(57)【要約】      （修正有）【課題】  車室内を効率的に空調することを目的とする。【解決手段】  ステアリング表面温度Ｔｓｔ及びシート表面温度Ｔｓｅａｔを赤外線センサによって検出すると共に、車室内温度を検出し（１００、１０２）、ステアリング表面温度Ｔｓｔが最も高い場合には、吹出し口４４Ｂから吹き出される空調風によってステアリング周辺を中心に周囲温度低下を効率的に行い、シート表面温度Ｔｓｅａｔが最も高い場合には、シート空調及び吹出し口から吹き出される空調風によって車両用シート周辺を中心に周囲温度低下を効率的に行い、車室内温度Ｔｒが最も高い場合には、運転席周辺を中心に車室内温度低下を効率的に行う（１０４〜１１６）。従って、車室内物の表面温度を検出して最も温度制御が必要な車室内物を特定し、特定した車室内物が優先的に温度制御されるように制御するので、効率的に車室内を空調することができる。【選択図】        図３
2006298016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内の優先的に温度制御する温度制御対象を変更可能な空調装置と、
車室内の温度を検出する検出手段と、
車室内物の表面温度を検出する表面温度検出手段と、
前記検出手段及び表面温度検出手段の検出結果に基づいて優先的に温度制御する前記温度制御対象を決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定した前記温度制御対象を優先的に温度制御するように前記空調装置を制御する制御手段と、
を備えた車両用空調装置。
【請求項２】
前記空調装置は、空調風を吹き出す吹出し口の吹出し方向を変更する吹出し方向変更手段を有し、前記吹出し方向変更手段によって前記温度制御対象を変更する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】
前記空調装置は、車両用シートを空調するシート空調装置を有し、前記シート空調装置の動作有無によって前記温度制御対象を変更することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記表面温度検出手段は、赤外線センサからなることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項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、車両用空調装置にかかり、特に、乗員が乗車する前に車室内を予め空調するプレ空調機能を備えた車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両用空調装置は、乗員からのリモコン等を用いた指示やタイマ設定等により、予め設定された運転方法で乗員が乗車する前に車室内を予め空調する、所謂プレ空調を行う種々の技術が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の技術では、リモコンエンジンスタータにより空調運転が開始された場合に、センタフェイス吹出し口から吹き出される空調風がステアリングやシート背もたれに当たるようにルーバを制御することが提案されている。これによって、リモコンにより車両用空調装置を始動して車内に乗り込んだ時に、車内側部材に身体が触れても両者の温度差が少なく不快感が生じなくなる。
【特許文献１】特開平１１−２０８２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ステアリングへの空調吹出し、シート背もたれへの空調吹出しの順に制御しているが、部品の熱容量や太陽の当たり方で部品の温度が違うので、必ずしもステアリング、シート背もたれの順に制御することが好ましいとは限らず、車室内を効率的に空調するためには改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、車室内を効率的に空調することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、車室内の優先的に温度制御する温度制御対象を変更可能な空調装置と、車室内の温度を検出する検出手段と、車室内物の表面温度を検出する表面温度検出手段と、前記検出手段及び表面温度検出手段の検出結果に基づいて優先的に温度制御する前記温度制御対象を決定する決定手段と、前記決定手段によって決定した前記温度制御対象を優先的に温度制御するように前記空調装置を制御する制御手段と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、空調装置は、車室内の優先的に温度制御する温度制御対象が変更可能とされている。例えば、空調装置は、請求項２に記載の発明のように、空調風を吹き出す吹出し口の吹出し方向を変更する吹出し方向変更手段を用いて、優先的に温度制御する温度制御対象を変更するようにしてもよいし、請求項３に記載の発明のように、車両用シートを空調するシート空調装置を用いて、シート空調装置の動作有無によって優先的に温度制御する温度制御対象を変更するようにしてもよい。
【０００８】
また、検出手段では、車室内の温度が検出され、表面温度検出手段では、車室内物（例えば、ステアリング、車両用シート、シフトノブ、サイドブレーキ等）の表面温度が検出される。表面温度検出手段は、例えば、請求項４に記載の発明のように、赤外線センサを適用することによって車室内物の表面温度を検出することができる。
【０００９】
決定手段では、検出手段及び表面温度検出手段の検出結果に基づいて優先的に温度制御する温度制御対象が決定され、制御手段では、決定手段によって決定された温度制御対象を優先的に温度制御するように空調手段が制御される。
【００１０】
例えば、空調装置が冷房を行う場合には、決定手段は、車室内の温度及び車室内物の表面温度のうち最も温度が高いものを優先的に温度制御する温度制御対象に決定する。そして、決定した温度制御対象を空調するように制御手段が空調装置を制御する。すなわち、冷房の場合には最も温度が高い温度制御対象を優先的に冷やすように空調装置を制御することによって効率的に車室内の空調を行うことができる。また、暖房の場合にも冷房とは逆に、最も温度が低いものを、優先的に温度制御する温度制御対象に決定して空調を行うことで、効率的に空調を行うことが可能となる。
【００１１】
また、電気自動車やハイブリッド自動車に本発明の車両用空調装置を適用してプレ空調を行う場合には、バッテリ容量によってプレ空調を行う時間に限りがあるが、上述のように優先的に温度制御する温度制御対象を決定して空調を行うことにより、限られた時間内で効率的に空調を行うことができ、バッテリ負荷を低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明によれば、車室内温度及び車室内物温度を検出して、検出結果に基づいて優先的に温度制御する温度制御対象を決定し、優先的に温度制御するように制御することで、車室内を効率的に空調することができる、という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置を搭載した車両の一例を示す図である。
【００１４】
本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置は、車室内に設けられた赤外線センサ２６によって車室内物としてのステアリング５６や車両用シート５８の表面温度を検出し、検出結果に基づいて優先的に温度制御する温度制御対象を決定して空調を行うものである。
【００１５】
本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置は、吹出し口４４から吹き出される空調風の吹出し方向が変更可能とされており、例えば、ステアリング方向や運転席方向に吹出し方向が変更可能とされている。また、更に、車両用シート５８は、温風または冷風を送風するシート空調装置１２（図２参照）が設けられている。
【００１６】
続いて、本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置の詳細な構成について説明する。図２は、本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置の詳細な構成を示す図である。
【００１７】
車両用空調装置１０は、コンプレッサ１４、コンデンサ１６、エキスパンションバルブ１８、及びエバポレータ２０を含む冷媒の循環路によって冷凍サイクルが構成されている。
【００１８】
エバポレータ２０は、圧縮されて液化している冷媒を気化することにより、このエバポレータ２０を通過する空気（以下、エバポレータ後の空気という）を冷却する。この時、エバポレータ２０では、通過する空気を冷却することにより、空気中の水分を結露させるようになっており、これにより、エバポレータ２０後の空気が除湿される。
【００１９】
エバポレータ２０の上流側に設けられているエキスパンションバルブ１８は、液化している冷媒を急激に減圧することにより、霧状にしてエバポレータへ供給するようになっており、これによってエバポレータ２０での冷媒の気化効率を向上させている。
【００２０】
本実施形態では、車両用空調装置１０のコンプレッサ１４は、電動式のコンプレッサを適用し、車両の動力（例えば、エンジンやモータ等）を動作しない場合でも冷媒の循環が可能なように構成されている。なお、車両の動力が作動している時には、車両の動力によってコンプレッサ１４を駆動するようにしてもよい。また、車両の動力を使用する場合には電動式のコンプレッサではなく、機械式のコンプレッサを適用するようしてもよい。
【００２１】
車両用空調装置１０のエバポレータ２０は、空調ダクト３８の内部に設けられている。この空調ダクト３８は、両端が開口しており、一方の開口端には、空気取入口４０、４２が形成されている。また他方の開口端には、車室内へ向けて開口された複数の空気吹出口４４（本実施の形態では一例として４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃを図示）が形成されている。
【００２２】
空気取入口４２は、車両外部と連通し、空調ダクト３８内に外気を導入可能となっている。また、空気取入口４０は、車室内とも連通しており車室内の空気（内気）を空調ダクト３８内に導入可能となっている。なお、空気吹出し口４４は、一例としてウインドシールドガラスへ向けて空気を吹き出すデフロスタ吹出し口４４Ａ、サイド及びセンタレジスタ吹出し口４４Ｂ、足下吹出し口４４Ｃとなっており、各吹出し口４４は、空調風の吹出し方向が変更可能とされており、吹出し口用モータ１３によって吹出し方向の変更が行われる。
【００２３】
空調ダクト３８内には、エバポレータ２０と空気取入口４０、４２との間にブロアファン４６が設けられている。また、空気取入口４０、４２の近傍には、モード切換ダンパ４８が設けられている。モード切換ダンパ４８は、モード切換ダンパ用モータ２４等のアクチュエータの作動によって、空気取入口４０、４２の開閉を行う。
【００２４】
ブロアファン４６は、ブロアモータ２２の駆動によって回転して、空気取入口４０乃至空気取入口４２から空調ダクト３８内に吸引し、さらにこの空気をエバポレータ２０へ向けて送出する。この時、モード切換ダンパ４８による空気取入口４０、４２の開閉状態に応じて、空調ダクト３８内に外気又は内気が導入されるようになっている。すなわち、モード切換ダンパ４８によって内気循環モードと外気導入モードが切換えられる。
【００２５】
エバポレータ２０の下流には、エアミックスダンパ５０及びヒータコア５２が設けられている。エアミックスダンパ５０は、エアミックスダンパ用モータ３６の駆動によって回動してエバポレータ２０後の空気の、ヒータコア５２を通過する量とヒータコア５２をバイパスする量を調整する。ヒータコア５２は、エアミックスダンパ５０によって案内された空気を加熱する。
【００２６】
エバポレータ２０後の空気は、エアミックスダンパ５０の開度に応じてヒータコア５２へ案内されて加熱され、さらに、ヒータコア５２によって加熱されていない空気と混合された後に、空気吹出し口４４へ向けて送出される。車両用空調装置１０では、エアミックスダンパ５０をコントロールしてヒータコア５２により加熱される空気の量を調節することで、空気吹出し口４４から車室内へ向けて吹き出す空気の温度調整を行う。
【００２７】
空気吹出し口４４の近傍には、吹出し口切換ダンパ５４が設けられている。車両用空調装置１０では、これらの吹出し口切換ダンパ５４によって空気吹出し口４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃを開閉することにより、温度調整した空気を所望の位置から車室内へ吹き出すことができる。なお、この吹出し口切換ダンパ５４の作動は、車両用空調装置１０が設定された運転モードに応じて吹出し口切換ダンパ用モータ３４を駆動して行ってもよいし、乗員がマニュアル操作で機械的に空気吹出し口４４の開閉操作を行うようにしてもよい。
【００２８】
また、車両用空調装置１０は、車両用空調装置１０の各種制御を行うためのエアコンＥＣＵ１１を備えている。エアコンＥＣＵ１１には、上述のブロアモータ２２、モード切換ダンパ用モータ２４、エアミックスダンパ用モータ３６、吹出し口用モータ１３、吹出し口切換ダンパ用モータ３４、コンプレッサ１４、外気温センサ３２、内気温センサ３０、及び日射センサ２８が接続されていると共に、車両用空調装置１０の温度設定や吹出し口の選択等を行うための操作部１５が接続されており、外気温センサ３２、内気温センサ３０、及び日射センサ２８の検出値がエアコンＥＣＵ１１に入力され、各センサの検出値に基づいて操作部１５の設定等に応じた各種制御を行うようになっている。
【００２９】
詳細には、エアコンＥＣＵ１１は、乗車前に予め空調するプレ空調機能を備えており、車両に搭載されたバッテリの電力を利用して、あるいはプレ空調時にエンジンやモータ等の車両走行するための動力を始動して、コンプレッサ１４や各種モータを駆動することが可能とされている。そして、空調を行う際には、各センサの検出結果及び操作部１５の設定内容に基づいて、内気循環モードや外気導入モードのモード切換制御や、コンプレッサ１４のオンオフ制御等を行うことによって空調を行う。
【００３０】
また、エアコンＥＣＵ１１には、上述の赤外線センサ２６及びシート空調装置１２が接続されており、内気温センサ３０及び赤外線センサ２６の検出結果に基づいて、優先的に温度制御する温度制御対象を決定し、シート空調装置１２や吹出し口用モータ１３等を制御して、決定した温度制御対象を優先的に温度制御するようになっている。
【００３１】
赤外線センサ２６は、例えば、マトリクス状の赤外線センサからなり、車室内物の表面温度として、本実施の形態では、ステアリング５６と車両用シート５８の表面温度を検出する。本実施の形態の赤外線センサ２６は、例えば、マトリクス状の赤外線センサを適用して、マトリクスの各格子点等をステアリング５６や車両用シート５８等に対応して予め割り当てることで、１つの赤外線センサで複数の車室内物の表面温度を検出することができる。なお、本実施の形態では、車室内物としてステアリング５６と車両用シート５８の表面温度を検出するようにしたが、これに限るものではなく、例えば、シフトノブやサイドブレーキ等の表面温度を更に検出するようにしてもよい。また、本実施の形態では、１つ赤外線センサ２６で複数の車室内物の表面温度を検出するが、これに限るものではなく、例えば、表面温度を検出する車室内物に対応して複数の赤外線センサを設け、各赤外線センサによってステアリング５６や車両用シート５８等の複数の車室内物の表面温度を検出するようにしてもよい。さらに、本実施の形態では、車室内物の表面温度を検出するために赤外線センサ２６を用いたが、これに限るものではなく、その他の温度検出センサを適用するようにしてもよい。
【００３２】
シート空調装置１２は、例えば、車両用シートに送風ダクト、ブロアユニット、熱交換器等を設け、シート表皮から温風や冷風を送風するようになっている。シート空調装置１２の熱交換器としては、例えば、ペルチェ熱交換器等を適用することができる。ペルチェ交換器は、金属板と半導体からなる熱交換器で、電流の向きによって、吸熱・発熱の切換えを、電圧により、熱交換量をそれぞれ調整でき、これによって、車両用シートの空調が可能となる。なお、シート空調装置の構成は上記に限るものではなく、その他の構成を適用するようにしてもよい。
【００３３】
続いて、上述のように構成された本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置１０の動作について説明する。図３は、本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置において、プレ空調が指示された時にエアコンＥＣＵ１１で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、プレ空調の指示は、例えば、乗員が携帯するリモコン等によって指示するものとする。また、図３では、プレ空調として冷房を行う際に行われる処理として説明する。
【００３４】
すなわち、リモコン等によってプレ空調が指示されると、ステップ１００では、ステアリング表面温度Ｔｓｔ及びシート表面温度Ｔｓｅａｔの検出が行われてステップ１０２へ移行する。すなわち、赤外線センサ２６によってステアリング５６及び車両用シート５８の表面温度が検出されてエアコンＥＣＵ１１に取り込まれる。
【００３５】
ステップ１０２では、内気温センサ３０によって車室内温度Ｔｒが検出されてエアコンＥＣＵ１１に取り込まれてステップ１０４へ移行する。
【００３６】
ステップ１０４では、エアコンＥＣＵ１１に取り込まれた車室内温度Ｔｒ、ステアリング表面温度Ｔｓｔ、及びシート表面温度Ｔｓｅａｔが比較されてステップ１０６へ移行する。
【００３７】
ステップ１０６では、ステップ１０４の比較結果、ステアリング表面温度Ｔｓｔが最も高温か否か判定され、該判定が肯定された場合にはステップ１０８へ移行し、否定された場合には、ステップ１１０へ移行する。
【００３８】
ステップ１０８では、シート空調装置１２がオフ、吹出し口向きがステアリング５６となるように、シート空調装置１２及び吹出し口用モータ１３が制御されてステップ１１６へ移行する。すなわち、優先的に温度制御する温度制御対象をステアリング５６に決定する。これによって空調が開始されると、吹出し口４４Ｂから吹き出される空調風によってステアリング５６が優先的に温度制御される。
【００３９】
また、ステップ１１０では、ステップ１０４の比較結果、シート表面温度Ｔｓｅａｔが最も高温か否か判定され、該判定が肯定された場合にいはステップ１１２へ移行し、否定された場合には、車室内温度Ｔｒが最も高温と判断してステップ１１４へ移行する。
【００４０】
ステップ１１２では、シート空調装置１２がオン、吹出し口向きが車両用シート（運転席中央）５８となるように、シート空調装置１２及び吹出し口用モータ１３が制御されてステップ１１６へ移行する。すなわち、優先的に温度制御する温度制御対象を車両シート５８に決定する。これによって空調が開始されると、シート空調装置１２及び吹出し口４４Ｂから吹き出される空調風によって車両用シート５８が優先的に温度制御される。
【００４１】
また、ステップ１１４では、シート空調装置１２がオフ、吹出し口向きが車両用シート（運転席中央）５８となるように、シート空調装置１２及び吹出し口用モータ１３が制御されてステップ１１６へ移行する。すなわち、優先的に温度制御する温度制御対象を車室内に決定する。これによって空調が開始されると、吹出し口４４Ｂから吹き出される空調風によって車室内が優先的に温度制御される。なお、本実施の形態では、車室内を優先的に温度制御する際に、吹出し口の向きを運転席中央にしたが、これに限るものではなく、車室内を優先的に温度調整できる吹出し口の向きであればよい。
【００４２】
そして、ステップ１０６〜１１４のように、優先的に温度制御する温度制御対象が決定されて温度制御するように制御されると、ステップ１１６では、外気温センサ３２、内気温センサ３０、及び日射センサ２８等の各センサの検出結果に基づいてプレ空調が開始されて一連の処理を終了する。すなわち、操作部１５で除湿が指示されている場合（エアコンスイッチオンの場合）には、コンプレッサ１４が駆動されると共に操作部１５に予め設定された温度となるようにエアミックスダンパ５０が駆動されると共にブロアモータ２２が駆動されることによって車室内の空調が開始され、除湿が指示されていない場合には、操作部１５に予め設定された温度となるようにエアミックスダンパ５０が駆動されると共にブロアモータ２２が駆動されることによって車室内の空調が開始される。
【００４３】
このように本実施の形態では、ステアリング表面温度Ｔｓｔが最も高い場合には、吹出し口４４Ｂから吹き出される空調風によってステアリング５６周辺を中心に周囲温度低下を効率的に行うことができ、シート表面温度Ｔｓｅａｔが最も高い場合には、シート空調１２及び吹出し口４４Ｂから吹き出される空調風によって車両用シート５８周辺を中心に周囲温度低下を効率的に行うことができ、車室内温度Ｔｒが最も高い場合には、運転席周辺を中心に車室内温度低下を効率的に行うことができる。従って、車室内物の表面温度を検出して最も温度制御が必要な車室内物を特定し、特定した車室内物が優先的に温度制御されるように制御するので、効率的に車室内を空調することができる。特に、ステアリングやシートが熱くなっている場合にプレ空調を行った時には、プレ空調の効果を十分に発揮することができる。
【００４４】
また、電気自動車やハイブリッド自動車等に本実施の形態に係わる車両用空調装置１０を適用した場合には、バッテリ容量によってプレ空調を行う時間に限りがあるが、上述のように優先的に温度制御する温度制御対象を決定して空調を行うことにより、限られた時間内で効率的に空調を行うことができ、バッテリ負荷を低減することが可能となる。
【００４５】
なお、上記の実施の形態では、空調として冷房を行う場合を例に挙げて説明したが、冷房に限定されるものではなく、暖房時にも優先的に温度制御する温度制御対象を決定して、プレ空調を行うことが可能である。すなわち、最も低温の車室内物を特定して、優先的に暖房するようにすればよい。
【００４６】
また、上記の実施の形態では、シート空調装置１２及び吹出し口向きを制御するようにしたが、これに限るものではなく、例えば、風量等を更に制御するようにしてもよい。
【００４７】
また、上記の実施の形態では、プレ空調を行う際に、優先的に温度制御する温度制御対象を決定して空調を行うようにしたが、これに限るものではなく、通常の空調を行う際（例えば、乗員が操作部１５を操作することによって空調開始指示を行う際等）にも、上記の実施の形態と同様に、優先的に温度制御する温度制御対象を決定して空調を行うようにしてもよい。
【００４８】
さらに、上記の実施の形態では、車両に通常搭載される空調装置とシート空調装置を制御対象としたが、これに限るものではなく、制御対象としては、例えば、シートヒータやステアリングヒータ等の他の空調装置を制御対象としてもよいし、上記の実施の形態に更に含むようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置を搭載した車両の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置の詳細な構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置において、プレ空調が指示された時にエアコンＥＣＵで行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１０    車両用空調装置
１１    エアコンＥＣＵ
１２    シート空調装置
１３    各吹出し口用モータ
２６    赤外線センサ
３０    内気温センサ
４４    吹出し口
５６    ステアリング
５８    車両用シート
【図１】
2006298016.tif 000003
【図２】
2006298016.tif 000004
【図３】
2006298016.tif 000005