WO2025239017A1 - 車両用空調装置 - Google Patents

車両用空調装置

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WO2025239017A1
WO2025239017A1 PCT/JP2025/010919 JP2025010919W WO2025239017A1 WO 2025239017 A1 WO2025239017 A1 WO 2025239017A1 JP 2025010919 W JP2025010919 W JP 2025010919W WO 2025239017 A1 WO2025239017 A1 WO 2025239017A1
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WO
WIPO (PCT)
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heat medium
air conditioning
temperature
heat
vehicle
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/JP2025/010919
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English (en)
French (fr)
Inventor
健三 大庭
渉 岩▲崎▼
厚博 蓼沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanden Corp
Original Assignee
Sanden Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sanden Corp filed Critical Sanden Corp
Publication of WO2025239017A1 publication Critical patent/WO2025239017A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating devices the heat source being other than the propulsion plant

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle air conditioning system.
  • a system includes a refrigerant circuit that functions as a heat pump for vehicle air conditioning and temperature regulation of onboard devices, and a heat medium circuit in which a heat medium that exchanges heat with the refrigerant in the refrigerant circuit transports heat to various parts.
  • Patent Document 1 discloses such a system, which discloses that heating of the heat medium is performed by a heat source device installed in the low-temperature side heat medium circuit during heating.
  • the object of the present invention is to provide a vehicle air conditioning system that has quick heating and cooling properties.
  • a vehicle air conditioning system includes a refrigerant circuit including a compressor, a high-temperature heat exchanger, a pressure reducing device, and a low-temperature heat exchanger, through which a refrigerant flows; a heat medium circuit including at least one of a heater core configured to heat air for heating the vehicle cabin and a cooler core configured to cool air for cooling the vehicle cabin, through which a heat medium flows; and a control device configured to control the operation of each component for air conditioning, including the heating or cooling functions, and configured to predict the start time of air conditioning, which is the time when a command to start air conditioning is received from a user, and to adjust the temperature of the heat medium before the start time of air conditioning.
  • the present invention provides a vehicle air conditioning system with quick heating and cooling capabilities.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a configuration example of a vehicle air conditioning system according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an outline of an example of the configuration of a refrigerant circuit and a heat medium circuit according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an outline of an example of the configuration of a refrigerant circuit and a heat medium circuit according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of an outline of control of the operation of the vehicle air conditioner by the control device according to the embodiment.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram that schematically shows the temperature change in the vehicle cabin and the temperature change in the cooler core over time.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining an outline of an example of a process related to heat storage or heating of a heat medium.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining an outline of an example of a process related to heat dissipation or cooling of a heat medium.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram that schematically shows the temperature change in the vehicle cabin and the temperature change in the cooler core over time.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram that schematically shows the temperature change in the vehicle cabin and the temperature change in the cooler core over time.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram that schematically shows the temperature change in the vehicle cabin and the temperature change in the cooler core over time.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an example of an operation when it is predicted that the air conditioning will not be turned on.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an outline of an example of an operation related to temperature adjustment of the heat medium.
  • the vehicle air conditioning system is an air conditioning system that uses a refrigerant circuit and a heat medium circuit.
  • the vehicle air conditioning system of this embodiment predicts when it will receive a command from the user to start air conditioning, and adjusts the temperature of the heat medium before that happens, thereby achieving high heating and cooling speeds.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an outline of an example configuration of a vehicle air conditioner 1 according to this embodiment.
  • the vehicle air conditioner 1 is mounted on a vehicle such as an electric vehicle.
  • the vehicle air conditioner 1 has a function of adjusting the temperature, humidity, etc. of the air inside the vehicle cabin.
  • the vehicle air conditioner 1 is a thermal management system configured to not only adjust the temperature inside the vehicle cabin, but also adjust the temperatures of a motor and a battery mounted on the vehicle.
  • the vehicle air conditioner 1 is equipped with a control device 10 that controls the operation of each part of the vehicle air conditioner 1.
  • the control device 10 is a microcomputer equipped with a processor, memory, storage, an input/output interface, etc.
  • the vehicle air conditioner 1 also has a refrigerant circuit 50 and a heat medium circuit 60.
  • the vehicle air conditioner 1 also has a sensor group 20 that includes various sensors.
  • FIGS. 2 and 3 are diagrams showing an outline of an example configuration of the refrigerant circuit 50 and heat medium circuit 60 of this embodiment.
  • the heat medium circuit 60 is a circuit through which a heat medium flows that exchanges heat with the refrigerant circuit 50, and the heat medium transports the heat required by each part of the vehicle.
  • the heat medium circuit 60 is configured to switch between circuits in response to various operations and to be able to assume a variety of states.
  • FIGS. 2 and 3 each show a certain state, which will be described later.
  • the refrigerant circuit 50 has a compressor 51, a high-temperature heat exchanger 52, a pressure reduction device 53, a low-temperature heat exchanger 54, and an accumulator 55, which are arranged to circulate the refrigerant.
  • the refrigerant may be, but is not limited to, hydrofluoroolefin, for example.
  • the refrigerant circuit 50 is configured to function as a heat pump. That is, the refrigerant circulating through the refrigerant circuit 50 is compressed, condensed, expanded, and evaporated in the compressor 51, the high-temperature heat exchanger 52, the pressure reduction device 53, and the low-temperature heat exchanger 54, respectively, and these processes are repeated.
  • heat exchange takes place between the heat medium in the heat medium circuit 60 and the refrigerant.
  • the heat medium is a fluid such as a coolant liquid.
  • the heat medium circulates through various parts of the vehicle, heating or cooling each part and transporting heat from one part to another.
  • the vehicle air conditioning system 1 includes an HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) unit 70.
  • the HVAC unit 70 includes a heater core 71 and a cooler core 72 that form part of the heat medium circuit 60.
  • the heater core 71 of the heat medium circuit 60 is configured to circulate the heat medium heated by the high-temperature side heat exchanger 52.
  • the heater core 71 is configured to heat the air supplied to the vehicle cabin.
  • the heater core 71 can be used to heat the vehicle cabin.
  • the cooler core 72 of the heat medium circuit 60 is configured to circulate the heat medium cooled by the low-temperature side heat exchanger 54.
  • the cooler core 72 is configured to cool the air supplied to the vehicle cabin.
  • the cooler core 72 can be used to cool the vehicle cabin.
  • the HVAC unit 70 has an intake unit 75 that takes in outside air or inside air, and a blower 76 that supplies the air taken in from the intake unit 75 to an air flow passage.
  • a cooler core 72 is installed upstream of the air flow passage.
  • a heater core 71 is installed in a heater core passage 78 downstream of the air flow passage.
  • a bypass passage 79 is formed in parallel with the heater core passage 78 in which the heater core 71 is installed. The flow of air into the heater core passage 78 or bypass passage 79 is adjusted by an air mix damper 77. With this configuration, air that has been heated or cooled through the heater core 71 or cooler core 72 is sent into the vehicle cabin after being adjusted.
  • the heat medium circuit 60 comprises a motor temperature control unit 81, a battery temperature control unit 82, a heat medium heating device 83, and an exterior heat exchanger 84.
  • the motor temperature control unit 81 is configured so that the heat medium flowing through it can exchange heat with the motor.
  • the motor is heated or cooled by the heat medium flowing through the motor temperature control unit 81.
  • the battery temperature control unit 82 is configured so that the heat medium flowing through it can exchange heat with the battery.
  • the battery is heated or cooled by the heat medium flowing through the battery temperature control unit 82. Note that a configuration similar to the battery temperature control unit 82 can also be applied to an in-vehicle equipment temperature control unit for regulating the temperature of other in-vehicle equipment that similarly requires temperature regulation, not just the battery.
  • the heat medium heating device 83 is configured to generate heat using electricity and heat the heat medium. By heating the heat medium by the heat medium heating device 83, it is possible to heat a battery, etc., even when there is no other heat source.
  • the outdoor heat exchanger 84 is configured so that the heat medium flowing through it can exchange heat with the outside air. In the outdoor heat exchanger 84, the heat medium can release heat to the outside air and absorb heat from the outside air.
  • Each component such as the heater core 71, cooler core 72, motor temperature regulator 81, battery temperature regulator 82, heat medium heater 83, and exterior heat exchanger 84, is connected to a flow path through which the heat medium flows.
  • These flow paths are respectively connected to an eight-way valve 61, a four-way valve 62, a three-way valve 63, etc.
  • the heat medium circuit 60 can form various circulation circuits.
  • a plurality of pumps 64 are provided in these flow paths. By operating the pumps 64, the heat medium can circulate in the formed circulation circuits.
  • the control device 10 can control the operation of the refrigerant circuit 50 and the heat medium circuit 60.
  • the control device 10 is also connected to the ECU (Electronic Control Unit) of a navigation device 92 installed in the vehicle via a communication bus 91.
  • the control device 10 can send and receive various data, such as estimated arrival time data, driving route data, and weather information data, to and from the navigation device 92.
  • the control device 10 can also obtain necessary data from other ECUs (not shown) via the communication bus 91.
  • the control device 10 can also obtain data such as vehicle speed.
  • the control device 10 can also obtain detailed route information, such as topography and traffic congestion information, from the cloud, other vehicles, infrastructure facilities, etc., via V2X communication, etc.
  • the control device 10 can also obtain various information by receiving detection signals from each sensor in the sensor group 20.
  • the sensor group 20 can include sensors that measure the temperature and humidity of the air inside the vehicle cabin, sensors that detect the temperature and humidity outside the vehicle cabin, sensors that detect solar radiation levels, and sensors that detect the number of occupants and their body surface temperatures.
  • the sensor group 20 may also include a camera or image sensor that captures images inside and outside the vehicle.
  • Fig. 4 is a flowchart showing an outline of an example of control of the operation of the automotive air conditioner 1 by the control device 10.
  • step S101 the control device 10 determines whether the air conditioning has been turned on, for example by the user pressing the air conditioning button. If the air conditioning has been turned on, processing proceeds to step S102. In step S102, the control device 10 controls each component to perform air conditioning so that the environment inside the vehicle cabin is in the specified state. Processing then proceeds to step S109.
  • step S101 If it is determined in step S101 that the air conditioning button is not turned on, processing proceeds to step S103. At this time, the air conditioning is off.
  • step S103 the control device 10 predicts the air conditioning start time, which is the time when the control device 10 receives a command from the user to start the air conditioning. That is, the control device 10 analyzes various factors to predict when the user will turn on the air conditioning. Factors used to predict when to turn on the air conditioning may be one or more of the following, for example: temperature or humidity inside and outside the vehicle, vehicle traveling speed, images of the interior and exterior of the vehicle, sunlight conditions, vehicle route information, current or predicted weather, date and time, number of passengers, user status, accumulated trends in user behavior, and history of user air conditioning operation.
  • the air conditioning will be turned on in, for example, 10 minutes.
  • the air conditioning will be turned on in, for example, 5 minutes.
  • the user tends to turn on the heating at a specific location on their commute route in a specific season, it can be estimated that the heating will be turned on in, for example, 5 minutes based on that timing.
  • the user's clothing can be analyzed based on images, the user's body surface temperature can be obtained as the user's condition, or based on the user's schedule information, boarding location information, etc., it can be estimated that the user has just exercised, or other information can be used.
  • step S104 the control device 10 determines whether it has predicted that the user will turn on the air conditioning within a predetermined time. If it has predicted that the air conditioning will not be turned on within the predetermined time, or if it cannot be predicted, processing proceeds to step S105.
  • step S105 the control device 10 controls the operation of each component to adjust the temperature of the heat medium according to various conditions. For example, the control device 10 controls the operation of each component to adjust the battery temperature to an appropriate temperature, such as 25 ⁇ 5°C. At this time, the control device 10 controls the operation of each component to adjust the temperature of the heat medium to an appropriate temperature. Processing then proceeds to step S109.
  • step S104 the control device 10 determines whether it is predicted that the heating will be turned on within the specified time. If it is determined that the heating will be turned on, the process proceeds to step S107.
  • step S107 the control device 10 performs control to adjust the temperature of the heat medium before the air conditioning starts. That is, the control device 10 controls each part to store heat in the heat medium and heat the heat medium so that air at the optimal temperature can be blown out from the HVAC unit 70 using the heater core 71 at the time it is predicted that the air conditioning will be turned on. At this time, the control device 10 controls each part so that heating does not yet begin.
  • control device 10 restricts heat exchange between the air and the heat medium, or restricts the blowing of air that has exchanged heat with the heat medium into the vehicle cabin. To this end, for example, the blower 76 is stopped or the air passage through which the air passes is closed. The process then proceeds to step S109.
  • the control device 10 places the refrigerant circuit 50 and the heat medium circuit 60 in the state shown in Figure 2, storing heat in the heat medium.
  • the refrigerant circuit 50 is stopped, and the heat medium in the heat medium circuit 60 circulates between the motor temperature regulation unit 81 and the battery temperature regulation unit 82.
  • the heat medium receives heat from the motor and battery, which generate heat in the motor temperature regulation unit 81 and the battery temperature regulation unit 82, cooling the motor and battery and increasing the temperature of the heat medium.
  • step S108 the control device 10 performs control to adjust the temperature of the heat medium before the air conditioning starts. That is, the control device 10 controls each component to cause the heat medium to radiate heat and cool the heat medium so that air at the optimal temperature can be blown out from the HVAC unit 70 using the cooler core 72 at the time it is estimated that air conditioning will be turned on. At this time, the control device 10 controls each component so that cooling does not yet begin. That is, the control device 10 restricts heat exchange between the air and the heat medium, and restricts the blowing of air that has exchanged heat with the heat medium into the vehicle interior. Processing then proceeds to step S109.
  • the control device 10 sets the refrigerant circuit 50 and the heat medium circuit 60 to the state shown in FIG. 3 and cools the heat medium.
  • the refrigerant circuit 50 is operating and the heat medium circulating through the cooler core 72 is cooled.
  • the HVAC unit 70 does not blow air, and the heat of the heat medium circulating through the cooler core 72 is removed by the refrigerant circuit 50, cooling the heat medium.
  • the heat medium circulating through the high-temperature side heat exchanger 52 of the refrigerant circuit 50 discharges the heat it receives from the refrigerant circuit 50 outside the vehicle via the exterior heat exchanger 84.
  • step S109 the control device 10 determines whether the battery temperature is below 35°C. If it is determined that the battery temperature is not below 35°C but is above 35°C, processing proceeds to step S110.
  • step S110 the control device 10 controls each component to dissipate or cool the heat medium flowing through the battery temperature adjustment unit 82. In other words, to protect the battery and prevent its deterioration, the control device 10 controls the heat medium temperature to lower, cool the battery, and adjust the battery temperature to within an appropriate temperature range. Processing then proceeds to step S111.
  • step S109 determines in step S109 that the battery temperature is below 35°C
  • the process proceeds to step S111.
  • step S111 the control device 10 determines whether the operation of the automotive air conditioner 1 has been stopped, for example, when the vehicle is stopped. If the automotive air conditioner 1 has not been stopped, the process returns to step S101. In other words, the above-described series of processes is repeated. If the automotive air conditioner 1 has been stopped in step S111, the series of processes ends.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing the temperature in the vehicle cabin and the temperature of the cooler core 72 over time.
  • the temperature gradually increases with the air conditioning off, and at time ton, the user turns on the air conditioning.
  • the thick solid line T1 shows the temperature change in the vehicle cabin when the timing to turn on the air conditioning according to this embodiment is not estimated.
  • the thin solid line T2 shows the temperature change in the cooler core 72 when the timing to turn on the air conditioning according to this embodiment is not estimated.
  • the temperature inside the vehicle cabin and the temperature of the cooler core 72 will rise from time t0 to time t on, as indicated by the thick solid line T1 and thin solid line T2.
  • the refrigerant circuit 50 must be operated to cause the refrigerant to absorb heat from the heat medium in the low-temperature side heat exchanger 54 of the refrigerant circuit 50. Therefore, even when the air conditioning is turned on, the temperature of the cooler core 72 does not immediately drop, but rather rises for a while, as indicated by the thin solid line T2.
  • the temperature inside the vehicle cabin also continues to rise, as indicated by the thick solid line T1.
  • the temperature of the cooler core 72 begins to drop as the heat medium is cooled by the operation of the refrigerant circuit. It may take several minutes from time t on to time t2.
  • the vehicle air conditioning system 1 using the refrigerant circuit 50 and the heat medium circuit 60 does not have good quick heating or cooling capabilities due to its configuration.
  • the vehicle air conditioner 1 estimates the timing at which the user will turn on the air conditioning, and based on this, adjusts the temperature of the heat medium in advance, so that the temperature inside the vehicle cabin is adjusted immediately when the user turns on the air conditioning.
  • the present is assumed to be time t0.
  • the control device 10 estimates the timing when air conditioning will be turned on.
  • time t on is predicted to be the air conditioning start time when the user's instruction to start air conditioning is received
  • the control device 10 calculates the time required for the cooler core 72 to reach a temperature at which cooling can begin at time t on.
  • the required time may be several minutes, for example. Because there is no immediate need for cooling, the heat medium flowing through the cooler core 72 may be controlled to be cooled gradually, taking into account energy efficiency, etc.
  • the control device 10 starts cooling the heat medium flowing through the cooler core 72 at time t1, a calculated time before time ton. That is, at time t1, the refrigerant circuit 50 is operated to circulate the refrigerant, and the heat medium circuit 60 is operated to circulate the heat medium flowing through the cooler core 72.
  • the operation of the refrigerant circuit 50 and the heat medium circuit 60 causes heat exchange between the refrigerant and the heat medium in the low-temperature side heat exchanger 54, cooling the heat medium.
  • the temperature of the heat medium flowing through the cooler core 72 begins to decrease a short time after time t1. At this time, air conditioning is not turned on, so no air is blown into the vehicle cabin.
  • the heat medium flowing through the cooler core 72 has cooled to a temperature at which cool air can be blown into the vehicle cabin when air conditioning is started.
  • the control device 10 causes the HVAC unit 70 to start blowing cooled air.
  • the temperature inside the vehicle cabin begins to drop from time t on.
  • the user can experience that cooling starts immediately when the air conditioning is turned on.
  • the heat medium flowing through the cooler core 72 has already been sufficiently cooled to the appropriate temperature, the temperature inside the vehicle cabin drops quickly, and the user can experience that the air conditioning is very effective. The same is true for heating.
  • the above-mentioned operations may be performed after the user gets in and the vehicle starts operating, but this is not limited to this.
  • the above-mentioned operations may start before the user gets in.
  • the temperature of the heat medium may be adjusted before that, and the heating or air conditioning may start appropriately immediately after the user turns it on.
  • the predicted time of getting in may be predicted as the time the heating will be turned on, and the heat medium may be heated from an appropriate time a few minutes before that.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the process for storing or heating the heat medium in step S107. The following description will be made with reference to this figure.
  • step S201 the control device 10 determines whether a first condition, which allows for some power consumption, is met. If the first condition is not met, i.e., if not much power consumption is allowed, processing proceeds to step S202.
  • step S202 the control device 10 performs processing to store heat in the heat medium, but does not perform processing to heat the heat medium.
  • the control device 10 places the refrigerant circuit 50 and the heat medium circuit 60 in the state shown in FIG. 2, storing heat in the heat medium.
  • the heat medium in the heat medium circuit 60 circulates between the motor temperature adjustment unit 81 and the battery temperature adjustment unit 82.
  • heat is stored in the heat medium by the motor and battery that generate heat in the motor temperature adjustment unit 81 and the battery temperature adjustment unit 82, respectively, and the temperature of the heat medium rises. Meanwhile, operation of the refrigerant circuit 50 is stopped, and power consumption caused by operating the compressor 51, etc. is suppressed.
  • the processing shown in FIG. 6 ends with the processing of step S202, and processing returns to the processing described with reference to FIG. 4.
  • step S201 If it is determined in step S201 that the first condition is met, i.e., a certain amount of power consumption is permitted, processing proceeds to step S203.
  • step S203 the control device 10 determines whether a second condition that permits further power consumption is met. If the second condition is not met, i.e., if not much power consumption is permitted, processing proceeds to step S204.
  • step S204 the control device 10 performs processing for storing heat in the heat medium or processing for heating the heat medium, as necessary.
  • the control device 10 may set the refrigerant circuit 50 and the heat medium circuit 60 to the state shown in FIG. 2 and store heat in the heat medium without operating the refrigerant circuit 50, or may operate the refrigerant circuit 50 and heat the heat medium passing through the high-temperature side heat exchanger 52 using the refrigerant circuit 50.
  • the target temperature of the heater core 71 may be limited to a relatively low temperature.
  • the target temperature of the heater core 71 may be set to, for example, 40°C.
  • the target temperature of the heat medium may be limited to a relatively low temperature.
  • an upper limit for the rotation speed of the compressor 51 may be set, and the rotation speed of the compressor 51 may be limited.
  • the processing shown in FIG. 6 ends with the processing of step S204, and the processing returns to the processing described with reference to FIG. 4.
  • step S203 If it is determined in step S203 that the second condition is met, i.e., if further power consumption is permitted, processing proceeds to step S205.
  • step S205 the control device 10 determines whether the heat medium will be heated in time by using the refrigerant circuit 50 to heat the heat medium, i.e., whether the heat medium will reach a predetermined temperature by a predetermined time. If the heat medium will be heated in time, processing proceeds to step S206.
  • step S206 the control device 10 performs processing for storing heat in the heat medium or processing for heating the heat medium, as necessary.
  • heat may be stored in the heat medium without operating the refrigerant circuit 50, or the refrigerant circuit 50 may be operated to heat the heat medium in the refrigerant circuit 50.
  • the target temperature of the heater core 71 may be set relatively high.
  • the target temperature of the heater core 71 may be set to 50°C, for example.
  • the target temperature of the heat medium may be allowed to be relatively high, or the rotation speed of the compressor 51 may not be limited.
  • step S207 the control device 10 also uses the heat medium heating device 83 to heat the heat medium.
  • the control device 10 uses the heat medium heating device 83 to heat the heat medium.
  • the target temperature of the heater core 71 may be set relatively high, for example, to 50°C, or the target temperature of the heat medium may be set high and the rotation speed of the compressor 51 may be set high.
  • the operation for increasing the temperature of the heat transfer medium is changed depending on the allowable power consumption.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the process related to heat dissipation or cooling of the heat medium in step S108. The explanation will be made with reference to this figure.
  • step S301 the control device 10 determines whether a first condition, which allows for some power consumption, is met. If the first condition is not met, i.e., if not much power consumption is allowed, processing proceeds to step S302.
  • step S302 the control device 10 performs processing to release heat from the heat medium, but does not perform processing to cool the heat medium. For example, heat is released from the heat medium through heat exchange in the outdoor heat exchanger 84. Operation of the refrigerant circuit 50 is stopped, and power consumption caused by operating the compressor 51, etc. is reduced. With the processing of step S302, the main processing shown in Figure 7 ends, and processing returns to the processing described with reference to Figure 4.
  • step S301 If it is determined in step S301 that the first condition is met, i.e., a certain amount of power consumption is permitted, processing proceeds to step S303.
  • step S303 the control device 10 determines whether a second condition is met, which allows for further power consumption. If the second condition is not met, i.e., if not much power consumption is permitted, processing proceeds to step S304.
  • step S304 the control device 10 performs processing for heat dissipation or cooling of the heat medium as necessary.
  • the control device 10 may dissipate heat from the heat medium in the exterior heat exchanger 84.
  • the control device 10 may cool the heat medium by setting the refrigerant circuit 50 and the heat medium circuit 60 to the state shown in FIG. 3 as described above. In this state, the refrigerant circuit 50 is operating and the heat medium circulating through the cooler core 72 is cooled. In this state, the HVAC unit 70 does not blow air, and the refrigerant circuit 50 removes heat from the heat medium circulating through the cooler core 72, cooling the heat medium.
  • the heat medium circulating through the high-temperature side heat exchanger 52 of the refrigerant circuit 50 discharges the heat received from the refrigerant circuit 50 to the outside of the vehicle via the exterior heat exchanger 84.
  • the target temperature of the cooler core 72 may be limited to a relatively high temperature.
  • the target temperature of the cooler core 72 may be set to, for example, 20°C.
  • the target temperature of the heat medium may be limited to a relatively high value.
  • an upper limit on the rotation speed of the compressor 51 may be set, thereby limiting the rotation speed of the compressor 51.
  • step S305 the control device 10 performs processing for dissipating heat from the heat medium or processing for cooling the heat medium, as necessary.
  • the heat medium may be allowed to dissipate heat without operating the refrigerant circuit 50, or the refrigerant circuit 50 may be operated to cool the heat medium.
  • the target temperature of the cooler core 72 may be set relatively low.
  • the target temperature of the cooler core 72 may be set to, for example, 10°C.
  • the target temperature of the heat medium may be allowed to be relatively low, or the rotation speed of the compressor 51 may not be limited.
  • the operation for lowering the temperature of the heat transfer medium is changed depending on the allowable power consumption.
  • the above-mentioned first and second conditions may, for example, be conditions related to the accuracy of predictions regarding whether a user will turn on the air conditioning and the timing of doing so.
  • the probability that the prediction will be correct may be calculated based on past prediction results, and a determination may be made based on that probability.
  • the first condition may be that the probability of the prediction being correct is 50% or more
  • the second condition may be that the probability of the prediction being correct is 80% or more.
  • the probability of the prediction being correct is less than 50%
  • heat is stored in step S202, or heat is released in step S302, resulting in low power consumption.
  • the probability of the prediction being correct is between 50% and 80%
  • heat is stored or heated in step S204, or heat is released or cooled in step S304, resulting in high power consumption.
  • power consumption is limited to some extent by limiting the temperature of the heat medium, heater core 71, or cooler core 72, or by limiting the rotation speed of the compressor 51.
  • the probability of the prediction being correct is 80% or more
  • heat is stored or heated in step S206 or step S207, or heat is released or cooled in step S305, resulting in even higher power consumption depending on the target temperature, etc.
  • the allowable power consumption is changed based on the probability that the calculated prediction will be correct, and the operation of adjusting the heat medium temperature is changed depending on the allowable power consumption.
  • the allowable range of heat medium temperature adjustment varies depending on the accuracy of the prediction. The higher the accuracy of the prediction, the larger the allowable range of heat medium temperature adjustment becomes, depending on the temperature setting and the setting of the compressor 51 rotation speed, etc. As a result, the temperature of the heat medium is adjusted in advance, and unnecessary power consumption due to incorrect predictions can be reduced.
  • the first and second conditions described above may be conditions related to the remaining battery charge, for example.
  • the remaining battery charge may be the current remaining battery charge, or the remaining battery charge calculated from the destination and driving route, etc., after subtracting the amount of power required for driving to the destination or the next charging point, i.e., the remaining battery charge predicted to remain after driving.
  • the first condition may be that the remaining battery charge is 30% or more
  • the second condition may be that the remaining battery charge is 60% or more.
  • the remaining battery charge is less than 30%
  • heat is stored in step S202, or heat is dissipated in step S302, resulting in low power consumption.
  • the remaining battery charge is 30% or more but less than 60%
  • heat is stored or heated in step S204, or heat is dissipated or cooled in step S304, resulting in high power consumption.
  • power consumption is limited to some extent by limiting the temperature of the heat medium, heater core 71, or cooler core 72, or by limiting the rotation speed of the compressor 51.
  • the remaining battery charge is 60% or more
  • heat is stored or heated in step S206 or step S207, or heat is dissipated or cooled in step S305, resulting in even higher power consumption depending on the target temperature, etc.
  • the allowable power consumption is changed based on the remaining battery charge, and the operation of regulating the temperature of the heat medium is changed depending on the allowable power consumption.
  • the allowable range of heat medium temperature regulation varies depending on the remaining battery charge. The greater the remaining battery charge, the greater the allowable range of heat medium temperature regulation becomes, depending on the temperature setting and the setting of the compressor 51 rotation speed, etc. As a result, it is possible to avoid running out of battery charge.
  • the control device 10 may perform control to adjust the temperature of the heat medium by adjusting the power consumption so that the battery has enough power to travel to the next charging point.
  • Figure 8 is a diagram that schematically shows the temperature inside the vehicle cabin with a thick line and the temperature of the cooler core 72 with a thin line over time.
  • the temperature gradually rises with the air conditioning off, and at time ton, the user turns the air conditioning on.
  • the thick solid line T1 shows the change in temperature inside the vehicle cabin when the timing for turning on the air conditioning according to this embodiment is not estimated
  • the thin solid line T2 shows the change in temperature of the cooler core 72 when the timing for turning on the air conditioning according to this embodiment is not estimated.
  • the timing when the air conditioning will be turned on is estimated, and cooling of the heat medium flowing through the cooler core 72 begins at time t1.
  • the thin dashed line T22 indicates the temperature change of the cooler core 72 when it is determined that the second condition is met.
  • the second condition that is, for example, when the probability of the prediction being correct is high or when the remaining battery charge is high, the temperature of the cooler core 72 can be sufficiently lowered even if it consumes a relatively large amount of power.
  • the thick dashed line T12 when the air conditioning is turned on at time ton, the temperature inside the vehicle cabin is quickly lowered.
  • the thin dotted line T23 indicates the temperature change of the cooler core 72 when it is determined that the first condition is met but the second condition is not met.
  • the first condition is met but the second condition is not met, that is, for example, when the probability of the prediction being correct is medium or when the remaining battery charge is medium, the temperature of the cooler core 72 is lowered to a certain extent even if it consumes a certain amount of power.
  • the thick dotted line T13 when the air conditioning is turned on at time ton, the temperature inside the vehicle cabin is lowered to a certain extent quickly.
  • the thin dashed dotted line T24 indicates the temperature change of the cooler core 72 when it is determined that the first condition is not met.
  • the first condition is not met, that is, for example, when the probability of the prediction being correct is low or when the remaining battery charge is low, power consumption is suppressed and the temperature of the cooler core 72 does not drop very much.
  • the thick dashed dotted line T14 when the air conditioning is turned on at time ton, cooling begins, but the temperature inside the vehicle cabin does not drop very quickly.
  • the temperature of the cooler core 72 does not drop very much, as shown by the thin dashed dotted line T24. If the air conditioning is turned on at time ton in this state, cooling will begin, but the temperature inside the vehicle cabin will not drop very quickly, as shown by the thick dashed dotted line T14.
  • the temperature of the cooler core 72 is rapidly lowered, as shown by the thin dashed line T22.
  • the thick dashed line T12 when the air conditioning is turned on at time ton, the temperature inside the vehicle cabin is quickly lowered.
  • step S105 The operation when it is not predicted that the user will turn on the air conditioning in step S105 will be further described.
  • the temperature of the heat medium is adjusted to an appropriate temperature to maintain the battery at an appropriate temperature was shown as an example of adjusting the temperature of the heat medium in accordance with various situations.
  • Various operations are possible in step S105.
  • the operation when it is predicted that the user will turn on the air conditioning and the temperature of the heat medium is adjusted accordingly, and then the prediction result is changed and it is determined that the user will not turn on the air conditioning will be described.
  • FIG. 10 is a diagram that schematically shows the temperature inside the vehicle cabin over time, with a thick line representing the temperature of the cooler core 72, and a thin line representing the temperature of the cooler core 72.
  • the thick solid line T1 shows the change in temperature inside the vehicle cabin.
  • the thin solid line T2 shows the change in temperature of the cooler core 72 when no estimation is made as to when the air conditioning will be turned on.
  • the thin dashed line T22 shows the change in temperature of the cooler core 72 when the timing of turning on the air conditioning is estimated and cooling of the heat medium flowing through the cooler core 72 begins at time t1.
  • FIG. 11 is a flowchart outlining an example of the operation that is performed when there is no instruction from the user to start air conditioning, such as after time ton in the example shown in FIG. 10, when it is predicted that there will be no instruction from the user to start air conditioning, or when the amount of heat stored by adjusting the heat medium is greater than or equal to the amount of heat required to air condition the section from the current location to the destination.
  • This operation may be performed continuously to adjust the temperature of each part even after the vehicle has arrived at the destination and operations for driving the vehicle have stopped.
  • step S401 the control device 10 determines how the heat medium will be used (heat storage, heating, heat dissipation, or cooling). In step S402, the control device 10 stops the compressor 51 or reduces the rotation speed of the compressor 51 based on the determined method of use of the heat medium.
  • step S403 the control device 10 controls the operation of each component according to the determined use of the heat medium.
  • step S404 the control device 10 may control the operation of each component so that the cooled heat transfer medium is used to cool the battery.
  • the temperature change of the cooler core 72 at this time is shown by the thin dashed line T23.
  • the cooled heat transfer medium may be used to cool the motor instead of or in addition to the battery. In this way, the excess heat stored in the heat transfer medium may be used to regulate the temperature of an object other than air conditioning.
  • step S405 the control device 10 may control the operation of each component to keep the heat medium warm.
  • the temperature change in the cooler core 72 at this time is shown by the thin dotted line T24.
  • control device 10 may connect the various parts of the heat medium circuit 60 to equalize the temperature of the heat medium. For example, if there are no plans to ride the vehicle for a while after stopping, the various parts of the heat medium circuit 60 may be connected to equalize the temperature of the heat medium.
  • the temperature of the heat medium is adjusted in advance by predicting the timing when the air conditioning will be turned on by the user.
  • the temperature adjustment of the heat medium performed in advance is not limited to when the air conditioning is started.
  • the temperature adjustment of the heat medium performed in advance can be applied to various cases where a large load for adjusting the temperature of the heat medium is predicted.
  • Fig. 12 is a flowchart showing an outline of an example of the operation related to the temperature adjustment of the heat medium. The following description will be made with reference to this figure.
  • step S501 the control device 10 predicts the amount of heat required for heating or cooling by the heat medium.
  • the control device 10 predicts the overall amount of heat required by referencing information such as the expected driving route, weather, solar radiation, and air conditioning requirements. For example, if the vehicle is traveling uphill, motor output increases, increasing the need for cooling the motor and battery. Furthermore, if the vehicle is traveling uphill, the power consumed by the motor also increases, increasing the power load on the entire vehicle system. Furthermore, if the vehicle is traveling downhill, motor output decreases and the battery temperature drops, which may require heating the battery. Furthermore, if the vehicle is traveling in the sun, there is a need to cool the motor and battery and air-condition the interior to prevent the temperature from rising due to the solar radiation.
  • step S502 the control device 10 determines whether the predicted future required heat quantity is large. If the predicted future required heat quantity is large, processing proceeds to step S503. In step S503, the control device 10 controls the operation of each component to heat or cool the heat medium in advance before the required heat quantity becomes large.
  • the heat medium is cooled in advance before entering a road with a continuous uphill slope.
  • the cooled heat medium is used to cool or air-condition the motor and battery, thereby reducing energy consumption for cooling the heat medium.
  • the heat medium is heated in advance before entering a road with a continuous downhill slope.
  • step S503 processing proceeds to step S505.
  • step S504 the control device 10 performs normal temperature adjustment of the heat medium and operates the temperature adjustment of each component normally. Processing then proceeds to step S505.
  • step S505 the control device 10 determines whether the operation of the automotive air conditioner 1 has been stopped, for example, when the vehicle is stopped. If the automotive air conditioner 1 has not been stopped, processing returns to step S501. In other words, the above-described series of processes is repeated. If the automotive air conditioner 1 has been stopped in step S505, the series of processes ends.
  • the above-described operation allows appropriate temperature regulation of each part of the vehicle even under heavy load conditions. For example, the air conditioning inside the vehicle is properly performed, allowing the user to ride in comfort.
  • the vehicle air conditioner 1 of this embodiment may have the following configuration.
  • the vehicle air conditioning system 1 includes a refrigerant circuit 50 including a compressor 51, a high-temperature heat exchanger 52, a pressure reducing device 53, and a low-temperature heat exchanger 54, through which a refrigerant flows, and a heat medium circuit 60 including at least one of a heater core 71 configured to heat air for heating the vehicle cabin and a cooler core 72 configured to cool air for cooling the vehicle cabin, through which a heat medium flows.
  • the vehicle air conditioning system 1 includes a control device 10 configured to control the operation of each component for air conditioning, including heating or cooling, and configured to predict the start time of air conditioning, which is the time when a command to start air conditioning is received from the user, and to adjust the temperature of the heat medium before the start time of air conditioning.
  • the vehicle air conditioning system 1 By estimating the timing at which the user will turn on the air conditioning and adjusting the temperature of the heat medium in advance, the vehicle air conditioning system 1 is able to adjust the temperature inside the vehicle cabin immediately when the user turns on the air conditioning, even though it is configured using a refrigerant circuit 50 and a heat medium circuit 60 that do not have very good quick heating or cooling capabilities. In other words, quick heating or cooling capabilities of the air conditioning can be achieved.
  • the control device 10 is configured not to perform heating or cooling before the air conditioning starts.
  • the control device 10 is configured to predict the air conditioning start time based on one or more of the following: temperature or humidity inside and outside the vehicle, vehicle speed, images inside and outside the vehicle, sunlight conditions, vehicle route information, current or predicted weather, date and time, number of passengers, user status, accumulated trends in user behavior, and history of user air conditioning operation.
  • the vehicle air conditioning system 1 includes a refrigerant circuit 50 including a compressor 51, a high-temperature heat exchanger 52, a pressure reducing device 53, and a low-temperature heat exchanger 54, through which a refrigerant flows, and a heat medium circuit 60 including at least one of a heater core 71 configured to heat air for heating the vehicle interior and a cooler core 72 configured to cool air for cooling the vehicle interior, through which a heat medium flows.
  • the vehicle air conditioning system 1 is configured to control the operation of each part for air conditioning, including heating or cooling, and includes a control device 10 configured to predict the air conditioning start time, which is the time when a command to start air conditioning is received from the user, and to perform control to adjust the temperature of the heat medium according to the accuracy of the prediction before the air conditioning start time.
  • a control device 10 configured to predict the air conditioning start time, which is the time when a command to start air conditioning is received from the user, and to perform control to adjust the temperature of the heat medium according to the accuracy of the prediction before the air conditioning start time.
  • adjusting the temperature of the heat transfer medium according to the accuracy of the prediction can reduce unnecessary power consumption caused by incorrect predictions. Furthermore, even if the accuracy of the prediction is low, the temperature of the heat transfer medium can be adjusted to a certain extent to achieve rapid heating and cooling.
  • the control device 10 is configured to increase the tolerance for adjusting the temperature of the heat medium as the prediction accuracy increases.
  • the control device 10 is configured to change one or more of the following, depending on the accuracy of the prediction: whether or not the compressor 51 is operating; the rotation speed of the compressor 51; the target temperature of the heat medium; the target temperature of the heater core 71 or cooler core 72; and whether or not the heat medium heating device 83 for heating the heat medium is operating.
  • This type of control allows power consumption to be adjusted according to the accuracy of the prediction.
  • the control device 10 determines the probability of receiving a command from the user to start air conditioning at the time the air conditioning is to be started as the accuracy of the prediction based on one or more of the following: temperature or humidity inside and outside the vehicle, vehicle speed, images inside and outside the vehicle, sunlight conditions, vehicle route information, current or predicted weather, date and time, number of passengers, user status, accumulated trends in user behavior, and history of user air conditioning operations.
  • the vehicle air conditioning system 1 includes a refrigerant circuit 50 including a compressor 51, a high-temperature heat exchanger 52, a pressure reducing device 53, and a low-temperature heat exchanger 54, through which a refrigerant flows, and a heat medium circuit 60 including at least one of a heater core 71 configured to heat air for heating the vehicle interior and a cooler core 72 configured to cool air for cooling the vehicle interior, through which a heat medium flows.
  • the vehicle air conditioning system 1 is configured to control the operation of each component for air conditioning, including heating and cooling, and includes a control device 10 configured to predict the start time of air conditioning, which is the time when a command to start air conditioning is received from the user, and to perform control to adjust the temperature of the heat medium according to the state of the battery before the start time of air conditioning.
  • the temperature of the heat transfer medium is adjusted according to the battery's condition, such as the remaining battery charge, which prevents the battery from running out of charge and thus avoids affecting the journey to the destination.
  • the control device 10 is configured to adjust the temperature of the heat medium according to the current remaining battery charge, or the remaining battery charge after subtracting the power required for traveling to the destination or the next charging point.
  • the air conditioning allows the air conditioning to heat and cool quickly while avoiding running out of battery power, even when the destination is unknown. Also, even when the destination is known, the air conditioning can heat and cool quickly without interfering with arrival at the destination. It also ensures reliable charging at the next charging station.
  • the control device 10 is configured to increase the tolerance for temperature adjustment of the heat medium as the remaining battery charge increases.
  • the control device 10 is configured to adjust the temperature of the heat medium by adjusting power consumption so that the battery retains the power necessary for traveling to the next charging point.
  • the control device 10 is configured to change, depending on the state of the battery, one or more of the following: whether or not the compressor 51 is operating, the rotation speed of the compressor 51, the target temperature of the heat medium, the target temperature of the heater core 71 or cooler core 72, and whether or not the heat medium heating device 83 for heating the heat medium is operating.
  • This type of control allows power consumption to be adjusted according to the battery condition.
  • the vehicle air conditioning system 1 includes a refrigerant circuit 50 including a compressor 51, a high-temperature side heat exchanger 52, a pressure reducing device 53, and a low-temperature side heat exchanger 54, through which a refrigerant flows, and a heat medium circuit 60 including at least one of a heater core 71 configured to heat air for heating the vehicle interior and a cooler core 72 configured to cool air for cooling the vehicle interior.
  • the vehicle air conditioning system 1 includes a control device 10 configured to predict the amount of heat required for the heat medium on the driving route and to perform control to adjust the temperature of the heat medium excessively before driving through a section where a large amount of heat is required.
  • the necessary temperature adjustments can be properly carried out in each part of the vehicle by utilizing the extra cold or hot heat that has been stored in advance.
  • the control device 10 is configured to control the operation of each component for air conditioning, including heating and cooling, and is configured to predict the air conditioning start time, which is when the user's instruction to start air conditioning is received, and to perform control to adjust the temperature of the heat medium before the air conditioning start time. If the air conditioning start time occurs when traveling through a section where a large amount of heat is required, the control is configured to perform control to adjust the temperature of the heat medium further before traveling through the section where a large amount of heat is required.
  • control device 10 When the control device 10 adjusts the temperature of the heat medium excessively, it increases the rotation speed of the compressor 51 or causes the heat medium heater 83 provided in the heat medium circuit to heat the heat medium.
  • the vehicle air conditioning system 1 comprises a refrigerant circuit 50 including a compressor 51, a high-temperature side heat exchanger 52, a pressure reducing device 53, and a low-temperature side heat exchanger 54, through which a refrigerant flows, and a heat medium circuit 60 including at least one of a heater core 71 configured to heat air for heating the vehicle cabin and a cooler core 72 configured to cool air for cooling the vehicle cabin, through which a heat medium flows.
  • the vehicle air conditioner 1 is configured to control the operation of each component for air conditioning, including heating and cooling, and includes a control device 10 configured to predict the air conditioning start time, which is when a user command to start air conditioning is received, and to adjust the temperature of the heat medium before the air conditioning start time.
  • the control device 10 After adjusting the temperature of the heat medium, if there is no user command to start air conditioning at the air conditioning start time, if it is predicted that there will be no user command to start air conditioning, or if the amount of heat stored by adjusting the heat medium is greater than the amount of heat required to air condition the section from the current location to the destination, the control device 10 reduces the rotation speed of the compressor 51 or stops the compressor 51.
  • the vehicle air conditioning system 1 can immediately adjust the temperature inside the vehicle cabin when the user turns on the air conditioning. In other words, it is possible to achieve quick heating or cooling of the air conditioning. On the other hand, if the prediction is incorrect, it is possible to quickly reduce the rotation speed of the compressor 51 or stop the compressor 51, thereby reducing unnecessary power consumption.
  • the control device 10 is configured to determine the use of the excess heat stored by adjusting the heat medium when it predicts that there will be no instruction from the user to start air conditioning.
  • the excess heat or cold stored in the heat medium for the predicted air conditioning can be effectively utilized. As a result, power consumption by the vehicle air conditioning system 1 as a whole can be reduced.
  • the control device 10 is configured to determine whether the heat energy is to be used to regulate the temperature of an object other than air conditioning.
  • the control device 10 is configured to predict the waiting time from arrival at the destination until the start of the next journey, and if it is determined that the waiting time is less than a predetermined time, to decide to keep the heat stored in the heat medium warm.
  • Vehicle air conditioning device 10 Control device, 20: Sensor group, 91: Communication bus, 92: Navigation device 50: Refrigerant circuit, 51: Compressor, 52: High-temperature side heat exchanger, 53: Pressure reducing device, 54: Low-temperature side heat exchanger, 55: Accumulator 60: Heat medium circuit, 61: Eight-way valve, 62: Four-way valve, 63: Three-way valve, 64: Pump 70: HVAC unit, 71: Heater core, 72: Cooler core, 75: Intake unit, 76: Blower, 77: Air mix damper, 78: Heater core passage, 79: Bypass passage 81: Motor temperature adjustment unit, 82: Battery temperature adjustment unit, 83: Heat medium heating device, 84: Outdoor heat exchanger

Landscapes

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Abstract

【課題】速暖性又は速冷性のよい車両用空調装置を提供する。 【解決手段】車両用空調装置１は、圧縮機５１、高温側熱交換器５２、減圧装置５３、及び低温側熱交換器５４を含み、冷媒が流れる冷媒回路５０と、車室内の暖房のための空気を加熱するように構成されたヒータコア７１、及び車室内の冷房のための空気を冷却するように構成されたクーラコア７２の少なくとも何れかを含み、熱媒体が流れる熱媒体回路６０と、前記暖房又は前記冷房を含む空調のための各部の動作を制御するように構成されており、ユーザによる空調の開始の指示を受け取る時である空調開始時点を予測し、前記空調開始時点よりも前に前記熱媒体の温度を調節する制御を行うように構成されている制御装置１０とを備える。

Description

車両用空調装置
　本発明は、車両用空調装置に関する。
　車両の空調や車載装置の温度調節を行うために、ヒートポンプとして機能する冷媒回路と、冷媒回路の冷媒と熱交換する熱媒体が各部に熱を運ぶように設けられた熱媒体回路とを備えるシステムが知られている。例えば特許文献１には、このようなシステムが開示されており、暖房の際に低温側の熱媒体回路に設けられた熱源装置による熱媒体の加熱を利用することが開示されている。
国際公開第２０２３／１２０２７１号
　本発明は、速暖性又は速冷性のよい車両用空調装置を提供することを目的とする。
　本発明の一態様によれば、車両用空調装置は、圧縮機、高温側熱交換器、減圧装置、及び低温側熱交換器を含み、冷媒が流れる冷媒回路と、車室内の暖房のための空気を加熱するように構成されたヒータコア、及び車室内の冷房のための空気を冷却するように構成されたクーラコアの少なくとも何れかを含み、熱媒体が流れる熱媒体回路と、前記暖房又は前記冷房を含む空調のための各部の動作を制御するように構成されており、ユーザによる空調の開始の指示を受け取る時である空調開始時点を予測し、前記空調開始時点よりも前に前記熱媒体の温度を調節する制御を行うように構成されている制御装置とを備える。
　本発明によれば、速暖性又は速冷性のよい車両用空調装置を提供できる。
図１は、一実施形態に係る車両用空調装置の構成例の概略を示すブロック図である。 図２は、一実施形態に係る冷媒回路及び熱媒体回路の構成例の概略を示す図である。 図３は、一実施形態に係る冷媒回路及び熱媒体回路の構成例の概略を示す図である。 図４は、一実施形態に係る制御装置による車両用空調装置の動作の制御の一例の概略を示すフローチャートである。 図５は、時間経過に対する車室内の温度及びクーラコアの温度変化を模式的に示す説明のための図である。 図６は、熱媒体の蓄熱又は加熱に係る処理の一例の概略を説明するためのフローチャートである。 図７は、熱媒体の放熱又は冷却に係る処理の一例の概略を説明するためのフローチャートである。 図８は、時間経過に対する車室内の温度及びクーラコアの温度変化を模式的に示す説明のための図である。 図９は、時間経過に対する車室内の温度及びクーラコアの温度変化を模式的に示す説明のための図である。 図１０は、時間経過に対する車室内の温度及びクーラコアの温度変化を模式的に示す説明のための図である。 図１１は、空調がオンにされないと推測されたときの動作の一例の概略示すフローチャートである。 図１２は、熱媒体の温度調節に関する動作の一例の概略を示すフローチャートである。
　一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る車両用空調装置は、冷媒回路と熱媒体回路とを用いた空調装置である。一般に、冷媒回路と熱媒体回路とを用いる構成では速暖性及び速冷性が低くなりがちである。本実施形態の車両用空調装置は、ユーザによる空調の開始の指示を受け取る時を予測し、その前に熱媒体の温度を調節することで、高い速暖性及び速冷性を実現する。
　［車両用空調装置の構成］
　図１は、本実施形態に係る車両用空調装置１の構成例の概略を示すブロック図である。車両用空調装置１は、例えば電気自動車といった車両に搭載される。車両用空調装置１は、車室内の空気の温度、湿度等を調節する機能を有する。車両用空調装置１は、車室内の温度調節等のみならず、当該車両に搭載されたモータやバッテリの温度調節も行えるように構成された熱管理システムである。
　車両用空調装置１は、車両用空調装置１の各部の動作を制御する制御装置１０を備える。制御装置１０は、プロセッサ、メモリ、ストレージ、入出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータである。また、車両用空調装置１は、冷媒回路５０と熱媒体回路６０とを備える。また、車両用空調装置１は、各種のセンサを含むセンサ群２０を備える。
　図２及び図３は、本実施形態の冷媒回路５０及び熱媒体回路６０の構成例の概略を示す図である。熱媒体回路６０は、冷媒回路５０と熱交換する熱媒体が流れる回路であり、熱媒体によって車両の各部に必要な熱を運ぶ。熱媒体回路６０は、各種動作に応じて回路が切り替わり、様々な状態を取れるように構成されている。図２及び図３は、それぞれ後述するある一状態を示している。
　冷媒回路５０は、冷媒が循環するように設けられた、圧縮機５１、高温側熱交換器５２、減圧装置５３、低温側熱交換器５４、及びアキュムレータ５５を有する。冷媒には、これに限らないが例えば、ハイドロフルオロオレフィンなどが用いられ得る。冷媒回路５０は、ヒートポンプとして機能するように構成されている。すなわち、冷媒回路５０を循環する冷媒は、圧縮機５１、高温側熱交換器５２、減圧装置５３、及び低温側熱交換器５４において、それぞれ圧縮、凝縮、膨張、及び蒸発し、これらが繰り返される。
　冷媒回路５０の高温側熱交換器５２又は低温側熱交換器５４では、熱媒体回路６０の熱媒体と冷媒との間の熱交換が行われる。熱媒体は、例えばクーラント液などの流体である。熱媒体は、車両の各部を循環し、各部を加熱又は冷却したり、一の部分から他の部分へと熱を運んだりする。
　車両用空調装置１は、ＨＶＡＣ（Heating, Ventilation, and Air Conditioning）ユニット７０を備える。ＨＶＡＣユニット７０内には、熱媒体回路６０の一部を構成するヒータコア７１及びクーラコア７２が設けられている。熱媒体回路６０のヒータコア７１は、高温側熱交換器５２で温められた熱媒体が循環するように構成されている。ヒータコア７１は、車室内に供給される空気を加熱するように構成されている。ヒータコア７１は、車室内を暖房する際に利用され得る。熱媒体回路６０のクーラコア７２は、低温側熱交換器５４で冷やされた熱媒体が循環するように構成されている。クーラコア７２は、車室内に供給される空気を冷却するように構成されている。クーラコア７２は、車室内を冷房する際に利用され得る。
　ＨＶＡＣユニット７０は、車室外空気又は車室内空気を取り入れるインテークユニット７５と、インテークユニット７５から取り入れられた空気を空気流通路に供給するように設けられた送風機７６とを有している。空気流通路の上流側部には、クーラコア７２が設置されている。空気流通路の下流側のヒータコア通路７８には、ヒータコア７１が設置されている。また、ヒータコア７１が設置されたヒータコア通路７８と並列に、バイパス通路７９が形成されている。ヒータコア通路７８又はバイパス通路７９への空気の流れは、エアミックスダンパ７７によって調整される。このような構成により、ヒータコア７１又はクーラコア７２を通り、暖められたり冷やされたりして調整された空気が車室内に送られる。
　熱媒体回路６０は、モータ温調部８１と、バッテリ温調部８２と、熱媒体加熱装置８３と、室外熱交換器８４とを備える。モータ温調部８１は、モータ温調部８１を流れる熱媒体がモータと熱交換できるように構成されている。モータ温調部８１を流れる熱媒体によって、モータは、加熱又は冷却される。バッテリ温調部８２は、バッテリ温調部８２を流れる熱媒体がバッテリと熱交換できるように構成されている。バッテリ温調部８２を流れる熱媒体によって、バッテリは、加熱又は冷却される。なお、バッテリ温調部８２と同様の構成は、バッテリに限らず同様に温度調節が必要な他の車載機器の温度調節のための車載機器温調部にも適用され得る。熱媒体加熱装置８３は、電力を使って発熱し、熱媒体を加熱することができるように構成されている。熱媒体加熱装置８３による熱媒体の加熱によって、例えば、他に熱源が無い状態においてもバッテリ等を加熱することができる。室外熱交換器８４は、室外熱交換器８４を流れる熱媒体が外気と熱交換できるように構成されている。室外熱交換器８４において、熱媒体は熱を外気に放出したり外気から吸収したりすることができる。
　ヒータコア７１、クーラコア７２、モータ温調部８１、バッテリ温調部８２、熱媒体加熱装置８３、室外熱交換器８４等の各構成要素は、熱媒体が流れる流路に接続されている。これら流路は、それぞれ八方弁６１、四方弁６２、三方弁６３等に接続されている。八方弁６１、四方弁６２、三方弁６３等によって流路の接続が切り替えられることで、熱媒体回路６０は、様々な循環回路を形成することができる。これらの流路には複数のポンプ６４が設けられている。ポンプ６４は、その動作によって、形成された循環回路において熱媒体を循環させることができる。
　制御装置１０は、冷媒回路５０や熱媒体回路６０の動作を制御できる。また、制御装置１０は、通信バス９１を介して車両に設けられたナビゲーション装置９２のＥＣＵ（Electronic Control Unit）に接続されている。制御装置１０は、ナビゲーション装置９２と、到着予定時間データ、走行経路データ、気象情報データなどの各種データの送受信を行うことができる。制御装置１０は、通信バス９１を介して、図示しない他のＥＣＵから必要なデータを取得できる。例えば、制御装置１０は、車速などのデータも取得できる。また、制御装置１０は、車両のＥＣＵから入手する情報以外に、Ｖ２Ｘ通信等により、クラウド上や他の車両、インフラ設備などから、地形や渋滞情報などの詳細な経路情報を取得することも可能である。また、制御装置１０は、センサ群２０の各センサから検出信号を取得し、各種の情報を得ることができる。センサ群２０は、車室内の空気の温度及び湿度を測定するセンサ、車室外の気温及び湿度を検出するセンサ、日射の状況を検出するセンサ、乗車しているユーザの人数や体表面温度を検出すセンサなどを含み得る。また、センサ群２０は、車室内外の画像を取得するカメラ又は画像センサ等を含み得る。
　［車両空調装置の動作］
　車両用空調装置１の動作の概略について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。図４は、制御装置１０による車両用空調装置１の動作の制御の一例の概略を示すフローチャートである。
　ステップＳ１０１において、制御装置１０は、ユーザによって空調ボタンが押されるなどして空調がオンにされたか否かを判定する。空調がオンにされたとき、処理はステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２において、制御装置１０は、車室内の環境が指定の状態となるように、各部を制御して空調を実施させる。その後、処理はステップＳ１０９に進む。
　ステップＳ１０１において、空調ボタンがオンにされていないと判定されたとき、処理はステップＳ１０３に進む。このとき、空調はオフである。ステップＳ１０３において、制御装置１０は、ユーザによる空調の開始の指示を受け取る時である空調開始時点を予測する。すなわち、制御装置１０は、各因子を解析して、ユーザが空調をオンにするタイミングを推測する。空調をオンにするタイミングを推測するための因子は、例えば、車室内外の温度又は湿度、車両の走行速度、車室内外の画像、日射の状況、車両の経路情報、現在又はこれから予想される天候、日時、乗車人数、ユーザの状態、これまでに蓄積されたユーザの行動の傾向、ユーザによる空調の操作の履歴などのうち一つ以上であり得る。
　例えば、天候情報、日射を検知するセンサからの情報、画像情報、経路情報、時刻情報などに基づいて、この先継続して日射が当たり続けることなどの推測結果が導出され、このような情報に基づいて、例えば１０分後に冷房がオンにされること等が推測され得る。あるいは、車室内画像に基づいてユーザが上着を脱いだことが検知され、ユーザの傾向などが参照され、例えば５分後に冷房がオンにされること等が推測され得る。あるいは、ユーザの傾向として特定の季節において通勤経路上の特定の場所において暖房をオンにするタイミングがある場合、そのタイミングに基づいて、例えば５分後に暖房がオンにされること等が推測され得る。その他、例えば、画像に基づいてユーザの服装が解析されてもよいし、ユーザの状態としてユーザの体表面温度が取得されてもよいし、ユーザのスケジュール情報や乗車場所情報等に基づいて、例えばユーザが運動後であることが推定されてもよいし、他の情報が用いられてもよい。
　ステップＳ１０４において、制御装置１０は、所定時間内にユーザが空調をオンにすると推測されたか否かを判定する。所定時間内の空調がオンにされないと推測されたとき又は推測ができなかったとき、処理はステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５において、制御装置１０は、各種の状況に応じて、各部の動作を制御して熱媒体の温度調節を行わせる。例えば、制御装置１０は、各部の動作を制御して、バッテリの温度を適温、例えば２５±５℃に調節させる。このとき、制御装置１０は、各部の動作を制御して、熱媒体の温度を適温に調節させる。その後、処理はステップＳ１０９に進む。
　ステップＳ１０４において所定時間内にユーザが空調をオンにすると判定されたとき、処理はステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６において、制御装置１０は、所定時間内に暖房がオンにされると推測されたか否かを判定する。暖房がオンにされると判定されたとき、処理はステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７において、制御装置１０は、前記空調開始時点よりも前に熱媒体の温度を調節する制御を行う。すなわち、制御装置１０は、空調がオンにされると推測されたタイミングでヒータコア７１を用いてＨＶＡＣユニット７０から最適な温度の空気を吹出せるように、各部を制御して、熱媒体に蓄熱させたり、熱媒体を加熱したりする。このとき、制御装置１０は、暖房がまだ行われないように各部を制御する。すなわち、制御装置１０は、空気と熱媒体との熱交換を制限したり、熱媒体と熱交換した空気の車室内への送風を制限したりする。このため、例えば、送風機７６が止められたり、空気が通る通路が閉鎖されたりする。その後、処理はステップＳ１０９に進む。
　ステップＳ１０７の処理の一例としては、制御装置１０は、冷媒回路５０及び熱媒体回路６０を図２に示したような状態にし、熱媒体に蓄熱させる。この状態は、冷媒回路５０の動作は停止しており、熱媒体回路６０において、熱媒体が、モータ温調部８１とバッテリ温調部８２とを循環している状態である。この状態では、モータ温調部８１及びバッテリ温調部８２において発熱するモータ及びバッテリから熱媒体が熱を受け取り、モータ及びバッテリが冷却され、熱媒体の温度が上昇する。
　ステップＳ１０６において暖房がオンにされると判定されなかったとき、すなわち、冷房がオンにされると判定されたとき、処理はステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８において、制御装置１０は、前記空調開始時点よりも前に熱媒体の温度を調節する制御を行う。すなわち、制御装置１０は、空調がオンにされると推測されたタイミングでクーラコア７２を用いてＨＶＡＣユニット７０から最適な温度の空気を吹出せるように、各部を制御して、熱媒体に放熱させたり、熱媒体を冷却したりする。このとき、制御装置１０は、冷房がまだ行われないように各部を制御する。すなわち、制御装置１０は、空気と熱媒体との熱交換を制限したり、熱媒体と熱交換した空気の車室内への送風を制限したりする。その後、処理はステップＳ１０９に進む。
　ステップＳ１０８の処理の一例としては、制御装置１０は、冷媒回路５０及び熱媒体回路６０を図３に示したような状態にし、熱媒体を冷却する。この状態は、冷媒回路５０を動作させ、クーラコア７２を循環する熱媒体を冷却している状態である。この状態では、ＨＶＡＣユニット７０による空気の吹き出しは行われず、クーラコア７２を循環する熱媒体の熱が冷媒回路５０によって奪われて当該熱媒体が冷却される。また、冷媒回路５０の高温側熱交換器５２を循環する熱媒体は、冷媒回路５０から受け取った熱を室外熱交換器８４で車外に排出する。
　ステップＳ１０９において、制御装置１０は、バッテリの温度が３５℃未満であるか否かを判定する。バッテリの温度が３５℃未満ではなく３５°以上であると判定されたとき、処理はステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０において、制御装置１０は、バッテリ温調部８２を流れる熱媒体の放熱又は冷却を行うように各部を制御する。すなわち、バッテリを保護してその劣化等を防ぐため、制御装置１０は、熱媒体の温度を低下させ、バッテリを冷却し、バッテリの温度を適温の範囲内に調節するように制御する。その後、処理はステップＳ１１１に進む。
　ステップＳ１０９において、制御装置１０は、バッテリの温度が３５℃未満であると判定されたとき、処理はステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１において、制御装置１０は、車両が停止するなど、車両用空調装置１の動作が停止させられたか否かを判定する。車両用空調装置１が停止させられていないとき、処理はステップＳ１０１に戻る。すなわち、上述の一連の処理が繰り返される。ステップＳ１１１において、車両用空調装置１が停止させられたとき、一連の処理は終了する。
　［動作の説明］
　以上の動作によれば、ユーザが空調をオンにしたとき、ユーザが所望する動作を、ＨＶＡＣユニット７０が直ちに実行することができる。このことについて、図５に示す模式図を参照して一例について説明する。図５は、時間経過に対する車室内の温度及びクーラコア７２の温度を模式的に示す図である。この例では、空調がオフの状態で温度が徐々に上昇しており、時刻ｔｏｎにおいて、ユーザによって冷房がオンにされるものとする。太い実線Ｔ１は、本実施形態に係る空調をオンにするタイミングの推定が行われない場合の車室内の温度変化を示す。細い実線Ｔ２は、本実施形態に係る空調をオンにするタイミングの推定が行われない場合のクーラコア７２の温度変化を示す。
　この例では、本実施形態に係る空調をオンにするタイミングの推定が行われない場合、時刻ｔ０から時刻ｔｏｎまで、太い実線Ｔ１及び細い実線Ｔ２で示されるように、車室内の温度及びクーラコア７２の温度は上昇する。時刻ｔｏｎにおいて、ユーザによって冷房がオンにされたとき、クーラコア７２を流れる熱媒体の冷却が開始される。しかしながら、熱媒体を冷却するためには、冷媒回路５０を動作させて冷媒回路５０の低温側熱交換器５４内で熱媒体の熱を冷媒に吸熱させなければならない。このため、冷房がオンにされても、細い実線Ｔ２で示されるように、クーラコア７２の温度は、直ちには低下せず、しばらくの間上昇する。このとき、太い実線Ｔ１で示されるように、車室内の温度も上昇を続ける。図５に示す例では、時刻ｔ２になり、冷媒回路の動作によって熱媒体が冷却されることでクーラコア７２の温度が低下し始めることが示されている。時刻ｔｏｎから時刻ｔ２までには数分を要することもある。
　クーラコア７２の温度が低下し始めても、ＨＶＡＣユニット７０内の空気の温度は直ちには低下せず、太い実線Ｔ１で示されるように、車室内の温度は、直ちには低下せず、しばらくの間上昇する。図５に示す例では、時刻ｔ３になり、ＨＶＡＣユニット７０から十分冷却された空気が吹き出されることで車室内の温度が低下し始めることが示されている。時刻ｔ２から時刻ｔ３までには数分を要することもある。以上のことから、ユーザが冷房を時刻ｔｏｎにオンにしてから車室内の温度が低下し始める時刻ｔ３まで、数分を要することがある。すなわち、ユーザは、冷房をオンにしてもしばらくの間は冷房が開始されないという負担を感じることになる。
　冷房の場合に限らず、暖房の場合にも同様のことが生じる。このように、冷媒回路５０と熱媒体回路６０とを用いた車両用空調装置１は、その構成のため、速暖性及び速冷性がよくない。
　そこで、本実施形態では車両用空調装置１は、ユーザによって空調がオンにされるタイミングの推定が行われ、これに基づいて、予め熱媒体の温度が調節されることで、ユーザによって空調がオンにされたときに直ちに車室内の温度が調節されるように構成されている。
　現在を時刻ｔ０とする。制御装置１０は、時刻ｔ０において、冷房がオンにされるタイミングを推測する。時刻ｔｏｎがユーザによる冷房の開始の指示を受け取る空調開始時点であると予測されたとき、制御装置１０は、クーラコア７２が時刻ｔｏｎに冷房を開始できるような温度にするために必要な時間を算出する。必要な時間は例えば数分であったりする。直ちに冷房が求められている状況ではないので、エネルギー効率等を考慮して、クーラコア７２を流れる熱媒体は徐々に冷却されるように制御されてもよい。
　制御装置１０は、時刻ｔｏｎよりも算出された時間だけ前の時刻ｔ１において、クーラコア７２を流れる熱媒体の冷却を開始させる。すなわち、時刻ｔ１において、冷媒回路５０を動作させることで冷媒を循環させ、熱媒体回路６０を動作させることでクーラコア７２を流れる熱媒体を循環させる。冷媒回路５０と熱媒体回路６０の動作によって低温側熱交換器５４において冷媒と熱媒体とが熱交換し、熱媒体が冷却される。その結果、細い破線Ｔ２２で示されるように、時刻ｔ１から少しの時間経過後にクーラコア７２を流れる熱媒体の温度が低下し始める。このとき、冷房はオンにされていないので、車室内への空気の吹き出しなどは行われない。その後、時刻ｔｏｎにおいて、クーラコア７２を流れる熱媒体は、冷房を開始した際に車室内に冷風を吹き出すことができる温度まで冷却されている。
　時刻ｔｏｎにおいて、推測通りユーザが冷房をオンにされたとする。このとき、制御装置１０は、ＨＶＡＣユニット７０から冷却された空気の吹き出しを開始させる。その結果、太い破線Ｔ１２で示されるように、時刻ｔｏｎから車室内の温度は低下し始める。このようにして、ユーザは、冷房をオンにしたとき直ちに冷房が開始されるという体験を得ることができる。また、クーラコア７２を流れる熱媒体が予め適温まで十分に冷却されているので、車室内の温度低下は急となり、ユーザは冷房の効きがよいという体験を得ることができる。暖房についても同様である。
　なお、上述の動作は、ユーザが乗車して車両の動作が開始してから行われてもよいが、それに限らない。例えば、ユーザが乗車する前から、上述の動作は開始してもよい。この場合、例えば、ユーザが乗車した直後に暖房又は冷房をオンにする場合にも、それ以前から熱媒体の温度調節が行われ、ユーザがオンにした直後から暖房又は冷房が適切に開始し得る。例えば、ユーザが毎朝決まった時刻に乗車し、気温が所定温度以下の場合には、乗車直後に暖房をオンにするというデータがあったとする。この場合、乗車予測時刻が暖房がオンにされる時刻として予測され、その数分前の適切な時間から熱媒体の加熱が行われるなどの動作が行われてもよい。
　［熱媒体の温度調節について］
　空調がオンにされていないときに行われる、ステップＳ１０７の熱媒体の蓄熱又は加熱、及び、ステップＳ１０８の熱媒体の放熱又は冷却についての一例をさらに説明する。この例では、空調がオンにされていないときに行われる熱媒体の温度調節では、必要以上に無駄なエネルギーが消費されないように配慮されている。すなわち、各種条件に応じて、熱媒体の温度調節の態様を異ならせて無駄になる電力消費が制限されている。
　図６は、ステップＳ１０７の熱媒体の蓄熱又は加熱に係る処理の一例を説明するためのフローチャートである。この図を参照して説明する。
　ステップＳ２０１において、制御装置１０は、多少の電力消費を許容してよい第１条件を満たしているか否かを判定する。第１条件を満たしていないとき、すなわち、電力消費があまり許容されていないとき、処理はステップＳ２０２に進む。
　ステップＳ２０２において、制御装置１０は、熱媒体の蓄熱のための処理を行い、熱媒体の加熱のための処理は行わない。例えば上述の通り、制御装置１０は、冷媒回路５０及び熱媒体回路６０を図２に示したような状態にし、熱媒体に蓄熱させる。この状態は、熱媒体回路６０において、熱媒体が、モータ温調部８１とバッテリ温調部８２とを循環している状態である。この状態では、モータ温調部８１及びバッテリ温調部８２において発熱するモータ及びバッテリによって熱媒体に蓄熱され、熱媒体の温度が上昇する。一方、冷媒回路５０の動作は停止しており、圧縮機５１等を動作させることによる電力消費は抑制されることになる。ステップＳ２０２の処理により、図６に示した本処理は終了し、処理は図４を参照して説明した処理に戻る。
　ステップＳ２０１において、第１条件を満たしていると判定されたとき、すなわち、電力消費がある程度許容されているとき、処理はステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３において、制御装置１０は、さらなる電力消費を許容する第２条件を満たしているか否かを判定する。第２条件を満たしていないとき、すなわち、電力消費がそれほどまでは許容されていないとき、処理はステップＳ２０４に進む。
　ステップＳ２０４において、制御装置１０は、必要に応じて熱媒体の蓄熱のための処理、又は、熱媒体の加熱のための処理を行う。例えば、制御装置１０は、冷媒回路５０及び熱媒体回路６０を図２に示したような状態にし、冷媒回路５０を動作させずに熱媒体に蓄熱させてもよいし、冷媒回路５０を動作させて、高温側熱交換器５２を通る熱媒体を冷媒回路５０で加熱してもよい。このとき、ヒータコア７１の目標温度は、比較的低く制限されてもよい。ヒータコア７１の目標温度は、例えば４０℃に設定されてもよい。あるいは、熱媒体の目標温度が比較的低く制限されてもよい。また、圧縮機５１の回転数の上限値が設定され、圧縮機５１の回転数が制限されてもよい。ステップＳ２０４の処理により、図６に示した本処理は終了し、処理は図４を参照して説明した処理に戻る。
　ステップＳ２０３において、第２条件を満たしていると判定されたとき、すなわち、さらなる電力消費が許容されているとき、処理はステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５において、制御装置１０は、冷媒回路５０を利用した熱媒体の加熱によって、熱媒体の加熱が間に合うか否か、すなわち、熱媒体が所定の時までに所定温度に至るか否かを判定する。熱媒体の加熱が間に合うとき、処理はステップＳ２０６に進む。
　ステップＳ２０６において、制御装置１０は、必要に応じて熱媒体の蓄熱のための処理、又は、熱媒体の加熱のための処理を行う。例えば、冷媒回路５０を動作させずに熱媒体に蓄熱させてもよいし、冷媒回路５０を動作させて熱媒体を冷媒回路５０で加熱してもよい。このとき、ヒータコア７１の目標温度は、比較的高く設定されてもよい。ヒータコア７１の目標温度は、例えば５０℃に設定されてもよい。あるいは、熱媒体の目標温度が比較的高くまで許容されてもよいし、圧縮機５１の回転数が制限されなくてもよい。ステップＳ２０６の処理により、図６に示した本処理は終了し、処理は図４を参照して説明した処理に戻る。
　ステップＳ２０５において、冷媒回路５０を利用した熱媒体の加熱では熱媒体の加熱が間に合わないと判定されたとき、処理はステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７において、制御装置１０は、熱媒体加熱装置８３も利用して、熱媒体の加熱を行う。熱媒体加熱装置８３も利用することで、電力消費は大きくなるものの、熱媒体の温度上昇は速くなる。ヒータコア７１の目標温度は、例えば５０℃など、比較的高く設定されてもよいし、熱媒体の目標温度が高く設定されても、圧縮機５１の回転数が高く設定されてもよい。ステップＳ２０７の処理により、図６に示した本処理は終了し、処理は図４を参照して説明した処理に戻る。
　以上の通り、この例では、許容される電力消費に応じて熱媒体の温度を上昇させるための動作が変更される。
　図７は、ステップＳ１０８の熱媒体の放熱又は冷却に係る処理の一例を説明するためのフローチャートである。この図を参照して説明する。
　ステップＳ３０１において、制御装置１０は、多少の電力消費を許容してよい第１条件を満たしているか否かを判定する。第１条件を満たしていないとき、すなわち、電力消費があまり許容されていないとき、処理はステップＳ３０２に進む。
　ステップＳ３０２において、制御装置１０は、熱媒体の放熱のための処理を行い、熱媒体の冷却のための処理は行わない。例えば室外熱交換器８４における熱交換で、熱媒体からの放熱が行われる。冷媒回路５０の動作は停止しており、圧縮機５１等を動作させることによる電力消費は抑制されることになる。ステップＳ３０２の処理により、図７に示した本処理は終了し、処理は図４を参照して説明した処理に戻る。
　ステップＳ３０１において、第１条件を満たしていると判定されたとき、すなわち、電力消費がある程度許容されているとき、処理はステップＳ３０３に進む。ステップＳ３０３において、制御装置１０は、さらなる電力消費を許容してよい第２条件を満たしているか否かを判定する。第２条件を満たしていないとき、すなわち、電力消費がそれほどまでは許容されていないとき、処理はステップＳ３０４に進む。
　ステップＳ３０４において、制御装置１０は、必要に応じて熱媒体の放熱のための処理、又は、熱媒体の冷却のための処理を行う。例えば、制御装置１０は、室外熱交換器８４で熱媒体から放熱させてもよい。また、制御装置１０は、上述の通り冷媒回路５０及び熱媒体回路６０を図３に示したような状態にし、熱媒体を冷却してもよい。この状態は、冷媒回路５０が動作し、クーラコア７２を循環する熱媒体が冷却されている状態である。この状態では、ＨＶＡＣユニット７０による空気の吹き出しは行われず、クーラコア７２を循環する熱媒体の熱が冷媒回路５０によって奪われて当該熱媒体が冷却される。冷媒回路５０の高温側熱交換器５２を循環する熱媒体は、冷媒回路５０から受け取った熱を室外熱交換器８４で車外に排出する。このとき、クーラコア７２の目標温度は、比較的高く制限されてもよい。クーラコア７２の目標温度は、例えば２０℃に設定されてもよい。あるいは、熱媒体の目標温度が比較的高く制限されてもよい。また、圧縮機５１の回転数の上限値が設定され、圧縮機５１の回転数が制限されてもよい。ステップＳ３０４の処理により、図７に示した本処理は終了し、処理は図４を参照して説明した処理に戻る。
　ステップＳ３０３において、第２条件を満たしていると判定されたとき、すなわち、さらなる電力消費が許容されているとき、処理はステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０５において、制御装置１０は、必要に応じて熱媒体の放熱のための処理、又は、熱媒体の冷却のための処理を行う。例えば、冷媒回路５０を動作させずに熱媒体から放熱させてもよいし、冷媒回路５０を動作させて熱媒体を冷媒回路５０で冷却してもよい。このとき、クーラコア７２の目標温度は、比較的低く設定されてもよい。クーラコア７２の目標温度は、例えば１０℃に設定されてもよい。あるいは、熱媒体の目標温度が比較的低くまで許容されてもよいし、圧縮機５１の回転数が制限されなくてもよい。ステップＳ３０５の処理により、図７に示した本処理は終了し、処理は図４を参照して説明した処理に戻る。
　以上の通り、この例では、許容される電力消費に応じて熱媒体の温度を低下させるための動作が変更される。
　上述の第１条件及び第２条件は、例えば、ユーザが空調をオンにすることとそのタイミングとに関する予測精度に係る条件であってもよい。例えば、過去の予測の実績に基づいて、予測が当たる確率が算出され、当該確率に基づいて判定が行われてもよい。
　例えば、第１条件は予測が当たる確率が５０％以上であることであり、第２条件は予測が当たる確率が８０％以上であることであってもよい。この場合、予測が当たる確率が５０％未満の場合、ステップＳ２０２で蓄熱が行われたり、ステップＳ３０２で放熱が行われたりし、その電力消費は低い。また、予測が当たる確率が５０％以上８０％未満の場合、ステップＳ２０４で蓄熱又は加熱が行われたり、ステップＳ３０４で放熱又は冷却が行われたりし、その電力消費は高くなることがある。ただし、熱媒体、ヒータコア７１又はクーラコア７２の温度が制限されたり、圧縮機５１の回転数が制限されたりして、電力消費はある程度制限される。また、予測が当たる確率が８０％以上の場合、ステップＳ２０６又はステップ２０７で蓄熱又は加熱が行われたり、ステップＳ３０５で放熱又は冷却が行われたりし、目標温度等に応じてその電力消費はさらに高くなることがある。
　このように、算出された予測が当たる確率に基づいて、許容される電力消費が変更され、許容される電力消費によって熱媒体の温度調節の動作が変更される。すなわち、予測の精度に応じて熱媒体の温度調節の許容範囲が異なることになる。予測の精度が高い程、温度設定や圧縮機５１の回転数の設定等により、熱媒体の温度調節の許容範囲は大きくなる。その結果、予め熱媒体の温度調節が行われつつ、予測が外れることによる無駄な電力消費は抑制され得る。
　あるいは、上述の第１条件及び第２条件は、例えば、バッテリの残量に係る条件であってもよい。バッテリ残量は、現時点でのバッテリ残量であってもよいし、目的地及び走行ルート等から算出される目的地又は次回充電地までの走行に必要な電力を減算した後のバッテリの残量、すなわち、走行後に残っていると予測されるバッテリ残量であってもよい。
　例えば、第１条件はバッテリ残量が３０％以上であることであり、第２条件はバッテリ残量が６０％以上であることであってもよい。この場合、バッテリ残量が３０％未満の場合、ステップＳ２０２で蓄熱が行われたり、ステップＳ３０２で放熱が行われたりし、その電力消費は低い。また、バッテリ残量が３０％以上６０％未満の場合、ステップＳ２０４で蓄熱又は加熱が行われたり、ステップＳ３０４で放熱又は冷却が行われたりし、その電力消費は高くなることがある。ただし、熱媒体、ヒータコア７１又はクーラコア７２の温度が制限されたり、圧縮機５１の回転数が制限されたりして、電力消費はある程度制限される。また、バッテリ残量が６０％以上の場合、ステップＳ２０６又はステップ２０７で蓄熱又は加熱が行われたり、ステップＳ３０５で放熱又は冷却が行われたりし、目標温度等に応じてその電力消費はさらに高くなることがある。
　このように、バッテリ残量に基づいて、許容される電力消費が変更され、許容される電力消費によって熱媒体の温度調節の動作が変更される。すなわち、バッテリ残量に応じて熱媒体の温度調節の許容範囲が異なることになる。バッテリ残量が多い程、温度設定や圧縮機５１の回転数の設定等により、熱媒体の温度調節の許容範囲は大きくなる。その結果、バッテリ残量が足りなくなることが回避され得る。制御装置１０は、次回充電地までの走行に必要な電力をバッテリに残すように、電力消費を調整した熱媒体の温度を調節する制御を行ってもよい。
　上述の処理について、図８に示す模式図を参照して一例について説明する。図８は、上述の図５と同様に、時間経過に対して、車室内の温度を太線で、クーラコア７２の温度を細線で、それぞれ模式的に示す図である。この例では、空調がオフの状態で温度が徐々に上昇しており、時刻ｔｏｎにおいて、ユーザによって冷房がオンにされるものとする。太い実線Ｔ１は、本実施形態に係る空調がオンにされるタイミングの推定が行われない場合の車室内の温度変化を示し、細い実線Ｔ２は、本実施形態に係る空調がオンにされるタイミングの推定が行われない場合のクーラコア７２の温度変化を示す。
　本実施形態では、空調がオンにされるタイミングが推定されて時刻ｔ１でクーラコア７２を流れる熱媒体の冷却が開始される。
　細い破線Ｔ２２は、第２条件を満たすと判定された場合のクーラコア７２の温度変化を示す。第２条件を満たす場合、すなわち、例えば、予測が当たる確率が高いとき、又は、バッテリ残量が多いとき、電力を比較的多く消費してでもクーラコア７２の温度が十分に下げられる。その結果、太い破線Ｔ１２で示されるように、時刻ｔｏｎに空調がオンにされたときに、速やかに車室内の温度が低下させられる。
　細い点線Ｔ２３は、第１条件を満たすが第２条件を満たさないと判定された場合のクーラコア７２の温度変化を示す。第１条件を満たすが第２条件を満たさない場合、すなわち、例えば、予測が当たる確率が中程度であるとき、又は、バッテリ残量が中程度であるとき、電力をある程度消費してでもクーラコア７２の温度がそれなりに下げられる。その結果、太い点線Ｔ１３で示されるように、時刻ｔｏｎに空調がオンにされたときに、ある程度速やかに車室内の温度が低下させられる。
　細い一点鎖線Ｔ２４は、第１条件を満たさないと判定された場合のクーラコア７２の温度変化を示す。第１条件を満たさない場合、すなわち、例えば、予測が当たる確率が低いとき、又は、バッテリ残量が少ないとき、電力の消費が抑制されるためクーラコア７２の温度はあまり下がらない。その結果、太い一点鎖線Ｔ１４で示されるように、時刻ｔｏｎに空調がオンにされたときに、冷却は開始するものの車室内の温度低下は、それほど早くない。
　第１条件又は第２条件の判定等は繰り返し行われる。このため、条件の判定結果が変われば、冷媒回路５０及び熱媒体回路６０の状態も変更され得る。このことについて図９を参照して説明する。
　例えば、時刻ｔ１の時点で、第１条件を満たさないと判定されたとする。このとき、上述の通り、細い一点鎖線Ｔ２４に示されるように、クーラコア７２の温度はあまり下がらない。このままの状態で時刻ｔｏｎに空調がオンにされたときに、太い一点鎖線Ｔ１４で示されるように、冷却は開始するものの車室内の温度低下は、それほど早くない。
　一方、時刻ｔ１の時点では、第１条件を満たさないと判定されたものの、その後の時刻ｔ２において第２条件を満たすと判定された場合、細い破線Ｔ２２に示されるように、クーラコア７２の温度が急速に下げられる。その結果、太い破線Ｔ１２で示されるように、時刻ｔｏｎに空調がオンにされたときに、速やかに車室内の温度が低下させられる。
　［予測が外れた場合の動作］
　ステップＳ１０５のユーザが空調をオンにすると推測されなかった場合の動作についてさらに説明する。上述の説明では、各種の状況に応じて熱媒体の温度調節を行う一例として、バッテリの温度を適温にするために熱媒体の温度が適温に調節される例を示した。ステップＳ１０５における動作は各種あり得る。ここでは、ユーザが空調をオンにすると推測されてそれに応じた熱媒体の温度調節が行われた後に、推測結果が変更されてユーザが空調をオンにしないと判定された場合の動作について説明する。
　図１０は、上述の図５と同様に、時間経過に対して、車室内の温度を太線で、クーラコア７２の温度を細線で、それぞれ模式的に示す図である。この例では、空調がオフの状態で温度が徐々に上昇しており、時刻ｔｏｎにおいて、ユーザによって冷房がオンにされると推測されたものとする。太い実線Ｔ１は、車室内の温度変化を示す。細い実線Ｔ２は、空調がオンにされるタイミングの推定が行われない場合のクーラコア７２の温度変化を示す。細い破線Ｔ２２は、空調がオンにされるタイミングが推定されて時刻ｔ１でクーラコア７２を流れる熱媒体の冷却が開始された場合のクーラコア７２の温度変化を示す。この例では、時刻ｔｏｎにおいて、ユーザによって冷房がオンにされると推測されたものの、実際には冷房はオンにされず、時刻ｔｏｎにおいて、冷房はオンにされないと推測が変更されたものとする。そして、時刻ｔｄに車両は目的地に到着し、車両の各種動作が停止するものとする。
　図１１は、例えば図１０に示す例では時刻ｔｏｎ以降など、ユーザによる空調の開始の指示がないとき、ユーザによる空調の開始の指示がないと予測されたとき、又は熱媒体の調節によって蓄熱された熱量が現在地から目的地までの区間で空調した場合に必要な熱量以上であるときになどに行われる動作の一例の概略示すフローチャートである。この動作は、車両が目的地に到着して、車両の走行のための動作が停止した後も、各部の温度調節のために継続的に行われてもよい。
　ステップＳ４０１において、制御装置１０は、蓄熱、加熱、放熱又は冷却された熱媒体の利用方法等について決定する。ステップＳ４０２において、制御装置１０は、決定された熱媒体の利用方法等に基づいて、圧縮機５１を停止させたり、圧縮機５１の回転数を低下させたりする。
　ステップＳ４０３において、制御装置１０は、決定された熱媒体の用途に応じて各部の動作を制御させる。
　例えば、熱媒体が冷却等されていたときであって、バッテリをより冷却することが適切であると判断される場合には、ステップＳ４０４において、制御装置１０は、冷却された熱媒体を用いてバッテリの冷却を行うように、各部の動作を制御してもよい。図１０には、このときのクーラコア７２の温度変化が細い一点鎖線Ｔ２３で示されている。
　冷却された熱媒体を用いてバッテリの冷却を行うことで、例えば、外気への放熱のみを利用してバッテリを冷却する場合よりも速く冷却できる。冷却された熱媒体を有効に用いることで、全体としての消費電力を抑制することができる。例えば目的地の到着時のバッテリの温度を適度に低下させることができる。これにより、目的地の到着後にバッテリの温度を低下させるために熱媒体を循環させるポンプ６４を引き続き動作させる時間を短くすることができる。その結果、ポンプ６４による消費電力を抑制することができる。また、目的地に到着した後にバッテリの充電を行う場合などでは、引き続き冷却された熱媒体を有効に用いることで、圧縮機５１の動作時間を短縮させたり、圧縮機５１の回転数を低下させたりすることができる。
　同様に、バッテリではなく、又はバッテリとともに、モータを冷却するために、冷却された熱媒体が用いられてもよい。このように、熱媒体に余計に蓄熱された熱量は、空調以外の対象物の温度調節に利用されてもよい。
　あるいは、熱媒体が加熱又は冷却等されていたときであって、ユーザの次の乗車までの待機時間が所定時間よりも短いと予測される場合には、ステップＳ４０５において、制御装置１０は、熱媒体を保温させるように、各部の動作を制御してもよい。図１０には、このときのクーラコア７２の温度変化が細い点線Ｔ２４で示されている。次の乗車まで熱媒体が保温されることで、次の乗車時に改めて熱媒体を加熱又は冷却等するための電力消費を抑制することができる。
　あるいは、熱媒体が加熱又は冷却等されていたときであって、熱媒体が加熱又は冷却された状態で維持することが適切でないと判断される場合には、ステップＳ４０６において、制御装置１０は、熱媒体回路６０の各部を接続し、熱媒体の温度の均一化を行ってもよい。例えば停車後にしばらく乗車の予定がない場合には、熱媒体回路６０の各部が接続され、熱媒体の温度の均一化が行われ得る。
　以上のような各動作の後、図１１に示した本処理は終了し、処理は図４を参照して説明した処理に戻る。
　このような動作により、ユーザにより空調がオンにされるという推測が仮に外れたとしても、当該推測に基づいて電力を使って温度調節がされた熱媒体を有効に利用することができる。その結果、全体としての電力の損失は小さくなる。
　［空調開始以外の予測について］
　ユーザによって空調がオンにされるタイミングを予測して、予め熱媒体の温度調節を行うことについて上述した。予め行われる熱媒体の温度調節は、空調開始のためのみに限らない。予め行われる熱媒体の温度調節は、熱媒体の温度調節のための負荷が大きくなる場面が予測される各種の場合に、適用され得る。図１２は、熱媒体の温度調節に関する動作の一例の概略を示すフローチャートである。この図を参照して説明する。
　ステップＳ５０１において、制御装置１０は、熱媒体によって今後要求される加熱又は冷却に係る熱量について予測する。制御装置１０は、例えば、今後予想される走行経路、天候、日射、空調の要求などの情報を参照して、総合的に要求される熱量について予測を行う。例えば、登り坂が続く場合、モータの出力が大きくなり、モータ及びバッテリの冷却要求が大きくなる。また、登り坂が続く場合には、モータが消費する電力も大きくなるので、車両システム全体の電力に係る負荷は大きくなる。また、下り坂が続く場合、モータの出力が小さくなりバッテリ温度が低下するために、バッテリを加熱する必要が生じることがある。また、走行中に日射があると、日射による温度上昇を抑えるため、モータ及びバッテリの冷却や車室内の冷房の要求が大きくなる。逆に日陰になると各部を加熱する必要が生じることがある。また、種々の理由で車室内の冷暖房が要求されるとき、熱媒体の冷却又は加熱が必要になる。また、上述の実施形態と同様に、空調の開始のタイミングが予測されてもよい。特に空調が開始されるタイミングでは、電力消費が大きくなりがちである。
　例えば、登り坂が続いて日射が強く当たると予測されるとき、モータの消費電力が大きくなるとともに、モータ及びバッテリの冷却要求が大きくなり、かつ車室内の冷房の要求が大きくなり、熱媒体に要求される冷却に係る熱量が大きくなることが予想される。逆に、例えば、下り坂が続いて日陰であると予測されるとき、バッテリの加熱要求が大きくなり、かつ車室内の暖房の供給が大きくなり、熱媒体に要求される加熱に係る熱量が大きくなることが予測される。
　ステップＳ５０２において、制御装置１０は、予測される将来要求される熱量が大きいか否かを判定する。予測される将来要求される熱量が大きいとき、処理はステップＳ５０３に進む。ステップＳ５０３において、制御装置１０は、要求される熱量が大きくなる前に、予め熱媒体を加熱又は冷却するように各部の動作を制御する。上述の例では、例えば登り坂が続く道に入る前に、予め熱媒体が冷却される。その結果、登り坂に入ったときに、冷却された熱媒体を用いてモータ及びバッテリの冷却がされたり冷房が実施されたりすることで、熱媒体を冷却するためのエネルギー消費を抑制することができる。また、例えば下り坂が続く道に入る前に、予め熱媒体が加熱される。その結果、下り坂に入ったときに、加熱された熱媒体を用いてバッテリの加熱や暖房が実施されたりすることで、熱媒体を加熱するためのエネルギー消費を抑制することができる。その結果、電力不足等による各部の温度調節の不足が生じることがない。ステップＳ５０３の処理の後、処理はステップＳ５０５に進む。
　ステップＳ５０２において、予測される将来要求される熱量が大きくないと判定されたとき、ステップＳ５０４において、制御装置１０は、通常の熱媒体の温度調節を行い、各部の温度調節を通常に動作させる。その後、処理はステップＳ５０５に進む。
　ステップＳ５０５において、制御装置１０は、車両が停止するなど、車両用空調装置１の動作が停止させられたか否かを判定する。車両用空調装置１が停止させられていないとき、処理はステップＳ５０１に戻る。すなわち、上述の一連の処理が繰り返される。ステップＳ５０５において、車両用空調装置１が停止させられたとき、一連の処理は終了する。
　以上のような動作によれば、負荷が大きくなる状況においても車両各部の温度調節が適切に実施される。例えば、車内の空調が適切に行われ、ユーザは快適に乗車することができる。
　［車両用空調装置について］
　本実施形態の車両用空調装置１は、以下に記載する構成を備え得る。
　（ａ１）車両用空調装置１は、圧縮機５１、高温側熱交換器５２、減圧装置５３、及び低温側熱交換器５４を含み、冷媒が流れる冷媒回路５０と、車室内の暖房のための空気を加熱するように構成されたヒータコア７１、及び車室内の冷房のための空気を冷却するように構成されたクーラコア７２の少なくとも何れかを含み、熱媒体が流れる熱媒体回路６０とを備える。車両用空調装置１は、暖房又は冷房を含む空調のための各部の動作を制御するように構成されており、ユーザによる空調の開始の指示を受け取る時である空調開始時点を予測し、空調開始時点よりも前に熱媒体の温度を調節する制御を行うように構成されている制御装置１０を備える。
　車両用空調装置１は、ユーザによって空調がオンにされるタイミングの推定を行って予め熱媒体の温度を調節することで、速暖性及び速冷性があまりよくない冷媒回路５０と熱媒体回路６０とを用いる構成を有しているにもかかわらず、ユーザによって空調がオンにされたときに直ちに車室内の温度を調節することができる。すなわち、空調の速暖性又は速冷性が実現され得る。
　（ａ２）制御装置１０は、空調開始時点よりも前においては、暖房又は冷房を実施させないように構成されている。
　これにより、ユーザがまだ空調をオンにしていないにも関わらず空調か開始するといったことが起こらない。その結果、意図しない空調動作が起こることによるユーザの不安感や不快感の発生を避けることができる。また、このようにして空調開始時点よりも前において熱媒体と空気との間の熱交換が抑制されることで、熱媒体の温度調節に必要な時間を短縮することができる。
　（ａ３）制御装置１０は、車室内外の温度又は湿度、車両の走行速度、車室内外の画像、日射の状況、車両の経路情報、現在又はこれから予想される天候、日時、乗車人数、ユーザの状態、これまでに蓄積されたユーザの行動の傾向、ユーザによる空調の操作の履歴のうち一つ以上に基づいて空調開始時点を予測するように構成されている。
　これにより、変化し得るその時どきの状況、ユーザ毎に異なり得る好みなどに応じた適切な推測が行われ、予測の精度が向上する。高い予測精度が実現されることで、無駄な電力消費が抑制され得る。
　（ｂ１）車両用空調装置１は、圧縮機５１、高温側熱交換器５２、減圧装置５３、及び低温側熱交換器５４を含み、冷媒が流れる冷媒回路５０と、車室内の暖房のための空気を加熱するように構成されたヒータコア７１、及び車室内の冷房のための空気を冷却するように構成されたクーラコア７２の少なくとも何れかを含み、熱媒体が流れる熱媒体回路６０とを備える。車両用空調装置１は、暖房又は冷房を含む空調のための各部の動作を制御するように構成されており、ユーザによる空調の開始の指示を受け取る時である空調開始時点を予測し、空調開始時点よりも前に、予測の精度に応じた熱媒体の温度を調節する制御を行うように構成されている制御装置１０を備える。
　空調の速暖性又は速冷性が実現されるとともに、予測の精度に応じた熱媒体の温度の調節が行われることにより、予測が外れることによる無駄な電力消費が抑制され得る。また、予測の精度が低い場合にも、速暖性及び速冷性の実現に必要な熱媒体の温度の調節がある程度行われ得る。
　（ｂ２）制御装置１０は、予測の精度が高いほど、熱媒体の温度調節の許容範囲を大きくするように構成されている。
　これにより、予測精度が高い場合には、要求される熱媒体の温度調節が十分に行われる一方で、予測精度が低くて実際には空調がオンにされない確率が高いときには、電力の消費が抑制され、予測が外れたときの電力の損失を小さくすることができる。
　（ｂ３）制御装置１０は、予測の精度に応じて、圧縮機５１の動作の有無、圧縮機５１の回転数、熱媒体の目標温度、ヒータコア７１又はクーラコア７２の目標温度、熱媒体を加熱するための熱媒体加熱装置８３の動作の有無のうち一つ以上を変更するように構成されている。
　このような制御によって、予測の精度に応じて電力消費が調整され得る。
　（ｂ４）制御装置１０は、車室内外の温度又は湿度、車両の走行速度、車室内外の画像、日射の状況、車両の経路情報、現在又はこれから予想される天候、日時、乗車人数、ユーザの状態、これまでに蓄積されたユーザの行動の傾向、ユーザによる空調の操作の履歴のうち一つ以上に基づいて、予測の精度として、空調開始時点でユーザによる空調の開始の指示を受け取る確率を決定する。
　これにより、変化し得るその時どきの状況、ユーザ毎に異なり得る好みなどに応じた確率の決定を行うことができる。適切に確率が決定されることで、無駄な電力消費が抑制され得る。
　（ｃ１）車両用空調装置１は、圧縮機５１、高温側熱交換器５２、減圧装置５３、及び低温側熱交換器５４を含み、冷媒が流れる冷媒回路５０と、車室内の暖房のための空気を加熱するように構成されたヒータコア７１、及び車室内の冷房のための空気を冷却するように構成されたクーラコア７２の少なくとも何れかを含み、熱媒体が流れる熱媒体回路６０とを備える。車両用空調装置１は、暖房又は冷房を含む空調のための各部の動作を制御するように構成されており、ユーザによる空調の開始の指示を受け取る時である空調開始時点を予測し、空調開始時点よりも前に、バッテリの状態に応じた前記熱媒体の温度を調節する制御を行うように構成されている制御装置１０を備える。
　空調の速暖性又は速冷性が実現されるとともに、バッテリの残量といったバッテリの状態に応じた熱媒体の温度の調節が行われることにより、バッテリ残量が足りなくなることが回避され、目的地までの走行への影響が回避され得る。
　（ｃ２）制御装置１０は、現時点でのバッテリの残量、又は、目的地若しくは次回充電地までの走行に必要な電力を減算した後のバッテリの残量に応じた熱媒体の温度を調節する制御を行うように構成されている。
　これにより、目的地等が明らかでない場合にも、バッテリ残量が足りなくなることを回避しながら空調の速暖性及び速冷性を実現できる。また、目的地等が明らかな場合にも、その目的地の到着に支障が無いようにしながら空調の速暖性及び速冷性を実現できる。また、次回充電地で確実に充電が行える。
　（ｃ３）制御装置１０は、バッテリの残量が多いほど、熱媒体の温度調節の許容範囲を大きくするように構成されている。
　これにより、バッテリ残量が十分である場合には、要求される熱媒体の温度調節が十分に行われる一方で、バッテリ残量が少ないときにバッテリの消費が抑制されて、バッテリが足りなくなるのではないかという不安をユーザが覚えることを回避することができる。
　（ｃ４）制御装置１０は、次回充電地までの走行に必要な電力をバッテリに残すように電力の消費を調整した熱媒体の温度を調節する制御を行うように構成されている。
　これにより、次回充電地まで移動できない等の不具合を回避することができる。
　（ｃ５）制御装置１０は、バッテリの状態に応じて、圧縮機５１の動作の有無、圧縮機５１の回転数、熱媒体の目標温度、ヒータコア７１又はクーラコア７２の目標温度、熱媒体を加熱するための熱媒体加熱装置８３の動作の有無のうち一つ以上を変更するように構成されている。
　このような制御によって、バッテリの状態に応じて電力消費が調整され得る。
　（ｄ１）車両用空調装置１は、圧縮機５１、高温側熱交換器５２、減圧装置５３、及び低温側熱交換器５４を含み、冷媒が流れる冷媒回路５０と、車室内の暖房のための空気を加熱するように構成されたヒータコア７１、及び車室内の冷房のための空気を冷却するように構成されたクーラコア７２の少なくとも何れかを含み、熱媒体が流れる熱媒体回路６０とを備える。車両用空調装置１は、走行経路上の熱媒体に要求される熱量を予測し、要求される熱量が大きい区間を走行する前に熱媒体の温度を余計に調節する制御を行うように構成されている制御装置１０を備える。
　要求される熱量が大きい区間を走行する前に予め熱媒体の温度を余計に調節することで、熱媒体に要求される熱量が大きく車両の各部に掛かる負荷が大きくなり得る状況において、予め余計に蓄熱しておいた冷熱又は温熱を活用することで、車両各部の必要な温度調節が適切に実施され得る。
　（ｄ２）制御装置１０は、暖房又は冷房を含む空調のための各部の動作を制御するように構成されており、ユーザによる空調の開始の指示を受け取る時である空調開始時点を予測し、空調開始時点よりも前に熱媒体の温度を調節する制御を行うように構成されており、空調開始時点が要求される熱量が大きい区間を走行するときである場合、要求される熱量が大きい区間を走行する前に熱媒体の温度を余計に調節する制御を行うように構成されている。
　これにより、走行経路上の要求熱量が高い区間で空調を開始する際にも速暖性又は速冷性が確保され、適切な空調に関するユーザの要求が満たされ、ユーザに不快感を与えることが回避され得る。
　（ｄ３）制御装置１０は、熱媒体の温度を余計に調節する場合、圧縮機５１の回転数を上昇させる、又は、熱媒体回路に設けられた熱媒体加熱装置８３に熱媒体を加熱させる。
　これにより、熱媒体の温度調節に掛かる時間が短縮され、要求熱量が高い区間の前に熱媒体の温度調節を完了させることができる。
　（ｅ１）車両用空調装置１は、圧縮機５１、高温側熱交換器５２、減圧装置５３、及び低温側熱交換器５４を含み、冷媒が流れる冷媒回路５０と、車室内の暖房のための空気を加熱するように構成されたヒータコア７１、及び車室内の冷房のための空気を冷却するように構成されたクーラコア７２の少なくとも何れかを含み、熱媒体が流れる熱媒体回路６０とを備える。車両用空調装置１は、暖房又は冷房を含む空調のための各部の動作を制御するように構成されており、ユーザによる空調の開始の指示を受け取る時である空調開始時点を予測し、空調開始時点よりも前に熱媒体の温度を調節する制御を行い、熱媒体の温度を調節した後に、空調開始時点にユーザによる空調の開始の指示がないとき、ユーザによる空調の開始の指示がないと予測したとき、又は熱媒体の調節によって蓄熱された熱量が現在地から目的地までの区間で空調した場合に必要な熱量以上であるとき、圧縮機５１の回転数を低下させる又は圧縮機５１を停止させる制御を行うように構成されている制御装置１０を備える。
　車両用空調装置１は、ユーザによって空調がオンにされるタイミングの推定を行って予め熱媒体の温度を調節することで、ユーザによって空調がオンにされたときに直ちに車室内の温度を調節することができる。すなわち、空調の速暖性又は速冷性が実現され得る。一方で、予測が外れたときには、速やかに圧縮機５１の回転数を低下させたり圧縮機５１を停止させたりすることで、無駄な電力消費を抑制することができる。
　（ｅ２）制御装置１０は、ユーザによる空調の開始の指示がないと予測したときに、熱媒体の調節によって余計に蓄熱された熱量の用途を決定するように構成されている。
　予測された空調のために熱媒体に余計に蓄熱された温熱又は冷熱を有効に活用することできる。その結果、車両用空調装置１全体として消費電力が抑制され得る。
　（ｅ３）制御装置１０は、熱量を空調以外の対象物の温度調節に利用することを決定するように構成されている。
　熱媒体に蓄熱された温熱又は冷熱が空調以外の対象物の温度調節に有効に利用されることで、車両用空調装置１全体として消費電力が抑制され得る。
　（ｅ４）制御装置１０は、目的地到着後から次の走行開始までの待機時間を予測し、待機時間が所定時間未満と判定された場合に、熱媒体の蓄熱を保温することを決定するように構成されている。
　これにより、熱媒体の蓄熱を次の走行時に有効に利用することができ、次の走行時の消費電力を抑制することができる。
　以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。
１：車両用空調装置
１０：制御装置、２０：センサ群、９１：通信バス、９２：ナビゲーション装置
５０：冷媒回路、５１：圧縮機、５２：高温側熱交換器、５３：減圧装置、５４：低温側熱交換器、５５：アキュムレータ
６０：熱媒体回路、６１：八方弁、６２：四方弁、６３：三方弁、６４：ポンプ
７０：ＨＶＡＣユニット、７１：ヒータコア、７２：クーラコア、７５：インテークユニット、７６：送風機、７７：エアミックスダンパ、７８：ヒータコア通路、７９：バイパス通路
８１：モータ温調部、８２：バッテリ温調部、８３：熱媒体加熱装置、８４：室外熱交換器

Claims (2)

  1. 　圧縮機、高温側熱交換器、減圧装置、及び低温側熱交換器を含み、冷媒が流れる冷媒回路と、
    　車室内の暖房のための空気を加熱するように構成されたヒータコア、及び車室内の冷房のための空気を冷却するように構成されたクーラコアの少なくとも何れかを含み、熱媒体が流れる熱媒体回路と、
    　前記暖房又は前記冷房を含む空調のための各部の動作を制御するように構成されており、ユーザによる空調の開始の指示を受け取る時である空調開始時点を予測し、前記空調開始時点よりも前に前記熱媒体の温度を調節する制御を行うように構成されている制御装置と
    　を備える車両用空調装置。
  2. 　前記制御装置は、車室内外の温度又は湿度、車両の走行速度、車室内外の画像、日射の状況、車両の経路情報、現在又はこれから予想される天候、日時、乗車人数、ユーザの状態、これまでに蓄積されたユーザの行動の傾向、ユーザによる空調の操作の履歴のうち一つ以上に基づいて前記空調開始時点を予測するように構成されている、請求項１に記載の車両用空調装置。
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