JP2009120143A - Body temperature detector, and vehicle air conditioner - Google Patents

Body temperature detector, and vehicle air conditioner Download PDF

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JP2009120143A JP2007299128A JP2007299128A JP2009120143A JP 2009120143 A JP2009120143 A JP 2009120143A JP 2007299128 A JP2007299128 A JP 2007299128A JP 2007299128 A JP2007299128 A JP 2007299128A JP 2009120143 A JP2009120143 A JP 2009120143A
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Kazuhide Shigefuji
和英 重藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a body temperature detector measuring the body temperature of an occupant in real time without estimation, and also to provide a vehicle air conditioner controlling interior temperature based on the body temperature detected by the body temperature detector. <P>SOLUTION: This body temperature detector 100 detecting the body temperature of a driver has: an electromotive force detecting means 13 provided on a steering gripping member 20 and generating electromotive force in response to a temperature difference; and a body temperature detecting means 25 detecting the body temperature of the driver based on the electromotive force detected by the electromotive force detector 13. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両の乗員の体温を検出する体温検出装置、乗員の体温を用いて車室内の温度を制御する車両用空調装置に関する。   The present invention relates to a body temperature detection device that detects the body temperature of an occupant of a vehicle, and a vehicle air conditioner that controls the temperature in a vehicle interior using the body temperature of the occupant.

車室内の空調や体調管理等のため運転者の体温を検出するニーズが知られており、例えば非接触に運転者の体温を推定する技術が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。特許文献1には、予め同定した体温の推定モデルに、車室内温度と車室内推定温度との偏差を入力することで運転者の体温を推定する空調装置が記載されている。また、特許文献2には、赤外線温度計により非接触に測定した運転者の顔部の体温を、時系列にニューラルネットに入力することで、現時点での運転者の温感を推定する空調装置が記載されている。いずれの空調装置でも運転者を束縛することなく運転者の体温に関連した情報を取得することができるとしている。
特開平7−223421号公報 特許第3235128号公報
There is known a need to detect a driver's body temperature for air conditioning, physical condition management, etc., for example, and a technique for estimating a driver's body temperature in a non-contact manner has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). ). Patent Document 1 describes an air conditioner that estimates a driver's body temperature by inputting a deviation between the passenger compartment temperature and the passenger compartment estimated temperature in a body temperature estimation model identified in advance. Further, Patent Document 2 discloses an air conditioner that estimates the driver's sense of temperature at the present time by inputting the body temperature of the driver's face measured in a non-contact manner with an infrared thermometer into a neural network in time series. Is described. In any air conditioner, information related to the body temperature of the driver can be acquired without binding the driver.
JP-A-7-223421 Japanese Patent No. 3235128

しかしながら、特許文献1記載の空調装置では、車室内温度等の環境温度がほぼ体温に近いと想定しているため、環境温度にノイズが入ると実際の体温と推定された体温とに誤差が生じ、それが時間と共に拡大すると考えられる。また、特許文献2記載の空調装置の赤外線温度計は太陽光などの環境ノイズに影響されやすい。   However, in the air conditioner described in Patent Document 1, since it is assumed that the environmental temperature such as the passenger compartment temperature is substantially close to the body temperature, if noise enters the environmental temperature, an error occurs between the actual body temperature and the estimated body temperature. , It seems to expand over time. Moreover, the infrared thermometer of the air conditioning apparatus described in Patent Document 2 is easily affected by environmental noise such as sunlight.

すなわち、特許文献1及び2記載の空調装置は、体温又は温感の推定を繰り返すため時間軸における実際の体温への追従性という点から見ると誤差が増大するおそれがあるという問題がある。   In other words, the air conditioners described in Patent Documents 1 and 2 have a problem that the error may increase when viewed from the point of followability to the actual body temperature on the time axis because the estimation of the body temperature or the temperature sensation is repeated.

本発明は、上記課題に鑑み、乗員の体温を推定することなくリアルタイムに測定する体温検出装置、及び、該体温検出装置が検出した体温に基づき車室内の温度を制御する車両用空調装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides a body temperature detection device that measures in real time without estimating the body temperature of an occupant, and a vehicle air conditioner that controls the temperature in the vehicle interior based on the body temperature detected by the body temperature detection device. The purpose is to do.

上記課題に鑑み、本発明は、運転者の体温を検出する体温検出装置であって、操舵用の把持部材に配置された、温度差に応じて起電力を発生させる起電力検出手段と、起電力検出手段により検出された起電力に基づき運転者の体温を検出する体温検出手段(例えば、温度検出部25)と、を有することを特徴とする。   In view of the above problems, the present invention is a body temperature detection device that detects the body temperature of a driver, and is provided with an electromotive force detection unit that is disposed on a steering grip member and generates an electromotive force according to a temperature difference. Body temperature detecting means (for example, temperature detecting unit 25) for detecting the temperature of the driver based on the electromotive force detected by the power detecting means.

本発明によれば、運転者が把持部材を把持することで体温により起電力が発生するので、運転者の体温を精度よく検出できる。把持部材は操舵のために必ず把持するので、違和感なく常に体温を検知することができる。   According to the present invention, since the electromotive force is generated by the body temperature when the driver grips the grip member, the body temperature of the driver can be accurately detected. Since the gripping member is always gripped for steering, the body temperature can always be detected without a sense of incongruity.

また、本発明は、請求項1記載の体温検出装置が検出した運転者の体温を用いて車室の温度を制御する車両用空調装置であって、運転者の体温と運転者の設定温度との関係を学習する学習手段(例えば、温度学習部53)と、学習手段の学習結果に基づき、車室の温度を制御する温度制御手段(例えば、オートエアコンECU43)と、を有することを特徴とする。   Further, the present invention is a vehicle air conditioner that controls the temperature of a passenger compartment using the body temperature of the driver detected by the body temperature detecting device according to claim 1, wherein the body temperature of the driver and the set temperature of the driver are And learning means (for example, temperature learning unit 53), and temperature control means (for example, auto air conditioner ECU 43) for controlling the temperature of the passenger compartment based on the learning result of the learning means. To do.

本発明によれば、体温と設定温度の関係を学習することで、運転者に最適な温度に空調することができる。   According to the present invention, by learning the relationship between the body temperature and the set temperature, it is possible to air-condition to a temperature optimum for the driver.

乗員の体温を推定することなくリアルタイムに測定する体温検出装置、及び、該体温検出装置が検出した体温に基づき車室内の温度を制御する車両用空調装置を提供することができる。   It is possible to provide a body temperature detection device that measures in real time without estimating the occupant's body temperature, and a vehicle air conditioner that controls the temperature in the passenger compartment based on the body temperature detected by the body temperature detection device.

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1(a)はステアリングホイール20の正面図を、図1(b)はステアリングホイール20を右側面から見た側面図をそれぞれ示す。ステアリングホイール20のリム11の少なくとも一部に温度センサ13が配置されており、これにより運転者の体温を直接に測定する。温度センサ13は、例えば2つの異なる導熱対に温度差を与えると起電力を生じるゼーベック効果を利用したものであり、本実施例では2つの導熱対に所定の温度差を与えるためペルチェ素子を利用する。   1A is a front view of the steering wheel 20, and FIG. 1B is a side view of the steering wheel 20 viewed from the right side. A temperature sensor 13 is disposed on at least a part of the rim 11 of the steering wheel 20, thereby directly measuring the driver's body temperature. The temperature sensor 13 uses, for example, the Seebeck effect that generates an electromotive force when a temperature difference is given to two different heat conduction pairs. In this embodiment, a Peltier element is used to give a predetermined temperature difference between the two heat conduction pairs. To do.

運転者の体温を直接測定することで、正確な体温を取得できるため例えばフルオートエアコンにおいて車両内の空調を適切に制御することが可能となる。なお、直接に測定するとは、例えば、運転者の皮膚が直接温度センサ13と接触することをいうが、温度センサ13の表面を化粧シールで覆ってもよいし、例えば、運転者がグローブを装着していてもよい。すなわち、運転者の体温と同一と見なせる物を介して温度センサ13と接触することを含む。   By directly measuring the body temperature of the driver, an accurate body temperature can be obtained, so that, for example, in a fully automatic air conditioner, the air conditioning in the vehicle can be appropriately controlled. Note that the direct measurement means, for example, that the driver's skin is in direct contact with the temperature sensor 13, but the surface of the temperature sensor 13 may be covered with a cosmetic seal, for example, the driver wears a glove. You may do it. That is, it includes contacting the temperature sensor 13 through an object that can be regarded as the same as the driver's body temperature.

ステアリングホイール20は、車両等の操舵に用いられる把持部であって、運転者が車両を操舵する手で把持する環状のリム11、リム11の回転を支えるハブ14、及び、リム11とハブ14とを連結する複数のスポーク12から構成される。なお、リム11は環状ではなく、円環の一部が欠けた形状など、運転者が車両等を操作しやすい他の形状であってもよい。また、リム11の断面は、円形、楕円形等、運転者が握り易い形状であればよい。   The steering wheel 20 is a gripping part used for steering a vehicle or the like. The steering wheel 20 is an annular rim 11 that is gripped by a driver steering the vehicle, a hub 14 that supports rotation of the rim 11, and the rim 11 and the hub 14. Are formed of a plurality of spokes 12 that are connected to each other. Note that the rim 11 is not annular, and may have another shape such as a shape in which a part of the ring is missing, which allows the driver to operate the vehicle or the like. Moreover, the cross section of the rim | limb 11 should just be a shape which a driver | operator is easy to grasp, such as circular and an ellipse.

温度センサ13は、同様の構成の温度センサ素子13-1、13-2、13-3…13−i(以下、温度センサ素子13nという)が例えばアレイ状や市松模様の形状に配置して構成される。温度センサ素子13nは、少なくとも運転者が定常的に把持する部分(左手部分が9:00〜10:00の位置、右手部分が10分〜15分の位置:以下、定常把持位置という)に1以上配置され、より好ましくは全周に渡って複数配置される。図1では、定常把持位置を含むようにA方向に所定長に渡って配置されている。また、リム11の断面視、B方向には、少なくとも運転者が把持する部位、より好ましくは全周に渡って配置される。   The temperature sensor 13 is configured by arranging temperature sensor elements 13-1, 13-2, 13-3,... 13-i (hereinafter referred to as temperature sensor elements 13n) having the same configuration in, for example, an array shape or a checkered pattern shape. Is done. The temperature sensor element 13n is 1 in at least a portion that the driver steadily grips (a left hand portion is a position from 9:00 to 10:00, a right hand portion is a position from 10 minutes to 15 minutes: hereinafter referred to as a steady gripping position). Arranged as described above, more preferably a plurality are arranged over the entire circumference. In FIG. 1, it arrange | positions over predetermined length in A direction so that a regular holding | grip position may be included. Further, in the cross-sectional view of the rim 11 and in the direction B, the rim 11 is disposed over at least a portion gripped by the driver, more preferably over the entire circumference.

温度センサ素子13nはリム11の断面の半径方向に所定の厚みを備えると共に、リム11の表面に正方形や長方形の接触面を有する。円形、楕円形、多角形等の他の形状から成る接触面を有していてもよく、好適には、線対称の正多角形、円形、点対称の正偶数多角形等が用いられる。全方位における表面積の偏りが少なくリム11の表面に密接に隙間無く敷き詰めることができるからである。   The temperature sensor element 13n has a predetermined thickness in the radial direction of the cross section of the rim 11, and has a square or rectangular contact surface on the surface of the rim 11. It may have a contact surface made of other shapes such as a circle, an ellipse, a polygon, and the like, and preferably a line-symmetric regular polygon, a circle, a point-symmetric regular even polygon, and the like are used. This is because there is little deviation in the surface area in all directions, and the surface of the rim 11 can be spread closely and without gaps.

図2は温度センサ素子13nのいくつかの配置例を示す。図2(a)では、複数の温度センサ13がステアリングホイール20の全周に渡って配置されている。全周に渡って配置することで、運転者が全周のどの位置を把持しても体温を検出することができる。   FIG. 2 shows some arrangement examples of the temperature sensor element 13n. In FIG. 2A, the plurality of temperature sensors 13 are arranged over the entire circumference of the steering wheel 20. By arranging it over the entire circumference, the body temperature can be detected regardless of the position of the driver around the circumference.

図2(b)は、同様に全周に渡って複数の温度センサ素子13nが配置された例を示すが、温度センサ素子13nの間隔は図2(a)よりも疎になっている。温度センサ素子13nの間隔は、例えばステアリングホイール20を把持した場合に掌の一部が1以上の温度センサ素子13nと接触するように定められる。温度センサ素子13nを疎に配置することでコストを低減できる。なお、温度センサ素子13nの疎密は全周に渡って一様である必要はなく、例えば定常把持位置を図2(a)のように密に配置して、それ以外の領域には図2(b)のように疎に配置してもよい。   FIG. 2 (b) shows an example in which a plurality of temperature sensor elements 13n are arranged over the entire circumference in the same manner, but the interval between the temperature sensor elements 13n is sparser than that in FIG. 2 (a). The interval between the temperature sensor elements 13n is determined such that, for example, when the steering wheel 20 is gripped, a part of the palm comes into contact with one or more temperature sensor elements 13n. Costs can be reduced by arranging the temperature sensor elements 13n sparsely. The density of the temperature sensor elements 13n does not need to be uniform over the entire circumference. For example, the steady gripping positions are arranged densely as shown in FIG. You may arrange | position sparsely like b).

図2(c)は温度センサ素子13nの形状及び大きさの一例を示す図である。図2(a)又は(b)のように比較的小さい温度センサ素子13nを用いることで、温度センサ素子13nが平面形状を有していても、断面が円形状のリム11に配置した場合それを把持した運転者に違和感を感じさせることを防止できる。これに対し温度センサ素子13nがA方向及びB方向に湾曲した形状であれば、温度センサ素子13nの面積を増大させ、数を低減して配置できるので製造工程を減らすなどコストを低減できる。   FIG. 2C shows an example of the shape and size of the temperature sensor element 13n. By using a relatively small temperature sensor element 13n as shown in FIG. 2 (a) or (b), even if the temperature sensor element 13n has a planar shape, it is arranged on a rim 11 having a circular cross section. It is possible to prevent the driver holding the vehicle from feeling uncomfortable. On the other hand, if the temperature sensor element 13n is curved in the A direction and the B direction, the area of the temperature sensor element 13n can be increased and the number can be reduced, so that the cost can be reduced by reducing the number of manufacturing steps.

温度検出について説明する。図3は温度検出装置100のブロック図を、図4は温度センサ素子13nが配置されたリム11の断面図及び温度差と起電力の関係を示す。温度検出装置100は温度コントローラ22により制御される。温度コントローラ22は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、入出力インターフェイス等を備えたコンピュータであって、例えばROMに記憶されたプログラムを実行することで後述する温度検出部25を実現する。   The temperature detection will be described. FIG. 3 is a block diagram of the temperature detection device 100, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the rim 11 on which the temperature sensor element 13n is arranged, and the relationship between the temperature difference and the electromotive force. The temperature detection device 100 is controlled by the temperature controller 22. The temperature controller 22 is a computer including a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), an input / output interface, and the like, for example, by executing a program stored in the ROM. A temperature detection unit 25 described later is realized.

温度センサ素子13nは上記のように例えばペルチェ素子であり、上下の面の温度差に応じて起電力を生じると共に、電流の方向に応じて上下の面の一方を一定の温度に制御することができる。以下、温度センサ素子13nの温度が制御される面を温度制御面、他方を温度検出面という。   The temperature sensor element 13n is, for example, a Peltier element as described above, and generates an electromotive force according to the temperature difference between the upper and lower surfaces, and controls one of the upper and lower surfaces to a constant temperature according to the current direction. it can. Hereinafter, the surface on which the temperature of the temperature sensor element 13n is controlled is referred to as a temperature control surface, and the other is referred to as a temperature detection surface.

ペルチェ素子は、可動部を有さないためメンテナンスが容易であり、騒音を発生させることもなく、かつ、電流の方向に応じて同じ面を温度上昇させることも低下させることもできるため、ステアリングホイール20に埋設される温度制御面の表面の温度を制御する用途に好適である。なお、上下の面の一方を所定の温度に保つため、ニクロム線ヒータ等を用いてもよい。   Since the Peltier element has no moving parts, maintenance is easy, noise is not generated, and the temperature of the same surface can be raised or lowered depending on the direction of the current. This is suitable for use in controlling the temperature of the surface of the temperature control surface embedded in 20. In order to keep one of the upper and lower surfaces at a predetermined temperature, a nichrome wire heater or the like may be used.

図4(a)では温度センサ素子13nの温度制御面を、リム11の断面の中心方向に向けて配置した。例えば断面内側の温度制御面をT度一定に保持した状態で、運転者が温度センサ素子13nの温度検出面に接触すると、T度と運転者の体温(手の温度)の温度差により起電力が生じる。アンプ21はこの起電力を増幅し温度コントローラ22に出力する。なお、体温(体幹部の温度)と手の温度には若干の差異がある場合があるが、本実施例では手の温度を体温として扱う。手の温度と体温には所定の関係があると考えてよいので、手の温度から体幹部の温度を算出してもよい。   In FIG. 4A, the temperature control surface of the temperature sensor element 13 n is arranged toward the center direction of the cross section of the rim 11. For example, when the driver contacts the temperature detection surface of the temperature sensor element 13n while keeping the temperature control surface inside the cross section constant at T degrees, the electromotive force is generated due to the temperature difference between T degrees and the driver's body temperature (hand temperature). Occurs. The amplifier 21 amplifies this electromotive force and outputs it to the temperature controller 22. Although there may be a slight difference between the body temperature (the temperature of the trunk) and the hand temperature, in this embodiment, the hand temperature is treated as the body temperature. Since it may be considered that there is a predetermined relationship between the hand temperature and the body temperature, the temperature of the trunk may be calculated from the hand temperature.

したがって、温度制御面と温度検出面における温度差と起電力の関係がわかれば、温度検出部25は起電力から温度検出面の温度を求めることができる。図4(b)は、温度制御面と温度検出面の温度差と起電力の関係の一例を示す。例えば温度差がTAの場合、起電力はA〔V〕であり、温度差がTBの場合、起電力はB〔V〕となる。これから、例えば起電力がA〔V〕の場合、体温Thは
Th=T+TA
として容易に求めることができる。
Therefore, if the relationship between the temperature difference between the temperature control surface and the temperature detection surface and the electromotive force is known, the temperature detection unit 25 can obtain the temperature of the temperature detection surface from the electromotive force. FIG. 4B shows an example of the relationship between the temperature difference between the temperature control surface and the temperature detection surface and the electromotive force. For example, when the temperature difference is TA, the electromotive force is A [V], and when the temperature difference is TB, the electromotive force is B [V]. From this, for example, when the electromotive force is A [V], the body temperature Th is Th = T + TA
Can be easily obtained.

温度差と起電力の関係は、全領域において必ずしも比例関係にあるとは限らないが、実用的な温度領域の温度差(図4(b)ではTA〜TB)において広い範囲で比例関係にあるとしてよい。   The relationship between the temperature difference and the electromotive force is not necessarily proportional in the entire region, but is proportional in a wide range in a practical temperature region temperature difference (TA to TB in FIG. 4B). As good as

図4(c)は、実験により得られた温度差と起電力の関係を示す図である。温度センサ素子13nは温度差(約5度〜80度付近)に対し非常にリニアに起電力を生じさせる性質を有することがわかる。また、図4(c)のグラフでは、低温側(温度制御面)の温度をそれぞれ30度、25度、20度、に設定した場合の温度差と起電力の関係を示すが、低温側の温度に関わらず、温度差と起電力には比例関係があることがわかる。   FIG.4 (c) is a figure which shows the relationship between the temperature difference and electromotive force which were obtained by experiment. It can be seen that the temperature sensor element 13n has a property of generating an electromotive force very linearly with respect to a temperature difference (about 5 to 80 degrees). The graph of FIG. 4C shows the relationship between the temperature difference and the electromotive force when the temperature on the low temperature side (temperature control surface) is set to 30 degrees, 25 degrees, and 20 degrees, respectively. It can be seen that there is a proportional relationship between the temperature difference and the electromotive force regardless of the temperature.

運転者の体温が35〜39度程度であることを考慮すると、温度制御面を30度にした場合は5〜9度の温度差になり、温度制御面を25度にした場合は10〜14度の温度差になり、温度制御面を20度にした場合は15〜19度の温度差になる。これらの温度差において温度差と電圧とは好適に比例しているので温度制御面は20度〜30度の範囲で設定することができる。しかしながら、あまり温度差が小さいと起電力も小さいことなり、S/N比が低下し、一方大きな温度差を設けると消費電力が増大する。以上のような要請から温度制御面の温度を決定することができる。   Considering that the body temperature of the driver is about 35 to 39 degrees, when the temperature control surface is set to 30 degrees, the temperature difference is 5 to 9 degrees, and when the temperature control surface is set to 25 degrees, 10 to 14 is obtained. When the temperature control surface is 20 degrees, the temperature difference is 15 to 19 degrees. In these temperature differences, the temperature difference and the voltage are preferably proportional, so that the temperature control surface can be set in the range of 20 degrees to 30 degrees. However, if the temperature difference is too small, the electromotive force is also small, and the S / N ratio decreases, while if a large temperature difference is provided, the power consumption increases. The temperature of the temperature control surface can be determined from the above request.

なお、温度差があればよいので、温度制御面の温度Tを体温より低くするのでなく、体温より例えば5度〜20高い、42度から57度としてもよい。   Note that since there is only a temperature difference, the temperature T of the temperature control surface may be set to 42 degrees to 57 degrees, for example, 5 degrees to 20 degrees higher than the body temperature, instead of lowering the body temperature.

図5(a)は運転者の体温を想定した場合の起電力の一例を、図5(b)は図5(a)の体温と起電力の関係をグラフにプロットした図を示す。図5(a)では温度制御面の温度Tを20度一定に保持した。体温を想定するには、ペルチェ素子を使って温度検出面を体温に相当する温度に制御してもよいし、体温に相当する一定温度に制御された熱源を接触させてもよい。   FIG. 5A shows an example of an electromotive force when the driver's body temperature is assumed, and FIG. 5B shows a graph in which the relationship between the body temperature and the electromotive force in FIG. In FIG. 5A, the temperature T of the temperature control surface is kept constant at 20 degrees. In order to assume the body temperature, the temperature detection surface may be controlled to a temperature corresponding to the body temperature using a Peltier element, or a heat source controlled to a constant temperature corresponding to the body temperature may be contacted.

運転者の体温が35度であるとすると温度差は15であるので、起電力は1.324457〔V〕となる。同様に、運転者の体温が36度であるとすると、温度差は16であるので、起電力は1.369867〔V〕に、運転者の体温が37度であるとすると、温度差は17であるので、起電力は1.398769〔V〕となる。このように、体温に対し想定される温度差と起電力との関係を実験的に抽出しておくことで、起電力から運転者の体温を検出することができる。   If the body temperature of the driver is 35 degrees, the temperature difference is 15, so the electromotive force is 1.324457 [V]. Similarly, if the body temperature of the driver is 36 degrees, the temperature difference is 16. Therefore, if the electromotive force is 1.369867 [V] and the body temperature of the driver is 37 degrees, the temperature difference is 17 Therefore, the electromotive force is 1.398769 [V]. Thus, by extracting experimentally the relationship between the temperature difference assumed for body temperature and the electromotive force, the body temperature of the driver can be detected from the electromotive force.

温度コントローラ22は、図5(a)又は(b)のような起電力と体温の関係を示す温度変換テーブル26を記憶しており、温度検出部25はアンプ21から入力された起電力に基づき温度変換テーブル26を参照し、運転者の体温を検出する。なお、起電力と体温は比例関係にあるためので、両者の関係は一次関数で表すことができ、所定の関数に起電力を入力して体温を算出してもよい。   The temperature controller 22 stores a temperature conversion table 26 indicating the relationship between electromotive force and body temperature as shown in FIG. 5A or 5B, and the temperature detection unit 25 is based on the electromotive force input from the amplifier 21. The temperature of the driver is detected with reference to the temperature conversion table 26. Since the electromotive force and the body temperature are in a proportional relationship, the relationship between the two can be expressed by a linear function, and the body temperature may be calculated by inputting the electromotive force into a predetermined function.

以上のように、本実施例の温度検出装置100は、推定することなくかつリアルタイムに運転者の体温を測定することができる。   As described above, the temperature detection device 100 according to the present embodiment can measure the body temperature of the driver in real time without estimation.

〔応用例〕
(a)エアコンの温度制御
本実施例の温度検出装置100は運転者の体温を検出することができるので、実施例2において説明するように運転者の体温に基づきエアコンの温度制御を好適に実行することができる。運転者が設定する設定温度と体温の関係を学習することで、運転者が温度を設定しなくても快適な温度に制御することができる。
[Application example]
(A) Temperature control of the air conditioner The temperature detection device 100 of the present embodiment can detect the body temperature of the driver, so that the temperature control of the air conditioner is suitably executed based on the body temperature of the driver as described in the second embodiment. can do. By learning the relationship between the set temperature set by the driver and the body temperature, the driver can control the temperature to a comfortable temperature without setting the temperature.

なお、ステアリングホイール20の一部に太陽光が直接到達する場合があるが、この場合も温度センサ素子13nは太陽の輻射熱により起電力を生じさせるが、本実施例の温度検出装置100はこのような外濫を排除することができる。図6(a)はステアリングホイール20の一部に到達する太陽光の一例を示す。太陽光が直達した部位の温度は、体温以上に上昇するため、温度コントローラ22は局所的に温度が上昇した場合、その温度センサ素子13nの起電力を排除して、運転者の体温を正確に検出することを可能とする。また、通常、運転者はステアリングホイール20を把持した状態で運転するため、体温(35〜37度)程度の温度が検出される部位とは別に、体温以上の温度が検出された部位を排除してもよい。   In some cases, sunlight directly reaches a part of the steering wheel 20. In this case as well, the temperature sensor element 13n generates an electromotive force by the radiant heat of the sun, but the temperature detecting device 100 of the present embodiment is like this. Can be eliminated. FIG. 6A shows an example of sunlight that reaches a part of the steering wheel 20. Since the temperature of the part directly exposed to sunlight rises above the body temperature, when the temperature rises locally, the temperature controller 22 eliminates the electromotive force of the temperature sensor element 13n to accurately determine the driver's body temperature. It is possible to detect. In addition, since the driver usually operates with the steering wheel 20 held, a part where a temperature equal to or higher than the body temperature is detected is excluded from a part where a temperature of about body temperature (35 to 37 degrees) is detected. May be.

(b)ステアリングホイール20の把持の検出
運転者の体温が検出されることにより、運転者がステアリングホイール20を把持しているか否かを検出することができる。運転者の体温が検出される場合、運転者が運転席に着座していると判定してよく、チルトステアリング位置やドライビングポジション調整を促したり、シートベルトの締め忘れ等を、メータECU23に注意喚起するよう要求することができる。
(B) Detection of steering wheel 20 gripping By detecting the body temperature of the driver, it is possible to detect whether or not the driver is gripping the steering wheel 20. When the driver's body temperature is detected, it may be determined that the driver is seated in the driver's seat, prompting the meter ECU 23 to prompt adjustment of the tilt steering position or driving position, or forgetting to fasten the seat belt. You can ask to do it.

(c)ステアリングホイール20の把持位置
ステアリングホイール20の全周に温度センサ素子13nを配置した場合、温度コントローラ22は運転者の把持位置を検出することができる。例えば、定常把持位置と極端に異なる把持位置が所定時間以上、検出された場合、温度コントローラ22は運転者に注意喚起するようメータECU23に要求することができる。
(C) Holding position of the steering wheel 20 When the temperature sensor element 13n is arranged on the entire circumference of the steering wheel 20, the temperature controller 22 can detect the holding position of the driver. For example, if a gripping position extremely different from the steady gripping position is detected for a predetermined time or more, the temperature controller 22 can request the meter ECU 23 to alert the driver.

また、運転者が片方の手でのみステアリングホイール20を把持していることを検出できるので、その場合運転者に注意を促してもよい。例えば、右折又は左折時に、片手運転することは好ましくないので、温度コントローラ22は右折時又は左折時に、運転者が片手でステアリングホイール20を操作していることを検出した場合、早めのタイミングでメータECU23に注意喚起を要求する。右折又は左折時であることは、ウィンカー操作やナビゲーションシステムの経路から検出することができる。なお、車両を後退させる場合など片手運転が好ましい走行状況は、シフトポジションから後退の意志を検出して、注意喚起を禁止する。   Further, since it can be detected that the driver is holding the steering wheel 20 only with one hand, the driver may be alerted in that case. For example, since it is not preferable to drive with one hand when turning right or left, if the temperature controller 22 detects that the driver is operating the steering wheel 20 with one hand when turning right or left, The ECU 23 is requested to call attention. Whether the vehicle is turning right or left can be detected from the winker operation or the route of the navigation system. In a driving situation where one-handed driving is preferable, such as when the vehicle is moved backward, the intention to move backward is detected from the shift position and alerting is prohibited.

また、カーブ等、大きくステアリングホイール20を操舵する場合、運転者はカーブ等の走行中に定常把持位置となるように、予め定常把持位置と異なる位置を把持しておく場合が多い。図6(b)は右カーブ又は右折前の運転者の把持位置の一例を示す。ステアリングホイール20を時計回りに操作するため、運転者の右手は1時付近を把持し左手は7時付近を把持している。したがって、温度コントローラ22が運転者の把持位置を例えばボディECU24に出力すれば、ボディECU24は把持位置から運転者の直後の操舵方向を予測することができる。   Further, when the steering wheel 20 is steered largely, such as a curve, the driver often holds a position different from the steady gripping position in advance so that the driver is in a steady gripping position during traveling of the curve or the like. FIG. 6B shows an example of the grip position of the driver before the right curve or right turn. In order to operate the steering wheel 20 clockwise, the driver's right hand holds around 1 o'clock and the left hand holds around 7 o'clock. Therefore, if the temperature controller 22 outputs the driver's grip position to, for example, the body ECU 24, the body ECU 24 can predict the steering direction immediately after the driver from the grip position.

直後の操舵方向を予測したボディECU24は、例えばヘッドライトの操舵方向の配光を多くでき、温度コントローラ22はナビゲーションの経路と誤った方向に進行している場合にはメータECU23に注意喚起するよう要求することができる。   The body ECU 24 that predicted the immediately following steering direction can increase the light distribution in the steering direction of the headlight, for example, and the temperature controller 22 alerts the meter ECU 23 when traveling in the wrong direction with the navigation path. Can be requested.

〔温度検出装置100のブロック図の一形態〕
ところで、図3では各温度センサ素子13nを電気的に独立させてアンプ21に入力させた(以下、独立型という)。これにより、各温度センサ素子13nが個別に生じさせた起電力を個別に検出することができ、運転者の把持位置や、太陽光などの外濫を検出することができる。しかしながら、運転者の把持位置を検出するのでなければ、アンプ21と各温度センサ素子13nを直列に接続してもよい(以下、集約型という)。
[One form of block diagram of temperature detecting device 100]
In FIG. 3, each temperature sensor element 13n is electrically independent and input to the amplifier 21 (hereinafter referred to as an independent type). Thereby, the electromotive force generated individually by each temperature sensor element 13n can be detected individually, and the driver's gripping position and flooding such as sunlight can be detected. However, if the grip position of the driver is not detected, the amplifier 21 and each temperature sensor element 13n may be connected in series (hereinafter referred to as a collective type).

図7は集約型の温度検出装置100のブロック図の一例を示す。図7では、全ての温度センサ素子13nが直列に接続されているため、各温度センサ素子13nの起電力の総計がアンプ21に入力されることになる。図7では全周に温度センサ素子13nを配置すると、運転者が把持していない位置の温度センサ素子13nにも室温による温度差があるため起電力が生じてしまうが、例えば、所定以下の起電力を排除してアンプ21に入力しないように制御することで、運転者の体温を精度よく検出することができる。また、定常把持位置にのみ温度センサ素子13nをはいちしてもよい。図7の温度検出装置100は、アンプ21に入力する接続線が2本でよいので、コスト増を抑制できる。   FIG. 7 shows an example of a block diagram of the intensive temperature detection apparatus 100. In FIG. 7, since all the temperature sensor elements 13n are connected in series, the total electromotive force of each temperature sensor element 13n is input to the amplifier 21. In FIG. 7, when the temperature sensor elements 13n are arranged on the entire circumference, an electromotive force is generated because the temperature sensor elements 13n at positions not held by the driver have a temperature difference due to room temperature. By controlling the electric power so as not to be input to the amplifier 21, the body temperature of the driver can be accurately detected. Further, the temperature sensor element 13n may be provided only at the steady gripping position. The temperature detection device 100 of FIG. 7 can suppress an increase in cost because only two connection lines are input to the amplifier 21.

また、独立型と集約型を混在させてもよい。例えば、定常把持位置には独立型を配置し、その他には集約型を配置することで、定常把持位置を把持した運転者の体温を精度よく検出できると共に、定常把持位置でない位置を把持していることも検出でき、結果的に全周に渡りおおよその把持位置を検出することができる。また、太陽光がステアリングホイール20に直達しても、定常把持位置であれば運転者の掌でガードされ運転者の体温を検出することができ、定常把持位置以外に直達しても温度が体温以上に高くなることから、外濫として排除することができる。   Moreover, you may mix a stand-alone type and an aggregation type. For example, a stand-alone type is placed at the steady gripping position, and an aggregated type is placed at the other so that the body temperature of the driver who grips the steady gripping position can be detected with high accuracy, and a position other than the steady gripping position can be gripped. As a result, an approximate gripping position can be detected over the entire circumference. Even if sunlight directly reaches the steering wheel 20, it is guarded by the driver's palm if it is in the steady gripping position, and the driver's body temperature can be detected. Since it becomes higher than this, it can be excluded as a flood.

また、定常把持位置とそれ以外の位置というように部位毎に混在させるのでなく、全周に渡って独立型と集約型を混在させてもよい。例えば、図2(b)のように独立型を疎に配置し、その間に集約型を配置することで、低コストに把持位置を検出できると共に、接触面積が増大し運転者の体温検出が容易になる。   Further, instead of mixing for each part such as the steady gripping position and the other positions, the independent type and the intensive type may be mixed over the entire circumference. For example, as shown in FIG. 2 (b), the independent type is sparsely arranged, and the aggregated type is arranged between them, so that the gripping position can be detected at a low cost and the contact area increases and the driver's body temperature can be easily detected. become.

本実施例では実施例1で説明した温度検出装置100を用いたエアコンの温度制御について説明する。   In the present embodiment, temperature control of an air conditioner using the temperature detection device 100 described in the first embodiment will be described.

始めに従来の温度制御について簡単に説明する。従来、エアコンの温度制御においてオートエアコンと呼ばれるエアコンでは、ユーザが設定した設定温度に対し室内温度等の環境条件を入力して、エアコンの温度、風量、風向きなどを制御していた。また、フルオートエアコンでは、運転者の体温を間接的なモデルにより予測し、予測された体温及び環境条件に基づき(運転者が温度設定することなく)エアコンの温度、風量、風向きなどを制御していた。図8は、フルオートエアコンにおいて従来の設定温度の予測モデルの一例を示す。図8では横軸が体温であり、縦軸がエアコン設定温度である。すなわち、従来のフルオートエアコンは、運転者の体温に対応づけて運転者が設定するであろう設定温度を定めておき、モデルにより予測された体温に基づき設定温度を決定した。   First, conventional temperature control will be briefly described. Conventionally, in an air conditioner called an auto air conditioner in the temperature control of an air conditioner, an environmental condition such as a room temperature is input to a set temperature set by a user to control the temperature, air volume, and direction of the air conditioner. In a fully automatic air conditioner, the body temperature of the driver is predicted by an indirect model, and the temperature, air volume, and direction of the air conditioner are controlled based on the predicted body temperature and environmental conditions (without the driver setting the temperature). It was. FIG. 8 shows an example of a conventional model for predicting a set temperature in a fully automatic air conditioner. In FIG. 8, the horizontal axis is the body temperature, and the vertical axis is the air conditioner set temperature. That is, in the conventional fully automatic air conditioner, a set temperature that the driver will set is determined in association with the body temperature of the driver, and the set temperature is determined based on the body temperature predicted by the model.

したがって、従来のフルオートエアコンでは、運転者の体温は推定された値であり、設定温度は予測された値に過ぎない。このため、その運転者にとって心地よい温度に制御するものとは言えなかった。   Therefore, in the conventional fully automatic air conditioner, the body temperature of the driver is an estimated value, and the set temperature is only an estimated value. For this reason, it cannot be said that the temperature is controlled to be comfortable for the driver.

本実施例では、温度検出装置100により運転者の体温を精度よく検出すると共に、体温と運転者の設定温度、環境条件を学習することで、当該運転者に最適な温度に制御するエアコン装置200について説明する。   In this embodiment, the temperature detector 100 accurately detects the body temperature of the driver, and learns the body temperature, the set temperature of the driver, and the environmental conditions, thereby controlling the temperature to the optimum temperature for the driver. Will be described.

鳥類や哺乳動物は酵素が働く最適温度である37度付近で最も活動し易いため、この温度に体温を保とうとする(ホメオスタシス)。例えば、躰が、体温が高いと判断した場合、手足や皮膚表面を流れる血流量を増大し体温を下げ、体温が低いと判断した場合、血流量を低減させる。したがって、この仕組みにより血流量が変化すれば、掌の温度も変化すると考えられ、温度検出装置100は運転者が感じる寒暖(体感温度)を敏感に測定していることになる。すなわち、温度検出装置100が検出した温度に基づきエアコンの温度を制御することで、当該運転者に最適な温度に制御することができる。   Birds and mammals are most active near 37 ° C, the optimal temperature at which enzymes work, so they try to keep their body temperature at this temperature (homeostasis). For example, when it is determined that the body temperature is high, the blood flow flowing through the limbs and the skin surface is increased and the body temperature is decreased, and when it is determined that the body temperature is low, the blood flow is reduced. Therefore, it is considered that if the blood flow is changed by this mechanism, the temperature of the palm is also changed, and the temperature detecting device 100 is sensitively measuring the temperature (sensible temperature) felt by the driver. That is, by controlling the temperature of the air conditioner based on the temperature detected by the temperature detection device 100, the temperature can be controlled to be optimal for the driver.

図9は、エアコン装置200のブロック図を示す。エアコン装置200はオートエアコンECU(electronic control unit)43により制御される。オートエアコンECU43は、目標温度を目標に室内温度などの環境条件に応じて室内の温度、風量、及び、吹き出し口を制御するコンピュータである。   FIG. 9 shows a block diagram of the air conditioner apparatus 200. The air conditioner 200 is controlled by an automatic air conditioner ECU (electronic control unit) 43. The auto air conditioner ECU 43 is a computer that controls the indoor temperature, the air volume, and the outlet according to environmental conditions such as the indoor temperature with the target temperature as a target.

温度設定スイッチ31は、例えばセンタークラスターに設けられたエアコンのコントロールパネルに配置され、室内の目標温度を設定するユーザインターフェースとなる。また、温度設定スイッチ31は「Auto」モードを選択できるようになっており、「Auto」モードが選択された場合、オートエアコンECU43は、エアコン温度検出装置100が検出した運転者の体温に基づき目標温度を決定し、設定温度の入力がなくても運転者に最適な温度に制御する。   The temperature setting switch 31 is arranged on a control panel of an air conditioner provided in the center cluster, for example, and serves as a user interface for setting the indoor target temperature. The temperature setting switch 31 can select the “Auto” mode. When the “Auto” mode is selected, the auto air conditioner ECU 43 sets the target based on the body temperature of the driver detected by the air conditioner temperature detecting device 100. The temperature is determined and controlled to the optimum temperature for the driver without the input of the set temperature.

車両には各部の空気温度を検出するためのセンサが設置され、内気センサ32は例えばセンタークラスター横の配置され車両の室内温度を検出する。日射センサ33は例えばダッシュボードに設けられ日射量を検出する。外気センサ34は例えばバンパ内側に設けられ、車両外部の外気温度を検出する。水温センサ35はエンジン冷却水のエンジン水温を検出する。エバポレータ後センサ36は、空調ユニット内に設けられたエバポレータを通過した後の空気の吸い込み空気温度を検出する。   A sensor for detecting the air temperature of each part is installed in the vehicle, and the inside air sensor 32 is arranged beside the center cluster, for example, to detect the room temperature of the vehicle. The solar radiation sensor 33 is provided on a dashboard, for example, and detects the amount of solar radiation. The outside air sensor 34 is provided inside the bumper, for example, and detects the outside air temperature outside the vehicle. The water temperature sensor 35 detects the engine water temperature of the engine cooling water. The post-evaporator sensor 36 detects the intake air temperature of the air after passing through the evaporator provided in the air conditioning unit.

エアミックダンパ37は、空調ユニット内の高温側と低温側の2つの流路を通過する空気の割合を開度により調節する弁であり、吹き出し温度、すなわち空調風の温度を決定する。ブロワモータ38は、吸入口から吸入された空気を空調ユニットの下流へ送風する。モードダンパ39は、ベンチレータ、デフロスタ及びフット吹き出し口からそれぞれ車室内に吹き出される吹き出し口を調整する。吸い込み口ダンパ41は、インテークドアによって外気側吸と内気側吸とから吸入する外気と内気の割合を調整する。コンプレッサ42は、エバポレータの冷却能力を調整する。   The airmic damper 37 is a valve that adjusts the ratio of the air passing through the two flow paths on the high temperature side and the low temperature side in the air conditioning unit according to the opening degree, and determines the blowing temperature, that is, the temperature of the conditioned air. The blower motor 38 blows air sucked from the suction port downstream of the air conditioning unit. The mode damper 39 adjusts the outlets that are blown into the vehicle compartment from the ventilator, the defroster, and the foot outlets. The inlet damper 41 adjusts the ratio of the outside air and the inside air sucked from the outside air side suction and the inside air side suction by the intake door. The compressor 42 adjusts the cooling capacity of the evaporator.

オートエアコンECU43は、目標温度及びセンサ類30の検出値を演算して、エアミックダンパ37を所定の駆動信号にて駆動させ、各アクチュエータ40の位置をポテンショメータで検出して、検出信号をオートエアコンECU43に入力する。オートエアコンECU43は、駆動信号と検出信号を比較検証し(フィードバック制御)、各アクチュエータ40が正常に作動するよう制御を繰り返す。なお、温度の制御は、ファジー制御、PID制御、フィードフォワード制御、サーボ制御等を用いてもよい。   The auto air conditioner ECU 43 calculates the target temperature and the detection values of the sensors 30, drives the airmic damper 37 with a predetermined drive signal, detects the position of each actuator 40 with a potentiometer, and sends the detection signal to the auto air conditioner. Input to the ECU 43. The auto air conditioner ECU 43 compares and verifies the drive signal and the detection signal (feedback control), and repeats the control so that each actuator 40 operates normally. For temperature control, fuzzy control, PID control, feedforward control, servo control, or the like may be used.

次に、体温と目標温度の学習について説明する。図10(a)はオートエアコンECU43の機能ブロック図の一例を、図10(b)は温度検出装置100が検出した体温と運転者が設定した設定温度の時間的な遷移の一例を示す。   Next, learning of body temperature and target temperature will be described. FIG. 10A shows an example of a functional block diagram of the auto air conditioner ECU 43, and FIG. 10B shows an example of temporal transition of the body temperature detected by the temperature detection device 100 and the set temperature set by the driver.

図10(a)の検出信号記録部52、温度学習部53及び目標温度決定部56はオートエアコンECU43のCPUがプログラムを実行するかIC等により実現される。また、ログ記憶部54と制御DB55はオートエアコンECU43のメモリに記録される。   The detection signal recording unit 52, the temperature learning unit 53, and the target temperature determination unit 56 in FIG. 10A are realized by the CPU of the automatic air conditioner ECU 43 executing a program or by an IC or the like. The log storage unit 54 and the control DB 55 are recorded in the memory of the auto air conditioner ECU 43.

なお、個人識別部51は運転者を識別し、各運転者毎に最適な温度制御を実行することを可能とする。例えば、顔カメラにより撮影した顔画像により個人識別してもよいし、指紋などの生体認証や車両の電子キーのキーID等に基づき個人識別してもよい。   The personal identification unit 51 identifies the driver and makes it possible to execute optimum temperature control for each driver. For example, personal identification may be performed based on a face image photographed by a face camera, or based on biometric authentication such as a fingerprint or a key ID of a vehicle electronic key.

検出信号記録部52は、温度設定スイッチ31により入力された設定温度、センサ類30が検出した環境条件及び温度検出装置100が検出した体温をそれぞれ取得し、ログ記憶部54に記録していく。センサ類30の環境条件と体温はサイクル時間毎(例えば10秒毎)に取得し、設定温度は例えば温度設定スイッチ31が操作された時に取得する。そして温度学習部53は、ログ記憶部54に記憶された値に基づき、体温と環境条件から運転者の嗜好する温度を学習し、後述する学習情報を制御DB55に出力する。   The detection signal recording unit 52 acquires the set temperature input by the temperature setting switch 31, the environmental conditions detected by the sensors 30 and the body temperature detected by the temperature detection device 100, and records them in the log storage unit 54. The environmental conditions and body temperature of the sensors 30 are acquired every cycle time (for example, every 10 seconds), and the set temperature is acquired, for example, when the temperature setting switch 31 is operated. And the temperature learning part 53 learns the temperature which a driver | operator likes from the body temperature and environmental conditions based on the value memorize | stored in the log memory | storage part 54, and outputs the learning information mentioned later to control DB55.

学習について簡単に説明する。学習には、設定温度と体温を対応づけて記憶しておき、学習後は体温から自動的に設定温度を目標温度として設定する方法と、ニューラルネットワークやサポートベクターマシン等の学習メソッドで学習する方法がある。図10(b)の体温と運転者が設定した設定温度の時間的な遷移は前者の一例であり、ユーザは体温が下がれば設定温度を上げていることがわかる。体温に対し設定温度が快適な温度となれば、体温と設定温度のラインは時間に平行な直線となると予想される。したがって、設定温度と体温を対応づけて記憶しておけば、体温から目標温度を決定できる。   Briefly explain learning. For learning, the set temperature and body temperature are stored in association with each other, and after learning, the set temperature is automatically set as the target temperature, and the learning method such as a neural network or support vector machine is used. There is. The temporal transition of the body temperature and the set temperature set by the driver in FIG. 10B is an example of the former, and it can be seen that the user increases the set temperature when the body temperature decreases. If the set temperature is a comfortable temperature with respect to the body temperature, the line between the body temperature and the set temperature is expected to be a straight line parallel to time. Therefore, if the set temperature and the body temperature are stored in association with each other, the target temperature can be determined from the body temperature.

次に、ニューラルネットワークによる学習について簡単に説明する。図11は体温等から運転者の嗜好する温度を学習するニューラルネットワークの一例を示す。図11では入力層を4端子にしたが、センサ類30の全ての検出値及びその過去の検出値を入力すべく端子数は自由に設計できる。   Next, learning using a neural network will be briefly described. FIG. 11 shows an example of a neural network that learns the temperature preferred by the driver from body temperature and the like. Although the input layer has four terminals in FIG. 11, the number of terminals can be freely designed to input all detection values of the sensors 30 and the past detection values.

ニューラルネットワークは出力(目標温度)と正解(教師信号)とを比較して、端子間の結合荷重を変化させてやることで入力層への様々な入力に対して、正解を出力できるように学習する。本実施例では運転者の設定温度Tsが教師信号となる。   The neural network compares the output (target temperature) and the correct answer (teacher signal) and learns to output the correct answer for various inputs to the input layer by changing the coupling weight between the terminals. To do. In this embodiment, the driver's set temperature Ts is a teacher signal.

例えば4つの中間層と出力層の間の重みをw1〜w4としθを閾値とすると、X=Σ(xi・wi−θ)として、出力層の出力Yは、
Y=f(X)
と表すことができる。f(X)は例えばシグモイド関数やtanhである。
For example, when the weights between four intermediate layers and the output layer are w1 to w4 and θ is a threshold value, X = Σ (xi · wi−θ), and the output Y of the output layer is
Y = f (X)
It can be expressed as. f (X) is, for example, a sigmoid function or tanh.

この場合の学習とは、wiに適当な初期値を与えておき得られたYと教師信号である設定温度の誤差Rを最小にすることに相当する。教師信号をTsとおくと、損失関数Rは次式で表される。
R=Σ(Ts−Y)
この損失関数Rが最小となるように、重みwiと閾値θを徐々に変化させていくことで、様々な入力に対して正解を出力することができるよう学習させることができる。
The learning in this case corresponds to minimizing an error R between Y obtained by giving an appropriate initial value to wi and a set temperature as a teacher signal. If the teacher signal is Ts, the loss function R is expressed by the following equation.
R = Σ (Ts−Y) 2
By gradually changing the weight wi and the threshold value θ so that the loss function R is minimized, learning can be performed so that correct answers can be output for various inputs.

重みwiの変化量に対する損失関数Rの変化量は次式で表すことができる。なお、εは学習係数と呼ばれる小さな正の定数である。   The change amount of the loss function R with respect to the change amount of the weight wi can be expressed by the following equation. Note that ε is a small positive constant called a learning coefficient.

Figure 2009120143

これから重みwiの修正量Δwiが求められるので、修正後のwiを用いて学習を繰り返すことにより、中間層と出力層の間の重みwiを決定することができる。4つの端子の入力層と中間層の結合の重みの修正量は、中間層と出力層の重みの修正量を利用することで計算できる。学習の終了条件は、例えばRが充分に小さくなった場合や温度差が所定値以下となった場合として定める。
Figure 2009120143

Since the correction amount Δwi of the weight wi is obtained from this, the weight wi between the intermediate layer and the output layer can be determined by repeating learning using the corrected wi. The correction amount of the coupling weight of the input layer and the intermediate layer of the four terminals can be calculated by using the correction amount of the weight of the intermediate layer and the output layer. The learning end condition is determined, for example, when R becomes sufficiently small or when the temperature difference becomes a predetermined value or less.

以上のように温度学習部53は重みwiを決定し、運転者の識別情報と対応づけて制御DB55に記憶させる(以下、学習情報という)。目標温度決定部56は、温度検出装置100が検出する体温及びセンサ類30が検出する環境条件に基づき、学習情報を抽出し目標温度を決定する。したがって、充分に学習することで運転者の温度設定することなく、運転者の体温に最適な温度に空調することができる。   As described above, the temperature learning unit 53 determines the weight wi and stores it in the control DB 55 in association with the driver identification information (hereinafter referred to as learning information). The target temperature determination unit 56 extracts learning information and determines a target temperature based on the body temperature detected by the temperature detection device 100 and the environmental conditions detected by the sensors 30. Therefore, it is possible to air-condition to the optimal temperature for the driver's body temperature without setting the driver's temperature by fully learning.

図12は、オートエアコンECU43が学習及び温度制御する手順を示すフローチャート図の一例である。図12のフローチャート図は例えばエアコン装置200のスイッチをオンにすることでスタートする。   FIG. 12 is an example of a flowchart illustrating a procedure in which the automatic air conditioner ECU 43 performs learning and temperature control. The flowchart of FIG. 12 is started by turning on the switch of the air conditioner 200, for example.

まず、オートエアコンECU43は、個人識別部51が識別した識別情報を取得する(S10)。そして、温度設定スイッチ31の設定に応じて温度制御を開始する(S20)。「Auto」モードであれば、制御DB55の学習情報を用いて目標温度を決定し、運転者が温度を設定した場合は設定温度になるよう、各アクチュエータ40を制御する。   First, the auto air conditioner ECU 43 acquires the identification information identified by the personal identification unit 51 (S10). And temperature control is started according to the setting of the temperature setting switch 31 (S20). In the “Auto” mode, the target temperature is determined using the learning information in the control DB 55, and when the driver sets the temperature, each actuator 40 is controlled so as to become the set temperature.

温度制御を実行しながら、検出信号記録部52は所定のサイクル時間毎に体温及び環境条件を検出しながら(S30,S40)、温度設定スイッチ31から設定温度が変更されたか否かを判定する(S50)。   While performing the temperature control, the detection signal recording unit 52 detects whether the set temperature has been changed from the temperature setting switch 31 while detecting the body temperature and the environmental condition at every predetermined cycle time (S30, S40) ( S50).

温度設定が変更されない場合(S50のNo)、目標温度決定部56は体温及びセンサ類30が検出する環境条件に基づき制御DB55を参照して学習情報を抽出し、目標温度を決定する。そして、オートエアコンECU43は、現在の温度設定値(運転者が設定した設定温度)と決定した目標温度の差が所定値T0(例えば、0.5度程度)未満か否かを判定する(S60)。   When the temperature setting is not changed (No in S50), the target temperature determination unit 56 extracts learning information with reference to the control DB 55 based on the body temperature and the environmental conditions detected by the sensors 30, and determines the target temperature. Then, the auto air conditioner ECU 43 determines whether or not the difference between the current temperature set value (set temperature set by the driver) and the determined target temperature is less than a predetermined value T0 (for example, about 0.5 degrees) (S60). ).

所定値T0未満の場合(S60のNo)、学習が終了したと判定してよいのでログ記憶部54に記憶された値から算出した学習情報を制御DB55に記憶する(S90)。所定値T0未満の場合(S60のNo)、学習を繰り返す。   If it is less than the predetermined value T0 (No in S60), it may be determined that the learning has ended, so the learning information calculated from the value stored in the log storage unit 54 is stored in the control DB 55 (S90). If it is less than the predetermined value T0 (No in S60), learning is repeated.

一方、ステップS50において温度設定が変更された場合(S50のYes)、検出信号記録部52は設定温度、環境条件及び体温をログ記憶部54に記憶する(S80)。そして、温度学習部53は重みwiを更新し、新たに設定された温度設定値と新たに決定した目標温度の差が所定値T0未満か否かを判定する(S60)。所定値T0未満の場合(S60のNo)、ステップS30から学習が終了するまで同様の処理を繰り返すことで、最終的に、当該運転者の嗜好に最適な目標温度となる重みwiを学習できる。   On the other hand, when the temperature setting is changed in step S50 (Yes in S50), the detection signal recording unit 52 stores the set temperature, the environmental condition, and the body temperature in the log storage unit 54 (S80). Then, the temperature learning unit 53 updates the weight wi and determines whether or not the difference between the newly set temperature set value and the newly determined target temperature is less than the predetermined value T0 (S60). If it is less than the predetermined value T0 (No in S60), the same process is repeated from step S30 until the learning is completed, so that the weight wi that finally becomes the target temperature optimum for the driver's preference can be learned.

以上のように、本実施例のエアコン装置200は。運転者の体温を推定でなく精度よく検出すると共に、体温及び環境条件に基づき運転者の設定温度を運転者毎に学習することで、当該運転者に最適な温度に制御するができる。   As described above, the air conditioner 200 according to the present embodiment. The driver's body temperature is accurately detected instead of being estimated, and the driver's set temperature is learned for each driver based on the body temperature and environmental conditions, so that the temperature can be controlled to be optimal for the driver.

ステアリングホイールの正面図及び側面図の一例である。It is an example of the front view and side view of a steering wheel. 温度センサ素子のいくつかの配置例を示す図である。It is a figure which shows some example of arrangement | positioning of a temperature sensor element. 温度検出装置のブロック図を示す図である。It is a figure which shows the block diagram of a temperature detection apparatus. 温度センサ素子が配置されたステアリングホイールの断面図、温度差と起電力の関係を示す図である。It is sectional drawing of the steering wheel by which the temperature sensor element is arrange | positioned, and is a figure which shows the relationship between a temperature difference and an electromotive force. 運転者の体温を想定した場合の起電力の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the electromotive force at the time of assuming a driver | operator's body temperature. ステアリングホイールの一部に到達する太陽光の一例、右カーブ又は右折前の運転者の把持位置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the sunlight which reaches a part of steering wheel, an example of the holding position of the driver | operator before a right curve or a right turn. 集約型の温度検出装置のブロック図の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the block diagram of an intensive type | mold temperature detection apparatus. フルオートエアコンにおいて従来の設定温度の予測モデルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the prediction model of the conventional preset temperature in a full auto air conditioner. エアコン装置のブロック図の一例である。It is an example of the block diagram of an air-conditioner apparatus. オートエアコンECUの機能ブロック図の一例、温度検出装置が検出した体温と運転者が設定した設定温度の時間的な遷移の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the functional block diagram of auto air-conditioner ECU, and an example of the time transition of the body temperature which the temperature detection apparatus detected, and the preset temperature which the driver | operator set. 体温等から目標温度を学習するニューラルネットワークの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the neural network which learns target temperature from body temperature etc. オートエアコンECUが学習及び温度制御する手順を示すフローチャート図の一例である。It is an example of the flowchart figure which shows the procedure in which auto air-conditioning ECU learns and temperature-controls.

符号の説明Explanation of symbols

11 リム
12 スポーク
13 温度センサ
13n 温度センサ素子
14 ハブ
20 ステアリングホイール
21 アンプ
22 温度コントローラ
100 温度検出装置
200 エアコン装置
11 Rims 12 Spokes 13 Temperature Sensors 13n Temperature Sensor Elements 14 Hubs 20 Steering Wheels 21 Amplifiers 22 Temperature Controllers 100 Temperature Detection Devices 200 Air Conditioning Devices

Claims (6)

運転者の体温を検出する体温検出装置であって、
操舵用の把持部材に配置された、温度差に応じて起電力を発生させる起電力検出手段と、
前記起電力検出手段により検出された起電力に基づき運転者の体温を検出する体温検出手段と、
を有することを特徴とする体温検出装置。
A body temperature detection device for detecting a driver's body temperature,
An electromotive force detecting means arranged on a steering member for generating an electromotive force according to a temperature difference;
Body temperature detection means for detecting the body temperature of the driver based on the electromotive force detected by the electromotive force detection means;
A body temperature detection device comprising:
請求項1記載の体温検出装置が検出した運転者の体温を用いて車室の温度を制御する車両用空調装置であって、
運転者の体温と運転者の設定温度との関係を学習する学習手段と、
前記学習手段の学習結果に基づき、車室の温度を制御する温度制御手段と、
を有することを特徴とする車両用空調装置。
A vehicle air conditioner that controls the temperature of the passenger compartment using the body temperature of the driver detected by the body temperature detection device according to claim 1,
Learning means for learning the relationship between the body temperature of the driver and the set temperature of the driver;
Temperature control means for controlling the temperature of the passenger compartment based on the learning result of the learning means;
A vehicle air conditioner characterized by comprising:
前記体温検出部は、所定以上の起電力が検出された場合、該起電力による体温の検出を禁止する、
ことを特徴とする請求項1記載の体温検出装置。
The body temperature detection unit prohibits detection of body temperature by the electromotive force when an electromotive force of a predetermined value or more is detected.
The body temperature detection device according to claim 1.
前記起電力検出手段により、体温に相当する起電力が前記把持部材の一箇所からのみ検出される場合、走行環境に応じて運転者に注意喚起する注意喚起手段を有する、
ことを特徴とする請求項1記載の体温検出装置。
When an electromotive force corresponding to a body temperature is detected only from one place of the gripping member by the electromotive force detection means, it has a warning means that alerts the driver according to the driving environment.
The body temperature detection device according to claim 1.
前記起電力検出手段が検出する起電力により、前記把持部材における定常的な把持位置と異なる、転舵用把持位置の把持が検出された場合、前記転舵用把持位置に基づき操舵方向を予測する予測手段を有する、
ことを特徴とする請求項1記載の体温検出装置。
When gripping at a gripping position for turning, which is different from a steady gripping position on the gripping member, is detected by an electromotive force detected by the electromotive force detecting means, a steering direction is predicted based on the gripping position for steering. Having a prediction means,
The body temperature detection device according to claim 1.
前記起電力検出手段は、平面のうち一方を略一定の温度に保ち、前記略一定の温度と運転者の手の温度の温度差により生じた起電力を検出する、
ことを特徴とする請求項1記載の体温検出装置。





The electromotive force detection means maintains one of the planes at a substantially constant temperature, and detects an electromotive force generated by a temperature difference between the substantially constant temperature and the temperature of the driver's hand.
The body temperature detection device according to claim 1.





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