JP2006347535A - 車両用空調装置およびその空調制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジンもしくはモータを動力源(4)とする車両に搭載され、車室内の空調を行う空調機器(100)を制御する車両用空調装置であって、
この空調機器(100)を制御して車室内の空調状態を制御する空調制御手段(54)と、運転者の操作量を検出する運転者行動検出手段(35,36)と、この運転者行動検出手段(35,36)からの検出情報に基いて、これから行われる運転者の運転行動を推定した行動意図推定情報を算出する運転行動意図推定手段(52)と、行動意図推定情報に基いて、動力源(4)の出力状態を推定し、空調制御手段(54)に対し、推定された出力状態に応じて指示する判定手段(53)とを備える。
【選択図】図1
Description
それにより、運転者の操作情報に基いて、これから行なわれる運転者の運転行動の意図(例えば、加速行動や制動行動など)を推定して早めに車両動力源の出力状態を推定可能になる。そこで、例えば、推定される運転行動(例えば、加速行動)によっては、運転行動を優先させるように、車両動力源に対する空調負荷を速めに軽減調整することができる。また、推定される運転行動(例えば、減速行動)によっては、空調能力を優先させるように、車両動力源に対する空調負荷を速めに増加調整することもできる。したがって、運転フィーリングと車室内の快適性を両立させることができる。
所定期間の間の運転者の運転行動を、予め定めた運転行動パターンと比較することで、運転者の運転行動をより高精度に推定することが可能になる。
あるいは請求項18に記載のように、確信度が所定値以上のときに生じる実際の運転者の運転行動パターンに基いて、予め定めた運転行動パターンを修正する学習処理工程を有していることが好ましい。
個々の運転者は運転に際し個人特有の癖又は特徴を有している。そこで、実際の運転パターンからそれらの癖や特徴を学習して予め定めた運転行動パターンに反映させることにより、より一層個々の運転者へ運転行動パターンを適応させることができる。そして、運転パターンの判定精度を高めることができる。
本発明は、種々の検出情報に基いて運転者の運転行動の意図を推定する運転行動意図推定手段と空調制御手段とを組み合わせ、運転者の運転行動を予測して早めに空調状態を調整し、運転フィーリングと車室内の快適性を両立させる技術に関する。
図1は、車両用空調装置の全体構成を示す構成図、図2は、蓄冷器40の要部断面図である。
次に、蓄冷器40の具体的な構成例を、図2により説明する。
蓄冷器40は、図1に示すエバポレータ9と同一の前面面積を備えた形状を有する。また蓄冷器40は、空調時に利用できる冷却能力を発揮するために、エバポレータ9通過後の冷風の全量が通過する熱交換器構成となっている。この構成により、蓄冷器40は空調ケース10内の流れ方向Aに対して厚さ寸法の小さい薄型構造にできる。また、2枚のアルミニュウム製の伝熱プレート41,42には、それぞれ冷風流れ方向Aに沿って交互に凸面部41a,42aが形成される。そしてこの凸面部41a,42aは、互いに当接され、ろう付け等により接合される。
なお、図2には、チューブ45を2組しか図示していないが、実際にはチューブ45が図2の矢印B方向に多数積層されている。
次に、空調制御装置50による空調装置の基本作動を説明する。図3は、空調制御装置50において実行される空調制御処理(空調制御手段54)のメインルーチンのフローチャートである。
次に、運転者の行動意図を推定し、空調制御手段54に対して蓄冷、放冷等を指示する運転行動意図推定手段52および判定手段53について、図面を用いて説明する。
図4において、運転行動意図推定手段52は、運転者が実際に車両を制動したり、もしくは加速したりするより早い時点で、これから行われる運転行動(制動もしくは加速)を推定する手段である。そして運転行動意図推定手段52は、正規化部521、運転行動記憶部522、運転パターン格納部523及び類似度算出部524を備える。正規化部521は、運転者行動検出手段として機能する空調情報部35および車両情報部36から取得した複数の検出情報(運転者の操作量)を正規化する。運転行動記憶部522は、この正規化した検出情報に基づいて常に最新の過去一定期間の間の正規化検出情報を更新、記憶する。また運転パターン格納部523は、制動もしくはエンジン出力を増加させる運転パターンを記憶する。類似度算出部524は、運転行動記憶部522に記憶された最新の正規化検出情報と、運転パターン格納部523に記憶された運転パターンとを比較し、類似度を算出する。そして、最も類似度が高い運転パターンを求め、その運転パターンに基づいて、推定時以降の運転者の行動意図(加速又は制動)を推定する。
運転行動意図推定手段52は、運転者行動検出手段として機能する空調情報部35および車両情報部36から運転者の操作量として各種検出情報を読込む(ステップ201)。次に正規化部521は、各情報とも情報のレベルや段階に応じて正規化する。その正規化された情報は、正規化検出情報として0〜1の範囲内の量に数値化される(ステップ202)。各正規化検出情報は、サンプリングデータとして順次時系列に運転行動記憶部522に記憶される。また各正規化検出情報は、最新の過去一定期間、例えば5秒間の間のサンプリングデータであり、常に更新、記憶される(ステップ203)。この運転行動記憶部522は、空調制御装置50内のRAMもしくは記憶手段51の一部で構成されている。
運転パターンテンプレートは、予め実験により作成される。運転パターンテンプレートは、制動時を例にすると、以下のように作成される。100人の運転者の操作量に関する各種検出情報(アクセル踏込み量、空調情報、足位置、ギア位置、車速、エンジン回転数)が、それぞれ収集される。例えば、各種検出情報について、制動動作開始10秒前から制動動作に入るまでの10秒間のデータが検出され、正規化される。そしてその正規化データ(正規化情報)は、クラスタリング手法を用いて分類される。そして、制動行動の運転パターンテンプレートが、分類された各クラスタ(同種類のデータ集合)として求められる。
同様に、加速行動の運転パターンテンプレートを作成するために、加速動作開始10秒前から加速動作に入るまでの10秒間の運転者の操作量に関する各種データが検出され、正規化される。その後、上記と同様にクラスタリング手法を用いて、複数個の加速行動の運転パターンのテンプレートが作成される。
次に、図4において、判定手段53は、車両動作検出手段として機能する車両情報部36および外界情報部37から取得した複数の検出情報(車両動作情報)と運転行動意図推定手段52からの類似度情報とを受け、運転行動意図推定手段52で用いた検出情報とは異なる検出情報を用いて、先に求めた類似度の信憑性を評価する。
まず、確信度算出部531は、図7に示すように、類似度算出部524で求めた類似度情報を読込む(ステップ301)。
確信度算出部531は、行動意図推定情報を取得すると、その情報に示される運転者の行動(加速又は制動)に基づいて、各要素のメンバシップ関数を選択する。次に、確信度算出部531は、上記の各情報の測定値に基づいて、各要素のファジイ集合の適合度(メンバシップ関数の出力値)を算出する。その後確信度算出部531は、min−max法に基づいて適合度の和集合の重心を算出する。算出された重心の値が、推論値である。なお、確信度算出部531は、min−max法を用いる代わりに、代数積−加算重心法、または簡略化推論を用いてもよい。
なお、推論値は、ファジイ推論以外の方法、例えば、上記の情報を入力変数とし、推論値を出力変数とする関数によって求めてもよい。このような関数は実験により、予め求めることができる。
また、読込んだ確信度が第2の閾値以下のときには、出力判定部534は、通常モードの目標エバポレータ温度Teoを出力し、蓄冷指示及び放冷指示は行わない。そしてプロセスは終了する。
ここで、第1の閾値は、アクセル踏込み量と加速感との関係に基づいて決定される。第1の閾値を、例えば最大踏込み量の20%に設定することができる。また、第2の閾値は、例えば0.5とすることができる。しかし、蓄冷を重視する場合には、第2の閾値を0.5よりも低い値に設定してもよい。逆に、運転フィーリングを重視する場合には、第2の閾値を0.5よりも高い値に設定することができる。
上記実施形態によれば、蓄冷器40を備えた空調機器100を制御する車両用空調装置への適用例について説明しているが、本発明は蓄冷器40への蓄冷や放冷を行う構成に限定されない。本発明は、運転者の運転行動の意図(例えば、加速や制動)を推定して早めにこの車両の動力源の出力状態を推定し、空調制御手段に対し、この出力状態に応じた空調能力となるように調整指示するものであり、運転フィーリングと車室内の快適性を両立させるものである。
また、本実施形態によれば、運転行動意図推定手段52における運転パターンテンプレート格納部523は、図5および図6に示すように、予め実験等により求めた各種検出情報毎の運転パターンテンプレートを記憶するように構成されている。そして運転パターンテンプレート格納部523には、多数の運転者に共通する標準運転パターンのテンプレートが記憶設定されている。それに対し、個々の運転者は運転に際し個人特有の癖や特徴を有しているため、実際の運転パターンからそれらの癖や特徴を学習して運転パターンテンプレートに反映させた方が、より一層個人適応が可能となり、運転パターンの判定精度を高めることが可能になる。
一方、ステップ205において、類似度が所定値より低いと判定されたときは、学習処理を行わず、終了となる。
ここで、類似度を学習を行うか否かの判定に用いる場合、所定値は、例えば0.7に設定される。一方、確信度を学習を行うか否かの判定に用いる場合、所定値は、例えば0.5に設定される。なお、所定値はこれらの値に限られるものではなく、各テンプレートの修正をより慎重に行いたい場合は、これらの閾値をもっと高く設定してもよい。逆に、より積極的に各テンプレートの修正を行いたい場合には、これらの閾値をもっと低く設定してもよい。
4 エンジン
9 エバポレータ
10 空調ケース
35 空調情報部
36 車両情報部
37 外界情報部
40 蓄冷器
50 空調制御装置
51 記憶手段
52 運転行動意図推定手段
53 判定手段
54 空調制御手段
100 空調機器
522 運転行動記憶部
523 運転パターン格納部
524 類似度算出部
531 確信度算出部
532 目標エバポレータ温度算出部
533 出力テンプレート格納部
534 出力判定部
Claims (18)
- エンジンもしくはモータを動力源(4)とする車両に搭載され、車室内の空調を行う空調機器(100)を制御する車両用空調装置であって、
前記空調機器を制御して車室内の空調状態を制御する空調制御手段(54)と、
運転者の操作量を検出する運転者行動検出手段(35,36)と、
前記運転者行動検出手段(35,36)で検出された前記操作量に基いて、これから行われる運転者の運転行動を推定した行動意図推定情報を算出する運転行動意図推定手段(52)と、
前記行動意図推定情報に基いて、前記動力源(4)の出力状態を推定し、前記空調制御手段(54)に対し、推定された出力状態に応じて指示する判定手段(53)と、
を備えることを特徴とする車両用空調装置。 - 前記操作量は、アクセルペダルの踏込み量、車速、又はエンジン回転数の少なくとも一つを含む請求項1に記載の車両用空調装置。
- 前記判定手段(53)は、前記空調制御手段(54)に対し、前記推定された出力状態に応じて空調能力を調整するように指示する請求項1に記載の車両用空調装置。
- 前記空調機器(100)は、空調時の冷却能力を用いて蓄冷する蓄冷器(40)を備え、前記判定手段(53)は、前記空調制御手段(54)に対し、前記推定された出力状態に応じて前記蓄冷器(40)への蓄冷、もしくは前記蓄冷器(40)からの放冷を指示する請求項1に記載の車両用空調装置。
- 前記空調機器(100)はエバポレータ(9)を有し、
前記判定手段(53)は、前記蓄冷器(40)への蓄冷を指示し、前記エバポレータ(9)の温度が目標エバポレータ温度となるように指示する請求項4に記載の車両用空調装置。 - 前記運転行動意図推定手段(52)は、
前記操作量を所定期間だけ記憶する運転行動記憶部(522)と、
制動行動又は加速行動を示す予め定められた運転行動パターンが記憶された運転パターン格納部(523)と、
前記運転行動記憶部(522)に記憶された前記操作量と、前記予め定められた運転行動パターンとを比較して類似度を求め、該類似度が最も高い運転パターンに基づいて前記行動意図推定情報を算出する類似度算出部(524)を有する請求項1に記載の車両用空調装置。 - エンジンもしくはモータを動力源(4)とする車両に搭載され、車室内の空調を行うと共に、空調時の冷却能力を用いて蓄冷する蓄冷器(40)を備えた空調機器(100)を制御する車両用空調装置であって、
前記空調機器(100)を制御して車室内の空調状態を制御する空調制御手段(54)と、
運転者の操作量を検出する運転行動検出手段(35,36)と、
検出された前記操作量に基いて、これから行われる運転者の運転行動を推定した行動意図推定情報を算出する運転行動意図推定手段(52)と、
前記車両の動きを検出する車両動作検出手段(36,37)と、
前記車両動作検出手段(36,37)で検出された車両動作情報に基いて、前記行動意図推定情報の確かさを示す確信度を求め、該確信度に基づいて前記空調制御手段(54)に対し前記蓄冷器(40)への蓄冷を指示する判定手段(53)と、
を備えることを特徴とする車両用空調装置。 - 前記判定手段(53)は、前記確信度が所定の値を超えるとき、前記空調制御手段(54)に対し前記蓄冷器(40)への蓄冷を指示し、前記確信度が所定の値以下のとき、前記空調制御手段(54)に対し前記蓄冷器(40)への蓄冷を指示しない請求項7に記載の車両用空調装置。
- 前記車両動作情報は、
運転者に対して経路案内を行うカーナビゲーション装置による道路情報、又はカメラまたはレーダー装置により検出する車両前方若しくは後方の道路状況のうち少なくとも1つを含む請求項7に記載の車両用空調装置。 - 前記空調機器(100)はエバポレータ(9)を有し、
前記判定手段(53)は、前記蓄冷器(40)への蓄冷を指示し、前記エバポレータ(9)の温度が目標エバポレータ温度となるように指示する請求項7に記載の車両用空調装置。 - 前記運転行動意図推定手段(52)は、
前記操作量を所定期間だけ記憶する運転行動記憶部(522)と、
加速行動又は制動行動を示す予め定められた運転行動パターンが記憶された運転パターン格納部(523)と、
前記運転行動記憶部(522)に記憶された前記操作量と、前記予め定められた運転行動パターンとを比較して類似度を求め、該類似度が最も高い運転パターンに基づいて前記行動意図推定情報を算出する類似度算出部(524)を有し、
前記判定手段(53)は、前記車両動作情報と、前記行動意図推定情報及び前記類似度に基いて、前記確信度を求める請求項7に記載の車両用空調装置。 - 前記空調機器(100)は、
空調ケース(10)と、該空調ケース(10)内に設けられた流通する空気を冷却するエバポレータ(9)と、該エバポレータ(9)の下流側に前記蓄冷器(40)を有し、
前記判定手段(53)は、
前記車両動作情報、前記行動意図推定情報および前記確信度に基いて、目標エバポレータ温度を求める目標エバポレータ温度算出部(532)と、
空調制御手段(54)に対し前記蓄冷器(40)への蓄冷を指示し、前記空調機器(100)内の前記エバポレータ(9)の温度が前記目標エバポレータ温度となるように指示する出力判定部(534)をさらに有する請求項7に記載の車両用空調装置。 - 前記行動意図推定情報は、運転者の制動行動を推定するものであり、前記出力判定部(534)は、前記確信度が前記所定の値を超えるとき、前記目標エバポレータ温度を前記目標エバポレータ温度算出部(532)で求められた温度より高い温度から段階的に下げ、実際に制動行動が生じると前記目標エバポレータ温度を前記目標エバポレータ温度算出部(532)で求められた温度に設定する請求項12に記載の車両用空調装置。
- 前記行動意図推定情報は、運転者の加速行動を推定するものであり、
前記判定手段(53)は、前記確信度が所定の値を超えるとき、運転行動が推定されてから、運転者が実際に加速行動を行うまでの間、前記空調制御手段(54)に対し前記蓄冷器(40)への蓄冷を指示する請求項7に記載の車両用空調装置。 - 前記判定手段(53)は、運転者が実際に加速行動を行うとき、前記空調制御手段(54)に対し前記蓄冷器(40)からの放冷を指示する請求項14に記載の車両用空調装置。
- エンジンもしくはモータを動力源(4)とする車両に搭載され、車室内の空調を行う空調機器(100)を制御する空調制御方法であって、
運転者の操作量を検出する運転者行動検出手段(35,36)からの検出情報に基いて求まる運転者の運転行動パターンと、予め定めた運転行動パターンとを比較して類似度を求め、
前記類似度が最も高い運転パターンに基づいて、これから行われる運転者の運転行動を推定した行動意図推定情報を算出し、
車両の動きを検出する車両動作検出手段(36,37)からの車両動作情報と、前記行動意図推定情報及び前記類似度に基いて、前記行動意図推定情報の確かさを示す確信度を求め、
前記確信度が高いとき、前記車両動作情報、前記行動意図推定情報に応じて前記空調機器(100)による空調能力を制御することを特徴とする空調制御方法。 - 前記類似度が所定値以上の場合に前記検出情報に基づいて求める運転者の運転行動パターンに基いて、前記予め定めた運転行動パターンを修正する学習処理工程を有することを特徴とする請求項16に記載の空調制御方法。
- 前記確信度が所定値以上の場合に前記検出情報に基づいて求める運転者の運転行動パターンに基いて、前記予め定めた運転行動パターンを修正する学習処理工程を有することを特徴とする請求項16に記載の空調制御方法。
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