(57)【要約】      （修正有）【課題】空調システムのエネルギー効率の良い制御を提供する。【解決手段】少なくとも部分的に電気駆動の車両の空調システムであって、システムは、車両内の温度を制御する空調モジュール１０と、空調モジュールの動作を制御する空調コントローラ１１と、車両を駆動するために使用される車両バッテリー１２が供給されるエネルギーにより充電されているときを検出するように構成された検出器１３とを含み、検出器１３が、車両バッテリー１２が充電されていることを検出するとき、空調コントローラは、空調モジュールを駆動するために、供給されるエネルギーを直接使用する、システム。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも部分的に電気駆動の車両の空調システムであって、該システムは、
該車両内の温度を制御する空調モジュール（１０）と、
該空調モジュールの動作を制御する空調コントローラ（１１）と、
該車両を駆動するために使用される車両バッテリー（１２）が供給されるエネルギーにより充電されているときを検出するように構成された検出器（１３）と
を含み、該検出器（１３）が、該車両バッテリー（１２）が充電されていることを検出するした場合、該空調コントローラは、該空調モジュールを駆動するために、該供給されるエネルギーを直接使用する、システム。
【請求項２】
前記車両が次にいつ使用されるかに関する情報を提供する予定表（１４）を含むデータベースをさらに含み、前記検出器（１３）は、車両エンジンがかかっているか否かを検出するようにさらに構成され、該検出器（１３）が、該車両エンジンがかかっていないことを検出した場合には、前記空調コントローラ（１１）は、前記車両が次にいつ使用されるかという事実に依存して前記空調モジュールを駆動するために前記供給されるエネルギーを使用する、請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
前記空調コントローラ（１１）は、いつ、どのように前記空調モジュールが走行中に操作されるかを操作スケジュールとして決定するために、ナビゲーションモジュール（１５）により提供されるルートの情報を使用するように構成される、請求項１〜２のいずれか一項に記載の空調システム。
【請求項４】
前記空調コントローラ（１１）は、前記操作スケジュールに基づいて前記車両内部の第一の温度の前記ルートに沿った温度プロフィールを算定するように構成される、請求項３に記載の空調システム。
【請求項５】
前記車両のモーターが、該車両の加速が必要でない場合に、エネルギーを供給するためにジェネレータとして使用される、請求項３〜請求項４のいずれか一項に記載の空調システム。
【請求項６】
前記ジェネレータは、前記車両のブレーキングまたはフリーホイーリング中に、該車両の運動エネルギーを、供給されるエネルギーに変換するように構成される、請求項５に記載の空調システム。
【請求項７】
前記空調コントローラは、前記第一の温度が目標温度範囲内に残存するように前記操作スケジュールを決定するように構成される、請求項４に記載の空調システム。
【請求項８】
前記空調コントローラは、前記第一の温度が前記目標温度範囲内にない場合にのみ前記車両バッテリーから引き出されるエネルギーを使用して前記空調モジュールを駆動するように構成される、請求項７に記載の空調システム。
【請求項９】
前記空調コントローラは、前記空調モジュールを駆動するための、前記バッテリーから引き出されるエネルギーを最小限化するように構成される、請求項３〜請求項８のいずれか一項に記載の空調システム。
【請求項１０】
前記空調コントローラは、前記空調モジュールを駆動するために、該空調モジュールが前記ジェネレータからの前記供給されるエネルギーのみを使用するような態様で操作スケジュールを決定するように構成される、請求項５〜請求項６のいずれか一項に記載の空調システム。
【請求項１１】
前記操作スケジュールは、前記空調モジュールにより冷却される空気の温度と、該空調モジュールにより冷却される時間当たりの空気の量とに関する情報を含む、請求項３から請求項１０のいずれか一項に記載の空調システム。
【請求項１２】
前記空調コントローラ（１１）は、前記検出器（１３）が、エネルギーが前記バッテリーに供給されていることを検出した場合にのみ前記空調モジュール（１０）を操作するように構成される、請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の空調システム。
【請求項１３】
少なくとも部分的に電気駆動の車両に提供される空調モジュールの操作方法であって、該空調モジュールは、該車両の内部の温度を制御するために使用され、該方法は、
供給されるエネルギーによる車両バッテリー（１２）の充電を検出するステップを含み、該バッテリーは、該車両を駆動するために使用され、該車両バッテリーが充電されていることが検出された場合に、該供給されるエネルギーは、該空調モジュールを駆動するために直接使用される、方法。
【請求項１４】
車両エンジンがかかっているか否かを検出するステップをさらに含み、該車両エンジンがかかっていないことが検出された場合、前記車両が次にいつ使用されるかの決定を可能にする予定表（１４）から情報が引き出され、該引き出された情報に依存して前記供給されるエネルギーが前記空調モジュール（１１）を駆動するために使用される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記検索された情報が、前記車両が所定の期間内に始動されるという決定を可能にする場合には、前記空調モジュール（１０）は始動される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
運転中にいつどのように前記空調モジュールが操作されるかを操作スケジュールの形式で決定するために、ナビゲーションモジュール（１５）により提供されるルートの情報を使用するステップをさらに含む、請求項１３から請求項１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記操作スケジュールに基づいて、前記車両の内部の第一の温度の温度プロフィールを算定するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記車両のブレーキングまたはフリーホイーリング中にエネルギーが前記バッテリーに供給される、請求項１６または請求項１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記操作スケジュールは、前記空調モジュールを駆動することが、前記車両のブレーキングまたはフリーホイーリング中にのみ前記供給されるエネルギーを前記空調モジュールが使用するような方法で決定される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記操作スケジュールは、前記第一の温度が目標温度範囲内に残存するように決定される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記空調モジュールは、前記第一の温度が前記目標温度範囲内にない場合にのみ前記車両バッテリーから引き出されたエネルギーを使用して駆動される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記操作スケジュールは、前記空調モジュールを駆動するための前記バッテリーから引き出されるエネルギーを最小化するように決定される、請求項１６から請求項２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記空調モジュール（１０）は、エネルギーが前記バッテリーに供給されているときにのみ操作される、請求項１３から請求項２２のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、少なくとも部分的に電気駆動の車両の空調システム、および空調システムを操作する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連技術）
電気駆動車両の空調システムも、空調システムが車両内部を温めなければならないか冷却しなければならないに関わらず、特に燃焼エンジンを有する車両と同じ方策が使用される場合、バッテリーを消耗する。少なくとも部分的に電気駆動される車両の動作範囲は、燃焼エンジンを有する車両の動作範囲よりも通常かなり狭いため、少なくとも部分的に電気駆動される車両の場合、車両の動作範囲は重要なファクターである。車両に提供される、車両を駆動するために必要でないモジュールの電力消費は、最小限化されなければならない。空調システムは、車両に提供される他のモジュールに比べて比較的多く電力を消費する車両の要素である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、車両バッテリーによりなされるエネルギーの消費を最小限化する空調システムを提供するニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このニーズは、独立請求項の特徴により満たされる。従属請求項には、本発明の好ましい実施形態が記述される。
【０００５】
第一の局面に従って、少なくとも部分的に電気駆動の車両の空調システムが提供され、システムは、車両の内部の温度を制御する空調モジュールを含む。空調コントローラは、空調モジュールの動作を制御する。さらに、車両を駆動するために使用される車両バッテリーが供給されるエネルギーにより充電されているときを検出するように構成された検出器が提供される。検出器が、車両バッテリーが充電されていることを検出するとき、空調コントローラは、供給されるエネルギーを、空調モジュールを駆動するために直接使用する。つまり、車両バッテリーが充電されているとき、車両バッテリーを充電し、次に空調システムを操作するために車両バッテリーを使用するのではなく、空調モジュールを駆動するために供給されるエネルギーが少なくとも部分的に使用される。これは、バッテリーに供給されるすべてのエネルギーが空調モジュールを操作するために使用されることを意味しない。しかし、空調モジュールを操作するために必要とされるエネルギーは、バッテリーを充電せずに車両バッテリーに供給されるエネルギーから引き出される。供給されるエネルギーのこの部分は、直接空調モジュールを駆動するために使用される。電気エネルギーのバッテリーまたは超キャパシタへのバッファリングは、ロスが賦課されることをもたらすため、供給されるエネルギーを最初にバッテリーに蓄電して、空調モジュールを駆動するためにバッテリーのこの蓄電されたエネルギーを使用するのではなく、直接供給されるエネルギーで空調モジュールを駆動することがより効率的である。
【０００６】
少なくとも部分的に電気駆動の車両に対して、エネルギーが２つの異なる状況でバッテリーに供給され得る。エネルギーは、車両が使用される直前に車両が停車しているときに、充電ステーションにより提供されるか、エネルギーは、車両が走行しており、かつ、車両のブレーキが発動されるときに、モーターをジェネレータとして使用してバッテリーに供給される。車両が走行していないときに、空調モジュールを駆動するために使用されるエネルギーが、車両に供給されるか否かを決定するために、データベースが提供され得る。データベースには、車両が次いつ使用されるかに関する情報が含まれる予定表を含み得る。検出器は、ここで、車両エンジンがかかっているか否かを検出するように構成され得、検出器が車両エンジンがかかっていないことを検出するとき、空調コントローラは、車両が次いつ使用されるという事実に依存して空調モジュールを駆動するために供給されるエネルギーを使用する。車両が走行していないとき、供給されるエネルギーは、充電ステーションから直接来る。予定表から車両が近い将来に（例えば、所定の時間内に）使用されることが演繹され得るとき、車両内部は、充電モードにある限り、前もって状態を整えられ得る。車両の内部を所望の温度に最初に設定するために必要とされるエネルギーは、充電ステーションから直接来るために、バッテリーからエネルギーを取らない。
【０００７】
「車両が次にいつ使用されるかにおける情報を含む予定表」という用語は、車両内に位置するデータベースに物理的に記憶された予定表に制限されないことが理解される。予定表は、むしろ車両からリモートに位置するサーバーに中央集積的に記憶され得る。データ接続を介して、車両はこのようなサーバーと接触し得る。別の実施形態では、ユーザが次にいつ車両を使用する可能性が高いかを予測するためにデータを分析するために、車両は、例えばオーガナイザの形式のユーザのスケジュールまたはアポイントメントをアクセスし得る。そのため、「予定表」という用語は、車両内または車両外の様々な場所に記憶された様々なデータ形式を指し得る。特に、「予定表」という用語は、車両内に位置するデータベースに制限されない。
【０００８】
走行中、空調コントローラは、いつどのように空調モジュールが操作されるかを決定するために、ナビゲーションモジュールにより提供されるルート情報を使用するように構成され得る。ナビゲーションモジュールは、所望の目的地へのルートを算定するために使用される地図データを大抵含む。地図データは、高度情報、速度制限、およびカーブについての情報を含む。その結果、車両が算定されたルートに沿って走行している場合、いつ車両ブレーキが発動されるかが予測され得る。ブレーキングイベントに基づいて、車両バッテリーに供給されるエネルギーの量が予測され得る。次に、エネルギーの量、およびバッテリーにエネルギーが供給される頻度が、空調モジュールがバッテリーにより提供されないエネルギーのみにより操作され得るか否かを決定するために使用され得る。
【０００９】
ナビゲーションモジュールにより提供されるルート情報およびそれに関連する詳細は、通常ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｈｏｒｉｚｏｎと呼ばれる。ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｈｏｒｉｚｏｎは、前方のルートの速度制限の情報、高度情報、およびカーブについての情報を含む。このような情報に基づいて、将来のブレーキングイベントの発生を算定することが可能であるだけでなく、運転手がアクティブにブレーキングをしていないが、同時に、駆動力を必要としない状況を算定することがさらに可能である。これは、運転手がアクセルを踏まないことを意味する。このような状況は、フリーホイーリングと呼ばれる。車両を加速する必要がなく、むしろ緩やかな減速が意図される。このような状況では、クラッチを結合させ、移動する車両の慣性により、車輪の回転を介してジェネレータとして機能するモーターを駆動することが可能である。これによりエネルギーが供給される。供給されるエネルギーの量、およびこのエネルギーが供給される回数は、空調モジュールが、電気エネルギーに変換されるこの運動エネルギーのみにより操作され得るか否かを決定するために使用され得る。「フリーホイーリング」という用語は、運動エネルギーが意図的に車両内の電気消費物を操作するための電気エネルギーに変換されないことを意味しないことが理解される。むしろ、時間当たりの特定量の運動エネルギーを電気エネルギーに転換し、そのため、フリーホイーリング中に、車両の速度を時間当たり特定量低減することは容認可能である。これは、フリーホイーリング中に、摩擦および風圧抵抗のような標準的な減速力に加えて、運動エネルギーの電気エネルギーへの転換によるさらなる減速力が作用し得ることを意味する。
【００１０】
車両のタイヤおよびギアの回転により提供され、ジェネレータを介して電気エネルギーに転換される時間当たりの運動エネルギーの量は、ジェネレータに接続された電気負荷の量に依存する。そのため、空調モジュールがジェネレータからの直接の（バッテリーを介さない）エネルギーにより操作され、かつ、空調が高水準の電力消費で動かされている場合、より多くの時間当たりの運動エネルギーが電気エネルギーに転換される。これは、同時に、車両のより急速な減速に対応する。
【００１１】
検出器がバッテリーにエネルギー（このエネルギーは、部分的に、空調モジュールを直接駆動するために使用される）が供給されていることを検出するときにのみ空調コントローラが空調モジュールを操作することは、空調システムを駆動するための１つの可能な解決策である。エネルギーがバッテリーに供給されていないときには、空調モジュールは全く動作しない。代替の解決策では、エネルギーがバッテリーに供給されていないときには、空調モジュールがバッテリーに蓄電されたエネルギーを使用して操作されなければならないように、空調モジュールの威力を低減することも可能である。
【００１２】
空調システムは、今現在の車両の内部の温度、今現在の車両の外の温度、および所望の設定温度範囲を考慮し得る。設定温度範囲は、最低温度および最高温度により特定され得る。空調コントローラシステムは、これらの３つの温度パラメータ、およびｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｈｏｒｉｚｏｎに基づいて、空調の動作状態を算定するように構成され得る。例えば、空調コントローラは、ルートに沿った、空調モジュールが全く動作しない位置を算定し得、全く操作されないのは、例えばこれらの位置では自動車の内部の温度が設定された温度範囲内にあるためであり得る。例えばブレーキングまたはフリーホイーリングから提供される電気エネルギーがないことは、空調モジュールが操作されない別の可能性である。空調モジュールの操作を後に（例えばブレーキングまたはフリーホイーリングによりエネルギーがシステムに提供されるときに）延期するほうがよりエネルギー効率が良いときがある。
【００１３】
さらに、空調モジュールの動作強度の算定は、動作時の空調モジュールの電力消費の算定を含み得る。例えば、冷却される空気の温度および使用される吐き出し口の数を調整することにより（これは、時間当たりの冷却される空気の量を調整することを意味する）、電力消費は、増大されるか減少される。電力消費の算定により、空調コントローラは、空調モジュールの同等な負荷を算定することができる。例えば、冷却される空気が、周囲温度と比べて有意に低い温度を有する場合、これは空調モジュールの高い負荷に対応し、これは、結果としてジェネレータから高い電力消耗をもたらす。フリーホイーリングの場合、運動エネルギーの電気エネルギーへの転換のレートがより高いため、これは車両のより大きな減速値に対応する。そのため、一定の温度の低下に対して、例えばフリーホイーリングによりエネルギーがシステムに提供される時間が低減される。そのため、空調動作の強さが算定されれば、これは、空調モジュールを直接駆動するために使用され得るエネルギーがシステムに提供される時間の長さを算定するために、反復的に使用され得る。
【００１４】
空調モジュールを駆動するためにこのようなアプローチをとることは、計画されたルート全体にわたって車両の内部の温度の温度プロフィールを算定することを伴い得る。ルートの出発点と目的地との間の全時間に対し、システムは、エネルギーがブレーキングまたはフリーホイーリングを介してシステムに供給されているか否か、空調モジュールの動作状態、および、この情報に基づいて、車両の内部温度を算定し得る。例えばユーザにより選択され得る設定温度範囲に依存して、システムは、エネルギーがシステムに供給されている期間中にのみ空調モジュールを操作し得るか、またはシステムにエネルギーが供給されていない期間中にも空調モジュールを操作し得、これはバッテリーにより提供されるエネルギーにより空調モジュールを操作することを意味する。
【００１５】
特に、バッテリーから引き出されるエネルギーの量を最小化するように空調モジュールの動作状態を適合することが可能である。算定された温度プロフィールから、温度がいつ、例えばユーザにより特定された最大温度を超えて上昇するかが推測され得る。バッテリーから引き出されるエネルギーの量を最小化するために、エネルギーが、例えばフリーホイーリングまたはブレーキングによりシステムに提供されるときに高水準の操作の強さで空調を操作することが可能であり得る。次に、自動車の内部の温度は、設定温度範囲の最低温度の方に降下し得、後に、ブレーキングまたはフリーホイーリングによりシステムにエネルギーが提供されない期間中に、設定温度範囲内において上昇する。システムは、算定された温度プロフィールに基づいて、いつバッテリーから引き出されるエネルギーにより空調モジュールを操作することが必要になるかを算定し得る。これに基づいて、空調モジュールの操作の時点または期間、および空調モジュールの操作の強さが、バッテリーから引き出されるエネルギーの量が最小化されるように選択され得る。
【００１６】
本発明は、さらに、供給されるエネルギーによる車両バッテリーの充電が検出され、および、車両が充電されていることが検出されたときに、供給されるエネルギーが空調モジュールを駆動するために直接使用される空調システムの操作方法に関する。
【００１７】
本発明は例えば以下を提供する。
（項目１）  少なくとも部分的に電気駆動の車両の空調システムであって、上記システムは、
上記車両内の温度を制御する空調モジュール（１０）と、
上記空調モジュールの動作を制御する空調コントローラ（１１）と、
上記車両を駆動するために使用される車両バッテリー（１２）が供給されるエネルギーにより充電されているときを検出するように構成された検出器（１３）と
を含み、上記検出器（１３）が、上記車両バッテリー（１２）が充電されていることを検出するとき、上記空調コントローラは、上記空調モジュールを駆動するために、上記供給されるエネルギーを直接使用する、システム。
（項目２）  上記車両が次にいつ使用されるかに関する情報を提供する予定表（１４）を含むデータベースをさらに含み、上記検出器（１３）は、車両エンジンがかかっているか否かを検出するようにさらに構成され、上記検出器（１３）が、上記車両エンジンがかかっていないことを検出した場合には、上記空調コントローラ（１１）は、上記車両が次にいつ使用されるかという事実に依存して上記空調モジュールを駆動するために上記供給されるエネルギーを使用する、上記項目のいずれか一項に記載の空調システム。
（項目３）  上記空調コントローラ（１１）は、いつ、どのように上記空調モジュールが走行中に操作されるかを操作スケジュールとして決定するために、ナビゲーションモジュール（１５）により提供されるルートの情報を使用するように構成される、上記項目のいずれか一項に記載の空調システム。
（項目４）  上記空調コントローラ（１１）は、上記操作スケジュールに基づいて上記車両内部の第一の温度の上記ルートに沿った温度プロフィールを算定するように構成される、上記項目のいずれか一項に記載の空調システム。
（項目５）  上記車両のモーターが、上記車両の加速が必要でない場合に、エネルギーを供給するためにジェネレータとして使用される、上記項目のいずれか一項に記載の空調システム。
（項目６）  上記ジェネレータは、上記車両のブレーキングまたはフリーホイーリング中に、上記車両の運動エネルギーを、供給されるエネルギーに変換するように構成される、上記項目のいずれか一項に記載の空調システム。
（項目７）  上記空調コントローラは、上記第一の温度が目標温度範囲内に残存するように上記操作スケジュールを決定するように構成される、上記項目のいずれか一項に記載の空調システム。
（項目８）  上記空調コントローラは、上記第一の温度が上記目標温度範囲内にない場合にのみ上記車両バッテリーから引き出されるエネルギーを使用して上記空調モジュールを駆動するように構成される、上記項目のいずれか一項に記載の空調システム。
（項目９）  上記空調コントローラは、上記空調モジュールを駆動するための、上記バッテリーから引き出されるエネルギーを最小限化するように構成される、上記項目のいずれか一項に記載の空調システム。
（項目１０）  上記空調コントローラは、上記空調モジュールを駆動するために、上記空調モジュールが上記ジェネレータからの上記供給されたエネルギーのみを使用するような態様で操作スケジュールを決定するように構成される、上記項目のいずれか一項に記載の空調システム。
（項目１１）  上記操作スケジュールは、上記空調モジュールにより冷却される空気の温度と、上記空調モジュールにより冷却される時間当たりの空気の量とに関する情報を含む、上記項目のいずれか一項に記載の空調システム。
（項目１２）  上記空調コントローラ（１１）は、上記検出器（１３）が、エネルギーが上記バッテリーに供給されていることを検出した場合にのみ上記空調モジュール（１０）を操作するように構成される、上記項目のいずれか一項に記載の空調システム。
（項目１３）  少なくとも部分的に電気駆動の車両に提供される空調モジュールの操作方法であって、上記空調モジュールは、上記車両の内部の温度を制御するために使用され、上記方法は、
供給されるエネルギーによる車両バッテリー（１２）の充電を検出するステップを含み、上記バッテリーは、上記車両を駆動するために使用され、上記車両バッテリーが充電されていることが検出される場合に、上記供給されるエネルギーは、上記空調モジュールを駆動するために直接使用される、方法。
（項目１４）  車両エンジンがかかっているか否かを検出するステップをさらに含み、上記車両エンジンがかかっていないことが検出されるとき、上記車両が次にいつ使用されるかの決定を可能にする予定表（１４）から情報が引き出され、上記引き出された情報に依存して上記供給されるエネルギーが上記空調モジュール（１１）を駆動するために使用される、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１５）  上記検索された情報が、上記車両が所定の期間内に始動されるという決定を可能にする場合には、上記空調モジュール（１０）は始動される、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１６）  運転中にいつどのように上記空調モジュールが操作されるかを操作スケジュールの形式で決定するために、ナビゲーションモジュール（１５）により提供されるルート情報を使用するステップをさらに含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１７）  上記操作スケジュールに基づいて、上記車両内部の第一の温度の温度プロフィールを算定するステップをさらに含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１８）  上記車両のブレーキングまたはフリーホイーリング中にエネルギーが上記バッテリーに供給される、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１９）  上記操作スケジュールは、上記空調モジュールを駆動することが、上記車両のブレーキングまたはフリーホイーリング中にのみ上記供給されるエネルギーを使用するような方法で決定される、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目２０）  上記操作スケジュールは、上記第一の温度が目標温度範囲内に残存するように決定される、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目２１）  上記空調モジュールは、上記第一の温度が上記目標温度範囲内にない場合にのみ上記車両バッテリーから引き出されたエネルギーを使用して駆動される、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目２２）  上記操作スケジュールは、上記空調モジュールを駆動するために上記バッテリーから引き出されるエネルギーを最小化するように決定される、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目２３）  上記空調モジュール（１０）は、エネルギーが上記バッテリーに供給されているときにのみ操作される、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
【００１８】
（摘要）
本発明は、少なくとも部分的に電気駆動の車両の空調システムに関する。システムは、車両内の温度を制御する空調モジュール（１０）と、空調モジュールの操作を制御する空調コントローラ（１１）と、車両を駆動するために使用される車両バッテリー（１２）がいつ供給されるエネルギーにより充電されているときを検出するように構成された検出器（１３）とを含む。検出器（１３）が、車両バッテリー（１２）が充電されていることを検出するとき、空調コントローラは、空調モジュールを駆動するために供給されるエネルギーを直接使用する。
【００１９】
本発明は、添付の図面への参照と共にさらに詳細に記述される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、車両バッテリーにより提供される最小化されたエネルギーで操作され得る空調システムの組織図である。
【図２】図２は、図１の空調システムの操作で実行されるステップを含むフローチャートを示す。
【図３】図３は、空調システムを操作する代替の方法のステップを含むフローチャートを示す。
【図４】図４は、車両バッテリーから提供される最小化されたエネルギーで操作されることを可能にする空調システムの組織図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（詳細な説明）
図１には、空調システムのエネルギー効率のよい制御を可能にするシステムが示される。システムは、車両内部（図示なし）を温めるか冷却するために使用される空調モジュール１０が含まれる。空調モジュールは、空調モジュール１０の操作を制御する空調コントローラ１１により制御される。図１に示される空調システムのユーザは、入力ユニット（図示なし）を使用して所望の温度を設定し得、空調コントローラは、ユーザにより所望される車両内の温度が到達されるような方法で空調モジュールを制御する。
【００２２】
さらに、車両バッテリー１２が示され、バッテリーは、少なくとも部分的に車両を駆動するために使用されるバッテリーである。車両は、完全に電気駆動の車両であるか、または燃焼エンジンと、少なくとも部分的にバッテリー１２とにより駆動されるハイブリッド車両であり得る。バッテリー１２は、車両が移動中でないときに、充電ステーションと車両バッテリーとの間のワイヤ接続を使用して充電ステーション１６により充電される。さらに、車両は、車両が走行するとき（例えばブレーキング中、または下り坂の運転のような他の運転状況で）、電力を生成する、車両に提供されるジェネレータ１７により走行中に充電され得る。供給されるエネルギーは、図１に示される矢印により記号で表現される。空調システムは、エネルギーが車両バッテリーに供給されているときを検出するように構成された充電制御ユニット／検出器１３をさらに含む。示される例では、検出器は別個のユニットとして提供される。しかし、検出器１３は、空調コントローラ１１内にも提供され得、別個の存在物として設計され得るか、または車両に提供される別の存在物の一部であり得ることが理解される。検出器が、バッテリーにエネルギーが供給されていることを検出するとき、空調コントローラは、最初にバッテリーに蓄電し、次に空調モジュールを操作するために蓄電されたエネルギーを使用するのではなく、空調モジュール１０を直接操作するために供給されるエネルギーの一部を使用するように構成される。
【００２３】
さらに、検出器１３は、車両エンジンがかかっているか否かを検出し得る。車両が走行しておらず、エネルギーがバッテリーに供給されているとき、供給されるエネルギーは充電ステーションから伝送される。図１に示されるシステムは、予定表１４を有するデータベースをさらに含み得、予定表１４から車両の操作時間が演繹され得る。予定表１４は運転手の携帯情報端末（ＰＤＡ）の一部または運転手の携帯電話であり得、予定表１４から車両がおそらく次にいつ使用されるかが演繹され得る。予定表は、過去の通常運転習性についての情報をさらに含み得る。例として、予定表は、車両が大抵朝に仕事場へ運転し午後に運転して戻るために使用されるという情報を含み得る。
【００２４】
車両が所定の時間（例えば、一時間以内に）に使用されることを予定表から演繹することが可能である場合、空調コントローラ１１は、直接充電ステーションから空調モジュール１０を操作するために必要とされる供給されるエネルギーの量を使用し得る。車両は、所望の目的地へのルートを算定するために使用されるナビゲーションモジュール１５をさらに含み得る。当業者に周知であるように、ナビゲーションモジュール１５は、ユーザにより提供された目的地への最善のルートを算定するために地図データを使用する。ナビゲーションモジュールによりルートが算定されたとき、または現行ルートから分岐する可能性がないために運転の道順が明確であるとき、エネルギーがいつバッテリーに供給されるかを高い確率で決定するために地図データが使用され得る。地図データは、ブレーキング状況を予測するために使用され得、ブレーキングは、少なくとも部分的に電気駆動の車両のジェネレータが、バッテリーに供給されるエネルギーを生成することを可能にする。地図データは、高度プロフィールおよび次に来る速度制限の考慮を可能にする。例として、車両速度が急激に低減されなければならないルートの特定の部分で、都市集積地域に到達することが地図データから演繹され得るとき、ブレーキングにより引き出されたエネルギーが空調モジュール１０を駆動するために使用され得る。
【００２５】
空調コントローラは、異なる操作モードで空調モジュールを操作し得る。１つの操作モードでは、空調モジュールは、エネルギーがバッテリーに供給されているときにのみ使用される。車両キャビンが所定の温度水準に維持されなければならない場合でも、空調モジュールは継続的に操作される必要がない。特定の温度水準を得るために空調モジュールを一時的にのみ操作することで充分であり得る。別の実施形態では、エネルギーがバッテリーに供給されている場合にのみ空調システムが使用されるときに、所望の温度が得られないと検出される場合、別の操作モードが選択され得る。この操作モードでは、エネルギーがバッテリーに供給されていないときは、低減されたエネルギー消費モードが使用され、エネルギーがバッテリーに供給されているときには、より高いエネルギー消費モードが使用される。
【００２６】
図２と関連して、図１に示される空調システムの基本操作モードが要約される。方法はステップ２０で開始し、ステップ２１でバッテリー１２が供給されるエネルギーで充電されているか否かを検出する。供給されるエネルギーがステップ２１で検出される場合、空調モジュールは、直接空調モジュールを駆動するために供給されるエネルギーの一部を使用して操作され得る（ステップ２２）。エネルギーがバッテリーに供給されていないと検出される場合、ステップ２３で操作モードはそれに応じて適合され得る。これは、エネルギーがバッテリーに供給されていないときは空調モジュールが停止されることを意味し得るか、または、これは、バッテリーにより供給されるエネルギーが空調モジュールを駆動するために使用されることを意味し得る。次に、空調モジュールは、操作モード２２で提供される量と同じ量のエネルギーを使用して操作され得るか、または別の操作モードが選択され得、このモードでは空調モジュールは、低減されたエネルギー消費を伴う操作モードで稼働する。方法はステップ２４で終了する。
【００２７】
空調モジュールの操作のさらに詳細な図が図３で示される。図３は、バッテリーが、供給されるエネルギーにより充電されていることが図２のステップ２１で検出されたときに、何が起こるかをさらに詳細に示す。従って、ステップ２１でエネルギーの供給が確認されるとき、ステップ３１で空調コントローラは、車両が走行しているか否かを確かめる。車両が走行していない場合、供給されるエネルギーは、直接充電ステーションからきており、車両は現在使用されていないと結論付けられ得る。この場合、ステップ３２で予定表１４が問い合わせられ得、ステップ３３で車両が近い将来使用されるか否かが確かめられ得る。予定表から車両が近い将来に使用されると演繹され得る場合、ステップ３４で、空調モジュールは、空調モジュールのために使用される供給されるエネルギーをバッテリーに蓄電することなく供給されるエネルギーで操作され得る。ステップ３３で、車両が使用されないことが検出される場合、空調モジュールは操作されない。
【００２８】
ステップ３１で、車両が走行していることが検出される場合、ルートがナビゲーションモジュール１５で算定されたか否か、あるいはナビゲーションモジュールが運転ルートを予測することができるか否かがステップ３５で確かめられ得る。ルートが算定された場合、またはルートが予測され得る場合、ステップ３６で最適空調操作が算定され得る。空調モジュールが、車両にエネルギーが供給されているときにのみ使用されることは、最適空調操作の一例であり得る。ステップ３７で、次に、空調モジュールは、供給されるエネルギーを使用して操作され得る。ステップ３５でルートが決定されないときも、空調モジュールは、エネルギーがバッテリーに供給されているときにのみ操作され得る。別の実施形態では、エネルギーが車両バッテリーに供給されていないときにさらに空調モジュールを操作することも可能である。方法は、ステップ３８で終了する。上記を要約すると、発明は、少なくとも部分的に電気駆動の車両のための代替の空調方策を提供する。特に、車両を駆動するために使用される車両バッテリーに蓄電されたエネルギーの使用は、最小化されるか、または完全に回避される。
【００２９】
図４に関連して、本発明のさらなる実施形態が概要的に描写される。この実施形態では、空調システムの操作モードは、ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｈｏｒｉｚｏｎ４５に従って車両の走行中に適合される。速度制限と、高度プロフィールと、道路のカーブとに関する情報を含む計画されたルートに関する情報は、ナビゲーションシステム４５から得られる。この情報は、車両内の現在の温度４２、車両内の目標温度範囲４３（すなわち設定温度範囲）、および車両の外の温度４４に関する情報と共に、空調モジュール４０に対する計画された操作予定表を算定するために空調コントローラ４１により使用される。所望の温度４３と現在の温度４２および４４とに関する情報に基づいて、目標温度範囲４３に車両を冷却するために、空調モジュール４０に必要な操作モードを推測することが可能である。例えば、空調モジュール４０は、特定の温度に対し特定の量の空気を冷却するために特定の時間の間操作される必要があることが推測され得る。このような態様で空調モジュールを操作することが目標温度範囲４３内に位置する車両の周囲温度をもたらす。このような操作スケジュールに基づいて、空調モジュール４０を操作するために必要な電力の量を推測することがさらに可能である。
【００３０】
一方、ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｈｏｒｉｚｏｎ４５と呼ばれる情報に基づいて、充電制御ユニット４６から直接利用可能である電力の量を推測することが可能である。特に、充電制御ユニット４６から直接利用可能であるエネルギーは、バッテリー４７から引き出される必要がない。車両内のジェネレータ４８は、空調コントローラ４１に充電制御ユニット４６を介して直接この量のエネルギーを提供し得る。この量のエネルギーは、算定された空調スケジュールに従って空調モジュール４０を操作するために使用され得る。
【００３１】
１つの実施形態では、ジェネレータ４８は、本発明に従った電気駆動の車両の電気モーターであり得る。１つの操作モードでは、電気駆動の車両の電気モーターは、加速または少なくとも車両の速度を維持するための駆動力が必要でないときに、ジェネレータ４８として操作され得る。駆動力が必要とされない状況は、例えば、ブレーキング４９ａまたはフリーホイーリング４９ｂの状況である。ブレーキング中には車両が減速される。運動エネルギーは、車両のシステムから取り除かれ、他の形式のエネルギーに変換される必要がある。従来的なブレーキのように、運動エネルギーを熱にのみに変換する代わりに、車両の電気モーターをジェネレータ４８として操作し、運動エネルギーの少なくとも一部を電気エネルギーに転換することが可能である。
【００３２】
車両の電気モーターがジェネレータ４８として操作され得る別の状況には、フリーホイーリング４９ｂがある。フリーホイーリング中には、車両が加速することは望まれない。車両の緩やかな減速は容認可能であり得る。フリーホイーリングの別の状況としては、下り坂での運転があり、追加的な下り勾配は車両を加速する。このような状況では、一定量の運動エネルギーがジェネレータ４８を介して電気エネルギーに変換されることが許容される。ジェネレータ４８から引き出されるエネルギーの量は、空調モジュール４０の操作モードに依存する。空調モジュール４０の操作モードは、ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｈｏｒｉｚｏｎ４５の情報に基づいて空調コントローラ４１内に提供される操作スケジュールにより決定される。例えば、空調モジュール４０が激しく稼働している場合、時間あたり多量の空気が低い温度に冷却され、これは、多量の電気エネルギーが充電コントローラ４６を介してジェネレータ４８から引き出されることを意味する。これは、フリーホイーリング４９ｂの状況中には車両が比較的急速に減速することを意味する。これが容認可能であり得る運転状況がある。速度制限への接近は、このような運転状況である。速度制限への距離が、空調モジュール４０の操作モードに基づく減速値が、それに応じて速度を落とすことに適当であるような場合には、このようなフリーホイーリング４９ｂのモードは容認可能である。一方、ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｈｏｒｉｚｏｎ４５からの情報に基づいて、空調モジュール４０の高水準での動作がフリーホイーリング４９ｂの状況で車両の速度を急激に落としすぎることが明白である場合は、操作モードを変更することにより空調モジュール４０の電力消費を減らすことがより好ましい。
【００３３】
計画されたルートおよびｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｈｏｒｉｚｏｎ４５に基づいて、前方のルート全体の特性が空調コントローラ４１に情報として利用可能であるとき、ルート全体に沿って車両の内部温度の温度プロフィールを算定することが可能である。これは、例えば、ルートのある部分の間では運動エネルギーの余剰があり得、ルートの他の期間中には運動エネルギーの余剰がないことがあるため、好ましい。その場合、運動エネルギーの余剰を有する期間中に高水準の操作で空調モジュール４０を操作し、車両の内部温度を、例えば目標温度範囲４３の最低温度に冷却することが好まれ得る。次に、運動エネルギーの余剰が存在しない期間中に、車両の内部温度が目標温度範囲内において上昇し得る。温度が最初に充分に冷却されるため、その場合空調モジュール４０を使用することを控えることが可能である。
【００３４】
特に、ルート全体に沿って内部温度の温度プロフィールを算定することにより、空調モジュールを駆動するためのバッテリーから引き出されるエネルギーの量を最小化するように空調モジュールの操作モードを最適化することが可能である。ジェネレータを介して空調モジュールを駆動するための、電気エネルギーに変換される運動エネルギーの余剰が利用可能であるときに、内部温度を最低可能温度に冷却することにより、バッテリーからエネルギーを引き出すことを可能な限り控えることが可能である。空調モジュールが操作される期間、および空調モジュールの動作の強さは、温度が目標温度範囲内に残存するが、同時に、空調モジュールを操作するためにバッテリーから引き出されるエネルギーの量を最小化するように選択され得る。
【符号の説明】
【００３５】
１０  空調モジュール
１１  空調コントローラ
１２  車両バッテリー
１３  検出器
１４  予定表
１５  ナビゲーションモジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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