JP2021075244A - 車両用空調システム及び空調装置制御方法 - Google Patents

車両用空調システム及び空調装置制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】環境変化時であっても乗員の快適性を良好に維持することができる車両用空調システム及び空調装置制御方法を得る。
【解決手段】車両用空調システム１０は、車室内の環境情報を取得する車室内環境情報取得部５２と、車両の周囲の環境情報を取得する車室外環境情報取得部５４と、車室内環境情報取得部５２及び車室外環境情報取得部５４によって取得された情報に基づいて所定時間経過後の乗員の体感温度を予測する体感温度予測部５８と、体感温度予測部５８によって予測された乗員の将来の体感温度と、記憶部に記憶された乗員の快適体感温度に関する情報とに基づいて空調装置を制御する空調制御部６２と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用空調システム及び空調装置制御方法に関する。
特許文献１には、空調装置の吹出風量と吹出空気温度とを制御することで、車室内温度を快適に維持する空調装置が開示されている。この特許文献１では、乗員の体感としての快適度を吹出空気温度、吹出風量、環境条件によって算出している。
特開平５−１１６５２１号公報
しかしながら、上記特許文献１に記載の空調装置では、乗員の現在の快適度を算出して空調装置を制御している。また、乗員によって快適と感じる温度が異なるため、環境変化時に乗員の快適性を損なう可能性がある。
本発明は上記事実を考慮し、環境変化時であっても乗員の快適性を良好に維持することができる車両用空調システム及び空調装置制御方法を得ることを目的とする。
請求項１に係る車両用空調システムは、車室内の環境情報を取得する車室内環境情報取得部と、車両の周囲の環境情報を取得する車室外環境情報取得部と、前記車室内環境情報取得部及び前記車室外環境情報取得部によって取得された情報に基づいて所定時間経過後の乗員の体感温度を予測する体感温度予測部と、前記体感温度予測部によって予測された乗員の将来の体感温度と、記憶部に記憶された乗員の快適体感温度に関する情報とに基づいて空調装置を制御する空調制御部と、を有する。
請求項１に係る車両用空調システムでは、車室内環境情報取得部によって車室内の環境情報が取得される。また、車室外環境情報取得部によって車両の周囲の環境情報が取得される。そして、体感温度予測部は、車室内環境情報取得部及び車室外環境情報取得部によって取得された情報に基づいて所定時間経過後の乗員の体感温度を予測する。このように将来の乗員の体感温度を予測することで、環境変化に事前に対応することができる。
また、記憶部には乗員が快適と感じる快適体感温度に関する情報が記憶されており、空調制御部は、体感温度予測部によって予測された乗員の将来の体感温度と、快適体感温度に関する情報とに基づいて空調装置を制御する。このように、予測された乗員の将来の体感温度に加えて、快適体感温度を考慮して空調装置を制御することにより、環境変化時にも乗員が快適と感じる体感温度を維持させることができる。
請求項２に係る車両用空調システムは、請求項１において、乗員の着衣量及び代謝量の少なくとも一つの情報を取得する乗員情報取得部をさらに備え、前記体感温度予測部は、前記車室内環境情報取得部、車室外環境情報取得部及び前記乗員情報取得部によって取得された情報に基づいて所定時間経過後の乗員の体感温度を予測する。
請求項２に係る車両用空調システムでは、乗員情報取得部によって乗員の着衣量及び代謝量の少なくとも一つの情報を取得し、これらの情報を加えて所定時間経過後の乗員の体感温度を予測する。これにより、乗員の状態に応じて空調装置の設定を変化させることができる。
請求項３に係る車両用空調システムは、請求項１又は２において、前記車室外環境情報取得部は、車両周辺の外気温、日射量、時間及び位置情報の少なくとも一つの情報を取得する。
請求項３に係る車両用空調システムでは、車室外環境情報取得部は、車両周辺の外気温、日射量、時間及び位置情報の少なくとも一つの情報を車両の周囲の環境情報として取得する。そして、これらの情報によって乗員の将来の体感温度が予測される。
請求項４に係る車両用空調システムは、請求項１〜３の何れか１項において、前記車室内環境情報取得部は、車室内温度、空調設定温度、内外気状態、空調風量、吹出口状態、湿度、シートヒータ設定温度及び窓の開閉状態の少なくとも一つの情報を取得する。
請求項４に係る車両用空調システムでは、車室内環境情報取得部は、車室内温度、空調設定温度、内外気状態、空調風量、吹出口状態、湿度、シートヒータ設定温度及び窓の開閉状態の少なくとも一つの情報を車室内の環境情報として取得する。そして、これらの情報によって乗員の将来の体感温度が予測される。なお、ここでいう内外気状態とは、外気導入状態及び内気循環状態を指している。また、ここでいう吹出口状態とは、吹出口の開度を指している。
請求項５に係る空調装置制御方法は、車室内の環境情報を取得する車室内環境情報取得ステップと、車両の周囲の環境情報を取得する車室外環境情報取得ステップと、前記車室内環境情報取得ステップ及び前記車室外環境情報取得ステップによって取得された情報に基づいて所定時間経過後の乗員の体感温度を予測する体感温度予測ステップと、前記体感温度予測ステップによって予測された乗員の将来の体感温度と、記憶部に記憶された乗員の快適体感温度に関する情報とに基づいて空調装置を制御する空調制御ステップと、を有する。
請求項５に係る空調装置制御方法では、車室内環境情報取得ステップで車室内の環境情報が取得される。また、車室外環境情報取得ステップで車両の周囲の環境情報が取得される。さらに、体感温度予測ステップでは、車室内環境情報取得ステップ及び車室外環境情報取得ステップによって取得された情報に基づいて所定時間経過後の乗員の体感温度が予測される。このように将来の乗員の体感温度を予測することで、環境変化に事前に対応することができる。
また、空調制御ステップでは、体感温度予測部によって予測された乗員の将来の体感温度と、記憶部に記憶された快適体感温度に関する情報とに基づいて空調装置を制御する。このように、予測された乗員の将来の体感温度に加えて、快適体感温度を考慮して空調装置を制御することにより、乗員が快適と感じる体感温度を維持させることができる。
以上説明したように、請求項１に係る車両用空調システムによれば、環境変化時であっても乗員の快適性を良好に維持することができる。
請求項２に係る車両用空調システムによれば、より乗員の快適性を向上させることができる。
請求項３に係る車両用空調システムによれば、外気温や日射量の急な変化時にも乗員の体感温度を正確に予測することができる。
請求項４に係る車両用空調システムによれば、車室内の環境が変化した場合であっても乗員の体感温度を正確に予測することができる。
請求項５に係る空調装置制御方法によれば、環境変化時であっても乗員の快適性を良好に維持することができる。
実施形態に係る車両用空調システムの概略構成を示す図である。 実施形態に係る車両用空調システムに用いられる車両のハードウェア構成を示すブロック図である。 実施形態に係る車両用空調システムの機能構成を示すブロック図である。 実施形態における体感温度予測部で体感温度予測モデルを生成する際に用いられるデータを示す図表である。 ユーザ毎の好みの体感温度の履歴を示す図表である。 実施形態における空調装置制御処理の一例を示すフローチャートである。
実施形態に係る車両用空調システム１０について、図面を参照して説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の便宜上、誇張されており、実際の寸法比率とは異なる場合がある。
図１に示されるように、車両用空調システム１０は、車両１２及びサーバ１４を含んで構成されている。車両１２及びサーバ１４は、所定のネットワーク１６によって接続されている。
本実施形態の車両１２は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１８を備えている。また、車両１２は、車室内に温度調整された空気を送風させる空調装置３６を備えている（図２参照）。
サーバ１６には、地域ごとの外気温、湿度及び日射量などの情報が蓄積されている。また、サーバ１６に蓄積された情報は、定期的に更新される。
（車両１２のハードウェア構成）
図２は、車両１２のハードウェア構成を示すブロック図である。この図２に示されるように、車両１２のＥＣＵ１８は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：プロセッサ）２４、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２６、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２８、記憶部としてのストレージ３０、通信インタフェース３２及び入出力インタフェース３４を含んで構成されている。各構成は、バス２３を介して相互に通信可能に接続されている。
ＣＰＵ２４は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ２４は、ＲＯＭ２６又はストレージ３０からプログラムを読み出し、ＲＡＭ２８を作業領域としてプログラムを実行する。ＣＰＵ２４は、ＲＯＭ２６又はストレージ３０に記録されているプログラムに従って、上記各構成の制御および各種の演算処理を行う。
ＲＯＭ２６は、各種プログラムおよび各種データを格納する。ＲＡＭ２８は、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。ストレージ３０は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、及び各種データを格納する。本実施形態では、ＲＯＭ２６又はストレージ３０には、空調装置３６を制御するためのプログラム、及びユーザ毎の快適体感温度に関する情報などが格納されている。
通信インタフェース３２は、車両１２がサーバ１６及び他の機器と通信するためのインタフェースであり、たとえば、イーサネット（登録商標）、ＬＴＥ、ＦＤＤＩ、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）などの規格が用いられる。
入出力インタフェース３４には、空調装置３６、室内カメラ３８、赤外線カメラ４０、室温計４２、湿度計４４、外気温計４６及び日射センサ４８が接続されている。空調装置３６は、ＨＶＡＣ（Ｈｅａｔｉｎｇ, Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ, ａｎｄ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）ユニットを含んで構成されており、車室内に設けられた図示しない送風孔から温度調整された空気を送風させる。また、空調装置３６は、設定温度を任意の温度に変更できるように構成されており、車室内の温度が設定温度に近づくように送風を行う。
室内カメラ３８は、車室内を撮像するカメラである。特に本実施形態の室内カメラ３８は、車室内の乗員を撮像できるように構成されている。なお、本実施形態では一例として、１台のカメラで車室内の座席に着座した全ての乗員を撮像できるように構成されているが、複数のカメラによって乗員を撮像してもよい。この場合、複数のカメラを含んで室内カメラ３８が構成される。
赤外線カメラ４０は、車室内の物体から放射される赤外線を可視化するためのカメラであり、本実施形態では特に、乗員の皮膚温度を計測するために用いられる。このため、赤外線カメラ４０に代えて、非接触式の赤外線温度計などを用いてもよい。
室温計４２は、車室内の温度（すなわち室温）を計測するための機器であり、湿度計４４は、車室内の湿度を計測するための機器である。外気温計４６は、車両１２の周囲の外気温を計測するための機器であり、例えば、外気の導入部に設けられている。
日射センサ４８は、単位時間かつ単位面積あたりに、太陽から放射されるエネルギー量を測定する機器である。
（車両１２の機能構成）
車両用空調システム１０は、上記のハードウェア資源を用いて、各種の機能を実現する。車両１２が実現する機能構成について図３を参照して説明する。
図３に示されるように、車両用空調システム１０は、機能構成として、車室内環境情報取得部５２、車室外環境情報取得部５４、乗員情報取得部５６、体感温度予測部５８、快適体感温度取得部６０、空調制御部６２及びユーザ情報変更部６４を含んで構成されている。なお、各機能構成は、ＣＰＵ２４がＲＯＭ２６又はストレージ３０に記憶されたプログラムを読み出し、実行することにより実現される。
車室内環境情報取得部５２は、車室内の環境情報を取得する。具体的には、車室内環境情報取得部５２は、室温計４２によって計測された室温、及び湿度計４４によって計測された湿度を取得する。また、車室内環境情報取得部５２は、空調装置３６の空調設定温度及び内外気状態に関する情報を取得する。すなわち、車室内環境情報取得部５２は、外気導入状態であるか内気循環状態であるかを検知し、車室内の環境情報として取得する。さらに、車室内環境情報取得部５２は、空調装置３６の空調風量及び吹出口状態などを車室内の環境情報として取得してもよい。さらにまた、車室内環境情報取得部５２は、車室内の環境情報として、シートヒータの設定温度及び窓の開閉状態を取得してもよい。
車室外環境情報取得部５４は、車両１２の周囲の環境情報を取得する。具体的には、車室外環境情報取得部５４は、外気温計４６によって計測された車両１２の周辺の外気温、及び日射センサ４８によって計測された日射量を取得する。また、車室外環境情報取得部５４は、通信インタフェース３２によってサーバ１４から取得された天候に関する情報を取得するようにしてもよい。さらに、車室外環境情報取得部５４は、時間及び車両１２の位置情報を取得するようにしてもよい。
乗員情報取得部５６は、乗員の着衣量及び代謝量を取得する。具体的には、乗員情報取得部５６は、室内カメラ３８によって撮像された乗員の画像から着衣量を計測する。本実施形態では一例として、着衣量の単位をｃｌｏとして取得する。
また、乗員情報取得部５６は、赤外線カメラ４０によって計測された乗員の皮膚の表面温度から代謝量を算出する。本実施形態では一例として、代謝量の単位をｍｅｔとして取得する。
体感温度予測部５８は、車室内環境情報取得部５２、車室外環境情報取得部５４及び乗員情報取得部５６によって取得されたデータに基づいて所定時間経過後の乗員の体感温度を予測する。本実施形態では一例として、重回帰分析又は機械学習を行うことで体感温度予測モデルを生成し、このモデルに対して所定のデータを入力することで体感温度を予測する。
重回帰分析によって体感温度予測モデルを生成する場合、車室内環境情報取得部５２、車室外環境情報取得部５４及び乗員情報取得部５６によって取得されたデータを説明変数として設定する。また、現状が継続した場合における体感温度を目的変数として設定する。
一方、機械学習を行うことで体感温度予測モデル（すなわち、学習済みモデル）を生成する場合、車室内環境情報取得部５２、車室外環境情報取得部５４及び乗員情報取得部５６によって取得されたデータを入力データとする。また、現状が継続した場合における体感温度を正解ラベルする教師データを用いて体感温度予測モデルを生成する。なお、学習済みモデルとしては、例えば、ディープニューラルネットワークが適用される。また、この学習済みモデルの生成には、例えば、誤差逆伝播法が用いられる。
なお、ここでいう体感温度は、車両１２で取得可能な情報に応じて定量的な数値が使用され、例えば、作用温度（ＯＴ：ｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）、修正湿り作用温度（ＨＯＴＶ：ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ ｈｕｍｉｄ ｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）及び標準新有効温度（ＳＥＴ＊：ｓｔａｎｄａｒｄ ｎｅｗ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）などが使用される。作用温度は、気温、気流、放射によって算出される体感温度であり、修正湿り作用温度は、作用温度のパラメータに対して湿度を加えて算出される体感温度である。また、標準新有効温度は、修正湿り作用温度のパラメータに対して着衣量及び代謝量を加えて算出される体感温度である。
図４には、体感温度予測モデルを生成する際に用いられるデータの一例が示されている。この図４に示されるように、本実施形態では一例として、走行回数ごとに車室内環境情報取得部５２、車室外環境情報取得部５４及び乗員情報取得部５６によって取得されたデータと、乗員の体感温度とが記憶されている。ここで、体感温度としては、表に記載されたデータの数値が所定時間（例えば１５分間）維持された場合における体感温度とされている。なお、図４において、日射量の単位は、ＭＪ／ｍ２である。
図３に示されるように、快適体感温度取得部６０は、ストレージ３０に記憶された乗員の快適体感温度を取得する。本実施形態では一例として、ストレージ３０に複数の乗員の快適体感温度が記憶されており、快適体感温度取得部６０は、記憶されているデータのうち、車両１２に乗車している乗員のデータを取得する。なお、乗員の特定は、例えば、室内カメラ３８によって撮像された乗員の画像データに基づいて行われる。その他の方法として、乗員が車両１２の操作部などを操作することで直接入力してもよい。
空調制御部６２は、体感温度予測部５８によって予測された乗員の将来の体感温度と快適体感温度取得部６０によって取得された快適体感温度に基づいて空調装置３６を制御する。
ユーザ情報変更部６４は、ユーザである乗員の快適体感温度の情報を変更する。すなわち、ストレージ３０に記憶されている乗員の快適体感温度に関する情報を定期的に更新する。なお、ユーザ毎に顔の画像が登録されているため、乗員の乗車時に室内カメラ３８によって乗員を撮像することで、ユーザが特定される。
ここで、図５には、ユーザ毎の好みの体感温度の履歴が示されている。この図５に示されるように、本実施形態では一例として、３人の乗員に対して１０回分の快適体感温度の履歴が記載されている。そして、ユーザである乗員が空調装置３６の設定を行った場合、ユーザ情報変更部６４は、設定変更により変化した体感温度に応じて図５の表を更新する。
（作用）
次に、本実施形態の作用について説明する。
（空調装置制御処理）
空調装置３６を制御する空調装置制御処理の一例について、図６に示されているフローチャートを用いて説明する。この空調装置制御処理は、ＣＰＵ２４がＲＯＭ２６又はストレージ３０から空調装置制御プログラムを読み出して、ＲＡＭ２８に展開して実行することによって実行される。
図６に示されるように、ＣＰＵ２４は、ステップＳ１０２で空調装置３６がＯＮになっているか否かについて判断する。そして、ＣＰＵ２４は、空調装置３６がＯＮになっていない場合、すなち、ＯＦＦであると判断した場合には空調装置制御処理を終了させる。
ＣＰＵ２４は、ステップＳ１０２で空調装置３６がＯＮになっていると判断した場合、ステップＳ１０４の処理へ移行し、車室内環境情報を取得する（車室内環境情報取得ステップ）。具体的には、ＣＰＵ２４は、車室内環境情報取得部５２の機能により、室温計４２及び湿度計４４などから車室内の環境情報を取得する。
ＣＰＵ２４は、ステップＳ１０６で車室外環境情報を取得する（車室外環境情報取得ステップ）。具体的には、ＣＰＵ２４は、車室外環境情報取得部５４の機能により、外気温計４６及び日射センサ４８などから車室外の環境情報を取得する。
続いて、ＣＰＵ２４は、ステップＳ１０８で乗員情報を取得する。具体的には、ＣＰＵ２４は、乗員情報取得部５６の機能により、室内カメラ３８及び赤外線カメラ４０などから乗員の情報を取得する。
次に、ステップＳ１１０で乗員の快適体感温度に関するデータが有るか否かについて判断する。具体的には、ＣＰＵ２４は、ストレージ３０に記憶されている乗員が乗車している場合は、乗員のデータが有ると判断してステップＳ１１２へ移行する。一方、ＣＰＵ２４は、ステップＳ１１０で乗員のデータが無いと判断した場合、ステップＳ１１２の処理を行わずにステップＳ１１４の処理へ移行する。
ＣＰＵ２４は、ステップＳ１１２で体感温度の補正を行う。具体的には、ＣＰＵ２４は、図５に示された図表を参照し、乗員の嗜好を考慮して体感温度予測モデルを補正する。例えば、乗員が快適と感じる快適体感温度が標準的な体感温度よりも低い場合、車室内の室温が下がるように体感温度予測モデルの補正が行われる。
ＣＰＵ２４は、ステップＳ１１４で空調装置３６を制御する（空調制御ステップ）。具体的には、車室内環境情報取得部５２、車室外環境情報取得部５４及び乗員情報取得部５６によって取得されたデータを体感温度予測モデルに入力することで乗員の体感温度を予測する（体感温度予測ステップ）。そして、予測された乗員の将来の体感温度に応じて空調装置３６を制御する。すなわち、乗員の将来の体感温度に応じて空調装置３６の設定温度及び風量などを制御する。
以上のように、本実施形態では、車室内環境情報取得部５２によって車室内の環境情報が取得され、車室外環境情報取得部５４によって車両１２の周囲の環境情報が取得される。そして、体感温度予測部５８が車室内環境情報取得部５２及び車室外環境情報取得部５４によって取得された情報に基づいて所定時間経過後の乗員の体感温度を予測する。このように将来の乗員の体感温度を予測することで、環境変化に事前に対応することができる。
また、本実施形態では、ストレージ３０に快適体感温度に関する情報が記憶されており、空調制御部６２は、体感温度予測部５８によって予測された乗員の将来の体感温度と、快適体感温度に関する情報とに基づいて空調装置３６を制御する。このように、予測された乗員の将来の体感温度に加えて、快適体感温度を考慮して空調装置３６を制御することにより、乗員が快適と感じる体感温度を維持させることができる。すなわち、環境変化時であっても乗員の快適性を良好に維持することができる。
さらに、本実施形態では、乗員情報取得部５６によって乗員の着衣量及び代謝量を取得し、これらの情報を加えて所定時間経過後の乗員の体感温度を予測する。これにより、乗員の着衣量に応じて空調装置３６の設定を変化させることができ、より乗員の快適性を向上させることができる。
さらにまた、本実施形態では、車両周辺の外気温及び日射量の少なくとも一つの情報を車両１２の周囲の環境情報として取得する。そして、これらの情報によって乗員の将来の体感温度が予測される。これにより、外気温や日射量の急な変化時にも乗員の体感温度を正確に予測することができる。
また、本実施形態では、車室内温度、空調設定温度及び内外気状態の少なくとも一つの情報を車室内の環境情報として取得する。そして、これらの情報によって乗員の将来の体感温度が予測される。これにより、車室内の環境が変化した場合であっても乗員の体感温度を正確に予測することができる。
さらに、本実施形態では、ユーザ情報変更部６４によってユーザの快適体感温度の情報が定期的に変更される。このため、ユーザの体格が変化した場合、及びユーザの嗜好が変化した場合であっても、体感温度を精度よく予測することができる。
以上、実施形態に係る車両用空調システム及び空調装置制御方法について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、車室内環境情報取得部５２は、室温計４２によって計測された室温、湿度計４４によって計測された湿度、空調装置３６の空調設定温度、及び内外気状態に関する情報を取得するように構成したが、これに限定されない。すなわち、車室内環境情報取得部５２は、車室内温度、空調設定温度、内外気状態、空調風量、吹出口状態、湿度、シートヒータ設定温度及び窓の開閉状態の少なくとも一つの情報を取得するように構成すればよく、室温計４２によって計測された室温のみを車室内の環境情報として取得するようにしてもよい。ただし、体感温度を精度良く予測する観点で、室温、湿度、空調設定温度及び内外気状態に関する情報を取得するのが好ましい。また、体感温度をより精度良く予測する観点で、空調風量、吹出口状態、シートヒータ設定温度及び窓の開閉状態に関する情報を取得するのが好ましい。
また、上記実施形態では、車室外環境情報取得部５４は、外気温計４６によって計測された車両１２の周辺の外気温、及び日射センサ４８によって計測された日射量を取得するように構成したが、これに限定されない。すなわち、車室外環境情報取得部５４は、車両周辺の外気温、日射量、時間及び位置情報の少なくとも一つの情報を取得するように構成すればよく、外気温計４６によって計測された車両１２の周辺の外気温のみを車室外の環境情報として取得するようにしてもよい。ただし、体感温度を精度良く予測する観点で、外気温及び日射量を取得するのが好ましい。また、体感温度をより精度良く予測する観点で、時間及び位置情報から日射量の変化を予測するのが好ましい。日射量は季節によって変化するため、日付の情報も加えて日射量の変化を予測してもよい。
さらに、上記実施形態では、体感温度予測部５８は、車室内環境情報取得部５２、車室外環境情報取得部５４及び乗員情報取得部５６によって取得されたデータに基づいて所定時間経過後の乗員の体感温度を予測したが、これに限定されない。例えば、体感温度予測部５８は、乗員情報取得部５６によって取得されたデータを考慮せず、車室内環境情報取得部５２及び車室外環境情報取得部５４によって取得されたデータに基づいて所定時間経過後の乗員の体感温度を予測してもよい。ただし、体感温度を精度良く予測する観点で、車室内環境情報取得部５２、車室外環境情報取得部５４及び乗員情報取得部５６によって取得されたデータに基づいて所定時間経過後の乗員の体感温度を予測するのが好ましい。
さらにまた、体感温度予測モデルを生成時には、車種ごとに固有のデータを考慮するようにしてもよい。例えば、車両１２のボディカラー、サイドガラスの色、及びサンルーフの有無などを考慮して体感温度予測モデルを生成してもよい。
また、上記実施形態でＣＰＵ２４がソフトウェア（プログラム）を読み込んで実行した車室内清掃処理を、ＣＰＵ２４以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、及びＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、車室内清掃処理を、これらの各種のプロセッサのうちの１つで実行してもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡ、及びＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ等）で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。
さらに、上記実施形態では、ストレージ３０を記憶部としたが、これに限定されない。例えば、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）、及びＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ等の記録媒体を記憶部としてもよい。この場合、これらの記録媒体に各種プログラム及びデータなどが格納されることとなる。
１０ 車両用空調システム
１２ 車両
５２ 車室内環境情報取得部
５４ 車室外環境情報取得部
５６ 乗員情報取得部
５８ 体感温度予測部
６４ 空調制御部

Claims (5)

  1. 車室内の環境情報を取得する車室内環境情報取得部と、
    車両の周囲の環境情報を取得する車室外環境情報取得部と、
    前記車室内環境情報取得部及び前記車室外環境情報取得部によって取得された情報に基づいて所定時間経過後の乗員の体感温度を予測する体感温度予測部と、
    前記体感温度予測部によって予測された乗員の将来の体感温度と、記憶部に記憶された乗員の快適体感温度に関する情報とに基づいて空調装置を制御する空調制御部と、
    を有する車両用空調システム。
  2. 乗員の着衣量及び代謝量の少なくとも一つの情報を取得する乗員情報取得部をさらに備え、
    前記体感温度予測部は、前記車室内環境情報取得部、車室外環境情報取得部及び前記乗員情報取得部によって取得された情報に基づいて所定時間経過後の乗員の体感温度を予測する請求項１に記載の車両用空調システム。
  3. 前記車室外環境情報取得部は、車両周辺の外気温、日射量、時間及び位置情報の少なくとも一つの情報を取得する請求項１又は２に記載の車両用空調システム。
  4. 前記車室内環境情報取得部は、車室内温度、空調設定温度、内外気状態、空調風量、吹出口状態、湿度、シートヒータ設定温度及び窓の開閉状態の少なくとも一つの情報を取得する請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用空調システム。
  5. 車室内の環境情報を取得する車室内環境情報取得ステップと、
    車両の周囲の環境情報を取得する車室外環境情報取得ステップと、
    前記車室内環境情報取得ステップ及び前記車室外環境情報取得ステップによって取得された情報に基づいて所定時間経過後の乗員の体感温度を予測する体感温度予測ステップと、
    前記体感温度予測ステップによって予測された乗員の将来の体感温度と、記憶部に記憶された乗員の快適体感温度に関する情報とに基づいて空調装置を制御する空調制御ステップと、
    を有する空調装置制御方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11897314B2 (en) * 2021-01-20 2024-02-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method, computer program and system for improving a user experience
US20220234418A1 (en) * 2021-01-28 2022-07-28 Honda Motor Co., Ltd. Air conditioning recirculation mode for vehicle
CN117183646A (zh) * 2022-05-31 2023-12-08 华为技术有限公司 一种空调控制方法、电子设备及系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0781372A (ja) * 1993-09-20 1995-03-28 Zexel Corp 車両用空調装置
JPH0789327A (ja) * 1993-09-21 1995-04-04 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 空気調和装置の制御装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0781372B2 (ja) 1988-08-19 1995-08-30 ミサワホーム株式会社 防水パネル
JPH0789327B2 (ja) 1988-09-22 1995-09-27 日本電気株式会社 情報処理システム
US5400963A (en) 1991-07-10 1995-03-28 Naldec Corporation Method and apparatus for controlling vehicle air conditioner
JPH05116521A (ja) 1991-07-10 1993-05-14 Naldec Kk 車両用空調装置の制御方法及び制御装置
US5518065A (en) 1992-07-10 1996-05-21 Mazda Motor Corporation Control method of vehicle air-conditioning apparatus
JP2007069713A (ja) 2005-09-06 2007-03-22 Denso Corp 車両用空調装置
JP2009046115A (ja) * 2007-07-20 2009-03-05 Denso It Laboratory Inc 車両用空調装置及び車両用空調装置の制御方法
JP5278667B2 (ja) 2008-08-06 2013-09-04 株式会社デンソー 車両用シート空調システム
JP5607576B2 (ja) * 2011-05-23 2014-10-15 トヨタ自動車株式会社 車両用空調制御装置、車両用空調制御方法、及び車両用空調制御プログラム
US10583709B2 (en) * 2016-11-11 2020-03-10 International Business Machines Corporation Facilitating personalized vehicle occupant comfort
US10246102B2 (en) * 2017-03-15 2019-04-02 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for implementing user preferences for vehicles
EP3718817A4 (en) * 2017-11-27 2021-01-27 TS Tech Co., Ltd. VEHICLE SEAT
JP7104369B2 (ja) * 2018-04-05 2022-07-21 トヨタ自動車株式会社 車内環境設定システム、車内環境設定方法、及び車内環境設定プログラム
FR3086585B1 (fr) * 2018-09-27 2020-09-04 Valeo Systemes Thermiques Aerateur de vehicule automobile, dispositif et procede de gestion thermique utilisant un tel aerateur de vehicule automobile
FR3088256A1 (fr) * 2018-11-09 2020-05-15 Valeo Systemes Thermiques Systeme de gestion thermique pour un habitacle de vehicule automobile
US11263884B2 (en) * 2019-08-02 2022-03-01 Boris GRINBERG Early warning forecasting life-threatening temperature method and system
KR20210022916A (ko) * 2019-08-21 2021-03-04 현대자동차주식회사 차량용 공조 시스템 제어방법
US11407278B2 (en) * 2019-09-26 2022-08-09 GM Global Technology Operations LLC Vehicle cabin thermal management system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0781372A (ja) * 1993-09-20 1995-03-28 Zexel Corp 車両用空調装置
JPH0789327A (ja) * 1993-09-21 1995-04-04 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 空気調和装置の制御装置

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