JP2006137364A - 車両用空調装置および車両用空調制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 オートエアコンアンプ30では、IRカメラ31が撮像した熱画像のデータに基づいて、乗員の乗車を検出する。乗員が乗車したことを検出すると、IRカメラ31で撮像した熱画像のデータから乗員の顔面温度TF−msrを検出して、車室内の温度設定値(目標室温)TR−tgtに基づいて算出される目標表面温度TF−tgtと比較し、その差の絶対値|ΔTF|が所定値Thを超えていれば、送風風量を増やして運転席乗員40に向けて送風する風量優先モードとする。風量優先モードが長時間継続すると乗員に不快感を与えてしまうので、風量優先モードで所定時間t2だけ継続して送風した後は、送風風量を下げるとともに空調空気の温度制御を精度よく行って送風する風温優先モードに切り替える。
【選択図】 図3
Description
(2) 請求項8の発明による車両用空調制御方法は、車室内または車室外の空気を冷却および/または加熱して車室内に空調空気として送風する際に、乗員が乗車したことを検出すると、送風量を増やした風量優先モードを選択し、風量優先モードを選択した後、所定時間が経過した後に、空調空気の温度を優先して制御する風温優先モードを選択して、空調空気の風量、風向または温度の少なくともいずれか一つを制御することを特徴とする。
図1〜7を参照して、本発明による車両用空調装置の第1の実施の形態を説明する。図1は、本実施の形態の車両用空調装置を搭載した右ハンドル車を車両斜め後方から見た斜視図であり、図2は、空調ユニット100の全体構成を示す図である。車両用空調装置ACは、車両Vのインストルメントパネル200の内側に設けた空調ユニット100を備えている。インストルメントパネル200には、乗員が車両用空調装置ACのON、OFFや車室内温度の設定などの操作を行うための空調操作部1と、後述する空調制御に必要なIRカメラ31と、日射センサ32と、室温センサ34a,34bとが設けられている。車両用空調装置ACでは、空調操作部1の温度設定器35によって運転席側と助手席側とで異なる温度設定が可能である。また、室温センサ34aは運転席側の車室内温度を測定し、室温センサ34bは助手席側の車室内温度を測定する。
XMa=f1(Tw,Tam,Tain,Ts,Taptc,Q,αa) ・・・(1)
XMb=f1(Tw,Tam,Tbin,Ts,Tbptc,Q,αb) ・・・(2)
VF=f2(XM,β) ・・・(3)
ここで、Twはエンジン出口水温、Tamは外気温度、TainおよびTbinはそれぞれ運転席側および助手席側の車室内温度、Tsはファン吸い込み空気温度、TaptcおよびTbptcはそれぞれ運転席側および助手席側の車両内設定温度、Qは日射量であり、これらは、車両用空調装置ACの熱負荷に関するパラメータである。αa,αb,βは、新たに乗車した乗員が快適と感じることができるように空調運転条件を演算するための係数であり、後述する条件によって値が変化する。
車両用空調装置ACは、IRカメラ31で撮像した熱画像のデータに基づいて、新たに乗車した乗員の有無を検出するとともに、乗員の表面温度を測定して、乗員が熱的に快適であると感じる熱的定常状態であるか否かを判定することで、空調制御の制御内容を決定する。IRカメラ31は、撮像対象物からの赤外線を捉えることができるカメラであり、図1,4に示すように、車室内を撮像するようにインストルメントパネル200の左右方向略中央の上部に車両Vの後方に向けて設置され、図4,5に示すように、運転席側の乗員40および助手席側の乗員の上半身を含む車室内部の熱画像を撮像可能である。
図6は、車両用空調装置ACで実行される空調運転プログラムの動作を示すフローチャートである。図6に動作を示したプログラムは、オートエアコンアンプ30で実行される。イグニッションスイッチがONになり、車両用空調装置ACのオートエアコンアンプ30に電源が供給された状態で空調操作部1の空調スイッチがONとなったとき、図6のプログラムは動作を開始する。ステップS1において、ステップS2以降の処理で用いられるタイマーやカウンタ、フラグなどを初期化する。なお、本プログラムにおける初回の処理であるか否かを示すフラグFlg_A、および、上述した保留時間の経過を待っているか否かを示すフラグFlg_Bに0がセットされる。ステップS2において、IRカメラ31で撮像した熱画像のデータを読み込んでステップS3へ進む。ステップS3のサブルーチンにおいて、運転席の乗員の有無を判断してステップS4へ進む。なお、ステップS3のサブルーチンについては後述する。
図7は、ステップS3のサブルーチンで実行されるプログラムの処理を示すフローチャートである。ステップS301において、ステップS2で読み込んだ熱画像のデータに基づいて、撮像された熱画像における乗員の運転席着座位置を特定し、その着座位置の温度分布から運転席の乗員の有無を検出してステップS303へ進む。ステップS303において、フラグFlg_Aから車両用空調装置ACの電源がONされた後の最初の処理であるか否かを判断する。
(1) IRカメラ31の熱画像データに基づいて、乗員が乗車したことを検出すると、乗員に向けて送風量を増やして送風する風量優先モードで空調制御を行い、所定時間t2の経過後は、空調空気の温度制御を精度よく行う風温優先モードで空調制御を行うように構成した。これにより、エンジンの始動時期にかかわらず、乗車してきた乗員の温冷感を低減して、乗員に快適感を与えることができる。また、乗車してきた乗員に向けて長時間送風することを防止しているので、乗員が自分に向けて送風される空調空気を煩わしく感じてしまうことを防止でき、快適性が向上する。
図8〜10を参照して、本発明による車両用空調装置の第2の実施の形態を説明する。以下の説明では、第1の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付して相違点を主に説明する。図8は、車両用空調装置ACのシステム構成を示す図である。本実施の形態の車両用空調装置ACでは、第1の実施の形態と異なり、日射センサ32、外気温センサ33、内気温センサ34a,34bおよびドアスイッチ36a,36bが設けられていない。その他の構成は、第1の実施の形態と同じである。図9(a)は、IRカメラ31が撮像した熱画像を示す図であり、図9(b)は、図9(a)の画像の運転席側の領域を示す図である。IRカメラ31が撮像した熱画像のデータから、運転席乗員40の温度だけではなく、熱画像として撮像された各部分(領域42〜45)の温度も検出できる。
車両用空調装置ACで実行される空調運転プログラムの動作は、メインルーチンに関しては、図6に示した第1の実施の形態の車両用空調装置ACで実行される空調運転プログラムの動作と同様であるので説明を省略する。図10は、ステップS3のサブルーチンで実行されるプログラムの処理を示すフローチャートである。ステップS301からステップS308までは、第1の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
(1) IRカメラ31が撮像した熱画像のデータに基づいて、ドアの開閉や、天井の温度Troofなど空調制御に必要なパラメータの値を検出するように構成した。これにより、ドアの開閉を検出するドアセンサや、空調制御に必要な日射センサ、外気温センサ、内気温センサを省略できるので、車両用空調装置ACの製造コストを削減できる。
(1) 上述の説明では、風量優先モードの継続時間である所定時間t2は不変であったが、本発明はこれに限定されず、所定時間t2を可変としてもよい。たとえば、表面温度差ΔTFの絶対値が大きいほど、所定時間t2が長くなるようにオートエアコンアンプ30でその値を変更するようにしてもよい。
(9) 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
はオートエアコンアンプ30に、温度設定手段は温度設定器35に、熱画像撮像手段はIRカメラ31にそれぞれ対応する。乗員検出手段、乗員表面温度測定手段、および乗員状態判定手段は、IRカメラ31およびオートエアコンアンプ30によって実現される。ドア開閉検出手段はドアスイッチ36a,36b、または、IRカメラ31およびオートエアコンアンプ30によって実現される。さらに、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における機器構成に何ら限定されない。
12 ブロアモータ 16a,16b エアミックスドア
18a,18b ベントドア 21 デフドア
24a,24b フットドア 30 オートエアコンアンプ
31 IRカメラ 32 日射センサ
33 外気温センサ 34a,34b 室温センサ
35 温度設定器 36a,36b ドアスイッチ
40 運転席乗員 41 頭部
42〜45 領域 100 空調ユニット
110 運転席側サイドベント口
111,121,131,141 ルーバ 120 運転席側センターベント口
130 助手席側センターベント口 140 助手席側サイドベント口
Claims (10)
- 車室内または車室外の空気を冷却および/または加熱して車室内に空調空気として送風する車両用空調装置において、
車室内の乗員を検出する乗員検出手段と、
前記乗員検出手段で乗員が乗車したことを検出すると、送風量を増やした風量優先モードを選択し、前記風量優先モードを選択した後、所定時間が経過した後に、空調空気の温度を優先して制御する風温優先モードを選択して、車室内に送風される空調空気の風量、風向または温度の少なくともいずれか一つを制御する制御手段とを備えることを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項1に記載の車両用空調装置において、
乗員の表面温度を測定する乗員表面温度測定手段と、
目標とする車室内の温度を設定する温度設定手段と、
前記温度設定手段で設定された車室内の設定温度と、前記乗員表面温度測定手段で測定された乗員の表面温度とに基づいて、乗員の表面温度の目標値を算出する目標温度算出手段とをさらに備え、
前記制御手段は、前記乗員表面温度測定手段で測定した乗員の表面温度が前記目標温度算出手段で算出された乗員の表面温度の目標値と一致するように、車室内に送風される空調空気の風量、風向または温度の少なくともいずれか一つを制御することを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項2に記載の車両用空調装置において、
車室内の熱画像を撮像する熱画像撮像手段をさらに備え、
前記乗員検出手段は、前記熱画像撮像手段が撮像した前記熱画像に基づいて車室内の乗員の有無を検出し、
前記乗員表面温度測定手段は、前記熱画像撮像手段が撮像した前記熱画像に基づいて、前記乗員検出手段が検出した乗員の表面温度を測定することを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項2または請求項3に記載の車両用空調装置において、
前記目標温度算出手段で算出された乗員の表面温度の目標値と、前記乗員表面温度測定手段で測定された乗員の表面温度とに基づいて、乗員が熱的に快適であると感じる熱的定常状態であるか否かを判定する乗員状態判定手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記乗員状態判定手段によって乗員が前記熱的定常状態であると判定されると、前記風量優先モードを選択した後、前記所定時間が経過する前であっても前記風温優先モードを選択して、車室内に送風される空調空気の風量、風向または温度の少なくともいずれか一つを制御することを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項4に記載の車両用空調装置において、
前記乗員状態判定手段は、前記目標温度算出手段で算出された乗員の表面温度の目標値と、前記乗員表面温度測定手段で測定された乗員の表面温度との差が所定値以下の場合、または、前記乗員表面温度測定手段で測定された乗員の表面温度の変化率が所定値以下の場合、前記乗員が前記熱的定常状態であると判定することを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の車両用空調装置において、
乗員乗降用のドアの開閉を検出するドア開閉検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記乗員検出手段が検出した車室内の乗員の有無に変化があった場合でも、前記ドアの開閉が前記ドア開閉検出手段で検出されないときには、一定時間の間は車室内の乗員の有無の変化がないものとして車室内に送風される空調空気の風量、風向または温度の少なくともいずれか一つを制御することを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の車両用空調装置において、
前記制御手段は、少なくとも運転席に着座した乗員および助手席に着座した乗員に対して送風される空調空気について、それぞれ独立して前記風量優先モードおよび前記風温優先モードを選択して空調空気の風量、風向または温度の少なくともいずれか一つを制御することを特徴とする車両用空調装置。 - 車室内または車室外の空気を冷却および/または加熱して車室内に空調空気として送風する際に、乗員が乗車したことを検出すると、送風量を増やした風量優先モードを選択し、
前記風量優先モードを選択した後、所定時間が経過した後に、空調空気の温度を優先して制御する風温優先モードを選択して、空調空気の風量、風向または温度の少なくともいずれか一つを制御することを特徴とする車両用空調制御方法。 - 請求項8に記載の車両用空調制御方法において、
乗員の表面温度を測定し、
設定された車室内の目標温度と、測定した前記乗員の表面温度とに基づいて乗員の表面温度の目標値を算出し、
算出した前記乗員の表面温度の目標値と、測定した前記乗員の表面温度とに基づいて、乗員が熱的に快適であると感じる熱的定常状態であるか否かを判定し、
乗員が前記熱的定常状態であると判定されると、前記風量優先モードを選択した後、前記所定時間が経過する前であっても前記風温優先モードを選択して、車室内に送風される空調空気の風量、風向または温度の少なくともいずれか一つを制御することを特徴とする車両用空調制御方法。 - 請求項8または請求項9に記載の車両用空調制御方法において、
乗員乗降用のドアの開閉を検出し、
車室内の乗員の有無の変化が検出された場合でも、前記ドアの開閉が検出されないときには、一定時間の間は車室内の乗員の有無の変化がないものとして車室内に送風される空調空気の風量、風向または温度の少なくともいずれか一つを制御することを特徴とする車両用空調制御方法。
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