JP2005132151A - 車両用温度検出装置および車両用空調装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 後席用非接触温度センサのコストを低減することを目的とする。
【解決手段】 車両用空調装置は、車室内の空調状態を調整する前席用および後席用空調ユニット5、6と、後部座席または後部座席の乗員の表面温度を検出するマトリクスIRセンサ70と、これにより検出される温度に基づき空調ユニット6を制御するエアコンECU8とを備えている。マトリクスIRセンサには、センサチップ72上に、16個の熱電対部DrRr1〜PaRr8がマトリクス状に、かつ、8個ずつのグループ間に隙間S1隔てて配置されている。このマトリクスIRセンサ70を、車室内左右中央の前席天井部に配置することにより、後部座席の左右両側の被検温範囲を1つの狭視野角で検出することができ、光学系を低コストで製作することができる。
【選択図】 図5
【解決手段】 車両用空調装置は、車室内の空調状態を調整する前席用および後席用空調ユニット5、6と、後部座席または後部座席の乗員の表面温度を検出するマトリクスIRセンサ70と、これにより検出される温度に基づき空調ユニット6を制御するエアコンECU8とを備えている。マトリクスIRセンサには、センサチップ72上に、16個の熱電対部DrRr1〜PaRr8がマトリクス状に、かつ、8個ずつのグループ間に隙間S1隔てて配置されている。このマトリクスIRセンサ70を、車室内左右中央の前席天井部に配置することにより、後部座席の左右両側の被検温範囲を1つの狭視野角で検出することができ、光学系を低コストで製作することができる。
【選択図】 図5
Description
本発明は、乗員の表面温度を非接触で検出する非接触温度センサを備えた車両用温度検出装置に関し、さらには、検出された乗員の表面温度に応じて車室内の空調状態を制御する車両用空調装置に関する。
従来、前席シート後部に後席用IR(赤外線)センサを設け、この後席用IRセンサにより後席乗員の表面温度を測定するものがあった(例えば、特許文献1参照)。
特開平2−158412号公報
しかし、上記従来技術では、後席用IRセンサが前席のシートカバーで隠されて測定ができなくなるおそれがあるばかりでなく、後席用IRセンサと後席乗員との距離が短いため、後席乗員の上半身ないし下半身を全て検出するためには、広い視野角が必要となり、IRセンサ用のレンズ設計が困難になるとともに、高価な広視野角レンズが必要となった。
本発明は、上記点に鑑み、後席用非接触温度センサのコストを低減することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、車室(1)内後席の被検温範囲の表面温度を非接触で検出する非接触温度センサ(70)を備える車両用温度検出装置であって、非接触温度センサは、車室内の前席天井部分(700)に設けられていることを特徴とする車両用温度検出装置である。
この発明によれば、車室内後席の被検温範囲、例えば、後部座席または後部座席の乗員の表面温度を非接触で検出する温度検出素子を備えた非接触温度センサを、前席天井部分に設けるので、非接触温度センサと被検温範囲である後部座席付近とは比較的長い距離とすることができ、これにより所定の被検温範囲を設ける場合に、非接触温度センサの視野角を広くする必要がなく、光学系を低コストで製作することができる。
なお、非接触温度センサとしては、被検温範囲から放射される赤外線を入力し、この赤外線に基づき被検温範囲の表面温度を検出する、いわゆる赤外線温度センサを用いることができる。
この非接触温度センサは、請求項2に記載のように、後席の複数の被検温範囲の表面温度を非接触で検出する複数の温度検出素子(DrRr1〜DrRr8、PaRr1〜PaRr8)を備えるようにすれば、後席の被検温範囲をこれら複数の温度検出素子に適宜割り当てることができ、これにより所望の形状の被検温範囲を得ることができる。
請求項3に記載の発明は、非接触温度センサは、複数の温度検出素子のうちの一部を、後席の上方の天井部分の表面温度を非接触で検出する天井温度検出素子(DrRr1、DrRr5、PaRr1、PaRr5)として備えることを特徴とする。
この発明によれば、前席天井部分に配置される非接触温度センサが、後席の複数の被検温範囲の表面温度を検出する複数の温度検出素子のほかに、さらに、車室内天井の表面温度を検出する天井温度検出素子を備えているので、天井の表面温度を検出するための特別な温度センサを必要とすることなく、低コストなシステムとすることができる。
非接触温度センサは、請求項4に記載のように、車両の幅方向のほぼ中心線上に設けるようにすれば、後席の右側および左側を均等に被検温範囲とすることが容易に可能となる。
また、非接触温度センサは、請求項5に記載のように、複数の温度検出素子を、後席の左右の乗員のそれぞれの方向に向くように設けてなることを特徴とする。
これにより、着座頻度が極めて低い後席中央部は、検出対象外として温度検出素子を設けないようにすることができ、低コストにシステムを構成することができる。
非接触温度センサは、請求項6に記載のように、複数の温度検出素子を1つのチップ(72)上に形成することができ、これにより、複数の被検温範囲を検出できる非接触温度センサ自体をコンパクトにすることができる。
さらに非接触温度センサは、請求項7に記載のように、1つのレンズ(71e)を備え、1つのチップ上に形成されている複数の温度検出素子にはレンズにより集光された赤外線が入射するよう形成することができる。これにより、被検温範囲である後部座席付近と比較的長い距離の位置に配置される非接触温度センサには、広視野角のレンズを用いる必要がなく、比較的設計の容易な1つの狭視野角レンズによって、被検温範囲を比較的広く設定することができ、光学系の製作を容易に行うことができる。
請求項8に記載の発明は、車室(1)内の空調状態を調整する空調手段(5、6)と、車室内後席の複数の被検温範囲の表面温度をそれぞれ非接触で検出する複数の温度検出素子(DrRr1〜DrRr8、PaRr1〜PaRr8)を備える非接触温度センサ(70)と、非接触温度センサの各温度検出素子でそれぞれ検出される温度を用いて、空調状態を調整するように空調手段を制御する制御手段(8)と、を備え、非接触温度センサが前席天井部分(700)に設けられていることを特徴とする車両用空調装置である。
この発明によれば、車室内後席の被検温範囲、例えば、後部座席または後部座席の乗員の表面温度を非接触で検出する温度検出素子を複数備えた非接触温度センサを、前席天井部分に設けるので、非接触温度センサと被検温範囲である後部座席付近とは比較的長い距離とすることができ、これにより所定の被検温範囲を設ける場合に、温度検出素子の数を抑えるとともに、非接触温度センサの視野角を広くする必要がなく、光学系を低コストで製作することができる。
さらに、検出された後席付近の被検温範囲の表面温度に基づいて空調状態を制御するので、後席乗員の快適性を向上させることができる。
なお、非接触温度センサとしては、被検温範囲から放射される赤外線を入力し、この赤外線に基づき被検温範囲の表面温度を検出する、いわゆる赤外線温度センサを用いることができる。
この非接触温度センサは、請求項9に記載のように、車両の幅方向のほぼ中心線上に設けるようにすれば、後席の右側および左側を均等に被検温範囲とすることが容易に可能となる。
なお、空調手段は、請求項10に記載のように、車室内の後席側に配置し、後席付近の空調状態を調整するようにすれば、検出された後席の被検温範囲の表面温度に応じて空調制御することができ、後席の乗員の快適性を向上させることができる。
請求項11に記載の発明は、非接触温度センサは、複数の温度検出素子を、後席の左右の乗員に向く方向のみに設けてなることを特徴とする。
これにより、着座頻度が極めて低い後席中央部は、検出対象外として温度検出素子を設けないようにすることができ、低コストにシステムを構成することができる。
非接触温度センサは、請求項12に記載のように、複数の温度検出素子を1つのチップ(72)上に形成することができ、これにより、複数の被検温範囲を検出できる非接触温度センサ自体をコンパクトにすることができる。
さらに非接触温度センサは、請求項13に記載のように、1つのレンズ(71e)を備え、1つのチップ上に形成されている複数の温度検出素子にはレンズにより集光された赤外線が入射するよう形成することができる。これにより、被検温範囲である後部座席付近と比較的長い距離の位置に配置される非接触温度センサには、広視野角のレンズを用いる必要がなく、比較的設計の容易な1つの狭視野角レンズによって、被検温範囲を比較的広く設定することができ、光学系の製作を容易に行うことができる。
請求項14に記載の発明は、非接触温度センサは、後席右側の複数の被検温範囲の表面温度を検出する複数の温度検出素子を有する第1検出部と後席左側の複数の被検温範囲の表面温度を検出する複数の温度検出素子を有する第2検出部とを備え、制御手段は、第1検出部による後席右側の検出温度に応じた後席右側の目標吹出温度に基づき後席右側の空調状態を調整し、第2検出部による後席左側の検出温度に応じた後席左側の目標吹出温度に基づき後席左側の空調状態を調整することを特徴とする。
この発明によれば、1つの非接触温度センサにより、後席の左右両側の被検温範囲の表面温度を検出することができる。さらに、この1つの非接触温度センサによって検出された後席左右両側の被検温範囲の表面温度に基づいて、後席左右両側の空調状態をそれぞれ調整することができ、後席の左右の各乗員の快適性を向上させることができる。
このような第1検出部を構成する複数の温度検出素子と、第2検出部を構成する複数の温度検出素子とは、請求項15に記載のように、1つのチップ上に互いに隙間を隔てて形成するようにすれば、1つのセンサチップにより、後席の左右両側を同じ視野で温度検出可能とすることができる。
請求項16に記載の発明は、非接触温度センサは、車室内天井の被検温範囲の表面温度を非接触で検出する天井温度検出素子を備えるとともに、制御手段は、検出された車室内天井の表面温度を用いて、空調状態を調整するように空調手段を制御することを特徴とする。
この発明によれば、前席天井部分に配置される非接触温度センサに、車室内天井の表面温度を検出する天井温度検出素子を形成するので、天井の表面温度を検出するための特別な温度センサを必要とすることなく、低コストなシステムとすることができる。また、これにより検出された天井表面温度に基づいて空調状態を調整するので、乗員の快適性を向上させることができる。
この場合、非接触温度センサは、請求項17に記載のように、天井温度検出素子と車室内後席の被検温範囲の表面温度を非接触で検出する温度検出素子とを隙間(S2)を設けて形成すれば、1つの視野内で、天井表面温度と、後部座席または後部座席の乗員の表面温度とを検出することができる。
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。
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図面を参照して説明する。図1ないし図2は本発明に係る車両用空調装置の第1実施形態を示したものである。本第1実施形態は、車室内1のうち前席側の左右、および後席側の左右に位置する空調ゾーン1a、1b、1c、1dをそれぞれ独立して空調制御する。
以下、本発明の第1実施形態について図面を参照して説明する。図1ないし図2は本発明に係る車両用空調装置の第1実施形態を示したものである。本第1実施形態は、車室内1のうち前席側の左右、および後席側の左右に位置する空調ゾーン1a、1b、1c、1dをそれぞれ独立して空調制御する。
図1は、空調ゾーン1a、1b、1c、1dの配置を示す模式図であり、空調ゾーン1aは、前席空調ゾーンのうち右側(運転席側)に位置し、空調ゾーン1bは、前席空調ゾーンのうち左側(助手席側)に位置する。空調ゾーン1cは、後席空調ゾーンのうち右側に位置し、空調ゾーン1dは、後席空調ゾーンのうち左側に位置する。なお、図1中の矢印は、自動車の前後左右の方向を示すものである。
図2は、本第1実施形態の車両用空調装置の全体構成を示す全体構成図であり、この車両用空調装置は、空調ゾーン1a、1bのそれぞれの空調状態(例えば、空気温度)を独立して調整するための前席用空調ユニット5と、空調ゾーン1c、1dのそれぞれの空調状態を独立して調整するための後席用空調ユニット6とから構成されている。前席用空調ユニット5は、計器盤7内側に配置されており、後席用空調ユニット6は、車室内1の最後方に配置されている。
前席用空調ユニット5は、車室内1に送風するためのダクト50を備えており、このダクト50には、車室内1から内気を導入するための内気導入口50a、および、車室外から外気を導入するための外気導入口50bが設けられている。
さらに、ダクト50には、外気導入口50bおよび内気導入口50aを選択的に開閉する内外気切替ドア51が設けられており、この内外気切替ドア51には、駆動手段としてのサーボモータ510aが連結されている。
また、ダクト50内のうち外気導入口50bおよび内気導入口50aの空気下流側には、車室内1に向けて吹き出される空気流を発生させる遠心式送風機52が設けられており、遠心式送風機52は、羽根車およびこの羽根車を回転させるブロワモータ52aを有して構成されている。なお、図2において、この羽根車は図の簡略化のため軸流式羽根車を示しているが、実際は遠心式の羽根車を使用している。
さらに、ダクト50内にて遠心式送風機52の空気下流側には、空気を冷却する空気冷却手段としてのエバポレータ53が設けられており、さらに、このエバポレータ53の空気下流側には、空気加熱手段としてのヒータコア54が設けられている。
そして、ダクト50内のうちエバポレータ53の空気下流側には仕切り板57が設けられており、この仕切り板57は、ダクト50内を運転席側通路50cおよび助手席側通路50dに仕切っている。
運転席側通路50cのうちヒータコア54の側方には、バイパス通路51aが形成されており、バイパス通路51aは、ヒータコア54に対してエバポレータ53により冷却された冷風をバイパスさせる。
また、助手席側通路50dのうちヒータコア54の側方には、バイパス通路51bが形成されており、バイパス通路51bは、ヒータコア54に対してエバポレータ53により冷却された冷風をバイパスさせる。
ヒータコア54の空気上流側には、エアミックスドア55a、55bが設けられており、エアミックスドア55aは、その開度により、運転席側通路50cを流通する冷風のうちヒータコア54を通る量とバイパス通路51aを通る量との比を調整する。
また、エアミックスドア55bは、その開度により、助手席側通路50dを流通する冷風のうちヒータコア54を通る量とバイパス通路51bを通る量との比を調整する。
なお、エアミックスドア55a、55bには、駆動手段としてのサーボモータ550a、550bがそれぞれ連結されており、エアミックスドア55a、55bの開度は、サーボモータ550a、550bによって、それぞれ、調整される。
エバポレータ53は、図示しないコンプレッサ、凝縮器、受液器、減圧器とともに、周知の冷凍サイクルを構成している熱交換器であり、このエバポレータ53は、ダクト50内を流れる空気を冷却する。なお、コンプレッサは、当該自動車のエンジンに電磁クラッチ(図示しない)を介して連結されるものであり、このコンプレッサは、電磁クラッチを断続制御することによって駆動停止制御される。
ヒータコア54は、当該自動車のエンジン冷却水(温水)を熱源とする熱交換機であり、このヒータコア54は、エバポレータ53によって冷却された冷風を加熱する。
運転席側通路50cのうちヒータコア54の空気下流側には、運転席側フェイス吹出口2aが開口されており、運転席側フェイス吹出口2aは、運転席側通路50cから運転席に着座する運転者の上半身に向けて空気を吹き出す。
さらに、運転席側通路50cのうち運転席側フェイス吹出口2aの空気上流部には、運転席側フェイス吹出口2aを開口する吹出口切替ドア56aが設けられている。
また、図には省略されているが、運転席側通路50cには、運転席側通路50cから運転者の下半身に空気を吹き出す運転席側フット吹出口、およびフロントガラスの内表面のうち運転席側領域に空気を吹き出す運転席側デフロスタ吹出口が設けられている。そして、運転席側フット吹出口および運転席側デフロスタ吹出口の空気上流部には、図には省略されているが、それぞれの吹出口を開閉する吹出口切替ドアが設けられている。そして、これら、運転席側の各吹出口切替ドアは、運転席側のサーボモータ560aにより連動して開閉駆動される。
助手席側通路50dのうちヒータコア54の空気下流側には、助手席フェイス吹出口2bが開口されており、助手席側フェイス吹出口2bは、助手席側通路50dから助手席に着座する助手席乗員の上半身に向けて空気を吹き出す。
さらに、助手席側通路50dのうち助手席側フェイス吹出口2bの空気上流部には、助手席側フェイス吹出口2bを開口する吹出口切替ドア56bが設けられている。
また、図には省略されているが、助手席側通路50dには、助手席側通路50dから助手席乗員の下半身に空気を吹き出す助手席側フット吹出口、およびフロントガラスの内表面のうち助手席側領域に空気を吹き出す助手席側デフロスタ吹出口が設けられている。そして、助手席側フット吹出口および助手席側デフロスタ吹出口の空気上流部には、図には省略されているが、それぞれの吹出口を開閉する吹出口切替ドアが設けられている。そして、これら、助手席側の各吹出口切替ドアは、助手席側のサーボモータ560bにより連動して開閉駆動される。
後席用空調ユニット6は、車室内1に送風するためのダクト60を備えている。このダクト60内の最上流部には、車室内1から内気導入口60aを通して内気のみを導入する内気導入ダクト60bが接続されている。
内気導入ダクト60bの空気下流側には、車室内1に向けて吹き出される空気流を発生させる遠心式送風機62が設けられている。遠心式送風機62は、遠心式羽根車およびこの羽根車を回転させるブロワモータ62aにより構成されている。なお、この羽根車も図2において、上記と同様、図の簡略化のため軸流式羽根車を示しているが、実際は遠心式の羽根車が使用されている。
さらに、ダクト60内において遠心式送風機62の空気下流側には、空気を冷却する空気冷却手段としてのエバポレータ63が設けられており、このエバポレータ63の空気下流側には、空気を加熱する空気加熱手段としてのヒータコア64が設けられている。
そして、ダクト60内のうちエバポレータ63の下流部分には仕切り板67が設けられており、この仕切り板67により、ダクト60内の空気通路を車両左右両側の2つの通路、すなわち、後席右側通路(後席運転席側通路)60cと後席左側通路(後席助手席側通路)60dとに仕切っている。
後席右側通路60cのうちヒータコア64の側方には、バイパス通路61aが形成されており、バイパス通路61aは、ヒータコア64に対してエバポレータ63により冷却された冷風をバイパスさせる。
そして、後席左側通路60dのうちヒータコア64の側方には、バイパス通路61bが形成されており、バイパス通路61bは、ヒータコア64に対してエバポレータ63により冷却された冷風をバイパスさせる。
ヒータコア64の空気上流側には、エアミックスドア65a、65bが設けられており、エアミックスドア65aは、その開度により、後席右側通路60cを流通する冷風のうちヒータコア64を通る量とバイパス通路61aとを通る量との比を調整する。
また、エアミックスドア65bは、その開度により、後席左側通路60dを通過する冷風のうちヒータコア64を通る量と、バイパス通路61bを通る量との比を調整する。
そして、エアミックスドア65a、65bには、駆動手段としてのサーボモータ650a、650bがそれぞれ連結されており、エアミックスドア65a、65bの開度は、サーボモータ650a、650bによって、それぞれ、調整される。
エバポレータ63は、上述のエバポレータ53に対して並列的に配管結合されるものであって、上述した周知の冷凍サイクルの一構成要素をなす熱交換器である。
また、ヒータコア64は、当該自動車のエンジン冷却水(温水)を熱源とする熱交換機であり、ヒータコア64は、上述のヒータコア54に対し並列的に接続されて、エバポレータ63によって冷却される冷風を加熱する。
ダクト60のうちヒータコア64の空気下流側には、後席右側フェイス吹出口2cが開口されており、後席右側フェイス吹出口2cは、後席右側通路60cから後席の右側(すなわち、運転席の後側)に着座する乗員(以下、後席右側乗員という)の上半身に向けて空気を吹き出す。
ここで、後席右側フェイス吹出口2cの空気上流部には、後席右側フェイス吹出口2cを開閉する吹出口切替ドア66aが設けられており、この吹出口切替ドア66aは、駆動手段としてのサーボモータ660aによって、開閉駆動される。
そして、図には、省略されているが、ダクト60には、後席右側通路60cから後席右側乗員の下半身に空気を吹き出す運転席側フット吹出口が設けられている。
また、当該運転席側フット吹出口の空気上流部には、吹出口を開閉する吹出口切替ドアが設けられており、この吹出口切替ドアは、サーボモータによって、開閉駆動される。
また、ダクト60のうちヒータコア64の空気下流側には、後席左側フェイス吹出口2dが開口されており、この後席左側フェイス吹出口2dは、後席左側通路60dから後席の左側(すなわち、助手席の後側)に着座する乗員(以下、後席左側乗員という)の上半身に向けて空気を吹き出す。
ここで、後席左側フェイス吹出口2dの空気上流部には、後席左側フェイス吹出口2dを開閉する吹出口切替ドア66bが設けられており、この吹出口切替ドア66bは、駆動手段としてのサーボモータ660bによって、開閉駆動される。
また、図には省略されているが、ダクト60には、後席左側通路60dから後席左側乗員の下半身に空気を吹き出すフット吹出口が設けられている。このフット吹出口の空気上流部には、吹出口を開閉する吹出口切替ドアが設けられており、この吹出口切替ドアは、サーボモータによって、開閉駆動される。
エアコンECU8には、外気温度センサ81、冷却水温度センサ82、日射センサ83、内気温度センサ84、85および蒸発器温度センサ86、87が接続されている。
外気温度センサ81は、車室外温度を検出しその検出温度に応じた外気温度信号TamをエアコンECU8に出力する。冷却水温度センサ82は、エンジンの冷却水(すなわち温水)の温度を検出しその検出温度に応じた冷却水温度信号TwをエアコンECU8に出力する。
日射センサ83は、フロントウインドウの内側にて車両左右方向の略中央部分に配置された周知の2素子(2D)タイプの日射センサであり、車室内の運転席側空調ゾーン1aに入射される日射量と助手席側空調ゾーン1bに入射される日射量とを検出し、それら検出した各日射量に応じた日射量信号TsDrおよびTsPaをエアコンECU8に出力する。
内気温度センサ84は、車室内の空調ゾーン1a、1b(前席側空調領域)の空気温度を検出しその検出温度に応じた内気温度信号TrFrをエアコンECU8に出力する。内気温度センサ85は、車室内の空調ゾーン1c、1d(後席側空調領域)の空気温度を検出しその検出温度に応じた内気温度信号TrRrをエアコンECU8に出力する。
蒸発器温度センサ86は、エバポレータ53の吹出空気温度を検出しその検出温度に応じた蒸発器吹出温度信号TeFrをエアコンECU8に出力するもので、蒸発器温度センサ87は、エバポレータ63の吹出空気温度を検出しその検出温度に応じた蒸発器吹出温度信号TeRrをエアコンECU8に出力する。
また、エアコンECU8には、空調ゾーン1a、1b、1c、1dのそれぞれの希望温度TsetFrDr、TsetFrPa、TsetRrDr、TsetRrPaが乗員により設定される温度設定スイッチ9、10、11、12、および空調ゾーン1c、1d(すなわち、後席側空調領域)の表面温度を検出するための非接触温度センサとしてのマトリクス赤外線温度(IR)センサ70が接続されている。なお、温度設定スイッチ9、10、11、12のそれぞれ近傍には、希望温度等の設定内容を表示する希望温度表示手段としてのディスプレイ9a、10a、11a、12aが備えられている。
マトリクスIRセンサ70は、図3に示すように、ルームランプユニット700の後壁にて車両後方に向けて配置されており、ルームランプユニット700は、車室内天井部の車両左右方向中央部(車両幅方向)にてフロントウインドウFrw側に配設されている。なお、ルームランプユニット700については後述する。
以上により、マトリクスIRセンサ70は、前側運転席および前側助手席に着座するそれぞれの乗員の頭部よりも車両前側になるように配置されていることになる。なお、図3中の符号Hは、前側運転席(前側助手席)が標準位置に設定されたときの乗員頭部の位置を示す。
マトリクスIRセンサ70としては、入力される赤外線量の変化に対応した起電力変化を温度変化として検出するサーモパイル型検出素子が用いられている。以下、マトリクスIRセンサ70の具体的な構成について図4〜図6を用いて説明する。
図4は、マトリクスIRセンサ70の概略構造を示す図であり、図5は、マトリクスIRセンサ70の被検温範囲を示す図であり、図6は、マトリクスIRセンサ70の被検温範囲の詳細を示す図である。
マトリクスIRセンサ70は、図4に示すように、検知部71を有しており、検知部71は、基板71a、この基板71a上に設置されるセンサチップ72、および、このセンサチップ72を覆うように配設される赤外線吸収膜73を備えている。検知部71は、カップ状の金属製ケース71cによって覆われており、ケース71cの底部には、四角形の窓71dがあけられ、この窓71dにはシリコン製のレンズ71eが填め込まれている。また、赤外線吸収膜73は、空調ゾーン1c、1dの各検温対象物からレンズ71eを通して入射される赤外線を吸収して熱に変換する役割を果たす。
センサチップ72は、台座72a上に16個の熱電対部DrRr1〜DrRr8、PaRr1〜PaRr8が縦4列、横4列のマトリクス状に配列されている。これらの熱電対部DrRr1〜DrRr8、PaRr1〜PaRr8は、それぞれ、赤外線吸収膜73で発生される熱を電圧(電気エネルギー)に変換する温度検出素子である。
具体的には、台座72a上に、第1検出部を構成する熱電対部DrRr1〜DrRr8と、第2検出部を構成する熱電対部PaRr1〜PaRr8とは、隙間S1を開けて縦2列ずつ並べられている。したがって、これら隙間S1隔たった熱電対部DrRr1〜DrRr8およびPaRr1〜PaRr8には、図5に示すように、センサチップ72が前席天井の中央部に配置されることおよびレンズ71eによって、互いに離間した後席右側の被検温領域および後席左側の被検温領域よりそれぞれ赤外線が入射される。これら被検温領域は、図6に示すように、後席右側乗員および後席左側乗員のそれぞれの上半身に対向するよう配置されている。
第1検出部としての熱電対部DrRr1〜DrRr8は、後席右側乗員の上半身に対向するもので、後席右側乗員の上半身だけから入射される赤外線に基づいて、電圧を発生するものである。このことにより、熱電対部DrRr1〜DrRr8は、後席右側乗員の表面温度を電圧として検出することになる。
また、第2検出部としての熱電対部PaRr1〜PaRr8は、後席左側乗員の上半身に対向するもので、後席左側乗員の上半身だけから入射される赤外線に基づいて、電圧を発生するものである。このことにより、熱電対部PaRr1〜PaRr8は、後席左側乗員の表面温度を電圧として検出することになる。
なお、第1および第2検出部において、それぞれ最下部の熱電対部DrRr4、DrRr8およびPaRr4、PaRr8は、マトリクスIRセンサ70が搭載される車両によっては、図6に示すように、視野が前席の背もたれ部に遮られて後席乗員の表面温度を検出できない場合がある。この場合には、後述するように、乗員の表面温度の算出にあたり、これらの熱電対部DrRr4、DrRr8およびPaRr4、PaRr8の検出電圧をキャンセルすることができる。
一方、エアコンECU8は、アナログ/デジタル変換器、マイクロコンピュータ等を有して構成される周知のものであり、マトリクスIRセンサ70、日射センサ83、各温度センサ81、82、84、85、86、87および温度設定スイッチ9、10、11、12からそれぞれ出力される出力信号は、アナログ/デジタル変換器によりアナログ/デジタル変換されてマイクロコンピュータにそれぞれ入力されるように構成されている。
マイクロコンピュータは、ROM、RAMなどのメモリ、およびCPU(中央演算装置)等から構成される周知のもので、イグニッションスイッチがオンされたときに、図示しないバッテリから電力供給される。
次に、ルームランプユニット700の具体的な構成について図3を用いて説明すると、ルームランプユニット700は、ケース701、ランプ702、ランプスイッチ703、サングラスホルダー704、ETC機器705、およびカードホルダ706を有して構成されている。
ケース701は、天井面から下側に配置されて、ランプ702及びETC機器705を収納している。ランプ702は、車室内を照明するためのものであり、ETC機器705は、アンテナを通して路上機と無線通信して、通行料金の徴収を行うものである。
ランプスイッチ703は、ケース701の下側に配置されて、ランプ702の点灯、消灯のための操作されるスイッチである。サングラスホルダー704は、蓋704aを開閉可能に構成されて、ケース701の中空部内にケース下側からサングラス等の小物を収納するための小物入れである。なお、図3中の矢印Kは、蓋704aの開閉範囲を示す。また、符号MRはムーンルーフを示す。
次に、上記構成において本第1実施形態の作動を図7〜図10に基づいて説明する。
エアコンECU8は、電源が投入されると、メモリに記憶された制御プログラム(コンピュータプログラム)がスタートして、図7に示すフローチャートにしたがって空調制御処理を実行する。なお、以下では、前席空調処理および後席空調処理を分けて図7を参照して説明する。図7は各空調処理の内容を示している。
(前席空調処理)
この場合、温度設定スイッチ9、10から設定温度信号TsetFrDr、TsetFrPaを読み込むとともに(ステップS121)、外気温センサ81及び日射センサ83から外気温度信号Tam、日射量信号TsDr、TsPaを読み込むとともに、内気温度センサ84から内気温度TrFrを読み込む(ステップS122)。
この場合、温度設定スイッチ9、10から設定温度信号TsetFrDr、TsetFrPaを読み込むとともに(ステップS121)、外気温センサ81及び日射センサ83から外気温度信号Tam、日射量信号TsDr、TsPaを読み込むとともに、内気温度センサ84から内気温度TrFrを読み込む(ステップS122)。
そして、設定温度信号TsetFrDr、外気温信号Tam、日射量信号TsDr、内気温度信号TrFrを数式1に代入して、車室内に吹き出す空気の目標吹出温度TAOFrDrを算出する(ステップS123)。この目標吹出温度TAOFrDrは、車両環境条件(空調熱負荷条件)の変動にかかわらず、前席運転席側空調ゾーン1aの温度を設定温度TsetFrDrに維持するために必要な目標温度である。
TAOFrDr=KsetFrDr・TsetFrDr−KrFr・TrFr−Kam・Tam−KsDr・TsDr+CFrDr ・・・(数式1)
なお、KsetFrDrは前席運転席用温度設定ゲイン、KrFrは前席用内気温ゲイン、Kamは外気温ゲイン、KsDrは日射ゲイン、CFrDrは前席運転席用補正定数である。
なお、KsetFrDrは前席運転席用温度設定ゲイン、KrFrは前席用内気温ゲイン、Kamは外気温ゲイン、KsDrは日射ゲイン、CFrDrは前席運転席用補正定数である。
次に、外気温信号Tam、設定温度信号TsetFrPa、日射量信号TsPa、内気温度TrFrを数式2に代入して、車室内に吹き出す空気の目標吹出温度TAOFrPaを算出する(ステップS123)。この目標吹出温度TAOFrPaは、前席助手席側空調ゾーン1bの温度を設定温度TsetFrPaに維持するために必要な目標温度である。
TAOFrPa=KsetFrPa・TsetFrPa−KrFr・TrFr−Kam・Tam−KsPa・TsPa+CFrPa ・・・(数式2)
なお、KsetFrPaは前席助手席用温度設定ゲイン、KrFrは前席用内気温ゲイン、Kamは外気温ゲイン、KsPaは日射ゲイン、CFrPaは前席助手席用補正定数である。
なお、KsetFrPaは前席助手席用温度設定ゲイン、KrFrは前席用内気温ゲイン、Kamは外気温ゲイン、KsPaは日射ゲイン、CFrPaは前席助手席用補正定数である。
次に、TAOFrPa、TAOFrDrの平均値(以下、前席用目標平均値という)に基づいて、図8の制御マップにより、内気循環モードおよび外気導入モードのいずれか一方を内外気切替モードとして決定する(ステップS124)。内気循環モードでは、内気導入口50aより車室内空気(内気)を導入し、外気導入モードでは、外気導入口50bより車室外空気(外気)を導入する。
具体的には、図8に示すように、TAOFrPa、TAOFrDrの平均値(図8中のTAOに相当する)が所定温度以下となる領域(最大冷房域)では、内外気切替ドア51により内気導入口50aを全開し、外気導入口50bを全閉する内気循環モードを選択し、TAOFrPa、TAOFrDrの平均値が所定温度より高くなると、内外気切替ドア50により外気導入口50bを全開し、内気導入口50aを全閉する外気導入モードを選択する。
次に、図9により吹出口モードを前席側空調ゾーン1a、1bに対して個別に決定する(ステップS125)。図9は、予めROMに記憶されている吹出口モード決定の制御マップであって、本例では、TAOFrDr(図9中のTAOに相当する)が上昇するにつれて、空調ゾーン1aの吹出口モードをフェイス(FACE)モード→バイレベル(B/L)モード→フット(FOOT)モードと順次自動的に切り替える。また、TAOFrPa(図9中のTAOに相当する)が上昇するにつれて、空調ゾーン1bの吹出口モードをフェイス(FACE)モード→バイレベル(B/L)モード→フット(FOOT)モードと順次自動的に切り替えるようになっている。
ここで、フェイスモードとは、フェイス吹出口だけから空調風を吹き出すモードであり、フットモードとは、フット吹出口だけから空調風を吹き出しモードである。また、バイレベルモードとは、フェイス吹出口およびフット吹出口から空調風を吹き出すモードである。
たとえば、フェイスモードでは、吹出口切替ドア56a(56b)にてフェイス吹出口2a(2b)を開口し、フェイス吹出口2a(2b)のみから空調風が車室内の乗員上半身側へ吹き出す。バイレベルモードでは、吹出口切替ドア56a(56b)にてフェイス吹出口2a(2b)およびフット吹出口(図示せず)を開口し、空調風がフェイス吹出口2a(2b)およびフット吹出口から車室内の乗員上半身側および乗員下半身側へ同時に吹き出す。フットモードでは、吹出口切替ドア(図示せず)にてフット吹出口を全開し、フット吹出口から主に空調風が車室内の乗員下半身側へ吹き出す。
このように、空調ゾーン毎に吹出口モードを決定すると、各吹出口切替ドアのそれぞれのサーボモータを空調ゾーン毎に制御して、空調ゾーン毎にこの決定される吹出口モードとなるように各吹出口切替ドアをそれぞれ開閉させる。
次に、上述の目標吹出温度TAOFrPa、TAOFrDrの平均値に基づいて、送風機モータ52aに印加するブロワ電圧を決定する(ステップS126)。このブロワ電圧としては、送風機52の風量を制御するためのもので、TAOFrPa、TAOFrDrの平均値に基づいて、予めROM内に記憶された図10の制御マップにしたがって決定されるものである。
図10の制御マップにおいて、図10中のTAOがTAOFrPa、TAOFrDrの平均値に相当し、この平均値(=TAO)が中間領域内にあるときには、ブロワ電圧(すなわち送風機52の風量)が一定値となり、TAOが中間領域より大きい場合にはこのTAOが大きくなるほどブロワ電圧(すなわち送風機52の風量)が大きくなる。また、TAOが中間領域より小さい場合にはTAOが小さくなるほどブロワ電圧(すなわち送風機52の風量)が小さくなる。このようにして、ブロワ電圧が決定される。
次に、エアミックスドア55a、55bの目標開度θ1、θ2を次の数式3、4によって算出する(ステップS127)。なお、TeFrは蒸発器温度センサ86の蒸発器吹出温度信号、Twは冷却水温度センサ82の冷却水温度信号である。
θ1={(TAOFrDr−TeFr)/(Tw−TeFr)}×100(%) ・・・(数式3)
θ2={(TAOFrPa−TeFr)/(Tw−TeFr)}×100(%) ・・・(数式4)
以上のように決定したブロワ電圧、目標開度θ1、θ2、内外気切替モード、吹出口モードのそれぞれを示す各制御信号をサーボモータ510a、550a、550b、560a、560bおよび送風機モータ52a等に出力して内外気切替ドア51、エアミックスドア55a、55b、吹出口切替ドア56a、56b、送風機52の各作動を制御する(ステップS128)。
θ2={(TAOFrPa−TeFr)/(Tw−TeFr)}×100(%) ・・・(数式4)
以上のように決定したブロワ電圧、目標開度θ1、θ2、内外気切替モード、吹出口モードのそれぞれを示す各制御信号をサーボモータ510a、550a、550b、560a、560bおよび送風機モータ52a等に出力して内外気切替ドア51、エアミックスドア55a、55b、吹出口切替ドア56a、56b、送風機52の各作動を制御する(ステップS128)。
その後、ステップS129で一定期間経過すると、ステップS121の処理に戻り、上述の空調制御処理(ステップS121〜S129)が繰り返される。このような演算、処理の繰り返しによって前席空調ゾーン1a、1bの空調が自動的に制御されることになる。
(後席空調処理)
この場合、温度設定スイッチ11、12から設定温度信号TsetRrDr、TsetRrPaを読み込む(ステップS121)。さらに、外気温センサ81及び日射センサ83から外気温度信号Tam、日射量信号TsDr、TsPa、内気温度センサ84から内気温度TrFrを読み込むとともに、後席右側乗員温度TirRrDr、および後席左側乗員温度TirRrPaを読み込む(ステップS122)。
この場合、温度設定スイッチ11、12から設定温度信号TsetRrDr、TsetRrPaを読み込む(ステップS121)。さらに、外気温センサ81及び日射センサ83から外気温度信号Tam、日射量信号TsDr、TsPa、内気温度センサ84から内気温度TrFrを読み込むとともに、後席右側乗員温度TirRrDr、および後席左側乗員温度TirRrPaを読み込む(ステップS122)。
なお、後席右側乗員温度TirRrDrは、マトリクスIRセンサ70における第1検出部である熱電対部DrRr1〜DrRr8のうち、後席右側乗員の表面温度に相当する熱電対部DrRr1〜DrRr3およびDrRr5〜DrRr7の6つの熱電対部で検出された温度Ta1〜Ta3およびTa5〜Ta7の平均値として、数式5によりエアコンEUC8にて演算される。
TirRrDr=(Ta1+Ta2+Ta3+Ta5+Ta6+Ta7)/6 ・・・(数式5)
そして、設定温度信号TsetRrDr、外気温信号TAM、日射量信号TsDr、内気温度TrRr、後席右側乗員温度TirRrDrを、数式6に代入して、車室内に吹き出す空気の目標吹出温度TAORrDrを算出する(ステップS123)。この目標吹出温度TAORrDrは、車両環境条件(空調熱負荷条件)の変動にかかわらず、後席右側空調ゾーン1cの温度を設定温度TsetRrDrに維持するために必要な目標温度である。
そして、設定温度信号TsetRrDr、外気温信号TAM、日射量信号TsDr、内気温度TrRr、後席右側乗員温度TirRrDrを、数式6に代入して、車室内に吹き出す空気の目標吹出温度TAORrDrを算出する(ステップS123)。この目標吹出温度TAORrDrは、車両環境条件(空調熱負荷条件)の変動にかかわらず、後席右側空調ゾーン1cの温度を設定温度TsetRrDrに維持するために必要な目標温度である。
TAORrDr=KsetRrDr・TsetRrDr−KirRrDr・TirRrDr−KrFr・TrFr−KsDr・TsDr−Kam・Tam+CRrDr ・・・(数式6)
ここで、KsetRrDrは後席右側用温度設定ゲイン、KirRrDrは後席右側用IRゲイン、KrFrは内気温ゲイン、KsDrは右側日射ゲイン、Kamは外気温ゲイン、CRrDrは後席右側用補正定数である。
ここで、KsetRrDrは後席右側用温度設定ゲイン、KirRrDrは後席右側用IRゲイン、KrFrは内気温ゲイン、KsDrは右側日射ゲイン、Kamは外気温ゲイン、CRrDrは後席右側用補正定数である。
また、同様に、後席左側乗員温度TirRrPaは、マトリクスIRセンサ70における第2検出部である熱電対部PaRr1〜PaRr8のうち、後席左側乗員の表面温度に相当する熱電対部PaRr1〜PaRr3およびPaRr5〜PaRr7の6つの熱電対部で検出された温度Tb1〜Tb3およびTb5〜Tb7の平均値として、数式7によりエアコンEUC8にて演算される。
TirRrPa=(Tb1+Tb2+Tb3+Tb5+Tb6+Tb7)/6 ・・・(数式7)
そして、設定温度信号TsetRrPa、外気温度信号Tam、日射量信号TsPa、内気温度TrRr、後席左側乗員温度TirRrPaを数式8に代入して、車室内に吹き出す空気の目標吹出温度TAORrPaを算出する(ステップS123)。この目標吹出温度TAORrPaは、後席左側空調ゾーン1dの温度を設定温度TsetRrPaに維持するために必要な目標温度である。
そして、設定温度信号TsetRrPa、外気温度信号Tam、日射量信号TsPa、内気温度TrRr、後席左側乗員温度TirRrPaを数式8に代入して、車室内に吹き出す空気の目標吹出温度TAORrPaを算出する(ステップS123)。この目標吹出温度TAORrPaは、後席左側空調ゾーン1dの温度を設定温度TsetRrPaに維持するために必要な目標温度である。
TAORrPa=KsetRrPa・TsetRrPa−KirRrPa・TirRrPa−KrFr・TrFr−KsPa・TsPa−Kam・Tam+CRrPa ・・・(数式8)
ここで、KsetRrPaは後席左側用温度設定ゲイン、KirRrPaは後席左側用IRゲイン、KrFrは内気温ゲイン、KsPaは左側日射ゲイン、Kamは外気温ゲイン、CRrPaは後席左側用補正定数である。
ここで、KsetRrPaは後席左側用温度設定ゲイン、KirRrPaは後席左側用IRゲイン、KrFrは内気温ゲイン、KsPaは左側日射ゲイン、Kamは外気温ゲイン、CRrPaは後席左側用補正定数である。
なお、数式6、8に示されるように、本第1実施形態では、内気温度センサ84による内気温度TrFrを車室内全体の内気温度とみなして、これを後席座席用の目標吹出温度の補正に用いている。したがって、後席側空調領域の空気温度を検出する内気温度センサ85を、省略することができる。
次に、内外気モードの決定処理(ステップS124)を実行せずに(これは、後席空調では外気モードが設定されていないため)、吹出口モードの決定処理(ステップS125)を実行する。この吹出口モードの決定処理では、TAORrDr、TAORrPaに基づき、図9により吹出口モードを空調ゾーン1c、1dに対して個別に決定する。
具体的には、空調ゾーン1cの吹出口モードとしては、図9中のTAOをTAORrDrとし、このTAORrDrが上昇するにつれて吹出口モードをフェイス(FACE)モード→バイレベル(B/L)モード→フット(FOOT)モードと順次自動的に切り替える。また、空調ゾーン1dの吹出口モードとしては、図9中のTAOをTAORrPaとし、このTAORrPaが上昇するにつれて吹出口モードをフェイスモード→バイレベルモード→フットモードと順次自動的に切り替える。
ここで、フェイスモードでは、吹出口切替ドア66a(66b)にてフェイス吹出口2c(2d)を開口し、フェイス吹出口2c(2d)のみから空調風が車室内の乗員上半身側へ吹き出す。バイレベルモードは、吹出口切替ドア66a(66b)にてフェイス吹出口2c(2d)およびフット吹出口(図示せず)を開口し、空調風がフェイス吹出口2c(2d)およびフット吹出口から車室内の乗員上半身側および乗員下半身側へ同時に吹き出す。フットモードは、吹出口切替ドア(図示せず)にてフット吹出口を全開し、フット吹出口から主に空調風が車室内の乗員下半身側へ吹き出す。
次に、上述の目標吹出温度TAORrDr、TAORrPaの平均値(以下、後席用目標平均値という)を求め、この後席用目標平均値に基づき、図10の制御マップにしたがって、送風機モータ52aの場合と同様、送風機モータ62aに印加するブロワ電圧を決定する(ステップS126)。
次に、エアミックスドア65a、65bの目標開度θ3、θ4を次の数式9、10によって算出する(ステップS127)。なお、TeRrは蒸発器温度センサ87の蒸発器温度信号、Twは冷却水温度センサ82の冷却水温度信号である。
θ3={(TAORrDr−TeRr)/(Tw−TeRr)}×100(%) ・・・(数式9)
θ4={(TAORrPa−TeRr)/(Tw−TeRr)}×100(%) ・・・(数式10)
以上のように決定したブロワ電圧、目標開度θ3、θ4、内外気切替モード、吹出モードのそれぞれを示す各制御信号を送風機モータ62aおよびサーボモータ650a、650b、660a、660b等に出力して送風機62、エアミックスドア65a、65b、吹出口切替ドア66a、66bの作動を制御する(ステップS128)。
θ4={(TAORrPa−TeRr)/(Tw−TeRr)}×100(%) ・・・(数式10)
以上のように決定したブロワ電圧、目標開度θ3、θ4、内外気切替モード、吹出モードのそれぞれを示す各制御信号を送風機モータ62aおよびサーボモータ650a、650b、660a、660b等に出力して送風機62、エアミックスドア65a、65b、吹出口切替ドア66a、66bの作動を制御する(ステップS128)。
その後、ステップS129で一定期間経過すると、ステップS121の処理に戻り、上述の空調制御処理(ステップS121、S122、S123、S125〜S129)が繰り返される。このような処理の繰り返しによって後席空調ゾーン1c、1dの空調が自動的に制御されることになる。
以上のように、本第1実施形態では、後席乗員の表面温度を検出するマトリクスIRセンサ70が、前席天井、詳しくは、前側運転席および前側助手席に着座するそれぞれの乗員の頭部よりも車両前側になるように配置されている。
このマトリクスIRセンサ70は、1つのセンサチップ72上に後席右側および左側乗員の各表面温度を検出する第1および第2検出部である、各8個ずつの熱電対部DrRr1〜DrRr8およびPaRr1〜PaRr8がマトリクス状に形成され、これら第1および第2検出部に比較的距離が離れた後席右側および左側乗員の各上半身より赤外線が入射される。したがって、後席右側および左側乗員とマトリクスIRセンサ70の第1および第2検出部との距離を長くすることができるので、後席右側および左側乗員の上半身ないし下半身を検出するためのマトリクスIRセンサ70に用いるレンズ71eの視野角を狭くすることができる。これによりレンズ71eの設計を容易に行うことができるとともに、安価に作成することができる。
また、1箇所(前席中央の天井)に配置した1つのセンサチップ72により、後席右側および左側の乗員の表面温度を検出できるので、システムをシンプルに構築することができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本第2実施形態は、上記第1実施形態とは、マトリクスIRセンサ70の熱電対部のセンサチップ72の台座72a上における配置が異なっていること、マトリクスIRセンサ70により、後席乗員の表面温度の他に、後部座席の天井部分の表面温度を検出すること、および、検出された後席乗員の表面温度および天井部分の表面温度に基づき後部座席の目標吹出温度TAORrDr、TAORrPaを算出することが異なり、他の構成は同じである。以下、第1実施形態と異なる点のみ説明する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本第2実施形態は、上記第1実施形態とは、マトリクスIRセンサ70の熱電対部のセンサチップ72の台座72a上における配置が異なっていること、マトリクスIRセンサ70により、後席乗員の表面温度の他に、後部座席の天井部分の表面温度を検出すること、および、検出された後席乗員の表面温度および天井部分の表面温度に基づき後部座席の目標吹出温度TAORrDr、TAORrPaを算出することが異なり、他の構成は同じである。以下、第1実施形態と異なる点のみ説明する。
第2実施形態のマトリクスIRセンサ70は、図11に示すように、4×4のマトリクス状に配置された第1検出部の8個の熱電対部DrRr1〜DrRr8および第2検出部の8個の熱電対部PaRr1〜PaRr8のうち、それぞれの最上部の2つの熱電対部DrRr1およびDrRr5と、PaRr1およびPaRr5との下に隙間S2を設けたことに特徴がある。なお、この隙間S2の下の各6つの熱電対部DrRr2〜DrRr4、DrRr6〜DrRr8およびPaRr2〜PaRr4、PaRr6〜PaRr8の配列は、上記第1実施形態と同じである。
さらに、本第2実施形態のマトリクスIRセンサ70のもう一つの特徴は、上記のように配列された熱電対部の被検温範囲が図12に示すようになるよう、マトリクスIRセンサ70を車室内左右中央の天井部に設置することである。すなわち、第1検出部の天井温度検出素子である熱電対部DrRr1、DrRr5が、後席右側乗員の上方の天井部の表面温度を検出できるよう、および第2検出部の天井温度検出素子である熱電対部PaRr1、PaRr5が、後席左側乗員の上方の天井部の表面温度を検出できるよう、それぞれマトリクスIRセンサ70上に配置される。このとき、他の熱電対部DrRr2〜DrRr4、DrRr6〜DrRr8は後席右側乗員の上半身に対向するよう、および、熱電対部PaRr2〜PaRr4、PaRr6〜PaRr8は後席左側乗員の上半身に対向するよう配置され、各熱電対部の後部座席における被検温範囲は、実質的に上記第1実施形態と同じになっている。
これにより、後席右側乗員の上方の天井温度(内装温度)TirRrDrINは、第1検出部の熱電対部DrRr1およびDrRr5によりそれぞれ検出された温度Ta1およびTa5を用いて、数式11により算出される。
TirRrDrIN=(Ta1+Ta5)/2 ・・・(数式11)
また、後席右側乗員の表面温度TirRrDrは、第1検出部の熱電対部DrRr2〜DrRr4およびDrRr6〜DrRr8によりそれぞれ検出された温度Ta2〜Ta4およびTa6〜Ta8を用いて、数式12により算出される。
また、後席右側乗員の表面温度TirRrDrは、第1検出部の熱電対部DrRr2〜DrRr4およびDrRr6〜DrRr8によりそれぞれ検出された温度Ta2〜Ta4およびTa6〜Ta8を用いて、数式12により算出される。
TirRrDr=(Ta2+Ta3+Ta4+Ta6+Ta7+Ta8)/6 ・・・(数式12)
同様に、後席左側乗員の上方の天井温度(内装温度)TirRrPaINは、第2検出部の熱電対部PaRr1およびPaRr5によりそれぞれ検出された温度Tb1およびTb5を用いて、数式13により算出される。
同様に、後席左側乗員の上方の天井温度(内装温度)TirRrPaINは、第2検出部の熱電対部PaRr1およびPaRr5によりそれぞれ検出された温度Tb1およびTb5を用いて、数式13により算出される。
TirRrPaIN=(Tb1+Tb5)/2 ・・・(数式13)
また、後席右側乗員の表面温度TirRrPaは、第1検出部の熱電対部PaRr2〜PaRr4およびPaRr6〜PaRr8によりそれぞれ検出された温度Tb2〜Tb4およびTb6〜Tb8を用いて、数式14により算出される。
また、後席右側乗員の表面温度TirRrPaは、第1検出部の熱電対部PaRr2〜PaRr4およびPaRr6〜PaRr8によりそれぞれ検出された温度Tb2〜Tb4およびTb6〜Tb8を用いて、数式14により算出される。
TirRrPa=(Tb2+Tb3+Tb4+Tb6+Tb7+Tb8)/6 ・・・(数式14)
このようにして検出された、後席乗員の上方の天井温度および後席乗員の表面温度を用いて、後部座席の目標吹出温度TAORrDr、TAORrPaが、上記第1実施形態における数式6および数式8の代わりに、それぞれ数式15、数式16により算出される(図7におけるステップ123)。
このようにして検出された、後席乗員の上方の天井温度および後席乗員の表面温度を用いて、後部座席の目標吹出温度TAORrDr、TAORrPaが、上記第1実施形態における数式6および数式8の代わりに、それぞれ数式15、数式16により算出される(図7におけるステップ123)。
TAORrDr=KsetRrDr・TsetRrDr−KirRrDr・TirRrDr−KrFr・TirRrDr−KsDr・TsDr−Kam・Tam+CRrDr ・・・(数式15)
TAORrPa=KsetRrPa・TsetRrPa−KirRrPa・TirRrPa−KrFr・TirRrPa−KsPa・TsPa−Kam・Tam+CRrPa ・・・(数式16)
なお、KsetRrDr、KirRrDr、KrFr、KsDr、Kam、KsetRrPa、KirRrPa、KsPaは補正用係数であり、CRrDr、CRrPaは定数である。
TAORrPa=KsetRrPa・TsetRrPa−KirRrPa・TirRrPa−KrFr・TirRrPa−KsPa・TsPa−Kam・Tam+CRrPa ・・・(数式16)
なお、KsetRrDr、KirRrDr、KrFr、KsDr、Kam、KsetRrPa、KirRrPa、KsPaは補正用係数であり、CRrDr、CRrPaは定数である。
すなわち、本第2実施形態では、後部座席用の目標吹出温度TAORrDr、TAORrPaを、内気温度センサにより検出される内気温度の代わりに、マトリクスIRセンサ70により検出される後席乗員の上方の天井温度(内装温度)により補正するので、輻射補正を正確に行うことができる。これにより、後部座席の乗員の快適感をさらに向上させることができる。
(他の実施形態)
上記第1実施形態では、内気温度センサ84による前席側空調領域の空気温度である内気温度TrFrを車室内全体の内気温度とみなして、これを後部座席用の目標吹出温度TAORrDr、TAORrPaの補正に用いた例を示したが、内気温度センサ85による後席側空調領域の空気温度である内気温度TrRrを用いて補正してもよい。すなわち、目標吹出温度TAORrDr、TAORrPaを、数式6、8の代わりに、数式17、18により算出できる。
上記第1実施形態では、内気温度センサ84による前席側空調領域の空気温度である内気温度TrFrを車室内全体の内気温度とみなして、これを後部座席用の目標吹出温度TAORrDr、TAORrPaの補正に用いた例を示したが、内気温度センサ85による後席側空調領域の空気温度である内気温度TrRrを用いて補正してもよい。すなわち、目標吹出温度TAORrDr、TAORrPaを、数式6、8の代わりに、数式17、18により算出できる。
TAORrDr=KsetRrDr・TsetRrDr−KirRrDr・TirRrDr−KrRr・TrRr−KsDr・TsDr−Kam・Tam+CRrDr ・・・(数式17)
TAORrPa=KsetRrPa・TsetRrPa−KirRrPa・TirRrPa−KrRr・TrRr−KsPa・TsPa−Kam・Tam+CRrPa ・・・(数式18)
ここで、KrRrは補正用係数である。
TAORrPa=KsetRrPa・TsetRrPa−KirRrPa・TirRrPa−KrRr・TrRr−KsPa・TsPa−Kam・Tam+CRrPa ・・・(数式18)
ここで、KrRrは補正用係数である。
これにより、車室内の空気温度の分布を考慮して、より正確な目標吹出温度を算出することができ、後部座席の乗員の快適感をさらに向上させることができる。
また、上記第1および第2実施形態では、前席(運転席および助手席)の乗員の表面温度を検出する赤外線温度センサを備えていない例を示したが、これに限らず、前席左右の乗員の表面温度をそれぞれ検出する赤外線温度センサをさらに付加してもよい。この場合には、前席空調ゾーン1a、1bに対する目標吹出温度も、上記第1実施形態における後席側の目標吹出温度の決定方法と同様の方法により、前席左右乗員のそれぞれの表面温度により補正演算することがきる。
上記各実施形態では、温度検出装置である非接触温度センサとしてのマトリクスIRセンサ70により検出された後席乗員の表面温度に基づいて、後席の空調ゾーンの空調状態を制御する車両用空調装置に適用した例を示したが、これに限らない。たとえば、温度検出装置としてマトリクスIRセンサ70を、マトリクスIRセンサ70が検出した被検温範囲の温度分布から乗員の着座の有無や着座姿勢を判定する空調装置以外の装置にも適用することができる。
1a、1b、1c、1d…空調ゾーン、5…前席空調システム、
6…後席空調システム、70…マトリクスIRセンサ、8…エアコンECU。
6…後席空調システム、70…マトリクスIRセンサ、8…エアコンECU。
Claims (17)
- 車室(1)内後席の被検温範囲の表面温度を非接触で検出する非接触温度センサ(70)を備える車両用温度検出装置であって、
前記非接触温度センサは、前記車室内の前席天井部分(700)に設けられていることを特徴とする車両用温度検出装置。 - 前記非接触温度センサは、前記後席の複数の被検温範囲の表面温度を非接触で検出する複数の温度検出素子(DrRr1〜DrRr8、PaRr1〜PaRr8)を備え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。
- 前記非接触温度センサは、前記複数の温度検出素子のうちの一部を、前記後席の上方の天井部分の表面温度を非接触で検出する天井温度検出素子(DrRr1、DrRr5、PaRr1、PaRr5)として備えることを特徴とする請求項2に記載の車両用温度検出装置。
- 前記非接触温度センサは、車両の幅方向のほぼ中心線上に設けられていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車両用温度検出装置。
- 前記非接触温度センサは、前記複数の温度検出素子を、前記後席の左右の乗員のそれぞれの方向に向くように設けてなることを特徴とする請求項2ないし4のいずれか1つに記載の車両用温度検出装置。
- 前記非接触温度センサは、前記複数の温度検出素子が1つのチップ(72)上に形成されることを特徴とする請求項2ないし5のいずれか1つに記載の車両用温度検出装置。
- 前記非接触温度センサは、1つのレンズ(71e)を備え、前記1つのチップ上に形成されている前記複数の温度検出素子には前記レンズにより集光された赤外線が入射するよう形成されていることを特徴とする請求項6に記載の車両用温度検出装置。
- 車室(1)内の空調状態を調整する空調手段(5、6)と、
前記車室内後席の複数の被検温範囲の表面温度をそれぞれ非接触で検出する複数の温度検出素子(DrRr1〜DrRr8、PaRr1〜PaRr8)を備える非接触温度センサ(70)と、
前記非接触温度センサの各温度検出素子でそれぞれ検出される温度を用いて、前記空調状態を調整するように前記空調手段を制御する制御手段(8)と、を備え、
前記非接触温度センサが前席天井部分(700)に設けられていることを特徴とする車両用空調装置。 - 前記非接触温度センサは、車両の幅方向のほぼ中心線上に設けられていることを特徴とする請求項8に記載の車両用空調装置。
- 前記空調手段は、前記車室内の後席側に配置され、該後席付近の空調状態を調整することを特徴とする請求項8または9に記載の車両用空調装置。
- 前記非接触温度センサは、前記複数の温度検出素子を、前記後席の左右の乗員に向く方向のみに設けてなることを特徴とする請求項8ないし10のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
- 前記非接触温度センサは、前記複数の温度検出素子が1つのチップ(72)上に形成されることを特徴とする請求項8ないし11のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
- 前記非接触温度センサは、1つのレンズ(71e)を備え、前記1つのチップ上に形成されている前記複数の温度検出素子には前記レンズにより集光された赤外線が入射するよう形成されていることを特徴とする請求項12に記載の車両用空調装置。
- 前記非接触温度センサは、後席右側の複数の被検温範囲の表面温度を検出する複数の温度検出素子を有する第1検出部と後席左側の複数の被検温範囲の表面温度を検出する複数の温度検出素子を有する第2検出部とを備え、
前記制御手段は、前記第1検出部による後席右側の検出温度に応じた後席右側の目標吹出温度に基づき後席右側の空調状態を調整し、前記第2検出部による後席左側の検出温度に応じた後席左側の目標吹出温度に基づき後席左側の空調状態を調整することを特徴とする請求項8ないし13のいずれか1つに記載の車両用空調装置。 - 前記非接触温度センサは、後席右側の複数の被検温範囲の表面温度を検出する複数の温度検出素子を有する第1検出部と後席左側の複数の被検温範囲の表面温度を検出する複数の温度検出素子を有する第2検出部とを備え、
前記第1検出部を構成する複数の温度検出素子と、前記第2検出部を構成する複数の温度検出素子とは、前記1つのチップ上に互いに隙間(S1)を隔てて形成されていることを特徴とする請求項12または13に記載の車両用空調装置。 - 前記非接触温度センサは、前記車室内天井の被検温範囲の表面温度を非接触で検出する天井温度検出素子(DrRr1、DrRr5、PaRr1、PaRr5)を備えるとともに、
前記制御手段は、前記検出された車室内天井の表面温度を用いて、前記空調状態を調整するように前記空調手段を制御することを特徴とする請求項8ないし15のいずれか1つに記載の車両用空調装置。 - 前記非接触温度センサは、前記天井温度検出素子と前記車室内後席の被検温範囲の表面温度を非接触で検出する温度検出素子とが隙間(S2)を設けて形成されていることを特徴とする請求項16に記載の車両用空調装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003367630A JP2005132151A (ja) | 2003-10-28 | 2003-10-28 | 車両用温度検出装置および車両用空調装置 |
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JP (1) | JP2005132151A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007131202A (ja) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Denso Corp | 車両用空調制御装置 |
-
2003
- 2003-10-28 JP JP2003367630A patent/JP2005132151A/ja active Pending
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JP2007131202A (ja) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Denso Corp | 車両用空調制御装置 |
JP4547626B2 (ja) * | 2005-11-11 | 2010-09-22 | 株式会社デンソー | 車両用空調制御装置 |
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