(57)【要約】【課題】車両の内装品などからの輻射を考量した温度制御技術を提供することを課題とする。【解決手段】ＳＴ０４で読み込んだ日射量Ｔｓｕｎの信号値を、遅延時間が異なる複数の日射遅延信号値Ｔｄ１〜Ｔｄｎに置換する（ＳＴ０５）。ＳＴ０６で演算を実施して、目標吹出し温度Ｔｃｏｎｔを求める。ＳＴ０６で求めた目標吹出し温度Ｔｃｏｎｔに基づいて、ＳＴ０７で、吹出し温度調節手段及び／又は風量調節手段を制御する。【効果】日射が変化したときに、乗員が温感変化を感じる複数のタイミングに合わせて、吹出し温度や風量を調節することができる。日射が変化したときに、乗員が従来は感じる違和感を、低減することができ、快適な車室環境を提供することができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調制御部で、設定温度と内気温度と外気温度と日射量に基づいて目標吹出し温度を決定し、温度調節手段及び／又は風量調節手段を制御することで車室の空気調和を図る車両用空調装置において、
前記空調制御部に、前記日射量を検出する日射センサからの日射信号を処理して、遅延時間が異なる複数の日射遅延信号を出力する遅延処理部を含み、
日射が変化したとき、前記複数の日射遅延信号により、複数のタイミングで吹出し温度及び／又は風量を変化させることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記目標吹出し温度は、前記複数の日射遅延信号に各々係数を乗じることで得られることを特徴とする請求項１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の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗員に快適さを提供することを目的に、車両に空調装置が装備される。空調装置で車室内を快適な温度に保つ。ところで、乗用車のように窓が多いと、これらの窓を通じて太陽光などの輻射（日射）が車室内に至ることがあり、この場合には乗員の体感温度が上がるため、室内の温度を低めにすることが望まれる。
【０００３】
日射は、車両に備える日射センサで検出することができ、この日射センサで検知した日射信号を制御因子に空調装置を制御する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特公昭５８−１９４８４号公報（第１頁、第３頁）
【０００４】
特許文献１の発明は、特許請求の範囲第１項の記載によれば、車両が受ける日射量を光−電気変換によって検出する検出手段と、該検出手段を含む制御条件に応じて車両の空気調和要素を調節するための電気信号を生じるとともに、前記検出信号の上記調節に対する応答を遅延させる電気的処理を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００５】
その効果は、特許文献１第５欄第２４行〜第３０行の記載によれば、車両が遮光域に出入するときには温度調節ダンパ１０がゆっくり動いて日射に対する温度補正を行うから、短時間に何度も遮光域に出入する場合に吹出空気温度が急変する不具合が解消される、というものである。
【０００６】
上記遅延処理により、次に述べる効果も期待できる。日陰から日向（ひなた）に車両が移動すると、日射量は急変（急増）するが、乗員は、温感変化を直ぐに感じるものではなく、時間的に多少遅れて感じる。上記遅延処理により、乗員の温感変化に吹出空気温度の変化を合致させることができ、快適さを高めることができる。
【０００７】
本発明者らは、日射センサを備え、遅延処理が実施可能な車両用空調装置を更に研究したところ、次のことが判明した。
日陰から日向に移動すると、最初に乗員は窓を通過した日射を感じる。この日射を第１輻射と呼ぶ。しばらくするとハンドルやインパネなどの内装品からの輻射が感じられる。この輻射を第２輻射と呼ぶ。更に、しばらくするとシートやドアライニングなど熱容量の大きな内装品からの輻射が感じられる。
このように日射量が急変したときに、乗員は、第１輻射、第２輻射、第３輻射・・・第ｎ輻射のごとく、複数回にわたって温感変化を感じる。
【０００８】
一方、特許文献１では、日射センサは日射を検出し、温度制御は上記した第１輻射に対して実施される。すると、第２輻射や第３輻射を受けたときに、乗員は、体感温度が変化し、違和感を覚える。
そこで、車両の内装品からの輻射（第２以降の輻射）を考慮した、温度制御が求められる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、車両の内装品などからの輻射を考量した温度制御技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、空調制御部で、設定温度と内気温度と外気温度と日射量に基づいて目標吹出し温度を決定し、温度調節手段及び／又は風量調節手段を制御することで車室の空気調和を図る車両用空調装置において、
前記空調制御部に、前記日射量を検出する日射センサからの日射信号を処理して、遅延時間が異なる複数の日射遅延信号を出力する遅延処理部を含み、
日射が変化したとき、前記複数の日射遅延信号により、複数のタイミングで吹出し温度及び／又は風量を変化させることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明では、目標吹出し温度は、複数の日射遅延信号に各々係数を乗じることで得られることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明では、日射センサからの日射信号を、遅延時間が異なる複数の日射遅延信号に変え、複数の日射遅延信号により、複数のタイミングで吹出し温度及び／又は風量を変化させるようにした。
すなわち、日射が変化したときに、乗員が温感変化を感じる複数のタイミングに合わせて、吹出し温度や風量を調節することができる。日射が変化したときに、乗員が従来は感じる違和感を、低減することができ、快適な車室環境を提供することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明では、複数の日射遅延信号に各々係数を乗じるようにした。それぞれの日射遅延信号ごとに、乗員が感じる温感変化の大きさを車両の違いや内装品の違いに応じて容易に調整することができ、乗員が感じる違和感を一層低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る空調装置を備える車両の要部側面図であり、車両１０の前部には車室外空気温度、すなわち外気温を測定する外気センサ１１が備えられ、車両１０のインパネ（インストルメントパネル）１２の上部には日射量を測定する日射センサ１３が備えられ、インパネ１２の下部には車室内空気温度、すなわち内気温を測定する内気センサ１５が備えられ、インパネ１２の奥に空調機３１が装備されている。
【００１５】
図２は本発明に係る第１輻射の説明図であり、日射（太陽光線、輻射線）を主体とする第１輻射１６が、フロントガラス１７に代表される窓を通過して車室１４へ入射し、乗員１８に到達する。また、車室１４内にはインパネ１２やハンドル１９などの熱容量の小さな内装品と、クッション２１やドアライニング（不図示）などの熱容量の大きな内装品とが存在し、これらに第１輻射１６が到達する。
【００１６】
なお、熱容量は、入熱があったときに自身の温度が上昇する度合いを示す物理値であり、熱容量が小さいと直ぐに温度上昇し、熱容量が大きいとゆっくりと温度上昇する。
【００１７】
ここで輻射について説明する。
熱の伝わり方には、熱伝導と、熱伝達と、輻射の三種類があり、これらのうちで、熱伝達と輻射は空間を伝わる熱に属する。熱伝達は車室内部の対流現象で発生する。
一方、輻射は、放射とも呼ばれ、高温の物体から低温の物体へ空間（真空、大気中を問わない。）を直進して熱が移動する現象で説明される。したがって、外から車室へ進入する太陽光は輻射に分類される。
【００１８】
図３は本発明に係る第２輻射の説明図であり、インパネ１２やハンドル１９などの熱容量の小さな内装品が放射する第２輻射２３は、乗員１８に到達する。
図４は本発明に係る第３輻射の説明図であり、クッション２１などの熱容量の大きな内装品が放射する第３輻射２４が、乗員１８に到達する。
【００１９】
第１輻射１６から時間的に遅れて第２輻射２３が発生し、この第２輻射２３から遅れて第３輻射２４が発生する。乗員１８は、第１輻射１６を受けた時と、これに第２輻射２３が加わった時と、これらに第３輻射２４が加わった時の３回にわたって、温感変化を感じることになる。この複数回の温感変化に対応して制御することができる空調装置を、本発明で提供する。
【００２０】
図５は本発明に係る車両用空調装置の原理図であり、車両用空調装置３０は、空調機３１とこの空調機３１を制御する空調制御部４３とで構成される。
空調機３１は、吸込み口３２及び吹出し口３３を備えるダクト３４と、このダクト３４に内蔵されるファン３５、蒸発器３６、ヒータ３７及びエアミックスドア３８とから構成される。
【００２１】
ファン３５はファンモータで代表される風量調節手段３９で駆動される。ファン３５の回転速度を増加すると風量が増え、回転速度を下げると風量が減るので、回転速度を制御することで風量が調節される。
【００２２】
エアミックスドア３８はサーボモータで代表される温度調節手段４１で駆動される。エアミックスドア３８を実線の位置にすると、空気はヒータ３７で暖められて、高温となる。エアミックスドア３８を想像線の位置にすると、空気はヒータ３７を通らないため、低温になる。エアミックスドア３８を実線と想像線との間の位置にすると高温の空気と低温の空気をミックスすることができ、中間温度の空気を得ることができる。このように、エアミックスドア３８の開度を制御することで所望の空気温度を得ることができる。
【００２３】
空調制御部４３は、乗員が車室内空気の設定温度、すなわち設定温度を任意に設定することができる温度設定器４４と、車外の温度を測定する外気センサ１１と、室内の温度を測定する内気センサ１５との温度情報を得て、温度調節手段４１及び／又は風量調節手段３９を制御して、車内の環境を整えることを基本的な役割とするが、さらに、日射センサ１３で得た日射信号を処理して、遅延時間が異なる複数の日射遅延信号を出力する遅延処理部４５を含み、この遅延処理部４５で処理した情報を更に演算処理する演算部４６を含む。
これらの要素の作用は、後述のフローで詳細に説明する。
【００２４】
温度設定器４４は設定温度Ｔｓｅｔを信号の形態で演算部４６へ送り、外気センサ１１は外気温Ｔａを信号の形態で演算部４６へ送り、内気センサ１５は内気温Ｔｒを信号の形態で演算部４６へ送り、日射センサ１３は日射量Ｔｓｕｎを信号の形態で遅延処理部４５へ送る役割を果たす。
【００２５】
図６は本発明に係る車両用空調装置の制御フロー図である。ＳＴはステップ番号を示す。
先ず、設定温度Ｔｓｅｔ、内気温Ｔｒ、外気温Ｔａ及び日射量Ｔｓｕｎの信号を読み込む（ＳＴ０１〜０４）。
【００２６】
次に、図５に示す遅延処理部４５により、ＳＴ０４で読み込んだ日射量Ｔｓｕｎの信号値を、遅延時間が異なる複数の日射遅延信号値Ｔｄ１〜Ｔｄｎに置換する（ＳＴ０５）。このＳＴ０５の詳細を次図で補足説明する。
【００２７】
図７は遅延処理部の作用を説明する図であり、分かり易くするために、日射量Ｔｓｕｎの信号値を、遅延時間が異なる３つの日射遅延信号値Ｔｄ１〜Ｔｄ３に置換する例を説明する。
（ａ）は、第１日射遅延信号値Ｔｄ１のグラフであって、図２に対応させるために準備したグラフであり、横軸は時間、縦軸は第１日射遅延信号値Ｔｄ１である。曲線は、傾きα１で時間に比例して増加し、横軸の目盛りがｄｔ１になったら、一定になる。日射量Ｔｓｕｎの信号を入力したときに、第１日射遅延信号値Ｔｄ１は、ｄｔ１だけ遅れて、一定値（便宜的に、（Ｔｓｕｎ／３）と表す。）になる。
【００２８】
（ｂ）は、第２日射遅延信号値Ｔｄ２のグラフであって、図３に対応させるために準備したグラフであり、横軸は時間、縦軸は第２日射遅延信号値Ｔｄ２である。曲線は、α１より小さな傾きのα２で時間に比例して増加し、横軸の目盛りがｄｔ２になったら、一定になる。このｄｔ２はｄｔ１より大きい。日射量Ｔｓｕｎの信号を入力したときに、第２日射遅延信号値Ｔｄ２は、ｄｔ２だけ遅れて、一定値になる。
【００２９】
（ｃ）は、第３日射遅延信号値Ｔｄ３のグラフであって、図４に対応させるために準備したグラフであり、横軸は時間、縦軸は第３日射遅延信号値Ｔｄ３である。曲線は、α２より小さな傾きのα３で時間に比例して増加し、横軸の目盛りがｄｔ３になったら、一定になる。このｄｔ３はｄｔ２より大きい。日射量Ｔｓｕｎの信号を入力したときに、第３日射遅延信号値Ｔｄ３は、ｄｔ３だけ遅れて、一定値になる。
【００３０】
図８は図７のグラフを合成したグラフであり、横軸は時間、縦軸は日射遅延信号加算値である。
横軸の目盛りがｄｔ１、ｄｔ２、ｄｔ３の箇所を点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３とする。これらの点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３で、グラフは折れ曲がる。そして、点Ｐ３からは一定値（（Ｔｓｕｎ／３）の３倍で、（Ｔｓｕｎ））となる。
【００３１】
原点０〜点Ｐ１の間は、日射遅延信号加算値が急激に立ち上がるため、吹出し温度を下げる制御がなされる。すなわち、図２に示される第１輻射１６に対する制御がなされる。
点Ｐ１〜点Ｐ２の間は、図３に示される第２輻射２３が遅れて発生するため、吹出し温度の下方制御は緩慢になる。
点Ｐ２〜点Ｐ３の間は、図４に示される第３輻射２４がさらに遅れて発生するため、吹出し温度の下方制御はさらに緩慢になる。
【００３２】
仮に、日射量Ｔｓｕｎの信号を入力したときに、原点０と点Ｐ２とを通る想像線で示す曲線だけで制御するとする。想像線で、原点０〜点Ｐ２の間は、吹出し温度の下方制御が遅れるため、乗員は暑く感じる。次に、想像線で、点Ｐ２〜点Ｐ４の間は、吹出し温度の下方制御が早すぎるため、乗員は寒く感じる。すなわち、乗員は違和感を覚える。
【００３３】
この点、本発明は第１日射〜第３日射のような複数の日射を考慮して、吹出し温度を制御するため、乗員が違和感を覚える心配はない。
【００３４】
図６に戻って、ＳＴ０５で日射量Ｔｓｕｎの信号値を、遅延時間が異なる複数の日射遅延信号値Ｔｄ１〜Ｔｄｎ（ｎは２以上の適当な値を意味する。）に置換したら、ＳＴ０６で演算を実施して、目標吹出し温度Ｔｃｏｎｔを求める。演算式を次に示す。
【００３５】
【数１】
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【００３６】
Ｔｃｏｎｔは目標吹出し温度であり、Ｋｓｅｔ、Ｋｒ及びＫａは係数であり、Ｃは定数であり、Ｔｓｅｔは設定温度、Ｔｒは内気温、Ｔａは外気温である。
また、Ｋｄ１〜Ｋｄｎは係数であり、Ｔｄ１は第１日射遅延信号値、Ｔｄ２は第２日射遅延信号値・・・・・・Ｔｄｎは第ｎ日射遅延信号値である。
【００３７】
ＳＴ０６で求めた目標吹出し温度Ｔｃｏｎｔに基づいて、ＳＴ０７で、吹出し温度調節手段及び／又は風量調節手段を制御する。
ＳＴ０８で空調停止信号の有無を調べ、空調運転を継続するのであればＳＴ０１に戻す。
【００３８】
ＳＴ０７の詳細フローを次図で説明する。
図９は図６のＳＴ０７の具体例を示すフロー図であり、ＳＴ７１で目標吹出し温度Ｔｃｏｎｔに基づいてファンの電圧を演算する。この演算で得た電圧でファンを制御する（ＳＴ７２）。また、ＳＴ７３で目標吹出し温度Ｔｃｏｎｔに基づいてエアミックスドアの開度を演算する。この演算で得た開度でエアミックスドアの開度を制御する（ＳＴ７４）。
これで、所望の温度及び量の空気を室内へ吹込むことができる。
【００３９】
以上は、エアミックスタイプの空調装置を例にその制御を説明したが、空調装置はリヒータタイプや電気ヒータタイプであってもよい。
リヒータタイプの場合は、ＳＴ７３で目標吹出し温度Ｔｃｏｎｔに基づいて温水バルブの開度を演算する。この演算で得た開度で温水バルブの開度を制御する（ＳＴ７４）。
電気ヒータタイプの場合は、ＳＴ７３で目標吹出し温度Ｔｃｏｎｔに基づいて電気ヒータの電圧を演算する。この演算で得た電圧で電気ヒータの電圧を制御する（ＳＴ７４）。
【００４０】
また、図７では第１〜第３日射遅延信号値は、時間に対して直線的に変化するようにしたが、曲線的に変化させるものや高次関数に基づいて変化させるもの、又は日射量を積分処理して、その時定数を変化させたものであってもよい。
【００４１】
さらには、遅延時間が異なる複数の日射遅延信号の数について検討する。複数であるから２であってもよい。しかし、内装品は、熱容量の大小、形状の差異で多数存在するため、３以上が望ましい。
【００４２】
尚、本発明の空調装置は、乗用車の他、トラック、バスを含む一般の車両に搭載することは差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の空調装置は、乗用車に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る空調装置を備える車両の要部側面図である。
【図２】本発明に係る第１輻射の説明図である。
【図３】本発明に係る第２輻射の説明図である。
【図４】本発明に係る第３輻射の説明図である。
【図５】本発明に係る車両用空調装置の原理図である。
【図６】本発明に係る車両用空調装置の制御フロー図である。
【図７】遅延処理部の作用を説明する図である。
【図８】図７のグラフを合成したグラフである。
【図９】図６のＳＴ０７の具体例を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００４５】
１３…日射センサ、１４…車室、３０…車両用空調装置、３９…風量調節手段、４１…温度調節手段、４３…空調制御部、４５…遅延処理部、４６…演算部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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