JP2004050927A - 空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空調装置において、車室内設定温度等の変更操作を容易に行えるようにする。
【解決手段】計器盤９０における車両左右方向中央部に赤外線センサ７６を設置し、赤外線センサ７６にて人の動作を非接触にて検出し、その動作に基づいて設定を変更する。例えば、赤外線センサ７６の画像範囲内で手を上げる動作を行った場合は設定温度を上げ、画像範囲内で手を下げる動作を行った場合は設定温度を下げるというように決めておけば、設定変更操作を直感的に容易に行うことができる。また、スイッチ操作をしなくても設定変更が行えるため、設定変更操作中の前方不注意がなくなり、走行時の安全性を高めることができる。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内の空調状態を自動制御するいわゆるオートエアコン機能を持つ空調装置に関し、特に車両用の空調装置に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の車両用空調装置は、車室内温度が設定温度になるように、吹出空気の温度や吹出風量等を自動制御する。また、設定温度の設定を行うスイッチは、計器盤内の空調操作パネルに設置されている（例えば、特開昭５７−９５２１４号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、運転者が設定温度等の設定変更操作をする場合、空調操作パネルのスイッチを確認しながら操作するため前方不注意が生じるという問題があった。また、複雑なスイッチ操作が覚えにくい乗員には、設定変更操作が容易に行えないという問題があった。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、設定変更操作を容易に行えるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、人が設定した希望空調状態になるように室内の空調状態を自動制御する空調装置において、人の動作を非接触にて検出し、人の動作に基づいて希望空調状態の設定を変更することを特徴とする。
【０００６】
これによると、人の身振り手振り等の動作によって、希望空調状態の設定変更を行うことができる。そして、例えば設定変更の対象が設定温度である場合、設定温度を上げるときには手を下から上に移動させるというように決めておけば、設定変更操作を直感的に容易に行うことができる。
【０００７】
また、本発明を車両用の空調装置に適用した場合には、スイッチ操作をしなくても設定変更が行えるため、設定変更操作中の前方不注意がなくなり、走行時の安全性を高めることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、手の動作を検出することを特徴とする。
【０００９】
これによると、手は人の意志を表現しやすいため、設定変更操作を容易且つ正確に行うことができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、車両の室内の空調を行う空調装置であって、設定が変更される空調状態は、室内の設定温度、空調風の吹出風量、空調風の吸込口モード、および空調風の吹出モードのうちの、少なくとも１つである。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、車両の室内の空調を行う空調装置であって、人の動作を非接触にて検出する動作検出手段（７６）を備え、動作検出手段（７６）は、計器盤（９０）における車両幅方向の略中央部に設置されていることを特徴とする。
【００１２】
これによると、計器盤における車両幅方向の略中央部は位置的に乗員をとらえやすく、従って、乗員の動作を検出しやすい。また、運転席および助手席の両方の乗員の動作を検出することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、人の動作を非接触にて検出する動作検出手段を備え、動作検出手段は、ＣＣＤカメラおよびマトリックス型赤外線センサ（７６）のいずれか一方である。
【００１４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、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ものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態になる車両用空調装置の全体構成図であり、空調装置１の空調ケース２は車室内前部の計器盤内側に配置され、車室内へ向かって流れる空気の通路を形成する。空調ケース２の空気流れ上流端には内外気切替箱３が設けられ、この内外気切替箱３内の内外気切替ドア４により内気吸入口５と外気吸入口６とを開閉することにより、車室内の空気（内気）または車室外の空気（外気）つまり吸込口モードを切替導入する。なお、内外気切替ドア４は、サーボモータからなる電気駆動装置２０により駆動される。
【００１６】
内外気切替箱３の空気流れ下流側には送風機７が配置され、送風機７のケース８に遠心式のファン９が収納され、電動モータ１０にてファン９が回転駆動される。電動モータ１０に印加される電圧（以下、ブロワ電圧という）は駆動回路４０により制御され、このブロワ電圧の制御により送風機７の回転速度、ひいては送風機７の送風量が調整される。
【００１７】
送風機７の空気流れ下流側には、冷房用熱交換器としての蒸発器１１が配置されている。この蒸発器１１は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機３０を含む冷凍サイクルに設けられるものであって、蒸発器１１に流入した低圧冷媒が送風機７の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。
【００１８】
なお、圧縮機３０は車両エンジン（図示せず）により駆動されるようになっており、圧縮機３０は動力断続用の電磁クラッチ３１が備えられ、電磁クラッチ３１への電力供給は駆動回路４１により断続される。
【００１９】
空調ケース２内で蒸発器１１の空気流れ下流側には、暖房用熱交換器としてのヒータコア１２が配置されており、このヒータコア１２は車両エンジンの温水（冷却水）を熱源として送風空気を加熱する。また、このヒータコア１２の側方には、ヒータコア１２をバイパスして送風空気を流すためのバイパス通路１３が形成されている。
【００２０】
蒸発器１１とヒータコア１２の間に板状ドアからなるエアミックスドア１４が回動可能に配置されている。このエアミックスドア１４は温度調節手段であり、ヒータコア１２を通過する温風とバイパス通路１３を通過する冷風との風量割合を調節することにより車室内へ吹き出す空気の温度を調節する。ヒータコア１２からの温風とバイパス通路１３からの冷風をヒータコア１２下流側で混合させて所望温度の空気を作り出すことができる。なお、エアミックスドア１４は、サーボモータからなる電気駆動装置２１により駆動される。
【００２１】
空調ケース２の空気流れ下流端部には、デフロスタ開口部１５とフェイス開口部１６とフット開口部１７が開口している。デフロスタ開口部１５は図示しないデフロスタダクトを介して車両フロント窓ガラス内面に向けて送風空気を吹き出すもので、回動自在な板状のデフロスタドア１５ａにより開閉される。
【００２２】
フェイス開口部１６は図示しないフェイスダクトを介して車室内乗員の上半身に向けて送風空気を吹き出すもので、回動自在な板状のフェイスドア１６ａにより開閉される。さらに、フット開口部１７は図示しないフットダクトを介して車室内乗員の足元に向けて送風空気を吹き出すもので、回動自在な板状のフットドア１７ａにより開閉される。
【００２３】
上記した吹出モード設定用の各ドア１５ａ、１６ａ、１７ａは、共通のリンク機構１８に連結され、このリンク機構１８を介してサーボモータからなる電気駆動装置２２により駆動される。そして、各ドア１５ａ、１６ａ、１７ａの作動により、５つの吹出モード（フェイスモード、バイレベルモード、フットモード、フットデフロスタモード、デフロスタモード）を設定可能になっている。
【００２４】
次に、本実施形態における電気制御部の概要を説明すると、空調用電子制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータとその周辺回路にて構成されるもので、空調用電子制御装置５０には、車両エンジンのイグニッションスイッチ６０を介して車載バッテリ６１から電源が供給される。
【００２５】
空調用電子制御装置５０には、空調制御のために、センサ群７０〜７６から検出信号が入力される。これらのセンサとしては、エンジン冷却水温を検出する水温センサ７０、内気温を検出する内気温センサ７１、外気温を検出する外気センサ７２、日射量を検出する日射センサ７３、蒸発器１１を通過した直後の空気温度（以下、蒸発器後温度という）を検出する蒸発気温度センサ７４、エアミックスドア１４の実際の開度を検出するＡ／Ｍ開度センサ７５、人の動作を非接触にて検出する赤外線センサ７６（詳細後述）が設けられている。
【００２６】
さらに、車室内の計器盤周辺に配置される空調操作パネル８０には、乗員により手動操作される下記のスイッチが備えられ、これらのスイッチの操作信号も空調用電子制御装置５０に入力される。
【００２７】
空調操作パネル８０のスイッチとしては、空調の自動制御モード設定用のオート信号を発生するオートスイッチ８１、送風機７の風量切替信号を発生する風量スイッチ８２、内外気切替信号を発生する内外気スイッチ８３、吹出モード信号を発生する吹出モードスイッチ８４、圧縮機３０の電磁クラッチ３１のオンオフ信号を発生するエアコンスイッチ８５が設けられている。
【００２８】
次に、赤外線センサ７６について説明する。赤外線センサ７６は本発明の動作検出手段に相当し、具体的には、温度変化に応じた電気信号を出力する焦電型赤外線センサであり、また、検出対象範囲（以下、画像範囲という）が１６列１６行のマトリクス状に分割されたマトリクス型赤外線センサである。
【００２９】
図２に示すように、赤外線センサ７６は、車室内前部の計器盤９０における車両幅方向の中央部に設置され、車両後方に向けて取り付けられている。そして、赤外線センサ７６の画像範囲内での乗員の動作を非接触で検出し、乗員の動作を検出した赤外線センサ７６の画像データに基づいて、車室内の希望温度である設定温度を変更するようになっている。なお、設定温度は本発明の希望空調状態に相当する。
【００３０】
次に、上記構成になる空調装置１の作動を説明する。まず、空調用電子制御装置５０のマイクロコンピュータにより実行される制御処理のうち、周知の制御処理について説明する。
【００３１】
イグニッションスイッチ６０がオンされて制御装置５０に電源が供給された状態において、空調操作パネル８０のオートスイッチ８１が投入されると、センサ群７０〜７６からの検出信号、およびスイッチ群８１〜８５からの操作信号に基づいて、制御装置５０が以下の制御処理を実行する。
【００３２】
まず、設定温度、内気温、外気温、日射量等に基づいて、車室内へ吹き出される送風空気の目標吹出温度を算出する。この目標吹出温度は、車室内の温度を設定温度に維持するために必要な吹出空気の温度である。
【００３３】
次に、目標吹出温度、蒸発器後温度、およびエンジン冷却水温に基づいて、エアミックスドア１４の目標開度を算出し決定する。この目標開度は、車室内へ吹き出される送風空気の温度を目標吹出温度に維持するために必要な開度である。
【００３４】
次に、送風機７により送風される空気の目標風量を目標吹出温度に基づいて算出し、目標風量を実現するためのブロワ電圧を決定する。次に、目標吹出温度に応じて内外気の吸込口モードを決定し、目標吹出温度に基づいて吹出モードを決定し、蒸発器後温度に応じて圧縮機３０の運転・停止を決定する。
【００３５】
そして、上記で決定された各種制御値を各電気駆動装置２０、２１、２２および駆動回路４０、４１に出力して空調制御を行う。
【００３６】
次に、上記の制御処理のうち、赤外線センサ７６の画像データに基づいて設定温度を変更する部分の制御処理について、図３の流れ図により説明する。
【００３７】
ここで、図４は赤外線センサ７６でとらえた画像の例を示すもので、焦電型の赤外線センサ７６は画像範囲内で動いたものだけをとらえる。従って、そのとらえた部分を有効とするならば、画像範囲内で手を上げる動作を行えば有効部分は上に移動していき、画像範囲内で手を下げる動作を行えば有効部分は下に移動していく。
【００３８】
そして、空調用電子制御装置５０は、図３の制御処理により、画像範囲内で手を上げる動作を行った場合は車室内の設定温度を上げ、画像範囲内で手を下げる動作を行った場合は車室内の設定温度を下げるようになっている。
【００３９】
図３の制御処理の周期は５００ｍｓであり、ステップＳ１では、前回（すなわち５００ｍｓ前）の画像データに基づいて、以下述べる手順で手の上下方向位置を推定する。
【００４０】
図５は前回の画像データであり、図５中の１は前述した有効部分、０は無効部分である。そして、図５の前回の画像データにおいて有効であった座標は、ｘ、ｙ（０、６）、ｘ、ｙ（１、６）、ｘ、ｙ（２、６）、ｘ、ｙ（３、６）、ｘ、ｙ（４、４）、ｘ、ｙ（４、５）、ｘ、ｙ（４、６）、ｘ、ｙ（４、７）、ｘ、ｙ（５、５）、ｘ、ｙ（５、６）、ｘ、ｙ（５、７）、ｘ、ｙ（６、５）、ｘ、ｙ（６、６）である。
【００４１】
これらの有効であった座標のｙ軸の値の和（以下、前回ｙ軸和という）を求める。本例では、前回ｙ軸和は、６＋６＋６＋６＋４＋５＋６＋７＋５＋６＋７＋５＋６＝７５である。また、前回ｙ軸和の平均値（以下、前回ｙ軸平均値という）を求める。本例では、前回ｙ軸平均値は、７５／１３＝５．７６９２である。この前回ｙ軸平均値が、前回の手の上下方向位置に相当する。
【００４２】
次に、ステップＳ２では、今回の画像データに基づいて、以下述べる手順で手の上下方向位置を推定する。
【００４３】
図６は今回の画像データであり、図６の今回の画像データにおいて有効であった座標は、ｘ、ｙ（０、６）、ｘ、ｙ（１、７）、ｘ、ｙ（２、８）、ｘ、ｙ（３、９）、ｘ、ｙ（３、１０）、ｘ、ｙ（４、８）、ｘ、ｙ（４、９）、ｘ、ｙ（４、１０）、ｘ、ｙ（４、１１）、ｘ、ｙ（５、１０）、ｘ、ｙ（６、１１）である。
【００４４】
これらの有効であった座標のｙ軸の値の和（以下、今回ｙ軸和という）を求める。本例では、今回ｙ軸和は、６＋７＋８＋９＋１０＋８＋９＋１０＋１１＋１０＋１１＝９９である。また、今回ｙ軸和の平均値（以下、今回ｙ軸平均値という）を求める。本例では、今回ｙ軸平均値は、９９／１１＝９である。この今回ｙ軸平均値が、今回の手の上下方向位置に相当する。
【００４５】
なお、本例では、ステップＳ２およびステップＳ３の処理が５００ｍｓ毎に４回繰り返されるようになっており、このステップＳ２で今回求めた今回ｙ軸平均値は、次回の処理時にはステップＳ３の処理時に前回ｙ軸平均値として用いられる。
【００４６】
次に、ステップＳ３では、以下述べる手順で手の上下方向の移動量および移動向きを推定する。まず、前回ｙ軸平均値と今回ｙ軸平均値とから、ｙ軸平均値差を求める。因みに、ｙ軸平均値差＝今回ｙ軸平均値−前回ｙ軸平均値、であり、本例では、ｙ軸平均値差＝９−５．７６９２＝３．２３０８である。
【００４７】
このｙ軸平均値差が５００ｍｓ間の手の上下方向の移動量に相当する。また、ｙ軸平均値差が＋（正）の値の時は、手を下げる動作を行ったものと推定し、一方、ｙ軸平均値差が−（負）の値の時は、手を上げる動作を行ったものと推定する。
【００４８】
なお、本例では、ステップＳ２およびステップＳ３の処理が５００ｍｓ毎に４回繰り返されるようになっており、このステップＳ３の２回目以降の処理時には、それまでのｙ軸平均値差の合計に今回のｙ軸平均値差を加算したものを、ｙ軸平均値差とする。
【００４９】
次に、ステップＳ４では、ステップＳ２およびステップＳ３の処理が４回行われた否かを判定する。そして、ステップＳ４がＮＯの場合はステップＳ２およびステップＳ３の処理が繰り返される。
【００５０】
ステップＳ２およびステップＳ３の処理が４回行われるとステップＳ４がＹＥＳになってステップＳ５に進む。ステップＳ５では、ｙ軸平均値差およびその正負に基づいて、すなわち、２秒間（５００ｍｓ×４回）の手の上下方向の移動量および移動向きに基づいて、設定温度を変更する処理を行う。具体的には、ｙ軸平均値差およびその正負に基づいて、図７の特性表から温度補正値を求め、この温度補正値分、設定温度を変更する。
【００５１】
本実施形態では、人の身振り手振り等の動作によって設定温度の変更を行うことができるため、設定変更操作を直感的に容易且つ正確に行うことができる。
【００５２】
また、スイッチ操作をしなくても設定変更が行えるため、設定変更操作中の前方不注意がなくなり、走行時の安全性を高めることができる。
【００５３】
また、計器盤９０における車両幅方向の中央部に赤外線センサ７６を配置しているが、この位置からは乗員をとらえやすく、従って、乗員の動作を検出しやすい。また、運転席および助手席の両方の乗員の動作を検出することができる。
【００５４】
（他の実施形態）
上記実施形態では、赤外線センサ７６で検出した乗員の動作に基づいて車室内の設定温度を変更したが、赤外線センサ７６で検出した乗員の動作に基づいて、空調風の吹出風量または空調風の吹出モードまたは吸込口モードを変更するようにしてもよい。この場合、吹出風量、吹出モード、および吸込口モードは本発明の希望空調状態に相当する。
【００５５】
また、上記実施形態では、画像データのｙ軸の値のみを設定変更に利用したが、例えば、ｙ軸の値で設定温度を変更し、ｘ軸の値で吹出風量または吹出モードまたは吸込口モードを変更するようにしてもよい。
【００５６】
また、左右席の吹出温度を独立に調整可能な空調装置の場合、画像データのｙ軸の値で右側席の設定温度を変更し、ｘ軸の値で左側席の設定温度を変更するようにしてもよい。
【００５７】
また、上記実施形態では、５００ｍｓ毎にｙ軸平均値差を求め、その４回分の和を求めた後に、設定温度を変更するようにしたが、ｙ軸平均値差を１回求める毎に設定温度を変更するようにしてもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、人の動作を非接触にて検出する動作検出手段として赤外線センサ７６を用いたが、動作検出手段としてＣＣＤカメラを用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態になる車両用空調装置の全体構成図である。
【図２】図１の赤外線センサ７６の設置位置を示す車室内の斜視図である。
【図３】一実施形態の制御の要部を示す流れ図である。
【図４】図１の赤外線センサ７６でとらえた画像の例を示す図である。
【図５】図１の赤外線センサ７６でとらえた画像データの図表である。
【図６】図１の赤外線センサ７６でとらえた画像データの図表である。
【図７】温度補正値を求めるための特性図である。
【符号の説明】
７６…赤外線センサ（動作検出手段）、９０…計器盤。

Claims (5)

1. 人が設定した希望空調状態になるように室内の空調状態を自動制御する空調装置において、
   人の動作を非接触にて検出し、人の動作に基づいて前記希望空調状態の設定を変更することを特徴とする空調装置。
2. 手の動作を検出することを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
3. 車両の室内の空調を行う空調装置であって、
   設定が変更される空調状態は、前記室内の設定温度、空調風の吹出風量、空調風の吸込口モード、および空調風の吹出モードのうちの、少なくとも１つであることを特徴とする請求項１または２に記載の空調装置。
4. 車両の室内の空調を行う空調装置であって、
   人の動作を非接触にて検出する動作検出手段（７６）を備え、
   前記動作検出手段（７６）は、計器盤（９０）における車両幅方向の略中央部に設置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の空調装置。
5. 人の動作を非接触にて検出する動作検出手段を備え、
   前記動作検出手段は、ＣＣＤカメラおよびマトリックス型赤外線センサ（７６）のいずれか一方であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の空調装置。

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