JP7374559B2

JP7374559B2 - 空調制御装置

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Publication number: JP7374559B2
Application number: JP2019228427A
Authority: JP
Inventors: 悠三佐々木
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2019-12-18
Filing date: 2019-12-18
Publication date: 2023-11-07
Anticipated expiration: 2039-12-18
Also published as: JP2021095031A

Description

本発明は、冷房機能を有する空調装置に対して動作指示を行う空調制御装置に関する。

従来から、ＬＣＤモニタ周囲の温度が設定温度に達するとＬＣＤモニタのバックライト用の電源をオフとし、温度の低下を待って再びバックライトをオンとするとともに、ユーザがどうしても必要な情報を取得したい場合には、ユーザが所定の操作キイを押したときに一定の短時間だけバックライトを点灯させて必要な情報を表示するようにした車載用ディスプレイ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

実開平６－９７３号公報

ところで、最近の車載装置の中には、エアコン（空調装置）を含む各種の機器の操作をタッチパネルを用いて行うものがある。このような車載装置では、バックライトを非点灯状態にしたときにタッチパネルが使えなくなってしまい、空調制御が行えないため、例えば炎天下で駐車中の車両に乗り込んだ際にエアコンが起動できないという問題があった。この点は、上述した特許文献１に開示された車載用ディスプレイ装置では解決できない。例えば、所定の操作キイをタッチパネルで実現した場合には、バックライトの非点灯時にはこの操作キイの操作もできないため、バックライトを点灯させるトリガがなくなってしまう。また、最近では、タッチパネルやこれと組み合わされる液晶表示装置の面積拡大とともに、動画表示などにも用いることが多くなって高解像度化も進んでおり、表示画面生成用に処理能力が高く、発熱量も多い専用のグラフィックチップが一般に用いられるようになったが、上述した特許文献１の構成ではこのようなグラフィックチップによる発熱については何も対策がなされていない。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、高温環境下でもタッチパネルを用いた空調制御が可能であって、自装置の温度を下げることができる空調制御装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の空調制御装置は、冷房機能を有する空調装置を操作する操作画面を作成する操作画面処理手段と、バックライトによって照明され、操作画面を表示する液晶表示装置と、液晶表示装置の画面上に重ねて配置されたタッチパネルを用いて操作画面内の操作位置を検出する位置検出手段と、バックライトの温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段によって検出した温度が基準値を超えたときに、バックライトを消灯するとともに、位置検出手段によってタッチパネルへの接触を検出したときに、バックライトの点灯を一時的に行う制御手段とを備えている。

バックライトの温度が基準値を超える高温環境下でバックライトを消灯することにより、自装置の温度を下げることが可能となる。また、この消灯時にタッチパネルへの接触を検出したときに一時的にバックライトを点灯させることにより、バックライトの発熱量を抑えながら操作画面を用いた利用者による空調装置に対する操作（空調制御）が可能となる。

また、上述した制御手段は、温度検出手段によって検出した温度が基準値を超えているときに、バックライトの消灯と点灯を繰り返し行うことが望ましい。これにより、一時的な点灯時に完了しなかった操作を次回以降の点灯時に完了させることができる。

また、上述した制御手段は、バックライトの消灯時に、操作画面処理手段の動作を停止する。一般的に、操作画面を作成する処理を行う操作画面処理手段の発熱量は多いため、この操作画面処理手段の動作停止をバックライトの消灯に合わせて行うことにより、さらに自装置の温度低減を図ることができる。

また、上述した位置検出手段による検出動作は、操作画面処理手段と連係して行っており、制御手段による操作画面処理手段の動作停止時に、位置検出手段による検出動作の連携先を操作画面処理手段から制御手段に切り替える切替手段をさらに備える。これにより、バックライト消灯時に操作画面が非表示状態になったときであっても、タッチパネルを用いた接触の有無を検出することが可能となる。

また、上述した制御手段は、温度検出手段によって検出した温度と基準値との差が大きいほど、バックライトの点灯時の明るさを暗くすることが望ましい。また、上述した制御手段は、温度検出手段によって検出した温度と基準値との差が大きいほど、バックライトの点灯時間を短くすることが望ましい。これにより、温度が高くなるほど自装置の自己発熱を抑えることが可能となり、温度低減の効果を高めることができる。

一実施形態の空調制御装置の構成を示す図である。操作画面の一例を示す図である。異常時における温度Ｔとバックライトの点灯状態との関係を示す図である。異常時に温度低減を行う動作手順を示す流れ図である。異常時に温度低減を行う動作手順を示す流れ図である。

以下、本発明を適用した一実施形態の空調制御装置について、図面を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態の空調制御装置の構成を示す図である。図１に示す空調制御装置１００は、例えば、車両の所定位置に設置され、冷房機能を有する空調装置（エアコン）に対して利用者が各種の動作指示を行うものであり、所定の操作画面を表示するとともに、この操作画面上の位置をタッチパネルによって検出することによって操作内容を特定する。

空調制御装置１００は、操作画面処理部１１０、表示ドライバ１１２、表示パネル１１４、バックライト１１６、タッチパネル１１８、ＰＷＭ信号生成部１２０、バックライトドライバ１２２、位置検出部１２４、切替部１２６、温度センサ１２８、制御部１３０を含んで構成されている。

操作画面処理部１１０は、空調装置に対して利用者が各種の動作指示を行う操作画面を作成するとともに、この操作画面に含まれる操作ボタンが利用者によって押下されたときにその操作内容を判別する処理を行う。この操作画面処理部１１０は、専用のグラフィックチップを用いて実現される。一般に、このようなグラフィックチップは、制御部１３０などに比べて発熱量が多い。

図２は、操作画面の一例を示す図である。利用者は、この操作画面に含まれる各種の操作ボタンを指し示す（押下する）ことにより、空調装置に対して各種の動作指示を行うことができる。

表示ドライバ１１２は、操作画面処理部１１０から出力される映像信号に基づいて表示パネル１１４を駆動し、この映像信号によって示される操作画面の画像を表示する。表示パネル１１４は、例えばカラー液晶パネルであって、背面から照明するバックライト１１６と対向させた状態で組み付けられる。バックライト１１６は、例えばＬＥＤによって形成されている。

タッチパネル１１８は、表示パネル１１４の表面に重ねて配置されており、利用者の指等が接触した画面上の位置を検出する。このタッチパネル１１８としては、例えば静電容量式のタッチパネルが用いられるが、その他の方式（抵抗膜方式等）のタッチパネルを用いるようにしてもよい。

ＰＷＭ信号生成部１２０は、バックライト１１６の駆動電圧をＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御によってバックライト１１６の輝度（明るさ）を調整するためのＰＷＭ信号を生成する。バックライトドライバ１２２は、ＰＷＭ信号生成部１２０によって生成されたＰＷＭ信号で示されたデューティでバックライト１１６を駆動する。デューティが１００％のときに最も明るくバックライト１１６が点灯し、デューティが低下するにしたがって暗くなり、デューティが０％のときに消灯する。

位置検出部１２４は、タッチパネル１１８に接続されており、利用者の指等が接触した画面上の位置を検出するための処理を行う。例えば、静電容量式のタッチパネル１１８の場合には、位置検出部１２４は、互いに直交する複数の電極間の静電容量の変化を検出することにより、利用者の指等が接触した画面上の位置を特定することができる。

切替部１２６は、位置検出部１２４のマスターとなる接続先の切り替えを行う。通常時（表示された操作画面を用いて利用者が空調装置に対して動作指示を行う場合）は、操作画面処理部１１０が位置検出部１２４に対して各種の指示を行うとともに、位置検出部１２４によって検出された画面上の位置情報を受け取っている。これにより、操作画面処理部１１０は、自身が生成した操作画面に含まれるどのボタンが押下されたか（操作指示内容）を判別することができる。この通常時には、切替部１２６を介して位置検出部１２４が操作画面処理部１１０に接続される。一方、ＬＥＤによって構成されたバックライト１１６の温度が許容範囲を超えて過大になった異常時には、切替部１２６を介して位置検出部１２４が制御部１３０に接続される。操作画面の作成等の処理を行う操作画面処理部１１０（グラフィックチップ）は、制御部１３０などに比べて発熱量が多いため、本実施形態では、異常時には、バックライト１１６とともに操作画面処理部１１０の動作を一時的に停止することで、過大になった温度を下げている。

温度センサ１２８は、バックライト１１６の周辺に配置されており、バックライト１１６の温度（あるいは、バックライト１１６の温度と連動するその周辺の温度）を検出する。

制御部１３０は、空調制御装置１００全体を制御する。この制御部１３０は、通信端子Ｃを介して空調装置（図示せず）に接続されており、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）プロトコルにしたがった通信によって、操作画面処理部１１０によって判別した操作指示内容が空調装置に送られる。また、制御部１３０は、ＰＷＭ信号生成部１２０によって生成するＰＷＭ信号のデューティを指示する。さらに、制御部１３０は、切替部１２６を介して位置検出部１２４が接続されている場合には、タッチパネル１１８に対する利用者の接触の有無を判別する。なお、この判別時には、操作画面処理部１１０が動作を停止しているため、表示パネル１１４には何も表示されていない。

上述した操作画面処理部１１０が操作画面処理手段に、表示パネル１１４が液晶表示装置に、位置検出部１２４が位置検出手段に、温度センサ１２８が温度検出手段に、制御部１３０が制御手段にそれぞれ対応する。

本実施形態の空調制御装置１００はこのような構成を有しており、次に、その動作を説明する。

本実施形態では、温度センサ１２８によって検出した温度Ｔが１００°Ｃ（基準値）未満の場合を通常時（表示された操作画面を用いて利用者が空調装置に対して動作指示を行う場合）、１００°Ｃ以上の場合を異常時とし、異常時にはバックライト１１６の消灯や操作画面処理部１１０の動作停止などの温度低減の対策を行う。

図３は、異常時における温度Ｔとバックライト１１６の点灯状態との関係を示す図である。図３に示すように、１００°Ｃ未満の正常時には、バックライト１１６は常時点灯であり、その明るさも特に制限されない。

一方、温度Ｔが１００°Ｃ以上になると、超えた程度に比例して制限の程度が大きくなる。具体的には、
１００°Ｃ≦Ｔ＜１１０°Ｃ：点灯時間ｔは制限なし、ＰＷＭデューティが５０％
１１０°Ｃ≦Ｔ＜１１５°Ｃ：点灯時間ｔが６０秒、ＰＷＭデューティが３０％
１１５°Ｃ≦Ｔ＜１２０°Ｃ：点灯時間ｔが１０秒、ＰＷＭデューティが２０％
１２０°Ｃ≦Ｔ：点灯時間ｔが３秒、ＰＷＭデューティが１０％
という内容で、点灯時間と明るさ（ＰＷＭデューティ）が制限される。

図４および図５は、異常時に温度低減を行う動作手順を示す流れ図である。操作画面処理部１１０による操作画面の表示動作（ステップ１００）と並行して、制御部１３０は、温度センサ１２８によって検出したバックライト１１６の温度Ｔが１００°Ｃ未満か否かを判定する（ステップ１０２）。１００°Ｃ未満の場合には肯定判断が行われ、ステップ１００に戻って操作画面の表示動作が継続される。

また、温度Ｔが１００°Ｃ以上の場合にはステップ１０２の判定において否定判断が行われる。次に、制御部１３０は、ＰＷＭ信号生成部１２０に指示を送ってＰＷＭ信号のデューティを０％にしてバックライト１１６を消灯する（ステップ１０４）とともに、操作画面処理部１１０に指示を送ってその動作を停止させる（ステップ１０６）。また、制御部１３０は、切替部１２６に指示を送って、位置検出部１２４の接続先を操作画面処理部１１０から制御部１３０に切り替える（ステップ１０８）。これらステップ１０４、１０６の動作によって、発熱量が多いバックライト１１６と操作画面処理部１１０の動作が停止し、空調制御装置１００自身の自己発熱による温度上昇が抑制される。

次に、制御部１３０は、位置検出部１２４を監視し、タッチパネル１１８に対する利用者の指の接触を検出したか否かを判定する（ステップ１１０）。接触がない場合には否定判断が行われる。次に、制御部１３０は、温度Ｔが１００°Ｃ未満になったか否かを判定する（ステップ１１２）。１００°Ｃ以上の状態が維持されている場合には否定判断が行われ、ステップ１１０に戻って利用者の指の接触判定が繰り返される。

また、バックライト１１６と操作画面処理部１１０の動作停止に伴って温度Ｔが下がって１００°Ｃ未満になるとステップ１１２の判定において肯定判断が行われる。この場合には、異常時から通常時の状態に復帰させるために、制御部１３０は、ＰＷＭ信号生成部１２０に指示を送ってバックライト１１６を点灯させる（ステップ１１４）とともに、操作画面処理部１１０に指示を送ってその動作を有効にする（ステップ１１６）。また、制御部１３０は、切替部１２６に指示を送って、位置検出部１２４の接続先を制御部１３０から操作画面処理部１１０に切り替える（ステップ１１８）。その後、ステップ１００に戻って操作画面の表示動作が再開される。

また、バックライト１１６と操作画面処理部１１０の動作停止時に、タッチパネル１１８に対する利用者の指の接触が検出されると、ステップ１１０の判定において肯定判断が行われる。次に、制御部１３０は、ＰＷＭ信号生成部１２０に指示を送ってその時点の温度Ｔに対応するＰＷＭデューティ（図３）でバックライト１１６を点灯させる（ステップ１２０）とともに、操作画面処理部１１０に指示を送ってその動作を有効にする（ステップ１２２）。また、制御部１３０は、切替部１２６に指示を送って、位置検出部１２４の接続先を制御部１３０から操作画面処理部１１０に切り替える（ステップ１２４）。これらの動作により、操作画面の表示動作が再開される（ステップ１２６）。利用者は、この表示された操作画面（図２）を用いて、空調装置の起動や温度調節などを指示することが可能となる。

次に、制御部１３０は、操作画面の表示動作が再開されてから、温度Ｔに対応するバックライト１１６の点灯時間ｔ（図３）が経過したか否かを判定する（ステップ１２８）。経過していない場合には否定判断が行われ、ステップ１２６に戻って操作画面の表示動作が継続される。

また、バックライト１１６の点灯時間ｔが経過するとステップ１２８の判定において肯定判断が行われる。次に、制御部１３０は、ＰＷＭ信号生成部１２０に指示を送ってＰＷＭ信号のデューティを０％にしてバックライト１１６を消灯する（ステップ１３０）とともに、操作画面処理部１１０に指示を送ってその動作を停止させる（ステップ１３２）。また、制御部１３０は、切替部１２６に指示を送って、位置検出部１２４の接続先を操作画面処理部１１０から制御部１３０に切り替える（ステップ１３４）。これらステップ１３０、１３２の動作によって、発熱量が多いバックライト１１６と操作画面処理部１１０の動作が再度停止する。

次に、制御部１３０は、バックライト１１６と操作画面処理部１１０の動作が停止してから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップ１３６）。この所定時間は、温度Ｔに対応するバックライト１１６の点灯時間ｔ（図３）と同じにしたり、温度Ｔに関係しない一定時間とする場合などが考えられる。経過していない場合には否定判断が行われ、この判定が繰り返される。また、所定時間が経過した場合にはステップ１３６の判定において肯定判断が行われる。この場合にはステップ１１０に戻って利用者の指の接触判定が繰り返される。

このように、本実施形態の空調制御装置１００では、バックライト１１６の温度が基準値を超える高温環境下でバックライト１１６を消灯することにより、自装置の温度を下げることが可能となる。また、この消灯時にタッチパネル１１８への接触を検出したときに一時的にバックライト１１６を点灯させることにより、バックライト１１６の発熱量を抑えながら操作画面を用いた利用者による空調装置に対する操作（空調制御）が可能となる。

また、検出した温度が基準値を超えているときに、バックライト１１６の消灯と点灯を繰り返し行うことにより、一時的な点灯時に完了しなかった操作を次回以降の点灯時に完了させることができる。

また、バックライト１１６の消灯時に、操作画面処理部１１０の動作も停止している。一般的に、操作画面を作成する処理を行う操作画面処理部１１０の発熱量は多いため、この操作画面処理部１１０の動作停止をバックライト１１６の消灯に合わせて行うことにより、さらに自装置の温度低減を図ることができる。

また、位置検出部１２４による検出動作は、操作画面処理部１１０と連係して（操作画面処理部１１０による制御下で）行っており、操作画面処理部１１０の動作停止時には、位置検出部１２４による検出動作の連携先を操作画面処理部１１０から制御部１３０に切り替えている。これにより、バックライト１１６消灯時に操作画面が非表示状態になったときであっても、タッチパネル１１８を用いた接触の有無を検出することが可能となる。

また、バックライト１１６の温度Ｔと基準値との差が大きいほど、バックライト１１６の点灯時の明るさを暗く（ＰＷＭデューティを小さく）するとともにバックライト１１６の点灯時間を短くしているため、温度Ｔが高くなるほど自装置の自己発熱を抑えることが可能となり、温度低減の効果を高めることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、バックライト１１６と操作画面処理部１１０の動作停止を行ったが、より発熱の多いバックライト１１６の消灯のみを行うようにしてもよい。また、温度Ｔが基準値を超える場合にバックライト１１６を点灯する際に、温度Ｔに応じて点灯時間ｔと明るさ（ＰＷＭデューティ）を同時に変更したが、いずれか一方のみを変更するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、車両に搭載された空調装置を制御する空調制御装置１００について説明したが、車載以外、例えば屋内外で使用される空調装置を制御する場合にも本発明を適用することができる。

上述したように、本発明によれば、バックライトの温度が基準値を超える高温環境下でバックライトを消灯することにより、自装置の温度を下げることが可能となる。また、この消灯時にタッチパネルへの接触を検出したときに一時的にバックライトを点灯させることにより、バックライトの発熱量を抑えながら操作画面を用いた利用者による空調装置に対する操作（空調制御）が可能となる。

１００空調制御装置
１１０操作画面処理部
１１２表示ドライバ
１１４表示パネル
１１６バックライト
１１８タッチパネル
１２０ＰＷＭ信号生成部
１２２バックライトドライバ
１２４位置検出部
１２６切替部
１２８温度センサ
１３０制御部

Claims

冷房機能を有する空調装置を操作する操作画面を作成する操作画面処理手段と、
バックライトによって照明され、前記操作画面を表示する液晶表示装置と、
前記液晶表示装置の画面上に重ねて配置されたタッチパネルを用いて前記操作画面内の操作位置を検出する位置検出手段と、
前記バックライトの温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段によって検出した温度が基準値を超えたときに、前記バックライトを消灯するとともに、前記位置検出手段によって前記タッチパネルへの接触を検出したときに、前記バックライトの点灯を一時的に行う制御手段と、
を備え、前記制御手段は、前記バックライトの消灯時に、前記操作画面処理手段の動作を停止し、
前記位置検出手段による検出動作は、前記操作画面処理手段と連係して行っており、
前記制御手段による前記操作画面処理手段の動作停止時に、前記位置検出手段による検出動作の連携先を前記操作画面処理手段から前記制御手段に切り替える切替手段をさらに備えることを特徴とする空調制御装置。
前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出した温度が基準値を超えているときに、前記バックライトの消灯と点灯を繰り返し行うことを特徴とする請求項１に記載の空調制御装置。
前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出した温度と前記基準値との差が大きいほど、前記バックライトの点灯時の明るさを暗くすることを特徴とする請求項１または２に記載の空調制御装置。
前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出した温度と前記基準値との差が大きいほど、前記バックライトの点灯時間を短くすることを特徴とする請求項１または２に記載の空調制御装置。