとの乗算を含む関数である。よって、補正値ΔＤｒＺが１以上の値の場合、表面温度推定値ＲｒＤｒＴＩＲＳＷは、検出値ＦｒＤｒＴＩＲＳＷよりも高い値となる。一方、補正値ΔＤｒＺが１以下の値の場合、表面温度推定値ＲｒＤｒＴＩＲＳＷは、検出値ＦｒＤｒＴＩＲＳＷよりも低い値となる。つまり、壁面領域２５の表面温度の検出値ＦｒＤｒＴＩＲＳＷと後席領域における壁面領域の表面温度の推定値ＲｒＤｒＴＩＲＳＷとの関係は、補正値ΔＤｒＺの基となる着座領域２６の表面温度と着座領域２８の表面温度との関係に応じている。例えば、前者の関係と後者の関係とは、一定の相関を持っている。より具体的には、第１実施形態のように、前者の関係を示す比と後者の関係を示す比とが同一である。その結果、第２領域１ｂにおける壁面領域の表面温度を検出するセンサを用いずに、補正値ΔＤｒＺと検出値ＦｒＤｒＴＩＲＳＷとに基づく推定手段（以下、第２推定手段と称する）を用いることで、正確な第２領域１ｂにおける壁面領域の表面温度を推定することが可能となる。

そして、ステップＳ１０５にて、第２領域１ｂにおける制御温度を推定する。第２推定手段により、第２領域１ｂに関しても、第１推定手段と同様の推定手段（以下、第３推定手段と称する）を用いることが可能である。よって、第２領域１ｂの内気温度推定値ＲｒＤｒＴｚは、検出値ＲｒＤｒＴＩＲと、推定値ＲｒＤｒＴＩＲＳＷとに基づいて推定される。例えば、内気温度推定値ＲｒＤｒＴｚは、実験的に定めた以下の関数ｆ_４の式を用いて推定される。

ＲｒＤｒＴｚ＝ｆ_４（ＲｒＤｒＴＩＲ，ＲｒＤｒＴＩＲＳＷ）
検出値ＲｒＤｒＴＩＲは、第２領域１ｂに着座する乗員の熱的状態を示している。推定値ＲｒＤｒＴＩＲＳＷは、第２領域１ｂに作用する外乱熱を示している。つまり、第２領域においても、内気温度に影響を及ぼす外乱を多く反映している壁面温度と、内気温度の影響を多く受ける乗員の表面温度とが検出されており、関数ｆ_４を用いて正確な内気温度を推定することが可能となる。

そして、ステップＳ１０６にて、第１領域１ａ、及び第２領域１ｂの空調制御値を算出する。空調制御値とは、各領域ごとの制御温度に対し空調制御を行うために算出される値である。例えば、第１空調制御値ＦｒＤｒＴＡＯ、及び第２空調制御値ＲｒＤｒＴＡＯは、実験的に定めた以下の関数ｆ_５の式を用いて算出される。

ＦｒＤｒＴＡＯ＝ｆ_５（ＦｒＴｓｅｔＤｒ，ＦｒＤｒＴｚ，ＴＡＭ，ＴＳ）
ＲｒＤｒＴＡＯ＝ｆ_６（ＲｒＴｓｅｔＤｒ，ＲｒＤｒＴｚ，ＴＡＭ，ＴＳ）
上記演算処理を、車両左側の領域１ｃ、１ｄについても同様に行う。

そして、Ｓステップ１０８にて算出された第１空調制御値ＦｒＤｒＴＡＯ、第２空調制御値ＲｒＤｒＴＡＯ、第３空調制御値ＦｒＰａＴＡＯ、及び第４空調制御値ＲｒＰａＴＡＯに基づいて、各構成部品を制御することにより車両用空調装置の制御を実行する。

具体的には、第１空調制御値ＦｒＤｒＴＡＯと第３空調制御値ＦｒＰａＴＡＯとの平均値、及び第２空調制御値ＲｒＤｒＴＡＯと第４空調制御値ＲｒＰａＴＡＯとの平均値に基づいて、ブロアモータ５２ａ、６２ａに印加する電圧を決定する。そして、これら空調制御値に基づいて、内外気切替ドア５１の開閉制御による内外気切替モードの決定、各領域ごとの吹出口モードの決定、及びエアミックスドア５５ａ、５５ｂ、６５ａ、６５ｂの目標開度の決定を行う。

そして、決定されたブロアモータ５２ａ、６２ａの印加電圧を制御する信号をブロアモータ５２ａ、６２ａに出力して、送風ファン５２、６２の作動を制御する。これと同時に、内外気切替ドア５１、吹出口切換ドア５６ａ、５６ｂ、６６ａ、６６ｂ、エアミックスドア５５ａ、５５ｂ、６５ａ、６５ｂの目標開度のそれぞれを制御する信号をサーボモータ５１ａ、５５０ａ、５５０ｂ、５６０ａ、５６０ｂ、６５０ａ、６５０ｂ、６６０ａ、６６０ｂに出力して、これらのドアの作動を制御する。そして、上記の車両用空調装置の制御を実行した後、再度ステップＳ１００に戻る。

この補正値算出手段を用いた第２推定手段、及び第３推定手段を備えることで、車両用空調装置１００は、検出される領域が前席領域より少ない後席領域に関しても、前席領域と同等の空調制御を図ることが可能である。よって、各領域を独立して空調制御を行う空調装置において、各領域に快適な車室内空間を提供することが可能となる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態の非接触温度センサ７０に代えて、非接触温度センサ７１を用いた第２実施形態を説明する。まず、第２実施形態における非接触温度センサ７１の構造について、図６を用いて説明する。図６は、第２実施形態における非接触温度センサ７１の温度検出範囲を示す斜視図である。

第１領域１ａは、第１領域１ａの着座シートと第３領域１ｃの着座シートとの間に設けられるコンソールボックスの位置に相当するコンソール領域３４を有している。第２領域１ｂは、第２領域１ｂの着座シートと第４領域１ｄの着座シートとの間に延びている着座シートの位置に相当するシート中央領域３３を有している。非接触温度センサ７１は、上記第１実施形態の非接触温度センサ７０の検出領域に加えて、コンソール領域３４とシート中央領域３３とを検出する構造を備えている。

次に、第２実施形態における補正値算出手段について、図７を用いて説明する。図７は、第２実施形態における車両右側の領域１ａ、１ｂに関する車両用空調装置のブロック図である。車両左側の領域１ｃ、１ｄに関するブロック図は省略されているが、図７と同じブロック構成が採用されている。

非接触温度センサ７１は、上記第１実施形態の表面温度検出値に加えて、コンソール領域３４の表面温度の検出値ＦｒＴＩＲＫＯと、シート中央領域３３の表面温度の検出値ＲｒＴＩＲＳＥとを出力する。

そして、補正値算出手段にて、補正値ΔＤｒＺを算出する。第２領域１ｂの補正値ΔＤｒＺは、検出値ＦｒＴＩＲＫＯと、検出値ＲｒＴＩＲＳＥとに基づいて算出される。例えば、第２領域１ｂの補正値ΔＤｒＺは、実験的に定めた以下の関数ｆ_７の式を用いて算出される。

ΔＤｒＺ＝ｆ_７（ＦｒＴＩＲＫＯ，ＲｒＴＩＲＳＥ）
ｆ_７は、検出値ＦｒＴＩＲＫＯが分母、検出値ＲｒＴＩＲＳＥが分子の除算を含む関数である。よって、検出値ＦｒＴＩＲＫＯが、検出値ＲｒＴＩＲＳＥより大きくなると、補正値も１以上の大きい値となる。一方、検出値ＦｒＴＩＲＫＯが、検出値ＲｒＴＩＲＳＥより小さくなると、補正値も１以下の小さい値となる。

ここで、補正値算出手段は、熱的状態の相違を、非接触温度センサにて検出された各領域に着座する乗員付近の表面温度に基づいて算出している。これにより、前席領域に対する後席領域の熱的状態の相違を補正値として算出することが可能となる。

（第３実施形態）
上記第１実施形態の日射センサ８３に代えて、日射センサ８４を用いた第３実施形態を、図８を用いて説明する。図８は、第３実施形態における車両右側の領域１ａ、１ｂに関する車両用空調装置のブロック図である。車両左側の領域１ｃ、１ｄに関するブロック図は省略されているが、図８と同じブロック構成が採用されている。

日射センサ８４は、上記第１実施形態の日射量検出値Ｔｓに加えて、日射方位情報ΔＳｕｎを出力する。そして、補正値算出手段にて、補正値を算出する。第２領域１ｂの補正値ΔＤｒＺは、日射方位情報ΔＳｕｎに基づいて算出される。例えば、第２領域１ｂの補正値ΔＤｒＺは、実験的に定めた以下の関数ｆ_８の式を用いて算出される。

ΔＤｒＺ＝ｆ_８（ΔＳｕｎ）
これにより、第１領域に対する第２領域の熱的状態の相違を補正値として算出することが可能となる。よって、第２領域における熱的状態に影響を及ぼす日射方位である場合、その日射方位情報に基づいて補正値を算出することが可能となる。

（他の実施形態）
また、上記第１実施形態では、領域を４つ備える車室内を空調制御している。しかし、領域は４つでなくともよく、領域を６つ備える車室内に対しても空調制御を行うことができる。例えば、前席領域、中席領域、後席領域を備える３列シート式の車両の場合、非接触温度センサは、前席領域、中席領域、及び後席領域のそれぞれの着座領域に加えて、前席領域の壁面領域の表面温度を検出する。その場合、第２推定手段は、前席領域の壁面領域の検出値と補正値とに基づいて、中席領域、及び後席領域の壁面領域推定値をそれぞれ算出する。その場合における補正値は、例えば、中席領域に対しては、前席領域の着座領域検出値と、中席領域の着座領域検出値との相違であり、後席領域に対しては、前席領域の着座領域検出値と、後席領域の着座領域検出値との相違である。さらに、制御温度推定手段は、第１推定手段と、第２推定手段とに加えて、中席領域の制御温度を推定する第３推定手段と、後席領域の制御温度を推定する第４推定手段とを備えている。よって、前席領域、中席領域、及び後席領域の制御温度を推定し、空調制御手段により空調制御を実行する。

また、上記第１実施形態では、内気温度を制御温度として空調制御を行っている。しかし、制御温度は内気温度に限らず、ある特定範囲の温度を制御温度して空調制御を行ってもよい。例えば、乗員胸部周辺の空気の温度を制御温度としてもよい。

本発明の第１実施形態における車両用空調装置の全体構成図である。 第１実施形態における非接触温度センサの配置を示す斜視図である。 第１実施形態における非接触温度センサの温度検出範囲を示す斜視図である。 第１実施形態における車両右側の領域に関する車両用空調装置の空調制御を示すフローチャートである。 第１実施形態における車両右側の領域に関する車両用空調装置のブロック図である。 第２実施形態における非接触温度センサの温度検出範囲を示す斜視図である。 第２実施形態における車両右側の領域に関する車両用空調装置のブロック図である。 第３実施形態における車両右側の領域に関する車両用空調装置のブロック図である。

符号の説明

１ａ 第１領域
１ｂ 第２領域
１ｃ 第３領域
１ｄ 第４領域
８ 電子制御装置
７０ 非接触温度センサ

Claims (11)

1. 車内の第１領域のうち乗員の着座位置に相当する第１着座領域の表面温度と、前記第１領域のうち壁面の位置に相当する第１壁面領域の表面温度と、前記第１領域とは異なる第２領域のうち乗員の着座位置に相当する第２着座領域の表面温度とを検出する非接触温度センサと、
   前記第１領域の熱的状態と前記第２領域の熱的状態との相違を補正値として算出する補正値算出手段と、
   前記非接触温度センサによる検出値と、前記補正値とに基づいて、前記第２領域の空調制御における制御対象である非検出な温度に相当する第２領域の制御温度を推定する制御温度推定手段と、
   前記第２領域の制御温度の推定値に基づいて、前記第２領域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. 前記制御温度推定手段は、前記第１壁面領域の表面温度の検出値と前記補正値とに基づいて、前記非接触温度センサが非検出な前記第２領域のうち壁面の位置に相当する第２壁面領域の表面温度を推定し、さらに、前記第２着座領域の表面温度の検出値と前記第２壁面領域の表面温度の推定値とに基づいて、前記第２領域の制御温度を推定することを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置。
3. 前記第２領域の空調制御における目標温度を設定するための第２領域の温度設定手段と、
   外気温度を検出する外気温度センサと、
   日射量を検出する日射量センサとを備え、
   前記空調制御手段は、前記第２着座領域の表面温度の検出値と、前記第２領域の制御温度推定値とに加えて、前記第２領域の温度設定手段によって設定される第２領域の設定値と、前記外気温度センサによって検出される外気温度検出値と、前記日射センサによって検出される日射量検出値とに基づいて、前記第２領域の空調を制御することを特徴とする請求項１または２のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
4. 前記第１領域の空調制御における目標温度を設定するための第１領域の温度設定手段を備え、
   前記制御温度推定手段は、さらに、前記第１着座領域の表面温度の検出値と前記第１壁面領域の表面温度の検出値とに基づいて、前記第１領域における制御対象の非検出な温度に相当する第１領域の制御温度推定値を推定し、
   前記空調制御手段は、さらに、前記第１着座領域の表面温度の検出値と、前記第１領域の制御温度推定値と、前記第１領域の温度設定手段によって設定される第１領域の設定値と、前記外気温度検出値と、前記日射量検出値とに基づいて、前記第１領域の空調を制御することを特徴とする請求項３記載の車両用空調装置。
5. 前記第１領域は、車両の前席が置かれた領域であり、
   前記第２領域は、車両の後席が置かれた領域であることを特徴とする請求項４または５のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
6. 前記補正値算出手段は、前記第１着座領域の表面温度の検出値と前記第２着座領域の表面温度検出値とに基づいて前記補正値を算出することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
7. 前記補正値算出手段は、前記日射センサの日射方位情報に基づいて前記補正値を算出することを特徴とする請求項３から５のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
8. 前記非接触温度センサは、第１領域のうち、コンソールボックスの位置に相当するコンソール領域の表面温度と、第２領域のうち、シート中央の位置に相当するシート中央領域の表面温度とを検出し、
   前記補正値算出手段は、前記コンソール領域の表面温度の検出値と前記シート中央領域の表面温度の検出値とに基づいて前記補正値を算出することを特徴とする．請求項５に記載の車両用空調装置。
9. 前記制御温度は、内気温度であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
10. 前記非接触温度センサは、前方かつ左右方向中央の前方中央部に配設されることを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
11. 前記非接触温度センサは、赤外線センサであることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

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