JP2010006136A - 車両用安全装置 - Google Patents

Abstract

【課題】新たな専用の安全装置を追加することなく、車両の機構を利用して換気能力を高めることのできる車両用安全装置を提供する。
【解決手段】車室１内の二酸化炭素の濃度を検出するＣＯ_２センサ６６と、車両の外郭を構成し、開放作動により車室１内と車室外とを連通可能な窓５〜８と、窓５〜８を開閉駆動する窓開閉サーボモータ９〜１２と、窓開閉サーボモータ９〜１２の作動を制御する空調制御装置２６とを備え、空調制御装置２６は、窓開閉サーボモータ６６によって検出される二酸化炭素の濃度が第１所定濃度以上である場合、窓開閉サーボモータ９〜１２にて窓５〜８を開放作動するようにしている。
これによれば、新たな専用の安全装置を追加することなく、車両の窓５〜８を利用して換気能力（排気量および排気速度）を高めることができ、乗員の安全を確保することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、冷媒として二酸化炭素を使用した空調装置を搭載した車両において、二酸化炭素が車室内に漏れ出た場合の乗員の安全を確保する車両用安全装置に関するものである。

従来技術を示す下記特許文献１は、車両に搭載される空調装置の近傍に配され、二酸化炭素の漏洩を検知した場合に、漏洩した二酸化炭素を外部に放出する機能を備えた車両用安全装置を開示している。また、下記に示す特許文献２は、車室内空気（内気）中の二酸化炭素濃度を検出するＣＯ_２センサを備える車両用空調装置を示しており、ＣＯ_２センサによって検出される二酸化炭素濃度が、所定値以下の場合は内気モード、所定値より大きい場合は外気モードが選択されるようになっている。
国際公開第ＷＯ００／３４０６５号公報 特開２００３−５４２４３号公報

しかしながら、上記した従来技術において、車室内の二酸化炭素を外部へ排出する機能は、前者では助手席側ドアの下部に設けられた送風機のみであり、後者では外気導入口から外気を導入するのみであり、様々な車両の車室空間や乗員の状態（人数およびその配置）を考えた場合、充分な換気機能とは言えない。また、前者では専用の排気装置を追加するため、車両のドア内にそのスペースを捻出しなければならないうえ、コストアップになるという問題点がある。

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、新たな専用の安全装置を追加することなく、車両の機構を利用して換気能力を高めることのできる車両用安全装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、車室（１）内に配される空調ケース（３１）内に少なくとも冷媒蒸発器（３８）を有し、冷媒として二酸化炭素を使用する車両用空調装置を搭載した車両に設けられる車両用安全装置において、
車室（１）内の二酸化炭素の濃度を検出する二酸化炭素濃度検出手段（６６）と、車両の外郭を構成し、開放作動により車室（１）内と車室外とを連通可能な開閉機構（５〜８、１４、１６）と、開閉機構（５〜８、１４、１６）を開閉駆動する駆動手段（９〜１２、１５、１７）と、駆動手段（９〜１２、１５、１７）の作動を制御する制御手段（２６）とを備え、
制御手段（２６）は、二酸化炭素濃度検出手段（６６）によって検出される二酸化炭素の濃度が第１所定濃度以上である場合、駆動手段（９〜１２、１５、１７）にて開閉機構（５〜８、１４、１６）を開放作動することを特徴としている。

この請求項１に記載の発明によれば、新たな専用の安全装置を追加することなく、車両の開閉機構（５〜８、１４、１６）を利用して換気能力（排気量および排気速度）を高めることができ、乗員の安全を確保することができる。

また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両用安全装置において、開閉機構（５〜８）は、枠部と駆動手段（９〜１２）の駆動により枠部内を開閉する開閉部（５ａ〜８ａ）と枠部から張り出して設けられ閉鎖状態の開閉部（５ａ〜８ａ）の一部を覆う庇部（１３）とを備え、制御手段（２６）は、二酸化炭素検出手段（６６）によって検出される二酸化炭素濃度が第１所定濃度より大きい第２所定濃度以下である場合は、庇部（１３）と開閉部（５ａ〜８ａ）とが重なる範囲内で、開閉部（５ａ〜８ａ）を開放することを特徴としている。

この請求項２に記載の発明によれば、最大換気能力とするとき以外は、降雨中での換気となる場合も考慮し、庇部（１３）によって雨が車室（１）内に降り込んで乗員に余分な不快感を与えるのを防ぐことができる。

また、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の車両用安全装置において、開閉機構（５〜８）は複数設けられ、車室（１）内の各座席（３、４Ａ、４Ｂ）に乗員が乗車しているか否かを検出する乗員検出手段（６７、６８）を有し、制御手段（２６）は、乗員検出手段（６７、６８）の検出結果より車室（１）内の乗員配置パターン（Ａ〜Ｆ）を選定し、乗員配置パターン（Ａ〜Ｆ）に応じて各開閉機構（５〜８）の開放作動を可変することを特徴としている。

この請求項３に記載の発明によれば、乗員の人数およびその配置に応じて、開閉機構（５〜８）の開度位置を選択することができる。

また、請求項４に記載の発明では、請求項２または３に記載の車両用安全装置において、制御手段（２６）は、二酸化炭素濃度検出手段（６６）によって検出される二酸化炭素の濃度レベル（レベル１〜４）に応じて開閉機構（５〜８）の開放作動を可変することを特徴としている。この請求項３に記載の発明によれば、二酸化炭素の濃度レベル（レベル１〜４）に応じて、開閉機構（５〜８）の開度（つまりは換気能力）を選択することができる。

また、請求項５に記載の発明では、請求項３または４に記載の車両用安全装置において、開閉機構（５〜８）は、各座席（２、３、４Ａ、４Ｂ）に対応して車両側方にそれぞれ設けられた窓部（５〜８）であり、制御手段（２６）は、乗員検出手段（６７、６８）の検出結果より、乗員が乗車していない座席が存在していると判断し、且つ二酸化炭素検出手段（６６）によって検出される二酸化炭素濃度が第１所定濃度より大きい第３所定濃度以下である場合は、乗員が乗車していない座席に対応する窓部（５〜８）の窓ガラス（５ａ〜８ａ）を開放することを特徴としている。

この請求項５に記載の発明によれば、乗員が乗車していない座席に対応する窓部（５〜８）の窓ガラス（５ａ〜８ａ）を開放することにより、車室（１）内に漏れ出た二酸化炭素が、乗員の乗車していない場所を通って排出されるように換気通路が作られるため、乗員に二酸化炭素を吸わせないようにすることができる。

また、請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の車両用安全装置において、制御手段（２６）は、乗員検出手段（６７、６８）の検出結果より、運転席（２）のみに乗員が乗車していると判断し、且つ二酸化炭素検出手段（６６）によって検出される二酸化炭素濃度が第１所定濃度より大きい第３所定濃度以下である場合は、後席（４Ａ、４Ｂ）に対応する窓部（７、８）の窓ガラス（７ａ、８ａ）を開放することを特徴としている。この請求項６に記載の発明によれば、運転者（Ｄ）のみが乗車している場合は、後席（４Ａ、４Ｂ）に対応する窓部（７、８）の窓ガラス（７ａ、８ａ）を開放することにより、車室（１）内に漏れ出た二酸化炭素が、運転席（２）以外の場所を通って排出されるように換気通路を作られるため、二酸化炭素を吸わせない対象の最優先乗員である運転者（Ｄ）に二酸化炭素を吸わせないようにすることができる。

また、請求項７に記載の発明では、請求項５または６に記載の車両用安全装置において、制御手段（２６）は、乗員検出手段（６７、６８）の検出結果より、乗員が乗車していない座席が存在していると判断し、且つ二酸化炭素検出手段（６６）によって検出される二酸化炭素濃度が第３所定濃度以下である場合は、乗員が乗車していない座席に対応する第１不在窓部の窓ガラス（５ａ〜８ａ）を庇部（１３）と窓ガラス（５ａ〜８ａ）が重なる範囲内で開放し、
二酸化炭素濃度が第３所定濃度よりも大きい第４所定濃度より大きい場合は、第１不在窓部の窓ガラス（５ａ〜８ａ）を庇部（１３）と窓ガラス（５ａ〜８ａ）が重なる範囲内で維持して、他の乗員が乗車していない座席に対応する第２不在窓部の窓ガラス（５ａ〜８ａ）を庇部（１３）と窓ガラス（５ａ〜８ａ）が重なる範囲内で開放することを特徴としている。

この請求項７に記載の発明によれば、車室（１）内に漏れ出た二酸化炭素の濃度が低いうちは、乗員が乗車していない座席に対応する第１不在窓部の窓ガラス（５ａ〜８ａ）で開放作動を可変し、二酸化炭素の濃度が高くなると、他の乗員が乗車していない座席に対応する第２不在窓部の窓ガラス（５ａ〜８ａ）を加えて開放作動を可変するようにしている。

また、請求項８に記載の発明では、請求項２ないし４のいずれか１項に記載の車両用安全装置において、開閉機構（５〜８）は、各座席（３、４Ａ、４Ｂ）に対応して車両側方にそれぞれ設けられた窓部（５〜８）であり、開閉部（５ａ〜８ａ）は窓部（５〜８）に設けられた窓ガラス（５ａ〜８ａ）であり、
制御手段（２６）は、二酸化炭素検出手段（６６）によって検出される二酸化炭素濃度が第１所定濃度より大きい第３所定濃度以下である場合は、第１窓部の窓ガラスを庇部（１３）と窓ガラス（５ａ〜８ａ）とが重なる範囲内で開放し、
二酸化炭素濃度が第３所定濃度よりも大きい第４所定濃度より大きい場合は、第１窓部の窓ガラスを庇部（１３）と窓ガラス（５ａ〜８ａ）とが重なる範囲内で維持して第２窓部の窓ガラスを庇部（１３）と窓ガラス（５ａ〜８ａ）が重なる範囲内で開放することを特徴としている。

この請求項８に記載の発明によれば、車室（１）内に漏れ出た二酸化炭素の濃度が低いうちは、第１窓部の窓ガラス（５ａ〜８ａ）で開放作動を可変し、二酸化炭素の濃度が高くなると、第２窓部の窓ガラス（５ａ〜８ａ）を加えて開放作動を可変するようにしている。

また、請求項９に記載の発明では、請求項７または８に記載の車両用安全装置において、制御手段（２６）は、二酸化炭素濃度が第４所定濃度より大きい場合は、第１窓部または第１不在窓部における庇部（１３）の先端部と窓ガラス（５ａ〜８ａ）の先端部とが面一の状態で維持して、第２窓部または第２不在窓部における窓ガラス（５ａ〜８ａ）を開放することを特徴としている。

この請求項９に記載の発明によれば、さらに車室（１）内に漏れ出た二酸化炭素の濃度が高くなると、第１窓部または第１不在窓部の窓ガラス（５ａ〜８ａ）を庇部（１３）の高さまで開き、さらに第２窓部または第２不在窓部の窓ガラス（５ａ〜８ａ）を全開に開くようにしている。

また、請求項１０に記載の発明では、請求項２または３に記載の車両用安全装置において、制御手段（２６）は、二酸化炭素濃度検出手段（６６）によって検出される二酸化炭素の濃度レベルが第１所定濃度よりも大きい第５所定濃度以下の場合は、窓部（５〜８）における庇部（１３）の先端部と窓ガラス（５ａ〜８ａ）の先端部とが面一の状態とし、二酸化炭素の濃度レベルが第５所定濃度よりも大きい場合は、窓ガラス（５ａ〜８ａ）を全開状態とすることを特徴としている。

この請求項１０に記載の発明によれば、車室（１）内に漏れ出た二酸化炭素の濃度が第１所定濃度以上且つ第５所定濃度以下の場合は、窓部（５〜８）を庇部（１３）の高さまで開き、二酸化炭素の濃度が第５所定濃度を超える場合は、窓部（５〜８）を全開に開くようにしている。

また、請求項１１に記載の発明では、請求項４に記載の車両用安全装置において、制御手段（２６）は、乗員配置パターン（Ａ〜Ｆ）と、二酸化炭素の濃度レベル（レベル１〜４）とを組み合わせたそれぞれの条件で、開閉機構（５〜８、１４、１６）の開度をどのようにするかを予め決めたマップを有しており、マップに従って開閉機構（５〜８、１４、１６）の開度を決定することを特徴としている。

この請求項１１に記載の発明によれば、乗員配置および二酸化炭素の濃度レベル（レベル１〜４）を考慮して決めた開閉機構（５〜８、１４、１６）の最適開度パターンを、容易に選択することができる。なお、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について添付した図１〜７を用いて詳細に説明する。まず、本実施形態における車両用空調装置の全体システムの概要を説明する。図１は、本発明の一実施形態における車両用空調装置のシステム構成を示す模式図である。車室１（図２に示す）内の空調ユニット３０は、車室１内最前部のインストルメントパネル内の奥部に配設されている。この空調ユニット３０はケース（本発明で言う空調ケース）３１を有し、このケース３１内には車室１内へ向かって空気が送風される空気通路が構成されている。

このケース３１による空気通路の最上流部には、内外気切換箱３２が配置されており、内気導入口３３および外気導入口３４が内外気切換ドア３５によって切換開閉される。この内外気切換ドア３５は、例えばサーボモータ３６などのアクチュエータによって駆動される。

内外気切換箱３２の下流側には、車室１内に向かって空気を送風する電動式の送風機３７が配置されている。この送風機３７は、例えば多翼遠心式のシロッコファン３７ａを電動モータ３７ｂによって駆動するようになっている。送風機３７の下流側には、送風空気を冷却するエバポレータ（本発明で言う冷媒蒸発器）３８が配置されている。

このエバポレータ３８は、冷凍サイクル装置３９を構成する要素の一つであり、低温低圧の冷媒が送風空気から吸熱して蒸発することにより送風空気を冷却する。なお、冷媒には二酸化炭素（ＣＯ_２）を用いている。冷凍サイクル装置３９は周知のものであり、コンプレッサ（圧縮機）４０の吐出側から、ガスクーラ（放熱器）４１、および減圧手段を成す膨張弁４３を介してエバポレータ３８に冷媒が循環するように構成されている。

ガスクーラ４１には、電動式の冷却ファン４１ａによって車外から冷却空気が送風される。この冷却ファン４１ａは、電動モータ４１ｂによって駆動される。また、冷凍サイクル装置３９においてコンプレッサ４０は、電磁クラッチ４０ａを介して図示しない車両走行用エンジンによって駆動される。従って、電磁クラッチ４０ａの通電の断続により、コンプレッサ４０の作動を断続制御できる。

一方、空調ユニット３０内においてエバポレータ３８の下流側には、ケース３１内を流れる空気を加熱するヒータコア４４が配置されている。このヒータコア４４は、車両走行用エンジンのエンジン冷却水（温水）を熱源として、エバポレータ３８通過後の空気（冷風）を加熱する暖房用熱交換器である。また、ヒータコア４４の側方にはバイパス通路４５が形成され、ヒータコア４４をバイパスした空気がこのバイパス通路４５を流れる。

また、エバポレータ３８とヒータコア４４との間には、温度調整手段を成すエアミックスドア４６が回動自在に配置されている。このエアミックスドア４６は、例えばサーボモータ４７などのアクチュエータによって駆動され、その回動位置（開度）が連続的に調整可能となっている。このエアミックスドア４６の開度により、ヒータコア４４を通る空気量（温風量）と、バイパス通路４５を通ってヒータコア４４をバイパスする空気量（冷風量）との割合を調節し、これにより、車室１内に吹き出す空気の温度が調整されるようになっている。

ケース３１の空気通路の最下流部には、車両の前面窓ガラス１８に向けて空調風を吹き出すためのデフロスタ吹出口４８、乗員の頭胸部に向けて空調風を吹き出すためのフェイス吹出口４９、および乗員の足元部に向けて空調風を吹き出すためのフット吹出口５０、の計３種類の吹出口が設けられている。

そして、これら吹出口４８〜５０の上流部には、デフロスタドア５１、フェイスドア５２およびフットドア５３が回動自在に配置されている。これらのドア５１〜５３は吹出モード切換手段であり、図示しないリンク機構を介して共通のサーボモータ５４などのアクチュエータによって開閉操作される。

空調制御装置（本発明で言う制御手段）２６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含む周知のマイクロコンピュータと、その周辺回路とから構成されている。この空調制御装置２６は、そのＲＯＭ内に空調制御のための制御プログラムを記憶しており、その制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。そして、空調制御装置２６には、周知の空調用センサ群６１〜６５からの検出信号、および空調操作パネル７０からの各種操作信号が入力される。

空調用センサ群として具体的には、外気温（車室外温度）Ｔａｍを検出する外気温センサ６１、内気温（車室内温度）Ｔｒを検出する内気温センサ６２、車室１内に入射する日射量Ｔｓを検出する日射量センサ６３、エバポレータ３８の空気吹出部に配置されてエバポレータ吹出空気温度Ｔｅを検出するエバポレータ温度センサ６４、ヒータコア４４に流入する温水（エンジン冷却水）温度Ｔｗを検出する水温センサ６５などが設けられている。

また、空調操作パネル７０には各種空調操作部材として、車室内温度を設定する温度設定手段を成す温度設定スイッチ７１、吹出モードドア５１〜５３によって切り換わる吹出モードをマニュアル設定する吹出モードスイッチ７２、内外気切換ドア３５による内外気吸込モードをマニュアル設定する内外気切換スイッチ７３、コンプレッサ４０の作動指令信号（電磁クラッチ４０ａのＯＮ信号）を出すエアコンスイッチ７４、送風機３７の風量をマニュアル設定する送風切換スイッチ７５、空調自動制御の指令信号を出すオートスイッチ７６などが設けられている。

空調制御装置２６の出力側には、コンプレッサ４０の電磁クラッチ４０ａ、各機器の電気駆動手段を成すサーボモータ３６、４７、５４、送風機３７の電動モータ３７ｂ、凝縮器冷却ファン４１ａの電動モータ４１ｂ、後述するサンルーフ駆動機構１５もしくはオープントップ駆動機構１７（いずれも本発明で言う駆動手段）などが接続され、これらの機器の作動が空調制御装置２６の出力信号によって制御される。

次に、上記構成における本実施形態の車両用空調装置の作動概要を説明する。送風機３７を作動させることにより、内気導入口３３または外気導入口３４より導入された空気が、ケース３１内を車室１内に向かって送風される。また、電磁クラッチ４０ａに通電して電磁クラッチ４０ａを接続状態とし、コンプレッサ４０を車両走行用エンジンにて駆動することにより、冷凍サイクル装置３９内を冷媒が循環する。

送風機３７の送風空気は、まずエバポレータ３８を通過して冷却、除湿され、この冷風は次にエアミックスドア４６の回動位置（開度）に応じてヒータコア４４を通過して加熱され温風になる流れと、バイパス通路４５を通過する冷風の流れとに分けられる。従って、エアミックスドア４６の開度によって、ヒータコア４４を通る空気量（温風量）と、バイパス通路４５を通過する空気量（冷風量）との割合を調整することにより、車室１内に吹き出す空気の温度を調整できる。

そして、この温度調整された空調風が、ケース３１の空気通路の最下流部に位置するデフロスタ吹出口４８、フェイス吹出口４９およびフット吹出口５０のうち、いずれか１つまたは複数の吹出口から車室１内へ吹き出して、車室１内の空調および車両の前面窓ガラス１８の曇り止めを行うようになっている。

次に、本実施形態の車両用安全装置に係る構成について、図２および図３を用いて詳細に説明する。まず図２は、車室１内の概略配置を示す模式図である。なお、本実施形態は、４ドア４人乗りの乗用車に本発明を適用した例で説明する。車室１内には、図２に示すように、運転者Ｄが着座する運転席２、同乗者が着座する助手席３および後席４Ａ、４Ｂが配置されている。また、各座席２、３、４Ａ、４Ｂの外側には、図示しない乗降用ドアがあり、各乗降用ドアには開閉可能な窓（本発明で言う開閉機構、窓部）５〜８が設けられている。

窓５〜８は、図示しない枠部と、後述の窓開閉サーボモータ９〜１２の駆動により枠部内を開閉する窓ガラス（本発明で言う開閉部）５ａ〜８ａと、枠部から張り出して設けられ閉鎖状態の窓ガラス５ａ〜８ａの一部を覆う後述のサイドバイザ１３とを備えている。

助手席３の前方には、図示しない空調ユニット３０が配設されており、その空調ユニット３０に内蔵されたエバポレータ３８の近傍には、車室１内の二酸化炭素の濃度を検出するＣＯ_２センサ（本発明で言う二酸化炭素濃度検出手段）６６を配設している。その他に、本車両用安全装置に係るセンサとして、助手席３には着座センサ６７、後席４用として天井にはマトリクスＩＲセンサ６８を配設している。これらのセンサ６７、６８は、本発明で言う乗員検出手段であり、運転席２以外の各座席３、４Ａ、４Ｂにも乗員が居るか否かを検出するためのものである。

図３は、本発明の第１実施形態に係る制御系の構成を示すブロック図である。上述した各センサ６６〜６８での検出信号は、空調制御装置２６に入力される。そして従来は、ＣＯ_２センサ６６で二酸化炭素濃度を検出し、その濃度が所定値以下の場合は内気モード、所定値より大きい場合は外気モードとなるよう内外気切換ドア３５を駆動するサーボモータ３６に制御出力を出している。本実施形態では、この内外気の切換導入に加えて、各乗降用ドアの窓５〜８を開閉制御するために、各乗降用ドア内の図示しない窓開閉サーボモータ（本発明で言う駆動手段）９〜１２に制御出力を出すものである。

次に、本実施形態の車両用安全装置の作動について、図４および図６を用いて詳細に説明する。図４は、本発明の第１実施形態における動作を示すフローチャートであり、図６は、乗員配置パターンＡ〜Ｆと、二酸化炭素の濃度レベルとの組み合わせのそれぞれで、窓５〜８の開度をどのようにするかを予め決めたマップである。まず、ＣＯ_２センサ６６から、車室１内の二酸化炭素濃度の検出値を取り込む（ステップＳ１）。そして、その検出値を所定の閾値と比較し、所定の濃度以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。

この判定結果がＹＥＳで、所定の濃度以上である場合にはステップＳ３へ進んで外気モードに決定する。また、ステップＳ２での判定結果がＮＯで、所定の濃度未満である場合にはステップＳ４へ進んで内気モードに決定する。ここまでは従来技術の制御と同様である。次に、助手席３の着座センサ６７の検出値から助手席３に乗員が居るか否かを判定する（ステップＳ５）。

その判定結果がＹＥＳで、助手席３にも乗員が居ると確認されたら、次に後席４用のマトリクスＩＲセンサ６８の検出値から後席４に乗員が居るか否かを判定する（ステップＳ６）。この判定結果が０人（乗員が居ない）の場合にはステップＳ７へ進んで乗員配置パターンＢ（前席のみ）に決定する。また、ステップＳ６での判定結果が１人の場合にはステップＳ８へ進んで乗員配置パターンＣ（前席＋後席１人）に決定する。また、ステップＳ６での判定結果が２人の場合にはステップＳ９へ進んで乗員配置パターンＤ（満席）に決定する。

また、ステップＳ５での判定結果がＮＯで、助手席３には乗員が居ないと確認されたら、次に後席４用のマトリクスＩＲセンサ６８の検出値から後席４に乗員が居るか否かを判定する（ステップＳ１０）。この判定結果が０人の場合にはステップＳ１１へ進んで乗員配置パターンＡ（運転者のみ）に決定する。また、ステップＳ１０での判定結果が１人の場合にはステップＳ１２へ進んで乗員配置パターンＥ（運転者＋後席１人）に決定する。また、ステップＳ１０での判定結果が２人の場合にはステップＳ１３へ進んで乗員配置パターンＦ（運転者＋後席２人）に決定する。

次に、再度ＣＯ_２センサ６６の検出値から二酸化炭素の濃度レベルを判定する（ステップＳ１４）。図５は、二酸化炭素の濃度と人体への影響との関係を示すグラフである。この二酸化炭素の毒性に関して、「製品安全データシート」の有害性情報における二酸化炭素濃度（ＶＯＬ％）での人体への影響は、３％で作業性の低下、４％で相当な不快感、５％で重度のあえぎ、特に３０分経過で中毒症状、７〜９％で許容限界、１０〜１１％で調整機能不能、特に約１０分で意識不明となることなどが開示されており、二酸化炭素の漏洩に対する安全対策が必要となる。

そこで、本実施形態では、図５に示すように、問題ない濃度の上限付近をレベル１とし、不快感を覚え知覚障害を生じる濃度未満で、僅かな知覚変化を生じる濃度範囲をレベル２〜４に分類して対応し、それ以上の問題濃度まで達しないようにしている。そして、ステップＳ１４の判定で濃度レベルが１以上と判定された場合、ステップＳ１５へ進み、図６のマップにより乗員配置と濃度レベルに対応した各窓５〜８の開閉位置を決定するものである。

なお、図６中の各組み合わせ条件毎の各窓の開閉位置については、説明を省略するが、できるだけ乗員の居ない席の窓を開けて、乗員が居ない場所を二酸化炭素が通るよう換気（排気）流路を作るようにしている。これにより、乗員になるべく二酸化炭素を吸わせないようにし、特に運転者Ｄは最優先と考え、運転席２の窓５の開度および頻度を最小限としている。

また、図６の乗員配置パターンＣおよびＥにおける後席の１人は、運転席２と対角の後席４Ａに着座した場合のパターンであり、後席の１人が運転席２の真後ろの後席４Ｂに着座した場合のパターンは省略する。図７は、窓５〜８の開度位置を示す説明図である。本実施形態で各窓部５〜８には、雨が車室１内に降り込むのを防止するサイドバイザ（本発明で言う庇部）１３を備えており、図６のマップ中における窓５〜８の開度変化は、図７に示すよう、窓５〜８の全開が必要なとき以外はサイドバイザ１３が覆っている範囲内で開度可変を行うようにしている。

図４のフローに戻り、ステップＳ１４での判定で濃度レベルが１未満と判定された場合はステップＳ１６へ進み、各窓５〜８ともとりあえず閉に決定する。そして次に、各窓５〜８がマニュアルで開いていないか否かの判定を行う（ステップＳ１７）。その判定結果がＮＯで、マニュアルで開いていない場合はステップＳ１８へ進み、ステップＳ１５でマップから決定した各窓５〜８の開度まで窓を開く。

また、ステップＳ１７の判定結果がＹＥＳで、マニュアルで開いている窓が有る場合はステップＳ１９へ進み、マニュアル操作で開いている現窓開度とステップＳ１５でマップから決定した窓開度とを比較し、決定した必要開度の方が大きければその開度位置まで開き、現窓開度の方が大きければその開度で保持することとなる。

次に、本実施形態の特徴と、その効果について述べる。まず、車室１内の二酸化炭素の濃度を検出するＣＯ_２センサ６６と、車両の外郭を構成し、開放作動により車室１内と車室外とを連通可能な窓５〜８と、窓５〜８を開閉駆動する窓開閉サーボモータ９〜１２と、窓開閉サーボモータ９〜１２の作動を制御する空調制御装置２６とを備え、空調制御装置２６は、窓開閉サーボモータ６６によって検出される二酸化炭素の濃度が第１所定濃度以上である場合、窓開閉サーボモータ９〜１２にて窓５〜８を開放作動するようにしている。

これによれば、新たな専用の安全装置を追加することなく、車両の窓５〜８を利用して換気能力（排気量および排気速度）を高めることができ、乗員の安全を確保することができる。

また、窓５〜８は、枠部と窓開閉サーボモータ９〜１２の駆動により枠部内を開閉する窓ガラス５ａ〜８ａと枠部から張り出して設けられ閉鎖状態の窓ガラス５ａ〜８ａの一部を覆うサイドバイザ１３とを備え、空調制御装置２６は、ＣＯ_２センサ６６によって検出される二酸化炭素濃度が第１所定濃度より大きい第２所定濃度以下である場合は、サイドバイザ１３と窓ガラス５ａ〜８ａとが重なる範囲内で、窓ガラス５ａ〜８ａを開放するようにしている。

これによれば、最大換気能力とするとき以外は、降雨中での換気となる場合も考慮し、サイドバイザ１３によって雨が車室１内に降り込んで乗員に余分な不快感を与えるのを防ぐことができる。

また、窓５〜８は複数設けられ、車室１内の各座席３、４Ａ、４Ｂに乗員が乗車しているか否かを検出する着座センサ６７やマトリクスＩＲセンサ６８を有し、空調制御装置２６は、着座センサ６７やマトリクスＩＲセンサ６８の検出結果より車室１内の乗員配置パターンＡ〜Ｆを選定し、乗員配置パターンＡ〜Ｆに応じて各窓５〜８の開放作動を可変するようにしている。これによれば、乗員の人数およびその配置に応じて、窓５〜８の開度位置を選択することができる。

また、空調制御装置２６は、ＣＯ_２センサ６６によって検出される二酸化炭素の濃度レベル（レベル１〜４）に応じて窓５〜８の開放作動を可変するようにしている。これによれば、二酸化炭素の濃度レベル（レベル１〜４）に応じて、窓５〜８の開度（つまりは換気能力）を選択することができる。

また、開閉機構５〜８は、各座席２、３、４Ａ、４Ｂに対応して車両側方にそれぞれ設けられた窓５〜８であり、空調制御装置２６は、着座センサ６７やマトリクスＩＲセンサ６８の検出結果より、乗員が乗車していない座席が存在していると判断し、且つＣＯ_２センサ６６によって検出される二酸化炭素濃度が第１所定濃度より大きい第３所定濃度以下である場合は、乗員が乗車していない座席に対応する窓５〜８の窓ガラス５ａ〜８ａを開放するようにしている。

これによれば、乗員が乗車していない座席に対応する窓５〜８の窓ガラス５ａ〜８ａを開放することにより、車室１内に漏れ出た二酸化炭素が、乗員の乗車していない場所を通って排出されるように換気通路が作られるため、乗員に二酸化炭素を吸わせないようにすることができる。

また、空調制御装置２６は、着座センサ６７やマトリクスＩＲセンサ６８の検出結果より、運転席２のみに乗員が乗車していると判断し、且つＣＯ_２センサ６６によって検出される二酸化炭素濃度が第１所定濃度より大きい第３所定濃度以下である場合は、後席４Ａ、４Ｂに対応する窓部７、８の窓ガラス７ａ、８ａを開放するようにしている。

これによれば、運転者Ｄのみが乗車している場合は、後席４Ａ、４Ｂに対応する窓部７、８の窓ガラス７ａ、８ａを開放することにより、車室１内に漏れ出た二酸化炭素が、運転席２以外の場所を通って排出されるように換気通路を作られるため、二酸化炭素を吸わせない対象の最優先乗員である運転者Ｄに二酸化炭素を吸わせないようにすることができる。

また、空調制御装置２６は、着座センサ６７やマトリクスＩＲセンサ６８の検出結果より、乗員が乗車していない座席が存在していると判断し、且つＣＯ_２センサ６６によって検出される二酸化炭素濃度が第３所定濃度以下である場合は、乗員が乗車していない座席に対応する第１不在窓部の窓ガラス５ａ〜８ａをサイドバイザ１３と窓ガラス５ａ〜８ａが重なる範囲内で開放するようにしている。

また、二酸化炭素濃度が第３所定濃度よりも大きい第４所定濃度より大きい場合は、第１不在窓部の窓ガラス５ａ〜８ａをサイドバイザ１３と窓ガラス５ａ〜８ａが重なる範囲内で維持して、他の乗員が乗車していない座席に対応する第２不在窓部の窓ガラス５ａ〜８ａをサイドバイザ１３と窓ガラス５ａ〜８ａが重なる範囲内で開放するようにしている。

これによれば、車室１内に漏れ出た二酸化炭素の濃度が低いうちは、乗員が乗車していない座席に対応する第１不在窓部の窓ガラス５ａ〜８ａで開放作動を可変し、二酸化炭素の濃度が高くなると、他の乗員が乗車していない座席に対応する第２不在窓部の窓ガラス５ａ〜８ａを加えて開放作動を可変するようにしている。

また、開閉機構５〜８は、各座席３、４Ａ、４Ｂに対応して車両側方にそれぞれ設けられた窓５〜８であり、開閉部５ａ〜８ａは窓５〜８に設けられた窓ガラス５ａ〜８ａである。そして、空調制御装置２６は、ＣＯ_２センサ６６によって検出される二酸化炭素濃度が第１所定濃度より大きい第３所定濃度以下である場合は、第１窓部の窓ガラスをサイドバイザ１３と窓ガラス５ａ〜８ａとが重なる範囲内で開放するようにしている。

また、二酸化炭素濃度が第３所定濃度よりも大きい第４所定濃度より大きい場合は、第１窓部の窓ガラスをサイドバイザ１３と窓ガラス５ａ〜８ａとが重なる範囲内で維持して第２窓部の窓ガラスをサイドバイザ１３と窓ガラス５ａ〜８ａが重なる範囲内で開放するようにしている。

これによれば、車室１内に漏れ出た二酸化炭素の濃度が低いうちは、第１窓部の窓ガラス５ａ〜８ａで開放作動を可変し、二酸化炭素の濃度が高くなると、第２窓部の窓ガラス５ａ〜８ａを加えて開放作動を可変するようにしている。

また、空調制御装置２６は、二酸化炭素濃度が第４所定濃度より大きい場合は、第１窓部または第１不在窓部におけるサイドバイザ１３の先端部と窓ガラス５ａ〜８ａの先端部とが面一の状態で維持して、第２窓部または第２不在窓部における窓ガラス５ａ〜８ａを開放するようにしている。

これによれば、さらに車室１内に漏れ出た二酸化炭素の濃度が高くなると、第１窓部または第１不在窓部の窓ガラス５ａ〜８ａをサイドバイザ１３の高さまで開き、さらに第２窓部または第２不在窓部の窓ガラス５ａ〜８ａを全開に開くようにしている。

また、空調制御装置２６は、ＣＯ_２センサ６６によって検出される二酸化炭素の濃度レベルが第１所定濃度よりも大きい第５所定濃度以下の場合は、窓５〜８におけるサイドバイザ１３の先端部と窓ガラス５ａ〜８ａの先端部とが面一の状態とし、二酸化炭素の濃度レベルが第５所定濃度よりも大きい場合は、窓ガラス５ａ〜８ａを全開状態とするようにしている。

これによれば、車室１内に漏れ出た二酸化炭素の濃度が第１所定濃度以上且つ第５所定濃度以下の場合は、窓５〜８をサイドバイザ１３の高さまで開き、二酸化炭素の濃度が第５所定濃度を超える場合は、窓部５〜８を全開に開くようにしても良い。

また、空調制御装置２６は、乗員配置パターンＡ〜Ｆと、二酸化炭素の濃度レベル（レベル１〜４）とを組み合わせたそれぞれの条件で、窓５〜８の開度をどのようにするかを予め決めたマップを有しており、マップに従って窓５〜８の開度を決定するようにしている。これによれば、乗員配置および二酸化炭素の濃度レベル（レベル１〜４）を考慮して決めた窓５〜８の最適開度パターンを、容易に選択することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図８は、本発明の第２実施形態に係るサンルーフ１４の概略構成を示す部分斜視図である。なお、以降の各実施形態においては、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成および特徴について説明する。

本実施形態は、乗降用ドア以外の開閉機構として車室１の屋根１９に設けられたサンルーフ１４を利用したものである。サンルーフ１４は、図示しないサンルーフ駆動機構（本発明で言う駆動手段）１５によって駆動され、チルト状態、半開、全開などに開度を可変して開口部２０を開き、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図９は、本発明の第３実施形態に係るオープントップ１６の概略構成を示す模式図である。上述した各実施形態と異なる特徴部分を説明する。本実施形態は、乗降用ドア以外の開閉機構として車室１の屋根が開閉するように構成されたオープントップ１６を利用したものである。オープントップ１６は、図示しないオープントップ駆動機構（本発明で言う駆動手段）１７によって駆動されて車室１を開き、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。例えば、上述の実施形態では、窓５〜８とサンルーフ１４とを別の実施形態としたが、併用してより効果的に二酸化炭素を排出するようにしても良い。

本発明の一実施形態における車両用空調装置のシステム構成を示す模式図である。 車室１内の概略配置を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る制御系の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態における動作を示すフローチャートである。 二酸化炭素の濃度と人体への影響との関係を示すグラフである。 乗員配置パターンＡ〜Ｆと、二酸化炭素の濃度レベルとの組み合わせのそれぞれで、窓５〜８の開度をどのようにするかを予め決めたマップである。 窓５〜８の開度位置を示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係るサンルーフ１４の概略構成を示す部分斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るオープントップ１６の概略構成を示す模式図である。

符号の説明

１…車室
２…運転席（各座席）
３…助手席（各座席）
４Ａ、４Ｂ…後席（各座席）
５〜８…窓（開閉機構、窓部）
５ａ〜８ａ…窓ガラス（開閉部）
９〜１２…窓開閉サーボモータ（駆動手段）
１３…サイドバイザ（庇部）
１４…サンルーフ（開閉機構）
１５…サンルーフ駆動機構（駆動手段）
１６…オープントップ（開閉機構）
１７…オープントップ駆動機構（駆動手段）
２６…空調制御装置（制御手段）
３１…ケース（空調ケース）
３８…エバポレータ（冷媒蒸発器）
６６…ＣＯ_２センサ（二酸化炭素濃度検出手段）
６７…着座センサ（乗員検出手段）
６８…マトリクスＩＲセンサ（乗員検出手段）
Ａ〜Ｆ…乗員配置パターン

Claims (11)

1. 車室（１）内に配される空調ケース（３１）内に少なくとも冷媒蒸発器（３８）を有し、冷媒として二酸化炭素を使用する車両用空調装置を搭載した車両に設けられる車両用安全装置において、
   前記車室（１）内の二酸化炭素の濃度を検出する二酸化炭素濃度検出手段（６６）と、
   前記車両の外郭を構成し、開放作動により前記車室（１）内と車室外とを連通可能な開閉機構（５〜８、１４、１６）と、
   前記開閉機構（５〜８、１４、１６）を開閉駆動する駆動手段（９〜１２、１５、１７）と、
   前記駆動手段（９〜１２、１５、１７）の作動を制御する制御手段（２６）とを備え、
   前記制御手段（２６）は、前記二酸化炭素濃度検出手段（６６）によって検出される二酸化炭素の濃度が第１所定濃度以上である場合、前記駆動手段（９〜１２、１５、１７）にて前記開閉機構（５〜８、１４、１６）を開放作動することを特徴とする車両用安全装置。
2. 前記開閉機構（５〜８）は、枠部と前記駆動手段（９〜１２）の駆動により前記枠部内を開閉する開閉部（５ａ〜８ａ）と前記枠部から張り出して設けられ閉鎖状態の前記開閉部（５ａ〜８ａ）の一部を覆う庇部（１３）とを備え、
   前記制御手段（２６）は、前記二酸化炭素検出手段（６６）によって検出される二酸化炭素濃度が前記第１所定濃度より大きい第２所定濃度以下である場合は、前記庇部（１３）と前記開閉部（５ａ〜８ａ）とが重なる範囲内で、前記開閉部（５ａ〜８ａ）を開放することを特徴とする請求項１に記載の車両用安全装置。
3. 前記開閉機構（５〜８）は複数設けられ、
   前記車室（１）内の各座席（３、４Ａ、４Ｂ）に乗員が乗車しているか否かを検出する乗員検出手段（６７、６８）を有し、
   前記制御手段（２６）は、前記乗員検出手段（６７、６８）の検出結果より前記車室（１）内の乗員配置パターン（Ａ〜Ｆ）を選定し、前記乗員配置パターン（Ａ〜Ｆ）に応じて前記各開閉機構（５〜８）の開放作動を可変することを特徴とする請求項２に記載の車両用安全装置。
4. 前記制御手段（２６）は、前記二酸化炭素濃度検出手段（６６）によって検出される二酸化炭素の濃度レベル（レベル１〜４）に応じて前記開閉機構（５〜８）の開放作動を可変することを特徴とする請求項２または３に記載の車両用安全装置。
5. 前記開閉機構（５〜８）は、前記各座席（２、３、４Ａ、４Ｂ）に対応して車両側方にそれぞれ設けられた窓部（５〜８）であり、
   前記制御手段（２６）は、前記乗員検出手段（６７、６８）の検出結果より、乗員が乗車していない座席が存在していると判断し、且つ前記二酸化炭素検出手段（６６）によって検出される二酸化炭素濃度が前記第１所定濃度より大きい第３所定濃度以下である場合は、乗員が乗車していない座席に対応する前記窓部（５〜８）の窓ガラス（５ａ〜８ａ）を開放することを特徴とする請求項３または４に記載の車両用安全装置。
6. 前記車両は、運転席（２）、助手席（３）、および後席（４Ａ、４Ｂ）を有し、
   前記制御手段（２６）は、前記乗員検出手段（６７、６８）の検出結果より、前記運転席（２）のみに乗員が乗車していると判断し、且つ前記二酸化炭素検出手段（６６）によって検出される二酸化炭素濃度が前記第１所定濃度より大きい前記第３所定濃度以下である場合は、前記後席（４Ａ、４Ｂ）に対応する前記窓部（７、８）の前記窓ガラス（７ａ、８ａ）を開放することを特徴とする請求項５に記載の車両用安全装置。
7. 前記制御手段（２６）は、前記乗員検出手段（６７、６８）の検出結果より、乗員が乗車していない座席が存在していると判断し、且つ前記二酸化炭素検出手段（６６）によって検出される二酸化炭素濃度が前記第３所定濃度以下である場合は、乗員が乗車していない座席に対応する第１不在窓部の前記窓ガラス（５ａ〜８ａ）を前記庇部（１３）と前記窓ガラス（５ａ〜８ａ）が重なる範囲内で開放し、
   前記二酸化炭素濃度が前記第３所定濃度よりも大きい第４所定濃度より大きい場合は、前記第１不在窓部の前記窓ガラス（５ａ〜８ａ）を前記庇部（１３）と前記窓ガラス（５ａ〜８ａ）が重なる範囲内で維持して、他の乗員が乗車していない座席に対応する第２不在窓部の前記窓ガラス（５ａ〜８ａ）を前記庇部（１３）と前記窓ガラス（５ａ〜８ａ）が重なる範囲内で開放することを特徴とする請求項５または６に記載の車両用安全装置。
8. 前記開閉機構（５〜８）は、前記各座席（３、４Ａ、４Ｂ）に対応して車両側方にそれぞれ設けられた窓部（５〜８）であり、前記開閉部（５ａ〜８ａ）は前記窓部（５〜８）に設けられた窓ガラス（５ａ〜８ａ）であり、
   前記制御手段（２６）は、前記二酸化炭素検出手段（６６）によって検出される二酸化炭素濃度が前記第１所定濃度より大きい第３所定濃度以下である場合は、第１窓部の窓ガラスを前記庇部（１３）と前記窓ガラス（５ａ〜８ａ）とが重なる範囲内で開放し、
   前記二酸化炭素濃度が前記第３所定濃度よりも大きい第４所定濃度より大きい場合は、前記第１窓部の窓ガラスを前記庇部（１３）と前記窓ガラス（５ａ〜８ａ）とが重なる範囲内で維持して、第２窓部の窓ガラスを前記庇部（１３）と前記窓ガラス（５ａ〜８ａ）が重なる範囲内で開放することを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の車両用安全装置。
9. 前記制御手段（２６）は、前記二酸化炭素濃度が前記第４所定濃度より大きい場合は、前記第１窓部または前記第１不在窓部における前記庇部（１３）の先端部と前記窓ガラス（５ａ〜８ａ）の先端部とが面一の状態で維持して、前記第２窓部または前記第２不在窓部における前記窓ガラス（５ａ〜８ａ）を開放することを特徴とする請求項７または８に記載の車両用安全装置。
10. 前記制御手段（２６）は、前記二酸化炭素濃度検出手段（６６）によって検出される二酸化炭素の濃度レベルが前記第１所定濃度よりも大きい第５所定濃度以下の場合は、前記窓部（５〜８）における前記庇部（１３）の先端部と前記窓ガラス（５ａ〜８ａ）の先端部とが面一の状態とし、前記二酸化炭素の濃度レベルが前記第５所定濃度よりも大きい場合は、前記窓ガラス（５ａ〜８ａ）を全開状態とすることを特徴とする請求項２または３に記載の車両用安全装置。
11. 前記制御手段（２６）は、前記乗員配置パターン（Ａ〜Ｆ）と、前記二酸化炭素の濃度レベル（レベル１〜４）とを組み合わせたそれぞれの条件で、前記開閉機構（５〜８、１４、１６）の開度をどのようにするかを予め決めたマップを有しており、前記マップに従って前記開閉機構（５〜８、１４、１６）の開度を決定することを特徴とする請求項４に記載の車両用安全装置。

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