JPH07164861A

JPH07164861A - 車両用空調制御装置

Info

Publication number: JPH07164861A
Application number: JP34445293A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Sakurai; 義彦桜井
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1993-12-17
Filing date: 1993-12-17
Publication date: 1995-06-27

Abstract

(57)【要約】【目的】乗員の部分的な体感変化に合った最適空調を
実現し、空調フィーリングの向上を図る車両用空調制御
装置を提供する。【構成】乗員の体表面を幾つかの部分に分割して各部
分の温度を検出し、各部分の温度信号を対応部分の露出
状態に応じて遅延させ、この遅延された温度信号に基づ
いて風状態を制御する。乗員の体表面の一部に日射があ
たって部分的に体感が異なるような場合や、日射変化の
影響が露出部分と非露出部分とで異なるような場合で
も、吹出口から吹き出す風の状態（方向、吹出量、温
度）を的確にコントロールできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、乗員の体表面の温度
分布と露出状態に応じた空調制御をおこなう車両用空調
制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の車両用空調装置として、特開平
４−１９３６１９号公報や、特開平４−２７１９１２号
公報等が公知となっている。前者は、乗員人体の表面熱
負荷を検出する検出器を人体の非露出部分近傍と、腕、
顔、腿の露出部分近傍に配置し、検出された非露出部分
の表面熱負荷と露出部分の表面熱負荷とに重み付けして
風質を制御するようにしたものであり、後者は、乗員の
体表面温度を検出する赤外線センサを用いて、乗員の人
数、位置、体表面温度、日射量、日射方向等の少なくと
も１つを検出し、車室へ供給する風量、風向、吹出温度
等の少なくとも１つを制御するようにしたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者に
おいては、空調安定時に身体に当たる日射量が変化する
場合、日射があたっている箇所が露出部分である場合と
非露出部位である場合とでは体感温度の変化速度が異な
ってくるが、そのような点まで配慮されていない為に乗
員が不快感を感じてしまう場合がある。

【０００４】また、乗員の体表面温度は日射の当たり方
等で部分的に異なるが、後者においては、乗員一人の体
表面温度を幾つかのエリアに分けて検出しているわけで
はないので、体の一部分に日が当たっている場合には、
それに対応した細かな制御ができず、不快感を感じてし
まう場合がある。

【０００５】そこで、この発明においては、上記問題点
を解消し、乗員の部分的な体感変化に合った最適空調を
実現し、空調フィーリングの向上を図ることができる車
両用空調制御装置を提供することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】しかして、この発明の要
旨とするところは、吹出口からの吹き出す風の状態因子
（例えば、方向、量、温度）を変更する風状態変更手段
と、乗員の体表面を幾つかの部分に分割して各部分の温
度に対応した温度信号を出力する温度分布検出手段と、
それぞれの前記温度信号を対応部分の露出状態に応じて
遅延させる遅延処理手段と、前記遅延処理手段で遅延さ
れた前記温度信号に基づいて前記風の状態因子を制御す
る制御手段とを具備することにある。

【０００７】

【作用】したがって、乗員の体表面を幾つかの部分に分
割し、この分割された部分毎に表面温度が検出されると
共に露出状態に応じて温度信号の遅延処理がなされるの
で、乗員の体表面の一部に日射があたって部分的に体感
が異なるような場合や、日射変化の影響が露出部分と非
露出部分とで異なるような場合でも、吹出口から吹き出
す風の状態因子が的確にコントロールされ、そのため、
上記課題を達成することができるものである。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面により説明す
る。

【０００９】図１（ａ）において、車両用空気調和装置
は、空調ダクト１の最上流側にインテ−クドア切替装置
２が設けられ、このインテ−クドア切替装置２は内気入
口３と外気入口４とが分かれた部分に内外気切替ドア５
が配置され、この内外気切替ドア５をアクチュエ−タに
より操作して空調ダクト１内に導入する空気を内気と外
気とに選択し、所望の吸入モ−ドが得られるようになっ
ている。

【００１０】送風機７は、空調ダクト１内に空気を吸い
込んで下流側に送風するもので、この送風機７の後方に
はエバポレ−タ８が配置されている。このエバポレ−タ
８は、コンプレッサ、コンデンサ、レシ−バタンク、エ
クスパンションバルブと共に配管結合されて冷凍サイク
ルを構成している。

【００１１】前記エバポレ−タ８の後方には、ヒ−タコ
ア９が上下に分流路１０、１１を形成するように配置さ
れ、このヒ−タコア９の上流側には上部エアミックスド
ア１２と下部エアミックスドア１３とが設けられてお
り、上部エアミックスドア１２の開度をアクチュエ−タ
により調節することで、前記ヒ−タコア９を通過する空
気とヒ−タコア９をバイバスして上部の分流路１０に導
かれる空気との割合が変えられ、また、下部エアミック
スドア１３の開度をアクチュエ−タにより調節すること
で、前記ヒ−タコア９を通過する空気とヒ−タコア９を
バイバスして下部の分流路１１に導かれる空気との割合
が変えられ、これにより吹き出し空気が温度制御される
ようになっている。

【００１２】尚、エアミックスドア１２、１３は、開度
０％で分流路を通過する空気割合が最大となり、開度１
００％で分流路を通過する空気割合が最小となる。

【００１３】そして、前記空調ダクト１の下流側は、ヒ
ータコアの下流端から延びる隔壁６によって上下に仕切
られており、上部側はベント吹出口１４を介して車室１
７に開口し、下部側はデフロスト吹出口１５（図におい
ては、便宜上下方に開口したように記述されているが、
実際にはフロントガラスに対峙して設けられている）及
び足元吹出口１６を介して車室１７に開口し、それぞれ
の吹出口１４〜１６に設けられたモ−ドドア１８〜２０
をアクチュエ−タで開閉制御することで吹出モ−ドが変
更されるようになっている。

【００１４】前記ベント吹出口１４は、図１（ｂ）に示
されるように、車室１７の右側空間部に開口する右側吹
出口２１、左側空間部に開口する左側吹出口２２、及び
中央空間部に開口する中央吹出口２３とが設けられてお
り、中央吹出口２３は仕切り板２４によって、さらに左
右に分割されている。そして、各吹出口２１〜２３に
は、吹出方向を変更する可動ルーバ２５ａ，２５ｂ，２
５ｃが設けられている。

【００１５】これら可動ルーバ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ
は、図１（ｃ）に示されるように（図においては、中央
吹出口２３の可動ルーバ２５ｂが示されている）、所定
の傾きをもって軸２６に固定された複数の風向板２７か
らなり、この軸２６をモータ２８によって回動させるこ
とで傾斜方向が調節され、風向を可変するようになって
いる。

【００１６】そして、前記可動ルーバ２５ａ，２５ｂ，
２５ｃ、各種ドア５，１２，１３，１８〜２０、送風機
７のモ−タ（ブロアモータ）は、図２で示されるよう
に、コントロールユニット３０からの出力信号に基づい
て制御される。このコントロールユニット３０は、前記
可動ルーバ等を駆動制御する駆動回路、この駆動回路を
制御するマイクロコンピュータ、このマイクロコンピュ
ータに信号を入力する入力回路等を有して構成された周
知のもので、マイクロコンピュータは、中央演算処理
（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器等を備えて
いる。コントロールユニット３０の入力回路には、乗員
の体表面の温度分布を検出する温度分布検出器３１から
の信号の他に、外気温を検出する外気温検出センサ３２
からの信号や、車室内の温度を設定する温度設定器等を
備えた操作パネル３３からの信号等が入力されるように
なっている。

【００１７】ここで、温度分布検出器３１は、乗員の体
表面温度を検出するもので、ここでは運転席乗員の体表
面温度を検出する場合について説明すると、例えば車両
の天井前方に配置された室内ランプの脇に設けられてお
り、例えば図３（ａ）に示すように、上下左右に４つの
赤外線センサ３１ａ〜３１ｄを備えてなり、この赤外線
センサ３１ａ〜３１ｄをレンズを介して運転席乗員と対
峙させている。図３（ｂ）に示されるように、上赤外線
センサ３１ａによって運転席乗員３５の頭部の体表面温
度を、右赤外線センサ３１ｂによって上半身右側の体表
面温度を、左赤外線センサ３１ｃによって上半身左側の
体表面温度を、下赤外線センサ３１ｄによって足部の体
表面温度をそれぞれ検出できるようになっている。

【００１８】図４において、前記コントロールユニット
３０による空調制御例がフローチャートとして示され、
以下これを説明すると、コントロールユニット３０は、
ステップ５２において、温度分布検出器３１等からの信
号を入力し、次のステップ５４において、入力された信
号に基づいて、乗員の頭部表面温度に対応する温度信号
Ｔ_HD、上半身右表面温度に対応する温度信号Ｔ_SH.R、上
半身左表面温度に対応する温度信号Ｔ_SH.L、足部表面温
度に対応する温度信号Ｔ_KNを演算する。

【００１９】そして、ステップ５６において、乗員の服
装が、半袖、長袖、上着のいずれであるかを推定演算す
る。この推定演算処理は、操作パネル３３上の服装設定
スイッチ３４により服装モードが設定された場合にはそ
の服装に、それ以外であれば、例えば外気温度等に基づ
いて着衣量を推定する公知の手段（例えば、特開平３−
１７０７４１号公報等）を用いて服装モードを演算す
る。

【００２０】ステップ５８においては、予めＲＯＭに記
憶された露出度データに基づき、前記ステップ５６で推
定演算された服装に対して乗員の頭部、上半身右、上半
身左、足部の各露出度を算出する。この露出度データに
よれば、皮膚の露出度合いが大きい部分ほど大きな値
が、露出度合いが小さな部分ほど小さな値が設定れてい
る。

【００２１】次のステップ６０においては、演算された
露出度に対して、同ステップに示すように予め決められ
た関係から、各部分の温度信号を遅延処理するための時
定数を決定する。この時定数は、露出度が大きいほど小
さく設定される。

【００２２】そして、ステップ６２において、前記ステ
ップ５４で演算された各部分の温度信号Ｔ_HD、Ｔ_SH.R、
Ｔ_SH.L、Ｔ_KNが、前記ステップ６０で決定された時定数
を持つように遅延処理され、この補正された温度信号
Ｔ’_HD、Ｔ’_SH.R、Ｔ’_SH.L、Ｔ’_KNを以後の制御にお
いて用いる。

【００２３】そして、次のステップ６４において、各エ
リアの目標表面温度に対する偏差ΔＴ’_HD、Δ
Ｔ’_SH.R、ΔＴ’_SH.L、ΔＴ’_KNを演算し、ステップ６
６において、吹出方向を設定するための制御処理をおこ
ない、ステップ６８において、ミックスドア開度と送風
量を設定するための制御処理をおこない、その後、他の
処理を経てステップ５２へ回帰するようになっている。

【００２４】図５において、ステップ６６の吹出方向制
御の作動ルーチン例が示され、ステップ７２において
は、ステップ６４で演算された偏差ΔＴ’_HD、ΔＴ’
_SH.R、ΔＴ’_SH.L、ΔＴ’_KNのうち、偏差が最大である
ものを決定する。そして、頭部の温度偏差ΔＴ’_HDが最
大であれば吹出方向を頭部にするよう可動ルーバ２５を
回動させ（ステップ７４、７６）、上半身右の温度偏差
ΔＴ’_SH.Rが最大であれば吹出方向を上半身右にするよ
う可動ルーバを回動させ（ステップ７８、８０）、上半
身左の温度偏差ΔＴ’_SH.Lが最大であれば吹出方向を上
半身左にするよう可動ルーバを回動させ（ステップ８
２、８４）、足元の温度偏差ΔＴ’_KNが最大であれば吹
出方向を足元にするよう可動ルーバを回動させる（ステ
ップ８６）。

【００２５】これに対して、ステップ６８のミックスド
ア開度制御と送風量制御の作動ルーチン例が図６に示さ
れ、コントロールユニット３０は、ステップ９２におい
て、各部分の温度偏差ΔＴ’_HD、ΔＴ’_SH.R、ΔＴ’
_SH.L、ΔＴ’_KNに基づき、下記する数式（１）及び
（２）において、上部空調機器制御信号Ｔ_UPと下部空調
機器制御信号Ｔ_LOWとを演算する。

【００２６】

【数式１】Ｔ_UP＝Ｋ₁＊ΔＴ' _HD＋Ｋ₂＊ΔＴ' _SH.R＋
Ｋ₃＊ΔＴ' _SH.L

【００２７】

【数式２】Ｔ_LOW＝Ｋ₄＊ΔＴ' _KN

【００２８】ここで、Ｋ₁〜Ｋ₄は各偏差のそれぞれに
対して付加されるゲインである。

【００２９】そして、ステップ９４において、上部エア
ミックスドア１２の開度θ_UPをＴ_UPに基づいて、下部エ
アミックスドア１３の開度θ_LOWをＴ_LOWに基づいて、
それぞれ同ステップに示す特性が得られるように決定
し、次のステップ９６において、送風量をＴ_UP＋Ｔ_LOW
に基づいて、同ステップに示す特性が得られるように決
定する。

【００３０】したがって、運転席乗員の４つに分割され
た部分の体表面温度を検出することで運転席乗員の体表
面温度分布を検出し、露出部分の時定数を小さく、非露
出部分の時定数を大きくして、各部分での温度信号を遅
延処理し、この信号の目標値に対する偏差に応じて吹出
温度と送風量とが決定されると共に（ステップ６８）、
温調空気を最も必要としている部分に吹出方向が調整さ
れるので（ステップ６６）、各部分毎の異なる体感にも
適切に対応でき、過渡期のフィーリングを向上させるこ
とができるものである。また、皮膚の露出度から体感応
答を判定し、それに応じた遅延制御をおこなうので、精
度のよい空調制御が可能となる。

【００３１】尚、この実施例においては、運転席乗員の
体表面温度分布を検出する場合について説明したが、他
の座席の乗員についても同様に体表面温度分布を検出
し、同様の手法で風状態を制御してもよい。また、体表
面温度分布をこの実施例においては４分割して検出した
が、より多くのエリアに分割して体表面温度分布を検出
するようにしてもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
乗員の体表面温度分布と、各部分の露出状態とを考慮し
て風状態を制御するようにしたので、日が当たっている
部分と日が当たっていない部分のように体感温度が部分
的に異なる場合や、露出部分と非露出部分のように体感
応答（体感変化速度）が部分的に異なっている場合にお
いても、適切に対応した空調制御を実現でき、空調フィ
ーリングの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は、車両用空気調和装置の概略構成
を示す図であり、図１（ｂ）は、図１の車両用空気調和
装置のベント吹出口付近の概略構成を示す図であり、図
１（ｃ）は、ベント吹出口に設けられた可動ルーバとそ
の駆動機構を示す図である。

【図２】図２は、この発明に係る車両用空気制御装置の
回路構成図である。

【図３】図３（ａ）は、温度分布検出センサの具体例を
示す図であり、図３（ｂ）は、温度分布検出センサによ
る検出エリアを説明する図である。

【図４】図４は、コントロールユニットによる空調制御
の動作例を示すフローチャートである。

【図５】図５は、図４の吹出方向制御例を示すフローチ
ャートである。

【図６】図６は、図４のミックスドア開度と送風量の制
御例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

７送風機１２上部エアミックスドア１３下部エアミックスドア１４ベント吹出口２５ａ〜２５ｃ可動ルーバ３１温度分布検出器３１ａ〜３１ｄ赤外線センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吹出口からの吹き出す風の状態因子を変
更する風状態変更手段と、乗員の体表面を幾つかの部分に分割して各部分の温度に
対応した温度信号を出力する温度分布検出手段と、それぞれの前記温度信号を対応部分の露出状態に応じて
遅延させる遅延処理手段と、前記遅延処理手段で遅延された前記温度信号に基づいて
前記風の状態因子を制御する制御手段と、を具備するこ
とを特徴とする車両用空調制御装置。