JP2004042708A - 車両用温度検出装置および車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１つの赤外線センサにて、視野方向の異なる異なる２つの部位の温度を検出可能にする。
【解決手段】入射する赤外線量に応じた電気信号を出力する複数のセルを有する赤外線センサ７１と、車室内の特定部位からの赤外線を複数のセルのうちの一部のセルに向けて反射させる赤外線反射板９３とを備える。これによると、赤外線センサ７１の一部のセルには特定部位からの赤外線が赤外線反射板９３で反射されて入射し、赤外線センサ７１の他のセルには特定部位以外からの赤外線が直接的に入射するため、視野方向の異なる２つの部位の温度を１つの赤外線センサ７１にて検出することができる。
【選択図】　　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、赤外線センサを用いて車室内の温度を検出する車両用温度検出装置、およびそれを用いた車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
赤外線センサを用いて車室内の温度を検出し、車室内の温度が設定温度になるように車室内の空調を行う車両用空調装置が知られている。また、赤外線センサにより前面窓ガラス内側の温度を検出し、サーミスタ等の温度センサにより車室内温度を検出し、湿度センサにより車室内湿度を検出し、この前面窓ガラス温度、車室内温度、および車室内湿度から前面窓ガラスの曇り検出を行う車両用空調装置も知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、曇り検出を行う従来の車両用空調装置においては、異なる２つの部位の温度を検出するために、２つのセンサが必要である。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、１つのセンサにて異なる２つの部位の温度を検出可能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、入射する赤外線量に応じた電気信号を出力する複数のセルを有する赤外線センサ（７１）と、車室内の特定部位からの赤外線を複数のセルのうちの一部のセルに向けて反射させる赤外線反射板（９３）とを備えることを特徴とする。
【０００６】
これによると、赤外線センサの一部のセルには特定部位からの赤外線が赤外線反射板で反射されて入射し、赤外線センサの他のセルには特定部位以外からの赤外線が直接的に入射するため、視野方向の異なる２つの部位の温度を１つの赤外線センサにて検出することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、特定部位は、前面窓ガラス（９４）であることを特徴とする。
【０００８】
これによると、前面窓ガラスの温度を検出可能であるため、前面窓ガラスの曇り検出を行う車両用空調装置に好適である。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、特定部位は、乗員および乗員周りのうちの少なくとも一方であることを特徴とする。
【００１０】
これによると、乗員および乗員周りのうちの少なくとも一方の温度を検出可能であるため車両用空調装置に好適である。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、入射する赤外線量に応じた電気信号を出力する複数のセルを有する赤外線センサ（７１）が、前面窓ガラス（９４）に向けて配置され、運転席乗員からの赤外線を複数のセルのうちの一部のセルに向けて反射させる赤外線反射板（９３）が、車両後方の像を映すルームミラーに装着されていることを特徴とする。
【００１２】
これによると、前面窓ガラスの温度と運転席乗員の温度とを、１つの赤外線センサにて検出することができる。また、運転席乗員がルームミラーの向きを調整すると赤外線反射板の向きも同時に調整されるため、運転席乗員からの赤外線を一部のセルに向けて常に確実に反射させることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明のように、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用温度検出装置により検出した車室内の温度に基づいて車室内の空調を行うことができる。
【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】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態になる車両用温度検出装置を用いた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）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７０〜７７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、図示しない運転者およびその周辺の温度と前面窓ガラスの温度とを検出する赤外線センサ７１（詳細後述）、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、車速を検出する車速センサ７６、車室内空気の相対湿度を検出する湿度センサ７７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、設定温度の信号を発生する温度設定スイッチ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、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８６が設けられている。
【００２８】
次に、赤外線センサ７１について詳細に説明する。図２に示すように、赤外線センサ７１は、入射する赤外線量に応じた電気信号を出力する複数のセルからなる検温部７１０と、被検温体から放射される赤外線を検温部７１０側に導くレンズ７１１とを備えている。検温部７１０はセルが４行４列のマトリックス状に配置されており、赤外線センサ７１は、図３に示す１６個の視野毎の表面温度をそれぞれ独立に検出するようになっている。
【００２９】
図４に示すように、赤外線センサ７１は、天井９０における車両前方側に位置するマップランプのケース９１に内蔵されている。そして、赤外線センサ７１は運転席９２側に向けて取り付けられ、運転席９２およびその周囲からの赤外線が入射するようになっており、これにより、運転者およびその周辺の温度が検出可能になっている。
【００３０】
因みに、運転席９２において表面が露出している部位、すなわち運転者によって覆われていない部位の温度は、車室内の温度と相関があるため、運転席９２の表面からの赤外線が入射するセルの信号に基づいて車室内の温度を推定することができる。
【００３１】
また、マップランプのケース９１には、赤外線を反射させる赤外線反射板９３が取り付けられている。この赤外線反射板９３は、前面窓ガラス９４からの赤外線を、図３における視野Ａに対応するセルに向けて反射させるもので、これにより前面窓ガラス９４の温度が検出可能になっている。なお、赤外線反射板９３は、例えば光沢のある金属板からなり、反射率が１．０に極めて近いものである。
【００３２】
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。
【００３３】
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８６が投入されると、センサ群７０〜７７からの検出信号、およびスイッチ群８１〜８６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。
【００３４】
まず、設定温度、運転者およびその周辺の温度、前面窓ガラス９４の温度、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。
【００３５】
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。
【００３６】
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モードを決定し、目標吹出温度や前面窓ガラス９４付近の湿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。
【００３７】
因みに、前面窓ガラス９４付近の湿度が高い場合には、前面窓ガラス９４の防曇のために、吹出モードとしてデフロスタモード或いはフットデフロスタモードが選択される。また、前面窓ガラス９４付近の湿度は、赤外線センサ７１にて検出された車室内の温度および前面窓ガラス９４の温度と、湿度センサ７７にて検出された車室内空気の相対湿度に基づいて、推定される。
【００３８】
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。
【００３９】
本実施形態によれば、赤外線センサ７１の一部のセルには特定部位からの赤外線が赤外線反射板９３で反射されて入射し、赤外線センサ７１の他のセルには特定部位以外からの赤外線が直接的に入射するため、視野方向の異なる２つの部位の温度を１つの赤外線センサ７１にて検出することができる。
【００４０】
また、１つの赤外線センサ７１にて車室内の温度および前面窓ガラス９４の温度を検出することができるため、この赤外線センサ７１は、前面窓ガラス９４の曇り検出を行う車両用空調装置の温度センサに好適である。
【００４１】
（第２実施形態）
第１実施形態では、前面窓ガラス９４からの赤外線を赤外線反射板９３により反射させたが、本実施形態は、運転席９２およびその周囲からの赤外線を赤外線反射板９３により反射させて赤外線センサ７１に入射させるようにしたものである。図５は本実施形態を示すもので、第１実施形態と同一若しくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４２】
図５において、赤外線センサ７１は、前面窓ガラス９４に向けて取り付けられ、前面窓ガラス９４からの赤外線が一部のセルに直接的に入射し、これにより前面窓ガラス９４の温度が検出可能になっている。
【００４３】
一方、運転席９２およびその周囲からの赤外線は、赤外線反射板９３により反射されて他のセルに入射し、これにより運転者およびその周辺の温度が検出可能になっている。
【００４４】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、視野方向の異なる２つの部位の温度を１つの赤外線センサ７１にて検出することができる。また、この赤外線センサ７１は、前面窓ガラス９４の曇り検出を行う車両用空調装置の温度センサに好適である。
【００４５】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、マトリックスタイプの赤外線センサ７１を用いたが、デュアルタイプの赤外線センサを用い、一方を車室内の温度の検出に用い、他方を前面窓ガラス９４の温度の検出に用いるようにしてもよい。
【００４６】
また、デュアルタイプの赤外線センサ７１の場合、運転手の顔ないしは目からの赤外線を赤外線反射板９３により反射させて赤外線センサ７１に入射させると共に、車両後方の像を映すルームミラーに赤外線反射板９３を装着してもよい。
【００４７】
これによると、運転手が自分の目の位置に合わせてルームミラーの向きを調整すると赤外線反射板９３の向きも同時に調整されるため、運転手の顔ないしは目からの赤外線を常に確実に赤外線センサ７１に入射させることができる。なお、この場合、赤外線反射板９３は、各セルに対し必要な部位を必要な範囲で視野に入れることができるようなレンズ構造とするのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用温度検出装置を適用した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７１を示す模式的な構成図である。
【図３】図１の赤外線センサ７１の視野範囲を示す図である。
【図４】図１の赤外線センサ７１の取り付け位置を示す車室内の図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示す車室内の図である。
【符号の説明】
７１…赤外線センサ、９３…赤外線反射板。

Claims (5)

1. 入射する赤外線量に応じた電気信号を出力する複数のセルを有する赤外線センサ（７１）と、車室内の特定部位からの赤外線を前記複数のセルのうちの一部のセルに向けて反射させる赤外線反射板（９３）とを備えることを特徴とする車両用温度検出装置。
2. 前記特定部位は、前面窓ガラス（９４）であることを特徴とする請求項１に記載の車両用温度検出装置。
3. 前記特定部位は、乗員および乗員周りのうちの少なくとも一方であることを特徴とする請求項１に記載の車両用温度検出装置。
4. 入射する赤外線量に応じた電気信号を出力する複数のセルを有する赤外線センサ（７１）が、前面窓ガラス（９４）に向けて配置され、
   運転席乗員からの赤外線を前記複数のセルのうちの一部のセルに向けて反射させる赤外線反射板（９３）が、車両後方の像を映すルームミラーに装着されていることを特徴とする車両用温度検出装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用温度検出装置を備え、前記車両用温度検出装置により検出した車室内の温度に基づいて、前記車室内の空調を行うことを特徴とする車両用空調装置。

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