JP6012827B1 - 車両用空調制御システムおよび車両用空調制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の空調の外気導入モードと内気循環モードの切り換えを制御して、排気ガスが車室内に侵入することをより確実に防止する。【解決手段】車両用空調制御システムの空調制御装置１は、通信を介して、先行車両の走行モード情報、駆動源情報および触媒情報の少なくとも一つを含む先行車両情報を取得する先行車両情報取得部１１と、自車両の空調が内気循環モードであるか外気導入モードであるかを示す内外気情報を取得する内外気情報取得部１２と、先行車両情報および内外気情報に基づいて、空調を内気循環モードと外気導入モードのどちらに切り換えるかを判断する内外気切換判断部１３とを備える。内外気切換判断部１３は、空調が外気導入モードであり先行車両のエンジンが動作中である場合は空調を内気循環モードに切り換え、空調が内気循環モードであり先行車両がエンジン停止中である場合は空調を外気導入モードに切り換える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用の空調制御装置に関するものである。

車両用の空調制御装置において、外気中の排気ガスが車室内に侵入しないように、空調を外気導入モード（車室内に外気を導入するモード）から内気循環モード（車室内の空気を循環させるモード）へ自動的に切り換える車両用空調装置が提案されている。例えば、下記の特許文献１には、自車両と先行車両との車間距離が予め定められた値よりも小さく、且つ、外気導入時の空気の汚れ度合いが予め定められた値よりも大きい場合に、空調を内気循環モードに切り換えることによって、排気ガス中に含まれている粒子状物質（ＰＭ）が車室内に侵入することを防止する技術が開示されている。

また、特許文献２には、車両前方を撮像するカメラを用いて自車両と先行車両との車間距離、先行車両の加速度、先行車両数および前方の道路形状（登坂路であるかどうか）を検出し、車間距離が予め定められた値より小さい場合、先行車両の加速度が予め定められた値より大きい場合、先行車両数が予め定められた値より多い場合、または、前方の道路形状が登坂路と推定された場合に、排気ガスの分布濃度が高いと判断し、空調を内気循環モードにする技術が開示されている。

特開２００５−６７５３１号公報 特開２００４−３３１０１９号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、吸気口に入った排気ガスを検知してから内気循環モードに切り換えるため、車室内へ若干の排気ガスが流入することは避けられない。また、特許文献２の技術では、例えばカメラに太陽光が差し込むときや、悪天候で視界不良となったときなどに、カメラで検出する各情報の精度が低下するため、車室内への排気ガスの流入を確実に防ぐことが困難になる。

また、特許文献１，２の技術では、先行車両の排気ガスの出力状態を検知していない。そのため、先行車両がモータを駆動源とする電気自動車である場合や、先行車両がエンジンまたはモータを駆動源とするハイブリッド車両であり、当該車両がモータのみを用いて走行している場合など、先行車が排気ガスを排出していない状況でも、空調が内記循環モードに切り換わり、自車両の室内に外気を導入する機会を失うことも考えられる。

本発明は上記のような問題点を解消するためになされたものであり、車両の空調の外気導入モードと内気循環モードの切り換えを制御して、排気ガスが車室内に侵入することをより確実に防止できる車両用空調制御装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の局面に係る車両用空調制御システムは、自車両の周辺を走行する複数の周辺車両のうちから、前記自車両の直前を走行する先行車両を特定する先行車両特定装置と、前記自車両の空調の内気循環モードと外気導入モードとを切り換える空調制御装置と、を備え、前記空調制御装置は、通信を介して、前記先行車両の走行モード情報、駆動源情報および触媒情報の少なくとも一つを含む先行車両情報を取得する先行車両情報取得部と、前記空調が内気循環モードであるか外気導入モードであるかを示す内外気情報を取得する内外気情報取得部と、前記先行車両情報および前記内外気情報に基づいて、前記空調を内気循環モードと外気導入モードのどちらに切り換えるかを判断する内外気切換判断部と、を含み、前記内外気切換判断部は、前記空調が外気導入モードであり前記先行車両のエンジンが動作中である場合は、前記空調を内気循環モードに切り換え、前記空調が内気循環モードであり前記先行車両のエンジンが停止中である場合は、前記空調を外気導入モードに切り換える。

本発明の第２の局面に係る車両用空調制御システムは、自車両の周辺を走行する複数の周辺車両のうちから、前記自車両の直前を走行する先行車両を特定する先行車両特定装置と、前記自車両の空調の内気循環モードと外気導入モードとを切り換える空調制御装置と、を備え、前記空調制御装置は、通信を介して、前記先行車両の走行モード情報、駆動源情報および触媒情報の少なくとも一つを含む先行車両情報を取得する先行車両情報取得部と、前記空調が内気循環モードであるか外気導入モードであるかを示す内外気情報を取得する内外気情報取得部と、前記先行車両情報および前記内外気情報に基づいて、前記空調を内気循環モードと外気導入モードのどちらに切り換えるかを判断する内外気切換判断部と、を含み、前記内外気切換判断部は、前記先行車両の駆動源情報および触媒情報から排気ガス濃度を算出し、当該排気ガス濃度に基づいて、外気導入モードを許容できる最小の車間距離である許容距離を求め、前記空調が外気導入モードであり前記自車両と前記先行車両との車間距離が前記許容距離よりも小さい場合は、前記空調を内気循環モードに切り換え、前記空調が内気循環モードであり前記自車両と前記先行車両との車間距離が前記許容距離よりも長い場合は、前記空調を外気導入モードに切り換える。

本発明に係る車両用空調制御装置によれば、通信により取得した先行車両の情報に基づいて、内気循環モードと外気導入モードの切り換えを行うため、先行車両の排気ガスが車室内に流入する前にその切り換えを行うことができる。よって、先行車両の排気ガスが車室内に流入することをより確実に防止できる。

また、カメラを用いた手法とは異なり、逆光時や視界不良時でも、内気循環モードと外気導入モードの切り換えを正常に行うことができる。さらに、先行車両のエンジンの駆動状態を検知することで、先行車両がハイブリッド車両や電気自動車の場合にも、適切な切り換えが可能になる。

実施の形態１に係る車両用空調制御システムの構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る先行車両特定装置の構成を示すブロック図である。 自車両と周辺車両の位置関係の例を示す図である。 車両座標系を説明するための図である。 先行車両特定処理のフローチャートである。 実施の形態１に係る車両用空調制御システムの動作を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る車両用空調制御システムの構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係る先行車両特定装置の構成を示すブロック図である。 自車両と周辺車両の位置関係を説明する図である。 エンジン回転数および吸入空気量と排気ガス濃度との関係を示す図である。 触媒温度および酸素濃度と排気ガス濃度との関係を示す図である。 実施の形態２に係る車両用空調制御システムの動作を示すフローチャートである。 空調制御装置および先行車両特定装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 空調制御装置および先行車両特定装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１に係る車両用空調制御システムの構成を示すブロック図である。当該システムは、車両用空調制御装置１（以下、単に「空調制御装置」という）、周辺車両通信機２、自車両位置受信機３、先行車両特定装置４および内外気切換機構５から構成されている。

以下の説明では、空調制御装置１を搭載した車両を「自車両」、自車両の周辺を走行している車両を「周辺車両」、周辺車両のうち自車両の直前を走行している車両を「先行車両」という。自車両の空調が外気導入モードの場合、自車両の直前を走行する先行車両の排気ガスが、自車両の吸気口に入りやすい。

周辺車両通信機２は、周辺車両の車両情報（周辺車両情報）を取得するための無線通信機であり、例えば、周辺車両に搭載された車車間通信機や、走行中の車両の車両情報を収集して配信するインフラサーバ（路側機）などである。インフラサーバの例としては、公共性の高いＶＩＣＳ（登録商標）などの他、自動車メーカーが提供するＧ−ＢＯＯＫ（登録商標）、ＣＡＲＷＩＮＧＳ（登録商標）、インターナビ（登録商標）なども挙げられるが、走行中の車両との間で車両情報を送受信できるものであればよく、これらに限定されるものではない。

自車両位置受信機３は、自車両に搭載されている位置情報（位置情報は車両情報に含まれている）の受信機である。自車両位置受信機３は、例えば準天頂衛星やＧＰＳ（Global Positioning System）衛星などの衛星測位システムから、自車両の位置情報を受信する。

先行車両特定装置４は、周辺車両通信機２から各周辺車両の位置情報を取得すると共に、自車両位置受信機３から自車両の位置情報を取得し、それらの位置情報に基づいて、周辺車両のうちから自車両の直前を走行する先行車両を特定する。さらに、先行車両特定装置４は、特定した先行車両の車両情報（先行車両情報）を周辺車両通信機２から取得して、空調制御装置１へと送る。

図２は、先行車両特定装置４の構成を示すブロック図である。先行車両特定装置４は、周辺車両情報取得部４１と、相対位置演算部４２と、先行車両特定部４３とを含む構成となっている。

周辺車両情報取得部４１は、周辺車両通信機２との近距離無線通信により、自車両を基準にして予め定められた領域内に存在する周辺車両の車両情報（周辺車両情報）を取得する。周辺車両情報取得部４１が取得する周辺車両情報には、周辺車両の位置情報と、その車両の走行モード情報、駆動源情報（エンジンおよびモータの回転数、トルク、出力、エンジンへの吸入空気量）および触媒情報（酸素濃度、触媒温度）の少なくとも１つとが含まれている。本実施の形態では、車両の走行モードとして、エンジンを作動させずにモータの動力で走行する「ＥＶ（Electric Vehicle）モード」と、エンジンを用いて発電しつつモータの動力で走行する「シリーズモード」と、エンジンとモータの両方の動力で走行する「パラレルモード」との３つが規定されているものとする。

周辺車両情報取得部４１が行う近距離無線通信の通信方式は任意のものでよく、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、ＩＥＥＥ８０２．１１などが考えられる。例えば、周辺車両情報取得部４１が車車間通信によって周辺車両情報を取得する場合、図３に示すように、周辺車両情報取得部４１が、自己の通信可能領域ＣＲ（自車両ＭＶＣを中心とする円形の領域）内に存在する全ての周辺車両ＯＶＣから、周辺車両情報を取得するようにしてもよい。

相対位置演算部４２は、周辺車両情報取得部４１が取得した各周辺車両の位置情報と、自車両位置受信機３が取得した自車両の位置情報とを用いた演算処理により、各周辺車両の自車両に対する相対位置を求める。相対位置の表現方法としては、例えば図４のように、自車両の重心位置を原点とし、原点から自車両の左方向へ延びるｘ軸と、原点から自車両の前方へ延びるｙ軸とにより規定される座標系（車両座標系）で表現する方法が考えられる。

先行車両特定部４３は、相対位置演算部４２が求めた各周辺車両の相対位置に基づいて、周辺車両のうちから先行車両を特定する。また、先行車両特定部４３は、特定した先行車両の車両情報（先行車両情報）を空調制御装置１へと送る。先行車両特定部４３が空調制御装置１へ送る先行車両情報には、先行車両の走行モード情報、駆動源情報および触媒情報の少なくとも１つが含まれている。

図５は、先行車両特定部４３が行う先行車両の特定処理（先行車両特定処理）のフローチャートである。先行車両特定処理では、先行車両特定部４３は、まず先行車両の検出領域を設定する（ステップＳ００１）。検出領域は、図４に示すように、車両の進行方向（車両座標系のｙ軸）を中心にして角度θの範囲とする。すなわち、ステップＳ００１では、θの初期値が設定される。ここではθの初期値を１５°とする。

次に、先行車両特定部４３は、検出領域内に車両（周辺車両）が存在するか否かを確認する（ステップＳ００２）。検出領域内に車両が存在した場合（ステップＳ００２でＹＥＳ）、先行車両特定部４３は、その車両を先行車両として決定（特定）し（ステップＳ００３）、処理フローを終了する。もし、検出領域内に複数の車両が存在した場合には、それらのうち、θの絶対値がより小さい範囲に存在する車両、または、自車両からの距離がより近い車両を先行車両として決定すればよい。

検出領域内に車両が存在しなかった場合（ステップＳ００２でＮＯ）、先行車両特定部４３は、θを増加させて検出領域を拡大する（ステップＳ００４）。ここでは、ステップＳ００４において、θは５°ずつ増加されるものとする（θ＝θ＋５°）。

θを増加させた後、先行車両特定部４３は、検出領域が最大検出領域を超えたか否かを判定する（ステップＳ００５）。ここでは、先行車両とする対象が自車両の前方を走行する車両に限定されるように、θ＝９０°のときの検出領域を、最大検出領域とする。すなわち、ステップＳ００５では、θの値が９０°を超えているか否かが判断される。検出領域が最大検出領域を超えていれば（θ＞９０°）（ステップＳ００５でＹＥＳ）、先行車両特定部４３は、先行車両が存在しないと判断し、処理フローを終了する。検出領域が最大検出領域を超えていなければ（θ≦９０°）（ステップＳ００５でＮＯ）、ステップＳ００２へ戻る。

以上の処理によって、先行車両特定部４３は、自車の前方に位置する周辺車両のうちから先行車両を特定することができる。このように、先行車両特定装置４は、先行車両特定処のための演算処理を行う必要があるため、高性能なＣＰＵを持つ車両制御ＥＣＵ等によって実現されることが好ましい。そのため、図１では、先行車両特定装置４を空調制御装置１とは別のブロックとして示しているが、先行車両特定装置４として機能するＣＰＵを空調制御装置１内に実装してもよい。その場合、空調制御装置１および先行車両特定装置４は一体的な装置として構成される。

図１に戻り、内外気切換機構５は、自車両の空調の内気循環モードと外気導入モードとの切り換えを行うものであり、空調制御装置１によって制御される。

また、図１のように、空調制御装置１は、先行車両情報取得部１１、内外気情報取得部１２および内外気切換判断部１３を備えている。

先行車両情報取得部１１は、先行車両特定装置４から、先行車両の車両情報（先行車両情報）を取得する。先に述べたように、先行車両情報には、先行車両の走行モード情報、駆動源情報、触媒情報のうちの少なくとも一つが含まれる。内外気情報取得部１２は、内外気切換機構５の状態を検出することにより、自車両の空調が内気循環モードであるか外気導入モードであるかを示す情報（内外気情報）を取得する。

内外気切換判断部１３は、先行車両情報取得部１１が取得した先行車両情報と、内外気情報取得部１２が取得した内外気情報とに基づいて、自車両の空調を内気循環モードと外気導入モードのどちらに切り換えるかを判断し、内外気切換機構５を制御する。具体的には、自車両の空調が外気導入モードであり、且つ、先行車両のエンジンが動作中である場合は、空調を内気循環モードに切り換えるように内外気切換機構５を制御する。また、自車両の空調が内気循環モードであり、且つ、先行車両のエンジンが停止中である場合（先行車両が存在しない場合も含む）は、外気導入モードに切り換える。

以下、実施の形態１に係る車両用空調制御システムの動作を説明する。図６はその動作を示すフローチャートである。自車両の起動などにより、車両用空調制御システムの動作フローが開始されると、まず、先行車両特定装置４の周辺車両情報取得部４１が、周辺車両通信機２により周辺車両が検出されたか否かを確認する（ステップＳ１０１）。周辺車両が検出された場合（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、周辺車両情報取得部４１は、周辺車両通信機２から周辺車両の車両情報（周辺車両情報）を取得する（ステップＳ１０２）。周辺車両情報には、周辺車両の位置情報と、その車両の走行モード情報、駆動源情報および触媒情報の少なくとも１つとが含まれている。

次に、先行車両特定装置４の相対位置演算部４２が、自車両位置受信機３から自車両の位置情報を取得し（ステップＳ１０３）、自車両の位置情報と周辺車両情報取得部４１が取得した各周辺車両の位置情報とに基づいて、各周辺車両の自車両に対する相対位置を演算する（ステップＳ１０４）。続いて、先行車両特定装置４の先行車両特定部４３が、各周辺車両の相対位置に基づいて、図５で説明した先行車両特定処理を行い、周辺車両のうちから先行車両を特定する（ステップＳ１０５）。

その後、空調制御装置１の先行車両情報取得部１１は、先行車両特定装置４によって先行車両が特定されたか否かを確認する（ステップＳ１０６）。先行車両が特定されていれば（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、先行車両情報取得部１１は、特定された先行車両の車両情報（先行車両情報）を取得する（ステップＳ１０７）。先行車両情報には、先行車両の走行モード情報、駆動源情報および触媒情報の少なくとも１つが含まれている。なお、先行車両特定装置４によって先行車両が特定されていなければ（ステップＳ１０６でＮＯ）、この動作フローは終了する。

先行車両情報取得部１１が先行車両情報を取得すると、内外気情報取得部１２が、内外気切換機構５の状態を確認することで、自車両の空調が内気循環モードであるか外気導入モードであるかを示す内外気情報を取得する（ステップＳ１０８）。

次に、内外気切換判断部１３が、内外気情報取得部１２が取得した内外気情報に基づいて、自車両の空調が外気導入モードであるか否かを判断する（ステップＳ１０９）。自車両の空調が外気導入モードであれば（ステップＳ１０９でＹＥＳ）、内外気切換判断部１３は、先行車両情報取得部１１が取得した先行車両情報に基づいて、先行車両のエンジンが動作中か否かを判断する（ステップＳ１１０）。

また、自車両の空調が外気導入モードでない場合、すなわち内気循環モードである場合も（ステップＳ１０９でＮＯ）、内外気切換判断部１３は、先行車両情報取得部１１が取得した先行車両情報に基づいて、先行車両のエンジンが動作中であるか否かを判断する（ステップＳ１１１）。

ステップＳ１１０，Ｓ１１１における判断方法は、例えば、先行車両の走行モード情報に基づいて、先行車両がエンジンのみを駆動源とするガソリン車である場合、あるいは、先行車両がシリーズモードまたはパラレルモードのハイブリッド車両である場合に、先行車両のエンジンが動作中であると判断する方法が考えられる。なお、先行車両がエンジンを持たない電気自動車の場合や、先行車両がＥＶモードのハイブリッド車両の場合は、先行車両のエンジンは動作中でないと判断される。

また、別の判断方法としては、例えば先行車両の駆動源情報に基づいて、先行車両のエンジン回転数が予め定められた値以上（例えば、アイドリング最低回転数以上）である場合に、先行車両のエンジンが動作中であると判断する方法が考えられる。この判断手法では、例えば、先行車両がエンジンのみを駆動源とするガソリン車である場合や、先行車両がシリーズモードまたはパラレルモードのハイブリッド車両である場合であっても、エンジンの回転数が極めて低いときやアイドリングストップ機能（「アイドリングストップ」は登録商標）が働いているときには、エンジンが動作中でないと判断される。

内外気切換判断部１３は、自車両の空調が外気導入モードであり（ステップＳ１０９でＹＥＳ）、且つ、先行車両のエンジンが動作中である場合には（ステップＳ１１０でＹＥＳ）、内外気切換機構５を制御して内気循環モードに切り換えて（ステップＳ１１２）、動作フローを終了する。また、自車両の空調が外気導入モードであり（ステップＳ１０９でＹＥＳ）、且つ、先行車両のエンジンが動作中でない場合には（ステップＳ１１０でＮＯ）、外気導入モードを維持して動作フローを終了する。また、自車両の空調が内気循環モードであり（ステップＳ１０９でＮＯ）、且つ、先行車両のエンジンが動作中である場合には（ステップＳ１１１でＹＥＳ）、内気循環モードを維持して動作フローを終了する。また、自車両の空調が内気循環モードであり（ステップＳ１０９でＮＯ）、且つ、先行車両のエンジンが動作中でない場合には（ステップＳ１１１でＮＯ）、内外気切換機構５を制御して外気導入モードに切り換えて（ステップＳ１１３）、動作フローを終了する。

以上のように、実施の形態１に係る車両用空調制御システムでは、通信により取得した先行車両の車両情報（先行車両情報）に基づいて、先行車両のエンジンが動作中か否かを判断し、先行車両のエンジンが動作中のときに自車両の空調を内気循環モードにし、先行車両のエンジンが動作中でないときに自車両の空調を外気導入モードにしている。そのため、排気ガスにより汚染された外気が車室内に侵入する前に、内気循環モードと外気導入モードの切り換えを適切に行うことができる。よって、排気ガスの車室内侵入をより確実に防ぐことができる。また、先行車両の状況をカメラを用いて判断するのではなく、通信によって取得した情報で判断するため、逆光や視界不良の状態でも各情報の精度が落ちることがない。

さらに、先行車両情報から判断されるエンジンの動作状態に基づいて、内気循環モードと外気導入モードの切り換えが行われるため、先行車両がＥＶモードのハイブリッド車両である場合や、電気自動車である場合など、先行車が排気ガスを排出していないときには、外気導入モードに切り換えることができる。従って、不要に内記循環モードに切り換わることで、車内に外気を導入する機会を失うことを防止できる。

＜実施の形態２＞
図７は実施の形態２に係る車両用空調制御システムの構成を示すブロック図である。図７のように、実施の形態２の車両用空調制御システムは、実施の形態１（図１）の構成に対し、自車両の進行方向（以下「前方」という）に存在する物体（周辺車両）までの距離を測定する測距センサ６が追加された構成となっている。

また、図８は、実施の形態２に係る車両用空調制御システムにおける先行車両特定装置４の詳細な構成を示す図である。測距センサ６による測定結果は、先行車両特定装置４の先行車両特定部４３に入力される。

測距センサ６は、自車両の前方の一定範囲、例えば図９に示すような測距可能範囲に存在する物体（周辺車両）を検出し、その物体までの距離を測定する。測距センサ６の例としては、ミリ波レーダ、レーザーレーダ、超音波センサ、単眼／ステレオカメラなどが挙げられるが、自車両の進行方向に存在する周辺車両までの距離を測定できれば、これらに限定されない。

実施の形態１の車両用空調制御システムでは、自車両の前方に複数の周辺車両が互いに近接して存在する場合に、位置情報の精度によっては、個々の周辺車両の識別が困難になることが懸念される。その場合、先行車両特定装置４の先行車両特定部４３が先行車両を誤認しやすくなり、車両用空調制御システムの動作の信頼性が低下する。

そこで、実施の形態２の車両用空調制御システムでは、先行車両特定装置４の先行車両特定部４３が、測距センサ６が検出した自車両から前方の周辺車両までの距離（車間距離）と、相対位置演算部４２が算出した相対位置から分かる自車両から前方の周辺車両までの距離とを比較して、両者の差が予め定められた閾値よりも小さい場合に、その周辺車両を先行車両として決定（特定）する。周辺車両通信機２が自車両の前方に複数の周辺車両を検出した場合には、複数の周辺車両のいずれかと自車両との車間距離と、測距センサ６が検出した周辺車両と自車両の車間距離との差が、予め定められた閾値よりも小さい場合に、測距センサ６が検出した周辺車両が先行車両として特定される。

このように、先行車両特定部４３による先行車両の判定基準が実施の形態１よりも厳格化されることで、先行車両を誤認する可能性をよりも小さくできる。なお、上記の閾値は、自車両から前方の周辺車両までの距離が長くなる程小さくするとよい。

実施の形態２においても、内外気切換判断部１３は、先行車両情報および内外気情報に基づいて、内外気切換機構５を制御するが、内気循環モードと外気導入モードとを切り換える具体的なアルゴリズムは実施の形態１とは異なる。すなわち、実施の形態２の内外気切換判断部１３は、先行車両の駆動源情報と触媒情報とから、先行車両の排気ガス濃度を算出し、その排気ガス濃度と自車両から先行車両までの距離とに基づいて、内気循環モードと外気導入モードとを切り換える。

例えば、自車両の空調が外気導入モードであるときに、先行車両との車間距離が許容距離より小さくなると、内気循環モードに切り換え、自車両の空調が内気循環モードであるときに、先行車両との車間距離が許容距離より大きくなると、外気導入モードに切り換える。上記の「許容距離」は、自車両の空調が外気導入モードであると先行車両の排気ガスが自車両の室内への流入する恐れがある車間距離、言い換えれば、外気導入モードを許容できる最小の車間距離であり、その値は、先行車両の排気ガス濃度に応じて変化する。例えば、先行車両が加速しているときや、先行車両が登坂を走行しているときなど、先行車両の排気ガス濃度が高い状況になると、許容距離は長くなる。

つまり、本実施の形態では、先行車両の排気ガス濃度が比較的高い状況でも、先行車両との車間距離が十分に長ければ、先行車両の排気ガスが車室内への流入する可能性が低いため、自車両の空調は外気導入モードに設定される。また、先行車両の排気ガス濃度が比較的低い状況でも、先行車両との車間距離が短ければ、先行車両の排気ガスが車室内への流入する可能性が高いため、自車両の空調は内気循環モードに設定される。このように、内気循環モードと外気導入モードとを切り換えをより効果的に行うことができる。

排気ガス濃度の演算方法としては、物理式を使って演算してもよいし、各情報と排気ガス濃度との関係を示すマップを予め準備しておき、当該マップに基づいて求めてもよい。

排気ガス濃度の導出に用いるマップとしては、図１０または図１１に示すようなものが考えられる。図１０は、エンジン回転数［ｒｐｍ］と吸入空気量［ｇ／ｈｒ］に対する排気ガス濃度［ｐｐｍ］との関係をグラフで示すマップであり、エンジン回転数が高いほど、また吸入空気量が多いほど、排気ガス濃度が高くなるという特性が示されている。また、図１１は、触媒温度［℃］と酸素濃度［ｐｐｍ］に対する排気ガス濃度［ｐｐｍ］との関係をグラフで示すマップであり、酸素濃度が低くなるほど、また触媒温度が低いほど、排気ガス濃度が高くなるという特性が示されている。

以下、実施の形態２に係る車両用空調制御システムの動作を説明する。図１２はその動作を示すフローチャートである。図１２において、図６に示したものと同様の処理が行われるステップには、同一符号を付している。

自車両の起動などにより、車両用空調制御システムの動作フローが開始されると、まず、先行車両特定装置４の周辺車両情報取得部４１が、周辺車両通信機２により周辺車両が検出されたか否かを確認する（ステップＳ１０１）。周辺車両が検出された場合（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、周辺車両情報取得部４１は、周辺車両通信機２から周辺車両の車両情報（周辺車両情報）を取得する（ステップＳ１０２）。本実施の形態では、排気ガス濃度を算出するため、周辺車両情報には、周辺車両の位置情報と、その車両の排気ガス濃度の算出に必要な駆動源情報および触媒情報の少なくとも片方とが含まれている。

次に、先行車両特定装置４の相対位置演算部４２が、自車両位置受信機３から自車両の位置情報を取得し（ステップＳ１０３）、自車両の位置情報と周辺車両情報取得部４１が取得した各周辺車両の位置情報とに基づいて、各周辺車両の自車両に対する相対位置を演算する（ステップＳ１０４）。

続いて、先行車両特定装置４の先行車両特定部４３が、測距センサ６から、自車両と前方の周辺車両との車間距離を取得する（ステップＳ２０１）。そして、先行車両特定部４３は、測距センサ６が測定した自車両と前方の周辺車両と車間距離と、相対位置演算部４２が算出した各周辺車両の相対位置から分かる自車両と各周辺車両との車間距離とを比較して、両者の差が予め定められた閾値以下であるかを確認する（ステップＳ２０２）。その差が閾値以下であれば（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、測距センサ６によって検出された前方の周辺車両が先行車両として特定される（ステップＳ２０３）。

先行車両が特定されると、先行車両情報取得部１１は、特定された先行車両の車両情報（先行車両情報）を取得する（ステップＳ１０７）。先行車両情報には、先行車両の排気ガス濃度を算出するための駆動源情報または触媒情報の少なくとも片方が含まれている。なお、先行車両特定装置４によって先行車両が特定されていなければ（先行車両が存在しない場合も含む）（ステップＳ２０２でＮＯ）、この動作フローは終了する。

先行車両情報取得部１１が先行車両情報を取得すると、内外気切換判断部１３は、その先行車両情報から先行車両の排気ガス濃度を演算する（ステップＳ２０４）。さらに、内外気情報取得部１２が、内外気切換機構５の状態を確認することで、自車両の空調が内気循環モードであるか、外気導入モードであるかを示す内外気情報を取得する（ステップＳ１０８）。

次に、内外気切換判断部１３は、内外気情報取得部１２が取得した内外気情報に基づいて、自車両の空調が外気導入モードであるか否かを判断する（ステップＳ１０９）。自車両の空調が外気導入モードであれば（ステップＳ１０９でＹＥＳ）、内外気切換判断部１３は、先行車両との車間距離が許容距離より短いか否かを判断する（ステップＳ２０５）。また、自車両の空調が外気導入モードである場合、すなわち内気循環モードである場合も（ステップＳ１０９でＮＯ）、内外気切換判断部１３は、先行車両との車間距離が許容距離より短いか否かを判断する（ステップＳ２０６）。

内外気切換判断部１３は、自車両の空調が外気導入モードであり（ステップＳ１０９でＹＥＳ）、且つ、先行車両との車間距離が許容距離より短い場合には（ステップＳ２０５でＹＥＳ）、内外気切換機構５を制御して内気循環モードに切り換えて（ステップＳ１１２）、動作フローを終了する。また、自車両の空調が外気導入モードであり（ステップＳ１０９でＹＥＳ）、且つ、先行車両との車間距離が許容距離以上の場合には（ステップＳ２０５でＮＯ）、外気導入モードを維持して動作フローを終了する。また、自車両の空調が内気循環モードであり（ステップＳ１０９でＮＯ）、且つ、先行車両との車間距離が許容距離より短い場合には（ステップＳ２０６でＹＥＳ）、内気循環モードを維持して動作フローを終了する。また、自車両の空調が内気循環モードであり（ステップＳ１０９でＮＯ）、且つ、先行車両との車間距離が許容距離以上の場合には（ステップＳ２０６でＮＯ）、内外気切換機構５を制御して外気導入モードに切り換えて（ステップＳ１１３）、動作フローを終了する。

以上のように、実施の形態２に係る車両用空調制御システムでは、通信により取得した先行車両の車両情報（先行車両情報）に基づいて、先行車両の排気ガス濃度を算出し、その排気ガス濃度を考慮して、先行車両との車間距離が十分長くなければ自車両の空調を内気循環モードにし、先行車両との車間距離が十分長ければ自車両の空調を外気導入モードにしている。そのため、排気ガスにより汚染された外気が車室内に侵入する前に、内気循環モードと外気導入モードの切り換えを適切に行うことができる。よって、排気ガスの車室内侵入をより確実に防ぐことができる。また、先行車両の状況をカメラを用いて判断するのではなく、通信によって取得した情報で判断するため、視界不良の状態でも各情報の精度が落ちることがない。

さらに、先行車両情報から算出される排気ガス濃度に基づいて、内気循環モードと外気導入モードの切り換えが行われるため、先行車両がＥＶモードのハイブリッド車両である場合や、電気自動車である場合など、先行車が排気ガスを排出していないときに、不要に内記循環モードに切り換わって車内に外気を導入する機会を失うことを防止できる。

また、実施の形態２のように、先行車両の排気ガス濃度と、自車両と先行車両との車間距離とに基づいて、空調の内気循環モードと外気導入モードを切り換える手法は、実施の形態１の車両用空調制御システムにも適用可能である。

図１３および図１４は、それぞれ本発明に係る車両用空調制御システムの空調制御装置１および先行車両特定装置４のハードウェア構成の一例を示す図である。先に述べたように、先行車両特定装置４は、先行車両特定処のための演算処理を行う必要があるため、高性能なＣＰＵを持つ車両制御ＥＣＵ等によって実現されることが好ましいが、ここでは、空調制御装置１と先行車両特定装置４とが同じハードウェアとして構成される例を示す。

空調制御装置１および先行車両特定装置４は、例えば図１３に示す処理回路５０により実現される。すなわち、処理回路５０は、自車両の周辺を走行する複数の周辺車両のうちから、自車両の直前を走行する先行車両を特定する先行車両特定装置４と、先行車両情報および内外気情報に基づいて、自車両の空調の内気循環モードと外気導入モードとを切り換える空調制御装置１とを備える。処理回路５０には、専用のハードウェアが適用されてもよいし、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、Digital Signal Processor）が適用されてもよい。

処理回路５０が専用のハードウェアである場合、処理回路５０は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものが該当する。空調制御装置１および先行車両特定装置４の各部の機能それぞれは、複数の処理回路５０で実現されてもよいし、各部の機能をまとめて一つの処理回路５０で実現されてもよい。

図１４は、処理回路５０がプロセッサである場合における車両用空調制御システムのハードウェア構成を示している。この場合、空調制御装置１および先行車両特定装置４の機能は、ソフトウェア等（ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェア）との組み合わせにより実現される。ソフトウェア等はプログラムとして記述され、メモリ５２に格納される。処理回路５０としてのプロセッサ５１は、メモリ５２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、車両用空調制御システムは、処理回路５０により実行されるときに、自車両の周辺を走行する複数の周辺車両のうちから、自車両の直前を走行する先行車両を特定するステップと、先行車両情報および内外気情報に基づいて、自車両の空調の内気循環モードと外気導入モードとを切り換えるステップと、が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ５２を備える。換言すれば、このプログラムは、空調制御装置１および先行車両特定装置４の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリ５２には、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）およびそのドライブ装置等が該当する。

以上、空調制御装置１および先行車両特定装置４の各機能が、ハードウェアおよびソフトウェア等のいずれか一方で実現される構成について説明した。しかしこれに限ったものではなく、空調制御装置１および先行車両特定装置４の一部を専用のハードウェアで実現し、別の一部をソフトウェア等で実現する構成であってもよい。例えば、空調制御装置１については専用のハードウェアとしての処理回路でその機能を実現し、先行車両特定装置４についてはプロセッサ５１としての処理回路５０がメモリ５２に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。

以上のように、処理回路５０は、ハードウェア、ソフトウェア等、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ 空調制御装置、２ 周辺車両通信機、３ 自車両位置受信機、４ 先行車両特定装置、５ 内外気切換機構、６ 測距センサ、１１ 先行車両情報取得部、１２ 内外気情報取得部、１３ 内外気切換判断部、４１ 周辺車両情報取得部、４２ 相対位置演算部、４３ 先行車両特定部。

Claims (6)

1. 自車両の周辺を走行する複数の周辺車両のうちから、前記自車両の直前を走行する先行車両を特定する先行車両特定装置と、
   前記自車両の空調の内気循環モードと外気導入モードとを切り換える空調制御装置と、を備え、
   前記空調制御装置は、
   通信を介して、前記先行車両の走行モード情報、駆動源情報および触媒情報の少なくとも一つを含む先行車両情報を取得する先行車両情報取得部と、
   前記空調が内気循環モードであるか外気導入モードであるかを示す内外気情報を取得する内外気情報取得部と、
   前記先行車両情報および前記内外気情報に基づいて、前記空調を内気循環モードと外気導入モードのどちらに切り換えるかを判断する内外気切換判断部と、を含み、
   前記内外気切換判断部は、
   前記空調が外気導入モードであり前記先行車両のエンジンが動作中である場合は、前記空調を内気循環モードに切り換え、前記空調が内気循環モードであり前記先行車両のエンジンが停止中である場合は、前記空調を外気導入モードに切り換える
   車両用空調制御システム。
2. 自車両の周辺を走行する複数の周辺車両のうちから、前記自車両の直前を走行する先行車両を特定する先行車両特定装置と、
   前記自車両の空調の内気循環モードと外気導入モードとを切り換える空調制御装置と、を備え、
   前記空調制御装置は、
   通信を介して、前記先行車両の走行モード情報、駆動源情報および触媒情報の少なくとも一つを含む先行車両情報を取得する先行車両情報取得部と、
   前記空調が内気循環モードであるか外気導入モードであるかを示す内外気情報を取得する内外気情報取得部と、
   前記先行車両情報および前記内外気情報に基づいて、前記空調を内気循環モードと外気導入モードのどちらに切り換えるかを判断する内外気切換判断部と、を含み、
   前記内外気切換判断部は、
   前記先行車両の駆動源情報および触媒情報から排気ガス濃度を算出し、当該排気ガス濃度に基づいて、外気導入モードを許容できる最小の車間距離である許容距離を求め、
   前記空調が外気導入モードであり前記自車両と前記先行車両との車間距離が前記許容距離よりも小さい場合は、前記空調を内気循環モードに切り換え、前記空調が内気循環モードであり前記自車両と前記先行車両との車間距離が前記許容距離よりも長い場合は、前記空調を外気導入モードに切り換える
   車両用空調制御システム。
3. 前記先行車両特定装置は、
   通信を介して、前記複数の周辺車両の位置情報を含む周辺車両情報を取得する周辺車両情報取得部と、
   前記自車両の位置情報および前記複数の周辺車両の位置情報に基づいて、前記自車両と前記複数の周辺車両との相対位置を算出する相対位置演算部と、
   前記自車両と前記複数の周辺車両との相対位置に基づいて、前記先行車両を特定する先行車両特定部と、を備える
   請求項１または請求項２に記載の車両用空調制御システム。
4. 前記自車両の前方に存在する周辺車両を検出し、その周辺車両と前記自車両との車間距離を測定する測距センサをさらに備え、
   前記先行車両特定部は、
   前記測距センサが検出した周辺車両との車間距離と、前記相対位置演算部が算出した相対位置から分かる前記複数の周辺車両との車間距離のいずれかとの差が、予め定められた閾値以下の場合に、前記測距センサが検出した周辺車両を前記先行車両として特定する
   請求項３に記載の車両用空調制御システム。
5. 車両用空調制御システムにおける車両用空調制御方法であって、
   自車両の周辺を走行する複数の周辺車両のうちから、前記自車両の直前を走行する先行車両を特定する工程と、
   通信を介して、前記先行車両の走行モード情報、駆動源情報および触媒情報の少なくとも一つを含む先行車両情報を取得する工程と、
   前記空調が内気循環モードであるか外気導入モードであるかを示す内外気情報を取得する工程と、
   前記先行車両情報および前記内外気情報に基づいて、前記自車両の空調の状態および前記先行車両のエンジンの状態を判断する工程と、
   前記空調が外気導入モードであり前記先行車両のエンジンが動作中である場合は前記空調を内気循環モードに切り換え、前記空調が内気循環モードであり前記先行車両のエンジンが停止中である場合は前記空調を外気導入モードに切り換える工程と、を備える
   車両用空調制御方法。
6. 車両用空調制御システムにおける車両用空調制御方法であって、
   自車両の周辺を走行する複数の周辺車両のうちから、前記自車両の直前を走行する先行車両を特定する工程と、
   通信を介して、前記先行車両の走行モード情報、駆動源情報および触媒情報の少なくとも一つを含む先行車両情報を取得する工程と、
   前記空調が内気循環モードであるか外気導入モードであるかを示す内外気情報を取得する工程と、
   前記内外気情報に基づいて前記自車両の空調の状態を判断する工程と、
   前記先行車両の駆動源情報および触媒情報から排気ガス濃度を算出し、当該排気ガス濃度に基づいて、外気導入モードを許容できる最小の車間距離である許容距離を求める工程と、
   前記空調が外気導入モードであり前記自車両と前記先行車両との車間距離が前記許容距離よりも小さい場合、前記空調を内気循環モードに切り換え、前記空調が内気循環モードであり前記自車両と前記先行車両との車間距離が前記許容距離よりも長い場合、前記空調を外気導入モードに切り換える工程と、を備える
   車両用空調制御方法。

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