JP7077981B2

JP7077981B2 - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP7077981B2
Application number: JP2019019111A
Authority: JP
Inventors: 興治木下
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-02-05
Filing date: 2019-02-05
Publication date: 2022-05-31
Anticipated expiration: 2039-02-05
Also published as: JP2020125050A

Description

本発明は、乗員が乗車していない状態で車両室内に冷気を供給するプレ空調運転が可能な車両用空調装置に関する。

下記特許文献１には、次回の乗車時刻と、車両室内の設定温度と、車両室内の温度及び車両室外の温度を検出する各温度センサでの温度検出結果とに基づいて、次回の乗車時刻までに車両用空調装置を作動させる所謂「プレ空調運転」が可能な車両用空調装置が開示されている。ところで、気候的（すなわち、標準的）に外気温が高い特別高温地域（例えば、アメリカ合衆国カリフォルニア州のデスヴァレー等）では、車両用空調装置の稼動頻度が高い。このため、車両用空調装置の運転時間が短期間で大きくなり、短期間で車両用空調装置の耐久時間になる。車両用空調装置のプレ空調運転の運転時間は、特別高温地域での車両用空調装置の使用と耐久時間を考慮して設定されており、使用地域に拘わらず基本的に一律とされている。

しかしながら、特別高温地域ほど気候的に外気温が高くない地域では、特別高温地域での使用と耐久時間を考慮したプレ空調運転の運転時間設定（運転時間制限）が厳しい。すなわち、特別高温地域ほど気候的に外気温が高くない地域において、例えば、夏期の日中に車両用空調装置をプレ空調運転した場合、車両の室内の温度を充分に下げることができない可能性があり、乗員にとっての利便性、快適性を考慮すると改良の余地が残されている。

特開２００３－２３７３５１号公報

本発明は、上記事実を考慮して、気候的に高気温でない地域で外気温が高い場合に乗員が車両に乗車する際の快適性を向上でき、空調装置本体の積算運転時間が短期間で大きくなることを抑制できる車両用空調装置を得ることが目的である。

請求項１に記載の車両用空調装置は、車両に乗員が乗車していない状態で空調開始信号が入力されることによって作動されて前記車両の室内へ一定時間冷気を供給するプレ空調運転が可能な空調装置本体と、前記車両の室外の外気温を検出する温度検出装置と、前記車両の所在地を測定する測位装置と、前記空調装置本体の稼動回数及び運転時間の少なくとも一方を積算する積算装置と、前記温度検出装置での検出結果に基づく外気温が所定の温度以上で、前記測位装置での測定結果に基づいて記憶装置から読み込んだ前記車両の所在地の標準的な気温が特定の温度未満で、所定の期間内での前記積算装置での積算結果が所定値未満の場合に前記プレ空調運転の運転時間を前記一定時間よりも長くする制御装置と、を備えている。

請求項１に記載の車両用空調装置では、車両に乗員が乗車していない状態で空調装置本体に空調開始信号が入力されると、空調装置本体が作動され、空調装置本体がプレ空調運転される。これによって、空調装置本体から車両の室内へ一定時間冷気が供給される。このため、乗員が車両に乗車する際の車両の室内の温度を下げておくことができる。

また、本車両用空調装置では、車両の室外の外気温が温度検出装置によって検出される。この温度検出装置での検出結果に基づいた外気温が所定の温度以上の場合には、上記のプレ空調運転の運転時間を制御装置によって上記の一定時間よりも長くできる。このため、外気温が高いことで車両の室内の温度が高温になった場合でも、乗員が車両に乗車する際の車両の室内の温度を効果的に下げておくことができ、高い外気温の状態で乗員が車両に乗車する際の快適性を向上できる。

ここで、本車両用空調装置では、測位装置によって車両の現在位置が測定される。さらに、測位装置での測定結果に基づく車両の所在地（現在地）の標準的な気温が特定の温度以上の場合には、上記のプレ空調運転の運転時間は、制御装置によって一定時間に抑制される。すなわち、標準的な気温が特定の温度以上の高気温地域では、空調装置本体の使用頻度が高く、また、空調装置本体が長時間稼動されることが想定される。本車両用空調装置では、車両の所在地の標準的な気温が特定の温度以上の場合には、プレ空調運転の運転時間を長くしないことで、空調装置本体の積算使用頻度や積算運転時間が短期間に大きくなることを抑制できる。

また、本車両用空調装置では、空調装置本体の稼動回数及び運転時間の少なくとも一方が積算装置によって積算される。さらに、所定の期間内での積算装置での積算結果が所定値以上となり、所定期間内の空調装置本体の稼動回数が予め定められた所定回数（所定値）以上になったり、所定期間内の空調装置本体の運転時間が所定時間（所定値）以上になったりした場合には、プレ空調運転の運転時間が制御装置によって一定時間に抑制される。このため、空調装置本体の積算運転時間が短期間に大きくなることを抑制できる。

以上、説明したように、請求項１に記載の車両用空調装置では、気候的に高気温でない地域で外気温が高い場合に乗員が車両に乗車する際の快適性を向上でき、空調装置本体の積算運転時間が短期間で大きくなることを抑制できる。

本発明の一実施の形態に係る車両用空調装置の要部の構成の概略を示すブロック図である。プレ空調運転の際の制御フローチャートである。

次に、本発明の一実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。

＜本実施の形態の構成＞
図１に示されるように、本実施の形態に係る車両用空調装置１０は、空調装置本体１２を備えている。空調装置本体１２は、コンプレッサ１４を備えている。また、空調装置本体１２は、コンプレッサ１４の他、エバポレータ、ヒータコア等の各種装置を備えており、空調装置本体１２が作動されることによって、空調装置本体１２では、冷気等の調和空気が生成される。さらに、空調装置本体１２で生成された調和空気は、車両の室内（図示省略）へ供給される。空調装置本体１２のコンプレッサ１４は、モータドライバ１６へ電気的に接続されており、モータドライバ１６を介して車両に搭載されたバッテリー１８へ電気的に接続されている。

モータドライバ１６は、コンプレッサ１４のモータへの通電を制御しており、コンプレッサ１４のモータにバッテリー１８の電力が供給されることによってコンプレッサ１４のモータが駆動され、コンプレッサ１４が作動される。また、モータドライバ１６は、制御装置及び積算装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０へ電気的に接続されている。モータドライバ１６には、ＥＣＵ２０から出力された駆動制御信号Ｄｓが入力され、モータドライバ１６は、駆動制御信号Ｄｓによって制御される。

ＥＣＵ２０は、記憶装置２２に接続されており、ＥＣＵ２０は、記憶装置２２にアクセスすることによって記憶装置２２に記憶されている諸情報（データ）を読み込み、また、諸情報を更新（上書き）できる。この記憶装置２２には、コンプレッサ１４の所定日数（所定期間）内の稼動回数Ｎが記憶されている。また、記憶装置２２には、各地の気候情報Ｃｉが記憶されている。さらに、記憶装置２２には、空調装置本体１２にプレ空調運転をさせる際のプレ空調運転の運転時間Ｔ１、Ｔ２が記憶されている。ここで、運転時間Ｔ１は、運転時間Ｔ２のｋ倍（ｋは、１よりも大きな実数）とされている。

また、ＥＣＵ２０は、温度センサ２４へ電気的に接続されている。温度センサ２４は、車両において車両室外の外気温の検出が可能な部位に設けられている。温度センサ２４は、外気温に応じたレベル（例えば、電圧）の温度検出信号Ｔｓを出力する。温度センサ２４から出力された温度検出信号Ｔｓは、ＥＣＵ２０に入力される。

さらに、ＥＣＵ２０は、測位装置としてのＧＰＳ（Global Positioning System）装置２６へ電気的に接続されている。ＧＰＳ装置２６は、ＧＰＳアンテナ２８を備えており、ＧＰＳアンテナ２８は、人工衛星であるＧＰＳ衛星からの電波を受信できる。３以上のＧＰＳ衛星からの電波がＧＰＳアンテナ２８によって受信されると、ＧＰＳ装置２６の演算部では、本車両用空調装置１０が搭載された車両の所在地（現在位置）の緯度及び経度を演算する。この演算結果は、所在地信号ＬｓとしてＧＰＳ装置２６から出力される。ＧＰＳ装置２６から出力された所在地信号Ｌｓは、ＥＣＵ２０に入力される。

また、ＥＣＵ２０は、アンテナ３０へ電気的に接続されている。アンテナ３０は、所定のリモートコントロール装置（図示省略）から出力された電波を受信できる。アンテナ３０がリモートコントロール装置から出力された電波を受信すると、アンテナ３０は、リモコン受信信号Ｒｓを出力する。アンテナ３０から出力されたリモコン受信信号Ｒｓは、ＥＣＵ２０に入力される。

＜本実施の形態の作用、効果＞
次に、図２に示されるフローチャートに基づいて、本車両用空調装置１０がプレ空調運転をする際の動作について説明する。車両の室外にいる車両の乗員が、本車両用空調装置１０の空調装置本体１２にプレ空調運転を開始させる際には、例えば、リモートコントロール装置が操作される。リモートコントロール装置が操作されると、リモートコントロール装置から空調装置本体１２にプレ空調運転を開始させるための電波が出力される。この電波がアンテナ３０に受信されると、アンテナ３０からは空調装置本体１２にプレ空調運転を開始させるためのリモコン受信信号Ｒｓが出力される。このリモコン受信信号ＲｓがＥＣＵ２０に入力されると、ステップ１００でＥＣＵ２０によるプレ空調運転のための制御が開始される。

プレ空調運転の制御が開始されると、ステップ１０２で温度センサ２４からの温度検出信号ＴｓがＥＣＵ２０によって読み込まれる。次いで、ステップ１０４では、温度検出信号Ｔｓのレベル（例えば、電圧等）が予め設定された比較値Ｔｃよりも大きいか否か、すなわち、外気温が所定の温度よりも大きいか否かが判定される。

一方、ＧＰＳ装置２６のＧＰＳアンテナ２８が受信した３以上のＧＰＳ衛星からの電波に基づいてＧＰＳ装置２６の演算部では、本車両用空調装置１０が搭載された車両の所在地（現在地）の緯度及び経度が演算される。この演算結果が所在地信号ＬｓとしてＧＰＳ装置２６から出力され、ステップ１０６では、所在地信号ＬｓがＥＣＵ２０に読み込まれる。

次いで、ステップ１０８では、ＥＣＵ２０は、記憶装置２２にアクセスし、記憶装置２２から気候情報Ｃｉを読み込む。さらに、ステップ１１０では、所在地信号Ｌｓに基づく車両の所在地が記憶装置２２から読み込んだ気候情報Ｃｉと照合され、車両の所在地が、例えば、一年間の平均気温が摂氏３０度よりも高く、夏期の平均気温が摂氏４０度よりも高い特別高温地域（一例としては、アメリカ合衆国カリフォルニア州のデスヴァレー）であるか否かが判定される。

ステップ１１０で車両の所在地が特別高温地域ではないと判定されると、ステップ１１２でＥＣＵ２０は、記憶装置２２にアクセスし、記憶装置２２に記憶されている週間使用頻度Ｎを読み込む。週間使用頻度Ｎは、直近の７日間での本車両用空調装置１０の使用回数で、更に言えば、週間使用頻度Ｎは、本車両用空調装置１０の空調装置本体１２を構成するコンプレッサ１４の直近の７日間での稼動回数である。

次いで、ステップ１１４では、記憶装置２２から読み込んだ週間使用頻度Ｎが所定の比較値Ｎｓよりも少ないか否かが判定される。ステップ１１４で週間使用頻度Ｎが比較値Ｎｓよりも少ないと判定されると、ステップ１１６でＥＣＵ２０は、記憶装置２２にアクセスし、記憶装置２２に記憶されているプレ空調運転の運転時間Ｔ１を読み込む。さらに、ステップ１１８で、それまでの週間使用頻度Ｎを、Ｎ＋ｋ（ｋは、１よりも大きな実数）に更新（上書き）し、ステップ１２０でプレ空調運転を開始する。

これによって、コンプレッサ１４等の空調装置本体１２の構成装置は、運転時間Ｔ２よりも長い運転時間Ｔ１の時間、プレ空調運転される。このため、例えば、特別高温地域よりも年間平均気温や夏期平均気温が低い気候の地域で、外気温が所定の温度Ｔｃ（すなわち、上記の比較値Ｔｃに対応する気温）を超えるような場合、空調装置本体１２のプレ運転時間が長くなることで、車両の室内の温度を効果的に下げることができる。これによって、空調装置本体１２のプレ運転終了後に車両に乗員が乗車する際の快適性や利便性を向上できる。

一方、ステップ１０４で温度センサ２４から出力された温度検出信号Ｔｓが比較値Ｔｃ以下である場合には、ステップ１２４でＥＣＵ２０は、記憶装置２２にアクセスし、記憶装置２２に記憶されているプレ空調運転の運転時間Ｔ２を読み込む。さらに、ステップ１２６で、それまでの週間使用頻度Ｎを、Ｎ＋１に更新（上書き）し、ステップ１２０でプレ空調運転を開始する。このように、温度検出信号Ｔｓに対応する外気温が、比較値Ｔｃに対応する温度以下の場合には、プレ空調運転の時間が運転時間Ｔ１よりも短い運転時間Ｔ２になり、コンプレッサ１４等の空調装置本体１２の積算運転時間が短期間で急激に大きくなることを抑制できる。これによって、プレ空調運転の時間が長いことで、コンプレッサ１４等の空調装置本体１２の耐久時間（寿命）等が短期間で到達することを抑制できる。

また、ステップ１１０で車両の所在地が特別高温地域であると判定された場合には、ステップ１２４、１２６と進んでステップ１２０に至る。したがって、この場合には、空調装置本体１２によるプレ空調運転の時間が運転時間Ｔ１よりも短い運転時間Ｔ２になる。特別高温地域では、年間平均気温、夏期平均気温が高い。このため、特別高温地域では、外気温は、日常的に比較値Ｔｃに対応する気温を超えることが想定される。このような気候の場合、日常的に運転時間Ｔ２よりも長い運転時間Ｔ１で空調装置本体１２にプレ空調運転をさせると、コンプレッサ１４等の空調装置本体１２の積算運転時間が短期間で急激に大きくなる。したがって、このような場合には、コンプレッサ１４等の空調装置本体１２の耐久時間（寿命）等が短期間で到達する可能性がある。

ここで、本実施の形態では、外気温に拘わらず、車両の所在地が特別高温地域の場合には、空調装置本体１２は、運転時間Ｔ１よりも短い運転時間Ｔ２でプレ空調運転される。このため、コンプレッサ１４等の空調装置本体１２の積算運転時間が短期間で急激に大きくなることを抑制できる。これによって、コンプレッサ１４等の空調装置本体１２の耐久時間（寿命）等が短期間で到達することを抑制できる。

さらに、ステップ１１４で週間使用頻度Ｎが比較値Ｎｓ以上であると判定された場合には、ステップ１２４、１２６と進んでステップ１２０に至る。したがって、この場合には、空調装置本体１２によるプレ空調運転の時間が運転時間Ｔ１よりも短い運転時間Ｔ２になる。すなわち、週間使用頻度Ｎが多い場合には、コンプレッサ１４等の空調装置本体１２の積算運転時間が短期間で急激に大きくなっている。

したがって、このような場合には、空調装置本体１２は、運転時間Ｔ１よりも短い運転時間Ｔ２でプレ空調運転される。このため、コンプレッサ１４等の空調装置本体１２の積算運転時間が短期間で更に急激に大きくなることを抑制できる。これによって、コンプレッサ１４等の空調装置本体１２の耐久時間（寿命）等が短期間で到達することを抑制できる。

また、空調装置本体１２が運転時間Ｔ１でプレ空調運転される場合には、週間使用頻度Ｎは、ステップ１１８でＮ＋ｋに更新される。ここで、ｋは、運転時間Ｔ１と運転時間Ｔ２との比に相当する。すなわち、運転時間Ｔ１での１回の空調装置本体１２のプレ空調運転は、運転時間Ｔ２でのｋ回の空調装置本体１２のプレ空調運転に相当する。このため、運転時間Ｔ１での空調装置本体１２のプレ空調運転の際に、週間使用頻度ＮがＮ＋ｋに更新されることで、運転時間Ｔ２での空調装置本体１２のプレ空調運転の回数に応じた適切な週間使用頻度Ｎにできる。

なお、本実施の形態では、リモートコントロール装置の操作によって空調装置本体１２がプレ空調運転される構成であった。しかしながら、例えば、車両側の車両用空調装置１０の操作装置やリモートコントロール装置によってプレ空調運転の開始時刻を設定し、この設定された開始時刻にＥＣＵ２０が空調装置本体１２のプレ空調運転を開始する構成にしてもよい。

さらに、本実施の形態では、直近の７日間の使用頻度Ｎがステップ１１４での判定に用いられていた。しかしながら、このような判定に用いる頻度は、直近の１０日間でもよいし、直近の５日であってもよい。すなわち、ステップ１１４での判定に用いられる使用頻度の期間は、その長さに限定されることなく適宜に設定することができる。

また、本実施の形態では、ステップ１１４での判定に空調装置本体１２の稼動回数を用いていた。しかしながら、例えば、直近７日間での空調装置本体１２の積算運転時間を用いてもよいし、空調装置本体１２の積算稼動日数と積算運転時間との比を用いてもよい。

さらに、本実施の形態では、ステップ１１８での週間使用頻度Ｎの更新は、運転時間Ｔ１と運転時間Ｔ２との比であるｋを加算した。しかしながら、運転時間Ｔ１と運転時間Ｔ２との比と、ステップ１１８での週間使用頻度Ｎの更新の際に加算する数値とが異なっていてもよい。

また、本実施の形態では、週間使用頻度Ｎは、記憶装置２２に記憶される構成であった。しかしながら、空調装置本体１２、例えば、コンプレッサ１４に空調装置本体１２やコンプレッサ１４の使用頻度や積算運転時間等を記憶するメモリ装置を設け、ＥＣＵ２０は、このメモリ装置にアクセスして空調装置本体１２やコンプレッサ１４の使用頻度や積算運転時間等を読み込む構成としてもよい。

１０車両用空調装置
１２空調装置本体
２０ＥＣＵ（制御装置、積算装置）
２４温度センサ（温度検出装置）
２６ＧＰＳ装置（測位装置）

Claims

車両に乗員が乗車していない状態で空調開始信号が入力されることによって作動されて前記車両の室内へ一定時間冷気を供給するプレ空調運転が可能な空調装置本体と、
前記車両の室外の外気温を検出する温度検出装置と、
前記車両の所在地を測定する測位装置と、
前記空調装置本体の稼動回数及び運転時間の少なくとも一方を積算する積算装置と、
前記温度検出装置での検出結果に基づく外気温が所定の温度以上で、前記測位装置での測定結果に基づいて記憶装置から読み込んだ前記車両の所在地の標準的な気温が特定の温度未満で、所定の期間内での前記積算装置での積算結果が所定値未満の場合に前記プレ空調運転の運転時間を前記一定時間よりも長くする制御装置と、
を備える車両用空調装置。