JP4313172B2 - 乗員の温度検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、赤外線センサを用いて乗員の顔面等の温度を検知して車室内の空調等の制御に役立てるための乗員の温度検知装置の技術分野に属する。

従来においては、赤外線センサを用いて乗員や乗員顔面等を検知するように、赤外線センサを車室内のルーフに設置している（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−１９５２００号公報（第２−７頁、全図）

しかしながら、従来の乗員の温度検知装置にあっては、特に運転者の顔面に関し、側方側からセンサで検知するため、左右の温度の正確な検出は困難である。

本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、
運転者の特に顔面の温度を正確に検知できる乗員の温度検知装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、少なくとも運転者の顔面を含む車室内の温度を検知する赤外線センサを備える乗員の温度検知装置であって、前記赤外線センサが、ステアリングホイールの貫通した部分である中抜き部を通して少なくとも運転者の顔面部を検知し、ステアリングホイールの舵角がセンサの視野を妨げる際には、前記赤外線センサの検知を無効にし、ステアリングホイールの舵角を検知する舵角検知手段を設け、ステアリングホイールの形状により予め定めた有効視角範囲と舵角から検知の無効を制御する無効制御手段を設けたことを特徴とする。
なお、請求項１記載中の「赤外線センサの検知を無効にする」には、赤外線センサの検知の結果を無効にするもの、赤外線センサの検知自体を停止させるものが含まれるものとする。

よって、本発明にあっては、運転者の体表温度を感度距離の短いセンサでも正確に検知することができる。

以下、本発明の乗員の温度検知装置を実現する実施の形態を、請求項１，２，３，４に係る発明に対応する実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１の乗員の温度検知装置の車両への設置状態を示す説明図である。図２は実施例１の乗員の温度検知装置のブロック図である。図３は実施例１の乗員の温度検知装置の赤外線センサの制御と舵角の関係を示す説明図である。図４は実施例１の乗員の温度検知装置のセンサ制御部で実行する処理の流れを示すフローチャート図である。図５は実施例１の乗員の温度検知装置の通常時の検知範囲を示す説明図である。図６は実施例１の乗員の温度検知装置の検知範囲を変更した状態を示す説明図である。図７は実施例１の乗員の温度検知装置の車両への設置状態の別の例を示す説明図である。

実施例１の乗員の温度検知装置１は、図２に示すようにセンサ制御部１１、赤外線センサ１２、メータ１３を主な構成としている。
センサ制御部１１（無効制御手段及び温度算出処理手段並びに処理範囲変更手段に相当する）は、運転席３、メータ１３から得る情報より運転者の有無を判断し、ステアリングコラム２から得る舵角に応じて、赤外線センサ１２から得る温度情報を処理し、エアコン制御部４、エアバック制御部５、オーディオ制御部６へ乗員の状態もしくは、車室内の状態に関するデータを出力する。

赤外線センサ１２は、複数の素子で構成したマトリクス型の赤外線センサであり、温度を分布画像で検出し、センサ制御部１１へデータを出力する。
実施例１では、赤外線センサ１２はメーターパネルに近接した位置に設置し、ステアリングホイール３１のＴ字型のスポーク部分と円形のホイール部分が形成する半円状の貫通空間である中抜き部３１１を通して運転者の頭部を含む上半身、及び車室内、並びにステアリングホイール３１の一部の温度を検知する。
メータ１３は車速を表示するとともに、車速情報をセンサ制御部１１に出力する。

実施例１の乗員の温度検知装置１には、ステアリングコラム２及び運転席３から情報が入力される。
ステアリングコラム２は内部に舵角センサ（舵角検知手段）を有しており、検知したステアリングの舵角を示す舵角信号をセンサ制御部１１に出力する。
運転席３には、運転者が体重を加えることを検知する重量・圧力センサと、シートベルトを掛けたかどうかを検知するシートベルト検出センサを設け、重量・圧力センサとシートベルト検出センサの検出信号をセンサ制御部１１に出力する。

エアコン制御部４は、センサ制御部１１により得られる温度情報から、車室内の空調をさらに快適になるよう制御する。

エアバック制御部５は、センサ制御部１１により得られる運転者有無情報から、作動可能、作動不能の判断を行う。

オーディオ制御部６は、センサ制御部１１から運転者情報を得て、より快適に聞ける状態への制御を行う。

次に、作用を説明する。

［運転者の顔面温度検知について］
ここで、運転者の顔面温度の検知について述べる。
運転者の顔面の温度を検知する際に、従来のように運転席と助手席の間のルーフ部分に赤外線センサを設けると、運転者を斜め側方から捉えることになる。
運転者は、前面及び側方が透過性部材（フロントウィンドウ及びドアウィンドウ）となるため、片側に日光がよく当たるなどして左右の顔の温度が異なることが多い。そのため運転者を斜め側方から捉えるのでは、正確な検知にはならない。

これに対して、運転者の正面から検知するには、ステアリングホイールが遮蔽物となるため適当な設置位置がない。
また、温度を検知する赤外線センサ自体に日射が当たるような位置に設置すると、影響を受けるため正確な検知が難しくなる。

さらに、コストの面から赤外線センサの設置位置は被検知物である運転者の顔面に近いほうがコストを抑制できるという要求もある。
これに対し、実施例１の乗員の温度検知装置では、以下の作用により、これらの問題が解決される。

［温度検出処理］
図４は実施例１の乗員の温度検出装置で実行される処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
ここで、舵角１、舵角２、舵角３は、ステアリングの中立位置から左右に所定角度操作した際の舵角を示すものであり、舵角１<舵角２<舵角３の関係にあるものとする。

ステップＳ１では、イグニッションがONになることにより、処理をスタート
する。

ステップＳ２では、舵角信号から得る舵角の絶対値が予め設定した舵角２より小かどうかを判断し、小ならばステップＳ３に移行し、小でないならばステップＳ１１に移行する。

ステップＳ３では、センサ視野変更（センサ検出範囲７の変更）のステータスがあるかどうかを判断し、ステータスがある場合にはステップＳ４に移行し、ステータスがない場合にはステップＳ６に移行する。

ステップＳ４では、舵角信号から得る舵角の絶対値が予め設定した舵角１より小かどうかを判断し、小ならばステップＳ５に移行し、小でないならばステップＳ２に移行する。

ステップＳ５では、センサ視野変更（センサ検出範囲７の変更）のステータスをリセットする。

ステップＳ６では、赤外線センサ１２の視野範囲（センサ検出範囲７）を予め定めている広い範囲になる初期設定の状態にする。

ステップＳ７では、赤外線センサ１２による温度検出を開始する。

ステップＳ８では、ステアリングホイール３１の一部と、乗員の特定部分の温度を検出する。

ステップＳ９では、検出データを出力する。

ステップＳ１０では、出力を正常に終了する。

ステップＳ１１では、舵角信号から得られる舵角の絶対値が、舵角２よりも大か等しく、且つ舵角の絶対値が予め設定した舵角３より小かどうかを判断し、舵角２と舵角３の間であるならばステップＳ１２に移行し、舵角２と舵角３の間にないならばステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１２では、赤外線センサ１２の視野範囲（センサ検出範囲７）の設定を変更する。

ステップＳ１３では、センサ視野変更（センサ検出範囲７の変更）ステータスを出力する。

ステップＳ１４では、舵角の絶対値が、舵角３よりも大か等しいとなるかどうかを判断し、大か等しいならばステップＳ１５に移行し、大か等しいとならない場合にはステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１５では、赤外線センサ１２の検出停止もしくは、検出結果をキャンセルする。

ステップＳ１６では、センサ視野変更（センサ検出範囲７の変更）ステータスを出力する。

ステップＳ１７では、異常終了する。

［運転者の状態検知］
〈1〉ステアリング操作位置が舵角２より小の場合
運転者が車両に乗り込むと、運転席３に体重がかかるため、運転席３の重量・圧力センサでこれを検知して検知信号をセンサ制御部１１に出力する。
その後、運転者がシートベルトを掛けると運転席３のシートベルト検出スイッチでこれを検知して検知信号をセンサ制御部１１に出力する。
さらに、車両が運転されて走行を開始すると、メータ１３から走行を示す車速信号がセンサ制御部１１に出力される。

センサ制御部１１では、上記の入力される各信号から総合的に運転者がいることを判断する。
この状態で、ステアリングコラム２からセンサ制御部１１に入力される舵角信号から、ステップＳ２の処理で舵角が舵角２より小さいことが判断され、赤外線センサ１２によるセンサ検出範囲７をステップＳ６の処理で図５に示す広い状態にする。
この広い状態が保持される範囲は、図３を参照に説明すると、左の舵角２から右の舵角２までの範囲となる。
その後、ステップＳ８の処理で、乗員の顔面付近を画像処理するように検知して、運転者の顔面表面の温度を検知する。

この顔面の温度検知は、運転者の正面から検知されるため、左右の差が生じやすい日射が側方から当たるような場合でも正確に検知がされることになる。
また、赤外線センサ１２は、メータパネル部分に設けるため、メータ１３フードで日射を遮るようにして、日射が直接当らず、日射に影響されることなく正確な検知が行われる。
検知された結果は、エアコン制御部４に出力されて車室内空調がより快適に保たれる。また、運転者有無の情報、顔面位置等の運転者情報も出力され、エアバック制御部５、オーディオ制御部６で使用される。

〈2〉ステアリング操作位置が舵角２以上の場合
運転者のステアリング操作により舵角が舵角２以上になると、図６に示すようにセンサ検出範囲７へのステアリングホイール３１のスポーク部分が影響してくることになる。この場合には、舵角２以上になったことをステップＳ１１で検知して、ステップＳ１２の処理により、図６に示すようにセンサ検出範囲７を狭くする範囲変更を行う。
これにより、ステアリングホイール３１に影響されず運転者の顔面付近の温度検知を確実に行う。
この狭いセンサ検出範囲７の制御は、図３を参照に説明すると、左の舵角２から左の舵角３までの範囲、及び右の舵角２から右の舵角３までの範囲となる。

〈3〉ステアリング操作位置が舵角３以上の場合
運転者のステアリング操作がさらに行われ、舵角３以上になると、図６に示す狭くしたセンサ検出範囲７にステアリングホイール３１のスポーク部分が影響してくる。この場合には、舵角３以上であることがステップＳ１４の処理で検知して、ステップＳ１５の処理により赤外線センサ１２の検出を停止するか、又は検出結果をキャンセルする。
これにより、ステアリングホイール３１の舵角による影響が検知温度に出ないようにして、正確な温度検知となるようにする。
この検知の停止、及びキャンセルは、図３を参照して説明すると、左の舵角３から左側の範囲、及び右の舵角３から右側の範囲となる。

〈4〉ステアリング操作位置を舵角２又は舵角３以上にした後、ステアリング操作位置を戻して舵角１より小さい状態になった場合
ステアリング操作により舵角２以上、又は舵角３以上になった際には、センサ視野の変更又は検知停止、キャンセル処理を行った後に、ステップＳ１３又はステップＳ１６の処理により、センサ視野変更（センサ検出範囲７の変更）ステータスを出力する。
その後に、ステアリング操作が中立位置へ戻るようにしてステアリング操作位置が舵角１より小さくなると、ステップＳ２→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５の処理の流れにより、視野の変更をリセットして、広い視野検知へ戻す。
これにより、ステアリングの操作位置の中立位置側への戻りにも対応して、なるべく広いセンサ検出範囲７で多くの情報を検知する。
このことは、車室内を含めて温度を検知したい場合に、ステアリングの操作位置は、殆ど中立位置に近い状態が多いため、センサ検出範囲７を大きい状態で多くの状態が検知されることになり、より車室内の状態にあった制御が行えることになる。

［ステアリングホイール３１の温度検出作用］
実施例１では、センサ検出範囲７を広くした場合には、温度分布で画像のように検知される部分にステアリングホイール３１の一部が検知されるようにして、ステアリング感熱部として温度を算出する。これにより、夏にステアリングホイール３１が熱く感じるような場合にエアコンの風量や風向を制御して、さらに快適に運転できるようにする。

［コストの抑制］
赤外線センサ１２は、図１に示すようにメータパネル部分に設置している。また、設置位置の他の例として図７に示すようにステアリングコラム２上に設置している。このいずれの場合も、赤外線センサ１２は比較的近距離を検知するもので済むことになる。センサは遠くをよい精度で検知するものはコストが高くなるため、実施例１の赤外線センサ１２はコストを抑制したものになる。

次に、効果を説明する。

第１実施例の乗員の温度検知装置１にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1)少なくとも運転者の顔面を含む車室内の温度を検知する赤外線センサ１２を備える乗員の温度検知装置１であって、赤外線センサ１２が、ステアリングホイール３１の貫通した部分である中抜き部３１１を通して少なくとも運転者の顔面部を検知し、ステアリングホイール３１の舵角がセンサの視野を妨げる際には、赤外線センサ１２の検知をセンサ制御部１１が無効にするため、運転者の体表温度を感度距離の短いセンサでも正確に検知することができる。

(2)ステアリングホイール３１の舵角を検知する舵角センサを内部に有するステアリングコラム２を設け、ステアリングホイール３１の形状により予め定めた有効視角範囲と舵角から検知の無効を制御するセンサ制御部１１を設けたため、ステアリングホイール３１の形状が操舵されることにより赤外線センサ１２の検知視野に影響を与える状態の検知を無効にすることで、精度よい状態の検知のみが使用されるようにして正確な検知ができる。

(3)赤外線センサ１２が、多数の素子により面で温度分布を検知するマトリクス型であり、検知された面状の温度分布から必要部分の温度をセンサ制御部１１が算出処理し、検知された面状の温度分布の処理するセンサ検出範囲７を、舵角によりセンサ制御部１１が変更したため、操舵による検知視野への影響を、舵角に対応した温度検出の範囲の変更で対応して、舵角に対して正確に検知できる範囲を広げ、より正確な検知ができる。

(4)赤外線センサ１２が、ステアリングホイール３１の温度も検知するため、ステアリングホイール３１の温度を考慮した空調制御を行うことができ、より快適な運転環境にすることができる。

以上、本発明の乗員の温度検知装置１を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
実施例１では、赤外線センサをメータパネル部分に設置したが、図７に示すようにステアリングコラムの上部に設けるようにしてもよい。
また、実施例１では、舵角に応じて段階的に検知視野を変更したが、舵角に応じて無段階に変更してもよい。
また、実施例１では、メータ、ステアリングコラム、運転席から得た情報から総合的に運転者の有無等を判断したが、他の入力情報を用いてもよい。
実施例１では、メータ外部にセンサ制御部及び赤外線センサを設けているが、メータ内部に設けてもよい。

実施例１の乗員の温度検知装置の車両への設置状態を示す説明図である。 実施例１の乗員の温度検知装置のブロック図である。 実施例１の乗員の温度検知装置の赤外線センサの制御と舵角の関係を示す説明図である。 実施例１の乗員の温度検知装置のセンサ制御部で実行する処理の流れを示すフローチャート図であう。 実施例１の乗員の温度検知装置の通常時の検知範囲を示す説明図である。 実施例１の乗員の温度検知装置の検知範囲を変更した状態を示す説明図である。 実施例１の乗員の温度検知装置の車両への設置状態の別の例を示す説明図である。

符号の説明

１ 温度検知装置
１１ センサ制御部
１２ 赤外線センサ
１３ メータ
２ ステアリングコラム
３ 運転席
４ エアコン制御部
５ エアバック制御部
６ オーディオ制御部
３１ ステアリングホイール
３１１ 中抜き部
７ センサ検知範囲
７１ ステアリング感熱部

Claims (3)

1. 少なくとも運転者の顔面を含む車室内の温度を検知する赤外線センサを備える、
   乗員の温度検知装置であって、
   前記赤外線センサが、ステアリングホイールの貫通した部分である中抜き部を通して少なくとも運転者の顔面部を検知し、
   ステアリングホイールの舵角がセンサの視野を妨げる際には、前記赤外線センサの検知を無効にし、
   ステアリングホイールの舵角を検知する舵角検知手段を設け、
   ステアリングホイールの形状により予め定めた有効視角範囲と舵角から検知の無効を制御する無効制御手段を設けた、
   ことを特徴とする乗員の温度検知装置。
2. 請求項１に記載された乗員の温度検知装置において、
   前記赤外線センサが、
   多数の素子により面で温度分布を検知するものであり、
   検知された面状の温度分布から必要部分の温度を算出処理する温度算出処理手段を設け、
   検知された面状の温度分布の前記温度算出処理手段が処理する範囲を、舵角により変更する処理範囲変更手段を設け、
   たことを特徴とする乗員の温度検知装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載された乗員の温度検知装置において、
   前記赤外線センサが、
   ステアリングホイールの温度も検知する、
   ことを特徴とする乗員の温度検知装置。

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