(57)【要約】【課題】  空調装置の補助装置の作動を検出して空調制御状態を補正することにより乗員の空調不足感を抑制することを目的とする。【解決手段】  乗員が着座するシートには補助暖房装置として面状ヒータであるシートヒータが埋設され、その温度がシートヒータ温度センサにより検出される。空調ユニットは目標吹出温度ＴＡＯに応じた風量および吹出温度の空調風を車室内に送風する。検出されるシートヒータ温度がシートヒータの設定された目標温度に達するまでの作動初期の間は、目標吹出温度ＴＡＯを上昇側（高温側）に補正して、空調ユニットの空調風を暖房側に補正する。これにより、シートヒータの作動遅れによる暖房感不足を補って、空調快適性を向上させることができる。【選択図】        図３
2006281902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定温度（Ｔｓｅｔ）に応じて目標吹出温度（ＴＡＯ）を算出する空調制御装置（２０）と、
前記目標吹出温度（ＴＡＯ）に応じた風量および吹出し温度の空調風を車室（１）内へ吹き出す空調ユニット（６）と、
乗員（ＰＳ）の近傍に配置され、温度調節されることにより前記乗員（ＰＳ）を加熱または冷却する補助装置（５）と、を備え、
前記空調制御装置（２０）は、前記補助装置（５）の作動開始指示がなされたときに、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）を前記補助装置（５）の作動状態に応じて補正することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記補助装置（５）の作動時の温度を検出する温度検出手段（５ａ）を備え、
前記空調制御装置（２０）は、前記補助装置（５）を設定された目標温度（Ｔｏｈ）となるよう温度調節するとともに、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）の補正を前記検出される補助装置（５）の温度（Ｔｈ）が前記目標温度（Ｔｏｈ）に達するまで行うことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記補助装置（５）は、前記乗員（ＰＳ）を加熱する暖房装置（５）であり、前記空調制御装置（２０）は前記目標吹出温度（ＴＡＯ）を上昇するよう補正することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記空調制御装置（２０）は、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）に補正値（α）を加算することにより前記目標吹出温度（ＴＡＯ）を補正することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記補正値（α）は前記補助装置の温度（Ｔｈ）と前記目標温度（Ｔｏｈ）との温度差が大きいほど大きい値として設定されることを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置に係わり、特に、補助的に乗員の近傍にて乗員を加熱または冷却する補助装置を備える車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車室内の空調環境において、暖房効果をさらに向上させるための補助暖房装置として、乗員が座るシート、または乗員近傍のドア内装に、面状のヒータを埋め込み、この面状ヒータにより乗員に温感を与えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−２３４３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来技術では、補助装置としてのヒータを駆動して熱源とするため、応答性が悪く、乗員が補助装置により快適性を得るまでに時間がかかり、その間、乗員に空調不足感を与えるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記点に鑑み、空調装置の補助装置の作動状態に応じて空調装置の制御状態を補正することにより乗員の空調不足感を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、設定温度（Ｔｓｅｔ）に応じて目標吹出温度（ＴＡＯ）を算出する空調制御装置（２０）と、目標吹出温度（ＴＡＯ）に応じた風量および吹出し温度の空調風を車室（１）内へ吹き出す空調ユニット（６）と、乗員（ＰＳ）の近傍に配置され、温度調節されることにより乗員（ＰＳ）を加熱または冷却する補助装置（５）と、を備え、空調制御装置（２０）は、補助装置（５）の作動開始指示がなされたときに、目標吹出温度（ＴＡＯ）を補助装置（５）の作動状態に応じて補正することを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、乗員の近傍で乗員を補助的に加熱または冷却する補助装置を備える車両用空調装置において、補助装置の作動状態に応じて空調装置の目標吹出温度を補正する。したがって、補正された目標吹出温度により空調装置による車室内の空調状態が補正され、補助装置の作動遅れを補って空調不足感を抑制し、空調快適性を向上させることができる。
【０００７】
補助装置の作動状態を検出するものとして、請求項２に記載のように、補助装置（５）の作動時の温度を検出する温度検出手段（５ａ）を備え、空調制御装置（２０）は、補助装置（５）を設定された目標温度（Ｔｏｈ）となるよう温度調節するとともに、目標吹出温度（ＴＡＯ）の補正を検出される補助装置（５）の温度（Ｔｈ）が目標温度（Ｔｏｈ）に達するまで行うことができる。
【０００８】
なお、補助装置（５）は、請求項３に記載のように、乗員（ＰＳ）を加熱する暖房装置（５）であり、空調制御装置（２０）は目標吹出温度（ＴＡＯ）を上昇するよう補正することにより、補助暖房装置の暖房感の不足を補うことができる。
【０００９】
また、目標吹出温度（ＴＡＯ）の補正方法として、請求項４に記載のように、目標吹出温度（ＴＡＯ）に補正値（α）を加算することができる。
【００１０】
さらに、この補正値（α）は、請求項５に記載のように、補助装置の温度（Ｔｈ）と目標温度（Ｔｏｈ）との温度差が大きいほど大きい値として設定することができる。これにより、温度差が大きいときの補助装置による空調不足の解消と、温度差が小さいときの過補正による違和感の抑制とを両立することができる。
【００１１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は車室１内における車両用空調装置の吹出口３ａ、３ｂおよび補助暖房装置（シートヒータ）５の配置状態を示す図であり、図２は車両用空調装置の全体構成図である。
【００１３】
図１において、車両前方の計器盤２内に収納された後述する空調ユニット６より、フェイス吹出口３ａおよびフット吹出口３ｂより制御された風量および吹出温度の空調風が、車室１内の乗員ＰＳに向けて吹き出される。乗員ＰＳが着座するシート４のシートクッション４ａおよびシートバック４ｂには、それぞれ補助暖房装置としての面状のシートヒータ５が埋め込まれている。なお、図１には運転席付近のみを示しているが、４席すべてにシートヒータ５を備えるようにしてもよいことは言うまでもない。
【００１４】
このシートヒータ５は、乗員ＰＳとシート４との接触面をすべてカバーする形状の電気ヒータであり、後述するエアコンＥＣＵ２０により通電されて温度上昇するとともに、近傍に埋設されているシートヒータ温度センサ５ａによりシートヒータ５の作動状態を示すシートヒータ温度Ｔｈが検出されて、この検出温度Ｔｈに基づき温度調節される。このシートヒータ温度センサ５ａは補助暖房装置の温度検出手段に相当する。
【００１５】
空調ユニット６は、空調風を通すダクト６ａを備えた周知のものであり、以下、簡単に説明する。ダクト６ａの最上流部には内外気切替ドア７が設けられている。内外気切替ドア７はサーボモータ７ａにより駆動され、外気（車外の空気）および内気（車室内の空気）を切り替え、あるいは両者をダクト６ａ内に導入する。
【００１６】
導入された内外気は、ブロワ８にてダクト６ａの下流側に送風される。ブロワ８はブロワモータ８ａにより駆動され、このブロワモータ８ａに印加されるブロワ電圧によりブロワ８が発生する風量、すなわち吹出口３ａ、３ｂより車室１内に吹き出される吹出風量が決められる。
【００１７】
ブロワ８の下流側には、冷凍サイクルの冷媒が循環する冷房用熱交換器としての蒸発器９が配置され、蒸発器９の下流側にはエンジン冷却水が循環する暖房用熱交換器としてのヒータコア１０が配置されている。
【００１８】
蒸発器９とヒータコア１０との間には、エアミックスドア１１が設けられている。エアミックスドア１１は、エアミックスモータ１１ａにより開度が制御され、その開度に応じて蒸発器９からの冷却風がヒータコア１０を通過して加熱される風量とヒータコア１０を通過しない（バイパスする）風量との比を調節する。これにより、ヒータコア１０の下流側における冷却風と加熱風との混合気の温度、すなわち車室１内への吹出風の温度が調節される。
【００１９】
このヒータコア１０の下流側には、吹出口切替ドア１２が設けられている。吹出口切替ドア１２は、サーボモータ１２ａにより駆動され、そのドア開度により乗員ＰＳの上半身に向けて吹き出すフェイス吹出口３ａと、乗員ＰＳの下半身および足元に向けて吹き出すフット吹出口３ｂとのそれぞれの吹出風量を調節する。なお、空調ユニット６には、車両のフロントガラスの曇りを除くためのデフロスタ吹出口も設けられているが、説明を省略する。
【００２０】
車両用空調装置は、空調制御装置としてのエアコンＥＣＵ２０を備えている。エアコンＥＣＵ２０は、マイクロコンピュータおよび周辺回路を含んで構成される周知のものである。
【００２１】
エアコンＥＣＵ２０の入力側には、内気温センサ２１ａ、外気温センサ２１ｂ、日射センサ２１ｃ、水温センサ２１ｄ、蒸発器温度センサ２１ｅおよびシートヒータ温度センサ５ａが接続されている。
【００２２】
内気温センサ２１ａは、車室１内の前方に配置され、車室１内の空気温度を検出しその検出温度に応じた内気温信号ＴｓをエアコンＥＣＵ２０に出力する。外気温センサ２１ｂは、車室外温度を検出し、その検出温度に応じた外気温信号ＴａｍをエアコンＥＣＵ２０に出力する。
【００２３】
日射センサ２１ｃは、フロントウインドウ（図示せず）の内側に配置され、車室１内への日射量を検出しその日射量に応じた日射量信号ＴｓをエアコンＥＣＵ２０に出力する。水温センサ２１ｄは、エンジン（図示せず）の冷却水（すなわちヒータコア１０を流通する温水）の温度を検出しその検出温度に応じた水温信号ＴｗをエアコンＥＣＵ２０に出力する。蒸発器温度センサ２１ｅは、蒸発器９の吹出空気温度を検出しその検出信号に応じた蒸発器吹出温度信号ＴｅをエアコンＥＣＵ２０に出力する。
【００２４】
また、エアコンＥＣＵ２０の入力側には、乗員ＰＳにより希望する設定温度Ｔｓｅｔが設定されるエアコン操作パネル２２と、シートヒータ５の作動および非作動（ＯＮ／ＯＦＦ）を切り替える電源スイッチおよび希望温度Ｔｏｈ（例えば、高、中、低の３段階）を設定する温度設定スイッチを備えるシートヒータ操作パネル２３が接続されている。なお、エアコン操作パネル２２には、オートエアコンの他の操作スイッチも設けられているが、詳細は省略する。
【００２５】
次に、本実施形態の作動を説明する。エアコンＥＣＵ２０は、電源が投入されると、メモリに記憶された制御プログラムがスタートして、図３に示すルーチンにしたがって補助空調制御処理を一定期間ごとに繰り返し実行する。
【００２６】
スタート後、まずステップＳ１００で、エアコンＥＣＵ２０は各センサ情報および設定信号等の入力信号を読み込むとともに、空調ユニット６の作動特性を決める目標吹出温度ＴＡＯを、数式１に基づき算出する。
【００２７】
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ
・・・（数式１）
なお、Ｔｓｅｔはエアコン操作パネル２２にて設定された設定温度、Ｔｒは内気温センサ２１ａにより検出された内気温信号、Ｔａｍは外気温センサ２１ｂにより検出された外気温信号、およびＴａは日射センサ２１ｃにより検出された日射量信号である。また、Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、およびＫｓは各信号のゲイン、Ｃは定数である。
【００２８】
この目標吹出温度ＴＡＯは、車両環境条件の変動にかかわらず、車室１内を設定温度Ｔｓｅｔに維持するために必要な温度である。
【００２９】
次に、ステップＳ１１０にて、補助暖房装置であるシートヒータ５の電源スイッチがＯＮであるか否かが判定される。シートヒータ５がＯＦＦとされている場合には、ステップＳ１２０に移行し、通常の空調制御が行われる。
【００３０】
この通常空調制御は、上記算出された目標吹出温度ＴＡＯとエアコンＥＣＵ２０に記憶された制御マップ等とに基づき、ブロワ８の風量、エアミックスドア開度θおよび吹出口モードを制御するものである。この制御方法は周知のものであり、以下、簡単に説明する。
【００３１】
まず、吹出風量に相当するブロワモータ８ａへの印加電圧（ブロワ電圧）が図４の制御マップに基づき決定される。すなわち、目標吹出温度ＴＡＯが低温側（冷房側）および高温側（暖房側）で風量大（ブロワ電圧：Ｈｉ）、両者の中間的な温度域（中間領域）では風量小（ブロワ電圧：Ｌｏ）となるよう、ブロワ電圧が制御される。
【００３２】
また、吹出口モードは、図５の制御マップに基づき決定される。すなわち、ＴＡＯが低温側ではフット吹出口３ｂを全閉しフェイス吹出口３ａのみから空調風を吹き出すＦＡＣＥモード、ＴＡＯが高温側では、フェイス吹出口３ａを全閉しフット吹出口３ｂのみから空調風を吹き出すＦＯＯＴモードが選択される。また、両者の間の領域のＴＡＯではフェイス吹出口３ａおよびフット吹出口３ｂを同時に開口して、両吹出口３ａ、３ｂより空調風を吹き出すバイレベル（Ｂ／Ｌ）モードが選択される。
【００３３】
これら選択される吹出口モードに応じて、サーボモータ１２ａが制御されて、吹出口切替ドア１２の開度が設定される。
【００３４】
さらに、エアミックスドア１１の開度θが数式２に基づき算出される。
【００３５】
θ＝（ＴＡＯ−Ｔｅ）／（Ｔｗ−Ｔｅ）×１００（％）          ・・・（数式２）
なお、Ｔｅは蒸発器温度センサ２１ｅにより検出された蒸発器吹出温度信号であり、Ｔｗは水温センサ２１ｄにより検出された水温信号である。
【００３６】
このエアミックスドア開度θ＝０（％）は最大冷房位置であり、蒸発器９通過後の冷風の全量がヒータコア１０を通過せず、すなわちヒータコア１０をバイパスして冷風のまま下流側へ流れる。θ＝１００（％）は最大暖房位置であり、蒸発器９通過後の冷風の全量がヒータコア１０に流入して、ヒータコア１０により加熱される。
【００３７】
このエアミックスドア開度θに応じて、エアミックスモータ１１ａが駆動されエアミックスドア１１の実際の開度が設定される。
【００３８】
以上のような通常空調制御により、ＴＡＯに応じて、吹出口３ａ、３ｂから乗員ＰＳに向けて空調風が吹き出されるときの吹出風量、吹出口および吹き出し空気温度が制御される。
【００３９】
次に、図３の制御ルーチンにおいて、補助暖房装置であるシートヒータ５がＯＮであるときには、ステップＳ１３０で、シートヒータ５の実際の温度が設定された目標温度に到達したか否かが判定される。具体的には、シートヒータ温度センサ５ａにより検出されたシートヒータ５の温度Ｔｈが、シートヒータ設定パネル２３にて設定された目標温度Ｔｏｈ（＝高・中・低）に到達した否かにより判定される。
【００４０】
シートヒータ５の温度Ｔｈが目標温度Ｔｏｈに到達していれば、ステップＳ１２０に移行して通常空調制御が行われる。この通常空調制御は、ステップＳ１００にて算出された目標吹出温度ＴＡＯに基づき行われる。
【００４１】
シートヒータ５の温度Ｔｈが目標温度Ｔｏｈに到達していない場合は、ステップＳ１４０にて目標吹出温度ＴＡＯに補正値αを加算して、目標吹出温度ＴＡＯが上昇するよう補正する。この補正値αは、予め設定された正の値とすることができる。
【００４２】
すなわち、目標吹出温度ＴＡＯの上昇側の補正は、上記図４、図５にて、ＴＡＯを右方向に移動することに相当する。また、数式２においてエアミックスドア開度θを暖房側に補正することに相当する。
【００４３】
そして、ステップＳ１５０にて、上記上昇側に補正された目標吹出温度ＴＡＯに応じて、図４、図５および数式２に基づき、吹出口３ａ、３ｂから乗員ＰＳに向けて空調風が吹き出されるときの吹出風量、吹出口および吹き出し空気温度が制御される。
【００４４】
すなわち、上昇側に補正された目標吹出温度ＴＡＯにより、数式２において、エアミックスドア開度θが暖房側に変更される。また、図４において、中間領域よりも高温側へのＴＡＯの補正に応じて吹出風量が増加する。また、図５において、ＴＡＯの高温側への補正により、吹出口モードは、Ｂ／ＬモードさらにはＦＯＯＴモードへと変更される。
【００４５】
このように、補助暖房装置であるシートヒータ５の電源スイッチがＯＮとされて、シートヒータ５の温度Ｔｈが目標温度Ｔｏｈに達するまでは、空調装置の目標吹出温度ＴＡＯが上昇側（高温側）に補正され、この高温側へのＴＡＯの補正に応じて、空調ユニット６からの吹出空気の温度が暖房側（高温側）に、吹出風量が増加し、さらにＦＯＯＴモードへの切り替えが行われるようになり、乗員ＰＳには、シートヒータ５の加熱遅れ（作動遅れ）による暖房感不足を補って暖房感が増し、空調快適性を向上させることができる。
【００４６】
（他の実施形態）
（１）上記実施形態では、目標吹出温度ＴＡＯを上昇側に補正するために加算する補正値αを一定値とした例を示したが、これに限らない。例えば、補正値αを、シートヒータ５の温度Ｔｈとその目標温度Ｔｏｈとの温度差（Ｔｏｈ−Ｔｈ）に応じて、この温度差（Ｔｏｈ−Ｔｈ）が大きいほど大きい値となるように変化させることができる。
【００４７】
これにより、温度差が大きいときの暖房感不足の解消と、温度差が小さいときの過補正、すなわち過熱による違和感の抑制とを両立することができる。
【００４８】
（２）上記実施形態では、補助暖房装置として、面状の電気ヒータであるシートヒータ５をシート４に埋め込んだものを用いた例を示したが、これに限らない。例えば、補助暖房装置として、シート４内に暖房用熱交換器とこれによる温風をシート表皮上へ送風する送風機をと組み込んだシート空調装置を単独で用いても、あるいはシートヒータ５と併用して用いてもよい。あるいは、乗員近傍のドア内装部に面状ヒータ（輻射パネル）を埋設し、乗員の側面より乗員を加熱するものを用いてもよい。
【００４９】
（３）さらに、補助装置として、暖房装置ではなく、補助冷房装置を用いてもよい。すなわち、補助冷房装置として、シート内に冷房用熱交換器とこれによる冷風をシート表皮上へ送風する送風機をと組み込んだシート空調装置とすることができる。この場合には、冷却用熱交換器の作動温度に応じて、空調ユニット６に対する目標吹出温度ＴＡＯを、低温側（減少側）に補正するようにすれば、補助冷房装置としてのシート空調装置の作動遅れによる冷房感不足を補って、冷房感が増し、空調快適性を向上させることができる。
【００５０】
なお、シート空調装置に用いる熱交換器として、例えばペルチェ素子を用いれば、補助暖房および補助冷房を行うことができるので、これに応じて目標吹出温度ＴＡＯの補正も上昇側または減少側へ、適宜補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本実施形態における車室内への吹出口および補助暖房装置の配置状態を示す図である。
【図２】本実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。
【図３】補助空調制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】通常空調制御におけるブロワ電圧の制御特性を示すマップである。
【図５】通常空調制御における吹出口モードの制御特性を示すマップである。
【符号の説明】
【００５２】
１…車室、３ａ、３ｂ…吹出口、４…シート、５…シートヒータ（補助暖房装置）、
５ａ…シートヒータ温度センサ、６…空調ユニット、８…ブロワ、
１１…エアミックスドア、２０…エアコンＥＣＵ（空調制御装置）。
【図１】
2006281902.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006281902.tif 000007