JP3882740B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

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する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１に記載の車両用空調装置は、加湿量を変化させるとともに、送風機の風量を変化させて運転者に揺らぎを与える（アクチュエーションに相当）ことにより、運転者の覚醒度を高めている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２５２４６１号公報 （第１頁〜第２頁、図６）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１の空気調和装置は、下記に示す課題を有する。
同じ揺らぎを長時間、実施すると、運転者が慣れてしまい、覚醒度が向上しなくなる。
運転者によっては、揺らぎを与えても覚醒度が向上しない。
揺らぎを与えて覚醒度が向上する運転者であっても、車両環境が変わると、覚醒度が向上しなくなる場合がある。
揺らぎにより、他の乗員が不快感を感じる場合がある。
【０００５】
本発明の目的は、乗員の覚醒度を、長時間、改善することができる車両用空調装置の提供にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１について〕
空調センサのセンサ出力および空調操作器の操作信号に基づいて空調制御器が空調装置本体を制御する。
【０００７】
覚醒度検出手段は、乗員の覚醒度を検出する。
アクチュエーション実施手段は、走行時間帯、外気温度、および車速等に基づいて車両環境を複数組作り、それら車両環境の各組に対して、それぞれ、乗員の覚醒度の改善が可能な複種類のアクチュエーションを用意している。そして、アクチュエーション必要時にアクチュエーションを一つづつ実施する。
【０００８】
車両環境判定手段は、現在の車両環境を判定する。
改善効果検証手段は、実施した複種類のアクチュエーションに対する改善効果の大きさを検証する。
検証完了後は、アクチュエーション必要時に、アクチュエーション実施手段が、覚醒度の改善効果が大きいアクチュエーションを優先して実施する。これにより、乗員の覚醒度を、長時間、改善することができる。
また、アクチュエーション必要時に、車両環境判定手段が判定した車両環境の組に対応するアクチュエーションをアクチュエーション実施手段が一つづつ実施する。これにより、車両環境が変わっても、乗員の覚醒度を、長時間、改善することができる。
【０００９】
〔請求項２について〕
空調センサのセンサ出力および空調操作器の操作信号に基づいて空調制御器が空調装置本体を制御する。
【００１０】
覚醒度検出手段は、乗員の覚醒度を検出する。
アクチュエーション実施手段は、乗員の覚醒度の改善が可能な複種類のアクチュエーションを用意している。そして、アクチュエーション必要時にアクチュエーションを一つづつ実施する。
【００１１】
改善効果検証手段は、実施した複種類のアクチュエーションに対する改善効果の大きさを検証する。
検証完了後は、アクチュエーション必要時に、アクチュエーション実施手段が、覚醒度の改善効果が大きいアクチュエーションを優先して実施する。これにより、乗員の覚醒度を、長時間、改善することができる。
乗員の覚醒度の改善は、運転者の乗員に対しては、覚醒度を高くすることであり、運転者の居眠りを防止する。また、運転者以外の乗員に対しては、覚醒度を所定値に収束させることであり、これにより、乗員の快適性が高まる。
【００１２】
〔請求項３について〕
空調センサのセンサ出力および空調操作器の操作信号に基づいて空調制御器が空調装置本体を制御する。
覚醒度検出手段は、乗員の覚醒度を検出する。
アクチュエーション実施手段は、乗員の覚醒度の改善が可能な複種類のアクチュエーションを用意している。そして、アクチュエーション必要時にアクチュエーションを一つづつ実施する。
改善効果検証・記憶手段は、実施した複種類のアクチュエーションに対する改善効果の大きさを検証し、結果を記憶する。
検証・記憶完了後は、アクチュエーション必要時に、アクチュエーション実施手段が、覚醒度の改善効果が大きいアクチュエーションから順に実施していく。これにより、乗員の覚醒度を、長時間、改善することができる。
【００１４】
〔請求項４について〕
アクチュエーション実施手段は、走行時間帯、外気温度、および車速等に基づいて車両環境を複数組作り、それら車両環境の各組に対して、それぞれ、複種類のアクチュエーションを用意している。
車両環境判定手段は、現在の車両環境を判定する。
アクチュエーション必要時に、車両環境判定手段が判定した車両環境の組に対応するアクチュエーションをアクチュエーション実施手段が一つづつ実施する。これにより、車両環境が変わっても、乗員の覚醒度を、長時間、改善することができる。
【００１５】
〔請求項５について〕
乗員の覚醒度の改善は、運転者の乗員に対しては、乗員の覚醒度を高くすることであり、運転者の居眠りを防止する。
また、運転者以外の乗員に対しては、乗員の覚醒度を所定値に収束させることであり、これにより、乗員の快適性が高まる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例に係る車両用空調装置Ａ（請求項１、２、３、４、５に対応）を、図１〜図３に基づいて説明する。
【００１７】
車両用空調装置Ａは、各センサのセンサ出力および温度設定レバー１の操作信号等に基づいて制御器２が空調装置本体３を制御している。
【００１８】
センサは、車室内温度を検出する内気温センサ４１、外気温度を検出する外気温センサ４２、エンジン冷却水の水温を検出する冷却水温センサ４３、日射量を検出する日射量センサ４４、およびエバ後センサ４５である。
【００１９】
空調装置本体３は、空調ダクト３０内に配設した複数の空調用部材と冷凍サイクルとにより構成されている。
内外気切替ドア３１およびブロワ３２は、空調ダクト３０の上流側に設けられている。
【００２０】
内外気切替ドア３１は、サーボモータ等のアクチュエータ３３により駆動され、内気吸込口３４または外気吸込口３５を選択的に開閉する。
ブロワ３２は、内外気吸込口３４、３５から各吹出口へ向かう空気流を空調ダクト３０内に発生させるためのものである。
【００２１】
エバポレータ５１は、空調ダクト３０の通路を遮る様にダクト内に配され、通過する空気を冷却する。
このエバポレータ５１の下流側には、内部をエンジン冷却水が流れるヒータコア５２が設けられている。
ヒータコア５２の上流側には、空調風の吹出温度を変えるためのエアミックスドア５３が設けられている。
【００２２】
エアミックスドア５３は、サーボモータ等のアクチュエータ５４により駆動され、迂回する空気流と通過する空気流との割合の変更が可能である。
【００２３】
冷凍サイクルは、冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサと、この吐出する冷媒を凝縮液化させるコンデンサと、このコンデンサから流入する液冷媒を気液分離するレシーバと、このレシーバから流入する液冷媒を断熱膨張させるエキスパンション・バルブと、このエキスパンション・バルブ（何れも図示せず）から流入する霧状の冷媒を蒸発気化させるエバポレータ５１とにより構成されている。
【００２４】
空調ダクト３０の下流側には、デフロスタ吹出口３６、フェイス吹出口３７、フット吹出口３８が開口している。
そして、各吹出口には、吹出口モードを切り替えるためのモード切替ドア５５、５６、５７が配設され、これらのドアは、サーボモータ等のアクチュエータ５８により駆動される。
【００２５】
吹出口モードは、ＦＡＣＥモード、Ｂ／Ｌモード、ＦＯＯＴモード、Ｆ／Ｄモード、ＤＥＦモードである。
【００２６】
また、１１は各吹出口を手動で切り替えるための吹出口切替スイッチ、１２は車両用空調装置Ａを運転状態にするためのオートスイッチである。
【００２７】
制御器２は、下記の様に空調装置本体３を制御する。
設定室温と各センサの検出値とを所定の式（図示せず）に当てはめて目標吹出温度ＴＡＯを算出する。
【００２８】
また、予め設定しておいた目標吹出温度- ブロワ制御電圧カーブ（図示せず）に目標吹出温度ＴＡＯを当てはめてブロワ制御電圧ＶＡを求める。
更に、予め設定しておいた目標吹出温度- 吹出モードカーブ（図示せず）に目標吹出温度ＴＡＯを当てはめて吹出モードを決定する。
【００２９】
また、制御器２は、運転者（乗員）の覚醒度の検出、アクチュエーションの実施、走行環境の判定も行っている。
【００３０】
走行環境として、本実施例では下記のものを採用しており、各センサからのセンサ信号に基づいて現在の走行環境を制御器２が判別している。
・外気温度が２５℃以上であるか、２５℃未満であるか。
・高速走行中（所定時間内の平均時速が７０ｋｍ以上）であるか否か。
・昼間であるか、夜間であるか。
【００３１】
覚醒度の検出に当たって、本実施例では下記のものを採用しており、各センサからのセンサ信号を制御器２が処理して運転者の覚醒度を検出している。
・心拍数
・眼球運動
・皮膚電位
【００３２】
アクチュエーションとして、本実施例では制御器２が下記のものを用意している。
・マイナスイオンの車室内への放出
・アロマの車室内への放散
・吹き出し風量の変動
・空調風の吹出温度の変動
・光や表示器による視覚刺激
なお、その他、シートの振動や、音や音声による聴覚刺激等を加えても良い。
【００３３】
つぎに、本実施例の車両用空調装置Ａの制御器２の作動を、表１、図２、および図３に基づいて説明する。
【００３４】
車両用空調装置Ａが作動状態になると、制御器２のマイクロコンピュータは、空調制御プログラム（ステップＳ１〜Ｓ２のフローチャート）や覚醒アクチュエーションプログラム（ステップｓ１〜ｓ２のフローチャート）に基づいて、空調制御とアクチュエーション制御とを行う。なお、各プログラムは、マイクロコンピュータのＲＯＭに格納されている。
【００３５】
図２のステップＳ１において、データ処理用のメモリに、車両の熱負荷データを読み込ませる。
熱負荷データは、内気温センサ４１、外気温センサ４２、冷却水温センサ４３、および日射量センサ４４が出力する、車室内温度、外気温度、エンジン冷却水温度、および日射量に係る各検出値である。
【００３６】
ステップＳ２において、温度設定レバー１により設定される設定温度と、読み込んだ熱負荷データとに基づいて、目標吹出口温度ＴＡＯを算出し、ブロワ制御電圧ＶＡおよびＡ／Ｍドア開度ＳＷを決定する。
そして、この算出値等に対応する制御信号を各アクチュエータに出力し、再び、ステップＳ１に戻る。
【００３７】
図２のステップｓ１において、運転者が眠気を感じている（覚醒度≦判定値）か否かを判別し、覚醒度が判定値以下で、運転者が眠気を感じていると判別される場合（ＹＥＳ）にはステップｓ２に進む。なお、空調装置本体３が停止している場合には、空調装置本体３を作動状態にする。
また、覚醒度が判定値を越え、運転者が眠気を感じていないと判別される場合（ＮＯ）には待機する。
【００３８】
ステップｓ２において、前回の空調運転を行った際に格納した効果順位を考慮し、現在の走行環境に対応したｍ種類（本実施例では四種類）のアクチュエーションをセットする（表１参照）。
【００３９】
【表１】

【００４０】
例えば、外気温度が２５℃以上、高速走行中、時間帯が昼間であれば、前回の空調運転で格納された効果順位に従って、四種類（ｍ＝４）のアクチュエーションを以下の様にセットする。
Ｘ＝１ マイナスイオン（マイナスイオンの車室内への放出）
Ｘ＝２ アロマ（アロマの車室内への放散）
Ｘ＝３ 風量（吹き出し風量の変動）
Ｘ＝４ 温度（空調風の吹出温度の変動）
【００４１】
なお、本実施例では、前回の空調運転を行った際に格納した効果順位に基づいて効果順位が上位のアクチュエーション程、順番を早くしている。
【００４２】
ステップｓ３において、Ｘ＝ｍの場合のみＸ＝０を実施し、つぎに、Ｘ＝Ｘ＋１を実施する。なお、本実施例では、ｍは４である。
【００４３】
ステップｓ４において、第Ｘのアクチュエーションを実施し、ステップｓ５に進む。
アクチュエーションは、空調装置本体３の各空調用アクチュエータ（図示せず）の操作、マイナスイオン発生器（図示せず）の稼働、またはアロマ放散器（図示せず）の稼働等により行う。
【００４４】
ステップｓ５において、覚醒度を検出し、経過時間とともに検出値を格納し、ステップｓ６に進む。
【００４５】
ステップｓ６において、第Ｘのアクチュエーションの効果が持続しているか否かを判別し、効果が持続している場合（ＹＥＳ）にはステップｓ８に進む。
また、効果が無くなった場合（ＮＯ）にはステップｓ７に進む。
【００４６】
ステップｓ７において、第Ｘのアクチュエーションの効果を検証（図３参照）し、結果を格納する。
本実施例では、判定値と覚醒度曲線とによって囲まれる面積（積分値）の大きさで効果を評価している。
【００４７】
ステップｓ８において、ＩＧ（イグニッション）がオフであるか否かを判別し、ＩＧがオフ（ＹＥＳ）であればステップｓ１０に進み、ＩＧがオン（ＮＯ）であればステップｓ９に進む。
【００４８】
ステップｓ９において、走行環境に変化があるか否かを判別し、走行環境に変化がある場合（ＹＥＳ）にはステップｓ２に戻り、走行環境に応じたアクチュエーションの組をセットし直す。
また、走行条件に変化がなければ、ステップｓ４に戻り、第Ｘのアクチュエーションを継続して実施する。
【００４９】
ステップｓ１０において、その走行環境におけるアクチュエーション毎の効果順位を格納する。
【００５０】
本発明の車両用空調装置Ａは、以下の利点を奏する。
〔ア〕車両用空調装置Ａは、運転者に対して覚醒度を高める効果が期待できる複種類のアクチュエーションを用意し、慣れにより覚醒効果が判定値以下に低下した場合や、覚醒効果が得られない場合には、別のアクチュエーションに変更する構成である。
【００５１】
具体的には、アクチュエーション未実施期間（図３の期間２０）中に、覚醒度≦判定値になると、Ｘ＝１のアクチュエーションを実施（期間２１）し、この期間２１において、再び、覚醒度≦判定値になると、Ｘ＝２のアクチュエーションを実施（期間２２）する。
【００５２】
しかし、Ｘ＝２のアクチュエーションを実施しても、覚醒度＞判定値とならず、覚醒効果が得られない場合には、Ｘ＝３のアクチュエーションを実施（期間２３）する。
このため、長い時間に亘って運転者の覚醒度を高い状態に維持でき、運転中の居眠りを確実に防止することができる。
【００５３】
〔イ〕更に、各アクチュエーションを一通り実施して検証・記憶完了後は、アクチュエーション必要時に、運転者に対して覚醒度を高める効果が大きいアクチュエーションから順に実施していく構成である。
これにより、次回の空調運転から、運転者の覚醒度を高い状態に、長い時間、維持することができ、運転者の運転中の居眠りを確実に防止することができる。
【００５４】
〔ウ〕車両用空調装置Ａは、走行時間帯、外気温度、および車速等に基づいて六組作った走行環境の各組に対してそれぞれ、四種類のアクチュエーションを用意し、制御器２が判定した現在の走行環境に該当する組のアクチュエーションを実施する構成である。
【００５５】
つまり、現在の走行環境下で運転者の覚醒度を高い状態にできる四種類のアクチュエーションがセットされるので、様々な走行環境であっても、運転者の覚醒度を高い状態に維持でき、運転者の運転中の居眠りを確実に防止することができる。
【００５６】
本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施態様を含む。
ａ．運転者以外の乗員（助手席や後席の乗員）に対しては、高い覚醒度にする必要がないので、乗員の覚醒度が所定値に収束する様に、アクチュエーションを実施するのが好ましい（請求項５に対応）。これにより、運転者以外の乗員の快適性が高まる。
【００５７】
ｂ．検証完了後に、乗員の覚醒度の改善効果が大きいアクチュエーションをアクチュエーション実施手段が優先して実施する場合、乗員の覚醒度の改善効果が小さいアクチュエーションを実施しないようにしても良い（請求項１、２に対応）。
【００５８】
ｃ．図２において、ステップｓ１の判定値とステップｓ５の判定値とが異なる構成であっても良い。
【００５９】
ｄ．ステップｓ７において、第Ｘのアクチュエーションの効果を検証する場合、その他、効果の持続時間で評価しても良い。また、判定値と覚醒度曲線とによって囲まれる面積（積分値）の大きさ＋持続時間の両方で評価しても良い。
【００６０】
ｅ．ステップｓ２において、効果順位が下位のアクチュエーション程、順番が早くなる様に変更しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る車両用空調装置の構成を示す説明図である。
【図２】その車両用空調装置の覚醒アクチュエーションプログラムの動作を示すフローチャートである。
【図３】各アクチュエーションを実施した場合における、経過時間- 覚醒度を示すグラフである。
【符号の説明】
Ａ 車両用空調装置
１ 温度設定レバー（空調操作器）
２ 制御器（空調制御器、覚醒度検出手段、改善効果検証手段、改善効果検証・記憶手段、車両環境判定手段、アクチュエーション実施手段）
３ 空調装置本体
４１ 内気温センサ（空調センサ）
４２ 外気温センサ（空調センサ）
４３ 冷却水温センサ（空調センサ）
４４ 日射量センサ（空調センサ）
４５ エバ後センサ（空調センサ）

Claims (5)

1. 空調センサのセンサ出力および空調操作器の操作信号に基づいて空調装置本体を空調制御器が制御する車両用空調装置であって、
   乗員の覚醒度を検出する覚醒度検出手段と、
   前記乗員の覚醒度の改善が可能な複種類のアクチュエーションを用意するとともに、アクチュエーション必要時に何れかのアクチュエーションを実施するアクチュエーション実施手段と、
   実施した複種類のアクチュエーションに対する改善効果の大きさを検証する改善効果検証手段とを設け、
   検証完了後は、前記乗員の覚醒度の改善効果が大きいアクチュエーションを前記アクチュエーション実施手段が優先して実施する車両用空調装置において、
   前記アクチュエーション実施手段は、走行時間帯、外気温度、および車速等に基づいて複数組作った車両環境の各組に対して複種類のアクチュエーションを用意し、
   現在の車両環境を判定する車両環境判定手段が判定した車両環境の組に対応する何れかのアクチュエーションを実施することを特徴とする車両用空調装置。
2. 空調センサのセンサ出力および空調操作器の操作信号に基づいて空調装置本体を空調制御器が制御する車両用空調装置において、
   乗員の覚醒度を検出する覚醒度検出手段と、
   前記乗員の覚醒度の改善が可能な複種類のアクチュエーションを用意するとともに、アクチュエーション必要時に何れかのアクチュエーションを実施するアクチュエーション実施手段と、
   実施した複種類のアクチュエーションに対する改善効果の大きさを検証する改善効果検証手段とを設け、
   検証完了後は、前記乗員の覚醒度の改善効果が大きいアクチュエーションを前記アクチュエーション実施手段が優先して実施する車両用空調装置において、
   前記乗員の覚醒度の改善とは、運転者の乗員に対しては覚醒度を高くすることであり、運転者以外の乗員に対しては覚醒度を所定値に収束させることであることを特徴とする車両用空調装置。
3. 空調センサのセンサ出力および空調操作器の操作信号に基づいて空調装置本体を空調制御器が制御する車両用空調装置において、
   乗員の覚醒度を検出する覚醒度検出手段と、
   前記乗員の覚醒度の改善が可能な複種類のアクチュエーションを用意するとともに、アクチュエーション必要時に何れかのアクチュエーションを実施するアクチュエーション実施手段と、
   実施した複種類のアクチュエーションに対する改善効果の大きさを検証し、結果を記憶する改善効果検証・記憶手段とを設け、
   検証・記憶完了後は、前記アクチュエーション実施手段が、前記乗員の覚醒度の改善効果が大きいアクチュエーションから順に実施していくことを特徴とする車両用空調装置。
4. 前記アクチュエーション実施手段は、走行時間帯、外気温度、および車速等に基づいて複数組作った車両環境の各組に対して複種類のアクチュエーションを用意し、車両環境判定手段が判定した車両環境の組に対応する何れかのアクチュエーションを実施することを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
5. 前記乗員の覚醒度の改善とは、運転者の乗員に対しては前記乗員の覚醒度を高くすることであり、運転者以外の乗員に対しては前記乗員の覚醒度を所定値に収束させることである請求項３または請求項４に記載の車両用空調装置。

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