JPH0648158A - 車両用空調装置の着衣量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上半身の着衣量と下半身の着衣量をそれぞれ
個別に推定し、乗員の着衣量を精度良く検出する。 【構成】 上半身着衣量推定手段１２０においては、乗
員が厚着をしている場合においても日射量が多い場合に
は上着等を脱ぐ可能性があることから外気温度と日射量
から上半身着衣量を推定し、下半身着衣量推定手段１３
０においては下半身着衣は脱衣する可能性がないとして
外気温度のみにて下半身着衣量を推定し、これによって
推定された上半身着衣量と下半身着衣量から着衣量演算
手段１４０において着衣量を演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両用空調装置に用
いられる着衣量検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、空調装置の各空調制御機器を制御
する制御信号を演算するための基準信号として、気温、
輻射熱、吹出空気温度、吹出空気の気流速、乗員の着衣
量から演算される等価温度を用いるものが公知である。

【０００３】前記着衣量は、例えば特開平３−５１６５
０号公報において開示されるように、各空調関係機器、
具体的には冷暖房機、換気装置、加湿器、天井扇、床暖
房機の作動状況により推定され、また特開平３−１７０
７４１号公報において開示されるものは、日射量及び外
気温度若しくはカレンダ等を利用して前記着衣量を推定
するものである。

【０００４】この場合、冷房が使用されている場合若し
くは日射量が多く外気温度が高い場合には着衣量が少な
く、反対に暖房が使用されている場合若しくは日射量が
少なく外気温度が低い場合には着衣量が多いと判断する
ものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、着衣量
は上半身部分と下半身部分に分けられており、室温の変
化によって上半身は脱衣量変化（上着を脱ぐ等）を伴う
ものである。このために、上半身と下半身で変化の仕方
の異なる着衣量を単一の因子として取り扱うことは、実
際の人間の着衣量を精度よく推測できないという問題点
を有している。

【０００６】そこで、この発明は、上半身の着衣量と下
半身の着衣量をそれぞれ個別に推定し、これによって乗
員の着衣量を精度良く検出することのできる車両用空調
装置の着衣量検出装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】しかして、この発明を図
１において説明すると、少なくとも吹出温度、吹出風
速、乗員に照射される輻射量、及び乗員の着衣量から等
価温度を演算して空調制御を行う車両用空調装置におい
て、外気温度を検出する外気温度検出手段１００と、日
射量を検出する日射量検出手段１１０と、前記外気温度
検出手段１００によって検出された外気温度及び前記日
射量検出手段１１０によって検出された日射量から乗員
の上半身の着衣量を推定する上半身着衣量推定手段１２
０と、前記外気温度検出手段１００によって検出された
外気温度から乗員の下半身の着衣量を推定する下半身着
衣量推定手段１３０と、前記上半身着衣量推定手段１２
０によって推定された上半身着衣量と、前記下半身着衣
量推定手段１３０によって推定された下半身着衣量から
乗員の着衣量を演算する着衣量演算手段１４０とを具備
することにある。

【０００８】

【作用】したがってこの発明においては、上半身着衣量
推定手段１２０においては、乗員が厚着をしている場合
においても日射量が多い場合には上着等を脱ぐ可能性が
あることから外気温度と日射量から上半身着衣量を推定
し、下半身着衣量推定手段１３０においては、下半身着
衣は脱衣しないために外気温度のみにて着衣量を推定
し、これによって推定された上半身着衣量と下半身着衣
量から着衣量演算手段１４０において着衣量が演算され
るために、等価温度を精度よく演算することができ、上
記課題が達成できるものである。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の実施例について図面により
説明する。

【００１０】図２において示す車両用空調装置は、空調
ダクト１の最上流に内気導入口２と外気導入口３が設け
られ、この内気導入口２と外気導入口３を適宜選択して
開口するインテークドア４が設けられている。このイン
テークドア４の下流には、送風機５が設けられ、この送
風機５の下流には膨張弁６、図示しないコンプレッサ、
コンデンサ等と直列に配管結合されて冷房サイクルを構
成するエバポレータ７が配されている。このエバポレー
タ７に下流には、熱源として、例えば図示しない走行用
エンジンの冷却水が流量制御弁８を介して流入するヒー
タコア９が配され、このヒータコア９の上流側には、こ
のヒータコア９を通過する空気を制限するエアミックス
ドア１０が設けられている。

【００１１】空調ダクト２の最下流にはデフ吹出口１
１、ベント吹出口１２、フット吹出口１３が開口してお
り、この各吹出口１１，１２，１３にはこの各吹出口１
１，１２，１３を適宜開口するモードドア１４が設けら
れている。

【００１２】以上の構成の車両用空調装置において、送
風機５の稼動により内気導入口２若しくは外気導入口３
から吸入された空気は、エバポレータ７を通過すること
によって所定の温度に冷却され、エアミックスドア１０
の開度によってヒータコア９を通過する空気と迂回する
空気に分割される。これによって、ヒータコア９を迂回
した冷却されたままの空気とヒータコア９を通過して加
熱された空気は、ヒータコア９の下流側で混合されて所
望の温度に温調された空気となり、モードドア１４によ
って選択された吹出口より車室内に吹き出し、車室内を
温調するものである。

【００１３】この車両用空調装置を制御するために、少
なくとも中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセ
スメモリ（ＲＡＭ）、読出専用メモリ（ＲＯＭ）、入出
力ポート（Ｉ／Ｏ）等からなるそれ自体公知のマイクロ
コンピュータ１５が設けられており、このマイクロコン
ピュータ１５には、少なくとも車室内温度を検出する車
室内温度センサ２１、外気温度を検出する外気温度セン
サ２２（外気温度検出手段１００）、日射量を検出する
日射センサ２３（日射量検出手段１１０）、ベント吹出
温度を検出するベント吹出温度センサ２４、フット吹出
温度を検出するフット吹出温度センサ２５からの信号
が、マルチプレクサ（ＭＰＸ）１６、Ａ／Ｄ変換器１７
を介して入力され、さらに図示しない各種設定スイッチ
（ＯＮ／ＯＦＦスイッチ、ＡＵＴＯスイッチ、温度設定
スイッチ、送風機設定スイッチ、モード設定スイッチ
等）及び表示部からなる操作パネル２６からの設定信号
が入力されるものである。

【００１４】このマイクロコンピュータ１５においては
所定のプログラムに従って前記入力信号及び設定信号が
処理され制御信号として出力回路２７ａ，２７ｂ，２７
ｃ，２７ｄを介して各空調制御機器を制御するものであ
る。尚、この空調制御機器は、例えばインテークドア４
を駆動するアクチュエータ２８、エアミックスドア１０
を駆動するアクチュエータ２９、モードドア１４を駆動
するアクチュエータ３０、送風機のモータ３１及び図示
しないコンプレッサ等を指すものである。

【００１５】以下、このマイクロコンピュータ１５にお
いて実行される処理を示すフローチャートにしたがって
説明する。

【００１６】図３に示すフローチャートは、車両用空調
制御装置のメイン制御ルーチンを示すもので、処理の開
始によりステップ２００から開始されるものである。

【００１７】ステップ３００においては、前記車室内温
度センサ２１からの車室内温度信号Ｔinc 、前記外気温
度センサ２２からの外気温度信号Ｔamb 、日射センサ２
３からの日射量信号Ｑsn、ベント吹出温度センサ２４か
らのベント吹出温度信号Ｔvent、フット吹出温度センサ
２５からのフット吹出温度信号Ｔfootが少なくとも入力
されるものである。

【００１８】ステップ４００においては、図４に示す本
発明の実施例に係る着衣量演算ルーチンが開始される。
この着衣量演算ルーチンにおいて、ステップ４１０にお
いて上半身着衣量Ｉcl-up が図６に示す特性マップによ
り演算される（上半身着衣量推定手段１２０）。

【００１９】この特性マップは、日射量Ｑsnが零の場
合、外気温度Ｔamb がγ₁ （例えば−３０℃）以下の時
に上半身着衣量Ｉcl-up が最大値β₄ 、γ₄ （例えば４
０度）以上で最低β₁ 、外気温度Ｔamb がγ₁ からγ₄
にかけて前記β₄ からβ₁ にかけてリニアに減少するよ
うに設定してあり、また日射量Ｑsnがα₁ の場合には、
外気温度Ｔamb がγ₁ からγ₃ にかけて着衣量Ｉcl-up
が最大値β₃ 〜最小値β₁ にリニアに減少するように設
定してある。さらに日射量Ｑsnがα₂ （α₂ ＞α₁ ）の
場合には、外気温度Ｔamb がγ₁ からγ₂ にかけて着衣
量Ｉcl-up が最大値β₂ 〜最小値β₁ にリニアに減少す
るように設定してある。

【００２０】これによってこの特性マップにおいては、
外気温度Ｔamb が低く着衣量Ｉcl-up が大きく設定され
た場合においても、日射量Ｑsnが大きい場合には乗員が
上着等を脱ぐ可能性があると推定し、着衣量Ｉcl-up を
日射量Ｑsnに比して低く設定するものである。

【００２１】ステップ４２０においては、下半身着衣量
Ｉcl-dn が図７でしめす特性マップにより演算される
（下半身着衣量推定手段１３０）。この特性マップは、
外気温度Ｔamb がγ₁ 〜γ₄ にかけて下半身着衣量Ｉcl
-dn が最大値β₆ 〜最小値β₅にリニアに減少するよう
に設定してある。これは、下半身の着衣、例えばズボ
ン、スカート等においては外気温度によって冬物、夏物
とかえることはあるが、日射量等の条件により脱衣する
ことがないと推定されるためである。

【００２２】ステップ４３０においては下記する数式１
により、着衣量Ｉclが演算される（着衣量演算手段１４
０）。

【００２３】

【数１】Ｉcl＝ａ＊Ｉcl-up ＋ｂ＊Ｉcl-dn

【００２４】尚、ａ，ｂは演算定数であり、上半身着衣
量Ｉcl-up と下半身着衣量Ｉcl-dnの重み付けを行うも
ので、平均的には共に０．５とするものである。また、
吹出モード、吹出温度等の空調諸条件により最適な値を
設定することが可能なもので、例えば吹出モードが上吹
出モードの場合にはａの値を大きくし、下吹出モードの
場合にはｂの値を大きくしても良いものである。尚、上
吹出モードはベント吹出口１２からのみ吹き出すモード
で通常は冷房モード、下吹出モードはフット吹出口１３
からのみ吹き出すモードで通常は暖房モードである。

【００２５】これによって着衣量Ｉclが求められ、ステ
ップ４４０からメイン制御ルーチンに復帰するものであ
る。

【００２６】ステップ６００においては、図５で示す等
価温度演算ルーチンが開始され、ステップ５１０におい
て下記する数式２に示される基本式によりボディ温度Ｔ
b が演算される。

【００２７】

【数２】Ｍ＊ｄＴb ／ｄＴ＝ｃ＊（ｄＱsn−ｅ＊（Ｔb
−Ｔamb ）−Ｋ＊（Ｔb −Ｔinc ））

【００２８】尚、Ｍ，ｃ，ｅ，Ｋは演算定数である。

【００２９】また、ステップ５２０においては、前記ボ
ディ温度Ｔb と日射量Ｑsnとによって平均輻射温Ｔrad
（乗員に対する輻射量）が、下記する数式３に示される
基本式により演算される。

【００３０】

【数３】Ｔrad ＝Ｋ1 ＊Ｔd ＋Ｋ２＊Ｑsn

【００３１】尚、Ｋ１，Ｋ２は演算定数である。

【００３２】さらに、ステップ５３０においては下記す
る数式４及び数式５によって直接風を受けない部分の等
価温度Ｔeq-Room と、直接風を受ける部分の等価温度Ｔ
eq-Airが演算される。

【００３３】

【数４】Ｔeq-Room ＝Ａ＊Ｔinc ＋Ｂ＊Ｔrad

【００３４】

【数５】Ｔeq-Air＝Ｃ＊Ｔair ＋Ｄ＊Ｔrad ＋（Ｅ−Ｆ
＊Ｖa^1/2）＊（Ｇ−Ｔair ）／（１＋Ｉcl）

【００３５】尚、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇは演算定
数であり、Ｖａは吹出口からの吹出風速で、例えば送風
機への供給電圧から演算されたもの若しくは風速センサ
からによって検出されたものであり、Ｔair は前記ベン
ト吹出温度Ｔventとフット吹出温度Ｔfootから演算され
たものである（Ｔair ＝ｍ＊Ｔvent＋ｎ＊Ｔfoot）。

【００３６】以上の等価温度演算ルーチンによって、直
接風を受けない部分の等価温度Ｔeq-Room と、直接風を
受ける部分の等価温度Ｔeq-Airが演算された後、ステッ
プ５４０からメイン制御ルーチンに回帰するものであ
る。

【００３７】この等価温度演算の後、ステップ６００に
おいてこの等価温度に基づいて各種空調制御機器の制御
量が決定され、ステップ７００において出力回路２７ａ
〜２７ｄを介して各種空調制御機器に制御信号を出力
し、ステップ３００に回帰して以上の制御を繰り返すも
のである。

【００３８】したがって、上半身着衣量を外気温度と日
射量から推定し、下半身着衣量を外気温度から推定する
ことによって、乗員の上着の着脱状況を把握し、より適
切な等価温度を演算することができるために、より快適
な空調環境が得られるものである。

【００３９】また、上述の車両用空調装置とは別の上下
独立温調を行うことのできる空調装置においては、前記
上半身着衣量Ｉcl-up から上部の直接風を受けない部分
の等価温度Ｔeq-Room-upと直接風を受ける部分の等価温
度Ｔeq-Air-up を演算し、さらに前記下半身着衣量Ｉcl
-dn から下部の直接風を受けない部分の等価温度Ｔeq-R
oom-dnと直接風を受ける部分の等価温度Ｔeq-Air-dn を
演算することによって、より快適な上下独立温調の制御
を行うことができるものである。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明において
は、上半身着衣量と下半身着衣量をそれぞれ独立して推
定し、この上半身着衣量と下半身着衣量から空調制御の
基準となる等価温度の一因子である乗員の着衣量を演算
することによって、きめの細かい空調制御が可能とな
り、最適な空調環境を構築することができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示した機能ブロック図である。

【図２】本発明の実施例に係る車両用空調装置の構成説
明図である。

【図３】マイクロコンピュータで実行されるメイン制御
ルーチンを示したフローチャート図である。

【図４】本発明の実施例に係る着衣量演算ルーチンを示
したフローチャート図である。

【図５】等価温度演算ルーチンを示したフローチャート
図である。

【図６】上半身着衣量演算に使用される特性マップ図で
ある。

【図７】下半身着衣量演算に使用される特性マップ図で
ある。

【符号の説明】

１ 空調ダクト ４ インテークドア ５ 送風機 ７ エバポレータ ９ ヒータコア １０ エアミックスドア １４ モードドア ２１ 車室内温度センサ ２２ 外気温度センサ ２３ 日射量センサ ２４ ベント吹出温度センサ ２５ フット吹出温度センサ ２６ 操作パネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤森 恭一 埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号 株 式会社ゼクセル東松山工場内 (72)発明者 佐々木 陽子 埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号 株 式会社ゼクセル東松山工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも吹出温度、吹出風速、乗員に
   照射される輻射量、及び乗員の着衣量から等価温度を演
   算して空調制御を行う車両用空調装置において、 外気温度を検出する外気温度検出手段と、 日射量を検出する日射量検出手段と、 前記外気温度検出手段によって検出された外気温度及び
   前記日射量検出手段によって検出された日射量から乗員
   の上半身の着衣量を推定する上半身着衣量推定手段と、 前記外気温度検出手段によって検出された外気温度から
   乗員の下半身の着衣量を推定する下半身着衣量推定手段
   と、 前記上半身着衣量推定手段によって推定された上半身着
   衣量と、前記下半身着衣量推定手段によって推定された
   下半身着衣量から乗員の着衣量を演算する着衣量演算手
   段とを具備することを特徴とする車両用空調装置の着衣
   量検出装置。