JPH0725219A

JPH0725219A - 自動車用空気調和装置

Info

Publication number: JPH0725219A
Application number: JP17401193A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Mitsui; 正俊三井; Futoshi Furuta; 太古田; Hideto Noyama; 英人野山; Masanari Shiroyama; 勝成城山; Hideo Sugano; 英男菅野; Ryosaku Akimoto; 良作秋元
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1993-07-14
Filing date: 1993-07-14
Publication date: 1995-01-27

Abstract

(57)【要約】【目的】皮膚温度検出センサを用いて乗員の温冷感覚
に忠実な自動車用空調装置を実現する。【構成】前席皮膚温センサ５０及び後席皮膚温センサ
５２は、それぞれ前席乗員及び後席乗員の皮膚温度を検
出する。また、前席及び後席の目標温冷感覚がスイッチ
パネル２１、２２によって設定される。制御装置４は、
センサ類５からの信号を処理してスイッチパネル２１、
２２で設定された目標温冷感覚になるように前席用空調
ユニット２及び後席用空調ユニット３内に設置された送
風機７、１５、エアミックスダンパ１０，５３を制御す
る。そして、前席スイッチパネル２１の設定値に対して
は、前席用空調ユニット２の送風機７の回転数及びエア
ミックスダンパ１０の開度の制御を行なう。同様に、後
席スイッチパネル２２による設定値に対しては送風機１
５及びエアミックスダンパ５３の制御を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、赤外線皮膚温センサを
用いて自動制御を行なう自動車用空気調和装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】前席用、後席用の２台の空調ユニットを
搭載した従来の自動車用空調装置の構成を図１０に示
し、この自動車用空調装置の車両搭載図を図１１に示
す。図１０において、１は自動車空調装置で、この自動
車空調装置１には車両前部に設置される前席用空調ユニ
ット２、車両後部に設置される後席用空調ユニット３、
制御装置４、センサ類５からなっている。

【０００３】前席用空調ユニット２は、内外気切替装置
６、送風機７、冷媒蒸発器８、膨脹弁９、エアミックス
ダンパ１０、ヒータコア１１、温調風吹出口切換ダンパ
１２からなる。そして、上記ヒータコア１１は、走行用
エンジン１３と接続される。

【０００４】後席用空調ユニット３は、内外気切替装置
１４、送風機１５、冷媒蒸発器１６、膨脹弁１７からな
っている。センサ類５は、外気温を検出する外気温セン
サ１８と、日射量を検出する日射センサ１９と、車室内
の代表点の温度を検出する内気温センサ２０で構成さ
れ、その検出信号は制御装置４に供給される。この制御
装置４には、上記センサ類５の他に、前席スイッチパネ
ル２１、後席スイッチパネル２２も接続される。

【０００５】制御装置４は、内気温センサ２０からの検
出値に基づいた比例制御に、外気温センサ１８、日射セ
ンサ１９の検出値に基づいた予測制御を加えた制御方式
により、前席用空調ユニット２内に設置された送風機７
の回転数及びエアミックスダンパ１０の開度及び後席用
空調ユニット３内に設置された送風機１５の回転数を、
乗員が前席スイッチパネル２１又は後席スイッチパネル
２２から設定した温度になるように自動制御を行なう。

【０００６】冷媒蒸発器８、１６及び膨脹弁９、１７
は、冷媒圧縮機２３、冷媒凝縮機２４、冷媒受液器２
５、電磁開閉弁２６により冷媒回路を構成する。ここ
で、後席用空調ユニット３内の冷媒蒸発器１６は、電磁
開閉弁２６が開の時にのみ冷媒蒸発器として作用する。
この電磁開閉弁２６の開閉は、図１１に示すように前席
乗員３２が前席スイッチパネル２１、あるいは、後席乗
員３３が後席スイッチパネル２２のスイッチを手動で操
作をすることによってのみ行なわれる。

【０００７】通常、図１０に示すような前席用、後席用
の２台の空調ユニットを備えた自動車用空調装置は、ボ
ンゴ車等と称される１ＢＯＸ車のように車内空間が大き
く、冷房負荷の大きい車に搭載される場合が多い。

【０００８】図１２は、２台の空調ユニットからなる自
動車用空調装置を１ＢＯＸ車に搭載した場合のシステム
構成を示したものである。同図に示すように車両３５内
には、座席３６〜３８、エンジン３９で駆動される冷媒
圧縮機４０、冷媒凝縮器４１、冷媒凝縮器用送風機４
２、第１クーラユニット４３、第２クーラユニット４４
が設置される。

【０００９】上記クーラユニット４３、４４は、それぞ
れ冷媒蒸発器用送風機４５、４６と冷媒蒸発器４７、４
８で構成される。１ＢＯＸ車では、同図に示すように多
人数が乗車することができるために、乗員４９が車両３
５の後部座席３８に乗車する場合、第１クーラユニット
４３を運転するのみでは冷房感覚が不足するため、座席
３６の運転席等に装備されているスイッチを操作するこ
とによって、第２クーラユニット４４の運転が行なわれ
る。また、後部座席３８に乗員４９が乗車していない場
合、一般に、第２クーラユニット４４の運転は行なわれ
ない。従って、この場合、第１クーラユニット４３の冷
風は、Ｓ₁ のように後部の方にも流れ、その結果、前部
座席３６より後方の座席３７、３８の分まで余分に冷や
している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】人間が感じる温熱的な
快適さは、空気温度のみに依存するのではなく、気流
速、輻射、湿度等の環境条件に加えて、人間の着衣量、
活動量によっても変化する。

【００１１】従って、従来の自動車用空調装置では、内
気温センサにより検出された車室内の代表空気温度が前
席スイッチパネル、あるいは、後席スイッチパネルによ
り設定された温度に近づくように制御するシステムであ
るため、乗員の顔への直射日光の当たり具合で、内気温
センサによる検知温度と、直射日光が当たらない時に快
適と感じていた設定温度とが殆ど同じであっても、乗員
が暑さを感じてしまうことがある。

【００１２】また、後席用空調ユニット内の冷媒蒸発器
に流れる冷媒を制御する電磁開閉弁の開閉を乗員の手動
操作によるため、後席の乗員がいない場合には前席の乗
員がその都度、後席スイッチパネルを操作して、電磁開
閉弁を閉じなければならないという煩わしさがある。ま
た、スイッチ操作を乗員が忘れて電磁開閉弁を開にした
ままにすると、車室内を余分に冷房することになり、冷
媒圧縮機の動力が増加して車両の燃費が悪化する場合も
ある。更に、ドライバーが運転中に、この様なスイッチ
操作をすることは安全上の問題もある。

【００１３】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、人間の温冷感覚が顔の皮膚温度と密接な相関関係に
あることを利用して、皮膚温度を検出するセンサを用い
て、皮膚温度が快適温度になるような制御を行なうこと
で、前席及び後席の乗員の温冷感覚に忠実な制御をする
ことが可能で、かつ、皮膚温度検出センサを流用するこ
とで、後席の乗員の有無を自動的に検出し、後席用空調
ユニットへの冷媒の供給を止めることができ、更に、冷
房負荷に応じて冷媒圧縮機の冷媒吐出容量を変化させる
ことができる自動車用空気調和装置を提供することを目
的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

（１）本発明に係る自動車用空気調和装置は、乗員の
温冷感覚を設定する温冷感覚設定手段と、この温冷感覚
設定手段の設定値を入力として、乗員の目標皮膚温度を
発生する手段と、上記目標皮膚温度を入力とし、更に、
日射量検出手段、車室内の気流速検出手段、車室内の相
対湿度検出手段、人間の着衣量設定手段、人間の活動量
設定手段の少なくとも何れか１つの値を入力として、車
室内空気温度の目標値を発生する手段と、上記車室内空
気温度の目標値に車室内空気温度の検出値を一致させる
ために、外気温検出値と日射量検出値を入力として、第
１の吹出し空気温度補正値を発生する手段と、乗員の皮
膚温度を検出する皮膚温度検出手段と、上記目標皮膚温
度に上記皮膚温度検出手段の検出値を一致させるための
第２の吹出し空気温度補正値を発生する手段と、上記第
１の吹出し空気温度補正値と上記第２の吹出し空気温度
補正値を入力として、目標吹出し空気温度を発生する手
段と、上記目標吹出し空気温度に基づいて、吹出し空気
の温度、風量、風向の少なくとも何れか１つを制御する
手段とを備えたことを特徴とする。（２）上記（１）項の自動車用空気調和装置が前席用
空調ユニットと、後席用空調ユニットとを備えたもので
あって、これら各ユニットに対応してそれぞれ上記温冷
感覚設定手段及び上記皮膚温度検出手段を設け、各ユニ
ットを上記温冷感覚設定手段及び皮膚温度検出手段に基
づいて独立して制御することを特徴とする。（３）上記（２）項の自動車用空気調和装置におい
て、後席用空調ユニットの皮膚温度検出手段による検出
値が所定値以下のとき、上記後席用空調ユニットの蒸発
器への冷媒の流れを制御する電磁弁を閉とする手段を備
えたことを特徴とする。（４）上記（３）項の自動車用空気調和装置におい
て、後席用空調ユニット内の皮膚温検出手段による検出
値が所定値以下のとき、上記蒸発器を不通過で前席エリ
アと後席エリアとの間に循環風を吹出させるダンパを設
けたことを特徴とする。

【００１５】

【作用】上記（１）項においては、温冷感覚設定器によ
り温冷感覚が設定されると、皮膚温目標値が算出され
る。次に、この皮膚温目標値を入力とし、更に、日射セ
ンサ検出値、湿度センサ検出値、着衣量設定値、活動量
設定値、車室内の気流速を間接的に求めるためのファン
入力電圧の少なくとも何れか１つの値を入力として車室
内空気温度の目標値を算出する。この車室内空気温度の
目標値は、外気温センサから供給される外気温、日射セ
ンサから供給される日射量と共に入力となり、第１の吹
出し空気温度の補正値が算出される。また、上記皮膚温
目標値は、減算器において皮膚温度検出手段例えば赤外
線皮膚温センサから出力される値と差を取られ、比例ゲ
インを介して第２の吹出し温度の補正値が算出される。
そして、第１の吹出し温度補正値と第２の吹出し温度補
正値の和を取り、吹出し温度目標値を算出し、この吹出
し温度目標値に基づいて、吹出し空気の温度、風量、風
向の少なくとも何れか１つを制御する。

【００１６】従って、人間の温冷感覚と密接な相互関係
にある顔面皮膚温度を快適温度にするように制御するた
め、日射、湿度、気流速という周囲の環境条件や、人間
の着衣量、活動量等の条件が変化しても、常に人間の温
冷感覚を個人の好みに応じた快適状態に制御することが
できる。

【００１７】上記（２）項においては、前席及び後席に
設置されたスイッチパネルによって設定された目標温冷
感覚になるような制御信号を、前席及び後席に設けられ
た皮膚温度検出手段から検出される前席及び後席の乗員
の皮膚温度に基づいて、前席用空調ユニット及び後席用
空調ユニットにそれぞれ出力する。そして、前席スイッ
チパネルによる設定に対しては、前席用空調ユニット内
に設置された送風機の回転数及びエアミックスダンパの
開度の制御を行ない、後席スイッチパネルによる設定に
対しては後席用空調ユニット内に設置された送風機の回
転数及びエアミックスダンパの開度の制御を独立に行な
う。

【００１８】従って、乗員の皮膚温度を検出して制御を
行なうため、乗員の温冷感覚に忠実な制御を行なうこと
ができる。また、従来のスイッチ操作の煩わしさから乗
員を解放することができる。

【００１９】上記（３）項においては、後席に設置され
た皮膚温度検出手段からの検出信号が人体が採り得る温
度より低い場合（例えば３０℃以下）、後席に乗員なし
と判断して後席用空調ユニットの蒸発器での冷媒の流れ
を制御する電磁開閉弁を閉じ後席用空調ユニットの運転
を停止する。

【００２０】従って、このような制御を行なうことによ
って、後席分の冷房負荷が低減され、容量制御冷媒圧縮
機の吐出容量が減少し、結果的に消費動力が低減され
る。上記（４）項においては、後席に設置された皮膚温
度検出手段の出力が所定値より小さい場合、後席用空調
ユニットへの冷媒の供給が停止されると共に、切換ダン
パが切り換えられて循環モードとなる。循環モードにお
いては、後席用空調ユニット内の冷媒蒸発器用送風機か
ら送風された風は、冷媒蒸発器を通らずに前席エリア及
び後席エリアとの間で循環流を形成し、前席用空調ユニ
ットから送風される風を一種のエアーカーテンで遮断す
る。そして、後席に乗員が存在しない場合、又は、冷房
が必要でない場合（後席の乗員の顔面皮膚温度が低い場
合）には、循環風のエアーカーテン効果によって、前席
付近のみが冷房（所謂ゾーン空調）される。

【００２１】従って、前席において充分な冷房感覚を確
保することができると同時に、省燃費が実現できる。ま
た、車の加速性向上、エンジン水温の過昇等が防げるの
で運転性の向上、耐久性の向上等を図ることができる。

【００２２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。（第１実施例）本発明の第１実施例に係る自動車用空気
調和装置の構成を図１に示す。

【００２３】同図に示すように車両３５には、容量制御
冷媒圧縮機（図示せず）を含む空調ユニットが搭載され
ると共に、外気温を検出する外気温センサ１８、日射量
を検出する日射センサ１９、車室内の代表点の温度を検
出する内気温センサ２０、前席の乗員３２の顔面の皮膚
温を検出する皮膚温センサ５０、車内の相対湿度を測定
する湿度センサ５１等が設けられる。上記容量制御冷媒
圧縮機は、走行用エンジンにより駆動され、例えばＣＦ
Ｃ−１２やＨＦＣ−１３４ａ等の冷媒を圧縮する。

【００２４】上記皮膚温センサ５０は、乗員３２の顔面
から放射する赤外線を集光して熱量を測定する赤外線セ
ンサである。上記各センサ１８〜２０，５０，５１によ
り検出された信号は、制御装置６８に入力される。この
制御装置６８は、上記各センサ１８〜２０，５０，５１
からの検出信号を処理して送風機７及びエアミックスダ
ンパ１０等を制御する。また、同図において、８は冷媒
蒸発器（エバポレータ）、１１はヒータである。

【００２５】図２は、上記制御装置６８の詳細を示す構
成図である。制御装置６８は、関数要素８２，８５，８
７，８９，９０、ゲイン８６，８８、温冷感覚設定器８
１、着衣量設定器８３、活動量設定器８４を主体として
構成される。

【００２６】温冷感覚設定器８１は、“少し涼しめ”や
“暖かくも涼しくもない”という乗員３２の温冷感覚を
設定するものである。そして、この温冷感覚設定器８１
には、温冷感覚設定器８１により設定される設定値Ｓに
基づいて、皮膚温目標値Ｔ_sk _set を出力する関数要素８
２が接続される。

【００２７】上記皮膚温目標値Ｔ_skset と設定値Ｓの相
関関係は、次式のような１次式で表わすことができる。Ｔ_skset ＝ａ・Ｓ＋ｂ …（１）但し、ａ，ｂは定数である。

【００２８】この関数要素８２の出力である皮膚温目標
値Ｔ_skset は、関数要素８５に供給されると共に、減算
器９２において皮膚温センサ５０から出力される値Ｔ_sk
と差を取られε_skとして、比例ゲイン［Ｋ₂ ］８８に供
給される。

【００２９】この比例ゲイン［Ｋ₂ ］８８は、ε_skを入
力として次式に従って吹出し温度の補正値Ｔ_MS2 を演算
して加算器９４に出力する。Ｔ_MS2 ＝Ｋ₂ ×ε_sk …（２）但し、Ｋ₂ は比例ゲインである。

【００３０】着衣量設定器８３は、春、夏、秋、冬の季
節に応じて適切な値Ｉ_COに設定され、活動量設定器８４
は、運転者又は同乗車の標準的な活動量に基づいて適切
な値Ｉ_MTに設定されて、それぞれ関数要素８５に供給さ
れる。

【００３１】関数要素８５は、皮膚温目標値Ｔ_skset 、
日射センサ１９の検出値Ｉ_SN、湿度センサ５１の検出値
φ、着衣量設定器８３の設定値Ｉ_CO、活動量設定器８４
の設定値Ｉ_MT、ファン電圧Ｖ_F に基づいて、室温目標値
Ｔ_isetを出力するものである。ここで、ファン電圧Ｖ_F
は、車室内における乗員周囲の気流速を間接的に求める
ために検出している。

【００３２】関数要素８５は、人体の熱収支をモデル化
して顔面皮膚温度と、室温、日射量、相対湿度、気流
速、着衣量、活動量の関係を予め実験とシュミレーショ
ンにより求めておき、数式化したものである。

【００３３】この関数要素８５の出力である室温目標値
Ｔ_isetは、関数要素８７に供給されると共に、減算器９
１において内気温センサ２０からの室温検出値Ｔ_i と減
算された後にε_i として、比例ゲイン［Ｋ₁ ］８６に供
給される。この比例ゲイン［Ｋ₁ ］８６は、ε_i を入力
として吹出し温度の補正値Ｔ_MS1aを次式に従って演算す
る。

【００３４】Ｔ_MS1a＝Ｋ₁ ×ε_i …（３）但し、Ｋ₁ は比例ゲインである。関数要素８７は、車室
の熱収支をモデル化したものであり、室温目標値
Ｔ_iset、外気温センサ１８から供給される外気温Ｔ_a 、
日射センサ１９から供給される日射量Ｉ_SNを入力とし
て、次式に基づいて吹出し温度の補正値Ｔ_MS1bを算出す
る。

【００３５】Ｔ_MS1b＝Ｔ_iset＋Ｋ_a ×（Ｔ_iset−Ｔ_a ）−Ｋ_SN×Ｉ_SN＋Ｃ…（４）但し、Ｋ_a 、Ｋ_SN、Ｃは演算定数とする。関数要素８７
は、この吹出し温度の補正値Ｔ_MS1bを加算器９３に出力
する。

【００３６】加算器９３は、関数要素８７から供給され
る吹出し温度補正値Ｔ_MS1bと、比例ゲイン［Ｋ₁ ］８６
から供給される吹出し温度補正値Ｔ_MS1aとの和をＴ_MS1
として、加算器９４に出力する。この加算器９４は、吹
出し温度補正値Ｔ_MS1 とＴ_MS2 の和をとり、吹出し温度
の目標値Ｔ_MSを算出する。

【００３７】Ｔ_MS1 ＝Ｔ_MS1a＋Ｔ_MS1b …（５）Ｔ_MS ＝Ｔ_MS1 ＋Ｔ_MS2 …（６）この吹出し温度の目標値Ｔ_MSは、エアミックスダンパ１
０の開度θを算出する関数要素８９及び送風機７の入力
電圧Ｖ_F を算出する関数要素９０に供給される。

【００３８】図３に、関数要素８９における吹出し温度
の目標値Ｔ_MSとエアミックスダンパ１０の開度θの関係
を示す。エアミックスダンパ１０の開度θは、吹出し温
度の目標値Ｔ_MSが高くなるに従って、全閉から全開に推
移する。

【００３９】図４に、関数要素９０における吹出し温度
の目標値Ｔ_MSと送風機７の入力電圧Ｖ_F の関係を示す。
吹出し温度の目標値Ｔ_MSの低いときは、送風機７の入力
電圧Ｖ_F はＨ_i で冷房領域にある。そして、吹出し温度
の目標値Ｔ_MSが高くなるに従って、送風機７の入力電圧
Ｖ_F は低下して行き、送風機７の入力電圧Ｖ_F はＬ_oと
なる。更に、吹出し温度の目標値Ｔ_MSが高くなると、暖
房領域となって、送風機７の入力電圧Ｖ_F は上昇して行
きＨ_i となる。

【００４０】次に上記実施例の動作を図５のフローチャ
ートに基づいて説明する。ここでは、夏期冷房時におい
て、車外の日射下に居た人間が、車内に乗り込んで、車
と空調装置を作動させた場合についての動作について説
明する。

【００４１】空調装置をスタートするとステップ１０１
において、温冷感覚設定値Ｓ、着衣量設定値Ｉ_CO、活動
量設定値Ｉ_MT、皮膚温センサ検出値Ｔ_sk、内気温センサ
検出値Ｔ_i 、外気温センサ検出値Ｔ_a 、日射センサ検出
値Ｉ_SN、湿度センサ検出値φ、ファン入力電圧Ｖ_F を読
み込む。

【００４２】この時、乗員３２は、車外において顔面が
日射下にさらされた直後の状態であるので、皮膚温セン
サ検出値Ｔ_skは、図６に示すように例えば約３６℃と高
い。次に、ステップ１０２において、温冷感覚設定値Ｓ
に基づいて、関数要素８２が皮膚温目標値Ｔ_skset を算
出する。温冷感覚設定値Ｓが、暖かくも涼しくもない丁
度良い状態という値に設定された場合の皮膚温目標値Ｔ
_skset は、（１）式に従って、約３３℃となる。

【００４３】次に、ステップ１０３において、関数要素
８５により、皮膚温目標値Ｔ_{ｓｋｓｅｔ}、日射センサ検
出値Ｉ_ＳＮ、湿度センサ検出値φ、着衣量設定値Ｉ_CO、
活動量設定値Ｉ_MT、ファン入力電圧Ｖ_F に基づいて室温
の目標値Ｔ_isetを算出する。

【００４４】この時、室温目標値Ｔ_isetは、日射センサ
検出値Ｉ_SNの影響を受けて約２３℃になる。なお、日射
が無い場合には、皮膚温目標値Ｔ_skset が３３℃であれ
ば、通常、室温の目標値Ｔ_isetは約２５℃である。

【００４５】次に、ステップ１０４において、室温の目
標値Ｔ_isetと室温検出値Ｔ_i との差ε_i を入力とし、比
例ゲイン［Ｋ₁ ］８６により、吹出し温度補正値Ｔ_MS1a
を算出する。

【００４６】次に、ステップ１０５において、関数要素
８７により、外気温センサ検出値Ｔ_a 、日射センサ検出
値Ｉ_SNに基づいて吹出し温度補正値Ｔ_MS1bを算出する。
次に、ステップ１０６において、吹出し温度補正値Ｔ
_MS1a、Ｔ_MS1bの和として、吹出し温度補正値Ｔ_MS1 を算
出する。この吹出し温度補正値Ｔ_MS1 は、室温検出値Ｔ
_i が室温目標値Ｔ_isetである約２３℃になるために必要
な空調機の吹出し温度である。

【００４７】次に、ステップ１０７において、皮膚温目
標値Ｔ_skset と皮膚温検出値Ｔ_skとの差ε_skを入力とし
て、比例ゲイン［Ｋ₂ ］８８により、吹出し温度補正値
Ｔ_MS2 を算出する。吹出し温度補正値Ｔ_MS1 は、皮膚温
目標値Ｔ_skset に対応した定常時の室温目標値Ｔ_isetを
得るために必要な吹出し温度であり、かつ、皮膚温目標
値Ｔ_skset を予測制御により得るための補正値であるの
に対して、吹出し温度補正値Ｔ_MS2 は、現時点の皮膚温
検出値Ｔ_skに基づいた過渡的な吹出し温度補正値である
とともに、皮膚温目標値Ｔ_skset を比例制御により得る
ための補正値である。

【００４８】次に、ステップ１０８において、吹出し温
度補正値Ｔ_MS1 とＴ_MS2 の和を取り、吹出し温度目標値
Ｔ_MSを算出する。この時、人間が車内に乗り込んだ直後
では、皮膚温度Ｔ_skは約３６℃と高いので、吹出し温度
補正値Ｔ_MS2 は負の値となる。従って、吹出し温度目標
値Ｔ_MSは、吹出し温度補正値Ｔ_MS1 よりも低い値とな
る。

【００４９】次に、ステップ１０９において、関数要素
８９により吹出し温度目標値Ｔ_MSに基づいてエアミック
スダンパ１０の開度θを算出する。この時、吹出し温度
目標値Ｔ_MSは低い値となるので、エアミックスダンパ１
０の開度θは全閉となる。

【００５０】次に、ステップ１１０において、関数要素
９０により、吹出し温度目標値Ｔ_MSに基づいて送風機７
の入力電圧Ｖ_F を算出する。この時、吹出し温度目標値
Ｔ_MSは、低い値となるので、送風機７は冷房領域でＨ_i
運転となる。

【００５１】次に、ステップ１１１において、エアミッ
クスダンパ１０の開度θとファン入力電圧Ｖ_F の操作量
を出力し、エアミックスダンパ１０と送風機７の制御を
行なう。これにより空調装置は、ヒータ再熱の無い状態
で最大風量となり、最大能力で冷房運転が行なわれる。

【００５２】従って、図６の実験結果に示されるよう
に、室温は定常時の目標値である２３℃よりも更に低く
なり、２１℃近くまで低下する。その後、皮膚温度が３
６℃から低下して行き、目標値である３３℃に近付いて
行くと、吹出し温度補正値Ｔ_MS2 が負の比較的大きな値
から零に近付いて行くので、吹出し温度目標値Ｔ_MSが上
昇して、エアミックスダンパ１０の開度θが全閉から開
いて行き、送風機７の入力電圧Ｖ_F も、Ｈ_i からＬ_o の
方向に低下して行き、空調装置の風量が減少する。その
結果、定常状態に近付くにつれて室温は２１℃付近から
上昇して行き、定常時には約２３℃になる。

【００５３】従って、本発明に係る空調装置は図６の実
線に示されるように、皮膚温センサ検出値Ｔ_skは、スタ
ート後、速やかに目標値である３３℃に達してこの値を
維持する。これに対して、従来の空調装置は、室温のみ
を制御するので、図６の破線に示されるように、スター
ト後、皮膚温Ｔ_skが、快適値である３３℃に達する以前
にエアミックスダンパ１０が全閉から開き始め、また、
送風機７への入力電圧ＶF もＨ_i から低下して、風量が
減少し始め、空調装置の冷房能力は最大値から減少し始
める。その結果、室温は２５℃まで低下し、その後、ほ
ぼ２５℃に安定してしまい、本発明に係る空調装置の場
合の室温２３℃に比べて約２℃高い。

【００５４】また、人間の顔面皮膚温度Ｔ_skの低下も、
途中から緩やかになり、快適値である３３℃には達せず
約３４℃で安定してしまう。ここで、従来の空調装置の
場合、定常時の皮膚温度Ｔ_skが約３４℃と本発明に係る
空調装置に比べて約１℃高くなるのは、日射による輻射
熱の影響を十分に補正できなかったことによるものであ
る。

【００５５】本実施例においては、エアミックスダンパ
１０による吹出し空気温度と送風機７による風量の制御
について説明をしたが、吹出し口の切り替えや、吹出し
グリルの位置、方向、吹出し角度の変更による風向きの
制御を加えても良い。

【００５６】従って、従来のような室内空気温度のみの
空調制御ではなく、人間の温冷感覚と密接な相互関係に
ある顔面皮膚温度を快適温度にするように制御するた
め、日射、湿度、気流速という周囲の環境条件や、人間
の着衣量、活動量等の条件が変化しても、常に人間の温
冷感覚を個人の好みに応じた快適状態に制御することが
できる。

【００５７】（第２実施例）次に本発明の第２実施例に
ついて図７及び図８を参照して説明する。この第２実施
例は、前席用、後席用の２台の空調ユニットを搭載した
自動車用空調装置（デュアルエアコン）に実施した場合
の例を示したものである。この実施例における自動車用
空調装置の構成を図７に示し、この空調装置を車両に搭
載した状態を図８に示す。

【００５８】図７に示すように自動車用空調装置１Ａ
は、車両前部に設置される前席用空調ユニット２、車両
後部に設置される後席用空調ユニット３、制御装置４、
センサ類５等により構成される。

【００５９】前席用空調ユニット２は、内外気切替装置
６、送風機７、冷媒蒸発器８、膨脹弁９、エアミックス
ダンパ１０、ヒータ１１、温調風吹出口切換ダンパ１２
からなっている。

【００６０】後席用空調ユニット３は、内外気切替装置
１４、送風機１５、冷媒蒸発器１６、膨脹弁１７、エア
ミックスダンパ５３、ヒータコア５４、温調風吹出口切
換ダンパ５５からなり、上記ヒータ１１，５４は、走行
用エンジン１３と接続される。

【００６１】センサ類５は、外気温を検出する外気温セ
ンサ１８、日射量を検出する日射センサ１９、車室内の
代表点の温度を検出する内気温センサ２０、前席赤外線
皮膚温センサ５０、後席赤外線皮膚温センサ５２で構成
され、その検出信号は制御装置４に供給される。

【００６２】この制御装置４には、上記センサ類の他
に、目標温冷感覚を設定するための前席スイッチパネル
２１、後席スイッチパネル２２が接続される。上記冷媒
蒸発器８、１６及び膨脹弁９、１７は、容量制御冷媒圧
縮機５６、冷媒凝縮機２４、冷媒受液器２５、電磁開閉
弁２６により冷媒回路を構成する。

【００６３】次に上記実施例の動作について説明する。
容量制御冷媒圧縮機５６は、走行用エンジン１３により
駆動され、例えばＣＦＣ−１２やＨＦＣ−１３４ａ等の
冷媒を圧縮する。容量制御冷媒圧縮機５６は、冷房負荷
が低下し、吸入圧力及び吐出圧力の双方が低下すると、
吸入圧力を一定に保つように自動的に吐出容量を低下さ
せるように制御を行なって消費電力を低減させる。冷媒
凝縮機２４は、この容量制御冷媒圧縮機５６から吐出さ
れた高圧ガス冷媒を高圧液冷媒に凝縮して液化する。こ
の際、冷媒側から空気側に放熱が行なわれる。冷媒受液
器２５は、冷媒凝縮機２４から供給された高圧液冷媒を
溜めて、かつ、液冷媒のみを通過させる。この高圧液冷
媒は、膨脹弁９、１７により低圧液冷媒に減圧されて、
電磁開閉弁２６が閉の時は冷媒蒸発器８に、電磁開閉弁
２６が開の時には冷媒蒸発器８及び冷媒蒸発器８と並列
に接続される後席用空調ユニット３の冷媒蒸発器１６に
供給される。この電磁開閉弁２６の開閉は、前席スイッ
チパネル２１、あるいは、後席スイッチパネル２２のス
イッチを乗員が手動により操作をすることによってのみ
行なわれる。

【００６４】冷媒蒸発器８、１６は、供給された低圧液
冷媒を低圧ガス冷媒に蒸発させる。この際、冷媒蒸発器
８、１６は、送風機７、１５から送風される空気と熱交
換を行ない冷風を生成する。冷媒蒸発器８、１６で吸熱
された熱は、冷媒凝縮機２４において車室外へ放熱され
る。

【００６５】内外気切替装置６、１４は、それぞれ空調
ユニット２、３内に取り込む空気を、内気にするか外気
にするかを選択できる構造を持っており、この操作は前
席スイッチパネル２１及び後席スイッチパネル２２によ
って行なわれる。

【００６６】送風機７、１５は、それぞれ前席用空調ユ
ニット２、後席用空調ユニット３内に取り込んだ空気を
冷媒蒸発器８、１６側に送風する。ヒータ１１、５４に
は、走行用エンジン１３との間で冷却水温水が循環して
おり、送風機７、１５から冷媒蒸発器８、１６を介して
送風された冷風は、このヒータ１１、１６を通過するこ
とにより温風となる。

【００６７】エアミックスダンパ１０、５３は、それぞ
れ空調ユニット２、３において、冷媒蒸発器８、１６に
おいて生成された冷風のヒータ１１、５４への導風流
と、ヒータ１１、５４をバイパスする風量との割合をそ
の開度を調節することによって調節し、空調ユニット
２、３から吹出される空気温度を調節する。

【００６８】温調風吹出口切換ダンパ１２、５５は、そ
れぞれ空調ユニット２、３において調節された空気の吹
出口を例えば、ＦＡＣＥ，ＦＯＯＴ，ＤＥＦ等に切り換
える。この操作は前席スイッチパネル２１及び後席スイ
ッチパネル２２によって行なわれる。

【００６９】外気温センサ１８は、車外の温度を検出
し、日射センサ１９は、日射量を検出し、内気温センサ
２０は車内の温度を検出して、制御装置４に信号を出力
する。前席赤外線皮膚温センサ５０及び後席赤外線皮膚
温センサ５２は、それぞれ前席乗員３２及び後席乗員３
３の皮膚からその温度に応じて放射される輻射エネルギ
ーを感知することにより、乗員の皮膚温度を検出して制
御装置４に信号を出力する。

【００７０】また、前席乗員３２により、前席の目標温
冷感覚（例えば、“暖かめ”，“やや暖かめ”，“普
通”，“やや涼しめ”，“涼しめ”）が前席スイッチパ
ネル２１によって設定され、後席乗員３３により、後席
の目標温冷感覚が後席スイッチパネル２２によって設定
される。そして、この設定された信号は制御装置４に出
力される。

【００７１】制御装置４は、マイクロコンピュータ（図
示せず）を搭載しており、上記センサ類５からの信号を
処理・演算して、スイッチパネル２１、２２によって設
定された目標温冷感覚になるように制御信号を前席用空
調ユニット２内に設置された送風機７及びエアミックス
ダンパ１０と、後席用空調ユニット３内に設置された送
風機１５、エアミックスダンパ５３に出力する。そし
て、前席スイッチパネル２１による設定に対しては前席
用空調ユニット２内に設置された送風機７の回転数及び
エアミックスダンパ１０の開度の制御を行ない、後席ス
イッチパネル２２による設定に対しては後席用空調ユニ
ット３内に設置された送風機１５の回転数及びエアミッ
クスダンパ５３の開度の制御を行なう。

【００７２】また、後席赤外線皮膚温センサ５２から制
御装置４に供給される検出信号が人体が採り得る温度よ
り低い場合（例えば３０℃以下）、制御装置４は、後席
に乗員なしと判断して電磁開閉弁２６を閉じる。

【００７３】従って、乗員の皮膚温度を検出して制御を
行なうため、乗員の温冷感覚に忠実な制御を行なうこと
ができる。また、後席赤外線皮膚温センサ５２を人体検
知センサとして制御上流用して、後席の人の有無を検知
することにより、電磁開閉弁２６の開閉を自動的に行な
うため、従来のスイッチ操作の煩わしさから乗員を解放
することができる。更に、このような制御を行なうこと
によって、後席分の冷房負荷が低減され、容量制御冷媒
圧縮機５６の吐出容量が減少し、結果的に消費動力が低
減される。

【００７４】（第３実施例）本発明の第３実施例に係る
自動車用空気調和装置の構成を図９に示す。この実施例
は、前席用、後席用の２台の空調ユニットを搭載した自
動車用空調装置（デュアルエアコン）の他の例について
示したものである。

【００７５】同図に示すように車両３５は１ＢＯＸ車
で、この車両３５には座席３６〜３８、エンジン３９で
駆動される冷媒圧縮機４０、冷媒凝縮器４１、冷媒凝縮
器用送風機４２、第１クーラユニット４３、第２クーラ
ユニット４４が設置される。

【００７６】上記第１クーラユニット４３は、冷媒蒸発
器用送風機４５と冷媒蒸発器４７で構成される。上記第
２クーラユニット４４は、冷媒蒸発器用送風機４６、冷
媒蒸発器４８及び循環モードと冷房モードに風路を切り
換えるための切換ダンパ１０２で構成される。そして、
この第２クーラユニット４４には、乗員４９の顔面表面
温度を検出するための皮膚温センサ１０１が設置され
る。この皮膚温センサ１０１は赤外線等を検知する非接
地方式である。

【００７７】次に上記実施例の動作を説明する。皮膚温
センサ１０１は、主に後部座席３８の乗員４９の顔（時
には、中央座席３７の乗員の顔）方向に向けられて設置
される。そして、この皮膚温センサ１０１の出力は制御
装置（図示せず）に供給される。制御装置は、皮膚温セ
ンサ１０１等の出力に基づき切換ダンパ１０２等の制御
を行なう。

【００７８】制御装置は、皮膚温センサ１０１の出力が
所定値より大きい場合、自動的に第２クーラユニットを
運転し、切換ダンパ１０２をＡ点に切り換え冷房モード
とする。この場合、冷媒蒸発器用送風機４６から送風さ
れた風は冷媒蒸発器４８に送られて、冷風Ｓ₂ となって
後部座席３８の方向に送風される。皮膚温センサ１０１
の出力が所定値以下の場合、第２クーラユニット４４へ
の冷媒の供給が停止されると共に、切換ダンパ１０２が
Ｂ点に切り換えられて循環モードとなる。また、この場
合、第２クーラユニット４４の運転を停止する方法もあ
る。

【００７９】循環モードにおいては、冷媒蒸発器用送風
機４６から送風された風Ｓ₃ は、冷媒蒸発器４８を通ら
ずに中央の座席３７付近において循環流を形成し、第１
クーラユニット４３から送風される風Ｓ₁ を一種のエア
ーカーテンで遮断する。そして、後部座席３８に乗員が
存在しない場合、又は、冷房が必要でない場合（後部座
席３８の乗員４９の顔面皮膚温度が低い場合）には、循
環風Ｓ₃ のエアーカーテン効果によって、前部座席３６
付近のみが冷房（所謂ゾーン空調）される。

【００８０】従って、前部座席３６において充分な冷房
感覚を確保することができると同時に、省燃費が実現で
きる。また、車の加速性向上、エンジン水温の過昇等が
防げるので運転性の向上、車の耐久性向上等を図ること
ができる。

【００８１】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、人
間の温冷感覚と密接な相互関係にある顔面皮膚温度を快
適温度に制御するため、乗員の温冷感覚に忠実な制御を
行なうことができる。また、日射、湿度、気流速という
周囲の環境条件や、人間の着衣量、活動量等の条件が変
化しても、常に人間の温冷感覚を個人の好みに応じた快
適状態に制御することができる。更に、後席赤外線皮膚
温センサを人体検知センサとして制御上流用して、後席
の人の有無を検知することにより、電磁開閉弁及び切り
換えダンパの制御を自動的に行なうため、スイッチ操作
の煩わしさから乗員を解放することができると共に、後
席分の冷房負荷が低減され、容量制御冷媒圧縮機の吐出
容量が減少し、結果的に消費動力が低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る自動車用空気調和装
置の構成図。

【図２】同実施例に係る制御装置のブロック図。

【図３】同実施例に係る吹出し空気温度目標値とエアミ
ックスダンパ開度の関係を示す図。

【図４】同実施例に係る吹出し空気温度目標値とファン
入力電圧の関係を示す図。

【図５】同実施例の動作内容を示すフローチャート。

【図６】同実施例における室温と皮膚温の変化の実験結
果を示す図。

【図７】本発明の第２実施例に係る自動車用空気調和装
置の構成図。

【図８】同実施例に係る自動車用空気調和装置の車両搭
載図。

【図９】本発明の第３実施例に係る自動車用空気調和装
置の構成図。

【図１０】従来の自動車用空気調和装置の構成図。

【図１１】従来の自動車用空気調和装置の車両搭載図。

【図１２】従来のデュアルクーラユニットの自動車用空
気調和装置の構成図。

【符号の説明】

１，１Ａ…自動車用空調装置、２…前席用空調ユニッ
ト、３…後席用空調ユニット、４…制御装置、５…セン
サ類、６…内外気切替装置、７…送風機、８…冷媒蒸発
器、９…膨脹弁、１０…エアミックスダンパ、１１…ヒ
ータ、１２…温調風吹出口切換ダンパ、１３…走行用エ
ンジン、１４…内外気切替装置、１５…送風機、１６…
冷媒蒸発器、１７…膨脹弁、１８…外気温センサ、１９
…日射センサ、２０…内気温センサ、２１…前席スイッ
チパネル、２２…後席スイッチパネル、２４…冷媒凝縮
機、２５…冷媒受液器、２６…電磁開閉弁、３２，３３
…乗員、３５…車両、３６〜３８…座席、３９…エンジ
ン、４０…冷媒圧縮機、４１…冷媒凝縮器、４２…冷媒
凝縮器用送風機、４３…第１クーラユニット、４４…第
２クーラユニット、４５、４６…冷媒蒸発器用送風機、
４７、４８…冷媒蒸発器、４９…乗員、５０…前席赤外
線皮膚温センサ、５１…湿度センサ、５２…後席赤外線
皮膚温センサ、５３…エアミックスダンパ、５４…ヒー
タ、５５…温調風吹出口切換ダンパ、５６…容量制御冷
媒圧縮機、６８…制御装置、８１…温冷感覚設定器、８
２…関数要素、８３…着衣量設定器、８４…活動量設定
器、８５…関数要素、８６…ゲイン、８７…関数要素、
８８…ゲイン、８９、９０…関数要素、９１、９２…減
算器、９３、９４…加算器、１０１…皮膚温センサ、１
０２…切換ダンパ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ６０Ｈ 1/00 Ｘ 1/32 Ｌ (72)発明者城山勝成愛知県西春日井郡西枇杷島町字旭町３丁目１番地三菱重工業株式会社エアコン製作所内 (72)発明者菅野英男愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地三菱重工業株式会社名古屋研究所内 (72)発明者秋元良作愛知県西春日井郡西枇杷島町字旭町３丁目１番地三菱重工業株式会社エアコン製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】乗員の温冷感覚を設定する温冷感覚設定
手段と、この温冷感覚設定手段の設定値を入力として、乗員の目
標皮膚温度を発生する手段と、上記目標皮膚温度を入力とし、更に、日射量検出手段、
車室内の気流速検出手段、車室内の相対湿度検出手段、
人間の着衣量設定手段、人間の活動量設定手段の少なく
とも何れか１つの値を入力として、車室内空気温度の目
標値を発生する手段と、上記車室内空気温度の目標値に車室内空気温度の検出値
を一致させるために、外気温検出値と日射量検出値を入
力として、第１の吹出し空気温度補正値を発生する手段
と、乗員の皮膚温度を検出する皮膚温度検出手段と、上記目標皮膚温度に上記皮膚温度検出手段の検出値を一
致させるための第２の吹出し空気温度補正値を発生する
手段と、上記第１の吹出し空気温度補正値と上記第２の吹出し空
気温度補正値を入力として、目標吹出し空気温度を発生
する手段と、上記目標吹出し空気温度に基づいて、吹出し空気の温
度、風量、風向の少なくとも何れか１つを制御する手段
とを具備したことを特徴とする自動車用空気調和装置。
【請求項２】上記自動車用空気調和装置が前席用空調
ユニットと、後席用空調ユニットとを備えたものであっ
て、これら各ユニットに対応してそれぞれ上記温冷感覚
設定手段及び上記皮膚温度検出手段を設け、各ユニット
を上記温冷感覚設定手段及び皮膚温度検出手段に基づい
て独立して制御することを特徴とする請求項１記載の自
動車用空気調和装置。
【請求項３】上記後席用空調ユニットの上記皮膚温度
検出手段による検出値が所定値以下のとき、上記後席用
空調ユニットの蒸発器への冷媒の流れを制御する電磁弁
を閉とする手段を備えたことを特徴とする請求項２記載
の自動車用空気調和装置。
【請求項４】上記後席用空調ユニット内の皮膚温検出
手段による検出値が所定値以下のとき、上記蒸発器を不
通過で前席エリアと後席エリアとの間に循環風を吹出さ
せるダンパを設けたことを特徴とする請求項３記載の自
動車用空気調和装置。