特許 7552031 車両用空調装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】車両用空調装置

(51)【国際特許分類】

   B60H 1/00 20060101AFI20240910BHJP

【ＦＩ】

B60H1/00 102V

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020027490

(22)【出願日】2020-02-20

(65)【公開番号】P2021130417

(43)【公開日】2021-09-09

【審査請求日】2022-12-01

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000002082

【氏名又は名称】スズキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100124110

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 大介

(72)【発明者】

【氏名】近藤 和定

(72)【発明者】

【氏名】山口 和哉

【審査官】町田 豊隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１３７１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０４－００７２１２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０７－０４９１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１３２８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２１５９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１５１０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３７０４００（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－０００８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０１３４６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０５２４９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｈ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両のシートの背もたれ部または着座部の乗員側に設けられる送風口と、
前記シートに搭載され前記送風口から空気を吸い込むシート空調本体と、
前記車両に搭載され前記シート空調本体を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記車両に乗り込んできた乗員が所定の発汗量以上に発汗していると判定した場合に前記シート空調本体を制御して前記送風口から吸い込む風量を減少させることを特徴とする車両用空調装置。

【請求項2】

当該車両用空調装置はさらに、前記シートの前記背もたれ部または前記着座部の少なくとも一方に設けられ前記乗員の発汗量を検出する発汗センサを備え、
前記制御部は、前記発汗センサが取得した情報に応じて前記シート空調本体を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。

【請求項3】

当該車両用空調装置はさらに、前記車両の所定箇所に設置され外気温度、車室内温度および日射量のうち少なくとも１つを取得する１または複数の環境センサを備え、
前記制御部は、前記環境センサが取得した情報から前記乗員の発汗量を推定して前記シート空調本体を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。

【請求項4】

当該車両用空調装置はさらに、車室内の空気の温度を調節可能な車室内空調ユニットを備え、
前記制御部は、前記乗員が所定の発汗量以上に発汗していると判定した場合に前記車室内空調ユニットの設定温度を上げることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用空調装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記設定温度を前記乗員の発汗量に比例した値に制御することを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記送風口の風量を前記乗員の発汗量に反比例した量に制御することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両用空調装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用空調装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

現在、車両のシートに空調設備の送風口を設けた構造（シート空調）が開示されている。例えば、特許文献１には、シート空調に関する技術として、シートに着座者の発汗を検出するセンサと、エアコン用ファンを設けた構造が開示されている。特許文献１の技術では、夏季において冷房器が稼働すると共に、発汗センサが乗員の発汗を検出すると、シートのエアコン用ファンが自動的にオンになることで乗員の快適性を確保する仕組みになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】実開平１－１４５２５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のシート空調は、風を乗員に至近距離から当てることができるため、インストルメントパネル等に送風口を設けている通常の車室内空調機よりも冷風感を乗員に効率よく与えることができる。特に、シート空調を車室内空調機と併用することで、車室内空調機の設定温度を低くせずとも乗員に冷風感を与えることができるため、省燃費に貢献することが可能になる。

【0005】

しかしながら、乗員の肌の温度が高く汗をかいている状況において、シート空調の風量が多すぎると、汗の急激な蒸発によって体感温度を快適な温度よりも下げてしまい、汗の付着した箇所に過度の冷風感を与えるおそれがある。またその場合、乗員がシート空調を停止させて車室内空調機の設定温度を下げてしまうなど、省燃費効果も失われることが予測される。

【0006】

本発明は、このような課題に鑑み、車室内の快適性および省燃費効果の向上を図った車両用空調装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明にかかる車両用空調装置の代表的な構成は、車両のシートの背もたれ部または着座部の乗員側に設けられる送風口と、シートに搭載され送風口から空気を吹き出すまたは送風口から空気を吸い込むシート空調本体と、車両に搭載されシート空調本体を制御する制御部とを備え、制御部は、車両に乗り込んできた乗員が所定の発汗量以上に発汗していると判定した場合にシート空調本体を制御して送風口の風量を減少させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、車室内の快適性および省燃費効果の向上を図った車両用空調装置を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の実施例にかかる車両用空調装置の概要を示す図である。

【図2】図２は、図１の車両用空調装置が備える車室内空調ユニットの概要を示す図である。

【図3】図３は、図１の車両用空調装置が行う処理を示したフローチャートである。

【図4】図４は、図３の発汗レベル判定の処理を示すサブルーチンである。

【図5】図５は、図３のステップにおける制御部の制御の例を示した図である。（ａ）は、乗員の発汗レベルとシート空調の送風量の関係を示したグラフである。（ｂ）は、乗員の発汗レベルと車室内空調ユニットの設定温度との関係を示したグラフである。（ｃ）は、車室内空調ユニットの設定温度と車両の燃費との関係を示したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の一実施の形態に係る車両用空調装置は、車両のシートの背もたれ部または着座部の乗員側に設けられる送風口と、シートに搭載され送風口から空気を吹き出すまたは送風口から空気を吸い込むシート空調本体と、車両に搭載されシート空調本体を制御する制御部とを備え、制御部は、車両に乗り込んできた乗員が所定の発汗量以上に発汗していると判定した場合にシート空調本体を制御して送風口の風量を減少させることを特徴とする。

【0011】

上記構成によれば、乗員の身体の汗が付着した箇所に過度の冷風感を与えることを防ぎ、かつ汗の蒸発時間を延ばして冷風感をより長く持続させることができるため、車室内の快適性の向上に貢献することが可能となる。また、この構成であれば、通常の車室内空調機の設定温度を下げずとも乗員に冷風感を与えることができるため、省燃費効果を得ることも可能になる。

【0012】

当該車両用空調装置はさらに、シートの背もたれ部または着座部の少なくとも一方に設けられ乗員の発汗量を検出する発汗センサを備え、制御部は、発汗センサが取得した情報に応じてシート空調本体を制御してもよい。この発汗センサによれば、乗員の状態に即した空調制御が可能になる。

【0013】

当該車両用空調装置はさらに、車両の所定箇所に設置され外気温度、車室内温度および日射量のうち少なくとも１つを取得する１または複数の環境センサを備え、制御部は、環境センサが取得した情報から乗員の発汗量を推定してシート空調本体を制御してもよい。

【0014】

上記環境センサによっても、乗員の状態に即した空調制御が可能になる。特に、車室内温度等を計るセンサは一般的な車両に既に実装されているため、上記構成であれば既存のセンサを利用して低コストで実施することが可能である。

【0015】

当該車両用空調装置はさらに、車室内の空気の温度を調節可能な車室内空調ユニットを備え、制御部は、乗員が所定の発汗量以上に発汗していると判定した場合に車室内空調ユニットの設定温度を上げてもよい。この構成によっても、乗員の身体の汗が付着した箇所に過度の冷風感を与えることを防ぎ、かつ汗の蒸発時間を延ばして冷風感をより長く持続させて快適性を向上させることができる。また、乗員が所定の発汗量以上に発汗しているとき、シート空調で風を送りつつ車室内空調ユニットの設定温度は上げることで、快適性を下げることなく低燃費に貢献することが可能である。

【0016】

上記の制御部は、設定温度を乗員の発汗量に比例した値に制御してもよい。この構成によって、より乗員の状態に即した空調制御を行うことが可能になる。

【0017】

上記の制御部は、送風口の風量を乗員の発汗量に反比例した量に制御してもよい。この構成によっても、乗員の身体の汗をかいた部分に局所的な冷風感を与えることを防ぎ、かつ汗の蒸発時間を延ばして冷風感の持続時間を長くすることができるため、車室内の快適性の向上に貢献することが可能となる。

【実施例】

【0018】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。かかる実施例に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0019】

図１は、本発明の実施例にかかる車両用空調装置１００の概要を示す図である。本実施例は、夏季において、当該車両用空調装置１００が冷房運転する場合を想定したものである。以下、図１その他の本願のすべての図面において、車両前後方向をそれぞれ矢印F(Forward)、B(Backward)、車幅方向の左右をそれぞれ矢印L(Leftward)、R(Rightward)、車両上下方向をそれぞれ矢印U(upward)、D(downward)で例示する。

【0020】

当該車両用空調装置１００は、いわゆるシート空調１０２を実現している。シート空調１０２は、車両のシート１０４の背もたれ部１０６および着座部１０８の内部に搭載されたシート空調本体１１０、１１２と、これら背もたれ部１０６および着座部１０８の乗員側に設けられた送風口１１４、１１６を備えている。

【0021】

シート空調本体１１０、１１２は、送風口１１４、１１６から空気を吹き出す、または送風口１１４、１１６から空気を吸い込むことで、乗員に至近距離から風を当てて冷風感を与える。シート空調本体１１０、１１２は、送風運転のみを行う構成としてもよいが、後述する車室内空調ユニット１２２（図２参照）とは独立した温度調節機能を備えることも可能である。その他、車室内空調ユニットから不図示のダクトを通じて温度調節した空気を受け取る構成としてもよい。

【0022】

当該車両用空調装置１００は、乗員の発汗量を検出する発汗センサ１１８、１２０も備えている。発汗センサ１１８、１２０は、シート１０４のうち、背もたれ部１０６および着座部１０８の乗員側の表皮の内側等に備えられている。発汗センサ１１８、１２０は、例えば湿度を計測することで、発汗の検出を行う。当該車両用空調装置１００は、背もたれ部１０６および着座部１０８の発汗センサ１１８、１２０を利用して、乗員の発汗量に基づいてシート空調本体１１０、１１２をそれぞれ制御している。

【0023】

なお、本実施形態では、上述したシート空調本体１１０、１１２、送風口１１４、１１６および発汗センサ１１８、１２０をシート１０４の背もたれ部１０６および着座部１０８の両方に設けているが、これらの各要素は背もたれ部１０６または着座部１０８の一方のみに設けてもよい。

【0024】

図２は、図１の車両用空調装置１００が備える車室内空調ユニット１２２の概要を示す図である。車室内空調ユニット１２２(HVAC (Heating Ventilation and Air Conditioning))は、車室内の空気の温度を調節する機器であり、車両のインストルメントパネル１２４の内側に設置されている。

【0025】

車室内空調ユニット１２２が冷房運転を行う場合、まずＡ／Ｃコンプレッサ１２６で冷媒を圧縮し、コンデンサ１２８でその冷媒の熱を放散する。続いて、車室内空調ユニット１２２は、膨張弁１３０で冷媒を減圧して低温にし、エバポレータ１３２で冷媒と車室内の空気との熱交換を行い、熱交換された空気を送風用ダクト１３４から車室内へ送って車室内の冷却を行う。その他、車室内空調ユニット１２２には、不図示の暖房用のヒーターコアや、ブロワモータなど、一般的な車室内用の空調設備としての要素が備えられている。

【0026】

車両用空調装置１００は、各種の環境センサを備えている。環境センサとしては、インストルメントパネル１２４の上部に設置された日射量センサ１３６、インストルメントパネル１２４の乗員側に設置された車室内温度センサ１３８、および外気に触れる箇所に設置された外気温度センサ１４０が備えられている。各センサはそれぞれ、日射量、車室内温度および外気温度に関する情報を取得する。

【0027】

車室内空調ユニット１２２には、発汗推定部１４２および制御部１４４が併設されている。特に、制御部１４４は、車室内空調ユニット１２２の制御だけでなく、図１のシート空調本体１１０、１１２の制御も行っている。

【0028】

発汗推定部１４２は、上述した環境センサ（日射量センサ１３６等）からの情報を基にして、乗員が車両に乗り込んだ時点における乗員の発汗量を推定する。

【0029】

制御部１４４は、発汗推定部１４２が推定した乗員の発汗量を元にして、当該車室内空調ユニット１２２の設定温度や送風用ダクト１３４の風量、およびシート空調本体１１０、１１２の風量などを制御する。制御部１４４は、図１の発汗センサ１１８、１２０から情報を取得することもでき、発汗センサ１１８、１２０からの情報に応じてシート空調１０２の風量を制御することも可能になっている。

【0030】

当該車両用空調装置１００では、図１のシート空調１０２、および図２の車室内空調ユニット１２２を運用して、車室内の快適性および省燃費効果の向上を図ることが可能になっている。以下、図３以降の各図を参照して、当該車両用空調装置１００が行う処理について説明する。

【0031】

図３は、図１の車両用空調装置１００が行う処理を示したフローチャートである。まず、ステップ２００にて、車室内空調ユニット１２２のスイッチのＯＮ／ＯＦＦを判定する。車室内空調ユニット１２２がＯＮの場合はステップ２０２に移行し、ＯＦＦの場合は処理を終了する。ステップ２０２では、シート空調１０２のスイッチのＯＮ／ＯＦＦを判定する。シート空調１０２のスイッチがＯＮの場合はステップ２０４に移行し、ＯＦＦの場合はステップ２００に戻る。

【0032】

図４は、図３の発汗レベル判定（ステップ２０４）の処理を示すサブルーチンである。ステップ２２０では、発汗センサ１１８、１２０（図１参照）の設置の有無が判定される。発汗センサ１１８、１２０が設置されている場合（ステップ２２０のＹｅｓ）、ステップ２２２にて発汗センサ１１８、１２０によって車両に乗り込んできた乗員の発汗状態が検知され、発汗量が取得される。

【0033】

発汗センサ１１８、１２０が設置されていない場合（ステップ２２０のＮｏ）、ステップ２２４にて環境センサ（図２の外気温度センサ１４０等）から外気温度、車室内温度および日射量等の情報が取得される。これら環境センサとしては、一般的な車両に実装されている既存のセンサが利用できるため、発汗センサ１１８、１２０（図１参照）を設置せずとも低コストで処理を実施することができる。

【0034】

ステップ２２６では、発汗推定部１４２（図２参照）によって、上述した環境センサが取得した各情報から車両に乗り込んできた乗員の発汗状態が推定され、推定した発汗量が算出される。

【0035】

ステップ２２２およびステップ２２６は、共にステップ２２８に進む。ステップ２２８では、発汗センサ１１８が取得した発汗量に関する情報、または発汗推定部１４２が推定した乗員の発汗量から、乗員の発汗量のレベル（発汗レベル）が判定される。これによって、図３の発汗量判定（ステップ２０４）の処理は終了し、続くステップ２０６に移行する。

【0036】

図３のステップ２０６では、ステップ２０４で算出した乗員の発汗レベルが低いか高いか判定される。乗員の発汗レベルが低い場合（ステップ２０６のＹｅｓ）、ステップ２０８に移行する。ステップ２０８では、制御部１４４（図２参照）は、夏季における通常の設定に沿って、シート空調１０２（図１参照）における送風口１１４、１１６の送風量を高くし、車室内空調ユニット１２２の設定温度は低くする。そして、処理はステップ２００に戻る。

【0037】

一方、ステップ２０６において乗員の発汗レベルが高い場合（ステップ２０６のＮｏ）、ステップ２１０に移行する。ステップ２１０では、制御部１４４（図２参照）は、ステップ２０８にて実行した設定に比べて、シート空調１０２（図１参照）における送風口１１４、１１６の送風量を低くし、車室内空調ユニット１２２の設定温度も高くする。この構成によって、乗員に過度の冷風感を与えることを防ぐとともに、汗の蒸発時間を延ばして冷風感の持続時間を長くする。また、車室内空調ユニット１２２の設定温度を上げ、過度の冷風感の防止と省燃費効果の達成を図る。そして、処理はステップ２００に戻る。

【0038】

図５は、図３のステップ２１０における制御部１４４（図２参照）の制御の例を示した図である。図５（ａ）は、乗員の発汗レベルとシート空調１０２（図１参照）の送風量の関係を示したグラフである。横軸はステップ２０４で取得する乗員の発汗レベルであり、縦軸はステップ２１０で制御するシート空調１０２の送風量である。

【0039】

図５（ａ）に示すように、制御部１４４は、乗員の発汗レベルが高いほど、すなわち乗員の発汗量が多いほど、シート空調１０２（図１参照）の送風口１１４の風量を低くする。この構成によって、乗員の身体の汗をかいた部分に局所的な冷風感を与えることを防ぎ、かつ汗の蒸発時間を延ばして冷風感の持続時間を長くすることができるため、車室内の快適性の向上に貢献することが可能となる。

【0040】

図５（ｂ）は、乗員の発汗レベルと車室内空調ユニット１２２（図２参照）の設定温度との関係を示したグラフである。横軸はステップ２０４で取得する乗員の発汗レベルであり、縦軸はステップ２１０で制御する車室内空調ユニット１２２の設定温度である。

【0041】

図５（ｂ）に示すように、制御部１４４（図２参照）は、乗員の発汗レベルが高いほど、すなわち乗員の発汗量が多いほど、車室内空調ユニット１２２の設定温度を高くする。この構成によっても、乗員の身体の汗をかいた部分に局所的な冷風感を与えることを防ぎ、かつ汗の蒸発時間を延ばして冷風感の持続時間を長くすることができるため、車室内の快適性の向上に貢献することが可能となる。この制御は、車両の省燃費向上にも役立つ。

【0042】

図５（ｃ）は、車室内空調ユニット１２２（図２参照）の設定温度と車両の燃費との関係を示したグラフである。横軸はステップ２１０で制御する車室内空調ユニット１２２の設定温度であり、縦軸は車両の燃費である。冷房時は、設定温度を長時間高めに設定することで、図２のＡ／Ｃコンプレッサ１２６（ＥＶであれば電動Ａ／Ｃコンプレッサ）の稼働時間や車室内空調ユニット１２２のファン風量が低減されるため、車両の燃費は良くなる。

【0043】

以上、当該車両用空調装置１００では、図３のステップ２１０に示されるように、車両に乗り込んできた乗員が所定の発汗量以上に発汗していると判定した場合、シート空調本体１１０、１１２（図１参照）を制御して送風口１１４、１１６の風量を減少させる。この構成によれば、乗員の身体の汗が付着した箇所に過度の冷風感を与えることを防ぎ、かつ汗の蒸発時間を延ばして冷風感をより長く持続させることができるため、車室内の快適性の向上に貢献することが可能となる。また、この構成であれば、車室内空調ユニット１２２（図２参照）の設定温度を下げずとも乗員に冷風感を与えることができるため、省燃費効果を得ることも可能になる。

【0044】

また、図３のステップ２０６において、制御部１４４（図２参照）は、乗員の発汗レベルは、低いか高いかを判定するだけでなく、複数の段階的なレベルに分けて判定してもよい。そして、制御部１４４は、各レベルに応じてシート空調１０２（図１参照）の送風口１１４、１１６の送風量と車室内空調ユニット１２２の設定温度とを制御してもよい。いずれの場合においても、制御部１４４は、シート空調１０２の送風口１１４、１１６の送風量を乗員の発汗量に反比例した量に制御し、車室内空調ユニット１２２の設定温度を乗員の発汗量に比例した値に制御する。これら構成によって、当該車両用空調装置１００では、より乗員の状態に即した空調制御を行うことが可能になっている。

【0045】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【産業上の利用可能性】

【0046】

本発明は、車両用空調装置に利用することができる。

【符号の説明】

【0047】

１００…車両用空調装置、１０２…シート空調、１０４…シート、１０６…背もたれ部、１０８…着座部、１１０、１１２…シート空調本体、１１４、１１６…送風口、１１８，１２０…発汗センサ、１２２…車室内空調ユニット、１２４…インストルメントパネル、１２６…Ａ／Ｃコンプレッサ、１２８…コンデンサ、１３０…膨張弁、１３２…エバポレータ、１３４…送風用ダクト、１３６…日射量センサ、１３８…車室内温度センサ、１４０…外気温度センサ、１４２…発汗推定部、１４４…制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】