JP2020164086A - Vehicular air-conditioning control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用空調制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle air conditioning controller.
従来から、環境負荷低減の観点に着目し、エンジンに代えて走行用動力源としてモータを利用する電気自動車、及び当該内燃機関と当該モータとを併用するハイブリッド自動車等の電動車両の開発が進んでいる。特に、これらの電動車両においては、当該モータを駆動するために駆動用のバッテリが搭載され、当該バッテリから当該モータへ電力を供給することにより、車両を走行させるために必要となる動力が得られる。近年、このような電動車両に関し、トラック等の商用車の分野においても、その開発が行われている。例えば、特許文献1には、駆動用のバッテリパックを備えた電動トラックが開示されている。
Conventionally, focusing on the viewpoint of reducing the environmental load, the development of electric vehicles such as electric vehicles that use a motor as a driving power source instead of an engine and a hybrid vehicle that uses the internal combustion engine and the motor together has progressed. There is. In particular, in these electric vehicles, a battery for driving is mounted to drive the motor, and by supplying electric power from the battery to the motor, the power required to drive the vehicle can be obtained. .. In recent years, such electric vehicles have been developed in the field of commercial vehicles such as trucks. For example,
しかしながら、上記のような電動車両では、搭載されたバッテリから供給される電力を、走行エネルギーだけでなく例えば空調に係るエネルギーとして消費することになるため、航続距離を確保するためには空調に係るエネルギー消費量を低減する必要がある。特に、車室内暖房は、PTCヒータ等の電熱ヒータが使用される場合には、エネルギー消費量が無視できない程度に高まる可能性があるため、当該エネルギー消費量を低減することへの要望が高い。 However, in the electric vehicle as described above, the electric power supplied from the mounted battery is consumed not only as running energy but also as energy related to air conditioning, for example. Therefore, in order to secure the cruising distance, it is related to air conditioning. Energy consumption needs to be reduced. In particular, in vehicle interior heating, when an electric heater such as a PTC heater is used, the energy consumption may increase to a non-negligible degree, and therefore there is a high demand for reducing the energy consumption.
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車室内暖房に電熱ヒータを用いる場合であっても、より暖房におけるエネルギー消費量を低減することができる車両用空調制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is that the energy consumption in heating can be further reduced even when an electric heater is used for heating the vehicle interior. The purpose is to provide an air conditioning control device for vehicles.
本発明に係る車両用空調制御装置は、バッテリの電力で駆動する電動車両の車室内の空気と空調回路の作動流体との間で熱交換することにより前記車室内の空調を制御する車両用空調制御装置において、車外空気又は車内循環空気を、ブロアにより前記車室内へ供給可能に構成された供給経路と、前記空調回路に設けられ、前記バッテリから電力供給されることにより前記作動流体を加熱可能に構成される電熱ヒータと、前記電熱ヒータに加熱された前記作動流体と前記供給経路の内部の空気との間で熱交換可能に構成されるヒータコア部と、前記電動車両の乗員に入力される暖房要求情報を取得する暖房要求情報取得部と、前記電動車両の乗員に入力される前記ブロアによる送風要求情報を取得する送風要求情報取得部と、前記暖房要求情報及び送風要求情報に基づき、前記電熱ヒータを制御するヒータ制御部と、を備え、前記ヒータ制御部は、暖房要求及び送風要求がある場合に前記電熱ヒータを駆動し、送風要求がない場合に前記電熱ヒータの作動を停止する、車両用空調制御装置である。 The vehicle air-conditioning control device according to the present invention controls the air-conditioning in the vehicle interior by exchanging heat between the air in the vehicle interior of the electric vehicle driven by the power of the battery and the working fluid of the air-conditioning circuit. In the control device, the working fluid can be heated by supplying power from the battery, which is provided in the air conditioning circuit and the supply path configured so that the air outside the vehicle or the circulating air inside the vehicle can be supplied to the vehicle interior by a blower. The electric heater configured in the above, the heater core portion configured to exchange heat between the working fluid heated by the electric heater and the air inside the supply path, and the occupant of the electric vehicle are input. Based on the heating request information acquisition unit that acquires the heating request information, the ventilation request information acquisition unit that acquires the ventilation request information by the blower input to the occupant of the electric vehicle, and the heating request information and the ventilation request information. A heater control unit for controlling an electric heater is provided, and the heater control unit drives the electric heater when there is a heating request and a blowing request, and stops the operation of the electric heating heater when there is no blowing request. It is an air conditioning control device for vehicles.
車両用空調制御装置は、乗員に入力される送風要求情報に基づいて空調用の空気の供給経路に設けられたブロアを稼働することにより、車外空気又は車内循環空気を車室内に供給する。このとき、乗員から暖房要求情報が入力されている場合には、電熱ヒータで加熱された作動流体を供給経路に設けられたヒータコア部に供給することで、車室内へ供給する空気を加熱して車室内暖房として機能させることができる。 The vehicle air-conditioning controller supplies air outside the vehicle or circulating air inside the vehicle to the inside of the vehicle by operating a blower provided in the air supply path for air conditioning based on the ventilation request information input to the occupant. At this time, when the heating request information is input from the occupant, the working fluid heated by the electric heater is supplied to the heater core portion provided in the supply path to heat the air supplied to the vehicle interior. It can function as a vehicle interior heating.
そして、本発明に係る車両用空調制御装置においては、上記の伝熱ヒータをON/OFF制御するヒータ制御部は、送風要求がない場合には暖房要求の有無に拘らず電熱ヒータの作動を停止することから、車室内への送風がない状態で電熱ヒータで電力を使用する無駄なエネルギー消費を抑制することができる。従って、本発明に係る車両用空調制御装置によれば、車室内暖房に電熱ヒータを用いる場合であっても、より暖房におけるエネルギー消費量を低減することができる。 Then, in the vehicle air-conditioning control device according to the present invention, the heater control unit that controls ON / OFF of the heat transfer heater stops the operation of the electric heater regardless of the presence or absence of the heating request when there is no ventilation request. Therefore, it is possible to suppress wasteful energy consumption in which electric power is used by the electric heater without blowing air into the vehicle interior. Therefore, according to the vehicle air-conditioning controller according to the present invention, it is possible to further reduce the energy consumption in the heating even when the electric heater is used for the vehicle interior heating.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施の形態の説明に用いる図面は、いずれも構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、又は省略などを行っており、構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the contents described below, and can be arbitrarily modified and implemented without changing the gist thereof. In addition, the drawings used for explaining the embodiments are all schematically showing the constituent members, and are partially emphasized, enlarged, reduced, or omitted in order to deepen the understanding of the constituent members. It may not accurately represent the scale or shape.
図1は、本発明に係る車両用空調制御装置を備える電動車両1のシステム構成図である。電動車両1は、走行駆動源としてのモータ2を備える電気自動車のトラック(すなわち、電動トラック)である。モータ2は例えば永久磁石式同期電動機のように発電機としても作動可能な電動機である。モータ2の出力軸はプロペラシャフト3を介して差動装置4が連結され、差動装置4には駆動軸5を介して左右の駆動輪6が連結されている。尚、電動車両1は、トラックタイプに限定されることなく、走行駆動源としてのモータを備えていれば、一般的な乗用自動車、バス、及びその他の自動車のタイプであってもよい。
FIG. 1 is a system configuration diagram of an
モータ2は、インバータ10、PDU11、及び図示しない充放電回路を介してバッテリ12が接続されている。バッテリ12に蓄えられた直流電力はインバータ10により交流電力に変換されてモータ2に供給され、モータ2が発生させた駆動力は駆動輪6に伝達されて電動車両1を走行させる。また、例えば電動車両1の減速時や降坂路での走行時(回生走行時)には、駆動輪6側からの逆駆動によりモータ2が発電機として作動する(回生運転)。モータ2が発生させた負側の駆動力は制動力として駆動輪6側に伝達されると共に、モータ2が発電した交流電力がインバータ10で直流電力に変換されて、PDU11を介してバッテリ12に充電される。
A
PDU11は、電動車両1に搭載された各種電気機器と接続され、当該電気機器に対して配電制御が行われる配電ユニット(PDU:Power Distribution Unit)である。
The PDU 11 is a power distribution unit (PDU: Power Distribution Unit) that is connected to various electric devices mounted on the
バッテリ12は、例えばリチウムイオン電池からなり、電動車両1を駆動するモータ2の他、本実施形態においてはPDU11を介して後述する電熱ヒータ30などの他の電気機器にも電力供給が可能な比較的大容量の二次電池である。
The
VCU13は、図示しない入出力装置、制御プログラム等の記憶に供される記憶装置(ROM、RAMなど)、中央処理装置(CPU)、タイマカウンタなどを備え、走行機構、通信機器、及び各種電装品等の電動車両1における制御対象を統合制御する車両制御ユニット(Vehicle Control Unit)である。
The
空調制御装置14は、バッテリ12から供給される電力で動作し、電動車両1の車室内の空気と後述する空調回路31の作動流体との間で熱交換することにより車室内の空調を制御する。ここでは、図2を用いて空調制御装置14の詳細構成を説明する。図2は、本発明に係る車両用空調制御装置の内部構成を示すシステム構成図である。空調制御装置14は、供給経路20、電熱ヒータ30、空調管理部40、及び空調操作部50を含む。
The air
供給経路20は、車外空気(外気)又は車内循環空気(内気)を取り込み、取り込んだ空気を加熱又は冷却して車室内へ供給可能に構成された温風又は冷風の流路である。本実施形態の供給経路20には、導入フラップ21、ブロアファン22、エバポレータ23、温度制御フラップ24、ヒータコア部25、第1排出フラップ26、第2排出フラップ27、及び第3排出フラップ28が設けられている。
The
導入フラップ21は、供給経路20へ取り込む空気として外気若しくは内気の割合を制御する可動機構である。ブロアファン22は、回転することにより供給経路20へ取り込む空気量を制御する羽根車であり、回転の停止状態においては供給経路20の空気の導入及び排出が停止される。エバポレータ23は、内部を循環する図示しない冷媒により、ブロアファン22によって取り込まれた空気を冷却及び乾燥させる。
The
温度制御フラップ24は、エバポレータ23を通った空気を、ヒータコア部25を通る方向、及びヒータコア部25を迂回して下流側へ向かう方向へ供給する割合を制御する可動機構である。ヒータコア部25は、内部を循環する作動流体としての加熱された水により、通過する供給経路20内の空気との間で熱交換可能に構成されている。
The
そして、ヒータコア部25を通過した空気、及び/又はヒータコア部25を迂回した空気は、第1排出フラップ26、第2排出フラップ27、及び第3排出フラップ28のそれぞれの可動機構により、例えば車室内における乗員の足元(図2のA及びB)、デフロスタ(図2のC)、乗員の正面(図2のD)へ送風方向が切り替えられる。
The air that has passed through the
電熱ヒータ30は、バッテリ12から供給される電力を熱に変換して作動流体を加熱可能に構成される暖房用の熱源であり、ヒータコア部25との間で作動流体が循環する空調回路31に設けられる。
The
空調管理部40は、詳細を後述する空調操作部50から入力される操作情報に基づいて供給経路20及び電熱ヒータ30を制御する制御装置であり、出力制御部41、ヒータ制御部42、温度制御部43、及びブロア制御部44を含む。尚、空調管理部40は、本実施形態においては独立した1つの制御装置として例示しているが、例えばVCU13の機能として組み込まれて構成されていてもよい。
The air
出力制御部41は、第1排出フラップ26、第2排出フラップ27、及び第3排出フラップ28のそれぞれを制御することにより、供給経路20からの空気の排出経路を選択する。ヒータ制御部42は、電熱ヒータ30のON/OFFを切り替える。温度制御部43は、温度制御フラップ24を制御することにより、供給経路20から排出される空気の温度を調整する。ブロア制御部44は、ブロアファン22の回転数を制御することにより、供給経路20に導入する空気量を調整する。
The
空調操作部50は、電動車両1の乗員によって操作されることにより空調管理部40を介して電動車両1の車室内の空調を制御するための入力装置であり、本実施形態においては出力モードダイヤル51、「送風要求情報取得部」としてのブロアダイヤル52、及び「暖房要求情報取得部」としての温度制御ダイヤル53からなる。尚、入力形態は、ダイヤル形式に限られるものではなく、ボタン形式やタッチパネル形式など種々の変更が可能である。
The air
出力モードダイヤル51は、供給経路20から空気の排出経路を乗員が選択するためのダイヤルであり、当該選択により第1排出フラップ26、第2排出フラップ27、及び第3排出フラップ28が制御される。
The
ブロアダイヤル52は、電動車両1の乗員により入力操作されることにより送風要求情報としての送風量を取得し、ブロア制御部44を介してブロアファン22を制御することにより、送風要求情報に応じて車室内への送風量を連続的に調整する。
The
温度制御ダイヤル53は、電動車両1の乗員により入力操作されることで暖房要求情報としての要求温度を取得し、温度制御部43を介して温度制御フラップ24を制御することにより、暖房要求情報に応じて車室内への送風温度を調整する。温度制御ダイヤル53は、本実施形態においては、ダイヤルを左側へ回すほど低温に、またダイヤルを右側へ回すほど高温に、車室内への送風温度が調整される。
The
次に、電熱ヒータ30のON/OFF制御について説明する。図3は、本発明に係る空調制御装置14における電熱ヒータ30のON/OFF制御を示すフローチャートである。すなわちヒータ制御部42は、図3のフローチャートに示すルーチンによって電熱ヒータ30のON/OFFを切り替える制御を行う。
Next, ON / OFF control of the
ヒータ制御部42は、電動車両1のイグニションキーがONに制御されることにより、図3のフローチャートをスタートさせる。フローチャートのルーチンがスタートすると、ヒータ制御部42は、ブロアがONであるか否か、すなわちブロアファン22が回転しているか否かを判定する(ステップS1)。
The
ブロアがOFFである場合には(ステップS1でNo)、ヒータ制御部42は、乗員による温度制御ダイヤル53の操作を介した暖房要求がある場合であっても、電熱ヒータ30をOFFに制御して当該ルーチンを終了する(ステップS2)。
When the blower is OFF (No in step S1), the
ブロアがONである場合には(ステップS1でYes)、ヒータ制御部42は、空調回路31を循環する作動流体としての水の温度が目標温度未満であるか否かを判定する(ステップS3)。ここで、目標温度とは、電動車両1の車室内へ供給する空気をヒータコア部25により充分に加熱することができる水温として予め設定される温度である。
When the blower is ON (Yes in step S1), the
作動流体が目標温度以上である場合には(ステップS3でNo)、ヒータ制御部42は、温度制御ダイヤル53の操作に拘らず電熱ヒータ30をOFFに制御して当該ルーチンを終了する(ステップS2)。
When the working fluid is above the target temperature (No in step S3), the
作動流体が目標温度未満である場合には(ステップS3でYes)、ヒータ制御部42は、乗員による温度制御ダイヤル53の操作を介した暖房要求があるか否かを判定する(ステップS4)。
When the working fluid is below the target temperature (Yes in step S3), the
暖房要求がない場合には(ステップS4でNo)、ヒータ制御部42は、乗員によるブロアダイヤル52を介した送風要求がある場合であっても、電熱ヒータ30をOFFに制御して当該ルーチンを終了する(ステップS2)。
When there is no heating request (No in step S4), the
暖房要求がある場合には(ステップS4でYes)、ヒータ制御部42は、電熱ヒータ30をONに制御してスタートに戻る(ステップS5)。
When there is a heating request (Yes in step S4), the
以上のように、ヒータ制御部42は、ステップS1、ステップS3、及びステップS4の少なくとも1つの条件でNoである場合には、電熱ヒータ30をOFFに制御する。尚、これらの条件判定は、必ずしもこの順序で行われる必要はなく、又は同時に判定してもよい。
As described above, the
そして、特に本実施形態に係るヒータ制御部42は、暖房要求及び送風要求がある場合に電熱ヒータ30を駆動し、送風要求がない場合には暖房要求の有無に拘らず電熱ヒータ30の作動を停止することから、車室内への送風がない状態で電熱ヒータ30で電力を使用する無駄なエネルギー消費を抑制することができる。したがって、本発明にかかる空調制御装置14によれば、車室内暖房に電熱ヒータ30を用いる場合であっても、より暖房におけるエネルギー消費量を低減することができる。
Then, in particular, the
1 電動車両
2 モータ
12 バッテリ
14 空調制御装置
20 供給経路
22 ブロアファン
25 ヒータコア部
30 電熱ヒータ
31 空調回路
40 空調管理部
42 ヒータ制御部
43 温度制御部
44 ブロア制御部
50 空調操作部
51 出力モードダイヤル
52 ブロアダイヤル
53 温度制御ダイヤル
1
Claims (1)
車外空気又は車内循環空気を、ブロアにより前記車室内へ供給可能に構成された供給経路と、
前記空調回路に設けられ、前記バッテリから電力供給されることにより前記作動流体を加熱可能に構成される電熱ヒータと、
前記電熱ヒータに加熱された前記作動流体と前記供給経路の内部の空気との間で熱交換可能に構成されるヒータコア部と、
前記電動車両の乗員に入力される暖房要求情報を取得する暖房要求情報取得部と、
前記電動車両の乗員に入力される前記ブロアによる送風要求情報を取得する送風要求情報取得部と、
前記暖房要求情報及び送風要求情報に基づき、前記電熱ヒータを制御するヒータ制御部と、を備え、
前記ヒータ制御部は、暖房要求及び送風要求がある場合に前記電熱ヒータを駆動し、送風要求がない場合に前記電熱ヒータの作動を停止する、車両用空調制御装置。 In a vehicle air conditioning control device that controls air conditioning in the vehicle interior by exchanging heat between the air in the vehicle interior of an electric vehicle driven by battery power and the working fluid of the air conditioning circuit.
A supply path configured so that the outside air or the inside circulating air can be supplied to the inside of the vehicle by a blower.
An electric heater provided in the air conditioning circuit and configured to be able to heat the working fluid by being supplied with electric power from the battery, and
A heater core portion configured to exchange heat between the working fluid heated by the electric heater and the air inside the supply path.
A heating request information acquisition unit that acquires heating request information input to the occupant of the electric vehicle, and a heating request information acquisition unit.
A blower request information acquisition unit that acquires blower request information by the blower input to the occupant of the electric vehicle, and a blower request information acquisition unit.
A heater control unit that controls the electric heater based on the heating request information and the ventilation request information is provided.
The heater control unit is a vehicle air-conditioning control device that drives the electric heater when there is a heating request and a blowing request, and stops the operation of the electric heating heater when there is no blowing request.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019067829A JP2020164086A (en) | 2019-03-29 | 2019-03-29 | Vehicular air-conditioning control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019067829A JP2020164086A (en) | 2019-03-29 | 2019-03-29 | Vehicular air-conditioning control device |
Publications (1)
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ID=72716104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2019067829A Pending JP2020164086A (en) | 2019-03-29 | 2019-03-29 | Vehicular air-conditioning control device |
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2019
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