JP7031279B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

車両用空調装置に関し、特に、座席別の空調が可能な車両用空調装置に関する。

特許文献１に開示されているように、座席別に空調が可能な車両用空調装置が知られている。座席別に空調が可能な車両用空調装置は、車室全体を空調する場合と異なり、座席に着座する乗員別に、各乗員の好みに応じた空調を行うことができる。

特開２００６－１３１１０６号公報

座席別に空調を行う場合、空調対象となっている座席の周辺の空間が、主として空調される空間となる。従来、この空間は、座席に対する相対位置や大きさの制御は行われていない。

一方、乗員は姿勢変化がある。乗員の姿勢変化によっては、乗員の体の一部が、空調されている空間の外に出てしまう恐れがある。乗員の体の一部が空調されている空間の外に出てしまうと快適性が損なわれる。

本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、座席別の空調が可能で、かつ、乗員の快適性が損なわれにくい車両用空調装置を提供することにある。

上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として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ものであって、開示した技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するための１つの開示は、
車両（２）で用いられ、座席別に空調空気の吹き出し口（３８）を備え、かつ、吹き出し口から吹き出す空調空気の吹き出し範囲が変更可能な車両用空調装置であって、
座席に着座している乗員の位置を検出する乗員検出部（５）と、
吹き出し範囲を、乗員検出部が検出した乗員の位置を含む範囲に設定して空調する空調制御部（１５０）と、を備え、
空調制御部は、乗員の一定時間の位置の変化に基づいて乗員の位置の揺れ範囲を決定し、吹き出し範囲のサイズを、乗員の位置の揺れ範囲よりも大きくする車両用空調装置である。

この車両用空調装置は、座席別に空調空気の吹き出し口を備えているため、座席別の空調が可能である。また、その吹き出し口から吹き出す空調空気の吹き出し範囲が変更可能であり、かつ、乗員の位置を逐次検出している。そして、空調制御部は、空調空気の吹き出し範囲を、乗員の位置を含む範囲に設定して空調する。したがって、乗員の姿勢が変化しても、吹き出し範囲が乗員の姿勢変化に合わせて変化することになるので、乗員の位置が空調されている領域から外れにくい。よって、乗員の快適性が損なわれにくい。

車両空調システム１の構成図である。 車両空調システム１が備える各装置の詳細構成を示す図である。 図２の座席空調装置１００が備える空調ユニット１１０の詳細構成図である。 座席３の斜視図である。 座席３の背部３２に収容された調整機構を示す図である。 座席空調装置１００への空気導入経路を説明する図である。 座席空調装置１００の空調制御部１５０が実行する処理を示すフローチャートである。 図７に続いて空調制御部１５０が実行する処理を示すフローチャートである。 図８に続いて空調制御部１５０が実行する処理を示すフローチャートである。 追従制御条件を示す表である。

＜全体構成＞
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、車両空調システム１の構成図である。車両空調システム１は、車両２に搭載されている。車両空調システム１は、車室空調装置４と、カメラ５と、携帯端末６と、座席空調装置１００とを備えている。また、この車両２には、ナビゲーション装置７も搭載されている。なお、座席空調装置１００とカメラ５とにより、車両用空調装置１０が構成される。

車両２は、複数の座席３を備える。図１に示す車両２は、座席３として前席と後席とを備える２列席の車両である。ただし、車両２は、複数の座席３を備えていればよく、２列席の車両に限られない。たとえば、車両２はバスでもよい。

座席３は、内部にダクトを備えており、このダクトに座席空調装置１００から空調空気が供給される。この空調空気は、座席３の表面から吹き出され、座席３の周辺の空間を空調する。

車室空調装置４は、車両に一般的に備えられている空調装置であり、車両２の車室２ａ全体を空調する。車室２ａ全体を空調するために、ダッシュボードなど、特定の座席３に限定されない位置に空気の吹き出し口を備える。また、車室空調装置４は、特定の座席３に向けた吹き出し口を複数備えることで、車室２ａ全体を空調するものでもよい。車室空調装置４は、エンジンルーム２ｂ内または車室２ａ内に配置される。

カメラ５は、座席空調装置１００が配置されている座席３別に設けられる。カメラ５の撮像範囲は、その座席３に着座する乗員が撮像できる範囲に設定されている。カメラ５は、乗員検出部であり、乗員の位置を検出するために用いる。そのため、カメラ５は、可視光を撮像できるカメラでもよいが、赤外線カメラでもよい。

ナビゲーション装置７は、目的地までの経路を設定し、目的地までの経路に沿って車両２が走行できるように経路案内を行う。このナビゲーション装置７は、車内ＬＡＮ２０に接続されており、車内ＬＡＮ２０を介して、座席空調装置１００の空調制御部１５０と通信可能である。ナビゲーション装置７が空調制御部１５０に送信する情報には、案内中の経路および現在位置を示す情報がある。

携帯端末６は、座席空調装置１００を制御する端末である。携帯端末６は、たとえば、スマートフォンであり、スマートフォンにアプリケーションをインストールすることで、スマートフォンは座席空調装置１００を制御できる。

＜各装置の詳細構成＞
図２に各装置の詳細構成を示している。座席空調装置１００は、空調ユニット１１０と、通信部１２０と、加速度センサ１３０と、温度センサ１４０と、空調制御部１５０とを備えている。これらは、一つの筐体１０１（図４参照）に収容されて、空調する座席３の下に配置される。

空調ユニット１１０は、空気を冷却および加温する機械的構成である。空調ユニット１１０の構成を図３に示す。空調ユニット１１０は、冷凍サイクル装置１１０ａと、加熱装置１１５と、第１送風機１１２ａと、第２送風機１１４ａと、を備える。

冷凍サイクル装置１１０ａは、圧縮機１１１と、凝縮器１１２と、減圧部１１３と、蒸発器１１４と、を備える。

圧縮機１１１は、車載バッテリから供給された直流電圧で駆動される電動圧縮機であり、冷媒を圧縮して冷媒温度を上昇させる。圧縮機１１１により圧縮された冷媒は、凝縮器１１２に供給される。

凝縮器１１２には、空気が第１送風機１１２ａにより送風される。凝縮器１１２は、この送風された空気に冷媒の熱を放熱させる。凝縮器１１２で放熱された冷媒は、減圧部１１３に供給される。減圧部１１３において冷媒は、固定絞りで減圧される。減圧部１１３で減圧された冷媒は、蒸発器１１４に提供される。

蒸発器１１４において冷媒は、第２送風機１１４ａにより送風された空気を冷却する。これにより空気が冷風となって、座席３の内部に配置されたダクトに供給される。蒸発器１１４で冷却された冷媒は、圧縮機１１１に提供される。

このように、冷媒が冷凍サイクル装置１１０ａを循環しつつ、第２送風機１１４ａにより送風された空気が冷却されて冷風が座席３の内部に配置されたダクトに供給される。なお、第２送風機１１４ａは、筐体１０１においてシート前端面に設けられた吸い込み口１０２（図４参照）を通じて座席３の前方の空気を吸い込み、この空気を蒸発器１１４及び後述の加熱装置１１５に向けて送風する。蒸発器１１４及び後述の加熱装置１１５を通過した空気は座席３の内部に形成されたダクトに供給される。

加熱装置１１５は、ＰＴＣヒータ、熱線式ヒータ等からなる電気ヒータであり、第２送風機１１４ａにより送風された空気を加熱する。これにより、空気が温風となって、座席３の内部のダクトに向けて供給される。

なお、冷房も暖房をしない送風時には、空調ユニット１１０は、冷凍サイクル装置１１０ａ及び加熱装置１１５をオフにしつつ、空気を座席３内のダクトに送風することで、その空気を座席３の表面から吹き出させる。冷房時、暖房時、及び冷房も暖房をしない送風時を含めて、空調ユニット１１０から送風される空気を、空調空気を呼ぶ。

説明を図２に戻す。通信部１２０は、近距離無線通信を行う通信部であり、携帯端末６との間で近距離無線通信を行う。近距離無線通信は、たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に従う通信である。

加速度センサ１３０は、この座席空調装置１００に生じる加速度を検出する。検出できる加速度は、たとえば、３軸方向全部である。ただし、車両２の幅方向に生じる加速度のみを検出する１軸の加速度センサや、車両２の幅方向および前後方向に生じる加速度を検出する２軸の加速度センサを用いることもできる。加速度センサ１３０は、車両２に固定されていることになるので、加速度センサ１３０が検出する加速度は、車両２に生じている加速度である。

温度センサ１４０は、空調ユニット１１０で生成された空調空気の吹き出し口に配置されており、空調ユニット１１０で生成された空調空気の吹き出し時の温度を検出する。

空調制御部１５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータを主体として構成される。空調制御部１５０は、ＲＯＭ等のメモリに記憶された各種プログラムをＣＰＵ等のプロセッサが実行することで、空調ユニット１１０、通信部１２０を制御する。空調制御部１５０が実行する制御は、図７、図８、図９を用いて後に説明する。なお、空調制御部１５０が実行する機能の一部または全部が専用のＩＣ等により、ハードウェア構成として提供されてもよい。

車室空調装置４は、空調ユニット４１と空調制御部４２を備える。空調ユニット４１は、座席空調装置１００が備える空調ユニット１１０と同じく、冷凍サイクル装置、加熱装置などを備え、車室２ａ内へ空調空気を吹き出す。

空調制御部４２は、座席空調装置１００の空調制御部１５０と車内ＬＡＮ２０により相互に接続されている。この車内ＬＡＮ２０を介して、座席空調装置１００から、車室２ａ内を全体空調することを指示する信号が送信される。空調制御部４２は、この信号を受信すると、車室２ａ全体を空調するために、空調ユニット４１を作動させる。空調制御部４２は、空調ユニット４１を制御して、車室２ａを冷房および暖房することができる。

携帯端末６は、操作部６１と、通信部６２と、表示部６３と、制御部６４を備える。操作部６１は、座席空調装置１００を遠隔操作するためにユーザが操作する。この操作部６１を操作することで、座席空調装置１００を個別に作動させることができる。座席空調装置１００を個別に作動させるために、携帯端末６は、複数の座席空調装置１００がそれぞれ備える通信部１２０から、通信を行う通信部１２０を選択できる。

通信部６２は、近距離無線通信が可能な通信部であり、座席空調装置１００が備える通信部１２０と通信できる。通信部６２からは、操作部６１が操作されることにより定まる設定温度など、座席空調装置１００の空調設定を指示する信号が、座席空調装置１００の通信部１２０へ送信される。また、座席空調装置１００の通信部１２０から、携帯端末６の通信部６２へ、座席空調装置１００が検出した現在の温度、現在の風量など、座席空調装置１００の現在の作動状態、および、設定温度を表す情報が送信される。

表示部６３には、座席空調装置１００を遠隔操作するための操作画面、座席空調装置１００の作動状態を示す画面などが表示される。

制御部６４は、操作部６１から供給される信号を取得し、その信号に基づいて通信部６２、表示部６３を制御する。制御部６４は、通信部６２に、座席空調装置１００の通信部１２０との間で信号の送受信を行わせ、表示部６３に、種々の操作画面、座席空調装置１００の作動状態を示す画面を表示させる。

＜座席３の構成＞
図４に座席３の斜視図を示す。座席３の下に座席空調装置１００が配置される。座席空調装置１００から供給される空調空気は、座面３１および背部３２から、その座席３の周囲に吹き出される。

座面３１および背部３２には、表面シートの裏側に複数の吹き出し口３８が形成された裏側シート３７が配置され、その吹き出し口３８から空調空気が吹き出される。図４において、実線は座席３から吹き出される空調空気の方向の一例である。図４に示されるように、座席３の背部３２は、乗員の背中を支持する面である支持面３２ａおよび車両幅方向の面である側面３２ｂから、空調空気が吹き出される。空調空気の風量は空調ユニット１１０の内部あるいは空調ユニット１１０と吹き出し口３８とを連結するダクト内に設けられたファンにより調整可能である。

座席空調装置１００の筐体１０１内に取り入れられる空気は、吸い込み口１０２から取り入れられる。この吸い込み口１０２の背面には、吸い込み口１０２を開状態および閉状態に切り替えるダンパ１０３が配置されている。ダンパ１０３は、空調制御部１５０により開状態とするか閉状態とするかが切り替え可能である。

図４において、背部３２の支持面３２ａから吹き出される空調空気は、３本の矢印で、広い角度範囲に渡り吹き出されている状態を示している。しかし、背部３２の支持面３２ａから吹き出される空調空気は、吹き出し範囲の向きとサイズが調整可能である。吹き出し範囲の向きおよびサイズを調整する調整機構を、図５を用いて説明する。

図５は、座席３の背部３２に収容された調整機構を示す図である。調整機構は、縦方向に延びる複数本の縦ルーバ３３と、横方向に延びる複数本の横ルーバ３４とを備えた構成である。これら縦ルーバ３３、横ルーバ３４にはそれぞれアクチュエータ３５、３６が接続されている。

アクチュエータ３５は３つ備えられており、それぞれ２つの縦ルーバ３３と連結されている。アクチュエータ３５は、縦ルーバ３３の短辺の端部に接続されており、その接続部を図に示す両矢印方向に移動させる。これにより、アクチュエータ３５は、縦ルーバ３３を長手方向軸周りに回転させる。３つのアクチュエータ３５は、それぞれ独立して駆動可能である。したがって、縦ルーバ３３の背面から供給される空調空気は、縦ルーバ３３により、車両幅方向の吹き出し範囲の向きとサイズが調整される。

アクチュエータ３６は３つ備えられており、それぞれ２つあるいは３つの横ルーバ３４と連結されている。アクチュエータ３６は、横ルーバ３４の短辺の端部に接続されており、その接続部を図に示す両矢印方向に移動させる。これにより、アクチュエータ３６は、横ルーバ３４を長手方向軸周りに回転させる。３つのアクチュエータ３６は、それぞれ独立して駆動可能である。したがって、横ルーバ３４の背面から供給される空調空気は、横ルーバ３４により、上下方向の吹き出し範囲の向きとサイズが調整される。

なお、縦ルーバ３３と横ルーバ３４の数は一例であり、図５に示す数よりも多い数あるいは少ない数の縦ルーバ３３と横ルーバ３４が備えられていてもよい。また、各縦ルーバ３３および各横ルーバ３４に対して１つのアクチュエータ３５、３６が接続されていてもよい。

座面３１から吹き出される空調空気も、背部３２の支持面３２ａから吹き出される空調空気と同じ機構により、吹き出し範囲のサイズと向きが車両前後方向および車両幅方向に調整可能である。

座席３がこのような構成を備えるので、座席空調装置１００から座席３に供給される空調空気により、座席３別に、座席３に着座する乗員を包み込むような空調空間を形成することができる。以下では、座席空調装置１００が実行する空調を、包み込み空調と記載する。

図６は、座席空調装置１００への空気導入経路を説明する図である。座席空調装置１００へは外気導入が可能である。車両２には、座席空調装置１００へ外気を導入するための外気導入口８と、外気導入ダクト９と、外気導入ダンパ１１が形成されている。外気導入口８および外気導入ダクト９は、座席空調装置１００ごとに設けられている。

たとえば、後席に配置された座席空調装置１００に対しては、後席よりも車両後方において外気に触れる部分に２箇所の外気導入口８が設けられている。これら２箇所の外気導入口８は、外気導入ダクト９で相互に連結されており、さらに、別の外気導入ダクト９により、外気導入口８と、後席に配置されて座席空調装置１００は連結されている。なお、外気導入口８は２つである必要はなく、１つのみでもよい。座席空調装置１００には、外気導入ダクト９が接続された部分に外気導入ダンパ１１が配置されている。

また、前席に配置された座席空調装置１００に対しては、前席よりも車両前方において外気に触れる部分に外気導入口８が設けられている。車両前方に設けられた外気導入口８は、外気導入ダクト９により、前席に配置されて座席空調装置１００と連結されている。前席に設けられた座席空調装置１００にも、外気導入ダクト９が接続された部分に外気導入ダンパ１１が配置されている。

また、車室２ａ内には、外気排気ダクト１２が各座席３の付近に形成されている。外気排気ダクト１２は、車室２ａの空気を車両２の外部へ排気するためのダクトである。外気排気ダクト１２はダンパ機能を備えており、開閉が可能である。外気排気ダクト１２の開閉も、空調制御部１５０により制御される。

座席空調装置１００ごとに設けられた外気導入ダンパ１１および外気排気ダクト１２が開状態になる外気導入モードでは、座席空調装置１００ごとに外気導入状態となる。一方、これら外気導入ダンパ１１および外気排気ダクト１２がともに閉状態になると、座席空調装置１００ごとに内気循環モードになる。

＜空調制御部１５０の処理＞
次に、空調制御部１５０が実行する処理を説明する。図７に示す処理は、携帯端末６から空調開始が指示された場合に開始する。ステップ（以下、ステップを省略）Ｓ１では、車室２ａの温度を検出する。車室２ａの温度は、温度センサ１４０の検出値としてもよいが、車室空調装置４から通信により車室２ａの温度を取得してもよい。

Ｓ２では、車室２ａ全体の空調が必要か否かを判断する。この判断は、Ｓ１で取得した車室２ａの温度が、予め設定されている通常温度範囲内であるか否かにより判断する。通常温度範囲の上限温度は、その温度を超えると、熱すぎてユーザが触れることが困難になる、あるいは、触れたくないと感じる温度に設定される。通常温度範囲の下限温度は、その温度を下回ると、冷たすぎてユーザが触れることが困難になる、あるいは、ユーザが触れたくないと感じる温度に設定される。

Ｓ２の判断がＹＥＳである場合はＳ３に進む。Ｓ３では、車室空調装置４へ空調開始を指示信号を送信する。車室空調装置４は、この指示信号を受信すると、車室２ａ全体の空調を開始する。車室空調装置４は、車室２ａの温度が上記通常温度範囲内になるまで作動し、車室２ａの温度が通常温度範囲になると停止する。

携帯端末６により操作されている装置は座席空調装置１００であるが、上記Ｓ２、Ｓ３の処理により、車室２ａの温度が通常温度範囲に入っていない場合には、車室空調装置４を作動させることになる。この理由は、車両２の乗員が、座席空調装置１００が空調する空間以外の部分も触れることがあることを考慮しているからである。炎天下に放置されていた場合、あるいは、寒冷地に放置されていた場合、座席空調装置１００が空調する以外の部分が、非常に熱い、あるいは、非常に冷たい状態になっていることもある。

本実施形態の座席空調装置１００は、乗員の姿勢の変化にも追従して空調範囲を変化させる。したがって、座席空調装置１００が空調する空調範囲が快適な空調空気になっていれば、乗員の快適性は、ほぼ満たされる。しかし、乗員は、その空調範囲を外れた箇所に触れる可能性がある。その箇所が、極端に熱かったり冷たかったりすると、乗員が感じる快適さに悪影響が生じるおそれがある。そこで、車室２ａの温度が通常温度範囲に入っていない場合には、車室空調装置４を作動させるのである。

Ｓ２の判断がＮＯであった場合あるいはＳ３を実行した場合にはＳ４に進む。Ｓ４では、追従制御条件が成立しているか否かを判断する。追従制御条件は、追従制御は、乗員の姿勢の変化、換言すれば、乗員の体の位置の変化に追従して空調空気の吹き出し範囲を変更する制御である。

追従制御条件は、この追従制御を実行した場合に、効果的に空調範囲が変更される状況になっていることを判断する条件である。本実施形態における追従制御条件を図１０に示している。

本実施形態における追従制御条件は、走行状態と、窓あるいはドアの開閉状態で区別される。走行状態が走行中のときであって、どこかの窓が開いている場合には、追従制御条件が成立する座席３はなく、全席が追従制御不成立となる。しがたって、走行中であって窓が開いている場合、図７の処理を実行している座席３がどこであっても、Ｓ４の判断はＮＯになる。

走行状態が停車中であって窓が開いている場合、隣接席、すなわち、その窓に隣接する座席３は追従制御条件不成立とし、その他の座席３は追従制御条件成立とする。なお、停車中には駐車中も含まれる。窓に隣接する座席３とは、それらの座席３に乗り込む際に開閉するサイドドアに取り付けられている窓を考えたとき、その座席３が、窓に隣接する座席３である。

走行状態が停車中であって、サイドドアが開いている場合、隣接席は追従制御条件不成立とし、その他の座席３は、追従制御条件成立とする。走行状態が停車中であって、バックドアすなわちハッチバックが開いている場合、後席は追従制御条件不成立とし、前席は、追従制御条件成立とする。なお、空調制御部１５０は、窓が開いているか否か、および、ドアが開いているか否かを、車内ＬＡＮ２０を介してボデーＥＣＵなどから取得する。

Ｓ５では、追従なしの包み込み空調を実行する。追従なしとは、吹き出し範囲を、乗員の位置によらない窓開時あるいはドア開時の吹き出し範囲に固定することである。窓開時あるいはドア開時の吹き出し範囲は、乗員の姿勢が標準的な姿勢である状態で設定した標準的な吹き出し範囲に設定されている。なお、窓開時の吹き出し範囲と、ドア開時の吹き出し範囲は、同じに設定されていてもよいし、異なる範囲に設定されていてもよい。また、開いている窓別、開いているドア別に、窓開時およびドア開時の吹き出し範囲が設定されていてもよい。

追従なしにする理由は、窓あるいはドアが開いている場合、開いている窓あるいはドアから車室２ａ内に空気が入ることで空気の流れが乱れてしまい、追従制御をしても乗員を包み込む空調空間が形成できない可能性が高くなるからである。この場合、標準的な吹き出し範囲に設定したほうが、結果として、乗員を包み込む空調空間になることが多い。そこで、追従制御条件が成立しない場合には、追従なしとするのである。

Ｓ５を実行した場合にはＳ４に戻る。なお、Ｓ４とＳ５を繰り返し実行しているときは、このとき設定されている温度などの空調設定にて、包み込み空調を継続的に実行する。

Ｓ６では、内気導入とするか外気導入をするかを設定する。いずれにするかは、携帯端末６からの設定に基づいて決定する。内気導入とする場合、座席空調装置１００に対応した外気導入ダンパ１１および外気排気ダクト１２を閉じ、座席空調装置１００の吸い込み口１０２に配置されたダンパ１０３を開く。外気導入とする場合は、反対に、座席空調装置１００に対応した外気導入ダンパ１１および外気排気ダクト１２を開く。

Ｓ７では、追従ありの包み込み空調を開始する。Ｓ７へ進んだ場合には、次に図８へ進む。図８のＳ１０では、吹き出し範囲のサイズが調整済みであるか否かを判断する。吹き出し範囲は、サイズと向きにより定まる。このうち、Ｓ１０では、吹き出し範囲のサイズが調整済みであるか否かを判断する。Ｓ１０の判断がＮＯであればＳ１１に進む。Ｓ１１では、吹き出し範囲のサイズとして初期サイズを使用することに決定する。

Ｓ１２では、初期サイズを使用してから一定時間が経過したか否かを判断する。一定時間は、乗員の姿勢の揺れがどの程度かを判断するための時間であり、具体的な時間は実験等に基づいて決定されて、予め設定されている。Ｓ１２の判断がＮＯであれば後述するＳ１６に進み、Ｓ１２の判断がＹＥＳであればＳ１３に進む。

Ｓ１３では、乗員の一定時間の揺れ範囲を決定する。揺れ範囲は、乗員の一定時間の位置の変化範囲である。なお、乗員の位置は、後述するＳ２３で検出している。Ｓ１４では、吹き出し範囲のサイズ調整をする。具体的には、Ｓ１３で決定した範囲に一定サイズを加えたサイズを吹き出し範囲のサイズとする。Ｓ１４を実行後はＳ１６へ進む。

Ｓ１０の判断がＹＥＳであればＳ１５に進む。Ｓ１５では、調整済みサイズを使用することに決定し、Ｓ１６に進む。Ｓ１６では、乗員状態を判定する。乗員状態は、具体的には、乗員が運転者であるか同乗者であるかにより異なる。座席空調装置１００は、どの座席３に設置されているかが設置時に記憶されているので、その記憶内容から、乗員が運転者であるか同乗者であるかが決定できる。

乗員が運転者であれば、乗員状態は、運転中であるか休憩中であるかを判断することになる。いずれであるかは、車両２が駐車中であるか否かにより判断する。駐車中であれば運転者は休憩中であるとする。車両２が駐車中でない場合には運転者は運転中であるとする。

乗員が同乗者であれば、乗員状態は、起きているか寝ているかである。起きているか寝ているかは、カメラ５で撮像した乗員の画像を解析して判断する。

Ｓ１６の判断の結果、乗員が運転中あるいは起きているという判断であればＳ１７へ進み、Ｓ１６の判断の結果、乗員が休憩中あるいは寝ているという判断であればＳ１８へ進む。Ｓ１７では、空調に使用する吹き出し範囲のサイズとして広い側のサイズを設定し、Ｓ１８では、空調に使用する吹き出し範囲のサイズとして狭い側のサイズを設定する。Ｓ１７とＳ１８で設定するサイズは、調整済みサイズあるいは初期サイズを基準サイズとしつつ、相対的に異なっていればよい。

たとえば、Ｓ１７では基準サイズに一定サイズを加えたサイズを空調に使用するサイズとする一方、Ｓ１８では基準サイズをそのまま空調に使用するサイズとする。あるいは、Ｓ１７では基準サイズに第１サイズを加えたサイズを空調に使用するサイズとする一方、Ｓ１８では基準サイズに、第１サイズよりも小さい第２サイズを加えたサイズを空調に使用するサイズとすることもできる。また、Ｓ１７では基準サイズをそのまま空調に使用するサイズとする一方、Ｓ１８では基準サイズを一定サイズ小さくしたサイズを空調に使用するサイズとすることもできる。

運転者が運転中である場合に空調に使用するサイズを、運転者が休憩中である場合に空調に使用するサイズよりも大きくする理由は、運転中の方が左右の確認時、ハンドルの操作時など、運転者の姿勢の変化が大きいと考えられるからである。

同乗者が起きている場合に空調に使用するサイズを、同乗者が寝ている場合に空調に使用するサイズよりも大きくする理由は、乗員が起きている場合のほうが、同乗者の姿勢の変化が大きいと考えられるからである。

Ｓ１７あるいはＳ１８を実行した後は図９へ進む。図９のＳ２０では、走行予定経路を推定する。走行予定経路は、車両２がこれから走行する予定の経路である。走行予定経路は、ナビゲーション装置７から取得する。ナビゲーション装置７は、経路案内を実行中であれば、現在位置以降の案内経路を走行予定経路として空調制御部１５０に通知する。また、経路案内を実行中でない場合には、空調制御部１５０は、現在走行中の道路および車両２の現在位置をナビゲーション装置７から取得する。そして、空調制御部１５０は、現在走行中の道路を今後も走行するとして、現在走行中の道路において現在位置よりも車両２の進行方向側の道路を走行予定経路とする。なお、この走行予定経路は、道路の形状についても判定可能な情報で取得する。

Ｓ２１では、Ｓ２０で取得した走行予定経路をもとに、一定時間内に、乗員の姿勢変化が生じると予測される横加速度が生じると推定できるか否かを判断する。一定時間は、たとえば、数分程度に設定される。なお、Ｓ２０で取得する走行予定経路の長さは、この一定時間分の車両２の走行を判断できる長さであればよい。横加速度は、車両幅方向の加速度である。

乗員の姿勢変化が生じると予測される横加速度が生じるか否かは、走行予定経路から判断できる車両２の軌道の変化から判断する。乗員の姿勢変化が生じるか否かは、走行予定経路の曲がり具合のみではなく、車速も関係する。車速には、その地点を走行する車両の平均速度あるいは法定速度を用いることができる。

Ｓ２１の判断がＹＥＳであればＳ２２へ進む。Ｓ２２では、吹き出し範囲を、横方向加速度が生じることで乗員の位置が変化する方向に、現在の吹き出し範囲を拡張する。拡張する広さは、横方向加速度により変化すると推定される乗員の位置を含む広さとする。このＳ２２を実行することで、車両２に横方向加速度が生じて乗員の姿勢が変化する前に、乗員の姿勢が変化したときの乗員が位置する空間を事前に空調しておくことができる。よって、乗員の姿勢変化が生じても、乗員の周囲の空調空気に変化が生じることが抑制される。

Ｓ２２を実行した場合にはＳ２３に進む。また、Ｓ２１の判断がＮＯであればＳ２２を実行することなくＳ２３へ進む。よって、Ｓ２１の判断がＮＯであれば吹き出し範囲の拡張はしないことになる。

Ｓ２３では、乗員の位置を検出する。乗員の位置検出には、カメラ５の画像を用いる。カメラ５が撮像した画像を取得して、画像解析により乗員の位置を検出する。

Ｓ２４では、乗員の位置に変化があったか否かを判断する。乗員の位置変化は、Ｓ２３で逐次検出する乗員の位置に基づいて検出する。Ｓ２４の判断がＮＯであれば、図９の処理を終了する。この場合、図８に戻る。Ｓ２４の判断がＹＥＳであればＳ２５に進む。

Ｓ２５では、車両２に現在生じている加速度を加速度センサ１３０から検出する。Ｓ２６では、乗員の位置の変化は車両加速度に起因する位置変化であるか否かを判断する。Ｓ２５で検出した加速度が、乗員の姿勢変化を生じる大きさの加速度であり、かつ、加速度の方向が乗員の位置の変化方向と同じであれば、乗員の位置変化は車両２に生じた加速度によるものであると判断する。Ｓ２６の判断がＹＥＳであればＳ２７に進む。

Ｓ２７では、吹き出し範囲を拡張する。具体的には、現在の吹き出し範囲、すなわち加速度が検出される前の吹き出し範囲と、Ｓ２３で検出した乗員の位置を含む範囲とを合わせた範囲を新たな吹き出し範囲とする。吹き出し範囲を移動させず、拡張する理由は、乗員の位置変化すなわち姿勢変化が車両２に生じた加速度に起因するものである場合、その加速度がなくなれば、乗員の姿勢がもとに戻ると想定される。よって、現在の吹き出し範囲も、空調する範囲として維持するのである。

Ｓ２６の判断がＮＯ、すなわち、乗員の位置変化が車両２に生じた加速度によるものではないと判断した場合にはＳ２８に進む。Ｓ２８では、現在、吹き出し範囲を拡張中であるか否かを判断する。吹き出し範囲を拡張中とは、Ｓ２７を実行して吹き出し範囲を拡張した後、吹き出し範囲を元のサイズに戻していない状態である。

現在吹き出し範囲を拡張中であればＳ２９に進む。Ｓ２９では、吹き出し範囲を元のサイズに戻し、かつ、その吹き出し範囲の位置を、乗員の位置に基づいて定まる位置とする。このＳ２９を実行することにより、車両２に生じた大きな加速度に起因して拡張した吹き出し範囲を、加速度が小さくなった後に、元のサイズに戻すことができる。

Ｓ２８の判断がＮＯであればＳ３０に進む。Ｓ３０では、吹き出し範囲をサイズは変更せずに、Ｓ２３で検出した乗員の位置を含む位置に移動させる。Ｓ２９またはＳ３０を実行した場合には、Ｓ２７を実行した場合と同様、図８に戻る。

［実施形態のまとめ］
以上、説明した実施形態では、座席３別に空調空気の吹き出し口３８を備えているため、座席３別の空調が可能である。また、その吹き出し口３８から吹き出す空調空気の吹き出し範囲が変更可能であり、かつ、乗員の位置を逐次検出している。そして、空調制御部１５０は、空調空気の吹き出し範囲を、乗員の位置を含む範囲として空調する。したがって、乗員の姿勢が変化しても、吹き出し範囲が乗員の姿勢変化に合わせて変化することになるので、乗員の位置が空調されている領域から外れにくい。よって、乗員の快適性が損なわれにくい。

以上、実施形態を説明したが、開示した技術は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も開示した範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。なお、以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。

＜変形例１＞
実施形態では、座席３に吹き出し口３８を設けていた。しかし、吹き出し口３８は座席３の周囲に設けられていてもよい。たとえば、吹き出し口３８が車両天井において座席の上部に設けられていてもよい。また、車室の側面において座席の付近に設けられていてもよい。吹き出し口が車両天井および車室の側面の一方または両方に設けられている場合、乗員の前方にも空調空気を吹き出すことができる。したがって、乗員の前方に形成する空調空間の範囲も調整可能である。

乗員の前方にも空調空気を吹き出すことができる場合、乗員の位置の車両前後方向の変化にも追従する追従制御を行うことが好ましい。

＜変形例２＞
変形例１のように、乗員の前方にも空調空気を吹き出すことができる場合、車両前後方向への乗員の位置の変化を予測して、事前に、車両前後方向に吹き出し範囲を拡張してもよい。

前進走行時であれば、右左折および合流時に車両前後方向への乗員の位置の変化が生じると予測することができる。右左折時および合流時は、座席から上体を起こす動作をする運転者が多いからである。右左折は、方向指示灯の作動状態を検出することで予測する。また、走行予定経路から推定してもよい。合流は、走行予定経路から推定する。

後進走行も、乗員の位置の変化が生じると予測することができる。後進走行時も、座席から上体を起こす動作をする運転者が多いからである。後進走行をすることは、シフトポジションから予測する。

１：車両空調システム ２：車両 ２ａ：車室 ２ｂ：エンジンルーム ３：座席 ４：車室空調装置 ５：カメラ（乗員検出部） ６：携帯端末 ７：ナビゲーション装置 ８：外気導入口 ９：外気導入ダクト １０：車両用空調装置 １１：外気導入ダンパ １２：外気排気ダクト ２０：車内ＬＡＮ ３１：座面 ３２：背部 ３２ａ：支持面 ３２ｂ：側面 ３３：縦ルーバ ３４：横ルーバ ３５：アクチュエータ ３６：アクチュエータ ３７：裏側シート ３８：吹き出し口 ４１：空調ユニット ４２：空調制御部 ６１：操作部 ６２：通信部 ６３：表示部 ６４：制御部 １００：座席空調装置 １０１：筐体 １０２：吸い込み口 １０３：ダンパ １１０：空調ユニット １１０ａ：冷凍サイクル装置 １１１：圧縮機 １１２：凝縮器 １１２ａ：第１送風機 １１３：減圧部 １１４：蒸発器 １１４ａ：第２送風機 １１５：加熱装置 １２０：通信部 １３０：加速度センサ １４０：温度センサ １５０：空調制御部

Claims (9)

1. 車両（２）で用いられ、座席別に空調空気の吹き出し口（３８）を備え、かつ、前記吹き出し口から吹き出す空調空気の吹き出し範囲が変更可能な車両用空調装置であって、
   前記座席に着座している乗員の位置を検出する乗員検出部（５）と、
   前記吹き出し範囲を、前記乗員検出部が検出した前記乗員の位置を含む範囲に設定して空調する空調制御部（１５０）と、を備え、
   前記空調制御部は、前記乗員の一定時間の位置の変化に基づいて前記乗員の位置の揺れ範囲を決定し、前記吹き出し範囲のサイズを、前記乗員の位置の揺れ範囲よりも大きくする車両用空調装置。
2. 前記車両に生じる加速度を検出する加速度センサ（１３０）を備え、
   前記空調制御部は、前記乗員検出部が検出した前記乗員の位置の変化方向が前記車両に生じる加速度に起因すると判断できる場合には、前記吹き出し範囲を、前記車両に生じる加速度が検出される前の前記吹き出し範囲、および、現在の前記乗員の位置により定まる前記吹き出し範囲の両方を含む範囲とする、請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記空調制御部は、前記車両に生じる加速度を予測し、かつ、予測した加速度に基づいて前記乗員の位置が変化することが予測できる場合、前記吹き出し範囲を、現在の前記乗員の位置により定まる前記吹き出し範囲、および、加速度により変化した後の前記乗員の位置により定まる前記吹き出し範囲の両方を含む範囲とする、請求項１または２に記載の車両用空調装置。
4. 前記空調制御部は、前記乗員が運転者である場合、前記運転者が運転中である場合の前記吹き出し範囲を、前記運転者が休憩中である場合の前記吹き出し範囲よりも広くする請求項１～３のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
5. 前記空調制御部は、前記乗員が同乗者である場合、前記同乗者が起きている場合の前記吹き出し範囲を、前記同乗者が寝ている場合の前記吹き出し範囲よりも広くする請求項１～３のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
6. 前記空調制御部は、前記車両が走行中であって、前記車両の窓が開いている場合には、前記吹き出し範囲を、前記乗員の位置によらない、窓開時の前記吹き出し範囲とする請求項１～５のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
7. 前記空調制御部は、前記車両が停車中であって、空調対象とする前記座席に隣接している窓が開いている場合には、前記吹き出し範囲を、前記乗員の位置によらない、窓開時の前記吹き出し範囲とする請求項１～６のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
8. 前記空調制御部は、前記車両が停車中であって、空調対象とする前記座席に隣接しているドアが開いている場合には、前記吹き出し範囲を、前記乗員の位置によらない、ドア開時の前記吹き出し範囲とする請求項１～７のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
9. 前記空調制御部は、前記車両の車室の温度が通常温度範囲外の温度である場合には、前記車室を空調する車室空調装置（４）に前記車室を空調させる請求項１～８のいずれか１項に記載の車両用空調装置。

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