JP2017032268A

JP2017032268A - 空調制御装置

Info

Publication number: JP2017032268A
Application number: JP2016133843A
Authority: JP
Inventors: 吉田　岳司; Takeshi Yoshida; 岳司吉田; 浩山中; Hiroshi Yamanaka; 山中　　浩
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2016-07-06
Publication date: 2017-02-09

Abstract

【課題】赤外線センサで検出した熱画像から人の代謝量を推定することでより高精度に温冷感を推定し、人の快適性を向上させた空調制御装置を提供する。
【解決手段】空調機器を制御する空調制御装置１であって、人の温度を検出する検出器４と、検出器４の出力を処理する画像処理部５と、画像処理部５の出力から人の温冷感を推定する温冷感推定部６と、温冷感に応じて空調機器を制御する制御部７と、を備え、画像処理部５は、検出器４の出力から人の衣服を検出し、衣服の温度と背景の温度を比較し、温冷感推定部６は画像処理部５の比較結果に基づいて温冷感を補正する構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、赤外線センサによって人を検知する空調制御装置に関する。

従来、車両内の乗員の皮膚温度を赤外線センサで検知し、皮膚温度から人の温冷感を推定し、温冷感の推定結果に応じて空調機器を制御していた。（特許文献１）

特許第４２５２３６８号公報

しかしながら、上記従来の空調制御装置では車外から車内に人が乗車したときに、温冷感の推定結果と、実際の人の感覚とが、逆になることがあるという課題があった。

本発明は、上記課題を解決し、人の温冷感を精度良く推定し、空調機器を制御することのできる空調制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本開示は、空調機器を制御する空調制御装置であって、人の温度を検出する検出器と、前記検出器の出力を処理する画像処理部と、前記画像処理部の出力から前記人の温冷感を推定する温冷感推定部と、前記温冷感に応じて前記空調機器を制御する制御部と、を備え、前記画像処理部は、前記検出器の出力から前記人の衣服を検出し、前記衣服の温度と背景の温度を比較し、前記温冷感推定部は前記画像処理部の比較結果に基づいて前記温冷感を補正する構成とした。

本開示の空調制御装置は、車両内に入った直後の人に対しても人の感覚に近い温冷感の推定を行うことができる。

実施の形態１の空調制御装置のブロック図同空調制御装置が設けられた車両を示す図同空調制御装置の検出器を説明する図実施の形態２の空調制御装置のブロック図

（実施の形態１）
以下に、実施の形態１における空調制御装置について図面を用いながら説明する。

図１は実施の形態１の空調制御装置のブロック図である。図２は空調制御装置が設けられた車両を示す図。

実施の形態１の空調制御装置１は、車両２に設置され車内の人３の温度分布を検出する検出器４と、検出器４の出力を処理する画像処理部５と、画像処理部５の出力から人３の温冷感を推定する温冷感推定部６と、温冷感の推定結果にしたがって空調機器を制御する
制御部７とを有している。

図３に検出器４を示す。検出器４は、赤外線センサで構成されている。赤外線センサは、感温部が埋設された熱型赤外線検出器を有している。感温部には被検出体から放射された赤外線による熱エネルギーを電気エネルギーに変換するサーモパイルにより構成される熱電変換部が用いられている。また、赤外線センサでは、感温部および感温部の出力電圧を取り出すためのＭＯＳトランジスタをそれぞれ有した（ａ×ｂ）個の画素部８（非接触赤外線検知素子）が、半導体基板の一表面側においてａ行ｂ列の２次元アレイ状に配置されている。実施の形態１では画素部８は８×８に構成されているが、この限りではなく、例えば、１６×４にしても良い。検出器４には、温度分布を取得できるセンサであれば用いることが出来るが、赤外線センサを用いることによって、安価で、かつ、高精度な検出器４を実現することができる。検出器４は、走査部９に接続され、走査部９によって走査されている。検出器４は、検出器４の走査方向に対して画素部８の行方向Ｌ１および列方向Ｌ２が傾くように配置されている。このように配置することにより、画素部８の行方向Ｌ１が検出器４の走査方向と一致するように配置した場合に比べて取得される熱画像の解像度を向上させることができる。検出器４の走査方向が画素部８の行方向と一致するように配置する場合には、図示すように、画素部８の各列が行毎に列方向Ｌ２にずれる構成にすれば良い。このように配置すれば、画素部８の行方向Ｌ１が検出器４の走査方向と一致し、画素部８が正方形または長方形状に配置されている場合に比べて、取得される熱画像の解像度を向上させることができる。

また、検出器４は、車内の前方に設置され、検出対象である運転席や助手席などにいる人３を検出できるように、運転席と助手席の間に設置されている。日射が検出器４に当たると検出器４が誤検知してしまう可能性があるため検出器４は日射が当たりにくい場所に配置することで、時間帯によらず精度良く人３を検出することができる。赤外線センサが接続された走査部９はモーター等により構成されており、人３の全身が検出器４の検出領域に入るように回転軸１０を中心に走査されている。赤外線センサを走査し、得られた温度分布を足し合わせて温度分布を作ることにより、高解像度の熱画像を得ることができる。これにより、人３の温度をより精度良く検出することができ、また、人３の判別の精度も向上する。なお、検出器４は車両２の前方でなくても日射の影響を受けにくく人３を検出できる場所であれば、ピラーなどに設置しても良い。

空調制御装置１はマイコンを備えており、マイコンに画像処理部５と温冷感推定部６が設けられている。画像処理部５は人検出部１１と、衣服検出部１２と、温度比較部１３と、車両内温度検出部１４とを有している。人検出部１１は赤外線センサで得られた温度分布から人３を検出する。人検出部１１は人３の検出結果を温冷感推定部６と、衣服検出部１２に出力する。衣服検出部１２は人検出部１１で得られた結果から人３の衣服１５を検出する。車両内温度検出部１４は赤外線センサで得られた温度分布から車内の温度を検出する。車内温度は検出器４で得られた温度分布の背景温度から得られる。温度比較部１３は衣服検出部１２で得られた衣服１５の温度と車両内温度検出部１４で得られた車内の温度とを比較し、比較結果を温冷感推定部６に出力する。

温冷感推定部６は人検出部１１の出力と温度比較部１３の出力を基に人３の温冷感を推定する。温冷感推定部６は、人３の温度と背景の温度とを比較し、予め設定されている閾値と比較する。これによって人３の温冷感を推定する。温冷感は人３が暑いと感じているか寒いと感じているかを表しており、「暑い」、「非常に暑い」、「寒い」、「非常に寒い」、「ちょうど良い」等のように、人３の感じ方に応じて温冷感の段階が設定されている。ここで、画像処理部５は、人３の衣服１５の温度を車内の温度と比較する。

制御部７は、温冷感の推定結果に応じて空調機器を制御する。温冷感の推定結果が「暑
い」であった場合、制御部７は冷房の設定温度を下げる、または、風量を強くする等の制御をする。一方で、温冷感の推定結果が「寒い」であった場合、制御部７は暖房の設定温度を上げる、または、風量を強くする等の制御をする。人３の温冷感が「ちょうど良い」になったら、「ちょうど良い」を維持できるように空調機器を制御する。制御部７が温冷感に従って、空調機器のルーバー、コンプレッサー、ファンを制御することで、人３の温冷感に応じた空調機器の制御をしている。

次に、空調制御装置１における温冷感の補正について説明する。表１は車外温度と、車内温度と、衣服１５の温度と、車内温度と衣服１５の温度との差と、温冷感の推定結果と、温冷感の補正結果を示す表である。画像処理部５は、衣服１５の温度と車内の温度とを比較する。

表１に示すように、人３が車外にいるとき、衣服１５の温度は車外の気温に近い温度になる。つまり、乗車直後の人３の衣服１５の温度と人３の体温との関係は、車外の温度と人３の体温の関係と同じになる。このため、衣服１５の温度と車内の温度とを比較することで、人３が乗車直後であるかどうかを判別することが出来る。衣服１５の温度と車内温度とを比較して、衣服１５の温度よりも車内温度が高い場合は、車外が寒いと推定し、温冷感を寒いに補正する。一方で、衣服１５の温度よりも車内の温度が低い場合には、車外が暑いと推定し、温冷感は暑いと補正する。この判定結果に従って、温冷感推定部６は、温冷感の推定結果を補正する。従来の温冷感の推定結果では、車外が暑いときに人３が乗車した直後には人３の温冷感は寒いと推定され、車外が寒いときに人３が乗車した直後には人３の温冷感は暑いと推定されてしまう。空調制御装置１は、乗車した直後の人３の温冷感を精度良く推定することが出来る。これにより、人３の快適性を向上させることが出来る。また、例えば、人３の発汗により、衣服１５がぬれて顔２４よりも衣服１５の温度が下がっている様な状態であっても、人３の実際の温冷感に合った温冷感を推定することが出来る。

なお、空調制御装置１は一定の間隔で検出器４を走査しているが、人検出部１１が検出した人３に向けて集中的に走査するようにしても良い。このようにする事で、人３の温冷感推定にかかる時間を短縮することが出来る。

さらに、人検出部１１が人３が車両２に乗車したことを検出したときに、乗車した直後の人３に向けて赤外線センサを集中的に走査するようにしても良い。このようにすることで、乗車直後の人３の温冷感にあった空調の制御を早く行うことができる。夏の暑い時期や冬の寒い時期には乗車直後の人３は不快な状態になっているが、乗車直後の人３の温冷感にあわせた空調機器の制御を早く行うことによって、乗車直後の人３をより早く快適にすることが出来る。
（実施の形態２）
以下に、実施の形態２における空調制御装置２１について図面を用いながら説明する。なお、実施の形態１の空調制御装置２１と異なる点について特に説明する。

図４は、実施の形態２の空調制御装置のブロック図である。実施の形態２の空調制御装置２１は、画像処理部５が人の顔検出部２２と温度差算出部２３を有している。人の顔検出部２２は人検出部１１で得られた結果から人３の顔２４を検出する。温度差算出部２３は人の顔検出部２２で得られた人３の顔２４の温度と衣服検出部１２で得られた衣服１５の温度とを比較して温度差を算出する。

表２は実施の形態２の表２は車外温度と、車内温度と、顔２４の温度と、衣服１５の温度と、車内温度と衣服１５の温度との差と、温冷感の推定結果と、温冷感の補正結果を示す表である。

表２に示すように、顔２４の温度よりも衣服１５の温度の方が高く、かつ、車内の温度よりも衣服１５の温度の方が高い場合は、暑い車外から入ってきたと推定し、温冷感は暑いと判定する。一方で、顔２４の温度よりも衣服１５の温度の方が低く、かつ、車内の温度よりも衣服１５の温度の方が低い場合には、寒い車外から入ってきたと推定し、温冷感は寒いと判定する。空調制御装置２１は顔２４の温度から人３の体温を検出することが出来る。この判定結果に従って、温冷感推定部６は、温冷感の推定結果を補正する。このように、顔２４の温度を用いて温冷感の推定結果を補正することにより、乗車直後の人３の温冷感をより精度良く推定することが出来るため、人３の快適性をより向上させることが出来る。

本発明は、車両内に入った直後の人に対しても人の感覚に近い温冷感の推定を行うことができるため、車両の空調制御に有用である。

１、２１空調制御装置
２車両
３人
４検出器
５画像処理部
６温冷感推定部
７制御部
８画素部
９走査部
１０回転軸
１１人検出部
１２衣服検出部
１３温度比較部
１４車両内温度検出部
１５衣服
２２人の顔検出部
２３温度差算出部
２４顔

Claims

空調機器を制御する空調制御装置であって、
人の温度を検出する検出器と、
前記検出器の出力を処理する画像処理部と、
前記画像処理部の出力から前記人の温冷感を推定する温冷感推定部と、
前記温冷感に応じて前記空調機器を制御する制御部と、を備え、
前記画像処理部は、前記検出器の出力から前記人の衣服を検出し、前記衣服の温度と背景の温度を比較し、
前記温冷感推定部は前記画像処理部の比較結果に基づいて前記温冷感を補正する空調制御装置。
前記画像処理部は、前記検出器の出力から前記人の顔を検出し、前記顔の温度と前記衣服の温度差を前記背景の温度と比較する請求項１に記載の空調装置。
前記検出器を走査する走査部をさらに備えた請求項１または２に記載の空調制御装置。
人を検出する人検出部をさらに備え、
前記走査部は、前記人検出部が前記人を検出したときに前記人がいる領域に向けて前記検出器を集中的に走査する請求項３に記載の空調制御装置。
前記温冷感推定部は、前記人の顔の温度の所定時間における温度変化量よりも前記衣服の前記所定時間における温度変化量が小さい場合、前記人の着衣量が多いと推定する請求項１〜４のいずれかに記載の空調制御装置。
前記着衣量に応じて、前記人の温冷感を補正する請求項５に記載の空調制御装置。