JP4316363B2

JP4316363B2 - 空調制御ユニットおよび車両用空調装置

Info

Publication number: JP4316363B2
Application number: JP2003403443A
Authority: JP
Inventors: 輝久藤沼
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-12-02
Filing date: 2003-12-02
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2023-12-02
Also published as: JP2005161993A

Description

本発明は、赤外線センサを用いて車両搭乗者の表面温度を検出し、検出された温度状態に応じて空調温度調節を行う空調制御ユニットおよび車両用空調装置に関する。

従来より、赤外線センサ（ＩＲセンサ）を用いて搭乗者の温度状態を検出することにより、車両室内の快適状態を判断し、検出した温度に応じて空調設備の駆動制御を行う空調制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

赤外線センサは、搭乗者の露出肌部分に赤外線を照射し易いように、インナーパネル上部のエアコン吹出口近傍や、ルームミラー近傍に設置されることが多い。
特開２００１−３２２４１６公報

しかしながら、赤外線センサは、周囲の気流状態の影響を受けやすいので、気流状態に応じて検出温度が大きく変化（温度とび）する場合あり、エアコン吹出口近傍に赤外線センサを設置した場合には温度とびを生ずるおそれがあった。

このため、周囲を囲うフードを赤外線センサに設置し、赤外線センサの周囲の気流変化を抑制する方法が考えられているが、フードを設けると赤外線センサの設置位置や設置場所の形状等に対する制約が多くなるという問題があった。

また、フードを設けた場合であっても、車両の加速・減速・旋回等により生ずる赤外線センサ周囲の気流変化によって温度とびが生じる場合があった。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、フード等を設置することなく赤外線センサによる温度とび検出を抑制することが可能な空調制御ユニット及びそれを備えた車両用空調装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、赤外線を用いて搭乗者の表面温度を検出する非接触温度センサと、該非接触温度センサにより検出された表面温度をフィルタ処理し、フィルタ処理された該表面温度に基づいて空調温度の設定変更を行う制御手段とを備えた車両用空調装置の空調制御ユニットにおいて、前記車両の加速・減速・旋回状態を検出する車両状況検出手段を備え、前記制御手段は、前記車両状況検出手段により前記車両が加速・減速・旋回状態にあると判断されたときに前記非接触温度センサにより検出された表面温度を前記フィルタ処理する場合に、既定値よりも長いフィルタ時定数を用いて前記フィルタ処理を行い、前記車両の加速・減速・旋回状態が所定時間よりも短い場合には、前回のフィルタ処理結果を読み出すことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の空調制御ユニットを備えた車両用空調装置であることを特徴とする。

請求項１及び請求項２に係る発明によれば、車両状況検出手段により車両が加速・減速・旋回状態にあると判断されたときに非接触温度センサにより検出された表面温度をフィルタ処理する場合に、既定値よりも長いフィルタ時定時を用いて前記フィルタ処理を行うことにより、非接触温度センサにより検出される表面温度の温度とびに応じて空調制御装置の空調温度が急激に変更されることを防止することができ、搭乗者に対する不快感を低減させることが可能となる。

以下、本発明に係る空調制御部（空調制御ユニット）を備えた車両用空調装置について、図面を用いて説明を行う。

図１は、車両用空調装置を示した概略図であり、車両用空調装置１には、エアダクトを形成する筐体本体部２内に、内外気切替ドア３と、ブロワ４と、エバポレータ（冷房用熱交換器）５と、コンプレッサ６と、エアミックスダンパ７と、ヒータコア８と、吹出口切替ダンパ９とが配設されており、さらに筐体本体部２の外側に、これらの動作を制御する空調制御部１０が設けられている。

内外気切替ドア３は、筐体本体部２内に外気を導入するか内気を導入するかに応じて、開閉角度調整が行われる。ブロワ４は、ブロワモータの駆動に応じ筐体本体部２内に外気又は内気を導入し、エバポレータ５、エアミックスダンパ７、ヒータコア８および吹出口切替ダンパ９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１３内に空気流を送出する。エバポレータ５は、コンプレッサ６の作動に応じてブロワ４より送出された空気流の冷却を行う。

エアミックスダンパ７は、空気流の温度調節を行う温度調節手段を構成するものであり、エアミックスダンパ７の開閉角度に応じ、エバポレータ５からヒータコア８に流入させる冷却空気流の量、およびエバポレータ５からヒータコア８を迂回して車室内に流入させる冷却空気流の量を調節する。ヒータコア８は、エンジンの冷却水を利用して流入冷却空気流を再加熱する。吹出口切替ダンパ９は、ヒータコア８により再加熱された加熱空気流と、ヒータコア８を迂回する冷却空気流との混合空気流の吹出口を、フェイス吹出口１１又はフット吹出口１２のいずれかに切り替える。

空調制御部１０には、非接触温度センサ（赤外線（ＩＲ）センサ）２０と、内気温度センサ２１と、加速度センサ２２と、その他のセンサ２３（エンジン冷却水温、エバポレータ出口温等を検出するセンサ等）が接続されている。非接触温度センサ２０は、搭乗者４０の露出肌部分に赤外線を照射し易いように、図２に示すインストゥルパネル２５の中央部に設置されている。さらに、空調制御部１０には、操作パネル２６が接続されている。

非接触温度センサ２０は、搭乗者４０の表面温度を非接触で検出して表面温度信号を空調制御部１０に送信し、内気温度センサ２１は、車室１３内の空気温度を検出して内気温度信号を送信する。また、加速度センサ２２は、車両の加速、減速、旋回等の状態を判断して加速度信号を空調制御部１０に送信する。操作パネル２６は、搭乗者４０が操作した各種設定情報（設定温度情報、モード選択情報、オート／マニュアル選択情報等）を空調制御部１０に伝達する。また、空調制御部１０は、イグニッション２７のＯＮの場合に駆動する構造となっている。

空調制御部１０は、Ａ／Ｄ変換部３０と、駆動回路部３１と、ＣＰＵ３２とを備えている。Ａ／Ｄ変換部３０は、非接触温度センサ２０と、内気温度センサ２１と、加速度センサ２２と、その他のセンサ２３とで検出された各種情報をＡ／Ｄ変換してＣＰＵ３２に伝達する。駆動回路部３１は、ＣＰＵ３２の命令に応じて、内外気切替ドア３と、ブロワ４と、エバポレータ５と、コンプレッサ６と、エアミックスダンパ７と、ヒータコア８と、吹出口切替ダンパ９とを駆動制御する。ＣＰＵ３２は、非接触温度センサ２０等で検出された各種情報と、操作パネル２６により搭乗者４０が操作した各種設定情報とに基づいて次述する各種判断処理を行い駆動回路部３１の制御を行う。

図３は、ＣＰＵ３２の判断処理を示したフローチャートである。イグニッション２７がＯＮの状態において操作パネル２６により空調制御部１０の電源がＯＮされて、ＣＰＵ３２が空調稼動開始信号を受信した場合、まず、ＣＰＵ３２は、後の処理に使用するカウンタやフラグの初期化（初期設定）を行う（ステップＳ１００）。次に、ＣＰＵは３２、操作パネル２６による各種設定情報および非接触温度センサ２０を含む各種センサの各情報（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（ステップＳ１１０）。

次に、ＣＰＵ３２は、ステップＳ１１０において読み込んだ各種情報（非接触温度センサ２０による表面温度情報、操作パネル２６により設定された設定温度情報、内気温度センサにより検出された内気温度情報等）に基づき、目標吹出空気温度ＴＡＯを演算する（ステップＳ１２０）。なお、ＣＰＵ３２は、非接触温度センサ２０により検出された表面温度の値を後述する処理により設定されるフィルタ時定数でフィルタ処理を行ってから、目標吹出空気温度ＴＡＯの算出に使用する。

その後、ＣＰＵ３２は、上記目標吹出空気温度ＴＡＯに基づいて目標風量に対応するブロワ４への印可電圧（第１ブロワ電圧）を算出するとともに、エンジン冷却水温に基づいて第２ブロワ電圧を算出し、両ブロワ電圧のうち低い方を制御に用いるブロワ電圧として決定する（ステップＳ１３０）。

次に、ＣＰＵ３２は、目標吹出空気温度ＴＡＯとエンジン冷却水温及びエバポレータ出口温とに基づき、エアミックスダンパ７の目標開度を算出する（ステップＳ１４０）。また、ＣＰＵ３２は、目標吹出空気温度ＴＡＯ及び搭乗者４０による操作パネル２６の設定に基づいて、内気導入を行うか外気導入にするかを決定し（吸込口モード決定）、さらに、空気流の吹出口をフェイス吹出口１１にするかフット吹出口１２にするかを決定する（吹出口モード決定、ステップＳ１５０）。

そして、ＣＰＵ３２は、ステップＳ１２０〜ステップＳ１５０において演算・決定した結果に応じて、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駆動回路部３１に出力して各部分の制御を行い（設定制御信号出力、ステップＳ１６０）、また、ブロワ電圧制御により風量制御（ステップＳ１７０）を行い、さらにコンプレッサの制御を行う（ステップＳ１８０）。ＣＰＵ３２は、図３に示す上述の処理を繰り返し行う。

ＣＰＵ３２は、ステップＳ１１０において表面温度の読み取りを行うにあたり、非接触温度センサ２０及び加速度センサ２２の値を考慮し、表面温度の補正処理を行う。

図４は、ＣＰＵ３２が非接触温度センサ２０を用いて表面温度を補正する処理を示したフローチャートである。ＣＰＵ３２は、非接触温度センサ２０により検出された表面温度（ＩＲ値）と、その直前（前回）検出したＩＲ値との差ΔＩＲの絶対値を求めて（ステップＳ２００）、その差ΔＩＲ絶対値の値が５度以上であるか否かの比較を行い（ステップＳ２１０）、絶対値が５度以上の場合には、フィルタ時定数を６０秒に設定し（ステップＳ２２０）、絶対値が５度以上でない場合には、フィルタ時定数を１０秒に設定する（ステップＳ２３０）。その後、ＣＰＵ３２は、非接触温度センサ２０により検出されたＩＲ値を、ステップＳ２２０又はステップＳ２３０で設定されたフィルタ時定数を用いてフィルタ処理する（ステップＳ２４０）。

このように、ΔＩＲの絶対値が５度以上の場合には、フィルタ時定数を１０秒から６０秒に変化させることによって、急激な検出温度の変化（温度とび等）に伴って空調制御装置１の空調温度が急激に変更されることを防止することができ、搭乗者４０に対する不快感を低減させることが可能となる。

また、図５は、ＣＰＵ３２が、加速度センサ２２により検出された車両走行状態に応じて表面温度を補正する処理を示したフローチャートである。

ＣＰＵ３２は、加速度センサ２２によって検出された情報より、車両が加速中であるか（ステップＳ３００）、減速中であるか（ステップＳ３１０）、旋回中であるか（ステップＳ３２０）を判断する。車両が加速中・減速中・旋回中のいずれかの状態に該当する場合（ステップＳ３００、ステップＳ３１０、ステップＳ３２０のいずれかの処理においてＹＥＳの場合）には、フィルタ時定数を６０秒に設定し（ステップＳ３３０）、いずれにも該当しない場合には、フィルタ時定数を１０秒に設定する（ステップＳ３４０）。その後、ＣＰＵ３２は、非接触温度センサ２０により検出されたＩＲ値を、ステップＳ３３０またはステップＳ３４０で設定されたフィルタ時定数を用いてフィルタ処理する（ステップＳ３５０）。

このように、車両の加速・減速・旋回走行等により赤外線センサ周囲の気流変化が生じて温度とびが生じるおそれがある場合には、フィルタ処理のフィルタ時定数を１０秒から６０秒に変化させることによって、赤外線センサの温度とびに応じて空調制御装置１の空調温度が急激に変更されることを防止することができ、搭乗者に対する不快感を低減させることが可能となる。

以上、本発明に係る空調制御部１０を備えた車両用空調装置１について説明を行ったが、本発明に係る空調制御部１０は、上述のものに限定されるものではない。例えば、ＣＰＵ３２が、非接触温度センサ２０、加速度センサ２２以外のセンサにより検出した情報に基づいてフィルタ時定数の値を変化させても良い。

また、図５に示した処理において、加速度センサ２２により車両走行状態が加速・減速・旋回中であることが一定時間以上、例えば、図６のステップＳ３６０に示すように５秒以上継続する場合にのみ、フィルタ時定数を６０秒に設定して、非接触温度センサ２０により求められたＩＲ値のフィルタ処理を行い（ステップＳ３３０、Ｓ３５０）、車両走行状態が加速・減速・旋回中であって一定時間（図６の場合には５秒）以下であった場合には、前回の処理において求められたＩＲ値を読み出して（ステップＳ３７０）、ＣＰＵ３２に表面温度情報として送信するようにしても良い。走行車両の加速・減速・旋回状態が５秒以上継続しない場合には、前回フィルタ処理を行ったＩＲ値をＣＰＵ３２に伝達することによって、短時間に加速・非加速等が繰り返されて赤外線センサで検出された表面温度が安定しない場合であっても、前回のフィルタ処理により求められたＩＲ値を空調制御判断に用いることにより、安定した空調制御装置の制御を行うことが可能となる。

本発明に係る車両用空調装置を示した概略構成図である。非接触温度センサの設置位置を示した車両室内の斜視図である。空調制御部のＣＰＵによる空調制御用の判断処理を示したブロック図である。空調制御部のＣＰＵが非接触温度センサを用いて表面温度補正を行う処理を示したフローチャートである。空調制御部のＣＰＵが加速度センサを用いて表面温度補正を行う処理を示したフローチャートである。図５に示した処理の変形例を示したフローチャートである。

符号の説明

１車両用空調装置
２筐体本体部
３内外気切替ドア
４ブロワ
５エバポレータ
６コンプレッサ
７エアミックスダンパ
８ヒータコア
９吹き出し切替ダンパ
１０空調制御部（空調制御ユニット）
２０非拙速温度センサ
２２加速度センサ
２６操作パネル
３０Ａ／Ｄ変換部
３１駆動回路部
３２ＣＰＵ（制御手段）

Claims

赤外線を用いて搭乗者の表面温度を検出する非接触温度センサと、該非接触温度センサにより検出された表面温度をフィルタ処理し、フィルタ処理された該表面温度に基づいて空調温度の設定変更を行う制御手段とを備えた車両用空調装置の空調制御ユニットにおいて、
前記車両の加速・減速・旋回状態を検出する車両状況検出手段を備え、
前記制御手段は、前記車両状況検出手段により前記車両が加速・減速・旋回状態にあると判断されたときに前記非接触温度センサにより検出された表面温度を前記フィルタ処理する場合に、既定値よりも長いフィルタ時定数を用いて前記フィルタ処理を行い、
前記車両の加速・減速・旋回状態が所定時間よりも短い場合には、前回のフィルタ処理結果を読み出すことを特徴とする空調制御ユニット。
請求項１に記載の空調制御ユニットを備えたことを特徴とする車両用空調装置。