JP2006137216A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 窓の開口領域に沿って吹き出す空調風を、適切なタイミングで適切な部位にのみに吹き出し可能な車両用空調装置を提供する。
【解決手段】 マイクロコンピュータ３はパワーウィンドウスイッチ１の作動状態より窓の開閉を判定し、窓が開いた場合に車室内の空調状態にもとづいて、窓の開口領域に沿って空調風を吹き出すかどうかの判定を行い、乗車直後や空調状態が定常状態でない場合には窓の開口領域に沿って空調風を吹き出さないようにする。これにより体の一部が窓の開口領域に沿って吹き付けられる空調風にあたり、温度環境が異なる領域に体の一部がさらされることによる乗員の不快感の低減を図ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の窓の開口領域にエアーカーテンを生成する車両用空調装置に関する。

従来、車両の空調風を利用して乗員と窓の開口領域との間にエアーカーテンを生成する装置としては、たとえば実開昭６２−１８９９２５号公報に記載のものがある。
この装置は、車両のＡピラー部に複数の吹き出し口を設け、空調風を前席側の窓の開口領域に沿って後席側に送風することで常時エアーカーテンを形成し、車室内側と車両外側とを遮蔽するものである。
実開昭６２−１８９９２５号公報

しかしながら、このような従来のエアーカーテンを生成する装置においては、車両内の空調状態に無関係に作動するため、本来ならば風が不要である場合にも顔に風があたり、乗員の違和感もしくは不快感が発生するといった問題があった。

そこで本発明はこのような問題点に鑑み、窓の開口領域に沿って吹き出す空調風を、適切なタイミングで適切な部位にのみに吹き出し可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。

本発明は、車室内の空調制御を行う車両用空調装置において、吹き出し判定手段が、窓の開閉を判定する窓開閉判定手段によって窓が開いていると判定され、かつ車室内の空調状態が定常状態であるかどうかを判定する空調状態判定手段によって車室内の空調状態が定常状態であると判定された場合に、窓の開口領域付近に空調風を送風する窓側吹き出し口から空調風を吹き出す必要があると判定するものとした。

本発明によれば、窓が開いている状態、かつ車室内の空調状態が定常状態である場合にのみ、サイドベンチレータ等の窓の開口領域付近に空調風を吹き出し可能な吹き出し口より空調風を吹き出すようにしたので、空調状態が熱的に過渡状態でありエアーカーテンを形成する必要がない場合には不要な吹き出しが行われず、乗員の温感にあった場合だけエアーカーテンを形成することができる。

次に本発明の実施の形態を実施例により説明する。
まず、第１の実施例について説明する。
本実施例は、窓が開いている場合に車室内の空調状態にもとづいて窓の開口領域にエアーカーテンを形成するものである。
図１に、第１の実施例における全体構成を示し、図２に、車室内における各部の配置を示す。
本実施例における車両用空調装置は、図１に示すようにパワーウィンドウスイッチ１、ドアスイッチ２、マイクロコンピュータ３および空調駆動機構部４から構成されている。
パワーウィンドウスイッチ１は、図２に示すように運転席側ドア５０ａに設置された運転席側パワーウィンドウスイッチ１ａと、助手席側ドア５０ｂに設置されたパワーウィンドウスイッチ１ｂとより構成される。パワーウィンドウスイッチ１を操作することにより、図示しない窓の駆動部とマイクロコンピュータ３へ向けて、窓の開閉信号が出力される。

ドアスイッチ２は、車体側のドア開口部に取り付けられ、ドアの開閉動作にもとづいて開閉信号をマイクロコンピュータ３へ出力する。
マイクロコンピュータ３は、パワーウィンドウスイッチ１およびドアスイッチ２の出力信号と、空調制御に用いるために備えられた各種のセンサ等から出力された空調制御信号とを取り込む。なお空調制御信号は、空調制御に用いる設定温度情報、内気温情報、外気温情報を含むものとする。

マイクロコンピュータ３は取り込んだ空調制御信号より、空調駆動機構部４を制御する制御信号を出力する。
また特にマイクロコンピュータ３は、乗車してから所定時間の経過後に窓が開けられたとき、かつ空調制御信号より判定される空調状態が定常状態である場合には、窓の開口領域に沿って空調風が送風されるように、吹き出し口として運転席側サイドベンチレータ７１または助手席側サイドベンチレータ７２を選択する制御信号を空調駆動機構部４に出力するものである。
この運転席側サイドベンチレータ７１、助手席側サイドベンチレータ７２は、それぞれに備えられたルーバーがどの方向に向いていても運転席側のサイドガラス、助手席側のサイドガラスの方向に向けて空調風を吹き出すことができるものであり、それぞれのベンチレータ７１、７２から吹き出される空調風によってエアーカーテンが形成される。

空調駆動機構部４は、空調風の吹き出し位置の切り替え制御を行う吹き出し口位置制御機構部５を備え、さらに空調風の温度を調節するエアミックスダンパや、風を発生させるブロアモータ等で構成され、空調風の風量および風温を制御する風量・風温制御機構部６を備える。
吹き出し口位置制御機構部５は、マイクロコンピュータ３からの出力信号に応じて、通常の空調制御、すなわちエアーカーテンを形成しない場合の空調制御に使用されている状態に優先して、エアーカーテンを形成するための吹き出し口を選択することができる。

次に、空調制御時におけるマイクロコンピュータ３の動作について説明する。
図３は、マイクロコンピュータ３の動作を示すフローチャートである。
本処理は、車両用空調装置の電源がＯＮとなることによって開始される。
マイクロコンピュータ３は必要なときに開始するタイマを有し、ステップ１００において、以降の処理の実行に使用されるタイマやフラグの初期化処理を行う。
ステップ１０１においてドアスイッチ２から出力されたドアの開閉信号を取り込み、ステップ１０２においてドアの開閉判定を行う。
なおマイクロコンピュータ３は、ドアが開いた状態からドアが閉じたものと判定されてからの経過時間を計測するタイマを、図３に示すフローチャートとは別に作動させる。
ステップ１０３において、ドアの開閉判定にもとづく分岐処理を行う。ドアが閉まっている場合にはステップ１０４へ進み、ドアが開いている場合にはステップ１１７へ進み、通常の空調制御を選択する。

ステップ１０４において、ドアが閉まっていると判定されてからの経過時間を計測するタイマにもとづき、ドアが開いた状態から閉じた状態へと変化した時からの経過時間判定を行う。
ステップ１０５において、ステップ１０４で判定された経過時間判定にもとづいて分岐処理を行う。ドアが開いた状態から閉じた状態へと変化したときからの経過時間が所定時間以上でない場合には、乗員の温感が車室内環境に馴染んでいないと判断し、ステップ１１７へ進み、通常の空調制御を選択する。一方、ドアが開いた状態から閉じた状態へと変化したときからの経過時間が所定時間以上であれば、乗員の温感が車室内環境にある程度馴染んでいると判断してステップ１０６へ進む。

ステップ１０６において、パワーウィンドウスイッチ１の出力信号を取り込み、ステップ１０７においてパワーウィンドウスイッチ１の出力信号より窓の開閉判定を行う。
なおマイクロコンピュータ３は、窓が閉じた状態から窓が開いたと判定されてからの経過時間を計測するタイマを、図３に示すフローチャートとは別に作動させる。
ステップ１０８において、ステップ１０７で判定された窓の開閉判定にもとづいて分岐処理を行う。窓が閉じている場合には本発明における空調風の制御を行う必要がないためステップ１１７へ進み通常の空調制御を行う。一方、窓が開いている場合にはステップ１０９へ進む。

ステップ１０９において、窓が閉じた状態から窓が開いたと判定されてからの経過時間を計測するタイマにもとづいて、窓が閉じた状態から開いた状態へと変化したときからの経過時間を判定する。
ステップ１１０において、ステップ１０９において判定された経過時間判定にもとづいて分岐処理を行う。窓が閉じた状態から開いた状態へと変化したときからの経過時間が所定時間以内でない場合、ステップ１１７へ進み通常の空調制御を行う。一方、経過時間が所定時間以内の場合には、ステップ１１１へ進む。

ステップ１１１において、空調制御信号（空調制御に用いている設定温度、内気温、外気温）を取り込み、ステップ１１２において、取り込んだ空調制御信号にもとづいて車室内の空調状態の判定を行う。
この空調状態の判定処理は、たとえば設定温度と内気温の差が所定値以下である場合には車室内環境は定常状態であると判定し、設定温度と内気温の差が所定値より大きい場合には車室内環境は過渡状態であると判定するものである。
次にステップ１１３において、ステップ１１２で判定された車室内の空調状態にもとづいて分岐処理を行う。車室内の空調状態が過渡状態である場合には、本発明の空調風の制御を行う必要がないためステップ１１７へ進み、通常の空調制御を行う。一方、車室内の空調状態が定常状態である場合には、空調風の吹き出し制御を行うためステップ１１４へ進む。

ステップ１１４において、エアーカーテンを形成するためサイドベンチレータから空調風を吹き出す必要があると判定し、空調風の吹き出し口として窓が開いている側のサイドベンチレータを選択する。
ステップ１１５において、ステップ１１１で取得した内気温と外気温との差にもとづいて、冷房時には通常の空調状態に比べて数℃冷たく、また暖房時には数℃暖かい空調風となるようにエアミックスダンパ開度を決定し、さらに空調風の風量が多くなるようにブロアモータの制御量を決定する。

ステップ１１６において、ステップ１１４およびステップ１１５または後述のステップ１１７で選択した各空調状態の決定値を空調駆動機構部４に出力し、その後ステップ１０１へ戻り上述の処理を繰り返す。
またステップ１１７においては、空調制御信号より各種情報を取り込み、空調制御に用いるモードドア位置、エアミックスダンパ開度およびブロアモータの各状態として、通常の空調制御に用いる状態を選択し、ステップ１１６へ進む。
また特に、ステップ１１０において窓が開いてから所定時間が経過したと判定された場合には、エアーカーテンを形成する吹き出し風が必要以上に吹き出されることを防止するため、ステップ１１７において通常の空調制御に用いる状態を選択する。
なお、空調制御に用いるモードドア位置、エアミックスダンパ開度およびブロアモータの各制御方法としては、たとえば特開平４−２６０８１２号公報に記載されたものなど既知の方法を用いることができる。

これによって吹き出し口位置制御機構部５および風量・風温制御機構部６は、ドアが閉まってから所定時間経過し、かつ窓が開いてから所定時間以内、さらに空調状態が定常状態である場合の３条件が成立した場合に、窓が開いている側のサイドベンチレータから、通常の空調状態よりも冷房時には冷たく（または暖房時には暖かく）、風量の強い空調風が窓の開口領域に沿って車室内後方側へ吹き出される。
なお本実施例において、運転席側サイドベンチレータ７１および助手席側サイドベンチレータ７２が本発明における窓側吹き出し口を構成し、ステップ１０７が本発明における窓開閉判定手段を構成する。またステップ１１２が本発明における空調状態判定手段を構成し、ステップ１１４が吹き出し判定手段を構成する。さらにステップ１１５が本発明における吹き出し状態制御手段を構成する。

本実施例は以上のように構成され、窓が開いた場合に車室内の空調状態にもとづいて、窓の開口領域に沿って空調風を吹き出すかどうかの判定を行い、乗車直後や空調状態が定常状態でない場合には窓の開口領域に沿って空調風を吹き出さないようにすることにより、体の一部が窓の開口領域に沿って吹き付けられる空調風にあたり、温度環境が異なる領域に体の一部がさらされることによる乗員の不快感の低減を図ることができる。
具体的には、乗車直後にはたとえば挨拶のためなど窓を開けて、窓から手や顔などを出すことが考えられるため、このような場合には窓の開口領域に沿った空調風の吹き出しを行わないなど、必要なときに必要な部位のみに通常の空調動作から切り替えて窓の開口領域に沿った空調風の吹き出しを行うことができる。

エアーカーテンを形成するために吹き出す空調風の温度を、通常の空調制御に用いている空調風の温度よりも冷房時には冷たく（または、暖房時には暖かく）設定し、さらに風量を強く設定することにより、エアーカーテンの効率が上がり、車室内の温度変化をより防止することができる。

また、窓が開いたと判定されてから所定時間経過後および窓閉め動作が検出された場合に、エアーカーテンを形成する空調風の吹き出しを停止するものとしたので、必要以上に空調風を吹き出すことによる乗員の不快感の発生を低減することができる。
なお、エアーカーテンを形成する空調風を吹き出す必要があると判定されてから所定の時間の経過後に、空調風の吹き出しを停止するようにしてもよい。この場合にも必要以上に空調風を吹き出すことによる乗員の不快感の発生を低減することができる。
さらに、運転席側サイドベンチレータ７１、助手席側サイドベンチレータ７２に備えられたルーバーを制御して、運転席側サイドベンチレータ７１、助手席側サイドベンチレータ７２から吹き出される空調風の風向を制御可能な場合には、エアーカーテンを形成する空調風を吹き出す際にルーバーの向きを窓の開口領域側に向けることもできる。

次に第２の実施例について説明する。
本実施例は、窓が開いている状態で車室内の空調状態が定常状態であり、乗員の腕が窓の開口領域に接近した場合に、腕に向けて空調風を吹き出すものである。
図４に、第２の実施例における全体構成を示す。
本実施例における車両用空調装置は、図４に示すようにパワーウィンドウスイッチ１、ＣＣＤカメラ２１、マイクロコンピュータ３Ａ、空調駆動機構部４Ａから構成されている。
ＣＣＤカメラ２１は、たとえば図５に示すように車両７０の車室内のルームミラー２６の基部に取り付けられ、図６に示すようにサイドガラス７６を含む車室内の領域を撮像する。
パワーウィンドウスイッチ１は、図７に示すように運転席側ドア５０ａに設置された運転席側パワーウィンドウスイッチ１ａと、助手席側ドア５０ｂに設置されたパワーウィンドウスイッチ１ｂとより構成される。

マイクロコンピュータ３Ａは、ＣＣＤカメラ２１からの車室内の画像、およびパワーウィンドウスイッチ１からの出力信号を取り込み、空調制御に用いるために備えられた各種のセンサ等から空調制御信号を取り込む。
マイクロコンピュータ３Ａは取り込んだ空調制御信号より、空調駆動機構部４Ａを制御する制御信号を出力する。
また特にマイクロコンピュータ３Ａは、所定の条件が成立したときに、乗員の腕位置に空調風が送風されるように、吹き出し口として運転席側サイドベンチレータ７１または助手席側サイドベンチレータ７２を選択する制御信号を空調駆動機構部４Ａに出力するものである。

吹き出し風向制御機構部２５は、マイクロコンピュータ３Ａからの出力信号に応じて、図７に示す運転席側サイドベンチレータ７１の運転席側ルーバー７３、または助手席側サイドベンチレータ７２の助手席側ルーバー７４の制御を行い、ベンチレータから吹き出される空調風の風向制御を行うものである。
他の構成は第１の実施例と同様であり、同一番号を付して説明を省略する。

次に、空調制御時におけるマイクロコンピュータ３Ａの動作について説明する。
図８は、マイクロコンピュータ３Ａの動作を示すフローチャートである。
本処理は、車両用空調装置の電源がＯＮとなることによって開始される。
マイクロコンピュータ３Ａは必要なときに開始するタイマを有し、ステップ２００において、以降の処理の実行に使用されるタイマやフラグの初期化処理を行う。
ステップ２０１において、ＣＣＤカメラ２１が撮像した画像データを取り込む。

次にステップ２０２において、ステップ２０１で取り込んだ画像データから車両の乗員の有無および頭部位置、腕位置などの部位位置の検出を行う。
なお本実施例では、たとえば図６に示す画像データから運転席乗員７５の頭部７５ａおよび腕７５ｂを検出する場合、画像の輝度変化と既知のパターンマッチング等を用いて、位置を検出するものとする。その他の乗員については、ＣＣＤカメラ２１の取り付け状態から各乗員の存在する領域を規定し、その中で運転席乗員と同様の処理を行うことで頭部位置や腕位置を検出することができる。

ステップ２０３において、ステップ２０２での検出結果より乗員の有無を判定し、乗員がいない状態から乗員がいる状態と判定されてからの経過時間を計測するタイマを、図８に示すフローチャートとは別に作動させる。
ステップ２０４において乗員の有無の判定にもとづく分岐処理を行う。乗員がいない場合には本発明における空調風の制御を行う必要がないためステップ２２１へ進み通常の空調制御を行う。一方、乗員がいる場合には、ステップ２０５へ進む。
ステップ２０５において、乗員がいない状態から乗員がいる状態と判定されてからの経過時間を計測するタイマにもとづいて、乗員がいない状態からいる状態へと変化した時からの経過時間の判定を行い、ステップ２０６で経過時間判定にもとづく分岐処理を行う。
乗員がいない状態からいる状態へと変化したときからの経過時間が所定時間以上でない場合には、乗員の温感が車室内環境に馴染んでいないと判断し、ステップ２２１へ進み、通常の空調制御を選択する。一方、乗員がいない状態からいる状態へと変化したときからの経過時間が所定時間以上であれば、乗員の温感が車室内環境にある程度馴染んでいると判断してステップ２０７へ進む。

ステップ２０７において、パワーウィンドウスイッチ１の出力信号を取り込む。
ステップ２０８においてパワーウィンドウスイッチ１の出力信号より窓の開閉判定を行い、窓が閉じた状態から窓が開いたものと判定されてからの経過時間を計測するタイマを、図８に示すフローチャートとは別に作動させる。
ステップ２０９において、ステップ２０８で判定された窓の開閉判定にもとづいて分岐処理を行う。窓が閉じている場合には本発明における空調風の制御を行う必要がないためステップ２２１へ進み通常の空調制御を行う。一方、窓が開いている場合にはステップ２１０へ進む。

ステップ２１０において、窓が閉じた状態から窓が開いたものと判定されてからの経過時間を計測するタイマにもとづいて、窓が閉じた状態から開いた状態へと変化したときからの経過時間を判定する。
ステップ２１１において、ステップ２１０において判定された経過時間判定にもとづいて分岐処理を行う。窓が閉じた状態から開いた状態へと変化したときからの経過時間が所定時間以上であれば、ステップ２２１へ進み通常の空調制御を行う。一方、所定時間を経過していない場合には、ステップ２１２へ進む。

ステップ２１２において、空調制御信号（空調制御に用いる設定温度、内気温、外気温）を取り込み、ステップ２１３において、取り込んだ空調制御信号にもとづいて車室内の空調状態の判定を行う。
次にステップ２１４において、ステップ２１３で判定された車室内の空調状態にもとづいて分岐処理を行う。車室内の空調状態が過渡状態である場合には、ステップ２２１へ進み、通常の空調制御を行う。一方、車室内の空調状態が定常状態である場合には、空調風の吹き出し制御を行うためステップ２１５へ進む。

ステップ２１５において、ステップ２０２での体の部位位置判定にもとづいて窓への接近判定を行う。
たとえば運転席乗員７５について判定を行う場合、運転席乗員７５の頭部７５ａおよび腕７５ｂの検出位置から、運転席乗員７５の腕７５ｂだけがサイドガラス７６の領域に近づいているかどうか（たとえば図６に示すように、窓の枠に運転席乗員７５の腕７５ｂが乗っているような場合）を検出するものである。
次にステップ２１６において、窓への接近判定にもとづいて分岐処理を行う。乗員の腕だけが窓領域に接近していると判定されている場合には、ステップ２１７へ進む。それ以外の場合には、ステップ２２１へ進み通常の空調制御を行う。

ステップ２１７において、乗員の腕に向けて空調風を吹き出す必要があると判定し、空調風の吹き出し口としてステップ２１５で判定された腕が窓領域に接近している側のサイドベンチレータ（運転席側サイドベンチレータ７１または助手席側サイドベンチレータ７２）を選択する。
ステップ２１８において、ステップ２１５で判定された腕位置にもとづいて、腕に空調風があたるように運転席側ルーバー７３または助手席側ルーバー７４を制御する。
ステップ２１９において、ステップ２１２で取得した内気温と外気温との差にもとづいて、冷房時には通常の空調状態に比べて数℃冷たく、また暖房時には数℃暖かい空調風となるようにエアミックスダンパ開度を決定し、またさらに空調風の風量が多くなるようにブロアモータの制御量を決定する。

ステップ２２０においては、ステップ２１７〜ステップ２１９または後述のステップ２２１で選択した各空調状態の決定値を空調駆動機構部４Ａに出力し、その後ステップ２０１へ戻り上述の処理を繰り返す。
またステップ２２１において、空調制御信号より各種情報を取り込み、空調制御に用いるモードドア位置、エアミックスダンパ開度およびブロアモータの各状態として、通常の空調制御に用いる状態を選択し、ステップ２２０へ進む。

これによって、窓が開いている状態で乗員の腕が窓領域に接近している場合に、吹き出し口位置制御機構部５によって窓領域に腕が接近している側のサイドベンチレータが選択され、吹き出し風向制御機構部２５が運転席側ルーバー７３または助手席側ルーバー７４の空調風の向きを制御することにより、窓領域に接近している腕に空調風をあてることができる。

なお本実施例において、運転席側サイドベンチレータ７１および助手席側サイドベンチレータ７２が本発明における窓側吹き出し口を構成し、ステップ２１３が本発明における空調状態判定手段を構成する。またステップ２１７が本発明における吹き出し判定手段を構成し、ステップ２０２が本発明における部位判定手段を構成する。さらにＣＣＤカメラ２１が本発明における撮像手段を構成し、ステップ２１５が本発明における接近検出手段を構成する。ステップ２１８が吹き出し風向制御手段を構成し、ステップ２１９が吹き出し状態制御手段を構成する。またステップ２０３が本発明における乗車判定手段を構成し、ステップ２０８が本発明における窓開閉判定手段を構成する。

本実施例は以上のように構成され、窓が開いている状態で、腕が窓の開口領域に接近している場合、窓の開口領域に存在する腕に空調風があたるように運転席側ルーバー７３または助手席側ルーバー７４の向きを制御することにより、たとえば窓の開口領域から暑い車外に腕が一部出ていたとしても、腕に冷たい空調風を吹き付けることができるなど、周囲温度が異なる領域に腕がある場合でも、乗員を心地よく感じさせることができる。
また、腕のみが窓の開口領域近傍にある場合に空調風を吹き付けるものとしたので、たとえば頭部が窓の開口部近傍にある場合に、頭部に向かって空調風が吹き付けられることによる乗員の不快感の低減を図ることができる。

なお、乗員の腕に空調風を集中して吹き付けるものとしたが、窓の開口領域全般に空調風を吹き出してエアーカーテンを形成することもできる。この場合にも、ＣＣＤカメラ２１によって撮像された画像より判定した乗員の頭部が窓の開口領域に接近した場合には空調風の吹き出しを停止することにより、頭部に向かって空調風が吹き付けられることによる乗員の不快感の低減を図ることができる。

次に第３の実施例について説明する。
本実施例は、窓が開いている状態で車室内の空調状態が定常状態であり、乗員の腕が窓の開口領域に接近した場合に、腕に向けて空調風を吹き出すものである。
図９に、第３の実施例における全体構成を示す。
本実施例における車両用空調装置は、図９に示すように赤外線カメラ４１、マイクロコンピュータ３Ｂ、空調駆動機構部４Ａから構成されている。
赤外線カメラ４１は、第２の実施例におけるＣＣＤカメラ２１と同様に、図５に示すように車室内のルームミラー２６の基部に取り付けられ、図６に示すようにサイドガラス７６を含む車室内の領域を撮像し、熱画像データを生成する。
マイクロコンピュータ３Ｂは、赤外線カメラ４１からの熱画像データを取り込み、空調駆動機構部４Ａを制御する制御信号を出力する。

また特にマイクロコンピュータ３Ｂは、熱画像データより所定領域の表面温度から乗員の有無、乗員の頭部や腕の存在位置、窓の開閉を検出する。さらに、乗車してから所定時間の経過後に窓が開けられたとき、乗員の表面温度と車室内の表面温度にもとづいて空調状態を判定し、車室内が定常状態である場合で、かつ窓の開口領域に乗員の腕が近づいた場合には、乗員の腕位置に空調風が送風されるように、吹き出し口として運転席側サイドベンチレータ７１または助手席側サイドベンチレータ７２（図７参照）を選択する制御信号を空調駆動機構部４Ａに出力するものである。
他の構成は、第２の実施例と同様であり、同一番号を付して説明を省略する。

次に、空調制御時におけるマイクロコンピュータ３Ｂの動作について説明する。
図１０および図１１は、マイクロコンピュータ３Ｂの動作を示すフローチャートである。
本処理は、車両用空調装置の電源がＯＮとなることによって開始される。
マイクロコンピュータ３Ｂは必要なときに開始するタイマを有し、ステップ３００において、以降の処理の実行に使用されるタイマやフラグの初期化処理を行う。
ステップ３０１において、赤外線カメラ４１が撮像した熱画像データを取り込む。
ステップ３０２において、ステップ３０１で取り込んだ熱画像データより、画像内の各部の表面温度を検出し、ステップ３０３において表面温度より車両の乗員の有無および頭部位置、腕位置を検出する。

なお本実施例では、たとえば図６に示す熱画像データから運転席乗員７５の頭部７５ａおよび腕７５ｂを検出する場合、温度情報と既知のパターンマッチング等を用いて検出し、それぞれの部位の表面温度と位置を特定するものである。その他の乗員については、赤外線カメラ４１の取り付け状態から各乗員の存在する領域を規定し、その中で運転席乗員と同様の処理を行うことで頭部位置や腕位置を検出することができる。
さらに、熱画像データより、車室内天井７７の温度を検出し、検出した温度を車室内温度とする。

ステップ３０４において、ステップ３０３での検出結果より乗員の有無を判定し、乗員がいない状態から乗員がいる状態と判定されてからの経過時間を計測するタイマを、図１０、図１１に示すフローチャートとは別に作動させる。
ステップ３０５において乗員の有無の判定にもとづく分岐処理を行う。乗員がいない場合には本発明における空調風の制御を行う必要がないためステップ３２０へ進み通常の空調制御を行う。一方、乗員がいる場合には、ステップ３０６へ進む。

ステップ３０６において、乗員がいない状態から乗員がいる状態と判定されてからの経過時間を計測するタイマにもとづいて、乗員がいない状態からいる状態へと変化した時からの経過時間の判定を行い、ステップ３０７で経過時間判定にもとづく分岐処理を行う。
乗員がいない状態からいる状態へと変化したときからの経過時間が所定時間以上でない場合には乗員の温感が車室内環境に馴染んでいないと判断し、ステップ３２０へ進み、通常の空調制御を選択する。一方、乗員がいない状態からいる状態へと変化したときからの経過時間が所定時間以上であれば、乗員の温感が車室内環境にある程度馴染んでいると判断してステップ３０８へ進む。

ステップ３０８において、ステップ３０１で取り込んだ熱画像データにもとづいて窓の開閉判定を行い、窓が閉じた状態から窓が開いたものと判定されてからの経過時間を計測するタイマを、図１０、図１１に示すフローチャートとは別に作動させる。
この窓の開閉判定は、赤外線カメラ４１の車両への取り付け位置からサイドガラス７６の位置を規定し、その領域の温度が急激に変化した場合に窓の開閉が行われたと判定するものである。
次にステップ３０９において、ステップ３０８で判定された窓の開閉判定にもとづいて分岐処理を行う。窓が閉じている場合には本発明における空調風の制御を行う必要がないためステップ３２０へ進み通常の空調制御を行う。一方、窓が開いている場合にはステップ３１０へ進む。

ステップ３１０において、窓が閉じた状態から窓が開いたものと判定されてからの経過時間を計測するタイマにもとづいて、窓が閉じた状態から開いた状態へと変化したときからの経過時間を判定する。
ステップ３１１において、ステップ３１０において判定された経過時間判定にもとづいて分岐処理を行う。窓が閉じた状態から開いた状態へと変化したときからの時間が所定時間以上経過していれば、ステップ３２０へ進み通常の空調制御を行う。一方、所定時間を経過していない場合には、ステップ３１２へ進む。

ステップ３１２において、ステップ３０２で検出した運転席乗員７５の頭部７５ａの表面温度、および車室内天井７７の表面温度にもとづいて車室内の空調状態の判定を行う。
この処理は、たとえば運転席乗員７５の頭部７５ａの表面温度と、車室内天井７７の表面温度にもとづいて設定された運転席乗員７５の頭部７５ａの目標表面温度との差が所定値以下である場合には、車室内環境は定常状態であると判定し、所定値より大きい場合には車室内環境は過渡状態であると判定するものである。
または、運転席乗員７５の頭部７５ａの表面温度の時間的な変化率が、所定値以下の場合には車室内環境は定常状態であると判定し、所定値より大きい場合には車室内環境は過渡状態であると判定するようにしてもよい。

次にステップ３１３において、ステップ３１２で判定された車室内の空調状態にもとづいて分岐処理を行う。車室内の空調状態が過渡状態である場合には、本発明の空調風の制御を行う必要がないためステップ３２０へ進み、通常の空調制御を行う。一方、車室内の空調状態が定常状態である場合には、空調風の吹き出し制御を行うためステップ３１４へ進む。

以降ステップ３１４からステップ３２０は、第２の実施例における図８のステップ２１５からステップ２２１と同様であり説明を省略する。
このように、赤外線カメラ４１によって撮像された熱画像データより、乗員の有無および乗員の頭部位置や腕位置、窓の開閉、車室内の空調状態を判定することができる。またこの判定結果にもとづいて、窓が開いている状態で乗員の腕が窓領域に接近している場合に、吹き出し風向制御機構部２５が運転席側ルーバー７３または助手席側ルーバー７４の空調風の向きを制御することにより、窓領域に接近している腕に空調風をあてることができる。

なお本実施例において、運転席側サイドベンチレータ７１および助手席側サイドベンチレータ７２が本発明における窓側吹き出し口を構成し、ステップ３１２が本発明における空調状態判定手段を構成する。またステップ３１６が本発明における吹き出し判定手段を構成し、ステップ３０３が本発明における部位判定手段を構成する。さらに赤外線カメラ４１が本発明における撮像手段を構成し、ステップ３１４が本発明における接近検出手段を構成する。ステップ３１７が吹き出し風向制御手段を構成し、ステップ３１８が吹き出し状態制御手段を構成する。またステップ３０３が本発明における乗車判定手段を構成し、ステップ３０８が本発明における窓開閉判定手段を構成する。

本実施例は以上のように構成され、赤外線カメラ４１によって撮像された熱画像データより、乗員の有無および乗員の頭部位置や腕位置、窓の開閉、車室内の空調状態を判定し、窓が開いている状態で、腕が窓の開口領域に接近している場合、窓の開口領域に接近している腕に空調風があたるように運転席側ルーバー７３または助手席側ルーバー７４の向きを制御することにより、腕に集中的に空調風を吹き付けることができ、周囲温度が異なる領域に腕がある場合でも、乗員を心地よく感じさせることができる。
また、腕が窓の開口領域近傍にある場合にのみ空調風を吹き付けるものとしたので、たとえば頭部が窓の開口部近傍にある場合に、頭部に向かって空調風が吹き付けられることによる乗員の不快感の低減を図ることができる。

なお、乗員の腕に空調風を集中して吹き付けるものとしたが、窓の開口領域に空調風を吹き出してエアーカーテンを形成することもできる。この場合にも、赤外線カメラ４１によって撮像された画像より判定した乗員の頭部が窓の開口領域に接近した場合には空調風の吹き出しを停止することにより、頭部に向かって空調風が吹き付けられることによる乗員の不快感の低減を図ることができる。

なお、第３の実施例で用いた赤外線カメラ４１を第２の実施例のマイクロコンピュータ３Ａに接続し、マイクロコンピュータ３Ａは赤外線カメラ４１によって撮像された熱画像データより、第３の実施例で説明したように窓の開閉判定や車室内の空調状態の判定を行うこともできる。
上記各実施例は、本発明を限定するものではない。したがって、上記各実施例において説明した各要素は、本発明の技術的範囲に属するすべての設計変更や均等物を含む趣旨である。

第１の実施例の全体構成を示す図である。 パワーウィンドウスイッチと吹き出し口を示す図である。 第１の実施例におけるマイクロコンピュータが行う処理の流れを示す図である。 第２の実施例の全体構成を示す図である。 ＣＣＤカメラおよび赤外線カメラの撮像範囲を示す図である。 ＣＣＤカメラによる撮像画像および赤外線カメラによる熱画像データを示す図である。 パワーウィンドウスイッチと吹き出し口、ルーバーを示す図である。 第２の実施例におけるマイクロコンピュータが行う処理の流れを示す図である。 第３の実施例を示す図である。 第３の実施例におけるマイクロコンピュータが行う処理の流れを示す図である。 第３の実施例におけるマイクロコンピュータが行う処理の流れを示す図である。

符号の説明

１ パワーウィンドウスイッチ
２ ドアスイッチ
３、３Ａ、３Ｂ マイクロコンピュータ
４、４Ａ 空調駆動機構部
５ 吹き出し口位置制御機構部
６ 風量・風温制御機構部
２１ ＣＣＤカメラ
２５ 吹き出し風向制御機構部
４１ 赤外線カメラ
７１ 運転席側サイドベンチレータ
７２ 助手席側サイドベンチレータ
７６ サイドガラス

Claims (11)

1. 車室内の空調制御を行う車両用空調装置において、
   窓の開口領域付近に空調風を送風するための窓側吹き出し口と、
   窓の開閉を判定する窓開閉判定手段と、
   車室内の空調状態が定常状態であるかどうかを判定する空調状態判定手段と、
   前記窓側吹き出し口から空調風を吹き出す必要があるかどうかを判定する吹き出し判定手段とを備え、
   該吹き出し判定手段は、前記窓開閉判定手段によって窓が開いていると判定され、かつ前記空調状態判定手段によって車室内の空調状態が定常状態であると判定された場合に、前記窓側吹き出し口から空調風を吹き出す必要があると判定することを特徴とする車両用空調装置。
2. 車両の窓を含めた車室内を撮像する撮像手段と、
   該撮像手段によって撮像された画像データより、乗員の頭部を判定する部位判定手段と、
   前記部位判定手段による判定結果より乗員の頭部以外の部位が窓の開口領域に接近したかどうかを検出する接近検出手段とを備え、
   前記吹き出し判定手段は、さらに前記接近検出手段によって乗員の頭部以外の部位が窓の開口領域に接近したことが検出された場合に、前記窓側吹き出し口から空調風を吹き出す必要があると判定することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記撮像手段は熱画像データを生成するものであることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記窓開閉判定手段は、前記撮像手段によって撮像された熱画像データより、窓の存在する領域が急激な温度変化をした場合に、窓が開いたものと判定することを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
5. 前記撮像手段によって撮像された熱画像データより、乗員の表面温度を計測する表面温度検出手段を備え、
   前記空調状態判定手段は、前記表面温度検出手段により検出された乗員の表面温度と、通常の空調制御に用いている目標表面温度との差が所定値以下の場合に、車両の空調状態が定常状態であると判定することを特徴とする請求項３または４に記載の車両用空調装置。
6. 前記撮像手段によって撮像された熱画像データより、乗員の表面温度を計測する表面温度検出手段を備え、
   前記空調状態判定手段は、前記表面温度検出手段により検出された乗員の表面温度の変化率が所定値以下の場合に、車両の空調状態が定常状態であると判定することを特徴とする請求項３または４に記載の車両用空調装置。
7. 前記窓側吹き出し口は、空調風の吹き出し風向の変更が可能であり、
   該窓側吹き出し口の風向の制御を行う吹き出し風向制御手段を備え、
   該吹き出し風向制御手段は、前記吹き出し判定手段によって窓側吹き出し口からの空調風を吹き出す必要があると判定された場合に、前記窓側吹き出し口の風向を前記窓の開口領域側に向けることを特徴とする請求項１から６のいずれか１に記載の車両用空調装置。
8. 前記部位判定手段は、さらに乗員の腕の位置を検出し、
   前記吹き出し風向制御手段は、さらに前記部位判定手段によって判定された乗員の腕位置に向けて空調風が吹き出されるように前記窓側吹き出し口の風向を制御することを特徴とする請求項７に記載の車両用空調装置。
9. 前記窓側吹き出し口から吹き出す空調風の温度または風量を制御する吹き出し状態制御手段を備え、
   該吹き出し状態制御手段は、前記吹き出し判定手段によって前記窓側吹き出し口から空調風を吹き出す必要がないと判定された場合の空調制御に用いられる空調風温および空調風量に対して、前記窓側吹き出し口から吹き出される空調風を冷房時には冷たく、暖房時には暖かくなるように補正を行う、または前記窓側吹き出し口から吹き出される空調風の風量を強くする補正を行うかのうち少なくともいずれかの補正を行うことを特徴とする請求項１から８のいずれか１に記載の車両用空調装置。
10. 前記吹き出し判定手段は、前記窓側吹き出し口から空調風を吹き出す必要があると判定してから所定時間が経過した場合、または前記窓開閉判定手段によって窓が閉められると判定された場合に、前記窓側吹き出し口から空調風を吹き出すことは不要であると判定することを特徴とする請求項１から９のいずれか１に記載の車両用空調装置。
11. 乗員が乗車しているかどうかを判定する乗車判定手段を備え、
    前記吹き出し判定手段は、前記乗車判定手段によって乗員が乗車したと判定されてから所定時間の経過後に、前記窓側吹き出し口から空調風を吹き出すことは不要であると判定することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１に記載の車両用空調装置。

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