JP7172122B2 - 空調制御システム及び空調制御装置の制御方法 - Google Patents

空調制御システム及び空調制御装置の制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、空調制御システム及び空調制御装置の制御方法に関わる。
気象予測システムは、例えば、全国各地に設けられている観測地点によって観測された雲の動きなどの観測データに基づいて予測される気象情報(例えば、気温、気圧、湿度、降水量など)をリアルタイムに提供している。特許文献1には、車両の現在位置における気象情報を気象予測システムから取得し、取得した気象情報に基づいて車載空調装置を制御する空調制御システムが開示されている。気象予測システムは、例えば、全国をある一定範囲のメッシュに分割し、各メッシュ内の特定地点(例えば、気象観測に適した平地上の観測地点)の気象情報を、そのメッシュ内の気象状況を代表する気象情報として扱っている。メッシュの大きさは、例えば、一辺が数kmから数百kmの正方形である。
特開2017-226397号公報
しかし、メッシュ内の位置によっては、その位置の気象状況がメッシュ内の特定地点の気象状況とは異なる場合がある。例えば、車両が平地から山間部に移動すると、車両の現在位置における気象状況と、メッシュ内の特定地点の気象状況との乖離が大きくなることがある。
このように、車両の現在位置における実際の気象状況と、気象予測システムから提供される気象情報が示す気象状況とが異なると、特許文献1に記載の空調制御システムでは、車載空調装置を適切に制御することができない。例えば、車両の現在位置における実際の湿度が高いにも関わらず、気象予測システムから提供される気象情報が示す湿度が低い場合には、特許文献1に記載の空調制御システムは、自動的に内気循環の空調制御をしてしまうことになる。このような空調制御では、運転手の意図に反して車内の窓ガラスが曇ってしまうため、望ましくない。
そこで、本発明は、このような問題を解決し、車両の空調装置を適切に制御することのできる空調制御システムを提案することを課題とする。
上述の課題を解決するため、本発明に関わる空調制御システムは、気象情報を提供する気象情報提供システムと、車両に搭載される空調装置を制御する空調制御装置とを備える。空調制御装置は、車両の位置において推定される気象状況を示す第1の気象情報を気象情報提供システムから受信する受信部と、車両の位置における実際の気象状況を示す第2の気象情報を測定する測定部と、第1の気象情報と第2の気象情報とを比較することにより、又は第2の気象情報の単位時間あたりの変化を検出することにより、第1の気象情報の信頼性の度合いが第1の閾値を下回るか否かを判定する判定部と、第1の気象情報の信頼性の度合いが第1の閾値を下回るときの第2の気象情報が測定された時点における車両の位置情報を気象情報提供システムに送信する送信部を備える。第2の気象情報は、車両の位置における実際の気圧又は気温の情報を含む。判定部は、実際の気圧又は気温の単位時間あたりの変化の度合いが第2の閾値を超えるときに、第1の気象情報の信頼性の度合いが第1の閾値を下回るものと判定する。
本発明に関わる空調制御システムによれば、車両の空調装置を適切に制御することができる。
本発明の実施形態に関わる空調制御システムのハードウェア構成を示す説明図である。 本発明の実施形態に関わる空調制御システムの機能を示す説明図である。 本発明の実施形態に関わる気象情報の時間経過に伴う変化の一例を示すグラフである。 本発明の実施形態に関わる気象情報の時間経過に伴う変化の一例を示すグラフである。 本発明の実施形態に関わる空調制御装置の制御方法の一例を示す説明図である。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。ここで、同一符号は同一の構成要素を示すものとし、重複する説明は省略する。
図1は本発明の実施形態に関わる空調制御システム100のハードウェア構成を示す説明図である。空調制御システム100は、気象情報を提供する気象情報提供システム40と、車両30に搭載される空調装置31を制御する空調制御装置10とを備える。気象情報提供システム40は、通信ネットワーク60を通じて気象予測システム70に接続している。気象予測システム70は、例えば、気象庁又は民間の気象予測会社による気象予測サービスを提供するコンピュータシステムであり、例えば、全国をある一定範囲のメッシュに分割し、各メッシュ内の特定地点(例えば、気象観測に適した平地上の観測地点)の気象情報を、そのメッシュ内の気象状況を代表する気象情報として提供している。気象予測システム70は、ある一定の更新タイミングで気象情報を逐次更新する。気象情報提供システム40は、例えば、車両20の空調制御装置10からの要求に応答して、車両20の現在位置において推定される気象状況を示す気象情報を気象予測システム70から受信し、これを空調制御装置10に送信する。
空調制御装置10は、車両20の現在位置において推定される気象状況を示す気象情報に基づいて空調装置31を制御する。空調制御装置10は、そのハードウェア資源として、通信装置11と、プロセッサ12と、記憶装置13と、気温センサ14と、気圧センサ15とを備えるコンピュータシステム(例えば、電子制御ユニット)である。通信装置11は、無線通信を通じて気象情報提供システム40との間で通信を行うための無線通信モジュールである。記憶装置13は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体(例えば、揮発性メモリ、不揮発性半導体メモリ、光ディスク媒体、及び磁気ディスク媒体など)が提供する記憶資源である。記憶装置13には、空調装置31の制御を行うための空調制御プログラム16が格納されている。空調制御装置10による空調装置31の制御は、プロセッサ12による空調制御プログラム16の実行を通じて実現される。空調制御装置10による空調装置31の制御の詳細については、後述する。
気温センサ14は、車両30の現在位置における実際の気温を測定するためのものである。気圧センサ15は、車両30の現在位置における実際の気圧を測定するためのものである。気温センサ14及び気圧センサ15は、空調装置31を制御するための専用のセンサでもよいが、必ずしも、空調装置31を制御するための専用のセンサである必要はない。例えば、気圧センサ15は、エンジン制御用のものでもよい。気温センサ14及び気圧センサ15は、車両30の現在位置における実際の気象状況を示す気象情報(実際の気温及び気圧)を測定する測定部25として機能する。なお、本実施形態では、空調制御装置10は、車両30の室内の湿度を検出する湿度センサを備えていない場合を例示する。
空調装置31は、車両30の室内の空調制御(例えば、空調温度制御、風量制御、内気循環と外気導入との切り替え制御、デフロスターの作動制御など)を行う。雨滴センサ32は、車両30に付着する雨滴を検出すると、雨滴検出信号を空調制御装置10に出力する。ワイパー制御装置33は、車両30のワイパーの作動状態を示す信号(ワイパーが作動している状態にあるのか、或いは待機状態にあるのかを示す信号)を空調制御装置10に出力する。雨滴検出信号及びワイパーの作動状態を示す信号は、空調制御装置10による空調装置31の制御に用いられる(詳細については、後述する)。測位装置34は、車両30の現在位置を測位し、その位置情報を空調制御装置10に出力する。測位装置34は、例えば、GPS(Global Positioning System)である。
気象情報提供システム40は、そのハードウェア資源として、通信装置41と、プロセッサ42と、記憶装置43とを備えるクラウドコンピューティング向けのコンピュータシステム(例えば、ホスト計算機)である。記憶装置43は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体(例えば、揮発性メモリ、不揮発性半導体メモリ、光ディスク媒体、及び磁気ディスク媒体など)が提供する記憶資源である。記憶装置43には、空調制御装置10による空調装置31の制御を支援する制御プログラム44が格納されている。気象情報提供システム40の機能は、プロセッサ42による制御プログラム44の実行を通じて実現される。
次に、図2を参照しながら、空調制御装置10及び気象情報提供システム40の機能について説明する。空調制御プログラム16がプロセッサ12によって解釈及び実行され、空調制御装置10のハードウェア資源と空調制御プログラム16とが協働することにより、送信部21、受信部22、判定部23、及び制御部24としての機能が実現される。気温センサ14及び気圧センサ15によって測定部25としての機能が実現される。制御プログラム44がプロセッサ42によって解釈及び実行され、気象情報提供システム40のハードウェア資源と制御プログラム44とが協働することにより、送信部51、受信部52、及び登録部53としての機能が実現される。
空調制御装置10の送信部21は、車両30の位置において推定される気象状況を示す気象情報(例えば、気温、気圧、湿度を示す情報)の転送を気象情報提供システム40に要求する転送要求信号を気象情報提供システム40に送信する。この転送要求信号には、車両30の現在位置を示す位置情報が含まれる。気象情報提供システム40の受信部52がこの転送要求信号をすると、送信部51は、車両30の位置において推定される気象状況を示す気象情報の提供を気象予測システム70に要求する取得要求信号を送信する。気象予測システム70は、この取得要求信号に応答して、要求された気象情報を気象情報提供システム40に送信する。受信部51が気象情報提供システム40からこの気象情報を受信すると、送信部51は、この気象情報を車両30に送信する。空調制御装置10の受信部22は、車両30の位置において推定される気象状況を示す気象情報(例えば、気温、気圧、湿度を示す情報)を気象情報提供システム40から受信する。
空調制御装置10の測定部25は、車両30の位置における実際の気象状況を示す気象情報(例えば、気温、及び気圧を示す情報)を測定する。本明細書では、説明の便宜上、車両30の位置において推定される気象状況を示す気象情報を「第1の気象情報」と呼び、車両30の現在位置における実際の気象状況を示す気象情報を「第2の気象情報」と呼び、両者を区別する。判定部23は、第1の気象情報と第2の気象情報とを比較して、第1の気象情報の信頼性の度合いが閾値Th1を下回るか否かを判定する。閾値h1の大きさは、例えば、第1の気象情報に基づく空調装置31の制御が実用上許容され得る最低限度の信頼度である。
判定部23は、例えば、第2の気象情報の単位時間あたりの変化を検出することにより、第1の気象情報の信頼性の度合いが閾値Th1を下回るか否かを判定してもよい。例えば、図3において、符号301は、第1の気象情報に含まれる湿度情報の時間経過に伴う変化を示す。符号302は、第1の気象情報に含まれる気温情報又は気圧情報の時間経過に伴う変化を示す。符号303は、第2の気象情報に含まれる気温情報又は気圧情報の時間経過に伴う変化を示す。時刻t31,t33は、それぞれ、第1の気象情報の更新タイミングを示している。図3に示す例では、時刻t32のタイミングにおいて、第2の気象情報に含まれる気温情報又は気圧情報の単位時間Tあたりの変化の度合いが閾値Th2を超える。判定部23は、第2の気象情報に含まれる気温情報又は気圧情報の単位時間Tあたりの変化の度合いが閾値Th2を超えたことを検出すると、第1の気象情報の信頼性の度合いが閾値Th1を下回るものと判定する。これは、例えば、車両30が高速で移動したり、或いは天候が急減したりすると、第2の気象情報は短時間の間に急激に変化し、第1の気象情報が第2の気象情報に追従できないことを考慮したものである。
判定部23は、例えば、第1の気象情報と第2の気象情報とを比較することにより、第1の気象情報の信頼性の度合いが閾値Th1を下回るか否かを判定してもよい。例えば、図4において、符号401は、第1の気象情報に含まれる湿度情報の時間経過に伴う変化を示す。符号402は、第1の気象情報に含まれる気温情報又は気圧情報の時間経過に伴う変化を示す。符号403は、第2の気象情報に含まれる気温情報又は気圧情報の時間経過に伴う変化を示す。時刻t41,t43は、それぞれ、第1の気象情報の更新タイミングを示している。図4に示す例では、時刻t42のタイミングにおいて、第1の気象情報に含まれる気温情報と第2の気象情報に含まれる気温情報との差、又は第1の気象情報に含まれる気圧情報と第2の気象情報に含まれる気圧情報との差が閾値Th3を超える。判定部23は、第1の気象情報に含まれる気温情報と第2の気象情報に含まれる気温情報との差、又は第1の気象情報に含まれる気圧情報と第2の気象情報に含まれる気圧情報との差が閾値Th3を超えたことを検出すると、第1の気象情報の信頼性の度合いが閾値Th1を下回るものと判定する。これは、第1の気象情報と第2の気象情報との差が大きい場合には、第1の気象情報の信頼性の度合いが低いものと考えられるためである。
判定部23は、雨滴センサ32からの雨滴検出信号、及びワイパーが作動している状態にあることを示す信号の何れか一方又は両方に基づいて、車両30の現在位置における実際の気象状況が雨天であるものと推定してもよい。車両30の現在位置における実際の気象状況が雨天である場合、車両30の現在位置における実際の湿度は、一定値(例えば、90%)以上であるものと考えられる。判定部23は、雨滴センサ32からの雨滴検出信号又はワイパーの作動状態から、車両30の位置における実際の気象状況を推定し、この気象状況の推定を考慮して、第1の気象情報の信頼性の度合いが閾値Th1を下回るか否かを判定してもよい。例えば、第1の気象情報に含まれる湿度情報が20%であるにも関わらず、雨滴センサ32からの雨滴検出信号又はワイパーの作動状態から、車両30の位置における気象状況が雨天であるものと推定できる場合には、判定部23は、第1の気象情報の信頼性の度合いが閾値Th1を下回るものと判定してもよい。
第1の気象情報の信頼性の度合いが閾値Th1以上のときは、制御部24は、第1の気象情報に含まれる湿度情報に基づいて車両30の室内の湿度を推定し、推定された湿度に基づいて空調装置31を制御する。例えば、制御部24は、第1の気象情報に含まれる湿度情報が示す湿度と車両30の室内の湿度とが同程度であると推定し、推定された湿度に基づいて空調装置31を制御してもよい。例えば、車両30の現在位置における実際の湿度が低いときには、制御部24は、内気循環するように空調装置31を制御してもよい。これにより、室内の熱を車外に放出しなくて済むため、燃費がよくなる。
第1の気象情報の信頼性の度合いが閾値Th1を下回るときは、制御部24は、第1の気象情報の信頼性の度合いが閾値Th1以上になるまで、第1の気象情報に基づく空調装置31の制御を保留する。例えば、制御部24は、第1の気象情報の信頼性の度合いが閾値Th1以上になるまで、車両30の窓ガラスが曇らないように、空調装置31を制御し、室内に外気を導入してもよい。
送信部21は、第1の気象情報の信頼性の度合いが閾値Th1を下回るときの第2の気象状況が測定された時点における車両30の位置情報を気象情報提供システム40に送信する。本明細書では、説明の便宜上、第1の気象情報の信頼性の度合いが閾値Th1を下回るときの第2の気象状況が測定された時点における車両30の位置を「低信頼性位置」と呼び、低信頼性位置を示す情報を「低信頼性位置情報」と呼ぶ。気象情報提供システム40の受信部52が車両30から低信頼性位置情報を受信すると、登録部53は、その低信頼性位置情報を登録する。気象情報提供システム40の送信部51は、登録されている低信頼性位置又はその近辺を通過することが見込まれる車両に、空調制御に関わる情報を送信してもよい。この空調制御に関わる情報は、例えば、低信頼性位置における第1の気象情報の信頼性の度合いが閾値Th1を下回ることを通知する情報でもよく、或いは、低信頼性位置における第1の気象情報に基づく空調装置31の制御を保留することを推奨する情報でもよい。気象情報提供システム40から空調制御に関わる情報を受信した車両は、気象情報提供システム40から提供される第1の気象情報の低信頼性位置における信頼性が低いものと判定し、例えば、第1の気象情報の信頼性の度合いが閾値Th1以上になるまで、第1の気象情報に基づく空調装置31の制御を保留することができる。
第1の気象情報は、ある一定の更新タイミングで逐次更新されるため、登録部53に登録されている低信頼性位置における第1の気象情報の信頼性の度合いが閾値Th1未満であることが有効に推定される有効期限を、次回の更新のタイミングまでとしてもよい。気象情報提供システム40の送信部51から、低信頼性位置を通過することが見込まれる車両に送信される空調制御に関わる情報は、低信頼性位置における第1の気象情報の信頼性の度合いが閾値Th1未満であることが有効に推定される有効期限を含んでもよい。
次に、図5を参照しながら、本発明の実施形態に関わる空調制御装置10の制御方法の一例について説明する。説明の便宜上、2台の車両30のうち、一方を第1の車両30と呼び、他方を第2の車両30と呼び、両者を区別する。ステップ501~514の詳細は、上述の説明と重複するため、ここでは簡単な説明に留める。
ステップ501において、第1の車両30は、その現在位置を測位する。
ステップ502において、第1の車両30は、その現在位置において推定される気象状況を示す第1の気象情報(例えば、気温、気圧、湿度を示す情報)の転送を気象情報提供システム40に要求する。
ステップ503において、気象情報提供システム40は、第1の車両30からの要求に応答し、第1の気象情報を気象予測システム70に要求する。
ステップ504において、気象予測システム70は、気象情報提供システム40からの要求に応答し、第1の気象情報を気象情報提供システム40に送信する。
ステップ505において、気象情報提供システム40は、第1の気象情報を第1の車両30に送信する。
ステップ506において、第1の車両30は、気象情報提供システム40から第1の気象情報を受信する。
ステップ507において、第1の車両30は、車両30の現在位置における実際の気象状況を示す第2の気象情報(例えば、気温、及び気圧を示す情報)を測定する。
ステップ508において、第1の車両30は、第1の気象情報と第2の気象情報とを比較することにより、又は第2の気象情報の単位時間あたりの変化を検出することにより、第1の気象情報の信頼性の度合いが閾値Th1を下回るか否かを判定する。
第1の気象情報の信頼性の度合いが閾値Th1を下回る場合、ステップ509において、第1の車両30は、低信頼性位置情報を気象情報提供システム40に送信する。
ステップ510において、第1の車両30は、第1の気象情報の信頼性の度合いが閾値Th1以上になるまで、第1の気象情報に基づく空調装置31の制御を保留する。
ステップ511において、気象情報提供システム40は、第1の車両30の低信頼性位置情報を登録する。
ステップ512において、気象情報提供システム40は、低信頼性位置又はその近辺を通過することが見込まれる第2の車両30に空調制御に関わる情報を送信する。この空調制御に関わる情報は、例えば、低信頼性位置における第1の気象情報の信頼性の度合いが閾値Th1を下回ることを通知する情報でもよく、或いは、低信頼性位置における第1の気象情報に基づく空調装置31の制御を保留することを推奨する情報でもよい。また、空調制御に関わる情報は、低信頼性位置における第1の気象情報の信頼性の度合いが閾値Th1未満であることが有効に推定される有効期限を含んでもよい。
ステップ513において、第2の車両30は、気象情報提供システム40から空調制御に関わる情報を受信する。
ステップ514において、第2の車両30は、気象情報提供システム40から提供される第1の気象情報の低信頼性位置における信頼性が低いものと判定し、第1の気象情報の信頼性の度合いが閾値Th1以上になるまで、第1の気象情報に基づく空調装置31の制御を保留する。
本実施形態によれば、ある車両30によって検出された低信頼性位置情報を、気象情報提供システム40を通じて、他の車両30の空調制御に利用することができるため、車両30の空調装置31を適切に制御することができる。
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更又は改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。例えば、送信部21、受信部22、判定部23、及び制御部24の機能と同様の機能を、空調制御装置10の専用のハードウェア資源やファームウェアを用いて実現してもよい。同様に、送信部51、受信部52、及び登録部53の機能と同様の機能を、気象情報提供システム40の専用のハードウェア資源やファームウェアを用いて実現してもよい。専用のハードウェア資源は、例えば、特定用途向け集積回路(ASIC)又はフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)などである。また、気象情報提供システム40の機能は、必ずしも一台のコンピュータシステムによって実現される必要はなく、通信ネットワーク60に接続する複数台のコンピュータシステムによって実現されてもよい。
10…空調制御装置 11…通信装置 12…プロセッサ 13…記憶装置 14…気温センサ 15…気圧センサ 16…空調制御プログラム 21…送信部 22…受信部 23…判定部 24…制御部 25…測定部 31…空調装置 32…雨滴センサ 33…ワイパー制御装置 34…測位装置 40…気象情報提供システム 41…通信装置 42…プロセッサ 43…記憶装置 44…制御プログラム 51…送信部 52…受信部 53…登録部 60…通信ネットワーク 70…気象予測システム 100…空調制御システム

Claims (6)

  1. 気象情報を提供する気象情報提供システムと、車両に搭載される空調装置を制御する空調制御装置とを備える空調制御システムであって、
    前記空調制御装置は、
    前記車両の位置において推定される気象状況を示す第1の気象情報を前記気象情報提供システムから受信する受信部と、
    前記車両の位置における実際の気象状況を示す第2の気象情報を測定する測定部と、
    前記第1の気象情報と前記第2の気象情報とを比較することにより、又は前記第2の気象情報の単位時間あたりの変化を検出することにより、前記第1の気象情報の信頼性の度合いが第1の閾値を下回るか否かを判定する判定部と、
    前記第1の気象情報の信頼性の度合いが前記第1の閾値を下回るときの前記第2の気象情報が測定された時点における前記車両の位置情報を前記気象情報提供システムに送信する送信部と、を備え、
    前記第2の気象情報は、前記車両の位置における実際の気圧又は気温の情報を含み、
    前記判定部は、前記実際の気圧又は気温の単位時間あたりの変化の度合いが第2の閾値を超えるときに、前記第1の気象情報の信頼性の度合いが前記第1の閾値を下回るものと判定する、空調制御システム。
  2. 請求項1に記載の空調制御システムであって、
    前記気象情報提供システムは、
    前記第1の気象情報の信頼性の度合いが前記第1の閾値を下回るときの前記第2の気象情報が測定された時点における前記車両の位置情報を登録する登録部を備える、空調制御システム。
  3. 請求項1又は2に記載の空調制御システムであって、
    前記判定部は、前記車両の雨滴センサからの雨滴検出信号又は前記車両のワイパーの作動状態から前記車両の位置における気象状況を推定し、前記気象状況の推定を加味して前記第1の気象情報の信頼性の度合いが前記第1の閾値を下回るか否かを判定する、空調制御システム。
  4. 請求項1乃至3のうち何れか1項に記載の空調制御システムであって、
    前記空調制御装置は、
    前記第1の気象情報の信頼性の度合いが前記第1の閾値以上のときは、前記第1の気象情報に基づいて前記空調装置を制御し、前記第1の気象情報の信頼性の度合いが前記第1の閾値を下回るときは、前記第1の気象情報の信頼性の度合いが前記第1の閾値以上になるまで、前記第1の気象情報に基づく前記空調装置の制御を保留する制御部を更に備える、空調制御システム。
  5. 請求項4に記載の空調制御システムであって、
    前記第1の気象情報は、湿度情報を含み、
    前記第1の気象情報の信頼性の度合いが前記第1の閾値以上であるときに、前記制御部は、前記第1の気象情報に含まれる湿度情報に基づいて、前記車両の室内の湿度を推定し、推定された湿度に基づいて、前記空調装置を制御する、空調制御システム。
  6. 車両に搭載される空調装置を制御する空調制御装置の制御方法であって、
    前記空調制御装置が、前記車両の位置において推定される気象状況を示す第1の気象情報を気象情報提供システムから受信するステップと、
    前記空調制御装置が、前記車両の位置における実際の気象状況を示す第2の気象情報を測定するステップと、
    前記空調制御装置が、前記第1の気象情報と前記第2の気象情報とを比較することにより、前記第1の気象情報の信頼性の度合いが第1の閾値を下回るか否かを判定し、又は前記第2の気象情報の単位時間あたりの変化を検出することにより、前記第1の気象情報の信頼性の度合いが第1の閾値を下回るか否かを判定するステップと、
    前記空調制御装置が、前記第1の気象情報の信頼性の度合いが前記第1の閾値を下回るときの前記第2の気象情報が測定された時点における前記車両の位置情報を前記気象情報提供システムに送信するステップと、を含み、
    前記第2の気象情報は、前記車両の位置における実際の気圧又は気温の情報を含み、
    前記空調制御装置が、前記実際の気圧又は気温の単位時間あたりの変化の度合いが第2の閾値を超えるときに、前記第1の気象情報の信頼性の度合いが前記第1の閾値を下回るものと判定するステップを含む、空調制御装置の制御方法。
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