(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内へ空調風を発生させる空調風発生手段と、
前記空調風を冷却／加熱する空調風熱交換手段と、
車室内外の熱環境を計測する熱環境計測手段と、
目標車室内熱環境に近傍するよう前記空調風発生手段と前記空調風熱交換手段とを制御する空調制御手段とを有する空調装置と；
車両および前記空調装置を駆動する電源としての電池と、
前記電池の充電率が目標充電率となるように、前記電池を充電する充電器の電流、電圧、電力を制御する充電制御手段と、
前記充電制御手段で使用する車両の走行開始時刻、走行予定距離などの車両走行要件の設定と、充電期間に前記空調装置を動作させるために使用する目標車室内熱環境などの事前空調要件の設定を行うための事前乗員設定手段と、
現在の時刻を監視するための時刻監視手段と、
前記充電制御手段、前記事前乗員設定手段および前記時刻監視手段により、前記空調装置への供給電流、電圧、電力を決定する空調装置電力供給手段とを備えた事前空調装置において、
少なくとも車両の走行距離、走行時間および車両駆動に要した電力を各使用ごとに記憶する走行情報履歴記憶手段と、
前記熱環境計測手段による熱環境履歴を記憶する熱環境履歴記憶手段と、
前記熱環境履歴記憶手段に記憶された熱環境履歴と現在の熱環境とに基づいて、走行開始時刻における車室内の熱環境を予測する熱環境予測手段と、
前記走行情報履歴記憶手段に記憶された走行情報履歴と、前記熱環境予測手段の熱環境予測値と、前記充電制御手段による充電状態と、前記走行開始時刻および前記目標車室内熱環境と、現在の時刻および熱環境とに基づいて、乗員が事前空調の設定を行なうための支援情報を表示する事前空調設定支援手段と、
前記事前空調設定支援手段による支援情報と、前記事前乗員設定手段の設定結果とを複数回記憶する空調設定履歴記憶手段と、
前記空調設定履歴記憶手段に記憶された前記支援情報と前記設定情報との関係に基づいて、事前空調優先度を判定する事前空調優先度判定手段と、
前記事前空調優先度判定手段の事前空調優先度と、前記走行情報履歴記憶手段に記憶されている電力消費量と、前記事前乗員設定手段で設定した走行予定距離とに基づいて前記電池の目標充電率を演算する目標充電率演算手段と、
前記目標車室内熱環境と前記熱環境予測手段の走行開始時刻における車室内熱環境予測値との差に基づいて前記空調装置の空調スケジュールを変更する事前空調補正手段とを備えることを特徴とする電気自動車用事前空調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気自動車用事前空調装置において、
前記事前空調設定支援手段は、前記熱環境予測手段の熱環境予測値と前記目標車室内熱環境との差に基づいて、事前空調の必要性を表示する事前空調必要性判定表示手段と、
前記充電制御手段による充電状態と、現在の時刻から前記走行開始時刻までの余裕時間とに基づいて、前記走行開始時刻における充電率を予測する充電率予測手段と、
前記充電率予測手段の充電率予測値と、前記走行情報履歴記憶手段の走行情報履歴と、空調の設定熱環境とに基づいて、前記走行開始時刻までに前記目標車室内熱環境に到達可能かどうかを判定して表示する事前空調可能性判定表示手段とを有し、
前記空調設定履歴記憶手段は、前記事前空調必要性判定表示手段および前記事前空調可能性判定表示手段の表示後の乗員の設定手段の変更項目および変更量の履歴を、表示した事前空調の必要性および可能性の値とともに記憶することを特徴とする電気自動車用事前空調装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電気自動車用事前空調装置において、
前記事前空調優先度判定手段は、前記空調設定履歴記憶手段に記憶された設定変更履歴の平均に重みを掛けた線形和によって事前空調優先度を算出することを特徴とする電気自動車用事前空調装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電気自動車用事前空調装置において、
前記事前空調優先度判定手段は、前記空調設定履歴記憶手段に記憶された設定変更履歴から、各設定変更を複数個の設定変更範囲に分割してそれぞれの範囲に相当する頻度を算出し、それぞれの頻度に予め算出された重みを掛けた線形和を算出し、予め算出されている線形和と事前空調優先度の相関関数によって事前空調優先度を算出することを特徴とする電気自動車用事前空調装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電気自動車用事前空調装置において、
前記事前空調補正手段は、前記空調設定情報手段に記憶されている走行中の設定室温平均値と、前記走行情報履歴記憶手段に記憶されている平均走行消費電力とに基づいて、事前空調の目標となる設定室温を補正することを特徴とする電気自動車用事前空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の使用に先だって車室内を空調する電気自動車用事前空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の使用に先だって車室内を事前に空調する電気自動車用空調装置が知られている（例えば、実開平６−８２３号公報参照）。
この種の装置では、電池の充電が終了した時点から空調装置を駆動し、車室内を事前に空調している。
一般に、電気自動車の電池を充電するには５ｋＷ程度の電力を必要とし、また、空調装置を稼動するには最大２ｋＷ程度の電力を必要とする。このため、一般家庭で電気自動車の電池を充電しながら事前空調を行なうと７ｋＷ程度の電力が必要となり、１００Ｖでは約７０Ａの大きな電流が流れる。そのため、大きな容量の電源線を配線しなければならず、設備コストがかかるという問題がある。
そこで、上記の装置では、電池の充電が完了してから空調装置を稼働するようにして電源容量を５ｋＷ程度に抑え、電源線などの設備コストを抑制している。
【０００３】
また、空調制御特性を乗員の感覚に合わせて順次補正するようにした車両用空調装置が知られている（例えば、特開平３−５４０１５号公報参照）。
この種の装置では、オートエアコンの制御特性に設定されている基準点に達する以前に、乗員が風量などを手動で変更した場合には、基準点をその変更度合い応じて順次補正している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した前者の電気自動車用空調装置では、電池の充電が終了してから空調装置を起動するために、充電を優先すれば十分な空調が行なえず、車両を使用するまでに車室内を所望の熱環境にすることができないという問題が発生する。また、空調を優先すれば電池の充電率が低くなり、走行可能距離が減少して行動範囲が小さくなるという問題が発生する。
充電と空調のどちらを優先するかは、使用者によっても、状況によっても変化するので、始めから一義的に優先順位を決めてしまうと必要以上に長い時間空調したり、短距離しか走行しないのに必要以上に充電して空調時間が足りなくなることもある。
【０００５】
そこで、事前空調に対して後者の空調制御を導入し、乗員の設定変更に応じて事前空調の制御パラメータを逐次学習させることによって、各環境条件において乗員の好みに応じた事前空調の制御特性を得ることが考えられる。
しかしながら、前者の事前空調と後者の空調制御とを単純に組み合わせるだけでは、乗員の設定の特徴を正確に抽出することができないという問題がある。なぜならば、後者の空調制御では、ある熱環境に対する空調制御特性を、実際にその制御出力を感じ取った乗員の変更操作をもとにして補正するが、前者の事前空調では、乗員が車両に搭乗していないから実際の制御出力を感じ取って判断することができないからである。したがって、何らかの方法で制御結果を予測し、それに対する判断を乗員に求める必要がある。
【０００６】
また、電気自動車用空調装置では、走行距離に見合うだけの十分な充電量を確保することが熱環境に対する好みよりも優先されるため、乗員の設定の変更が熱環境に対する好みではないことが多い。このため、乗員の熱環境に対する好みを正確に抽出することが難しい。さらに、日々の走行距離は使用者によって異なるし、山岳路と市街地とでは同じ走行距離でも消費電力が異なる。通常、短距離しか走行せず、満充電が必要でない使用者は、自分の好む事前空調が可能であるにも関わらず充電優先の設定をするので、事前空調をしないような学習をしてしまう可能性がある。
さらには、駐車中の車両周囲が熱地なのか寒地なのか、屋内なのか屋外なのかといった気候の特性は車両開発時には不明であり、充電中の空調についての選択は使用者に任されることになる。ところが、使用者にエネルギー効率の最もよい空調方法の知識がないと、充電不足が起きる可能性がある。つまり、駐車中の周囲の熱環境特性と、走行パターンにもとづく充電装置の使用特性と、事前空調の設定特性とをすべて精度よく学習させる必要がある。
【０００７】
本発明の目的は、必要な充電量を確保しながら車室内の事前空調を行なう電気自動車用空調装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解するための手段】
上記目的を達成するために、
（１）  車室内へ空調風を発生させる空調風発生手段と、前記空調風を冷却／加熱する空調風熱交換手段と、車室内外の熱環境を計測する熱環境計測手段と、目標車室内熱環境に近傍するよう前記空調風発生手段と前記空調風熱交換手段とを制御する空調制御手段とを有する空調装置と；  車両および前記空調装置を駆動する電源としての電池と、前記電池の充電率が目標充電率となるように、前記電池を充電する充電器の電流、電圧、電力を制御する充電制御手段と、前記充電制御手段で使用する車両の走行開始時刻、走行予定距離などの車両走行要件の設定と、充電期間に前記空調装置を動作させるために使用する目標車室内熱環境などの事前空調要件の設定を行うための事前乗員設定手段と、現在の時刻を監視するための時刻監視手段と、前記充電制御手段、前記事前乗員設定手段および前記時刻監視手段により、前記空調装置への供給電流、電圧、電力を決定する空調装置電力供給手段とを備えた事前空調装置に適用される。
そして、少なくとも車両の走行距離、走行時間および車両駆動に要した電力を各使用ごとに記憶する走行情報履歴記憶手段と、前記熱環境計測手段による熱環境履歴を記憶する熱環境履歴記憶手段と、前記熱環境履歴記憶手段に記憶された熱環境履歴と現在の熱環境とに基づいて、走行開始時刻における車室内の熱環境を予測する熱環境予測手段と、前記走行情報履歴記憶手段に記憶された走行情報履歴と、前記熱環境予測手段の熱環境予測値と、前記充電制御手段による充電状態と、前記走行開始時刻および前記目標車室内熱環境と、現在の時刻および熱環境とに基づいて、乗員が事前空調の設定を行なうための支援情報を表示する事前空調設定支援手段と、前記事前空調設定支援手段による支援情報と、前記事前乗員設定手段の設定結果とを複数回記憶する空調設定履歴記憶手段と、前記空調設定履歴記憶手段に記憶された前記支援情報と前記設定情報との関係に基づいて、事前空調優先度を判定する事前空調優先度判定手段と、前記事前空調優先度判定手段の事前空調優先度と、前記走行情報履歴記憶手段に記憶されている電力消費量と、前記事前乗員設定手段で設定した走行予定距離とに基づいて前記電池の目標充電率を演算する目標充電率演算手段と、前記目標車室内熱環境と前記熱環境予測手段の走行開始時刻における車室内熱環境予測値との差に基づいて前記空調装置の空調スケジュールを変更する事前空調補正手段とを備える。
走行距離、走行時間、所要電力量などの走行情報履歴と、走行開始時刻における車室内の熱環境予測値と、電池の充電状態と、走行開始時刻および目標車室内熱環境と、現在の時刻および熱環境とに基づいて乗員が事前空調の設定を行なうための支援情報を表示し、支援情報に対する事前空調の設定情報履歴に基づいて事前空調優先度を判定し、事前空調優先度と電力消費量と走行予定距離とに基づいて電池の目標充電率を演算するとともに、目標車室内熱環境と走行開始時刻における車室内熱環境予測値との差に基づいて空調スケジュールを変更する。
（２）  請求項２の電気自動車用事前空調装置の前記事前空調設定支援手段は、前記熱環境予測手段の熱環境予測値と前記目標車室内熱環境との差に基づいて、事前空調の必要性を表示する事前空調必要性判定表示手段と、前記充電制御手段による充電状態と、現在の時刻から前記走行開始時刻までの余裕時間とに基づいて、前記走行開始時刻における充電率を予測する充電率予測手段と、前記充電率予測手段の充電率予測値と、前記走行情報履歴記憶手段の走行情報履歴と、空調の設定熱環境とに基づいて、前記走行開始時刻までに前記目標車室内熱環境に到達可能かどうかを判定して表示する事前空調可能性判定表示手段とを有し、前記空調設定履歴記憶手段によって、前記事前空調必要性判定表示手段および前記事前空調可能性判定表示手段の表示後の乗員の設定手段の変更項目および変更量の履歴を、表示した事前空調の必要性および可能性の値とともに記憶するようにしたものである。
熱環境予測値と目標車室内熱環境との差に基づいて事前空調の必要性を表示するとともに、走行開始時刻における充電率予測値と走行情報履歴と空調の設定熱環境とに基づいて事前空調の可能性を表示し、それらの表示後の乗員の空調設定の変更項目および変更量の履歴を事前空調の必要性および可能性とともに記憶する。
（３）  請求項３の電気自動車用事前空調装置の前記事前空調優先度判定手段は、前記空調設定履歴記憶手段に記憶された設定変更履歴の平均に重みを掛けた線形和によって事前空調優先度を算出するようにしたものである。
（４）  請求項４の電気自動車用事前空調装置の前記事前空調優先度判定手段は、前記空調設定履歴記憶手段に記憶された設定変更履歴から、各設定変更を複数個の設定変更範囲に分割してそれぞれの範囲に相当する頻度を算出し、それぞれの頻度に予め算出された重みを掛けた線形和を算出し、予め算出されている線形和と事前空調優先度の相関関数によって事前空調優先度を算出するようにしたものである。
（５）  請求項５の電気自動車用事前空調装置の前記事前空調補正手段は、前記空調設定情報手段に記憶されている走行中の設定室温平均値と、前記走行情報履歴記憶手段に記憶されている平均走行消費電力とに基づいて、事前空調の目標となる設定室温を補正するようにしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
−第１の実施形態−
図１は第１の実施形態の構成を示す。
１は空調風発生手段としてのブロアファン、２は空調風熱交換手段としてのクーラーおよびヒーターユニット、３は熱環境計測手段としての室温センサ、４は熱環境設定手段としての室温設定器である。５は冷媒圧縮手段としてのコンプレッサであり、モータなどにより駆動される。６は冷媒圧縮手段制御手段としてのコンプレッサ制御装置であり、コンプレッサ５を制御する。冷媒圧縮手段にモータ駆動式のコンプレッサを使用する場合には、コンプレッサ制御装置６は主にコンプレッサの起動、停止制御と回転数制御に用いられる。
【００１０】
７は空調制御手段としての空調制御アンプであり、室温センサ３による室温計測結果と室温設定器４による室温設定値とに応じて、ブロアファン１、クーラーおよびヒーターユニット２、コンプレッサ５およびコンプレッサ制御装置６を制御する。８は電池であり、鉛酸電池などの充電可能な電池である。９は充電制御手段としての充電制御装置であり、電池８の充電時に充電電圧と充電電流を制御する。一般に充電電圧を一定にして充電すると充電時間が短くなるので、充電電圧を一定にしながら充電電流を電池の充電量に応じて変化させる方法を用いることが多い。充電制御装置９はまた、充電監視手段としての充電監視装置１０へ供給可能な電力を出力している。充電監視装置１０は、コンプレッサ５や電気ヒーターなどに対して電力を供給する際、空調制御アンプ７および充電制御装置９と情報をやりとりしながら電力量を調節する。ｌｌは時刻監視手段としての時刻監視装置であり、現在の時刻を監視して現在の時刻と乗員が再搭乗する時刻との時間差を充電制御装置９と充電監視装置１０へ出力する。
【００１１】
１２は車両駆動手段としての駆動モータである。１３は車両駆動手段制御手段としての駆動モータ制御装置であり、駆動モータ１２の出力を制御する。１４は充電用電源コネクタであり、例えば家庭用電源からの送電線や家屋内のリモートコントローラからの信号線を引き入れるためのコネクタである。
１５は事前乗員設定手段としての事前乗員設定装置であり、車室内あるいは家屋内などの充電電源付近に設置され、乗員が搭乗予定時刻、走行予定距離、事前空調の設定など、搭乗前の諸設定を行うためのものである。１６は事前空調設定支援手段としての事前空調設定支援装置であり、室温センサ３、充電制御装置９、事前乗員設定装置１５、後述する記憶装置１７からの信号により、乗員が事前空調の設定をするための支援情報を演算し表示する。１７は記憶手段としての記憶装置であり、停車中および走行中の熱環境の履歴や、走行距離、走行消費電力などの走行情報の履歴、走行中あるいは充電中に乗員が行った空調設定の履歴などを記憶し、事前空調設定支援装置１６へ記憶情報を出力して支援情報を演算する際に使用される。
【００１２】
なお、この実施形態では、熱環境計測手段として室温センサ３を用いた例を示すが、熱環境計測手段は室温センサ３に限定されず、日射量を計測する日射センサ、外気温を計測する外気温センサなどを併用するようにしてもよい。そうすれば、熱環境の計測精度を向上させることができる。
また、熱環境計測手段を車両内外に点在させて配置し、車両内外の熱環境分布を計測するようにしてもよい。
さらに、この実施形態では熱環境設定手段として室温設定器４を用いる例を示すが、吹出口設定器、風量設定器、空調風導入口設定器、ステアリングヒーター設定器などの各種空調関係の設定器を併用するようにしてもよい。そうすれば、より乗員の好みの設定が可能になり、快適性が向上する。
さらにまた、事前乗員設定装置１５を車室内と家屋内などに複数個設置してもよい。車室内にある場合には、事前空調の設定については熱環境設定手段で兼用してもよい。
【００１３】
図２は事前乗員設定装置１５を示す。
３１は表示部であり、事前空調設定支援装置１６の現在の動作モード、予定走行距離、搭乗予定時刻、事前空調設定温度、事前空調の文援情報などを表示する。３２〜３６は操作スイッチであり、３２はシステムの電源スイッチ、３３は事前空調設定支援装置１６の動作モードを、スケジュールの設定を行う設定モードと充電を実施する実施モードとで切り換える充電／設定切換スイッチ、３４は事前空調を手動で入、切するための事前空調スイッチ、３５は動作モードが設定モードの時に設定する項目を切り換えるための設定選択スイッチ、３６は距離、時刻、温度の設定パラメータを入力するための数字キー３６ａ、カーソル移動キー３６ｂ、削除キー３６ｃ、確定キー３６ｄを含む入力キーである。
電源スイッチ３２、充電／設定切換スイッチ３３、事前空調スイッチ３４はそれぞれ、ＯＮ／ＯＦＦ伏態を表示するインジケータランプを備えている。
【００１４】
図３〜図６はそれぞれ、代表的な状況における事前乗員設定装置１５の表示状態を示す。
図３は、全ての設定終了後、充電モードで充電を行なっている時の表示状態を示し、各設定値を通常の文字で表示している。図４は、設定モードにおいて走行距離の設定を選択している状態を示す。設定対象になっている項目がリバース表示され、設定選択スイッチ３５を押すたびに順次設定対象項目が切り換わる。また、図に示すように未確定の数値は点滅表示され、数字キー３６ａによる数値の入力後に確定キー３６ｄが押されると設定が確定され、図５に示すように点滅しないリバース表示に切り換わる。さらに、設定選択スイッチ３５によって設定対象項目を変更すると、図６に示すようにリバース表示される設定対象項目と数値が次の設定項目と数値に切り換わり、数値が点滅表示される。
すべての設定を終了した場合は、確定キー３６ｄを２度連続して押すなどの設定終了操作を実行することによって、事前乗員設定装置１５が事前空調設定支援装置１６と充電制御装置９に設定入力終了を送信する。
ところで、各項目の初期値は前回使用時の設定数値を表示し、前回（前日）と同じ設定でよい場合には再設定しなくても済むようになっている。これにより、使用者の操作量が減って煩わしさが解消される。なお、この実施形態では操作量の低減のために前回の設定数値を用いるようにしたが、過去の設定履歴データから算出される同時期の平均設定値などの代表値を用いてもよい。
【００１５】
図７は一実施形態の空調処理を示すフローチャートである。
ステップ７０１では、事前空調設定支援装置１６の動作モードが実施モードか設定モードかを判別し、設定モードの場合にはステップ７０２へ進んで事前空調選択処理を行い、実施モードの場合にはステップ７０３へ進んで充電、事前空調実施処理を行う。ステップ７０２，７０３における処理については後述する。
ステップ７０４では、車両のメインスイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態などによって車両が使用開始されたか否かを判別し、まだ使用開始されていない場合にはステップ７０５へ進み、使用開始された場合にはステップ７０８へ進む。ステップ７０５では搭乗予定時刻を過ぎたか否かを判別し、過ぎている場合にはステップ７０６へ進み、過ぎていない場合にはステップ７０１へ戻ってステップ７０１〜７０４の処理を繰り返す。ステップ７０６では、搭乗予定時刻から既定時間が経過したか否かを判別し、経過していない場合にはステップ７０１へ戻ってステップ７０１〜７０６の処理を繰り返し、既定時間が径過している場合にはステップ７０７へ進む。ステップ７０７では、事前乗員設定装置１５による設定変更があるか否かを判別し、設定変更があった場合のみステップ７０１へ戻り、変更がない場合にはステップ７０４へ戻って無駄な電力消費をしないように使用開始されるまで何もしない待ち状態とする。
【００１６】
車両の使用が開始された時は、ステップ７０８で走行開始時の熱環境を入力する。ステップ７０９では、現在の室温と事前空調設定時の設定室温とを比較し、その差温と、現在の充電量と目標充電量との差から、事前空調結果を判定し、続くステップ７１０で、事前空調結果に基づく推奨設定を表示する。
ステップ７１１では、車両のメインスイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態などによって使用（走行）が終了したか否かを判別し、使用終了の場合にはステップ７１２へ進み、まだ使用中の場合にはステップ７ｌ３へ進む。まだ使用中の場合は、ステップ７ｌ３で走行中の空調設定の履歴を熱環境とともに記憶し、ステップ７１１へ戻って使用終了まで処理を繰り返す。一方、使用終了の場合は、ステップ７１２で今回の熱環境、走行パターン、事前空調、走行中の空調設定のそれぞれの履歴を記憶装置１７に記憶し、次回使用時以降の制御で使用する各パラメータを演算して記憶する学習処理を実施したのち、処理を終了して始動待ち状態とする。
【００１７】
次に、図８のフローチャートにより、事前空調選択処理を説明する。
ステップ８０１において、事前乗員設定装置１５で設定されている走行スケジュール、空調設定を入力する。続くステップ８０２で、室温センサ４から車室内温度を入力する。なお、熱環境計測手段として外気温センサ、日射センサなどを併用する場合には、それらの計測器から外気温、日射量などを入力する。ステップ８０３では、充電制御装置９から現在の充電状態を入力する。
ステップ８０４において、入力された熱環境情報と、記憶装置１７に記憶されている現在時刻から搭乗予定時刻までの期間と同一期間の外気温や日射量などの熱環境履歴に基づいて、空調しない状態で停車させた場合の搭乗予定時刻における車室内温度を予測する。なお、この実施形態では記憶装置１７に記憶されている熱環境履歴データに基づいて車室内温度の予測値を求めているが、例えば電話回線を介して天気予報を入手し、搭乗予定時刻までの外気温、日射量の変化予測精度を上げることが可能である。この場合、記憶装置１７に記憶されている熱環境履歴データは使用車両の駐車位置の環境に伴う熱環境特性を表しており、後者の天気予報は前記特性を天候の変化によって補正するために使用する。
【００１８】
ステップ８０５において、室温設定器４で設定されている設定室温と上記ステップで求めた予測室温との差が所定値以上か否かを判別し、所定値以上の場合にはステップ８０６へ進んで事前空調必要フラグをＯＮし、所定値を越えていない場合にはステップ８０７へ進んで事前空調必要フラグをＯＦＦする。
ステップ８０８では、事前乗員設定装置１５の表示部３１に、設定室温と予測室温との差に応じた事前空調必要性を表示する。この表示は、例えば図９に示すように表示部３１に文字”必要”で表示してもよいし、図１０に示すように設定室温と予測室温との差に応じて変化するグラフで表示してもよい。また、図９、図１０に示すように事前空調スイッチ３４のインジケータを点滅させるなど、使用者に設定を促すような表示を行なってもよい。
【００１９】
ステップ８０９では、事前乗員設定装置１５の事前空調スイッチ３４が操作されて事前空調が選択されたか否かを判別し、選択されている場合にはステップ８１０へ進み、選択されていない場合にはステップ８１３へ進む。
ステップ８ｌ０では、現在の電池８の充電状態において現設定の事前空調が可能か否かを判定する。具体的にはまず、設定されている予定走行距離と、記憶装置１７に記憶されている走行中の平均消費電力データとに基づいて走行に必要な電力を演算する。続いて、走行に必要な電力から現在の充電量を差し引いて、搭乗予定時刻までに充電しなければならない必要充電量を演算する。さらに、現在の設定の事前空調を実施するために必要な消費電力を演算し、先の必要充電量と合計した充電時必要電力量と、搭乗予定時刻までに電源側から供給可能な最大供給電力量とを比較して、最大供給電力量の方が大きいほど、現設定のままで事前空調を実施できる可能性が大きいと判定する。そして、最大供給電力量と充電時の必要電力量との差が所定値以下の場合には、事前空調不可能と判定する。
【００２０】
ステップ８ｌｌでは、上記ステップで事前空調が可能と判定されたか否かを判別し、事前空調が不可能な場合にはステップ８１２へ進み、可能な場合にはステップ８１３へ進む。ステップ８１２では、使用者に設定の変更を促すための表示を行う。この表示には、図１１に示すように表示部３１に事前空調が不可能であることを、事前空調の可能性の大きさに応じて長さを変えるグラフで表示し、使用者に可能性の程度が容易に分かるようにする。また、同時に設定変更の候補を、設定表示の隣に表示する。この候補の数値は、該当する設定項目を単独で変更することによって事前空調を可能とするための設定値である。なお、候補の数値には、例えば事前空調可能性を１０％増加させるためにはどの位変更しなければならないかという、各設定項目の変更効果率を表示するようにしてもよい。
ステップ８１３では、設定モードを終了して充電および事前空調を実施する実施モードへ切り換える操作が行なわれたか否かを判別し、設定モードを終了した場合にはステップ８１４へ進み、終了していない場合にはステップ８１６へ進む。ステップ８１４では、設定変更パターン、環境条件、事前空調必要フラグ、事前空調ＯＮ／ＯＦＦ状態を図１２に示すような配置で記憶装置１７に事前空調設定履歴として記憶する。そしてステップ８１５で、動作モードを実施モードに変更して図７に示す空調処理ヘ戻る。一方、ステップ８１６では、使用者が事前乗員設定装置１５の操作をしていない時間が所定時間以上経過したか否かを判別し、経過した場合には自動的に動作モードを実施モードへ切り換えるためにステップ８１４へ進む。経過していない場合には図７に示す空調処理へ戻る。
【００２１】
次に、図１３のフローチャートにより、充電、事前空調実施処理を説明する。ステップｌ３０１において、記億装置１７に記憶されている使用者の事前空調設定の履歴に基づいて算出された事前空調優先度を入力する。続くステッブｌ３０２では、先に設定した走行スケジュールの走行予定距離と、記憶装置１７に記憶されている単位走行距離当たりの平均使用電力から計算した電力消費量と、ステップｌ３０１で算出した事前空調優先度とに基づいて、使用開始時に最低限充電しておくべき目標充電率を算出する。すなわち、まず走行予定距離を走行するために最低限必要な充電率を計算する。次に、事前空調優先度に応じて予め定められている倍率を必要充電率に乗じて目標充電率とする。この実施形態では、演算に用いる倍率は図１４に示すように事前空調優先度が大きいほど値が小さくなるように設定されている。したがって、事前空調よりも充電を優先しがちな使用者は、事前空調を優先する使用者より目標充電率が大きくなり、その分、走行のために使用可能な電力を大きくとることが可能となる。
【００２２】
ステップｌ３０３では、現在の充電制御装置９から入力した充電率が目標充電率を越えたか否かを判別し、越えている場合にはステップｌ３０４へ進んで充電終了の表示を行う。
ステップｌ３０５で事前空調が選択されているか否かを判別し、選択されている場合にはステップｌ３０７へ進み、選択されていない場合にはステップｌ３０６へ進む。ステップｌ３０６では、目標充電率を越えて充電が終了しているか否かを判別し、終了している場合にはステップｌ３０７へ進む。この場合は既に充電が完了しており、事前空調が選択されていなくても事前空調するようにし、乗車時の快適性を同上させる。
ステップｌ３０７では室温センサ４から車室内温度を入力する。なお、熱環境計測手段として外気温センサや日射センサなどの計測器を併用する場合には、それらの計測器から外気温、日射量などの熱環境情報を入力する。続くステップｌ３０８では、入力した熱環境情報を記憶装置１７に記億する。ステップｌ３０９で、入力した熱環境情報と、過去の熱環境履歴と、現在の空調スケジュールから搭乗予定時刻における室温を予測する。
ステップｌ３１０で予測室温と設定室温との差を算出し、差が大きい場合には現空調スケジュールの変更が必要と判定し、ステップ１３ｌｌで最適な空調スケジュールを設定する。ただし、事前空調が選択されておらず設定室温が入力されていない場合には、記億装置１７に記億された過去の同時期の設定室温の平均値を今回の設定温度として用いる。ステップｌ３１２では、空調スケジュールの現時刻の設定を空調制御アンプ７へ出力する。
【００２３】
図１５のフローチャートにより、学習処理を説明する。
ステップ１５０１において、今回、事前乗員設定装置１５によって行った設定を記憶装置１７の乗員事前空調設定履歴領域に記憶する。ステップ１５０２では、記憶装置１７の乗員事前空調設定履歴領域に記憶されている全履歴から、その使用者の事前空調優先度を演算する。優先度の演算に際しては、図１６に示すような予め定められている各操作種類ごとの重みによる設定履歴の荷重平均を用いる。
ステップｌ５０３では、今回使用した熱環境を記憶装置１７の熱環境履歴領域に記憶する。続くステップｌ５０４で、記憶装置１７の熱環境履歴領域に記憶された履歴を用いて熱環境マップを更新する。熱環境マップは、図１７に示すように、各月日、各時問ごとの熱環境の平均値をマップ上に記憶したもので、次回以降の室温に使用する。ステップｌ５０５では、実走行距離と、走行に使用した総電力を実走行距離で割ったｌｍあたりの消費電力と、予定走行距離と実走行距離との差を走行情報として記憶装置１７の走行情報履領域に記憶する。
ステップｌ５０６では、ステップｌ５０５で更新された走行情報履歴領域に記憶されている走行距離と、消費電力と、予定走行距離と実走行距離との差の３つの平均値をそれぞれ算出する。ステップｌ５０７で、走行中に行われた空調設定を熱環境とともに記憶装置１７の乗員設定履歴領域に記憶する。ステップｌ５０８で、記憶装置１７の乗員設定履歴領域に記憶されている履歴を、熱環境ごとに平均して熱環境条件ごとの空調設定マップを作成する。空調設定マップは、図１８に示すように、外気温、日射量ごとに設定室温の設定平均値を記憶したものである。ただし、経験していない熱環境条件の領域では、初期値として例えば２５℃といった予め定められた値となる。また、隣合う領域での乗員設定特性の差が大き過ぎないように近接した領域で平滑化処理を行う。
【００２４】
次に、上述した各処理と効果を使用者の操作手順に沿って説明する。
（１）  まず使用者は、充電用電源コネクタ１４を車両から家庭用電源に接続し、事前乗員設定装置１５の充電／設定切換スイッチ３３を設定モードにし、走行スケジュールと事前空調の設定を入力すると、事前空調設定支援装置１６は駐車している熱環境の履歴に基づいて、事前空調の必要性の度合いを表示する。
（２）  そして、事前空調が選択された場合には、過去の走行情報による消費電力の予測値と現在の充電率から求めた必要な走行電力と、設定室温にするために必要な空調電力とを合計した必要電力を算出し、搭乗予定時刻までにこの必要電力が家庭用電源から供給可能かどうかを判定し、結果を表示する。この時、過去の走行情報の履歴から算出した消費電力の学習値を用いるので、車両特性の経時変化、走行環境、使用者の運転特性などによって個別に変化し、開発時には予測できない消費電力の変動代を考慮にいれた適切な情報が提供される。
（３）  次に使用者は、表示された事前空調の可能性を見て、可能性が低い場合には、次に表示されている選択項目の候補から適当な項目を選択して設定変更する。ここで、表示画面には事前空調が可能となるために各選択項目をどれだけ変更すればよいかを表示するので、使用者はその情報を参照して容易に変更量を決定することができる。
（４）  以上の設定モードによって充電中の設定を終了し、動作モードを実施モードに切り換えると、搭乗予定時刻までの充電および空調制御装置の動作スケジュールを作成して、各時刻に応じた制御量を出力する。ただし、実施モード期間中でも、各時点での充電伏態と熱環境の変化に応じてスケジュールを逐次見直し、最適な制御量を算出する。また充電は、過去の走行情報履歴と事前空調優先度から算出した目標充電率となった時点で終了し、走行開始まで事前空調のために電力を供袷する。
この目標充電率は、走行情報の平均消費電力が大きく、事前空調の優先度が低いほど高く設定される。したがって、普段から走行のために多くの電力を消費しがちな車両の場合には、充電が重視されることになり、走行開始時の充電率が高く設定される。
また、過去の走行情報履歴に記憶されている予定走行距離と実走行距離の偏差が大きい使用者の場合にも、その偏差に応じて目標充電率を高く設定する。これにより、事前の設定と使用量との差異の個人差に対応可能で、必要以上に多めに設定しがちな使用者では目標充電率を低くし、予定距離よりも長く走行することが多い使用者の場合には目標充電率を高くする。
走行開始後には、各時点の設定を記憶装置１７の設定記憶履歴領域に逐次記億し、使用終了後に平均化処理を行って、次回以降の事前空調設定支援と充電、事前空調を実施する際に使用する。これにより、過去の乗員の空調設定に応じて最適な事前空調を実施することが可能となる。
【００２５】
−第２の実施形態−
この第２の実施形態では、事前空調優先度を算出する際の知識として用いる判別関数の算出にファジィ推論を用いる。すなわち、図１９に示すように、記憶装置１７の事前空調設定履歴領域に記憶されているデータを図２０のアイテムごとのカテゴリとしてファジィ平均する。図１９の数値の意味は、変更した全電力分に占める各設定項目変更分の消費電力換算の割合である。図２０のｘｉｋ（ｉ＝１，２，３、ｋ＝１，２，３）は、記憶装置１７の事前空調設定履歴領域の各設定項目の数値が各カテゴリの数値範囲に含まれる頻度である。
そして、各カテゴリごとに所定の重みを掛けて総和をとった判別得点を算出し、図２１に示す判別得点と事前空調優先度との関係を用いて事前空調優先度を算出する。図２０の各カテゴリの重みと図２１の関係は開発時に定められる。すなわち、数種類の標準的な変更パターンについて事前空調優先度を先験的に与え、一般に知られているファジィ数量化２類理論（出展：和多田ら，行動計量学  ｖｏｌ．９，Ｎｏ．２，（１９８２），ｐｐ．２４−３２など）を用いて、カテゴリの重みおよび事前空調優先度を算出する判別関数を算出する。図２２の表に示す構造のデータがあるとする。Ｂｒ（ｒ＝１，…，Ｍ）はファジィ外的基準と呼ばれ、最終的に求めるべき判別式によって分離されるべき要素の集合で、本実施形態の事前空調優先度に相当する。これらは、［０，１］のファジィ数で表現されたＭ個のデータ群で、本実施形態では空調優先タイプと充電優先タイプとの２個のファジィ群になる。Ａｉ（ｉ＝１，…，Ｋ）は、数個のアイテムの複数個のカテゴリを順にならべたもので、本実施形態では図１９に示すカテゴリに相当する。ファジィ数量化２類理論の目的は、各カテゴリＡｉについてカテゴリウェイトａｉ（ｉ＝１，…，Ｋ）を用いた線形式
【数１】
ｙ（ω）＝Σａ１・μ１（ω）；ω＝１，…，Ｎ
ここで、Σはｉ＝１〜Ｋの総和を示す。
によって、ファジィ外的基準の構造を最もよく表すように、言い換えれば、外的基準のファジィ群が最もよく分離されるようにａ１（ｉ−１，…，Ｋ）を決めることである。具体的には、ファジィ群の分離の程度を示す次式のファジィ分散比η２を導入し、η２を最大にするａｉを決定する。
【数２】
η２＝Ｂ／Ｔ
ここで、Ｂはグループ間ファジィ分散比であり、Ｔは全ファジィ分散比である。ａｉの算出は、先の出展の文献などに示されているように、数式２へ図２１の値を代入した関係式を変形し、行列の固有値問題に帰着させることによって行う。ａｉが求まると、各サンプルの線形式（数式１）による判別得点ｙ（ω）が算出でき、判別得点に応じて各外的基準値を算出するための相関式が、図２３に示すような形態で得られる。この実施形態では、事前空調優先度について得られた図１９の知識を実際の制御に用いる。
本実施形態の手法を用いることにより、各要因に対する単純な重みの線形和によって直接的に事前空調優先度を求める方法よりも、より人間の感覚に即した算出が可能となり、使用者の事前空調優先度を精度よく予測可能となる。
また、本実施形態では事前空調優先度を算出する要因として使用者の実操作のみを用いたが、例えば使用者の事前空調に対するアンケート結果を盛り込むことも可能である。
【００２６】
−第３の実施形態−
この第３の実施形態では、事前空調の設定温度を算出する際、同一時期の走行中の平均設定温度と走行消費電力予測値に応じて、実際の設定温度を補正する。すなわち、第１の実施形態の図１３に示すステップｌ３０９における空調スケジュール作成時に、図２４に示すように、記憶装置１７の乗員設定履歴領域に記億された走行中の乗員設定室温平均値と既定値との差が大きく、走行消費電力予測値が大きいほど、事前空調の設定室温補正量を大きくする。これにより、走行開始時の室温を冷房時には低めに、暖房時には高めにすることができ、その後の走行中に空調のために消費する電力を少なくすることが可能となる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、走行距離、走行時間、所要電力量などの走行情報履歴と、走行開始時刻における車室内の熱環境予測値と、電池の充電状態と、走行開始時刻および目標車室内熱環境と、現在の時刻および熱環境とに基づいて乗員が事前空調の設定を行なうための支援情報を表示し、支援情報に対する事前空調の設定情報履歴に基づいて事前空調優先度を判定し、事前空調優先度と電力消費量と走行予定距離とに基づいて電池の目標充電率を演算するとともに、目標車室内熱環境と走行開始時刻における車室内熱環境予測値との差に基づいて空調スケジュールを変更するようにしたので、車両の使用特性に合致した充電率を確保しながら、乗員の好みの空調設定に沿った使用開始時の車室内環境を達成することができる。
また、空調設定履歴の記憶に際しては、熱環境予測値と目標車室内熱環境との差に基づいて事前空調の必要性を表示するとともに、走行開始時刻における充電率予測値と走行情報履歴と空調の設定熱環境とに基づいて事前空調の可能性を表示し、それらの表示後の乗員の空調設定の変更項目および変更量の履歴を事前空調の必要性および可能性とともに記憶するようにしたので、乗員の事前情報の必要性と可能性に対する空調の変更傾向を正確に把握することができ、これらの設定履歴を次回の事前空調制御に用いることによって、必要な充電量を確保しながら乗員の好みの事前空調を達成することができる。
なお、空調設定履歴記の平均に重みを掛けた線形和によって事前空調優先度を算出すれば、より正確な事前空調優先度を算出することができる。また、空調設定変更履歴から、各設定変更を複数個の設定変更範囲に分割してそれぞれの範囲に相当する頻度を算出し、それぞれの頻度に予め算出された重みを掛けた線形和を算出し、予め算出されている線形和と事前空調優先度の相関関数によって事前空調優先度を算出すれば、より人間の感覚に合った事前空調優先度を算出できる。
さらに、走行中の設定室温平均値と平均走行消費電力とに基づいて事前空調の目標設定室温を補正するようにしたので、走行開始時の室温を冷房時には低めに、暖房時には高めにすることができ、その後の走行中に空調のために消費する電力を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の構成を示す図。
【図２】事前乗員設定装置を示す図。
【図３】事前乗員設定装置の表示例を示す図。
【図４】事前乗員設定装置の他の表示例を示す図。
【図５】事前乗員設定装置の他の表示例を示す図。
【図６】事前乗員設定装置の他の表示例を示す図。
【図７】空調処理を示すフローチャート。
【図８】事前空調選択ルーチンを示すフローチャート。
【図９】事前乗員設定装置の他の表示例を示す図。
【図１０】事前乗員設定装置の他の表示例を示す図。
【図１１】事前乗員設定装置の他の表示例を示す図。
【図１２】事前空調設定履歴の記憶内容を示す図。
【図１３】充電、事前空調実施ルーチンを示すフローチャート。
【図１４】事前空調優先度に対する目標充電率の算出倍率を示す図。
【図１５】学習処理ルーチンを示すフローチャート。
【図１６】各種設定項目の重みを示す図。
【図１７】熱環境マップを示す図。
【図１８】空調設定マップを示す図。
【図１９】事前空調設定履歴の内容を示す図。
【図２０】図１９に示す各アイテムごとのカテゴリ、重みおよび個人データを示す図。
【図２１】判別得点に対する事前空調優先度を示す図。
【図２２】データ構造の一例を示す図。
【図２３】判別得点に対するファジィ外的基準値を示す図。
【図２４】室温設定平均値に対する事前空調設定室温補正量を示す図。
【符号の説明】
１  ブロアファン（空調風発生手段）
２  クーラーおよびヒーターユニット（空調風熱交換手段）
３  室温センサ（熱環境計測手段）
４  室温設定器（熱環境設定手段）
５  コンプレッサ（冷媒圧縮手段）
６  コンプレッサ制御装置（冷媒圧縮手段制御手段）
７  空調制御アンプ（空調制御手段）
８  電池
９  充電制御装置（充電制御手段）
１０  充電監視装置（充電監視手段）
１１  時刻監視装置（時刻監視手段）
１２  駆動モータ（駆動手段）
１３  駆動モータ制御装置（駆動手段制御手段）
１４  充電用電源コネクタ
１５  事前乗員設定装置（事前乗員設定手段）
１６  事前空調設定支援装置（事前空調設定支援手段）
１７  記憶装置（記憶手段）
３１  表示部
３２  電源スイッチ
３３  充電／設定切換スイッチ
３４  事前空調スイッチ
３５  設定選択スイッチ
３６  入力キー
【図１】
0003584571.tif 000002
【図２】
0003584571.tif 000003
【図３】
0003584571.tif 000004
【図４】
0003584571.tif 000005
【図５】
0003584571.tif 000006
【図６】
0003584571.tif 000007
【図７】
0003584571.tif 000008
【図８】
0003584571.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0003584571.tif 000012
【図１２】
0003584571.tif 000013
【図１３】
0003584571.tif 000014
【図１４】
0003584571.tif 000015
【図１５】
0003584571.tif 000016
【図１６】
0003584571.tif 000017
【図１７】
0003584571.tif 000018
【図１８】
0003584571.tif 000019
【図１９】
0003584571.tif 000020
【図２０】
0003584571.tif 000021
【図２１】
0003584571.tif 000022
【図２２】
0003584571.tif 000023
【図２３】
0003584571.tif 000024
【図２４】
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