(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023177602
(43)【公開日】2023-12-14
(54)【発明の名称】温調システム、温調方法、記録装置、及び記録方法
(51)【国際特許分類】
F24F 11/64 20180101AFI20231207BHJP
F24F 11/70 20180101ALI20231207BHJP
B60H 1/00 20060101ALI20231207BHJP
B60H 1/22 20060101ALI20231207BHJP
F24F 120/14 20180101ALN20231207BHJP
F24F 120/00 20180101ALN20231207BHJP
【FI】
F24F11/64
F24F11/70
B60H1/00 101Q
B60H1/00 102V
B60H1/22 611D
F24F120:14
F24F120:00
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022090348
(22)【出願日】2022-06-02
(71)【出願人】
【識別番号】000241500
【氏名又は名称】トヨタ紡織株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
(72)【発明者】
【氏名】中村 康平
(72)【発明者】
【氏名】鬼頭 昌也
(72)【発明者】
【氏名】播田 貴広
【テーマコード(参考)】
3L211
3L260
【Fターム(参考)】
3L211BA08
3L211DA50
3L211DA53
3L211EA04
3L211FB03
3L211FB05
3L211FB09
3L211GA53
3L260AB01
3L260AB20
3L260BA25
3L260CA04
3L260EA02
3L260EA26
3L260FB01
3L260FB47
3L260HA01
(57)【要約】
【課題】個人差を考慮して適切な温調制御を行うことが可能な温調システムを提供する。
【解決手段】温調システムは、識別部と、センサ装置と、温調装置と、制御装置と、を備えている。制御装置は、識別処理(S11)と、各パラメータをセンサ装置により検出する検出処理(S14)と、各パラメータを温調対象者毎に設定された各補正値により補正する補正処理(S19)と、補正した各パラメータを用いて温冷感の推定値を算出する温冷感算出処理(S20)と、温冷感の推定値が温冷感目標値に近付くように、温調装置を制御する温調制御処理(S21)と、を実行する。
【選択図】
図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
温調対象者を識別する識別部と、
前記温調対象者の身体の皮膚温度及び心拍数を検出するセンサ装置と、
前記温調対象者に対して温調を行う温調装置と、
前記温調装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記識別部により前記温調対象者を識別する識別処理と、
前記識別処理にて識別された前記温調対象者の身体の2箇所以上の皮膚温度、及び心拍数のうち少なくとも2つ以上の各パラメータを、前記センサ装置により検出する検出処理と、
前記検出処理にて検出された前記各パラメータを、前記温調対象者毎に設定され、前記各パラメータに対応した各補正値により補正する補正処理と、
前記補正処理にて補正した前記各パラメータを用いて、所定の関係式で表される温冷感の推定値を算出する温冷感算出処理と、
前記温冷感算出処理にて算出された前記温冷感の推定値が温冷感目標値に近付くように、前記温調装置を制御する温調制御処理と、
を実行し、
前記各補正値は、前記温調対象者の日常における前記各パラメータの測定値に基づいて算出されるものであることを特徴とする温調システム。
【請求項2】
前記温冷感の推定値は、A0~Anを係数、P1~Pnを前記各パラメータ、Pi1~Pinを前記各補正値、nを2以上の整数、前記温冷感の推定値をyとしたとき、
y=A0+A1(P1-Pi1)+A2(P2-Pi2)+・・・+An(Pn-Pin)
と表され、
前記制御装置は、前記温冷感の推定値が前記温冷感目標値に近付くように、前記温調装置を制御することを特徴とする請求項1に記載の温調システム。
【請求項3】
前記センサ装置は、前記温調対象者の頬、鼻、手の皮膚温度を検出し、
前記各パラメータは、前記温調対象者の頬、鼻、手の皮膚温度、及び前記心拍数のうち、少なくとも2つ以上を含むことを特徴とする請求項2に記載の温調システム。
【請求項4】
前記各パラメータは、前記温調対象者の頬、鼻、手の皮膚温度、及び前記心拍数の4つであることを特徴とする請求項3に記載の温調システム。
【請求項5】
前記温調装置は、車両に配置され、前記車両の複数のシート毎に温調を行い、
前記センサ装置は、前記複数のシートの各々に着座した各前記温調対象者の身体の皮膚温度及び心拍数を検出し、
前記制御装置は、
前記複数のシートの各々に着座した前記温調対象者毎に、前記識別処理、前記検出処理、前記補正処理、前記温冷感算出処理、及び前記温調制御処理を実行することを特徴とする請求項1に記載の温調システム。
【請求項6】
請求項1に記載の温調システムによる温調方法であって、
前記識別部により前記温調対象者を識別する識別ステップと、
前記識別処理にて識別された前記温調対象者毎に設定された前記各補正値を取得する補正値取得ステップと、
前記識別処理にて識別された前記温調対象者の身体の2箇所以上の皮膚温度、及び心拍数のうち少なくとも2つ以上の各パラメータを、前記センサ装置により検出する検出ステップと、
前記検出ステップにて前記センサ装置により検出された前記各パラメータを、前記補正値取得ステップにて取得された前記各補正値により補正し、補正した前記各パラメータを用いて、前記温冷感の推定値を算出する温冷感算出ステップと、
前記温冷感算出ステップにて算出された前記温冷感の推定値が温冷感目標値に近付くように、前記温調装置を制御する温調制御ステップと、
を含むことを特徴とする温調方法。
【請求項7】
請求項1に記載の各パラメータに対応した各補正値を記録する記録装置であって、
前記温調対象者の日常における前記各パラメータを測定するセンサ装置と、
前記センサ装置により測定された前記各パラメータの測定値を記録する記録部と、
前記記録部に記録された前記測定値に基づいて、前記各補正値を算出する算出部と、
前記算出部により算出された前記各補正値を、前記制御装置へ送信する通信部と、
を備えたことを特徴とする記録装置。
【請求項8】
請求項7に記載の記録装置による記録方法であって、
前記温調対象者の日常における前記各パラメータを測定する測定ステップと、
前記測定ステップにて測定された前記各パラメータの測定値を前記記録部に記録する記録ステップと、
前記記録ステップにて前記記録部に記録された前記各パラメータの測定値に基づいて、前記算出部により前記各補正値を算出する補正値算出ステップと、
前記補正値算出ステップにて前記算出部により算出された前記各補正値を、前記記録部に保存する保存ステップと、
を含むことを特徴とする記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、温調システム、温調装置、記録装置、及び記録方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、人間の温冷感の感覚量に基づいて、空調制御を行う空調装置が提案されている。例えば、特許文献1には、所定の関係式を用いて各人の温冷感の感覚量を算出し、算出した温冷感の感覚量が0に近付くように、各人に対して冷房等の風量を調節する空気調和装置について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1の空気調和装置では、温冷感の感覚量の算出において、人の額や頬等の皮膚温度を参照している。しかし、皮膚温度が同じであっても、人によって感じ方に個人差がある。また、皮膚温度だけでは人の活動量の違いによる温冷感の違いを推定することは困難である。人の活動量の推定には、心拍数を用いることが有効であるが、心拍数にも個人差があり、心拍数のみで温冷感の感覚量を推定することは難しい。
【0005】
上述した個人差を考慮せずに温冷感の感覚量を算出すると、温冷感の感覚量の算出精度が低下し、適切な空調制御が行えず、人の快適性を損なってしまうという課題があった。
【0006】
本開示の一態様は、個人差を考慮して適切な温調制御を行うことが可能な温調システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る温調システムは、温調対象者を識別する識別部と、前記温調対象者の身体の皮膚温度及び心拍数を検出するセンサ装置と、前記温調対象者に対して温調を行う温調装置と、前記温調装置を制御する制御装置と、を備えている。前記制御装置は、前記識別部により前記温調対象者を識別する識別処理と、前記識別処理にて識別された前記温調対象者の身体の2箇所以上の皮膚温度、及び心拍数のうち少なくとも2つ以上の各パラメータを、前記センサ装置により検出する検出処理と、前記検出処理にて検出された前記各パラメータを、前記温調対象者毎に設定され、前記各パラメータに対応した各補正値により補正する補正処理と、前記補正処理にて補正した前記各パラメータを用いて、所定の関係式で表される温冷感の推定値を算出する温冷感算出処理と、前記温冷感算出処理にて算出された前記温冷感の推定値が温冷感目標値に近付くように、前記温調装置を制御する温調制御処理と、を実行する。前記各補正値は、前記温調対象者の日常における前記各パラメータの測定値に基づいて算出されるものである。
【0008】
上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る温調方法は、上記温調システムによる温調方法であって、前記識別部により前記温調対象者を識別する識別ステップと、前記識別処理にて識別された前記温調対象者毎に設定された前記各補正値を取得する補正値取得ステップと、前記識別処理にて識別された前記温調対象者の身体の2箇所以上の皮膚温度、及び心拍数のうち少なくとも2つ以上の各パラメータを、前記センサ装置により検出する検出ステップと、前記検出ステップにて前記センサ装置により検出された前記各パラメータを、前記補正値取得ステップにて取得された前記各補正値により補正し、補正した前記各パラメータを用いて、前記温冷感の推定値を算出する温冷感算出ステップと、前記温冷感算出ステップにて算出された前記温冷感の推定値が温冷感目標値に近付くように、前記温調装置を制御する温調制御ステップと、を含む。
【0009】
上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る記録装置は、上記各パラメータに対応した各補正値を記録する記録装置であって、前記温調対象者の日常における前記各パラメータを測定するセンサ装置と、前記センサ装置により測定された前記各パラメータの測定値を記録する記録部と、前記記録部に記録された前記測定値に基づいて、前記各補正値を算出する算出部と、前記算出部により算出された前記各補正値を、前記制御装置へ送信する通信部と、を備えている。
【0010】
上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る記録方法は、上記記録装置による記録方法であって、前記温調対象者の日常における前記各パラメータを測定する測定ステップと、前記測定ステップにて測定された前記各パラメータの測定値を前記記録部に記録する記録ステップと、前記記録ステップにて前記記録部に記録された前記各パラメータの測定値に基づいて、前記算出部により前記各補正値を算出する補正値算出ステップと、前記補正値算出ステップにて前記算出部により算出された前記各補正値を、前記記録部に保存する保存ステップと、を含む。
【発明の効果】
【0011】
本開示の一態様によれば、個人差を考慮して適切な温調制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【
図1】本開示の実施形態に係る温調システムの全体構成を示す概略図である。
【
図2】実施形態に係る温調システムの電気的構成を示すブロック図である。
【
図3】実施形態に係る温調システムによる温調制御に用いる補正値の記録方法の流れの一例を示すフローチャートである。
【
図4】実施形態に係る温調システムによる温調制御の流れの一例を示すフローチャートである。
【
図5】
図3の皮膚温度の補正値取得処理の流れを示すフローチャートである。
【
図6】
図3の心拍数の補正値取得処理の流れを示すフローチャートである。
【
図7】実施形態に係る温調システムによる頬の皮膚温度の個人補正の結果を示す図である。
【
図8】実施形態に係る温調システムによる鼻の皮膚温度の個人補正の結果を示す図である。
【
図9】実施形態に係る温調システムによる手の皮膚温度の個人補正の結果を示す図である。
【
図10】実施形態に係る温調システムによる心拍数を考慮した温冷感の推定値の結果と、温冷感の申告値との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本開示の一実施形態における温調システム100について、
図1~
図10を参照して説明する。
【0014】
[温調システムの概略構成]
図1は、温調システム100の全体構成を示す概略図である。
図2は、温調システム100の電気的構成を示すブロック図である。
図1に示すように、温調システム100は、例えば、車両1に搭載され、乗員Aに対して温調制御を行うものである。乗員Aは、温調対象者の一例である。
【0015】
なお、温調対象者は、車両1の運転席に着座した乗員Aに限定されない。例えば、温調対象者に、図示しないが、車両1の助手席に着座した乗員(以下、乗員Bと称する。)、後部座席に着座した乗員(以下、乗員Cと称する。)及び乗員(以下、乗員Dと称する。)を含めてもよい。また、温調システム100は、車両1に限らず、航空機、船舶、及び列車等の室内の温調制御を行うものであってもよい。なお、以下では乗員Aを温調対象者の例として説明する。
【0016】
図2に示すように、温調システム100は、センサ装置10と、制御装置20と、記憶部30と、記録装置40と、温調装置50と、シート60とを備えている。
【0017】
(センサ装置)
センサ装置10は、赤外線カメラ11と、心拍数センサ12とを有している。赤外線カメラ11は、乗員Aの前方に設けられ、乗員Aを撮影する。赤外線カメラ11は、乗員Aの顔認証を行うことにより、乗員Aを識別する識別部として機能する。なお、乗員Aが所持するスマートフォン等の通信装置の識別情報によって、乗員Aを識別してもよい。
【0018】
また、赤外線カメラ11は、乗員Aの頬、鼻、及び手等の皮膚温度を検出する温度センサとしても機能する。なお、赤外線カメラ11は、複数あってもよく、配置箇所は適宜変更可能である。また、赤外線カメラ11の代わりに、通常のカメラ及び赤外線センサを用いてもよい。
【0019】
心拍数センサ12は、例えば乗員Aの着座するシート60に設けられ、乗員Aの心拍数を常時検出する。心拍数センサ12は、検出した乗員Aの心拍数を、心拍信号として制御装置20の取得部22へ出力する。なお、心拍数センサ12として、ウェアブルデバイスを用いてもよく、心拍数センサ12の配置箇所は、適宜変更可能である。また、心拍数センサ12は、定期的に乗員Aの心拍数を検出してもよい。
【0020】
(制御装置)
制御装置20は、温調装置50を制御するための装置である。制御装置20は、処理部21と、取得部22と、通信部23と、空調制御部24と、シート制御部25とを有している。
【0021】
処理部21は、CPU(Central Processing Unit)を有し、取得部22及び記憶部30から各種データを受信することにより、後述する温冷感の推定値yを算出する。そして、処理部21は、算出した温冷感の推定値yに基づいて、空調制御部24及びシート制御部25のそれぞれに制御信号を出力することにより、温調装置50の駆動を制御する。
【0022】
取得部22は、センサ装置10により検出された各検出値を取得する。また、取得部22は、通信部23を介して、記録装置40から、センサ部41により検出された乗員Aの頬、鼻、手の皮膚温度、及び心拍数を取得する。通信部23は、ネットワークを介して、記録装置40の通信部44と通信を行う。
【0023】
空調制御部24は、空調用のECU(Electronic Control Unit)であり、処理部21からの制御信号に基づいて、空調装置51の駆動を制御する。シート制御部25は、シート温調用のECUであり、処理部21からの制御信号に基づいて、シート温調装置52の駆動を制御する。
【0024】
(記憶部)
記憶部30は、識別情報31、検出値32、及び補正値33を含む各種データを記憶する。識別情報31は、乗員Aを識別するための情報である。識別情報31は、乗員Aの顔認証に関する情報、又は、乗員Aの所持するスマートフォン等を識別する情報である。検出値32は、具体的には、後述する頬の皮膚温度T1、鼻の皮膚温度T2、手の皮膚温度T3、及び心拍数HR4である。補正値33は、後述する補正値Ti1~Ti3、HR4である。
【0025】
(シート)
シート60は、車両用のシートである。シート60は、車両1の室内に配置されている。シート60は、シートクッション61と、シートバック62と、ヘッドレスト63とを有している。
【0026】
(温調装置)
温調装置50は、乗員Aに対して温調を行う装置であり、
図1及び
図2に示すように、空調装置51と、シート温調装置52とを有している。空調装置51は、空調制御部24により制御され、冷房及び暖房を行うエアコンである。
図1に示すように、空調装置51は、例えば、車両1のインストルメントパネルに設けられている。
【0027】
なお、空調装置51は、車両1の運転席、助手席、及び後部座席のそれぞれの近傍に設けられていてもよい。この場合、空調制御部24は、各座席の空調装置51の駆動を別々に制御する。
【0028】
シート温調装置52は、
図1に示すように、シートバックヒータ52aと、シートバック送風機52bと、シートクッションヒータ52cと、シートクッション送風機52dとを有している。
【0029】
シートバックヒータ52aは、シートバック62の内部に設けられ、シートバック62を加温する。シートバック送風機52bは、図示しないモータの駆動によりファンが回転することによって、供給口62aから温風又は冷風を供給する。
【0030】
シートクッションヒータ52cは、シートクッション61の内部に設けられ、シートクッション61を加温する。シートクッション送風機52dは、図示しないモータの駆動によりファンが回転することによって、供給口61aから温風又は冷風を供給する。
【0031】
(記録装置)
記録装置40は、例えば乗員Aが所持しているスマートフォンやウェアラブル端末等の携帯端末である。本実施形態では、記録装置40により、日常的に乗員Aの頬、鼻、手の皮膚温度、及び心拍数を測定し、測定した測定値を保存する。記録装置40は、算出部42と、通信部44と、記録部43と、センサ部41とを有している。
【0032】
センサ部41は、例えば、家庭の室内に設置された赤外線カメラと、心拍数を測定可能なスマートウォッチ等のウェアブルデバイスとを有している。赤外線カメラは、乗員Aの日常における頬、鼻、手の皮膚温度を測定する。ウェアブルデバイスは、乗員Aの心拍数を日常的又は定期的に測定する。
【0033】
算出部42は、記録部43から、センサ部41により測定された測定値を取得し、取得した測定値に基づいて、乗員Aの補正値を算出する。具体的には、算出部42は、複数の測定値の平均値又は最頻値を求めることにより、乗員Aの補正値を算出する。
【0034】
記録部43は、センサ部41により日常的に測定された乗員Aの頬、鼻、手の皮膚温度、及び心拍数の測定値を記憶して蓄積する。また、記録部43は、算出部42により算出された乗員Aの頬、鼻、手の皮膚温度、及び心拍数の各々に対応した各補正値を記録する。なお、乗員Aが自ら測定した各部の皮膚温度及び心拍数を、記録部43に記録させてもよい。また、記録部43に、過去に乗員Aが車両1に乗車した際の頬、鼻、手の皮膚温度、及び心拍数の測定値を記憶させてもよい。
【0035】
通信部44は、車両1に設けられた制御装置20の通信部23と通信する。通信部44は、例えば、乗員Aが車両1に乗車した際に、記録部43に記録された乗員Aの各パラメータに対応した各補正値を、通信部23へ送信する。
【0036】
[温調制御の流れ]
次に、温調システム100による温調制御の流れについて、
図3~
図5を参照して説明する。本実施形態では、PMV(Predicted Mean Vote:予想平均温冷感申告)と呼ばれる人の温冷感の指標値を、乗員Aの個人差を考慮して推定することに基づいて、温調制御を行う。
【0037】
PMVは、乗員Aの温冷感に影響を与える6つの要素である温度、湿度、気流、輻射、着衣量、活動量により、乗員Aが周囲の温度環境をどのように感じているかを表した温冷感の指標値である。PMVの値は、例えば、+4から-4まで設定されている(
図7~
図10参照)。+4は「非常に暑い」、+3は「暑い」、+2は「暖かい」、+1は「やや暖かい」、-4は「非常に寒い」、-3は「寒い」、-2は「涼しい」、-1は「やや涼しい」、0は「どちらでもない」を示している。
【0038】
<パラメータの補正値の記録>
次に、記録装置40による各パラメータに対応した各補正値の記録方法について、
図3を参照して説明する。
図3は、温調システム100による温調制御に用いる補正値の記録方法の流れの一例を示すフローチャートである。
【0039】
図3に示すフローチャートにおいて、まず、記録装置40は、センサ部41により、乗員Aの各部の皮膚温度及び心拍数を測定する(S1:測定ステップ)。S1において、センサ部41は、乗員Aの日常における各部の皮膚温度及び心拍数を測定する。
【0040】
また、S1において、乗員Aの温冷感の申告値であるPMV値を測定する。例えば、センサ部41により、乗員Aが手で扇ぐ等の暑さを感じていると判断される動作を検出した場合や、エアコンの設定温度を低くした場合には、PMVの値を+3とする。また、乗員Aが身体を擦る等の寒さを感じていると判断される動作を検出した場合や、エアコンの設定温度を高くした場合には、PMVの値を-3とする。
【0041】
また、マイク及び音声デバイス等を用いて、乗員Aの自己申告に基づくPMVの値を取得することにより、PMVの値を測定してもよい。このようにして、乗員Aの温冷感の申告値を測定することが可能である。
【0042】
S1の後、記録装置40は、S1にて測定された各測定値を記録部43に記録する(S2:記録ステップ)。また、S2において、乗員Aの各部の皮膚温度及び心拍数と併せて、PMVの値を記録部43に記録する。
【0043】
続いて、算出部42は、S2にて記録部43に記録された各測定値に基づいて、各補正値を算出する(S3:補正値算出ステップ)。S3において、算出部42は、記録部43に記録された複数の測定値の平均値又は最頻値とPMVの値とに基づいて、後述する温冷感の推定値yが0となるように、各補正値を算出する。
【0044】
S3の後、記録装置40は、算出部42により算出された各補正値を記録部43に保存する(S4:保存ステップ)。S4において、記録部43に記憶された各補正値は、乗員Aが車両1に乗車後、通信部44を介して、車両1の制御装置20へ送信される。
【0045】
<温調制御の流れ>
以下では、車両1のシート60に着座した乗員Aに対して、温調装置50により温調制御を行う場合を想定している。
図4は、温調システム100による温調制御の流れの一例を示すフローチャートである。
図4に示すフローチャートにおいて、まず、赤外線カメラ11により、乗員Aを識別する識別処理を実行する(S11:識別ステップ)。
【0046】
S11において、赤外線カメラ11により乗員Aの識別に成功した場合、制御装置20は、乗員Aの各部の皮膚温度の補正値取得処理を実行する(S12:補正値取得ステップ)。
【0047】
図5は、
図4の皮膚温度の補正値取得処理S12の流れを示すフローチャートである。
図5に示すフローチャートにおいて、制御装置20は、乗員Aの各部の皮膚温度の補正値が、記録装置40の記録部43に保存されているか否かの判定を行う(S31)。
【0048】
乗員Aの各部の皮膚温度の補正値が記録部43に保存されていない場合(S31:NO)、制御装置20は、乗員Aの各部の皮膚温度の測定値が記録部43に保存されているか否かの判定を行う(S32)。
【0049】
制御装置20は、乗員Aの各部の皮膚温度の測定値が記録部43に保存されている場合(S32:YES)、処理部21により、乗員Aの各部の皮膚温度の測定値に基づいて、各部の皮膚温度の補正値を算出する(S33)。具体的に、処理部21は、S43において、各部の皮膚温度の測定値の平均値又は最頻値を算出することにより、各部の皮膚温度の補正値を求める。
【0050】
一方、制御装置20は、乗員Aの各部の皮膚温度の測定値が記録部43に保存されていない場合(S32:NO)、乗員Aの各部の皮膚温度の測定が実施されたか否かを判定する(S34)。
【0051】
制御装置20は、乗員Aの各部の皮膚温度の測定が実施された場合(S34:YES)、S33と同様にして、処理部21により、乗員Aの各部の皮膚温度の測定値に基づいて、各部の皮膚温度の補正値を算出する(S45)。
【0052】
乗員Aの各部の皮膚温度の補正値が記録部43に保存されている場合(S31:YES)、及び、S33又はS35の後、制御装置20は、乗員Aの各部の皮膚温度の補正値を記憶部30に保存する(S36)。
【0053】
一方、制御装置20は、乗員Aの各部の皮膚温度の測定が実施されていない場合(S34:NO)、乗員Aの各部の皮膚温度の測定値が無いと判定する(S37)。なお、各部の皮膚温度の測定値が無い場合には、各部の皮膚温度に対応した各補正値は、予め定められた標準的な初期値を用いるものとする。S36、又はS37の後、制御装置20は、
図4の皮膚温度の補正値取得処理S12を終了する。
【0054】
図4に戻り、S12の後、制御装置20は、乗員Aの心拍数の補正値取得処理を実行する(S13:補正値取得ステップ)。ここで、
図6は、
図4の心拍数の補正値取得処理S13の流れを示すフローチャートである。
図6に示すフローチャートにおいて、まず、制御装置20は、乗員Aの心拍数の補正値が記録部43に保存されているか否かの判定を行う(S41)。
【0055】
乗員Aの各部の心拍数の補正値が記録部43に保存されていない場合(S41:NO)、制御装置20は、乗員Aの心拍数の測定値が記録部43に保存されているか否かの判定を行う(S42)。
【0056】
制御装置20は、乗員Aの心拍数の測定値が記録部43に保存されている場合(S42:YES)、処理部21により、乗員Aの心拍数の測定値に基づいて、心拍数の補正値を算出する(S43)。具体的に、処理部21は、S43において、心拍数の測定値の平均値又は最頻値を算出することにより、心拍数の補正値を求める。
【0057】
一方、制御装置20は、乗員Aの心拍数の測定値が記録部43に保存されていない場合(S42:NO)、乗員Aの心拍数の測定が実施されたか否かを判定する(S44)。
【0058】
制御装置20は、乗員Aの心拍数の測定が実施された場合(S44:YES)、S43と同様にして、処理部21により、乗員Aの心拍数の測定値に基づいて、心拍数の補正値を算出する(S45)。
【0059】
S41において、乗員Aの心拍数の補正値が記録部43に保存されている場合(S41:YES)、及び、S43又はS45の後、制御装置20は、乗員Aの心拍数の補正値を記憶部30に保存する(S46)。
【0060】
一方、制御装置20は、乗員Aの心拍数の測定が実施されていない場合(S44:NO)、乗員Aの心拍数の測定値が無いと判定する(S47)。なお、心拍数の測定値が無い場合には、心拍数の測定値に対応した補正値は、予め定められた標準的な初期値を用いるものとする。S46又はS47の後、制御装置20は、
図6の皮膚温度の心拍数の補正値取得処理S13を終了する。
【0061】
図4に戻り、S13の後、制御装置20は、センサ装置10により、乗員Aの各部の皮膚温度及び心拍数を検出する検出処理を実行する(S14:検出ステップ)。具体的には、S14において、赤外線カメラ11により、乗員Aの頬、鼻、手の皮膚温度を検出すると共に、心拍数センサ12により、乗員Aの心拍数を検出する。これら乗員Aの頬、鼻、手の皮膚温度、及び心拍数は、後述する温冷感の推定値yを算出するための関係式(1)におけるパラメータである。
【0062】
S14の後、制御装置20は、取得部22により、センサ装置10から乗員Aの各部の皮膚温度及び心拍数の検出値32を取得できたか否かを判定する(S15)。制御装置20は、取得部22により乗員Aの各部の皮膚温度及び心拍数の検出値32を取得できた場合(S15:YES)、処理部21により、乗員Aの各部の皮膚温度及び心拍数の検出値32を記憶部30に保存する(S16)。
【0063】
一方、処理部21は、取得部22により乗員Aの各部の皮膚温度及び心拍数の検出値32を取得できなかった場合(S15:NO)、又はS16の後、S17へ進む。
【0064】
S17において、制御装置20は、温調装置50の設定変更があったか否かを判定する(S17)。制御装置20は、温調装置50の設定変更があった場合(S17:YES)、温調装置50の各設定温度を変更する設定値変更処理を実行する(S18)。
【0065】
一方、制御装置20は、処理部21により、温調装置50の設定変更がない場合(S17:NO)、又は、S18の後、処理部21は、S14にて検出された検出値32を、各検出値、即ち乗員Aの頬、鼻、手の皮膚温度、及び心拍数の検出値に対応した各補正値により補正する補正処理を実行する(S19)。
【0066】
具体的には、S19において、乗員Aの頬、鼻、手の皮膚温度、及び心拍数の検出値を各補正値により補正すると、
図7~
図9に示されるように、乗員Aの個人差を考慮した温冷感の推定値yを算出することが可能となる。
【0067】
図7~
図9は、温調システム100により、乗員Aの頬、鼻、手の皮膚温度の個人補正を行った結果を示す図である。なお、
図7~
図9には、参考例として、乗員B、乗員C、及び乗員Dの個人補正の結果も示されている。
図7~
図9において、上図が補正前の頬、鼻、手の皮膚温度と温冷感の推定値yとの関係を示すグラフであり、下図が個人補正後の頬、鼻、手の皮膚温度と温冷感の推定値yとの関係を示すグラフである。
【0068】
S19の後、制御装置20は、温冷感算出処理を実行する(S20:温冷感算出ステップ)。S20において、処理部21は、以下の関係式(1)により、温冷感の推定値yを算出する。
【0069】
y=A0+A1(T1-Ti1)+A2(T2-Ti2)+A3(T3-Ti3)+A4(HR4-HRi4)・・・(1)
【0070】
ここで、yは温冷感の推定値、A0~A4は予め定められた係数、T1は頬の皮膚温度、T2は鼻の皮膚温度、T3は手の皮膚温度、HR4は心拍数、Ti1~Ti3はT1~T3に対応した補正値、HRi4はHR4に対応した補正値を表している。係数A0~A4は、重回帰分析により導かれる定数を用いる。補正値Ti1~Ti3は、S12にて取得される。補正値HRi4は、S13にて取得される。
【0071】
処理部21は、関係式(1)に、センサ装置10により検出された頬の皮膚温度T1、鼻の皮膚温度T2、手の皮膚温度T3、及び心拍数HR4と、各補正値Ti1~Ti3、HR4を代入することにより、温冷感の推定値yを算出する。
【0072】
図10は、
図7~
図9に示す乗員A、乗員B、乗員C、乗員Dの個人補正後の頬、鼻、及び手の皮膚温度に加えて、乗員A、乗員B、乗員C、乗員Dの個人補正後の心拍数を考慮した温冷感の推定値yの結果と、温冷感申告値(PMV値)との関係を示すグラフである。
図10に示すように、本実施形態の温調システム100によれば、頬の皮膚温度T
1、鼻の皮膚温度T
2、手の皮膚温度T
3、及び心拍数HR
4の4つのパラメータの個人補正を行った後に温冷感の推定値yを算出することにより、温冷感申告値に対して、温冷感の推定値yの算出結果を、82.1%という高い精度で一致させることができる。
【0073】
S19の後、処理部21は、温冷感算出処理S20にて算出された温冷感の推定値yが0に近付くように、温調装置50を制御する温調制御処理を実行する(S21:温調制御ステップ)。
【0074】
S21において、処理部21は、S20にて算出した温冷感の推定値yが温冷感目標値に近付くように、空調制御部24及びシート制御部25に制御信号を出力する。本実施形態では、温冷感目標値は、0に設定されている。空調制御部24は、処理部21からの制御信号に基づいて、空調装置51を制御する。また、シート制御部25は、処理部21からの制御信号に基づいて、シート温調装置52を制御する。
【0075】
例えば、処理部21は、S20にて算出した温冷感の推定値yが-3である場合、乗員Aが「寒い」と感じていると判定し、空調制御部24及びシート制御部25に対して、空調装置51及びシート温調装置52の設定温度を高くするように制御信号を出力する。これにより、空調装置51から供給される温風の温度が高くなる。また、シートバックヒータ52a及びシートクッションヒータ52cの設定温度が高くなると共に、シートバック送風機52b及びシートクッション送風機52dから供給される温風の温度が高くなる。
【0076】
S21の後、制御装置20は、温調制御処理S21が終了したか否かを判定する(S22)。S22において、制御装置20は、温冷感の推定値yが、例えば+0.5~-0.5の範囲になっていた場合、温冷感の推定値yが0に近付いたものとみなし、温調制御処理S21が終了したと判定する。
【0077】
温調制御処理S21が終了していない場合(S22:NO)、制御装置20は、S17に戻り、温調制御処理S21が終了した場合(S22:YES)、
図4に示すフローを終了する。このようにして、本実施形態では、乗員Aの温熱環境を快適な状態に維持することを可能としている。
【0078】
以上説明した本実施形態の温調システム100によれば、センサ装置10により検出された検出値を、乗員Aの頬の皮膚温度T1、鼻の皮膚温度T2、手の皮膚温度T3、及び心拍数HR4を、各補正値Ti1、Ti2、Ti3、HRi4により個人補正することによって、個人差を考慮した温冷感の推定値yを算出できる。これにより、温調装置50によって、より適切に温調制御を行うことができ、乗員Aの温熱的快適性を向上させることができる。
【0079】
また、本実施形態の記録装置40によれば、乗員Aの日常における乗員Aの頬の皮膚温度T1、鼻の皮膚温度T2、手の皮膚温度T3、及び心拍数HR4を測定して蓄積させることで、温冷感の推定値yの算出に用いられる各補正値Ti1、Ti2、Ti3、HRi4を算出部42により高精度に算出できる。これにより、乗員Aの個人補正をより正確に行うことができる。
【0080】
〔その他の実施形態〕
上記した実施形態では、処理部21は、S21において、温冷感目標値が0に設定されているものとしたが、これに限定されない。例えば、温冷感目標値は、+2~-2の範囲の0以外の値に設定されていてもよい。また、処理部21は、S21において、温冷感の推定値yが段階的に0に近付くように、温調装置50を制御してもよい。すなわち、例えば、冷房時には、まず温冷感目標値を-1「やや涼しい」に設定した後、0へ変更してもよい。一方、暖房時には、まず温冷感目標値を+1「やや暖かい」に設定した後、0へ変更してもよい。
【0081】
上記した実施形態では、運転席に着座した乗員Aに対し、温調制御を行う場合について説明したが、これに限定されない。例えば、車両1に設けられた4つのシート60にそれぞれ着座した乗員A、乗員B、乗員C、及び乗員D毎に、即ち4つのシート60毎に、温調装置50により別々に温調制御を行ってもよい。
【0082】
この場合、センサ装置10は、4つのシート60の各々に着座した各乗員A、乗員B、乗員C、及び乗員Dの各々の頬、鼻、手の皮膚温度及び心拍数を検出する。制御装置20は、4つのシート60の各々に着座した乗員A、乗員B、乗員C、乗員D毎に、識別処理S11、検出処理S14、補正処理S19、温冷感算出処理S20、及び温調制御処理S21を実行する。これにより、乗員A、乗員B、乗員C、及び乗員Dの各々の個人差を考慮して温調制御を行うことができ、全ての乗員の快適性を向上させることができる。
【0083】
また、上記した実施形態では、温冷感の推定値yを算出するための関係式(1)における係数A0~A4を定数としたが、記録装置40により各乗員A、乗員B、乗員C、乗員Dの日常における頬、鼻、手の皮膚温度及び心拍数の測定値を記録することによって、乗員毎に係数A0~A4を設定してもよい。
【0084】
また、関係式(1)では、パラメータを4つとしたが、これに限定されない。例えば、パラメータを2つ又は3つにしてもよい。即ち、以下の関係式(2)において、n=2又は3としてもよい。
【0085】
y=A0+A1(P1-Pi1)+A2(P2-Pi2)+・・・+An(Pn-Pin)・・・(2)
【0086】
ここで、yは温冷感の推定値、A0~Anは係数、P1~Pnはパラメータ、Pi1~Pinは各パラメータに対応した補正値、nは2以上の整数を表している。パラメータを2つとした場合、例えばP1~P2を乗員Aの頬及び手の皮膚温度としてもよいし、乗員Aの頬の皮膚温度及び心拍数としてもよい。また、パラメータを3つとした場合、例えばP1~P3を、乗員Aの頬、鼻、手の皮膚温度としてもよいし、乗員Aの頬及び手の皮膚温度と心拍数としてもよい。
【0087】
また、上記した実施形態では、4つのパラメータを、乗員Aの頬、鼻、手の皮膚温度、及び心拍数としたが、これに限定されない。例えば、乗員Aの頭、腹、脚の皮膚温度、及び血圧をパラメータとしてもよい。
【0088】
更に、上記した実施形態では、関係式(1)を重回帰分析により求めることにより、温冷感の推定値yを算出するものとしたがこれに限定されない。他にも、例えばベイズ最適化の手法を用いて、温冷感の推定値yを算出するようにしてもよい。
【0089】
また、上記した実施形態では、記録装置40は、乗員Aが所持しているスマートフォンやウェアラブル端末等の携帯端末であるとしたが、これに限らず、記録装置40はサーバであってもよい。この場合、サーバは、センサ部41により測定された測定値を、日常的に記録する。そして、乗員Aの乗車時に、サーバを介して、記録した測定値が制御装置20へ送信されるものとする。これにより、乗員Aの日常における各パラメータの測定値をサーバで管理することが可能である。
【0090】
また、温調装置50は、空調装置51と、シート温調装置52とを有している構成としたが、これに限らず、例えばシート温調装置52がない構成であってもよい。
【0091】
〔ソフトウェアによる実現例〕
制御装置20及び記録装置40の機能は、当該制御装置20及び記録装置40としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該制御装置20及び記録装置40の各制御ブロックとしてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。
【0092】
この場合、上記制御装置20及び記録装置40は、上記プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも1つのプロセッサと少なくとも1つのメモリを有するコンピュータを備えている。このプロセッサとメモリにより上記プログラムを実行することにより、上記各実施形態で説明した各機能が実現される。
【0093】
上記プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な、1または複数の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、上記制御装置20及び記録装置40が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して上記制御装置20及び記録装置40に供給されてもよい。
【0094】
また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本開示の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。
【0095】
また、上記各実施形態で説明した各処理は、AI(Artificial Intelligence:人工知能)に実行させてもよい。この場合、AIは上記制御装置で動作するものであってもよいし、他の装置(例えばエッジコンピュータまたはクラウドサーバ等)で動作するものであってもよい。
【0096】
本開示は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0097】
1 車両
10 センサ装置
11 赤外線カメラ
12 心拍数センサ
20 制御装置
21 処理部
22 取得部
23 通信部
24 空調制御部
25 シート制御部
30 記憶部
31 識別情報
32 検出値
40 記録装置
41 センサ部
42 算出部
43 記録部
44 通信部
50 温調装置
51 空調装置
52 シート温調装置
60 シート
100 温調システム