JP6184621B1 - 車両用空調システム - Google Patents
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Abstract
Description
(構成)
図1を参照して、本実施の形態の車両用空調システム901は、カーナビゲーション装置1と、空調パラメータ設定装置2と、空調装置3と、環境センサ装置4と、空調管理装置5とを有している。図2を参照して、車両用空調システム901は、車両900に設けられることにより車両900の空調を行うものである。なお、詳しくは後述するが、車両用空調システムの一部を車両外に設けることも可能である。車両用空調システム901は、目的地に到着する時点での車両900内の環境特性を予測する。環境特性は、典型的には温度であるが、湿度および日光強度などが考慮されてもよい。説明を容易とするために、以下においては、環境特性が温度である場合について詳しく説明する。車両用空調システム901は、車両900内の予測された環境特性が許容範囲に収まる範囲内で、空調装置3の運転モードを、より強度の低いものへ再設定する。これにより、ユーザーの大きな不快感を避けつつ、走行中に消費されるエネルギーを低減することができる。
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などが該当する。たとえば、空調管理装置5は、CPUおよびフラッシュROMが内蔵されたマイクロコントローラによって実現されている。
さらに図3を参照しつつ、車両用空調システム901(図1)の動作について、以下に説明する。
Tindoor(t+1)=Tindoor(t)+{Toutdoor(t)−Tindoor(t)}×α
・・・(式1)
により算出される。係数αは、車両内と車両外との間の温度差が単位時間あたりに車両内温度に与える影響を表す定数である。係数αは、たとえば、車両の熱伝導率、車両内の空間の容量などに基づいて算出され得る。
Tindoor(t+1)=Tindoor(t)+{Toutdoor(t)−Tindoor(t)}×α+{Toutdoor(t)−Tindoor(t)}×β(t) ・・・(式2)
により算出される。β(t)は、時間tにおける換気量に依存した関数である。関数β(t)は、あらかじめ定められたパターンで換気が行われる場合に、その影響をモデル化した関数である。なおt=0において換気がなされていなければ、β(t)=0である。また、所定間隔で換気が行われる場合、β(t)は、それに対応した周期的関数であり得る。
Tindoor(t+1)=Tindoor(t)+{Toutdoor(t)−Tindoor(t)}×α+P(M) ・・・(式3)
により算出される。
Tindoor(t+1)=Tindoor(t)+{Toutdoor(t)−Tindoor(t)}×α+{Toutdoor(t)−Tindoor(t)}×β(t)+P(M) ・・・(式4)
により算出される。
本実施の形態によれば、モード制御部52は、少なくとも1つの候補モードのうち、許容範囲に収まる予測環境特性が車両内環境予測部51によって算出されたもののいずれかへ、選択モードを再設定する。これにより、目的地に到着したときの車両900内の環境特性を許容範囲内に収めつつ、より低い強度の運転モードで空調が行われる。よって、許容範囲に対して余裕のある空調が到着時になされてしまっている無駄が抑えられる。よって、ユーザーの大きな不快感を避けつつ、走行中に消費されるエネルギーを低減することができる。
図7を参照して、本実施の形態の車両用空調システム902は空調管理装置5aを有している。空調管理装置5aは、空調管理装置5(図1)の構成に加えて、最大予測時間保持部55と、最大予測時間算出部56とを有している。
30分/(0.2℃/0.1℃)
との計算により、最大予測時間tmaxとして15分という時間が算出され得る。このように最大予測時間tmaxが1日のうちの時間によって調整される場合、最大予測時間算出部56は、1日のうちの時間に基づいて最大予測時間tmaxを算出する。
図9を参照して、本実施の形態の車両用空調システム903はカーナビゲーション装置1aを有している。カーナビゲーション装置1aは、カーナビゲーション装置1(図1)の構成に加えて、蓄積部13と、目的地予測部14と、走行履歴情報生成登録部15とを有している。目的地予測部14は、目的地予測情報を用いて、車両900の目的地を予測する。
内容(2):到着日時および到着位置(緯度および経度、住所、またはPOI)
内容(3):出発位置から到着位置までの走行経路(緯度および経度の点列情報、または、それに相当するカーナビゲーション装置1で解することのできる情報)
内容(4):目的地設定の有無(目的地設定部11で目的地が入力された後の走行により生成された走行履歴情報の場合は「有」、それ以外は「無」)
目的地予測情報は、上述した走行履歴情報に加えて、目的地入力部11に過去に入力された目的地の情報が取得されたものを含み得る。また目的地予測情報として、ユーザーが登録した情報が用いられてもよい。
実施の形態1〜3では、予測走行時間情報が入力されることをきっかけとして車両内環境予測部51が動作する。しかしながら、ユーザーが車両内環境予測部51の動作に応じた空調制御を望まず、たとえば、PWM制御または手動制御などの従来の空調制御を望む場合もあり得る。そこで本実施の形態においては、車両内環境予測部51の動作のオン/オフが可能とされる。
図13を参照して、本実施の形態の車両用空調システム905は空調管理装置5bおよび表示装置7を有している。空調管理装置5bは、実施の形態1のモード制御部52(図1)に代わり、モード制御部52aを有している。モード制御部52aは、モード制御部52の構成に加えて、選択モードを再設定することによる省エネルギー効果を算出する省エネルギー効果算出部521を有している。また空調管理装置5bは出力部57を有している。
環境センサ装置、5,5a,5b 空調管理装置、6 制御方法選択装置、7 表示装置、11 目的地入力部、12 走行時間予測部、13 蓄積部、14 目的地予測部、15 走行履歴情報生成登録部、31 送風部、32 熱制御部、33 蓄熱部、41 車両内センサ、42 車両外センサ、51 車両内環境予測部、52,52a モード制御部、53 予測走行情報取得部、54 許容範囲設定部、55 最大予測時間保持部、56 最大予測時間算出部、57 出力部、521 算出部、900 車両、901〜905 車両用空調システム。
Claims (11)
- 複数の運転モードのいずれかである選択モードを表す空調出力指示情報が通知されることにより、前記選択モードで車両内の空調を行う空調装置と、
前記車両内の環境特性の検知結果を表す車両内センサ情報と、前記車両外の環境特性の検知結果を表す車両外センサ情報とを出力する環境センサ装置と、
前記車両内の環境特性の目標を表す目標環境特性情報を出力する空調パラメータ設定装置と、
空調管理装置と、
を備え、前記空調管理装置は、
前記空調パラメータ設定装置から出力された前記目標環境特性情報に基づいて前記車両内の環境特性の許容範囲を目標温度を基準として前記車両内の温度の上限値と下限値とによって定める許容範囲設定部と、
前記車両が目的地に到着するまでの予測走行時間を表す予測走行時間情報を取得する予測走行情報取得部と、
前記複数の運転モードのうち前記選択モードの強度よりも低い強度を有するものである少なくとも1つの候補モードの各々により前記空調装置が運転されると仮定した場合の前記予測走行時間後の前記車両内の環境特性である少なくとも1つの予測環境特性を、前記環境センサ装置から出力された前記車両内センサ情報および前記車両外センサ情報と、前記予測走行情報取得部によって取得された前記予測走行時間とを用いて算出する、車両内環境予測部と、
前記空調装置へ前記空調出力指示情報を通知するモード制御部と、
を含み、前記モード制御部は、前記少なくとも1つの候補モードのうち、前記許容範囲に収まる前記予測環境特性が前記車両内環境予測部によって算出されたもののいずれかへ、前記選択モードを再設定し、
前記複数の運転モードが、前記選択モードの強度よりも低い強度を有する複数のものを含む場合、前記少なくとも1つの候補モードは複数の候補モードを含み、
前記モード制御部は、前記複数の候補モードのうち、前記許容範囲に収まる前記予測環境特性が前記車両内環境予測部によって算出されたものである複数の許容モードが存在する場合に、前記複数の許容モードのうち最も強度の低いものへと前記選択モードを再設定し、
前記車両内環境予測部は、前記予測環境特性として前記予測走行時間後の前記車両内の予測温度を算出するために、車両内外の温度差に比例して前記車両内の温度が変化する項を含む車両内温度予測計算モデルを用いる、
車両用空調システム。 - 前記車両内環境予測部が用いる前記車両内温度予測計算モデルは、さらに、車両内外の温度差と換気量との積に比例して前記車両内の温度が変化する項を含む、請求項1に記載の車両用空調システム。
- 前記空調管理装置は、最大予測時間を表す最大予測時間情報を保持する最大予測時間保持部をさらに含み、
前記車両内環境予測部は、前記予測走行時間が前記最大予測時間以下のときにのみ動作する、
請求項1または2に記載の車両用空調システム。 - 前記空調装置は、蓄熱部と、前記蓄熱部の加熱および冷却の少なくともいずれかを行う熱制御部と、前記蓄熱部との熱交換を経た空気を前記車両内へ送る送風部と、を含み、
前記複数の運転モードは、前記熱制御部を停止させつつ前記送風部を稼働する運転モードを含む、
請求項1から3のいずれか1項に記載の車両用空調システム。 - 前記車両は電気自動車である、請求項4に記載の車両用空調システム。
- 前記車両の前記目的地を予測するために用いられる目的地予測情報を蓄積する蓄積部と、
前記目的地予測情報を用いて前記車両の前記目的地を予測する目的地予測部と、
をさらに備える、請求項1から5のいずれか1項に記載の車両用空調システム。 - 前記目的地予測情報は前記車両の走行履歴情報を含む、請求項6に記載の車両用空調システム。
- 前記車両の前記目的地を予測するために用いられる目的地予測情報を蓄積する蓄積部と、
前記目的地予測情報を用いて前記車両の前記目的地を予測する目的地予測部と、
をさらに備え、
前記目的地予測情報は前記車両の走行履歴情報を含み、
前記空調管理装置は、前記最大予測時間保持部に保持される前記最大予測時間情報を算出する最大予測時間算出部を含む、請求項3に記載の車両用空調システム。 - 前記最大予測時間算出部が算出する最大予測時間は、目的地に到着するまでの車両外の温度変化を予め定められた値以下とする時間であることを特徴とする、請求項8に記載の車両用空調システム。
- 前記車両内環境予測部の動作を許可するか否かの設定を受け付ける制御方法選択装置をさらに備える、請求項1から9のいずれか1項に記載の車両用空調システム。
- 前記モード制御部は、前記選択モードを再設定することによる省エネルギー効果を算出する省エネルギー効果算出部を含む、請求項1から10のいずれか1項に記載の車両用空調システム。
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