(57)【要約】【課題】特定状況に影響されず、搭乗者の温感に合わせた空調設定の学習を行うことが可能な車両用空調装置およびその制御方法を提供する。【解決手段】車両用空調装置（１）は、空調空気を車室内に供給する空調部（１０）と、状態情報のうちの車室内外の温度に関連する空調情報及び操作部（５９）を通じて入力された設定情報に基づいて制御情報を算出する制御式を有し、制御式で算出された制御情報にしたがって空調部を制御する空調制御部（６５）と、所定の設定操作が行われる度に、その設定操作時における状態情報を所定の設定操作に関連付けて記憶する記憶部（６１）と、所定の設定操作を行った操作回数が所定回数以上となった場合、記憶部（６１）に記憶された状態情報に基づいて、所定の設定操作に関連する状態情報を選択し、選択された状態情報が空調情報以外の情報を含まない場合、制御式を修正する学習部（６６）とを有する。【選択図】図１
2008080876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用空調装置であって、
空調空気を車内に供給する空調部（１０）と、
前記車両内外の空調情報、前記車両の位置情報、前記車両の挙動情報、時間情報又は前記車両の搭乗者の生体情報の少なくとも一つを含む状態情報を取得する情報取得部（５１、５２、５３、５５、５６、５７、５８）と、
前記空調装置の空調設定操作に対応する設定情報を出力する操作部（５９）と、
前記空調情報及び前記操作部（５９）を通じて入力された設定情報に基づいて制御情報を算出する制御式を有し、該制御式で算出された制御情報にしたがって前記空調部（１０）を制御する空調制御部（６５）と、
前記操作部（５９）を通じて前記所定の設定操作が行われる度に、前記所定の設定操作時における前記状態情報を記憶する記憶部（６１）と、
前記所定の設定操作を行った操作回数が所定回数以上となった場合、前記記憶部（６１）に記憶された前記状態情報に基づいて、前記所定の設定操作に関連する状態情報を選択し、該選択された状態情報が前記空調情報以外の情報を含まない場合、前記制御式を修正する学習部（６６）と、
を有することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
所定の設定操作に関連する少なくとも一つの確率モデルを有し、前記状態情報を該少なくとも一つの確率モデルに入力することにより、該所定の設定操作が行われる出現確率を算出し、該出現確率が所定の条件を満たす場合、該少なくとも一つの確率モデルに関連付けられた修正情報を用いて前記制御情報又は設定情報を修正する制御情報修正部（６４）をさらに有し、
前記学習部（６６）は、前記選択された状態情報が前記空調情報以外の情報を含む場合、前記所定の設定操作に関する確率モデルを構築する、請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記学習部（６６）は、前記記憶部（６１）に前記所定の操作に関連付けて記憶された前記状態情報を用いてグラフ構造及び該グラフ構造に含まれるノードの条件付き確率を決定することにより、前記所定の設定操作が行われる出現確率を算出する仮の確率モデルを構築し、
前記仮の確率モデルのうち、所定の判定基準にしたがって最も適した仮の確率モデルを選択し、
該選択された仮の確率モデルの入力情報となる状態情報を、前記所定の設定操作に関連する状態情報として選択する、請求項２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記学習部（６６）は、所定のグラフ構造を有する標準モデルを複数有し、
前記操作回数が前記所定回数以上となった場合、前記複数の標準モデルの各々について、前記記憶部（６１）に記憶された前記状態情報を用いて前記所定のグラフ構造に含まれるノードの条件付き確率を決定することにより、前記所定の設定操作が行われる出現確率を算出する仮の確率モデルを構築し、
前記仮の確率モデルのうち、所定の判定基準にしたがって最も適した仮の確率モデルを選択し、
該選択された仮の確率モデルの入力情報となる状態情報を、前記所定の設定操作に関連する状態情報として選択する、請求項２に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記所定の判定基準は情報量基準であり、前記学習部（６６）は、前記仮の確率モデルの各々について算出された該情報量基準の値が最小あるいは最大となる仮の確率モデルを選択する、請求項３又は４に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記学習部（６６）は、前記選択された状態情報が前記空調情報以外の情報を含む場合、前記仮の確率モデルを前記所定の設定操作に関する確率モデルとする、請求項３〜５の何れか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項７】
空調空気を車内に供給する空調部（１０）と、
車両内外の空調情報、前記車両の位置情報、前記車両の挙動情報、時間情報又は前記車両の搭乗者の生体情報の少なくとも一つを含む状態情報を取得する情報取得部（５１、５２、５３、５５、５６、５７、５８）と、
前記空調装置の空調設定操作に対応する設定情報を出力する操作部（５９）と、
前記空調情報及び前記操作部（５９）を通じて入力された設定情報に基づいて制御情報を算出する制御式を有し、該制御式で算出された制御情報にしたがって前記空調部を制御する空調制御部（６５）とを有する車両用空調装置の制御方法であって、
前記操作部（５９）を通じて前記所定の設定操作が行われる度に、前記所定の設定操作時における前記状態情報を記憶するステップと、
前記所定の設定操作を行った操作回数が所定回数以上となった場合、前記記憶部（６１）に記憶された前記状態情報に基づいて、前記所定の設定操作に関連する状態情報を選択するステップと、
前記選択された状態情報が前記空調情報以外の情報を含むか否かを判定するステップと、
前記判定ステップにおいて、前記選択された状態情報が前記空調情報以外の情報を含まないと判定された場合、前記制御式を修正するステップと、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項８】
前記車両用空調装置は、所定の設定操作に関連する少なくとも一つの確率モデルを有し、前記状態情報を該少なくとも一つの確率モデルに入力することにより、該所定の設定操作が行われる出現確率を算出し、該出現確率が所定の条件を満たす場合、該少なくとも一つの確率モデルに関連付けられた修正情報を用いて前記制御情報又は設定情報を修正する制御情報修正部（６４）を有し、
前記判定ステップにおいて、前記選択された状態情報が前記空調情報以外の情報を含むと判定された場合、前記所定の設定操作に関する確率モデルを構築するステップを有する、請求項７に記載の制御方法。
【請求項９】
制御装置であって、
第１の情報と第２の情報を含む状態情報を取得する情報取得部と、
制御対象となる装置の設定操作に対応する設定情報を出力する操作部（５９）と、
前記第１の情報及び前記設定情報を所定の制御式に入力することにより、制御情報を算出し、該制御情報にしたがって前記制御対象となる装置を制御する制御部（６５）と、
前記操作部（５９）を通じて前記所定の設定操作が行われる度に、前記所定の設定操作時における前記状態情報を記憶する記憶部（６１）と、
前記記憶部（６１）に記憶された前記状態情報に基づいて、前記所定の設定操作に関連する状態情報を選択し、該選択された状態情報が前記第１の情報以外の情報を含まない場合、前記所定の制御式を修正する学習部（６６）と、
を有することを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置、車両用空調装置の制御方法および制御装置に関し、特に、搭乗者の温感又は状況に応じて自動的に空調状態を最適化する車両用空調装置およびその車両用空調装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両用空調装置では、設定温度、外気温、内気温、日射量などの各種パラメータに応じて、各吹き出し口から送出される空調空気の温度、風量などを自動的に決定する。しかし、搭乗者の体感温度、温感（暑がり、寒がりなど）には個人差が存在する。そのため、自動的に決定された空調空気の温度、風量などが、最適な値とならないことがある。そのような場合、搭乗者は、必要に応じて操作パネルを操作して、設定温度を高くしたり、あるいは低くしたり、あるいは、風量を増加又は減少させるように空調装置を調節する。そこで、搭乗者が操作パネルを操作して、設定温度、風量などを変更した場合、そのときの各種パラメータを用いて、空調空気の温度や風量を決定する制御式を修正する学習制御を組み込んだ空調制御装置が開発されている（特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、搭乗者が空調装置の設定を変更するのは、必ずしも温感などの違いによるものではなく、特定状況下における外部環境的な要因による場合もある。例えば、搭乗者が運転を行う直前に運動を行っていた場合には、通常よりも設定温度を低くすることもある。また、いつも渋滞する地点に差し掛かった場合に、車の排ガスが車内に充満するのを防ぐために、内気循環モードに設定することもある。しかし、特許文献１に記載された空調制御装置では、特定状況下における外部環境的要因のせいで空調装置の設定を変更したのか、温感などの違いによって変更したのかを区別することができない。そのため、上記の学習制御に使用するのには適さない情報を用いて学習を行ってしまうおそれがある。そして、そのような学習に適さない情報を用いて学習を行うと、必ずしも搭乗者の温感に合うように上記の制御式を修正できない場合があった。そこで、そのような不都合を避けるために、空調装置の操作パネル上に別途「学習ボタン」のような、空調装置に学習を行わせることを明示的且つ手動で指示する操作スイッチを設けることが考えられる。しかし、それでは、搭乗者の操作無しには、学習を行うことができず、完全な自動学習とは言い難い。さらに、上記のような特定状況に合わせて空調温度などを自動的に最適化することは困難であった。
【０００４】
一方、走行中の自車両の位置を示すデータを学習データに加えて、温調学習とそれ以外の学習とを識別可能とした自動車用空気調和装置が開発されている（特許文献２参照）。しかし、特許文献２に記載された自動車用空気調和装置は、自車両の位置及び日時を参照して、温調学習を行うか否かを決定するものであり、自車両の位置及び日時以外の原因で空調設定を行う場合、例えば、搭乗者が運動した直後であったために設定温度を下げたような場合には対応することができない。また、上記のような特定の状況に合わせて空調温度などの最適化を行うことまでは考慮されていなかった。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２９３２０４号公報
【特許文献２】特開２０００−６２４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上述した従来技術による問題点を解消することを可能とする車両用空調装置、車両用空調装置の制御方法および制御装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、特定状況に影響されず、搭乗者の温感に合わせた空調設定の学習を行うことが可能な車両用空調装置およびその制御方法を提供することにある。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、搭乗者の温感に合わせた最適化だけでなく、特定状況下でも自動的に最適な空調設定を行うことが可能な車両用空調装置およびその制御方法を提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、搭乗者の温感又は特定状況下に対する最適な空調設定を自動的に学習することが可能な車両用空調装置およびその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の記載によれば、本発明に係る車両用空調装置は、状態情報の一つである空調情報及び操作部（５９）を通じて入力された設定情報に基づいて制御情報を算出する制御式を有し、その制御式で算出された制御情報にしたがって、空調空気を車両の車室内に供給する空調部（１０）を制御する空調制御部（６５）と、操作部（５９）を通じて所定の設定操作が行われる度に、その設定操作時における状態情報を記憶する記憶部（６１）と、所定の設定操作を行った操作回数が所定回数以上となった場合、記憶部（６１）に記憶された状態情報に基づいて、その設定操作に関連する状態情報を選択し、その選択された状態情報が空調情報以外の情報を含まない場合、制御式を修正する学習部（６６）とを有することにより、特定状況に影響されず、搭乗者の温感に合わせた空調設定の学習を行うことができる。なお、状態情報は、車両内外の空調情報、車両の位置情報、車両の挙動情報、時間情報又は車両の搭乗者の生体情報の少なくとも一つを含む。また、空調情報は、車内の内気温、車外の外気温及び日射量を含む。また、所定の設定操作とは、設定温度の変更、風量の変更、内気循環モードに設定する、デフロスタを作動あるいは停止させるといった、車両用空調装置の動作状態を変更させる操作をいう。また、設定情報とは、設定温度、風量、内外気の吸気比、各吹出口から送出される空調空気の風量比など、車両用空調装置の動作を規定する情報をいう。さらに、制御情報とは、空調空気の温度、ブロアファンの回転数、エアミックスドアの開度など、設定情報に基づいて求められ、空調部の各部の動作を制御する情報をいう。さらに、制御式は、関数の形で記述されるものに限定されず、入力値に対する出力値を表した参照テーブル又はマップであってもよい。
【００１１】
また、請求項２に記載のように、本発明に係る車両用空調装置は、所定の設定操作に関連する少なくとも一つの確率モデルを有し、状態情報をその少なくとも一つの確率モデルに入力することにより、所定の設定操作が行われる出現確率を算出し、出現確率が所定の条件を満たす場合、少なくとも一つの確率モデルに関連付けられた修正情報を用いて制御情報又は設定情報を修正する制御情報修正部（６４）をさらに有することが好ましい。この場合、学習部（６６）は、選択された状態情報が空調情報以外の情報を含む場合、所定の設定操作に関する確率モデルを構築することが好ましい。
係る構成により、搭乗者の温感だけでなく、特定の状況に対応して自動的に最適な空調制御を行うことができる。なお、確率モデルに関連付けられた修正情報とは、その確率モデルによって規定される修正において、設定情報または制御情報の修正後の値、あるいは、設定情報または制御情報を所望の修正値に変更するために設定情報または制御情報に加えられ、若しくは乗じられる修正量をいう。
【００１２】
さらに、請求項３に記載のように、学習部（６６）は、記憶部（６１）に所定の操作に関連付けて記憶された状態情報を用いてグラフ構造及びそのグラフ構造に含まれるノードの条件付き確率を決定することにより、所定の設定操作が行われる出現確率を算出する仮の確率モデルを構築し、仮の確率モデルのうち、所定の判定基準にしたがって最も適した仮の確率モデルを選択し、選択された仮の確率モデルの入力情報となる状態情報を、所定の設定操作に関連する状態情報として選択することが好ましい。
【００１３】
あるいは、請求項４に記載のように、学習部（６６）は、所定のグラフ構造を有する標準モデルを複数有し、操作回数が所定回数以上となった場合、複数の標準モデルの各々について、記憶部（６１）に記憶された状態情報を用いて所定のグラフ構造に含まれるノードの条件付き確率を決定することにより、所定の設定操作が行われる出現確率を算出する仮の確率モデルを構築し、仮の確率モデルのうち、所定の判定基準にしたがって最も適した仮の確率モデルを選択し、選択された仮の確率モデルの入力情報となる状態情報を、所定の設定操作に関連する状態情報として選択することが好ましい。
請求項３又は４に記載の構成により、多数有る状態情報のうちから、所定の設定操作に関連する状態情報、すなわち、その所定の設定操作が行われるか否かを判断する要因と考えられる状態情報を、適切に選択することができる。
【００１４】
さらに、請求項５に記載のように、所定の判定基準は情報量基準であり、学習部（６６）は、仮の確率モデルの各々について算出された情報量基準の値が最小あるいは最大となる仮の確率モデルを選択することが好ましい。
所定の設定操作を行う出現確率を算出する確率モデルを求め、その入力情報を調べることにより、真に設定操作に関連のある情報を選択することができる。
【００１５】
さらに、請求項６に記載のように、学習部（６６）は、選択された状態情報が空調情報以外の情報を含む場合、仮の確率モデルを所定の設定操作に関する確率モデルとすることが好ましい。
【００１６】
また、請求項７の記載によれば、空調空気を車両の車室内に供給する空調部（１０）と、状態情報の一つである空調情報及び操作部（５９）を通じて入力された設定情報に基づいて制御情報を算出する制御式を有し、その制御式で算出された制御情報にしたがって、空調部（１０）を制御する空調制御部（６５）を有する車両用空調装置の制御方法が提供される。係る制御方法は、操作部（５９）を通じて所定の設定操作が行われる度に、その設定操作時における状態情報を記憶するステップと、所定の設定操作を行った操作回数が所定回数以上となった場合、記憶部（６１）に記憶された状態情報に基づいて、所定の設定操作に関連する状態情報を選択するステップと、選択された状態情報が空調情報以外の情報を含むか否かを判定するステップと、その判定ステップにおいて、選択された状態情報が空調情報以外の情報を含まないと判定された場合、制御式を修正するステップとを有することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８に記載のように、本発明に係る制御方法は、上記判定ステップにおいて、選択された状態情報が空調情報以外の情報を含むと判定された場合、状態情報に基づいて所定の設定操作を行う出現確率を計算する確率モデルを構築するステップを有することが好ましい。
【００１８】
さらに、請求項９の記載によれば、本発明に係る制御装置は、第１の情報と第２の情報を含む状態情報を取得する情報取得部と、制御対象となる装置の設定操作に対応する設定情報を出力する操作部（５９）と、第１の情報及び設定情報を所定の制御式に入力することによって制御情報を算出し、その制御情報にしたがって制御対象装置を制御する制御部（６５）と、操作部（５９）を通じて所定の設定操作が行われる度に、所定の設定操作時における状態情報を記憶する記憶部（６１）と、記憶部（６１）に記憶された状態情報に基づいて、所定の設定操作に関連する状態情報を選択し、その選択された状態情報が第１の情報以外の情報を含まない場合、所定の制御式を修正する学習部（６６）と、を有することを特徴とする。
【００１９】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を適用した車両用空調装置について説明する。
本発明を適用した車両用空調装置は、搭乗者の温感又は特定状況に合わせて学習された少なくとも一つの確率モデルに基づいて、搭乗者の空調設定操作を推定し、自動的に空調設定を行うものである。特に、搭乗者の温感によるものと特定状況によるものとに分けて学習を行うことができるので、搭乗者の温感に合わせた空調設定を自動的に行えるだけでなく、特定の状況に応じて最適な空調設定を自動的に行うことができる。
【００２１】
図１は、車両用空調装置１の全体構成を示す構成図である。図１に示すように、車両用空調装置１は、主に機械的構成からなる空調部１０と、この空調部１０を制御する制御部６０とを有する。
【００２２】
まず、空調部１０の冷凍サイクルＲの構成を説明する。車両用空調装置１の冷凍サイクルＲは閉回路で構成され、その閉回路はコンプレッサ１１より時計回りにコンデンサ１５、レシーバ１６、膨張弁１７、およびエバポレータ１８を含む。そして、コンプレッサ１１は、冷媒を圧縮して高圧ガスにする。また、コンプレッサ１１は、ベルト１２を介して車載エンジン１３より伝わる動力断続用の電磁クラッチ１４を備える。コンデンサ１５は、コンプレッサ１１より送られてきた高温、高圧の冷媒ガスを冷却し、液化させる。レシーバ１６は、液化された冷媒ガスを貯蔵する。また、冷却性能の低下を防ぐため、液化された冷媒に含まれるガス状の気泡を取り除き、完全に液化された冷媒のみを膨張弁１７へ送る。膨張弁１７は、液化された冷媒を断熱膨張させて低温、低圧化し、エバポレータ１８へ送る。エバポレータ１８は、低温、低圧化された冷媒と、エバポレータ１８に送り込まれた空気との間で熱交換を行ってその空気を冷却する。
【００２３】
次に、空調部１０の空調ケース２０内の構成について説明する。エバポレータ１８の上流側には、ブロワファン２１が配置されている。ブロワファン２１は遠心式送風ファンで構成され、駆動用モータ２２により回転駆動される。ブロワファン２１の吸入側には、内外気切替箱２３が配置される。内外気切替箱２３内には、内外気サーボモータ２４で駆動される内外気切替ドア２５が配置される。そして内外気切替ドア２５は、内気吸込口２６と外気吸込口２７とを切り替えて開閉する。そして、内気吸込口２６又は外気吸込口２７から取り込まれた空気は、内外気切替箱２３を経由して、ブロアファン２１によってエバポレータ１８へ送られる。なお、ブロアファン２１の回転速度を調整することにより、車両用空調装置１から送出される風量を調節することができる。
【００２４】
エバポレータ１８の下流側には、エバポレータ１８側から順に、エアミックスドア２８、およびヒータコア２９が配置される。ヒータコア２９には、ヒータコア２９を通る空気を暖めるために、車載エンジン１３の冷却に使用された冷却水が循環供給される。また、空調ケース２０には、ヒータコア２９をバイパスするバイパス通路３０が形成されている。エアミックスドア２８は、温調サーボモータ３１により回動され、各吹き出し口から送出される空気を所定の温度にするために、ヒータコア２９を通過する通路３２からの温風とバイパス通路３０を通過する冷風との風量割合を調整する。
【００２５】
さらに、バイパス通路３０を経由した冷風と、ヒータコア２９を通過する通路３２からの温風とが混合される空気混合部３３の下流側には、空調空気を車内に送出するフット吹き出し口３４、フェイス吹き出し口３５、デフロスタ吹き出し口３６が設けられている。そして、各吹き出し口には、各吹き出し口を開閉するためのフットドア３７、フェイスドア３８及びデフロスタドア３９がそれぞれ設けられている。なお、フット吹き出し口３４は、運転席または助手席の足元へ空調空気を送出し、フェイス吹き出し口３５は、フロントパネルから運転席または助手席に向けて空調空気を送出する。また、デフロスタ吹き出し口３６は、フロントガラスへ向けて空調空気を送出する。各ドア３７、３８及び３９は、モードサーボモータ４０により駆動される。
【００２６】
次に、車両用空調装置１が有する情報取得部として機能する各種センサについて説明する。内気温センサ５１は、車室内の温度Trを測定するために、ハンドル近傍のインストルメントパネルなどにアスピレータとともに設置される。また、外気温センサ５２は、車室外の温度Tamを測定するために、コンデンサ１５の外側前面の車両前方ラジエターグリルに設置される。さらに、車室内に照りつける日射光の強さ（日射量）Sを測定するために、日射センサ５３が車室内のフロントガラス近傍に取り付けられる。なお、日射センサ５３はフォトダイオードなどで構成される。これらセンサで取得された内気温Tr、外気温Tam及び日射量Sは、空調情報とされ、温調制御及び風量制御を行うために、制御部６０で使用される。なお、温調制御及び風量制御の詳細は後述する。
【００２７】
さらに、エバポレータ１８から吹き出される空気の温度（エバポレータ出口温度）を測定するためのエバポレータ出口温度センサ、ヒータコア２９へのエンジン冷却水の冷却水の水温を測定するためのヒータ入口水温センサ、及び冷凍サイクルＲ内を循環する冷媒の圧力を測定するための圧力センサなどが設けられる。その他、車室内には、搭乗者情報取得部としても機能する、運転席及びその他の席に搭乗している乗員の顔を撮影するための１台以上の車内カメラ５４が設置される。また、車外の様子を撮影する車外カメラ５５も設置される。
【００２８】
車両用空調装置１は、上記の各センサからのセンシング情報の他、ナビゲーションシステム５６から、車両の現在位置、進行方向、周辺地域情報、Ｇｂｏｏｋ情報などの位置情報を取得する。また、車両操作機器５７から、アクセル開度、ハンドル、ブレーキ、パワーウインドウ開度、ワイパー、ターンレバー若しくはカーオーディオのＯＮ／ＯＦＦなどの各種操作情報及び車速、車両挙動情報などを取得する。さらに、車載時計５８より、曜日、現在時刻などの時間情報を取得する。また、車両用空調装置１は、運転席に心電検出センサ、心拍・呼吸センサ、体温センサ若しくは皮膚温センサなどを設置して、搭乗者の生体情報を取得するようにしてもよい。
このように、ナビゲーションシステム５６、車両操作機器５７及び車載時計５８もまた、情報取得部として機能する。
【００２９】
図２は、車両用空調装置１の制御部６０の機能ブロック図である。
制御部６０は、図示していないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる１個もしくは複数個の図示してないマイクロコンピュータ、その周辺回路、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ等からなる記憶部６１、及び各種センサ、ナビゲーションシステム５６又は車両操作機器５７などとコントロールエリアネットワーク（ＣＡＮ）のような車載通信規格に従って通信を行う通信部６２から構成される。
【００３０】
さらに、制御部６０は、このマイクロコンピュータ及びマイクロコンピュータ上で実行されるコンピュータプログラムによって実現される機能モジュールとして、照合部６３、制御情報修正部６４、空調制御部６５及び学習部６６を有する。
【００３１】
制御部６０は、上記のセンシング情報、位置情報、車両挙動情報などの状態情報を、各種のセンサ、ナビゲータシステム、車両操作機器などから取得すると、それらをＲＡＭに一時的に記憶する。同様に、操作部であるＡ／Ｃ操作パネル５９から取得された操作信号もＲＡＭに一時的に記憶する。そして制御部６０は、それら状態情報及び操作信号に基づいて空調部１０を制御する。例えば、制御部６０は、電磁クラッチ１４を制御してコンプレッサ１１のＯＮ／ＯＦＦ切り換えを行ったり、ブロアファン２１の回転数調整のために駆動用モータ２２を制御する。また制御部６０は、内外気サーボモータ２４、温調サーボモータ３１及びモードサーボモータ４０を制御して各ドアの開度を調節する。これらの制御を行うことによって、車内の温度を、搭乗者の設定した温度に近づけるように、各吹き出し口から送出される空調空気の風量比、全体の風量及び温度を調節する。ここで制御部６０は、空調空気の温度や風量などを決定するために、利用可能な確率モデルに、所定の状態情報を入力し、搭乗者が所定の操作（例えば、設定温度を下げる、風量を最大にする、内気循環モードに設定する等）を行う確率を推定する。その確率が所定閾値以上の場合には、自動的にその所定の操作を行う。
【００３２】
さらに制御部６０は、搭乗者が車両用空調装置１を操作した場合には、その操作内容及びその操作時の各種情報を蓄積する。そして、そのような情報が所定数蓄積されると、統計的学習処理を行って確率モデルを生成する。あるいは、温調制御に使用する制御式を修正する。以下、これらの動作を行う各機能モジュールについて説明する。
【００３３】
照合部６３は、エンジンスイッチをＯＮすると、車内カメラ５４で撮影された画像と、車両用空調装置１に予め登録された登録済利用者に関する照合情報に基づいて、搭乗者の照合及び認証を行い、搭乗者が何れの登録済利用者か判定する。そして、搭乗者と判定された登録済利用者の識別情報（ＩＤ）及び登録済利用者に関連する個人情報を記憶部６１から読み出す。
【００３４】
ここで、照合部６３は、例えば以下の方法によって搭乗者の照合及び認証を行う。照合部６３は、車内カメラ５４で撮影された画像を２値化したり、エッジ検出を行って搭乗者の顔に相当する領域を識別する。そして、識別された顔領域から、目、鼻、唇など特徴的な部分をエッジ検出等の手段によって検出し、その特徴的な部分の大きさ、相対的な位置関係などを特徴量の組として抽出する。次に、照合部６３は、抽出された特徴量の組を、予め記憶部６１に記憶されている、各登録済利用者に関して求められた特徴量の組と比較し、相関演算などを用いて一致度を算出する。そして、最も高い一致度が、所定の閾値以上となる場合、照合部６３は、搭乗者を、その最も高い一致度となった登録済利用者として認証する。なお、上記の照合方法は、一例に過ぎず、照合部６３は、他の周知の照合方法を使用して、搭乗者の照合及び認証を行うことができる。例えば、照合部６３は、特開２００５−２０２７８６号公報に記載された車両用顔認証システムを用いることができる。また、画像認証以外の方法を用いることも可能であり、例えば、スマートキーシステムを用いて搭乗者の照合及び認証を行うようにしてもよい。さらに、特開２００５−６７３５３号公報に記載された車両用盗難防止装置のように、スマートキーシステムと画像認証を組み合わせて照合及び認証を行うようにしてもよい。
【００３５】
制御情報修正部６４は、確率モデルに基づいて、設定温度Tset、風量Wなど搭乗者が直接設定可能な設定情報である、空調装置１の制御パラメータを自動調整するか否かを決定する。
本実施形態では、確率モデルとして、ベイジアンネットワークを用いた。ベイジアンネットワークは、複数の事象の確率的な因果関係をモデル化するものであり、各ノード間の伝播を条件付き確率で求める、非循環有向グラフで表されるネットワークである。なお、ベイジアンネットワークの詳細については、繁桝算男他著、「ベイジアンネットワーク概説」、初版、培風館、２００６年７月、又は尾上守夫監修、「パターン識別」、初版、新技術コミュニケーションズ、２００１年７月などに開示されている。
【００３６】
本実施形態では、確率モデルは、車両用空調装置１に登録された利用者毎に生成される。また、確率モデルは、設定操作ごと（例えば、設定温度Tsetを下げる若しくは上げる、風量Wを調節する、内気循環モードにする等）に生成される。そして、記憶部６１には、確率モデルの構造情報が、各利用者情報及び設定操作と関連付けて記憶される。具体的には、確率モデルを構成する各ノード間の接続関係を表すグラフ構造、入力ノードに与えられる入力情報のタイプ、各ノードの条件付き確率表（以下、ＣＰＴという）とともに、利用者の識別番号（ＩＤ）、設定操作の内容と一意に対応する設定操作番号k、その設定操作で修正される制御パラメータ及びその修正値（例えば、設定温度Tsetが３℃下げられる場合には、（Tset,-3）、風量Wを最大値Wmaxにする場合には、(W,Wmax)など）が各確率モデルごとに規定され、記憶部６１に記憶される。
【００３７】
制御情報修正部６４は、照合部６３によって搭乗者として特定された登録済み利用者に関連付けられた確率モデルを記憶部６１から読み出す。制御情報修正部６４は、読み出された１以上の確率モデルのそれぞれに、所定の状態情報を入力して、搭乗者が各確率モデルに関連付けられた設定操作を行う確率を求める。すなわち、各確率モデルについて一意に規定され、各確率モデルとともに記憶部６１に記憶された設定操作番号ｋで表される設定操作を行う確率を求める。その確率は、例えば確率伝播法（belief propagation）を用いて計算することができる。そして、制御情報修正部６４は、求めた確率が、搭乗者がその設定操作を行うことがほぼ確実であると考えられる第１の閾値Th1（例えば、Th1=0.9）以上の場合、その設定操作を自動的に実行する。具体的には、その設定操作に関連する制御パラメータの値を、確率モデルに関連付けられた、すなわち、その確率モデルに対して一意に規定され、各確率モデルとともに記憶部６１に記憶された制御パラメータの修正値を用いて修正する。
【００３８】
また、求めた確率が第１の閾値Th1未満であるものの、搭乗者がその設定操作を行う可能性が高いと考えられる第２の閾値Th2（例えば、Th2=0.6）以上である場合には、制御情報修正部６４は、Ａ／Ｃ操作パネル５９あるいはナビゲーションシステム５６などの表示部を通じてその設定操作内容を表示して搭乗者に知らせる。そして、搭乗者にその設定操作を行うか否かを確認する。そして、搭乗者がその設定操作を行うことを承認する操作（例えば、所定の操作ボタンを押す）をＡ／Ｃ操作パネル５９などを通じて行った場合、制御情報修正部６４は、その設定操作を行う。なお、Ａ／Ｃ操作パネル５９あるいはナビゲーションシステム５６を通じて設定操作内容を音声で搭乗者に知らせてもよい。また、車両用空調装置１にマイクロフォンを接続し、制御部６０に音声認識プログラムを搭載することにより、搭乗者の音声に反応して設定操作を行うか否かを確認してもよい。
【００３９】
以下、設定温度Tsetを３℃下げることを例として説明する。ここで、上記の第１の閾値Th1は0.9とし、第２の閾値Th2は0.6とする。
図３に、このような特定状況の一例を示す。ここで示される状況は、搭乗者（Ａさん）が、土曜日の午後はいつも運動公園でテニスを行い、その後、４時ごろ自家用車に乗ると、車両用空調装置の設定温度を普段よりも下げることを好むといったものである。一方、それ以外の場合、例えば、職場からの帰宅時などでは、そのような設定操作を行わないような場合を考える。
図４に、車両用空調装置１の制御パラメータを自動調節するために使用される確率モデルの一例のグラフ構造を示す。図４に示す確率モデル１０１では、３個の入力ノード１０２、１０３、１０４がそれぞれ出力ノード１０５に接続されている。また、各入力ノード１０２、１０３、１０４には、それぞれ入力される状態情報として曜日（x1）、時間帯（x2）、現在位置（x3）が与えられる。そして、出力ノード１０５は、設定温度Tsetを３℃下げる確率を出力とする。
【００４０】
図５（ａ）〜（ｄ）に、図４に示した確率モデル１０１の各ノードについてのＣＰＴ１０６〜１０９を示す。ＣＰＴ１０６〜１０８は、それぞれ入力ノード１０２〜１０４に対応し、入力される状態情報に対する事前確率を規定する。また、ＣＰＴ１０９は、出力ノード１０５に対応し、各入力ノードの情報の値ごとに割り当てられた条件付き確率分布を規定する。
【００４１】
ここで、曜日が土曜日（x1=1）、時間帯が昼（x2=1）、現在位置が公園（x3=1）と各入力ノードに与えられる情報が全て既知の場合、設定温度Tsetを３℃下げる確率P(x4=1|x1=1,x2=1,x3=1)は、図５（ｄ）より、0.95となる。したがって、得られた確率は、第１の閾値Th1以上であるため、制御情報修正部６４は、設定温度Tsetを３℃下げるよう制御パラメータを修正する。
【００４２】
また、曜日が土曜日（x1=1）、時間帯が昼（x2=1）であるものの、例えば、ナビゲーションシステム５６の電源が入っておらず、現在位置を知ることができない場合、図５（ｃ）に示した現在位置が公園である場合の事前確率P(x3)を用いて、P(x4=1|x1=1,x2=1,x3)が計算される。この場合、
P(x4=1|x1=1,x2=1,x3)
= P(x4=1|x1=1,x2=1,x3=1)・P(x3=1)
+ P(x4=1|x1=1,x2=1,x3=0)・P(x3=0)
＝ 0.95・0.15 + 0.55・0.85 = 0.61
となる。したがって、得られた確率は、第１の閾値Th1よりも小さいが、第２の閾値Th2以上であるため、制御情報修正部６４は、設定温度Tsetを３℃下げるか否か、Ａ／Ｃ操作パネル５９などを通じて搭乗者に確認する。
【００４３】
さらに、曜日が月曜日（x1=0）、時間帯が夜（x2=0）、現在位置が職場（x3=0）の場合、設定温度を３℃下げる確率P(x4=1|x1=0,x2=0,x3=0)は、図５（ｄ）より、0.1となる。したがって、得られた確率は、第１の閾値Th1及び第２の閾値Th2よりも小さいため、制御情報修正部６４は、設定温度Tsetを変更せず、設定温度Tsetを変更することについて、搭乗者に確認することもしない。
【００４４】
なお、上記の例では、簡単化のために、２層のネットワーク構成としたが、中間層を含む、３層以上のネットワーク構成としてもよい。また、入力情報としての曜日を、土曜日とそれ以外に区分したが、他の区分、例えば、各曜日ごとに区分するものであってもよい。同様に、現在位置についても、公園とその他に区分するのではなく、搭乗者が訪問する頻度が高い場所ごとに区分するものであってもよい。さらに、時間帯についても、さらに細分化したり、午前、午後などに区分してもよい。
【００４５】
また、同一の操作グループ（設定温度の修正、風量の変更、内外気の切り替え若しくは風量比の設定など）に関連する確率モデルが複数存在する場合、すなわち、特定の制御パラメータの修正を行う確率を出力とする確率モデルが複数存在する場合、制御情報修正部６４は、それら複数の確率モデルそれぞれについてその確率を計算する。なお、特定の制御パラメータとは、風量、内外気の切り替え、風量比なども含む。そして、得られた確率のうち、最大となるものを選択して上記の処理を行う。例えば、風量設定に関する確率モデルＭ１（風量Wを最大にする）とＭ２（風量Wを中程度にする）が存在する場合を考える。この場合、制御情報修正部６４は、確率モデルＭ１に基づいて風量Wを最大にする確率PM1を求め、同様に、確率モデルＭ２に基づいて風量Wを中程度にする確率PM2を算出する。そして、制御情報修正部６４は、PM1＞PM2であれば、PM1を上記の閾値Th1、Th2と比較して、風量Wを最大にするか否かを決定する。逆に、PM2＞PM1であれば、PM2を上記の閾値Th1、Th2と比較して、風量Wを中程度にするか否かを決定する。
【００４６】
なお、上記では、理解を容易にするために、確率モデルＭ１とＭ２が、異なる設定操作に関連付けられるように規定した。しかし、確率モデルＭ１とＭ２は、同じ設定操作（例えば、ともに風量Wを最大にする）に関連付けられてもよい。このことは、例えば、搭乗者が異なる２以上の状況（一方は、日中で晴天の場合、他方は、スポーツジムの帰り道の場合等）で、同一の操作を行う場合があることに対応する。それぞれの状況に対応する確率モデルが生成されていれば、それらの確率モデルは、同一の操作グループに属する設定操作が関連付けられることになる。
制御情報修正部６４は、上記の処理によって、設定温度Tset、風量Wなどの各制御パラメータを必要に応じて修正すると、それらの制御パラメータを制御部６０の各部で利用可能なように、制御部６０のＲＡＭに一時記憶する。
【００４７】
空調制御部６５は、各制御パラメータの値及び各センサから取得したセンシング情報をＲＡＭから読み出し、それらの値に基づいて、空調部１０の制御を行う。そのために、空調制御部６５は、温度調節部６５１、コンプレッサ制御部６５２、吹出口制御部６５３、吸込口制御部６５４及び送風量設定部６５５を有する。また、空調制御部６５は、制御情報修正部６４において修正された制御パラメータがＲＡＭに記憶されている場合には、その修正されたパラメータを読み出して使用する。
【００４８】
温度調節部６５１は、設定温度Tset及び各温度センサ及び日射センサ５３の測定信号に基づいて、各吹き出し口から送出される空調空気の必要吹出口温度（空調温度Tao）を決定する。そして、その空調空気の温度が空調温度Taoとなるように、エアミックスドア２８の開度を決定し、温調サーボモータ３１へ、エアミックスドア２８の開度が設定された位置になるように制御信号を送信する。例えば、エアミックスドア２８の開度は、内気温Trと設定温度Tsetの差を、外気温Tam、日射量Sなどで補正した値を入力とし、エアミックスドア２８の開度を出力とする制御式に基づいて決定される。ここで、エアミックスドア２８の開度を、一定の時間間隔（例えば、５秒間隔）毎に判定する。そのような制御を行うための各測定値から空調温度Taoを求めるための温調制御式及びエアミックスドア２８の開度の関係式を以下に示す。
【数１】
2008080876.tif 000003
上式において、Doは、エアミックスドア２８の開度を表す。また、係数kset、kr、kam、ks、C、a、bは定数であり、Tset、Tr、Tam、Sは、それぞれ、設定温度、内気温、外気温及び日射量を表す。ここで、制御情報修正部６４が設定温度Tsetを修正している場合、その修正された設定温度Tsetを使用する。また、エアミックスドア２８の開度Doは、ヒータコア２９を経由する通路３２を閉じた状態（すなわち、冷房のみが動作する状態）を０％、バイパス通路３０を閉じた状態（すなわち、暖房のみが動作する状態）を１００％として設定される。温調制御式の各係数kset、kr、kam、ks、C及びエアミックスドアの開度を求める関係式の係数a、bは温調制御パラメータとして、登録済利用者ごとに設定され、登録済利用者の個人設定情報に含まれる。
なお、温度調節部６５１は、空調温度Tao及びエアミックスドア２８の開度を、ニューラルネットワークを用いた制御やファジイ制御など、他の周知の制御方法を用いて決定してもよい。算出された空調温度Taoは、制御部６０の他の部で参照できるように、記憶部６１に記憶される。
【００４９】
コンプレッサ制御部６５２は、温度調節部６５１で求められた空調温度（必要吹出口温度）Tao、設定温度Tset及びエバポレータ出口温度などに基づいて、コンプレッサ１１のＯＮ／ＯＦＦを制御する。コンプレッサ制御部６５２は、車内を冷房する場合、デフロスタを作動させる場合などには、原則としてコンプレッサ１１を作動させ、冷凍サイクルＲを作動させる。ただし、エバポレータ１８がフロストすることを避けるために、エバポレータ出口温度が、エバポレータ１８がフロストする温度近くまで低下すると、コンプレッサ１１を停止する。そして、エバポレータ出口温度がある程度上昇すると、再度コンプレッサ１１を作動させる。なお、コンプレッサ１１の制御は、可変容量制御など周知の方法を用いて行えるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５０】
吹出口制御部６５３は、Ａ／Ｃ操作パネル５９を通じて搭乗者が設定した風量比の設定値、温度調節部６５１で求められた空調温度Tao、設定温度Tsetなどに基づいて、各吹き出し口から送出される空調空気の風量比を求め、その風量比に対応するように、フットドア３７、フェイスドア３８及びデフロスタドア３９の開度を決定する。吹出口制御部６５３は、風量比の設定値、空調温度Tao、設定温度Tsetなどと各ドア３７〜３９の開度との関係を表す制御式にしたがって各ドア３７〜３９の開度を決定する。このような制御式は予め規定され、制御部６０において実行されるコンピュータプログラムに組み込まれている。なお、吹出口制御部６５３は、他の周知の方法を用いて、各ドア３７〜３９の開度を決定することもできる。そして、各ドア３７〜３９が決定された開度となるように、モードサーボモータ４０を制御する。
また、吹出口制御部６５３は、制御情報修正部６４が風量比の設定値又は設定温度Tsetを修正している場合には、その修正された設定値又は設定温度Tsetを使用して各ドア３７〜３９の開度を決定する。
【００５１】
吸込口制御部６５４は、Ａ／Ｃ操作パネル５９から取得した吸込口設定、設定温度Tset、空調温度Tao、内気温Trなどに基づいて、車両用空調装置１が内気吸気口２６から吸気する空気と外気吸気口２７から吸気する空気の比率を設定する。吸込口制御部６５４は、外気温Tam、内気温Trと設定温度Tsetとの差などと吸気比との関係を表す制御式にしたがって内外気切替ドア２５の開度を決定する。このような制御式は予め設定され、制御部６０において実行されるコンピュータプログラムに組み込まれている。なお、吸込口制御部６５４は、他の周知の方法を用いて、内外気切替ドア２５の開度を決定することもできる。吸込口制御部６５４は、内外気サーボモータ２４を制御し、内外気切替ドア２５を求めた吸気比となるように回動させる。また、吸込口制御部６５４は、制御情報修正部６４が吸気設定値又は設定温度Tsetを修正している場合には、その修正された吸気設定値又は設定温度Tsetを使用して内外気切替ドア２５の開度を決定する。
【００５２】
送風量設定部６５５は、Ａ／Ｃ操作パネル５９から取得した風量W、設定温度Tset、空調温度Tao、内気温Tr、外気温Tam及び日射量Sなどに基づいて、ブロアファン２１の回転速度を決定する。そして、駆動用モータ２２へ、ブロアファン２１の回転速度が設定値になるように制御信号送信する。例えば、風量設定が手動設定になっている場合には、送風量設定部６５５は、Ａ／Ｃ操作パネル５９から取得した風量Wとなるようにブロアファン２１の回転速度を決定する。また、風量設定が自動設定になっている場合には、送風量設定部６５５は、内気温Tr、空調温度Taoなどと風量Wとの関係を表す風量制御式にしたがってブロアファン２１の回転速度を決定する。あるいは、風量制御式を、設定温度Tset及び空調情報（内気温Tr、外気温Tam及び日射量S）と、風量Wの関係を直接的に表すものとしてもよい。このような風量制御式として、周知の様々なものを用いることができる。なお、このような制御式は予め設定され、制御部６０において実行されるコンピュータプログラムに組み込まれている。あるいは、送風量設定部６５５は、空調情報と風量Wの関係を定めたマップを予め準備しておき、そのマップを参照して測定された空調情報に対応する風量Wを決定するマップ制御など、他の周知の方法を用いて、ブロアファン２１の回転速度を決定することもできる。また、送風量設定部６５５は、制御情報修正部６４が風量W又は設定温度Tsetを修正している場合には、その修正された風量W又は設定温度Tsetを使用してブロアファン２１の回転速度を決定する。
【００５３】
学習部６６は、搭乗者が車両用空調装置１の操作を行った場合に、新しい確率モデルの生成を行うか否か、又は既存の確率モデルの更新を行うか否かを判定し、必要な場合、確率モデルの生成又は更新を行う。また、学習部６６は、必要に応じて、上述した温調制御式又は風量制御式などの制御式を修正する。
【００５４】
一般的に、搭乗者は、車内が搭乗者にとって適切な空調状態となっていない場合、車両用空調装置１の設定操作を行う。そのため、搭乗者が車両用装置１の設定操作を頻繁に行う場合、搭乗者の設定操作を推定する確率モデルの構築が必要と考えられる。しかし、適切な確率モデルを構築するためには、統計的に正しい推定を行えるだけのデータが必要となる。そこで、学習部６６は、車両用空調装置１の設定操作が行われる度に、その操作時に取得した各状態情報（外気温Tamなどの空調情報、車両の現在位置などの位置情報、車速などの車両挙動情報、心拍数などの生体情報）を学習情報として、上述した設定操作番号k及び搭乗者のＩＤに関連付けて、記憶部６１に記憶する。また、搭乗者Ａが、設定操作番号ｋに対応する設定操作α（例えば、設定温度を３℃下げる、風量Wを最大にするなど）を行った操作回数iAkも記憶部６１に記憶する。なお、上記の学習情報DAkは、例えば次式のように表される。
【数２】
2008080876.tif 000004
ここで、dijkは、各状態情報の値である。iは、上記の操作回数iAkを示す。また、jは、状態情報の各値に対して便宜的に指定される状態項目番号であり、本実施形態では、j=1に対して内気温Tr、j=2に対して外気温Tam、j=3に対して日射量Sが割り当てられる。そして、j=4以降に、位置情報、車両挙動情報、生体情報などが割り当てられる。また、kは設定操作番号である。
これら学習情報DAk及び操作回数iAkは、登録済み利用者及び設定操作ごとに別個に記憶される。
【００５５】
学習部６６は、操作回数iAkが、所定回数n1（例えば、１０回）に等しくなると、記憶部６１に記憶されている学習情報DAkを用いて、その設定操作に関する確率モデルＭAqkを構築する。なお、q(=1,2,..)は、搭乗者Ａの設定操作番号kの設定操作について構築された確率モデルの数を表す。その後、搭乗者Ａが、さらに設定操作αを繰り返す場合、学習部６６は、前回の確率モデルＭAqk構築後のその操作回数iAkがn1回に到達する度に（すなわち、操作回数iAk＝n1・j（ただし、j=1,2,..）となる場合）、記憶部６１に記憶された学習情報DAkを用いて、確率モデルＭAqkを更新する。
【００５６】
ここで、学習部６６は、構築された確率モデルの入力パラメータが、温調制御式などの制御式の入力パラメータ、すなわち空調情報（内気温Tr、外気温Tam及び日射量S）のみを含むか否かを判断する。そして、入力パラメータが空調情報のみを含む場合には、専ら搭乗者の温感に対して温調制御が最適化されていないと考えられるため、学習部６６は制御式の修正を行う。なお、何れの制御式を修正するかは、設定操作αに関連して決定される。設定操作αが空調温度の設定に関するものであれば、学習部６６は温調制御式を修正し、設定操作αが風量の設定に関するものであれば、学習部６６は風量制御式を修正する。
一方、入力パラメータが空調情報以外の情報を含む場合には、特定状況に対応した空調設定を行う確率モデルが構築されたと考えられるため、制御式の修正は行わない。
【００５７】
学習部６６は、操作回数iAkが、所定回数n2（例えば、30回）に等しくなると、その時点で記憶部６１に記憶されている確率モデルＭAqkを確立されたものとし、以後その確率モデルＭAqkの更新は行わない。学習部６６は、確立された確率モデルＭAqkに対して、更新されないことを示すフラグ情報を付す。例えば、更新フラグfを確率モデルに関連付けて記憶部６１に記憶し、その更新フラグfが'1'の場合は、更新（すなわち、書き換え）禁止、更新フラグfが'0'の場合は更新可能として、更新可否を判別可能とすることができる。そして、学習部６６は、記憶部６１に記憶されている学習情報DAkを消去し、操作回数iAkを初期化して、値を0にリセットする。なお、所定回数n2は、n1よりも大きな数で、統計的に十分正確な確率モデルを構築可能と考えられるデータ数に対応する。所定回数n1及びn2は、経験的、実験的に最適化することができる。
【００５８】
確率モデルＭAqkが確立された後、さらに搭乗者Ａが同じ設定操作αを繰り返す場合には、上記と同様の手順に従って、新たな確率モデルＭAq+1kを構築する。このように、必要に応じて複数の確率モデルを構築することにより、同一種類の設定操作が行われる特定状況が複数存在する場合（例えば、内気循環モードに設定する操作が行われる状況として、トンネル内に入ったという状況と、大型トラックの後ろになったという状況がある場合）に対応することができる。また、発生頻度の高い特定状況については、その状況に対応する情報が学習情報中に多数含まれるので、早期に対応する確率モデルが構築される。そして、対応する確率モデルが構築された特定状況に対しては、制御情報修正部６４は、その確率モデルの基づく確率推論によって自動的に設定操作を行うようになるので、搭乗者は車両用空調装置１の設定操作を行わなくなる。そのため、学習部６６は、学習が進むにつれて、発生頻度の低い特定状況が生じたときのみ、搭乗者は設定操作を行うようになるので、発生頻度の低い特定状況に対応する確率モデルを構築することもできる。
【００５９】
次に、確率モデルの構築手順について説明する。
様々な状況に対応可能な、汎用的な確率モデルを構築するためには、多数のノードを含む、非常に大きな確率モデルを構築する必要がある。しかし、そのような確率モデルの学習には、非常に長い計算時間を要し、また、学習に必要なハードウェアリソースも膨大なものとなる。そこで、本実施形態では、状態情報のうち、設定操作と特に関連が深そうなものを幾つか入力パラメータとして選択し、それら入力パラメータの組み合わせに対する条件付き確率によって設定操作を行う確率を求める２層構成のグラフ構造を標準モデルとして１５種類準備した。しかし、標準モデルの数は、１５種類に限られない。標準モデルの数は、得られる状態情報の数や、学習対象とする設定操作の種類に応じて、適宜最適化できる。また、標準モデルは、入力パラメータを１個だけとするものや、取得可能な全ての状態情報を入力パラメータとするものであってもよい。さらに、標準モデルは、２層構成のグラフ構造に限られず、制御部６０を構成するＣＰＵの能力に応じて、３層以上のグラフ構造のものを標準モデルとして使用してもよい。
それらの標準モデルは、記憶部６１に記憶される。そして、学習時には、各標準モデルについて、その標準モデルに含まれる各ノード間の条件付き確率を決定して仮の確率モデルを構築する。その後、情報量基準を用いて、最も適切なグラフ構造を有する仮の確率モデルを選択する。その選択されたモデルが、構築された確率モデルとなる。
【００６０】
以下、図を用いて詳細に説明する。
図６（ａ）〜（ｄ）に、１５個の標準モデルのうちの４個を例として示す。図６（ａ）〜（ｄ）に示す標準モデル５０１〜５０４は、何れも入力ノードと出力ノードからなる２層構成のベイジアンネットワークである。各標準モデル５０１〜５０４は、入力ノードに与えられるパラメータが異なる。
【００６１】
また、各標準モデル５０１〜５０４の入力ノードに対しては、その入力ノードに割り当てられた入力パラメータに対する事前確率を規定するＣＰＴが設定される。なお、入力情報の区分は、クラスタリングなどの手法を用いて行う。例えば、図６（ｂ）に示す標準モデル５０２において、現在位置を入力パラメータ（パラメータy11)とする入力ノードについて、学習情報に基づいて、ｋ−平均法などの手法を用いてクラスタリングを行い、パラメータ値の区分を行う。あるいは、自宅のときy11=0、職場のときy11=1、近所の公園のときy11=2のように区分を予め決めておくようにしてもよい。同様に、出力ノードに対しては、入力ノードに与えられた情報に基づく条件付き確率の分布を示すＣＰＴが設定される。なお、初期状態では、ＣＰＴは、全ての状態に対して等しい値となるように設定される。
【００６２】
図７に示したフローチャートは、確率モデルを構築する手順である。
学習が開始されると、学習部６６は、まず、各標準モデルに対して、学習情報DAkから対象となる入力パラメータを抽出して各ノードの条件付き確率を求め、ＣＰＴを作成して確率モデルを構築する（ステップＳ２０１）。
そこで、学習部６６は、記憶部６１から読み出した、学習情報DAkから、各ノードについて、各パラメータの状態ごとに該当する数ｎを数える。そして、その数ｎを全事象数Ｎで除した値を、事前確率及び条件付き確率の値とする。例えば、図６（ｂ）の標準モデル５０２を例として説明する。ここで、30個のデータの組を含む学習情報DAkがあり、このうち、入力ノードの一つに割り当てられている現在位置について調べると、自宅である回数(y11=0)が15回、職場である回数(y11=1)が12回、近所の公園である回数(y11=2)が3回とすると、現在位置に対する事前確率P(y11)は、それぞれ、P(y11=0)=0.5、P(y11=1)=0.4、P(y11=2)=0.1となる。同様に、出力ノードについては、親ノードである各入力ノードに与えられる入力情報の現在位置(y11)、曜日(y12)、時間帯(y13)の取り得る値の組み合わせのそれぞれについて、学習情報DAk中に出現する数を計算し、それを全データ数である30で割ることによって、条件付き確率を求められる。このように、事前確率及び条件付き確率を求めることにより、各ノードに対応するＣＰＴを決定する。
【００６３】
なお、学習部６６は、学習に用いるデータ数が十分でないと考えられる場合には、ベータ分布を用いて確率分布を推定するようにしてもよい。また、学習情報DAkの中に、一部の入力情報の値の組み合わせが存在しない、すなわち、未観測データがある場合、未観測データに対する確率分布を推定し、その分布に基づいて期待値を計算することで、対応する条件付き確率を計算する。このような条件付き確率の学習については、例えば、繁桝算男他著、「ベイジアンネットワーク概説」、初版、培風館、２００６年７月、p.35-38、p.85-87に記載された方法を用いることができる。
【００６４】
各標準モデルに対するＣＰＴが求められると、学習部６６は、構築された確率モデルを評価するために、各確率モデルについて情報量基準を算出する（ステップＳ２０２）。
本実施形態では、情報量基準として、ＡＩＣ（赤池情報量基準）を用いた。ＡＩＣは、確率モデルの最大対数尤度と、パラメータ数に基づいて、以下の式に基づいて求めることができる。
【数３】
2008080876.tif 000005
ここで、AICmは、確率モデルＭに対するＡＩＣを表す。また、θmは、確率モデルＭのパラメータ集合を、lm(θm|X)は、データXを所与としたときの確率モデルＭにおけるそのデータの最大対数尤度の値を、kmは確率モデルＭのパラメータ数をそれぞれ表す。ここでlm(θm|X)は、以下の手順で計算できる。まず、各ノードにおいて、親ノードの変数の各組み合わせについて、学習情報DAkから出現頻度を求める。その出現頻度に条件付き確率の対数値を乗じた値を求める。最後にそれらの値を足し合わせることでlm(θm|X)が算出される。また、kmは、各ノードにおける、親ノード変数の組み合わせの数を足し合わせることで求められる。
【００６５】
学習部６６は、全ての確率モデルについてＡＩＣを求めると、ＡＩＣの値が最も小さいモデルを、使用する確率モデルとして選択し、記憶部６１に保存する（ステップＳ２０３）。そして、他の確率モデルを消去する（ステップＳ２０４）。
なお、情報量基準を用いた確率モデルの選択（言い換えれば、グラフ構造の学習）については、ベイズ情報量基準（ＢＩＣ）、竹内情報量基準（ＴＩＣ）、最小記述長（ＭＤＬ）基準など他の情報量基準を用いてもよい。さらに、これらの情報量基準の算出式の正負を反転させたものを、情報量基準として用いてもよい。この場合には、情報量基準の値が最大となる確率モデルを、使用する確率モデルとして選択する。
【００６６】
学習部６６は、構築された確率モデルを記憶部６１に記憶する。また、学習情報DAkに関連付けられた搭乗者のＩＤ、設定操作番号kを取得し、構築された確率モデルに関連付けて記憶部６１に記憶する。さらに、その確率モデルに基づいて修正される制御パラメータ及び修正値を、設定操作番号kに基づいて特定し、その確率モデルに関連付けて記憶部６１に記憶する。なお、設定操作番号kと、修正される制御パラメータ及び修正値の関係は、例えばルックアップテーブルとして予め規定され、記憶部６１に保持される。
【００６７】
次に、制御式の修正について説明する。
一例として、温調制御式を修正する場合、学習部６６は、学習情報DAkと、設定操作後の設定温度Tset及び空調温度Taoに基づいて、温調制御パラメータKset、Kr、Kam、KS及びCを変数とする連立方程式を立て、その連立方程式を解くことによって修正後の温調制御パラメータを求める。あるいは、学習部６６は、特開平５−１４７４２１号公報に記載されているように、搭乗者が設定温度Tsetを変更した量ΔTsetと、その設定操作をおこなったときの日射量Sの分布に基づいて、設定温度変更量ΔTsetを日射量Sの１次式で近似的に表し、その近似結果に基づいて温調制御パラメータKSを修正するようにしてもよい。さらに、学習部６６は、特開２０００−２９３２０４号公報、特開２０００−０７１０６０号公報、特開平５−２０８６１０号公報あるいは特開平５−１６９９６３号公報に記載されているような、他の様々な周知の方法を用いて温調制御式あるいは風量制御式を修正するようにしてもよい。また、マップ制御によって風量等を決定している場合には、学習部６６は、周知の方法に基づいて、学習情報DAkを用いてそのマップを修正することができる。
【００６８】
以下、図８及び図９に示したフローチャートを参照しつつ、本発明を適用した車両用空調装置１の空調制御動作について説明する。なお、空調制御動作は、制御部６０により、制御部６０に組み込まれたコンピュータプログラムにしたがって行われる。
【００６９】
図８に示すように、まず、エンジンスイッチがＯＮとなると、制御部６０は、車両用空調装置１を稼動させる。そして、通信部６２を通じて、各センサ、ナビゲーションシステム５６、車両操作機器５７などから各状態情報を取得する（ステップＳ１０１）。同様に、記憶部６１から各設定情報を取得する。次に、制御部６０の照合部６３は、搭乗者の照合・認証を行う（ステップＳ１０２）。そして、搭乗者と判定された登録済利用者の個人設定情報を記憶部６１から読み出す（ステップＳ１０３）。
【００７０】
次に、制御部６０は、搭乗者が車両用空調装置１の設定操作を行ったか否かを判定する（ステップＳ１０４）。Ａ／Ｃ操作パネル５９から操作信号を受信すると、設定操作が行われたと判断する。搭乗者が設定操作を行っていない場合、制御部６０の制御情報修正部６４は、その搭乗者に関連付けられている確率モデルＭAqkのうち、何れかの操作グループに関連する制御パラメータ（例えば、設定温度Tset）の修正に関連する確率モデルに、観測された状態情報を入力する。そして、その確率モデルに関連付けられている設定操作を行う確率を算出する（ステップＳ１０５）。そして、その制御パラメータに関連する同一操作グループ内の設定操作について算出された確率のうち、最も高い確率を出現確率Pとして求める。
【００７１】
次に、出現確率Pを、第１の所定値Th1と比較する（ステップＳ１０６）。出現確率Pが第１の所定値Th1（例えば、0.9）以上の場合、制御情報修正部６４は、出現確率Pを出力した確率モデル（以下、選択確率モデルという）に関連付けられた修正情報に基づいて、対応する車両用空調装置１の制御パラメータを修正する（ステップＳ１０７）。一方、出現確率Pが、第１の所定値Th1未満の場合、制御情報修正部６４は、出現確率Pを、第２の所定値Th2（例えば、0.6）と比較する（ステップＳ１０８）。そして、出現確率Pが第２の所定値Th2以上であれば、制御情報修正部６４は、Ａ／Ｃ操作パネル５９の表示部などを通じて、選択確率モデルに関連付けられた設定操作番号kに対応する設定操作を行うか否かを表示し、確認する（ステップＳ１０９）。そして、搭乗者がその設定操作を行うことを承認した場合、選択確率モデルに関連付けられた修正情報に基づいて制御パラメータを修正する（ステップＳ１０７）。一方、搭乗者が承認しなかった場合には、その制御パラメータを修正しない。すなわち、選択確率モデルに関連付けられた制御パラメータに関連する設定操作は行わない。また、ステップＳ１０８において、出現確率Pが第２の所定値Th2未満の場合も、その制御パラメータを修正しない。
【００７２】
その後、制御情報修正部６４は、全ての確率モデルに関して確率を算出したか否かを確認することにより、全ての制御パラメータの調節が終わったか否かを判定する（ステップＳ１１０）。まだ確率を算出していない確率モデルがある場合、すなわち、設定情報の修正の有無を調べていない操作グループがある場合には、制御をステップＳ１０５の前に戻す。一方、全ての確率モデルについて、確率算出を終了している場合には、空調制御部６５は、必要に応じて修正された制御パラメータに基づいて、所望の空調温度、風量などが得られるように、エアミックスドア、ブロアファンの回転数、各吹き出し口のドアの開度を調節する（ステップＳ１１１）。
【００７３】
図９に示すように、ステップＳ１０４において、搭乗者が車両用空調装置１の設定操作を行った場合、設定信号を参照してどの設定操作が行われたかを特定する（ステップＳ１１２）。そして、搭乗者のＩＤと、行われた設定操作に対応する設定操作番号kと、その設定操作が行われた操作回数iAkと関連付けて、取得された各状態情報を学習情報DAkの要素として記憶部６１に記憶する（ステップＳ１１３）。
【００７４】
その後、制御部６０の学習部６６は、操作回数iAkが所定回数n1*j(j=1,2,3)と等しいか否か判定する（ステップＳ１１４）。なお、所定回数n1は、例えば10回である。そして、学習部６６は、iAk=n1*jと判定した場合、その搭乗者及び設定操作番号kに関連付けられて記憶部６１に記憶されている学習情報DAkを用いて、確率モデルＭAqkを構築する（ステップＳ１１５）。なお、確率モデルＭAqkは、図７のフローチャートに示した手順に従って構築される。そして、その確率モデルＭAqkを搭乗者のＩＤなどと関連付けて記憶部６１に記憶する。一方、ステップＳ１１４において、iAkがn1*jと等しくない場合、制御をステップＳ１１８の前に移行する。
【００７５】
次に、学習部６６は、確率モデルＭAqkの入力パラメータが、空調情報（内気温Tr、外気温Tam及び日射量S）のみからなるか否かを判定する（ステップＳ１１６）。そして、空調情報のみを入力パラメータとしている場合には、学習部６６は、搭乗者の温感に対して温調制御が最適化されていないと判断し、設定操作αに関連する制御式を修正する（例えば、設定操作αが設定温度の変更の場合には、温調制御式の各定数Kset、Kr、Kam、KS及びCの調整を行う）（ステップＳ１１７）。そして、確率モデルＭAqkを廃棄する。一方、ステップＳ１１６において、確率モデルＭAqkの入力パラメータに、空調情報以外の情報が含まれている場合には、学習部６６は、特定の状況に対応する確率モデルが構築されたと判断する。この場合、学習部６６は、設定操作αに関連する制御式を修正せず、制御をステップＳ１１８の前へ移行する。
【００７６】
次に、学習部６６は、操作回数iAkが所定回数n2（例えば、n2=30）と等しいか否か判定する（ステップＳ１１８）。iAkがn2と等しくなければ、iAkを1だけインクリメントし（ステップＳ１１９）、制御をステップＳ１１１の前へ移行する。一方、ステップＳ１１８において、iAk=n2であれば、学習部６６は、記憶部６１に記憶されている、その搭乗者及び設定操作番号kに関連付けられて記憶部６１に記憶されている学習情報DAkを消去する（ステップＳ１２０）。また、iAkを初期化し、iAk=0とする。その後、制御をステップＳ１１１の前に移行する。
【００７７】
以後、車両用空調装置１は、稼動停止となるまで上記のステップＳ１０１〜Ｓ１２０の制御を繰り返す。
【００７８】
以上説明してきたように、本発明を適用した車両用空調装置は、搭乗者の温感によるものと特定状況によるものとに分けて学習を行うことができるので、搭乗者の温感に合わせた空調設定を自動的に行えるだけでなく、特定の状況に応じて最適な空調設定を自動的に行うことができる。
【００７９】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、搭乗者は運転者に限られない。車両用空調装置の設定操作を誰が行ったかを判別することにより、運転者以外の同乗者が操作する場合にも好適に用いることができる。例えば、車両用空調装置のＡ／Ｃ操作パネル５９が、運転席用と助手席用の二つ準備されている場合、制御部６０は、どちらのＡ／Ｃ操作パネル５９が操作されたかによって、運転者が操作したのか、同乗者が操作したのかを判定してもよい。また、制御部６０は、特開２００２−２９２３９号公報に記載されているように、Ａ／Ｃ操作パネル５９上に赤外線温度センサなどで構成される操作乗員検出センサを設けて、運転者か同乗者のどちらが操作を行ったかを判定するようにしてもよい。
そして、同乗者が操作を行った場合には、運転者の照合及び認証と同様に、車内カメラ５４で撮影した画像データに基づいて、同乗者の照合及び認証も行い、その操作時の各センサ値などの状態情報を、運転者ではなく、その同乗者に関連付けて記憶する。
【００８０】
また、搭乗者が特定人に限定されるような場合、あるいは、誰が運転する場合でも行うような設定操作について確率モデルを構築する場合には、照合部６３を省略してもよい。この場合、確率モデル及び確率モデルの学習に用いる学習情報は、搭乗者が誰であっても共通して使用される。
【００８１】
また、確率モデルの構築及び確率モデルを用いた設定操作に用いる状態情報として、状態情報取得時の車両用空調装置の設定情報（設定温度、風量など）を含んでもよい。
さらに、上記の実施形態では、制御情報修正部６４において修正される制御パラメータは、設定温度や風量など、Ａ／Ｃ操作パネル５９を通じて搭乗者が直接設定できるパラメータとした。しかし、制御情報修正部６４は、確率モデルに基づいて修正する制御パラメータを、温調制御式を用いて算出される空調温度Tao若しくは風量制御式を用いて算出されるブロアファン２１の回転数、エアミックスドア２８の開度など、空調部１０の各部の動作に直接関連する制御情報としてもよい。
また、本発明は、空調と直接関係のない状態情報に基づいて、空調装置を自動的に制御するような場合に広く適用できる。例えば、制御部６０がワイパーを動作させる信号を受け取ったときにデフロスタを稼動させたり、シガーライターが使用された場合には、外気モードにしたり、カーオーディオのスイッチがＯＮとなった場合には、風量を下げるといった制御を自動的に行うことができる。さらに、自動的に修正する対象する制御パラメータは、車両用空調装置の制御に直接的には関係しないものであってもよい。例えば、風量が０に設定されたときにはパワーウインドウを自動的に開放するようにしてもよい。このような場合には、制御部６０から車両の操作装置へ制御信号を送信することになる。
【００８２】
また、確率モデルの構築において、上記の実施形態では、予めグラフ構造を規定した標準モデルを準備したが、そのような標準モデルを準備する代わりにＫ２アルゴリズムや遺伝的アルゴリズムを用いてグラフ構造の探索を行うようにしてもよい。例えば遺伝的アルゴリズムを用いる場合には、各ノード間の接続の有無を各要素とする遺伝子を複数準備する。そして、上記の情報量基準を用いて各遺伝子の適応度を計算する。適応度が所定以上の遺伝子を選択し、交叉、突然変異などの操作を行って次の世代の遺伝子を作成する。このような操作を複数回繰り返して、最も適合度の高い遺伝子を選択する。選択された遺伝子で記述されるグラフ構造を確率モデルの構築に使用する。さらに、これらのアルゴリズムと、標準モデルからの確率モデルの構築とを組み合わせて用いてもよい。
さらに、上記の実施形態では、確率モデルとしてベイジアンネットワークを用いたが、例えば、隠れマルコフモデルのような、他の確率モデルを用いてもよい。
【００８３】
なお、本発明を適用する空調装置は、フロントシングル、左右独立、リア独立、４席独立、上下独立の何れのタイプのものであってもよい。何れかの独立タイプの空調装置に本発明を適用する場合には、内気温センサ、日射センサなどが複数搭載されてもよい。
【００８４】
さらに本発明は、空調装置以外にも適用することが可能である。複数の状態情報を取得し、そのうちの一部の状態情報と、ユーザが行った設定操作に関する設定情報を入力とする所定の制御式にしたがって制御情報が算出され、その制御情報にしたがって所定の動作を行う装置であれば、本発明を適用することが可能である。本発明を適用することにより、ユーザによってなされた設定操作がその所定の制御式の入力として用いられる状態情報に起因するのか、その他の状態情報に起因するのかを判断することにより、所定の制御式を修正すべきか否かを適切に判断することができる。
上記のように、本発明の範囲内で様々な修正を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明を適用した車両用空調装置の全体構成を示す構成図である。
【図２】車両用空調装置の制御部の機能ブロック図である。
【図３】特定状況の一例を示す図である。
【図４】車両用空調装置の設定値の自動調節に用いられる確率モデルの一例のグラフ構造を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ図４に示した確率モデルの各ノードについての条件付き確率表を示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ確率モデルの基礎となるグラフ構造を有する標準モデルを示す図である。
【図７】本発明を適用した車両用空調装置の確率モデル構築動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明を適用した車両用空調装置の制御動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明を適用した車両用空調装置の制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８６】
１    車両用空調装置
１０    空調部
１１    コンプレッサ
２１    ブロアファン
２２    駆動用モータ
２４    内外気サーボモータ
２５    内外気切替ドア
２８    エアミックスドア
３１    温調サーボモータ
３７    フットドア
３８    フェイスドア
３９    デフロスタドア
４０    モードサーボモータ
５１    内気温センサ
５２    外気温センサ
５３    日射センサ
５４    車内カメラ
５５    車外カメラ
５６    ナビゲーションシステム
５７    車両操作機器
５８    車載時計
５９    Ａ／Ｃ操作パネル
６０    制御部
６１    記憶部
６２    通信部
６３    照合部
６４    制御情報修正部
６５    空調制御部
６５１    温度調節部
６５２    コンプレッサ制御部
６５３    吹出口制御部
６５４    吸込口制御部
６５５    送風量設定部
６６    学習部
１０１    確率モデル
１０２〜１０５    ノード
１０６〜１０９    条件付き確率表（ＣＰＴ）
５０１〜５０４    標準モデル
【図１】
2008080876.tif 000006
【図２】
2008080876.tif 000007
【図３】
2008080876.tif 000008
【図４】
2008080876.tif 000009
【図５】
2008080876.tif 000010
【図６】
2008080876.tif 000011
【図７】
2008080876.tif 000012
【図８】
2008080876.tif 000013
【図９】
2008080876.tif 000014