JP2024020837A - 空調監視装置 - Google Patents

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Abstract

Figure 2024020837000001
【課題】車室の窓に結露が生じるおそれのある場合、視界が確保されているうちにドライバの運転に関与する度合いの高い運転モードへ変更することを要求し、運転モードが変更されない場合には、窓に結露が生じる前に空調装置の動作を開始させる空調監視装置を提供する。
【解決手段】空調監視装置は、ドライバの運転に関与する度合いの異なる複数の運転モードのある車両に搭載され、空調装置が停止している場合、結露発生時間を推定する推定部と、結露発生時間が第1基準時間よりも短い場合、現在の運転モードよりもドライバの運転に関与する度合いの高い他の運転モードへ変更することを要求する制御部とを有し、制御部は、結露発生時間が推定された推定時刻から結露発生時間よりも短い第2基準時間が経過するまでにモード変更要求がドライバにより承認された場合、他の運転モードへ変更することを決定し、そうでない場合空調装置の動作を開始することを決定する。
【選択図】図2

Description

本開示は、空調監視装置に関する。
車両の自動制御システムは、例えば、自動制御システムが主体となって車両を運転する自動運転モードと、ドライバが主体となって車両を運転する手動運転モードとを有する。自動運転モードでは、車両10の走行に必要な運転動作の一部又は全てが自動で実行されるので、ドライバの運転に関与する度合いが低い。一方、手動運転モードでは、自動で実行される運転動作の種類が自動運転モードよりも少ないか又はゼロであるので、ドライバの運転に関与する度合いが高い。
自動制御システムは、車両がどちらの運転モードで運転されている場合にも、ドライバに快適な室内環境を与えるように、車両に搭載される空調装置の制御を行っている(例えば、特許文献1参照)。
車両の自動運転に関する国連法規には、車両が自動運転モードで運転されている時でもドライバがいつでも手動運転モードで車両の運転を再開できるように、自動制御システムは車両を制御することが規定されている。そのためにも、自動制御システムは、ドライバの視界を確保するために車室の窓が結露により曇らないように、空調装置を制御する。
特開2017-202768号公報
自動制御システムが空調装置を動作させている場合、時としてドライバは、空調が快適でないと感じて空調装置を停止することがある。
空調装置が停止することにより、車室の窓が結露して曇ると、ドライバの視界を確保できなくなるおそれがある。車両の運転が、自動運転モードから手動運転モードに切り替えられた時に車室の窓が曇っていると、ドライバは、窓から車両の外を見て運転することができないおそれがある。
そこで、本開示は、車室の窓に結露が生じるおそれのある場合、視界が確保されているうちにドライバの運転に関与する度合いの高い運転モードへ変更することを要求すると共に、運転モードが変更されない場合には、窓に結露が生じる前に空調装置の動作を開始させる空調監視装置を提供することを目的とする。
一の実施形態によれば、空調監視装置が提供される。この空調監視装置は、自動制御装置がドライバの運転に関与する度合いの異なる複数の運転モードを有する車両に搭載される空調監視装置であって、空調装置が停止している場合、車室内の環境に基づいて、車室の窓に結露が生じるのに要する結露発生時間を推定する推定部と、結露発生時間が第1基準時間よりも短い場合、現在の運転モードよりもドライバの運転に関与する度合いの高い他の運転モードへ車両の運転モードを変更することを要求するモード変更要求を、通知部を介してドライバへ通知する制御部と、を有し、制御部は、推定部によって結露発生時間が推定された推定時刻から結露発生時間よりも短い第2基準時間が経過するまでにモード変更要求がドライバにより承認された場合には、他の運転モードへ変更することを決定し、推定時刻から第2基準時間が経過するまでにモード変更要求がドライバにより承認されない場合には、空調装置の動作を開始することを決定する、ことを特徴とする。
本開示に係る空調監視装置は、車室の窓に結露が生じるおそれのある場合、視界が確保されているうちにドライバの運転に関与する度合いの高い運転モードへ変更することを要求すると共に、運転モードが変更されない場合には、窓に結露が生じる前に空調装置の動作を開始できる。
本実施形態の空調監視装置の動作の概要を説明する図である。 本実施形態の空調監視装置を含む車両制御システムが実装される車両の概略構成図である。 本実施形態の空調監視装置の空調監視処理に関する動作フローチャートの一例である。 水蒸気量と時間との関係を説明する図である。
図1は、本実施形態の空調監視装置12の動作の概要を説明する図である。以下、図1を参照しながら、本明細書に開示する空調監視装置12の空調監視処理に関する動作の概要を説明する。
車両10は、空調装置6、自動制御装置11及び空調監視装置12を有する。自動制御装置11は、ドライバ40の運転に関与する度合いの異なる複数の運転モードに応じて、車両10の動作を制御する。車両10は、自動運転車両であってもよい。
例えば、自動制御装置11は、自動制御装置11が主体となって車両10を運転する自動運転モード(例えば、レベル3~5の運転モード)と、ドライバ40が主体となって車両10を運転する手動運転モード(例えば、レベル0~2の運転モード)とを有する。
また、自動制御装置11は、空調装置6を制御して、ドライバ40を含む乗員が快適に過ごせるように、車室30内の温度及び湿度を調整する。ドライバ40を含む乗員が呼吸をすることにより、車室30内の湿度は増加していくが、空調装置6が動作することにより、車室30のフロントウインドウ14等に結露が生じないように、車室30内の湿度は所定の範囲に制御される。
空調装置6は、温度及び湿度の調整された空気を送風口6aから車室30内へ送り出す。送風口6aは、運転席31に着座するドライバ40に対向して配置されるので、送風口6aから送られる空気の一部は、ドライバ40に直接あたる場合がある。なお、他の一又は複数の送風口が車室30に配置されていてもよい。
ドライバ40は、空調が快適でないと感じると、ユーザインターフェース(UI)5を操作して、空調装置6を停止することがある。空調装置6が停止することにより、車室30内の湿度は次第に増加する。
空調監視装置12は、空調装置6が停止している場合、車室30内の環境(温度及び湿度等)に基づいて、車室30のフロントウインドウ14等に結露が生じるのに要する結露発生時間を推定する。
空調監視装置12は、結露発生時間が第1基準時間よりも短い場合、現在の運転モードよりもドライバ40の運転に関与する度合いの高い他の運転モードへ車両10の運転モードを変更することを要求するモード変更要求を、UI5を介してドライバ40へ通知する。第1基準時間として、例えば、3分~10分とすることができる。
例えば、空調監視装置12は、車両10の運転モードを、自動運転モードよりもドライバの運転に関与する度合いの高い手動運転モードへ変更するモード変更要求を通知する。
このモード変更要求は、ドライバ40の視界が確保されているうちに、ドライバ40の運転に関与する度合いの高い運転モードへ変更することを、ドライバ40へ提案するものである。ドライバ40は、UI5を操作して、モード変更要求を承認することができる。
結露発生時間が推定された推定時刻から結露発生時間よりも短い第2基準時間が経過するまでにモード変更要求がドライバにより承認された場合には、空調監視装置12は、他の運転モードへ変更することを決定する。第2基準時間は、フロントウインドウ14等に結露が生じる時点よりも十分に前の時間であることが好ましい。
自動制御装置11は、空調監視装置12の決定に応じて、車両10の運転モードを変更する。これにより、ドライバ40は、視界が確保されているうちに、ドライバ40の運転に関与する度合いの高い運転モードで車両10の運転を開始できる。
一方、推定時刻から第2基準時間が経過するまでにモード変更要求がドライバ40により承認されない場合には、空調監視装置12は、空調装置6の動作を開始することを決定する。
空調監視装置12が空調装置6を動作させることにより、車室30内の温度及び湿度が所定の範囲に制御されて、フロントウインドウ14等に結露が生じることが防止される。
以上説明したように、本実施形態の空調監視装置12は、車室30のフロントウインドウ14等に結露が生じるおそれのある場合、視界が確保されているうちにドライバ40の運転に関与する度合いの高い運転モードへ変更することを要求する。ドライバ40は、モード変更要求を承認することにより、視界が確保されているうちに、ドライバ40の運転に関与する度合いの高い運転モードで車両10の運転を開始できる。
また、本実施形態の空調監視装置12は、運転モードが変更されない場合には、車室30の窓に結露が生じる前に、空調装置6の動作を開始する。これにより、フロントウインドウ14等に結露が生じることを防止できるので、ドライバ40はいつでも手動運転モード等で車両10の運転を可能な状態が維持されるので、国連法規の規定の順守が図れる。
図2は、本実施形態の空調監視装置12を含む車両制御システム1が実装される車両10の概略構成図である。車両制御システム1は、室内温度センサ2と、室外温度センサ3と、湿度センサ4と、UI5と、空調装置6と、自動制御装置11と、空調監視装置12等とを有する。
室内温度センサ2と、室外温度センサ3と、湿度センサ4と、UI5と、空調装置6と、自動制御装置11と、空調監視装置12は、コントローラエリアネットワークといった規格に準拠した車内ネットワーク13を介して通信可能に接続される。
室内温度センサ2は、車室30内の温度を測定可能に、車室30内に配置される。室内温度センサ2は、例えば、日光に直射されない位置に配置されることが好ましい。室内温度センサ2は、車室30内の温度を測定し、車室30内の温度を表す情報を、車内ネットワーク13を介して自動制御装置11及び空調監視装置12等へ出力する。室内温度センサ2は、例えば、測温抵抗体、リニア抵抗器又はサーミスタを用いて形成される。
室外温度センサ3は、車両10の外の温度を測定可能に、例えば車両10の外面に露出するように配置される。室外温度センサ3は、例えば、車室30の窓の近傍に配置されることが好ましい。室外温度センサ3は、車両10の外の温度を測定し、車両10の外の温度を表す情報を、車内ネットワーク13を介して自動制御装置11及び空調監視装置12等へ出力する。室外温度センサ3は、例えば、測温抵抗体、リニア抵抗器又はサーミスタを用いて形成される。
湿度センサ4は、車室30内の湿度を測定可能に、車室30内に配置される。湿度センサ4は、例えば、車室30内において風通しの良い位置に配置されることが好ましい。湿度センサ4は、車室30内の相対湿度を測定し、車室30内の相対湿度を表す情報を、車内ネットワーク13を介して自動制御装置11及び空調監視装置12等へ出力する。湿度センサ4としては、例えば、抵抗変化型、又は、静電容量変化型を用いることができる。なお、湿度センサ4は、室内温度センサ2と一体であってもよい。
UI5は、通知部の一例である。UI5は、空調装置6、自動制御装置11及び空調監視装置12等に制御されて、車両10に関する動作情報等をドライバへ通知する。車両10に関する動作情報は、車両10の走行情報、車室30内の温度及び湿度、設定温度、並びに、モード変更要求等を含む。UI5は、動作情報等を表示するために、液晶ディスプレイ又はタッチパネル等の表示装置5aを有する。また、UI5は、動作情報等をドライバへ通知するための音響出力装置(図示せず)を有していてもよい。また、UI5は、ドライバから車両10に対する操作に応じた操作信号を生成する。操作情報として、例えば、目的位置、経由地、車両の速度、設定温度等を含む空調装置6に対する制御情報、及び、モード変更要求に対する承認操作等が挙げられる。UI5は、ドライバから車両10への操作情報を入力する入力装置として、例えば、タッチパネル又は操作ボタンを有する。UI5は、入力された操作情報を、車内ネットワーク13を介して、空調装置6、自動制御装置11及び空調監視装置12等へ出力する。
空調装置6は、ドライバ40を含む乗員又は自動制御装置11に制御されて、設定された温度又は湿度になるように、車室30内の温度又は湿度を調整する。空調装置6は、ドライバ40を含む乗員又は自動制御装置11に制御されて、動作を開始し、且つ、動作を停止する。ドライバ40を含む乗員は、UI5を操作して、空調装置6を制御する。
空調装置6は、空調に関する動作をしている時には空調装置6が動作していることを表す動作信号を、自動制御装置11及び空調監視装置12へ出力する。また、空調装置6は、空調に関する動作を停止している時には空調装置6が停止していることを表す停止信号を、自動制御装置11及び空調監視装置12へ出力する。
自動制御装置11は、車両10の走行を含む動作、及び、空調装置6を制御する。自動制御装置11は、ドライバ40の運転に関与する度合いの異なる複数の運転モードを有する。自動制御装置11は、運転モードに応じて、車両10の動作を制御する。
複数の運転モードは、自動制御装置11が主体となって車両10を運転する自動運転モード(例えば、レベル3~5の運転モード)と、ドライバが主体となって車両10を運転する手動運転モード(例えば、レベル0~2の運転モード)とに大別される。また、複数の運転モードは、車両10の走行に必要な運転動作の一部又は全てを自動で実行される第1モードと、自動で実行される運転動作の種類が第1モードよりも少ないか又はゼロである第2モードであってもよい。
自動運転モードでは、自動制御装置11は、車両10に搭載されたセンサ(図示せず)の検知情報等に基づいて、操舵、駆動、制動等の動作を制御する運転計画を生成する。自動制御装置11は、この運転計画に基づいた自動制御信号を、車内ネットワーク13を介して、操舵輪を制御するアクチュエータ(図示せず)、駆動装置(図示せず)又はブレーキ(図示せず)へ出力する。
また、手動運転モードでは、自動制御装置11は、ドライバの操作に基づいて、操舵、駆動、制動等の車両10の動作を制御する手動制御信号を生成して、この手動制御信号を、車内ネットワーク13を介して、操舵輪を駆動するアクチュエータ、駆動装置又はブレーキへ出力する。
自動制御装置11は、自動運転モードが許容される領域(例えば、車両10を制御するための高精度地図が用意された領域)では、自動運転モードで車両10を運転可能である。自動制御装置11は、自動運転モードが許容されない領域では、手動運転モードで車両10を制御する。また、自動制御装置11は、ドライバ40の要求に応じて、自動運転モードから手動運転モードへ移行か、又は、手動運転モードから自動運転モードへ移行する。
また、自動制御装置11は、車室30内の温度を表す情報、車両10の外の温度を表す情報、及び、車室30内の湿度を表す情報に基づいて、空調装置6を制御する。
空調監視装置12は、推定処理と、制御処理とを実行する。そのために、空調監視装置12は、通信インターフェース(IF)21と、メモリ22と、プロセッサ23とを有する。通信インターフェース21と、メモリ22と、プロセッサ23とは、信号線24を介して接続されている。通信インターフェース21は、空調監視装置12を車内ネットワーク13に接続するためのインターフェース回路を有する。
メモリ22は、記憶部の一例であり、例えば、揮発性の半導体メモリ及び不揮発性の半導体メモリを有する。そしてメモリ22は、プロセッサ23により実行される情報処理において使用されるアプリケーションのコンピュータプログラム及び各種のデータを記憶する。
空調監視装置12が有する機能の全て又は一部は、例えば、プロセッサ23上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。プロセッサ23は、推定部231と、制御部232とを有する。あるいは、プロセッサ23が有する機能モジュールは、プロセッサ23に設けられる、専用の演算回路であってもよい。プロセッサ23は、1個又は複数個のCPU(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。プロセッサ23は、論理演算ユニット、数値演算ユニットあるいはグラフィック処理ユニットといった他の演算回路を更に有していてもよい。
自動制御装置11及び空調監視装置12は、例えば、電子制御装置(Electronic Contorol Unit:ECU)である。図2では、自動制御装置11及び空調監視装置12とは、別々の装置として説明されているが、これらの装置は、一つの装置として構成されていてもよい。
図3は、本実施形態の空調監視装置12の空調監視処理に関する動作フローチャートの一例である。次に、図3を参照しながら、空調監視装置12の空調監視処理について、以下に説明する。空調監視装置12は、所定の周期を有する空調監視時刻に、図3に示される動作フローチャートに従って空調監視処理を実行する。
まず、推定部231は、空調装置6が空調に関する動作を停止しているか否かを判定する(ステップS101)。推定部231は、空調装置6から停止信号が入力されている場合、空調装置6は空調に関する動作を停止していると判定する。一方、推定部231は、空調装置6から動作信号が入力されている場合、空調装置6は空調に関する動作を停止していないと判定する。空調装置6が空調に関する動作を停止していない場合(ステップS101-No)、一連の処理は終了する。本明細書では、空調装置が停止していることは、空調装置6が空調に関する動作を停止していることを含む。
空調装置6が空調に関する動作を停止している場合(ステップS101-Yes)、推定部231は、車室30内の環境に基づいて、車室30の窓に結露が生じるのに要する結露発生時間を推定する(ステップS102)。推定部231によって、結露発生時間が推定される処理については、後述する。
次に、制御部232は、結露発生時間が第1基準時間よりも短いか否かを判定する(ステップS103)。第1基準時間は、車室30の窓に結露が発生するのに要すると推定される結露発生時間に対して、この時間が経過するよりも前に空調装置6を動作させることにより、車室30の窓に結露が発生することを防止できると考えられる時間である。第1基準時間として、例えば、3分~10分とすることができる。結露発生時間が長い(例えば、60分)場合には、第1基準時間が経過するまでは、空調装置6を停止していても車室30の窓に結露が発生することはない。第1基準時間を経過するまでは空調装置6を停止しておくことにより、ドライバ40に対して快適な環境を与えることができる。結露発生時間が第1基準時間よりも短くない場合(ステップS103-No)、一連の処理は終了する。
結露発生時間が第1基準時間よりも短い場合(ステップS103-Yes)、制御部232は、現在の運転モードよりもドライバ40の運転に関与する度合いの高い他の運転モードへ車両10の運転モードを変更することを要求するモード変更要求を、UI5を介して乗員へ通知する(ステップS104)。例えば、制御部232は、自動運転モードよりもドライバの運転に関与する度合いの高い手動運転モードへ変更するモード変更要求を通知する。
ドライバ40は、モード変更要求が通知された場合、問題がなければ、UI5を操作して、モード変更要求を承認する。これにより、ドライバ40は、視界が確保されているうちに、ドライバ40の運転に関与する度合いの高い運転モードにおいて車両10の運転を開始できる。ドライバ40は、車両10の窓が曇り始めることに気づけば、UI5を操作して、空調装置6を動作させて、視界を確保すると考えられる。一方、自分の車両10の運転に関与する度合いを高くしたいと考えない場合、ドライバ40は、モード変更要求を承認しないこともある。
次に、制御部232は、モード変更要求が承認されているか否かを判定する(ステップS105)。モード変更要求が承認されている場合(ステップS105-Yes)、一連の処理は終了する。
モード変更要求が承認されていない場合(ステップS105-No)、制御部232は、結露発生時間が推定された時刻から結露発生時間よりも短い第2基準時間が経過しているか否かを判定する(ステップS106)。第2基準時間は、車室30の窓に結露が発生しておらず、車両10の周囲に対するドライバ40の視界が確保されているように決定されることが好ましい。例えば、第2基準時間は、車室30内の水蒸気量が、飽和水蒸気量の70~80%に到達するのに要する時間とすることができる(図4参照)。
第2基準時間が経過している場合(ステップS106-Yes)、制御部232は、空調装置6の空調に関する動作を開始することを決定して(ステップS107)、一連の処理を終了する。推定時刻から第2基準時間が経過するまでにモード変更要求がドライバ40により承認されない場合には、制御部232が空調装置6を動作させることにより、車室30内の温度及び湿度が所定の範囲に制御されて、フロントウインドウ14等に結露が生じることが防止される。これにより、フロントウインドウ14等に結露が生じることを防止できるので、ドライバ40はいつでも手動制御モード等で車両10の運転を可能な状態が維持されるので、国連法規の規定の順守が図れる。
一方、第2基準時間が経過していない場合(ステップS106-No)、処理は、ステップS105へ戻る。
次に、推定部231が、上述したステップS102において、結露発生時間を推定する処理について、以下に説明する。推定部231は、車室30内の温度を表す情報に基づいて、車室30内の温度を取得し、車両10の外の温度を表す情報に基づいて、車両10の外の温度を取得し、車室30内の相対湿度を表す情報に基づいて、車室30内の相対湿度を取得する。車室30内の温度及び車室30内の相対湿度は、車室30内の環境の一例である。
推定部231は、車室30内の相対湿度及び温度に基づいて車室30内の絶対湿度(水蒸気量)を求める。また、推定部231は、車両10の外の温度がフロントウインドウ14等の窓の温度であると仮定して、車室30のフロントウインドウ14等の窓における飽和水蒸気量を求める。
推定部231は、車室30内の乗員数に基づいて定められた単位時間あたりの車室30内の水蒸気増加量と、現在の車室30内の絶対湿度(水蒸気量)と、窓における飽和水蒸気量とに基づいて、車室30の窓に結露が生じるのに要する結露発生時間を推定する。
車室30内の乗員数に基づいて定められた単位時間あたりの車室30内の水蒸気増加量は、例えば、乗員数と、単位時間あたりの車室30内の水蒸気増加量との関係が登録された水蒸気増加量表に基づいて得られる。この水蒸気増加量表は、メモリ22に記憶される。車室30内の乗員数は、例えば、ドライバによって、UI5を介して、空調監視装置12に入力される。
推定部231は、水蒸気増加量表を参照して、乗員数と関連付けられた単位時間あたりの車室30内の水蒸気増加量を取得する。なお、車室30内の空気が換気されている場合には、水蒸気増加量表から取得された水蒸気増加量と、所定の係数(1よりも小さいの正の実数)との積を、単位時間あたりの車室30内の水蒸気増加量としてもよい。
推定部231は、単位時間あたりの車室30内の水蒸気増加量と、現在の車室30内の絶対湿度(水蒸気量)とに基づいて、車室30内の絶対湿度(水蒸気量)の時間発展を推定する。図4は、水蒸気量と時間との関係を説明する図である。
推定部231は、車室30内の絶対湿度(水蒸気量)が、窓における飽和水蒸気量に到達するのに要する時間を、結露発生時間として推定する。
また、図4には、第2基準時間が、水蒸気量が飽和水蒸気量に対して所定の割合(例えば、70~80%)に到達する時間として求められることが示されている。
以上説明したように、本実施形態の空調監視装置は、車室の窓に結露が生じるおそれのある場合、視界が確保されているうちにドライバの運転に関与する度合いの高い運転モードへ変更することを要求すると共に、運転モードが変更されない場合には、窓に結露が生じる前に空調装置の動作を開始できる
本開示では、上述した実施形態の空調監視装置は、本開示の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。また、本開示の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。
例えば、制御部は、空調装置の動作を開始することを決定した後に空調装置がドライバにより再び停止された場合、現在の運転モードよりもドライバの運転に関与する度合いの高い他の運転モードへ変更することを決定してもよい。空調装置がドライバにより再び停止された場合、車室の窓に結露が生じるおそれが高くなる。そこで、ドライバの視界が確保されているうちに、ドライバの運転に関与する度合いの高い運転モードで車両10の運転を開始させるものである。
1 車両制御システム
2 室内温度センサ
3 室外温度センサ
4 湿度センサ
5 ユーザインターフェース
5a 表示装置
6 空調装置
10 車両
11 自動制御装置
12 空調監視装置
21 通信インターフェース
22 メモリ
23 プロセッサ
231 推定部
232 制御部
24 信号線
13 車内ネットワーク

Claims (1)

  1. 自動制御装置がドライバの運転に関与する度合いの異なる複数の運転モードを有する車両に搭載される空調監視装置であって、
    空調装置が停止している場合、車室内の環境に基づいて、前記車室の窓に結露が生じるのに要する結露発生時間を推定する推定部と、
    前記結露発生時間が第1基準時間よりも短い場合、現在の運転モードよりもドライバの運転に関与する度合いの高い他の運転モードへ前記車両の運転モードを変更することを要求するモード変更要求を、通知部を介してドライバへ通知する制御部と、
    を有し、
    前記制御部は、前記推定部によって前記結露発生時間が推定された推定時刻から前記結露発生時間よりも短い第2基準時間が経過するまでに前記モード変更要求がドライバにより承認された場合には、他の運転モードへ変更することを決定し、前記推定時刻から前記第2基準時間が経過するまでに前記モード変更要求がドライバにより承認されない場合には、前記空調装置の動作を開始することを決定する、ことを特徴とする空調監視装置。
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