車内二酸化炭素濃度上昇判別装置及び車内安全支援システム
【課題】二酸化炭素濃度の上昇が乗員の呼気によるものか否かを判別する。
【解決手段】車内の呼気による二酸化炭素濃度の第１上昇速度よりも速く設定され、且つ、二酸化炭素センサに対する呼気の吹き掛け及び車内への排気ガスの引き込みによる二酸化炭素濃度の第２上昇速度よりも遅く設定された上昇速度条件と、呼気による濃度上昇と判定するための上昇速度条件を満たす継続時間条件と、を有する判別条件情報を記憶する判別条件情報記憶手段Ｄ１と、二酸化炭素センサが検出した車内における二酸化炭素の濃度情報を取得する濃度情報取得手段Ｐ１と、該取得した濃度情報に基づいて上昇速度条件を満たす濃度の上昇速度を検出する上昇速度検出手段Ｐ２と、該検出した上昇速度の継続時間が継続時間条件を満たしている場合、呼気による二酸化炭素濃度の上昇であると判別する判別手段Ｐ３と、警報情報を車内の乗員に対して出力する警報情報出力手段Ｐ４と、を有する。
【解決手段】車内の呼気による二酸化炭素濃度の第１上昇速度よりも速く設定され、且つ、二酸化炭素センサに対する呼気の吹き掛け及び車内への排気ガスの引き込みによる二酸化炭素濃度の第２上昇速度よりも遅く設定された上昇速度条件と、呼気による濃度上昇と判定するための上昇速度条件を満たす継続時間条件と、を有する判別条件情報を記憶する判別条件情報記憶手段Ｄ１と、二酸化炭素センサが検出した車内における二酸化炭素の濃度情報を取得する濃度情報取得手段Ｐ１と、該取得した濃度情報に基づいて上昇速度条件を満たす濃度の上昇速度を検出する上昇速度検出手段Ｐ２と、該検出した上昇速度の継続時間が継続時間条件を満たしている場合、呼気による二酸化炭素濃度の上昇であると判別する判別手段Ｐ３と、警報情報を車内の乗員に対して出力する警報情報出力手段Ｐ４と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車内における二酸化炭素の濃度の上昇原因を判別する車内二酸化炭素濃度上昇判別装置及び車内安全支援システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両において、車内の空気中の二酸化炭素の濃度に応じて警報したり、空調装置を制御することは、従来から行われている（特許文献１を参照）。そして、特許文献２等に示す車両用空調装置は、図９に示すように、二酸化炭素（ＣＯ２）センサが検出したＣＯ２濃度が基準となる判定閾値Ｐを越えた時に、冷媒が漏れていると判定して、警報を発すると共に、内外気を切り替えて換気を行うことが知られている。そして、空調の制御例としては、閾値Ｐを境に、ＣＯ２濃度が閾値Ｐよりも低い場合は内気循環、また、閾値Ｐ以上の場合は外気吸入となるように制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２６０８７号公報
【特許文献２】特開２００８−２９０７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のＣＯ２濃度の異常判定方法では、ＣＯ２濃度が前記閾値Ｐを越えたとき、車内の換気を強制的に行っていたが、ＣＯ２濃度の上昇には、空調の冷媒漏れ、、排気ガスの引き込み、乗員の呼気、等が要因として挙げられる。しかしながら、車内の換気を強制的に行うと、車両用空調装置が突然動作するために、運転者を驚かせてしまうという問題があった。
【０００５】
また、車内のＣＯ２濃度を上昇させる要因としては、空調からのＣＯ２漏れ、排気ガスの取り込み、乗員の呼気による、等が挙げられる。しかしながら、それらの要因を特定するのは困難なため、人命の危険性を考慮すると、上記閾値は低めに設定する必要があり、換気の頻度が高まってしまう。しかも、換気のために送風機が駆動されると、エネルギーを消費してしまうため、省エネルギーに貢献することが困難であった。
【０００６】
よって本発明は、上述した問題点に鑑み、二酸化炭素濃度の上昇が乗員の呼気によるものか否かを迅速に判別することを可能とする車内二酸化炭素濃度上昇判別装置及び車内安全支援システムを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載の車内二酸化炭素濃度上昇判別装置は、図１の基本構成図に示すように、車内における二酸化炭素の濃度の上昇原因を判別する車内二酸化炭素濃度上昇判別装置であって、前記車内の呼気による二酸化炭素濃度の第１上昇速度よりも速く設定され、且つ、二酸化炭素センサに対する呼気の吹き掛け及び前記車内への排気ガスの引き込みの少なくとも一方による二酸化炭素濃度の第２上昇速度よりも遅く設定された上昇速度条件と、前記呼気による濃度上昇と判定するための前記上昇速度条件を満たす継続時間条件と、を有する判別条件情報を記憶する判別条件情報記憶手段Ｄ１と、前記二酸化炭素センサが検出した前記車内における二酸化炭素の濃度情報を取得する濃度情報取得手段Ｐ１と、前記取得した濃度情報に基づいて、前記上昇速度条件を満たす濃度の上昇速度を検出する上昇速度検出手段Ｐ２と、前記検出した上昇速度の継続時間が前記継続時間条件を満たしている場合に、呼気による前記二酸化炭素濃度の上昇であると判別する判別手段Ｐ３と、前記判別手段Ｐ３が呼気による前記二酸化炭素濃度の上昇と判別したことを警報する警報情報を前記車内の乗員に対して出力する警報情報出力手段Ｐ４と、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記請求項１に記載した本発明の車内二酸化炭素濃度上昇判別装置によれば、判別条件情報記憶手段Ｄ１には、車両のクラス、車内の大きさ、等に対応した判別条件情報が記憶される。そして、上昇速度条件は、例えば閾値以下、所定の速度範囲等が設定され、継続時間条件は、例えば閾値以上、継続時間範囲、等が設定されている。そして、濃度情報取得手段Ｐ１によって濃度情報が取得されると、該濃度情報に基づいて上昇速度条件を満たす濃度の上昇速度が上昇速度検出手段Ｐ２によって検出される。そして、検出した上昇速度の継続時間が継続時間条件を満たしている場合、判別手段Ｐ３によって呼気による二酸化炭素濃度の上昇であると判別され、警報情報出力手段Ｐ４によって警報情報が車内の乗員に対して表示、音声、等によって出力される。
【０００９】
請求項２記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求項１に記載の車内二酸化炭素濃度上昇判別装置において、前記判別手段Ｐ３は、前記検出した上昇速度の継続時間が前記継続時間条件を逸脱している場合に、前記呼気以外の要因による前記二酸化炭素濃度の上昇と判別する手段であり、前記判別手段Ｐ３が前記呼気以外の要因による前記二酸化炭素濃度の上昇と判別した場合、前記車内の換気の開始を予告する予告情報を前記乗員に出力した後に、前記車内の換気を要求するための換気要求を予め定められた要求先に出力する換気要求出力手段Ｐ５を有することを特徴とする。
【００１０】
上記請求項２に記載した本発明の車内二酸化炭素濃度上昇判別装置によれば、検出した上昇速度の継続時間が継続時間条件を逸脱している場合、判別手段Ｐ３によって呼気以外、例えば空調の冷媒漏れ、排気ガスの引き込み、等の要因による二酸化炭素の上昇と判別される。そして、換気要求出力手段Ｐ５によって予告情報が乗員に対して出力された後に、換気要求が要求先に出力される。
【００１１】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項３記載の車内安全支援システムは、図１の基本構成図に示すように、車内を換気する換気装置２を有する車内安全支援システム１００において、請求項２に記載の車内二酸化炭素濃度上昇判別装置１を有し、前記換気要求出力手段Ｐ５は、前記要求先を前記換気装置２とし、前記換気装置２は、前記換気要求出力手段Ｐ５からの換気要求に応じて前記車内の換気を行うことを特著とする。
【００１２】
上記請求項３に記載した本発明の車内安全支援システムによれば、検出した上昇速度の継続時間が継続時間条件を満たしている場合、警報情報出力手段Ｐ４によって警報情報が車内の乗員に対して表示、音声、等によって出力される。また、検出した上昇速度の継続時間が継続時間条件を逸脱している場合、乗員に予告情報が出力された後、車内二酸化炭素濃度上昇判別装置１の換気要求出力手段Ｐ５によって換気要求が換気装置２に出力されると、換気装置２は車内の換気を行う。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように請求項１に記載した本発明によれば、呼気による二酸化炭素濃度の上昇をその上昇速度に着目して判別するようにしたことから、従来の強制的に換気を開始するための判定閾値に到達する前に、二酸化炭素濃度の上昇が乗員の呼気によるものか否かを迅速に判別できる。また、検出した上昇速度の継続時間が継続時間条件を満たしている場合、呼気による二酸化炭素濃度の上昇であると判別して警報情報を乗員に出力するようにしたことから、該警報によって乗員に車内の換気を促すことができ、強制的に換気を行う必要性の低下を期待できる。従って、空調装置等を強制的に動作させる必要性を低下させることができるため、空調装置等が突然動作して乗員を驚かせる頻度を低下させることができると共に、省エネルギー化に貢献することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、検出した上昇速度の継続時間が継続時間条件を逸脱している場合、予告情報を乗員に対して出力した後に、換気要求を要求先に出力するようにしたことから、人命に危険性がある場合は、換気開始を乗員に予告した上で、車内の換気を開始できるため、換気動作の開始によって乗員を驚かせてしまうことを防止できる。
【００１５】
以上説明したように請求項３に記載した本発明によれば、呼気による二酸化炭素濃度の上昇をその上昇速度に着目して判別するようにしたことから、従来の強制的に換気を開始するための判定閾値に到達する前に、二酸化炭素濃度の上昇が乗員の呼気によるものか否かを迅速に判別できる。また、検出した上昇速度の継続時間が継続時間条件を満たしている場合、呼気による二酸化炭素濃度の上昇であると判別して警報情報を乗員に出力するようにしたことから、該警報によって乗員に車内の換気を促すことができ、強制的に換気を行う必要性の低下を期待できる。従って、空調装置等を強制的に動作させる必要性を低下させることができるため、空調装置等が突然動作して乗員を驚かせる頻度を低下させることができると共に、省エネルギー化に貢献することができる。また、人命に危険性がある場合は、換気開始を乗員に予告した上で、車内の換気を開始できるため、換気動作の開始によって乗員を驚かせてしまうことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る車内二酸化炭素濃度上昇判別装置及び車内安全支援システムの基本構成を示す構成図である。
【図２】本発明に係る車内安全支援システムの概略構成を示す構成図である。
【図３】本発明の車内二酸化炭素濃度上昇判別装置を適用したメータＥＣＵの一例を示す正面図である。
【図４】本発明に係る車内二酸化炭素濃度上昇判別装置の概略構成の一例を示すシステム構成図である。
【図５】ＣＯ２濃度と経過時間との関係から呼気による濃度上昇の判別例を説明するためのグラフである。
【図６】図４中のＣＰＵが実行する本発明に係る濃度上昇判別処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】警報情報の一例を説明するための図である。
【図８】予告情報の一例を説明するための図である。
【図９】従来の空調装置による内外気の切り替えを説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る車内二酸化炭素濃度上昇判別装置を、車内安全支援システムに組み込まれたメータＥＣＵに適用する場合の一実施形態を、図２〜図８の図面を参照して以下に説明する。
【００１８】
図２において、車内安全支援システム１００は、乗用車、トラック、等の車両に搭載れている。車内安全支援システム１００は、メータＥＣＵ（Electronic Control Unit）１と、エアコンＥＣＵ２と、二酸化炭素（ＣＯ２）センサ５と、を有して構成している。そして、メータＥＣＵ１とエアコンＥＣＵ２は、車両ネットワーク３に通信可能に接続されている。なお、本実施形態では車両ネットワーク３における通信プロトコルを、公知であるＣＡＮ（Controller Area Network）とする場合について説明するが、例えばＬＩＮ（Local Interconnect Network）等の各種通信プロトコルを採用することができる。
【００１９】
まず、エアコンＥＣＵ２は、上述した特許文献２等に示す車両用空調装置である。エアコンＥＣＵ２は、必要な吹き出し温度を算出してサーボモータやブロワモータ等を制御すると共に、ＣＯ２センサ５の出力信号に基づいて二酸化炭素濃度が予め定められた基準値を超えているか否かを判定し、二酸化炭素濃度が異常に高くなっている場合には、警報装置、サーボモータ及びブロワモータを制御する。そして、エアコンＥＣＵ２は、サーボモータによって内外気切替ドアを駆動させることで、内気を導入する内気導入口及び外気を導入する外気導入口を選択的に開閉して、内気循環と外気吸入を切り替えている。
【００２０】
ＣＯ２センサ５は、車内、エアコンＥＣＵ２のケース内、等に設けられ、ＣＯ２の濃度を検出し、該濃度を示す濃度信号を出力する。ＣＯ２センサ５を車内に設ける場合、助手席乗員の足下近傍、助手席シート下、等の配置される。また、ＣＯ２センサ５は車内に複数個設けてもよい。
【００２１】
メータＥＣＵ１は、公知であるコンビネーションメータであり、図３及び図４に示すように、車両速度、エンジン回転、燃料残量、温度等の計測値を表示する複数の計器２０と、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）３０と、複数のウォーニング４０と、を有して構成している。そして、メータＥＣＵ１は、周知であるように、複数の計器２０とＬＣＤ３０との間は見返し１０ａが配置されており、それらを表ガラス１０ｂで覆った状態で車両の運転席の前方に配置されている。
【００２２】
複数の計器２０の各々は、周知であるように、表面に目盛及び数字、文字または記号等の指標が設けられた文字板と、該文字板の前面に配置される指針と、計測量に応じて指針を駆動する内機と、を有して構成している。本実施形態の複数の計器２０は、図３に示すように、速度計（ＳＰＥＥＤ）２０ａと回転計（ＲＥＶ）２０ｂとを有している。
【００２３】
メータＥＣＵ１は、図４に示すように、ＣＰＵ（central processing unit）１１と、ＲＯＭ（read only memory）１２と、ＲＡＭ（random access memory）１３と、ＥＥＰＲＯＭ１４と、通信部１５と、を有している。
【００２４】
ＣＰＵ１１は、メータＥＣＵ１全体の制御を司り、ＲＯＭ１２に記憶されているプログラムに従った制御を行う。ＣＰＵ１１は、電源回路１１ｂを介して車両のバッテリーから供給される電力によって動作する。ＣＰＵ１１は、インタフェース（Ｉ／Ｆ）１１ｉを介して車両のイグニッションスイッチ（ＩＧＮ＋）のＯＦＦ状態からＯＮ状態への変化に応じて起動し、ＩＧＮ＋のＯＮ状態からＯＦＦ状態への変化に応じて動作を終了する。
【００２５】
ＣＰＵ１１は、Ｉ／Ｆ１１ｉを介して上記ＣＯ２センサ５と電気的に接続されている。ＣＰＵ１１は、ＣＯ２センサ５から濃度信号が入力されると、その信号が示すＣＯ２の濃度を濃度情報として取得する。
【００２６】
ＲＯＭ１２は、図１に示す請求項中の濃度情報取得手段Ｐ１、上昇速度検出手段Ｐ２、判別手段Ｐ３、警報情報出力手段Ｐ４、換気要求出力手段Ｐ５、等の各種手段としてＣＰＵ１１を機能させるための濃度上昇判別プログラム、等を記憶している。ＣＰＵ１１は、濃度上昇判別プログラムを実行することで、濃度情報取得手段Ｐ１、上昇速度検出手段Ｐ２、判別手段Ｐ３、警報情報出力手段Ｐ４、換気要求出力手段Ｐ５、等の各種手段として機能することになる。
【００２７】
ＲＡＭ１３は、各種のデータを格納するとともにＣＰＵ１１の処理作業に必要なエリアを有している。そして、ＥＥＰＲＯＭ１４は、電気的消去／書き換え可能な読み出し専用のメモリであり、ＣＰＵ１１に電気的に接続されている。ＥＥＰＲＯＭ１４は、ＣＯ２センサ５から取得した濃度情報を、所定の時間にわたって時系列的に複数記憶することが可能な記憶領域を有している。
【００２８】
通信部１５は、車両に構築されているＣＡＮ等の車載ネットワーク３にＩ／Ｆ１１ｉを介して通信可能に接続され、ＣＡＮ等の通信プロトコルで車載ネットワーク３に接続された他の電子機器と通信を行う。通信部１５は、ＣＰＵ１１から入力される情報を送信先に送信すると共に、他の電子機器から受信した情報をＣＰＵ１１に出力する。
【００２９】
また、ＣＰＵ１１にはモータドライバ１６とＬＣＤドライバ１７が電気的に接続されている。そして、モータドライバ１６には、速度計２０ａ、回転計２０ｂの２つの計器２が電気的に接続されている。モータドライバ１６は、ＣＰＵ１１の制御により各計器２の内機（モータ）を駆動させる。これにより、各計器２は指針を計測量に応じた指示位置まで回動させ、文字板の指標と協働して計測量を表示する。
【００３０】
ＬＣＤドライバ１７には、ＬＣＤ３０が電気的に接続されており、ＣＰＵ１１の制御によりＬＣＤ３０を駆動させる。ＬＣＤ３０は、ＣＰＵ１１からの要求に応じた情報を表示することが可能な構成となっている。そして、本実施形態では、ＣＰＵ１１から要求された警報情報等を、ＬＣＤドライバ１７がＬＣＤ３に表示させる場合について説明する。
【００３１】
次に、本発明の判別条件情報について、図５の図面を参照して以下に説明する。なお、判別条件情報は、車両の種類、クラス、車内容積、等に応じて予め定められる。
【００３２】
判別条件情報は、車内の呼気による二酸化炭素濃度の第１上昇速度Ｖ１よりも速く設定され、且つ、ＣＯ２センサ５に対する呼気の吹き掛け及び前記車内への排気ガスの引き込みの少なくとも一方による二酸化炭素濃度の第２上昇速度Ｖ２よりも遅く設定された上昇速度条件Ｖと、前記呼気による濃度上昇と判定するための前記上昇速度条件を満たす継続時間条件Ｔと、を有して構成している。
【００３３】
ここで、判別条件情報の詳細の一例を以下に説明する。なお、該判別条件情報の上昇速度条件Ｖと計測時間条件Ｔは、例えば実車を用いた実験結果から予め設定する場合について説明するが、シミュレーション結果等から設定してもよい。
【００３４】
図５に示すグラフは、１５００ｃｃクラスの小型乗用車にＣＯ２センサ５を設けて、実際にＣＯ２濃度を計測した結果を示している。図５において、縦軸はＣＯ２濃度［ｐｐｍ］、横軸はＣＯ２濃度の計測を開始してからの経過時間［ｓｅｃ］をそれぞれ示している。そして、グラフＧ１は、４名の乗員が車両に乗車した場合に、車内の呼気によるＣＯ２濃度の上昇を計測した結果を示している。該グラフＧ１の上昇速度は上記第１上昇速度Ｖ１を示しており、２ｐｐｍ／ｓｅｃとなっている。
【００３５】
グラフＧ２は、排気ガスを車内に引き込んだ場合に、車内のＣＯ２濃度の上昇を計測した結果を示しており、その上昇速度は２７０ｐｐｍ／ｓｅｃとなっている。また、グラフＧ３は、ＣＯ２センサ５に呼気を吹き掛けた場合に、車内のＣＯ２濃度の上昇を計測した結果を示しており、その上昇速度は８０ｐｐｍ／ｓｅｃとなっている。そして、グラフＧ２，Ｇ３の上昇速度は上記第２上昇速度Ｖ２を示している。なお、本実施形態では、グラフＧ２，Ｇ３の双方とした場合について説明するが、これに代えて、例えばグラフＧ２，Ｇ３のうちの上昇速度の遅い方のみを上記第２上昇速度Ｖ２とする、等の実施形態とすることもできる。
【００３６】
グラフＧ４は、上述したグラフＧ１〜Ｇ３に基づいて予め定められた上昇速度条件Ｖである４ｐｐｍ／ｓｅｃに対応したグラフを示している。ここで、グラフＧ３は呼気を吹き掛けているため、図５に示すように、ＣＯ２濃度は最初のうちは上昇するが、ピークに達した後は徐々に低下することから、上昇速度条件Ｖはグラフ３とは区別できるように設定することが好ましい。
【００３７】
また、図５の結果が得られた場合、呼気による濃度上昇と判別するために、グラフＧ３は約３０ｓｅｃ前付近からＣＯ２濃度が減少している点に着目し、継続時間条件Ｔを３０ｓｅｃと設定している。よって、図５において、上昇速度条件Ｖの４ｐｐｍ／ｓｅｃより小さな上昇速度が計測時間条件Ｔである３０ｓｅｃ以上継続している場合は、呼気によるＣＯ２濃度の上昇と判定することができる。即ち、人命の危険性に発展する可能性が低いと判断できるため、乗員に対して換気を促せばよいことになる。一方、４ｐｐｍ／ｓｅｃ以上の上昇速度が３０ｓｅｃ以上継続している場合は、排気ガスの引き込み、空調の冷媒漏れ等の発生によるＣＯ２濃度の上昇と判定することができる。即ち、人命の危険性に発展する可能性が高いと判断できるため、空調の内外気のダンパー切り替えや車両の窓の開閉等を強制的に行う。
【００３８】
従って、図５に示す計測結果に対応した判別条件情報は、ＣＯ２濃度上昇が４ｐｐｍ／ｓｅｃよりも小さく２ｐｐｍ／ｓｅｃ以上の範囲、且つ該範囲内の上昇速度が３０ｓｅｃ以上継続した場合を呼気による異常と判別し、ＣＯ２濃度上昇が４ｐｐｍ／ｓｅｃ以上且つ３０ｓｅｃ以上継続した場合を呼気以外による異常と判別するための情報となっている。そして、本実施形態では、該判別条件情報をＥＥＰＲＯＭ１４に予め記憶しておくことから、ＥＥＰＲＯＭ１４が請求項中の判別条件情報記憶手段として機能している。また、上昇速度条件Ｖは４ｐｐｍ／ｓｅｃより小さな上昇速度全般と設定してもよいし、４ｐｐｍ／ｓｅｃ±誤差と設定してもよい。即ち、車内のＣＯ２濃度の上昇特性等に応じて種々異なる実施形態とすることができる。
【００３９】
次に、上述したＣＰＵ１１が実行する濃度上昇判別処理の一例を、図６のフローチャートを参照して以下に説明する。なお、該濃度上昇判別処理は、所定のタイミングで上位処理から呼び出され、終了要求に応じて処理を終了することを前提としている。
【００４０】
ＣＰＵ１１は、前記濃度上昇判別プログラムを実行すると、ステップＳ１１（濃度情報取得手段に相当）において、予め定められたサンプリング間隔で、ＣＯ２センサ５から入力された濃度信号が示す濃度を濃度情報として取得し、該濃度情報と検出時間を関連付けてＥＥＰＲＯＭ１４に時系列的に記憶し、その後ステップＳ１２の処理に進む。
【００４１】
ＣＰＵ１１は、ステップＳ１２（上昇速度検出手段に相当）において、ＥＥＰＲＯＭ１４の濃度情報に基づいて上昇速度を検出してＲＡＭ１３に記憶し、その後ステップＳ１３の処理に進む。なお、上昇速度の検出方法の一例としては、ＣＯ２濃度が上昇を開始してからの上昇速度、または、ＣＯ２濃度が上昇を開始した後の単位時間当たりの上昇速度、等を検出する方法が挙げられる。
【００４２】
ＣＰＵ１１は、ステップＳ１３において、ＲＡＭ１３の上昇速度とＥＥＰＲＯＭの判別条件情報の上昇速度条件Ｖとを比較して、上昇速度条件Ｖを満たしているか否かを判定する。本実施形態では、上昇速度条件Ｖが４ｐｐｍ／ｓｅｃより小さく２ｐｐｍ／ｓｅｃ以上であるか否かを判定する。
【００４３】
ＣＰＵ１１は、上昇速度条件Ｖを満たしていると判定した場合（Ｓ１３でＹ）、ステップＳ１４において、上昇速度条件Ｖを満たしている継続時間を検出し、その後ステップＳ１５の処理に進む。なお、継続時間の検出方法の一例としては、濃度情報とその検出時間とに基づいて継続時間を検出する、上述したサンプリング間隔に基づいて検出する、等の方法が挙げられる。
【００４４】
ＣＰＵ１１は、ステップＳ１５（判別手段）において、検出した継続時間とＥＥＰＲＯＭの判別条件情報の継続時間条件Ｔとを比較して、呼気による上昇であるか否かを判定する。そして、ＣＰＵ１１は、継続時間条件Ｔ以上にわたって継続していない、即ち呼気による上昇ではないと判定した場合（Ｓ１５でＮ）、ステップＳ１１の処理に戻り、一連の処理を繰り返す。一方、ＣＰＵ１１は、継続時間条件Ｔ以上にわたって継続している、即ち呼気による上昇であると判定した場合（Ｓ１５でＹ）、ステップＳ１６の処理に進む。
【００４５】
ＣＰＵ１１は、ステップＳ１６（警報情報出力手段）において、図７に示す警報画面Ｍ１をＬＣＤ３０に表示するための警報情報をＬＣＤドライバ１７に出力して表示を要求することで、ＬＣＤ３０に警報画面Ｍ１を表示させ、その後ステップＳ１１の処理に戻り、一連の処理を繰り返す。そして、本実施形態の警報情報は、「車室内ＣＯ２濃度警告 濃度が警告レベルです。窓を開けて下さい。」等の換気を乗員に促すコメントを、車両の積算走行距離と共に表示する内容となっている。なお、警報画面Ｍ１は、所定の表示時間が経過した後に自動で消去してもよいし、乗員による所定の操作に応じて消去してもよい。また、警報画面Ｍ１を表示すると共に、警報音や警報音声を出力してもよい。
【００４６】
また、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１３で上昇速度条件Ｖを満たしていないと判定した場合（Ｓ１３でＮ）、ステップＳ１７において、上昇速度が上昇速度条件Ｖ以上であるか否かを判定する。そして、ＣＰＵ１１は、上昇速度条件Ｖ以上ではないと判定した場合（Ｓ１７でＮ）、ステップＳ１１の処理に戻り、一連の処理を繰り返す。一方、ＣＰＵ１１は、上昇速度条件Ｖ以上であると判定した場合（Ｓ１７でＹ）、ステップＳ１８において、上述したように上昇速度条件Ｖ以上の上昇速度の継続時間を検出してＲＡＭ１３に記憶し、その後ステップＳ１９の処理に進む。
【００４７】
ＣＰＵ１１は、ステップＳ１９において、検出した継続時間とＥＥＰＲＯＭの判別条件情報の継続時間条件Ｔとを比較して、呼気以外による上昇であるか否かを判定する。なお、本実施形態では、呼気か呼気以外かの判定に同一の継続時間条件Ｔを用いた場合について説明するが、これに代えて、異なる継続時間としてもよい。そして、ＣＰＵ１１は、呼気以外による上昇ではないと判定した場合（Ｓ１９でＮ）、ステップＳ１１の処理に戻り、一連の処理を繰り返す。
【００４８】
一方、ＣＰＵ１１は、呼気以外による上昇であると判定した場合（Ｓ１９でＹ）、ステップＳ２０（換気要求出力手段に相当）において、車内の換気の開始を予告する予告情報をＬＣＤドライバ１７に出力して表示を要求することで、ＬＣＤ３０に図８に示す予告画面Ｍ２を表示させ、その後ステップＳ２１の処理に進む。そして、本実施形態の予告情報は、ＣＯ２濃度と、「ＣＯ２濃度の上昇が異常です。５秒後にエアコンが動きます。」のコメントとを、車両の積算走行距離と共にＬＣＤ３０に表示させるための情報となっている。
【００４９】
ＣＰＵ１１は、ステップＳ２１（換気要求出力手段に相当）において、エアコンＥＣＵ３への換気要求の送信を通信部１５に要求することで、換気要求をエアコンＥＣＵ３に出力（送信）し、ステップＳ１１の処理に戻り、一連の処理を繰り返す。なお、換気要求の一例としては、エアコンの換気を開始する、換気を強に切り替える、等の種々異なる実施形態とすることができる。
【００５０】
次に、上述した車内安全支援システム１００におけるメータＥＣＵ１とエアコンＥＣＵ２との本発明に係る動作（作用）の一例を以下に説明する。
【００５１】
メータＥＣＵ１は、ＣＯ２センサ５から取得した濃度情報に基づいて、ＣＯ２濃度の上昇速度を検出する。メータＥＣＵ１は、検出した上昇速度と、車両又は車内に対応した判別条件情報の上昇速度条件Ｖとを比較して、上昇速度条件Ｖを満たすか否かを判定する。そして、メータＥＣＵ１は、上昇速度条件Ｖを満たす上昇速度が、前記判別条件情報の継続時間条件Ｔ以上であると、呼気によるＣＯ２濃度の上昇であると判別し、図７に示す内容の警報情報をＬＣＤ３０に表示する。これにより、乗員が警報情報を参照することで、乗員の窓開け、エアコンの操作、等によって車内が換気されることを期待できる。
【００５２】
また、メータＥＣＵ１は、上昇速度条件Ｖ以上の上昇速度が前記継続時間条件Ｔ以上にわたって継続していると、図８に示す内容の予告情報をＬＣＤ３０に表示する。これにより、乗員が予告情報を参照することで、５秒後にエアコンが動き出すことを事前に認識させることができる。そして、メータＥＣＵ１は、予告情報を出力した後、換気要求をエアコンＥＣＵ２に送信する。そして、エアコンＥＣＵ２は、換気要求をメータＥＣＵ１から受信すると、外気吸入となるように、内外気切替ドアを駆動させ、送風機を駆動させる。これにより、外気が車内に導入されて換気が行われる。
【００５３】
以上説明した車内安全支援システム１００によれば、呼気によるＣＯ２濃度の上昇をその上昇速度に着目して判別するようにしたことから、従来の強制的に換気を開始するための判定閾値Ｐ（図９参照）に到達する前に、ＣＯ２濃度の上昇が乗員の呼気によるものか否かを迅速に判別できる。また、検出した上昇速度の継続時間が継続時間条件を満たしている場合、呼気によるＣＯ２濃度の上昇であると判別して警報情報を乗員に出力するようにしたことから、該警報によって乗員に車内の換気を促すことができ、強制的に換気を行う必要性の低下を期待できる。従って、エアコンＥＣＵ２等を強制的に動作させる必要性を低下させることができるため、エアコンＥＣＵ２等が突然動作して乗員を驚かせる頻度を低下させることができると共に、省エネルギー化に貢献することができる。また、人命に危険性がある場合は、換気開始を予告情報によって乗員に予告した上で、車内の換気を開始できるため、換気動作の開始によって乗員を驚かせてしまうことを防止できる。
【００５４】
なお、上述した本実施形態では、メータＥＣＵ１（車内二酸化炭素濃度上昇判別装置）がエアコンＥＣＵ２を制御して、車内を強制的に換気する場合について説明した。これに代えて、メータＥＣＵ１が上記警報情報を乗員に出力するだけで、エアコンＥＣＵ２を制御しない実施形態でも、乗員による車内の換気を促せるため、空調装置等を強制的に動作させる必要性を低下させることができ、空調装置等が突然動作して乗員を驚かせる頻度を低下させることができると共に、省エネルギー化に貢献することができる。
【００５５】
さらに、本実施形態では、車内二酸化炭素濃度上昇判別装置をメータＥＣＵ１で実現した場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、車内で乗員に対する表示機能、音声出力機能、等を備えた例えばカーナビゲーション、カーオーディオ、タクシーメータ、等の各種車載機器で実現することもできる。
【００５６】
このように上述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 車内二酸化炭素濃度上昇判別装置（メータＥＣＵ）
２ 換気装置（エアコンＥＣＵ）
１００ 車内安全支援システム
Ｐ１ 濃度情報取得手段（ＣＰＵ）
Ｐ２ 上昇速度検出手段（ＣＰＵ）
Ｐ３ 判別手段（ＣＰＵ）
Ｐ４ 警報情報出力手段（ＣＰＵ）
Ｐ５ 換気要求出力手段（ＣＰＵ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車内における二酸化炭素の濃度の上昇原因を判別する車内二酸化炭素濃度上昇判別装置及び車内安全支援システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両において、車内の空気中の二酸化炭素の濃度に応じて警報したり、空調装置を制御することは、従来から行われている（特許文献１を参照）。そして、特許文献２等に示す車両用空調装置は、図９に示すように、二酸化炭素（ＣＯ２）センサが検出したＣＯ２濃度が基準となる判定閾値Ｐを越えた時に、冷媒が漏れていると判定して、警報を発すると共に、内外気を切り替えて換気を行うことが知られている。そして、空調の制御例としては、閾値Ｐを境に、ＣＯ２濃度が閾値Ｐよりも低い場合は内気循環、また、閾値Ｐ以上の場合は外気吸入となるように制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２６０８７号公報
【特許文献２】特開２００８−２９０７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のＣＯ２濃度の異常判定方法では、ＣＯ２濃度が前記閾値Ｐを越えたとき、車内の換気を強制的に行っていたが、ＣＯ２濃度の上昇には、空調の冷媒漏れ、、排気ガスの引き込み、乗員の呼気、等が要因として挙げられる。しかしながら、車内の換気を強制的に行うと、車両用空調装置が突然動作するために、運転者を驚かせてしまうという問題があった。
【０００５】
また、車内のＣＯ２濃度を上昇させる要因としては、空調からのＣＯ２漏れ、排気ガスの取り込み、乗員の呼気による、等が挙げられる。しかしながら、それらの要因を特定するのは困難なため、人命の危険性を考慮すると、上記閾値は低めに設定する必要があり、換気の頻度が高まってしまう。しかも、換気のために送風機が駆動されると、エネルギーを消費してしまうため、省エネルギーに貢献することが困難であった。
【０００６】
よって本発明は、上述した問題点に鑑み、二酸化炭素濃度の上昇が乗員の呼気によるものか否かを迅速に判別することを可能とする車内二酸化炭素濃度上昇判別装置及び車内安全支援システムを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載の車内二酸化炭素濃度上昇判別装置は、図１の基本構成図に示すように、車内における二酸化炭素の濃度の上昇原因を判別する車内二酸化炭素濃度上昇判別装置であって、前記車内の呼気による二酸化炭素濃度の第１上昇速度よりも速く設定され、且つ、二酸化炭素センサに対する呼気の吹き掛け及び前記車内への排気ガスの引き込みの少なくとも一方による二酸化炭素濃度の第２上昇速度よりも遅く設定された上昇速度条件と、前記呼気による濃度上昇と判定するための前記上昇速度条件を満たす継続時間条件と、を有する判別条件情報を記憶する判別条件情報記憶手段Ｄ１と、前記二酸化炭素センサが検出した前記車内における二酸化炭素の濃度情報を取得する濃度情報取得手段Ｐ１と、前記取得した濃度情報に基づいて、前記上昇速度条件を満たす濃度の上昇速度を検出する上昇速度検出手段Ｐ２と、前記検出した上昇速度の継続時間が前記継続時間条件を満たしている場合に、呼気による前記二酸化炭素濃度の上昇であると判別する判別手段Ｐ３と、前記判別手段Ｐ３が呼気による前記二酸化炭素濃度の上昇と判別したことを警報する警報情報を前記車内の乗員に対して出力する警報情報出力手段Ｐ４と、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記請求項１に記載した本発明の車内二酸化炭素濃度上昇判別装置によれば、判別条件情報記憶手段Ｄ１には、車両のクラス、車内の大きさ、等に対応した判別条件情報が記憶される。そして、上昇速度条件は、例えば閾値以下、所定の速度範囲等が設定され、継続時間条件は、例えば閾値以上、継続時間範囲、等が設定されている。そして、濃度情報取得手段Ｐ１によって濃度情報が取得されると、該濃度情報に基づいて上昇速度条件を満たす濃度の上昇速度が上昇速度検出手段Ｐ２によって検出される。そして、検出した上昇速度の継続時間が継続時間条件を満たしている場合、判別手段Ｐ３によって呼気による二酸化炭素濃度の上昇であると判別され、警報情報出力手段Ｐ４によって警報情報が車内の乗員に対して表示、音声、等によって出力される。
【０００９】
請求項２記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求項１に記載の車内二酸化炭素濃度上昇判別装置において、前記判別手段Ｐ３は、前記検出した上昇速度の継続時間が前記継続時間条件を逸脱している場合に、前記呼気以外の要因による前記二酸化炭素濃度の上昇と判別する手段であり、前記判別手段Ｐ３が前記呼気以外の要因による前記二酸化炭素濃度の上昇と判別した場合、前記車内の換気の開始を予告する予告情報を前記乗員に出力した後に、前記車内の換気を要求するための換気要求を予め定められた要求先に出力する換気要求出力手段Ｐ５を有することを特徴とする。
【００１０】
上記請求項２に記載した本発明の車内二酸化炭素濃度上昇判別装置によれば、検出した上昇速度の継続時間が継続時間条件を逸脱している場合、判別手段Ｐ３によって呼気以外、例えば空調の冷媒漏れ、排気ガスの引き込み、等の要因による二酸化炭素の上昇と判別される。そして、換気要求出力手段Ｐ５によって予告情報が乗員に対して出力された後に、換気要求が要求先に出力される。
【００１１】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項３記載の車内安全支援システムは、図１の基本構成図に示すように、車内を換気する換気装置２を有する車内安全支援システム１００において、請求項２に記載の車内二酸化炭素濃度上昇判別装置１を有し、前記換気要求出力手段Ｐ５は、前記要求先を前記換気装置２とし、前記換気装置２は、前記換気要求出力手段Ｐ５からの換気要求に応じて前記車内の換気を行うことを特著とする。
【００１２】
上記請求項３に記載した本発明の車内安全支援システムによれば、検出した上昇速度の継続時間が継続時間条件を満たしている場合、警報情報出力手段Ｐ４によって警報情報が車内の乗員に対して表示、音声、等によって出力される。また、検出した上昇速度の継続時間が継続時間条件を逸脱している場合、乗員に予告情報が出力された後、車内二酸化炭素濃度上昇判別装置１の換気要求出力手段Ｐ５によって換気要求が換気装置２に出力されると、換気装置２は車内の換気を行う。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように請求項１に記載した本発明によれば、呼気による二酸化炭素濃度の上昇をその上昇速度に着目して判別するようにしたことから、従来の強制的に換気を開始するための判定閾値に到達する前に、二酸化炭素濃度の上昇が乗員の呼気によるものか否かを迅速に判別できる。また、検出した上昇速度の継続時間が継続時間条件を満たしている場合、呼気による二酸化炭素濃度の上昇であると判別して警報情報を乗員に出力するようにしたことから、該警報によって乗員に車内の換気を促すことができ、強制的に換気を行う必要性の低下を期待できる。従って、空調装置等を強制的に動作させる必要性を低下させることができるため、空調装置等が突然動作して乗員を驚かせる頻度を低下させることができると共に、省エネルギー化に貢献することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、検出した上昇速度の継続時間が継続時間条件を逸脱している場合、予告情報を乗員に対して出力した後に、換気要求を要求先に出力するようにしたことから、人命に危険性がある場合は、換気開始を乗員に予告した上で、車内の換気を開始できるため、換気動作の開始によって乗員を驚かせてしまうことを防止できる。
【００１５】
以上説明したように請求項３に記載した本発明によれば、呼気による二酸化炭素濃度の上昇をその上昇速度に着目して判別するようにしたことから、従来の強制的に換気を開始するための判定閾値に到達する前に、二酸化炭素濃度の上昇が乗員の呼気によるものか否かを迅速に判別できる。また、検出した上昇速度の継続時間が継続時間条件を満たしている場合、呼気による二酸化炭素濃度の上昇であると判別して警報情報を乗員に出力するようにしたことから、該警報によって乗員に車内の換気を促すことができ、強制的に換気を行う必要性の低下を期待できる。従って、空調装置等を強制的に動作させる必要性を低下させることができるため、空調装置等が突然動作して乗員を驚かせる頻度を低下させることができると共に、省エネルギー化に貢献することができる。また、人命に危険性がある場合は、換気開始を乗員に予告した上で、車内の換気を開始できるため、換気動作の開始によって乗員を驚かせてしまうことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る車内二酸化炭素濃度上昇判別装置及び車内安全支援システムの基本構成を示す構成図である。
【図２】本発明に係る車内安全支援システムの概略構成を示す構成図である。
【図３】本発明の車内二酸化炭素濃度上昇判別装置を適用したメータＥＣＵの一例を示す正面図である。
【図４】本発明に係る車内二酸化炭素濃度上昇判別装置の概略構成の一例を示すシステム構成図である。
【図５】ＣＯ２濃度と経過時間との関係から呼気による濃度上昇の判別例を説明するためのグラフである。
【図６】図４中のＣＰＵが実行する本発明に係る濃度上昇判別処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】警報情報の一例を説明するための図である。
【図８】予告情報の一例を説明するための図である。
【図９】従来の空調装置による内外気の切り替えを説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る車内二酸化炭素濃度上昇判別装置を、車内安全支援システムに組み込まれたメータＥＣＵに適用する場合の一実施形態を、図２〜図８の図面を参照して以下に説明する。
【００１８】
図２において、車内安全支援システム１００は、乗用車、トラック、等の車両に搭載れている。車内安全支援システム１００は、メータＥＣＵ（Electronic Control Unit）１と、エアコンＥＣＵ２と、二酸化炭素（ＣＯ２）センサ５と、を有して構成している。そして、メータＥＣＵ１とエアコンＥＣＵ２は、車両ネットワーク３に通信可能に接続されている。なお、本実施形態では車両ネットワーク３における通信プロトコルを、公知であるＣＡＮ（Controller Area Network）とする場合について説明するが、例えばＬＩＮ（Local Interconnect Network）等の各種通信プロトコルを採用することができる。
【００１９】
まず、エアコンＥＣＵ２は、上述した特許文献２等に示す車両用空調装置である。エアコンＥＣＵ２は、必要な吹き出し温度を算出してサーボモータやブロワモータ等を制御すると共に、ＣＯ２センサ５の出力信号に基づいて二酸化炭素濃度が予め定められた基準値を超えているか否かを判定し、二酸化炭素濃度が異常に高くなっている場合には、警報装置、サーボモータ及びブロワモータを制御する。そして、エアコンＥＣＵ２は、サーボモータによって内外気切替ドアを駆動させることで、内気を導入する内気導入口及び外気を導入する外気導入口を選択的に開閉して、内気循環と外気吸入を切り替えている。
【００２０】
ＣＯ２センサ５は、車内、エアコンＥＣＵ２のケース内、等に設けられ、ＣＯ２の濃度を検出し、該濃度を示す濃度信号を出力する。ＣＯ２センサ５を車内に設ける場合、助手席乗員の足下近傍、助手席シート下、等の配置される。また、ＣＯ２センサ５は車内に複数個設けてもよい。
【００２１】
メータＥＣＵ１は、公知であるコンビネーションメータであり、図３及び図４に示すように、車両速度、エンジン回転、燃料残量、温度等の計測値を表示する複数の計器２０と、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）３０と、複数のウォーニング４０と、を有して構成している。そして、メータＥＣＵ１は、周知であるように、複数の計器２０とＬＣＤ３０との間は見返し１０ａが配置されており、それらを表ガラス１０ｂで覆った状態で車両の運転席の前方に配置されている。
【００２２】
複数の計器２０の各々は、周知であるように、表面に目盛及び数字、文字または記号等の指標が設けられた文字板と、該文字板の前面に配置される指針と、計測量に応じて指針を駆動する内機と、を有して構成している。本実施形態の複数の計器２０は、図３に示すように、速度計（ＳＰＥＥＤ）２０ａと回転計（ＲＥＶ）２０ｂとを有している。
【００２３】
メータＥＣＵ１は、図４に示すように、ＣＰＵ（central processing unit）１１と、ＲＯＭ（read only memory）１２と、ＲＡＭ（random access memory）１３と、ＥＥＰＲＯＭ１４と、通信部１５と、を有している。
【００２４】
ＣＰＵ１１は、メータＥＣＵ１全体の制御を司り、ＲＯＭ１２に記憶されているプログラムに従った制御を行う。ＣＰＵ１１は、電源回路１１ｂを介して車両のバッテリーから供給される電力によって動作する。ＣＰＵ１１は、インタフェース（Ｉ／Ｆ）１１ｉを介して車両のイグニッションスイッチ（ＩＧＮ＋）のＯＦＦ状態からＯＮ状態への変化に応じて起動し、ＩＧＮ＋のＯＮ状態からＯＦＦ状態への変化に応じて動作を終了する。
【００２５】
ＣＰＵ１１は、Ｉ／Ｆ１１ｉを介して上記ＣＯ２センサ５と電気的に接続されている。ＣＰＵ１１は、ＣＯ２センサ５から濃度信号が入力されると、その信号が示すＣＯ２の濃度を濃度情報として取得する。
【００２６】
ＲＯＭ１２は、図１に示す請求項中の濃度情報取得手段Ｐ１、上昇速度検出手段Ｐ２、判別手段Ｐ３、警報情報出力手段Ｐ４、換気要求出力手段Ｐ５、等の各種手段としてＣＰＵ１１を機能させるための濃度上昇判別プログラム、等を記憶している。ＣＰＵ１１は、濃度上昇判別プログラムを実行することで、濃度情報取得手段Ｐ１、上昇速度検出手段Ｐ２、判別手段Ｐ３、警報情報出力手段Ｐ４、換気要求出力手段Ｐ５、等の各種手段として機能することになる。
【００２７】
ＲＡＭ１３は、各種のデータを格納するとともにＣＰＵ１１の処理作業に必要なエリアを有している。そして、ＥＥＰＲＯＭ１４は、電気的消去／書き換え可能な読み出し専用のメモリであり、ＣＰＵ１１に電気的に接続されている。ＥＥＰＲＯＭ１４は、ＣＯ２センサ５から取得した濃度情報を、所定の時間にわたって時系列的に複数記憶することが可能な記憶領域を有している。
【００２８】
通信部１５は、車両に構築されているＣＡＮ等の車載ネットワーク３にＩ／Ｆ１１ｉを介して通信可能に接続され、ＣＡＮ等の通信プロトコルで車載ネットワーク３に接続された他の電子機器と通信を行う。通信部１５は、ＣＰＵ１１から入力される情報を送信先に送信すると共に、他の電子機器から受信した情報をＣＰＵ１１に出力する。
【００２９】
また、ＣＰＵ１１にはモータドライバ１６とＬＣＤドライバ１７が電気的に接続されている。そして、モータドライバ１６には、速度計２０ａ、回転計２０ｂの２つの計器２が電気的に接続されている。モータドライバ１６は、ＣＰＵ１１の制御により各計器２の内機（モータ）を駆動させる。これにより、各計器２は指針を計測量に応じた指示位置まで回動させ、文字板の指標と協働して計測量を表示する。
【００３０】
ＬＣＤドライバ１７には、ＬＣＤ３０が電気的に接続されており、ＣＰＵ１１の制御によりＬＣＤ３０を駆動させる。ＬＣＤ３０は、ＣＰＵ１１からの要求に応じた情報を表示することが可能な構成となっている。そして、本実施形態では、ＣＰＵ１１から要求された警報情報等を、ＬＣＤドライバ１７がＬＣＤ３に表示させる場合について説明する。
【００３１】
次に、本発明の判別条件情報について、図５の図面を参照して以下に説明する。なお、判別条件情報は、車両の種類、クラス、車内容積、等に応じて予め定められる。
【００３２】
判別条件情報は、車内の呼気による二酸化炭素濃度の第１上昇速度Ｖ１よりも速く設定され、且つ、ＣＯ２センサ５に対する呼気の吹き掛け及び前記車内への排気ガスの引き込みの少なくとも一方による二酸化炭素濃度の第２上昇速度Ｖ２よりも遅く設定された上昇速度条件Ｖと、前記呼気による濃度上昇と判定するための前記上昇速度条件を満たす継続時間条件Ｔと、を有して構成している。
【００３３】
ここで、判別条件情報の詳細の一例を以下に説明する。なお、該判別条件情報の上昇速度条件Ｖと計測時間条件Ｔは、例えば実車を用いた実験結果から予め設定する場合について説明するが、シミュレーション結果等から設定してもよい。
【００３４】
図５に示すグラフは、１５００ｃｃクラスの小型乗用車にＣＯ２センサ５を設けて、実際にＣＯ２濃度を計測した結果を示している。図５において、縦軸はＣＯ２濃度［ｐｐｍ］、横軸はＣＯ２濃度の計測を開始してからの経過時間［ｓｅｃ］をそれぞれ示している。そして、グラフＧ１は、４名の乗員が車両に乗車した場合に、車内の呼気によるＣＯ２濃度の上昇を計測した結果を示している。該グラフＧ１の上昇速度は上記第１上昇速度Ｖ１を示しており、２ｐｐｍ／ｓｅｃとなっている。
【００３５】
グラフＧ２は、排気ガスを車内に引き込んだ場合に、車内のＣＯ２濃度の上昇を計測した結果を示しており、その上昇速度は２７０ｐｐｍ／ｓｅｃとなっている。また、グラフＧ３は、ＣＯ２センサ５に呼気を吹き掛けた場合に、車内のＣＯ２濃度の上昇を計測した結果を示しており、その上昇速度は８０ｐｐｍ／ｓｅｃとなっている。そして、グラフＧ２，Ｇ３の上昇速度は上記第２上昇速度Ｖ２を示している。なお、本実施形態では、グラフＧ２，Ｇ３の双方とした場合について説明するが、これに代えて、例えばグラフＧ２，Ｇ３のうちの上昇速度の遅い方のみを上記第２上昇速度Ｖ２とする、等の実施形態とすることもできる。
【００３６】
グラフＧ４は、上述したグラフＧ１〜Ｇ３に基づいて予め定められた上昇速度条件Ｖである４ｐｐｍ／ｓｅｃに対応したグラフを示している。ここで、グラフＧ３は呼気を吹き掛けているため、図５に示すように、ＣＯ２濃度は最初のうちは上昇するが、ピークに達した後は徐々に低下することから、上昇速度条件Ｖはグラフ３とは区別できるように設定することが好ましい。
【００３７】
また、図５の結果が得られた場合、呼気による濃度上昇と判別するために、グラフＧ３は約３０ｓｅｃ前付近からＣＯ２濃度が減少している点に着目し、継続時間条件Ｔを３０ｓｅｃと設定している。よって、図５において、上昇速度条件Ｖの４ｐｐｍ／ｓｅｃより小さな上昇速度が計測時間条件Ｔである３０ｓｅｃ以上継続している場合は、呼気によるＣＯ２濃度の上昇と判定することができる。即ち、人命の危険性に発展する可能性が低いと判断できるため、乗員に対して換気を促せばよいことになる。一方、４ｐｐｍ／ｓｅｃ以上の上昇速度が３０ｓｅｃ以上継続している場合は、排気ガスの引き込み、空調の冷媒漏れ等の発生によるＣＯ２濃度の上昇と判定することができる。即ち、人命の危険性に発展する可能性が高いと判断できるため、空調の内外気のダンパー切り替えや車両の窓の開閉等を強制的に行う。
【００３８】
従って、図５に示す計測結果に対応した判別条件情報は、ＣＯ２濃度上昇が４ｐｐｍ／ｓｅｃよりも小さく２ｐｐｍ／ｓｅｃ以上の範囲、且つ該範囲内の上昇速度が３０ｓｅｃ以上継続した場合を呼気による異常と判別し、ＣＯ２濃度上昇が４ｐｐｍ／ｓｅｃ以上且つ３０ｓｅｃ以上継続した場合を呼気以外による異常と判別するための情報となっている。そして、本実施形態では、該判別条件情報をＥＥＰＲＯＭ１４に予め記憶しておくことから、ＥＥＰＲＯＭ１４が請求項中の判別条件情報記憶手段として機能している。また、上昇速度条件Ｖは４ｐｐｍ／ｓｅｃより小さな上昇速度全般と設定してもよいし、４ｐｐｍ／ｓｅｃ±誤差と設定してもよい。即ち、車内のＣＯ２濃度の上昇特性等に応じて種々異なる実施形態とすることができる。
【００３９】
次に、上述したＣＰＵ１１が実行する濃度上昇判別処理の一例を、図６のフローチャートを参照して以下に説明する。なお、該濃度上昇判別処理は、所定のタイミングで上位処理から呼び出され、終了要求に応じて処理を終了することを前提としている。
【００４０】
ＣＰＵ１１は、前記濃度上昇判別プログラムを実行すると、ステップＳ１１（濃度情報取得手段に相当）において、予め定められたサンプリング間隔で、ＣＯ２センサ５から入力された濃度信号が示す濃度を濃度情報として取得し、該濃度情報と検出時間を関連付けてＥＥＰＲＯＭ１４に時系列的に記憶し、その後ステップＳ１２の処理に進む。
【００４１】
ＣＰＵ１１は、ステップＳ１２（上昇速度検出手段に相当）において、ＥＥＰＲＯＭ１４の濃度情報に基づいて上昇速度を検出してＲＡＭ１３に記憶し、その後ステップＳ１３の処理に進む。なお、上昇速度の検出方法の一例としては、ＣＯ２濃度が上昇を開始してからの上昇速度、または、ＣＯ２濃度が上昇を開始した後の単位時間当たりの上昇速度、等を検出する方法が挙げられる。
【００４２】
ＣＰＵ１１は、ステップＳ１３において、ＲＡＭ１３の上昇速度とＥＥＰＲＯＭの判別条件情報の上昇速度条件Ｖとを比較して、上昇速度条件Ｖを満たしているか否かを判定する。本実施形態では、上昇速度条件Ｖが４ｐｐｍ／ｓｅｃより小さく２ｐｐｍ／ｓｅｃ以上であるか否かを判定する。
【００４３】
ＣＰＵ１１は、上昇速度条件Ｖを満たしていると判定した場合（Ｓ１３でＹ）、ステップＳ１４において、上昇速度条件Ｖを満たしている継続時間を検出し、その後ステップＳ１５の処理に進む。なお、継続時間の検出方法の一例としては、濃度情報とその検出時間とに基づいて継続時間を検出する、上述したサンプリング間隔に基づいて検出する、等の方法が挙げられる。
【００４４】
ＣＰＵ１１は、ステップＳ１５（判別手段）において、検出した継続時間とＥＥＰＲＯＭの判別条件情報の継続時間条件Ｔとを比較して、呼気による上昇であるか否かを判定する。そして、ＣＰＵ１１は、継続時間条件Ｔ以上にわたって継続していない、即ち呼気による上昇ではないと判定した場合（Ｓ１５でＮ）、ステップＳ１１の処理に戻り、一連の処理を繰り返す。一方、ＣＰＵ１１は、継続時間条件Ｔ以上にわたって継続している、即ち呼気による上昇であると判定した場合（Ｓ１５でＹ）、ステップＳ１６の処理に進む。
【００４５】
ＣＰＵ１１は、ステップＳ１６（警報情報出力手段）において、図７に示す警報画面Ｍ１をＬＣＤ３０に表示するための警報情報をＬＣＤドライバ１７に出力して表示を要求することで、ＬＣＤ３０に警報画面Ｍ１を表示させ、その後ステップＳ１１の処理に戻り、一連の処理を繰り返す。そして、本実施形態の警報情報は、「車室内ＣＯ２濃度警告 濃度が警告レベルです。窓を開けて下さい。」等の換気を乗員に促すコメントを、車両の積算走行距離と共に表示する内容となっている。なお、警報画面Ｍ１は、所定の表示時間が経過した後に自動で消去してもよいし、乗員による所定の操作に応じて消去してもよい。また、警報画面Ｍ１を表示すると共に、警報音や警報音声を出力してもよい。
【００４６】
また、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１３で上昇速度条件Ｖを満たしていないと判定した場合（Ｓ１３でＮ）、ステップＳ１７において、上昇速度が上昇速度条件Ｖ以上であるか否かを判定する。そして、ＣＰＵ１１は、上昇速度条件Ｖ以上ではないと判定した場合（Ｓ１７でＮ）、ステップＳ１１の処理に戻り、一連の処理を繰り返す。一方、ＣＰＵ１１は、上昇速度条件Ｖ以上であると判定した場合（Ｓ１７でＹ）、ステップＳ１８において、上述したように上昇速度条件Ｖ以上の上昇速度の継続時間を検出してＲＡＭ１３に記憶し、その後ステップＳ１９の処理に進む。
【００４７】
ＣＰＵ１１は、ステップＳ１９において、検出した継続時間とＥＥＰＲＯＭの判別条件情報の継続時間条件Ｔとを比較して、呼気以外による上昇であるか否かを判定する。なお、本実施形態では、呼気か呼気以外かの判定に同一の継続時間条件Ｔを用いた場合について説明するが、これに代えて、異なる継続時間としてもよい。そして、ＣＰＵ１１は、呼気以外による上昇ではないと判定した場合（Ｓ１９でＮ）、ステップＳ１１の処理に戻り、一連の処理を繰り返す。
【００４８】
一方、ＣＰＵ１１は、呼気以外による上昇であると判定した場合（Ｓ１９でＹ）、ステップＳ２０（換気要求出力手段に相当）において、車内の換気の開始を予告する予告情報をＬＣＤドライバ１７に出力して表示を要求することで、ＬＣＤ３０に図８に示す予告画面Ｍ２を表示させ、その後ステップＳ２１の処理に進む。そして、本実施形態の予告情報は、ＣＯ２濃度と、「ＣＯ２濃度の上昇が異常です。５秒後にエアコンが動きます。」のコメントとを、車両の積算走行距離と共にＬＣＤ３０に表示させるための情報となっている。
【００４９】
ＣＰＵ１１は、ステップＳ２１（換気要求出力手段に相当）において、エアコンＥＣＵ３への換気要求の送信を通信部１５に要求することで、換気要求をエアコンＥＣＵ３に出力（送信）し、ステップＳ１１の処理に戻り、一連の処理を繰り返す。なお、換気要求の一例としては、エアコンの換気を開始する、換気を強に切り替える、等の種々異なる実施形態とすることができる。
【００５０】
次に、上述した車内安全支援システム１００におけるメータＥＣＵ１とエアコンＥＣＵ２との本発明に係る動作（作用）の一例を以下に説明する。
【００５１】
メータＥＣＵ１は、ＣＯ２センサ５から取得した濃度情報に基づいて、ＣＯ２濃度の上昇速度を検出する。メータＥＣＵ１は、検出した上昇速度と、車両又は車内に対応した判別条件情報の上昇速度条件Ｖとを比較して、上昇速度条件Ｖを満たすか否かを判定する。そして、メータＥＣＵ１は、上昇速度条件Ｖを満たす上昇速度が、前記判別条件情報の継続時間条件Ｔ以上であると、呼気によるＣＯ２濃度の上昇であると判別し、図７に示す内容の警報情報をＬＣＤ３０に表示する。これにより、乗員が警報情報を参照することで、乗員の窓開け、エアコンの操作、等によって車内が換気されることを期待できる。
【００５２】
また、メータＥＣＵ１は、上昇速度条件Ｖ以上の上昇速度が前記継続時間条件Ｔ以上にわたって継続していると、図８に示す内容の予告情報をＬＣＤ３０に表示する。これにより、乗員が予告情報を参照することで、５秒後にエアコンが動き出すことを事前に認識させることができる。そして、メータＥＣＵ１は、予告情報を出力した後、換気要求をエアコンＥＣＵ２に送信する。そして、エアコンＥＣＵ２は、換気要求をメータＥＣＵ１から受信すると、外気吸入となるように、内外気切替ドアを駆動させ、送風機を駆動させる。これにより、外気が車内に導入されて換気が行われる。
【００５３】
以上説明した車内安全支援システム１００によれば、呼気によるＣＯ２濃度の上昇をその上昇速度に着目して判別するようにしたことから、従来の強制的に換気を開始するための判定閾値Ｐ（図９参照）に到達する前に、ＣＯ２濃度の上昇が乗員の呼気によるものか否かを迅速に判別できる。また、検出した上昇速度の継続時間が継続時間条件を満たしている場合、呼気によるＣＯ２濃度の上昇であると判別して警報情報を乗員に出力するようにしたことから、該警報によって乗員に車内の換気を促すことができ、強制的に換気を行う必要性の低下を期待できる。従って、エアコンＥＣＵ２等を強制的に動作させる必要性を低下させることができるため、エアコンＥＣＵ２等が突然動作して乗員を驚かせる頻度を低下させることができると共に、省エネルギー化に貢献することができる。また、人命に危険性がある場合は、換気開始を予告情報によって乗員に予告した上で、車内の換気を開始できるため、換気動作の開始によって乗員を驚かせてしまうことを防止できる。
【００５４】
なお、上述した本実施形態では、メータＥＣＵ１（車内二酸化炭素濃度上昇判別装置）がエアコンＥＣＵ２を制御して、車内を強制的に換気する場合について説明した。これに代えて、メータＥＣＵ１が上記警報情報を乗員に出力するだけで、エアコンＥＣＵ２を制御しない実施形態でも、乗員による車内の換気を促せるため、空調装置等を強制的に動作させる必要性を低下させることができ、空調装置等が突然動作して乗員を驚かせる頻度を低下させることができると共に、省エネルギー化に貢献することができる。
【００５５】
さらに、本実施形態では、車内二酸化炭素濃度上昇判別装置をメータＥＣＵ１で実現した場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、車内で乗員に対する表示機能、音声出力機能、等を備えた例えばカーナビゲーション、カーオーディオ、タクシーメータ、等の各種車載機器で実現することもできる。
【００５６】
このように上述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 車内二酸化炭素濃度上昇判別装置（メータＥＣＵ）
２ 換気装置（エアコンＥＣＵ）
１００ 車内安全支援システム
Ｐ１ 濃度情報取得手段（ＣＰＵ）
Ｐ２ 上昇速度検出手段（ＣＰＵ）
Ｐ３ 判別手段（ＣＰＵ）
Ｐ４ 警報情報出力手段（ＣＰＵ）
Ｐ５ 換気要求出力手段（ＣＰＵ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車内における二酸化炭素の濃度の上昇原因を判別する車内二酸化炭素濃度上昇判別装置であって、
前記車内の呼気による二酸化炭素濃度の第１上昇速度よりも速く設定され、且つ、二酸化炭素センサに対する呼気の吹き掛け及び前記車内への排気ガスの引き込みの少なくとも一方による二酸化炭素濃度の第２上昇速度よりも遅く設定された上昇速度条件と、前記呼気による濃度上昇と判定するための前記上昇速度条件を満たす継続時間条件と、を有する判別条件情報を記憶する判別条件情報記憶手段と、
前記二酸化炭素センサが検出した前記車内における二酸化炭素の濃度情報を取得する濃度情報取得手段と、
前記取得した濃度情報に基づいて、前記上昇速度条件を満たす濃度の上昇速度を検出する上昇速度検出手段と、
前記検出した上昇速度の継続時間が前記継続時間条件を満たしている場合に、呼気による前記二酸化炭素濃度の上昇であると判別する判別手段と、
前記判別手段が呼気による前記二酸化炭素濃度の上昇と判別したことを警報する警報情報を前記車内の乗員に対して出力する警報情報出力手段と、
を有することを特徴とする車内二酸化炭素濃度上昇判別装置。
【請求項２】
前記判別手段は、前記検出した上昇速度の継続時間が前記継続時間条件を逸脱している場合に、前記呼気以外の要因による前記二酸化炭素濃度の上昇と判別する手段であり、
前記判別手段が前記呼気以外の要因による前記二酸化炭素濃度の上昇と判別した場合、前記車内の換気の開始を予告する予告情報を前記乗員に出力した後に、前記車内の換気を要求するための換気要求を予め定められた要求先に出力する換気要求出力手段を有することを特徴とする請求項１に記載の車内二酸化炭素濃度上昇判別装置。
【請求項３】
車内を換気する換気装置を有する車内安全支援システムにおいて、
請求項２に記載の車内二酸化炭素濃度上昇判別装置を有し、
前記換気要求出力手段は、前記要求先を前記換気装置とし、
前記換気装置は、前記換気要求出力手段からの換気要求に応じて前記車内の換気を行うことを特著とする車内安全支援システム。
【請求項１】
車内における二酸化炭素の濃度の上昇原因を判別する車内二酸化炭素濃度上昇判別装置であって、
前記車内の呼気による二酸化炭素濃度の第１上昇速度よりも速く設定され、且つ、二酸化炭素センサに対する呼気の吹き掛け及び前記車内への排気ガスの引き込みの少なくとも一方による二酸化炭素濃度の第２上昇速度よりも遅く設定された上昇速度条件と、前記呼気による濃度上昇と判定するための前記上昇速度条件を満たす継続時間条件と、を有する判別条件情報を記憶する判別条件情報記憶手段と、
前記二酸化炭素センサが検出した前記車内における二酸化炭素の濃度情報を取得する濃度情報取得手段と、
前記取得した濃度情報に基づいて、前記上昇速度条件を満たす濃度の上昇速度を検出する上昇速度検出手段と、
前記検出した上昇速度の継続時間が前記継続時間条件を満たしている場合に、呼気による前記二酸化炭素濃度の上昇であると判別する判別手段と、
前記判別手段が呼気による前記二酸化炭素濃度の上昇と判別したことを警報する警報情報を前記車内の乗員に対して出力する警報情報出力手段と、
を有することを特徴とする車内二酸化炭素濃度上昇判別装置。
【請求項２】
前記判別手段は、前記検出した上昇速度の継続時間が前記継続時間条件を逸脱している場合に、前記呼気以外の要因による前記二酸化炭素濃度の上昇と判別する手段であり、
前記判別手段が前記呼気以外の要因による前記二酸化炭素濃度の上昇と判別した場合、前記車内の換気の開始を予告する予告情報を前記乗員に出力した後に、前記車内の換気を要求するための換気要求を予め定められた要求先に出力する換気要求出力手段を有することを特徴とする請求項１に記載の車内二酸化炭素濃度上昇判別装置。
【請求項３】
車内を換気する換気装置を有する車内安全支援システムにおいて、
請求項２に記載の車内二酸化炭素濃度上昇判別装置を有し、
前記換気要求出力手段は、前記要求先を前記換気装置とし、
前記換気装置は、前記換気要求出力手段からの換気要求に応じて前記車内の換気を行うことを特著とする車内安全支援システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１６２０９６（Ｐ２０１１−１６２０９６Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８４１０（Ｐ２０１０−２８４１０）
【出願日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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