WO2011128972A1

WO2011128972A1 - 車両の制御装置

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Publication number: WO2011128972A1
Application number: PCT/JP2010/056589
Authority: WO
Inventors: 篤士森田; 欣洋佐伯; 修平小山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-04-13
Filing date: 2010-04-13
Publication date: 2011-10-20
Anticipated expiration: 2012-10-13

Abstract

　蓄冷及び蓄熱を行う蓄冷／蓄熱装置７と、蓄冷／蓄熱の実行の可否をユーザーが選択するための蓄冷熱選択スイッチ１０とを備えるとともに、その蓄冷熱選択スイッチ１０の操作状況に応じて車両始動前に蓄冷／蓄熱装置７による蓄冷／蓄熱を実行するか否かを切り替えるようにした。そのため、ユーザーが不要と判断したときには、車両始動前の蓄冷／蓄熱が割愛されるようになり、車両始動前の蓄冷や蓄熱をより効率的に実施できるようになる。

Description

車両の制御装置

　本発明は、例えば空調を行うためなどの目的で車両始動前に蓄冷や蓄熱を行う車両の制御装置に関するものである。

　近年、夜間などの車両停止中に、外部からの給電によりバッテリーの充電を行うとともに、その充電された電気エネルギーで走行するプラグイン方式の電気自動車の実用に向けた開発が進められている。こうした電気自動車では、車室内の空調もバッテリーの電力を用いて行われており、空調装置の稼動状況に応じて車両の航続距離が変化する。そのため、こうした電気自動車では、燃料を燃やして走行する通常の自動車よりも、効率的な空調運転が求められている。

　ところでユーザーの快適性を確保するには、乗車の時点から車室内の温度が適温に設定されていることが望ましい。そこで、特許文献１に見られるように、車両の運転パターンから電気自動車の運転開始時刻を予測するとともに、その予測された時刻には、空調が完了しているように車両始動前に空調装置を稼動させる、いわゆるプレ空調を行う車両の制御装置が提案されている。こうしたプレ空調を行えば、車両始動後の空調装置の稼働率をある程度に低減することができるようになる。

　一方、従来には、特許文献２に見られるように、夜間充電中に蓄冷を行っておき、車両の運転開始後に蓄冷しておいた冷水又は氷を用いて車室内の冷房を行う車両の制御装置も提案されている。こうした蓄冷の実施によっても、車両始動後の空調装置の稼働率を低減することができる。

特開２００７－２６９１６１号公報特開平５－３３０３３１号公報

　ところで、上記のような蓄冷は、電力を消費して行なわれることから、車両の航続距離に少なからぬ影響を与える。そのため、航続距離の延長が要望される電気自動車にあっては、蓄冷の更なる効率化が求められることになる。

　なお、こうした問題は、外部からの電力供給により充電した電力を用いて空調を行うプラグイン方式のハイブリッド自動車などにおいても、概ね共通したものとなっている。
　本発明の目的は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両始動前の蓄冷や蓄熱をより効率的に行うことのできる車両の制御装置を提供することにある。

　上記目的を達成するため、本発明に従う車両の制御装置は、蓄冷及び蓄熱の少なくとも一方を行う蓄冷／蓄熱装置と、蓄冷／蓄熱の実行態様をユーザーが選択するために操作されるスイッチと、そのスイッチの操作状況に応じて車両始動前の蓄冷／蓄熱装置による蓄冷／蓄熱の実行態様を可変とする制御部と、を備えたものとなっている。

　こうした本発明では、蓄冷や蓄熱の実行態様がユーザーのスイッチ操作に応じて変更されるようになる。すなわち、本発明の車両の制御装置では、蓄冷や蓄熱の実行態様をユーザーが任意に選択可能となる。そのため、ユーザーが不必要と判断する場合には、蓄冷や蓄熱を実行しないようにしたり、蓄冷／蓄熱の量を低減させたりすることができるようになる。したがって、本発明によれば、不必要な蓄冷や蓄熱の実行を抑えることができるようになり、ひいては蓄冷や蓄熱をより効率的に行うことができるようになる。

　なお、蓄冷／蓄熱の要否を選択可能に上記スイッチを構成すれば、車両始動前に蓄冷／蓄熱を実行するか否かをユーザーが選択きるようになる。また蓄冷量／蓄熱量を選択可能に上記スイッチを構成すれば、車両始動前における蓄冷／蓄熱の量を必要に応じて変更することができるようになる。更に蓄冷／蓄熱の実行時期を選択可能に上記スイッチを構成すれば、蓄冷／蓄熱を何時実行するかを選択することができるようになる。

　ちなみに、車両停止中に外部からの給電により充電を行うプラグイン方式の電気自動車やハイブリッド自動車では、充電のために供給される電力の一部を用いて蓄冷や蓄熱を行うことができる。蓄冷／蓄熱をより有効に利用可能な本発明は、こうしたプラグイン方式の電気自動車やハイブリッド自動車への適用が好適なものとなっている。

本発明の車両の制御装置の一実施形態の全体構造を模式的に示す略図。同実施形態に採用される空調装置のコントロールパネルの平面図。同実施形態に採用される充電・蓄冷熱・プレ空調設定ルーチンにおける制御ユニットの処理手順を示すフローチャート。同じく充電・蓄冷熱・プレ空調設定ルーチンにおける制御ユニットの処理手順を示すフローチャート。同じく充電・蓄冷熱・プレ空調設定ルーチンにおける制御ユニットの処理手順を示すフローチャート。蓄冷量／蓄熱量を選択可能に構成された蓄冷熱選択スイッチの一例を示す平面図。

　以下、本発明の車両の制御装置を具体化した一実施の形態について、図１～図５を参照して詳細に説明する。なお本実施の形態は、外部電源からの給電により充電を行うプラグイン方式の電気自動車に本発明を適用したものとなっている。

　図１は、本実施の形態の車両の制御装置の全体構造を示している。同図に示すように、本実施の形態の車両の制御装置は、制御ユニット１を中心に構成されている。
　制御部としての前記制御ユニット１は、車両停止中も動作して、充電や蓄冷熱、プレ空調などに係る処理を実施する。制御ユニット１にはタイマー２が内蔵されており、必要な時刻に必要な処理を実施できるようになっている。

　また制御ユニット１には、コネクターケーブル３が接続されている。そしてこのコネクターケーブル３を、外部電源４に接続することで、車両外部からの給電でバッテリー５を充電可能となっている。また制御ユニット１には、車室内の温度を調節する空調装置６と、蓄熱や蓄冷を行う蓄冷／蓄熱装置７が接続されており、車両停止中も外部電源４からの給電でこれらを動作させることができるようになっている。なお制御ユニット１には、空調装置６の設定を操作するために設けられたコントロールパネル８からの信号が入力されてもいる。

　上記蓄冷／蓄熱装置７が、蓄冷、蓄熱のいずれを行うかは、外気温と空調の設定温度との高低関係により決定されるようになっている。また空調装置６は、こうした蓄冷／蓄熱装置７に蓄えられた熱を利用して冷暖房を行えるようになっている。

　図２に、コントロールパネル８の平面構造を示す。同図に示すように、このコントロールパネル８には、エアコンのオン・オフを切り替えるエアコンスイッチ９を始め、空調装置６の設定を操作するための各種スイッチが設けられている。加えて、このコントロールパネル８には、後述する蓄冷熱選択スイッチ１０とプレ空調選択スイッチ１１とが設けられてもいる。なお、同図には図示を省略するが、このコントロールパネル８には、車両の次回運転時の予定航続距離を入力するための操作ボタンや車両の次回始動迄の予定時間を入力するための操作ボタンなども設けられている。

　さて、こうした本実施の形態では、外部電源４からの給電によるバッテリー５の充電中に、蓄冷／蓄熱装置７による蓄冷や蓄熱、空調装置６によるプレ空調が必要に応じて実行されるようになっている。このときの蓄冷／蓄熱の実施の可否は、上記の蓄冷熱選択スイッチ１０の操作によりユーザーが任意に選択できるようになっている。また、このときのプレ空調の実施の可否は、上記のプレ空調選択スイッチ１１の操作によりユーザーが任意に選択できるようになっている。

　なお、本実施の形態では、下車時に車両の次回の予定航続距離を入力しておくと、その予定航続距離分の走行が可能なだけの電力がバッテリー５に充電されるようになっている。また本実施の形態では、下車時に車両の次回始動迄の予定時間を入力しておくと、その予定時間にバッテリー５の充電や蓄冷／蓄熱、プレ空調が完了するように、それらが実施されるようになっている。

　図３～図５は、こうした本実施の形態に採用される充電・蓄冷熱・プレ空調設定ルーチンのフローチャートを示している。本ルーチンの処理は、車両停止中に制御ユニット１により実行されるものとなっている。

　さて本ルーチンが開始されると、制御ユニット１はまずステップＳ１００において、充電信号がオンであるか否かの判定を行う。充電信号は、コネクターケーブル３が外部電源４に接続されて、外部電源４からの給電によるバッテリー５の充電が可能な状態となるときにオンとなる。ここで、充電信号がオフであれば（Ｓ１００：ＮＯ）、制御ユニット１は、今回の本ルーチンの処理をそのまま終了する。

　一方、充電信号がオンであれば（Ｓ１００：ＹＥＳ）、制御ユニット１は、まずステップＳ１０１において、次回運転時の予定航続距離のユーザー設定を確認する。そして制御ユニット１は、続くステップＳ１０２において、予定航続距離分の走行を可能とするだけの充電率（ＳＯＣ）が得られるようにバッテリー５の充電を開始する。なお、制御ユニット１は、予定航続距離が設定されていない場合には、当該電気自動車の最大航続距離を予定航続距離として設定するようにしている。

　続くステップＳ１０３において制御ユニット１は、エアコンスイッチ９がオンであるか否かを判定する。ここでエアコンスイッチ９がオフであれば（Ｓ１０３：ＮＯ）、制御ユニット１は、ステップＳ１０４において、コントロールパネル８のインジケーターに充電終了の予定時刻を表示した後、今回の本ルーチンの処理を終了する。

　エアコンスイッチ９がオンであれば（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、制御ユニット１は、ステップＳ１０５において、蓄冷熱選択スイッチ１０がオンであるか否かを判定する。ここで制御ユニット１は、蓄冷熱選択スイッチ１０がオンであれば（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０６に移行し、オフであれば（Ｓ１０５：ＮＯ）、処理を図４のステップＳ１１５に移行する。

　処理がステップＳ１０６に進むと、制御ユニット１は、そのステップＳ１０６において、プレ空調選択スイッチ１１がオンであるか否かを判定する。ここで制御ユニット１は、プレ空調選択スイッチ１１がオンであれば（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０７に進め、オフであれば（Ｓ１０６：ＮＯ）、処理を図５のステップＳ１２１に進める。

　処理がステップＳ１０７に進むと制御ユニット１は、そのステップＳ１０７において、充電、蓄冷熱、プレ空調の予定終了時刻をコントロールパネル８のインジケーターに表示する。そして制御ユニット１は、続くステップＳ１０９において、乗車タイマーがセットされているか否かを、すなわち車両の次回始動迄の予定時間が入力されているか否かを判定する。

　ここで乗車タイマーがセットされていれば（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、制御ユニット１は、ステップＳ１１０において次回乗車の予定時刻を演算し、ステップＳ１１１及びＳ１１２において、その予定時刻に完了するように蓄冷熱とプレ空調のタイマー運転を実施した上で、今回の本ルーチンの処理を終了する。なおこのときの蓄冷熱は、予定航続距離分の走行時間、蓄えた冷熱で空調を実施可能な量だけ行われる。

　一方、乗車タイマーがセットされていなければ（Ｓ１０９：ＮＯ）、制御ユニット１は、ステップＳ１１３及びＳ１１４において、蓄冷熱の維持運転とプレ空調と維持運転とを実施した上で、今回の本ルーチンの処理を終了する。蓄冷熱の維持運転は、一旦必要とされる量の蓄冷／蓄熱を行った後、その蓄冷量或いは蓄熱量が維持されるように蓄冷／蓄熱装置７を運転することで行われる。またプレ空調の維持運転は、車室温を一旦設定温度とした後、その車室温が維持されるように空調装置６を運転することで行われる。

　ここで上記ステップＳ１０５において蓄冷熱選択スイッチ１０がオフの場合に移行されるステップＳ１１５（図４）に処理が進むと、制御ユニット１はそのステップＳ１１５において、プレ空調選択スイッチ１１がオンであるか否かの判定を行う。ここでプレ空調選択スイッチ１１がオフであれば（Ｓ１１５：ＮＯ）、今回は、蓄冷熱もプレ空調も行わないことになる。そこでこの場合に制御ユニット１は、処理をステップＳ１０４（図３）に進め、そのステップＳ１０４において、コントロールパネル８のインジケーターに充電終了の予定時刻を表示した後、今回の本ルーチンの処理を終了する。

　一方、プレ空調選択スイッチ１１がオンであれば（Ｓ１１５：ＹＥＳ）、制御ユニット１は、ステップＳ１１６において、コントロールパネル８のインジケーターに、充電及びプレ空調の予定終了時刻を表示する。そして制御ユニット１は、続くステップＳ１１７において、乗車タイマーがセットされているか否かを判定する。

　ここで乗車タイマーがセットされていれば（Ｓ１１７：ＹＥＳ）、制御ユニット１は、ステップＳ１１８において、次回乗車の予定時刻を演算し、ステップＳ１１９において、その予定時刻に完了するようにプレ空調のタイマー運転を実施した上で、今回の本ルーチンの処理を終了する。一方、乗車タイマーがセットされていなければ（Ｓ１１７：ＮＯ）、制御ユニット１は、ステップＳ１２０において、プレ空調の維持運転を実施した上で、今回の本ルーチンの処理を終了する。

　また上記ステップＳ１０６において、プレ空調選択スイッチ１１がオフの場合に移行するステップＳ１２１（図５）に処理が進むと、制御ユニット１は、そのステップＳ１２１において、コントロールパネル８のインジケーターに、充電及び蓄冷熱の予定終了時刻を表示する。そして制御ユニット１は、続くステップＳ１２２において、乗車タイマーがセットされているか否かを判定する。

　ここで乗車タイマーがセットされていれば（Ｓ１２２：ＹＥＳ）、制御ユニット１は、ステップＳ１２３において、次回乗車の予定時刻を演算し、ステップＳ１２４において、その予定時刻に完了するように蓄冷熱のタイマー運転を実施した上で、今回の本ルーチンの処理を終了する。一方、乗車タイマーがセットされていなければ（Ｓ１２２：ＮＯ）、制御ユニット１は、ステップＳ１２５において、蓄冷熱の維持運転を実施した上で、今回の本ルーチンの処理を終了する。

　以上説明した本実施の形態によれば、次の効果を奏することができる。
　（１）本実施の形態の車両の制御装置は、蓄冷及び蓄熱を行う蓄冷／蓄熱装置７と、蓄冷／蓄熱の実行態様をユーザーが選択するために操作される蓄冷熱選択スイッチ１０とを備え、蓄冷熱選択スイッチ１０の操作状況に応じて車両始動前の蓄冷／蓄熱装置７による蓄冷／蓄熱の実行態様を可変とするようにしている。こうした本実施の形態では、蓄冷や蓄熱の実行態様がユーザーのスイッチ操作に応じて変更されるようになる。すなわち、本実施の形態の車両の制御装置では、蓄冷や蓄熱の実行態様をユーザーが任意に設定可能となる。そのため、ユーザーが不必要と考える場合には、蓄冷や蓄熱を実行しないようにしたり、蓄冷／蓄熱の量を低減させたりすることができるようになる。したがって、本発明によれば、不必要な蓄冷や蓄熱の実行を抑えることができるようになり、ひいては蓄冷や蓄熱をより効率的に行うことができるようになる。

　（２）夜間充電中に常に蓄冷を行うこととすれば、運転開始後に殆ど冷房を使わないときなどにも、蓄冷が不必要に行われてしまうことがあり、無駄な電力消費が発生する。特許文献１のように、車両の運転パターンから車両の運転開始時刻を予測し、その時刻に完了するように蓄冷を行えば、いつもと同じ時刻に運転を開始する場合には、効率良く蓄冷を行えるようにはなる。しかしながら、いつもとは異なる時刻に運転を開始する場合には、蓄冷に過不足が発生してしまうことになる。その点、本実施の形態では、蓄冷熱の実行態様をユーザーが任意に選択可能であり、必要に応じて蓄冷熱の実施の可否を切り替えたり、蓄冷熱の量を調整したりすることができる。そのため、ユーザーの判断により、過不足なく蓄冷熱を行うことが可能になる。

　（３）本実施の形態では、蓄冷／蓄熱の要否を選択可能に蓄冷熱選択スイッチ１０が構成されている。そのため、車両始動前に蓄冷／蓄熱を実行するか否かをユーザーが任意に選択することができるようになる。すなわち、ユーザーが不要と判断する場合には、車両始動前の蓄冷熱を割愛することができるようになる。

　（４）本実施の形態では、蓄冷熱選択スイッチ１０のオン操作とともに、車両の次回始動迄の予定時間を入力しておくことで、蓄冷／蓄熱の実行時期を選択可能となっている。そのため、蓄冷／蓄熱を何時実行するかをユーザーが選択できるようになる。

　以上説明した本実施の形態は、次のように変更して実施することもできる。
　・上記実施の形態では、車両の次回始動迄の予定時間の入力に応じて蓄冷／蓄熱の実行時期が変更されるようになっていたが、実行時期は可変とせず、蓄冷熱選択スイッチ１０の操作により、蓄冷／蓄熱の要否のみを切り替えるようにしても良い。そうした場合にも、ユーザーが不要と判断したときには、蓄冷／蓄熱の実施が割愛されるため、車両始動前の蓄冷や蓄熱を、より効率的に行うことができるようになる。

　・上記実施の形態では、そのオン、オフにより、蓄冷／蓄熱の要否を選択可能に蓄冷熱選択スイッチ１０を構成していたが、蓄冷量／蓄熱量を選択可能に同スイッチを構成するようにしても良い。例えば図６に示す蓄冷熱選択スイッチの一例では、蓄冷量、蓄熱量の段階として低（ＬＯ）、中（ＭＩＤ）、高（ＨＩ）の３つの段階を選択可能となっている。勿論、選択可能な蓄冷量、蓄熱量の段階としては、３段階に限らず、任意に数の段階を設定することができる。

　・上記実施の形態では、車両の始動前に、蓄冷熱に加え、プレ空調も実施するようにしていたが、プレ空調は行わず、蓄冷熱のみを行うようにしても良い。そうした場合であれ、蓄冷熱選択スイッチの操作状況に応じて車両始動前の蓄冷／蓄熱装置７による蓄冷／蓄熱の実行態様を可変とするようにすれば、車両始動前の蓄冷や蓄熱を、より効率的に行うことができるようになる。

　・上記実施の形態では、蓄冷、蓄熱の双方を行うようにしていたが、蓄冷、蓄熱のいずれか一方のみを行う車両にも、本発明の制御装置を同様に適用することができる。
　・上記実施の形態では、蓄冷／蓄熱装置７に蓄えられた熱を空調に利用する場合を説明したが、蓄えられた熱を他の用途に使用する車両にも本発明の制御装置を同様に適用することができる。

　・上記実施の形態では、プラグイン方式の電気自動車に本発明の制御装置を適用した場合を説明したが、本発明は、プラグイン方式のハイブリッド自動車にも同様に適用することができる。また本発明は、蓄冷及び蓄熱の少なくとも一方を行う蓄冷／蓄熱装置を備えるとともに、車両始動前に蓄冷／蓄熱を行う車両であれば、任意の車両に適用することが可能である。

　１…制御ユニット、２…タイマー、３…コネクターケーブル、４…外部電源、５…バッテリー、６…空調装置、７…蓄冷／蓄熱装置、８…コントロールパネル、９…エアコンスイッチ、１０…蓄冷熱選択スイッチ、１１…プレ空調選択スイッチ。

Claims

　蓄冷及び蓄熱の少なくとも一方を行う蓄冷／蓄熱装置と、
　蓄冷／蓄熱の実行態様をユーザーが選択するために操作されるスイッチと、
　そのスイッチの操作状況に応じて車両始動前の前記蓄冷／蓄熱装置による蓄冷／蓄熱の実行態様を可変とする制御部と、
　を備える車両の制御装置。
　前記スイッチは、蓄冷／蓄熱の要否を選択可能に構成されてなる請求項１に記載の車両の制御装置。
　前記スイッチは、蓄冷量／蓄熱量を選択可能に構成されてなる請求項１に記載の車両の制御装置。
　前記スイッチは、蓄冷／蓄熱の実行時期を選択可能に構成されてなる請求項１に記載の車両の制御装置。
　当該車両が、車両停止中に外部からの給電により充電を行うように構成されており、前記蓄冷／蓄熱は、その充電のために供給される電力の一部を用いて行われる、請求項１～４のいずれか１項に記載の車両の制御装置。