説明

シート空調装置を備えた車両用空調装置

【課題】通常の車両(コンベンショナル車)において走行時以外(停車時)の燃料消費量を低減させる。
【解決手段】必要吹出温度(TAO)に基づき車室内の吹出温度制御する車両用空調装置と、車室内空気をシート内に吸い込み、少なくとも単位時間当たりのシート空調風量(Va)を制御してシート空調を行うシート空調装置(5)を備えた空調装置において、車速が所定値(A)以下であることを検知したときに、前記シート空調風量(Va)を増量して該増量したシート空調風量に対し、必要吹出温度(TAO)を上昇しても無感とされる同一温感線に基づき補正量(H)を算出して、該補正量(H)に基づき前記必要吹出温度(TAO)を補正する空調装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、通常の車両(コンベンショナル車)において停車時等の燃料消費量を低減させるようにシート空調装置を制御した車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【0002】
省エネニーズの高まりから、アイドル時のエアコンによる燃費悪化が顕在化しつつある。アイドル時における燃費悪化低減には、エバポレータ温度の上昇などが考えられるが、単純にエアコンシステムのエバポレータ温度の上昇を行うことは、乗員のフィーリング悪化につながるので好ましくない。なお、エアコンシステムについては、特許文献1や、非特許文献1の88〜94頁などに詳しく記載されている。
【0003】
このような問題に対応した従来技術として、特許文献2が挙げられる。
この技術は、ハイブリッド車(HV車)やエコノミーランニングシステム搭載車(アイドルストップ車)などの車両において、通常走行以外の時(停止時等)にエンジンの停止時間を長くすることを目的として、シート空調能力とエアコン能力を調整することで省エネにしている。
【0004】
一方、通常の車両(コンベンショナル車)においては、エンジンが停止する場面がないため、特許文献2のような技術は使えない。通常の車両においても車両停車中(アイドリング中)における車両空調装置の冷房能力を維持させるためには、冷凍サイクルのコンプレッサを稼動させる必要がある。エンジンの回転力により、コンプレッサを回転駆動させるため、アイドル時にコンプレッサを稼動させるためにはエンジンをストップさせないようエンジン回転数を上昇させる(アイドルアップ制御)必要がある。その結果、空調の作動時は、空調の停止時に比べ燃料消費量が増加してしまうという問題点が生じている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2006−76398号公報
【特許文献2】特開2000−142095号公報
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】藤原健一監修「カーエアコン」、東京電気大学出版局、2009年9月20日発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上記問題に鑑み、通常の車両(コンベンショナル車)において走行時以外(停車時)の燃料消費量を低減させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、必要吹出温度(TAO)に基づき車室内の吹出温度制御する車両用空調装置と、車室内空気をシート内に吸い込み、少なくとも単位時間当たりのシート空調風量(Va)を制御してシート空調を行うシート空調装置(5)を備えた空調装置において、車速が所定値(A)以下であることを検知したときに、前記シート空調風量(Va)を増量し、該増量したシート空調風量に対し、無感とされる必要吹出温度(TAO)の補正量(H)を算出して、該補正量(H)に基づき前記必要吹出温度(TAO)を補正する空調装置である。
【0009】
これにより、通常の車両(コンベンショナル車)において、アイドリング時にアイドルアップする必要が少なくなり、通常走行時以外(停車時や車速が所定値A以下のとき)の燃料消費量を低減させることができる。
【0010】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記空調装置の前記車両用空調装置は、少なくともエバポレータ、エアミックスドア、ヒータコアを有するHVACユニット、及び、コンプレッサを稼動してエバポレータに低温の冷媒を供給する冷凍サイクル装置を有しており、前記補正量(H)に基づき補正された前記必要吹出温度(TAO)から、前記エバポレータの目標エバポレータ出口温度を算出して、前記コンプレッサ稼働率を低減することを特徴とする。これにより、請求項1の発明と同様な効果が一層生じる。
【0011】
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において、前記補正量(H)の算出をマップ又は計算式を用いて行ったことを特徴とする。これにより、補正量(H)の算出を迅速かつ的確に行うことができる。吹出温度上昇効果は、車両環境により変化するので、複数条件の効果を予めマップに設定しておき、車両用空調装置の各センサからの入力に応じて選択使用することができる。
【0012】
請求項4の発明は、請求項1から3のいずれか1項記載の発明において、前記増量したシート空調風量(Va)に対して、同一温感を与える必要吹出温度(TAO)から構成された同一温感線に基づき、補正量(H)を算出したことを特徴とする。これにより、燃料消費量を低減させるとともに、乗員のフィーリングを一層向上させることができる。
【0013】
請求項5の発明は、請求項4記載の発明において、前記同一温感線より、補正量(H)が大きくなるような高い温度の同一温感線を選択して、補正量(H)を算出したことを特徴とする。燃費を優先させて、同一温感ベースよりも補正量を大きくとるので、燃料消費量を一層低減させることができる。
【0014】
請求項6の発明は、請求項1から5のいずれか1項記載の発明において、前記シート空調装置(5)は、作動(ON)又は非作動(OFF)とする切替スイッチをさらに具備し、前記切替スイッチが、非作動(OFF)とされたときであって、かつ、車速が所定値(A)以下であることを検知したときに、強制的に前記シート空調装置(5)を作動(ON)にして、前記補正量(H)に基づき前記必要吹出温度(TAO)を補正することを特徴とする。これにより、シート空調装置が非作動(OFF)であっても、請求項1の発明と同様な効果を得ることができる。
【0015】
請求項7の発明は、請求項6の発明において、前記切替スイッチが、前記シート空調風量(Va)を段階的に設定する切替スイッチ位置を備え、前記切替スイッチ位置が、前記シート空調風量(Va)を最大風量以下に設定する場合、車速が所定値(A)以下であることを検知したときに、強制的に前記シート空調風量(Va)を最大風量にして、前記補正量(H)に基づき前記必要吹出温度(TAO)を補正することを特徴とする。これにより、シンプルな制御で、請求項1の発明と同様な効果を得ることができる。
【0016】
請求項8の発明は、請求項1から7のいずれか1項記載の発明において、前記シート空調装置(5)に、熱交換器(52)を具備したことを特徴とする。
【0017】
請求項9の発明は、請求項1から8のいずれか1項記載の発明において、前記シート空調装置(5)が、シートに着座した乗員に対する送風を、吹出し又は吸込みによって行ったことを特徴とする。
【0018】
なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明が適用される一例としての車両用空調装置とシート空調装置の全体構成を示す模式図である。
【図2】本発明が適用される一例として、車両用空調装置とシート空調装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図3】シート空調装置の風量と同一温感線との関係を示す、吹出温度上昇効果概要図である。
【図4】(a)、(b)は、シート空調風量と補正量Hとの関係を示す図である。
【図5】(a)は、吹出温度制御の概要であり、(b)は、必要吹出温度(TAO)と目標エバポレータ出口温度(目標エバ後温度)との関係を示す図である。
【図6】本発明の一実施形態を示す概略的フローチャートである。
【図7】本発明の別の一実施形態を示す概略的フローチャートである。
【図8】変形例4のシート空調を示す図である。
【図9】変形例4の、シート空調装置の風量と同一温感線との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。各実施態様について、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。従来技術に対しても同様に同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【0021】
図1は、本発明が適用される一例として、車両用空調装置(空調ユニットHVACを含む)とシート空調装置5の全体構成を示す模式図である。図2は、本発明が適用される一例として、車両用空調装置とシート空調装置5のシステム構成を示すブロック図である。
シート空調装置5は、背当て部3cおよび着座部3bからなるシート3と、このシート3の下部に形成された空間6に配設された送風機51と、この送風機51を制御するシート空調制御装置37bおよびシート空調操作パネル54とを備えている。
【0022】
背当て部3cは内部に空間6と連通する第1ダクト3eが形成されており、その第1ダクト3eと連通する空気吹出孔3aが複数個形成されている。着座部3bは内部に空間6と連通する第2ダクト3dが形成されており、その第2ダクト3dと連通する空気吹出孔3aが複数個形成されている。
【0023】
送風機51はシート3内に車室内空気を導いて空気吹出孔3aに向けて送風する。後述する変形例4では、ペルチェ素子などの電子冷却素子を空間6に配設しても良い。この場合には、シート空調制御装置37bが電子冷却素子を制御する。本発明が適用されるシート空調装置は、特許文献2のようなHVACと連通して送風されるシート空調装置ではなく、シート3内に車室内空気を導いて空気吹出孔3aに向けて送風するタイプのシート空調装置を対象としている。
【0024】
シート空調制御装置37bは、内蔵のROMに予め設定されたシート空調制御プログラムが設けられており、シート空調操作パネル54からの操作情報の他に、空調制御手段である空調制御装置37aからの制御情報を入力するように電気的に接続し、操作情報および制御情報に基づいて送風機51を制御している。シート空調操作パネル54は、シート空調運転の開始/停止などの操作を行なうためのシート空調スイッチなどを備え、乗員がシート3に着座した状態で操作できる位置に配設されている。
【0025】
次に、空調ユニット21(HVAC)の構成について説明する。
送風ダクト22の上流側には、車室外の空気(外気)を吸入する外気吸込口23a、23bと車室内の空気(内気)を吸入する内気吸入口24a、24bとが設けられ、これら各吸入口23a、23b、24a、24bから吸入する内外気の混合割合が内外気ドア25a、25bによって切り替えるようになっている。外気吸込口、内気吸入口のそれぞれの吸込口の数は上記例示に限定されず、適宜設定される。
【0026】
送風ダクト22内には、送風機26が設けられ、この送風機26の下流側に、冷凍サイクル(図示せず)を構成する蒸発器28、エアミックスドア29およびエンジン冷却水が循環するヒータコア30が設けられている。周知のように、エアミックスドア29の開度を調節することによって、ヒータコア30を通過する空気と通過しない空気の混合割合を調節して、空調風の温度を調整するようになっている。
【0027】
送風ダクト22の下流側には、車両の前面ガラスに向けて空調風を吹き出すデフロスタ吹出口にダクトを介して接続されるデフロスタ開口部31と、乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス吹出口にダクトを介して接続されるフェイス開口部32と、乗員の足元に向け空調風を吹き出すフット吹出口にダクトを介して接続されるフット開口部33とが設けられ、これら各開口部31、32、33の上流側に、それぞれ、制御ドア34、35、36が設けられている。
【0028】
空調ユニット21は、車室内前方のインストルメントパネル内に配置され、シート空調装置5の送風機51とシート空調制御装置37bは、乗員席の各シート3内に配置され、空調制御装置37aとシート空調制御装置37bとが電気的に接続するように構成している。空調制御装置37aとシート空調制御装置37bとを合わせて、空調制御装置という。
【0029】
以上の構成による空調ユニット21は空調制御装置37aにより制御される。この空調制御装置37aは、内蔵のROMに予め設定された空調制御プログラムが設けられており、車両の熱負荷を検出するための内気温度センサ38、外気温度センサ39、日射量を検出する日射センサ40、湿度センサ41から、それぞれ検出した検出信号Tr、Tam、Ts、Huが入力されるとともに、インストルメントパネル内に配設されたエアコン操作パネル44からの操作信号が入力される。そして、その空調制御プログラムを実行することで、空調ユニット21から車室内に吹き出される空調風の、運転モード、吹出口モード、吹出温度、送風量などを制御している。
【0030】
エアコン操作パネル44には、一例として、周知のように空調運転をオン/オフするA/Cスイッチと、運転モードを自動/手動に切り替えるオートスイッチと、吹出口の切り替えをフェイス、バイレベル、フット、フットデフロスタ、デフロスタのいずれかを手動で切り替える5つの吹出モード切替スイッチと、吸気モードを外気吸入/内気循環に手動で切り替える吸気モード切替スイッチと、送風量を手動で切り替える送風切替スイッチと、空調制御の目標値となる設定温度を手動設定する温度設定スイッチとが設けられている。
【0031】
オートスイッチは、吹出モード切替スイッチ、吸気モード切替スイッチ、送風切替スイッチの運転モードの切り替えを自動制御させる操作スイッチであって、この操作信号が空調制御装置37aに入力されると、乗員が設定した設定温度と、内気温度センサ38、外気温度センサ39、日射センサ40より検出された内気温度Tr、外気温度Tam、日射量Tsとに基づいて算出した必要吹出温度TAOに基づいて、空調ユニット21から車室内に吹き出す空調風の運転モード、吹出温度、送風量などの制御量を求めて制御情報として空調ユニット21に出力して空調ユニット21による空調が行なわれる。
オートエアコンの制御、システムのハード構成については、上記例に限らず、非特許文献1の88〜94頁、93頁の図5.20に記載した制御を適用すると良い。
【0032】
以下、本発明の基礎となった基本的技術思想について、まず説明する。
図3は、シート空調装置の風量と同一温感線との関係を示す吹出温度上昇効果概要図である。これは、冷房時に、シート空調による吹出温度の上昇効果を示す一例である。ここで、A/C(エアコン)吹出温度は、必要吹出温度(TAO、非特許文献1の89、90頁参照)を指している。必要吹出温度は、目標吹出温度ともいう。
【0033】
図3を参照して、冷房時においてシート空調を作動させることで、吹出温度が上昇する効果が得られる点を説明する。横軸にシート空調の風量(車室内空気を吸い込んで所定風量で吹き出している)、縦軸にエアコンの吹出温度(必要吹出温度TAO)を示しており、上の太線は同一温感線のうち「無感」領域の上限を示している。下の太線は同一温感線のうち「無感」領域の下限を示している。「無感」領域の上限とは、図3に示すように、「やや暖かい」と「無感」との境界線である。「無感」領域の下限とは、図3に示すように、「無感」と「やや涼しい」との境界線である。
【0034】
ここで、一例として図3の同一温感線を説明すると、シート空調風量0(m3/h)の時に吹出温度が17℃であれば、温感は「無感」領域に属する。このとき、シート空調風量を20(m3/h)にすれば、吹出温度が約22℃となっても温感は「無感」とすることができる(図3の17℃の同一温感線参照)。すなわち、シート空調を作動させることで、車室内空調の吹出温度を上昇させても、17℃の同一温感を得ることができるのである。シート空調風量0(m3/h)の時の吹出温度で、同一温感線を説明したが、「無感」領域の上限と下限の間を、3層等の平行領域にレベル分けして、それぞれに代表する同一温感線を決めておいても良い。
【0035】
シート空調風量が20(m3/h)の場合、図3に見られるように、25℃程度まで無感領域に入っている。このため、吹出温度を25℃にしても、まだ温感は「無感」とすることができる。温感的には同じレベルを狙いたいものの、燃費を優先する場合には、必ずしも17℃の同一温感にとらわれることなく、17℃以上の「無感」領域内の別の温度の同一温感線にシフトして吹出温度を制御することも可能である。
【0036】
これらの結果は、これまでの研究開発の結果初めて定量的わかってきたことである。
これらの同一温感線の求め方について、簡単に触れておくと、官能評価(人による評価)に基づいている。つまり、シート風量と吹出温度を変化させ温感を申告することで同一温感線を設定するものである。なお、官能評価は既に周知の手段により確立している。
このような図3の結果は、次のように定性的にも説明され得る。人が発する熱を、車両用空調装置のみではなく、シート空調により着座部からも放熱(人から見て)できるから、その分車両用空調装置の能力を低減しても温感は等しくなると考えられるからである。
【0037】
図3のような同一温感線を用いて、車両用空調装置(HVACユニット)の車室内の吹出温度制御することで、通常の車両(コンベンショナル車)において走行時以外(停車時)の燃料消費量を低減することができるのか説明する。冬季には通常冷房は使用されないので、本発明は、夏季の冷房使用時に有効である。
【0038】
詳しくは、フローチャートにより説明するが、本実施形態の制御の考え方は次のようなものである。本実施形態においては、車両用空調装置を必要吹出温度(TAO)に基づき車室内の吹出温度制御し、シート空調装置においては、車室内空気をシート内に吸い込み、少なくとも単位時間当たりのシート空調風量を制御してシート空調を行う。このとき、車速が所定値A以下であることを検知したときに、そのとき流れていたシート空調風量(「基準シート空調風量」という)を増量して、その増量したシート空調風量(「増量したシート空調風量」という)に対し、同一温感線上の交点が示す必要吹出温度(TAO)から補正量Hを算出して、この算出した補正量Hに基づき必要吹出温度(TAO)を補正するものである。もちろん、車速が所定値A以下であることを検知したときに、シート空調風量Vaを増量し、該増量したシート空調風量に対し、無感とされる必要吹出温度(TAO)の補正量Hを算出してもよい。この場合には、図3の無感領域に含まれる必要吹出温度(TAO)ならいずれであっても良い。
【0039】
夏季の冷房使用時における、先に述べた17℃の同一温感線の場合の例示で説明する。簡単のためシート空調が作動しておらず、車両が停車(アイドル)状態(又は、車速が所定値A、例えば、10キロ以下の所定値を下回る場合を含む。以下同様)となったことを検知したとする。この時の車両用空調装置の必要吹出温度(TAO)が17℃とする。シート空調装置のシート空調風量を、車両が停車(アイドル)状態となったことを検知すると、自動的にシート空調風量を20(m3/h)に立ち上げるものとする(この値は、20(m3/h)に限定されるものではなく、適宜定められる)。シート空調風量を20(m3/h)にした場合、17℃の同一温感線と交わるのは、約22℃であるから、必要吹出温度(TAO)の17℃に補正量5℃加えて、必要吹出温度(TAO)を22℃に制御する。これにより、シート風量のおかげで、必要吹出温度(TAO)を22℃に高く保っても、乗員は17℃の同一温感を感じることができる。
【0040】
このように、冷房の場合に必要吹出温度(TAO)を17℃に保つ代わりに、22℃の5℃高い状態に維持すればよいのだから、冷房能力を低くすることができ、通常の車両(コンベンショナル車)において、アイドリング時にアイドルアップする必要が無くなり、走行時以外(停車時)の燃料消費量を低減させることができるのである。
【0041】
すなわち、必要吹出温度+補正量=必要吹出温度(真の必要吹出温度)と置き換えて、この真の必要吹出温度からHVACを制御し、目標エバポレータ出口温度(目標エバ後温度)からコンプレッサを制御する。本来シート空調風量を考慮しない場合には、コンプレッサに対する負荷が大きいのに、5℃高く目標が設定されているため、負荷が軽くなり、省エネとなる。
以上説明したように、常にエンジンが作動しているコンベ車では、いかにして燃費を下げるかが課題である。コンプレッサ動力を下げ、燃費の上がるアイドルアップさせることなくコンプレッサ(COMP)を回せる領域を広げることができる。なお、目標エバ後温度を一例として必要吹出温度に比例するように制御すれば、燃費を下げる上でより確実な効果が得られる。
【0042】
以上の場合は、本実施形態の説明するために、車両が停車(アイドル)状態となったことを検知した時に、シート空調装置のシート空調が作動していないものとした。作動している場合には、次のような制御となる。
【0043】
車両が停車(アイドル)状態となったことを検知した時に、必要吹出温度(TAO)が18℃、シート空調風量(基準シート空調風量)が5(m3/h)とする。図3により、同一温感線を求めると、この場合もたまたま17℃の同一温感線上にあることがわかる。通常は停車時の必要吹出温度(TAO)とシート空調風量(基準シート空調風量)から定まる所定の同一温感線が選ばれる。そして、車両が停車(アイドル)状態となったことを検知すると、自動的にシート空調風量を20(m3/h)に立ち上げるものとする。シート空調風量を20(m3/h)にした場合、17℃の同一温感線と交わるのは、22℃であるから、必要吹出温度(TAO)の18℃に、今度は補正量4℃加えて、必要吹出温度(TAO)を22℃に制御する。
【0044】
図3に示す吹出温度上昇効果は、車両環境により変化するので、複数条件の効果を予め設定しておき、空調装置の各センサからの入力に対応した同一温感線それぞれ用意して、選択使用するようにする。このため、図3で説明した吹出温度上昇効果を予めマップ化しておくことにより、現在のシート空調状態(基準シート空調風量、送風機の制御電圧から風量がわかる。)に応じて、必要吹出温度(TAO)の上昇温度を、補正量Hとして容易に算出することが可能となる。
【0045】
すなわち、本実施形態は、車両用空調装置には、空調ユニット(HVAC)と空調制御装置(37a、37b)を有しており、空調制御装置(37a、37b)には、
少なくとも、必要吹出温度(TAO)を算出する必要吹出温度算出手段、補正量(H)を算出する補正量算出手段、シート空調風量(Va)を検知して増量したシート空調風量を設定するシート空調風量判定手段、車速が所定値(A)以下であることを判定する車速判定手段、及び、必要吹出温度(TAO)と補正量(H)から目標エバポレータ出口温度を算出する手段を具備しており、
シート空調風量判定手段と車速判定手段により補正量算出手段の補正量を算出して、必要吹出温度と補正量から目標エバ後温度を算出することでコンプレッサ稼働率を低減できる空調装置である。
【0046】
上述の吹出温度上昇効果は、数式で求めることも可能である。
図4(a)、(b)は、シート空調風量と補正量Hとの関係を示す図である。
図3に見られるように、各温度の同一温感線は、経験的にほぼ平行に推移している。したがって、図4(a)に示すように全ての温度の同一温感線に対して数式で近似しても良い(各温度ごとに精緻に求めても良い)。さらには、算出スピードを上げるために、1次式(直線)で全ての温度の同一温感線に対して次のように近似しても良い。
H=α・Va・・・(式1)
ただし、H 補正量(℃)
α 定数(一例として、0.25)
Va シート空調風量(m3/h)
【0047】
次に、必要吹出温度(TAO)と目標エバポレータ出口温度(目標エバ後温度)との関係について述べる。図5(a)は、吹出温度制御の概要であり、(b)は、必要吹出温度(TAO)と目標エバポレータ出口温度(目標エバ後温度)との関係を示す図である。なお、吹出温度制御の概要は、非特許文献1に詳しく記載されているので省略した。
【0048】
ここで、よく知られているように、必要吹出温度(TAO)は次のように求められる。
TAO=Kset・Tset−Kr・Tr−Kam・Tam−Ks・Ts+C
ただし、Tset 設定温度
Tr 車室内温度
Tam 外気温度
Ts 日射強度信号
Kset、Kr、Kam、Ksは各信号のゲイン
C 定数
設定温度、外気温度、内気温度、日射については、非特許文献1などの周知の車両用空調装置で説明されているので、説明を省略する。
【0049】
特許文献1や非特許文献1などと同様に、車両用空調装置の制御(オートエアコン)は、車両の熱負荷をセンシングし、上記式により必要吹出温度(TAO)を算出する。
この必要吹出温度から、HVACの吹出口モードと風量およびエアミックス開度(A/M開度)を決定する。A/M開度は、熱交換器(目標エバポレータ出口温度Te、ヒータコア(H/C)温度TH)の混合比であり、目標エバポレータ出口温度TeとTH(エンジン水温)から必要吹出温度(TAO)になるよう開度を決定する。したがって、HVACユニットの空調制御において、必要吹出温度(TAO)と目標エバポレータ出口温度は関連して制御されている。
目標エバポレータ出口温度は、フロスト・窓曇り・快適湿度・TAOにより決定される(一例として、フロスト・快適湿度・TAOにより、図5(b)に示した特性となっている)。必要吹出温度(TAO)により目標エバポレータ出口温度を決定している。目標エバポレータ出口温度(目標エバ後温度)からコンプレッサが制御されるのであるから、必要吹出温度(TAO)が上昇すれば、コンプレッサに対する負荷が軽くなり、省エネとなる。
【0050】
次に、シート空調スイッチについて説明する。このスイッチ(S/W)は、シート空調の空調能力を乗員が好みにより可変させるものであり、少なくとも、シート空調が作動させるか否かを切り替えるスイッチが設定されている。OFF・ONの2段階スイッチやOFF・Lo・Hiなど段階的なスイッチでもよいし、リニアに可変できるスイッチでもよい。これらの環境条件はECUに入力され、ECU内で演算処理された後、HVACやコンプレッサやシート空調などアクチュエータを駆動するシステムとなっている。
【0051】
Loが10(m3・h)、Miが15(m3・h)、Hiが20(m3・h)の場合、Loのときは、式1により、H=0.25×10=2.5℃しか吹出温度を上げることができないが、20(m3・h)に変更すれば5℃まで上げられるので、省エネ効果を最大限発揮することができる。したがって、現在のシート空調スイッチの状態から、補正量を算出しているが、現在のスイッチ位置の状態が最大風量でない場合、アイドル状態を検出したら、自動的にシート空調を最大にした上で、補正量Hを、最大効果を得るように制御してもよい。例示して説明すると、車両が停車(アイドル)状態となったことを検知した時に、現在のスイッチ位置の状態が、Loが10(m3・h)の場合、Hiの20(m3・h)にして、必要吹出温度(TAO)の値から、同一温感線を決定して(又は式1利用)補正量Hを得るように空調制御してもよい(Hiの20(m3・h)以上の最大値であっても良い)。
【0052】
シート空調スイッチがOFFの時は補正量Hを0とし空調の補正を実施しないようにしてもよいが、アイドル状態(又は、車速が所定値A、例えば、10キロ以下の所定値を下回る場合を含む。)を検出したら、強制的にシート空調を作動させてもよい。10キロ以下の所定値としたが、これに限定されずに、適宜0や5キロ以下としても良い。車速の検知については、車両用空調装置の補正制御等で多くの公知技術があるので検出方法については省略する。
【0053】
図6、7は、本発明の実施形態を示す概略的フローチャートである。
以下、図6を参照して、本発明の一実施形態のシステムの制御の流れの概要を説明する。
Step1において、各センサや設定条件をECUへ入力する(従来技術と同じ)。
Step2において、各入力条件に基づき、必要吹出温度(TAO)を算出する(従来技術と同じ)。
Step3において、シート空調スイッチが作動条件か否かを判定する。ここでシート空調スイッチがOFFを選択されていれば、Step6へ進む。ON(Lo、Hiなども含む)が選択されていればStep4へ進む。
【0054】
Step4において、車速が所定値A(例えば、10キロ以下の所定値)を下回るか否か(停車(アイドル)等の状態)を判定する。Yesは、Step5、Noは、Step6へ進む。
Step5は、シート空調が作動しており、車両も停車(アイドル)状態なので、アイドルアップなしで車両の冷凍サイクルを作動させるには苦しい領域と判断でき、補正量Hを算出する。
【0055】
ここで、例えば、Loが10(m3・h)、Miが15(m3・h)、Hiが20(m3・h)場合で、Loが選択されているなら、車両が停車(アイドル)等の状態となったことを検知した時に、シート空調風量(基準シート空調風量)が、Loの10(m3・h)が設定されている。同時に、増量すべきシート空調風量を所定の設定風量、例えば、20(m3・h)に定めておき、Step2において算出された必要吹出温度(TAO)と基準シート空調風量から、図3のような同一温感線が選定され、その選定された同一温感線で、設定風量における必要吹出温度(TAO)お求め、補正量Hを算出する。
この場合、図3で説明した吹出温度上昇効果を予めマップ化しておくことにより、現在のシート空調状態(基準シート空調風量)に応じて上昇可能温度を補正量Hとして算出することが可能となる。もちろん式1などの算出式によって算出しても良い。
【0056】
Step6において、シート空調が作動しておらず、吹出温度を上昇できないまたは、アイドルアップが必要ない領域と判断できるので、補正量Hは0となる。
Step7において、必要吹出温度と補正量を加算し、真の必要吹出温度として、図5(b)に示す必要吹出温度と目標エバ後温度のマップより目標エバ後温度を算出する(Step8)。
【0057】
このようにして、必要吹出温度からHVACを制御し、目標エバ後温度からコンプレッサを制御し、シート空調を、所定の設定風量(増量すべきシート空調風量)で制御する(Step9、Step10、Step11)。
これまで説明した制御内容を繰り返し行うことで、車両走行時においては、従来通りの空調制御、シート空調を実現し、かつ、車両が走行していない(アイドル)状態においては、温感は同等に保ちながら、コンプレッサ動力(稼動率)を低減することが可能となる。
【0058】
図7は、図6の変形例である。変更点のみを説明する。その他についでは、先の図6と同様である。図6の場合は、シート空調スイッチがOFFの時は、補正量Hを0とし、空調の補正を実施しなかったが、アイドル状態を検出したら、強制的にシート空調を作動させるケースである。
Step3で、Noならば、直ちにStep6に進まないで、Step12で、車速が所定値A(例えば、10キロ以下の所定値)を下回るか否か(停車(アイドル)等の状態)かを判定する。Noは、Step6へ、Yesは、Step13へ進む。
Step13でシート空調を、強制的にONさせ、所定の設定風量でシート空調風量を制御する。Step5と同様に、補正量Hを算出する。以下、図6の場合と同様である。
【0059】
本発明の別の実施態様として、次のような変形例が考えられる。
変形例1
これまで説明した実施形態では、同一温感ベースで説明したが、燃費を優先させるため、図3で説明した同一温感線よりも補正量を大きくしてもよい。補正量を大きくするやり方としては、予め定めた上位の温度の同一温感線(無感領域内)にシフトして、補正量を算出すると良い。
【0060】
変形例2
これまで説明した実施形態では、現在のシート空調スイッチの状態から、補正量を算出しているが、現在のスイッチ位置の状態が最大風量でない場合、アイドル状態を検出したら、自動的にシート空調を最大風量(Hi、又は、それ以上のMax値)にした上で、補正量Hを、最大効果を得るように空調制御してもよい。スイッチで最大(Hi)以外、Lo、Miが設定されている場合、例えば、Loが10(m3・h)、Miが15(m3・h)、Hiが20(m3・h)だった場合、Loのときは、H=0.25×10=2.5℃しか吹出温度を上げることができないが、20(m3・h)に変更すれば5℃まで上げられるので省エネ効果を最大限発揮する。
【0061】
変形例3
図3に示す吹出温度上昇効果は、車両環境により変化するので、複数条件の効果を予め設定しておき、空調装置の各センサからの入力に応じて選択使用するようにしてもよい。
【0062】
変形例4
図3に示す吹出温度上昇効果は、シート空調の中の送風のみの送風シートで説明してきたが、シート空調には熱交換器(冷房器)52(ペルチェなど)を搭載したタイプもあるので、風量だけでなく熱交換器能力を含めた複数条件の効果を予め設定しておき、風量・熱交換器能力や吹出温度に応じて選択使用するようにしてもよい。図8は、変形例4のシート空調を示す図である。図9は、変形例4の、シート空調装置の風量と同一温感線との関係を示す図である。この場合、シート空調風量が増大するに応じて吹出温度上昇効果が立ち上がったもの(点線から実線参照)となる。
【0063】
変形例5
シート空調の送風方式は、吹出式を想定して説明したが、吸込式であっても全く同じである。この場合、図3の吹出温度上昇効果は、違ったものとなるので、実験で求める必要がある。
【符号の説明】
【0064】
3 シート
5 シート空調装置
37b シート空調制御装置
51 送風機
TAO 必要吹出温度
Va シート空調風量
H 補正量

【特許請求の範囲】
【請求項1】
必要吹出温度(TAO)に基づき車室内の吹出温度制御する車両用空調装置と、車室内空気をシート内に吸い込み、少なくとも単位時間当たりのシート空調風量(Va)を制御してシート空調を行うシート空調装置(5)を備えた空調装置において、
車速が所定値(A)以下であることを検知したときに、前記シート空調風量(Va)を増量し、該増量したシート空調風量に対し、無感とされる必要吹出温度(TAO)の補正量(H)を算出して、該補正量(H)に基づき前記必要吹出温度(TAO)を補正する空調装置。
【請求項2】
前記空調装置の前記車両用空調装置は、少なくともエバポレータ、エアミックスドア、ヒータコアを有するHVACユニット、及び、コンプレッサを稼動してエバポレータに低温の冷媒を供給する冷凍サイクル装置を有しており、
前記補正量(H)に基づき補正された前記必要吹出温度(TAO)から、前記エバポレータの目標エバポレータ出口温度を算出して、前記コンプレッサ稼働率を低減することを特徴とする請求項1に記載の空調装置。
【請求項3】
前記補正量(H)の算出をマップ又は計算式を用いて行ったことを特徴とする請求項1又は2に記載の空調装置。
【請求項4】
前記増量したシート空調風量(Va)に対して、同一温感を与える必要吹出温度(TAO)から構成された同一温感線に基づき、補正量(H)を算出したことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の空調装置。
【請求項5】
前記同一温感線より、補正量(H)が大きくなるような高い温度の同一温感線を選択して、補正量(H)を算出したことを特徴とする請求項4に記載の空調装置。
【請求項6】
前記シート空調装置(5)は、作動(ON)又は非作動(OFF)とする切替スイッチをさらに具備し、
前記切替スイッチが、非作動(OFF)とされたときであって、かつ、車速が所定値(A)以下であることを検知したときに、強制的に前記シート空調装置(5)を作動(ON)にして、前記補正量(H)に基づき前記必要吹出温度(TAO)を補正することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の空調装置。
【請求項7】
前記切替スイッチが、前記シート空調風量(Va)を段階的に設定する切替スイッチ位置を備え、
前記切替スイッチ位置が、前記シート空調風量(Va)を最大風量以下に設定する場合、車速が所定値(A)以下であることを検知したときに、強制的に前記シート空調風量(Va)を最大風量にして、前記補正量(H)に基づき前記必要吹出温度(TAO)を補正することを特徴とする請求項6に記載の空調装置。
【請求項8】
前記シート空調装置(5)に、熱交換器(52)を具備したことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の空調装置。
【請求項9】
前記シート空調装置(5)が、シートに着座した乗員に対する送風を、吹出し又は吸込みによって行ったことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の空調装置。

【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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