JP4281212B2

JP4281212B2 - Air conditioner for vehicles

Info

Publication number: JP4281212B2
Application number: JP2000136215A
Authority: JP
Inventors: 孝昌河合; 敏文神谷; 啓大賀; 祐一梶野; 浩幸樽見; 浩安藤; 克昌西井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-05-09
Filing date: 2000-05-09
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2020-05-09
Also published as: JP2001315519A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触温度センサにより検出される車室内の温度に基づいて空調制御を行う車両用空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の非接触温度センサを用いた車両用空調装置として、特開平１０−１９７３４８号公報や特開平１０−２３０７２８号公報に記載されたものがある。これらの従来装置では、多数の温度検出素子をマトリックス状に配置した赤外線センサ（非接触温度センサ）にて乗員およびその近傍の温度を検出し、その温度信号に基づいて、日射の方向や日射強度を推定している。そして、特開平１０−２３０７２８号公報に記載の従来装置では、さらに乗員近傍の雰囲気温度を推定し、この推定雰囲気温度に基づいて空調制御を行うようにしている。
【０００３】
また、同様の車両用空調装置として、乗員の温感に密接な関係がある乗員の頬部皮膚温を赤外線センサで検出し、その温度信号に基づいて温感にマッチした制御を行うものも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなマトリックス型の赤外線センサにて、乗員近傍（広範囲）温度と頬部（特定部位）皮膚温の両方を検出する場合、頬部皮膚温を正確に検出するためには、温度検出素子１個あたりの温度検出領域の面積を頬部面積に合わせて狭くする必要がある。このため、赤外線センサにて温度を検出する広範囲の面積が一定であれば、温度検出素子１個あたりの温度検出領域の面積を狭くするのに伴って、温度検出素子数が増加してしまう。そして、温度検出素子数が増加すると、回路規模の増加によるコストアップや、温度信号処理時間の増加という問題が生じる。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、多数の温度検出素子よりなる非接触温度センサの温度信号に基づいて空調制御を行う車両用空調装置において、狭範囲の温度を正確に検出しつつ、回路規模の縮小化によるコスト低減や、温度信号処理時間の短縮化を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車室（１０ａ）内の所定領域（１６０）の温度分布を多数の温度検出素子により非接触で検出する非接触温度センサ（７０、２００、３００、５００、５００Ａ）を備え、非接触温度センサ（７０、２００、３００、５００、５００Ａ）の温度信号に基づいて空調制御を行う車両用空調装置において、温度検出素子を、乗員（Ｍ）の顔部（Ｍ３）の温度を検出する第１温度検出素子（７０ａ、３１０、５２０）と、サイドガラス（１７１ａ）および乗員（Ｍ）の上半身（Ｍ１）の温度を検出する第２温度検出素子（７０ｂ、２１０、５１０）とで構成し、第１温度検出素子（７０ａ）の温度信号および第２温度検出素子（７０ｂ）の温度信号を用いて目標吹出空気温度を演算するようになっており、第１温度検出素子（７０ａ）を、温度検出素子１個当たりの温度検出領域の面積が狭い素子で構成し、第２温度検出素子（７０ｂ）を、温度検出素子１個当たりの温度検出領域の面積が前記第１温度検出素子（７０ａ、３１０、５２０）よりも広い素子で構成したことを特徴とする。
【０００７】
これによれば、詳細な温度分布情報が必要な領域の温度を第１温度検出素子にて検出し、詳細な温度分布情報が必要でない領域の温度は第２温度検出素子にて検出することにより、詳細な温度分布情報が必要な領域の温度を正確に検出可能にしつつ、非接触温度センサ全体では温度検出素子数を少なくすることができる。従って、温度検出素子数を低減して、回路規模の縮小化によるコスト低減や、温度信号処理時間の短縮化を図ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、非接触温度センサ（２００、３００、５００、５００Ａ）は、第１温度検出素子（３１０、５２０）の温度検出方向を調整する調整手段（３３０、５４０、５５０）を有することを特徴とする。
【００１１】
これによると、例えば第１温度検出素子により顔部の温度を検出する場合、第１温度検出素子の温度検出方向を調整することにより、乗員の体格や着座姿勢に関わらず、確実に顔部の温度を検出することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、赤外線の量に応じて電気信号を発生する多数の温度検出素子（４１０）により、車室（１０ａ）内の所定領域（１６０）の温度分布を非接触で検出する非接触温度センサ（４００）を備え、非接触温度センサ（４００）の温度信号に基づいて空調制御を行う車両用空調装置において、非接触温度センサ（４００）は、赤外線が通過するとともに温度検出素子（４１０）との相対位置が変更可能なレンズ（４２３）を備え、温度検出素子（４１０）と前記レンズ（４２３）との相対位置を変化させて、サイドガラス（１７１ａ）および乗員（Ｍ）の上半身（Ｍ１）の温度を検出する第１状態と、乗員（Ｍ）の顔部（Ｍ３）の温度を検出する第２状態とに切り替え、第１状態で検出した温度信号および第２状態で検出した温度信号を用いて目標吹出空気温度を演算するようになっており、第１状態での温度検出領域の面積が第２状態での温度検出領域の面積よりも広く設定されていることを特徴とする。
【００１３】
これによると、温度検出素子の各素子１個あたりの温度検出領域の面積は第１状態よりも第２状態の方が小さくなるため、第２状態に設定した際には詳細な温度分布情報が得られる。
【００１４】
また、共通の温度検出素子で広範囲の温度と狭範囲の温度とを検出するため、温度検出素子数を少なくすることができる。従って、温度検出素子数の低減に伴う回路規模の縮小化や、温度信号処理時間の短縮化を図ることができる。
【００１５】
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。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は本発明に係わる車両用空調装置を示すもので、この空調装置は空気通路を形成するエアダクト１０を備えており、このエアダクト１０はそのフェイス吹出口１１およびフット吹出口１２にて車室１０ａ内に開口している。そして、フェイス吹出口１１から乗員の上半身に向けて主に冷風が吹き出され、フット吹出口１２から乗員の足元に向けて主に温風が吹き出される。エアダクト１０内には、その空気導入口側から各吹出口１１、１２にかけて、内外気切替ドア８０、ブロワ２０、エバポレータ（冷房用熱交換器）３０、エアミックスダンパ４０、ヒータコア（暖房用熱交換器）５０および吹出口切替ダンパ６０が順に配設されている。
【００１７】
内外気切替ドア８０は、エアダクト１０内に外気を導入するか、内気を導入するかを決める。ブロワ２０は、そのブロワモータ２０ａの駆動に応じエアダクト１０内にその導入口から空気流を導入し、エバポレータ３０、エアミックスダンパ４０、ヒータコア５０および吹出口切替ダンパ６０を介し、フェイス吹出口１１またはフット吹出口１２から車室１０ａ内に空気を吹き出す。エバポレータ３０は、コンプレッサ３０ａの作動下にて冷凍サイクル中の冷媒を受けてブロワ２０からの空気流を冷却する。コンプレッサ３０ａは、これに付設の電磁クラッチ３０ｂの選択的係合下にて当該車両のエンジンにより駆動される。
【００１８】
エアミックスダンパ４０は、空気の温度を調節する温度調節手段を構成するもので、その現実の開度θ（図１参照）に応じ、エバポレータ３０からヒータ５０に流入させるべき冷却空気流の量、およびエバポレータ３０からヒータ５０を迂回してその後流に流入させるべき冷却空気流の量を調節する。かかる場合、エアミックスダンパ４０が図１にて図示破線（または実線）の位置にあるとき現実の開度θは最小開度θｍｉｎ（または最大開度θｍａｘ）になる。ヒータコア５０は、エンジン冷却水を受けてその流入冷却空気流を再加熱する。
【００１９】
吹出口切替ダンパ６０は、図１に実線で示す切替位置（以下、第１切替位置という）にて、ヒータコア５０からの加熱空気流およびこのヒータコア５０を迂回する冷却空気流の混合空気流をフット吹出口１２から吹き出す。また、吹出口切替ダンパ６０は、フット吹出口１２を閉じる位置（以下、第２切替位置という）に切り替えられて、前記混合空気流をフェイス吹出口１１から吹き出す。さらに、吹出口切替ダンパ６０は、両吹出口１１、１２をともに開口する位置（以下、第３切替位置という）に切り替えられて、前記混合空気流を両吹出口１１、１２から吹き出す。
【００２０】
運転者（乗員）Ｍの前方には、ルームミラー近傍の天井部に、車室１０ａ内の所定領域の表面温度を非接触で検出する非接触温度センサ７０が設置されている。この非接触温度センサ７０は、運転者Ｍの身体および周囲後方の表面温度を検出し、被検温体から放射される赤外線量に対応して電気信号（表面温度信号）を発生する赤外線センサであり、より具体的には、被検温体から放射される赤外線量に対応して、赤外線量に比例した起電力を発生するサーモパイル型温度検出素子を用いた赤外線センサである。
【００２１】
また、図２に示すように、この非接触温度センサ７０は、各素子１個あたりの温度検出領域の面積が狭い複数（本例では２４個）の狭範囲温度検出素子（第１温度検出素子）７０ａと、各素子１個あたりの温度検出領域の面積が広い複数（本例では１６個）の広範囲温度検出素子（第２温度検出素子）７０ｂとを有し、狭範囲および広範囲温度検出素子７０ａ、７０ｂが、５行４列のマトリックス状に配置して構成されている。
【００２２】
より詳細には、２行ｂ列とｃ列および３行ｂ列とｃ列を除くマトリックス要素には、１つのマトリックス要素毎に１個の広範囲温度検出素子７０ｂが配置されている。また、２行ｂ列とｃ列および３行ｂ列とｃ列のマトリックス要素には、１つのマトリックス要素毎に６個の狭範囲温度検出素子７０ａが配置されている。従って、狭範囲温度検出素子７０ａの１個あたりの温度検出領域の面積をＡ１、広範囲温度検出素子７０ｂの１個あたりの温度検出領域の面積をＡ２とすると、面積比（Ａ１／Ａ２）＝１／６である。
【００２３】
図３は、上記非接触温度センサ７０による表面温度の検出領域１６０を示すもので、検出領域１６０には、運転者Ｍの上半身（着衣部）Ｍ１、頭部Ｍ２、顔部Ｍ３、腕部Ｍ４、下半身Ｍ５、天井１７０内壁面の一部、前席ドア１７１のサイドガラス１７１ａの内壁面の一部、リヤガラス１７２の内壁面の一部が含まれている。なお、非接触温度センサ７０の表面温度検出領域として、前席シート１７３、後席シート１７４、コンソール１７５、床１７６、および側壁１７１ｂを含んでもよい。
【００２４】
そして、狭範囲温度検出素子７０ａによって運転者Ｍの頭部Ｍ２および顔部Ｍ３付近（狭範囲）の温度を検出し、広範囲温度検出素子７０ｂによって、運転者Ｍの頭部Ｍ２および顔部Ｍ３の周囲（広範囲）の温度を検出するようにしている。このように、各素子１個あたりの温度検出領域の面積が狭い狭範囲温度検出素子７０ａにて、頭部Ｍ２および顔部Ｍ３付近の温度を検出することにより、頭部Ｍ２および顔部Ｍ３付近の温度分布を詳細に測定することができ、狭範囲内の特定部位（例えば、頬部）の温度を正確に検出することができる。
【００２５】
なお、頬部の温度を正確に検出するためには、狭範囲温度検出素子７０ａの１個あたりの温度検出領域の面積（Ａ１）を、片側の頬面積の１／４程度にするのが望ましい。一方、広範囲温度検出素子７０ｂの１個あたりの温度検出領域の面積（Ａ２）は種々の条件に応じて適宜決定されるが、面積比（Ａ１／Ａ２）としては０．８以下にするのが望ましい。また、面積比（Ａ１／Ａ２）のより望ましい範囲は、０．１〜０．３である。
【００２６】
ここで、検出領域１６０において、天井（内気温対応部位）１７０の内壁面（車室内側の表面）は、日射が当たらず、また断熱材によって天井外壁面の熱の影響を受けにくいため、内気温に略対応して表面温度が変化する。また、サイドガラス１７１ａやリヤガラス１７２のガラス部（外気温対応部位）の内壁面（車室内側の表面）は、ガラス外壁面（車室外側の表面）の熱（外気温や日射による熱）の影響を受けて表面温度が変化しやすい。さらに、乗員Ｍの特に上半身（日射対応部位）Ｍ１は、日射の有無によって表面温度が変化しやすい。
【００２７】
そして、サイドガラス１７１ａ、リヤガラス１７２および前席ドア１７１の側壁１７１ｂ等の内壁面温度は、内気温と車室内表面温度との差による侵入熱（熱負荷）の推定に利用される。また、実際に日射の影響を受けて温度が変化する部位（例えば、運転者Ｍの着衣部）の温度は、日射が車室内に入ることによる侵入熱（熱負荷）の推定に利用される。さらに、運転者Ｍの顔部Ｍ３（特に、頬部）の表面温度は、乗員の温感に密接な関係があるため、温感にマッチした制御を行うのに利用される。
【００２８】
図１において、空調装置は、内気温センサ７１、開度センサ７２〜７４、さらには図示しない各種センサを備え、内気温センサ７１は当該車室１０ａ内の空気温度を検出して内気温信号を発生し、開度センサ７２〜７４は、エアミックスダンパ４０、吹出口切替ダンパ６０および内外気切替ドア８０の現実の開度を検出して開度信号を発生する。操作パネル１５０は空調装置への乗員からの入力である各種設定信号（設定温度信号、モード選択信号、オート／マニュアル選択信号等）を生じる。ここで、操作パネル１５０は、乗員が希望する室内の温度を設定するための温度設定手段を含んでいる。
【００２９】
ＥＣＵ９０は、図４に示すフローチャートに従ってプログラムを実行し、この実行中において、ブロワモータ２０ａ、電磁クラッチ３０ｂ、３つのモータ１２０ａ、１３０ａ、１４０ａにそれぞれ接続した各駆動回路１００、１１０、１２０、１３０、１４０の制御に必要な演算処理をする。かかる場合、ＥＣＵ９０は、当該車両のイグニッションスイッチＩＧによりバッテリＢから給電されて作動状態となり、プログラムの実行を開始する。また、上述のプログラムはＥＣＵ９０のＲＯＭに予め記憶されている。
【００３０】
駆動回路１００は、ＥＣＵ９０により制御されてブロワモータ２０ａの回転速度を制御する。駆動回路１１０は、ＥＣＵ９０により制御されて電磁クラッチ３０ａを選択的に係合させる。モータ１２０ａは、ＥＣＵ９０の制御に応じて駆動回路１２０により駆動されて回転する。このことは、モータ１２０ａが減速機構（図示せず）を介しエアミックスダンパ４０の現実の開度を調節することを意味する。モータ１３０ａは、ＥＣＵ９０の制御に応じて駆動回路１３０により駆動されて回転する。このことは、モータ１３０ａが減速機構（図示せず）を介し吹出口切替ダンパ６０を第１〜第３切替位置に選択的に切り替えることを意味する。モータ１４０ａは、ＥＣＵ９０にに応じて駆動回路１４０により駆動されて回転する。このことは、モータ１４０ａが減速機構（図示せず）を介し内外気切替ドア８０の現実の開度を調節することを意味する。
【００３１】
また、電磁クラッチ３０ｂが、ＥＣＵ９０からの出力信号に応答して駆動回路１１０により駆動されて係合し、これに伴いコンプレッサ３０ａがエンジンにより駆動されて圧縮冷媒をエバポレータ３０に供給する。しかして、ブロワ２０による導入空気流が、エバポレータ３０により冷却され、エアミックスダンパ４０の現実の開度θに応じた量でもってヒータコア５０に流入して加熱されるとともに、残余の空気流が、直接ヒータコア５０の後方へ流入し加熱空気流と混合される。
【００３２】
上記構成において、イグニッションスイッチＩＧの閉成により当該車両のエンジンを始動させるとともにＥＣＵ９０を作動状態におく。次いで、操作パネル１５０から操作信号を発生させれば、ＥＣＵ９０が、図４のフローチャートに従い、ＥＣＵ９０内のプログラムの実行を開始し、まずステップＳ１００にて、以降の処理の実行に使用するカウンタやフラグを初期設定する初期化の処理を実行した後、ステップＳ１１０に移行する。そして、ステップＳ１１０、１２０にてスイッチ信号および非接触温度センサ７０を含む各種センサ信号（内気温、エンジン冷却水温、エバポレータ出口温、車速、湿度等）を読み込む。これらのセンサ信号のうち、非接触温度センサ７０の信号はステップＳ１３０へ入力される。
【００３３】
ステップＳ１３０では、図５に示すように、個々の温度検出素子７０ａ、７０ｂ毎に、システムへの影響度（おもみ）を考慮した係数Ｋ１ａ〜Ｋ５ｄを設定する。すなわち、冷房熱負荷や温感への影響度合が大きい検出領域の表面温度信号出力値に対する係数を大きくする。ここで、Ｋ１ａは１行ａ列の係数、Ｋ１ｂは１行ｂ列の係数、……Ｋ５ｄは５行ｄ列の係数である。これらの係数のうち、Ｋ２ｂ１〜Ｋ２ｂ６は２行ｂ列の６個の狭範囲温度検出素子７０ａの係数、……Ｋ３ｃ１〜Ｋ３ｃ６は３行ｃ列の６個の狭範囲温度検出素子７０ａの係数である。また、ａ〜ｔは定数である。
【００３４】
次に、ステップＳ１４０では、ステップＳ１２０で読み込んだ表面温度信号出力値Ｔ１ａ〜Ｔ５ｄ、設定温度Ｔｓｅｔおよび内気温Ｔｒとに基づき、図６に示す式を用いて目標吹出空気温度ＴＡＯが演算される。ここで、図６中のＴＡＯ算出式において、Ｔ１ａは１行ａ列の表面温度信号出力値、Ｔ１ｂは１行ｂ列の表面温度信号出力値、……Ｔ５ｄは５行ｄ列の表面温度信号出力値である。また、Ｋｓｅｔ、Ｋｒは係数、Ｃは定数である。
【００３５】
次に、ステップＳ１５０において、上記目標吹出空気温度ＴＡＯに基づいて図７の特性図より目標風量に対応するブロワモータ２０ａへの印可電圧（第１ブロワ電圧）を算出するとともに、エンジン冷却水温Ｔｗに基づいて図８の特性図より第２ブロワ電圧を算出し、そして両ブロワ電圧のうち低い方をブロワ電圧として決定する。
【００３６】
次に、ステップＳ１６０では、目標吹出空気温度ＴＡＯとエンジン冷却水温Ｔｗ及びエバポレータ出口温Ｔｅとに基づき、下記数式１を用いて、エアミックスダンパ４０の目標開度ＳＷを算出する。なお、数式１中のαは定数である。
【００３７】
【数１】
ＳＷ＝〔｛ＴＡＯ−（Ｔｅ＋α）〕／〔Ｔｗ−（Ｔｅ＋α）｝〕×１００（％）
次にステップＳ１７０では、目標吹出空気温度ＴＡＯに基づき、内気導入にするか、外気導入にするかを決定する。次にステップＳ１８０では、目標吹出空気温度ＴＡＯに基づいて、図９の特性図より、吹出口モードをフェイスモード（ＦＡＣＥ）、バイレベルモード（Ｂ／Ｌ）、およびフットモード（ＦＯＯＴ）のいずれにするかを決定する。そしてステップＳ１９０では、上記ステップＳ１５０〜ステップＳ１８０による演算結果に応じて、駆動回路１００、１２０、１３０、１４０に、ブロワ電圧制御信号、エアミックスダンパ開度制御信号、内外気導入モード制御信号、および吹出口モード制御信号を夫々出力する。そして、ステップＳ２００へ進み、周期時間ｔ秒経過したか否かを判定し、ＮＯの場合はステップＳ２００で待ち、ＹＥＳの場合はステップＳ１１０へ戻る。
【００３８】
本実施形態では、各素子１個あたりの温度検出領域の面積が狭い狭範囲温度検出素子７０ａにて、頭部Ｍ２および顔部Ｍ３付近（狭範囲）の温度分布を詳細に測定しているため、この狭範囲内の特定部位（例えば、頬部）の温度を正確に検出することができる。従って、温感に密接な関係のある頬部皮膚温に基づいて、乗員の温感にマッチした適切な制御を行うことができ、快適性を向上することができる。
【００３９】
また、詳細な温度分布情報が必要な領域（頭部Ｍ２および顔部Ｍ３付近）の温度を、温度検出領域の面積が狭い狭範囲温度検出素子７０ａにて検出しているため、この領域については温度検出素子数が増加してしまうものの、詳細な温度分布情報が必要でない領域（頭部Ｍ２および顔部Ｍ３の周囲）の温度は、各素子１個あたりの温度検出領域の面積が広い広範囲温度検出素子７０ｂにて検出しているため、非接触温度センサ７０全体では温度検出素子数を少なくすることができる。
【００４０】
従って、例えば頬部のような特定部位の温度を正確に検出しつつ、温度検出素子数の低減に伴う回路規模の縮小化や、温度信号処理時間の短縮化を図ることができる。
【００４１】
（第２実施形態）
図１０、図１１に示す第２実施形態について説明する。第１実施形態では、素子１個あたりの温度検出領域の面積が異なる２種類の温度検出素子７０ａ、７０ｂをマトリックス状に配置した非接触温度センサ７０を用いたが、本実施形態では、車室１０ａ内の所定領域の全域（広範囲）の表面温度を非接触で検出する広範囲非接触温度センサ２００と、所定領域の一部の領域（狭範囲）の温度を検出する狭範囲非接触温度センサ３００とを用いている。
【００４２】
また、２つの非接触温度センサ２００を用いることに伴い、第１実施形態のステップＳ１２０（図４参照）の処理内容を、図１１のように変更している。そして、それらの変更点を除いては、第１実施形態と同一である。
【００４３】
図１０において、広範囲非接触温度センサ２００は、多数の広範囲温度検出素子（第２温度検出素子）２１０がマトリックス状に配置され、被検温体から放射される赤外線をレンズ２２０で集光して、広範囲の熱画像を広範囲温度検出素子２１０上に結像させるようになっている。
【００４４】
上記狭範囲非接触温度センサ３００は、多数の温度検出素子（第１温度検出素子）３１０がマトリックス状に配置され、被検温体から放射される赤外線をレンズ３２０で狭範囲温度検出素子３１０上に集光して、狭範囲の熱画像を狭範囲温度検出素子３１０上に結像させるようになっている。また、狭範囲温度検出素子３１０の温度検出方向を調整する駆動装置（検温部位調整手段）３３０によって向きが変更されるようになっている。
【００４５】
そして、両非接触温度センサ２００、３００は、乗員Ｍの前方（例えば、計器盤）に設置される。
【００４６】
ここで、狭範囲非接触温度センサ３００の各素子１個あたりの温度検出領域の面積（Ａ１）は、広範囲非接触温度センサ２００の各素子１個あたりの温度検出領域の面積（Ａ２）よりも、小さく設定されており、それらの面積比（Ａ１／Ａ２）は１／３にしている。
【００４７】
図１１はセンサ信号読込ステップを示し、まずステップＳ１２１にて広範囲非接触温度センサ２００により図３の検出領域１６０の全域の温度を検出し、広範囲温度分布情報を取得する。
【００４８】
次に、ステップＳ１２２では、この広範囲温度分布情報に基づいて顔部Ｍ３の位置を判断する。すなわち、夏場のクールダウン時のように内気温が極めて高い場合を除けば、広範囲温度分布は顔部Ｍ３付近が最も高温になるため、最も高温部を顔部Ｍ３の位置と判断する。
【００４９】
次に、ステップＳ１２３では、ステップＳ１２２で求めた顔部Ｍ３の位置の方向に狭範囲非接触温度センサ３００が向くように、駆動装置３３０によって狭範囲非接触温度センサ３００の向きを調整し、この調整後、狭範囲非接触温度センサ３００によって顔部Ｍ３付近の温度分布を詳細に測定し、顔部Ｍ３付近の狭範囲温度分布情報を取得する。
【００５０】
ここで、図１０に示す狭範囲温度分布情報から明らかなように、目や鼻の温度と顔部皮膚温度との相違から、目や鼻の位置を特定することができ、さらに目や鼻の位置から頬部の位置を特定して頬部温度を検出することができる。
【００５１】
次に、ステップＳ１２４で、両非接触温度センサ２００、３００を除く、その他のセンサの信号を読み込む。なお、両非接触温度センサ２００、３００による温度測定は、例えば４秒毎に行われる。
【００５２】
本実施形態では、各素子１個あたりの温度検出領域の面積が狭い狭範囲温度検出素子３１０により、狭範囲内の特定部位（例えば、頬部）の温度を正確に検出することができる。
【００５３】
また、詳細な温度分布情報が必要でない領域の温度は、各素子１個あたりの温度検出領域の面積が広い広範囲温度検出素子２１０にて検出しているため、温度検出素子数を少なくすることができる。従って、温度検出素子数の低減に伴う回路規模の縮小化や、温度信号処理時間の短縮化を図ることができる。
【００５４】
さらに、広範囲温度分布情報から顔部Ｍ３の位置を求めて、狭範囲非接触温度センサ３００の向きを調整することにより、乗員Ｍの体格や着座姿勢に関わらず、確実に顔部Ｍ３付近の温度分布情報を取得することができる。
【００５５】
（第３実施形態）
図１２、図１３に示す第３実施形態について説明する。第２実施形態では、広範囲の温度と狭範囲の温度とを検出するために、２つの非接触温度センサ２００、３００を用いたが、本実施形態では、１つの非接触温度センサ４００を、広範囲の温度を検出する状態と、狭範囲の温度を検出する状態とに、切り替えて用いるようにしている。なお、その他の構成は、第２実施形態と同一である。
【００５６】
図１２において、非接触温度センサ４００は、マトリックス状に配置された多数の温度検出素子４１０と、赤外線が通過するズームレンズ４２０とを有する。そして、図１３に示すように、ズームレンズ４２０は、２枚の固定レンズ４２１、４２２と、温度検出素子４１０との相対位置が変更可能な可動レンズ４２３とから構成され、可動レンズ４２３の移動によって、非接触温度センサ４００の温度検出領域の面積を変更可能になっている。
【００５７】
上記構成において、まず可動レンズ４２３を実線位置に移動させることにより、図３の検出領域１６０の全域（広範囲）の温度を検出する広範囲状態（第１状態）に設定して、その領域の温度分布情報を取得する。次に、可動レンズ４２３を破線位置４２３ａに移動させることにより、顔部Ｍ３付近（狭範囲）の温度を検出する狭範囲状態（第２状態）に設定して、顔部Ｍ３付近の温度分布情報を取得する。
【００５８】
本実施形態では、非接触温度センサ４００の各素子１個あたりの温度検出領域の面積は、広範囲状態よりも狭範囲状態の方が小さくなるため、狭範囲状態に設定した際に顔部Ｍ３付近の詳細な温度分布情報が得られる。
【００５９】
また、１つの非接触温度センサ４００で広範囲の温度と狭範囲の温度とを検出するため、温度検出素子数を少なくすることができる。従って、温度検出素子数の低減に伴う回路規模の縮小化や、温度信号処理時間の短縮化を図ることができる。
【００６０】
（第４実施形態）
図１４、図１５に示す第４実施形態について説明する。本実施形態の非接触温度センサ５００は、マトリックス状に配置された多数の広範囲温度検出素子（第２温度検出素子）５１０を、レンズ５３０に対向させて配置し、マトリックス状に配置された多数の狭範囲温度検出素子（第１温度検出素子）５２０を、広範囲温度検出素子５１０とレンズ５３０とを結ぶ線に対して直交する位置に配置し、さらに、軸５４１を支点に回動自在なミラー（検温部位調整手段）５４０を、広範囲温度検出素子５１０とレンズ５３０との間に配置している。
【００６１】
狭範囲温度検出素子５２０の各素子１個あたりの温度検出領域の面積は、広範囲温度検出素子５１０の各素子１個あたりの温度検出領域の面積よりも、小さく設定されている。そして、この広範囲温度検出素子５１０は図３の検出領域１６０の全域（広範囲）の温度を検出し、一方、狭範囲温度検出素子５２０は図３の検出領域１６０内の頭部Ｍ２および顔部Ｍ３付近（狭範囲）の温度を検出する。
【００６２】
上記構成において、まずミラー５４０を実線位置に回動させることにより、広範囲の熱画像を広範囲温度検出素子５１０上に結像させて広範囲の温度を検出する広範囲状態（第１状態）に設定し、広範囲の温度分布情報を取得する。
【００６３】
次に、ミラー５４０を破線位置５４０ａに回動させることにより、狭範囲の熱画像を狭範囲温度検出素子５２０上に結像させて狭範囲の温度を検出する狭範囲状態（第２状態）に設定し、狭範囲の温度分布情報を取得する。ここで、狭範囲状態を設定するにあたっては、広範囲温度分布情報に基づいて顔部Ｍ３の位置を判断し、その判断結果に基づいて、顔部Ｍ３の熱画像が狭範囲温度検出素子５２０上に結像するようにミラー５４０の向きを調整する。従って、ミラー５４０は狭範囲温度検出素子５２０の温度検出方向を調整する検温部位調整手段をなす。
【００６４】
本実施形態では、第２実施形態と同様に、狭範囲内の特定部位の温度を正確に検出することができるとともに、温度検出素子数の低減に伴う回路規模の縮小化や、温度信号処理時間の短縮化を図ることができる。
【００６５】
さらに、広範囲温度分布情報から顔部Ｍ３の位置を求めて、ミラー５４０の向きを調整することにより、乗員Ｍの体格や着座姿勢に関わらず、確実に顔部Ｍ３付近の温度分布情報を取得することができる。
【００６６】
（第５実施形態）
図１６に示す第５実施形態について説明する。本実施形態の非接触温度センサ５００Ａは、第４実施形態における非接触温度センサ５００のミラー５４０の代わりに、軸５５１を支点に回動自在なハーフミラー（検温部位調整手段）５５０を用いたもので、その他の点は第４実施形態と同一である。
【００６７】
ハーフミラー５５０は、広範囲温度検出素子５１０とレンズ５３０との間に配置されていて、レンズ５３０を通過した後の赤外線の一部を広範囲温度検出素子５１０側に通過させるとともに、レンズ５３０を通過した後の赤外線の残部を狭範囲温度検出素子５２０側に反射させるようになっている。
【００６８】
そして、広範囲の熱画像を広範囲温度検出素子５１０上に結像させて広範囲の温度分布情報を取得し、狭範囲の熱画像を狭範囲温度検出素子５２０上に結像させて狭範囲の温度分布情報を取得する。
【００６９】
ここで、広範囲温度分布情報に基づいて顔部Ｍ３の位置を判断し、その判断結果に基づいて、顔部Ｍ３の熱画像が狭範囲温度検出素子５２０上に結像するようにハーフミラー５５０の向きを調整する。従って、ハーフミラー５５０は狭範囲温度検出素子５２０の温度検出方向を調整する検温部位調整手段をなす。
【００７０】
本実施形態では、第２実施形態と同様に、狭範囲内の特定部位の温度を正確に検出することができるとともに、温度検出素子数の低減に伴う回路規模の縮小化や、温度信号処理時間の短縮化を図ることができる。
【００７１】
さらに、広範囲温度分布情報から顔部Ｍ３の位置を求めて、ハーフミラー５５０の向きを調整することにより、乗員Ｍの体格や着座姿勢に関わらず、確実に顔部Ｍ３付近の温度分布情報を取得することができる。
【００７２】
（他の実施形態）
上記実施形態では、非接触温度センサとして、サーモパイル型検出素子を用いた赤外線センサを例示したが、温度係数の大きな抵抗で構成されたボロメータ型検出素子を用いた赤外線センサや、他の形式の赤外線センサを用いることもできる。さらに、赤外線センサに限らず、被検温体の表面温度を非接触で検出する他の形式の非接触温度センサを用いることもできる。
【００７３】
また、第１実施形態の非接触温度センサ７０および第３実施形態の非接触温度センサ４００の温度検出方向を、例えば第２実施形態の駆動装置３３０のような検温部位調整手段によって調整可能にしてもよい。
【００７４】
また、第１実施形態では内気温センサ７１を用いたが、非接触温度センサ７０の信号に基づいて内気温を推定して空調制御を行うことにより、内気温センサ７１を廃止することができる。
【００７５】
また、日射センサや外気温センサ等を用いて、日射量や外気温等に応じた空調制御を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の全体構成を表す概略構成図である。
【図２】図１の非接触温度センサの構成を示す模式図である。
【図３】図１の非接触温度センサの検出範囲を示す図である。
【図４】図１のＥＣＵにて実行される空調制御処理を表すフローチャートである。
【図５】図４のステップＳ１３０における制御処理を表すフローチャートである。
【図６】図４のステップＳ１４０における制御処理を表すフローチャートである。
【図７】ブロワの制御特性図である。
【図８】ブロワの制御特性図である。
【図９】吹出口モードの制御特性図である。
【図１０】本発明の第２実施形態における非接触温度センサの構成を示す斜視図である。
【図１１】第２実施形態における要部の制御処理を表すフローチャートである。
【図１２】本発明の第３実施形態における非接触温度センサを示す斜視図である。
【図１３】図１２の非接触温度センサの要部の側面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態における非接触温度センサを示す側面図である。
【図１５】図１４の非接触温度センサの要部の構成図である。
【図１６】本発明の第５実施形態における非接触温度センサを示す側面図である。
【符号の説明】
７０、２００、３００、４００、５００、５００Ａ…非接触温度センサ、
７０ａ、３１０、５２０…第１温度検出素子、
７０ｂ、２１０、５１０…第２温度検出素子、４１０…温度検出素子。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle air conditioner that performs air conditioning control based on a temperature in a passenger compartment detected by a non-contact temperature sensor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a vehicle air conditioner using this type of non-contact temperature sensor, there are those described in Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-197348 and 10-230728. In these conventional devices, the temperature of an occupant and its vicinity is detected by an infrared sensor (non-contact temperature sensor) in which a large number of temperature detection elements are arranged in a matrix, and the direction of solar radiation and solar radiation intensity are determined based on the temperature signal. Is estimated. In the conventional apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-230728, the ambient temperature near the passenger is further estimated, and air conditioning control is performed based on the estimated ambient temperature.
[0003]
A similar vehicle air conditioner is also known that detects the cheek skin temperature of an occupant, which is closely related to the occupant's thermal sensation, using an infrared sensor, and performs control matching the sensation based on the temperature signal. It has been.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when detecting both the occupant vicinity (wide range) temperature and the cheek (specific site) skin temperature with the matrix-type infrared sensor as described above, in order to accurately detect the cheek skin temperature, the temperature It is necessary to narrow the area of the temperature detection region per detection element in accordance with the cheek area. For this reason, if the wide area for detecting the temperature by the infrared sensor is constant, the number of temperature detection elements increases as the area of the temperature detection region per temperature detection element is reduced. When the number of temperature detection elements increases, there are problems such as an increase in cost due to an increase in circuit scale and an increase in temperature signal processing time.
[0005]
The present invention has been made in view of the above points, and in a vehicle air conditioner that performs air conditioning control based on temperature signals of a non-contact temperature sensor composed of a large number of temperature detecting elements, it accurately detects a narrow range of temperatures. On the other hand, it is an object to reduce the cost by reducing the circuit scale and shorten the temperature signal processing time.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the non-contact temperature sensor (70, 200, 300, 500, 500A), and a vehicle air conditioner that performs air conditioning control based on a temperature signal of a non-contact temperature sensor (70, 200, 300, 500, 500A), Detect temperature of face (M3) of occupant (M) A first temperature detection element (70a, 310, 520); Detect the temperature of the side glass (171a) and the upper body (M1) of the passenger (M) Consists of the second temperature detection element (70b, 210, 510) The target blown air temperature is calculated using the temperature signal of the first temperature detection element (70a) and the temperature signal of the second temperature detection element (70b), and the first temperature detection element (70a) Consists of elements with a small area of the temperature detection area per temperature detection element, The second temperature detection element (70b) The area of the temperature detection region per temperature detection element is configured by an element wider than the first temperature detection element (70a, 310, 520).
[0007]
According to this, the temperature of the area where detailed temperature distribution information is required is detected by the first temperature detection element, and the temperature of the area where detailed temperature distribution information is not required is detected by the second temperature detection element. Further, the temperature of the region where detailed temperature distribution information is required can be accurately detected, and the number of temperature detection elements can be reduced in the entire non-contact temperature sensor. Therefore, it is possible to reduce the number of temperature detection elements, reduce costs by reducing the circuit scale, and shorten the temperature signal processing time.
[0010]
Claim 2 In the invention described in (1), the non-contact temperature sensor (200, 300, 500, 500A) has adjusting means (330, 540, 550) for adjusting the temperature detection direction of the first temperature detecting element (310, 520). It is characterized by.
[0011]
According to this, for example, when the temperature of the face is detected by the first temperature detection element, by adjusting the temperature detection direction of the first temperature detection element, the face of the face can be reliably The temperature can be detected.
[0012]
Claim 3 In the invention described in, non-contact detection of the temperature distribution of the predetermined region (160) in the passenger compartment (10a) in a non-contact manner by a large number of temperature detection elements (410) that generate electrical signals according to the amount of infrared rays. In a vehicle air conditioner that includes a temperature sensor (400) and performs air-conditioning control based on a temperature signal of the non-contact temperature sensor (400), the non-contact temperature sensor (400) passes through infrared rays and has a temperature detecting element (410 ) And a lens (423) whose relative position can be changed, and the relative position between the temperature detecting element (410) and the lens (423) is changed, Switch between the first state for detecting the temperature of the upper side (M1) of the side glass (171a) and the occupant (M) and the second state for detecting the temperature of the face (M3) of the occupant (M). The target blown air temperature is calculated using the detected temperature signal and the temperature signal detected in the second state, and the area of the temperature detection region in the first state is the area of the temperature detection region in the second state. Wider than It is characterized by that.
[0013]
According to this, since the area of the temperature detection region per element of the temperature detection element is smaller in the second state than in the first state, detailed temperature distribution information is obtained when the second state is set. can get.
[0014]
In addition, since a common temperature detection element detects a wide range of temperatures and a narrow range of temperatures, the number of temperature detection elements can be reduced. Therefore, the circuit scale can be reduced along with the reduction in the number of temperature detection elements, and the temperature signal processing time can be shortened.
[0015]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 1 shows a vehicle air conditioner according to the present invention, and this air conditioner is provided with an air duct 10 that forms an air passage. The air duct 10 has a passenger compartment at a face outlet 11 and a foot outlet 12. 10a is opened. Then, cool air is mainly blown out from the face air outlet 11 toward the upper body of the occupant, and hot air is mainly blown out from the foot air outlet 12 toward the feet of the occupant. Inside the air duct 10, the inside / outside air switching door 80, blower 20, evaporator (cooling heat exchanger) 30, air mix damper 40, heater core (heating heat exchange) from the air inlet side to the outlets 11 and 12. ) 50 and the outlet switching damper 60 are arranged in order.
[0017]
The inside / outside air switching door 80 determines whether to introduce outside air or inside air into the air duct 10. The blower 20 introduces an air flow from the inlet into the air duct 10 in accordance with the drive of the blower motor 20a, and the face outlet 11 or the foot via the evaporator 30, the air mix damper 40, the heater core 50, and the outlet switching damper 60. Air is blown out from the air outlet 12 into the passenger compartment 10a. The evaporator 30 receives the refrigerant in the refrigeration cycle under the operation of the compressor 30a and cools the air flow from the blower 20. The compressor 30a is driven by the engine of the vehicle under selective engagement of an electromagnetic clutch 30b attached thereto.
[0018]
The air mix damper 40 constitutes temperature adjusting means for adjusting the temperature of the air, and the amount of cooling air flow that should flow from the evaporator 30 to the heater 50 according to the actual opening θ (see FIG. 1), And the amount of the cooling air flow that should bypass the heater 50 from the evaporator 30 and flow into the subsequent flow is adjusted. In such a case, when the air mix damper 40 is at the position of the broken line (or solid line) shown in FIG. 1, the actual opening θ is the minimum opening θmin (or the maximum opening θmax). The heater core 50 receives engine cooling water and reheats the incoming cooling air flow.
[0019]
The blower outlet switching damper 60 has a mixed airflow of a heated airflow from the heater core 50 and a cooling airflow bypassing the heater core 50 at a switching position (hereinafter referred to as a first switching position) indicated by a solid line in FIG. It blows out from the blower outlet 12. Further, the air outlet switching damper 60 is switched to a position (hereinafter referred to as a second switching position) where the foot air outlet 12 is closed, and the mixed air flow is blown out from the face air outlet 11. Further, the outlet switching damper 60 is switched to a position where both the outlets 11 and 12 are opened (hereinafter referred to as a third switching position), and the mixed air flow is blown out from both the outlets 11 and 12.
[0020]
In front of the driver (occupant) M, a non-contact temperature sensor 70 for detecting the surface temperature of a predetermined region in the passenger compartment 10a in a non-contact manner is installed on the ceiling near the rear mirror. The non-contact temperature sensor 70 is an infrared sensor that detects the surface temperature of the driver M's body and the back of the surroundings, and generates an electrical signal (surface temperature signal) corresponding to the amount of infrared radiation emitted from the body to be tested. More specifically, it is an infrared sensor using a thermopile type temperature detecting element that generates an electromotive force proportional to the amount of infrared rays corresponding to the amount of infrared rays emitted from the test body.
[0021]
As shown in FIG. 2, the non-contact temperature sensor 70 includes a plurality of (in this example, 24) narrow-range temperature detection elements (first temperature detection elements) each having a small temperature detection area per element. ) 70a and a plurality of (in this example, 16) wide-range temperature detection elements (second temperature detection elements) 70b having a wide area of the temperature detection region per element, and a narrow-range and wide-range temperature detection element 70a and 70b are arranged in a matrix of 5 rows and 4 columns.
[0022]
More specifically, one wide-range temperature detecting element 70b is arranged for each matrix element in the matrix elements excluding 2 rows and b columns and c rows and 3 rows and b columns and c columns. In the matrix elements of 2 rows and b columns and 3 rows, b columns and c columns, six narrow range temperature detecting elements 70a are arranged for each matrix element. Accordingly, assuming that the area of the temperature detection region per narrow-range temperature detection element 70a is A1, and the area of the temperature detection region per one wide-range temperature detection element 70b is A2, the area ratio (A1 / A2) = 1. / 6.
[0023]
FIG. 3 shows a surface temperature detection region 160 by the non-contact temperature sensor 70. The detection region 160 includes an upper body (clothing portion) M1, a head M2, a face M3, and an arm M4 of the driver M. The lower body M5, a part of the inner wall surface of the ceiling 170, a part of the inner wall surface of the side glass 171a of the front seat door 171, and a part of the inner wall surface of the rear glass 172 are included. The surface temperature detection region of the non-contact temperature sensor 70 may include a front seat 173, a rear seat 174, a console 175, a floor 176, and a side wall 171b.
[0024]
Then, the temperature in the vicinity of the head M2 and the face M3 (narrow range) of the driver M is detected by the narrow range temperature detecting element 70a, and the head M2 and the face M3 of the driver M are detected by the wide range temperature detecting element 70b. The ambient (wide range) temperature is detected. In this way, by detecting the temperature in the vicinity of the head M2 and the face M3 with the narrow-range temperature detection element 70a in which the area of the temperature detection region per element is narrow, the vicinity of the head M2 and the face M3 Can be measured in detail, and the temperature of a specific part (for example, cheek) within a narrow range can be accurately detected.
[0025]
In order to detect the cheek temperature accurately, it is desirable that the area (A1) of the temperature detection region per one narrow-range temperature detection element 70a is about 1/4 of the cheek area on one side. . On the other hand, the area (A2) of the temperature detection region per one wide temperature detection element 70b is appropriately determined according to various conditions, but the area ratio (A1 / A2) should be 0.8 or less. desirable. A more desirable range of the area ratio (A1 / A2) is 0.1 to 0.3.
[0026]
Here, in the detection region 160, the inner wall surface (surface on the vehicle interior side) of the ceiling (part corresponding to the inside air temperature) 170 is not exposed to sunlight and is not easily affected by the heat of the outer wall surface of the ceiling due to the heat insulating material. The surface temperature changes approximately corresponding to the temperature. In addition, the inner wall surface (surface on the vehicle interior side) of the glass portion (site corresponding to outside air temperature) of the side glass 171a and the rear glass 172 is affected by the heat (outside air temperature or heat from solar radiation) of the glass outer wall surface (surface outside the vehicle interior). In response, the surface temperature is likely to change. Furthermore, the surface temperature of the upper body (part corresponding to solar radiation) M1 of the occupant M is likely to change depending on the presence or absence of solar radiation.
[0027]
The inner wall surface temperatures of the side glass 171a, the rear glass 172, the side wall 171b of the front seat door 171 and the like are used for estimation of intrusion heat (heat load) due to the difference between the internal air temperature and the vehicle interior surface temperature. Moreover, the temperature of the part (for example, the clothing part of the driver | operator M) where temperature actually changes under the influence of solar radiation is utilized for estimation of the intrusion heat (heat load) by solar radiation entering into a vehicle interior. Further, the surface temperature of the face M3 (especially the cheek) of the driver M is closely related to the occupant's thermal sensation, and thus is used to perform control matching the sensation of warmth.
[0028]
In FIG. 1, the air conditioner includes an inside air temperature sensor 71, opening degree sensors 72 to 74, and various sensors (not shown). The inside air temperature sensor 71 detects an air temperature in the passenger compartment 10a and outputs an inside air temperature signal. The opening degree sensors 72 to 74 detect the actual opening degree of the air mix damper 40, the outlet switching damper 60, and the inside / outside air switching door 80, and generate an opening degree signal. The operation panel 150 generates various setting signals (setting temperature signal, mode selection signal, auto / manual selection signal, etc.) that are inputs from the passengers to the air conditioner. Here, the operation panel 150 includes temperature setting means for setting the room temperature desired by the passenger.
[0029]
The ECU 90 executes the program in accordance with the flowchart shown in FIG. 4, and during this execution, the drive circuits 100, 110, 120, 130, 140 connected to the blower motor 20a, the electromagnetic clutch 30b, and the three motors 120a, 130a, 140a, respectively. Performs the necessary arithmetic processing for control. In such a case, the ECU 90 is powered by the battery B by the ignition switch IG of the vehicle and enters an operating state, and starts executing the program. The above-mentioned program is stored in advance in the ROM of the ECU 90.
[0030]
The drive circuit 100 is controlled by the ECU 90 to control the rotational speed of the blower motor 20a. The drive circuit 110 is controlled by the ECU 90 to selectively engage the electromagnetic clutch 30a. The motor 120a is driven to rotate by the drive circuit 120 under the control of the ECU 90. This means that the motor 120a adjusts the actual opening of the air mix damper 40 via a speed reduction mechanism (not shown). The motor 130a is driven to rotate by the drive circuit 130 under the control of the ECU 90. This means that the motor 130a selectively switches the outlet switching damper 60 to the first to third switching positions via a speed reduction mechanism (not shown). The motor 140a is driven to rotate by the drive circuit 140 in accordance with the ECU 90. This means that the motor 140a adjusts the actual opening of the inside / outside air switching door 80 via a speed reduction mechanism (not shown).
[0031]
Further, the electromagnetic clutch 30b is driven and engaged by the drive circuit 110 in response to the output signal from the ECU 90, and the compressor 30a is driven by the engine along with this to supply the compressed refrigerant to the evaporator 30. Thus, the air flow introduced by the blower 20 is cooled by the evaporator 30 and flows into the heater core 50 by an amount corresponding to the actual opening θ of the air mix damper 40 and heated, and the remaining air flow is It flows directly behind the heater core 50 and is mixed with the heated air flow.
[0032]
In the above configuration, the engine of the vehicle is started by closing the ignition switch IG and the ECU 90 is put into an operating state. Next, when an operation signal is generated from the operation panel 150, the ECU 90 starts execution of the program in the ECU 90 according to the flowchart of FIG. 4, and first, in step S100, counters and flags used for execution of the subsequent processes. After executing the initialization process for initializing the process, the process proceeds to step S110. In steps S110 and S120, various sensor signals including the switch signal and the non-contact temperature sensor 70 (inner air temperature, engine cooling water temperature, evaporator outlet temperature, vehicle speed, humidity, etc.) are read. Of these sensor signals, the signal of the non-contact temperature sensor 70 is input to step S130.
[0033]
In step S130, as shown in FIG. 5, coefficients K1a to K5d are set for each of the temperature detection elements 70a and 70b in consideration of the degree of influence (mass) on the system. That is, the coefficient for the surface temperature signal output value in the detection region having a large degree of influence on the cooling heat load and the warm feeling is increased. Here, K1a is a coefficient of 1 row and a column, K1b is a coefficient of 1 row and b column,... K5d is a coefficient of 5 row and d column. Of these coefficients, K2b1 to K2b6 are the coefficients of the six narrow-range temperature detecting elements 70a of 2 rows and b columns, and K3c1 to K3c6 are the coefficients of the six narrow-range temperature detecting elements 70a of the 3 rows and c columns. is there. Moreover, at is a constant.
[0034]
Next, in step S140, based on the surface temperature signal output values T1a to T5d, the set temperature Tset, and the internal air temperature Tr read in step S120, the target blown air temperature TAO is calculated using the equation shown in FIG. Here, in the TAO calculation formula in FIG. 6, T1a is the surface temperature signal output value of 1 row a column, T1b is the surface temperature signal output value of 1 row b column, ... T5d is the surface temperature signal output of 5 row d column Output value. Kset and Kr are coefficients, and C is a constant.
[0035]
Next, in step S150, an applied voltage (first blower voltage) to the blower motor 20a corresponding to the target air volume is calculated from the characteristic diagram of FIG. 7 based on the target blown air temperature TAO, and based on the engine coolant temperature Tw. Thus, the second blower voltage is calculated from the characteristic diagram of FIG. 8, and the lower of the two blower voltages is determined as the blower voltage.
[0036]
Next, in step S160, based on the target blown air temperature TAO, the engine coolant temperature Tw, and the evaporator outlet temperature Te, the target opening degree SW of the air mix damper 40 is calculated using the following formula 1. Note that α in Equation 1 is a constant.
[0037]
[Expression 1]
SW = [{TAO− (Te + α)] / [Tw− (Te + α)}] × 100 (%)
Next, in step S170, based on the target blowing air temperature TAO, it is determined whether to introduce inside air or outside air. Next, in step S180, based on the target outlet air temperature TAO, the outlet mode is changed to any one of the face mode (FACE), the bi-level mode (B / L), and the foot mode (FOOT) from the characteristic diagram of FIG. Decide what to do. In step S190, the blower voltage control signal, the air mix damper opening control signal, the inside / outside air introduction mode control signal, and Each outlet mode control signal is output. Then, the process proceeds to step S200, and it is determined whether or not the cycle time t seconds has elapsed. If NO, the process waits in step S200, and if YES, the process returns to step S110.
[0038]
In the present embodiment, the temperature distribution in the vicinity of the head M2 and the face M3 (narrow range) is measured in detail by the narrow-range temperature detection element 70a in which the area of the temperature detection region per element is narrow. The temperature of a specific part (for example, cheek) within this narrow range can be accurately detected. Therefore, it is possible to perform appropriate control that matches the sensation of the occupant based on the cheek skin temperature that is closely related to the sensation, and to improve comfort.
[0039]
In addition, since the temperature of the region where the detailed temperature distribution information is required (near the head M2 and the face M3) is detected by the narrow-range temperature detection element 70a having a small area of the temperature detection region, Although the number of temperature detection elements increases, the temperature of the area where the detailed temperature distribution information is not necessary (around the head M2 and the face M3) is a wide temperature range where the area of the temperature detection area per element is wide. Since the detection is performed by the detection element 70b, the number of temperature detection elements can be reduced in the entire non-contact temperature sensor 70.
[0040]
Accordingly, for example, the temperature of a specific part such as a cheek can be accurately detected, and the circuit scale can be reduced and the temperature signal processing time can be reduced due to the reduction in the number of temperature detection elements.
[0041]
(Second Embodiment)
A second embodiment shown in FIGS. 10 and 11 will be described. In the first embodiment, the non-contact temperature sensor 70 in which two types of temperature detection elements 70a and 70b having different areas of the temperature detection region per element are arranged in a matrix is used. A wide-range non-contact temperature sensor 200 that detects the surface temperature of the entire predetermined area within 10a in a non-contact manner, and a narrow-range non-contact temperature sensor 300 that detects the temperature of a part of the predetermined area (narrow range). And are used.
[0042]
Further, with the use of the two non-contact temperature sensors 200, the processing content of step S120 (see FIG. 4) of the first embodiment is changed as shown in FIG. Except for these changes, the second embodiment is the same as the first embodiment.
[0043]
In FIG. 10, a wide-range non-contact temperature sensor 200 has a large number of wide-range temperature detection elements (second temperature detection elements) 210 arranged in a matrix, condensing infrared rays radiated from a test temperature body with a lens 220, A wide-range thermal image is formed on the wide-range temperature detection element 210.
[0044]
The narrow-range non-contact temperature sensor 300 includes a large number of temperature detection elements (first temperature detection elements) 310 arranged in a matrix, and infrared rays radiated from the temperature object to be detected are placed on the narrow-range temperature detection element 310 by the lens 320. The light is condensed to form a narrow range thermal image on the narrow range temperature detecting element 310. In addition, the direction is changed by a driving device (temperature detection region adjusting means) 330 that adjusts the temperature detection direction of the narrow range temperature detection element 310.
[0045]
Both non-contact temperature sensors 200 and 300 are installed in front of the occupant M (for example, the instrument panel).
[0046]
Here, the area (A1) of the temperature detection region per element of the narrow-range non-contact temperature sensor 300 is larger than the area (A2) of the temperature detection region per element of the wide-range non-contact temperature sensor 200. The area ratio (A1 / A2) is set to 1/3.
[0047]
FIG. 11 shows a sensor signal reading step. First, in step S121, the wide-area non-contact temperature sensor 200 detects the temperature of the entire detection area 160 in FIG. 3, and acquires wide-area temperature distribution information.
[0048]
Next, in step S122, the position of the face M3 is determined based on the wide-range temperature distribution information. That is, except for the case where the inside air temperature is extremely high, such as during cool-down in summer, the wide-range temperature distribution has the highest temperature in the vicinity of the face M3, so the highest temperature part is determined as the position of the face M3.
[0049]
Next, in step S123, the direction of the narrow-range non-contact temperature sensor 300 is adjusted by the driving device 330 so that the narrow-range non-contact temperature sensor 300 is directed in the direction of the position of the face M3 obtained in step S122. After the adjustment, the temperature distribution near the face M3 is measured in detail by the narrow range non-contact temperature sensor 300, and the narrow range temperature distribution information near the face M3 is acquired.
[0050]
Here, as is clear from the narrow-range temperature distribution information shown in FIG. 10, the position of the eyes and nose can be specified from the difference between the eye and nose temperatures and the facial skin temperature, The cheek temperature can be detected by specifying the position of the cheek from the position.
[0051]
Next, in step S124, signals of other sensors except for the non-contact temperature sensors 200 and 300 are read. The temperature measurement by both non-contact temperature sensors 200 and 300 is performed, for example, every 4 seconds.
[0052]
In the present embodiment, the temperature of a specific part (for example, cheek portion) within a narrow range can be accurately detected by the narrow range temperature detection element 310 having a small area of the temperature detection region per element.
[0053]
Further, since the temperature of the region where detailed temperature distribution information is not required is detected by the wide-range temperature detection element 210 having a large area of the temperature detection region for each element, the number of temperature detection elements may be reduced. it can. Therefore, the circuit scale can be reduced along with the reduction in the number of temperature detection elements, and the temperature signal processing time can be shortened.
[0054]
Furthermore, by obtaining the position of the face M3 from the wide-range temperature distribution information and adjusting the direction of the narrow-range non-contact temperature sensor 300, the temperature in the vicinity of the face M3 can be ensured regardless of the physique and seating posture of the occupant M. Distribution information can be acquired.
[0055]
(Third embodiment)
A third embodiment shown in FIGS. 12 and 13 will be described. In the second embodiment, two non-contact temperature sensors 200 and 300 are used to detect a wide range of temperatures and a narrow range of temperatures. However, in this embodiment, one non-contact temperature sensor 400 is used for a wide range. These are used by switching between a state for detecting the temperature and a state for detecting a temperature in a narrow range. Other configurations are the same as those of the second embodiment.
[0056]
In FIG. 12, the non-contact temperature sensor 400 includes a large number of temperature detection elements 410 arranged in a matrix and a zoom lens 420 through which infrared rays pass. As shown in FIG. 13, the zoom lens 420 includes two fixed lenses 421 and 422 and a movable lens 423 whose relative position with respect to the temperature detection element 410 can be changed. The area of the temperature detection region of the non-contact temperature sensor 400 can be changed.
[0057]
In the above-described configuration, first, the movable lens 423 is moved to the solid line position to set the wide range state (first state) for detecting the temperature (wide range) of the entire detection region 160 in FIG. Get information. Next, the movable lens 423 is moved to the broken line position 423a to set the narrow range state (second state) in which the temperature near the face M3 (narrow range) is detected, and the temperature distribution information near the face M3. To get.
[0058]
In the present embodiment, the area of the temperature detection region per element of the non-contact temperature sensor 400 is smaller in the narrow range state than in the wide range state. Therefore, when the narrow range state is set, the vicinity of the face M3 Detailed temperature distribution information can be obtained.
[0059]
In addition, since one non-contact temperature sensor 400 detects a wide range of temperatures and a narrow range of temperatures, the number of temperature detection elements can be reduced. Therefore, the circuit scale can be reduced along with the reduction in the number of temperature detection elements, and the temperature signal processing time can be shortened.
[0060]
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment shown in FIGS. 14 and 15 will be described. In the non-contact temperature sensor 500 of the present embodiment, a large number of wide-range temperature detecting elements (second temperature detecting elements) 510 arranged in a matrix are arranged to face the lens 530, and a large number of arranged in a matrix. A narrow range temperature detection element (first temperature detection element) 520 is disposed at a position orthogonal to a line connecting the wide range temperature detection element 510 and the lens 530, and further, a mirror ( (Temperature detection region adjusting means) 540 is disposed between the wide-range temperature detecting element 510 and the lens 530.
[0061]
The area of the temperature detection region per element of the narrow range temperature detection element 520 is set to be smaller than the area of the temperature detection region per element of the wide range temperature detection element 510. The wide range temperature detecting element 510 detects the temperature in the entire region (wide range) of the detection region 160 of FIG. 3, while the narrow range temperature detecting element 520 is the head M2 and the face M3 in the detection region 160 of FIG. Detect the temperature in the vicinity (narrow range).
[0062]
In the above configuration, the mirror 540 is first rotated to the solid line position to form a wide range thermal image on the wide range temperature detection element 510 and set to a wide range state (first state) for detecting a wide range temperature, Obtain a wide range of temperature distribution information.
[0063]
Next, by rotating the mirror 540 to the broken line position 540a, a narrow range thermal image is formed on the narrow range temperature detecting element 520 to detect a narrow range temperature (second state). Set and get temperature distribution information in a narrow range. Here, in setting the narrow range state, the position of the face M3 is determined based on the wide range temperature distribution information, and the thermal image of the face M3 is displayed on the narrow range temperature detection element 520 based on the determination result. The direction of the mirror 540 is adjusted so that an image is formed. Therefore, the mirror 540 serves as a temperature detection site adjustment means for adjusting the temperature detection direction of the narrow range temperature detection element 520.
[0064]
In the present embodiment, as in the second embodiment, the temperature of a specific part within a narrow range can be accurately detected, the circuit scale can be reduced along with the reduction in the number of temperature detection elements, and the temperature signal processing time can be reduced. Can be shortened.
[0065]
Further, by obtaining the position of the face M3 from the wide-range temperature distribution information and adjusting the orientation of the mirror 540, the temperature distribution information in the vicinity of the face M3 is surely acquired regardless of the physique and seating posture of the occupant M. be able to.
[0066]
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment shown in FIG. 16 will be described. The non-contact temperature sensor 500A of the present embodiment uses a half mirror (temperature-sensing region adjusting means) 550 that can rotate about a shaft 551 instead of the mirror 540 of the non-contact temperature sensor 500 in the fourth embodiment. The other points are the same as in the fourth embodiment.
[0067]
The half mirror 550 is disposed between the wide-range temperature detection element 510 and the lens 530, and passes a part of the infrared light after passing through the lens 530 to the wide-range temperature detection element 510 side and through the lens 530. The remainder of the subsequent infrared rays is reflected toward the narrow-range temperature detection element 520 side.
[0068]
Then, a wide-range thermal image is formed on the wide-range temperature detection element 510 to acquire wide-range temperature distribution information, and a narrow-range thermal image is formed on the narrow-range temperature detection element 520 to narrow-down the temperature distribution. Get information.
[0069]
Here, the position of the face M3 is determined based on the wide-range temperature distribution information, and based on the determination result, the thermal image of the face M3 is formed on the narrow-range temperature detection element 520 so that the half mirror 550 Adjust the orientation. Accordingly, the half mirror 550 serves as a temperature detection site adjustment means for adjusting the temperature detection direction of the narrow range temperature detection element 520.
[0070]
In the present embodiment, as in the second embodiment, the temperature of a specific part within a narrow range can be accurately detected, the circuit scale can be reduced along with the reduction in the number of temperature detection elements, and the temperature signal processing time can be reduced. Can be shortened.
[0071]
Furthermore, the position of the face M3 is obtained from the wide-range temperature distribution information, and the orientation of the half mirror 550 is adjusted, so that the temperature distribution information in the vicinity of the face M3 is surely acquired regardless of the physique of the occupant M and the sitting posture. can do.
[0072]
(Other embodiments)
In the above embodiment, an infrared sensor using a thermopile detection element is exemplified as the non-contact temperature sensor. However, an infrared sensor using a bolometer-type detection element configured with a resistor having a large temperature coefficient, and other types of infrared sensors. A sensor can also be used. Furthermore, not only the infrared sensor but also other types of non-contact temperature sensors that detect the surface temperature of the test object in a non-contact manner can be used.
[0073]
In addition, the temperature detection directions of the non-contact temperature sensor 70 of the first embodiment and the non-contact temperature sensor 400 of the third embodiment can be adjusted by a temperature measurement region adjusting means such as the driving device 330 of the second embodiment. Also good.
[0074]
In the first embodiment, the inside air temperature sensor 71 is used. However, the inside air temperature sensor 71 can be eliminated by estimating the inside air temperature based on the signal from the non-contact temperature sensor 70 and performing air conditioning control.
[0075]
Moreover, you may perform air-conditioning control according to solar radiation amount, external temperature, etc. using a solar radiation sensor, an external temperature sensor, etc.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an overall configuration of a first embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram showing a configuration of the non-contact temperature sensor of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a detection range of the non-contact temperature sensor of FIG. 1;
4 is a flowchart showing an air conditioning control process executed by the ECU of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing a control process in step S130 of FIG.
6 is a flowchart showing a control process in step S140 of FIG.
FIG. 7 is a control characteristic diagram of the blower.
FIG. 8 is a control characteristic diagram of the blower.
FIG. 9 is a control characteristic diagram of the air outlet mode.
FIG. 10 is a perspective view showing a configuration of a non-contact temperature sensor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart showing a main part control process in the second embodiment;
FIG. 12 is a perspective view showing a non-contact temperature sensor according to a third embodiment of the present invention.
13 is a side view of a main part of the non-contact temperature sensor of FIG.
FIG. 14 is a side view showing a non-contact temperature sensor according to a fourth embodiment of the present invention.
15 is a configuration diagram of a main part of the non-contact temperature sensor of FIG.
FIG. 16 is a side view showing a non-contact temperature sensor according to a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
70, 200, 300, 400, 500, 500A ... non-contact temperature sensor,
70a, 310, 520 ... first temperature detecting element,
70b, 210, 510... Second temperature detecting element, 410.

Claims

A non-contact temperature sensor (70, 200, 300, 500, 500A) for detecting a temperature distribution in a predetermined region (160) in the passenger compartment (10a) in a non-contact manner by a plurality of temperature detection elements; In a vehicle air conditioner that performs air conditioning control based on a temperature signal of (70, 200, 300, 500, 500A),
The temperature detection element includes a first temperature detection element (70a, 310, 520) for detecting the temperature of the face (M3) of the occupant (M) , a side glass (171a), and an upper body (M1) of the occupant (M). A second temperature detecting element (70b, 210, 510) for detecting the temperature ;
The target blown air temperature is calculated using the temperature signal of the first temperature detection element (70a) and the temperature signal of the second temperature detection element (70b),
The first temperature detection element (70a) is composed of an element having a small area of the temperature detection region per temperature detection element,
A vehicle characterized in that the second temperature detection element (70b) is constituted by an element having a temperature detection area per temperature detection element wider than that of the first temperature detection element (70a, 310, 520). Air conditioner.

The non-contact temperature sensor (200, 300, 500, 500A) includes adjusting means (330, 540, 550) for adjusting a temperature detection direction of the first temperature detecting element (310, 520). The vehicle air conditioner according to claim 1 .

A non-contact temperature sensor (400) that detects a temperature distribution in a predetermined region (160) in the passenger compartment (10a) in a non-contact manner by a large number of temperature detection elements (410) that generate electrical signals in accordance with the amount of infrared rays. A vehicle air conditioner that performs air conditioning control based on a temperature signal of the non-contact temperature sensor (400),
The non-contact temperature sensor (400) includes a lens (423) through which the infrared light passes and whose relative position with the temperature detection element (410) can be changed.
A first state in which the temperature of the upper side (M1) of the side glass (171a) and the occupant (M) is detected by changing the relative position of the temperature detection element (410) and the lens (423), and the occupant (M) Switch to the second state to detect the temperature of the face (M3) of
The target blown air temperature is calculated using the temperature signal detected in the first state and the temperature signal detected in the second state,
The vehicle air conditioner is characterized in that an area of the temperature detection region in the first state is set wider than an area of the temperature detection region in the second state .

The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 3 , wherein the plurality of temperature detection elements are arranged in a matrix.