JP2018144752A

JP2018144752A - 電動車両の空調制御装置

Info

Publication number: JP2018144752A
Application number: JP2017044331A
Authority: JP
Inventors: 建一大嶋; Kenichi Oshima
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Priority date: 2017-03-08
Filing date: 2017-03-08
Publication date: 2018-09-20
Anticipated expiration: 2037-03-08
Also published as: JP6829419B2

Abstract

【課題】空調装置を暖房として使用するために車室内を昇温させる際に、調光ガラスの透過率の制御を的確に行って、消費電力を抑制する。【解決手段】昼間にエアコン２を作動して暖房として使用するために昇温する際に、設定温度と車室内温度との差を求め、差が大きい場合（寒い場合）、窓ガラス３の透過率を高くして日光を車室内に入れて、乗員の体感温度を高くしたり、車室の温度の昇温を補助したりし、窓ガラス３の透過率の制御を的確に行い、昇温に有利な車室内の環境に調整して、暖房のための消費電力を抑制する。【選択図】図１

Description

本発明は、電動車両の空調制御装置に関する。

電動車両として、例えば、電気自動車では、空調装置の作動に関して電力を必要最小限で消費することが求められている。一方、日照に応じて窓ガラスの透過率を制御することができる調光システムを備えた車両が従来から提案されている（例えば、特許文献１）。従来から提案されている調光システムでは、光の入射状況に応じて窓ガラスの透過率を調整してドライバーが眩しさを感じないようにすることができる。

冬季等に空調装置を暖房で使用する場合、特に始動時や設定温度に対する車室内温度が低い場合、車室内を短時間で設定温度に昇温させることができれば、乗員が感じる快適性が高くなり好ましい。空調装置で車室内を昇温する時に、プライバシーの保護を優先する等で、窓ガラスの透過率が低く制御されていると、車室内の日照量が少なくなって昇温に対しては不利になってしまい、車室内を設定温度に昇温させるための電力が多く必要になる虞があった。

このため、電動車両では、プライバシーの保護を確保した状態で、空調装置により車室内を設定温度に昇温させることは、電力消費の点で、両者を両立させることは困難な状況であるのが現状であった。

特開２００８−２２２０４５号公報

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、空調装置を暖房として使用するために車室内を昇温させる際に、調光ガラスの透過率の制御を的確に行って、消費電力を抑制することができる電動車両の空調制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の電動車両の空調制御装置は、電動車両の車室内の温度を調整する空調装置と、調光ガラスにより構成された窓ガラスと、外部環境の昼夜を判断する昼夜判断手段と、前記窓ガラスの透過率を制御すると共に、前記昼夜判断手段、及び、前記空調装置を暖房として使用するための昇温運転を行った際の設定状況が入力される制御手段とを備え、前記制御手段は、前記昼夜判断手段により昼間であることが判断された際に、前記空調装置の作動中に昇温運転の設定状況に基づいて前記窓ガラスの透過率を調整することを特徴とする。

請求項１に係る本発明では、昼夜判断手段により昼間であることが判断された際に、空調装置を暖房として使用する際の昇温運転の設定状況、即ち、設定温度の状況に基づいて、窓ガラスの透過率を調整するので、昇温運転時の設定温度に合わせて窓ガラスの透過率を高くし、日光を車室に入れて体感温度を高くしたり、車室の温度の昇温を補助したりし、昇温に有利な車室内の環境に調整することができる。

このため、空調装置を暖房として使用するための昇温運転時に、調光ガラスの透過率の制御を的確に行って、必要以上に電力を消費することを抑えることができ、空調装置を暖房として使用するために車室内を昇温させる際に、消費電力を抑制することが可能になる。

昼夜判断手段としては、オートライトシステムで使用される日射検出手段を用いることができる。日射検出手段で昼夜を判断する場合、トンネル内を走行する場合や屋内の駐車場に駐車する場合には、暗くなったことを判定した後に所定のディレイ時間を設けることが好ましい。これにより、夜間に透過率を高くする設定がされている場合、昼間の走行時に、透過率を高くしない（したくない）状況で、窓ガラスの透過率が高くなることを防止することができる。

尚、空調装置を暖房として使用しているか否かは、外気温度が所定温度以下の環境での昇温運転を暖房運転と判断したり、空調装置の加熱源からの流体を流入させる場合を暖房運転と判断したりすることができ、暖房、冷房、除湿等のスイッチを設けて、暖房が選択された時の昇温運転を暖房運転と判断することもできる。また、暖房として使用するための昇温運転の意味は、設定温度になるように車室内の温度を昇温させる運転、設定温度の近傍の温度に車室内の温度を保つ運転を含むものとする。

そして、請求項２に係る本発明の電動車両の空調制御装置は、請求項１に記載の電動車両の空調制御装置において、前記車室内の温度を検出する車室内温度検出手段を備え、前記昼夜判断手段は、日射状態を検出する日射検出手段であり、前記制御手段には、前記日射検出手段、及び、前記車室内温度検出手段の検出情報が入力され、前記制御手段は、前記日射検出手段により昼間であることが判断された際に、前記空調装置の作動中に昇温運転の設定温度と、前記車室内温度検出手段で検出された車室内温度との差に基づいて、前記窓ガラスの透過率を調整することを特徴とする。

請求項２に係る本発明では、日射検出手段により日光の日射に基づいて昼間であることが判断された際に、昇温運転の設定温度と車室内温度との差に基づいて、窓ガラスの透過率を調整することができる。

また、請求項３に係る本願発明の電動車両の空調制御装置は、請求項２に記載の電動車両の空調制御装置において、前記制御手段は、前記設定温度に対し、前記車室内温度が低い場合は、前記設定温度に対し、前記車室内温度が高い場合に比べて前記窓ガラスの透過率を高く調整することを特徴とする。

請求項３に係る本発明では、設定温度に対し、車室内温度が低い場合は、例えば、設定温度から車室内温度の値を減じた値ΔＴが、所定の値Ａを超えた場合に（車室内が寒い場合に）、窓ガラスの透過率が高くなるように調整することで、空調装置で昇温させる時に、窓ガラスから車室内に日光を十分に入れることができる。

また、請求項４に係る本発明の電動車両の空調制御装置は、請求項３に記載の電動車両の空調制御装置において、前記制御手段は、前記設定温度に対し、前記車室内温度が所定温度以上高い場合は、前記窓ガラスの透過率を最小に調整することを特徴とする。

ここで、透過率の最小とは、運転に支障をきたさない透過率とされている。例えば、窓ガラスとしてサイドウインドウに適用した場合、側部の確認や、サイドミラーの確認は支障なく行える最小の透過率とされている。

請求項４に係る本発明では、設定温度に対し、車室内温度が高い場合に、例えば、設定温度から車室内温度の値を減じた値ΔＴが、所定の値（−Ｂ）よりもマイナス側に高い場合に、即ち、所定温度以上高い場合に、（車室内が寒くない場合に）、窓ガラスの透過率を最小に調整することで、即ち、運転には支障が生じない状態で低い透過率に調整することで、空調装置で昇温させる（温度を維持する）時に、窓ガラスの遮蔽性を高めてプライバシーの確保、防犯を高めることを優先することができる。

また、請求項５に係る本発明の電動車両の空調制御装置は、請求項４に記載の電動車両の空調制御装置において、前記設定温度に対し、前記車室内温度が低くない状態で、且つ、前記車室内温度が前記所定温度未満で高い場合は、晴れであれば前記空調装置の風量を抑制することを特徴とする。

請求項５に係る本発明では、設定温度に対し、車室内温度が低くない状態で、且つ、車室内温度が所定温度未満で高い場合に、例えば、設定温度から車室内温度の値を減じた値ΔＴが、所定の値Ａ以下で（差がほとんどなく）、且つ、所定の値（−Ｂ）よりも高い（ΔＴ＞−Ｂ）場合に、即ち、設定された温度の範囲に昇温されて適温になっている場合に、晴れていれば、空調装置の送風を抑制し（停止し）、電力の消費を抑えることができる。

また、請求項６に係る本発明の電動車両の空調制御装置は、請求項１に記載の電動車両の空調制御装置において、前記昼夜判断手段は、時刻に基づいて昼夜を判断する時刻検出手段であることを特徴とする。

請求項６に係る本発明では、時刻に基づいて昼夜を判断するので、場所の制約を受けずに昼夜を適切に判断することができる。

本発明の電動車両の空調制御装置は、空調装置を暖房として使用するために車室内を昇温させる際に、調光ガラスの透過率の制御を的確に行って、消費電力を抑制することが可能になる。

本発明の一実施例に係る電動車両の空調制御装置を説明するための概略構成説明図である。電動車両の空調制御装置の制御フローチャートである。

本発明の電動車両の空調制御装置は、例えば、電気自動車において、昼間に空調装置を作動して暖房として使用するために昇温する際に、設定温度と車室内温度との差を求め、差が大きい場合（寒い場合）、窓ガラスの透過率を高くして日光を車室内に入れて、乗員の体感温度を高くしたり、車室の温度の昇温を補助したりし、昇温に有利な車室内の環境に調整して、暖房のための消費電力を抑制する技術である。

空調装置を暖房として使用しているか否かは、例えば、外気温度が所定温度以下の環境での昇温運転を暖房運転と判断したり、空調装置の加熱源からの流体を流入させる場合を暖房運転と判断したりする。また、暖房、冷房、除湿等のスイッチを設け、暖房が選択された時の昇温運転を暖房運転と判断することもできる。

以下に説明する実施例では、暖房として使用するための昇温運転の意味は、設定温度になるように車室内の温度を昇温させる運転、設定温度の近傍の温度に車室内の温度を保つ運転の両方を合わせて車室内の温度を昇温させるとする。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて具体的に説明する。
図１には本発明の一実施例に係る電動車両の空調制御装置を説明するための概略構成を説明するための概念、図２には電動車両の空調制御装置の制御のフローチャートを示してある。

本発明の一実施例の電動車両として、例えば、外部の電源で充電された充電電力で電動モータを駆動して走行駆動力を得る電気自動車１が適用される。電動車両としては、搭載されたエンジンにより得られた充電電力で電動モータを駆動して走行駆動力を得る電動車両や、エンジンの駆動と電動モータとの駆動により走行駆動力を得る電動車両を適用することが可能である。

図１に示すように、電気自動車１には、車室内の温度を調整する空調装置（エアコン）２が備えられ、電気自動車１の窓ガラス３（調光ガラス）は制御手段５により外部環境に応じて光の透過率が制御される。

制御手段５には、昼夜判断手段としての日射検出手段（日射センサー）６の情報（日射状態の情報）、車室内の温度を検出する車室内温度検出手段としての温度センサー７の情報が入力される。日射センサー６は、例えば、オートライトシステムで使用されるセンサーが用いられる。日射センサー６を用いることで、既存のセンサーを用いて昼夜を簡単に判断することができる。

日射センサー６で検出される日射量は、例えば、３段階（晴天状態、曇り及び朝夕、夜間）に設定されている。例えば、日射量１００％の時に晴天状態、日射量５０％の時に曇り及び朝夕、日射量０％の時に夜間と設定されている。

昼夜判断手段としては、時刻に基づいて昼夜を判断する時刻検出手段を適用することが可能である。時刻検出手段を適用することで、時刻に基づいて昼夜を判断することができ、場所の制約を受けずに昼夜を適切に判断することができる。

また、制御手段５には、エアコン２のエアコンＳＷの情報が入力され、エアコン２のＯＮ・ＯＦＦの状況、暖房・冷房・除湿の状況が判断される。更に、制御手段５には、エアコン２の設定温度情報が入力される。

窓ガラス３の透過率の制御は、例えば、３段階（透過率大、透過率中、透過率小）に設定されている。透過率大の場合は透明状態（透過率１００％）に設定され、透過率中の場合は薄い状態（透過率６０％）に設定され、透過率小の場合は濃厚状態（透過率３０％）に設定されている。透過率は、乗員が任意に変更することが可能であり、また、無段階に率を可変にすることも可能である。

窓ガラス３の透過率を判断する時期は、トンネル内を走行する場合や屋内の駐車場に駐車する場合のことを考慮し、夕暮れや日没（暗くなったこと）を判定した後に所定のディレイ時間（例えば、６０秒）が設けられている。これにより、夜間に透過率を高くする設定がされている場合、昼間の走行時に、透過率を高くしない（したくない）状況で、窓ガラス３の透過率が高くなることを防止することができる。

ＩＧ・ＯＦＦ状態の時は、プライバシーの確保、及び、防犯を高めるため、窓ガラス３の透過率は、透過率小（透過率３０％）とする。

エアコン２の温度調節は、シートヒータ、及び、窓ガラス３の透過率の制御と協調した制御とし、窓ガラス３の透過率、シートヒータによる暖房を優先し、車室内の温度と設定温度との乖離が大きい場合、温風を吹き出すようにしている。ただし、ＩＧ・ＯＮ直後は、即暖が求められるため、窓ガラス３の透過率、シートヒータに拘わらず温風を吹き出すようにする。

上記構成の空調制御装置は、制御手段５で、日射センサー６により昼間であることが判断された際に、エアコン２の作動中に昇温運転の設定状況（昇温運転の設定温度と車室内温度との差）に基づいて、制御手段５により窓ガラス３の透過率が調整される。

つまり、日射センサー６により昼間であることが判断された際に、エアコン２を暖房として使用する際の昇温運転の設定状況に基づいて、即ち、設定温度の状況等に基づいて、窓ガラス３の透過率を調整する。これにより、昇温運転時の設定温度に合わせて窓ガラス３の透過率を高くし、日光を車室に入れて体感温度を高くしたり、車室の温度の昇温を補助したりし、昇温に有利な車室内の環境に調整することができる。

このため、エアコン２を暖房として使用するための昇温運転時に、窓ガラス３の透過率の制御を的確に行って、必要以上に電力を消費することを抑えることができ、エアコン２を暖房として使用するために車室内を昇温させる際に、消費電力を抑制することが可能になる。

具体的には、制御手段５は、設定温度に対し車室内温度が低い場合に、車室内温度が高い場合に比べて窓ガラス３の透過率を高く調整する（透過率大）。また、制御手段５は、設定温度に対し、車室内温度が所定温度以上高い場合に、窓ガラス３の透過率を最小に調整する（透過率小）。また、設定温度に対し、車室内温度が低くない状態で、且つ、車室内温度が所定温度未満で高い場合に、晴れであればエアコン２の風量を抑制し、透過率を調整する（透過率中）。

図２のフローチャートを用いて空調装置の動作を具体的に説明する。
図に示すように、ステップＳ１で日射センサー６の検出情報に基づいて昼間か夜間かが判断され、昼間であると判断された場合、ステップＳ２でエアコン２がＯＮであるか（暖房であるか）が判断される。ステップＳ２でエアコン２がＯＮではない（暖房ではない）と判断された場合、暖房運転時の処理は終了となる。

ステップＳ２でエアコン２がＯＮになっている（暖房である）と判断された場合、ステップＳ３で設定温度と車室内の温度の差が判断される。即ち、ステップＳ３では、設定温度から車室内温度の値を減じた値ΔＴが、所定の値Ａ（例えば、１℃）を超えているか否かが判断される。つまり、ΔＴ＞Ａか否かが判断される。

ステップＳ３で値ΔＴが、所定の値Ａ（所定値）を超えていると判断された場合、設定温度に対して、車室内の温度が、例えば、１℃以上温度が低いので、車室内が寒いと判断されて、ステップＳ４で窓ガラス３の透過率が透過率大にされる。ステップＳ４で窓ガラス３の透過率が透過率大にされることで、窓ガラス３が透明状態に調整され、日光を車室に入れて体感温度を高くしたり、車室の温度の昇温を補助したりし、昇温に有利な車室内の環境に調整される。

ステップＳ３で値ΔＴが、所定の値Ａを超えていないと判断された場合、ステップＳ５で値ΔＴが、所定の値Ａ以下（例えば、１℃以下）で、且つ、所定の値（−Ｂ：例えば、−２℃）よりも高いか否か（例えば、−１℃、０℃か否か）が判断される。つまり、Ａ≧ΔＴ＞−Ｂか否かが判断される。

ステップＳ５で値ΔＴが、所定の値Ａ以下で、且つ、所定の値（−Ｂ）よりも高いと判断された場合、例えば、設定温度と車室内の温度の差が、例えば、−２℃から１℃の間にあり、ほぼ設定温度の範囲になっていて適温であると判断される。そして、ステップＳ６で晴れであるか否かが判断され、ステップＳ６で晴れであると判断された場合、ステップＳ７でエアコン２の風量を小さくして（ＯＦＦにして）電力の消費を抑制する。

ステップＳ７でエアコン２の風量を小さくした後、ステップＳ８で窓ガラス３の透過率が透過率中にされる。つまり、設定温度に対し、車室内温度が低くない状態で、且つ、車室内温度が所定温度未満で高い場合に、例えば、設定温度から車室内温度の値を減じた値ΔＴが、所定の値Ａ以下で（差がほとんどなく）、且つ、所定の値（−Ｂ）よりも高い（ΔＴ＞−Ｂ）場合に、設定された温度の範囲に昇温されて適温になっているとされ、晴れていれば、エアコン２の送風を抑制して（停止して）、電力の消費を抑えることができる。

このため、晴れていれば、日光を取り入れて室内温度を維持することで、エアコン２の送風を停止して電力の消費を抑えることができ、しかも、プライバシーをある程度の確保することができる。

尚、ステップＳ１で昼間ではない、即ち、夜間であると判断された場合、ステップＳ８に移行して窓ガラス３の透過率が透過率中にされる。

ステップＳ５で値ΔＴが、所定の値Ａ以下で、且つ、所定の値（−Ｂ）よりも高い状態ではないと判断された場合、ステップＳ９で値ΔＴが、所定の値（−Ｂ：例えば、−２℃）よりもマイナス側に大きい（−３℃、−４℃・・・）と判断される。つまり、設定温度から車室内の温度を減じた値がマイナス側に大きくなって、室内の温度が設定温度よりも高くなっていると判断される。

ステップＳ９で室内の温度が設定温度よりも高いと判断された場合、ステップＳ１０で窓ガラス３の透過率が透過率小にされる。つまり、車室内温度が高い場合に、車室内が寒くないとされ、窓ガラスの透過率が低くなるように調整することで、エアコン２で昇温させる（温度を維持する）時に、窓ガラス３の遮蔽性を高めてプライバシーの確保、防犯を高めることを優先することができる。

尚、ステップＳ６で晴れではないと判断された場合、即ち、曇りや雨（雪）であると判断された場合、透過率を上げても日光を取り入れることができず、室内温度を維持する能力が低い状態であると判断し、ステップＳ１０で窓ガラス３の透過率が透過率小にされ、窓ガラス３の遮蔽性を高めてプライバシーの確保、防犯を高める。

従って、電気自動車１において、昼間にエアコン２を作動して暖房として使用するために昇温する際に、設定温度と車室内温度との差を求め、差が大きい場合（寒い場合）、窓ガラス３の透過率を高くして日光を車室内に入れて、乗員の体感温度を高くしたり、車室の温度の昇温を補助したりし、窓ガラス３の透過率の制御を的確に行い、昇温に有利な車室内の環境に調整して、暖房のための消費電力を抑制することが可能になる。

本発明は、電動車両の空調制御装置の産業分野で利用することができる。

１電気自動車
２空調装置（エアコン）
３窓ガラス
５制御手段
６日射検出手段（日射センサー）
７温度センサー

Claims

電動車両の車室内の温度を調整する空調装置と、
調光ガラスにより構成された窓ガラスと、
外部環境の昼夜を判断する昼夜判断手段と、前記窓ガラスの透過率を制御すると共に、前記昼夜判断手段、及び、前記空調装置により昇温運転を行った際の設定状況が入力される制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記昼夜判断手段により昼間であることが判断された際に、前記空調装置の作動中に昇温運転の設定状況に基づいて前記窓ガラスの透過率を調整する
ことを特徴とする電動車両の空調制御装置。
請求項１に記載の電動車両の空調制御装置において、
前記車室内の温度を検出する車室内温度検出手段を備え、
前記昼夜判断手段は、日射状態を検出する日射検出手段であり、
前記制御手段には、前記日射検出手段、及び、前記車室内温度検出手段の検出情報が入力され、
前記制御手段は、
前記日射検出手段により昼間であることが判断された際に、前記空調装置の作動中に昇温運転の設定温度と、前記車室内温度検出手段で検出された車室内温度との差に基づいて、前記窓ガラスの透過率を調整する
ことを特徴とする電動車両の空調制御装置。
請求項２に記載の電動車両の空調制御装置において、
前記制御手段は、
前記設定温度に対し、前記車室内温度が低い場合は、前記設定温度に対し、前記車室内温度が高い場合に比べて前記窓ガラスの透過率を高く調整する
ことを特徴とする電動車両の空調制御装置。
請求項３に記載の電動車両の空調制御装置において、
前記制御手段は、
前記設定温度に対し、前記車室内温度が所定温度以上高い場合は、前記窓ガラスの透過率を最小に調整する
ことを特徴とする電動車両の空調制御装置。
請求項４に記載の電動車両の空調制御装置において、
前記設定温度に対し、前記車室内温度が低くない状態で、且つ、前記車室内温度が前記所定温度未満で高い場合は、晴れであれば前記空調装置の風量を抑制する
ことを特徴とする電動車両の空調制御装置。
請求項１に記載の電動車両の空調制御装置において、
前記昼夜判断手段は、時刻に基づいて昼夜を判断する時刻検出手段である
ことを特徴とする電動車両の空調制御装置。