JP2020172218A - 空調制御システム及び空調制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】搭乗者が十分な快適さを感じられるように空調装置の送風方向を適宜に制御する。【解決手段】空調制御システム１が、車両Ｃ１における車室ＣＲ１の内部へと設定温度の風を送風する空調装置１１と、車室ＣＲ１における前方側基準位置から車室ＣＲ１内部の測距情報を取得する情報取得部１２と、測距情報に基づいて、車室ＣＲ１の内部における搭乗者Ｙ１の頭部の三次元的な位置を求める位置取得部１４と、少なくとも位置取得部１４で取得された位置に基づいて、空調装置１１の送風方向Ｄ１１を制御する制御部１６と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載された空調装置の送風方向を制御する空調制御システム及び空調制御方法に関するものである。

車両の車室内部の温度が暑い又は寒いと搭乗者が感じたときにオンされる空調装置では、例えば搭乗者のボタン操作や手動操作によって頭部位置へと向かうように送風方向が設定される等といったことがしばしば見られる。そこで、搭乗者の手間を省くため、その頭部位置を検出して、その検出した頭部位置へと向かう方向に空調装置の送風方向を自動的に制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この技術では、車室の内部を撮影した撮影画像と、座席のスライド位置と、から搭乗者の頭部位置を推定し、その推定した頭部位置へと向かう方向に送風方向が制御される。

特開２００５−１１２２３１号公報

ここで、上記の技術では、車室カメラで撮影された二次元的な撮影画像から搭乗者の二次元的な頭部位置が求められ、これに座席のスライド位置を加味することで三次元的な頭部位置が推定されている。しかしながら、このような技術では、例えば搭乗者が前傾姿勢で座席に座っている場合や、座席の背もたれを後方に倒して搭乗者が仰向け気味に凭れている場合のように、搭乗者の姿勢等によっては推定された頭部位置と実際の頭部位置にズレが生じる場合がある。このような場合には、空調装置からの風が頭部からズレた方向に向かうこととなり、十分な快適さが得られない可能性がある。

従って、本発明は、上記のような問題に着目し、搭乗者が十分な快適さを感じられるように空調装置の送風方向を適宜に制御することができる空調制御システム及び空調制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の空調制御システムは、車両における車室の内部へと設定温度の風を送風する空調装置と、前記車室における前方側基準位置からの前記車室内部の測距情報を取得する情報取得部と、前記測距情報に基づいて、前記車室の内部における搭乗者の頭部の三次元的な位置を求める位置取得部と、少なくとも前記位置取得部で取得された前記位置に基づいて、前記空調装置の送風方向を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。

また、上記課題を解決するために、本発明の空調制御方法は、車両の車室における前方側基準位置からの前記車室内部の測距情報を取得する情報取得工程と、前記測距情報に基づいて、前記車室の内部における搭乗者の頭部の三次元的な位置を求める位置取得工程と、少なくとも前記位置取得工程で取得された前記位置に基づいて、前記車室の内部へと設定温度の風を送風する空調装置の送風方向を制御する制御工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明の空調制御システムや空調制御方法によれば、車室内部の測距情報に基づいて車室の内部における搭乗者の頭部の三次元的な位置が求められる。従って、搭乗者がどのような姿勢で座席に座っていようとも、その姿勢に拘らず頭部の三次元的な位置が得られることとなる。そして、このように求められた位置に基づいて空調装置の送風方向が制御されるので、搭乗者が十分な快適さを感じられるように空調装置の送風方向を適宜に制御することができる。

空調制御システムの一実施形態を示す模式図である。 図１に示されている空調制御システムの模式的なブロック図である。 図１及び図２に示されている空調制御システムで実行される空調制御方法における処理の流れを示すフローチャートである。 図３に示されているフローチャートに従って空調制御方法が実行されるときの車室の内部の様子についての一例を示す模式図である。

以下、空調制御システム及び空調制御方法の一実施形態について説明する。

図１は、空調制御システムの一実施形態を示す模式図である。また、図２は、図１に示されている空調制御システムの模式的なブロック図である。

本実施形態における空調制御システム１は、車両Ｃ１における車室ＣＲ１に設置された空調装置１１の送風方向Ｄ１１を制御するものである。この空調制御システム１は、空調装置１１と、情報取得部１２と、測温部１３と、位置取得部１４と、温度判断部１５と、制御部１６と、を備えている。

空調装置１１は、車両Ｃ１における車室ＣＲ１の内部へと設定温度の風を送風する機器であり、車室ＣＲ１の前席ＳＨ１側に２箇所、後席ＳＨ２側に２箇所、合計で４箇所に設置されている。前席ＳＨ１側の空調装置１１は、前席ＳＨ１の前方のインストルメントパネルの内部に、各送風口が前席ＳＨ１に座る前席搭乗者Ｙ１１を向くように内蔵されている。また、後席ＳＨ２側の空調装置１１は、車室ＣＲ１の天井における後席ＳＨ２側に各送風口が後席ＳＨ２に座る後搭乗者Ｙ１２を向くように取り付けられている。

情報取得部１２は、車室ＣＲ１における前方側基準位置からの車室ＣＲ１内部の測距情報を取得する。具体的には、情報取得部１２は、車室ＣＲ１を撮影し、当該車室ＣＲ１の撮影範囲内の対象物までの距離も表す三次元的な撮影画像を得る撮影装置となっている。このような撮影装置としては、ここでは特定しないが、ステレオカメラやＴＯＦ（Time-of-Flight）カメラ等といった測距機能を有する従来公知のカメラ等が一例として採用可能である。

また、この情報取得部１２としての撮影装置は、車室ＣＲ１が暗い場合でも撮影が可能なように、赤外線を照射する照射部１２１と、赤外線領域の画像を撮影可能な撮像部１２２と、を備えたものとなっている。撮像部１２２は、前席ＳＨ１に座る前席搭乗者Ｙ１１と後席ＳＨ２に座る後席搭乗者Ｙ１２の両方が撮影範囲に入るように、フロントガラスＦＧ１の上縁近傍に設置されている。この設置位置が、本実施形態における前方側設置位置に相当する。そして、照射部１２１は、撮像部１２２の撮影範囲を十分にカバーできるように、この撮像部１２２に取り付けられている。

測温部１３は、車室ＣＲ１の温度を測定するセンサであり、車室ＣＲ１の前席ＳＨ１側に２箇所、後席ＳＨ２側に２箇所、合計で４箇所に設置されている。

位置取得部１４は、情報取得部１２で取得された測距情報に基づいて、車室ＣＲ１の内部における前席ＳＨ１及び後席ＳＨ２それぞれの搭乗者Ｙ１の頭部の三次元的な位置を求める部位である。

温度判断部１５は、４つの空調装置１１それぞれにおける設定温度と、各空調装置１１の近傍に位置する測温部１３での測温結果との温度差が予め定められた閾値以上であるか否かを判断する。

制御部１６は、４つの空調装置１１それぞれについて、位置取得部１４で取得された搭乗者Ｙ１の頭部位置及び温度判断部１５での判断結果に基づいて、空調装置１１の送風方向Ｄ１１の制御を行う。即ち、制御部１６は、各座席毎に、空調装置１１の設定温度とその近傍での測温結果との温度差が予め定められた閾値以上であるか否か、及び位置取得部１４で取得された搭乗者Ｙ１の頭部位置、に基づいて送風方向Ｄ１１の制御を行う。具体的には、制御部１６は、上記の温度差が閾値以上であると判断された場合に送風方向Ｄ１１を位置取得部１４で取得された搭乗者Ｙ１の頭部位置へと向かう方向に制御する。また、制御部１６は、温度差が閾値よりも小さいと判断された場合に送風方向Ｄ１１を、搭乗者Ｙ１の頭部位置を避けた方向に制御する。更に、本実施形態では、制御部１６が、送風方向Ｄ１１を頭部位置へと向かう方向に制御した後、予め定められた時間が経過すると、その送風方向Ｄ１１を、頭部位置を避けた方向に制御するものともなっている。

以上に説明した空調制御システム１の構成要素のうち、位置取得部１４、温度判断部１５、及び制御部１６は、車両Ｃ１に搭載されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）に構築された機能ブロックとなっている。

次に、この空調制御システム１で実行される空調制御方法について説明する。

図３は、図１及び図２に示されている空調制御システムで実行される空調制御方法における処理の流れを示すフローチャートである。

この図３に示されている空調制御方法は、車両Ｃ１のＥＣＵに電源が投入されるとスタートする。処理がスタートすると、情報処理装置１２の照射部１２１による赤外線の照射（ステップＳ１０１）と、その照射の下での撮像部１２２による撮影（ステップＳ１０２）と、測温部１３による温度の測定（ステップＳ１０３）と、が実行される。ステップＳ１０１，Ｓ１０２の処理が、車室ＣＲ１における前方側基準位置からの車室ＣＲ１内部の測距情報を取得する情報取得工程の一例に相当する。また、ステップＳ１０３の処理が、車室ＣＲ１の内部の温度を測定する測温工程の一例に相当する。

次に、情報取得部１２で取得された測距情報としての、撮影範囲内の対象物までの距離も表す三次元的な撮影画像に基づいて、車室ＣＲ１の内部における搭乗者Ｙ１の頭部の三次元的な位置が求められる（ステップＳ１０４）。このステップＳ１０４の処理が、測距情報に基づいて、車室ＣＲ１の内部における搭乗者Ｙ１の頭部の三次元的な位置を求める位置取得工程の一例に相当する。

そして、２つの前席ＳＨ１１及び２つの後席ＳＨ１２の合計４つの座席のうち、搭乗者Ｙ１の頭部位置が取得され、且つ、対応する空調装置１１に電源が投入されてオン状態となった座席が有るか否かが制御部１６で判断される（ステップＳ１０５）。

頭部位置が取得されて空調装置１１がオン状態となった座席が１つも無い場合（ステップＳ１０５のＮｏ判定）、処理がステップＳ１０１に戻って以降の処理が繰り返される。他方、頭部位置が取得されて空調装置１１がオン状態となった座席が１つでも有った場合（ステップＳ１０５のＹｅｓ判定）、当該座席の空調装置１１について以降の処理が行われる。

まず、オン状態の空調装置１１の送風方向Ｄ１１が、当該空調装置１１に対応する座席に座っている搭乗者Ｙ１について取得された頭部位置を向いているか否かが制御部１６によって判断される（ステップＳ１０６）。送風方向Ｄ１１が頭部位置を向いていない場合（ステップＳ１０６のＮｏ判定）、次の判断が温度判断部１５によって行われる（ステップＳ１０７）。即ち、ステップＳ１０７では、当該空調装置１１の設定温度と、その空調装置１１に対応する座席の近傍の測温部１３での測温結果と、の温度差が予め定められた閾値以上であるか否かが判断される。

温度差が閾値以上の場合（ステップＳ１０７のＹｅｓ判定）、空調装置１１の送風方向Ｄ１１が、当該空調装置１１に対応する座席に座っている搭乗者Ｙ１について取得された頭部位置を向くように制御部１６によって制御される（ステップＳ１０８）。他方、温度差が閾値よりも小さい場合（ステップＳ１０７のＮｏ判定）、当該搭乗者Ｙ１の頭部位置を避けた方向を向くように制御部１６によって制御される（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０６のＮｏ判定を経てこのステップＳ１０９に至った場合には、それまで頭部位置を向いていなかった送風方向Ｄ１１がそのまま維持される。

ここで、上述したステップＳ１０６で、空調装置１１の送風方向Ｄ１１が頭部位置を向いていると判断された場合（ステップＳ１０６のＹｅｓ判定）、その送風方向Ｄ１１が頭部位置に向けられてからの経過時間について次の処理が行われる。即ち、その経過時間が、予め定められた上限時間に達したか否かが制御部１６によって判断される（ステップＳ１１０）。経過時間が上限時間に未だ達していない場合（ステップＳ１１０のＮｏ判定）、ステップＳ１０７に処理が進んで、空調装置１１の設定温度と測温結果との温度差についての判断が行われる。温度差が閾値以上の場合には、ステップＳ１０８に処理が進んで、それまで頭部位置を向いていた送風方向Ｄ１１がそのまま維持される。他方、温度差が閾値よりも小さい場合には、ステップＳ１０９に処理が進んで、頭部位置を向いていた送風方向Ｄ１１が、頭部位置を避けた方向を向くように制御部１６によって制御される。

また、送風方向Ｄ１１が頭部位置に向けられてからの経過時間が上限時間に達した場合（ステップＳ１１０のＹｅｓ判定）にも、ステップＳ１０９に処理が進んで、送風方向Ｄ１１が、頭部位置を避けた方向を向くように制御部１６によって制御される。

ステップＳ１０７の処理が、空調装置１１における設定温度と測温部１３での測温結果との温度差が予め定められた閾値以上であるか否かを判断する温度判断工程の一例に相当する。そして、ステップＳ１０８〜Ｓ１１０の処理が、取得された搭乗者Ｙ１の頭部位置に基づいて、空調装置１１の送風方向Ｄ１１を制御する制御工程の一例に相当する。

ステップＳ１０８又はステップＳ１０９の処理が実行されると、処理がステップＳ１０１に戻って以降の処理が繰り返される。

この図３に示されているフローチャートの処理が、車両Ｃ１のＥＣＵの電源が遮断されるまで繰り返し実行される。

図４は、図３に示されているフローチャートに従って空調制御方法が実行されるときの車室の内部の様子についての一例を示す模式図である。

図４には、前席ＳＨ１に座る前席搭乗者Ｙ１１を例に挙げて、その前席ＳＨ１１に対応した空調装置１１の送風方向Ｄ１１が制御される様子が示されている。この図４の例は、空調装置１１の設定温度と測温結果との温度差が閾値以上で、送風方向Ｄ１１が前席搭乗者Ｙ１１の頭部位置に向かうように制御される例となっている。この例では、前席搭乗者Ｙ１１における、前傾気味の姿勢や、背もたれを後方に倒したときの仰向け気味の姿勢といった各種姿勢に応じて空調装置１１の送風方向Ｄ１１が制御される。図４に模式的に示されているように、前傾気味の姿勢の場合には、頭部位置が前方且つやや上方に位置することなり、送風方向Ｄ１１は、この頭部位置を追ってやや上向き方向に制御される。そして、前席搭乗者Ｙ１１が仰向け気味となるにつれて、後方且つやや下方に下がる頭部位置を追うように下向き方向へと制御される。

他方、図示については割愛するが、上記の温度差が閾値よりも小さい場合や、送風方向Ｄ１１が頭部位置に向けられてからの経過時間が上限時間に達した場合には、その頭部位置を避けるように送風方向Ｄ１１が制御されることとなる。

以上に説明した実施形態の空調制御システム１及び空調制御方法によれば、車室ＣＲ１内部の測距情報に基づいて車室ＣＲ１の内部における搭乗者Ｙ１の頭部の三次元的な位置が求められる。従って、搭乗者Ｙ１がどのような姿勢で座席に座っていようとも、その姿勢に拘らず頭部の三次元的な位置が得られることとなる。そして、このように求められた位置に基づいて空調装置１１の送風方向Ｄ１１が制御されるので、搭乗者Ｙ１が十分な快適さを感じられるように空調装置１１の送風方向Ｄ１１を適宜に制御することができる。

ここで、本実施形態によれば、空調装置１１における設定温度と車室ＣＲ１の温度の測温結果との温度差にも基づいて送風方向Ｄ１１が制御されるので、搭乗者Ｙ１が一層の快適さを感じられるように空調装置１１の送風方向Ｄ１１を制御することができる。

具体的には、温度差が閾値以上であると判断された場合に送風方向Ｄ１１が頭部位置へと向かう方向に制御され、温度差が閾値よりも小さいと判断された場合には送風方向Ｄ１１が頭部位置を避けた方向に制御される。

このような制御によれば、上記の温度差が大きくて搭乗者Ｙ１が涼や暖を求めることが想定される場合に送風方向Ｄ１１が頭部位置へと向かう方向に制御され、それ以外の場合には頭部位置を避けた方向に制御される。このような制御により、搭乗者Ｙ１に一層の快適さを感じさせることができる。

また、本実施形態によれば、送風方向Ｄ１１が搭乗者Ｙ１の頭部位置に向けられた後、十分な時間が経過すると送風方向Ｄ１１が頭部位置を避けた方向に制御される。このような制御により、そのような時間経過以降の頭部位置への過剰な送風によって却って搭乗者Ｙ１に不快さを与える等といった事態を回避することができる。

また、本実施形態によれば、測距情報が撮影画像として捉えられるので、搭乗者Ｙ１の頭部位置を一層正確に取得することができる。

また、本実施形態によれば、車室ＣＲ１が暗い場合であっても、赤外線領域の画像が撮影されるので、搭乗者Ｙ１の頭部位置を更に正確に取得することができる。

尚、以上に説明した実施形態は空調制御システム及び空調制御方法の代表的な形態を示したに過ぎず、空調制御システム及び空調制御方法は、これに限定されるものではなく種々変形して実施することができる。

例えば、上述した実施形態では、空調装置１１がインストルメントパネルの内部や車室ＣＲ１の天井の４箇所に配置され、測温部１３が前席ＳＨ１側に２箇所、後席ＳＨ２側に２箇所、合計で４箇所に設置された空調制御システム１が例示されている。また、情報取得部についても、撮像部１２２がフロントガラスＦＧ１の上縁近傍を前方側基準位置として設置され、照射部１２１がこの撮像部１２２に取り付けられた情報取得部１２が例示されている。しかしながら、これらの各構成要素の設置位置は、上記の実施形態の設置位置に限るものではなく、各構成要素に要求される性能を満たす位置であれば、その具体的な設置位置を問うものではない。

また、上述した実施形態では、車両Ｃ１に搭載されたＥＣＵに構築された位置取得部１４、温度判断部１５、及び制御部１６が例示されている。しかしながら、これらの構成要素の構築場所はＥＣＵに限るものではなく、ＥＣＵとは別に車両Ｃ１に搭載されたコンピュータ装置等であってもよい。

また、上述した実施形態では、車室ＣＲ１の温度が測定され、空調装置１１における設定温度と測温結果との温度差が予め定められた閾値以上であるか否かが判断される空調制御システム１や空調制御方法が例示されている。そして、搭乗者Ｙ１の頭部位置に加え、温度差についての判断結果にも基づいて送風方向Ｄ１１が制御されることとなっている。具体的には、温度差が閾値以上の場合に送風方向Ｄ１１が頭部位置へと向けられ、温度差が閾値よりも小さい場合には送風方向Ｄ１１が頭部位置を避けた方向に向けられる。しかしながら、空調制御システムや空調制御方法は、これに限るものではなく、搭乗者Ｙ１の頭部位置にのみ基づいて送風方向Ｄ１１が制御されるものであってもよい。ただし、上記の温度差についての判断結果にも基づいて送風方向Ｄ１１を制御することで、搭乗者Ｙ１に一層の快適さを感じさせることができる点は上述した通りである。

また、上述した実施形態では、送風方向Ｄ１１を頭部位置へと向かう方向に制御した後、予め定められた時間が経過すると、送風方向Ｄ１１を、頭部位置を避けた方向に制御する空調制御システム１や空調制御方法が例示されている。しかしながら、空調制御システムや空調制御方法は、これに限るものではなく、送風方向Ｄ１１が搭乗者Ｙ１の頭部位置に常時向けられるように制御されるものであってもよい。ただし、送風方向Ｄ１１を頭部位置へと向けた後の経過時間に基づいて送風方向Ｄ１１を変えるように制御することで、搭乗者Ｙ１に一層の快適さを感じさせることができる点も上述した通りである。

また、上述した実施形態では、車室ＣＲ１内部の測距情報として、撮影範囲内の対象物までの距離も表す撮影画像を得る空調制御システム１や空調制御方法が例示されている。しかしながら、空調制御システムや空調制御方法は、これに限るものではなく、測距情報を画像ではなく単なる距離データとして取得するもの等であってもよい。ただし、距離を表す情報として撮影画像を得ることで、搭乗者Ｙ１１の頭部位置を一層正確に取得できる点も上述した通りである。

また、上述した実施形態では、赤外線を照射し、赤外線領域の画像を撮影して上記の撮影画像を得る空調制御システム１や空調制御方法が例示されている。しかしながら、空調制御システムや空調制御方法は、これに限るものではなく、可視光領域の画像のみを撮影することとしてもよい。ただし、赤外線領域の画像を撮影することで、車室が暗い場合であっても搭乗者Ｙ１１の頭部位置を更に正確に取得することができる点も上述した通りである。

１ 空調制御システム
１１ 空調装置
１２ 情報取得部
１３ 測温部
１４ 位置取得部
１５ 温度判断部
１６ 制御部
１２１ 照射部
１２２ 撮像部
Ｃ１ 車両
ＣＲ１ 車室
ＳＨ１ 前席
ＳＨ２ 後席
Ｙ１ 搭乗者
Ｙ１１ 前席搭乗者
Ｙ１２ 後席搭乗者
Ｄ１１ 送風方向

Claims (7)

1. 車両における車室の内部へと設定温度の風を送風する空調装置と、
   前記車室における前方側基準位置からの前記車室内部の測距情報を取得する情報取得部と、
   前記測距情報に基づいて、前記車室の内部における搭乗者の頭部の三次元的な位置を求める位置取得部と、
   少なくとも前記位置取得部で取得された前記位置に基づいて、前記空調装置の送風方向を制御する制御部と、
   を備えたことを特徴とする空調制御システム。
2. 前記車室の温度を測定する測温部と、
   前記空調装置における前記設定温度と前記測温結果との温度差が予め定められた閾値以上であるか否かを判断する温度判断部と、を備え、
   前記制御部が、前記位置取得部で取得された前記位置に加え、前記温度判断部での判断結果にも基づいて前記送風方向を制御することを特徴とする請求項１に記載の空調制御システム。
3. 前記制御部が、前記温度判断部によって前記温度差が前記閾値以上であると判断された場合に前記送風方向を前記位置取得部で取得された前記位置へと向かう方向に制御し、前記温度差が前記閾値よりも小さいと判断された場合に前記送風方向を、前記位置を避けた方向に制御することを特徴とする請求項２に記載の空調制御システム。
4. 前記制御部が、前記送風方向を前記位置取得部で取得された前記位置へと向かう方向に制御した後、予め定められた時間が経過すると、前記送風方向を、前記位置を避けた方向に制御することを特徴とする請求項１〜３のうち何れか一項に記載の空調制御システム。
5. 前記情報取得部が、前記車室を撮影し、当該車室の撮影範囲内の対象物までの距離も表す撮影画像を得る撮影装置であることを特徴とする請求項１〜４のうち何れか一項に記載の空調制御システム。
6. 前記撮影装置が、
   赤外線を照射する照射部と、
   赤外線領域の画像を撮影可能な撮像部と、
   を備えていることを特徴とする請求項５に記載の空調制御システム。
7. 車両の車室における前方側基準位置からの前記車室内部の測距情報を取得する情報取得工程と、
   前記測距情報に基づいて、前記車室の内部における搭乗者の頭部の三次元的な位置を求める位置取得工程と、
   少なくとも前記位置取得工程で取得された前記位置に基づいて、前記車室の内部へと設定温度の風を送風する空調装置の送風方向を制御する制御工程と、
   を備えたことを特徴とする空調制御方法。

Images