JPH0569740A - 自動車用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転者と同乗者との作業負荷量の違いを考慮
し、運転者が不快を感じる前に、運転者に対する空調風
の吹き出し状態を自動的に変更することにより、運転者
の快適感を向上する。 【構成】 制御装置４０の働きで空調装置本体１が検出
室温，設定室温，外気温，日射量などの熱環境情報によ
り空調駆動し、温度調整された空調風がベンチレータ吹
き出し口１４から吹き出されている状態において、制御
装置４０が車速，転舵角速度，スイッチ・レバー操作量
などの運転情報から運転者の運転に要する作業負荷量を
演算し、この作業負荷量から運転者の代謝量（運転作業
に伴う運転者の発熱量）を予測し、この代謝量により、
ベンチレータ吹き出し口１４内の風向設定器４５を駆動
制御する。これにより、上記空調風が運転者に、集中的
に吹き出されるか、または、気流感をもって吹き出され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、運転者の快適感を向上
する自動車用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動車用空調装置の中には、例え
ば、実開昭６１−７４０８号公報に示されているよう
に、車室内の熱環境の差を検出し、左右吹き出し口から
吹き出される空調風の風温や風向状態に差を付け、熱環
境の差からくる乗員個々の快適感の差を解消するように
したものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、運転者と同乗
者とでは、作業量の違いから、人体の代謝量に差がある
ので、同じ熱環境下であっても快適感に差が生じるのが
一般的である。したがって、熱環境の差により左右吹き
出し口から吹き出される空調風の風温や風向状態に差を
付けただけでは、運転者と同乗者との快適感の差を解消
することはできない。また、運転状況によっても、運転
者の作業量は変化するため、運転者はその時々で快適の
感じ方が変わる。

【０００４】また、特開昭６３−７４７０９号公報に示
されているように、赤外線センサなどによって、乗員の
体の各部位別の皮膚温を測定し、各部位毎に温度調節す
るようにしたものもある。しかし、自動車の運転のよう
な手や足のみの局部的な作業では、その局部の代謝量に
よって全身の温冷感が左右されることになるので、正確
な生体情報をきめ細かく把握する必要がある。このよう
に、きめ細かく生体情報を測定するには、多数の赤外線
センサが必要であるばかりでなく、画像処理装置のよう
な高価な装置も必要となる。

【０００５】また、自動車の運転のように発汗を余り伴
わない軽作業の場合には、皮膚温変化のような生体反応
は、作業から所要の時間遅れをもってでないと、明確に
現れてこない。したがって、従来のように赤外線センサ
などを用いる測定法によれば、既に乗員が不快になった
後で、車室内の空調条件が目標空調条件となるように追
随制御することになる。

【０００６】そこで、本発明は、車両の運転情報から運
転者の運転に要する作業負荷量を演算し、この演算した
作業負荷量から運転者の代謝量（運転作業に伴う運転者
の発熱量）を予測し、この予測した代謝量により、空調
風の吹き出し状態を自動的に変化させて、運転者の快適
性を向上することを課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、熱環境情報に
より、温度調節された空調風を、吹き出し口から車室内
に吹き出して、車室内を空調するようにした自動車用空
調装置において、吹き出し口から空調風を対象乗員に集
中して吹き出させる第１の吹き出しモードおよび対象乗
員に気流感をもって吹き出させる第２の吹き出しモード
が設定可能な風向設定手段と、車両の運転情報を検出す
る運転情報入力手段と、この検出された運転情報により
運転者の運転に要する作業負荷量を演算する作業負荷演
算手段と、この演算された作業負荷量から運転者の代謝
量を予測演算しかつこの予測演算された代謝量に応じた
吹き出しモード制御信号を前記風向設定手段に出力する
吹き出しモード変更手段と、を備えている。

【０００８】

【作用】検出室温，設定室温，外気温，日射量などの熱
環境情報により、温度調整された空調風が吹き出されて
いる状態において、作業負荷演算手段が、運転情報入力
手段で検出された車速，転舵角速度，スイッチ・レバー
操作量などの運転情報を取り込み、この運転情報により
運転者の運転に要する作業負荷量を演算して吹き出しモ
ード変更手段に出力する。すると、吹き出しモード変更
手段が、上記作業負荷量から運転者の代謝量を予測演算
し、この代謝量に応じた吹き出しモード制御信号を風向
設定手段に出力する。これにより、上記空調風が対象乗
員たる運転者に、集中的に吹き出されるか、または、気
流感をもって吹き出される。

【０００９】

【実施例】図１は、一実施例の自動車用空調装置の全体
を示している。この自動車用空調装置の空調装置本体１
には、車室内の空気を導入する内気導入口２と、走行風
圧を受けて外気を導入する外気導入口３とが設けられて
いる。この内気導入口２と外気導入口３との分岐部分に
は、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は、制御装置４０で駆動されるインテークドア
アクチュエータ５により、内気導入口２と外気導入口３
とを選択的に開閉する。内気導入口２と外気導入口３と
の下流側には、ブロアファン６が設けられている。この
ブロアファン６は、制御装置４０で駆動されるアクチュ
エータとしてのブロアファンモータ７により回転駆動す
る。ブロアファン６の下流側には、図外のコンプレッサ
とコンデンサと膨張弁などで構成された冷凍サイクルか
ら供給される冷媒で通過する空気を冷却するエバポレー
タ８が設けられている。エバポレータ８の下流側には、
図外のエンジンと温水コックなどで構成された加熱サイ
クルから供給される温水で通過する空気を暖めるヒータ
コア９が設けられている。ヒータコア９の上流側には、
エアミックスドア１１が設けられている。このエアミッ
クスドア１１は、制御装置４０で駆動されるエアミック
スドアアクチュエータ１２により、エバポレータ８を通
過して冷えている空気がヒータコア９を迂回して冷えた
ままの冷気と、エバポレータ８を通過して冷えている空
気がヒータコア９を通過して暖められた暖気と、の割合
を調整するように開閉する。ヒータコア９の下流側に
は、上記冷気と暖気との混合を良くすることにより、温
度調整された空調風を作る部屋としてのエアミックスチ
ャンバ１３が設けられている。このエアミックスチャン
バ１３には、図外の対象乗員の上半身に向けて空調風を
吹き出すベンチレータ吹き出し口１４と、図外のフロン
トウインドガラスに向けて空調風を吹き出すデフロスタ
吹き出し口１５と、対象乗員の足元に空調風を吹き出す
フット吹き出し口１６とが連設されている。エアミック
スチャンバ１３内には、ベンチレータドア１７とデフロ
スタドア１９とフットドア２１とが設けられている。ベ
ンチレータドア１７は、制御装置４０で駆動されるベン
チレータドアアクチュエータ１８により、ベンチレータ
吹き出し口１４を開閉する。デフロスタドア１９は、制
御装置４０で駆動されるデフロスタドアアクチュエータ
２０により、デフロスタ吹き出し口１５を開閉する。フ
ットドア２１は、制御装置４０で駆動されるフットドア
アクチュエータ２２により、フット吹き出し口１６を開
閉する。また、ベンチレータ吹き出し口１４は、インス
トルメントパネル２３内に車幅方向左右に分離配置され
て複数個設けられている。これらの各ベンチレータ吹き
出し口１４には、図２および図３に示す風向設定器４５
が設けられている。

【００１０】また、図１に示した自動車用空調装置のマ
イクロコンピュータに構成された制御装置４０は、室温
センサ２８と設定室温センサ２９と外気温センサ３０と
日射量センサ３１などからなる熱環境情報入力手段２７
からの検出室温Ｔ_ICと設定室温Ｔ_SETと外気温Ｔ_Aと日射
量Ｑ_SUNなどの熱環境情報により目標吹き出し風温Ｔ_OF
やブロアファンモータ印加電圧Ｖ_FANやエアミックスド
ア開度Ｘなどの目標空調条件を演算し、車室内の空調条
件が上記演算された目標空調条件を維持するように、空
調装置本体１を駆動する。この駆動により、空調装置本
体１が温度調整された空調風を作る。

【００１１】これと並行して、制御装置４０が目標吹き
出し風温Ｔ_OFにより、複数の吹き出し口としてのベンチ
レータ吹き出し口１４とデフロスタ吹き出し口１５とフ
ット吹き出し口１６などの中から空調風を吹き出させる
吹き出し口の組み合わせ状態を選択する。この空調風を
吹き出させる吹き出し口の組み合わせ状態、つまり吹き
出し口モードは、下記に示すベントモードとバイレバル
モードとフットモードとになっている。

【００１２】ベントモードは、ベンチレータドア１７が
ベンチレータ吹き出し口１４を開き、デフロスタドア１
９がデフロスタ吹き出し口１５を閉じ、フットドア２１
がフット吹き出し口１６を閉じる。これにより、空調風
がベンチレータ吹き出し口１４からのみ吹き出される。

【００１３】バイレベルモードは、ベンチレータドア１
７がベンチレータ吹き出し口１４を開き、デフロスタド
ア１９がデフロスタ吹き出し口１５を閉じ、フットドア
２１がフット吹き出し口１６を開く。これにより、空調
風がベンチレータ吹き出し口１４とフット吹き出し口１
６とから吹き出される。

【００１４】フットモードは、ベンチレータドア１７が
ベンチレータ吹き出し口１４を閉じ、デフロスタドア１
９がデフロスタ吹き出し口１５を開き、フットドア２１
がフット吹き出し口１６を開く。これにより、空調風が
デフロスタ吹き出し口１５とフット吹き出し口１６とか
ら吹き出される。

【００１５】そして、制御装置４０がベントモードやバ
イレバルモードまたはフットモードなどの吹き出し口モ
ードを選択することにより、特定された吹き出し口から
上記空調風を吹き出して、車室内を空調する。

【００１６】そして、上記吹き出し口モードのベントモ
ードまたはバイレバルモードが選択された場合には、制
御装置４０に組み込まれた作業負荷演算手段４１が、車
速センサ３５と転舵角速度センサ３６とスイッチ・レバ
ー操作センサ３７などからなる運転情報入力手段３４か
らの車速Ｖと転舵角速度Ｗとスイッチ・レバー操作量と
してのスイッチ・レバー操作頻度Ｓなどの運転情報によ
り、運転者の運転に要する単位時間当たりの作業負荷量
Ｄ_opを演算した後、この作業負荷量Ｄ_opを制御装置４０
に組み込まれた吹き出しモード変更手段４２に出力す
る。上記スイッチ・レバー操作頻度は、図外のワイパス
イッチ，方向指示スイッチ，空調スイッチなどの各種ス
イッチや変速レバー，ブレーキペダルなどの各種レバー
に関する運転者の現在の操作量を表すものである。

【００１７】吹き出しモード変更手段４２は、作業負荷
演算手段４１より受け取った作業負荷量Ｄ_opから運転者
の代謝量Ｅ_Drを予測演算し、この予測演算された代謝量
Ｅ_Drに応じたモード制御信号を、ベンチレータ吹き出し
口１４に設けられた風向設定器４５に出力する。これに
より、ベンチレータ吹き出し口１４の空調風の吹き出し
状態としての第１の吹き出しモードなる集中吹き出しモ
ード、または、第２の吹き出しモードなるスイング吹き
出しモードが選択され、ベンチレータ吹き出し口１４か
ら吹き出される空調風が、図外の対象乗員に集中して吹
き出されるか、または、図外の対象乗員に気流感をもっ
て吹き出される。

【００１８】図２および図３は、前記ベンチレータ吹き
出し口１４に設けられた風向設定器４５を示している。
この風向設定器４５のダクト４６は、左右側壁４６ａ，
４６ｂと上下壁４６ｃ，４６ｄと中間壁４６ｅと前後壁
４６ｆ，４６ｇとを備えている。中間壁４６と上壁４６
ｃと左右側壁４６ａ，４６ｂの上部と前後壁４６ｆ，４
６ｇとが、閉空間部４６ｈを形成している。中間壁４６
ｅと左右側壁４６ａ，４６ｂの下部と下壁４６ｄとが縦
横比の大きな横長のベンチレータ吹き出し口１４となる
風洞４６ｉを形成している。この風洞４６ｉ内には、複
数のルーバ４７ａ，４７ｂ，４７ｃを、車幅方向左右へ
離間して配置して回転自在に組み付けてある。各ルーバ
４７ａ〜４７ｃそれぞれは、支軸４８ａ，４８ｂ，４８
ｃを備えている。これらの支軸４８ａ〜４８ｃは、ダク
ト４６の上下壁４６ｃ，４６ｄに軸受け嵌合してある。
これらの支軸４８ａ〜４８ｃの閉空間部４６ｈ内に突出
する上端には、複数の第１リンクプレート４９ａ，４９
ｂ，４９ｃの一端を個別に固定してある。これらの第１
リンクプレート４９ａ〜４９ｃの他端には、ピン５０
ａ，５０ｂ，５０ｃを上方に向けて個別に設けてある。
これらのピン５０ａ〜５０ｃは、第２リンクプレート５
１ａ，５１ｂ，５１ｃの一端に形成された長孔５２ａ，
５２ｂ，５２ｃに個別に摺接係合されている。これらの
第２リンクプレート５１ａ〜５１ｃの他端は、軸５３
ａ，５３ｂ，５３ｃにより、ダクト４６の上壁４６ｃに
回転可能に取り付けられている。これらの第２リンクプ
レート５１ａ〜５１ｃの中間部には、ガイドピン５４
ａ，５４ｂ，５４ｃが上方に向けて個別に設けてある。
これらのガイドピン５４ａ〜５４ｃは、ダクト４６の上
壁４６ｃに形成された逃げ溝５５ａ，５５ｂ，５５ｃを
個別に貫通し、ダクト４６の上壁４６ｃ上に配置された
溝形成体５６のガイド溝５７ａ，５７ｂ，５７ｃに個別
に摺接係合されている。この溝形成体５６は、ピニオン
ギヤ５８とラックギヤ５９とからなる歯車機構により、
風向モータ６１の回転を、ダクト４６の上壁４６ｃに沿
った前後方向の直線運動に変換する。この風向モータ６
１は、モータ支持台６２により、ダクト４６の左側壁４
６ａの外側に取り付けられている。風向モータ６１は、
配線６３を通じて制御装置３８により、正逆転制御され
る。

【００１９】前記溝形成体５６にルーバ４７ａ〜４７ｃ
と同数に形成された複数のガイド溝５７ａ〜５７ｃは、
図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、平面から見て、個別
に特有の形状になっている。この一実施例では、ベンチ
レータ吹き出し口１４が、図１に示すように、前席２４
に着座した図外の対象乗員一人に対して左右２個になっ
ていることから、この一人の対象乗員の左前方に配置さ
れるベンチレータ吹き出し口１４における溝形成体５６
のガイド溝５７ａ〜５７ｃは、図４（Ａ）に示す形状に
なっており、前記一人の対象乗員の右前方に配置される
ベンチレータ吹き出し口１４における溝形成体５６のガ
イド溝５７ａ〜５７ｃは、図４（Ｂ）に示す形状になっ
ている。

【００２０】したがって、一人の対象乗員に対する左右
のベンチレータ吹き出し口１４においては、風向モータ
６１が回転駆動すると、溝形成体５６が前後方向へ水平
移動し、第２リンクプレート５１ａ〜５１ｃがガイドピ
ン５４ａ〜５４ｃのガイド溝５７ａ〜５７ｃへの摺接係
合により軸５３ａ〜５３ｃを中心として揺動し、第１リ
ンクプレート４９ａ〜４９ｃがピン５０ａ〜５０ｃの長
孔５２ａ〜５２ｃへの摺接係合により支軸４８ａ〜４８
ｃを中心として揺動し、もってルーバ４７ａ〜４７ｃが
支軸４８ａ〜４８ｃを中心として回転する。これによ
り、一人の対象乗員に対するベンチレータ吹き出し口１
４から車室内に吹き出される空調風の吹き出しモード
は、集中吹き出しモードと拡散吹き出しモードと回避吹
き出しモードとスイング吹き出しモードのうちの１つの
吹き出しモードを設定することが可能である。

【００２１】つまり、集中吹き出しモードでは、図５に
示すように、風向モータ６１の回転量と回転方向との駆
動制御による溝形成体５６の移動量の制御により、複数
のルーバ４７ａ〜４７ｃが内側に向きつつほぼ平行とな
るように回転することにより、空調風が複数のルーバ４
７ａ〜４７ｃで誘導されつつ、ベンチレータ吹き出し口
１４としての風洞４６ｉから仮想線で示す範囲をもっ
て、対象乗員６４に集中しつつ車室内に吹き出される。

【００２２】拡散吹き出しモードでは、図６に示すよう
に、風向モータ６１の回転量と回転方向との駆動制御に
よる溝形成体５６の移動量の制御により、外側のルーバ
４７ａが外側を向くように回転し、中間のルーバ４７ｂ
が前後方向に向くように回転し、内側のルーバ４７ｃが
内側を向くように回転することにより、空調風が複数の
ルーバ４７ａ〜４７ｃで誘導されつつベンチレータ吹き
出し口１４としての風洞４６ｉから、仮想線で示す範囲
をもって、対象乗員６４を含む車室内の広い領域に吹き
出される。

【００２３】回避吹き出しモードでは、図７に示すよう
に、風向モータ６１の回転量と回転方向との駆動制御に
よる溝形成体５０の移動量の制御により、複数のルーバ
４７ａ〜４７ｃが外側に向きつつほぼ平行となるように
回転することにより、空調風が複数のルーバ４７ａ〜４
７ｃで誘導されつつベンチレータ吹き出し口１４として
の風洞４６ｉから、仮想線で示す範囲をもって、対象乗
員６４を含まない車室内の領域に吹き出される。

【００２４】スイング吹き出しモードでは、図１２に示
すようなタイミングをもって、集中吹き出しモードと拡
散吹き出しモードと回避吹き出しモードとに順次切り換
えられる。

【００２５】次に、一実施例の作用を、図８〜図１１に
示すフローチャートを参照しながら説明する。

【００２６】乗員が図外の空調スイッチをオン動作する
と、制御装置４０が起動して図外の冷凍サイクルから冷
媒をエバポレータ８に供給するとともに、図外の加熱サ
イクルから温水をヒータコア９に供給する（ステップ１
０１）。これと並行して、制御装置４０が定数Ａ〜Ｈお
よびＫ_v，Ｋ_w，Ｋ_sを格納メモリから読み出して演算メ
モリに設定するとともに（ステップ１０２）、熱環境情
報入力手段２７としての室温センサ２８と室温設定器２
９と外気温センサ３０と日射量センサ３１とからの検出
信号たる検出室温Ｔ_ICと設定室温Ｔ_SETと外気温Ｔ_Aと日
射量Ｑ_SUNと左右の日射量差ΔＱ＝Ｑ_Dr−Ｄ_Asなどの熱
環境情報を読み込む（ステップ１０３）。引き続き、検
出室温Ｔ_ICと設定室温Ｔ_SETとの温度差ΔＴを演算し、
この温度差ΔＴに対応するブロアファンモータ印加電圧
Ｖ_FANを決定する（ステップ１０４）。そして、ステッ
プ１０２で設定された定数Ａ〜Ｅおよびステップ１０３
で読み込まれた外気温Ｔ_Aと検出室温Ｔ_ICと設定室温Ｔ
_SETと日射量Ｑ_SUNとを、目標吹き出し風温式；Ｔ_OF＝Ａ
・Ｔ_A＋Ｂ・Ｔ_IC＋Ｃ・Ｔ_SET＋Ｄ・Ｑ_SUN＋Ｅ、に代入
して目標吹き出し風温Ｔ_OFを演算し（ステップ１０
５）、この目標吹き出し風温Ｔ_OFとステップ１０２で設
定された定数Ｆ〜Ｈとをエアミックスドア開度式；Ｘ＝
Ｆ・Ｔ_OF ²＋Ｇ・Ｔ_OF＋Ｈ、に代入してエアミックスド
ア開度Ｘを演算する（ステップ１０６）。この後、フッ
トモードとバイレベルモードとベントモードなどの複数
の吹き出しモードの中から、目標吹き出し風温Ｔ_OFに対
応する１つの吹き出しモードを決定する（ステップ１０
７）。

【００２７】そして、目標吹き出し風温Ｔ_OFよりフット
モードが決定された場合（ステップ１０８がＹＥＳ）
は、デフロスタ吹き出し口１５とフット吹き出し口１６
とに風向設定器４５が設けられていないことから、デフ
ロスタ吹き出し口１５とフット吹き出し口１６とから吹
き出される空調風の吹き出し状態を変更する必要がない
ので、制御装置４０が、ステップ１０４で決定されたブ
ロアファンモータ印加電圧Ｖ_FANたる制御信号をブロア
ファンモータ７に出力し、ステップ１０６で決定された
エアミックスドア開度Ｘたる制御信号をエアミックスド
アアクチュエータ１２に出力し、ステップ１０７で決定
されたフットモードたる吹き出し口制御信号をベンチレ
ータドアアクチュエータ１８とデフロスタドアアクチュ
エータ２０とフットドアアクチュエータ２２とに出力す
る（ステップ１１７）。これにより、ベンチレータドア
１７がベンチレータ吹き出し口１４を閉じ、デフロスタ
ドア１９がデフロスタ吹き出し口１５を開き、フットド
ア２１がフット吹き出し口１６を開く。したがって、前
記エアミックスチャンバ１３で作られた空調風が、デフ
ロスタ吹き出し口１５とフット吹き出し口１６とから図
外のフロントウインドガラスと対象乗員の足元とに吹き
出される。

【００２８】これとは逆に、前記目標吹き出し風温Ｔ_OF
よりバイレベルモードまたはベントモードが決定された
場合（ステップ１０８がＮＯ）は、制御装置４０がステ
ップ１０５で決定された目標吹き出し風温Ｔ_OFにより、
第２の吹き出しモードにおける集中吹き出しモード比率
ＦＳと拡散吹き出しモード比率ＦＷと回避吹き出しモー
ド比率ＦＥとを決定する（ステップ１０９）。これら集
中吹き出しモード比率ＦＳと拡散吹き出しモード比率Ｆ
Ｗと回避吹き出しモード比率ＦＥとは、図１２に示すよ
うに、ある時刻ｔ_aからある時刻ｔ_bまでの、一定時間ｔ
₀＝ｔ_b−ｔ_aにおいて、集中吹き出しモードと拡散吹き
出しモードと回避吹き出しモードとが維持されている時
間の割合のことであり、 集中吹き出しモード比率ＦＳ ＝（ｔ_s1＋ｔ_s2＋ｔ_s3＋……＋ｔ_sn）／ｔ₀＝（Σｔ_sI）／ｔ_０ 拡散吹き出しモード比率ＦＷ ＝（ｔ_ｗ１＋ｔ_w2＋ｔ_w3＋……＋ｔ_wn）／ｔ₀＝（Σｔ_wI）／ｔ₀ 回避吹き出しモード比率ＦＥ ＝（ｔ_e1＋ｔ_e2＋ｔ_e3＋……＋ｔ_en）／ｔ₀＝（Σｔ_eI）／ｔ₀ となる。そして、集中吹き出しモードと拡散吹き出しモ
ードと回避吹き出しモードとにおける個々の維持時間ｔ
_sI，ｔ_wI，ｔ_eIは、例えば、乱数列から順次採った平均
時間ｔｄ_sI，ｔｄ_wI，ｔｄ_eIを基に、集中吹き出しモー
ド比率ＦＳと拡散吹き出しモード比率ＦＷと回避吹き出
しモード比率ＦＥの値から逆算して求めたものである。
ただし、一定時間ｔ₀内での平均時間ｔｄ_sI，ｔｄ_wI，
ｔｄ_eIは、ｔｄ_sI＝ｔｄ_wI＝ｔｄ_eI＝一定とする。した
がって、例えば、（イ）集中吹き出しモード比率ＦＳ＝
１で、拡散吹き出しモード比率ＦＷ＝０で、回避吹き出
しモード比率ＦＥ＝０の組み合わせならば、吹き出しモ
ードは集中吹き出しモードになり、（ロ）集中吹き出し
モード比率ＦＳ＝０.５で、拡散吹き出しモード比率Ｆ
Ｗ＝０.５で、回避吹き出しモード比率ＦＥ＝０の組み
合わせならば、吹き出しモードは、集中吹き出しモード
と拡散吹き出しモードとを時間的に同じ割合で交互に切
り換えるスイング吹き出しモードになる。

【００２９】ここで、上記集中吹き出しモード比率ＦＳ
と拡散吹き出しモード比率ＦＷと回避吹き出しモード比
率ＦＥとを、ステップ１０５で決定された目標吹き出し
風温Ｔ_OFにより、迅速に求めるために、知識化したもの
が、ステップ１０９に示す吹き出しモードマップであ
る。この吹き出しモードマップは、縦軸に比率を示し、
横軸に温度を示し、温度に対して集中吹き出しモード比
率ＦＳと拡散吹き出しモード比率ＦＷと回避吹き出しモ
ード比率ＦＥとを対応づけたものである。この吹き出し
モードマップでは、例えば、集中吹き出しモード比率Ｆ
Ｓは、温度が１０℃以下では「１」に設定され、温度が
１０℃から１８℃までは「１から０」に徐々に減少する
ように設定され、温度が１８℃以上では「０」に設定さ
れている。拡散吹き出しモード比率ＦＷは、温度が１０
℃以下では「０」に設定され、温度が１０℃から１８℃
までは「０から１」に徐々に増加するように設定され、
温度が１８℃から２０℃までは「１」に設定され、温度
が２０℃から２３℃までは「１から０」に徐々に減少す
るように設定され、温度が２３℃以上では「０」に設定
してある。回避吹き出しモード比率ＦＥは、温度が２０
℃以下では「０」に設定され、温度が２０℃から２３℃
までは「０から１」に徐々に増加するように設定され、
温度が２３℃以上では「１」に設定されている。したが
って、（１）目標吹き出し風温Ｔ_OFが１０℃未満の場合
は、集中吹き出しモード比率ＦＳ＝１を決定し、（２）
目標吹き出し風温Ｔ_OFが１０℃以上から１８℃未満の場
合は、集中吹き出しモード比率ＦＳ＝１〜０、および、
拡散吹き出しモード比率ＦＷ＝０〜１を決定し、（３）
目標吹き出し風温Ｔ_OFが１８℃以上から２０℃未満の場
合は、拡散吹き出しモード比率ＦＷ＝１を決定し、
（４）目標吹き出し風温Ｔ_OFが２０℃以上から２３℃未
満の場合は、拡散吹き出しモード比率ＦＷ＝１〜０、お
よび、回避吹き出しモード比率ＦＥ＝０〜１を決定し、
（５）目標吹き出し風温Ｔ_OFが２３℃以上の場合は、回
避吹き出しモード比率ＦＥ＝１を決定する。

【００３０】次に、作業負荷演算手段４１が、運転情報
入力手段３４としての車速センサ３５と転舵角速度セン
サ３６とスイッチ・レバー操作センサ３７とからの検出
信号たる車速Ｖと転舵角速度Ｗとスイッチ・レバー操作
頻度Ｓなどの運転情報を読み込み（ステップ１１０）、
例えば３０秒間のような単位時間当たりの車速変化率の
積算量Ｖ_dと転舵角速度変化率の積算量Ｗ_dとスイッチ・
レバー操作頻度の積算量Ｓ_dを算出し（ステップ１１
１）、これら車速変化率の積算量Ｖ_dと転舵角速度変化
率の積算量Ｗ_dとスイッチ・レバー操作頻度の積算量Ｓ_d
とステップ１０２で設定された定数Ｋ_v，Ｋ_w，Ｋ_sとを
作業負荷式； Ｄ_op＝Ｋ_v・Ｖ_d＋Ｋ_w・Ｗ_d＋Ｋ_s・Ｓ_d、 に代入して、運転者の運転に要する作業量Ｄ_opを求める
（ステップ１１２）。引き続き、吹き出しモード変更手
段４２が、ステップ１１２で求められた運転者の作業負
荷量Ｄ_opから運転者の代謝量Ｅ_Drを決定するとともに、
この代謝量Ｅ_Drから運転者の作業負荷量Ｄ_opによる補正
係数Ｋ_Drを決定する（ステップ１１３）。具体的には、
先ず、ステップ１１２で求められた運転者の作業負荷量
Ｄ_opを、図１３に示す作業負荷量Ｄ_opと代謝量Ｅ_Drと補
正係数Ｋ_Drとの関係を規定する代謝・補正マップに照合
し、この代謝・補正マップの第２象限の関係により、運
転者の代謝量Ｅ_Drを決定する。例えば、（１）停車中や
一般道路での定速走行中などの低作業負荷では、約５０
〜７５Ｋｃａｌ／ｍ²ｈ、（２）高速道路での定速走行
中や市街地での一般走行中などの中作業負荷では、約７
５〜１２５Ｋｃａｌ／ｍ²ｈ、（３）山岳道路などのワ
インディングロードや駐車場などでの車庫入れ中などの
高作業負荷では、約１２５〜１６０Ｋｃａｌ／ｍ²ｈ、
というように、運転者の代謝量Ｅ_Drを予測演算する。

【００３１】この後、代謝・補正マップの第１象限の関
係により、上記予測演算された代謝量Ｅ_Drを有する運転
者が丁度良いと感じる有効温度ＥＴを求め、代謝・補正
マップの第４象限の関係により、上記有効温度ＥＴに相
当する快適熱環境を実現するための補正係数Ｋ_Drを決定
する。

【００３２】ここで、代謝・補正マップの第２象限で
は、作業負荷量Ｄ_opが大きいほど代謝量Ｅ_Drが大きくな
る関係にあり、第１象限では、代謝量Ｅ_Drが大きいほど
有効温度ＥＴが低くなる関係にあり、第４象限では、有
効温度ＥＴが低いほど補正係数Ｋ_Drが大きくなる関係に
ある。

【００３３】このようにして、補正係数Ｋ_Drが決定され
ると、ステップ１０３で読み込まれた左右の日射量差Δ
Ｑ＝Ｑ_Dr−Ｑ_Asにより、補正係数Ｋ_SUNを決定し（ステ
ップ１１４）、個々の対象乗員席たる運転席側と助手席
側との集中吹き出しモード比率ＦＳと拡散吹き出しモー
ド比率ＦＷと回避吹き出しモード比率ＦＥとを補正演算
する（ステップ１１５，１１６）。

【００３４】そして、制御装置４０が、ステップ１０４
で決定されたブロアファンモータ印加電圧Ｖ_FANたる制
御信号をブロアファンモータ７に出力し、ステップ１０
６で決定されたエアミックスドア開度Ｘたる制御信号を
エアミックスドアアクチュエータ１２に出力し、ステッ
プ１０７で決定されたバイレベルモードまたはベントモ
ードたる吹き出し口制御信号をベンチレータドアアクチ
ュエータ１８とデフロスタドアアクチュエータ２０とフ
ットドアアクチュエータ２２とに出力し、ステップ１１
５，１１６で決定された吹き出しモード制御信号を風向
設定器４５の風向モータ６１に出力する（ステップ１１
７）。

【００３５】これにより、例えば、夏季冷房時の炎天下
に駐車後、市街地へ運転を開始した場合のクールダウン
を考えると、一般に夏季の運転開始時には、目標吹き出
し風温Ｔ_OFは１０℃以下となり、ベンチレータ吹き出し
口１４からの空調風の吹き出しモードは、集中吹き出し
モードになる。その後、検出室温Ｔ_ICが下がるにしたが
って、目標吹き出し風温Ｔ_OFが上昇し、徐々に拡散吹き
出しモードの割合が増加していき、対象乗員は、スイン
グ吹き出しモードにより、集中吹き出しモードによる高
風速と拡散吹き出しモードによる低風速とを交互に体感
することになる。しかし、運転者は市街地一般道路での
運転作業を行っていることから、運転者側のベンチレー
タ吹き出し口１４の風向設定器４５に、作業負荷量Ｄ_op
による補正が加わる。即ち、この時の作業負荷量Ｄ_opに
よる代謝量Ｅ_Drが約９０Ｋｃａｌ／ｍ²ｈであるとすれ
ば、補正係数Ｋ_Drは１.３程度となり、目標吹き出し風
温Ｔ_OFが上昇して１１℃となって集中吹き出しモード比
率ＦＳが「１」から「０.８７５」になったとしても、
左右の日射量が同じ（左右の日射量差ΔＱ＝０）なら、 ＦＳ×Ｋ_Dr＝０.８７５×１.３＝１.１３７５＞１ となり、運転席側の集中吹き出しモード比率ＦＳは、ま
だ「１」となり、運転席側のベンチレータ吹き出し口１
４からの空調風の吹き出しモードは、集中吹き出しモー
ドに固定されたままである。これに対して、助手席側の
集中吹き出しモード比率ＦＳは「０.８７５」であり、
かつ助手席側の拡散吹き出しモード比率ＦＷは「０.１
２５」であることから、助手席側のベンチレータ吹き出
し口１４からの空調風の吹き出しモードは、集中吹き出
しモードと拡散吹き出しモードとからなるスイング吹き
出しモードに移行している。つまり、運転席側の方が助
手席側よりも集中吹き出しモードからスイング吹き出し
モードに移る時期が遅くなる。これにより、運転作業を
している運転者と、ただ気流にさらされているだけの助
手席側の同乗者との快適感の差を解消することができ
る。

【００３６】また、夏季の目標吹き出し風温Ｔ_OFが１５
℃となった冷房安定時には、助手席側のベンチレータ吹
き出し口１４からの空調風の吹き出しモードは、拡散吹
き出しモード主体のスイング吹き出しモードとなってく
るが、運転席側のベンチレータ吹き出し口１４からの空
調風の吹き出しモードは、運転者の作業負荷量Ｄ_opの違
いによって、ワインディングロードのような運転者の作
業負荷量Ｄ_opが多い場合には、補正係数Ｋ_Drが大きくな
るので、助手席側に比べて集中吹き出しモードの時間配
分が多いスイング吹き出しモードとなり、一般道路の定
速走行中などのような運転者の作業負荷量Ｄ_opがほとん
ど無い場合には、補正係数Ｋ_Drが小さく「１」に近くな
るので、助手席側と余り変わらない時間配分でのスイン
グ吹き出しモードになるというように、運転者の作業状
況に応じて変化する空調風の吹き出しモードとなり、運
転者と同乗者との快適感の差を解消することができる。

【００３７】なお、上記一実施例では、冷房時における
運転者と同乗者との快適感の差をなくす場合について説
明したが、暖房時においても、同様の空調風吹き出し状
態の変更ができることは明らかであろう。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、運転者と
同乗者との作業負荷量の違いを考慮し、運転者の運転に
要する作業負荷量から運転者の代謝量を予測し、この予
測した代謝量により、例えば、運転者に集中的に空調風
を吹き出されせるか、または、運転者に空調風を気流感
をもって吹き出されせるかというように、空調風の吹き
出し状態を自動的に変化させるので、対象乗員たる運転
者が不快を感じる前に、運転者に対する車室内の熱環境
条件を快適な状態に変化させることができる。

【００３９】しかも、本発明によれば、空調風の吹き出
し状態の変更は、風向設定手段を駆動制御するのみであ
り、空調風の総風量や風温を変化させることがないの
で、同乗者への空調風の吹き出し状態に影響を及ぼすこ
とはない。

【００４０】また、本発明によれば、赤外線センサや画
像処理装置のような高価な装置も使用する必要がないの
で、低コストにで実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体を示す構成図。

【図２】同実施例の風向設定器を示す斜視図。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図４】同実施例の溝形成体の溝構造を示す平面図。

【図５】同実施例の集中吹き出しモードを示す作用図。

【図６】同実施例の拡散吹き出しモードを示す作用図。

【図７】同実施例の回避吹き出しモードを示す作用図。

【図８】同実施例のフローチャート。

【図９】同実施例のフローチャート。

【図１０】同実施例のフローチャート。

【図１１】同実施例のフローチャート。

【図１２】同実施例のスイング吹き出しモードにおける
タイミングチャート。

【図１３】同実施例の代謝・補正マップ。

【符号の説明】

１…空調装置本体 １４…ベンチレータ吹き出し口 ２７…熱環境情報入力手段 ４０…制御装置 ３４…運転情報入力手段 ４１…作業負荷演算手段 ４５…風向設定器（風向設定手段） ４２…吹き出しモード変更手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱環境情報により、温度調節された空調
   風を、吹き出し口から車室内に吹き出して、車室内を空
   調するようにした自動車用空調装置において、 吹き出し口から空調風を対象乗員に集中して吹き出させ
   る第１の吹き出しモードおよび対象乗員に気流感をもっ
   て吹き出させる第２の吹き出しモードが設定可能な風向
   設定手段と、 車両の運転情報を検出する運転情報入力手段と、 この検出された運転情報により運転者の運転に要する作
   業負荷量を演算する作業負荷演算手段と、 この演算された作業負荷量から運転者の代謝量を予測演
   算し、この予測演算された代謝量に応じた吹き出しモー
   ド制御信号を前記風向設定手段に出力する吹き出しモー
   ド変更手段と、 を備えたことを特徴とする自動車用空調装置。