JP7031105B2 - 車両用制御システム - Google Patents
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Description
最初に、図3を参照しながら暖房運転について説明する。図3は暖房運転における冷媒回路Rの冷媒の流れ(実線矢印)を示している。空調コントローラ32により(オートモード)、或いは、空調操作部53へのマニュアル操作(マニュアルモード)により暖房運転が選択されると、空調コントローラ32は電磁弁21(暖房用)を開放し、室内膨張弁8を全閉とする。また、電磁弁22(除湿用)を閉じる。尚、シャッタ23は開放する。
次に、図4を参照しながら除湿暖房運転について説明する。図4は除湿暖房運転における冷媒回路Rの冷媒の流れ(実線矢印)を示している。除湿暖房運転では、空調コントローラ32は上記暖房運転の状態において電磁弁22を開放し、室内膨張弁8を開いて冷媒を減圧膨張させる状態とする。また、シャッタ23は開放する。これにより、放熱器4を経て冷媒配管13Eを流れる凝縮冷媒の一部が分流され、この分流された冷媒が電磁弁22を経て冷媒配管13Fに流入し、冷媒配管13Bから室内膨張弁8に流れ、残りの冷媒が室外膨張弁6に流れるようになる。即ち、分流された一部の冷媒が室内膨張弁8にて減圧された後、吸熱器9に流入して蒸発する。
次に、図5を参照しながら内部サイクル運転について説明する。図5は内部サイクル運転における冷媒回路Rの冷媒の流れ(実線矢印)を示している。内部サイクル運転では、空調コントローラ32は上記除湿暖房運転の状態において室外膨張弁6を全閉とする(全閉位置)。但し、電磁弁21は開いた状態を維持し、室外熱交換器7の冷媒出口は圧縮機2の冷媒吸込側に連通させておく。即ち、この内部サイクル運転は除湿暖房運転における室外膨張弁6の制御で当該室外膨張弁6を全閉とした状態であるので、この内部サイクル運転も除湿暖房運転の一部と捉えることができる(シャッタ23は開)。
次に、図6を参照しながら除湿冷房運転について説明する。図6は除湿冷房運転における冷媒回路Rの冷媒の流れ(実線矢印)を示している。除湿冷房運転では、空調コントローラ32は室内膨張弁8を開いて冷媒を減圧膨張させる状態とし、電磁弁21と電磁弁22を閉じる。そして、圧縮機2、及び、各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は室内送風機27から吹き出された空気が放熱器4に通風される割合を調整する状態とする。また、シャッタ23は開放する。これにより、圧縮機2から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器4に流入する。放熱器4には空気流通路3内の空気が通風されるので、空気流通路3内の空気は放熱器4内の高温冷媒により加熱され、一方、放熱器4内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化していく。
次に、冷房運転について説明する。冷媒回路Rの流れは図6の除湿冷房運転と同様である。冷房運転では、空調コントローラ32は上記除湿冷房運転の状態において室外膨張弁6の弁開度を全開とする。尚、エアミックスダンパ28は放熱器4に空気が通風される割合を調整する状態とする。また、シャッタ23は開放する。
空調コントローラ32は下記式(I)から前述した目標吹出温度TAOを算出する。この目標吹出温度TAOは、吹出口29から車室内に吹き出される空気の温度の目標値である。
TAO=(Tset-Tin)×K+Tbal(f(Tset、SUN、Tam))
・・(I)
ここで、Tsetは空調操作部53で設定された車室内の設定温度、Tinは内気温度センサ37が検出する車室内空気の温度、Kは係数、Tbalは設定温度Tsetや、日射センサ51が検出する日射量SUN、外気温度センサ33が検出する外気温度Tamから算出されるバランス値である。そして、一般的に、この目標吹出温度TAOは外気温度Tamが低い程高く、外気温度Tamが上昇するに伴って低下する。
次に、図7~図12を参照しながら空調コントローラ32によるバッテリ55の温度調整制御について説明する。ここで、バッテリ55は外気温度により温度が変化すると共に、自己発熱によっても温度が変化する。そして、外気温度が高温環境であるときや極低温環境であるときには、バッテリ55の温度が極めて高くなり、或いは、極めて低くなって、充電や放電が困難となる。例えば、バッテリ55の温度が+45℃以上では充電が困難となり、60℃以上では放電が困難となる。また、-20℃以下でも放電が困難となり、充電も殆どできなくなる。
前述した暖房運転においてバッテリ55の温度を調整することが必要となった場合、空調コントローラ32は暖房/バッテリ温調モードを実行する。図7はこの暖房/バッテリ温調モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れ(実線矢印)とバッテリ温度調整装置61の熱媒体の流れ(破線矢印)を示している。
次に、前述した冷房運転においてバッテリ55の温度を調整することが必要となった場合、空調コントローラ32は冷房/バッテリ温調モードを実行する。図8はこの冷房/バッテリ温調モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れ(実線矢印)とバッテリ温度調整装置61の熱媒体の流れ(破線矢印)を示している。
次に、前述した除湿冷房運転中においてバッテリ55の温度を調整することが必要となった場合、空調コントローラ32は除湿冷房/バッテリ温調モードを実行する。尚、この除湿冷房/バッテリ温調モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れ(実線矢印)とバッテリ温度調整装置61の熱媒体の流れ(破線矢印)は図8と同様であるが、室外膨張弁6は全開では無く開き気味で制御される。そして、空調コントローラ32は冷房/バッテリ温調モードの場合と同様に、補助膨張弁73と熱媒体加熱ヒータ66を制御することで、バッテリ55の温度Tbを規定温度範囲内である目標バッテリ温度TBOに調整する。
次に、前述した内部サイクル運転においてバッテリ55の温度を調整することが必要となった場合、空調コントローラ32は内部サイクル/バッテリ温調モードを実行する。この内部サイクル/バッテリ温調モードでは、空調コントローラ32は前述した図5の内部サイクル運転の冷媒回路Rの状態において、補助膨張弁73を開いてその弁開度を制御し、バッテリ温度調整装置61の循環ポンプ62も運転して、冷媒-熱媒体熱交換器64において冷媒と熱媒体とを熱交換させる状態とする。図9はこの内部サイクル/バッテリ温調モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れ(実線矢印)とバッテリ温度調整装置61の熱媒体の流れ(破線矢印)を示している。
次に、前述した除湿暖房運転においてバッテリ55の温度を調整することが必要となった場合、空調コントローラ32は除湿暖房/バッテリ温調モードを実行する。この除湿暖房/バッテリ温調モードでは、空調コントローラ32は前述した図4の除湿暖房運転の冷媒回路Rの状態において、補助膨張弁73を開いてその弁開度を制御し、バッテリ温度調整装置61の循環ポンプ62も運転して、冷媒-熱媒体熱交換器64において冷媒と熱媒体とを熱交換させる状態とする。図10はこの除湿暖房/バッテリ温調モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れ(実線矢印)とバッテリ温度調整装置61の熱媒体の流れ(破線矢印)を示している。
次に、車室内の空調を行うこと無く、バッテリ55の温調を行うバッテリ温調単独モードについて説明する。図11はこのバッテリ温調単独モードにおける冷媒回路Rの冷媒の流れ(実線矢印)とバッテリ温度調整装置61の熱媒体の流れ(破線矢印)を示している。空調コントローラ32圧縮機2を運転し、室外送風機15も運転する。また、室内膨張弁8を全閉とし、補助膨張弁37は開いて冷媒を減圧する状態とする。尚、室外膨張弁6は全開とする。更に、空調コントローラ32は電磁弁17、電磁弁21を閉じ、室内送風機27を停止する。そして、循環ポンプ62を運転し、冷媒-熱媒体熱交換器64において冷媒と熱媒体を熱交換させる状態とする。
次に、図12を参照しながら、本発明の車両用制御システムVCの制御部30によるバッテリ予備残量確保制御の一例について説明する。前述した如く外気温度が高温環境であるときや極低温環境であるときに、バッテリ55の温度が極めて高くなり、或いは、極めて低くなると、バッテリ55への充電が困難となる。
次に、バッテリ55への充電時の動作について説明する。車両が停止され、例えば急速充電器等の外部電源にプラグ60が接続されると、バッテリコントローラ40は車両コントローラ35から許可されている場合、バッテリ55への充電を開始する。車両コントローラ35は、車両用空気調和装置1のバッテリ温度センサ76が検出するバッテリ温度Tbに関する情報を取り込んでおり、バッテリ温度Tbが前述した規定温度範囲(+20℃以上+40℃以下)内であることを条件としてバッテリコントローラ35に充電の許可を送信するが、バッテリ温度Tbが規定温度範囲外である場合(+20より低く、+40℃より高い)は許可を送信せず、その代わりに空調コントローラ32に前述したバッテリ温調単独モードを実行するように指示情報を送信する。
次に、前述したバッテリ予備残量確保制御の他の実施例について説明する。前述した実施例では車両コントローラ35が常にバッテリ55に所定の予備充電量(10%)が残るようなバッテリ予備残量確保制御を実行するようにしたが、それに限らず、バッテリ55に予備充電量を残すか否かを外気温度によって決めても良い。
1 車両用空気調和装置
2 圧縮機
4 放熱器
6 室外膨張弁
7 室外熱交換器
8 室内膨張弁
9 吸熱器
21、22 電磁弁
30 制御部
32 空調コントローラ
35 車両コントローラ
40 バッテリコントローラ
50 バッテリ残量表示部
55 バッテリ
61 バッテリ温度調整装置
62 循環ポンプ
64 冷媒-熱媒体熱交換器
66 熱媒体加熱ヒータ(加熱装置)
72 分岐配管(分岐回路)
73 補助膨張弁
Claims (5)
- 外部電源よりバッテリに充電可能な車両の制御システムであって、
前記バッテリから給電されて車室内を空調すると共に、前記バッテリの温度を調整する車両用空気調和装置と、
前記バッテリの残存充電量を表示するバッテリ残量表示部と、
前記車両用空気調和装置の運転、前記バッテリの充放電、並びに、前記バッテリ残量表示部の表示を制御する制御部を備え、
該制御部は、前記バッテリの残存充電量が、前記車両用空気調和装置を駆動することができる所定の予備充電量となった時点で、前記バッテリ残量表示部の表示を零とすることにより、前記バッテリ残量表示部の表示が零となった段階で、前記予備充電量を前記バッテリに残すバッテリ予備残量確保制御を実行することを特徴とする車両用制御システム。 - 前記制御部は、前記バッテリ予備残量確保制御において、前記バッテリ残量表示部の表示を零とした段階で、前記車両用空気調和装置により前記バッテリの温度を所定の規定温度範囲内とするのに十分な前記予備充電量を、当該バッテリに残すことを特徴とする請求項1に記載の車両用制御システム。
- 前記制御部は、外気温度が所定の高温閾値以上となり、又は、低温閾値以下となった場合、前記バッテリ予備残量確保制御を実行することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両用制御システム。
- 前記制御部は、前記バッテリに充電する際、当該バッテリの温度が前記規定温度範囲外である場合、前記車両用空気調和装置を運転して前記バッテリの温度を前記規定温度範囲内とした後、充電を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちの何れかに記載の車両用制御システム。
- 前記車両用空気調和装置は、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記冷媒を放熱させて前記車室内に供給する空気を加熱する放熱器と、
前記冷媒を吸熱させて前記車室内に供給する空気を冷却する吸熱器と、
車室外に設けられて前記冷媒を吸熱、又は、放熱させる室外熱交換器と、
前記バッテリに熱媒体を循環させて当該バッテリの温度を調整するバッテリ温度調整装置を備え、
該バッテリ温度調整装置は、前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる冷媒-熱媒体熱交換器と、前記熱媒体を加熱する加熱装置を有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちの何れかに記載の車両用制御システム。
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