JP2004009875A - 車両用空調装置のモード切換制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】日射に対する乗員の感覚にマッチしたモードに切り換えることができる車両用空調装置のモード切換制御装置を提供する。
【解決手段】目標吹き出し温度からフットモードが選択されるときでも、人体日射量が所定値以上のときは、バイレベルモードとする。人体が太陽からの輻射によって受ける熱量を表す人体日射量は、日射センサ３８から求められる日射量に、車両に対する太陽の位置に応じて人体の日射を受けた部分の日射方向への投影面積から求められる人体日射比、または車両に対する太陽の位置に応じて人体の日射を受けた部分の日射量から求められる人体日射比をかけることにより求める。所定値は目標吹き出し温度に応じて変化する。
【選択図】 図１
【解決手段】目標吹き出し温度からフットモードが選択されるときでも、人体日射量が所定値以上のときは、バイレベルモードとする。人体が太陽からの輻射によって受ける熱量を表す人体日射量は、日射センサ３８から求められる日射量に、車両に対する太陽の位置に応じて人体の日射を受けた部分の日射方向への投影面積から求められる人体日射比、または車両に対する太陽の位置に応じて人体の日射を受けた部分の日射量から求められる人体日射比をかけることにより求める。所定値は目標吹き出し温度に応じて変化する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置に関し、特に、車両用空調装置のモード切換制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
これまで、目標吹き出し温度によってフットモード吹き出しが選択されている場合でも日射量センサで検出される日射量が所定の量を越えた場合にはバイレベルモード吹き出しに切り換えられる車両用空調装置が知られている。
【０００３】
例えば、特公昭６０−２１８８７号公報には、目標吹き出し温度で表される熱負荷条件に従ってベントモード吹き出し、バイレベルモード吹き出し、フットモード吹き出しをそれぞれ切り換える手段と日射量センサを備えたものが開示されている。そして、その切り換える手段に従ってフットモード吹き出しが選択されていても、日射が強い場合には、日射による暑さを感じるため日射量センサの検出信号に基づきバイレベルモード吹き出しを選択して上側吹き出し口から冷風を車室内上部へ吹き出すことにより、日射による暑さを解消しようとするものが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、乗員の受ける日射は車体と太陽との位置関係によりルーフやピラーの陰になることもあり、また日射量センサは通常インスツルメントパネル上面の前端中央付近に設置されるため、日射量センサの検出する日射量が実際に乗員の受ける日射量を反映するとは限らない。
【０００５】
図１０は、乗員の受ける日射と日射量センサの受ける日射の車体と太陽との位置関係による違いを示す図である。図１０（ａ）は、太陽が車体の前方上部に位置するときを示し、図１０（ｂ）は、太陽が車体の真上よりやや後方に位置するときを示す。図１０（ａ）で示すように、太陽１００が車体１０１の前方上部に位置するときには、太陽からの光線はフロントガラス１０２を通して、日射量センサ１０３に照射されると同時に、乗員１０４の上半身にも照射される。一方、図１０（ｂ）で示すように、太陽１００が車体１０１の真上よりやや後方に位置するときには、太陽１００からの光線はフロントガラス１０２を通して、日射量センサ１０３には照射されるが、乗員１０４にはルーフ１０５によって太陽１００からの光線が遮られ照射されない。このように、車体１０１と太陽１００の位置関係によっては、日射量センサ１０３には、同じように太陽光線が照射されているにもかかわらず、乗員１０４に照射される太陽光線の量（日射量）は異なる場合が生じる。
【０００６】
従って、乗員が車体（ルーフやピラー）の日陰になり、暑さを感じていない場合でも、日射量センサが所定量の日射量（太陽光線の量）を検出すると吹き出し口はバイレベルに切り換わり冷風を吹き出すことがある。この場合には乗員は日射を受けないにもかかわらず、冷風にさらされるため寒さを感じてしまう。このように、太陽の位置と車体、乗員の位置関係によっては吹き出し口の切り換えと、乗員の感覚にミスマッチを生じるという問題点があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題を解決するため、日射に対する乗員の感覚にマッチしたモードに切り換えることができる車両用空調装置のモード切換制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る車両用空調装置のモード切換制御装置は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【０００９】
第１の車両用空調装置のモード切換制御装置（請求項１に対応）は、ベントモード吹き出し、フットモード吹き出し、およびベントモード吹き出しとフットモード吹き出しを併用するバイレベルモード吹き出しを選択可能にした車両用空調装置のモード切換制御装置において、目標吹き出し温度からフットモード吹き出しが選択されるときでも、人体が太陽からの輻射によって受ける熱量を表す人体日射量が所定値以上のときは、バイレベルモード吹き出しとすることで特徴づけられる。
【００１０】
第１の車両用空調装置のモード切換制御装置によれば、ベントモード吹き出し、フットモード吹き出し、およびベントモード吹き出しとフットモード吹き出しを併用するバイレベルモード吹き出しを選択可能にした車両用空調装置のモード切換制御装置において、目標吹き出し温度からフットモード吹き出しが選択されるときでも、人体日射量が所定値以上のときは、バイレベルモード吹き出しとするため、日射に対する乗員の感覚にマッチしたモード切換を達成することができる。
【００１１】
第２の車両用空調装置のモード切換制御装置（請求項２に対応）は、上記の構成において、人体日射量は、日射量センサから求められる日射量に、車両に対する太陽の位置に応じて人体の日射を受けた部分の日射方向への投影面積から求められる人体日射比をかけることにより求めることで特徴づけられる。
【００１２】
第３の車両用空調装置のモード切換制御装置（請求項３に対応）は、上記の構成において、人体日射量は、日射量センサから求められる日射量に、車両に対する太陽の位置に応じて人体の日射を受けた部分の日射量から求められる人体日射比をかけることにより求めることで特徴づけられる。
【００１３】
第２および第３の車両用空調装置のモード切換制御装置によれば、人体日射量は、日射量センサから求められる日射量に、車両に対する太陽の位置に応じて人体の日射を受けた部分の日射方向への投影面積から求められる人体日射比、または車両に対する太陽の位置に応じて人体の日射を受けた部分の日射量から求められる人体日射比をかけることにより求めるため、人体日射量を空調装置に備わる日射量センサを利用しつつ正確に求めることができる。
【００１４】
第４の車両用空調装置のモード切換制御装置（請求項４に対応）は、上記の構成において、好ましくは所定値は目標吹き出し温度に応じて変化することで特徴づけられる。
【００１５】
第４の車両用空調装置のモード切換制御装置によれば、所定値は目標吹き出し温度に応じて変化するため、目標吹き出し温度の大きさに応じた適切なモード切換ができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置の構成図である。車両用空調装置１は、通風ダクト１０と電動送風機（ブロワモータ）１１とエバポレータ（冷房用熱交換器）１２とヒータコア（暖房用熱交換器）１３とバイパス通路１４，１５と左席温度調節ドア１６と右席温度調節ドア１８と左席フット吹き出し口２０と左席ベント吹き出し口２１，２２と左席吹き出し口切り換えドア２３と左席吹き出し口切り換えドア駆動モータ２４と右席フット吹き出し口２５と右席ベント吹き出し口２６，２７と右席吹き出し口切り換えドア２８と右席吹き出し口切り換えドア駆動モータ２９から構成される。また、車両用空調装置１は、モード切換制御装置３０と内気温センサ３１と外気温センサ３２と温度設定器３３と日射量センサ３８と日射方向検出装置３９とスイッチパネル４２を備えている。また、符号４６は、自動車のイグニッションスイッチであり、符号４７は、車載バッテリである。
【００１８】
通風ダクト１０は、車室前方部に配置され、上流側には吸入口４８が形成されており、吸入口４８は図示しない外気導入のための外気吸入口と内気循環のための内気吸入口とが形成されている。また、最下流部には、通風ダクト１０内で温度調節された空気を車室内の左上部に吹き出すための左席ベント吹き出し口２１，２２と左下部に吹き出すための左席フット吹き出し口２０が形成されており、通風ダクト１０内で温度調節された空気を車室内の右上部に吹き出すための右席ベント吹き出し口２６，２７と右下部に吹き出すための右席フット吹き出し口２５が形成されている。さらに、上流側の吸入口４８の近くには、外気吸入口と内気吸入口を開閉するための図示しない内外気ドアを設けてある。
【００１９】
電動送風機１１は、吸入口４８の外気吸入口あるいは内気吸入口から導入された空気をエバポレータ１２に向かって流すためのものである。エバポレータ１２は、電動送風機１１から流れてきた空気から熱量を奪い、その空気を冷却するためのものである。このエバポレータ１２を通った空気は冷たい空気として出てくる。ヒータコア１３は、電動送風機１１から流れてきた空気に熱量を与え、その空気を加熱するためのものである。このヒータコア１３を通った空気は暖かい空気として出てくる。バイパス通路１４，１５は、エバポレータ１２を通った冷たい空気をヒータコア１３を通さずに通過させるための通路である。
【００２０】
左席温度調節ドア１６は、ヒータコア１３を通る空気とバイパス通路１４を通る空気との比を調節する装置である。右席温度調節ドア１８は、ヒータコア１３を通る空気とバイパス通路１５を通る空気との比を調節する装置である。
【００２１】
左席フット吹き出し口２０は、左席の下部に位置する空気の吹き出し口である。右席フット吹き出し口２５は、右席の下部に位置する空気の吹き出し口である。左席ベント吹き出し口２１，２２は、左席の上部へ空気を吹き出すための吹き出し口であり、右席ベント吹き出し口２６，２７は、右席の上部へ空気を吹き出すための吹き出し口である。
【００２２】
左席吹き出し口切り換えドア２３は、左席フット吹き出し口２０と左席ベント吹き出し口２１，２２を開閉する装置である。右席吹き出し口切り換えドア２８は、右席フット吹き出し口２５と右席ベント吹き出し口２６，２７を開閉する装置である。
【００２３】
左席吹き出し口切り換えドア駆動モータ２４は、左席吹き出し口切り換えドア２３を駆動するモータであり、モード切換制御装置３０により制御され、左席吹き出し口切り換えドア２３の開度が調節され、これにより、左席のフットモード吹き出し、ベントモード吹き出し、バイレベルモード吹き出しの調節が成される。すなわち、左席吹き出し口切り換えドア２３により、左席ベント吹き出し口２１，２２が閉じられているときは、左席フット吹き出し口２０から空気が流出し、フットモード吹き出しとなり、左席吹き出し口切り換えドア２３により、左席フット吹き出し口２０が閉じられているときは、ベントモード吹き出しとなり、左席吹き出し口切り換えドア２３が中間の位置にあるときは、バイレベルモード吹き出しとなる。
【００２４】
右席吹き出し口切り換えドア駆動モータ２９は、右席吹き出し口切り換えドア２８を駆動するモータであり、モード切換制御装置３０により制御され、右席吹き出し口切り換えドア２８の開度が調節され、これにより、右席のフットモード吹き出し、ベントモード吹き出し、バイレベルモード吹き出しの調節が成される。すなわち、右席吹き出し口切り換えドア２８により、右席ベント吹き出し口２６，２７が閉じられているときは、右席フット吹き出し口２５から空気が流出し、フットモード吹き出しとなり、右席吹き出し口切り換えドア２８により、右席フット吹き出し口２５が閉じられているときは、ベントモード吹き出しとなり、右席吹き出し口切り換えドア２８が中間の位置にあるときは、バイレベルモード吹き出しとなる。
【００２５】
内気温センサ３１は、車室内の温度を検出するセンサであり、車室内の温度に応じた信号Ｔｒを生じるセンサである。外気温センサ３２は、車室外の温度を検出するセンサであり、車室外の温度に応じた信号Ｔａを生じるセンサである。温度設定器３３は、設定温度に応じた信号Ｔｓを生じる装置である。この温度設定器３３は、左席と右席の設定温度をそれぞれ設定することができる。
【００２６】
日射量センサ３８は、車室内に入射する日射量に応じた信号Ｔｓｕｎを生じるセンサである。フォトトランジスタなどからなるものである。日射方向検出装置３９は、日射方向、すなわち、方位角と仰角で表される車両に対する太陽の位置を検出する装置であり、例えば、カーナビゲーション装置から車両の位置を表す緯度と経度、現在時刻および車両の向きに基づいて車両に対する太陽の位置を求めるようにした装置であってもよく、または、複数の日射量検出素子を備えた日射センサから各素子への日射の当たり方の違いに基づいて車両に対する太陽の位置を求めるようにした装置でもよい。
【００２７】
スイッチパネル４２は、運転、停止、運転モード選定等のスイッチ群の操作によってオンオフ信号を生じるものである。
【００２８】
モード切換制御装置３０は、内気温センサ３１と外気温センサ３２と温度設定器３３と日射量センサ３８と日射方向検出装置３９の情報信号を受けて処理を実行し、左席吹き出し口切り換えドア駆動モータ２４と右席吹き出し口切り換えドア駆動モータ２９の作動を電気的に指令するものである。モード切換制御装置３０は、自動車のイグニッションスイッチ４６の投入時に車載バッテリ４７から電源供給を受け動作可能状態となる。
【００２９】
図２は、モード切換制御装置３０の構成を示すブロック図である。モード切換制御装置３０は、デジタルコンピュータ４９を備える。
【００３０】
デジタルコンピュータ４９は、ＣＰＵ５５とメモリ５６と入力部５７と出力部５８から成っており、予め設定された制御プログラムに基づいて情報処理を行う。メモリ５６には、制御プログラム５９と人体日射比マップ６０が記憶されている。
【００３１】
ここで、人体日射比マップ６０は、人体日射量を求めるために必要なマップであり、次のようにして求められる。図３は、車体に対する太陽の方向、すなわち、日射方向（方位角、仰角）を説明する図である。仰角は、車体６２の中心と太陽６３の中心を結んだ線分Ｌ１の路面への射影Ｌ２とが成す角度で定義され、また、方位角は、車体６２の中心と太陽６３の中心を結んだ線分の路面への射影Ｌ２と車体６２の進行方向Ｌ３との成す角度で定義される。図４，５は、車室内に乗員が着座している状態での種々の日射方向に対する左席側乗員が日射を受けている様子を示す図である。図４では太陽光線（日射）が車体６２のルーフ６４やピラー６５，６６に遮られ、日陰になる部分と、透明なフロントガラス６７やサイドガラス６８，６９から入射され、乗員７０が日射を受ける部分Ｒとが生じていることを示す。
【００３２】
図４のように、種々の日射方向により、人体の受ける日射の様子は異なっており、種々の日射方向での乗員が日射を受ける部分Ｒの太陽の方向から見たときの投影Ｒ’の投影面積Ｓを実験的に、あるいはシュミレーションにより算出する。例えば、図５で示す車体６２と太陽６３の位置関係のときには、乗員７０が日射を受ける部分Ｒの太陽の方向から見たときの投影Ｒ’の面積が投影面積Ｓである。
【００３３】
投影面積Ｓは、日射方向により様々な値をとり、ある日射方向において最大値をとる。その最大値を１としたときの、種々の日射方向に対する投影面積の最大値に対する比率を人体日射比とする。このようにして求めた人体日射比の種々の日射方向に対する特性が、人体日射比マップである。人体日射比は、また、人体の複数箇所に日射量センサを取り付け、日射を受けた部分の日射量センサの日射量を合計して合計日射量を求め、車両に対する太陽の位置に応じた合計日射量の最大値を１としたときの種々の日射方向に対する合計日射量の最大値に対する比率から人体日射比を求めるようにしてもよい。
【００３４】
図６は、人体日射比マップの一部をグラフにして示した図である。図６（ａ）では、例として、左側席における仰角３０度での方位角に対する人体日射比を示し、図６（ｂ）では、左側席における仰角６０度での方位角に対する人体日射比を示してある。このようなグラフで示される方位角に対する人体日射比の関係が、左側席での種々の仰角に対するものと、右側席での種々の仰角に対するものが、実験的あるいは、シュミレーション実験により求められ、人体日射比マップとして、メモリに記憶されている。人体日射量は、人体日射比と日射量センサから求まる日射量との積により求めることができる。
【００３５】
モータ駆動回路５４は、左席吹き出し口切り換えドア駆動モータ２４と右席吹き出し口切り換えドア駆動モータ２９を駆動する信号を発生する回路である。
【００３６】
次に、本発明の車両用空調装置のモード切換制御装置の作動を説明する。図７は、コンピュータの制御プログラムの流れを示すフローチャートである。まず、イグニッションスイッチ４６を投入するとコンピュータ４９はイニシャライズされる。その後、スイッチパネル４２のうち、空調装置の運転スイッチが投入されているかどうかをインタフェースを介してチェックする。
【００３７】
スイッチパネル４２の運転スイッチを投入する。それにより、コンピュータ４９の処理が開始する（ステップＳＴ１０）。まず、コンピュータ４９の内部状態および空調装置１の作動状態を初期状態にする（ステップＳＴ１１）。
【００３８】
次に、内気温センサ３１と外気温センサ３２と温度設定器３３と日射量センサ３８と日射方向検出装置３９からの信号を入力し、スイッチパネル４２の運転モードスイッチの投入状態を入力する（ステップＳＴ１２）。
【００３９】
次に、設定温度を得るために必要とされる目標吹き出し温度ＴＡＯを算出する（ステップＳＴ１３）。目標吹き出し温度ＴＡＯは、例えば次の計算式によって算出する。
【００４０】
【数１】
【００４１】
ここで、Ｋｓ，Ｋｒ，Ｋａ，Ｋｓｕｎ，Ｃは、予め設定された定数値である。
【００４２】
次に、計算された目標吹き出し温度ＴＡＯに応じて、吹き出しモードを選択する（ステップＳＴ１５）。この選択は図８で示すように、目標吹き出し温度ＴＡＯが温度Ｔ１と温度Ｔ２で区分する領域を判定して行う。設定温度、内気温度、外気温度、日射量などから演算を行って求めた目標吹き出し温度ＴＡＯを基にして吹き出し口を仮に決定する。外気温が低い時には高い吹き出し温度が必要となるので、目標吹き出し温度ＴＡＯが温度Ｔ２以上のときは、フットモード吹き出しが選択される。目標吹き出し温度ＴＡＯが温度Ｔ１以下のときには、ベントモード吹き出しが選択され、目標吹き出し温度ＴＡＯがＴ１以上Ｔ２以下のときには、バイレベルモード吹き出しが選択される。
【００４３】
このように、各席それぞれの目標吹き出し温度ＴＡＯが比較的低い温度の場合は、ベント吹き出し口から、高い温度の場合はフット吹き出し口から吹き出しするように、目標吹き出し温度ＴＡＯによってそれぞれの吹き出し口が選定され、各席の吹き出し口切り換えドア２３，２８を駆動する吹き出し口切り換えドア駆動モータ２４，２９により吹き出し口切り換えドア２３，２８の位置が決定される。
【００４４】
次に、人体日射量を求める（ステップＳＴ１６）。日射方向検出装置３９により得られた日射方向に基づいて、メモリ５６に記憶された人体日射比マップ６０に従って人体日射比を左側席に対して求める。次に、その人体日射比と日射量との積を計算し、左側席に対する人体日射量を求める。また、日射方向に基づいて、メモリ５６に記憶された人体日射比マップ６０に従って人体日射比を右側席に対して求める。次に、その人体日射比と日射量との積を計算し、右側席に対する人体日射量を求める。このように、日射方向検出装置３９によって得られた車両に対する太陽の仰角と方位角に基づき人体日射比マップ６０から求めた人体日射比に日射量センサ３８から求まる日射量をかけて各席ごとの人体日射量を求める。
【００４５】
人体日射量を求めた後の処理は次のようにして行われる。すなわち、目標吹き出し温度ＴＡＯから図８で示した判定用グラフに従ってフットモード吹き出しが選択されるときでも、人体日射量が所定値以上のときは、バイレベルモード吹き出しになるようにする。また、所定値は目標吹き出し温度に応じて変化するように行う。
【００４６】
これにより、フットモード吹き出しが選択されているときでも人体に直接日射が当たった場合には、日射によりダイレクトに人体が熱を受けるために日射を受けた部分が暑くなるので、受けた熱を冷やす低い吹き出し温度の風を吹き出すベント吹き出し口２１，２２，２６，２７からも風を吹き出させる。
【００４７】
この場合、ベント吹き出し口２１，２２，２６，２７からの冷風の吹き出しは、外気温が低いため室温が下がり日射の当たらない部分が寒くなるため、フット吹き出し口２０，２５からも温風を吹き出させるように、吹き出し口切り換えドア２３，２８はベント吹き出し口、フット吹き出し口両方から吹き出しできる位置（バイレベルモード吹き出し）とされる。
【００４８】
図９は、吹き出し口選定のための判定を行う基準となる特性図である。図９では、横軸を目標吹き出し温度とし、縦軸を人体日射量とする。人体日射量がゼロの場合は、目標吹き出し温度ＴＡＯが温度Ｔ３以下では、ベントモード吹き出しとなり、目標吹き出し温度ＴＡＯが温度Ｔ３以上Ｔ４以下では、バイレベルモード吹き出しとなり、目標吹き出し温度ＴＡＯが温度Ｔ４以上では、フットモード吹き出しとなる。
【００４９】
人体日射量がゼロではない場合、目標吹き出し温度ＴＡＯが温度Ｔ３以下では、ベントモード吹き出しとなり、しきい値曲線Ｌ以上のときは、フットモード吹き出しとなり、温度Ｔ３以上でしきい値曲線Ｌ以下のときは、バイレベルモード吹き出しとなる。しきい値は、人体日射量の大きさにより変化し、人体日射量が大きいほど高くなる。ある目標吹き出し温度ＴＡＯでのしきい値曲線Ｌ上の対応する人体日射量Ｌｔｈが上記の所定値を意味している。
【００５０】
図９の特性図に従って、人体日射量により、モードの切り換えを行う。図９は左右独立で吹き出し口の切換ができる空調装置において、左席から日射が当たる場合を示し、この場合は図に示すように、左席の人体に当たる日射の投影面積が大きく、左席の人体日射量が多いので、左席はバイレベル吹き出しの選択ゾーンとなり、日射センサにより求まる日射量は同じでも、右席は人体に当たる日射の投影面積が小さく、人体日射量が少ないのでフットモード吹き出しの選択ゾーンとなる。
【００５１】
このように、人体日射がない場合は、横軸に沿って従来の吹き出し口切り換え方法に従い、目標吹き出し温度によって吹き出し口の切換を行う。人体日射量がゼロでない場合には前述の方法で求めた人体日射量により切り換え点が移動し、所定の量を越えると、バイレベルモード吹き出しのゾーンにはいる。この信号によって吹き出し口切り換えドア２３，２８の位置を吹き出し口切り換えドア駆動モータ２４，２９で動かして上下両方から吹き出しできる位置とする。
【００５２】
次に、人体日射量を求めた後の処理を図７のフローチャートのステップＳＴ１７以降のステップに従って具体的に説明する。以下では、例えば左席側の場合について説明するが、右席側に対しても以下と同様に処理される。まず、図９で示した特性図からしきい値曲線Ｌにより人体日射量の所定値Ｌｔｈを決定する（ステップＳＴ１７）。次に、ステップＳＴ１５で選択した吹き出し口がベント吹き出し口であるかどうかを判断する（ステップＳＴ１８）。ベント吹き出し口の場合は、左席吹き出し口切り換えドア駆動モータ２４により、左席吹き出し口切り換えドア２３により、左席フット吹き出し口２０が閉じられる。それにより、左席ベント吹き出し口２１，２２から吹き出される（ステップＳＴ１９）。
【００５３】
ステップＳＴ１８で吹き出し口がベント吹き出し口でない場合、左席フット吹き出し口２０が選択されているかどうかを判断する（ステップＳＴ２０）。フット吹き出しが選択されていない場合は、左席吹き出し口切り換えドア駆動モータ２４を駆動し、左席吹き出し口切り換えドア２３を中間に位置させる。それにより、バイレベルモード吹き出しとなる（ステップＳＴ２１）。
【００５４】
ステップＳＴ２０でフット吹き出しが選択されている場合、人体日射量がゼロかどうか判断する（ステップＳＴ２２）。人体日射量がゼロのとき、目標吹き出し温度ＴＡＯが温度Ｔ４以上かどうか判断する（ステップＳＴ２３）。目標吹き出し温度ＴＡＯが温度Ｔ４より小さいときは、バイレベルモード吹き出しとなる（ステップＳＴ２１）。目標吹き出し温度ＴＡＯが温度Ｔ４以上のときには、左席吹き出し口切り換えドア駆動モータ２４を駆動し、左席ベント吹き出し口２１，２２を閉じ、フット吹き出しとなる（ステップＳＴ２４）。
【００５５】
ステップＳＴ２２で人体日射量がゼロではないとき、人体日射量が所定値Ｌｔｈより大きいかどうか判断する（ステップＳＴ２５）。人体日射量が所定値Ｌｔｈより小さいとき、フット吹き出しとなる（ステップＳＴ２４）。人体日射量が所定値Ｌｔｈより大きいとき、バイレベル吹き出しとなる（ステップＳＴ２１）。
【００５６】
これにより、日射に対する乗員の感覚にマッチしたモード切換を達成できる。また、人体日射量を空調装置に備わる日射量センサを利用しつつ正確に求めることができる。目標吹き出し温度の大きさに応じた適切なモード切換ができる。
【００５７】
以上説明したステップはコンピュータの動作クロック周波数によって定まり、通常充分に速い周期で繰り返し実行される。
【００５８】
このように、目標吹き出し温度からフットモード吹き出しが選択されるときでも、人体日射量が所定値以上のときは、バイレベルモード吹き出しとするため、日射に対する乗員の感覚にマッチしたモード切換を達成することができる。
【００５９】
なお、本実施形態においては、吹き出し口の切り換え手段は左右独立した吹き出し口の切り換え手段を持つ場合について説明したが、左右独立した吹き出し口の切り換え手段を持たない場合には、人体日射比マップは、運転者席用のみを持つようにすれば良い。このとき、日射方向、すなわち、車両に対する太陽の仰角と方位角を求める日射方向検出装置、日射量センサおよび人体日射比マップより運転者席の人体日射量を求める。目標吹き出し温度からフットモードを選択する場合、運転者席の人体日射量が所定の量を越えた場合は、左右席ともバイレベルモードを選択する。この信号によって吹き出し口切り換えドアの位置をモータで動かして上下両方から吹き出しできる位置とする。
【００６０】
また、左右独立した吹き出し口の切り換え手段を持たない場合には、人体日射比マップは左右それぞれの席の投影面積の平均値から求めるようにしても良い。このとき、日射方向、すなわち、車両に対する太陽の仰角と方位角を求める日射方向検出装置、日射量センサおよび人体日射比マップより運転者席の人体日射量を求める。目標吹き出し温度からフットモードを選択する場合、平均人体日射量が所定の量を越えた場合は左右席ともバイレベルモードを選択する。この信号によって吹き出し口切り換えドアの位置をモータで動かして上下両方から吹き出しできる位置とする。
【００６１】
さらに、左右独立した吹き出し口の切り換え手段を持たない場合には、人体日射比マップは左右それぞれの席の投影面積の平均値から求めたものと運転者席のみの投影面積から求めたものと両方を持つようにしても良い。このとき、運転者席のみが着座している場合は運転者席のみの人体日射量から、吹き出し口の切り換えを行い、運転者席、助手席の両席ともに着座している場合には、平均人体日射量から吹き出し口の切り換えを行う。
【００６２】
ウィンドガラスを透過して人体の各部分に到達する日射の強さは、ウィンドガラスに対する日射の透過角度や透過率により差が生じる。そこで、人体日射比を車両に対する太陽の位置に応じて人体の日射を受けた部分の日射方向への投影面積から求めるようにしたものでは、投影面を複数の部分に分割して、最大値を１としたときの各部分の日射の強さの比率をウィンドガラスに対する日射の透過角度と透過率から求め、これに分割した面積をかけて得られる補正面積の総和を投影面積としてもよい。これによれば、さらに精度よく人体日射比を求めることができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、次の効果を奏する。
【００６４】
目標吹き出し温度からフットモードが選択されるときでも、人体日射量が所定値以上のときは、バイレベルモードとするため、日射に対する乗員の感覚にマッチしたモード切換を達成することができる。また、人体日射量は、日射量センサから求められる日射量に、車両に対する太陽の位置に応じて人体の日射を受けた部分の日射方向への投影面積から求められる人体日射比、または、車両に対する太陽の位置に応じて人体の日射を受けた部分の日射量から求められる人体日射比をかけることにより求めるため、人体が太陽から受ける日射量を空調装置に備わる日射量センサを利用しつつ正確に求めることができる。さらに、所定値は目標吹き出し温度に応じて変化するため、目標吹き出し温度の大きさに応じた適切なモード切換ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用空調装置の構成図である。
【図２】モード切換制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】日射方向（方位角、仰角）を説明する図である。
【図４】車室内に乗員が着座している状態での種々の日射方向に対する乗員が日射を受けている様子を示す図である。
【図５】車室内に乗員が着座している状態でのある日射方向に対する乗員が日射を受けている様子を示す図である。
【図６】人体日射比マップの一部をグラフにして示した図である。（ａ）は、左側席における仰角３０度での方位角に対する人体日射比を示し、（ｂ）は、左側席における仰角６０度での方位角に対する人体日射比を示してある。
【図７】コンピュータの制御プログラムの流れを示すフローチャートである。
【図８】目標吹き出し温度から吹き出しモードを選択するための判定用グラフである。
【図９】吹き出し口選定のための判定を行う基準となる特性図である。
【図１０】乗員の受ける日射と日射量センサの受ける日射の車体と太陽との位置関係による違いを示す図である。（ａ）は、太陽が車体の前方上部に位置するときを示し、（ｂ）は、太陽が車体の上部に位置するときを示す。
【符号の説明】
１ 車両用空調装置
１０ 通風ダクト
１１ 電動送風機（ブロワモータ）
１２ エバポレータ
１３ ヒータコア
１４，１５ バイパス通路
１６ 左席温度調節ドア
１８ 右席温度調節ドア
２０ 左席フット吹き出し口
２１，２２ 左席ベント吹き出し口
２３ 左席吹き出し口切り換えドア
２４ 左席吹き出し口切り換えドア駆動モータ
２５ 右席フット吹き出し口
２６，２７ 右席ベント吹き出し口
２８ 右席吹き出し口切り換えドア
２９ 右席吹き出し口切り換えドア駆動モータ
３０ モード切換制御装置
３１ 内気温センサ
３２ 外気温センサ
３３ 温度設定器
３８ 日射量センサ
３９ 日射方向検出装置
４２ スイッチパネル
４６ イグニッションスイッチ
４７ 車載バッテリ
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置に関し、特に、車両用空調装置のモード切換制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
これまで、目標吹き出し温度によってフットモード吹き出しが選択されている場合でも日射量センサで検出される日射量が所定の量を越えた場合にはバイレベルモード吹き出しに切り換えられる車両用空調装置が知られている。
【０００３】
例えば、特公昭６０−２１８８７号公報には、目標吹き出し温度で表される熱負荷条件に従ってベントモード吹き出し、バイレベルモード吹き出し、フットモード吹き出しをそれぞれ切り換える手段と日射量センサを備えたものが開示されている。そして、その切り換える手段に従ってフットモード吹き出しが選択されていても、日射が強い場合には、日射による暑さを感じるため日射量センサの検出信号に基づきバイレベルモード吹き出しを選択して上側吹き出し口から冷風を車室内上部へ吹き出すことにより、日射による暑さを解消しようとするものが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、乗員の受ける日射は車体と太陽との位置関係によりルーフやピラーの陰になることもあり、また日射量センサは通常インスツルメントパネル上面の前端中央付近に設置されるため、日射量センサの検出する日射量が実際に乗員の受ける日射量を反映するとは限らない。
【０００５】
図１０は、乗員の受ける日射と日射量センサの受ける日射の車体と太陽との位置関係による違いを示す図である。図１０（ａ）は、太陽が車体の前方上部に位置するときを示し、図１０（ｂ）は、太陽が車体の真上よりやや後方に位置するときを示す。図１０（ａ）で示すように、太陽１００が車体１０１の前方上部に位置するときには、太陽からの光線はフロントガラス１０２を通して、日射量センサ１０３に照射されると同時に、乗員１０４の上半身にも照射される。一方、図１０（ｂ）で示すように、太陽１００が車体１０１の真上よりやや後方に位置するときには、太陽１００からの光線はフロントガラス１０２を通して、日射量センサ１０３には照射されるが、乗員１０４にはルーフ１０５によって太陽１００からの光線が遮られ照射されない。このように、車体１０１と太陽１００の位置関係によっては、日射量センサ１０３には、同じように太陽光線が照射されているにもかかわらず、乗員１０４に照射される太陽光線の量（日射量）は異なる場合が生じる。
【０００６】
従って、乗員が車体（ルーフやピラー）の日陰になり、暑さを感じていない場合でも、日射量センサが所定量の日射量（太陽光線の量）を検出すると吹き出し口はバイレベルに切り換わり冷風を吹き出すことがある。この場合には乗員は日射を受けないにもかかわらず、冷風にさらされるため寒さを感じてしまう。このように、太陽の位置と車体、乗員の位置関係によっては吹き出し口の切り換えと、乗員の感覚にミスマッチを生じるという問題点があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題を解決するため、日射に対する乗員の感覚にマッチしたモードに切り換えることができる車両用空調装置のモード切換制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る車両用空調装置のモード切換制御装置は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【０００９】
第１の車両用空調装置のモード切換制御装置（請求項１に対応）は、ベントモード吹き出し、フットモード吹き出し、およびベントモード吹き出しとフットモード吹き出しを併用するバイレベルモード吹き出しを選択可能にした車両用空調装置のモード切換制御装置において、目標吹き出し温度からフットモード吹き出しが選択されるときでも、人体が太陽からの輻射によって受ける熱量を表す人体日射量が所定値以上のときは、バイレベルモード吹き出しとすることで特徴づけられる。
【００１０】
第１の車両用空調装置のモード切換制御装置によれば、ベントモード吹き出し、フットモード吹き出し、およびベントモード吹き出しとフットモード吹き出しを併用するバイレベルモード吹き出しを選択可能にした車両用空調装置のモード切換制御装置において、目標吹き出し温度からフットモード吹き出しが選択されるときでも、人体日射量が所定値以上のときは、バイレベルモード吹き出しとするため、日射に対する乗員の感覚にマッチしたモード切換を達成することができる。
【００１１】
第２の車両用空調装置のモード切換制御装置（請求項２に対応）は、上記の構成において、人体日射量は、日射量センサから求められる日射量に、車両に対する太陽の位置に応じて人体の日射を受けた部分の日射方向への投影面積から求められる人体日射比をかけることにより求めることで特徴づけられる。
【００１２】
第３の車両用空調装置のモード切換制御装置（請求項３に対応）は、上記の構成において、人体日射量は、日射量センサから求められる日射量に、車両に対する太陽の位置に応じて人体の日射を受けた部分の日射量から求められる人体日射比をかけることにより求めることで特徴づけられる。
【００１３】
第２および第３の車両用空調装置のモード切換制御装置によれば、人体日射量は、日射量センサから求められる日射量に、車両に対する太陽の位置に応じて人体の日射を受けた部分の日射方向への投影面積から求められる人体日射比、または車両に対する太陽の位置に応じて人体の日射を受けた部分の日射量から求められる人体日射比をかけることにより求めるため、人体日射量を空調装置に備わる日射量センサを利用しつつ正確に求めることができる。
【００１４】
第４の車両用空調装置のモード切換制御装置（請求項４に対応）は、上記の構成において、好ましくは所定値は目標吹き出し温度に応じて変化することで特徴づけられる。
【００１５】
第４の車両用空調装置のモード切換制御装置によれば、所定値は目標吹き出し温度に応じて変化するため、目標吹き出し温度の大きさに応じた適切なモード切換ができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置の構成図である。車両用空調装置１は、通風ダクト１０と電動送風機（ブロワモータ）１１とエバポレータ（冷房用熱交換器）１２とヒータコア（暖房用熱交換器）１３とバイパス通路１４，１５と左席温度調節ドア１６と右席温度調節ドア１８と左席フット吹き出し口２０と左席ベント吹き出し口２１，２２と左席吹き出し口切り換えドア２３と左席吹き出し口切り換えドア駆動モータ２４と右席フット吹き出し口２５と右席ベント吹き出し口２６，２７と右席吹き出し口切り換えドア２８と右席吹き出し口切り換えドア駆動モータ２９から構成される。また、車両用空調装置１は、モード切換制御装置３０と内気温センサ３１と外気温センサ３２と温度設定器３３と日射量センサ３８と日射方向検出装置３９とスイッチパネル４２を備えている。また、符号４６は、自動車のイグニッションスイッチであり、符号４７は、車載バッテリである。
【００１８】
通風ダクト１０は、車室前方部に配置され、上流側には吸入口４８が形成されており、吸入口４８は図示しない外気導入のための外気吸入口と内気循環のための内気吸入口とが形成されている。また、最下流部には、通風ダクト１０内で温度調節された空気を車室内の左上部に吹き出すための左席ベント吹き出し口２１，２２と左下部に吹き出すための左席フット吹き出し口２０が形成されており、通風ダクト１０内で温度調節された空気を車室内の右上部に吹き出すための右席ベント吹き出し口２６，２７と右下部に吹き出すための右席フット吹き出し口２５が形成されている。さらに、上流側の吸入口４８の近くには、外気吸入口と内気吸入口を開閉するための図示しない内外気ドアを設けてある。
【００１９】
電動送風機１１は、吸入口４８の外気吸入口あるいは内気吸入口から導入された空気をエバポレータ１２に向かって流すためのものである。エバポレータ１２は、電動送風機１１から流れてきた空気から熱量を奪い、その空気を冷却するためのものである。このエバポレータ１２を通った空気は冷たい空気として出てくる。ヒータコア１３は、電動送風機１１から流れてきた空気に熱量を与え、その空気を加熱するためのものである。このヒータコア１３を通った空気は暖かい空気として出てくる。バイパス通路１４，１５は、エバポレータ１２を通った冷たい空気をヒータコア１３を通さずに通過させるための通路である。
【００２０】
左席温度調節ドア１６は、ヒータコア１３を通る空気とバイパス通路１４を通る空気との比を調節する装置である。右席温度調節ドア１８は、ヒータコア１３を通る空気とバイパス通路１５を通る空気との比を調節する装置である。
【００２１】
左席フット吹き出し口２０は、左席の下部に位置する空気の吹き出し口である。右席フット吹き出し口２５は、右席の下部に位置する空気の吹き出し口である。左席ベント吹き出し口２１，２２は、左席の上部へ空気を吹き出すための吹き出し口であり、右席ベント吹き出し口２６，２７は、右席の上部へ空気を吹き出すための吹き出し口である。
【００２２】
左席吹き出し口切り換えドア２３は、左席フット吹き出し口２０と左席ベント吹き出し口２１，２２を開閉する装置である。右席吹き出し口切り換えドア２８は、右席フット吹き出し口２５と右席ベント吹き出し口２６，２７を開閉する装置である。
【００２３】
左席吹き出し口切り換えドア駆動モータ２４は、左席吹き出し口切り換えドア２３を駆動するモータであり、モード切換制御装置３０により制御され、左席吹き出し口切り換えドア２３の開度が調節され、これにより、左席のフットモード吹き出し、ベントモード吹き出し、バイレベルモード吹き出しの調節が成される。すなわち、左席吹き出し口切り換えドア２３により、左席ベント吹き出し口２１，２２が閉じられているときは、左席フット吹き出し口２０から空気が流出し、フットモード吹き出しとなり、左席吹き出し口切り換えドア２３により、左席フット吹き出し口２０が閉じられているときは、ベントモード吹き出しとなり、左席吹き出し口切り換えドア２３が中間の位置にあるときは、バイレベルモード吹き出しとなる。
【００２４】
右席吹き出し口切り換えドア駆動モータ２９は、右席吹き出し口切り換えドア２８を駆動するモータであり、モード切換制御装置３０により制御され、右席吹き出し口切り換えドア２８の開度が調節され、これにより、右席のフットモード吹き出し、ベントモード吹き出し、バイレベルモード吹き出しの調節が成される。すなわち、右席吹き出し口切り換えドア２８により、右席ベント吹き出し口２６，２７が閉じられているときは、右席フット吹き出し口２５から空気が流出し、フットモード吹き出しとなり、右席吹き出し口切り換えドア２８により、右席フット吹き出し口２５が閉じられているときは、ベントモード吹き出しとなり、右席吹き出し口切り換えドア２８が中間の位置にあるときは、バイレベルモード吹き出しとなる。
【００２５】
内気温センサ３１は、車室内の温度を検出するセンサであり、車室内の温度に応じた信号Ｔｒを生じるセンサである。外気温センサ３２は、車室外の温度を検出するセンサであり、車室外の温度に応じた信号Ｔａを生じるセンサである。温度設定器３３は、設定温度に応じた信号Ｔｓを生じる装置である。この温度設定器３３は、左席と右席の設定温度をそれぞれ設定することができる。
【００２６】
日射量センサ３８は、車室内に入射する日射量に応じた信号Ｔｓｕｎを生じるセンサである。フォトトランジスタなどからなるものである。日射方向検出装置３９は、日射方向、すなわち、方位角と仰角で表される車両に対する太陽の位置を検出する装置であり、例えば、カーナビゲーション装置から車両の位置を表す緯度と経度、現在時刻および車両の向きに基づいて車両に対する太陽の位置を求めるようにした装置であってもよく、または、複数の日射量検出素子を備えた日射センサから各素子への日射の当たり方の違いに基づいて車両に対する太陽の位置を求めるようにした装置でもよい。
【００２７】
スイッチパネル４２は、運転、停止、運転モード選定等のスイッチ群の操作によってオンオフ信号を生じるものである。
【００２８】
モード切換制御装置３０は、内気温センサ３１と外気温センサ３２と温度設定器３３と日射量センサ３８と日射方向検出装置３９の情報信号を受けて処理を実行し、左席吹き出し口切り換えドア駆動モータ２４と右席吹き出し口切り換えドア駆動モータ２９の作動を電気的に指令するものである。モード切換制御装置３０は、自動車のイグニッションスイッチ４６の投入時に車載バッテリ４７から電源供給を受け動作可能状態となる。
【００２９】
図２は、モード切換制御装置３０の構成を示すブロック図である。モード切換制御装置３０は、デジタルコンピュータ４９を備える。
【００３０】
デジタルコンピュータ４９は、ＣＰＵ５５とメモリ５６と入力部５７と出力部５８から成っており、予め設定された制御プログラムに基づいて情報処理を行う。メモリ５６には、制御プログラム５９と人体日射比マップ６０が記憶されている。
【００３１】
ここで、人体日射比マップ６０は、人体日射量を求めるために必要なマップであり、次のようにして求められる。図３は、車体に対する太陽の方向、すなわち、日射方向（方位角、仰角）を説明する図である。仰角は、車体６２の中心と太陽６３の中心を結んだ線分Ｌ１の路面への射影Ｌ２とが成す角度で定義され、また、方位角は、車体６２の中心と太陽６３の中心を結んだ線分の路面への射影Ｌ２と車体６２の進行方向Ｌ３との成す角度で定義される。図４，５は、車室内に乗員が着座している状態での種々の日射方向に対する左席側乗員が日射を受けている様子を示す図である。図４では太陽光線（日射）が車体６２のルーフ６４やピラー６５，６６に遮られ、日陰になる部分と、透明なフロントガラス６７やサイドガラス６８，６９から入射され、乗員７０が日射を受ける部分Ｒとが生じていることを示す。
【００３２】
図４のように、種々の日射方向により、人体の受ける日射の様子は異なっており、種々の日射方向での乗員が日射を受ける部分Ｒの太陽の方向から見たときの投影Ｒ’の投影面積Ｓを実験的に、あるいはシュミレーションにより算出する。例えば、図５で示す車体６２と太陽６３の位置関係のときには、乗員７０が日射を受ける部分Ｒの太陽の方向から見たときの投影Ｒ’の面積が投影面積Ｓである。
【００３３】
投影面積Ｓは、日射方向により様々な値をとり、ある日射方向において最大値をとる。その最大値を１としたときの、種々の日射方向に対する投影面積の最大値に対する比率を人体日射比とする。このようにして求めた人体日射比の種々の日射方向に対する特性が、人体日射比マップである。人体日射比は、また、人体の複数箇所に日射量センサを取り付け、日射を受けた部分の日射量センサの日射量を合計して合計日射量を求め、車両に対する太陽の位置に応じた合計日射量の最大値を１としたときの種々の日射方向に対する合計日射量の最大値に対する比率から人体日射比を求めるようにしてもよい。
【００３４】
図６は、人体日射比マップの一部をグラフにして示した図である。図６（ａ）では、例として、左側席における仰角３０度での方位角に対する人体日射比を示し、図６（ｂ）では、左側席における仰角６０度での方位角に対する人体日射比を示してある。このようなグラフで示される方位角に対する人体日射比の関係が、左側席での種々の仰角に対するものと、右側席での種々の仰角に対するものが、実験的あるいは、シュミレーション実験により求められ、人体日射比マップとして、メモリに記憶されている。人体日射量は、人体日射比と日射量センサから求まる日射量との積により求めることができる。
【００３５】
モータ駆動回路５４は、左席吹き出し口切り換えドア駆動モータ２４と右席吹き出し口切り換えドア駆動モータ２９を駆動する信号を発生する回路である。
【００３６】
次に、本発明の車両用空調装置のモード切換制御装置の作動を説明する。図７は、コンピュータの制御プログラムの流れを示すフローチャートである。まず、イグニッションスイッチ４６を投入するとコンピュータ４９はイニシャライズされる。その後、スイッチパネル４２のうち、空調装置の運転スイッチが投入されているかどうかをインタフェースを介してチェックする。
【００３７】
スイッチパネル４２の運転スイッチを投入する。それにより、コンピュータ４９の処理が開始する（ステップＳＴ１０）。まず、コンピュータ４９の内部状態および空調装置１の作動状態を初期状態にする（ステップＳＴ１１）。
【００３８】
次に、内気温センサ３１と外気温センサ３２と温度設定器３３と日射量センサ３８と日射方向検出装置３９からの信号を入力し、スイッチパネル４２の運転モードスイッチの投入状態を入力する（ステップＳＴ１２）。
【００３９】
次に、設定温度を得るために必要とされる目標吹き出し温度ＴＡＯを算出する（ステップＳＴ１３）。目標吹き出し温度ＴＡＯは、例えば次の計算式によって算出する。
【００４０】
【数１】
ここで、Ｋｓ，Ｋｒ，Ｋａ，Ｋｓｕｎ，Ｃは、予め設定された定数値である。
【００４２】
次に、計算された目標吹き出し温度ＴＡＯに応じて、吹き出しモードを選択する（ステップＳＴ１５）。この選択は図８で示すように、目標吹き出し温度ＴＡＯが温度Ｔ１と温度Ｔ２で区分する領域を判定して行う。設定温度、内気温度、外気温度、日射量などから演算を行って求めた目標吹き出し温度ＴＡＯを基にして吹き出し口を仮に決定する。外気温が低い時には高い吹き出し温度が必要となるので、目標吹き出し温度ＴＡＯが温度Ｔ２以上のときは、フットモード吹き出しが選択される。目標吹き出し温度ＴＡＯが温度Ｔ１以下のときには、ベントモード吹き出しが選択され、目標吹き出し温度ＴＡＯがＴ１以上Ｔ２以下のときには、バイレベルモード吹き出しが選択される。
【００４３】
このように、各席それぞれの目標吹き出し温度ＴＡＯが比較的低い温度の場合は、ベント吹き出し口から、高い温度の場合はフット吹き出し口から吹き出しするように、目標吹き出し温度ＴＡＯによってそれぞれの吹き出し口が選定され、各席の吹き出し口切り換えドア２３，２８を駆動する吹き出し口切り換えドア駆動モータ２４，２９により吹き出し口切り換えドア２３，２８の位置が決定される。
【００４４】
次に、人体日射量を求める（ステップＳＴ１６）。日射方向検出装置３９により得られた日射方向に基づいて、メモリ５６に記憶された人体日射比マップ６０に従って人体日射比を左側席に対して求める。次に、その人体日射比と日射量との積を計算し、左側席に対する人体日射量を求める。また、日射方向に基づいて、メモリ５６に記憶された人体日射比マップ６０に従って人体日射比を右側席に対して求める。次に、その人体日射比と日射量との積を計算し、右側席に対する人体日射量を求める。このように、日射方向検出装置３９によって得られた車両に対する太陽の仰角と方位角に基づき人体日射比マップ６０から求めた人体日射比に日射量センサ３８から求まる日射量をかけて各席ごとの人体日射量を求める。
【００４５】
人体日射量を求めた後の処理は次のようにして行われる。すなわち、目標吹き出し温度ＴＡＯから図８で示した判定用グラフに従ってフットモード吹き出しが選択されるときでも、人体日射量が所定値以上のときは、バイレベルモード吹き出しになるようにする。また、所定値は目標吹き出し温度に応じて変化するように行う。
【００４６】
これにより、フットモード吹き出しが選択されているときでも人体に直接日射が当たった場合には、日射によりダイレクトに人体が熱を受けるために日射を受けた部分が暑くなるので、受けた熱を冷やす低い吹き出し温度の風を吹き出すベント吹き出し口２１，２２，２６，２７からも風を吹き出させる。
【００４７】
この場合、ベント吹き出し口２１，２２，２６，２７からの冷風の吹き出しは、外気温が低いため室温が下がり日射の当たらない部分が寒くなるため、フット吹き出し口２０，２５からも温風を吹き出させるように、吹き出し口切り換えドア２３，２８はベント吹き出し口、フット吹き出し口両方から吹き出しできる位置（バイレベルモード吹き出し）とされる。
【００４８】
図９は、吹き出し口選定のための判定を行う基準となる特性図である。図９では、横軸を目標吹き出し温度とし、縦軸を人体日射量とする。人体日射量がゼロの場合は、目標吹き出し温度ＴＡＯが温度Ｔ３以下では、ベントモード吹き出しとなり、目標吹き出し温度ＴＡＯが温度Ｔ３以上Ｔ４以下では、バイレベルモード吹き出しとなり、目標吹き出し温度ＴＡＯが温度Ｔ４以上では、フットモード吹き出しとなる。
【００４９】
人体日射量がゼロではない場合、目標吹き出し温度ＴＡＯが温度Ｔ３以下では、ベントモード吹き出しとなり、しきい値曲線Ｌ以上のときは、フットモード吹き出しとなり、温度Ｔ３以上でしきい値曲線Ｌ以下のときは、バイレベルモード吹き出しとなる。しきい値は、人体日射量の大きさにより変化し、人体日射量が大きいほど高くなる。ある目標吹き出し温度ＴＡＯでのしきい値曲線Ｌ上の対応する人体日射量Ｌｔｈが上記の所定値を意味している。
【００５０】
図９の特性図に従って、人体日射量により、モードの切り換えを行う。図９は左右独立で吹き出し口の切換ができる空調装置において、左席から日射が当たる場合を示し、この場合は図に示すように、左席の人体に当たる日射の投影面積が大きく、左席の人体日射量が多いので、左席はバイレベル吹き出しの選択ゾーンとなり、日射センサにより求まる日射量は同じでも、右席は人体に当たる日射の投影面積が小さく、人体日射量が少ないのでフットモード吹き出しの選択ゾーンとなる。
【００５１】
このように、人体日射がない場合は、横軸に沿って従来の吹き出し口切り換え方法に従い、目標吹き出し温度によって吹き出し口の切換を行う。人体日射量がゼロでない場合には前述の方法で求めた人体日射量により切り換え点が移動し、所定の量を越えると、バイレベルモード吹き出しのゾーンにはいる。この信号によって吹き出し口切り換えドア２３，２８の位置を吹き出し口切り換えドア駆動モータ２４，２９で動かして上下両方から吹き出しできる位置とする。
【００５２】
次に、人体日射量を求めた後の処理を図７のフローチャートのステップＳＴ１７以降のステップに従って具体的に説明する。以下では、例えば左席側の場合について説明するが、右席側に対しても以下と同様に処理される。まず、図９で示した特性図からしきい値曲線Ｌにより人体日射量の所定値Ｌｔｈを決定する（ステップＳＴ１７）。次に、ステップＳＴ１５で選択した吹き出し口がベント吹き出し口であるかどうかを判断する（ステップＳＴ１８）。ベント吹き出し口の場合は、左席吹き出し口切り換えドア駆動モータ２４により、左席吹き出し口切り換えドア２３により、左席フット吹き出し口２０が閉じられる。それにより、左席ベント吹き出し口２１，２２から吹き出される（ステップＳＴ１９）。
【００５３】
ステップＳＴ１８で吹き出し口がベント吹き出し口でない場合、左席フット吹き出し口２０が選択されているかどうかを判断する（ステップＳＴ２０）。フット吹き出しが選択されていない場合は、左席吹き出し口切り換えドア駆動モータ２４を駆動し、左席吹き出し口切り換えドア２３を中間に位置させる。それにより、バイレベルモード吹き出しとなる（ステップＳＴ２１）。
【００５４】
ステップＳＴ２０でフット吹き出しが選択されている場合、人体日射量がゼロかどうか判断する（ステップＳＴ２２）。人体日射量がゼロのとき、目標吹き出し温度ＴＡＯが温度Ｔ４以上かどうか判断する（ステップＳＴ２３）。目標吹き出し温度ＴＡＯが温度Ｔ４より小さいときは、バイレベルモード吹き出しとなる（ステップＳＴ２１）。目標吹き出し温度ＴＡＯが温度Ｔ４以上のときには、左席吹き出し口切り換えドア駆動モータ２４を駆動し、左席ベント吹き出し口２１，２２を閉じ、フット吹き出しとなる（ステップＳＴ２４）。
【００５５】
ステップＳＴ２２で人体日射量がゼロではないとき、人体日射量が所定値Ｌｔｈより大きいかどうか判断する（ステップＳＴ２５）。人体日射量が所定値Ｌｔｈより小さいとき、フット吹き出しとなる（ステップＳＴ２４）。人体日射量が所定値Ｌｔｈより大きいとき、バイレベル吹き出しとなる（ステップＳＴ２１）。
【００５６】
これにより、日射に対する乗員の感覚にマッチしたモード切換を達成できる。また、人体日射量を空調装置に備わる日射量センサを利用しつつ正確に求めることができる。目標吹き出し温度の大きさに応じた適切なモード切換ができる。
【００５７】
以上説明したステップはコンピュータの動作クロック周波数によって定まり、通常充分に速い周期で繰り返し実行される。
【００５８】
このように、目標吹き出し温度からフットモード吹き出しが選択されるときでも、人体日射量が所定値以上のときは、バイレベルモード吹き出しとするため、日射に対する乗員の感覚にマッチしたモード切換を達成することができる。
【００５９】
なお、本実施形態においては、吹き出し口の切り換え手段は左右独立した吹き出し口の切り換え手段を持つ場合について説明したが、左右独立した吹き出し口の切り換え手段を持たない場合には、人体日射比マップは、運転者席用のみを持つようにすれば良い。このとき、日射方向、すなわち、車両に対する太陽の仰角と方位角を求める日射方向検出装置、日射量センサおよび人体日射比マップより運転者席の人体日射量を求める。目標吹き出し温度からフットモードを選択する場合、運転者席の人体日射量が所定の量を越えた場合は、左右席ともバイレベルモードを選択する。この信号によって吹き出し口切り換えドアの位置をモータで動かして上下両方から吹き出しできる位置とする。
【００６０】
また、左右独立した吹き出し口の切り換え手段を持たない場合には、人体日射比マップは左右それぞれの席の投影面積の平均値から求めるようにしても良い。このとき、日射方向、すなわち、車両に対する太陽の仰角と方位角を求める日射方向検出装置、日射量センサおよび人体日射比マップより運転者席の人体日射量を求める。目標吹き出し温度からフットモードを選択する場合、平均人体日射量が所定の量を越えた場合は左右席ともバイレベルモードを選択する。この信号によって吹き出し口切り換えドアの位置をモータで動かして上下両方から吹き出しできる位置とする。
【００６１】
さらに、左右独立した吹き出し口の切り換え手段を持たない場合には、人体日射比マップは左右それぞれの席の投影面積の平均値から求めたものと運転者席のみの投影面積から求めたものと両方を持つようにしても良い。このとき、運転者席のみが着座している場合は運転者席のみの人体日射量から、吹き出し口の切り換えを行い、運転者席、助手席の両席ともに着座している場合には、平均人体日射量から吹き出し口の切り換えを行う。
【００６２】
ウィンドガラスを透過して人体の各部分に到達する日射の強さは、ウィンドガラスに対する日射の透過角度や透過率により差が生じる。そこで、人体日射比を車両に対する太陽の位置に応じて人体の日射を受けた部分の日射方向への投影面積から求めるようにしたものでは、投影面を複数の部分に分割して、最大値を１としたときの各部分の日射の強さの比率をウィンドガラスに対する日射の透過角度と透過率から求め、これに分割した面積をかけて得られる補正面積の総和を投影面積としてもよい。これによれば、さらに精度よく人体日射比を求めることができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、次の効果を奏する。
【００６４】
目標吹き出し温度からフットモードが選択されるときでも、人体日射量が所定値以上のときは、バイレベルモードとするため、日射に対する乗員の感覚にマッチしたモード切換を達成することができる。また、人体日射量は、日射量センサから求められる日射量に、車両に対する太陽の位置に応じて人体の日射を受けた部分の日射方向への投影面積から求められる人体日射比、または、車両に対する太陽の位置に応じて人体の日射を受けた部分の日射量から求められる人体日射比をかけることにより求めるため、人体が太陽から受ける日射量を空調装置に備わる日射量センサを利用しつつ正確に求めることができる。さらに、所定値は目標吹き出し温度に応じて変化するため、目標吹き出し温度の大きさに応じた適切なモード切換ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用空調装置の構成図である。
【図２】モード切換制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】日射方向（方位角、仰角）を説明する図である。
【図４】車室内に乗員が着座している状態での種々の日射方向に対する乗員が日射を受けている様子を示す図である。
【図５】車室内に乗員が着座している状態でのある日射方向に対する乗員が日射を受けている様子を示す図である。
【図６】人体日射比マップの一部をグラフにして示した図である。（ａ）は、左側席における仰角３０度での方位角に対する人体日射比を示し、（ｂ）は、左側席における仰角６０度での方位角に対する人体日射比を示してある。
【図７】コンピュータの制御プログラムの流れを示すフローチャートである。
【図８】目標吹き出し温度から吹き出しモードを選択するための判定用グラフである。
【図９】吹き出し口選定のための判定を行う基準となる特性図である。
【図１０】乗員の受ける日射と日射量センサの受ける日射の車体と太陽との位置関係による違いを示す図である。（ａ）は、太陽が車体の前方上部に位置するときを示し、（ｂ）は、太陽が車体の上部に位置するときを示す。
【符号の説明】
１ 車両用空調装置
１０ 通風ダクト
１１ 電動送風機（ブロワモータ）
１２ エバポレータ
１３ ヒータコア
１４，１５ バイパス通路
１６ 左席温度調節ドア
１８ 右席温度調節ドア
２０ 左席フット吹き出し口
２１，２２ 左席ベント吹き出し口
２３ 左席吹き出し口切り換えドア
２４ 左席吹き出し口切り換えドア駆動モータ
２５ 右席フット吹き出し口
２６，２７ 右席ベント吹き出し口
２８ 右席吹き出し口切り換えドア
２９ 右席吹き出し口切り換えドア駆動モータ
３０ モード切換制御装置
３１ 内気温センサ
３２ 外気温センサ
３３ 温度設定器
３８ 日射量センサ
３９ 日射方向検出装置
４２ スイッチパネル
４６ イグニッションスイッチ
４７ 車載バッテリ
Claims (4)
- ベントモード吹き出し、フットモード吹き出し、および前記ベントモード吹き出しと前記フットモード吹き出しを併用するバイレベルモード吹き出しを選択可能にした車両用空調装置のモード切換制御装置において、
目標吹き出し温度から前記フットモード吹き出しが選択されるときでも、人体が太陽からの輻射によって受ける熱量を表す人体日射量が所定値以上のときは、前記バイレベルモード吹き出しとすることを特徴とする車両用空調装置のモード切換制御装置。 - 前記人体日射量は、日射量センサから求められる日射量に、車両に対する太陽の位置に応じて人体の日射を受けた部分の日射方向への投影面積から求められる人体日射比をかけることにより求めることを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置のモード切換制御装置。
- 前記人体日射量は、日射量センサから求められる日射量に、車両に対する太陽の位置に応じて人体の日射を受けた部分の日射量から求められる人体日射比をかけることにより求めることを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置のモード切換制御装置。
- 前記所定値は前記目標吹き出し温度に応じて変化することを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置のモード切換制御装置。
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