JPH11348524A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 搭乗者にとって快適な体感温度を演出できる
ような車両用空調装置を提供する。 【解決手段】 車両Ｃ内部には、車両用空調装置が搭載
されている。この車両用空調装置は、ブロアファン５に
より生じた空気の流れをエバポレータ６に通すことで冷
風を、ヒータ７に通すことで温風とし、これらを図示し
ないエアミックスダンパにより混合させた後に、デフロ
スタ吹出口２ａやフェイス吹出口２ｂ等から車室Ｃ内部
に吹き出させるようになっている。車室内の環境制御
は、前記したエアミックスダンパ開度を調整し、冷風と
温風の混合度合いを変化させることで実施される。ま
た、車両Ｃにおけるフロントガラス３０には、当該フロ
ントガラス面の温度を測定するための温度センサ３１が
設けられている。空調装置は、この温度センサ３１の測
定結果を参照しながら、上述の車室内環境制御に生か
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両に
設置され、車室内における冷房及び暖房等の空気調和を
行う車両用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両空調装置としては、エアコン
ユニット上流端に設けられた内外気を導入する導入口
と、下流端に設けられた吹出口との間に、ブロアファン
により空気の流れを作り出すものとなっている。ブロア
ファンの下流側には、エバポレータ及びヒータが配され
ており、エバポレータを通過する空気は冷やされ、ヒー
タを通過する空気は暖められる。また、ヒータ上流側に
はエアミックスダンパが備えられており、この開度を調
整することで下流側にて冷風と温風とを混合させる。空
調装置は、このようにして、車両内に吹き出す空気の温
度を制御することにより、所望の車室内環境を提供しよ
うとするものである。

【０００３】上記した冷風と温風とが混合される度合い
は、車両内に設置されたコントロールパネルを搭乗者が
操作すること等によって決定される。このコントロール
パネルにおいては、通常、温度の設定や空調装置の運転
モード（冷房あるいは暖房等）を入力することができる
ようになっており、空調装置はこの入力情報を参照し
て、上記した各種ダンパの開度等を自動的に制御するこ
とになる。また空調装置の制御は、搭乗者の入力情報の
他に、車内温度、外気温度等の測定結果を加味して実施
されるのが通常である。

【０００４】さらに上記したパラメータの他、日射量の
測定結果が空調装置の制御パラメータとなる場合があ
る。これは搭乗者が太陽から受ける輻射熱を推測し、よ
り快適な体感温度となるよう空調装置の制御に生かされ
ることになる。この場合、空調装置は、単に温度のみを
拠り所とした制御とは異なり、搭乗者にとってより快適
な車室内環境を提供することが可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記日射量
の測定手段としては、通常、光量測定に用いられるフォ
トセンサが用いられる。これは車両内のダッシュボード
上等に配設され、そこで太陽入射光の光量を測定する。
しかし、このフォトセンサは、一般に、光量変化に対す
る応答がきわめて早いものとなっているため、次のよう
な事態が発生する可能性があった。すなわち、車室内の
環境及び搭乗者の体感温度が実際には大きく変化してい
ないにもかかわらず、空調装置はフォトセンサの測定結
果を基に過剰に反応してしまうことがあった。例えば、
車両が通常の道路上を走るか、あるいはトンネル内を走
るかによって、当該車両に対する太陽光入射量は当然変
化することになるが、上記フォトセンサはこのような光
量変化にも即座に対応してしまう。すると空調装置は、
車両がトンネル内に入るだけで車室内温度を高める等の
作動を、また逆の場合には車室内温度を低くさせる等の
作動を実施してしまうことになる。また、車両を空調す
るには、車両が車外から受ける熱負荷を推測することが
必要であるが、この熱負荷を車外温度、日射量から推測
すると大きな誤差が生じる。

【０００６】このようなことから、日射量検知を空調装
置の制御に生かす際には、搭乗者の体感温度、また搭乗
者が太陽から受ける輻射熱を正確に反映したものとなら
ない場合があって、その結果、快適な車室内環境を提供
できないことがあった。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、搭乗者にとってより快適
な車室内環境を提供できる、より具体的には搭乗者に快
適な体感温度を演出できるような車両用空調装置を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために以下の手段をとった。すなわち、請求項
１記載の車両用空調装置は、上流端にダンパによって開
閉切換えされる外気導入口と内気導入口とを有すると共
に、下流端に車室内への空調風の吹出口を有するエアコ
ンユニットと、該エアコンユニット内に備えられたブロ
アファン、エバポレータ、ヒータ、エアミックスダンパ
と、車両における窓ガラスの温度を測定する温度計測手
段とを備えたことを特徴とするものである。

【０００９】これによれば、窓ガラスの温度を測定結果
を、車両用空調装置における各種ダンパ開度の設定等の
制御に生かすことが可能である。この窓ガラス温度は、
フォトセンサによる日射量測定とは異なり、太陽光の輻
射熱、車外温度、車外風速を積算した結果であるところ
のものである。車両用空調装置の制御は、このような性
格を備えたパラメータを参照することにより決定される
ことになる。

【００１０】また、請求項２記載の車両用空調装置は、
上流端にダンパによって開閉切換えされる外気導入口と
内気導入口とを有すると共に、下流端に車室内への空調
風の吹出口を有するエアコンユニットと、該エアコンユ
ニット内に備えられたブロアファン、エバポレータ、ヒ
ータ、エアミックスダンパと、車両における天井外板の
温度を測定する温度計測手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００１１】これによれば、上記請求項１における窓ガ
ラス温度の場合と同様、太陽光の輻射熱等を積算した結
果であるところの外板温度の測定結果を参照して、車両
用空調装置の制御が実施されることになる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下では、本発明の実施の形態に
ついて、図を参照して説明する。図１は実施形態の車両
用空調装置の構成を示す断面図である。この空調装置
は、内部を空気流路３としたエアコンユニット４を有す
る。エアコンユニット４の上流端には内外気を吸入する
導入口１が形成され、下流端には空調空気を車室内に吹
き出す吹出口２が形成されている。エアコンユニット４
内の上流側にはブロアファン５が配され、それより下流
側には、順にエバポレータ６、エアミックスダンパ１
３、ヒータ７が配されている。

【００１３】エアコンユニット４の導入口１は、外気を
導入する外気導入口１ａと、車室内循環内気を導入する
内気導入口１ｂとからなり、外気導入口１ａ及び内気導
入口１ｂの間には、外気導入口１ａまたは内気導入口１
ｂのいずれか一方を開口させ外気と内気との切り換えを
行う内外気切換ダンパ８が設けられている。

【００１４】また、エアコンユニット４の吹出口２は、
エアコンユニット４の上部に形成され車室内のフロント
ガラス等に空気を吹き付けて曇り等を防ぐデフロスタ吹
出口２ａと、ダッシュボード前面等から空気を吹き出す
フェイス吹出口２ｂと、エアコンユニット４の下部に形
成され車室内下部から空気を吹き出すフット吹出口２ｃ
とからなる。そして、デフロスタ吹出口２ａ、フェイス
吹出口２ｂ、フット吹出口２ｃには、それぞれ開口面積
を調節するデフロスタ側ダンパ１０、フェイス側ダンパ
１１、フット側ダンパ１２が設けられている。

【００１５】前記ブロアファン５は、内外気を外気導入
口１ａまたは内気導入口１ｂから吸引して、エアコンユ
ニット４内に流通させるものであり、図示略の電動モー
タに連結されている。エバポレータ６は冷凍サイクルの
一要素であり、エアコンユニット４内を流通する空気を
冷却する。ヒータ７は温水循環経路に組み込まれてお
り、流通空気を加熱する。エアミックスダンパ１３は、
ヒータ７の上流側にて揺動制御され、その揺動位置に応
じて、ヒータ７を通過する風とヒータ７を通過しない風
の割合を調節して、冷風と温風の混合割合を調節する機
能を果たす。

【００１６】この空調装置では、ブロアファン５を駆動
することにより、外気または内気が外気導入口１ａまた
は内気導入口１ｂからエアコンユニット４内に導入さ
れ、導入された空気は空気流路３を下流側へと送られ
る。エアコンユニット４内を流れる空気は、次にエバポ
レータ６を通過することで冷却され、下流側へ流れる。
このとき、エアミックスダンパ１３がヒータ７側通路を
完全に覆っていると、空気はヒータ７を通過せずに吹出
口２に向かい、吹出口２から車内に冷風が吹き出され
る。また、エアミックスダンパ１３がヒータ７側通路を
全開しているときは、空気の全部がヒータ７を通過して
加熱されて、吹出口２から車室内に吹き出される。ま
た、エアミックスダンパ１３が中間位置にあるときは、
ヒータ７を通過しない冷風とヒータ７を通過した温風
が、エアミックスダンパ１３の下流側でその開度に応じ
て混ざり、混合された空気が吹出口２から車室内に吹き
出される。

【００１７】上記した空調装置は、図２に示すように、
車両Ｃに搭載されている。この図には、前記したブロア
ファン５、エバポレータ６、ヒータ７、デフロスタ吹出
口２ａ、及びフェイス吹出口２ｂが符号付きで示されて
いる。またこれらに加えて、車両Ｃ内部には、搭乗者が
希望する車室内温度や運転モードを、上記空調装置に対
して設定するための操作パネル２０が備えられている。
また、本実施形態においては、上記した温度や運転モー
ドの他、風量や風向の設定も可能となっている。空調装
置は、これらの設定情報を目標値として、車室内の環境
を快適なものとするよう各種ダンパの制御等を実施する
ことになる。なお、操作パネル２０の具体的な態様に関
しては、本発明は特に限定されるものではない。例え
ば、温度、運転モード、風量、風向以外にも、空調装置
制御に関するパラメータを設定可能なような構成とされ
ていてもよい。

【００１８】さらに、図２に示す車両Ｃにおいては、こ
の空調装置における特徴部分である温度センサ（温度計
測手段）３１が、フロントガラス（窓ガラス）３０面上
に備えられている。この温度センサ３１は、フロントガ
ラス３０の温度の上昇又は下降を監視しその温度値を測
定する。また、図１及び図２に示されている空調装置に
おける各種ダンパは、この温度センサ３１の温度測定結
果を参照しながら制御されることになる。なお、温度セ
ンサ３１のフロントガラス３０上における設置場所は、
ドライバーの視界を妨げることのないような場所である
方が好ましいことは言うまでもない。

【００１９】上記構成となる空調装置の動作をまとめる
と、当該空調装置は操作パネル２０から入力された設定
温度や運転モード、あるいは風量、風向の設定を確認
し、これを目標値としてエアミックスダンパ１３を初め
とする各種ダンパの動作を制御することとなる。なお、
その際、温度センサ３１が測定した温度データは常に参
照されることになり、上記各種ダンパ動作に係る制御に
生かされることになる。

【００２０】例えば、具体例として、空調装置が暖房モ
ードで運転されている場合について説明する。さらにい
ま、天気は快晴である場合を考える。すると、搭乗者の
体感温度にとって、車両Ｃ内部に至る太陽光の入射は比
較的大きな影響を及ぼすことになる。つまり、外気温は
さほど高くはないとしても、太陽の直射光により搭乗者
には「暑い」と感じられる状況がしばしばある。ところ
で、フロントガラス３０面上の温度は、常にこのような
状況を正確に反映しているものと考えられる。つまり、
フロントガラス３０上の温度が高いときには太陽光の輻
射熱を多く吸収しており、そのとき搭乗者は「暑い」と
感じている可能性が大きいということである。空調装置
は、この温度状況を温度センサ３１を通して参照し、各
種ダンパに関して適当な制御を行うことになる。例え
ば、デフロスタ吹出口２ａからは冷風、フット吹出口か
らは温風、そしてフェイス吹出口２ｂからは冷風と温風
が１：１の割合となる風、がそれぞれ吹き出されるよう
にする。このことにより、車室内の暖房環境をそのまま
保持しつつ、搭乗者には冷風を直接送ることで体感的な
「暑さ」をやわらげることが可能となる。

【００２１】このように本実施形態における空調装置
は、フロントガラス３０の温度を測定する温度センサを
設けたことにより、より微妙な車室内環境の制御を実施
することができる。なお、この温度センサ３１が測定す
る温度データは、従来、太陽の影響を測るために用いら
れたフォトセンサとは異なり、より正確に搭乗者の状況
を反映しているものである。これは、フロントガラス３
０上の温度が、太陽光の輻射熱、車外温度、車外風速等
を積算した結果であるところによる。すなわち、太陽光
の入射があるかないかという単純な判断を行うフォトセ
ンサとは異なり、本実施形態の空調装置は、より的確な
情報に基づいた、より正確で微妙な車室内環境制御を実
施することができる。

【００２２】ところで、温度センサ３１を設置する場所
は、フロントガラス３０面上に限る必要はない。例え
ば、運転席又は助手席側のドアに備えられているサイド
ガラスに温度センサ３１を取り付けてもよい。また、本
発明は、温度センサ３１の取付場所に関して、車両Ｃに
おける窓ガラスのみに特にこだわるものでもない。具体
的には、温度センサ３１の適当な設置場所として、車両
Ｃの天井外板上が挙げられる。天井外板温度は、上記し
たフロントガラス３０面上の温度と同様にして、太陽光
の輻射熱を積算した結果のものとして測定されるもので
あり、搭乗者の状況をよく反映していると考えられるか
らである。

【００２３】なお、温度センサ３１の構成が測定器本体
と測定プローブからなるようなものであった場合には、
測定器本体を車室Ｃ内部、測定プローブをフロントガラ
ス３０面上あるいは天井外板に設置することになる。本
発明は、このような場合であっても、その概念内に収め
るものである。要は、温度センサ３１の設置場所として
は、本質的に、搭乗者の体感温度を正確に反映するよう
なデータが採取可能な場所を選択すればよい。ただし、
一般的には、その場所とは搭乗者近傍に選択するのが好
ましいと考えられる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の車
両用空調装置は、窓ガラスに温度センサを設置すること
により、この温度測定結果を空調装置における各種ダン
パ開度の設定等の制御に生かすことが可能である。この
窓ガラス温度は、フォトセンサによる日射量測定とは異
なり、太陽光の輻射熱等を積算した結果であるところの
ものであることから、より搭乗者の体感温度を反映した
データであるといえ、本発明の空調装置はより的確な情
報に基づいた、より微妙な各種ダンパ制御、すなわちよ
り微妙な車室内環境制御を実施することができる。

【００２５】また請求項２記載の車両用空調装置は、車
両の天井外板に温度センサを備えている。天井外板温度
は、上記窓ガラス温度と同様に搭乗者体感温度に関する
情報であるから、本発明の空調装置は、上記効果と同様
な効果を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 車両用空調装置の構成を示す断面図である。

【図２】 図１に示す車両用空調装置を搭載した車両内
部を示す断面図である。

【符号の説明】

１ａ 外気導入口 １ｂ 内気導入口 ２ 吹出口 ４ エアコンユニット ５ ブロアファン ６ エバポレータ ７ ヒータ ８ 内外気切換ダンパ １３ エアミックスダンパ ３０ フロントガラス ３１ 温度センサ（温度計測手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小南 聡 愛知県西春日井郡西枇杷島町旭町３丁目１ 番地 三菱重工業株式会社エアコン製作所 内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上流端にダンパによって開閉切換えされ
   る外気導入口と内気導入口とを有すると共に、下流端に
   車室内への空調風の吹出口を有するエアコンユニット
   と、該エアコンユニット内に備えられたブロアファン、
   エバポレータ、ヒータ、エアミックスダンパと、 車両における窓ガラスの温度を測定する温度計測手段と
   を備えたことを特徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】 上流端にダンパによって開閉切換えされ
   る外気導入口と内気導入口とを有すると共に、下流端に
   車室内への空調風の吹出口を有するエアコンユニット
   と、該エアコンユニット内に備えられたブロアファン、
   エバポレータ、ヒータ、エアミックスダンパと、 車両における天井外板の温度を測定する温度計測手段と
   を備えたことを特徴とする車両用空調装置。