JP4281212B2 - 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、非接触温度センサにより検出される車室内の温度に基づいて空調制御を行う車両用空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の非接触温度センサを用いた車両用空調装置として、特開平１０−１９７３４８号公報や特開平１０−２３０７２８号公報に記載されたものがある。これらの従来装置では、多数の温度検出素子をマトリックス状に配置した赤外線センサ（非接触温度センサ）にて乗員およびその近傍の温度を検出し、その温度信号に基づいて、日射の方向や日射強度を推定している。そして、特開平１０−２３０７２８号公報に記載の従来装置では、さらに乗員近傍の雰囲気温度を推定し、この推定雰囲気温度に基づいて空調制御を行うようにしている。
【０００３】
また、同様の車両用空調装置として、乗員の温感に密接な関係がある乗員の頬部皮膚温を赤外線センサで検出し、その温度信号に基づいて温感にマッチした制御を行うものも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなマトリックス型の赤外線センサにて、乗員近傍（広範囲）温度と頬部（特定部位）皮膚温の両方を検出する場合、頬部皮膚温を正確に検出するためには、温度検出素子１個あたりの温度検出領域の面積を頬部面積に合わせて狭くする必要がある。このため、赤外線センサにて温度を検出する広範囲の面積が一定であれば、温度検出素子１個あたりの温度検出領域の面積を狭くするのに伴って、温度検出素子数が増加してしまう。そして、温度検出素子数が増加すると、回路規模の増加によるコストアップや、温度信号処理時間の増加という問題が生じる。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、多数の温度検出素子よりなる非接触温度センサの温度信号に基づいて空調制御を行う車両用空調装置において、狭範囲の温度を正確に検出しつつ、回路規模の縮小化によるコスト低減や、温度信号処理時間の短縮化を図ることを目的とする。
【０００６】
【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、車室（１０ａ）内の所定領域（１６０）の温度分布を多数の温度検出素子により非接触で検出する非接触温度センサ（７０、２００、３００、５００、５００Ａ）を備え、非接触温度センサ（７０、２００、３００、５００、５００Ａ）の温度信号に基づいて空調制御を行う車両用空調装置において、温度検出素子を、乗員（Ｍ）の顔部（Ｍ３）の温度を検出する第１温度検出素子（７０ａ、３１０、５２０）と、サイドガラス（１７１ａ）および乗員（Ｍ）の上半身（Ｍ１）の温度を検出する第２温度検出素子（７０ｂ、２１０、５１０）とで構成し、第１温度検出素子（７０ａ）の温度信号および第２温度検出素子（７０ｂ）の温度信号を用いて目標吹出空気温度を演算するようになっており、第１温度検出素子（７０ａ）を、温度検出素子１個当たりの温度検出領域の面積が狭い素子で構成し、第２温度検出素子（７０ｂ）を、温度検出素子１個当たりの温度検出領域の面積が前記第１温度検出素子（７０ａ、３１０、５２０）よりも広い素子で構成したことを特徴とする。
【０００７】
これによれば、詳細な温度分布情報が必要な領域の温度を第１温度検出素子にて検出し、詳細な温度分布情報が必要でない領域の温度は第２温度検出素子にて検出することにより、詳細な温度分布情報が必要な領域の温度を正確に検出可能にしつつ、非接触温度センサ全体では温度検出素子数を少なくすることができる。従って、温度検出素子数を低減して、回路規模の縮小化によるコスト低減や、温度信号処理時間の短縮化を図ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、非接触温度センサ（２００、３００、５００、５００Ａ）は、第１温度検出素子（３１０、５２０）の温度検出方向を調整する調整手段（３３０、５４０、５５０）を有することを特徴とする。
【００１１】
これによると、例えば第１温度検出素子により顔部の温度を検出する場合、第１温度検出素子の温度検出方向を調整することにより、乗員の体格や着座姿勢に関わらず、確実に顔部の温度を検出することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、赤外線の量に応じて電気信号を発生する多数の温度検出素子（４１０）により、車室（１０ａ）内の所定領域（１６０）の温度分布を非接触で検出する非接触温度センサ（４００）を備え、非接触温度センサ（４００）の温度信号に基づいて空調制御を行う車両用空調装置において、非接触温度センサ（４００）は、赤外線が通過するとともに温度検出素子（４１０）との相対位置が変更可能なレンズ（４２３）を備え、温度検出素子（４１０）と前記レンズ（４２３）との相対位置を変化させて、サイドガラス（１７１ａ）および乗員（Ｍ）の上半身（Ｍ１）の温度を検出する第１状態と、乗員（Ｍ）の顔部（Ｍ３）の温度を検出する第２状態とに切り替え、第１状態で検出した温度信号および第２状態で検出した温度信号を用いて目標吹出空気温度を演算するようになっており、第１状態での温度検出領域の面積が第２状態での温度検出領域の面積よりも広く設定されていることを特徴とする。
【００１３】
これによると、温度検出素子の各素子１個あたりの温度検出領域の面積は第１状態よりも第２状態の方が小さくなるため、第２状態に設定した際には詳細な温度分布情報が得られる。
【００１４】
また、共通の温度検出素子で広範囲の温度と狭範囲の温度とを検出するため、温度検出素子数を少なくすることができる。従って、温度検出素子数の低減に伴う回路規模の縮小化や、温度信号処理時間の短縮化を図ることができる。
【００１５】
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。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は本発明に係わる車両用空調装置を示すもので、この空調装置は空気通路を形成するエアダクト１０を備えており、このエアダクト１０はそのフェイス吹出口１１およびフット吹出口１２にて車室１０ａ内に開口している。そして、フェイス吹出口１１から乗員の上半身に向けて主に冷風が吹き出され、フット吹出口１２から乗員の足元に向けて主に温風が吹き出される。エアダクト１０内には、その空気導入口側から各吹出口１１、１２にかけて、内外気切替ドア８０、ブロワ２０、エバポレータ（冷房用熱交換器）３０、エアミックスダンパ４０、ヒータコア（暖房用熱交換器）５０および吹出口切替ダンパ６０が順に配設されている。
【００１７】
内外気切替ドア８０は、エアダクト１０内に外気を導入するか、内気を導入するかを決める。ブロワ２０は、そのブロワモータ２０ａの駆動に応じエアダクト１０内にその導入口から空気流を導入し、エバポレータ３０、エアミックスダンパ４０、ヒータコア５０および吹出口切替ダンパ６０を介し、フェイス吹出口１１またはフット吹出口１２から車室１０ａ内に空気を吹き出す。エバポレータ３０は、コンプレッサ３０ａの作動下にて冷凍サイクル中の冷媒を受けてブロワ２０からの空気流を冷却する。コンプレッサ３０ａは、これに付設の電磁クラッチ３０ｂの選択的係合下にて当該車両のエンジンにより駆動される。
【００１８】
エアミックスダンパ４０は、空気の温度を調節する温度調節手段を構成するもので、その現実の開度θ（図１参照）に応じ、エバポレータ３０からヒータ５０に流入させるべき冷却空気流の量、およびエバポレータ３０からヒータ５０を迂回してその後流に流入させるべき冷却空気流の量を調節する。かかる場合、エアミックスダンパ４０が図１にて図示破線（または実線）の位置にあるとき現実の開度θは最小開度θｍｉｎ（または最大開度θｍａｘ）になる。ヒータコア５０は、エンジン冷却水を受けてその流入冷却空気流を再加熱する。
【００１９】
吹出口切替ダンパ６０は、図１に実線で示す切替位置（以下、第１切替位置という）にて、ヒータコア５０からの加熱空気流およびこのヒータコア５０を迂回する冷却空気流の混合空気流をフット吹出口１２から吹き出す。また、吹出口切替ダンパ６０は、フット吹出口１２を閉じる位置（以下、第２切替位置という）に切り替えられて、前記混合空気流をフェイス吹出口１１から吹き出す。さらに、吹出口切替ダンパ６０は、両吹出口１１、１２をともに開口する位置（以下、第３切替位置という）に切り替えられて、前記混合空気流を両吹出口１１、１２から吹き出す。
【００２０】
運転者（乗員）Ｍの前方には、ルームミラー近傍の天井部に、車室１０ａ内の所定領域の表面温度を非接触で検出する非接触温度センサ７０が設置されている。この非接触温度センサ７０は、運転者Ｍの身体および周囲後方の表面温度を検出し、被検温体から放射される赤外線量に対応して電気信号（表面温度信号）を発生する赤外線センサであり、より具体的には、被検温体から放射される赤外線量に対応して、赤外線量に比例した起電力を発生するサーモパイル型温度検出素子を用いた赤外線センサである。
【００２１】
また、図２に示すように、この非接触温度センサ７０は、各素子１個あたりの温度検出領域の面積が狭い複数（本例では２４個）の狭範囲温度検出素子（第１温度検出素子）７０ａと、各素子１個あたりの温度検出領域の面積が広い複数（本例では１６個）の広範囲温度検出素子（第２温度検出素子）７０ｂとを有し、狭範囲および広範囲温度検出素子７０ａ、７０ｂが、５行４列のマトリックス状に配置して構成されている。
【００２２】
より詳細には、２行ｂ列とｃ列および３行ｂ列とｃ列を除くマトリックス要素には、１つのマトリックス要素毎に１個の広範囲温度検出素子７０ｂが配置されている。また、２行ｂ列とｃ列および３行ｂ列とｃ列のマトリックス要素には、１つのマトリックス要素毎に６個の狭範囲温度検出素子７０ａが配置されている。従って、狭範囲温度検出素子７０ａの１個あたりの温度検出領域の面積をＡ１、広範囲温度検出素子７０ｂの１個あたりの温度検出領域の面積をＡ２とすると、面積比（Ａ１／Ａ２）＝１／６である。
【００２３】
図３は、上記非接触温度センサ７０による表面温度の検出領域１６０を示すもので、検出領域１６０には、運転者Ｍの上半身（着衣部）Ｍ１、頭部Ｍ２、顔部Ｍ３、腕部Ｍ４、下半身Ｍ５、天井１７０内壁面の一部、前席ドア１７１のサイドガラス１７１ａの内壁面の一部、リヤガラス１７２の内壁面の一部が含まれている。なお、非接触温度センサ７０の表面温度検出領域として、前席シート１７３、後席シート１７４、コンソール１７５、床１７６、および側壁１７１ｂを含んでもよい。
【００２４】
そして、狭範囲温度検出素子７０ａによって運転者Ｍの頭部Ｍ２および顔部Ｍ３付近（狭範囲）の温度を検出し、広範囲温度検出素子７０ｂによって、運転者Ｍの頭部Ｍ２および顔部Ｍ３の周囲（広範囲）の温度を検出するようにしている。このように、各素子１個あたりの温度検出領域の面積が狭い狭範囲温度検出素子７０ａにて、頭部Ｍ２および顔部Ｍ３付近の温度を検出することにより、頭部Ｍ２および顔部Ｍ３付近の温度分布を詳細に測定することができ、狭範囲内の特定部位（例えば、頬部）の温度を正確に検出することができる。
【００２５】
なお、頬部の温度を正確に検出するためには、狭範囲温度検出素子７０ａの１個あたりの温度検出領域の面積（Ａ１）を、片側の頬面積の１／４程度にするのが望ましい。一方、広範囲温度検出素子７０ｂの１個あたりの温度検出領域の面積（Ａ２）は種々の条件に応じて適宜決定されるが、面積比（Ａ１／Ａ２）としては０．８以下にするのが望ましい。また、面積比（Ａ１／Ａ２）のより望ましい範囲は、０．１〜０．３である。
【００２６】
ここで、検出領域１６０において、天井（内気温対応部位）１７０の内壁面（車室内側の表面）は、日射が当たらず、また断熱材によって天井外壁面の熱の影響を受けにくいため、内気温に略対応して表面温度が変化する。また、サイドガラス１７１ａやリヤガラス１７２のガラス部（外気温対応部位）の内壁面（車室内側の表面）は、ガラス外壁面（車室外側の表面）の熱（外気温や日射による熱）の影響を受けて表面温度が変化しやすい。さらに、乗員Ｍの特に上半身（日射対応部位）Ｍ１は、日射の有無によって表面温度が変化しやすい。
【００２７】
そして、サイドガラス１７１ａ、リヤガラス１７２および前席ドア１７１の側壁１７１ｂ等の内壁面温度は、内気温と車室内表面温度との差による侵入熱（熱負荷）の推定に利用される。また、実際に日射の影響を受けて温度が変化する部位（例えば、運転者Ｍの着衣部）の温度は、日射が車室内に入ることによる侵入熱（熱負荷）の推定に利用される。さらに、運転者Ｍの顔部Ｍ３（特に、頬部）の表面温度は、乗員の温感に密接な関係があるため、温感にマッチした制御を行うのに利用される。
【００２８】
図１において、空調装置は、内気温センサ７１、開度センサ７２〜７４、さらには図示しない各種センサを備え、内気温センサ７１は当該車室１０ａ内の空気温度を検出して内気温信号を発生し、開度センサ７２〜７４は、エアミックスダンパ４０、吹出口切替ダンパ６０および内外気切替ドア８０の現実の開度を検出して開度信号を発生する。操作パネル１５０は空調装置への乗員からの入力である各種設定信号（設定温度信号、モード選択信号、オート／マニュアル選択信号等）を生じる。ここで、操作パネル１５０は、乗員が希望する室内の温度を設定するための温度設定手段を含んでいる。
【００２９】
ＥＣＵ９０は、図４に示すフローチャートに従ってプログラムを実行し、この実行中において、ブロワモータ２０ａ、電磁クラッチ３０ｂ、３つのモータ１２０ａ、１３０ａ、１４０ａにそれぞれ接続した各駆動回路１００、１１０、１２０、１３０、１４０の制御に必要な演算処理をする。かかる場合、ＥＣＵ９０は、当該車両のイグニッションスイッチＩＧによりバッテリＢから給電されて作動状態となり、プログラムの実行を開始する。また、上述のプログラムはＥＣＵ９０のＲＯＭに予め記憶されている。
【００３０】
駆動回路１００は、ＥＣＵ９０により制御されてブロワモータ２０ａの回転速度を制御する。駆動回路１１０は、ＥＣＵ９０により制御されて電磁クラッチ３０ａを選択的に係合させる。モータ１２０ａは、ＥＣＵ９０の制御に応じて駆動回路１２０により駆動されて回転する。このことは、モータ１２０ａが減速機構（図示せず）を介しエアミックスダンパ４０の現実の開度を調節することを意味する。モータ１３０ａは、ＥＣＵ９０の制御に応じて駆動回路１３０により駆動されて回転する。このことは、モータ１３０ａが減速機構（図示せず）を介し吹出口切替ダンパ６０を第１〜第３切替位置に選択的に切り替えることを意味する。モータ１４０ａは、ＥＣＵ９０にに応じて駆動回路１４０により駆動されて回転する。このことは、モータ１４０ａが減速機構（図示せず）を介し内外気切替ドア８０の現実の開度を調節することを意味する。
【００３１】
また、電磁クラッチ３０ｂが、ＥＣＵ９０からの出力信号に応答して駆動回路１１０により駆動されて係合し、これに伴いコンプレッサ３０ａがエンジンにより駆動されて圧縮冷媒をエバポレータ３０に供給する。しかして、ブロワ２０による導入空気流が、エバポレータ３０により冷却され、エアミックスダンパ４０の現実の開度θに応じた量でもってヒータコア５０に流入して加熱されるとともに、残余の空気流が、直接ヒータコア５０の後方へ流入し加熱空気流と混合される。
【００３２】
上記構成において、イグニッションスイッチＩＧの閉成により当該車両のエンジンを始動させるとともにＥＣＵ９０を作動状態におく。次いで、操作パネル１５０から操作信号を発生させれば、ＥＣＵ９０が、図４のフローチャートに従い、ＥＣＵ９０内のプログラムの実行を開始し、まずステップＳ１００にて、以降の処理の実行に使用するカウンタやフラグを初期設定する初期化の処理を実行した後、ステップＳ１１０に移行する。そして、ステップＳ１１０、１２０にてスイッチ信号および非接触温度センサ７０を含む各種センサ信号（内気温、エンジン冷却水温、エバポレータ出口温、車速、湿度等）を読み込む。これらのセンサ信号のうち、非接触温度センサ７０の信号はステップＳ１３０へ入力される。
【００３３】
ステップＳ１３０では、図５に示すように、個々の温度検出素子７０ａ、７０ｂ毎に、システムへの影響度（おもみ）を考慮した係数Ｋ１ａ〜Ｋ５ｄを設定する。すなわち、冷房熱負荷や温感への影響度合が大きい検出領域の表面温度信号出力値に対する係数を大きくする。ここで、Ｋ１ａは１行ａ列の係数、Ｋ１ｂは１行ｂ列の係数、……Ｋ５ｄは５行ｄ列の係数である。これらの係数のうち、Ｋ２ｂ１〜Ｋ２ｂ６は２行ｂ列の６個の狭範囲温度検出素子７０ａの係数、……Ｋ３ｃ１〜Ｋ３ｃ６は３行ｃ列の６個の狭範囲温度検出素子７０ａの係数である。また、ａ〜ｔは定数である。
【００３４】
次に、ステップＳ１４０では、ステップＳ１２０で読み込んだ表面温度信号出力値Ｔ１ａ〜Ｔ５ｄ、設定温度Ｔｓｅｔおよび内気温Ｔｒとに基づき、図６に示す式を用いて目標吹出空気温度ＴＡＯが演算される。ここで、図６中のＴＡＯ算出式において、Ｔ１ａは１行ａ列の表面温度信号出力値、Ｔ１ｂは１行ｂ列の表面温度信号出力値、……Ｔ５ｄは５行ｄ列の表面温度信号出力値である。また、Ｋｓｅｔ、Ｋｒは係数、Ｃは定数である。
【００３５】
次に、ステップＳ１５０において、上記目標吹出空気温度ＴＡＯに基づいて図７の特性図より目標風量に対応するブロワモータ２０ａへの印可電圧（第１ブロワ電圧）を算出するとともに、エンジン冷却水温Ｔｗに基づいて図８の特性図より第２ブロワ電圧を算出し、そして両ブロワ電圧のうち低い方をブロワ電圧として決定する。
【００３６】
次に、ステップＳ１６０では、目標吹出空気温度ＴＡＯとエンジン冷却水温Ｔｗ及びエバポレータ出口温Ｔｅとに基づき、下記数式１を用いて、エアミックスダンパ４０の目標開度ＳＷを算出する。なお、数式１中のαは定数である。
【００３７】
【数１】
ＳＷ＝〔｛ＴＡＯ−（Ｔｅ＋α）〕／〔Ｔｗ−（Ｔｅ＋α）｝〕×１００（％）
次にステップＳ１７０では、目標吹出空気温度ＴＡＯに基づき、内気導入にするか、外気導入にするかを決定する。次にステップＳ１８０では、目標吹出空気温度ＴＡＯに基づいて、図９の特性図より、吹出口モードをフェイスモード（ＦＡＣＥ）、バイレベルモード（Ｂ／Ｌ）、およびフットモード（ＦＯＯＴ）のいずれにするかを決定する。そしてステップＳ１９０では、上記ステップＳ１５０〜ステップＳ１８０による演算結果に応じて、駆動回路１００、１２０、１３０、１４０に、ブロワ電圧制御信号、エアミックスダンパ開度制御信号、内外気導入モード制御信号、および吹出口モード制御信号を夫々出力する。そして、ステップＳ２００へ進み、周期時間ｔ秒経過したか否かを判定し、ＮＯの場合はステップＳ２００で待ち、ＹＥＳの場合はステップＳ１１０へ戻る。
【００３８】
本実施形態では、各素子１個あたりの温度検出領域の面積が狭い狭範囲温度検出素子７０ａにて、頭部Ｍ２および顔部Ｍ３付近（狭範囲）の温度分布を詳細に測定しているため、この狭範囲内の特定部位（例えば、頬部）の温度を正確に検出することができる。従って、温感に密接な関係のある頬部皮膚温に基づいて、乗員の温感にマッチした適切な制御を行うことができ、快適性を向上することができる。
【００３９】
また、詳細な温度分布情報が必要な領域（頭部Ｍ２および顔部Ｍ３付近）の温度を、温度検出領域の面積が狭い狭範囲温度検出素子７０ａにて検出しているため、この領域については温度検出素子数が増加してしまうものの、詳細な温度分布情報が必要でない領域（頭部Ｍ２および顔部Ｍ３の周囲）の温度は、各素子１個あたりの温度検出領域の面積が広い広範囲温度検出素子７０ｂにて検出しているため、非接触温度センサ７０全体では温度検出素子数を少なくすることができる。
【００４０】
従って、例えば頬部のような特定部位の温度を正確に検出しつつ、温度検出素子数の低減に伴う回路規模の縮小化や、温度信号処理時間の短縮化を図ることができる。
【００４１】
（第２実施形態）
図１０、図１１に示す第２実施形態について説明する。第１実施形態では、素子１個あたりの温度検出領域の面積が異なる２種類の温度検出素子７０ａ、７０ｂをマトリックス状に配置した非接触温度センサ７０を用いたが、本実施形態では、車室１０ａ内の所定領域の全域（広範囲）の表面温度を非接触で検出する広範囲非接触温度センサ２００と、所定領域の一部の領域（狭範囲）の温度を検出する狭範囲非接触温度センサ３００とを用いている。
【００４２】
また、２つの非接触温度センサ２００を用いることに伴い、第１実施形態のステップＳ１２０（図４参照）の処理内容を、図１１のように変更している。そして、それらの変更点を除いては、第１実施形態と同一である。
【００４３】
図１０において、広範囲非接触温度センサ２００は、多数の広範囲温度検出素子（第２温度検出素子）２１０がマトリックス状に配置され、被検温体から放射される赤外線をレンズ２２０で集光して、広範囲の熱画像を広範囲温度検出素子２１０上に結像させるようになっている。
【００４４】
上記狭範囲非接触温度センサ３００は、多数の温度検出素子（第１温度検出素子）３１０がマトリックス状に配置され、被検温体から放射される赤外線をレンズ３２０で狭範囲温度検出素子３１０上に集光して、狭範囲の熱画像を狭範囲温度検出素子３１０上に結像させるようになっている。また、狭範囲温度検出素子３１０の温度検出方向を調整する駆動装置（検温部位調整手段）３３０によって向きが変更されるようになっている。
【００４５】
そして、両非接触温度センサ２００、３００は、乗員Ｍの前方（例えば、計器盤）に設置される。
【００４６】
ここで、狭範囲非接触温度センサ３００の各素子１個あたりの温度検出領域の面積（Ａ１）は、広範囲非接触温度センサ２００の各素子１個あたりの温度検出領域の面積（Ａ２）よりも、小さく設定されており、それらの面積比（Ａ１／Ａ２）は１／３にしている。
【００４７】
図１１はセンサ信号読込ステップを示し、まずステップＳ１２１にて広範囲非接触温度センサ２００により図３の検出領域１６０の全域の温度を検出し、広範囲温度分布情報を取得する。
【００４８】
次に、ステップＳ１２２では、この広範囲温度分布情報に基づいて顔部Ｍ３の位置を判断する。すなわち、夏場のクールダウン時のように内気温が極めて高い場合を除けば、広範囲温度分布は顔部Ｍ３付近が最も高温になるため、最も高温部を顔部Ｍ３の位置と判断する。
【００４９】
次に、ステップＳ１２３では、ステップＳ１２２で求めた顔部Ｍ３の位置の方向に狭範囲非接触温度センサ３００が向くように、駆動装置３３０によって狭範囲非接触温度センサ３００の向きを調整し、この調整後、狭範囲非接触温度センサ３００によって顔部Ｍ３付近の温度分布を詳細に測定し、顔部Ｍ３付近の狭範囲温度分布情報を取得する。
【００５０】
ここで、図１０に示す狭範囲温度分布情報から明らかなように、目や鼻の温度と顔部皮膚温度との相違から、目や鼻の位置を特定することができ、さらに目や鼻の位置から頬部の位置を特定して頬部温度を検出することができる。
【００５１】
次に、ステップＳ１２４で、両非接触温度センサ２００、３００を除く、その他のセンサの信号を読み込む。なお、両非接触温度センサ２００、３００による温度測定は、例えば４秒毎に行われる。
【００５２】
本実施形態では、各素子１個あたりの温度検出領域の面積が狭い狭範囲温度検出素子３１０により、狭範囲内の特定部位（例えば、頬部）の温度を正確に検出することができる。
【００５３】
また、詳細な温度分布情報が必要でない領域の温度は、各素子１個あたりの温度検出領域の面積が広い広範囲温度検出素子２１０にて検出しているため、温度検出素子数を少なくすることができる。従って、温度検出素子数の低減に伴う回路規模の縮小化や、温度信号処理時間の短縮化を図ることができる。
【００５４】
さらに、広範囲温度分布情報から顔部Ｍ３の位置を求めて、狭範囲非接触温度センサ３００の向きを調整することにより、乗員Ｍの体格や着座姿勢に関わらず、確実に顔部Ｍ３付近の温度分布情報を取得することができる。
【００５５】
（第３実施形態）
図１２、図１３に示す第３実施形態について説明する。第２実施形態では、広範囲の温度と狭範囲の温度とを検出するために、２つの非接触温度センサ２００、３００を用いたが、本実施形態では、１つの非接触温度センサ４００を、広範囲の温度を検出する状態と、狭範囲の温度を検出する状態とに、切り替えて用いるようにしている。なお、その他の構成は、第２実施形態と同一である。
【００５６】
図１２において、非接触温度センサ４００は、マトリックス状に配置された多数の温度検出素子４１０と、赤外線が通過するズームレンズ４２０とを有する。そして、図１３に示すように、ズームレンズ４２０は、２枚の固定レンズ４２１、４２２と、温度検出素子４１０との相対位置が変更可能な可動レンズ４２３とから構成され、可動レンズ４２３の移動によって、非接触温度センサ４００の温度検出領域の面積を変更可能になっている。
【００５７】
上記構成において、まず可動レンズ４２３を実線位置に移動させることにより、図３の検出領域１６０の全域（広範囲）の温度を検出する広範囲状態（第１状態）に設定して、その領域の温度分布情報を取得する。次に、可動レンズ４２３を破線位置４２３ａに移動させることにより、顔部Ｍ３付近（狭範囲）の温度を検出する狭範囲状態（第２状態）に設定して、顔部Ｍ３付近の温度分布情報を取得する。
【００５８】
本実施形態では、非接触温度センサ４００の各素子１個あたりの温度検出領域の面積は、広範囲状態よりも狭範囲状態の方が小さくなるため、狭範囲状態に設定した際に顔部Ｍ３付近の詳細な温度分布情報が得られる。
【００５９】
また、１つの非接触温度センサ４００で広範囲の温度と狭範囲の温度とを検出するため、温度検出素子数を少なくすることができる。従って、温度検出素子数の低減に伴う回路規模の縮小化や、温度信号処理時間の短縮化を図ることができる。
【００６０】
（第４実施形態）
図１４、図１５に示す第４実施形態について説明する。本実施形態の非接触温度センサ５００は、マトリックス状に配置された多数の広範囲温度検出素子（第２温度検出素子）５１０を、レンズ５３０に対向させて配置し、マトリックス状に配置された多数の狭範囲温度検出素子（第１温度検出素子）５２０を、広範囲温度検出素子５１０とレンズ５３０とを結ぶ線に対して直交する位置に配置し、さらに、軸５４１を支点に回動自在なミラー（検温部位調整手段）５４０を、広範囲温度検出素子５１０とレンズ５３０との間に配置している。
【００６１】
狭範囲温度検出素子５２０の各素子１個あたりの温度検出領域の面積は、広範囲温度検出素子５１０の各素子１個あたりの温度検出領域の面積よりも、小さく設定されている。そして、この広範囲温度検出素子５１０は図３の検出領域１６０の全域（広範囲）の温度を検出し、一方、狭範囲温度検出素子５２０は図３の検出領域１６０内の頭部Ｍ２および顔部Ｍ３付近（狭範囲）の温度を検出する。
【００６２】
上記構成において、まずミラー５４０を実線位置に回動させることにより、広範囲の熱画像を広範囲温度検出素子５１０上に結像させて広範囲の温度を検出する広範囲状態（第１状態）に設定し、広範囲の温度分布情報を取得する。
【００６３】
次に、ミラー５４０を破線位置５４０ａに回動させることにより、狭範囲の熱画像を狭範囲温度検出素子５２０上に結像させて狭範囲の温度を検出する狭範囲状態（第２状態）に設定し、狭範囲の温度分布情報を取得する。ここで、狭範囲状態を設定するにあたっては、広範囲温度分布情報に基づいて顔部Ｍ３の位置を判断し、その判断結果に基づいて、顔部Ｍ３の熱画像が狭範囲温度検出素子５２０上に結像するようにミラー５４０の向きを調整する。従って、ミラー５４０は狭範囲温度検出素子５２０の温度検出方向を調整する検温部位調整手段をなす。
【００６４】
本実施形態では、第２実施形態と同様に、狭範囲内の特定部位の温度を正確に検出することができるとともに、温度検出素子数の低減に伴う回路規模の縮小化や、温度信号処理時間の短縮化を図ることができる。
【００６５】
さらに、広範囲温度分布情報から顔部Ｍ３の位置を求めて、ミラー５４０の向きを調整することにより、乗員Ｍの体格や着座姿勢に関わらず、確実に顔部Ｍ３付近の温度分布情報を取得することができる。
【００６６】
（第５実施形態）
図１６に示す第５実施形態について説明する。本実施形態の非接触温度センサ５００Ａは、第４実施形態における非接触温度センサ５００のミラー５４０の代わりに、軸５５１を支点に回動自在なハーフミラー（検温部位調整手段）５５０を用いたもので、その他の点は第４実施形態と同一である。
【００６７】
ハーフミラー５５０は、広範囲温度検出素子５１０とレンズ５３０との間に配置されていて、レンズ５３０を通過した後の赤外線の一部を広範囲温度検出素子５１０側に通過させるとともに、レンズ５３０を通過した後の赤外線の残部を狭範囲温度検出素子５２０側に反射させるようになっている。
【００６８】
そして、広範囲の熱画像を広範囲温度検出素子５１０上に結像させて広範囲の温度分布情報を取得し、狭範囲の熱画像を狭範囲温度検出素子５２０上に結像させて狭範囲の温度分布情報を取得する。
【００６９】
ここで、広範囲温度分布情報に基づいて顔部Ｍ３の位置を判断し、その判断結果に基づいて、顔部Ｍ３の熱画像が狭範囲温度検出素子５２０上に結像するようにハーフミラー５５０の向きを調整する。従って、ハーフミラー５５０は狭範囲温度検出素子５２０の温度検出方向を調整する検温部位調整手段をなす。
【００７０】
本実施形態では、第２実施形態と同様に、狭範囲内の特定部位の温度を正確に検出することができるとともに、温度検出素子数の低減に伴う回路規模の縮小化や、温度信号処理時間の短縮化を図ることができる。
【００７１】
さらに、広範囲温度分布情報から顔部Ｍ３の位置を求めて、ハーフミラー５５０の向きを調整することにより、乗員Ｍの体格や着座姿勢に関わらず、確実に顔部Ｍ３付近の温度分布情報を取得することができる。
【００７２】
（他の実施形態）
上記実施形態では、非接触温度センサとして、サーモパイル型検出素子を用いた赤外線センサを例示したが、温度係数の大きな抵抗で構成されたボロメータ型検出素子を用いた赤外線センサや、他の形式の赤外線センサを用いることもできる。さらに、赤外線センサに限らず、被検温体の表面温度を非接触で検出する他の形式の非接触温度センサを用いることもできる。
【００７３】
また、第１実施形態の非接触温度センサ７０および第３実施形態の非接触温度センサ４００の温度検出方向を、例えば第２実施形態の駆動装置３３０のような検温部位調整手段によって調整可能にしてもよい。
【００７４】
また、第１実施形態では内気温センサ７１を用いたが、非接触温度センサ７０の信号に基づいて内気温を推定して空調制御を行うことにより、内気温センサ７１を廃止することができる。
【００７５】
また、日射センサや外気温センサ等を用いて、日射量や外気温等に応じた空調制御を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の全体構成を表す概略構成図である。
【図２】図１の非接触温度センサの構成を示す模式図である。
【図３】図１の非接触温度センサの検出範囲を示す図である。
【図４】図１のＥＣＵにて実行される空調制御処理を表すフローチャートである。
【図５】図４のステップＳ１３０における制御処理を表すフローチャートである。
【図６】図４のステップＳ１４０における制御処理を表すフローチャートである。
【図７】ブロワの制御特性図である。
【図８】ブロワの制御特性図である。
【図９】吹出口モードの制御特性図である。
【図１０】本発明の第２実施形態における非接触温度センサの構成を示す斜視図である。
【図１１】第２実施形態における要部の制御処理を表すフローチャートである。
【図１２】本発明の第３実施形態における非接触温度センサを示す斜視図である。
【図１３】図１２の非接触温度センサの要部の側面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態における非接触温度センサを示す側面図である。
【図１５】図１４の非接触温度センサの要部の構成図である。
【図１６】本発明の第５実施形態における非接触温度センサを示す側面図である。
【符号の説明】
７０、２００、３００、４００、５００、５００Ａ…非接触温度センサ、
７０ａ、３１０、５２０…第１温度検出素子、
７０ｂ、２１０、５１０…第２温度検出素子、４１０…温度検出素子。

Claims (4)

1. 車室（１０ａ）内の所定領域（１６０）の温度分布を多数の温度検出素子により非接触で検出する非接触温度センサ（７０、２００、３００、５００、５００Ａ）を備え、前記非接触温度センサ（７０、２００、３００、５００、５００Ａ）の温度信号に基づいて空調制御を行う車両用空調装置において、
   前記温度検出素子を、乗員（Ｍ）の顔部（Ｍ３）の温度を検出する第１温度検出素子（７０ａ、３１０、５２０）と、サイドガラス（１７１ａ）および乗員（Ｍ）の上半身（Ｍ１）の温度を検出する第２温度検出素子（７０ｂ、２１０、５１０）とで構成し、
   前記第１温度検出素子（７０ａ）の温度信号および前記第２温度検出素子（７０ｂ）の温度信号を用いて目標吹出空気温度を演算するようになっており、
   前記第１温度検出素子（７０ａ）を、温度検出素子１個当たりの温度検出領域の面積が狭い素子で構成し、
   前記第２温度検出素子（７０ｂ）を、温度検出素子１個当たりの温度検出領域の面積が前記第１温度検出素子（７０ａ、３１０、５２０）よりも広い素子で構成したことを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記非接触温度センサ（２００、３００、５００、５００Ａ）は、前記第１温度検出素子（３１０、５２０）の温度検出方向を調整する調整手段（３３０、５４０、５５０）を有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。
3. 赤外線の量に応じて電気信号を発生する多数の温度検出素子（４１０）により、車室（１０ａ）内の所定領域（１６０）の温度分布を非接触で検出する非接触温度センサ（４００）を備え、前記非接触温度センサ（４００）の温度信号に基づいて空調制御を行う車両用空調装置において、
   前記非接触温度センサ（４００）は、前記赤外線が通過するとともに前記温度検出素子（４１０）との相対位置が変更可能なレンズ（４２３）を備え、
   前記温度検出素子（４１０）と前記レンズ（４２３）との相対位置を変化させて、サイドガラス（１７１ａ）および乗員（Ｍ）の上半身（Ｍ１）の温度を検出する第１状態と、乗員（Ｍ）の顔部（Ｍ３）の温度を検出する第２状態とに切り替え、
   前記第１状態で検出した温度信号および前記第２状態で検出した温度信号を用いて目標吹出空気温度を演算するようになっており、
   前記第１状態での温度検出領域の面積が前記第２状態での温度検出領域の面積よりも広く設定されていることを特徴とする車両用空調装置。
4. 前記多数の温度検出素子は、マトリックス状に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいづれか１つに記載の車両用空調装置。

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