JPH08230441A - 事前空調装置 - Google Patents
事前空調装置Info
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- JPH08230441A JPH08230441A JP7037164A JP3716495A JPH08230441A JP H08230441 A JPH08230441 A JP H08230441A JP 7037164 A JP7037164 A JP 7037164A JP 3716495 A JP3716495 A JP 3716495A JP H08230441 A JPH08230441 A JP H08230441A
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Abstract
を図ることを可能とする。 【構成】 空調風発生手段CL1、空調風熱交換手段C
L2、熱環境計測手段CL3、熱環境設定手段CL4、
空調制御手段CL5からなる空調手段と、少なくとも車
両駆動を駆動する電源としての電池CL6と、電池CL
6への充電を制御する充電制御手段CL7と、充電制御
手段CL7の状態を監視する充電監視手段CL8と、目
標時刻及び現在の時刻を監視する時刻監視手段CL9
と、充電監視手段CL8により監視した充電状態と空調
手段の作動状態と時刻監視手段CL9の監視とを考慮し
て空調手段の作動条件を制御する空調作動条件制御手段
CL10とからなることを特徴とする。
Description
を駆動エネルギー源とする車両を使用する時、その使用
に先立って空調装置を起動し、車両使用時までには車内
の熱環境を所望の状態に事前空調することのできる事前
空調装置に関する。
例えば実開平06−000823号公報に記載された図
19に示すものがある。すなわち、この事前空調装置
は、走行用の電池101と、車載充電器103とを備え
た電気自動車に設けられ、車室内事前暖房制御装置10
5によって制御される冷暖房装置107を備えている。
冷暖房装置107の電源は、車載充電器103の出力ラ
インに接続されている。そして、冷暖房装置107の車
室内事前暖房のための通電制御を車載充電器103が低
電流充電を終えた後に発せられる充電完了信号109に
基づいて行ない、冷暖房装置107を充電完了後のコン
セント容量に余裕が出てきた時使用するものである。
とを考えた時、上記のような装置によって大きな容量の
電源線を家庭に引く必要がなくなり、コスト低減を図る
ことができるのである。すなわち、走行用電池101へ
の充電操作では、5kW程度を使用し、冷暖房装置10
7の稼働では2kW程度を使用している。これを交流1
00Vに換算すると、それぞれ50A,20Aとなり、
共にかなり大きな電力を必要とする(交流200V、あ
るいは交流400Vからの充電操作になる場合もあ
る)。一方、一般に家庭用の電源は、交流100Vで2
0〜50A程度を使用している。このため、家庭用電源
で電気自動車に充電することを考えると、大きな容量の
電源線を新たに引く必要があり、かなりのコスト増にな
る。
し、まず、充電操作を優先し、この充電操作が終了する
のを待ってから冷暖房装置107を稼働するようにして
いる。このような方式であれば、家庭へ引く電源線は5
kWで良いことになり、5kW(充電用)+2kW(空
調用)=7kW(総和)は必要ないことになる。従っ
て、容量の小さい電源線を引くことで済むため、使用者
のコスト低減が可能となっている。
開平2−287710号公報等に開示された図20に示
すようなものもある。この例では、自動車の車室内に複
数の加熱手段109が備えられ、これら各加熱手段10
9の使用優先順位を予め設定し、この設定された使用優
先順位から加算した消費電力量の総和が車載電源の許容
電力量内で許容電力量に最も近い値となるよう選択的に
作動させるものである。従って、車載電源の許容電力量
内で乗員が最も快適になるよう加熱手段109を選択作
動させることができる。
の従来例では車載充電器103の充電操作が終了してか
ら冷暖房装置105を起動するため、電池101の充電
率が低く、且つ実際の車室内熱環境と乗員が所望する熱
環境との差が大きく、しかも、所望の熱環境にする時刻
が迫っている条件下でも充電操作が優先されてしまい、
事前空調が行なわれないことになる問題があった。
先する構成にすると、充電が十分に行なえない恐れがあ
り、車両の走行可能距離が減少し、運転行動範囲が狭め
られることになる。このため、充電操作と空調操作との
両立が望まれていた。
載電源の許容電力量内で加熱手段109の選択を行なう
ものであるため、個々の加熱手段109への供給電力を
制御することはできず、電池を充電するための供給電力
に応じて加熱手段109への供給電力を調整することは
できないという問題があった。
との両立を図ることのできる事前空調装置の提供を目的
とする。
に請求項1の発明は、図1のように車室内へ空調風を発
生させる空調風発生手段CL1、前記空調風の温度を冷
却/加熱するために熱交換する空調風熱交換手段CL
2、車室内熱環境を計測する熱環境計測手段CL3、車
室内の目標熱環境と目標熱環境に到達させる目標時刻と
を設定する熱環境設定手段CL4、前記空調風発生手段
CL1及び前記空調風熱交換手段CL2を制御して車室
内を目標熱環境側へ調整する空調制御手段CL5からな
る空調手段と、少なくとも車両を駆動する電源としての
電池CL6と、該電池CL6への充電を制御する充電制
御手段CL7と、該充電制御手段CL7の状態を監視す
る充電監視手段CL8と、前記目標時刻及び現在の時刻
を監視する時刻監視手段CL9と、前記充電監視手段C
L8により監視した充電状態と前記空調手段の作動状態
と時刻監視手段CL9の監視とを考慮して該空調手段の
作動条件を決定する空調作動条件制御手段とからなるこ
とを特徴とする。
調装置であって、前記空調作動条件制御手段は、前記空
調手段への電力、電圧、電流のいずれかの供給を決定す
ることを特徴とする。
調装置であって、前記空調作動条件制御手段は、前記空
調手段への電流の供給を決定することを特徴とする。
調装置であって、前記空調作動条件制御手段は、前記充
電制御手段により制御する電池への充電電流と前記空調
制御手段による空調手段への供給電流との和が所定値以
下となるように制御することを特徴とする。
調装置であって、前記設定した目標時刻と現在の時刻と
の時間差を演算する時間差演算手段と、前記熱環境計測
手段による車室内熱環境と前記熱環境設定手段による目
標熱環境との熱環境差を演算する熱環境差演算手段とを
備え、前記空調作動条件制御手段は、前記電池への供給
電流量が小さいほど、前記空調手段への供給電流を増加
するか、前記空調手段への電流供給開始時刻を早めるか
の少なくとも一方の制御を行ない、前記熱環境差演算手
段により演算した熱環境差が小さいほど、前記空調手段
への供給電流を減少するか、前記空調手段への電流供給
開始時刻を遅らせるかの少なくとも一方の制御を行な
い、前記時間差演算手段により演算した時間差が小さい
ほど、前記空調手段への供給電流を増加する制御を行な
うことを特徴とする。
かに記載の事前空調装置であって、前記空調手段は、前
記電池又は前記充電制御手段への供給電源を電源とし、
該空調手段はPTCヒータなどの電気的加熱手段あるい
は冷凍サイクルによる冷媒圧縮手段を冷熱源とすること
を特徴とする。
調装置であって、前記空調手段は、冷媒圧縮手段を冷熱
源とし、該冷媒圧縮自在の加熱を行なう冷媒圧縮手段加
熱手段を有し、前記空調作動条件制御手段により前記冷
媒圧縮手段と冷媒圧縮手段加熱手段とへの供給電流を制
御することを特徴とする。
調装置であって、前記空調作動条件制御手段は、前記充
電監視手段の監視により前記空調手段への供給可能な電
流が所定値以下である場合、前記冷媒圧縮手段加熱手段
のみを駆動し、冷媒圧縮手段を起動しないことを特徴と
する。
かに記載の事前空調装置であって、前記空調作動条件制
御手段は、前記冷媒圧縮手段を起動するとき、前記電池
への充電電流が所定値以上の場合、前記充電電流を一時
的に低減し、前記冷媒圧縮手段が所定安定状態に至った
後、前記充電電流を低減前の所定値まで復帰させること
を特徴とする。
れかに記載の事前空調装置であって、前記空調作動条件
制御手段は、前記冷媒圧縮手段を起動するとき、前記電
池への充電電流が所定値以上であり、且つ前記目標時刻
までの時間が所定値以下である場合、前記冷媒圧縮手段
加熱手段のみを起動することを特徴とする。
ずれかに記載の事前空調装置であって、前記電池への充
電操作により空調手段の作動を優先するか否かを操作す
る空調優先選択スイッチを備え、前記空調制御手段と充
電制御手段とは、前記空調優先選択スイッチの操作によ
り空調手段の起動を充電操作より優先することを特徴と
する。
ずれかに記載の事前空調装置であって、前記空調作動条
件制御手段は、前記熱環境設定手段により設定した目標
熱環境と前記熱環境計測手段により計測した車室内熱環
境とが所定範囲以上離れ、且つ前記充電監視手段により
監視される電池の充電容量が所定値以上であれば、前記
空調手段を起動することを特徴とする。
生手段CL1及び空調風熱交換手段CL2を空調制御手
段CL5によって制御することにより、車室内を目標車
室内熱環境側へ調整することができる。この時の車室内
熱環境は、熱環境計測手段CL3によって計測し、目標
熱環境及び車室内が乗員の設定した目標熱環境に到達す
るまでの目標時刻は熱環境設定手段CL4によって乗員
が設定する。また、充電制御手段CL7による充電の制
御によって電池CL6への充電を行なうことができる。
この時の充電制御手段CL7により充電状態を充電監視
手段CL8が監視する。更に、時刻監視手段CL9によ
って目標時刻と現在の時刻とを監視する。そして、空調
作動条件制御手段CL10によって、充電監視手段CL
8により監視した充電状態と空調手段の作動状態と時刻
監視手段の監視とを考慮して、空調手段の作動条件を制
御することができる。このため、充電操作または空調操
作が一方的に優先されることがなく、両操作を両立させ
ることができる。
用に加え、空調作動条件制御手段によって空調手段への
電力、電圧、電流のいずれかの供給を決定し、充電操作
と空調操作との両立を図ることができる。
用に加え、空調作動条件制御手段によって空調手段への
電流の供給を決定することができ、充電操作と空調操作
との両立を図ることができる。
用に加え、電流制御手段によって電池への充電電流と空
調手段への供給電流との和が所定値以下となるよう制御
することができる。従って、充電操作と空調操作との両
立を図りながら、電源線を所定容量以下にすることがで
きる。
用に加え、電池への供給電流量が小さいほど、すなわち
充電が進んでいる場合には、空調手段への供給電流を増
加するか、空調手段への電流供給開始時刻を早めるかの
少なくとも一方の制御を行なうことができる。また、熱
環境差演算手段により演算した熱環境差が小さいほど、
空調手段への供給電流を減少するか、電流供給開始時刻
を遅らせるかの少なくとも一方の制御を行なうことがで
きる。更に、時間差演算手段により演算した時間差が小
さいほど空調手段への供給電流を増加する制御を行なう
ことができる。すなわち、電池への充電電流、熱環境差
及び時間差に応じて空調手段への供給電流の制御方向、
空調手段の起動時点の制御方向を規定することができ、
充電操作と空調操作との両立を確実に図ることができ
る。
の作用に加え、空調手段として電気的加熱手段、あるい
は冷凍サイクルを用いるため、電気的な稼働が可能であ
る。また、空調手段は電池または充電制御手段への供給
電源を電源としているため、電池への充電電流と空調手
段への供給電流との和を制御し易く、空調手段をより稼
働できる方向で制御することができる。
用に加え、空調手段として冷媒圧縮手段を冷熱源とした
場合、冷媒圧縮手段を冷媒圧縮手段加熱手段によって電
気的に加熱することができ、更に冷媒圧縮手段と冷媒圧
縮手段加熱手段の双方の供給電流を制御することができ
るため、例えば、冷媒圧縮手段加熱手段を先に起動し、
冷媒圧縮手段を所定温度に加熱した後、冷媒圧縮手段を
稼働することができる。このため冷媒圧縮手段の内部に
ある冷媒と潤滑油との混合がより促進され、冷媒圧縮手
段の起動時の潤滑性を向上させることができる。
用に加え、冷媒圧縮手段と冷媒圧縮手段加熱手段との必
要電流を比較すると、冷媒圧縮手段加熱手段の方が必要
とする電力は小さいので、空調手段への供給可能電流が
所定値以下に少ない場合、冷媒圧縮手段加熱手段のみを
起動させることによって、冷媒圧縮手段の起動時の潤滑
性を向上させることができる。
れかの発明の作用に加え、冷媒圧縮手段の起動時には一
時的に駆動源の負荷が大きくなり、これに伴って使用電
流が大きくなるので、電池への充電電流が所定値以上の
場合、充電電流を一時的に低減し、空調操作と充電操作
との双方の使用電流の和を所定値以下にすることができ
る。
ずれかの発明の作用に加え、充電電流が所定値以上に大
きく、このため冷媒圧縮手段を起動するための電流が不
足し、しかも目標時刻が迫っている場合には冷媒圧縮手
段加熱手段のみを起動させることができる。このため、
冷媒圧縮手段の内部にある冷媒と潤滑油の混合が促進さ
れ、冷媒圧縮手段の起動時の潤滑性は向上する。このた
め冷媒圧縮手段が起動してから所定の空調能力をより短
時間で発揮させることができる。
ッチの操作により空調手段の起動を充電操作より優先さ
せることができる。
いずれかの発明の作用に加え、目標熱環境と車室内熱環
境とが所定範囲以上離れ、且つ充電容量が所定値以上で
ある時に、空調手段を起動することができる。すなわち
電池の充電操作が進み、且つ空調操作が遅れている場合
には、空調操作を優先させることができるのである。
施例を適用した自動車の概略構成図である。この自動車
は空調手段としての空調装置1と、少なくとも車両駆動
用の電源としての電池3(CL6)と、電池3に充電す
るための充電装置5等を備えている。
ラ&ヒータユニット9、室温センサ11、室温設定器1
3、コンプレッサ制御装置17、及び空調制御アンプ1
9とからなっている。
発生させるもので、空調風発生手段CL1を構成してい
る。前記クーラ&ヒータユニット9は、空調風の温度を
冷却/加熱するために熱交換するもので、空調風熱交換
手段CL2を構成している。前記室温センサ11は、車
室内熱環境として車室内温度を計測するもので、熱環境
計測手段CL3を構成している。前記室温設定器13
は、車室内の目標熱環境として車室内温度、及び乗員が
次に搭乗する時刻、換言すれば車室内が乗員の設定した
目標熱環境に達するまでの目標時刻を設定する熱環境設
定手段CL4を構成している。
サイクルの冷媒を圧縮する冷媒圧縮手段を構成し、電気
エネルギを使用したモータ等によって駆動されるもので
ある。前記コンプレッサ制御装置17は、主としてコン
プレッサの駆動/停止及びコンプレッサの回転数を制御
するものである。前記空調制御アンプ19は、前記室温
センサ11及び室温設定器13による温度に応じて前記
ブロアファン7、クーラ&ヒータユニット9、コンプレ
ッサ15及びコンプレッサ制御装置17を制御するもの
であり、空調制御手段CL5を構成している。また、空
調制御アンプ19は、この実施例において室温センサ1
1による車室内温度と室温設定器13による目標温度と
の温度差を演算するものであり、この実施例において熱
環境差演算手段を構成している。
能な電池であり、少なくとも車両駆動用の電源として用
いられる。但し、前記空調装置1を駆動する電源として
用いることもできる。前記充電装置5は、充電制御装置
21と充電監視装置23とからなっている。前記充電制
御装置21は、電池3への充電時に充電電圧、充電電流
を制御するもので、充電制御手段CL7を構成してい
る。尚、この充電制御装置21には充電用電源コネクタ
33が接続されている。この充電用電源コネクタ33
は、例えば家庭用電源から電気を引き入れるためのコネ
クタである。前記充電監視装置23は、充電制御装置2
1での充電電圧、充電電流を監視するもので、充電監視
手段CL8を構成し、次の空調装置電流供給装置25へ
充電電流を出力している。
して時刻監視装置27を備えている。この時刻監視装置
27によって前記目標時刻及び現在の時刻を監視し、且
つその時間差を監視し、次の空調装置電流供給装置25
へ出力する。空調装置電流供給装置25は、充電監視装
置23により監視した充電状態と空調装置1の作動状態
と時刻監視装置27の監視とを考慮して該空調装置1の
作動条件を決定する空調作動条件制御手段CL10を構
成している。
レッサ15や電気ヒータ等の電気的に空調する手段に対
して電流を供給する際、空調制御アンプ19と情報をや
りとりしながらその電流量を調節するものである。
気自動車であり、駆動手段として電気モータ29を備え
ている。電気モータ29は、駆動モータ制御装置31に
よって制御されるものである。
として室温センサ11のみを明記したが、これに限らず
日射量を計測する日射センサ、外気温を計測する外気温
センサ等を併せて使用することにより、精度をより向上
することができる。
設定器13のみを挙げたが、吹き出し口設定器、風量設
定器、空調風導入口設定器、シートヒータ設定器、ステ
アリングヒータ設定器等の各種空調関係の設定手段を併
せて使用することにより、より快適性を向上することが
できる。
縮部とその駆動モータを内蔵する形式、あるいはモータ
を圧力容器外に設ける形式のいずれでも良い。
っている。即ち、このコンプレッサ15はコンプレッサ
ケース35内に冷媒圧縮室を有するコンプレッサユニッ
ト37が設けられている。コンプレッサユニット37
は、モータユニット39に駆動軸41を介して連動連結
されている。前記モータユニット39は、交流3相モー
タで構成されている。冷媒は吸入管43からコンプレッ
サユニット37に入り、圧縮された後、吐出管45から
冷凍サイクルへ排出されるものである。コンプレッサケ
ース35の下部にはコンプレッサ用オイル47が備えら
れ、コンプレッサオイルポンプ49がオイル47内に臨
んでいる。コンプレッサオイルポンプ49は、駆動軸4
1の内面に渦巻溝を設けて構成している。即ち、駆動軸
41が回転すると、渦巻溝により図中上方にオイルが吸
い上げられ、コンプレッサユニット37の軸受部等にオ
イルが供給される。コンプレッサケース35の周囲には
断熱と防音のためにグラスウール51が設けられ、グラ
スウール51を囲むように防音箱53が設けられてい
る。コンプレッサケース35の下部には、冷媒圧縮手段
加熱手段としてコンプレッサ用ヒータ55が設けられて
いる。ヒータ55は、例えば直流12V,300W程度
の低電圧の電気ヒータである。このヒータ55とコンプ
レッサケース35との間には、熱伝導板57が設けら
れ、ヒータ55の熱をコンプレッサユニット37側へ伝
えるようになっている。
クタ61,63を介して交流3相配線によりモータユニ
ット39に接続されている。また、低電圧配線65から
コネクタ67を介してコンプレッサ用ヒータ55に配線
されている。尚、コンプレッサ用ヒータ55用の電源
は、例えば高電圧を直流−直流コンバータにより低電圧
にしたものである。
造によって稼働前に加熱することができ、コンプレッサ
15内のオイル47が潤滑に適当な粘度まで低下し、潤
滑に係わるトラブルを減少させることができるのであ
る。
置1により車室内の空調操作が行なわれ、充電装置5に
よって電池3への充電操作が行なわれる。
温度を計測し、この計測温度が室温設定器13で設定し
た車室内の目標温度となるように空調制御アンプ19が
ブロアファン7及びクーラ&ヒータユニット9を制御す
る。そして、ブロアファン7によって適切な空調風が発
生し、この空調風の温度がクーラ&ヒータユニット9に
よって熱交換され、冷却/加熱される。また、充電装置
5では、充電用電源コネクタ33が家庭用電源に接続さ
れ、充電制御装置21によって電池3への充電が制御さ
れる。この場合の充電状態は、充電監視装置23によっ
て監視される。
した目標時刻、即ち乗員が再搭乗するまでの目標時刻と
現在の時刻とを時刻監視装置27によって監視しながら
行なわれる。即ち、充電監視装置23により監視した充
電状態と空調装置1の作動状態と時刻監視装置27の監
視とを考慮して空調装置1の作動条件が空調装置電流供
給装置25によって決定されるのである。即ち、空調装
置電流供給装置25により制御によって充電操作と空調
操作との両立を図ることができるのである。
いて具体的な制御を説明する。
境設定手段として、室温設定器13からのデータを入力
する。乗員は事前空調を行なう場合、室温設定器13に
よって自動車への再搭乗時の車室内の目標熱環境と目標
熱環境に到達させる目標時刻とを入力する。従って、ス
テップS1では室温設定器13で設定した車室内の目標
熱環境及び目標時刻とを読み込む。
空調の設定操作があったか否かの判断が行なわれる。即
ち、室温設定器13によって目標熱環境及び目標時刻が
設定されていれば、ステップS3へ移行し、そうでなけ
れば、Cから図6の事前空調制御フローチャート出口へ
移行する。
かを判定する。充電状態でなければ、ステップS4に移
行し、充電状態であれば、ステップS5へ移行する。
表示する。即ち、乗員が電池3へ充電する操作を行なう
ように促す。このような充電促進メッセージを表示する
のは、事前空調を行なう際、電池3の電力を使うと次の
搭乗の際に電池3の容量不足に起因する走行距離の減少
という問題が起こるからである。これを避けるために、
事前空調の際には、電池3を充電する状態にすることを
乗員に求めるものである。
に充電した電流を空調装置に使っても良いし、充電装置
5から電池3を経由しないで空調装置1に使っても良い
ものである。
分であるかどうかを判定する。即ち、電池3が所定の電
圧になければ充電容量は不足していると判定するわけで
ある。もし、充電容量が十分であればステップS7へ移
行し、そうでなければステップS6へ移行する。
進メッセージとを乗員に対して表示する。これにより乗
員による充電操作を促し、Cから図6の事前空調制御フ
ローチャート出口へ移行する。即ち、この場合事前空調
は行なわない。
なう制御である。まず、ステップS7では再搭乗までの
時間を算出し、これを余裕時間と称呼する。
環境を入力する。即ち、室温センサ11が検出した車室
内温度を読み込む。
入力する。即ち、室温設定器13によって設定した目標
室温を読み込む。次いで、Aから図5のステップS10
へ移行し、事前空調に要する必要時間を推定する。例え
ば、次のような式で計算を行なう。
(現在の室温)]×(定数) 但し、定数は冷房時と暖房時とで異なる。又、目標室温
が現在の室温よりも高ければ暖房運転と判断し、その逆
であれば冷房運転と判断する。さらに、目標室温と現在
の室温との差が所定値以下に小さければ、空調操作は行
なわない。
前空調所要時間が余裕時間より長いかどうかを判定す
る。長ければ次のステップS12へ移行し、長くなけれ
ばステップS13へ移行する。そして、この判定により
十分時間的余裕を持って事前空調ができるかどうかが判
断される。この判定で「YES」であれば、時間的余裕
がないことになり、余裕時間と後述する余裕電力とに応
じて制御することが必要になる。
り充電電流を読み込む。
タ55を起動する。一般にコンプレッサ用ヒータ55
は、300W以下の電力であり2kW程度使用するコン
プレッサ15のモータユニット39や、5kW程度使用
する充電用電力から見ると十分小さいと言え、電池3に
充電している際もコンプレッサ用ヒータ55を十分起動
することができる。このコンプレッサ用ヒータ55によ
りコンプレッサ15の構成部品及びコンプレッサ15内
の冷媒が加熱され、コンプレッサ15内の潤滑油は冷媒
によく溶解することになる。従って、コンプレッサ15
を起動時の潤滑特性が改善され、コンプレッサ15の焼
付き等のトラブルを防止することができる。又、コンプ
レッサ15の構成部品の温度が高いと、冷凍サイクルの
起動特性が良くなり、例えば、吐出圧力や吐出温度が早
く高くなることにより暖房性能をそれだけ早く発揮でき
る。
電流との差異を算出し、これを余裕電流と称呼する。
コンプレッサ制御マップに従ってコンプレッサ用ヒータ
55とコンプレッサ15とを制御する。
プレッサ高速回転」とあるのは、コンプレッサ用ヒータ
55を起動し所定の時間(例えば10分間)経過してか
らコンプレッサ15を高速回転で起動することを言う。
図中右下の「コンプレッサ高速回転」とは、コンプレッ
サ用ヒータ55を起動する時間も惜しく、即座にコンプ
レッサ15を高速回転で起動することを言う。コンプレ
ッサ15は、高速で回転する程冷凍サイクルの冷媒循環
量が増加し、空調性能が向上することは言うまでもな
い。勿論、このように起動した後、車室内が目標熱環境
に到達すれば、その熱環境を保持するようにコンプレッ
サ回転数を低下させる。図中左下の「コンプレッサ用ヒ
ータ」とは、ステップS13と同様、コンプレッサ用ヒ
ータ55のみを起動し、コンプレッサ起動特性を改善す
る。尚、図中左上で「コンプレッサ用ヒータ→コンプレ
ッサ低速回転」とあるのは、余裕時間がかなりあるの
で、コンプレッサ15を低速で回転しても電池への充電
を完了できると考え、充電電流を減少させてもコンプレ
ッサ15の起動を行なうのである。なお、他の区画も同
様に理解できる。
し、コンプレッサ15を起動するかどうかを判定する。
コンプレッサ15を起動する場合にはステップS17へ
移行し、そうでなければフローチャート出口へ移行す
る。
には安定時より高い電流を使用することを考慮して充電
電流を一時的に低下させる。このような操作により空調
用電流と電池への充電電流との和を所定値以下に保持す
ることができる。
の供給電流、空調装置使用電流等の変化を各場合につい
て説明する。
を示している。このグラフは時間に対する電池の充電率
と電池を充電する際の充電電流とについてプロットして
いる。この図から明らかなように電池の充電率は時間と
共に増加するものの、充電率が満了、即ち100%に近
傍する程、増加率は低下する。即ち、なかなか充電完了
状態にはならない。一方、充電電流は最初略100%で
一定に近いが時間が経過すると、充電電流は徐々に低下
する。即ち、このような充電電流の変化により充電開始
から3,4時間経過後に余裕電流が出始めるのである。
そして、このような余裕電流を用いて上記の制御を行っ
ているのである。
への供給電流、空調装置使用電流の変化を示している。
尚、分かりやすくするため細かい測定時の雑音は省略し
た模式図としている。この図8の例は、車両走行開始時
刻までの余裕時間がある場合を示している。この場合、
電池の供給電流が所定値以下になると、コンプレッサ用
ヒータが起動し、電池への供給電流が更に小さい所定値
以下になり、コンプレッサ起動時刻になるとコンプレッ
サは起動し、車両走行開始時刻までに車室内を所望の熱
環境に設定することができる。車両が走行すると、コン
プレッサは回転数を落とし、電池を消費しないようにし
ている。
ない場合を示している。この場合コンプレッサ用ヒータ
55を起動する余裕がなく、いきなりコンプレッサ15
を起動している。しかし、充電が完了していないために
充電電流を監視してその余裕電流に応じてコンプレッサ
の消費電流を決定している。つまり、コンプレッサ15
を起動してもいきなり最大電流にするのではなく、充電
電流の減少に対応して徐々にコンプレッサ回転数を上げ
ながら空調での消費電流を増加させている。このように
充電操作と事前空調操作とを両立させながら制御するこ
とで、電池への充電と車室内の熱環境の快適性向上とを
可能な範囲で両立することができる。この例では、車両
が走行してからもコンプレッサの消費電力はかなり大き
く、つまり車室内が所望の熱環境に十分到達していなか
ったために、車両走行時にもコンプレッサを稼働する必
要があったわけである。
大きな電流(スパイク電流)に対応して充電電流を一時
的に低下させる制御例である。時間の単位は図9までの
時間単位ではなく、秒単位になっている。コンプレッサ
起動時刻を今0秒と表示している。充電電流は、コンプ
レッサ起動時刻から0.8秒程度前から急速に低下さ
せ、コンプレッサが所定の定常電流になる0.4秒以降
で元の充電電流に復帰させている。このように制御する
ことで、コンプレッサ起動に伴う一時的な電流消費の増
加に適切に対応させることができ、以て充電用の電源の
容量を大きくする必要がなくなり、コスト削減を図るこ
とができる。
間と充電電流の余裕電流との兼ね合いによって空調装置
1のコンプレッサ15の高・中・低回転制御と、コンプ
レッサ用ヒータ55の制御とを選択し、電池3の充電操
作と空調装置1による事前空調操作との両立を図ること
ができる。従って、事前空調がなされなかったり、充電
が不十分であるということがなくなり、乗員が再搭乗す
る時の車室内の熱環境を適正なものにすることができる
と共に、十分な走行可能距離を維持することができる。
又、空調用電流と充電電流との和を所定値以下に保持す
ることにより、家庭用電源での充電を考える場合、より
小さい電源線を引くことで済むため、使用者のコスト低
減を図ることができる。
の第2実施例に係るフローチャートを示している。この
実施例のフローチャートにおいて、上記第1実施例のフ
ローチャートのステップS1〜S14までは同一である
ため図示を省略している。そして、この実施例の図1
1,図12で示すステップは第1実施例のステップS1
5以降に代えて示したものである。但し、ステップS1
6,S17は同一であるため、同一ステップ番号を付
し、説明は省略する。
室温と室温(検出室温)との偏差(室温偏差)と室温の
2個のパラメータについて熱負荷差異レベルを決定する
ようになっている。この熱負荷差異レベルは次のステッ
プで使用するが、これは一種の目標熱環境と実際の熱環
境との差を定量化した目安である。例えば、室温偏差
(=目標室温−室温)が10℃の場合、室温が20℃で
あれば熱負荷差異レベルは0.3程度であり非常に小さ
いが、室温偏差が30℃程度で室温が0℃であれば、熱
負荷差異レベルは略10になり、非常に大きくなる。熱
負荷差異レベルが大きい程後述するように空調装置での
消費エネルギは大きくなるように制御する。この熱負荷
差異レベルと前述の第1実施例に係るステップS7,S
14で算出した2つのパラメータ、即ち余裕電流と余裕
時間の計3個のパラメータで起動する空調装置の内容を
選定するのがステップS22である。
のは、コンプレッサ用ヒータ55を起動後、所定の時間
経過後にコンプレッサ15を低速で稼働するというもの
である。これ以外の図中用語の意味も略同様に解するも
のである。尚、斜めに描いた平行四辺形が3個しか描か
れていないが、実際は熱負荷差異レベルに応じて連続
的、或いは区分的に制御が連続している。この図は見や
すいように熱負荷差異レベルの一部について描いた制御
図である。
ップS15と異なるのは、熱負荷差異レベルが高くなる
程同じ余裕電流、余裕時間でもコンプレッサの稼働容量
(稼働回転数)等を高くすることによって、空調に使用
するエネルギを大きくしていることである。これは単に
目標室温と室温との偏差だけでは同じ20℃の温度差で
も外気温が5℃の場合と15℃の場合とではコンプレッ
サの起動を一定の圧力温度に達するまでの消費エネルギ
が異なるからである。つまり、外気温が低い程消費エネ
ルギーが多くなる。このため、消費エネルギに応じた制
御が必要になるわけである。これにより単に室温偏差だ
けではなく、種々の熱環境を総合的に評価した事前空調
を行なうことができる。
せて熱環境の精度向上を図ることもできる。
略同様な作用効果を奏する他、外気温等種々の熱環境を
総合的に評価した事前空調を行なうことができ、より適
確な事前空調、そして再搭乗時の快適性を向上させるこ
とができる。
実施例を示している。この図13は、前記第2実施例の
ステップS21に代えて用いるものである。即ち、この
ステップS31では、室温偏差(=目標室温−室温)が
0より大きい場合(暖房側)と小さい場合(冷房側)と
で制御を分けている。これは暖房側と冷房側とで制御に
使用するパラメータを分けたものである。即ち、暖房側
では室温偏差と(コンプレッサ吐出ガス温−外気温)と
の2個を用いて熱負荷差異レベルを算出し、冷房側では
室温偏差と外気温とによって熱負荷差異レベルを算出し
ている。
熱容量が暖房の初期性能に大きく影響する要素なので、
コンプレッサ吐出ガス音と外気温との差温をとってこれ
が大きい程、熱負荷差異レベルは小さいとした。逆にこ
の差温が大きければ、コンプレッサを所定の圧力温度状
態までにするために必要なエネルギや時間は大きくなる
ため、熱負荷差異レベルは大きいようにした。
荷は高くなるので、外気温を熱負荷差異レベルの算出に
用いた。そして、外気温が高い程、熱負荷差異レベルは
高いとした。従って、この実施例でも上記第2実施例と
略同様な作用効果を奏することができる他、暖房側と冷
房側とで制御に使用するパラメータを分けているため、
より的確な冷暖房を行うことができ、乗員再搭乗時の快
適性をより向上させることができる。
実施例に係るフローチャートを示している。この実施例
は空調優先スイッチを設けた場合の制御例を示してい
る。従って、第1実施例のフローチャートに対して図1
4の第4実施例のフローチャートでは、ステップS4
1,ステップS42を加えている。他のステップは第1
実施例と同一であり、図14では図4のステップと同一
ステップ番号を付し、また第1実施例における図5,図
6に対応するステップは省略している。
が車室内のインストルメントパネル内の空調操作部にあ
る空調優先スイッチが押されているかどうかを判定す
る。押されていればステップS42に移行し、そうでな
ければステップS2へ移行する。
ためにコンプレッサ15を起動し、コンプレッサ起動に
要する電流分を診断して充電電流が所定値以下になるよ
うに抑制する。勿論、充電電流が初めから所定値以下で
あれば、それ以上に抑制する必要がない。これによっ
て、充電電流に拘らずコンプレッサ10を起動して空調
を優先的に行なうことができる。この空調優先スイッチ
を用いるのは乗員の判断によるが、一般的には車両の走
行距離が比較的短く、充電が完了していなくても支障が
ない場合で、しかも車室内の熱環境が乗員の所望値から
大きく離れている場合に使われることを想定して設けて
いる。勿論、車両の日々の走行状態を学習し、これによ
って電池の充電完了状態を前述の学習によって変更する
こともできる。即ち、毎日比較的短距離しか走行しない
場合、電池を充電時に100%まで充電する必要がない
と考え、充電完了状態を例えば85%に設定し、以て充
電時間を短くすることにより、空調装置1の起動を早
め、車室内環境の設定を電池の充電よりも結果的に優先
することが可能となる。只、このようにした場合乗員に
電池充電状態を何等かの手段で報知することが必要であ
る。
が押されていなければ第1実施例と同様な作用を奏する
ことができ、また押されていれば空調操作を優先して行
わせることができる。したがって自動車の日々の走行状
態に合わせて制御することが可能となる。
の第5実施例に係るフローチャートを示している。この
第5実施例は前記空調優先スイッチを設けた第4実施例
の変形例である。この実施例では空調優先スイッチが押
された場合に、電池の充電容量が所定値以上であるかど
うかを判断して、コンプレッサの回転数を制御するもの
である。従って、この実施例では第4実施例の図14の
ステップS42に代え、図16のステップS51,S5
2,S53としている。図15,図16において他のス
テップは第4実施例と同一であり、同一のステップ番号
を付している。又、図16でのステップS16,S17
は、第4実施例では図示を省略しているが、第4実施例
が共通に有している第1実施例の図6のステップS1
6,S17と同一のものである。
空調優先スイッチが押されたと判断された場合Dから図
16のステップS51へ移行し、電池の充電容量が所定
値以上であるかどうかが判定される。そして、充電容量
が所定値以上であればステップS53へ移行し、そうで
なければステップS52へ移行する。
足しているので、電池への充電と両立させるためにコン
プレッサ15を低速回転で起動させる。ステップS53
では、電池の充電容量が十分であると考えられるので電
池への充電より空調装置1の起動を優先し、コンプレッ
サ15を高速で起動し、急速に車室内熱環境を乗員の所
望する熱環境へ近傍させるのである。
境との剥離程度を空調装置1の起動条件に含めなかった
が、例えば、前記剥離が大きい程コンプレッサの起動回
転数を高くし、熱環境をより急速に所望の熱環境に近傍
させることもできる。このように熱環境を判断すると、
より適切に空調装置1を優先させることができ、電池3
の充電操作と両立させることができる。
略同様な作用効果を奏することができる他、充電容量を
判断してコンプレッサの回転を制御するため、電池の充
電操作と空調操作とをより的確に両立させることができ
る。
明の第6実施例に係るフローチャートを示している。こ
の実施例では、上記第1実施例に対し、事前空調を行う
場合に室温と設定室温との差が大きい時はコンプレッサ
を高速回転で起動するようにしたものである。従って、
この実施例では第1実施例のステップS9,S10の間
にステップS61,ステップS62を加えたものであ
る。従って、第1実施例の図4で示すステップS9まで
は図示を省略し、また、図17,図18の他のステップ
は第1実施例の図5,図6のステップ番号と同一番号を
付している。
おいて室温と設定室温との偏差が20℃以上であるかど
うかが判定される。もし20℃以上であればステップS
62へ移行し、そうでなければステップS10へ移行す
る。ステップS62ではコンプレッサ15を高速回転で
起動し、熱環境を急速に設定熱環境に近傍するように制
御する。このように制御することで電池3の充電容量が
所定値以上であり十分と判断される場合で、しかも、熱
環境が設定値から大きく離れている場合にはコンプレッ
サ15を高速回転で起動し、熱環境を急速に設定値に近
傍させることができる。
略同様な作用効果を奏することができる他、電池の充電
容量が所定値以上である場合には、車室内を一早く快適
にすることができる。
ータ55を一種類として述べたが、電流容量が複数のも
のがあり、これらを適宜切り換える構成にすることもで
きる。例えば、一種類は300Wでありコンプレッサ1
5の圧力容器全体を加熱するようになっており、もう一
種類は35Wでコンプレッサ15内のモータの巻線へ電
流を流す方式のヒータとする。このように大小のヒータ
方式を用いれば、余裕電流に応じて適宜切り換え、或い
は両方使用することが考えられ、コンプレッサ15の起
動をより円滑に行わせることができる。
モータはいわゆる3相モータが使用され、このようなモ
ータの場合3相のうち2相だけに電流を通電することに
より、モータの加熱が可能である。但し、このような方
式のモータ加熱では、モータ巻線の絶縁シールが熱的に
劣化する可能性があるので、大電流を流さないようにす
ることが肝要である。冷熱源としては、冷凍サイクルに
よる冷媒圧縮手段の他、PTCヒータ等の電気的加熱手
段を用いることもできる。
明によれば、充電状態と空調手段の作動状態と時刻監視
手段の監視とを考慮して空調手段を作動させることがで
き、電池への充電と空調手段の作動とを両立させなが
ら、所望する時刻に所望する熱環境を設定することが容
易となる。しかも、限られた電源の中で両立を図ること
ができるため、家庭等に装備する電源線として過剰に大
きな容量のものを選択する必要がなく、コスト的にも有
利となる。
果に加え、空調手段への電力、電圧、電流のいずれかの
供給を決定することによって両立を図ることができ、十
分な充電を行いながら所望の熱環境を設定することがで
き、コスト的にも有利にすることができる。
果に加え、空調手段への電流の供給を決定することによ
って、充電操作と空調操作との両立を図ることができ
る。従って、十分な充電と所望の熱環境の設定を行うこ
とができ、しかもコスト的にも有利にすることができ
る。
果に加え、電池への充電電流と空調手段への供給電流と
の和を所定値以下とすることにより、家庭等に装備する
電源線として過剰に大きな容量のものを選択する必要が
なくなり、コスト的に有利にすることができる。
果に加え、充電電流、時間差、熱環境差に応じ、空調手
段への電流制御方向、起動時点の制御方向を規定するこ
とができ、充電操作と空調操作との両立をより確実に図
ることができる。従って、より十分な充電と所望の熱環
境の設定とを確実に行わせることが可能となる。従っ
て、空調快適性をより向上させることができる。
の効果に加え、電池への充電電流と空調手段への供給電
流との和をより制御しやすくなり、空調手段をより稼働
できる方向で制御することができ、空調快適性を更に向
上させることができる。
果に加え、冷媒圧縮手段の内部にある冷媒と潤滑油との
混合がより促進され、冷媒圧縮手段の起動時の潤滑性が
向上する。従って、冷媒圧縮手段の起動時における潤滑
トラブルを軽減することができ、事前空調装置の信頼性
を著しく向上することができる。
果に加え、空調手段への供給可能電流が所定値以下に少
ない場合でも、冷媒圧縮手段加熱手段を起動することが
でき、冷媒圧縮手段の起動時における潤滑トラブルの軽
減により事前空調装置の信頼性を著しく向上させること
ができる。
れかの発明の効果に加え、冷媒圧縮手段の起動時に充電
電流を一時的に低下させることで、使用電流の和を所定
値以下とすることができ、家庭等に装備する電源線とし
て過剰に大きな容量のものを選択する必要がなくなり、
コスト的に有利にすることができる。
ずれかの発明の効果に加え、充電電流が所定値以上に大
きく、このため冷媒圧縮手段を起動するための電流が不
足し、しかも目標時刻が迫っている場合でも冷媒圧縮手
段の加熱によって潤滑性を向上させ、起動後の即暖/即
冷性を向上させることができ、限られた条件内で空調快
適性をより向上させることが可能となる。
いずれかの発明の効果に加え、空調操作を充電操作に優
先して行うことが可能となる。従って、車両の使用状況
等に応じて選択することができ、汎用性をより高めるこ
とができる。
いずれかの発明の効果に加え、充電容量を確実に所定値
以上とすることができる。
る。
成図である。
る。
る。
る。
用電流との関係を示すグラフである。
用電流との関係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
の一部を示すステップである。
る。
の一部を示すステップである。
の一部である。
の一部である。
る。
の一部である。
る。
段、時間差演算手段) 21 充電制御装置(充電制御手段) 23 充電監視装置(充電監視手段) 25 空調装置電流供給装置(空調作動条件制御手段) 27 時刻監視装置(時刻監視手段) 55 コンプレッサ用ヒータ(冷媒圧縮手段加熱手段)
Claims (12)
- 【請求項1】 車室内へ空調風を発生させる空調風発生
手段、 前記空調風の温度を冷却/加熱するために熱交換する空
調風熱交換手段、 車室内熱環境を計測する熱環境計測手段、 車室内の目標熱環境と目標熱環境に到達させる目標時刻
とを設定する熱環境設定手段、 前記空調風発生手段及び前記空調風熱交換手段を制御し
て車室内を目標熱環境側へ調整する空調制御手段、 からなる空調手段と、 少なくとも車両を駆動する電源としての電池と、 該電池への充電を制御する充電制御手段と、 該充電制御手段の状態を監視する充電監視手段と、 前記目標時刻及び現在の時刻を監視する時刻監視手段
と、 前記充電監視手段により監視した充電状態と前記空調手
段の作動状態と時刻監視手段の監視とを考慮して該空調
手段の作動条件を決定する空調作動条件制御手段と、 からなることを特徴とする事前空調装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の事前空調装置であって、 前記空調作動条件制御手段は、前記空調手段への電力、
電圧、電流のいずれかの供給を決定することを特徴とす
る事前空調装置。 - 【請求項3】 請求項1記載の事前空調装置であって、 前記空調作動条件制御手段は、前記空調手段への電流の
供給を決定することを特徴とする事前空調装置。 - 【請求項4】 請求項3記載の事前空調装置であって、 前記空調作動条件制御手段は、前記充電制御手段により
制御する電池への充電電流と前記空調制御手段による空
調手段への供給電流との和が所定値以下となるように制
御することを特徴とする事前空調装置。 - 【請求項5】 請求項3記載の事前空調装置であって、 前記設定した目標時刻と現在の時刻との時間差を演算す
る時間差演算手段と、 前記熱環境計測手段による車室内熱環境と前記熱環境設
定手段による目標熱環境との熱環境差を演算する熱環境
差演算手段とを備え、 前記空調作動条件制御手段は、前記電池への供給電流量
が小さいほど、前記空調手段への供給電流を増加する
か、前記空調手段への電流供給開始時刻を早めるかの少
なくとも一方の制御を行ない、前記熱環境差演算手段に
より演算した熱環境差が小さいほど、前記空調手段への
供給電流を減少するか、前記空調手段への電流供給開始
時刻を遅らせるかの少なくとも一方の制御を行ない、 前記時間差演算手段により演算した時間差が小さいほ
ど、前記空調手段への供給電流を増加する制御を行なう
ことを特徴とする事前空調装置。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の事前空
調装置であって、 前記空調手段は、前記電池又は前記充電制御手段への供
給電源を電源とし、 該空調手段はPTCヒータなどの電気的加熱手段あるい
は冷凍サイクルによる冷媒圧縮手段を冷熱源とすること
を特徴とする事前空調装置。 - 【請求項7】 請求項6記載の事前空調装置であって、 前記空調手段は、冷媒圧縮手段を冷熱源とし、 該冷媒圧縮自在の加熱を行なう冷媒圧縮手段加熱手段を
有し、 前記空調作動条件制御手段により前記冷媒圧縮手段と冷
媒圧縮手段加熱手段とへの供給電流を制御することを特
徴とする事前空調装置。 - 【請求項8】 請求項7記載の事前空調装置であって、 前記空調作動条件制御手段は、前記充電監視手段の監視
により前記空調手段への供給可能な電流が所定値以下で
ある場合、前記冷媒圧縮手段加熱手段のみを駆動し、冷
媒圧縮手段を起動しないことを特徴とする事前空調装
置。 - 【請求項9】 請求項6〜8のいずれかに記載の事前空
調装置であって、 前記空調作動条件制御手段は、前記冷媒圧縮手段を起動
するとき、前記電池への充電電流が所定値以上の場合、
前記充電電流を一時的に低減し、前記冷媒圧縮手段が所
定安定状態に至った後、前記充電電流を低減前の所定値
まで復帰させることを特徴とする事前空調装置。 - 【請求項10】 請求項6〜8のいずれかに記載の事前
空調装置であって、 前記空調作動条件制御手段は、前記冷媒圧縮手段を起動
するとき、前記電池への充電電流が所定値以上であり、
且つ前記目標時刻までの時間が所定値以下である場合、
前記冷媒圧縮手段加熱手段のみを起動することを特徴と
する事前空調装置。 - 【請求項11】 請求項1〜10のいずれかに記載の事
前空調装置であって、 前記電池への充電操作により空調手段の作動を優先する
か否かを操作する空調優先選択スイッチを備え、 前記空調制御手段と充電制御手段とは、前記空調優先選
択スイッチの操作により空調手段の起動を充電操作より
優先することを特徴とする事前空調装置。 - 【請求項12】 請求項1〜11のいずれかに記載の事
前空調装置であって、 前記空調作動条件制御手段は、前記熱環境設定手段によ
り設定した目標熱環境と前記熱環境計測手段により計測
した車室内熱環境とが所定範囲以上離れ、且つ前記充電
監視手段により監視される電池の充電容量が所定値以上
であれば、前記空調手段を起動することを特徴とする事
前空調装置。
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