JP7089695B2 - 車両用温度調整装置 - Google Patents

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用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）～（５）とした構成とされている。
（１）空調風を車室内に吹出し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、
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、前記空調手段を制御して、前記空調風の吹出し方向を、乗員の下肢に近接した状態で対向する内装に向けさせる制御手段と、
が備えられ、
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、
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、空調手段の昇温作動に関連する関連因子状況が正規状態（空調風を乗員が暖かく感ずる程度に加温できる状態）に比して低下して、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、その空調風が、乗員の下肢に近接した状態で対向する内装に吹出され、その内装が昇温されることになる。このため、空調手段が暖かい空調風を吹出せない状況にあっても、その保有熱を有効に利用することにより、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）できるばかりか、内装表面温度を迅速に高めて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。

すなわち、車両に乗車した場合において、内装が低温状態であるとき、寒さを感じることを経験するが、内装の迅速な昇温により、乗員の着衣から内装への放射熱に基づく乗員着衣放射損失を速やかに抑えることができ、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る。このため、乗員の人体（スキン）から着衣への熱移動に基づく着衣熱伝導損失を迅速に減少させることができ、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。

これにより、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。

しかも、上記作用効果を得るに当たり、空調手段を有効に利用することができ、特別に新たな加温手段を設ける必要はない。

また、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から、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、そのときの空調風を、乗員の下肢に近接した状態で対向する内装に吹き付けることにより、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。

さらに、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から、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、そのときの空調風を、乗員の下肢に近接した状態で対向する内装に吹き付けることにより、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。

（２）前記（１）の構成の下で、
前記空調風を吹出すための複数の吹出し口が備えられ、
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、前記複数の吹出し口のうち、乗員下肢における下腿に近接した状態で対向する内装に向くものを選択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、所定状態にあるときには、乗員下肢における下腿に近接した状態で対向する内装に向く吹き出し口が的確に選択され、その吹出し口からその内装に所定状態における空調風が吹出されて、その内装が昇温されることになる。このため、所定状態にあるとしても、昇温された内装を通じて、乗員の温熱快適性を具体的且つ確実に改善できる。

（３）前記（１）又は（２）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、前記吹出し口として、乗員に隣り合うドアに向くものを選択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、所定状態において、乗員下肢における寒さを抑制できる内装として好ましい内装を昇温することができる。

（４）前記（１）～（３）のいずれかの構成の下で、
制御手段は、前記空調風の吹出しの向きを、乗員存在可能空間を経ないようにした状態で前記内装に向かわ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、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、その空調風が、乗員の下肢に近接した状態で対向する内装に吹出されているものの、その空調風が、途中、乗員に当たらないことになり、空調手段が暖かい空調風を吹出せない間、乗員がその空調風に直接、当たることにより寒さを感じることを防止できる。

（５）前記（１）～（４）のいずれかの構成の下で、
前記空調風を吹出すための吹出し口が、前記乗員の下肢の近傍において配置され、
前記吹出し口に、吹出し方向を調整できる風向き調整羽根が備えられ、
前記制御手段は、前記所定状態にあると判断したとき、前記風向き調整羽根を制御して
、該風向き調整羽根を備える吹出し口からの前記空調風の吹出しの向きを、乗員存在可能空間を経ずに直接的に、前記内装に向かわ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、所定状態において、吹出し口内の風向き調整羽根を利用することにより、乗員下肢における下腿に近接した状態で対向する内装を空調風により昇温させることができ、吹出し口を、風向き調整羽根により、内装を昇温させる場合とそうでない場合とに応じて使い分けることができる。

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。 エンジン暖機時における第１実施形態に係る空調風の吹出しを説明する説明図。 エンジン暖機後における第１実施形態に係る空調風の吹出しを説明する説明図。 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。 第４実施形態を説明する説明図。

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２、図３、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、空調手段としての空調装置１５が備えられている。この空調装置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。

前記空調装置１５は、図２、図３に示すように、インストルメントパネル３の内部に組み込まれている。その空調装置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をそれぞれ備える複数の流出口４４～４８が形成されている。この複数の流出口４４～４８は、一例を示しており、その流出口の数は、必要に応じて、適宜、増減される。

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に送り出される。

各流出口４４～４８には、図２、図３に示すように、空気通路を形成するダクト５９（各ダクトの代表符号としてを用いる）が、その一端をもってそれぞれ接続されている。各ダクト５９の他端は、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）６０（各吹出し口の代表符号として用いる）に接続されている。図２、図３において、符号６０ａは、吹出し口６０のうち、運転手席シート８に着座する乗員Ｐの下肢６１、具体的には下腿６１ａに臨む吹出し口であり、符号６０ｂは、吹出し口６０のうち、その乗員Ｐの下腿６１ａに対向する状態で近接する内装としてのドア４のドアパネル４ａに臨む吹出し口である。吹出し口６０ａは、ダクト５９のうち、ダクト５９ａにより前記流出口４７に連なり、吹出し口６０ｂは、ダクト５９のうちのダクト５９ｂにより前記流出口４８に連なっている。以下、説明の便宜上、ダクト５９ａ、５９ｂ、吹出し口６０ａ、６０ｂを中心として説明し、他のダクト５９、吹出し口に関しての作動についは、ダクト５９ａ、５９ｂ、吹出し口６０ａ、６０ｂの作動に応じて最適制御が行われるものとして、その説明は省略する。

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等も最適制御されることになっている。

前記車両用温度調整装置１３には、図７に示すように、前記開閉弁４７ａ，４８ａの開閉駆動を行う開閉駆動装置４７Ａ，４８Ａ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から開閉駆動装置４７Ａ，４８Ａ（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、開閉駆動装置４７Ａ，４８Ａの開閉駆動制御に必要な各種プログラム、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、開閉駆動装置４７Ａ，４８Ａ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。

しかし、エンジンの暖機時に、エンジン冷却水温が低くて暖かい空調風を吹出せないといえども、それは、乗員の温熱感の視点からであり、エンジン冷却水は、少なくとも、外気温が低いときであっても、そのときの内装の表面温度以上の温度を示す保有熱を保有する傾向が高い。

(ii)一方、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を昇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）だけを局部的に昇温して、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。

しかも、内装１６の昇温に当たっては、乗員の着衣温度程度に上げれば、内装１６の昇温に基づく効果を十分に期待することができ、乗員が暖かさを感じる温度の空調風を生成するほどの熱量は必要ではない。このため、エンジン暖機初期段階等におけるエンジン冷却水（未だ、空調風を暖める程度の温度でないエンジン冷却水）を熱源とした空調風により、内装１６の一部を昇温することは、有効な利用といえる。

その一方で、そのような空調風は、乗員に寒さを感じさせるものであり、その空調風については、直接、乗員に当たらないようにすることが好ましい。
（２）電子制御ユニットＥＣＵの制御の概要
上記着目点が考慮され、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２、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）、ダクト５９ｂ、吹出し口６０ｂの選択により、乗員の下肢（下腿）に対向する内装１６としてのドア４のドアパネル４ａに直接、空調風を吹き付けて、そのドアパネル４ａの表面温度を昇温させる。このとき、空調風は乗員に当たらないようにされる。

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３、図８に示すように、通常通り、空調風により乗員を加温する。

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、Ｙ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、Ｙ１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）等が、設定情報として設定される。次のＹ２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、Ｙ３において、上記Ｙ２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、Ｙ４において、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。乗員を直接加温する空調風の熱源として、エンジン冷却水が役に立たないか否かを判別するためである。このため、Ｙ４がＹＥＳのときは、乗員を直接加温する空調風の熱源として、エンジン冷却水が役に立たないものの、そのエンジン冷却水の保有熱を利用した空調風の保有熱をドア４のドアパネル４ａの昇温に利用できるとして、開閉弁４７ａ（流出口４７）が閉とされる一方、開閉弁４８ａ（流出口４８）が開とされて、ダクト５９ｂが吹出しダクトとして選択される。これにより、その空調風は、図２の矢印に示すように、ダクト５９ｂ、吹出し口６０ｂを介してサイドドア４のドアパネル４ａに向けて吹出され、その空調風がドアパネル４ａに当たることにより、そのドアパネル４ａの表面温度が、空調風の保有熱に基づき昇温される。この結果、その空調風及びサイドドア４のドアパネル４ａにより車室２内空間が加温されるだけでなく、ドアパネル４ａの表面温度が昇温されることに基づき、乗員の着衣から輻射熱が奪われることが迅速に抑制され、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、Ｙ４がＮＯのときには、Ｙ６において、エンジン冷却水が、乗員を直接加温する空調風の熱源として十分に利用可能な状態に至ったとして、開閉弁４８ａ（流出口４８）が閉とされる一方、開閉弁４７ａ（流出口４７）が開とされて、ダクト５９ａが吹出しダクトとして選択される。これにより、その空調風は、図３の矢印に示すように、
ダクト５９ａ、吹出し口６０ａを介して乗員Ｐの下腿６１ａに向けて吹出されることになり、乗員Ｐは暖かさを感じることになる。

図１０は第２実施形態、図１１～図１３は第３実施形態、図１４は第４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、空調風を、図２の矢印に示すように、ダクト５９ｂ、吹出し口６０ｂを介してドア４のドアパネル４ａに向けて吹出すか否かが決められることになっている。

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、Ｚ１において、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、Ｚ２において、上記Ｚ１の情報に基づき、車室内加温目標（昇温温度）Ｈが算出されると共に、続くＺ３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。Ｚ２の車室内加温目標Ｈは、ユーザ設定温度Ｔｃｎｔと車室内空気温度Ｔｒｅｆとの差分Ｔｃｎｔ－ＴＶｒｅｆにより求められる。

次のＺ４においては、Ｚ３のαＰがＺ２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、Ｚ３のαＰがＺ２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、そのエンジン冷却水を熱源として利用した空調風をサイドドア４のドアパネル４ａの昇温に利用しようとしたものである。このため、Ｚ４がＹＥＳのときには、前記第１実施形態における図９のＹ５と同じ内容を示すＺ５に進み、Ｚ４がＮＯのときには、同じく第１実施形態における図９のＹ６と同じ内容を示すＺ６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でも空調風による乗員の直接加温が行われる。

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、開閉弁４７ａ，４８ａの開閉駆動装置４７Ａ，４８Ａ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が加温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、所定状態においては、そのときの空調風がドアパネル４ａ(内装１６)に向けて吹き出されてそのドアパネル４ａが昇温されることになり、暖かい空調風を吹出せない状況下においても、その昇温されたドアパネル４ａにより乗員の温熱快適性が改善される。

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、Ａ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、Ａ１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等が、設定情報として設定される。次のＡ２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、Ａ３において、上記Ａ２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Ａ４において、Ａ２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Ａ４がＹＥＳのときには、続くＡ５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、Ａ４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Ｙ５と同じ内容を示すＡ６に進み、空調風がドアパネル４ａに向けて吹き出される。これにより、空調風により昇温されたドアパネル４ａによって、乗員の温熱快適性が効率的に改善される。

前記Ａ４又はＡ５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Ｙ６と同じ内容を示すＡ７に進み、空調風による乗員の直接的な加温が実行される。

図１４に示す第４実施形態は、前記第１実施形態の変形例を示しており、その第４実施形態においては、吹出し口から車室２内への空調風の吹出し方向が調整可能とされたものが示されている。

前記ダクト５９のうちの一つのダクトが前記流出口４４～４８のうちの一つから伸ばされ、それが分岐されて、その各他端(先端)が、乗員Ｐ（運転手（運転手席８））の左右前方に配置されている吹出し口６２Ａ，６２Ｂに接続されている。吹出し口６２Ａ内には、吹出し方向を調整できる風向き調整羽根６３ａが備えられており、吹出し口６２Ｂ内には、吹出し方向を調整できる風向き調整羽根６３ｂが備えられている。吹出し口６２Ａにお
いては、そこからの空調風の吹出し方向を、風向き調整羽根６３ａにより、内装１６としてのコンソール５の側壁（図１４中、Ｄｃ方向）と運転手Ｐにおける左足下肢６１の下腿６１ａ（図１４中、Ｄｌｌ方向）のいずれかに指向できることになっており、その風向き調整羽根６３ａはアクチュエータ６４ａにより駆動されることになっている。吹出し口６２Ｂにおいては、そこからの空調風の吹出し方向を、風向き調整羽根６３ｂにより、内装１６としてのドア４のドアパネル４ａ（図１４中、Ｄｄ方向）と運転手Ｐにおける右足下肢６１の下腿６１ａ（図１４中、Ｄｌｒ方向）のいずれかに指向できることになっており、その風向き調整羽根６３ｂはアクチュエータ６４ｂにより駆動されることになっている。

前記制御ユニットＥＣＵは、前述の各実施形態における入力情報に基づき、前記吹出し口６２Ａ、６２Ｂへの吹出しを行うダクト５９が選択されている状況の下で、エンジンが例えば暖機初期段階（エンジン冷却水温が空調風の加温に不十分な状態）であると判断したときには、前記アクチュエータ６４ａ，６４ｂを制御して、吹出し口６２Ａにおいては、コンソール５の側壁に向けて空調風を吹出させ(図１４中、Ｄｃ方向参照)、吹出し口６２Ｂにおいて、ドア４のドアパネル４ａに向けて空調風を吹出させる(図１４中、Ｄｄ方向参照)。これにより、暖かい空調風が吹出せない状況下においても、運転手Ｐは、昇温されるドアパネル４ａにより温熱快適性を得ることができる。

他方、前記制御ユニットＥＣＵは、前述の各実施形態における入力情報に基づき、前記吹出し口６２Ａ、６２Ｂへの吹出しを行うダクト５９が選択されている状況の下で、エンジンが暖機完了後であること又はエンジン暖気段階でエンジン冷却水により乗員が空調風を暖かく感じる程度に加温できる状態にあると判断したときには、前記アクチュエータ６４ａ，６４ｂを制御して、吹出し口６２Ａにおいては、運転手Ｐにおける左足下肢６１の下腿６１ａに向けて空調風を吹出させ(図１４中、Ｄｌｌ方向参照)、吹出し口６２Ｂにおいては、運転手Ｐにおける右足下肢６１の下腿６１ａに向けて空調風を吹出させる(図１４中、Ｄｌｒ方向参照)。これにより、運転手Ｐは、エンジン暖機完了後等においては、運転手Ｐは、エンジン冷却水を熱源とした空調風に基づき、直接、加温される。

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）判別基準値としての暖機完了エンジン冷却水温αＴ（４０度）を、状況設定に応じ、適宜、変更すること。
（２）エンジン暖機時等、エンジン冷却水温が、乗員が暖かさを感じる程度まで空調風を昇温させることができないときに、その空調風をドア４のドアパネル４ａ、コンソール５以外の内装１６に吹出すこと。
（３）吹出し口６０（６０ａ，６０ｂ，６２Ａ，６２Ｂ）自体の向きを、変更可能として、吹出し方向を変えること。

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）
４ａドアパネル
５コンソール（内装１６）
１３車両用温度調整装置
１５空調装置（空調手段）
１６内装
４７ａ，４７ｂ開閉弁（空調手段）
４７Ａ、４７Ｂ開閉駆動装置（空調手段）
５２ヒータコア（加温用ヒータ）
５９ａ，５９ｂダクト
６１下肢
６１ａ下腿
６２Ａ吹出し口
６２Ｂ吹出し口
６３ａ，６３ｂ風向き調整羽根
６４ａ，６４ｂアクチュエータ（空調手段）
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 (5)

1. 空調風を車室内に吹出し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、
   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、前記空調手段を制御して、前記空調風の吹出し方向を、乗員の下肢に近接した状態で対向する内装に向けさせる制御手段と、
   が備えられ、
   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、
   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。
2. 請求項１において、
   前記空調風を吹出すための複数の吹出し口が備えられ、
   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、前記複数の吹出し口のうち、乗員下肢における下腿に近接した状態で対向する内装に向くものを選択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１又は２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、前記吹出し口として、乗員に隣り合うドアに向くものを選択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１～３のいずれか１項において、
   前記制御手段は、前記空調風の吹出しの向きを、乗員存在可能空間を経ないようにした状態で前記内装に向かわ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。
5. 請求項１～４のいずれか１項において、
   前記空調風を吹出すための吹出し口が、前記乗員の下肢の近傍において配置され、
   前記吹出し口に、吹出し方向を調整できる風向き調整羽根が備えられ、
   前記制御手段は、前記所定状態にあると判断したとき、前記風向き調整羽根を制御して、該風向き調整羽根を備える吹出し口からの前記空調風の吹出しの向きを、乗員存在可能空間を経ずに直接的に、前記内装に向かわ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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