JP6922935B2 - 車両の空調制御システム及び空調制御プログラム - Google Patents

車両の空調制御システム及び空調制御プログラム Download PDF

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Description

本発明は、車両の空調制御システム及び空調制御プログラムに関する。
特許文献1に記載の車両の空調制御システムにおいては、車両に搭載されたデータコミュニケーションモジュールと、車両情報を記憶するサーバと、携帯端末とが、外部通信回線網を介して接続されている。ユーザが携帯端末に、車両の空調装置に対する操作指令を入力すると、携帯端末から操作指令が出力され、外部通信回線網を介して、サーバに入力される。サーバに入力された操作指令は、サーバから出力され、外部通信回線網を介して、データコミュニケーションモジュールに入力される。そして、データコミュニケーションモジュールに入力された操作指令は、車両の空調装置に送られる。このようにして、ユーザが携帯端末に入力した操作指令が車両の空調装置に送られると、空調装置が操作される。
国際公開第2012/157097号
特許文献1に記載の空調装置は、ユーザによる携帯端末への操作指令によって、起動及び停止がされる。また、ユーザによる操作指令が入力されない場合、空調装置が起動してからあらかじめ設定された時間(例えば、10分間)が経過すると、空調装置は自動的に停止される。そのため、空調装置が起動しても、ユーザによって停止の指令がされるまで、またはあらかじめ設定された時間内に、車両の室内温度を目標温度に調整できない虞がある。
上記課題を解決するため、本発明は、車両の外気温度を取得する外気温度取得部と、前記車両の出発時刻を予測する出発時刻予測部と、前記外気温度に基づいて、前記車両の室内温度を調整する空調装置の運転時間、及び前記空調装置の運転出力を算出する空調条件算出部と、前記空調装置の運転開始時刻を決定する空調開始時刻決定部と、前記空調装置に対して運転を要求するための運転要求信号を出力する空調制御部と、を備えた空調制御システムであって、前記空調条件算出部は、前記車両の室内温度をあらかじめ設定された目標温度にすることができる前記運転時間及び前記運転出力を算出し、前記空調開始時刻決定部は、前記出発時刻よりも前記運転時間前の時刻を、前記運転開始時刻として決定し、前記空調制御部は、前記運転開始時刻に前記運転要求信号を出力する。
上記課題を解決するため、本発明は、コンピュータに、車両の外気温度を取得する外気温度取得処理と、前記車両の出発時刻を予測する出発時刻予測処理と、前記外気温度に基づいて、前記車両の室内温度を調整する空調装置の運転時間、及び前記空調装置の運転出力を算出する空調条件算出処理と、前記空調装置の運転開始時刻を決定する空調開始時刻決定処理と、前記空調装置に対して運転を要求するための運転要求信号を出力する空調制御処理と、を実行させるためのプログラムであって、前記空調条件算出処理は、前記車両の室内温度をあらかじめ設定された目標温度にすることができる前記運転時間及び前記運転出力を算出する処理であり、前記空調開始時刻決定処理は、前記出発時刻よりも前記運転時間前の時刻を、前記運転開始時刻として決定する処理であり、前記空調制御処理は、前記運転開始時刻に前記運転要求信号を出力する処理である。
上記構成によれば、車両の室内温度が、出発時刻において目標温度に近い温度になる可能性が高い。そのため、出発時刻において未だ空調が十分に効いていなかったり、出発時刻になる前に空調が十分に効いてしまって車室温度を目標温度に維持するのに過剰なエネルギーを消費したりすることはない。
上記空調制御システムにおいて、前記車両の情報を集約して記憶するサーバと前記車両に搭載された制御モジュールとが外部通信回線網によって接続されており、前記空調制御部は、前記サーバに備えられていてもよい。
上記構成によれば、運転開始時刻に運転要求信号が出力されるまでは、空調装置を制御するための制御部等への電力供給を停止できる。そのため、空調装置の運転開始時刻までの車両における消費電力を抑えることができる。
上記空調制御システムにおいて、操作端末と前記車両に搭載された制御モジュールとが外部通信回線網によって接続されており、前記操作端末から出力される情報に基づいて、前記空調制御部が前記運転開始時刻に前記運転要求信号を出力するか否かを判定する運転判定部を備えていてもよい。
上記構成によれば、操作端末からの出力によって、空調制御部の運転要求信号の出力を中止することができる。そのため、車両の空調装置の不要な運転による消費電力の発生を回避できる。
上記空調制御システムにおいて、前記運転判定部による判定は、前記空調条件算出部による前記運転時間及び前記運転出力の算出よりも前の時刻に行われてもよい。
上記構成によれば、空調条件算出部による算出よりも前に空調制御部による出力をしないと判定された場合、空調条件算出部による算出をする必要がなくなる。そのため、空調条件算出部の処理負担が小さくなる。
上記空調制御システムにおいて、前記空調条件算出部は、前記制御モジュールに備えられていてもよい。
上記構成によれば、運転時間や運転出力を算出するための各種パラメータを、制御モジュールが搭載されている車両やその空調装置の型式に合わせて設定できる。したがって、車両や空調装置の型式に拘らず画一的に運転時間や運転出力を算出する場合よりも正確に運転時間や運転出力を算出できる。
上記空調制御システムにおいて、前記空調条件算出部は、前記車両の室内温度を前記目標温度にするのに必要な空調装置の消費電力が最小値となるように、前記運転時間及び前記運転出力を算出してもよい。
上記構成によれば、車両の空調装置は、出発時刻には車両の室内温度を目標温度に調整しつつも、出発時刻までの車両の空調装置による消費電力を最小限に抑えることができる。
上記空調制御システムにおいて、前記車両の室内温度を取得する室内温度取得部を備え、前記空調条件算出部は、前記外気温度と前記室内温度との差に基づいて前記運転時間及び前記運転出力を算出してもよい。
上記構成によれば、車両の空調装置の調整対象である室内温度を基にして運転時間や運転出力を算出するため、出発時刻には車両の室内温度を目標温度に調整するうえで、より正確な運転時間や運転出力の算出が可能となる。
上記空調制御システムにおいて、前記車両の室内温度を取得する室内温度取得部と、前記室内温度に基づいて、前記車両の前記出発時刻における予測室内温度を予測する室内温度予測部と、を備え、前記空調条件算出部は、前記外気温度と前記予測室内温度との差に基づいて前記運転時間及び前記運転出力を算出してもよい。
上記構成によれば、室内温度を取得してから出発時刻までの間に長い時間差があって室内温度の変化が大きい場合であっても、正確に運転時間や運転出力を算出できる。
空調制御システムの概略図。 プレ空調の処理を示すフローチャート。
以下、空調制御システムを電気自動車に適用された一実施形態について、図面を参照して説明する。
先ず、空調制御システム10の全体構成について説明する。
図1に示すように、空調制御システム10は、車両100に搭載された制御モジュール110と、操作端末200と、車両100の情報を集約して記憶するサーバ300と、を備えている。これらは、外部通信回線網400を介して、互いに情報通信ができるようになっている。
車両100の制御モジュール110は、外部通信回線網400を介してサーバ300と情報通信する通信部120と、通信部120による情報通信や後述する各ECU160との信号の送受信を制御したり種々の演算を実行したりする制御部130と、車両100の現在位置座標を検出するGPS140と、を備えている。なお、この実施形態では、制御モジュール110には、図示しない電池が内蔵されている。したがって、制御モジュール110は、外部からの電源供給が絶たれても、自身宛の情報を受信可能になっている。
制御部130には、車両100のスタートスイッチ191によって切り替えられる車両100の状態を示す信号が入力される。スタートスイッチ191は、車両100の状態を、OFF状態、ACC状態、ON状態の3つの状態に切り替える。OFF状態は、後述する各ECU160に電力が供給されていない状態である。車両100がOFF状態において、スタートスイッチ191が押されると、車両100はACC状態に切り替わる。ACC状態では、図示しない低圧バッテリが後述する各ECU160に電力を供給している一方で、図示しない高圧バッテリは電力を供給していない。したがって、ACC状態は、車両100に搭載されている各種の電動補機は駆動可能であるものの、駆動モータには電力は供給されず車両100は走行できない状態である。車両100がOFF状態またはACC状態であるときに、ブレーキペダルが踏まれながらスタートスイッチ191が押されると、車両100はON状態に切り替わる。ON状態は、低圧バッテリ及び高圧バッテリの両方が電力を供給している状態である。すなわち、ON状態では、車両100が走行可能な状態となっている。車両100がON状態であるときに、スタートスイッチ191が押されると、車両100はOFF状態に切り替わる。なお、車両100において、これらのON状態、ACC状態、OFF状態とは別に、一部のECU160のみが低圧バッテリから電力を供給される状態とすることができる。
制御部130は、車両100の状態がON状態に切り替わったときに、車両100のシステムが起動された旨を示す信号を、通信部120から外部通信回線網400に出力させる。また、制御部130は、車両100がON状態であるときに、GPS140が検出する車両100の現在位置座標を、一定時間ごとに、通信部120から外部通信回線網400に出力させる。なお、本実施形態においては、1分間ごとに、通信部120は車両100の現在位置座標を外部通信回線網400に出力する。また、制御部130は、車両100の出発前の事前空調(以下、プレ空調と呼称する。)の処理の一部を実行する。制御部130のプレ空調に関する構成の詳細については後述する。
制御モジュール110は、CAN通信システムのCAN通信ライン150に接続されている。また、CAN通信ライン150には、車両100を制御する複数のECU160が接続されている。そのため、制御モジュール110は、このCAN通信ライン150を経由して、各ECU160との間で、各種の信号を送受信できるようになっている。
車両100は、複数のECU160のうちの1つとして、車両100の空調装置170の動作を制御する空調ECU160aを備えている。空調装置170は、エアコンプレッサや熱交換器を備えている。空調ECU160aには、車両100の外気温度OTを測定する外気温度センサ192から外気温度OTを示す信号が入力される。空調ECU160aには、車両100の室内温度RTを測定する室内温度センサ193から室内温度RTを示す信号が入力される。空調ECU160aは、外気温度OT及び室内温度RTに基づいて、空調装置170を駆動させる。
操作端末200は、この実施形態では、車両100のユーザが所有するスマートフォンなどの携帯電話である。操作端末200は、外部通信回線網400を介してサーバ300と情報通信するための通信部210と、通信部120による情報通信を制御したり種々の演算を実行したりする制御部220を備えている。また、制御部220は、プレ空調処理の一部を実行する。
また、操作端末200は、制御部220からの出力を表示させる表示部230を備えている。表示部230は、制御部220から出力された画像情報に基づいて、メッセージや操作アイコンを表示する。
操作端末200は、制御部220に情報を入力するための操作部240を備えている。操作部240が操作されると、制御部220に操作信号が入力される。なお、本実施形態では、表示部230がタッチパネルになっており、表示部230が操作部240を兼ねている。
操作端末200は、アプリケーションプログラムや各種のデータを記憶する記憶部250を備えている。操作部240やサーバ300から、制御部220にアプリケーションプログラムを起動させる信号が入力されると、記憶部250に記憶しているアプリケーションプログラムが実行される。
操作端末200は、操作端末200の現在位置座標を検出するGPS260を備えている。GPS260が検出した操作端末200の現在位置座標は、制御部220に入力される。
操作端末200は、操作端末200の加速度を測定する加速度センサ270を備えている。加速度センサ270が検出した操作端末200の加速度は、制御部220に入力される。
サーバ300は、外部通信回線網400を介して制御モジュール110及び操作端末200と情報通信するための通信部310と、通信部310による情報通信を制御したり、種々の演算を実行したりする制御部350を備えている。また、制御部350は、車両100のプレ空調の処理の一部を実行する。なお、制御部350のプレ空調に関する構成の詳細については、後述する。
また、サーバ300は、車両情報を管理する車両データ記憶部320と、ユーザ情報を管理するユーザ記憶部330とを備えている。車両データ記憶部320とユーザ記憶部330とは、車両情報及びユーザ情報を記憶するデータベース340を共有している。このデータベース340には、車両100の情報と、車両100のユーザの情報とを関連させる関連情報が記憶されている。すなわち、データベース340によって、車両100の情報と車両100のユーザの情報とが紐付けられている。
空調制御システム10において、サーバ300のデータベース340には、制御モジュール110からの車両情報が入力されて記憶される。また、サーバ300には、操作端末200からのユーザ情報が入力されて記憶される。例えば、車両データ記憶部320には、車両100がON状態となった旨を示す信号が入力されたときに、その信号が入力された時刻が車両起動時刻として記憶される。この車両起動時刻は、車両100ごとに、過去数カ月分に亘って記憶されている。
次に、制御モジュール110における制御部130のプレ空調に関する構成について説明する。
制御モジュール110の制御部130は、外気温度OTを取得する外気温度取得部131を備えている。外気温度取得部131は、空調ECU160aから外気温度OTを示す信号が入力されることによって、外気温度OTを取得する。
制御モジュール110の制御部130は、室内温度RTを取得する室内温度取得部132を備えている。室内温度取得部132は、空調ECU160aから室内温度RTを示す信号が入力されることによって、室内温度RTを取得する。
制御モジュール110の制御部130は、空調装置170の運転条件を算出する空調条件算出部133を備えている。空調条件算出部133は、車両100の室内温度RTを調整する空調装置170の運転時間CT、及び空調装置170の運転出力であるコンプレッサ回転数CRを算出する。空調条件算出部133は、外気温度取得部131が取得した外気温度OTや室内温度取得部132が取得した室内温度RTに基づいて、運転時間CT及びコンプレッサ回転数CRを算出する。
制御モジュール110の制御部130は、空調装置170の運転開始時刻を決定する空調開始時刻決定部134を備えている。空調開始時刻決定部134は、サーバ300の制御部350で予測された出発時刻に基づいて、空調装置170の運転開始時刻を決定する。
制御モジュール110の制御部130は、サーバ300の制御部350で予測された出発時刻におけるプレ空調しないときの予測室内温度PRTを予測する室内温度予測部135を備えている。室内温度予測部135は、室内温度取得部132が取得した室内温度RT、サーバ300の制御部350で予測された出発時刻、現在時刻等に基づいて、予測室内温度PRTを予測する。
なお、外気温度取得部131、室内温度取得部132、空調条件算出部133、空調開始時刻決定部134、及び室内温度予測部135による各処理は、制御部130に記憶されたプログラムを、コンピュータとしての制御部130が実行することにより実現される。
次に、サーバ300における制御部350のプレ空調に関する構成について説明する。
サーバ300の制御部350は、ユーザが車両100に乗り込んで車両100を出発させるであろうと予測される時刻である車両100の出発時刻を予測する出発時刻予測部351を備えている。
本実施形態においては、先ず、出発時刻予測部351は、車両データ記憶部320がデータベース340に記憶した車両100の状態がON状態となった車両起動時刻を、過去に車両100が出発した時刻と判定する。次に、出発時刻予測部351は、過去に車両100が出発した頻度と時刻について24時間における統計をとる。この統計から、車両100が出発した頻度があらかじめ定められた閾値よりも高い時刻に、車両100はON状態となると推定する。そして、出発時刻予測部351は、現在時刻より後の時刻であって、かつ車両100が最初にON状態となると推定した時刻を、次回の車両100の走行が開始される車両100の出発時刻と予測する。なお、出発時刻予測部351が行う出発時刻の予測に関する処理としては、例えば、特開2013−233013号公報に開示されているような技術が挙げられる。
サーバ300の制御部350は、空調装置170の運転を要求する運転要求信号を出力する空調制御部352を備えている。空調制御部352は、空調開始時刻決定部134が決定した空調装置170のプレ空調の運転開始時刻になると、運転要求信号を車両100の制御モジュール110に送信する。なお、この運転要求信号を車両100の制御モジュール110が受信すると、制御モジュール110を介して空調ECU160aに運転要求信号が入力され、空調ECU160aが空調装置170を駆動させる。
サーバ300の制御部350は、プレ空調を実行するか否かを判定する運転判定部353が備えている。運転判定部353は、操作端末200からの操作指令に基づいて、プレ空調を実行するか否かを判定する。
なお、出発時刻予測部351、空調制御部352、及び運転判定部353による各処理は、制御部350に記憶されたプログラムを、コンピュータとしての制御部350が実行することにより実現される。
次に、空調制御システム10におけるプレ空調の処理を、図2に従って説明する。
車両100の状態をOFF状態に切り替えるためにスタートスイッチ191が押されたときに、制御モジュール110の制御部130は、本実施形態におけるプレ空調の制御を開始する。
ステップS11において、制御モジュール110の制御部130は、サーバ300に対して、出発時刻予測要求を示す信号を出力する。その後、車両100の各ECU160に送られる電力は遮断される。すなわち、車両100はOFF状態となる。なお、外部から制御モジュール110への電力供給も絶たれるが、制御モジュール110は、サーバ300からの情報を受信できるスタンバイ状態に切り替わる。
出発時刻予測要求が、サーバ300に入力されると、サーバ300の制御部350は、処理をステップS12に進める。ステップS12において、制御部350の出発時刻予測部351は、車両情報及びユーザ情報に基づいて、ユーザが車両100に乗り込んで車両100を出発させるであろうと予測される時刻である出発時刻を予測する(以下、予測出発時刻と記載する。)。その後、サーバ300の制御部350は、処理をステップS13に進める。
ステップS13において、サーバ300の制御部350は、操作端末200に対して、予測した予測出発時刻を示す信号を出力する。
予測出発時刻を示す信号が、操作端末200に入力されると、操作端末200の制御部220は、処理をステップS14に進める。ステップS14において、操作端末200の制御部220は、表示部230に、予測出発時刻及び予測出発時刻までにプレ空調をするか否かを車両100のユーザに問うメッセージを表示させる。その後、操作端末200の制御部220は、処理をステップS15に進める。
ステップS15において、操作端末200の制御部220は、ユーザによる操作指令をサーバ300に送信する。具体的には、操作部240に、プレ空調をする旨の操作があった場合には、操作端末200の制御部220は、プレ空調をする旨の信号を送信する。また、プレ空調をしない旨の操作があった場合には、操作端末200の制御部220は、プレ空調をしない旨の信号を送信する。さらに、操作部240に対する操作があらかじめ定められた時間内(例えば、10分間)にされない場合には、操作端末200の制御部220は、操作部240に対する操作がない旨の信号を送信する。
操作端末200からの信号がサーバ300に入力されると、サーバ300の制御部350は、処理をステップS16に進める。ステップS16において、サーバ300の制御部350では、運転判定部353が、プレ空調をするか否かを判定する。具体的には、運転判定部353は、サーバ300に対して、プレ空調をする旨の信号が入力されたと判定された場合には、プレ空調をすると判定する。一方で、運転判定部353は、サーバ300に対して、プレ空調をしない旨の信号または操作部240に対する操作がない旨の信号が入力されたと判定された場合には、プレ空調をしないと判定する。ステップS16において、プレ空調をしないと判定された場合(S16:NO)、サーバ300の制御部350は、プレ空調の制御を終了する。一方で、ステップS16において、プレ空調をすると判定された場合(S16:YES)、サーバ300の制御部350は、処理をステップS17に進める。
ステップS17において、サーバ300の制御部350は、制御モジュール110に対して、プレ空調準備モード要求及び予測出発時刻を示す信号を出力する。
プレ空調準備モード要求及び予測出発時刻を示す信号が制御モジュール110に入力されると、制御モジュール110の制御部130は、処理をステップS18に進める。ステップS18において、制御モジュール110の制御部130は、制御部130及び空調ECU160aに図示しないバッテリから電力が供給されるように制御する。これにより、制御部130がスタンバイ状態から起動するとともに、空調ECU160aも起動する。その後、制御モジュール110の制御部130は、処理をステップS19に進める。
ステップS19において、制御モジュール110の制御部130では、空調条件算出部133が、空調装置170のプレ空調による運転時間CT、及び空調装置170のプレ空調によるコンプレッサ回転数CRを算出する。空調条件算出部133は、車両100の室内温度RTを、あらかじめ設定された目標温度にすることができるようにプレ空調による運転時間CT及びコンプレッサ回転数CRを算出している。目標温度は、ユーザが車両100の空調ECU160aに設定していた温度、すなわち、車両100が停止した際に設定されていた温度としている。
具体的には、先ず、空調条件算出部133は、コンプレッサ回転数CRをあらかじめ定められた目標回転数として算出する。この目標回転数は、空調装置170のエアコンプレッサにおいて、消費電力に比して空気の圧縮効率が最も高くなる回転数として定められている。つまり、この実施形態では、空調装置170のエアコンプレッサの効率が最も高くなる条件を、消費電力が最小となる条件としている。なお、上記の目標回転数は、理論上の値であって、コンプレッサ回転数CRを目標回転数にしたとしても、制御遅れや環境要因によって実際には、空気の圧縮効率が最も高くならないこともある。
また、制御モジュール110の外気温度取得部131は、外気温度OTを取得する。次に、制御モジュール110の室内温度取得部132は、室内温度RTを取得する。さらに、制御モジュール110の制御部130は、空調ECU160aに設定されている目標温度を取得する。また、制御モジュール110の室内温度予測部135が、室内温度RT及び予測出発時刻を基に、予測室内温度PRTを予測する。そして、空調条件算出部133は、空調装置170のエアコンプレッサの回転数が、コンプレッサ回転数CRであると仮定して、予測室内温度PRTと外気温度OTとの差、及び外気温度OTを、あらかじめ定められた運転条件マップに照らして、運転時間CTを算出する。その後、制御モジュール110の制御部130は、処理をステップS20に進める。なお、運転条件マップは、車両100の室内容量や車両100に搭載された空調装置170の型式に合わせて、コンプレッサ回転数CR及び運転時間CTを算出するように、あらかじめ試験やシミュレーション等によって定められている。
ステップS20において、制御モジュール110の制御部130では、空調開始時刻決定部134が、空調装置170のプレ空調の運転開始時刻を決定する。具体的には、空調開始時刻決定部134は、制御モジュール110に入力された予測出発時刻よりも、算出した運転時間CTだけ前の時刻をプレ空調による運転開始時刻と決定する。その後、制御モジュール110の制御部130は、処理をステップS21に進める。
ステップS21において、制御モジュール110の制御部130は、サーバ300に対して、決定した運転開始時刻を示す信号を出力する。その後、制御モジュール110の制御部130は、空調ECU160aへの図示しないバッテリからの電力供給を停止して、空調ECU160aをOFF状態とする。このとき、制御モジュール110は、スタンバイ状態に切り替わる。また、運転開始時刻を示す信号がサーバ300に入力されると、サーバ300の制御部350は、処理をステップS22に進める。
ステップS22において、サーバ300の制御部350は、車両データ記憶部320は、データベース340に、新しい運転開始時刻を記憶する。その後、サーバ300の制御部350は、処理をステップS23に進める。
ステップS23において、サーバ300の制御部350は、現在時刻が運転開始時刻となったか否かを判定する。現在時刻が運転開始時刻となっていないと判定した場合(S23:NO)、サーバ300の制御部350は、あらかじめ定められた時間ごとに、ステップS23の処理を繰り返す。一方で、現在時刻が運転開始時刻となっていると判定した場合(S23:YES)、サーバ300の制御部350は、処理を次のステップS24に進める。
ステップS24において、サーバ300の制御部350では、空調制御部352が、制御モジュール110に対して、空調装置170によるプレ空調の運転を要求する運転要求信号を示す信号を出力する。
制御モジュール110に運転要求信号を示す信号が入力されると、制御モジュール110の制御部130は、処理をステップS25に進める。ステップS25において、制御モジュール110の制御部130は、制御部130及び空調ECU160aに図示しないバッテリから電力が供給されるように制御する。これにより、制御部130がスタンバイ状態から起動するとともに、空調ECU160aも起動する。その後、制御モジュール110の制御部130は、処理をステップS26に進める。
ステップS26において、制御モジュール110の制御部130は、空調ECU160aによって、運転時間CT及びコンプレッサ回転数CRでのプレ空調を空調装置170に開始させる。その後、制御モジュール110の制御部130は、プレ空調の制御を終了する。
なお、ステップS23において、サーバ300の制御部350が、現在時刻がプレ空調の運転開始時刻となっていないとの判定を繰り返しているとき、すなわち、プレ空調の運転開始時刻よりも前に、ユーザが車両100に乗り込んで車両100が出発及び停止されることがある。この場合、車両100の状態をOFF状態に切り替えるためにスタートスイッチ191が押されたときに、空調制御システム10において、再度プレ空調の処理が始めからスタートされることで、新しいプレ空調の開始時刻が算出される。この場合、再度のプレ空調の処理におけるステップS22にて、新たなプレ空調の運転開始時刻が算出されると、再度のプレ空調の処理によって算出されたプレ空調の運転開始時刻が、以前の運転開始時刻に上書きされる。
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
(1)本実施形態によれば、車両100の出発時刻が予測されるため、プレ空調を完了するべき時刻を設定できる。そのため、現在時刻から出発時刻までの時間内において、車両100の室内温度RTが出発時刻において目標温度となるように、プレ空調を行う運転時間CTを調整できる。例えば、車両100の室内温度RTが目標温度よりも非常に高い場合、プレ空調の運転時間CTを長くするとともに、プレ空調の開始時刻を比較的に早くすることで、車両100の室内温度RTを十分に目標温度まで下げることができる。一方で、車両100の室内温度RTが目標温度よりも僅かに高い場合、プレ空調の運転時間CTを短くするとともに、プレ空調の開始時刻を比較的に遅くすることで、車両100の室内温度RTが目標温度まで下がる時刻を、出発時刻と調整できる。そのため、出発時刻になる前に、車両100の室内温度RTが目標温度まで下がった後に出発時刻まで目標温度に維持するエネルギーを消費せずに済む。このように、本実施形態によれば、車両100の室内温度RTが、出発時刻において目標温度に近い温度になる可能性が高く、室内温度RTを適切に調整しつつも、プレ空調に伴う過剰なエネルギー消費も抑制できる。
(2)本実施形態によれば、制御モジュール110の制御部130において、プレ空調の開始時刻が決定された後に、プレ空調の開始時刻がサーバ300に記憶され、サーバ300において、現在時刻がプレ空調の開始時刻になったか否かを判定している。そして、制御モジュール110は、プレ空調の開始時刻を示す信号を外部通信回線網400に出力した後、サーバ300から出力されたプレ空調の開始要求を示す信号が入力されるまで、空調ECU160aへの電力供給を停止している。よって、空調ECU160aのプレ空調の開始時刻までの車両100における消費電力を抑えることができる。
(3)本実施形態によれば、ユーザが操作端末200を操作することで、操作端末200から出力する信号によって、サーバ300が車両100の空調装置170を稼働させるか否かを判定する。そのため、ユーザがプレ空調を不要と判断した場合にまで、空調装置170が稼働してしまって、無駄な消費電力が発生することを回避できる。
(4)本実施形態によれば、サーバ300がプレ空調するか否かの判定は、制御モジュール110がプレ空調の運転時間CT及びコンプレッサ回転数CRの算出をするよりも前に行われる。そのため、ユーザがプレ空調不要と判断した場合には、制御モジュール110において、空調条件算出部133による算出による処理負担が小さくなる。
(5)本実施形態によれば、空調条件算出部133は、制御モジュール110に備えられている。そのため、運転時間CT及びコンプレッサ回転数CRを算出するための各種パラメータを、制御モジュール110が搭載されている車両100やその空調装置170の型式に合わせて設定できる。したがって、車両100や空調装置170の型式に拘らず画一的に運転時間CTやコンプレッサ回転数CRを算出する場合よりも正確な運転時間CTやコンプレッサ回転数CRを算出できる。
(6)本実施形態によれば、空調条件算出部133は、車両100の室内温度RTを目標温度にするのに必要な空調装置170の消費電力が最小値となるように、運転時間CT及びコンプレッサ回転数CRを算出する。そのため、車両100の空調装置170は、出発時刻には車両100の室内温度RTを目標温度に調整しつつも、出発時刻までの車両100の空調装置170による消費電力を最小限に抑えることができる。
(7)仮に外気温度OT及び目標温度が同じであっても、室内温度RTが異なれば、室内温度RTを目標温度にまで調節するために必要な空調装置170の運転時間CTやコンプレッサ回転数CRも、異なる可能性がある。さらに、室内温度RTを取得してから車両100の出発時刻までの時間が長ければ、取得した室内温度RTと、車両100の出発時刻における実際の室内温度RTとの間に乖離が生じる。このような室内温度RTの乖離も、空調装置170の運転時間CTやコンプレッサ回転数CRを正確に算出するにあたっての弊害となり得る。
本実施形態によれば、空調条件算出部133は、外気温度OTと室内温度予測部135が予測した予測室内温度PRTとの差に基づいて運転時間CT及びコンプレッサ回転数CRを算出している。そのため、室内温度RTを取得してから出発時刻までの間に比較的長い時間差があって、室内温度RTの変化が大きい場合であっても、空調条件算出部133は、正確に運転時間CTやコンプレッサ回転数CRを算出できる。
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・室内温度RTは、室内温度取得部132が取得するものに限られない。例えば、外気温度OTに基づいて、室内温度RTを推定してもよい。具体的には、空調装置170を稼働させずに、現在時刻とプレ空調の開始時刻との時間だけ外気温度OTで放置したときの室内温度RTを室内温度予測マップにて予測してもよい。この場合、あらかじめ試験やシミュレーション等によって、室内温度予測マップを作成しておけばよい。
・予測出発時刻における予測室内温度PRTを算出しなくてもよい。この場合、室内温度RTと外気温度OTと差、及び外気温度OTに基づいて、運転時間CTを算出すればよい。予測室内温度PRTを算出しなくても、例えば車両100の気密性が高くて室内温度RTが変化しにくいのであれば、ある程度正確に運転時間CTを算出できる。
・空調条件算出部133は、予測室内温度PRTや室内温度RTに拘らず、運転時間CT及びコンプレッサ回転数CRを算出してもよい。この場合、少なくとも外気温度OTによって、運転時間CT及びコンプレッサ回転数CRが算出できる。
・外気温度OTの取得は、外気温度センサ192に限られない。例えば、車両100に搭載された制御モジュール110のGPS140が取得する現在位置座標のデータから、車両100の現在位置座標における気象データを、サーバ300が外部通信回線網400を介して、取得してもよい。
・空調条件算出部133が運転時間CT及びコンプレッサ回転数CRを、車両100の室内温度RTを目標温度にするのに必要な空調装置170の消費電力が最小値となるように算出する方法は、本実施形態の例に限られない。例えば、室内温度RTが目標温度よりも非常に高く、室内温度RTと目標温度との間に外気温度OTがある場合、室内温度RTと外気温度OTの差が小さいときには、プレ空調の運転時間CTを短くかつコンプレッサ回転数CRを大きくしてもよい。この場合、室内温度RTを冷やしても外気温度OTが高いことから、車両100が外気によって温められやすい。そのため、運転時間CTを短くした方が、消費電力の損失は抑えられる。一方で、室内温度RTと外気温度OTの差が大きいときには、プレ空調の運転時間CTを長くかつコンプレッサ回転数CRを小さくしてもよい。この場合、室内温度RTを冷やしても外気温度OTが低いことから、車両100が外気によって比較的に温められにくい。そのため、コンプレッサ回転数CRを効率のよい値としつつも、運転時間CTを長くした方が、空調装置170の消費電力が抑えられる。このように、「消費電力が最小値」とは、絶対的な最小値を意味するものではなく、空調装置170の効率を勘案した最小値、気象条件を勘案した最小値など、何らかの観点で視た場合に最小値であればよい。
・運転時間CT及びコンプレッサ回転数CRを算出するにあたっては、空調装置170の消費電力が最小値となるように算出しなくてもよい。例えば、コンプレッサ回転数CRを算出するにあたって、最も効率のよい値の上下10%の範囲を許容範囲として、この範囲内でコンプレッサ回転数CRを定めれば、効率のよく空調装置170を運転できる。また、空調装置170の効率とは無関係に、コンプレッサ回転数CRや運転時間CTを算出することもできる。いずれにしても、予測した出発時刻に、室内温度RTが目標温度になるようなコンプレッサ回転数CRや運転時間CTであればよい。
・外気温度取得部131、空調条件算出部133、空調開始時刻決定部134、室内温度予測部135、出発時刻予測部351、空調制御部352及び運転判定部353は、空調制御システム10のどこに搭載されていてもよい。例えば、制御モジュール110のみで、空調制御システム10が構成される場合、出発時刻予測部351、空調制御部352及び運転判定部353は、制御モジュール110の制御部130に備えられていればよい。
・また、空調条件算出部133は、サーバ300や操作端末200に備えられていてもよい。この場合であっても、サーバ300の制御部350や操作端末200の制御部220が、外気温度OTを基に、出発時刻までに目標温度となるように運転時間CT及びコンプレッサ回転数CRを算出できる。これらの場合、サーバ300の車両データ記憶部320や操作端末200に、車両100や空調装置170の型式の情報が記憶されていると、運転時間CTやコンプレッサ回転数CRを正確に算出できる。
・さらに、空調ECU160aが、外気温度取得部131や空調条件算出部133を備えていてもよい。この場合であっても、空調装置170が、プレ空調による運転をすることができればよい。
・運転判定部353によるプレ空調するか否かの判定は、空調条件算出部133による運転時間CT及びコンプレッサ回転数CRの算出の時刻以後に行われてもよい。この場合であっても、サーバ300の制御部350がプレ空調の開始要求を出力するまでに行われれば、空調装置170のプレ空調による稼働は中止できる。
・プレ空調するか否かの判定(ステップS16)を省略して、常にプレ空調を行うようにしてもよい。この場合、ステップS13〜ステップS15の処理も省略できる。
・出発時刻予測部351による車両100の出発時刻の予測方法は、本実施形態の例に限られない。例えば、車両100のGPS140が検出する現在位置座標のデータをもとに、車両100が移動しているか否かを判定して、車両100が移動し始めるときを車両100が出発したと予想して、車両100の出発時刻を予測してもよい。
・また、出発時刻予測部351による車両100の出発時刻の予測方法は、操作端末200からの情報によって予測してもよい。例えば、先ず、操作端末200の加速度センサ270が測定した加速度が、操作端末200の制御部220に入力されて、制御部220が、あらかじめ定められた閾値よりも大きい加速度と判定する。この閾値は、例えば、歯磨き、着替え、料理、体操など、ユーザが出かける前に行うであろう動作がされたときに得られる加速度に設定できる。次に、制御部220は、サーバ300に対して、加速度が大きくなった時刻を示す信号を出力する。さらに、サーバ300のデータベース340に、ユーザの加速度が大きくなった頻度と時刻が記憶される。そして、出発時刻予測部351は、加速度が大きくなった時刻の一定時間後に、車両100が出発すると予測してもよい。この場合、ユーザが出かける前に行うであろう動作をしてから車両100に乗って、車両100が出発するまでの時間はおおむね一定と想定が可能であるため、車両100の出発時刻が予測できる。
・さらに、車両100のGPS140が検出する車両100の現在位置座標のデータと、操作端末200のGPS260が検出する操作端末200の現在位置座標のデータとを基に、車両100の予測時刻を予測してもよい。この場合、操作端末200のGPS260は、車両100のGPS140と同じように、一定時間ごとに、操作端末200の現在位置座標のデータを出力する。また、サーバ300のデータベース340には、車両100の現在位置座標のデータと操作端末200の現在位置座標のデータとが記憶される。さらに、サーバ300の出発時刻予測部351は、車両100の現在位置座標と操作端末200の現在位置座標が異なっていた状態から同一となった時刻を検出し、その頻度と時刻の統計をとる。このような統計から、出発時刻予測部351は、車両100の現在位置座標と操作端末200の現在位置座標が異なっていた状態から同一となった時刻を車両100の出発時刻と予測してもよい。
・他にも、操作端末200の記憶部250に、ユーザが入力したスケジュール情報が入力されており、スケジュール情報の中に、ユーザが出発予定時刻をあらかじめ入力している場合、出発時刻予測部351は、このような出発予定時刻を、車両100の出発時刻と予測してもよい。
・空調装置170の出力値は、コンプレッサ回転数CRに限られない。例えば、空調装置170の吹き出し温度、風量、エバポレータ後方温度であってもよい。
・プログラムの記憶箇所は、本実施形態の例に限られない。たとえば、外気温度取得部131、空調条件算出部133、空調開始時刻決定部134、及び室内温度予測部135により各処理を行うプログラムは、サーバ300の制御部220の中に記憶されてもよいし、操作端末200の記憶部250の中にアプリケーションプログラムとして記憶されてもよい。
10…空調制御システム、100…車両、110…制御モジュール、120…通信部、130…制御部、131…外気温度取得部、132…室内温度取得部、133…空調条件算出部、134…空調開始時刻決定部、135…室内温度予測部、140…GPS、150…CAN通信ライン、160…ECU、160a…空調ECU、170…空調装置、191…スタートスイッチ、192…外気温度センサ、193…室内温度センサ、200…操作端末、210…通信部、220…制御部、230…表示部、240…操作部、250…記憶部、260…GPS、270…加速度センサ、300…サーバ、310…通信部、320…車両データ記憶部、330…ユーザ記憶部、340…データベース、350…制御部、351…出発時刻予測部、352…空調制御部、353…運転判定部、400…外部通信回線網、CR…コンプレッサ回転数、CT…運転時間、OT…外気温度、PRT…予測室内温度、RT…室内温度。

Claims (10)

  1. 操作端末と車両に搭載された制御モジュールとが外部通信回線網によって接続されており、
    前記車両の外気温度を取得する外気温度取得部と、
    前記車両の出発時刻を予測する出発時刻予測部と、
    前記外気温度に基づいて、前記車両の室内温度を調整する空調装置の運転時間、及び前記空調装置の運転出力を算出する空調条件算出部と、
    前記空調装置の運転開始時刻を決定する空調開始時刻決定部と、
    前記空調装置に対して運転を要求するための運転要求信号を出力する空調制御部と、
    前記操作端末から出力される情報に基づいて、前記空調制御部が前記運転開始時刻に前記運転要求信号を出力するか否かを判定する運転判定部と、を備えた空調制御システムであって、
    前記空調条件算出部は、前記車両の室内温度をあらかじめ設定された目標温度にすることができる前記運転時間及び前記運転出力を算出し、
    前記空調開始時刻決定部は、前記出発時刻よりも前記運転時間前の時刻を、前記運転開始時刻として決定し、
    前記空調制御部は、前記運転開始時刻に前記運転要求信号を出力する
    空調制御システム。
  2. 前記運転判定部による判定は、前記空調条件算出部による前記運転時間及び前記運転出力の算出よりも前の時刻に行われる
    請求項に記載の空調制御システム。
  3. 車両の外気温度を取得する外気温度取得部と、
    前記車両の出発時刻を予測する出発時刻予測部と、
    前記外気温度に基づいて、前記車両の室内温度を調整する空調装置の運転時間、及び前記空調装置の運転出力を算出する空調条件算出部と、
    前記空調装置の運転開始時刻を決定する空調開始時刻決定部と、
    前記空調装置に対して運転を要求するための運転要求信号を出力する空調制御部と、
    を備えた空調制御システムであって、
    前記空調条件算出部は、前記車両の室内温度をあらかじめ設定された目標温度にすることができる前記運転時間及び前記運転出力を算出し、
    前記空調開始時刻決定部は、前記出発時刻よりも前記運転時間前の時刻を、前記運転開始時刻として決定し、
    前記空調制御部は、前記運転開始時刻に前記運転要求信号を出力し、
    前記空調条件算出部は、前記車両の室内温度を前記目標温度にするのに必要な前記空調装置の消費電力が最小値となるように、前記運転時間及び前記運転出力を算出する
    空調制御システム。
  4. 前記車両の室内温度を取得する室内温度取得部を備え、
    前記空調条件算出部は、前記外気温度と前記室内温度との差に基づいて前記運転時間及び前記運転出力を算出する
    請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の空調制御システム。
  5. 車両の外気温度を取得する外気温度取得部と、
    前記車両の出発時刻を予測する出発時刻予測部と、
    前記外気温度に基づいて、前記車両の室内温度を調整する空調装置の運転時間、及び前記空調装置の運転出力を算出する空調条件算出部と、
    前記空調装置の運転開始時刻を決定する空調開始時刻決定部と、
    前記空調装置に対して運転を要求するための運転要求信号を出力する空調制御部と、
    前記車両の室内温度を取得する室内温度取得部と、
    前記室内温度に基づいて、前記車両の前記出発時刻における予測室内温度を予測する室内温度予測部と、を備えた空調制御システムであって、
    前記空調条件算出部は、前記車両の室内温度をあらかじめ設定された目標温度にすることができる前記運転時間及び前記運転出力を算出し、
    前記空調開始時刻決定部は、前記出発時刻よりも前記運転時間前の時刻を、前記運転開始時刻として決定し、
    前記空調制御部は、前記運転開始時刻に前記運転要求信号を出力し、
    前記空調条件算出部は、前記外気温度と前記予測室内温度との差に基づいて前記運転時間及び前記運転出力を算出する
    空調制御システム。
  6. 前記車両の情報を集約して記憶するサーバと前記車両に搭載された制御モジュールとが外部通信回線網によって接続されており、
    前記空調制御部は、前記サーバに備えられている
    請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の空調制御システム。
  7. 前記空調条件算出部は、前記制御モジュールに備えられている
    請求項1、請求項2及び請求項6のいずれか1項に記載の空調制御システム。
  8. コンピュータに、
    車両の外気温度を取得する外気温度取得処理と、
    前記車両の出発時刻を予測する出発時刻予測処理と、
    前記外気温度に基づいて、前記車両の室内温度を調整する空調装置の運転時間、及び前記空調装置の運転出力を算出する空調条件算出処理と、
    前記空調装置の運転開始時刻を決定する空調開始時刻決定処理と、
    前記空調装置に対して運転を要求するための運転要求信号を出力する空調制御処理と、
    前記車両に搭載された制御モジュールと外部通信回線網によって接続されている操作端末から出力される情報に基づいて、前記空調制御処理が前記運転開始時刻に前記運転要求信号を出力するか否かを判定する運転判定処理と、を実行させるためのプログラムであって、
    前記空調条件算出処理は、前記車両の室内温度をあらかじめ設定された目標温度にすることができる前記運転時間及び前記運転出力を算出する処理であり、
    前記空調開始時刻決定処理は、前記出発時刻よりも前記運転時間前の時刻を、前記運転開始時刻として決定する処理であり、
    前記空調制御処理は、前記運転開始時刻に前記運転要求信号を出力する処理である
    プログラム。
  9. コンピュータに、
    車両の外気温度を取得する外気温度取得処理と、
    前記車両の出発時刻を予測する出発時刻予測処理と、
    前記外気温度に基づいて、前記車両の室内温度を調整する空調装置の運転時間、及び前記空調装置の運転出力を算出する空調条件算出処理と、
    前記空調装置の運転開始時刻を決定する空調開始時刻決定処理と、
    前記空調装置に対して運転を要求するための運転要求信号を出力する空調制御処理と、を実行させるためのプログラムであって、
    前記空調条件算出処理は、前記車両の室内温度をあらかじめ設定された目標温度にすることができる前記運転時間及び前記運転出力を算出する処理であり、
    前記空調開始時刻決定処理は、前記出発時刻よりも前記運転時間前の時刻を、前記運転開始時刻として決定する処理であり、
    前記空調制御処理は、前記運転開始時刻に前記運転要求信号を出力する処理であり、
    前記空調条件算出処理は、前記車両の室内温度を前記目標温度にするのに必要な前記空調装置の消費電力が最小値となるように、前記運転時間及び前記運転出力を算出する処理である
    プログラム。
  10. コンピュータに、
    車両の外気温度を取得する外気温度取得処理と、
    前記車両の出発時刻を予測する出発時刻予測処理と、
    前記外気温度に基づいて、前記車両の室内温度を調整する空調装置の運転時間、及び前記空調装置の運転出力を算出する空調条件算出処理と、
    前記空調装置の運転開始時刻を決定する空調開始時刻決定処理と、
    前記空調装置に対して運転を要求するための運転要求信号を出力する空調制御処理と、
    前記車両の室内温度を取得する室内温度取得処理と、
    前記室内温度に基づいて、前記車両の前記出発時刻における予測室内温度を予測する室内温度予測処理と、を実行させるためのプログラムであって、
    前記空調条件算出処理は、前記車両の室内温度をあらかじめ設定された目標温度にすることができる前記運転時間及び前記運転出力を算出する処理であり、
    前記空調開始時刻決定処理は、前記出発時刻よりも前記運転時間前の時刻を、前記運転開始時刻として決定する処理であり、
    前記空調制御処理は、前記運転開始時刻に前記運転要求信号を出力する処理であり、
    前記空調条件算出処理は、前記外気温度と前記予測室内温度との差に基づいて前記運転時間及び前記運転出力を算出する処理である
    プログラム。
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