JPS6374709A

JPS6374709A - 自動車用空気調和装置

Info

Publication number: JPS6374709A
Application number: JP22032086A
Authority: JP
Inventors: Akio Yasuda; 彰男安田; Hiroshi Ishikawa; 浩石川; Yoshiaki Fukatsu; 喜明深津; Takashi Kurahashi; 崇倉橋; Kazuma Matsui; 松井　数馬
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1986-09-18
Filing date: 1986-09-18
Publication date: 1988-04-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は自動車用空気調和装置に関するものであり、特
には自動車の乗員の部位毎に快適な温調を行うためのも
のである。

〔従来の技術〕

従来の車両用空気調和装置では、乗員がインストルメン
トパネル等に設けられた温度設定器を操作して、所望の
車室内温度を設定しておけば外気温度、車室内温度、日
射量等を検出して自動的に吹出風の温度制御やコンプレ
ッサの制御等が行われ、設定された温度に調節されるよ
うになっている。

ところで、乗員が設定温度に従って制御された車室内温
度を快適と感じるか不快と惑しるかは、衣服より露出し
た顔や手などの体表面を通して最も敏感に反応する。

また、乗員の着衣の状態や日射条件、あるいは運転操作
に伴う運動量等の相違により各乗員の体温も異なってお
り、同一の設定温度であっても不快と感じたり、快適と
感じたりすることがある。

また、自動車用空調装置は一般に複数の空気吹出口を備
えており、その空気吹出口の風向は、乗員がルーバーの
方向を手動操作することにより変えられる。乗員は最も
快適と感じられるように、この風向を変えるのであるが
、同じ位置に長時間風を受けていると、次第に不快と感
じるようになる。

このため、乗員は頻繁にルーバーの方向を操作しなけれ
ばならない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、ルーバーの方向を頻繁に操作しなければ快
適さが得られないということは、乗員にとっでは非常に
煩わしいことである。

また、古来より頭寒足熱といわれるように、人間が快適
と感じるには、人間の各部位間に適度な温度差が必要で
ある。

本発明は、乗員の各部位毎に温度調節をすることで、乗
員にとって、より快適な車室内環境を提供しようとする
ものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前述の目的を達成するために、車室内の乗員の
体を複数の部位に分割し、この各部位における温度分布
を検出する温度検出手段と、前記各部位における目標温度を設定する温度設定手段と
、前記各部位の任意の位置に与える熱量を変化させる温度
調節手段と、前記温度検出手段で検出された前記各部位の温度分布か
ら、等温領域の空間位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段が検出した等温領域の空間位置と、前
記目標温度とに基づいて、前記温度調節手段が前記各部
位の任意の位置に与える熱量を制御する制御手段とを備
えることを特徴とする自動車用空気調和装置という技術
的手段を採用する。

〔作用〕

前述の本発明の構成による作用を説明する。温度検出手
段は、自動車に乗車している乗員の体を複数の部位に分
割し、この分割された部位毎の温度分布を検出する。

温度設定手段は、分割された部位毎の目標温度を設定す
る。この目標温度は、乗員の着衣状態や乗員の好み、周
囲の環境等で変わるものである。

温度調節手段は、乗員の各部位の任意の位置に与える熱
量を変化させる。つまり、この熱量が高ければ、乗員の
その部位の任意の位置を暖めることとなり、この熱量が
低ければ乗員のその部位の任意の位置を冷やすこととな
る。

位置検出手段は、温度検出手段が検出した温度分布に基
づいて、所定温度差内での等ｆｊＬ領域の空間位置を検
出する。すなわち、各部位において、ある温度である領
域が車室内あるいは任意の範囲内のどの位置（座標）に
あるかを検出する。

制御手段は、等温領域の空間位置と、温度設定手段で設
定された各部位の目標温度とに基づいて、温度調節手段
が各部位の任意の位置に与える熱量を制御する。つまり
、等温領域に応じて与える熱量を変化させるのである。

これにより、乗員の各部位には、異なる熱量が与えられ
、乗員は各部位を異なる温度と感じる。

〔発明の効果〕

このように、本発明によれば、乗員の各部位の等温領域
毎に与えられる熱量が異なるため、各部位毎に最適に目
標温度に制御され、乗員は各部位を異なる温度と感じ、
乗員にとって非常に快適な車室内環境を提供することが
できる。

また、本発明は、乗員の表面温度を制御するため、車室
内の空気温度を目標温度とする従来のものに比べ、個人
別の体温差や運動量の違いにかかわらず、快適な空調環
境を提供することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を自動車用空調装置（エアコン）の空気吹
出口の風向、風量、調節に適用した一実施例について説
明する。

まず、この一実施例の構成について図面に基づいて説明
する。

第１図は、この一実施例のブロック構成図である。１は
エアコンに取り入れる空気を車外空気とするか、車室内
空気とするかの切換えを行う内外気切換ダンパ、２は空
気吸入用のプロワファン、３は図示しない圧縮冷凍装置
の一部を構成するエバポレータで、このエバポレータ３
は図示せぬコンプレッサの作動により冷却器として働き
、通過する空気を冷却する。

４はエンジン冷却水によりここを通過する空気を暖める
ヒータコア、５は上記エバポレーク３を通過した空気の
うちヒータコア４を通る空気の情を調節し、空気の温度
を調節するためのエアミ・ソクスダンパ、６はそのアク
チュエータである。７はエアコンの上部吹出口８ａに連
通されたダクト、９ａはエアコンの上部吹出口８ａの風
向と調整するための角度可変翼列１２ａ　（以下ルーバ
ーと称する）を動かすアクチュエータである。１０ａは
エアコンの上部吹出口８ａから吹出す風量を調整するた
めの弁、ｌｌａはそのアクチュエータである。以下同様
に、７ｂはエアコンの左部吹出口８ｂに連通されたダク
ト、９ｂは８ｂのルーバー１２ｂを動かすアクチュエー
タ、ｌＯｂは８ｂから吹出す風量を調整するための弁、
ｌｌｂはそのアクチュエータである。７Ｃはエアコンの
右部吹出口８ｃに連通されたダクト、９Ｃは８Ｃのルー
バー１２Ｃを動かすアクチュエータ、１０ｃは８Ｃから
吹出す風量を調整するための弁、１１Ｃはそのアクチュ
エータである。７ｄはエアコンの下部吹出口８ｄに連通
されたダクト、９ｄは８ｄのルーバー１２ｄを動かすア
クチュエータ、１０ｄは８ｄから吹出す風量を調整する
ための弁、ｌｉｄのそのアクチュエータである。２０は
エアコンの制御装置で、この制御装置２０にはマイクロ
コンピュータとその周辺回路が内蔵され、外気温センサ
２、室内温センサ２２、日射量センサ２３からの検出デ
ータが入力され、また温度設定器２４からは設定温度が
入力されている。ここで言う設定温度とは、室内の空気
温度とは異なり、この実施例の場合、運転者の体を４つ
の区域に分け、それぞれ独立に温度制御をすることを目
標としているので、設定温度は乗員の表面温度であり、
４つある。３０ａ、３０ｂは非接触温度センサで、物体
表面から放射される赤外線を検出し、２次元の画像とし
て画像処理装置３１に送る。画像処理装置３１は、マイ
クロコンピュータとその周辺回路からなり、非接触温度
センサ３０ａ、３０ｂの取付角度など一連の初期設定値
から、送られて来た画像の補正を行い、車室内の温度分
布を正しく読み取る。すなわち車室内における任意の温
度を持つ物体の位置と、その面積を読み取り、このデー
タを制御装置２０に入力する。制御装置２０はこれらの
データに基づいて、図示しないエアコン用コンプレッサ
のクラッチのオン、オフ制御、アクチュエータ６．９ａ
〜９ｄ、１１ａ　〜１１ｄ等の調節を行って適切な空調
制御を行う。なおエアコンの吹出し口の構造は、本実施
例ではアクチュエータによってルーバーの角度を変える
ことによって風向を変えるタイプのものである。通常こ
のタイプは直交する２つのルーバーを組合せ、上下方向
と左右方向に風向を制御できる。しかしながら、本発明
に必要なのは、制御装置からの指令によってエアコンと
して必要な範囲内で任意に風向を変えられる吹出口であ
って、本実施例に示すものに限らない（例えば吹出し口
の先端を砲塔のように動かすタイプのものや、流体制御
によって風向を変えるタイプのものでも良い）。

第２図は非接触温度センサ３０ａ、３０ｂおよびエアコ
ンの上部吹出口８ａ、右部吹出口８ｂ、左部吹出口８Ｃ
１下部吹出口８ｄの取付位置の一例を示すもので、第３図は同じ例の非接触温度センサ３０ａ、３０ｂの取
付位置を横から見たものである。

本実施例では、ルームミラーの取付位置近傍に非接触温
度センサ３０ａが、運転者の上半身全体を視野に納めら
れる位置に取付けられている。また、非接触温度センサ
３０ａの視野に納まりきれない運転者の下半身の部分を
カバーできる位置、例えばハンドルの下部に非接触温度
センサ３０ｂが取付けられている。

次に、第１図ないし第３図に示した構成によるこの実施
例の作動を説明する。

第５図は画像処理装置３１のフローチャートを示し、第
６図は制御装置２０のフローチャートを示す。

一般に物体は、その温度に比例したエネルギの赤外線を
放射している。非接触温度センサ３０ａおよび３０ｂは
、この実施例においては赤外線ＣＯＤカメラを利用して
おり、このため、視野内の物体が放つ赤外線エネルギの
強弱の分野を２次元の画像として検知する。非接触温度
センサ３０ａ。

３０ｂが検知した画像は、画像処理装置３１に送られる
。

第４図は、画像処理装置３１が処理した画像である。第
４図（ａ）は非接触温度センサ３０ａの、第４図（ｂ）
は非接触温度センサ３０ｂの検知した画像を画像処理装
置３１が処理したものである。

第４図（ａｌにおいて画像は一点鎖点によってＡ。

Ｂ、Ｃの３つの区域に分割されている。そして、第４図
（ｂｌの画像は全体がＤの区域とされる。

さて、舎外気温が３５℃とすると、制御手段２０は外気
温センサ１３からの入力データなどから冷房が必要と判
断し、エアコンを冷房モードにする。すると、画像処理
装置３工は、Ａ、Ｂ、Ｃ。

Ｄのそれぞれの区域において、最も温度の高い領域とそ
の面積と、その領域の車室内における高さと左右の位置
を演算する。図中口で示した部分Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐ
ｄは、それぞれの区域の最も温度が高い部分でかつ最も
面積の大きい領域を表す。

温度設定器２４の入力が、区域Ａの目標温度を３３°Ｃ
１区域Ｂの目標温度を２５°Ｃ１区域Ｃの目標温度を２
５°Ｃ１区域りの目標温度を２８°Ｃに設定しであると
する。また、画像処理装置１８が検出した最も温度の高
い領域が、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄにおいてそれぞれ３６℃、３
０℃、３０″Ｃ１３５°Ｃとする。第１図の制御装置２
０は、区域Ａにおける最高温度の領域に吹出風を向ける
ため、第１図のアクチュエータ９ａを制御してエアコン
上部吹出口８ａのルーバ角度を設定する。また区域Ａ、
すなわち運転者の顔にあたる風速をを０．６ｍ／ｓｅｃ
以下にするよう、風量調節弁１０ａの開度をアクチュエ
ータｌｌａを用いて設定する。こうして乗員に風をあて
続け、区域Ａの温度がすべて目標温度以下になれば、弁
１０ａを閉じて風を止める。

以下区域Ｂ、Ｃ，Ｄにおいても同様の空気調和が行われ
る。

ただし、区域Ｂの空気調和は右部吹出口８ｂ、区域りは
８ｄとそれぞれ担当する吹出口が個々の区域について決
まっている。

吹出風の温度はヒータコア４の放熱量やエアミックスダ
ンパ５の開度によって一括して定められているが、少な
くとも目標温度の最も低い温度より低（なければならな
い。

なお、各区域Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの大きさ、目標温度、各吹
出口からの吹出風の風量などは、運転者が温度設定器２
４を用いて自由に設定できるようにしである。特に区域
の設定機能は運転者の体格に合わせて、頭部や左右の上
半身がその内部にうまく納まるように調整でき、そのた
めより快適な空調制御を行う上で有用である。ここで、
区域Ａ。

Ｂ、Ｃ，Ｄの目標値と実測値の比較はある時間間隔をお
いて実行され（例えば３０秒ごと）、目標値がすべて実
測値よりも高い温度となった場合はブロワ２は停止する
。

暖房の場合は、検出するのが最も低い温度となり、目標
値より高い温度の風を吹き出すようにして、同様の制御
を行う。

以上に述べた、実施例では、温度検出手段は赤外線の放
射量をもって温度を検出する非接触型温度センサを用い
たが、これにサーミスタ等の接触型温度センサを用い、
これをハンドルやシートに設けて、乗員の体温を測定し
、これに応じてハンドルやシート内に設けられたヒータ
や冷却機を作動させるようにしてもよい。

また、目標温度として乗員の体のある部位の目標温度を
設定し、他の部位の目標温度は、室内気温や、理想的な
ある部位との温度差などに基づいて演算することにより
設定してもよい。

また、エアコンの各吹出口からの吹出湯度をそれぞれの
吹出口毎に異なるものとしてもよい。

以上に述べた実施例によれば、乗員の体を複数の部位に
分割し、その各部位毎の実際の温度を目標温度とに基づ
いて温度調節をするため、乗員にとって非常に快適な車
室内環境を提供することができる。さらに、この実施例
では、乗員を４つの部位に分割し、さらにその各部位の
中で温度差を検出して等温領域の空間位置を検出し、各
部位を担当する吹出口の風量と風向を調節しているため
、きめ細かい非常に快適な車室内環境を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用した一実施例のブロック構成図
、第２図は一実施例の車室内における配置図、第３図は、
一実施例の乗員と、非接触温度センサとの配置図、第４図は、一実施例における検出範囲の分割を示す模式
図、第５図は、一実施例の画像処理装置の作動を示すフロー
チャート、第６図は、一実施例の制御装置の作動を示すフローチャ
ートである。１・・・内外気切換ダンパ、２・・・プロワファン、３
・・・エバポレータ、４・・・ヒータコア、５・・・エ
アミックスダンパ、６・・・アクチュエータ＋　　７　
ａ、　　７　ｂ。７ｃ、７ｄ−ダクｈ、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ−・・吹
出口、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ・・・アクチュエータ、
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ・−・風量１ｊＴＩ節
弁、ｌｌａ、ｌｌｂ、ｌｌｃ、１ｌｄ−・・アクチュエ
ータ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ−・・ルーバー
、２０・・・制御装置、２１・・・外気温センサ、２２
・・・内気温センサ、２３・・・日射量センサ、２４・
・・温度設定機、３０ａ、３０ｂ・・・非接触温度セン
サ。３１・・・画像処理装置。代理人弁理士　　岡　部　　　隆第４図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）車室内の乗員の体を複数の部位に分割し、この各
部位における温度分布を検出する温度検出手段と、前記各部位における目標温度を設定する温度設定手段と
、前記各部位の任意の位置に与える熱量を変化させる温度
調節手段と、前記温度検出手段で検出された前記各部位の温度分布か
ら、等温領域の空間位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段が検出した等温領域の空間位置と、前
記目標温度とに基づいて、前記温度調節手段が前記各部
位の任意の位置に与える熱量を制御する制御手段とを備
えることを特徴とする自動車用空気調和装置。
（２）前記温度検出手段は、乗員の表面から放射される
赤外線の分布を検出する非接触型温度センサを備えるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自動車用空
気調和装置。
（３）前記温度検出手段は、乗員と直接または間接に接
触して温度を検出する接触型温度センサを備えることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自動車用空気調
和装置。
（４）前記温度調節手段は、所定温度に温度調節された
空気を吹き出す空気吹出口を備えることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の自動車用空気調和装置。
（５）前記空気吹出口は、吹き出し空気の方向を変化さ
せる方向調節手段を備えることを特徴とする特許請求の
範囲第４項記載の自動車用空気調和装置。
（６）前記空気吹出口は、吹き出し空気の量を変化させ
る風量調節手段を備えることを特徴とする特許請求の範
囲第４項記載の自動車用空気調和装置。
（７）前記温度調節手段は、乗員と接触する車室内の構
成物の温度を変化させることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の自動車用空気調和装置。