(57)【要約】【課題】より暖房におけるエネルギー消費量を低減することができる車両用空調制御装置を提供すること。【解決手段】空調制御装置１４は、車外空気又は車内循環空気をブロアファン２２により車室内へ供給可能に構成された供給経路２０と、空調回路３１に設けられ、バッテリ１２から電力供給されることにより作動流体を加熱可能に構成される電熱ヒータ３０と、作動流体と供給経路２０の内部の空気との間で熱交換可能に構成されるヒータコア部２５と、乗員に入力される暖房要求情報を取得する温度制御ダイヤル５３と、乗員に入力されるブロアによる送風要求情報を取得するブロアダイヤル５２と、暖房要求情報及び送風要求情報に基づき、電熱ヒータ３０を制御するヒータ制御部４２と、を備え、ヒータ制御部４２は、送風要求がない場合に電熱ヒータ３０の作動を停止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリの電力で駆動する電動車両の車室内の空気と空調回路の作動流体との間で熱交換することにより前記車室内の空調を制御する車両用空調制御装置において、
車外空気又は車内循環空気を、ブロアにより前記車室内へ供給可能に構成された供給経路と、
前記空調回路に設けられ、前記バッテリから電力供給されることにより前記作動流体を加熱可能に構成される電熱ヒータと、
前記電熱ヒータに加熱された前記作動流体と前記供給経路の内部の空気との間で熱交換可能に構成されるヒータコア部と、
前記電動車両の乗員に入力される暖房要求情報を取得する暖房要求情報取得部と、
前記電動車両の乗員に入力される前記ブロアによる送風要求情報を取得する送風要求情報取得部と、
前記暖房要求情報及び送風要求情報に基づき、前記電熱ヒータを制御するヒータ制御部と、を備え、
前記ヒータ制御部は、暖房要求及び送風要求がある場合に前記電熱ヒータを駆動し、送風要求がない場合に前記電熱ヒータの作動を停止する、車両用空調制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、環境負荷低減の観点に着目し、エンジンに代えて走行用動力源としてモータを利用する電気自動車、及び当該内燃機関と当該モータとを併用するハイブリッド自動車等の電動車両の開発が進んでいる。特に、これらの電動車両においては、当該モータを駆動するために駆動用のバッテリが搭載され、当該バッテリから当該モータへ電力を供給することにより、車両を走行させるために必要となる動力が得られる。近年、このような電動車両に関し、トラック等の商用車の分野においても、その開発が行われている。例えば、特許文献１には、駆動用のバッテリパックを備えた電動トラックが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１１３０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような電動車両では、搭載されたバッテリから供給される電力を、走行エネルギーだけでなく例えば空調に係るエネルギーとして消費することになるため、航続距離を確保するためには空調に係るエネルギー消費量を低減する必要がある。特に、車室内暖房は、ＰＴＣヒータ等の電熱ヒータが使用される場合には、エネルギー消費量が無視できない程度に高まる可能性があるため、当該エネルギー消費量を低減することへの要望が高い。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車室内暖房に電熱ヒータを用いる場合であっても、より暖房におけるエネルギー消費量を低減することができる車両用空調制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る車両用空調制御装置は、バッテリの電力で駆動する電動車両の車室内の空気と空調回路の作動流体との間で熱交換することにより前記車室内の空調を制御する車両用空調制御装置において、車外空気又は車内循環空気を、ブロアにより前記車室内へ供給可能に構成された供給経路と、前記空調回路に設けられ、前記バッテリから電力供給されることにより前記作動流体を加熱可能に構成される電熱ヒータと、前記電熱ヒータに加熱された前記作動流体と前記供給経路の内部の空気との間で熱交換可能に構成されるヒータコア部と、前記電動車両の乗員に入力される暖房要求情報を取得する暖房要求情報取得部と、前記電動車両の乗員に入力される前記ブロアによる送風要求情報を取得する送風要求情報取得部と、前記暖房要求情報及び送風要求情報に基づき、前記電熱ヒータを制御するヒータ制御部と、を備え、前記ヒータ制御部は、暖房要求及び送風要求がある場合に前記電熱ヒータを駆動し、送風要求がない場合に前記電熱ヒータの作動を停止する、車両用空調制御装置である。
【０００７】
車両用空調制御装置は、乗員に入力される送風要求情報に基づいて空調用の空気の供給経路に設けられたブロアを稼働することにより、車外空気又は車内循環空気を車室内に供給する。このとき、乗員から暖房要求情報が入力されている場合には、電熱ヒータで加熱された作動流体を供給経路に設けられたヒータコア部に供給することで、車室内へ供給する空気を加熱して車室内暖房として機能させることができる。
【０００８】
そして、本発明に係る車両用空調制御装置においては、上記の伝熱ヒータをＯＮ／ＯＦＦ制御するヒータ制御部は、送風要求がない場合には暖房要求の有無に拘らず電熱ヒータの作動を停止することから、車室内への送風がない状態で電熱ヒータで電力を使用する無駄なエネルギー消費を抑制することができる。従って、本発明に係る車両用空調制御装置によれば、車室内暖房に電熱ヒータを用いる場合であっても、より暖房におけるエネルギー消費量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る車両用空調制御装置を備える電動車両のシステム構成図である。
【図２】本発明に係る車両用空調制御装置の内部構成を示すシステム構成図である。
【図３】本発明に係る車両用空調制御装置における電熱ヒータのＯＮ／ＯＦＦ制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施の形態の説明に用いる図面は、いずれも構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、又は省略などを行っており、構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。
【００１１】
図１は、本発明に係る車両用空調制御装置を備える電動車両１のシステム構成図である。電動車両１は、走行駆動源としてのモータ２を備える電気自動車のトラック（すなわち、電動トラック）である。モータ２は例えば永久磁石式同期電動機のように発電機としても作動可能な電動機である。モータ２の出力軸はプロペラシャフト３を介して差動装置４が連結され、差動装置４には駆動軸５を介して左右の駆動輪６が連結されている。尚、電動車両１は、トラックタイプに限定されることなく、走行駆動源としてのモータを備えていれば、一般的な乗用自動車、バス、及びその他の自動車のタイプであってもよい。
【００１２】
モータ２は、インバータ１０、ＰＤＵ１１、及び図示しない充放電回路を介してバッテリ１２が接続されている。バッテリ１２に蓄えられた直流電力はインバータ１０により交流電力に変換されてモータ２に供給され、モータ２が発生させた駆動力は駆動輪６に伝達されて電動車両１を走行させる。また、例えば電動車両１の減速時や降坂路での走行時（回生走行時）には、駆動輪６側からの逆駆動によりモータ２が発電機として作動する（回生運転）。モータ２が発生させた負側の駆動力は制動力として駆動輪６側に伝達されると共に、モータ２が発電した交流電力がインバータ１０で直流電力に変換されて、ＰＤＵ１１を介してバッテリ１２に充電される。
【００１３】
ＰＤＵ１１は、電動車両１に搭載された各種電気機器と接続され、当該電気機器に対して配電制御が行われる配電ユニット（ＰＤＵ：Power Distribution Unit）である。
【００１４】
バッテリ１２は、例えばリチウムイオン電池からなり、電動車両１を駆動するモータ２の他、本実施形態においてはＰＤＵ１１を介して後述する電熱ヒータ３０などの他の電気機器にも電力供給が可能な比較的大容量の二次電池である。
【００１５】
ＶＣＵ１３は、図示しない入出力装置、制御プログラム等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭなど）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタなどを備え、走行機構、通信機器、及び各種電装品等の電動車両１における制御対象を統合制御する車両制御ユニット（Vehicle Control Unit）である。
【００１６】
空調制御装置１４は、バッテリ１２から供給される電力で動作し、電動車両１の車室内の空気と後述する空調回路３１の作動流体との間で熱交換することにより車室内の空調を制御する。ここでは、図２を用いて空調制御装置１４の詳細構成を説明する。図２は、本発明に係る車両用空調制御装置の内部構成を示すシステム構成図である。空調制御装置１４は、供給経路２０、電熱ヒータ３０、空調管理部４０、及び空調操作部５０を含む。
【００１７】
供給経路２０は、車外空気（外気）又は車内循環空気（内気）を取り込み、取り込んだ空気を加熱又は冷却して車室内へ供給可能に構成された温風又は冷風の流路である。本実施形態の供給経路２０には、導入フラップ２１、ブロアファン２２、エバポレータ２３、温度制御フラップ２４、ヒータコア部２５、第１排出フラップ２６、第２排出フラップ２７、及び第３排出フラップ２８が設けられている。
【００１８】
導入フラップ２１は、供給経路２０へ取り込む空気として外気若しくは内気の割合を制御する可動機構である。ブロアファン２２は、回転することにより供給経路２０へ取り込む空気量を制御する羽根車であり、回転の停止状態においては供給経路２０の空気の導入及び排出が停止される。エバポレータ２３は、内部を循環する図示しない冷媒により、ブロアファン２２によって取り込まれた空気を冷却及び乾燥させる。
【００１９】
温度制御フラップ２４は、エバポレータ２３を通った空気を、ヒータコア部２５を通る方向、及びヒータコア部２５を迂回して下流側へ向かう方向へ供給する割合を制御する可動機構である。ヒータコア部２５は、内部を循環する作動流体としての加熱された水により、通過する供給経路２０内の空気との間で熱交換可能に構成されている。
【００２０】
そして、ヒータコア部２５を通過した空気、及び／又はヒータコア部２５を迂回した空気は、第１排出フラップ２６、第２排出フラップ２７、及び第３排出フラップ２８のそれぞれの可動機構により、例えば車室内における乗員の足元（図２のＡ及びＢ）、デフロスタ（図２のＣ）、乗員の正面（図２のＤ）へ送風方向が切り替えられる。
【００２１】
電熱ヒータ３０は、バッテリ１２から供給される電力を熱に変換して作動流体を加熱可能に構成される暖房用の熱源であり、ヒータコア部２５との間で作動流体が循環する空調回路３１に設けられる。
【００２２】
空調管理部４０は、詳細を後述する空調操作部５０から入力される操作情報に基づいて供給経路２０及び電熱ヒータ３０を制御する制御装置であり、出力制御部４１、ヒータ制御部４２、温度制御部４３、及びブロア制御部４４を含む。尚、空調管理部４０は、本実施形態においては独立した１つの制御装置として例示しているが、例えばＶＣＵ１３の機能として組み込まれて構成されていてもよい。
【００２３】
出力制御部４１は、第１排出フラップ２６、第２排出フラップ２７、及び第３排出フラップ２８のそれぞれを制御することにより、供給経路２０からの空気の排出経路を選択する。ヒータ制御部４２は、電熱ヒータ３０のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。温度制御部４３は、温度制御フラップ２４を制御することにより、供給経路２０から排出される空気の温度を調整する。ブロア制御部４４は、ブロアファン２２の回転数を制御することにより、供給経路２０に導入する空気量を調整する。
【００２４】
空調操作部５０は、電動車両１の乗員によって操作されることにより空調管理部４０を介して電動車両１の車室内の空調を制御するための入力装置であり、本実施形態においては出力モードダイヤル５１、「送風要求情報取得部」としてのブロアダイヤル５２、及び「暖房要求情報取得部」としての温度制御ダイヤル５３からなる。尚、入力形態は、ダイヤル形式に限られるものではなく、ボタン形式やタッチパネル形式など種々の変更が可能である。
【００２５】
出力モードダイヤル５１は、供給経路２０から空気の排出経路を乗員が選択するためのダイヤルであり、当該選択により第１排出フラップ２６、第２排出フラップ２７、及び第３排出フラップ２８が制御される。
【００２６】
ブロアダイヤル５２は、電動車両１の乗員により入力操作されることにより送風要求情報としての送風量を取得し、ブロア制御部４４を介してブロアファン２２を制御することにより、送風要求情報に応じて車室内への送風量を連続的に調整する。
【００２７】
温度制御ダイヤル５３は、電動車両１の乗員により入力操作されることで暖房要求情報としての要求温度を取得し、温度制御部４３を介して温度制御フラップ２４を制御することにより、暖房要求情報に応じて車室内への送風温度を調整する。温度制御ダイヤル５３は、本実施形態においては、ダイヤルを左側へ回すほど低温に、またダイヤルを右側へ回すほど高温に、車室内への送風温度が調整される。
【００２８】
次に、電熱ヒータ３０のＯＮ／ＯＦＦ制御について説明する。図３は、本発明に係る空調制御装置１４における電熱ヒータ３０のＯＮ／ＯＦＦ制御を示すフローチャートである。すなわちヒータ制御部４２は、図３のフローチャートに示すルーチンによって電熱ヒータ３０のＯＮ／ＯＦＦを切り替える制御を行う。
【００２９】
ヒータ制御部４２は、電動車両１のイグニションキーがＯＮに制御されることにより、図３のフローチャートをスタートさせる。フローチャートのルーチンがスタートすると、ヒータ制御部４２は、ブロアがＯＮであるか否か、すなわちブロアファン２２が回転しているか否かを判定する（ステップＳ１）。
【００３０】
ブロアがＯＦＦである場合には（ステップＳ１でＮｏ）、ヒータ制御部４２は、乗員による温度制御ダイヤル５３の操作を介した暖房要求がある場合であっても、電熱ヒータ３０をＯＦＦに制御して当該ルーチンを終了する（ステップＳ２）。
【００３１】
ブロアがＯＮである場合には（ステップＳ１でＹｅｓ）、ヒータ制御部４２は、空調回路３１を循環する作動流体としての水の温度が目標温度未満であるか否かを判定する（ステップＳ３）。ここで、目標温度とは、電動車両１の車室内へ供給する空気をヒータコア部２５により充分に加熱することができる水温として予め設定される温度である。
【００３２】
作動流体が目標温度以上である場合には（ステップＳ３でＮｏ）、ヒータ制御部４２は、温度制御ダイヤル５３の操作に拘らず電熱ヒータ３０をＯＦＦに制御して当該ルーチンを終了する（ステップＳ２）。
【００３３】
作動流体が目標温度未満である場合には（ステップＳ３でＹｅｓ）、ヒータ制御部４２は、乗員による温度制御ダイヤル５３の操作を介した暖房要求があるか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００３４】
暖房要求がない場合には（ステップＳ４でＮｏ）、ヒータ制御部４２は、乗員によるブロアダイヤル５２を介した送風要求がある場合であっても、電熱ヒータ３０をＯＦＦに制御して当該ルーチンを終了する（ステップＳ２）。
【００３５】
暖房要求がある場合には（ステップＳ４でＹｅｓ）、ヒータ制御部４２は、電熱ヒータ３０をＯＮに制御してスタートに戻る（ステップＳ５）。
【００３６】
以上のように、ヒータ制御部４２は、ステップＳ１、ステップＳ３、及びステップＳ４の少なくとも１つの条件でＮｏである場合には、電熱ヒータ３０をＯＦＦに制御する。尚、これらの条件判定は、必ずしもこの順序で行われる必要はなく、又は同時に判定してもよい。
【００３７】
そして、特に本実施形態に係るヒータ制御部４２は、暖房要求及び送風要求がある場合に電熱ヒータ３０を駆動し、送風要求がない場合には暖房要求の有無に拘らず電熱ヒータ３０の作動を停止することから、車室内への送風がない状態で電熱ヒータ３０で電力を使用する無駄なエネルギー消費を抑制することができる。したがって、本発明にかかる空調制御装置１４によれば、車室内暖房に電熱ヒータ３０を用いる場合であっても、より暖房におけるエネルギー消費量を低減することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  電動車両
２  モータ
１２  バッテリ
１４  空調制御装置
２０  供給経路
２２  ブロアファン
２５  ヒータコア部
３０  電熱ヒータ
３１  空調回路
４０  空調管理部
４２  ヒータ制御部
４３  温度制御部
４４  ブロア制御部
５０  空調操作部
５１  出力モードダイヤル
５２  ブロアダイヤル
５３  温度制御ダイヤル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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