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JP2019025965A - 空調装置 - Google Patents

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智也 片野田
Tomoya Katanoda
智也 片野田
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Abstract

【課題】空調不足による不快感をユーザに与えることを抑制する。【解決手段】空調装置が搭載された車両では、出発予定時刻に前記車室内の温度が目標温度となるように、システムオフ中に空調手段を制御する事前空調を実行する。家屋内に設置される屋内処理装置は、複数の電気機器の使用状況に基づいて車両の出発時刻を推定し、推定した出発時刻を通信を介して空調装置に出力する。ユーザにより設定された設定時刻と屋内処理装置からの推定時刻とのうち早いほうの時刻を出発予定時刻とし、出発予定時刻に車室内の温度が目標温度となるように、システムオフ中に空調手段を制御する事前空調を実行する。この結果、空調不足による不快感をユーザに与えることを抑制できる。【選択図】図3

Description

本発明は、空調装置に関し、詳しくは、車両に搭載される空調装置に関する。
従来、この種の空調装置としては、車両に搭載され、車室内の温度調整を行なう空調手段(温度調整手段)を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、ユーザ(運転者)が設定した出発時刻(乗車予定時刻)において車室内の温度が目標温度となるようにシステムオフ中に空調手段を駆動する事前空調を行なっている。
また、この種の空調装置として、車両に搭載され、車室内の空気または車外から取り入れた空気を冷却したり暖めた空気を車内に供給する空調手段(空調部)を備えるものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。この装置では、曜日や時刻、出発地、雨滴の有無など車両の状態を用いて出発時刻を推定し、推定した出発時刻において車室内の温度が目標温度となるようにシステムオフ中に空調手段を駆動する事前空調を行なっている。
特開2006−290244号公報 特開2010−234905号公報
上述の空調装置では、ユーザが設定した出発時刻(以下、「設定時刻」という)や車両の状態などを用いて推定した出発時刻(以下、「推定時刻」という)を用いて事前空調を行なっている。こうした事前空調を行なう場合に、設定時刻と推定時刻とを併用し、設定時刻および推定時刻のうち一方を他方に常に優先させて出発時刻として事前空調を行なうことが考えられる。しかしながら、ユーザは設定時刻に車両へ乗車することもあれば乗車しないこともあるから、時にはユーザに空調不足による不快感を与えてしまうことがある。例えば、常に設定時刻より推定時刻を優先する場合において、推定時刻が設定時刻より遅いときに、ユーザが設定時刻に合わせて乗車すると、空調が完了していないため、ユーザに空調不足による不快感を与えてしまう。また、常に推定時刻より設定時刻を優先させる場合において、設定時刻が推定時刻より遅いときに、ユーザが設定時刻より早く乗車すると、空調が完了していないため、ユーザに空調不足による不快感を与えてしまう。
本発明の空調装置は、空調不足による不快感をユーザに与えることを抑制することを主目的とする。
本発明の空調装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明の空調装置は、
車両に搭載される空調装置であって、
車室内の空気調和を行なう空調手段と、
出発予定時刻に前記車室内の温度が目標温度となるように、システムオフ中に前記空調手段を制御する事前空調を実行する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、ユーザにより設定された設定時刻と前記車両が出発すると推定される推定時刻とのうち早いほうの時刻を前記出発予定時刻とする、
ことを要旨とする。
この本発明の空調装置では、ユーザにより設定された設定時刻と車両が出発すると推定される推定時刻とのうち早いほうの時刻を出発予定時刻とし、出発予定時刻に車室内の温度が目標温度となるように、システムオフ中に空調手段を制御する事前空調を実行する。ここで、「システムオフ中」とは、例えば、イグニッションスイッチのオフ中をいう。これにより、設定時刻より推定時刻が早いときには推定時刻を出発予定時刻として事前空調が実行されるから、ユーザが設定時刻より早く乗車したときでも、事前空調が実行されている機会が多くなる。この結果、空調不足による不快感をユーザに与えることを抑制できる。
本発明の車両システムは、
車室内の空気調和を行なう空調手段と、出発予定時刻に前記車室内の温度が目標温度となるように、システムオフ中に前記空調手段を制御する事前空調を実行する制御装置と、を備える空調装置、を搭載する車両と、
複数の電気機器を備える家屋内に設置され、前記空調装置と通信を介してデータをやりとりする宅内処理装置と、
を備える車両システムであって、
前記屋内処理装置は、前記複数の電気機器の使用状況に基づいて前記車両の出発時刻を推定し、前記推定した推定時刻を通信を介して前記空調装置に出力し、
前記空調装置の制御装置は、ユーザにより設定された設定時刻と前記屋内処理装置からの前記推定時刻とのうち早いほうの時刻を前記出発予定時刻とする、
ことを要旨とする。
この本発明の車両システムでは、空調装置が搭載された車両では、出発予定時刻に前記車室内の温度が目標温度となるように、システムオフ中に空調手段を制御する事前空調を実行する。家屋内に設置される屋内処理装置は、複数の電気機器の使用状況に基づいて車両の出発時刻を推定し、推定した出発時刻を通信を介して空調装置に出力する。ユーザにより設定された設定時刻と屋内処理装置からの推定時刻とのうち早いほうの時刻を出発予定時刻とし、出発予定時刻に車室内の温度が目標温度となるように、システムオフ中に空調手段を制御する事前空調を実行する。ここで、「システムオフ中」とは、例えば、イグニッションスイッチのオフ中をいう。これにより、設定時刻より推定時刻が早いときには推定時刻を出発予定時刻として事前空調が実行されるから、ユーザが設定時刻より早く乗車したときでも、事前空調が実行されている機会が多くなる。この結果、空調不足による不快感をユーザに与えることを抑制できる。
車両システム10の構成の概略を示す構成図である。 家屋50の情報処理装置70により実行される推定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 電気自動車20のECU40により実行される設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートある。
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
図1は、車両システム10の構成の概略を示す構成図である。実施例の車両システム10は、図示するように、電気自動車20と、家屋50と、から構成されている。
電気自動車20は、本発明の一実施例としての空調装置を搭載しており、モータ22と、バッテリ24と、充電ユニット26と、空調機32と、電子制御ユニット(以下、「ECU」という)40と、を備える。なお、実施例では、空調機32とECU40とが「空調装置」に相当する。
モータ22は、例えば同期発電電動機として構成されており、図示はしないが、駆動輪にデファレンシャルギヤを介して連結された駆動軸に接続されている。モータ22は、ECU40によって、図示しないインバータの複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。
バッテリ24は、例えば定格電圧が200Vや250Vなどのリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、モータ22と電力をやりとりする。
充電ユニット26は、バッテリ24からの電力ラインのモータ22とは反対側に接続された充電器28と、充電器28に接続された車両側コネクタ30と、を備える。車両側コネクタ30は、家屋50で、家庭用電源としての交流電源装置52に接続された電源装置側コネクタ54と接続可能に構成されている。充電器28は、車両側コネクタ30と電源装置側コネクタ54とが接続されているときに、交流電源装置52からの電力を用いて(交流電力を直流電力に変換して)バッテリ24を充電する外部充電(交流充電)を行なうことができるように構成されている。
空調機32は、バッテリ24とモータ22との間の図示しないシステムメインリレーよりバッテリ24側に接続されており、乗員室内の空気調和を行なう。空調機32は、ECU40により制御されている。
ECU40は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポート、を備える。
ECU40には、各種信号が入力ポートを介して入力されている。ECU40に入力される信号としては、例えば、モータ22の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサからのモータ22の回転子の回転位置θmや、バッテリ24の端子間に取り付けられた電圧センサからのバッテリ24の電圧Vb,バッテリ24の出力端子に取り付けられた電流センサからのバッテリ24の電流Ib,車両側コネクタ30が電源装置側コネクタ54に接続されているか否かを検知する接続センサからの接続信号,出発時刻を設定するための時刻設定ボタン40aからの設定時刻Tsetを挙げることができる。また、シフトポジションセンサからのシフトポジションSP,アクセルペダルポジションセンサからのアクセル開度,ブレーキペダルポジションセンサからのブレーキペダルポジション,車速センサからの車速も挙げることができる。
ECU40からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。ECU40から出力される信号としては、例えば、モータ22を駆動するための図示しないインバータへの制御信号や、充電器28への制御信号,空調機32への駆動信号などを挙げることができる。ECU40は、電流センサからのバッテリ24の電流Ibの積算値に基づいてバッテリ24の蓄電割合SOCを演算している。
なお、ECU40は、イグニッションスイッチがオフされたときにも作動できるようバッテリ24より電圧が低い図示しない低圧バッテリから電力を供給されている。
こうして構成された電気自動車20では、ECU40は、ユーザ(運転者)によりイグニッションスイッチがオンにされると、バッテリ24とモータ22との間の図示しないシステムメインリレーをオンとしてレディオンし(走行可能とし)、ユーザのアクセル操作に応じてモータ22を駆動制御して走行する。そして、イグニッションスイッチがオフにされると、システムメインリレーをオフとしてレディオフ(システムオフ)する。
また、実施例の電気自動車20では、ECU40は、イグニッションスイッチがオフにされてレディオフ(システムオフ)しているときに、乗員室内の空調が要求されたときには、図示しないシステムメインリレーをオンとして、空調機32を制御することにより、車室内の空調を行なう。以下、この空調を「事前空調」という。
家屋50は、家庭用電源としての交流電源装置52と、家庭用電気機器(以下、「機器」という)56a,56bと、機器モニタ58と、情報処理装置70と、記憶媒体72と、を備えている。
機器56a,56bは、家屋50内で使用される機器であって、例えば、電灯、冷蔵庫、コーヒーメーカー、電気調理器などを挙げることができる。
機器モニタ58は、機器56a,56bと通信可能に接続されている。機器モニタ58は、機器56a,56bの各々の使用の開始時刻Ts1,Ts2と終了時刻Tf1,Tf2とを検出し、検出した開始時刻Ts1,Ts2,終了時刻Tf1,Tf2を情報処理装置70へ出力している。
情報処理装置70は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポート、を備える。
情報処理装置70には、電源装置側コネクタ54が車両側コネクタ30に接続されているか否かを検知する接続センサからの接続信号や機器モニタ58からの機器56a,56bの使用の開始時刻Ts1,Ts2や終了時刻Tf1,Tf2,大容量の記憶媒体72に記憶されているデータなどの各種情報などが入力ポートを介して入力されている。
情報処理装置70からは、記憶媒体72に各種情報を書き込んだり記憶媒体72から各種情報を読み出すための記憶媒体72への制御信号など各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。
情報処理装置70は、機器モニタ58や電気自動車20のECU40と通信により各種情報をやり取りしている。情報処理装置70と電気自動車20のECU40との通信は、車両側コネクタ30と電源装置側コネクタ54とが接続されているときに接続される図示しない信号線を介して行なっている。
情報処理装置70は、車両側コネクタ30と電源装置側コネクタ54とが接続されて、機器56a,56bのいずれかの使用が開始されて機器モニタ58からの開始時刻Ts1,Ts2が入力される度に、開始時刻Ts1,Ts2が入力された日時DTiと入力された開始時刻Ts1,Ts2とを関連付けて記憶媒体72に記憶する。そして、車両側コネクタ30と電源装置側コネクタ54との接続が解除される毎に、車両側コネクタ30と電源装置側コネクタ54との接続が解除された日時DTdcと機器56a,56bの使用が開始されてから車両側コネクタ30と電源装置側コネクタ54との接続が解除までの所要時間Tdp1,Tdp2とを関連付けて記憶媒体72に記憶する。
次に、こうして構成された車両システム10の動作、特に、電気自動車20の出発予定時刻Tdを設定する際の動作について説明する。図2は、家屋50の情報処理装置70により実行される推定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。図3は、電気自動車20のECU40により実行される設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートある。最初に、図2の推定処理ルーチンを説明し、続いて、図3の設定処理ルーチンを説明する。
図2に例示する推定処理ルーチンは、車両側コネクタ30と電源装置側コネクタ54とが接続されているときに家屋50の情報処理装置70により実行される。推定処理ルーチンが実行されると、情報処理装置70は、機器モニタ58から開始時刻Ts1,Ts2のいずれかが入力されているか否かを判定する処理を実行する(ステップS100)。開始時刻Ts1,Ts2が共に入力されていないときには、開始時刻Ts1,Ts2のいずれかが入力されるまで、ステップS100の処理を繰り返す。
開始時刻Ts1,Ts2のいずれかが入力されているときには、続いて、現在が平日(月曜日から金曜日のいずれか)であるか否かを判定する(ステップS110)。ここで、平日であるか否かを判定するのは、平日であるか否かでユーザが機器56a,56bの使用を開始してから電気自動車20が出発するまでの時間が異なると考えられるからである。
ステップS110で平日ではないとき、即ち、休日(土曜日または日曜日)であるときには、入力されている開始時刻に記憶媒体72に記憶されている休日の所要時間の平均値を加えたものを推定時刻Testに設定して(ステップS120)、設定した推定時刻Testを電気自動車20に出力して(ステップS140)、推定処理ルーチンを終了する。即ち、ステップS120では、開始時刻Ts1が入力されているときには、休日の所要時間Tdp1の平均値AV1hを算出し、算出した平均値AV1hを開始時刻Ts1に加えたものを推定時刻Testに設定する。開始時刻Ts2が入力されているときには、休日の所要時間Tdp2の平均値AV2hを算出し、算出した平均値AV2hを開始時刻Ts2に加えたものを推定時刻Testに設定する。開始時刻Ts1,Ts2が共に入力されているときには、算出した平均値AV1hを開始時刻Ts1に加えた時刻と算出した平均値AV2hを開始時刻Ts2に加えた時刻とのうち早いほうの時刻を推定時刻Testに設定する。
ステップS110で平日であるときには、入力されている開始時刻に記憶媒体72に記憶されている平日の所要時間の平均値を加えたものを推定時刻Testに設定して(ステップS130)、設定した推定時刻Testを電気自動車20に出力して(ステップS140)、推定処理ルーチンを終了する。即ち、ステップS120では、開始時刻Ts1が入力されているときには、平日の所要時間Tdp1の平均値AV1wを算出し、算出した平均値AV1wを開始時刻Ts1に加えたものを推定時刻Testに設定する。開始時刻Ts2が入力されているときには、平日の所要時間Tdp2の平均値AV2wを算出し、算出した平均値AV2wを開始時刻Ts2に加えたものを推定時刻Testに設定する。開始時刻Ts1,Ts2が共に入力されているときには、算出した平均値AV1wを開始時刻Ts1に加えた時刻と算出した平均値AV2wを開始時刻Ts2に加えた時刻とのうち早いほうの時刻を推定時刻Testに設定する。このように、平日であるか否かに応じて推定時刻Testを設定することにより、より適正に推定時刻Testを設定することができる。
次に、図3に例示する設定処理ルーチンについて説明する。設定処理ルーチンは、電気自動車20がレディオフ(システムオフ)した状態で車両側コネクタ30と電源装置側コネクタ54とが接続されているときに所定時間(例えば、数msecなど)毎に実行される。設定処理ルーチンが実行されると、最初に、推定時刻Testを入力する処理を実行する(ステップS200)。推定時刻Testは、家屋50の情報処理装置70で設定されたものを通信により入力する。
続いて、ユーザによる電気自動車20の出発時刻の設定があるか否かを判定する(ステップS210)。ここでは、時刻設定ボタン40aから設定時刻Tsetの入力があったときに、ユーザによる出発時刻の設定があると判定する。
ステップS210で出発時刻の設定がないときには、入力した推定時刻Testを出発予定時刻Tdに設定して(ステップS220)、設定処理ルーチンを終了する。こうして出発予定時刻Tdを設定すると、ECU40は、電気自動車20の出発予定時刻Tdに車室内の温度が目標温度となるように、レディオフ(システムオフ)のときに空調機32を作動させる事前空調を実行する。このようにユーザによる出発時刻の設定がなされていないときでも、事前空調が実行されて、設定された出発予定時刻Td(推定時刻Test)に車室内の温度が目標温度となる。これにより、ユーザが乗車したときに事前空調が実行されている機会が多くなるから、空調不足による不快感をユーザに与えることを抑制できる。
ステップS210で出発時刻の設定があるときには、入力された設定時刻Tsetが推定時刻Testより早いか否かを判定する(ステップS230)。設定時刻Tsetが推定時刻Testより早いときには、設定時刻Tsetを出発予定時刻Tdに設定し(ステップS240)、推定時刻Testが設定時刻Tsetより早いか推定時刻Testが設定時刻Tsetと同一であるときには、推定時刻Testを出発予定時刻Tdに設定して(ステップS220)、設定処理ルーチンを終了する。こうして出発予定時刻Tdを設定すると、ECU40は、電気自動車20の出発予定時刻Tdに車室内の温度が目標温度となるように、レディオフ(システムオフ)のときに空調機32を作動させる事前空調を実行する。このようにユーザによる出発時刻の設定がなされているときには、設定時刻Tsetと推定時刻Testとのうち早いほうの時刻を出発予定時刻Tdとして事前空調が実行されるから、ユーザが設定時刻Tsetより早く乗車したときでも、事前空調が実行されている機会が多くなる。これにより、空調不足による不快感をユーザに与えることを抑制できる。
以上説明した実施例の空調装置によれば、ユーザにより設定された設定時刻Tsetと車両が出発すると推定される推定時刻Testとのうち早いほうの時刻を出発予定時刻Tdとし、出発予定時刻Tdに車室内の温度が目標温度となるように、システムオフ中に空調機32を制御する事前空調を実行することにより、空調不足による不快感をユーザに与え与えることを抑制できる。
実施例の車両システム10では、図2に例示した推定処理ルーチンのステップS110で現在が平日であるか否かを判定しているが、ステップS110を実行せずに、ステップS120,S130の処理に代えて、機器56a,56bの使用の開始時刻Ts1,Ts2と所要時間Tdp1,Tdp2とを用いて推定時刻Testを設定してもよい。
実施例の車両システム10では、図2に例示した推定処理ルーチンのステップS120,S130では、平日であるか否かと機器56a,56bの使用の開始時刻Ts1,Ts2と所要時間Tdp1,Tdp2とを用いて推定時刻Testを設定しているが、過去にユーザが車両側コネクタ30と電源装置側コネクタ54との接続を解除した解除時刻を学習しておき、学習した解除時刻を出発予定時刻Tdに設定してもよい。
実施例の車両システム10では、実施例では、情報処理装置70と電気自動車20のECU40との通信は、車両側コネクタ30と電源装置側コネクタ54とが接続されているときに接続される図示しない信号線を介して行なっている。しかしながら、情報処理装置70と電気自動車20のECU40との通信を、無線通信により行っても構わない。
実施例の車両システム10では、家屋50に2つの家庭用機器(機器56a,56b)が設置されているが、家庭用機器の個数は2つに限定したものではなく、個数を1つとしてもよいし、3つ以上としてもよい。
実施例では、本発明を電気自動車20と家屋50とを備える車両システム10に適用しているが、本発明を電気自動車20に適用する形態にしても構わない。この場合、家屋50の制御装置で実行する推定時刻Tsetの設定を電気自動車20のECU40で実行してもよい。推定時刻Tsetの設定は、例えば、ECU40で、過去の車両側コネクタ30と電源装置側コネクタ54との接続が解除された解除時刻を予め学習しておき、学習した解除時刻を出発予定時刻Tdに設定してもよい。また、推定Tsetの設定を、家屋50や電気自動車20とは異なる設備で設定したものをECU40に入力してもよい
実施例の車両システム10では、電気自動車20が車両側コネクタ30を備え、家屋50が電源装置側コネクタ54を備え、車両側コネクタ30と電源装置側コネクタ54とが接続されているときに外部充電を行なうことができるように構成している。しかしながら、電気自動車20が車両側コネクタ30を備えておらず、家屋50が電源装置側コネクタ54を備えておらず、外部充電を行なわない車両システム10に適用しても構わない。この場合、情報処理装置70と電気自動車20のECU40との通信を、無線通信により行なっても構わない。
実施例では、本発明を、電気自動車20に適用しているが、例えば、エンジンからの動力で走行するエンジン車や、エンジンからの動力とモータからの動力とを用いて走行するハイブリッド車などに適用してもよい。
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、空調機32が「空調手段」に相当し、ECU40が「制御装置」に相当する。
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
本発明は、空調装置の製造産業などに利用可能である。
10 車両システム、20 電気自動車、22 モータ、24 バッテリ、26 充電ユニット、28 充電器、30 車両側コネクタ、32 空調機、40 電子制御ユニット(ECU)、40a 時刻設定ボタン、50 家屋、52 交流電源装置、54 電源装置側コネクタ、56a,56b 家庭用機器(機器)、58 機器モニタ、70 情報処理装置、72 記憶媒体。

Claims (1)

  1. 車両に搭載される空調装置であって、
    車室内の空気調和を行なう空調手段と、
    出発予定時刻に前記車室内の温度が目標温度となるように、システムオフ中に前記空調手段を制御する事前空調を実行する制御装置と、
    を備え、
    前記制御装置は、ユーザにより設定された設定時刻と前記車両が出発すると推定される推定時刻とのうち早いほうの時刻を前記出発予定時刻とする、
    空調装置。
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