JP2007022312A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブロアファンの騒音の乗員への影響を軽減することができる車両用空調装置。
【解決手段】 車両に設けられた座席Ｓａ〜Ｓｈの内の、左側に配置された座席Ｓａ，Ｓｃ，Ｓｆおよび右側に配置された座席Ｓｂ，Ｓｅ，Ｓｈに、乗員が着座したか否かを検出するシート座面センサ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｅ，７ｆ，７ｈを設ける。制御部９は、シート座面センサ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｅ，７ｆ，７ｈの検出結果に基づいて、乗員の着座位置が左側に偏っている場合には、左側のブロアモータＭｂの電圧を所定量低下させるとともに右側のブロアモータＭａの電圧を所定量上昇させて、左側に着座した乗員への騒音を軽減させる。逆に、乗員の着座位置が右側に偏っている場合には、右側のブロアモータＭａの電圧を所定量低下させるとともに左側のブロアモータＭｂの電圧を所定量上昇させて、右側に着座した乗員への騒音を軽減させる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両側部の左右に空調風送風用のブロアファンを備えた車両用空調装置に関する。

従来、ワンボックスカーのように３列の座席を有する車両では、２列目および３列目座席用の空調ユニットを車両後部に備え、その空調ユニットからの空調風をダクトを介して２列目および３列目座席付近に送風する車両用空調装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１４２５０８号公報

しかしながら、上記空調ユニットは、配置スペースの関係上、３列目座席近くの車両後部左右のいずれかに配置されている。そのため、空調ユニットに近い側の座席に着座した乗員にとって、空調ユニットの騒音が大きく聞こえて煩わしいという問題があった。

本発明による車両用空調装置は、車室内の車両幅方向一側部に設けられて、空調風送風用のブロアファンを有する第１のブロアユニットと、車室内の車両幅方向他側部に設けられて、空調風送風用のブロアファンを有する第２のブロアユニットと、第１および第２のブロアユニットから空調風が送風され、その空調風を車室内に配風するダクトと、乗員の着座位置に基づいて、第１および第２のブロアユニットのうち、乗員の着座位置に近い側のブロアユニットの送風量を乗員の着座位置に遠い側のブロアユニットの送風量よりも低減する制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、乗員の着座位置に基づいて、第１および第２のブロアユニットのうち、乗員の着座位置に近い側のブロアユニットの送風量を低減するようにしたので、ブロアファンの騒音の乗員への影響を軽減することができる。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１，２は本発明よる車両用空調装置の一実施の形態を説明する図である。図１は車両用空調装置が搭載された車両の平面図であり、図２は車両に搭載された車両用空調装置を斜め後方から見た斜視図である。図１に示すように、車両１は、１列目座席Ｓａ，Ｓｂ、２列目座席Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｅおよび３列目座席Ｓｆ，Ｓｇ，Ｓｈを有しており、最大で８人の乗員が着座することができる。

この車両においては、主として１列目座席の乗員に空調風を供給する前席用空調ユニット（不図示）と、主として２列目座席および３列目座席付近に空調風を送風するための後席用空調ユニット３ａ，３ｂとを備えている。圧縮機で圧縮され凝縮器で液化された冷媒は、冷媒配管により前席用空調ユニットおよび後席用空調ユニット３ａ，３ｂの各々に設けられた蒸発器へと分配移送される。後席用空調ユニット３ａ，３ｂの各々には、上述した蒸発器に加えて、ヒータコア、送風用のブロアファン３０ａ，３０ｂ、温度調整を行うためのエアミックスドア等が設けられている。なお、図１では、蒸発器、ヒータコアおよびエアミックスドアについては図示を省略した。

図２に示すように、空調ユニット３ａ，３ｂには車室内に空調風を配風するためのダクト４，５ａ，５ｂが接続されている。ダクト４，５ａ，５ｂは連通しており、空調ユニット３ａ，３ｂはダクト４を介して互いに連通している。ダクト４は車両のルーフに沿って設けられており、上方から乗員に向けて空調風を吹き出す吹き出し口４１，４２と、ルーフ側端付近からガラス面に沿って空調風を吹き出す吹き出し口４３とを備えている。また、車両の左右側面に沿って配設されたダクト５ａ，５ｂには、ドア部から空調風を吹き出す吹き出し口５１，５２がそれぞれ設けられている。

上述したように従来から、ブロアファンの送風音が空調ユニットの近くに着座している乗員にとって耳障りな騒音となっていた。そこで、本実施の形態では、ダクト４，５ａ，５ｂに連通する左右２つの空調ユニット３ａ，３ｂを設け、後述するように、乗員の着座位置に応じて空調ユニット３ａ，３ｂのうち、乗員の着座位置に近い側のブロアユニットの送風量を低減し、乗員への騒音の影響を軽減するようにした。

図３はブロアモータ制御に関するブロック図であり、図４は制御動作の一例を示すフローチャートである。７ａは図１の座席Ｓａに設けられたシート座面センサであり、座席Ｓａに乗員が着座したか否かを検出するセンサである。シート座面センサとしては、例えば、乗員が着座したときの荷重を検出する圧力センサ等が用いられる。また、着座の有無が認識できればシート座面センサに限らず、例えば、車室内の天井に設けた非接触型の距離計で天井と乗員の体の一部分との距離を検出することで、乗員の有無を検出するようにしても良い。

同様に、各座席Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｅ，Ｓｆ，Ｓｈにもシート座面センサ７ｂ，７ｃ，７ｅ，７ｆ，７ｈが設けられている。なお、本実施の形態では、左右の空調ユニット３ａ，３ｂに対して中央に位置する座席Ｓｄ，Ｓｇに関しては、シート座面センサの設置を省略した。各シート座面センサ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｅ，７ｆ，７ｈの出力信号は制御部９に入力される。

８ａ，８ｂは各空調ユニット３ａ，３ｂに設けられたエアミックスドアであり、エアミックスドア８ａ，８ｂをモータＭで駆動して開度を変更することにより空調風の温度を調整することができる。制御部９は、各シート座面センサ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｅ，７ｆ，７ｈの出力信号やエアミックスドア８ａ，８ｂの開度などに基づいて、空調ユニット３ａ，３ｂに設けられたブロアモータＭａ，Ｍｂの電圧Ｖａ，Ｖｂを制御する。

図４に示す処理は空調ユニット３ａ，３ｂがオンされるとスタートする。ステップＳ１では、各シート座面センサ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｅ，７ｆ，７ｈの出力信号に基づいて、各座席Ｓａ〜Ｓｈの着座の有無に関する評価値G(a)〜G(h)を設定する。図５は、評価値G(a)〜G(h)の設定例を示す図である。例えば、座席Ｓａの評価値G(a)に関しては、シート座面センサ７ａの出力信号の変化から座席Ｓａに乗員が着座しているか否かを判定し、着座していると判定された場合には座席Ｓａに関する評価値G(a)をαに設定する。一方、座席Ｓａに着座していないと判定されるとG(a)＝０と設定する。

なお、シート座面センサが設けられていない座席Ｓｄ，Ｓｇについては、着座の有無に関わらず評価値をゼロに設定する。本実施の形態では、α、β、γの値はα＜β＜γのように、空調ユニット３ａ，３ｂに近い列ほど大きくなるように設定する。

ステップＳ２では、各評価値の和「Ｇ＝G(a)＋G(b)＋G(c)＋G(d)＋G(e)＋G(f)＋G(g)＋G(h)」の値がＧ＝０であるか否かを判定する。図５からもわかるように、車両中央に関して左右対称な位置にある座席の評価値は、例えば、座席Ｓａ，Ｓｂに関するG(a)＝α、G(b)＝−αのように絶対値が等しく符号が逆となるように設定されている。そのため、乗員が左右対称な位置にある座席にそれぞれ着座している場合には、評価値ＧはＧ＝０となりステップＳ２からステップＳ５へと進む。

ステップＳ５に進んだ場合には、ブロアモータＭａ，Ｍｂの電圧Ｖａ，Ｖｂの両方を、予め決められた標準電圧Ｖ０に設定する。この場合、車両の右側の座席に着座した乗員も、左側の座席に着座した乗員も空調ユニットの騒音レベルはほぼ同じになる。ステップＳ５の処理が終了したならばステップＳ１へと戻る。

一方、乗員が左右対称な位置の座席に着座していない場合には、評価値ＧはＧ≠０となる。例えば、座席ＳｂおよびＳｅに着座している場合はＧ＝−α−β＜０で、座席ＳｂおよびＳｃに着座している場合にはＧ＝β−α＞０となる。このように、ステップＳ２でＧ≠０と判定されるとステップＳ３へと進む。

ステップＳ３では評価値ＧがＧ＞０であるか否かを判定し、Ｇ＞０と判定されるとステップＳ６へ進み、Ｇ＜０と判定されるとステップＳ４へと進む。例えば、座席ＳｂおよびＳｅのように乗員が車両の右側に偏って着座している場合は、Ｇ＝−α−β＜０となる。この場合、ステップＳ３からステップＳ４へ進んで右側の空調ユニット３ａのブロアモータＭａの電圧Ｖａを標準電圧Ｖ０よりもΔＶ０だけ低い「Ｖａ＝Ｖ０−ΔＶ０」に設定し、左側の空調ユニット３ｂのブロアモータＭｂの電圧Ｖｂを標準電圧Ｖ０よりもΔＶ０だけ高い「Ｖｂ＝Ｖ０＋ΔＶ０」に設定する。ステップＳ４の処理が終了したならば、ステップＳ１へと戻る。

ステップＳ４のように電圧Ｖａ，Ｖｂを設定することにより、車両右側の座席Ｓｂ，Ｓｅに着座している乗員、特に座席Ｓｅに着座している乗員へのブロア騒音が軽減されるように空調ユニット３ａ，３ｂの送風量が調整される。また、共通のダクト４，５ａ，５ｂから吹き出される空調風の送風量に関しては、右側のブロア電圧Ｖａの低下分ΔＶ０に等しい大きさだけ左側のブロア電圧Ｖｂを上昇させているので、トータルでは標準であるＶａ＝Ｖｂ＝Ｖ０の場合とほぼ等しい送風量が保持される。

一方、座席Ｓａ，ＳｂおよびＳｃのように乗員が車両の左側に偏って着座している場合（Ｇ＝β＞０）や、座席ＳｂおよびＳｃのように左右に分かれて着座していても左側の乗員の方がより後列側の座席に着座している場合（Ｇ＝β−α＞０）にはＧ＞０となるため、ステップＳ３からステップＳ６へと進む。ステップＳ６では、左側の空調ユニット３ｂのブロアモータＭｂの電圧Ｖｂを標準電圧Ｖ０よりもΔＶ０だけ低い「Ｖｂ＝Ｖ０−ΔＶ０」に設定し、右側の空調ユニット３ａのブロアモータＭａの電圧Ｖａを標準電圧Ｖ０よりもΔＶ０だけ高い「Ｖａ＝Ｖ０＋ΔＶ０」に設定する。ステップＳ６の処理が終了したならば、ステップＳ１へと戻る。

ステップＳ６のように電圧Ｖａ，Ｖｂを設定することにより、左側の座席に着座している乗員のブロア騒音が軽減されるように空調ユニット３ａ，３ｂの送風量が調整される。このとき、座席ＳｂおよびＳｃのように左右両方の座席に着座して左右の偏りがない場合であっても、左側の乗員の方がより後列側の座席に着座している場合には、後列側の座席Ｓｃに着座している乗員のブロア騒音を軽減するために左側のブロアモータＭｂの電圧を下げ、右側のブロアモータＭａの電圧を上げるようにする。

そのため、図５の評価値設定においては、α＜β＜γのように後列になるほど評価値の大きさ（絶対値）が大きくなるように設定した。また、共通のダクト４，５ａ，５ｂから吹き出される空調風の送風量に関しては、左側のブロア電圧Ｖｂの低下分ΔＶ０に等しい大きさだけ右側のブロア電圧Ｖａを上昇させているので、トータルでは標準であるＶａ＝Ｖｂ＝Ｖ０の場合とほぼ等しい送風量が保持される。

［ΔＶ０の設定方法］
ブロアモータＭａ，Ｍｂの電圧を変化させる場合のΔＶ０の大きさについては、一定の値であっても良いが、図６に示すように評価値Ｇの絶対値｜Ｇ｜の大きさで設定しても良い。図６に示す例では、ΔＶ０は｜Ｇ｜に比例して大きくなる。例えば、座席Ｓｂ，Ｓｃに着座している場合はＧ＝β−αで、座席Ｓｂ，Ｓｆに着座している場合にはＧ＝γ−α＞β−αであるので、空調ユニット３ｂにより近い３列目の座席Ｓｆに着座している場合の方が左側のブロアモータＭｂの電圧低減量ΔＶ０がより大きくなり、より騒音軽減効果が高くなる。なお、左右の騒音のバランスが最適になるように図６の直線の傾きは設定される。また、ΔＴの特性が直線ではなく、曲線的にΔＶが変化するようにしても良い。

図７は、エアミックスドア８ａ，８ｂの開度とブロア電圧との関係を示す図である。空調ユニット３ａ，３ｂにおいて蒸発器を通過した空調風の一部はさらにヒータコアを通過するが、エアミックスドア８ａ，８ｂはヒータコアを通過する空調風の風量を調整するドアである。エアミックスドア８ａ，８ｂの開度を大きくするとヒータコアを通過する空調風の風量が増して温度が上昇し、逆に、エアミックスドア８ａ，８ｂの開度を小さくするとヒータコアを通過する空調風の風量が減少して温度が低下する。

そして、エアミックスドア８ａ，８ｂの開度に応じてブロアモータＭａ，Ｍｂの電圧Ｖａ，Ｖｂを図７のように変化させる。すなわち、開度の大きな暖房時や開度の小さな冷房時には、暖冷房強度が大きい場合ほど電圧を大きくし、中間の開度領域では電圧を一定Vminに保つようにしている。また、ユーザがマニュアルでブロアファン風量を増加した場合には、ΔＶ０を大きくしてブロアユニット３ａ，３ｂに最も近い乗員への騒音の影響を軽減する。

図７において、実線は標準電圧Ｖ０を示したものであり、Ｇ＝０の場合には開度Ｘｍに応じて電圧Ｖａも電圧Ｖｂも標準電圧Ｖ０のように変化させる。一方、電圧Ｖａ，ＶｂがＶ０＋ΔＶ０に設定された場合には、電圧Ｖａ，Ｖｂは開度Ｘｍに応じて曲線Ｌ１のように変化させ、逆に、電圧Ｖａ，ＶｂがＶ０−ΔＶ０に設定された場合には、電圧Ｖａ，Ｖｂは開度Ｘｍに応じて曲線Ｌ２のように変化させる。

なお、図５は、評価値設定の一例を示したものであり、騒音軽減方法に応じて様々な設定方法がある。例えば、第１列目の乗員は２列目３列目の乗員に比べて空調ユニット３ａ，３ｂの騒音の影響を受けにくいので、座席Ｓａ，Ｓｂのにシート座面センサ７ａ，７ｂを省略し、着座の有無に関わらずG(a)＝G(b)＝０と設定するようにしても良い。

なお、上述した実施の形態では着座位置に関する評価値を設定し、その評価値に基づいてブロアモータＭａ，Ｍｂの電圧Ｖａ，Ｖｂを調整したが、評価値を用いなくても良い。例えば、３列目の右側の座席のみに着座していることが検出されているときは右側のブロアユニット３ａの風量を下げて左側のブロアユニット３ｂの風量を上げるようにする。逆に３列目の左側の座席のみに着座していることが検出された場合には、風量調整を逆にする。

以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、後席用空調ユニット３ａは第１のブロアユニットを、後席用空調ユニット３ｂは第２のブロアユニットを、シート座面センサ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｅ，７ｆ，７ｈおよび制御部９は制御手段をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまでも一例であり、発明を解釈する際、上記実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。

本発明よる車両用空調装置の一実施の形態を説明する図であり、車両用空調装置が搭載された車両の平面図である。 車両に搭載された車両用空調装置を斜め後方から見た斜視図である。 ブロアモータ制御に関するブロック図である。 制御動作の一例を示すフローチャートである。 評価値G(a)〜G(h)の設定例を示す図である。 評価値Ｇの大きさ｜Ｇ｜とΔＶ０との関係を示す図である。 エアミックスドア開度とブロア電圧との関係を示す図である。

符号の説明

１ 車両
３ａ，３ｂ 後席用空調ユニット
４，５ａ，５ｂ ダクト
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｅ，７ｆ，７ｈ シート座面センサ
８ａ，８ｂ エアミックスドア
９ 制御部
３０ａ，３０ｂ ブロアファン
Ｍａ，Ｍｂ ブロアモータ
Ｓａ〜Ｓｈ 座席

Claims (4)

1. 車室内の車両幅方向一側部に設けられて、空調風送風用のブロアファンを有する第１のブロアユニットと、
   車室内の車両幅方向他側部に設けられて、空調風送風用のブロアファンを有する第２のブロアユニットと、
   前記第１および第２のブロアユニットから空調風が送風され、その空調風を車室内に配風するダクトと、
   乗員の着座位置に基づいて、前記第１および第２のブロアユニットのうち、乗員の着座位置に近い側のブロアユニットの送風量を乗員の着座位置に遠い側のブロアユニットの送風量よりも低減する制御手段とを備えたことを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１に記載の車両用空調装置において、
   前記第１および第２のブロアユニットは前記ダクトを介して互いに連通し、
   前記制御手段は、乗員の着座位置に近い側のブロアユニットの送風量を低減したときには、乗員の着座位置に遠い側のブロアユニットの送風量を増加して、前記第１および第２のブロアユニットの合計の送風量がほぼ一定に保持されるように前記第１および第２のブロアユニットの各々の送風量を制御することを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項１または２に記載の車両用空調装置において、
   車両に設けられた複数の座席に、その座席に対する乗員の着座の有無を検出するセンサを備え、
   前記制御手段は前記センサの検出値に基づいて乗員の着座位置を判定して前記ブロアファンの送風量を制御することを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用空調装置において、
   前記車両は前後方向に３列の座席を有し、
   前記制御手段は、前記第１および第２のブロアユニットに最も近い乗員の着座位置が３列目の座席である場合には、前記最も近い乗員の着座位置が２列目の座席である場合よりも風量の低減量を大きくすることを特徴とする車両用空調装置。

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