JP7501410B2 - 車両用空調制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車室内の空気及び車載された電池を冷却する冷却装置を有する空調装置を制御し、車両の外部からの遠隔操作によって空調装置を始動可能な車両用空調制御装置に関する。

車両用空調制御装置は、車室内を空調する空調装置を制御し、車両の外部からの遠隔操作によって始動可能な装置である。空調装置は、車室内の空気を冷却すると共に車載された電池を冷却する冷却装置を有する。例えば、特許文献１には、外部からの遠隔操作によって空調装置を始動する際に、冷却装置によって電池を冷却して走行距離を増加することができる車両用空調制御装置が開示されている。

特開２０１３－１８０７２３号公報

しかし、特許文献１に開示される車両用空調制御装置では、外部からの遠隔操作によって空調装置を始動後に、車室内が十分に空調されていない状態であっても、一律に電池を冷却するため、車室内を十分に空調することができない場合がある。そのため、乗車前において快適な車室内を実現できない場合がある。一方、車室内の快適性のみを優先した場合には、電池温度が上昇して走行距離が低下する場合がある。

そこで、本発明は、乗車前において快適な車室内を実現しつつ走行距離を増加することができる車両用空調制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用空調制御装置は、冷媒を循環させてエバポレータによって車室内の空気を冷却すると共に車載された電池を冷却する冷却装置を有する空調装置を制御し、車両の外部からの遠隔操作によって空調装置を始動可能な車両用空調制御装置であって、電池の電池温度を検出する電池温度センサと、エバポレータを通過後の冷却空気温度を検出する冷却空気温度センサと、空調装置の車室内への目標吹出温度を設定する制御部と、を備え、制御部は、車両の外部からの遠隔操作によって車室内を空調している間に、電池温度が所定温度以上であって、目標吹出温度と冷却空気温度との差が所定値以内である状態が所定時間だけ継続した場合には、冷却装置によって電池を冷却することを特徴とする。

本発明に係る車両用空調制御装置において、制御部は、冷却装置によって電池を冷却する場合には、目標吹出温度が高くなるに従って、車室内を冷却する冷媒循環量に対する電池を冷却する冷媒循環量の割合を多くすることが好ましい。

本発明の車両用制御装置によれば、快適な車室内を実現しつつ走行距離を増加することができる。

実施形態に係る車両を示す模式図である。 空調制御装置を示す模式図である。 実施形態の一例である空調制御装置の構成を示すブロック図である。 目標吹出温度と許容電池冷却レベルとの相関を示すグラフである。 外部からの遠隔操作による空調制御の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。以下の説明において、具体的な形状、材料、方向、数値等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等に合わせて適宜変更することができる。

図１を用いて、実施形態の一例である空調制御装置５０が設けられる車両１０について説明する。図１は、車両１０を示す模式図である。

図１に示すように、車両用空調制御装置としての空調制御装置５０は、車両１０に設けられる。車両１０は、走行用の電池１１と、車室内１２の空気を調和する空調装置２０と、空調装置２０を制御する制御部としての空調ＥＣＵ５１（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）と、使用者が空調装置２０の始動を遠隔操作するスマートフォン５４とを含む空調制御装置５０とを備える。また、空調装置２０は、車室内１２の空気及び車載された電池１１を冷却する冷却装置としての冷却回路３０を有する。

車両１０は、モータを動力として走行する電動車両であるが、例えばエンジン及びモータを動力として走行するハイブリッド車両であってもよい。

図２を用いて、空調制御装置５０の制御対象である空調装置２０及び冷却回路３０について説明する。図２は、空調装置２０を示す模式図である。

図２に示すように、空調装置２０は、車室内１２に供給する空気を冷却又は／及び加熱する空気が通過する空気通路２１と、車室内１２に供給する空気を加熱する加熱回路２２と、車室内１２に供給する空気を冷却すると共に電池１１を冷却する冷却装置としての冷却回路３０とを有する。

空調装置２０は、空気通路２１において車室内１２に向かう空気流を発生させる送風機２３と、車室内１２の空気（内気）の導入、又は車両１０の外部の空気（外気）の導入を切替える内外気切替ドア２４と、冷却回路３０に接続されると共に冷媒を蒸発させることによって空気通路２１を通過する空気を冷却するエバポレータ３４と、加熱回路２２に接続されると共に後述する加熱空気通路２７を通過する空気を加熱するヒータコア２５と、加熱空気通路２７を開閉するエアミックスドア２６とをさらに有する。

空気通路２１は、空気通路２１の途上に設けられる加熱空気通路２７を含む。加熱空気通路２７には、ヒータコア２５が設けられ、ヒータコア２５によって加熱された空気が通過する。

加熱回路２２は、ヒータ２８によって加熱された水を熱源として循環させて、ヒータコア２５によって加熱空気通路２７を通過する空気を加熱する回路である。加熱回路２２は、出力が調整可能に構成され、加熱回路２２を循環する水を加熱するヒータ２８と、上述したように加熱空気通路２７に設けられ、加熱空気通路２７を通過する空気を加熱するヒータコア２５と、加熱回路２２の水を循環させるポンプ２９とを有する。

冷却回路３０は、蒸気圧縮冷凍サイクルによって冷媒を循環させて、空気冷却回路３１及び電池冷却回路４１に冷媒を供給して車室内１２の空気及び電池１１を冷却する回路である。また、冷却回路３０は、空気冷却回路３１又は電池冷却回路４１の一方のみに冷媒を供給して車室内１２の空気又は電池１１の一方のみを冷却することもできる。

冷却回路３０は、冷媒ガスを圧縮する圧縮機３２と、圧縮機３２から吐出された高温高圧の冷媒ガスを凝縮する凝縮器３３と、上述した空気冷却回路３１と、上述した電池冷却回路４１とを含む。

空気冷却回路３１は、空調装置２０の冷房要求に応じて車室内１２の空気を冷却する回路である。空気冷却回路３１は、空気通路２１の内部に設けられるエバポレータ３４と、エバポレータ３４の上流側に設けられると共に空気冷却回路３１を開閉する空気冷却電磁弁３５と、エバポレータ３４の上流側に設けられると共にエバポレータ３４に供給する冷媒循環量を調整する空気冷却膨張弁３６とを含む。

電池冷却回路４１は、電池１１が所定温度以上となれば、電池１１を冷却する回路である。電池冷却回路４１によれば、冷媒によって電池１１を効率良く冷却することができる。電池冷却回路４１は、電池１１に近接して設けられる電池熱交換器４２と、電池熱交換器４２の上流側に設けられると共に電池冷却回路４１を開閉する電池冷却電磁弁４３と、電池熱交換器４２の上流側に設けられると共に電池熱交換器４２に供給する冷媒循環量を調整する電池冷却膨張弁４４とを含む。

図２乃至図４を用いて、空調制御装置５０について説明する。図３は、空調制御装置５０の構成を示す模式図である。図４は、目標吹出温度と許容電池冷却レベルとの相関を示すグラフである。

図２に示すように、空調制御装置５０は、上述したように空調装置２０を制御する装置である。空調制御装置５０は、詳細は後述する、制御部としての空調ＥＣＵ５１と、電池１１の温度を検出する電池温度センサ５２と、エバポレータ３４を通過後の冷却空気温度を検出する冷却空気温度センサ５３と、使用者が空調装置２０の始動を遠隔操作するスマートフォン５４と、図示しない設定温度を変更可能な操作部、内気温度センサ、外気温度センサ、日射センサとを有する。

図３に示すように、空調ＥＣＵ５１は、演算処理部であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶部を有し、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。

空調ＥＣＵ５１は、電池温度センサ５２，冷却空気温度センサ５３、操作部、内気温度センサ、外気温度センサ、日射センサに接続されて、これらから送信される信号を受信する。また、空調ＥＣＵ５１は、送風機２３、内外気切替ドア２４、エアミックスドア２６、ヒータ２８、ポンプ２９、圧縮機３２、空気冷却電磁弁３５、空気冷却膨張弁３６，電池冷却電磁弁４３、電池冷却膨張弁４４に接続され、これらに信号を送信する。また、空調ＥＣＵ５１は、スマートフォン５４と無線によって接続されて、スマートフォン５４から送信される信号を受信する。

空調ＥＣＵ５１は、車両１０の停車時において使用者によってスマートフォン５４から無線にて発信された空調始動指令を取得する空調始動指令取得部５５と、空気通路２１の吹出口から車室内１２に吹き出す空気の目標吹出温度を設定する目標吹出温度設定部５６と、電池温度センサ５２によって検出された電池１１の温度を取得する電池温度取得部５７と、目標吹出温度と冷却空気温度センサ５３によって検出されたエバポレータ３４を通過後の冷却空気温度との温度差（以下、冷却空気温度差とする）を取得する冷却空気温度差取得部５８と、電池冷却回路４１によって電池１１を冷却する電池冷却部５９とを含む。

目標吹出温度設定部５６は、操作部にて設定された車室内１２の設定温度と、内気温度センサによって検出された車室内１２の内気温度と、外気温度センサによって検出された車両１０の外気温度と、日射センサによって検出された日射量から、空気通路２１の吹出口から車室内１２に吹き出す空気の目標吹出温度を設定する。

空調ＥＣＵ５１は、設定された目標吹出温度を実現すべく、送風機２３の出力、内外気切替ドア２４の開度、エアミックスドア２６の開度、ヒータ２８の出力、ポンプ２９の出力、圧縮機３２の回転数、空気冷却電磁弁３５の開閉、空気冷却膨張弁３６の開度を調整する。

電池冷却部５９は、電池冷却電磁弁４３を開とし、電池温度センサ５２によって検出される電池温度が所定温度以下となるように、電池冷却膨張弁４４の開度を調整して電池冷却回路４１の冷媒循環量を調整して電池１１を冷却する。

また、電池冷却部５９は、空調始動指令取得部５５によって空調始動指令を取得して空調装置２０によって車室内１２を空調している間に、電池温度が所定温度（本例では５０℃）以上であって、冷却空気温度差が所定温度差（本例では２℃）以内の時間が所定時間（本例では３分間）継続した場合に、冷却回路３０によって電池１１を冷却する。

電池冷却部５９によれば、外部からの遠隔操作によって空調装置２０にて車室内１２を冷房中に、電池１１の冷却要求があり、車室内１２が十分に冷房された場合には、電池１１を冷却することができる。これにより、乗車前において快適な車室内１２を実現しつつ車両１０の走行距離を増加することができる。

さらに、電池冷却部５９は、電池１１を冷却する場合には、電池冷却レベルに応じて電池冷却膨張弁４４を調整して、電池冷却回路４１の冷媒循環量を調整する。電池冷却レベルは、車室内１２を冷却する空気冷却回路３１の冷媒循環量に対する電池１１を冷却する電池冷却回路４１の冷媒循環量の割合である。

図４に示すように、許容される電池冷却レベルは、目標吹出温度が高くなるほど大きくなるように設定されている。この理由として、目標吹出温度が高くなるほど少ない循環冷媒量であっても空気冷却回路３１を冷却することができるからである。

図５を用いて、外部からの遠隔操作による空調制御の流れについて説明する。

図５に示すように、ステップＳ１１において、空調始動指令を取得し、空調装置２０を始動する。ステップＳ１２において、目標吹出温度を設定し、目標吹出温度を実現すべく空調装置２０によって車室内１２を空調する。ステップＳ１３において、電池温度センサ５２によって検出された電池１１の電池温度が所定温度以上であるかを確認する。所定温度以上の場合には、ステップＳ１４に移行し、所定温度未満の場合には、ステップＳ１２に戻る。

ステップＳ１４において、冷却空気温度差が所定値以内である状態が所定時間継続したかどうかを確認する。冷却空気温度差が所定値以内である状態が所定時間継続した場合には、ステップＳ１５に移行し、冷却空気温度差が所定値以内である状態が所定時間継続していない場合には、ステップＳ１２に戻る。

ステップＳ１５において、目標吹出温度に応じて許容電池冷却レベルを設定する。そして、電池冷却電磁弁４３を開とし、許容電池冷却レベルに基づいて電池冷却膨張弁４４の開度を調整し、電池冷却回路４１に供給される冷媒循環量を調整して電池１１を冷却する。

なお、本発明は上述した実施形態及びその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項の範囲内において種々の変更や改良が可能であることは勿論である。

１０ 車両、１１ 電池、１２ 車室内、２０ 空調装置、２１ 空気通路、２２ 加熱回路、２３ 送風機、２４ 内外気切替ドア、２５ ヒータコア、２６ エアミックスドア、２７ 加熱空気通路、２８ ヒータ、２９ ポンプ、３０ 冷却回路、３１ 空気冷却回路、３２ 圧縮機、３３ 凝縮器、３４ エバポレータ、３５ 空気冷却電磁弁、３６ 空気冷却膨張弁、４１ 電池冷却回路、４２ 電池熱交換器、４３ 電池冷却電磁弁、４４ 電池冷却膨張弁、５０ 空調制御装置、５１ 空調ＥＣＵ（制御部）、５２ 電池温度センサ、５３ 冷却空気温度センサ、５４ スマートフォン、５５ 空調始動指令取得部、５６ 目標吹出温度設定部、５７ 電池温度取得部、５８ 冷却空気温度差取得部、５９ 電池冷却部

Claims (2)

1. 冷媒を循環させてエバポレータによって車室内の空気を冷却すると共に車載された電池を冷却する冷却装置を有する空調装置を制御し、車両の外部からの遠隔操作によって前記空調装置を始動可能な車両用空調制御装置であって、
   前記電池の電池温度を検出する電池温度センサと、
   前記エバポレータを通過後の冷却空気温度を検出する冷却空気温度センサと、
   前記空調装置の車室内への目標吹出温度を設定する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記車両の外部からの遠隔操作によって前記車室内を空調している間に、前記電池温度が所定温度以上であって、前記目標吹出温度と前記冷却空気温度との差が所定値以内である状態が所定時間だけ継続した場合には、前記冷却装置によって前記電池を冷却する、
   車両用空調制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用空調制御装置であって、
   前記制御部は、前記冷却装置によって前記電池を冷却する場合には、前記目標吹出温度が高くなるに従って、前記車室内を冷却する冷媒循環量に対する前記電池を冷却する冷媒循環量の割合を多くする、
   車両用空調制御装置。
   

Images