JP6673234B2

JP6673234B2 - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP6673234B2
Application number: JP2017008731A
Authority: JP
Inventors: 竹田　弘; 弘竹田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-01-20
Filing date: 2017-01-20
Publication date: 2020-03-25
Anticipated expiration: 2037-01-20
Also published as: JP2018114942A

Description

本開示は、車両用空調装置に関する。

車両用空調装置であって、乗員が着座したか否かを判定するものが知られている。下記特許文献１では、一対の非接触温度センサを用い、それぞれの検出温度に温度差が生じたか否かを判定することにより、座席に乗員が着座したか否かを判定している。一対の温度センサは、一方が右側座席の温度を検出し、他方が左側座席の温度を検出している。

特開２０１０−２３６９５号公報

特許文献１では、乗員の乗車前後の座席の温度変化に基づいて着座有無を判定している。従って、例えば乗車中に後方側座席の乗員の着座位置を判断したい場合には、乗車前後の座席の温度変化を用いることができないため、着座位置を検出することができない。

本開示は、乗車中においても乗員の着座位置を検出することが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。

本開示は、車両用空調装置であって、測定用空調風を測定対象領域に向ける風向制御部（２０２）と、測定用空調風の風量及び／又は温度を、測定対象領域に配置されるシート及びシートに着座する乗員に表面温度変化が発生する風量及び／又は温度に調整する風温・風量制御部（２０３）と、測定用空調風を吹き付けた結果、測定対象領域における温度変化の度合いを判定し、どの位置に前記乗員が着座しているかを判定する温度変化判定部（２０４）と、を備える。

本開示では、シートと乗員との熱容量の差を利用し、測定用空調風を吹き付けた結果として測定対象領域における温度変化の度合いを判定し、どの位置に乗員が着座しているかを判定している。従って、乗車中においても乗員の着座位置を検出することができる。

尚、「課題を解決するための手段」及び「特許請求の範囲」に記載した括弧内の符号は、後述する「発明を実施するための形態」との対応関係を示すものであって、「課題を解決するための手段」及び「特許請求の範囲」が、後述する「発明を実施するための形態」に限定されることを示すものではない。

本開示によれば、乗車中においても乗員の着座位置を検出することが可能な車両用空調装置を提供することができる。

図１は、車両用空調装置の機能的な構成を示すブロック構成図である。図２は、図１に示される赤外線センサの挙動を説明するための図である。図３は、車両用空調装置の動作を説明するためのフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

図１に示されるように、本実施形態に係る車両用空調装置１０は、乗車位置検出部２０と、センサ保持部３０と、空調制御部４０と、を備えている。乗車位置検出部２０とセンサ保持部３０とは、互いにデータ通信可能なように構成されている。空調制御部４０は、車両用空調装置１０に含まれる冷凍サイクルや送風ファンやエアミックスドアやルーバー（いずれも不図示）を制御し、車両用空調装置１０が搭載される車両車室内を空調するものである。空調制御部４０は、乗車位置検出部２０から出力される情報に基づいて、車室内を空調する。

センサ保持部３０は、赤外線センサ３０１と、センサ駆動部３０２とを有している。センサ保持部３０は、赤外線センサ３０１を保持する部分である。センサ駆動部３０２は、赤外線センサ３０１を所定方向の所定範囲に動かすことが可能なように構成されている。センサ駆動部３０２は、乗車位置検出部２０から出力される指示信号に基づいて赤外線センサ３０１を駆動してもよく、自律的に赤外線センサ３０１を駆動してもよい。

赤外線センサ３０１は、複数の赤外線検出素子が行列状に配置されている。赤外線検出素子が検出した温度データは、乗車位置検出部２０に出力される。

乗車位置検出部２０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び入出力ポートを含むものである。乗車位置検出部２０は、車内ネットワークを通して車両に搭載された他のＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）と情報通信可能なように構成されている。乗車位置検出部２０は機能的な構成要素として、センサ方向判定部２０１と、風向制御部２０２と、風温・風量制御部２０３と、温度変化判定部２０４と、を備えている。

センサ方向判定部２０１は、赤外線センサ３０１が測定対象領域に向いているか否かを判断する部分である。測定対象領域とは、乗員が車両のシートのどの位置に着座しているか判断するにあたって、車両用空調装置１０が温度変化を意図的に起こして判断する対象領域である。

図２に示されるように、車室内５において、赤外線センサ３０１側に前方側座席５０，５１が設けられており、前方側座席５０，５１を挟んで赤外線センサ３０１よりも遠い側に後方側座席５２が設けられている。前方側座席５０には乗員ＨＦＲが着座しており、前方側座席５１には乗員ＨＦＬが着座している。後方側座席５２には、赤外線センサ３０１から見て右側から順に、乗員ＨＲＲ、乗員ＨＲＣ、乗員ＨＲＬが着座している。

測定対象領域としては、例えば後方側座席５２及び乗員ＨＲＲ、乗員ＨＲＣ、乗員ＨＲＬを含む領域が設定される。測定対象領域の設定は、乗車位置検出部２０が自律的に行ってもよく、運転者が設定してもよい。後方側座席５２及び乗員ＨＲＲ、乗員ＨＲＣ、乗員ＨＲＬを含む領域が測定対象領域として設定されると、赤外線センサ３０１は、後方側座席５２及び乗員ＨＲＲ、乗員ＨＲＣ、乗員ＨＲＬを含む領域の温度を検出するように駆動される。

風向制御部２０２は、測定用空調風を測定対象領域に向ける部分である。例えば、後方側座席５２及び乗員ＨＲＲ、乗員ＨＲＣ、乗員ＨＲＬを含む領域が測定対象領域として設定されると、風向制御部２０２は、測定用空調風を測定対象領域に向けて吹き出すように空調制御部４０に指示信号を出力する。風向制御部２０２は、空調モードがフェイス及びバイレベルの場合には、測定用空調風が測定対象領域に向くように指示信号を出力する。風向制御部２０２は、空調モードがフットの場合には風向を変更しない。

空調制御部４０は、後方側座席５２及び乗員ＨＲＲ、乗員ＨＲＣ、乗員ＨＲＬを含む領域に測定用空調風を吹き出す。風向制御部２０２は、センサ方向判定部２０１が、赤外線センサ３０１が測定対象領域に向いていると判断すると、測定用空調風を測定対象領域に向けて吹き出すように空調制御部４０に指示信号を出力する。

風温・風量制御部２０３は、測定用空調風の風量及び／又は温度を、測定対象領域に配置されるシート及びシートに着座する乗員に表面温度変化が発生する風量及び／又は温度に調整する部分である。測定用空調風の温度は、室温と温度差が広がるように設定される。例えば、夏季においては室温よりも低い温度となるように、測定用空調風の温度が設定される。一方、冬季においては室温よりも高い温度となるように、測定用空調風の温度が設定される。この温度設定は、空調モードが、フェイス、バイレベル、フットのそれぞれにおいて、室温と温度差が広がるように設定される。

風量の観点からは、測定対象領域に配置されるシート及びシートに着座する乗員に表面温度変化が発生するように、一定風量以上の風量となるように調整される。空調モードがフェイス及びフットの場合は、通常の空調風量よりも少し風量が増えるように調整する。空調モードがバイレベルの場合は、フェイス及びフットの場合よりも更に風量が増えるように調整する。

温度変化判定部２０４は、測定用空調風を吹き付けた結果、測定対象領域における温度変化の度合いを判定し、どの位置に乗員が着座しているか否かを判定する部分である。具体的には、温度変化判定部２０４は、温度変化が閾値を超えた位置に乗員が着座していると判定する。更に、温度変化判定部２０４は、車室内の熱負荷が相対的に高い場合には閾値を増やす補正を行い、前記車室内の熱負荷が相対的に低い場合には前記閾値を減らす補正を行う。室内環境が快適から乖離があれば温度変化が現れにくいので閾値を増やし、室内環境が快適に近ければ温度変化が現れやすいので閾値を減らすことができる。室内環境の快適度合いは、内気温や外気温や日射量や空調が実行されている時間などから算出される。

冷風を当てると、シートは温度が下がりにくく、人は温度が下がりやすい。シートは衣服に比べて表面材の厚みがあるので熱容量が大きく、温度が下がりにくい。一方、温風を当てると、シートは温度が上がりにくく、人は温度が上がりやすい。シートは衣服に比べて表面材の厚みがあるので熱容量が大きく、温度が上がりにくい。このような原理によって、温度変化判定部２０４は、測定対象領域における温度変化の度合いを判定し、どの位置に乗員が着座しているか否かを判定する。

続いて、図３を参照しながら、乗車位置検出部２０における情報処理フローについて説明する。ステップＳ１０１では、センサ方向判定部２０１が、赤外線センサ３０１が測定対象領域である後方側座席５２及び乗員ＨＲＲ、乗員ＨＲＣ、乗員ＨＲＬを含む領域に向いているか否かを判定する。赤外線センサ３０１が後方側座席５２を含む測定対象領域に向いていれば、ステップＳ１０２の処理に進む。赤外線センサ３０１が後方側座席５２を含む測定対象領域に向いていなければ、リターンする。

ステップＳ１０２では、風向制御部２０２が、測定用空調風を測定対象領域に向けるように、空調制御部４０に指示信号を出力する。

ステップＳ１０２に続くステップＳ１０３では、風温・風量制御部２０３が、測定用空調風の風量及び／又は温度を、測定対象領域に配置されるシート及びシートに着座する乗員に表面温度変化が発生する風量及び／又は温度に調整するように、空調制御部４０に指示信号を出力する。

ステップＳ１０３に続くステップＳ１０４では、温度変化判定部２０４が、赤外線センサ３０１が測定する温度変化の絶対値が、閾値α℃を超えているか否かを判断する。赤外線センサ３０１が測定する温度変化の絶対値が閾値α℃を超えていればステップＳ１０５の処理に進み、赤外線センサ３０１が測定する温度変化の絶対値が閾値α℃を超えていなければ、リターンする。

ステップＳ１０５では、温度変化判定部２０４が、赤外線センサ３０１が温度を検出した位置に乗員が着座していると特定する。

上記したように本実施形態に係る車両用空調装置１０は、測定用空調風を測定対象領域に向ける風向制御部２０２と、測定用空調風の風量及び／又は温度を、測定対象領域に配置されるシート及びシートに着座する乗員に表面温度変化が発生する風量及び／又は温度に調整する風温・風量制御部２０３と、測定用空調風を吹き付けた結果、測定対象領域における温度変化の度合いを判定し、どの位置に乗員が着座しているかを判定する温度変化判定部２０４と、を備える。

本実施形態では、シートと乗員との熱容量の差を利用し、測定用空調風を吹き付けた結果として測定対象領域における温度変化の度合いを判定し、どの位置に乗員が着座しているかを判定している。従って、乗車中においても乗員の着座位置を検出することができる。

また本実施形態において、温度変化判定部２０４は、温度変化が閾値を超えた位置に乗員が着座していると判定している。閾値を設けることで、乗員の着座位置の特定を明確に行うことができる。

また本実施形態において、温度変化判定部２０４は、車室内の熱負荷が相対的に高い場合には閾値を増やす補正を行い、車室内の熱負荷が相対的に低い場合には閾値を減らす補正を行うことができる。閾値を補正することで、熱負荷による温度変化の差に対応することができる。

また本実施形態においては、更に、赤外線センサ３０１が測定対象領域に向いているか否かを判断するセンサ方向判定部２０１を備えている。センサ方向判定部２０１が、赤外線センサ３０１が測定対象領域に向いていると判断すると、風向制御部２０２、風温・風量制御部２０３、及び温度変化判定部２０４がそれぞれの処理を実行する。赤外線センサ３０１が測定対象領域に向いてから、風向制御部２０２による風向制御、風温・風量制御部２０３による風温・風量制御、温度変化判定部２０４による着座位置判定を実行するので、確実に温度変化を捉えることができる。

また本実施形態においては、更に、赤外線センサ３０１の向いている方向を変化させるセンサ駆動部３０２を備える。センサ駆動部３０２によって赤外線センサ３０１の向いている方向を変化させることができるので、赤外線センサ３０１の温度検知範囲の広狭によらず車室内全体を測定対象領域とすることができる。

また本実施形態においては、風温・風量制御部２０３は、空調モードに応じて測定用空調風の風量及び／又は温度を調整する。フェイス、バイレベル、フットといった空調モードに応じて測定用空調風の風量及び／又は温度を調整するので、各空調モードに対応して最も温度変化を起こしやすい風量や温度による測定用空調風を吹き出すことができる。

また本実施形態においては、風温・風量制御部２０３は、夏は測定用空調風の温度を下げる一方で、冬は測定用空調風の温度を上げることができる。このように温度制御を実行することで、季節に応じた測定用空調風を吹き出すことができる。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

２０１：センサ方向判定部
２０２：風向制御部
２０３：風温・風量制御部
２０４：温度変化判定部

Claims

車両用空調装置であって、
測定用空調風を測定対象領域に向ける風向制御部（２０２）と、
前記測定用空調風の風量及び／又は温度を、前記測定対象領域に配置されるシート及び前記シートに着座する乗員に表面温度変化が発生する風量及び／又は温度に調整する風温・風量制御部（２０３）と、
前記測定用空調風を吹き付けた結果、前記測定対象領域における温度変化の度合いを判定し、どの位置に前記乗員が着座しているかを判定する温度変化判定部（２０４）と、を備える車両用空調装置。
請求項１に記載の車両用空調装置であって、
前記温度変化判定部は、前記温度変化が閾値を超えた位置に前記乗員が着座していると判定する、車両用空調装置。
請求項２に記載の車両用空調装置であって、
前記温度変化判定部は、車室内の熱負荷が相対的に高い場合には前記閾値を増やす補正を行い、前記車室内の熱負荷が相対的に低い場合には前記閾値を減らす補正を行う、車両用空調装置。
請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用空調装置であって、
更に、赤外線センサが前記測定対象領域に向いているか否かを判断するセンサ方向判定部（２０１）を備え、
前記センサ方向判定部が、前記赤外線センサが前記測定対象領域に向いていると判断すると、前記風向制御部、前記風温・風量制御部、及び前記温度変化判定部がそれぞれの処理を実行する、車両用空調装置。
請求項４に記載の車両用空調装置であって、
更に、前記赤外線センサの向いている方向を変化させるセンサ駆動部（３０２）を備える、車両用空調装置。
請求項１から５のいずれか１項に記載の車両用空調装置であって、
前記風温・風量制御部は、空調モードに応じて前記測定用空調風の風量及び／又は温度を調整する、車両用空調装置。
請求項１から６のいずれか１項に記載の車両用空調装置であって、
前記風温・風量制御部は、夏は前記測定用空調風の温度を下げる一方で、冬は前記測定用空調風の温度を上げる、車両用空調装置。