JP2005047418A

JP2005047418A - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP2005047418A
Application number: JP2003282543A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Fukuyama; 康弘福山; Yuichi Igari; 裕一猪狩; Masabumi Tsuji; 正文辻; Makoto Iwashima; 誠岩島; Yoshimi Ota; 最実太田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2023-07-30
Also published as: JP3951981B2

Abstract

【課題】車室内のたばこの煙で汚れた空気を効果的に排気または浄化する。
【解決手段】複数の赤外線検出素子をマトリックス状に配置して車室内の温度分布を検出する赤外線カメラ１と、検出された温度分布に基づいて喫煙者および非喫煙者の着座位置を検出する熱画像処理回路２と、検出された喫煙者と非喫煙者の着座位置に基づいて、車室内に空気の流れ（気流）を生成するパワーウインドウ・アクチュエーターおよび空気清浄機とを備え、喫煙により汚れた空気を排気または浄化する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、車室内の喫煙状況を検出して煙の排気または浄化を行う車両用空調装置に関する。

車室内の喫煙状況を監視し、喫煙時には乗員の上半身に向けて吹き出される空調風によるたばこの灰の飛散を防止するようにした車両用空調装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
特開２００３−０８０９２０号公報

しかしながら、従来の車両用空調装置はたばこの灰の飛散を防止するものであり、たばこの煙による車室内装や衣服の汚れ、非喫煙者の健康に対する害を防止するものではない。

複数の赤外線検出素子をマトリックス状に配置して車室内の温度分布を検出し、検出した温度分布に基づいて喫煙者および非喫煙者の着座位置を検出する。そして、検出した喫煙者と非喫煙者の着座位置に基づいて、車室内に空気の流れ（気流）を生成することによって、喫煙により汚れた空気を排気または浄化する。

本発明によれば、たばこの煙を効果的に排気または浄化することができる。

図１は一実施の形態の構成を示す。なお、図１では本願発明に関わる機器のみを図示し、本願発明に直接関係のない空調機器については図示とその説明を省略する。赤外線カメラ（ＩＲ(Infrared)カメラ）は、多数の赤外線検出素子を二次元平面にマトリックス状に配置して熱画像センサーを構成し、車室内の乗員や座席などの物体の温度に応じて放射される赤外線を撮像レンズ（不図示）で集光して車室内の温度分布を示す熱画像を熱画像センサー上に結像させ、車室内の温度分布を検出する。

図２は赤外線カメラ１の取り付け位置を示し、図３は赤外線カメラ１の撮像範囲を示す。この一実施の形態では、フロントウインドウ中央上部に設置されるルームミラーの近傍に赤外線カメラ１を設置する。この位置に赤外線カメラ１を設置することによって、ステアリング２１に向かって着座する運転席乗員、その隣の助手席乗員、後部右座席乗員および後部左座席乗員のすべての乗員を撮像範囲に収めることができる。

なお、図３において、車両の運転席側には運転席パワーウインドウ２２が、助手席側には助手席パワーウインドウ２３が、後部右座席側には後部右座席パワーウインドウ２４が、後部左座席側には後部左座席パワーウインドウ２５がそれぞれ設けられている。

図１に戻り、熱画像処理回路２は、赤外線カメラ１で検出された車室内の温度分布に基づいて各座席ごとに乗員の有無を検出するとともに、各乗員ごとに喫煙者か非喫煙者かを判別する。車速センサー３は車両の走行速度を検出し、雨滴センサー４はフロントウインドウに当たる雨滴を検出する。なお、雨滴センサーの代わりにワイパースイッチを用いて雨天走行を検出してもよい。内気温センサー５は車室内温度を検出し、外気温センサー６は外気温度を検出する。

コントローラー７はＣＰＵ７ａとＲＯＭ７ｂ、ＲＡＭ７ｃなどの周辺部品を備え、熱画像処理回路２から得られた車室内の喫煙状況に基づいて、パワーウインドウ２２〜２５の開閉を行ってたばこの煙を排気するとともに、空気清浄機（不図示）を作動させてたばこの煙の浄化を行う。詳細を後述するが、この一実施の形態では図９に示すようにすべての座席乗員から最も近い車室内中央天井部に空気清浄機１７を設置する。

パワーウインドウ駆動用アクチュエーター８、９、１０、１１は運転席パワーウインドウ２２、助手席パワーウインドウ２３、後席左座席パワーウインドウ２４、後席右座席パワーウインドウ２５を開閉駆動する。空気清浄機ブロアファン駆動用モーター１２は空気清浄機１７のブロアファン（不図示）を駆動する。空気清浄機１７には、図９に示すように各座席に近い位置に吸い込み口が設けられ、中央部に吹き出し口が設けられている。アクチュエーター（ソレノイド）１３、１４、１５、１６は運転席側、助手席側、後席右側、後席左側の吸い込み口のドアを開閉する。

この一実施の形態では、赤外線カメラ１により車室内乗員の喫煙状況を監視し、喫煙状況に応じてたばこの煙を排気または浄化するための空気の流れ（以下、気流という）を車室内に生成する。つまり、車室外から車室内へきれいな空気を流入し、たばこの煙で汚れた空気を車室内から車室外へ排気する気流、あるいはたばこの煙で汚れた空気を車室内に充満させることなく空気清浄機へ吸い込み、浄化する気流を生成する。この際、非喫煙者にたばこの煙が流れない、または流れにくい最適な流路を選択する。

以下、図４〜図１０により喫煙者の位置に応じた効果的な排気流路または浄化流路について説明する。図４〜図１０において、ステアリング２１の位置に運転席が、そのとなりに助手席が、さらに後部座席があるものとする。運転席側には運転席パワーウインドウ２２が、助手席側には助手席パワーウインドウ２３が、後部右座席側には後部右座席パワーウインドウ２４が、後部左座席側には後部左座席パワーウインドウ２５がそれぞれ設けられている。なお、図中で黒色で塗りつぶしたパワーウインドウは閉じられている状態を示し、白抜きのパワーウインドウは開いている状態を示す。

図４は、運転席のみ乗員が乗車し、この運転者が喫煙する場合に生成する排気流路を示す。この場合には、運転席パワーウインドウ２２と後部左座席パワーウインドウ２５を開け、助手席パワーウインドウ２３と後部右座席パワーウインドウ２４を閉じる。これにより、車室内に斜めの気流が発生し、効果的にたばこの煙で汚れた空気を排気することができる。

図５は、前席に２名と後席に１名が乗車し、前席乗員のいずれかが喫煙する場合に生成する排気流路を示す。この場合には、後席乗員の着座位置のパワーウインドウのみを閉じ、その他のパワーウインドウをすべて開ける。この例では、後席左に乗員がいるので、後部左座席パワーウインドウ２５のみを閉じ、他のすべてのパワーウインドウ２２〜２４を開ける。これにより、前席のいずれか１名と後席１名の非喫煙者にたばこの煙で汚れた空気が流れない気流を生成することができる。

図６は、前席に２名と後席に２名または０名が乗車し、前席乗員のいずれかが喫煙する場合に生成する排気流路を示す。この場合には、すべての座席のパワーウインドウ２２〜２５を開ける。後席の非喫煙者の座席にたばこの煙で汚れた空気が流れるが、全席の窓を開けることによって空気の流入と流出が多くなるので、迅速にたばこの煙を排気することができる。

図７は、前席に２名または運転席のみ、後席に２名または１名が乗車し、後席の乗員のいずれかが喫煙する場合に生成する排気流路を示す。この場合には喫煙者側とその斜め方向の座席のパワーウインドウを開け、その他のパワーウインドウを閉じる。この例では、運転席パワーウインドウ２２と後部左座席パワーウインドウ２５を開け、助手席パワーウインドウ２３と後部右座席パワーウインドウ２４を閉じる。これにより、たばこの煙で汚れた空気は喫煙者が着座する斜め方向の座席を流れ、非喫煙者の座席に煙が流れるのを避けることができる。なお、後部右座席の乗員が喫煙する場合にも同様に、喫煙者側とその斜め方向の座席の窓を開ける。

図８は高速走行時に生成する排気流路を示す。複数の窓を開けて高速走行すると、窓から流入・流出する空気量が多くなって車室内に激しい気流が生じる。それにより、乗員が不快に感じたり、車室内の乗員の持ち物などを飛散させてしまう可能性がある。そこで、この一実施の形態では車速が例えば８０〜１００km/hを超えるような高速走行時には喫煙者側の窓のみを開ける。この例のように運転者のみが喫煙する場合には、運転席パワーウインドウ２２のみを開ける。車両が高速走行中であれば、喫煙者側の窓を開けただけでも空気の流入と流出が大きく、十分に空気が入れ替わるので、たばこの煙で汚れた空気を車室外へ効果的に排気できる。

次に、空気清浄機を運転する場合について説明する。図９は、運転者が喫煙する場合に生成する浄化流路を示す。空気清浄機１７は十字型をしており、各端部には空気の吸い込み口があり、これらの吸い込み口は車室内の各座席に近い位置に配置されている。図９において、空気清浄機１７の吸い込み口の内、黒色の三角形で示す吸い込み口はドアが閉じられていることを示し、白色の三角形で示す吸い込み口はドアが開けられていることを示す。

運転者が喫煙する場合には、運転席側吸い込み口のドアをアクチュエーター１３を駆動して開け、他の吸い込み口ドアは閉じたままとする。これにより、空気清浄機１７は運転席側の吸い込み口からのみ空気を吸い込むことになり、運転席側のたばこの煙で汚れた空気を大量に吸い込んで浄化することができ、非喫煙者側に煙が流れるのを防きながら迅速に煙で汚れた空気を浄化できる。空気清浄機１７により汚れた空気を浄化する場合には、窓開けがないために冷暖房により空調された車室内空気を車室外に逃がすことがなく、冷暖房効果を低下させることがない。

図１０は、窓開けによる排気と空気清浄機による浄化とを併用した場合の排気／浄化流路を示す。運転者のみが喫煙する場合に、図９に示すように空気清浄機１７の運転席側の吸い込み口ドアを開けると同時に、運転席パワーウインドウ２２を開ける。これにより、運転席付近のたばこの煙で汚れた空気は運転席側の窓から車外へ排気されると同時に、空気清浄機１７へ強力に吸い込まれて浄化されることになり、たばこの煙のより迅速な排除が可能になる上に、空気清浄機１７の浄化量が減った分だけフィルターの寿命を伸ばすことができる。

なお、窓開けによる排気と空気清浄機による浄化とを併用する場合に、車室内温度と車室外温度がほぼ等しいときには窓開けによる排気を優先させ、車室内温度と車室外温度との差が大きいときには空気清浄機１７による浄化を優先させることによって、空気清浄機１７の省電力化とフィルターの長寿命化を達成できる上に、冷暖房効果を低下させることがない。

図１１は一実施の形態の排気および浄化制御を示すフローチャートである。このフローチャートにより一実施の形態の動作を説明する。コントローラー７のＣＰＵ７ａは、エアコンスイッチ（不図示）がオンされるとこの排気／浄化制御を繰り返し実行する。ステップ１において、赤外線カメラ１、各種センサー３〜６を起動し、制御に必要なパラメーターを初期化する。

ステップ２で赤外線カメラ１および熱画像処理回路２により各座席の乗員検出と乗員の喫煙判定を行い、続くステップ３で喫煙者が検出されたか否かを確認する。喫煙者が検出された場合はステップ４へ進み、検出されなかった場合はステップ２へ戻る。喫煙者が検出された場合は、ステップ４で内気温センサー５と外気温センサー６により車室内温度と外気温度を検出し、続くステップ５でそれらの温度差が所定値以下か否かを確認する。

車室内温度と外気温度の差が所定値以下の場合は、窓を開けても冷暖房効果が低下することはないので、たばこの煙で汚れた空気を車室外へ排気する。ステップ６で雨滴センサー４により降雨を検出し、続くステップ７では車速センサー３により車速を検出する。ステップ８において窓開け方法を決定する。

たばこの煙を排気により排除する場合には、図４〜図７で説明したように、喫煙者および非喫煙者の着座位置に応じて窓開けを行う。なお、高速走行が検出されたときには、図８で説明したように喫煙者側のみの窓開けをおこなう。窓の開放量は予め設定した量とするが、車速が高くなるほど開放量を少なくしてもよい。また、雨天走行が検出されたときには、図４〜図７で説明した窓開けを行うが、雨よけバイザーの位置まで窓を開けて雨滴が車室内へ入らないようにする。なお、車室内温度と外気温度の差が小さい場合には、図１０で説明したように、窓開けによる排気と空気清浄機１５による浄化とを同時に行ってもよい。

一方、車室内温度と外気温度の差が所定値より大きい場合には、窓を開けると冷暖房効果が低下するので窓を閉じたまま空気清浄機１５によりたばこの煙の浄化を行う。ステップ１０において、図９で説明したように喫煙者席に近い吸い込み口ドアの開放を決定する。ステップ１１では開放する吸い込み口のドアをアクチュエーター（１３〜１５）により駆動して開放した後、ステップ１２でブロアファン駆動用モーター１２を起動して空気清浄機１５を作動させる。

このように、一実施の形態によれば、複数の赤外線検出素子をマトリックス状に配置して車室内の温度分布を検出する赤外線カメラ１と、検出された温度分布に基づいて喫煙者および非喫煙者の着座位置を検出する熱画像処理回路２と、検出された喫煙者と非喫煙者の着座位置に基づいて、車室内に空気の流れ（気流）を生成するパワーウインドウ・アクチュエーター８〜１１および空気清浄機１７とを備え、喫煙により汚れた空気を排気または浄化する。つまり、パワーウインドウ８〜１１で車両の窓を開閉することによって、または空気清浄機１７の喫煙者の座席に近い空気吸い込み口のみを開けることによって、非喫煙者の座席に喫煙による汚れた空気が流れない、または流れにくい流路の気流を生成するようにしたので、車室内のたばこの煙で汚れた空気を効果的に排気または浄化することができる。

また、一実施の形態によれば、車速が高くなるほど窓の開閉量を少なくするようにした。高速になるほど窓から流入・流出する空気が多くなり、車室内の空気がより多く入れ替わる。一方、高速になるほど窓開け時の騒音が高くなる。したがって、上述した効果に加え、車速が高くなるほど窓の開閉量を少なくことによって、たばこの煙で汚れた空気を排気しながら、騒音の低減を図ることができる。

また、一実施の形態によれば、車速が所定値を超える高速走行時には喫煙者側の窓のみを開けるようにしたので、上述した効果に加え、高速走行時に発生する車室内の激しい気流を防止しながら、たばこの煙で汚れた空気を排気することができる。

一実施の形態によれば、雨天走行が検出されたときは、窓の開放量を雨よけバイザーの位置までに制限するようにしたので、上述した効果に加え、雨天走行時に雨滴が車室内に入るのを避けながら、たばこの煙で汚れた空気を排気することができる。

さらに、一実施の形態によれば、車室内温度と外気温度との差が所定値以下の場合にはパワーウインドウ・アクチュエーター８〜１１により車両の窓を開閉することによって、一方、車室内温度と外気温度との差が所定値を超える場合には空気清浄機１７により喫煙者の座席に近い空気吸い込み口のみを開けることによって、非喫煙者の座席に喫煙による汚れた空気が流れない、または流れにくい流路の気流を生成するようにしたので、空気清浄機１７の省電力化とフィルターの長寿命化を達成できる上に、冷暖房効果を低下させることがない。

特許請求の範囲の構成要素と一実施例の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、赤外線カメラ１が温度分布検出手段を、熱画像処理回路２が着座位置検出手段を、パワーウインドウ・アクチュエーター８〜１１および空気清浄機１７が気流生成手段を、車速センサー３が車速検出手段を、雨滴センサー４が雨天走行検出手段を、内気温センサー５が内気温検出手段を、外気温センサー６が外気温検出手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。

なお、上述した一実施の形態ではルームミラー近傍に１台の赤外線カメラ１を設置し、車室内の全座席の乗員の有無と喫煙の有無を検出するようにしたが、前席と後席にそれぞれ１台ずつ赤外線カメラを設置し、あるいは各座席ごとに赤外線カメラを設置して各席の着座の有無と喫煙の有無を検出してもよい。

また、上述した一実施の形態では赤外線カメラ１で検出された車室内の温度分布に基づいて各座席ごとの乗員の有無を検出するとともに、各乗員ごとに喫煙者か非喫煙者かを判定する熱画像処理回路２を備える例を示したが、熱画像処理回路２を取り除き、赤外線カメラ１とコントローラー７とを接続し、熱画像処理回路２と同等の機能を持つプログラムをコントローラー７に搭載して実行してもよい。

さらに、上述した一実施の形態では温度分布検出手段として赤外線カメラを例に上げて説明したが、温度分布検出手段は赤外線カメラに限定されず、例えば物体から発生する熱線を測定して温度分布を検出するものであってもよい。

一実施の形態の構成を示す図である。赤外線カメラの取り付け位置を示す図である。赤外線カメラの撮像範囲を示す図である。運転席のみ乗員が乗車し、この運転者が喫煙する場合に生成する排気流路を示す図である。前席に２名と後席に１名が乗車し、前席乗員のいずれかが喫煙する場合に生成する排気流路を示す図である。前席に２名と後席に２名（または０名）が乗車し、前席乗員のいずれかが喫煙する場合に生成する排気流路を示す図である。前席に２名（または運転手のみ）と後席に２名（または１名）が乗車し、後席乗員のいずれかが喫煙する場合に生成する排気流路を示す図である。高速走行時に生成する排気流路を示す図である。運転者が喫煙する場合に生成する浄化流路を示す図である。窓開けによる排気と空気清浄機による浄化とを併用した場合の排気／浄化流路を示す図である。一実施の形態の排気／浄化制御プログラムを示すフローチャートである。

符号の説明

１赤外線カメラ
２熱画像処理回路
３車速センサー
４雨滴センサー
５内気温センサー
６外気温センサー
７コントローラー
７ａＣＰＵ
７ｂＲＯＭ
７ｃＲＡＭ
８運転席パワーウインドウ・アクチュエーター
９助手席パワーウインドウ・アクチュエーター
１０後部右座席パワーウインドウ・アクチュエーター
１１後部左座席パワーウインドウ・アクチュエーター
１２空気清浄機ファンブロア駆動用モーター
１３空気清浄機運転席側空気取り入れ口ドア・アクチュエーター
１４空気清浄機助手席側空気取り入れ口ドア・アクチュエーター
１５空気清浄機後部右座席側空気取り入れ口ドア・アクチュエーター
１６空気清浄機後部左座席側空気取り入れ口ドア・アクチュエーター
１７空気清浄機
２２運転席パワーウインドウ
２３助手席パワーウインドウ
２４後部右座席パワーウインドウ
２５後部左座席パワーウインドウ

Claims

複数の赤外線検出素子をマトリックス状に配置して車室内の温度分布を検出する温度分布検出手段と、
前記温度分布検出手段により検出された温度分布に基づいて喫煙者および非喫煙者の着座位置を検出する着座位置検出手段と、
前記着座位置検出手段により検出された喫煙者と非喫煙者の着座位置に基づいて、車室内に空気の流れ（以下、気流という）を生成する気流生成手段とを備え、
喫煙により汚れた空気を排気または浄化す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、
前記気流生成手段は、車両の窓を開閉するパワーウインドウであり、車両の窓を開閉することによって非喫煙者の座席に喫煙による汚れた空気が流れない、または流れにくい流路の気流を生成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、
車速を検出する車速検出手段を備え、
前記気流生成手段は、前記車速検出手段の検出車速が高くなるほど窓の開閉量を少なく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、
車速を検出する車速検出手段を備え、
前記気流生成手段は、前記車速検出手段の検出車速が所定値を超える高速走行時には喫煙者側の窓のみを開けることを特徴とする車両用空調装置。
請求項２〜４のいずれかの項に記載の車両用空調装置において、
雨天走行を検出する雨天走行検出手段を備え、
前記気流生成手段は、前記雨天走行検出手段により雨天走行が検出されたときは、窓の開放量を雨よけバイザーの位置までに制限す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、
前記気流生成手段は、車両の各座席に近い位置に空気吸い込み口を設けた空気清浄機であり、喫煙者の座席に近い空気吸い込み口のみを開けることによって非喫煙者の座席に喫煙による汚れた空気が流れない、または流れにくい流路の気流を生成す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、
車室内温度を検出する内気温検出手段と、
外気温度を検出する外気温検出手段とを備え、
前記気流生成手段は、車両の窓を開閉するパワーウインドウと、車両の各座席に近い位置に空気吸い込み口を設けた空気清浄機とを有し、車室内温度と外気温度との差が所定値以下の場合には前記パワーウインドウにより車両の窓を開閉することによって、一方、車室内温度と外気温度との差が所定値を超える場合には前記空気清浄機により喫煙者の座席に近い空気吸い込み口のみを開けることによって、非喫煙者の座席に喫煙による汚れた空気が流れない、または流れにくい流路の気流を生成することを特徴とする車両用空調装置。