JP7347280B2

JP7347280B2 - 制御装置

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Publication number: JP7347280B2
Application number: JP2020045441A
Authority: JP
Inventors: 隆太津田
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2020-03-16
Filing date: 2020-03-16
Publication date: 2023-09-20
Anticipated expiration: 2040-03-16
Also published as: JP2021146760A

Description

本発明は、空調装置を制御する制御装置に関する。

運転中に運転者が眠気を感じることがある。非特許文献１には、車室内の温度を低下させることにより、運転者の覚醒を促す効果があることが記載されている。

郭鐘声他、「車内温度の変化がドライバの覚醒度と熱的快適感に及ぼす影響」、自動車技術会論文集、日本、２０１８年３月、Vol.49、No.2、365-370

車室内の温度を急速に低下させるため、車室内の空気を循環させる内気循環モードで空調装置を動作させることが考えられる。しかしながら、内気循環モードで空調装置を動作させた場合、車室内のＣＯ_２濃度が上昇することにより運転者が疲労感を感じることがあった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、車室内のＣＯ_２濃度が上昇することを抑制しつつ、運転者の覚醒を促すことができる制御装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様の制御装置は、車両を運転する運転者の覚醒度を特定する特定部と、前記特定部が特定した前記覚醒度が第１の閾値以下に変化した場合に、前記車両に設けられている空調装置を前記車両の車室内の空気を循環させる内気循環モードで動作させて前記車室内の温度を低下させ、前記空調装置を前記内気循環モードで動作させた後、前記特定部が特定した前記覚醒度が前記第１の閾値よりも高い第２の閾値を超えた場合に、前記空調装置を前記車室内に外気を導入する外気導入モードで動作させて前記車室内の温度を低下させる温度制御部と、を備える。

前記温度制御部は、前記特定部が特定した前記覚醒度が前記第１の閾値以下に変化した場合に、前記空調装置の目標温度を前記覚醒度が前記第１の閾値以下に変化する前の当該目標温度よりも低くしてもよい。前記温度制御部は、前記特定部が特定した前記覚醒度が前記第１の閾値以下に変化した場合に、前記空調装置の風量を大きくしてもよい。

前記制御装置は、前記運転者を撮像した撮像画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部が取得した前記撮像画像に基づいて、前記運転者の首元の位置を検出する検出部と、前記特定部が特定した前記覚醒度が前記第１の閾値以下に変化した場合に、前記空調装置が発生させる風を前記検出部が検出した前記首元の方向へ向ける風向制御部と、をさらに備えてもよい。

前記制御装置は、前記温度制御部が前記空調装置を前記内気循環モードで動作させて前記車室内の温度を低下させた後、前記特定部が特定した前記覚醒度が前記第２の閾値を所定期間以内に超えない場合に、前記運転者の眠気を検知したことを前記運転者に通知する通知部をさらに備えてもよい。

前記制御装置は、車両を運転する運転者の覚醒度を特定する特定部と、前記車両の車室内の二酸化炭素濃度を取得する濃度取得部と、前記特定部が特定した前記覚醒度が第１の閾値以下に変化した場合に、前記車両に設けられている空調装置を前記車両の車室内の空気を循環させる内気循環モードで動作させて前記車室内の温度を低下させ、前記空調装置を前記内気循環モードで動作させた後、前記濃度取得部が取得した二酸化炭素濃度が基準値を超えた場合に、前記空調装置を前記車室内に外気を導入する外気導入モードで動作させて前記車室内の温度を低下させる温度制御部と、を備えてもよい。

本発明によれば、車室内のＣＯ_２濃度が上昇することを抑制しつつ、運転者の覚醒を促すという効果を奏する。

第１の実施形態の制御装置が搭載された車両の概要を示す図である。車両の構成を示す図である。制御装置による運転者の覚醒を促す処理手順を示すフローチャートである。第２の実施形態の制御装置が搭載された車両の構成を示す図である。

＜第１の実施形態＞
［制御装置の概要］
図１は、第１の実施形態の制御装置１が搭載された車両１００の概要を示す図である。制御装置１は、例えば、コンピュータにより車両１００の各部を電子的に制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）により実現される。制御装置１は、車両１００に設けられている空調装置を制御する。

図１（ａ）は、空調装置が内気循環モードで動作する場合の例を示す。図１（ｂ）は、空調装置が外気導入モードで動作する場合の例を示す。空調装置は、内気循環モードで動作する間、図１（ａ）の矢印で示すように、車室内の空気を循環させて、車室内の温度を低下させる。内気循環モードでは、空調装置が既に冷却された空気をさらに冷却するため、車室内を急速に冷却することができる。

空調装置は、外気導入モードで動作する間、図１（ｂ）の矢印で示すように、車室内に外気を導入して、車室内の温度を低下させる。空調装置は、外気導入モードで動作する場合、内気循環モードと比較すると車室内の冷却により多くの時間を要する。

制御装置１は、車両１００を運転する運転者を撮像した撮像画像に基づいて、運転者の覚醒の度合いを示す覚醒度を特定する。覚醒度は、運転者が眠くなるほど低い値であるものとする。制御装置１は、運転者の覚醒度が第１の閾値以下に変化した場合に、空調装置を内気循環モードで動作させて車室内の温度を低下させる。制御装置１は、車室内の温度を低下させることにより、運転者の覚醒を促すことができる。このとき、制御装置１は、内気循環モードにおいて車室内の温度を急速に低下させるので、外気導入モードで温度を低下させる場合に比べて、運転者の覚醒を促す効果をより大きくすることができる。

制御装置１は、空調装置を内気循環モードで動作させた後、覚醒度が第２の閾値を超えた場合に、空調装置を外気導入モードで動作させて車室内の温度を低下させる。第２の閾値は、第１の閾値よりも高い値である。内気循環モードでは、外気が導入されないため、車室内のＣＯ_２濃度が徐々に増加する。運転者は、長時間換気を行わなければ、ＣＯ_２濃度の上昇に起因して、倦怠感や疲労を覚え、眠くなりやすくなる。制御装置１は、運転者の覚醒度が第２の閾値を超える程度に回復した場合に、空調装置を外気導入モードで動作させる。このとき、空調装置は、車室内に外気を導入することにより、内気循環モードで動作している間に上昇したＣＯ_２濃度を下げることができる。このようにして、制御装置１は、ＣＯ_２濃度が高いことに起因する倦怠感や疲労等の運転者への悪影響を抑制し、運転者が快適に運転する環境を整えることができる。また、制御装置１は、外気導入モードにおいても車室内の温度を低下させることにより、運転者が覚醒した状態を維持することができる。

［車両の構成］
図２は、車両１００の構成を示す図である。車両１００は、制御装置１、撮像部２、空調装置３及びスピーカ４を備える。制御装置１は、記憶部１１及び制御部１２を備える。

撮像部２は、車両１００の走行中に運転者を撮像する。撮像部２は、例えば、運転者の顔や首元を含む範囲を撮像する。撮像部２は、運転者の上半身を撮像してもよい。空調装置３は、車両１００に設けられている。空調装置３は、車室内の温度を低下させる。スピーカ４は、電気信号を音に変換する。

記憶部１１は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶媒体を有する。記憶部１１は、制御部１２を機能させるための各種プログラムや各種データを記憶する。制御部１２は、記憶部１１に記憶されたプログラムを実行することにより、画像取得部１２１、特定部１２２、温度制御部１２３、検出部１２４、風向制御部１２５及び通知部１２６として機能する。

画像取得部１２１は、運転者を撮像した撮像画像を撮像部２から取得する。例えば、画像取得部１２１は、撮像部２を制御し、運転者の撮像画像を所定期間ごとに取得する。所定期間は、例えば、数十ミリ秒である。画像取得部１２１は、取得した撮像画像を特定部１２２及び検出部１２４へ出力する。

特定部１２２は、車両１００を運転する運転者の覚醒度を特定する。特定部１２２は、画像取得部１２１が取得した撮像画像を解析する。例えば、特定部１２２は、生成した複数の撮像画像において運転者の目の開き具合を特定する。特定部１２２は、この目の開き具合に対応する覚醒度を特定する。特定部１２２は、運転者が瞬き等に相当するごく短い時間を除いて覚醒時と同程度の目の開き具合を示している場合には、運転者の覚醒度として、比較的高い値を割り当てる。特定部１２２は、運転者が目をほとんど閉じている状態が数秒間続いた場合に、運転者の覚醒度として、比較的低い値を割り当てる。また、特定部１２２は、運転者が倒れ込む等の異常動作があったか否かを判定することにより、運転者の覚醒度を特定してもよい。特定部１２２は、特定した覚醒度を温度制御部１２３、風向制御部１２５及び通知部１２６に通知する。

［車室内の温度の制御］
温度制御部１２３は、特定部１２２が特定した覚醒度に基づいて、空調装置３を動作させて車室内の温度を低下させる。温度制御部１２３は、覚醒度が第１の閾値以下に変化したか否かを判定する。第１の閾値は、例えば、運転者が眠気を感じていることを示す値である。温度制御部１２３は、覚醒度が第１の閾値以下に変化したと判定した場合に、空調装置３を内気循環モードで動作させて車室内の温度を低下させる。

例えば、温度制御部１２３は、空調装置３が外気導入モードで動作している状態であれば、外気導入モードを内気循環モードに切り替えて空調装置３を動作させる。このとき、温度制御部１２３は、空調装置３の目標温度を覚醒度が第１の閾値以下に変化する前の目標温度よりも低くする。

温度制御部１２３は、内気循環モードにおいて目標温度を低くして空調装置３を動作させることにより、車室内を急速に冷却することができる。このため、温度制御部１２３は、運転者の覚醒を促す効果を大きくすることができる。また、温度制御部１２３は、覚醒度が第１の閾値以下に変化した場合に、覚醒度が第１の閾値以下に変化する前に比べて空調装置３の風量を大きくしてもよい。温度制御部１２３は、内気循環モードにおいて空調装置３の風量を大きくすることにより、運転者の体感温度を下げ、運転者の覚醒を促すことができる。一方、温度制御部１２３は、覚醒度が第１の閾値を超えると判定した場合に、空調装置３を内気循環モードで動作させないように制御してもよい。

温度制御部１２３は、空調装置３を内気循環モードで動作させた後、特定部１２２が特定した覚醒度が第１の閾値よりも高い第２の閾値を超えたか否かを判定する。第２の閾値は、例えば、運転者が平常どおり車両１００を運転している場合における覚醒度として想定される最低値である。温度制御部１２３は、覚醒度が第２の閾値を超えたと判定した場合に、車室内のＣＯ_２濃度を低下させるため、空調装置３を外気導入モードで動作させて車室内の温度を低下させる。

検出部１２４は、画像取得部１２１が取得した撮像画像に基づいて、運転者の首元の位置を検出する。例えば、検出部１２４は、運転者の顔や首元を含む範囲を撮像部２が撮像した撮像画像を入力データとし、運転者の首元の位置を出力データとする学習済みの機械学習モデルを用いることにより、運転者の首元の位置を検出する。

風向制御部１２５は、特定部１２２が特定した覚醒度が第１の閾値以下に変化した場合に、空調装置３が発生させる風を検出部１２４が検出した首元の方向へ向ける。記憶部１１には、撮像画像の画素位置のそれぞれと、画素位置に対応する方向へ風を向けるためのファンの上下方向の角度と、画素位置に対応する方向へ風を向けるためのファンの左右方向の角度とを関連付けた風向テーブルが記憶されている。風向制御部１２５は、記憶部１１が記憶している風向テーブルを読み出し、検出部１２４が検出した首元の画素位置に風向テーブルにおいて関連付けられた上下方向及び左右方向の角度をそれぞれ特定する。風向制御部１２５は、特定した上下方向及び左右方向の角度に基づいて、空調装置３の風向きを調整する風向き調整板の向きを調整する。このようにして、風向制御部１２５は、空調装置３が発生させる風を運転者の首元へ吹き付け、運転者の覚醒を促すことができる。

通知部１２６は、温度制御部１２３が空調装置３を内気循環モードで動作させて車室内の温度を低下させた後、特定部１２２が特定した覚醒度が第２の閾値を所定期間以内に超えない場合に、運転者の眠気を検知したことを運転者に通知する。所定期間は、例えば、空調装置３を内気循環モードで動作させることにより運転者の覚醒を促す効果があったか否かを判定するために要する時間である。例えば、通知部１２６は、特定部１２２が特定した覚醒度が第２の閾値を所定期間以内に超えない場合に、運転者の眠気を検知したことを示すメッセージをスピーカ４により音声出力する。このようにして、通知部１２６は、温度制御部１２３により車室内の温度を低下させた後も運転者の覚醒度が回復しない場合に、音声出力により運転者の覚醒を促すことができる。

［制御装置による空調装置の動作モードの切り替えの処理手順］
図３は、制御装置１による運転者の覚醒を促す処理手順を示すフローチャートである。この処理手順は、車両１００の走行中に開始する。まず、画像取得部１２１は、運転者を撮像した撮像画像を撮像部２から取得する（Ｓ１０１）。

特定部１２２は、画像取得部１２１が取得した撮像画像を解析することにより、運転者の覚醒度を特定する（Ｓ１０２）。温度制御部１２３は、特定部１２２が特定した覚醒度が第１の閾値以下に変化したか否かを判定する（Ｓ１０３）。温度制御部１２３は、覚醒度が第１の閾値以下であると判定した場合に（Ｓ１０３のＹＥＳ）、空調装置３を内気循環モードで動作させて車室内の温度を低下させる（Ｓ１０４）。特定部１２２は、空調装置３を内気循環モードで動作させた後、運転者の覚醒度を再び特定する（Ｓ１０５）。

温度制御部１２３は、特定部１２２が特定した覚醒度が第２の閾値を超えた否かを判定する（Ｓ１０６）。温度制御部１２３は、覚醒度が第２の閾値を超えたと判定した場合に（Ｓ１０６のＹＥＳ）、空調装置３を外気導入モードで動作させることにより、（Ｓ１０７）、車室内の温度を低下させる。

温度制御部１２３は、空調装置３を外気導入モードで動作させた後、外気導入モードの終了条件を満たしたか否かを判定する（Ｓ１０８）。例えば、温度制御部１２３は、終了条件として、所定時間を経過したか否かを判定する。温度制御部１２３は、所定時間として、例えば、運転者が倦怠感や疲労を感じずに車両１００の運転が可能な程度に車室内のＣＯ_２濃度が低下することが想定される値を用いる。また、温度制御部１２３は、終了条件として、所定量の外気を導入したか、覚醒度が第２閾値より高い第３閾値を超えたか否かを判定してもよく、複数の終了条件を組み合わせて判定してもよい。温度制御部１２３は、所定量として、例えば、運転者が倦怠感や疲労を感じずに車両１００の運転が可能な程度に車室内のＣＯ_２濃度が低下することが想定される値を用いる。

温度制御部１２３は、終了条件を満たしたと判定した場合に（Ｓ１０８のＹＥＳ）、処理を終了する。温度制御部１２３は、Ｓ１０３の判定において覚醒度が第１の閾値より高いと判定した場合に（Ｓ１０３のＮＯ）、Ｓ１０１の処理に戻る。温度制御部１２３は、Ｓ１０６の判定において覚醒度が第２の閾値以下であると判定した場合に（Ｓ１０６のＮＯ）、Ｓ１０４の処理に戻る。温度制御部１２３は、Ｓ１０８の判定において終了条件を満たしていないと判定した場合、空調装置３を外気導入モードで引き続き動作させ、Ｓ１０１の処理に戻る。

［本実施形態による効果］
第１の実施形態では、温度制御部１２３は、運転者の覚醒度が第１の閾値以下に変化した場合に、空調装置３を内気循環モードで動作させて外気導入モードに比べて急速に車室内の温度を低下させることにより、運転者の覚醒を促すことができる。温度制御部１２３は、運転者の覚醒度が第２の閾値を超えて回復した場合に、空調装置３を外気導入モードで動作させる。このようにして、温度制御部１２３は、ＣＯ_２濃度が高いことに起因する倦怠感や疲労等の運転者への悪影響を抑制し、運転者が快適に運転する環境を整えることができる。また、温度制御部１２３は、外気導入モードにおいて車室内の温度を低下させることにより、運転者が覚醒した状態を維持することができる。

＜第２の実施形態＞
図４は、第２の実施形態の制御装置１が搭載された車両１００の構成を示す図である。図４に示す車両１００は、スピーカ４及び通知部１２６を備えておらず、ＣＯ_２濃度測定器２０１及び濃度取得部２０２をさらに備える点において図２の車両１００と異なり、それ以外は、図２の車両１００と同様である。図２と同様の機能ブロックについては図２と同じ符号を付して説明を省略する。

ＣＯ_２濃度測定器２０１は、車室内のＣＯ_２濃度を測定する。例えば、ＣＯ_２濃度測定器２０１は、非分散型赤外（ＮＤＩＲ：Nondispersive Infrared）分光法により、ＣＯ_２が特定の周波数の赤外線を吸収した吸収量を測定し、この吸収量に対応するＣＯ_２濃度を算出する。制御部１２の濃度取得部２０２は、ＣＯ_２濃度測定器２０１が測定した車室内のＣＯ_２濃度を取得する。

温度制御部１２３は、第１の実施形態と同様に、覚醒度が第１の閾値以下に変化したと判定した場合に、空調装置３を内気循環モードで動作させて車室内の温度を低下させる。温度制御部１２３は、空調装置３を内気循環モードで動作させた後、濃度取得部２０２が取得したＣＯ_２濃度が基準値を超えたか否かを判定する。基準値は、例えば、運転者が倦怠感や疲労を感じる可能性がある値である。温度制御部１２３は、濃度取得部２０２が取得したＣＯ_２濃度が基準値を超えたと判定した場合に、空調装置３を外気導入モードで動作させて車室内の温度を低下させる。

一方、温度制御部１２３は、濃度取得部２０２が取得したＣＯ_２濃度が基準値以下であると判定した場合に、空調装置３をそのまま内気導入モードで動作させて車室内の温度を低下させる。このようにして、温度制御部１２３は、車室内のＣＯ_２濃度が上昇することを抑制することができるので、運転者が倦怠感や疲労等の悪影響を受けることを抑制することができる。

温度制御部１２３は、空調装置３を外気導入モードで動作させた後、所定の終了条件を満たした場合に、空調装置３を内気導入モードに戻して動作させるか、空調装置３を停止させる。終了条件は、例えば、ＣＯ_２濃度が所定濃度より低下することである。所定濃度は、例えば、基準値よりも低い値である。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

１制御装置
２撮像部
３空調装置
４スピーカ
１１記憶部
１２制御部
１００車両
１２１画像取得部
１２２特定部
１２３温度制御部
１２４検出部
１２５風向制御部
１２６通知部
２０１濃度測定器
２０２濃度取得部

Claims

車両を運転する運転者の覚醒度を特定する特定部と、
前記特定部が特定した前記覚醒度が第１の閾値以下に変化した場合に、前記車両に設けられている空調装置を前記車両の車室内の空気を循環させる内気循環モードで動作させて前記車室内の温度を低下させ、前記空調装置を前記内気循環モードで動作させた後、前記特定部が特定した前記覚醒度が前記第１の閾値よりも高い第２の閾値を超えた場合に、前記空調装置を前記車室内に外気を導入する外気導入モードで動作させて前記車室内の温度を低下させる温度制御部と、
を備える制御装置。
前記温度制御部は、前記特定部が特定した前記覚醒度が前記第１の閾値以下に変化した場合に、前記空調装置の目標温度を前記覚醒度が前記第１の閾値以下に変化する前の当該目標温度よりも低くする、
請求項１に記載の制御装置。
前記温度制御部は、前記特定部が特定した前記覚醒度が前記第１の閾値以下に変化した場合に、前記空調装置の風量を大きくする、
請求項１又は２に記載の制御装置。
前記運転者を撮像した撮像画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部が取得した前記撮像画像に基づいて、前記運転者の首元の位置を検出する検出部と、
前記特定部が特定した前記覚醒度が前記第１の閾値以下に変化した場合に、前記空調装置が発生させる風を前記検出部が検出した前記首元の方向へ向ける風向制御部と、をさらに備える、
請求項１から３のいずれか一項に記載の制御装置。
前記温度制御部が前記空調装置を前記内気循環モードで動作させて前記車室内の温度を低下させた後、前記特定部が特定した前記覚醒度が前記第２の閾値を所定期間以内に超えない場合に、前記運転者の眠気を検知したことを前記運転者に通知する通知部をさらに備える、
請求項１から４のいずれか一項に記載の制御装置。