(57)【要約】      （修正有）【課題】温冷感の推定を高精度に行い、乗員の快適性を向上させた空調制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】空調機器７を制御する空調制御装置１であって、対象物の温度を検出する検出器３と、検出器３の出力から乗員の第１の温度Ａと背景の第２の温度Ｂとを検出し、第１の温度Ａと第２の温度Ｂとを用いて温冷感を推定する処理部６と、温冷感に応じて空調機器７を制御する制御部８と、を備え、処理部６は、第１の温度Ａの基準となる第１の基準温度Ｃと第２の温度Ｂの基準となる第２の基準温度Ｄが記録され、第１の温度Ａと第１の基準温度Ｃの差と第２の温度Ｂと第２の基準温度Ｄの差が等しく、かつ、０より大きい場合に温冷感の推定方法を変更する構成とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調機器を制御する空調制御装置であって、
対象物の温度を検出する検出器と、
前記検出器の出力から乗員の第１の温度と背景の第２の温度とを検出し、前記第１の温度と前記第２の温度とを用いて温冷感を推定する処理部と、
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、
前記処理部は、前記第１の温度の基準となる第１の基準温度と前記第２の温度の基準となる第２の基準温度が記録され、前記第１の温度と前記第１の基準温度の差と前記第２の温度と前記第２の基準温度の差が等しく、かつ、０より大きい場合に前記温冷感の推定方法を変更する空調制御装置。
【請求項２】
前記処理部は、前記第１の温度から日射の影響により上昇した温度を差し引いた値を用いて前記温冷感を推定する請求項１に記載の空調制御装置。
【請求項３】
前記処理部は、前記背景の温度分布から日射の影響が大きい第１の領域と日射の影響が小さい第２の領域とを判定し、
前記第１の領域の温度変化と前記第２の領域の温度変化とを用いて前記日射量を検出する請求項２に記載の空調制御装置。
【請求項４】
前記検出器はカバーに覆われており、
前記カバーの温度を前記第２の領域とする請求項３に記載の空調制御装置。
【請求項５】
前記第１の領域は、前記車両の窓である請求項３に記載の空調制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の温度を非接触で検出し、空調機器を制御する空調制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、乗員表面温度を検出し、車両に設けられた空調機器の空調制御を行う空調制御装置で、ウインドウの温度と日射の当たりにくい車室内の部位の温度との比較から日射の影響を補正していた。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２１３２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の空調制御機器では、日射等の外的な要因により温冷感が変化した場合で、乗員の温度変化と日射の当たりにくい背景の温度変化が同じとき、温冷感を誤検知するという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決し、日射等の外的な要因により温冷感が変化した場合でも精度良く温冷感推定をすることができる空調制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明は、空調機器を制御する空調制御装置であって、対象物の温度を検出する検出器と、前記検出器の出力から乗員の第１の温度と背景の第２の温度とを検出し、前記第１の温度と前記第２の温度とを用いて温冷感を推定する処理部と、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、前記処理部は、前記第１の温度の基準となる第１の基準温度と前記第２の温度の基準となる第２の基準温度が記録され、前記第１の温度と前記第１の基準温度との差と前記第２の温度と前記第２の基準温度との差が等しく、かつ、０より大きい場合に前記温冷感を補正する構成とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の空調制御装置は、精度良く温冷感を推定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】空調制御装置が設けられた車両を示す図
【図２】空調制御装置を示すブロック図
【図３】検出器の走査を示す図
【図４】検出器の検出領域を示す図
【図５】空調制御装置の動作を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（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。
【００１０】
図１は空調制御装置が設けられた車両を示す図、図２は空調制御装置を示すブロック図である。
【００１１】
実施の形態１の空調制御装置１は、車両２に設置され車両２内の対象物の温度分布を検出する検出器３と、検出器３と接続された検出器インターフェース回路（検出器Ｉ／Ｆ４）と、温度分布から乗員５を示す第１の温度Ａと背景を示す第２の温度Ｂとを検出し第１の温度Ａと第２の温度Ｂとから温冷感を推定する処理部６と、温冷感の推定結果にしたがって空調機器７を制御する制御部８とを有している。
【００１２】
空調機器７は、空調機器７を制御する制御部８と、制御部８と接続された、ルーバー９、コンプレッサー１０、ファン１１から構成されている。演算部１７の出力に応じて、制御部８がルーバー９、コンプレッサー１０、ファン１１の制御を行うことで、空調の制御をする。
【００１３】
図３に検出器３の走査を示す図を示す。検出器３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おり、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トランジスタを有したａ×ｂ個の画素部１３（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おり、実施の形態１における画素部１３は８×８に構成されている。検出器３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、高精度な温度センサを実現することができる。
【００１４】
また、赤外線センサは、車両２の天井１２に設置され、赤外線センサの検出対象である運転者と助手席の乗員といった車両２の乗員５を検出できるように、車両２の上面視で運転席と助手席の間に設置されている。赤外線センサは、天井１２の日射の影響を受けにくい位置に設置されており、どの時間帯でも日射の影響を受けずに精度良く乗員５を検出することが出来る。赤外線センサはモーター等により構成された走査部１４と接続されており、乗員５の全身が赤外線センサの検出領域に入るように回転軸１５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、乗員５の温度をより精度良く検出することができ、また、乗員５の判別もできるようになる。なお、赤外線センサは天井１２でなくても日射の影響を受けにくく乗員５を検出する場所であれば、ピラーなどに設置しても良い。また、赤外線センサはカバー１６に覆われており、カバー１６内の温度分布のみを取得できる角度まで走査される。
【００１５】
処理部６は、検出器３で得られた温度分布を基に温冷感を推定する演算部１７と、温冷感の推定に用いられる閾値が設定されている設定部１８とで構成されている。
【００１６】
演算部１７は、検出器３で得られた温度分布から乗員５と背景とを検出し、乗員５の温度分布から乗員５の第１の温度Ａを検出し、背景の温度分布から背景の第２の温度Ｂを検出し、第１の温度Ａと第２の温度Ｂとを用いて乗員５の温冷感を推定する。第１の温度Ａと第２の温度Ｂとを比較し、第１の温度Ａと第２の温度Ｂの温度差が小さくなると乗員５が暑く感じていると判定し、第１の温度Ａと第２の温度Ｂの温度差が大きくなると乗員５が寒く感じていると判定する。このとき温冷感は、「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、乗員５の温冷感の感じ方に応じて段階が設定されている。また、処理部６は、乗員５が快適と感じるとき（以下、このときの温度を快適温度として説明する）の第１の温度Ａを第１の基準温度Ｃとし、快適温度となるときの第２の温度Ｂを第２の基準温度Ｄとして記録している。第１の温度Ａと第１の基準温度Ｃとの温度差から第１の差分温度αを求め、第２の温度Ｂと第２の基準温度Ｄとの温度差から第２の差分温度βを求める。第１の差分温度αと第２の差分温度βを用いることによって、快適温度からどの程度、乗員５、背景の温度が変化したかを算出している。
【００１７】
また、処理部６は、検出器３の検出結果から車室内への日射の影響を算出する。図４は、検出器３の検出領域を示す図である。ここでは、８×８の検出領域１９を例として示す。検出器３で得られた温度分布の背景のうち、日射の影響が大きい領域を第１の領域２１とし、日射の影響が小さい領域を第２の領域２３としている。ここでは、背景のうち窓２０にあたる領域を第１の領域２１とし、カバー１６にあたる領域を第２の領域２３としている。背景のうち、窓２０とカバー１６が何処にあるかは事前に設定しておく。窓２０は赤外線の吸収率が高いことから座席２２等の車室内の他の部分よりも温度が上昇しやすいため日射があたったときに他の部分よりも早く温度が上昇する。このため、背景の他の部分を第１の領域２１とした場合よりも早く、かつ、正確に日射の影響を検出することが出来る。また、検出器３を日射の当たりにくい位置に設置することで、検出器３が日射の影響を受けにくくなるため、カバー１６の温度は背景の他の部分よりも車室内の温度に近く、カバー１６の温度分布を第２の領域２３とすることにより正確に日射の影響を検出することが出来る。また、第２の領域２３を車室内の日射の当たりにくい位置にすると、乗員５が動いて検出器３と第２の領域２３の間に入り、第２の領域２３の温度を検出することが出来なくなることがあるが、カバー１６を第２の領域２３にすることにより、乗員５に妨害されることがなく、常に車室内の温度を検出することが出来る。
【００１８】
制御部８は、温冷感の推定結果に応じて空調機器７を制御する。例えば、表１に示した「第１の状態」の様に、第１の差分温度αよりも第２の差分温度βが大きくα＜βとなった場合乗員５が「暑い」と感じていると推定される。このとき、制御部８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。また、温冷感の推定結果に応じて空調機器７を制御した後、温冷感の推定処理を所定時間待機する。所定時間経過後、乗員５の温冷感が「ちょうど良い」になっていない場合、そのときの温冷感の推定結果に応じた制御を行う。この様に、温冷感の推定と、温冷感に応じた空調機器７の制御を所定時間経過してから行うことによって、空調機器７が頻繁に制御され、乗員５が不快感を感じることを防止することができる。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
以下に、実施の形態１の空調制御装置１の動作について例を用いて説明する。空調制御装置１は、第１の基準温度Ｃが３６℃として記録されており、第２の基準温度Ｄが２７℃として記録されているものとして説明する。ここで、第１の温度Ａと第２の温度Ｂの関係が、Ａ−Ｂ＞９のとき「寒い」と温冷感を推定し、Ａ−Ｂ＝９のとき「ちょうど良い」と温冷感を推定し、Ａ−Ｂ＜９のとき「暑い」と推定するものとして説明する。
【００２１】
図５は、空調制御装置の動作を示すフローチャートである。
【００２２】
まず、ステップＳ１として、車両２が「快適な状態」で、第１の温度Ａが３６℃、第２の温度Ｂが２７℃、第１の差分温度αと第２の差分温度βが０℃であり、第１の温度Ａと第２の温度Ｂの温度差が９℃で一定である場合、空調をそのまま維持する。
【００２３】
次に、トンネルを抜けて急に日差しが強くなったり、時間が経過して昼になり日射量が増加し、第１の温度Ａが第１の基準温度Ｃよりも２℃以上高くなり、第２の温度Ｂが第２の基準温度Ｄよりも２℃以上高くなり、第１の差分温度αと第２の差分温度βが０℃ではない場合、ステップＳ２に進む。
【００２４】
ステップＳ２では、所定時間Ｔの間、第１の差分温度αと第２の差分温度βが同じ（α＝β）であるか判定する。ここでは所定時間Ｔは２分であるものとする。「第２の状態」の様に第１の差分温度αと第２の差分温度βが同じ値だけ上昇した場合は乗員５の体感は「暑い」であるが温冷感の推定結果は「ちょうど良い」となり、乗員５の体感と温冷感の推定結果が異なっている。このとき、乗員５の体感と温冷感の推定結果が異なっているため、乗員５は「暑い」と感じているにもかかわらず空調機器７が制御されることがないため、乗員５の快適性が損なわれることになる。乗員５が快適に過ごすためには自分で空調機器７を操作する必要があり、乗員５は煩わしさを感じることになる。この場合はステップＳ３に進む。また、「第１の状態」の様に第１の差分温度αと第２の差分温度βが異なる場合は乗員５の体感と温冷感の推定結果はどちらも「暑い」であり乗員５の体感と温冷感の推定結果が一致しているため、ステップＳ４に進む。
【００２５】
ステップＳ３では、第１の温度Ａから日射の影響を除外し、第１の温度Ａから日射によって上昇した温度を差し引いた値により温冷感推定温度Ｅを求め、温冷感推定温度Ｅと第２の温度Ｂとの温度差を用いて温冷感を推定する。日射の影響は処理部６で第１の領域２１と第２の領域２３の比較によって求めた値を用いる。日射の影響によって上昇した温度を２℃であった場合、「第３の状態」の様に、第１の温度から２℃引いた３６℃が温冷感推定温度Ｅとなる。温冷感推定温度Ｅと第２の温度Ｂとの温度差が７℃であるため、「暑い」と温冷感を推定し、ステップＳ４に進む。
【００２６】
次に、ステップＳ４では、温冷感が「暑い」と推定されているため、冷房の設定温度を下げる等の空調機器７の制御が行われる。
【００２７】
次に、ステップＳ５で第１の温度Ａが第１の基準温度Ｃと同じになり、第２の温度Ｂが第２の基準温度Ｄと同じになり「快適な状態」になった場合、「快適な状態」で維持できるように空調を維持する。ステップ３で温冷感推定温度Ｅを用いて温冷感の推定を行っていた場合、温冷感推定温度Ｅではなく第１の温度Ａを用いて温冷感を推定するように、温冷感の推定方法を元に戻す。
【００２８】
このように空調制御装置１は、第１の温度Ａを日射の影響分キャンセルした温冷感推定温度Ｅを用いて温冷感の推定を行うことで、より正確に温冷感を推定することができ、乗員５の快適性を向上させることが出来る。また、空調機器７を自分で操作する必要がないため、空調機器７を操作する煩わしさを感じることがなくなる。
【００２９】
なお、第１の差分温度αと第２の差分温度βが「同じ」場合として説明したが、実施の形態１における「同じ」とは、温冷感が変化しない程度の差であるときを同じとしている。例えば、第１の温度Ａと第２の温度Ｂの温度差Ａ−Ｂが９℃であるときを温冷感が「ちょうど良い」状態であると推定する場合、第１の温度Ａ又は第２の温度Ｂが０．１℃程度ずれた場合でも温度変化が少ないため、乗員５の体感は「ちょうど良い」から変わらない。このため、第１の温度Ａと第２の温度Ｂの温度差Ａ−Ｂが８．９℃〜９．１℃であれば、温冷感は「ちょうど良い」であると推定する。これと同様に、第１の差分温度αと第２の差分温度βも０．１℃程度の差であれば、乗員５の体感と温冷感の推定結果に大きなズレは生じないため、第１の差分温度αと第２の差分温度αの温度差α−βが−０．１℃〜０．１℃の間であれば第１の差分温度αと第２の差分温度βは「同じ」であるとしても良い。例えば、第１の温度Ａが３８℃、第２の温度Ｂが２９．１℃になった場合、第１の差分温度αと第２の差分温度βの温度差α−βは０．１℃であるため、このような場合には第１の差分温度αと第２の差分温度βは「同じ」であると判断できる。
【００３０】
なお、第１の基準温度Ｃを３６℃、第２の基準温度Ｄを２７℃、温冷感が「ちょうど良い」の第１の温度Ａと第２の温度Ｂとの温度差が８．９℃〜９．１℃のときであるとして説明したが、乗員５の温冷感は季節や乗員５種、性別、年齢等の条件により変化する。このため、これらの値は空調制御装置１の使用条件によって、適宜変更することが出来る。また、ステップ２に進む条件を第１の温度Ａが第１の基準温度Ｃよりも２℃以上高くなり、第２の温度Ｂが第２の基準温度Ｄよりも２℃以上高くなり、この状態を２分維持した場合としたが、この限りではなく、これらの値は使用条件に応じて適宜変更することが出来る。
【００３１】
なお、窓２０と検出器３との温度の比較から日射の影響を検出したが、これに限らず、例えば、窓２０の温度と座席２２の日射が当たりにくい部分の温度とを比較して日射の影響を検出しても良いし、日射センサを用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、乗員５の温冷感に応じた空調の制御を精度よく行うことができるため、車両２用の空調制御等に有用である。
【符号の説明】
【００３３】
１  空調制御装置
２  車両
３  検出器
４  検出器Ｉ／Ｆ
５  乗員
６  処理部
７  空調機器
８  制御部
９  ルーバー
１０  コンプレッサー
１１  ファン
１２  天井
１３  画素部
１４  走査部
１５  回転軸
１６  カバー
１７  演算部
１８  設定部
１９  検出領域
２０  窓
２１  第１の領域
２２  座席
２３  第２の領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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