车辆用空调控制装置的制造方法_5

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z (t))、设定温度即车内温度下限值Tmin (t) [°C ]、车内温度上限值Tmax (t) [°0 ]、时刻t以后的时刻ta下的乘车率Θ (ta)及动力运行/再生电力P(ta) [kff]等,来决定时刻t下的用于空调器模型49的输出指令值Qs (t) [I]。由此,能够不仅考虑到车内舒适性,还考虑节能及省电来制定空调器6的运行计划。因此,能够从节能、省电及车内舒适性的综合性观点出发,实现可进行适当的空调控制的空调控制装置1A。
[0245]在本实施方式中,车外环境预测部43检测或预测车外温度Tout及车外湿度Hout这两方来作为车外环境,并基于它们来计算或预测车内的热负载Q,但作为车外环境,也可以仅使用车外温度Tout。在仅使用车外温度Tout.的情况下,也能够得到与使用车外温度Tout及车外湿度Hout这两方的本实施方式的情况同样的效果。
[0246]〈第四实施方式〉
[0247]图12是表示作为本发明的第四实施方式的空调控制装置IC的结构的框图。本实施方式的空调控制装置IC通过在前述的图9所示的本发明的第三实施方式的空调控制装置IB上还具备馈电电压预测部47而构成。本实施方式的空调控制装置IC与第一?第三实施方式的空调控制装置1、1A、IB同样,为车辆用空调控制装置,在例如前述的图1所示的车辆100中,取代第一实施方式的空调控制装置I而使用。g卩,空调控制装置IC配置于车辆100,对车辆100内的空调器6进行控制。
[0248]在此,对作为第四实施方式的空调控制装置IC的结构与作为第三实施方式的空调控制装置IB的结构的差别进行记述。在第四实施方式的空调控制装置IC的结构中,对于与第三实施方式中的空调控制装置IB相同的结构,标注同一参照符号而省略说明。
[0249]馈电电压预测部47相当于以使前述的第二实施方式中的馈电电压检测部28具有预测馈电电压的作为馈电电压预测部的功能的方式构成的构件。即,馈电电压预测部47具有检测馈电电压的馈电电压检测功能和预测馈电电压的馈电电压预测功能。馈电电压预测部47例如具备馈电电压传感器。
[0250]馈电电压预测部47通过馈电电压传感器来检测车辆所行驶的地点的时亥Ij t = O的馈电电压Vo⑴、即馈电电压Vo (O)。馈电电压预测部47根据车辆100的行驶计划,来对时刻t下车辆100所行驶的地点的馈电电压Vo(t)进行预测。馈电电压预测部47将预测出的时刻t下的馈电电压Vo(t)向空调输出计划部48提供。
[0251]空调输出计划部48基于例如由馈电电压预测部47提供的时刻t下的馈电电压Vo (t.)、由车辆状态预测部44提供的时刻t以后的乘车率Θ (ta) (ta>t.)、车辆100的位置(X (t)、y (t)、z⑴)及时刻t下的动力运行/再生电力P⑴、由热负载预测部45提供的时刻t下的车内的热负载Q (t)及空调器模型49的运行模式0M、由动力运行/再生电力预测部46提供的时刻t以后的动力运行/再生电力P (ta) (ta>t)、由目标环境状况设定部41提供的时刻t.下的车内温度下限值Tmin(t)及车内温度上限值Tmax(t),来计划时刻t.下的用于空调器模型49的输出指令值Qs⑴。空调输出计划部48将计划出的用于空调器模型49的输出指令值Qs (t)向空调控制部50提供。
[0252]图13是表示作为本发明的第四实施方式的空调控制装置IC的空调控制处理的处理过程的流程图。在本实施方式中,作为空调控制处理中的空调控制装置IC的动作的一例,说明对车辆100进行制冷或除湿时的空调控制装置IC的动作。图13所示的流程图的各处理通过构成空调控制装置IC的各部分来执行。当向空调控制装置IC供给电力时开始图13所示的流程图的处理,并向步骤S31转移。
[0253]在此,对作为第四实施方式的空调控制装置IC的空调控制处理与作为第三实施方式的空调控制装置IA的空调控制处理的差别进行记述。
[0254]在步骤s51中,若t = 0,则馈电电压预测部47对馈电电压进行检测。具体而言,馈电电压预测部47通过馈电电压传感器来检测车辆100所行驶的地点的当前的馈电电压Vo(O) [V]。另外,若t>0,则馈电电压预测部47根据例如车辆100的行驶计划,来对时刻t下车辆100所行驶的地点的馈电电压Vo⑴[V]进行预测。
[0255]在步骤s52中,空调输出计划部48基于时刻t下的馈电电压Vo(t) [V],来对时刻t下的用于空调器6空调器模型49的输出指令值Qs (t) [W]进行修正。
[0256]在车内温度Tin(t) [°C ]收敛于预先确定的允许范围的状况下,具体而言,收敛于车内温度下限值Tmin (t) [°C ]以上且车内温度上限值Tmax (t) [°C ]以下的范围的状况下,如前述的图8所示,例如,在馈电电压Vo(t) [V]比馈电电压下限值Vomin[V]小的情况下,空调输出计划部48使时刻t下的用于空调器6空调器模型49的输出指令值Qs (t) [W]为0,且使空调器6空调器模型49的输出为“OFF”。
[0257]另外,在馈电电压Vo⑴[V]处于馈电电压下限值Vomin[V]与馈电电压的下侧的基准值Vosetl [V]之间的情况下,空调输出计划部48通过以下所示的式(19)来求出时刻t下的用于空调器6空调器模型49的输出指令值Qs (t) [W],使空调器6空调器模型49的输出减弱。
[0258]Qs (t) = Qs (t) X (Vo (t)-Vomin) / (Vosetl-Voinin) …(1.9)
[0259]
[0260]另外,在馈电电压Vo⑴[V]处于馈电电压的上侧的基准值Voset2[V]与馈电电压上限值Vomax[V]之间的情况下,空调输出计划部48通过以下所示的式(20)来求出时刻t下的用于空调器6空调器模型49的输出指令值Qs (t) [W],使空调器6空调器模型49的输出增强。
[0261]Qs ⑴=Qs (t) + {(Qsmax-Qs (t))
[0262]X (Vo (t) -Voset2) / (Vomax-Voset2)}...(20)
[0263]另外,在馈电电压Vo⑴[V]比馈电电压上限值Voraax [V]大的情况下,使时刻t下的用于空调器6空调器模型49的输出指令值Qs (t) [V]最大、即为空调器6的最大输出Qsmax [V],从而使空调器6空调器模型49的输出最大。
[0264]另外,在馈电电压Vo[V]处于馈电电压的下侧的基准值Vosetl [V]以上且馈电电压的上侧的基准值Voset2[V]以下的范围的情况下,空调输出计划部48使时刻t下的用于空调器6空调器模型49的输出指令值Qs (t) [W]为前述的图8所示的输出指令值Qs的基准值 Qs_set.。
[0265]在步骤s52中,如前述那样,通过基于馈电电压Vo[V]来对时刻t下的用于空调器6空调器模型49的输出指令值Qs (t) [W]进行修正,由此能够抑制馈电电压从基准值Voset.l、Voset2偏离的情况。
[0266]如以上那样,根据本实施方式,用于空调器6的输出指令值除了基于动力运行/再生电力、预测时刻以后的动力运行/再生电力及预测时刻以后的乘车率之外,还基于馈电电压来修正。由此,能够抑制馈电电压从基准值偏离的情况,且能够考虑车内舒适性、节能及省电地进行空调器6的运行控制。因此,能够从节能、省电及车内舒适性的综合性观点出发,实现可进行更适当的空调控制的空调控制装置1C。
[0267]〈第五实施方式〉
[0268]在前述的第一?第四实施方式中,对考虑了搭载有本装置的车辆(以下,有时称为“本车辆”)100的舒适性、节能及省电的空调控制装置1、1A、1B、1C进行了叙述。在本发明的第五实施方式中,与包含本车辆100的列车的周边的其他列车进行协作,作为包含多个列车的列车系统整体,对能够实现进一步的舒适性、节能化及省电的空调控制装置进行叙述。
[0269]图14是表示存在有多个列车61的列车系统60的结构的框图,其中,该列车61包括具备本发明的第五实施方式中的空调控制装置I和车辆综合管理系统2的车辆100。在图14中,示出构成列车系统60的多个列车61之间的协作。在图1.4中,作为多个列车61,示出3个列车。在以下的说明中,在将3个列车未区别地示出的情况下,用参照符号“61”表示,在将3个列车区别示出的情况下,在参照符号“61”后标出尾标“a”、“b”、“c”而示出。
[0270]各列车61由多个车辆100构成。构成各列车61的车辆100的结构与前述的本发明的第一?第四实施方式中的车辆100的结构相同。因此,对于与第一?第四实施方式中的车辆100相同的结构,标注同-一参照符号而省略说明。在图14中,对第.一车辆61a的最前头的车辆100以外的车辆100,省略具体结构的记载。
[0271]在本实施方式中,列车系统60作为车辆100的上位系统而具备集中管理系统10。
[0272]本实施方式中的车辆综合管理系统2具备通信装置,该通信装置能够经由集中管理系统10而与其他列车61的车辆100所具备的车辆综合管理系统2进行协作。车辆综合管理系统2的通信装置例如可以由无线终端装置或便携式电话终端装置等构成。
[0273]集中管理系统10例如设置于车站等。集中管理系统10可以由计算机构成,该计算机具备CPU等运算装置、DRAM及硬盘装置等存储装置、鼠标及键盘等输入装置、显示器等输出装置、网络接口等通信装置。
[0274]车辆综合管理系统2将与本车辆100的消耗电力相关的信息经由通信网9而向集中管理系统10发送。另外,车辆综合管理系统2接收经由通信网9而从集中管理系统10发送的、与基于其他列车61的车辆100的消耗电力而决定的控制相关的信息。由此,能够与其他列车61的车辆100协作。
[0275]集中管理系统10收集与各列车61的车辆100的消耗电力相关的信息(以下,有时称为“消耗电力信息”)。集中管理系统10在基于收集的消耗电力信息而判断为存在可能产生再生失效的列车61的情况下,当存在于该列车61周边的列车61的车辆100的空调器6的输出的提高幅度具有富余时,考虑节能化而提高用于空调器6的输出指令值。
[0276]另外,集中管理系统10在周边存在动力运行中的列车61且存在省电要求的情况下,当存在于该列车61周边的其他列车61的车辆100的空调器6的输出的下降幅度具有富余时,考虑省电而降低用于空调器6的输出指令值。空调器6的输出的提高幅度及降低幅度由车内温度与车内温度的下限值之差、及车内温度与车内温度的上限值之差决定。
[0277]例如,在第一列车61a为动力运行中且存在省电要求的情况下,集中管理系统10在存在于第一列车61a周边的其他列车61、即第二列车61b及第三列车61c的车辆100的空调器6的输出的降低幅度具有富余时,降低第二列车61b及第三列车61c的车辆100的用于空调器6的输出指令值。
[0278]集中管理系统10在具备检测或预测馈电电压的馈电电压预测部的情况下,也可以构成为,在馈电电压可能低于馈电电压下限值时,降低用于空调器6的输出指令值,在馈电电压可能超过馈电电压上限值时,提高用于空调器6的输出指令值。由此,能够使馈电电压稳定。
[0279]根据以上叙述的本实施方式,不仅能够实现本车辆100单体的车内舒适性、节能化及省电,还能够与包含本车辆100的列车61的周边的其他列车61进行协作,由此作为包含周边列车61的列车系统60整体,实现可更节能化及省电的空调器6的运行控制或运行计划。
[0280]在本实施方式中,各车辆100具备前述的图1及图2所示的第一实施方式的空调控制装置1,但不限于此,也可以具备前述的图6所示的第二实施方式的空调控制装置1A、前述的图9所示的第三实施方式的空调控制装置1B、或前述的图12所示的第四实施方式的空调控制装置1C。在具备第二实施方式的空调控制装置1A、第三实施方式的空调控制装置IB或第四实施方式的空调控制装置IC的情况下,也能够得到与具备第一实施方式的空调控制装置I的情况同样的效果。
[0281]<第六实施方式>
[0282]在前述的第一?第五实施方式中,对考虑了车辆100的舒适性、节能化及省电的空调控制装置1、1A、1B、1C进行了叙述。在本发明的第六实施方式中,对将蓄电池11搭载于车辆100而能够实现进一步的舒适性、节能化及省电的结构进行叙述。
[0283]图15是表示具备本发明的第六实施方式中的空调控制装置I和蓄电池11的车辆110的结构的框图。本实施方式中的车辆110通过在前述的第一?第五实施方式中的车辆100的结构上还具备蓄电池11而构成。本实施方式中的车辆110与第一Λ第五实施方式中的车辆100结构类似,因此对于与第一?第五实施方式同样的结构,标注同一参照符号而省略说明。
[0284]蓄电池11能够基于车辆110的消耗电力,通过来自车辆综合管理系统2的输出指令而进行充电及放电。
[0285]车辆综合管理系统2在再生时且空调器6的输出的提高幅度具有富余时,提高在空调控制装置I中使用的用于空调器6的输出指令值Qs,以消耗再生电力。另外,车辆综合管理系统2在可能产生再生失效的情况下,在蓄电池11存在充电的富余、即可充电的空闲容量时,将再生电力向蓄电池11充电。
[0286]另外,车辆综合管理系统2在动力运行时且空调器6的输出的降低幅度具有富余时,降低在空调控制装置I中使用的用于空调器6的输出指令值Qs,以抑制消耗电力。另夕卜,车辆综合管理系统2在因省电要求等而消耗电力紧迫的情况下,在蓄电池11具有放电的富余、B卩具有可放电的电力时,从蓄电池11进行放电来抑制消耗电力。
[0287]如以上那样,根据本实施方式,车辆110具备蓄电池11。由此,空调控制装置I能够与蓄电池11协作地进行空调器6的运行控制。因此,空调控制装置能够进行可更节能化及省电的空调器6的运行控制。
[0288]在本实施方式中,车辆110具备前述的图1及图2所示的第一实施方式的空调控制装置1,但并不限定于此,也可以具备前述的图6所示的第二实施方式的空调控制装置1A、前述的图9所示的第三实施方式的空调控制装置IB或前述的图12所示的第四实施方式的空调控制装置1C。在具备第二实施方式的空调控制装置1A、第三实施方式的空调控制装置IB或第四实施方式的空调控制装置IC的情况下,也能够得到与具备第一实施方式的空调控制装置I的情况同样的效果。即,空调控制装置IA及IC能够与蓄电池11协作地进行空调器模型49的运行控制或运行计划。因此,空调控制装置IA及IC能够进行可更节能化及省电的空调器模型49的运行控制或运行计划。
[0289]<第七实施方式>
[0290]在前述的第-一、第五实施方式中,对考虑了车辆100的舒适性、节能化及省电的空调控制装置1、1A、1B、1C进行了叙述。在本发明的第七实施方式中,对将蓄热装置12搭载于车辆100而能够实现进一步的舒适性、节能化及省电的结构进行叙述。
[0291]图1.6是表示具备本发明的第七实施方式中的空调控制装置I和蓄热装置12的车辆120的结构的框图。本实施方式中的车辆120通过在前述的第一…、第五实施方式中的车辆100的结构上还具备蓄热装置12而构成。本实施方式的车辆120与第一?第五实施方式的车辆100结构类似,因此对于与第一?第五实施方式同样的结构,标注同一参照符号而省略说明。
[0292]蓄热装置12能够基于车辆120的消耗电力,通过来自车辆综合管理系统2的输出指令而进行蓄热及放热。在本实施方式中,在空调器6以制冷模式运行的情况下,将保存冷气的情况称为“蓄热”,将放出冷气的情况称为“放热”。
[0293]另外,除了新设置蓄热装置12以外,例如,若能够增长空调器6的制冷剂管而增加制冷剂的量,使制冷剂中的蓄热容量增大,则也可以将空调器6的一部分作为蓄热装置12。在该情况下,通过增强空调器6的室外机的运行并减弱室内机的运行,能够向蓄热装置12蓄热。另外,通过减弱空调器6的室外机的运行并增强室内机的运行,能够从蓄热装置12放热。
[0294]车辆综合管理系统2在再生时且空调器6的输出的提高幅度具有富余时,提高在空调控制装置I中使用的用于空调器6的输出指令值Qs,使得在不低于车内温度下限值的范围内消耗再生电力。
[0295]另外,车辆综合管理系统2在可能产生再生失效的情况下,在蓄热装置12具有蓄热的富余、即具有可蓄热的空闲容量时,提高在空调控制装置I中使用的用于空调器6的输出指令值Qs而向蓄热装置12蓄热。或者,增强空调器6的室外机的运行并减弱室内机的运行,从而能够向蓄热装置12蓄热。
[0296]另外,车辆综合管理系统2在动力运行时且空调器6的输出的降低幅度具有富余时,降低在空调控制装置I中使用的用于空调器6的输出指令值Qs,使得在不超过车内温度上限值的范围内抑制消耗电力。另外,车辆综合管理系统2在因省电要求等而消耗电力窘迫的情况下,在蓄热装置12具有放热的富余、即具有可放热的热量时,从蓄热装置12放热而抑制消耗电力。或者,减弱S调器6的室外机的运彳丁并增强室内机的运彳丁,从而能够从蓄热装置12放热。
[0297]如以上那样,根据本实施方式,车辆120具备蓄热装置12。由此,空调控制装置I能够与蓄热装置12协作地进行空调器6的运行控制。因此,空调控制装置I能够进行可更节能化及省电的空调器6的运行控制。
[0298]在本实施方式中,车辆120具备前述的图1及图2所示的第-一实施方式的空调控制装置1,但不限于此,也可以具备前述的图6所示的第二实施方式的空调控制装置1A、前述的图9所示的第三实施方式的空调控制装置IB或前述的图12所示的第四实施方式的空调控制装置1C。
[0299]在车辆120取代第一实施方式的空调控制装置I而具备第二实施方式的空调控制装置1A、第三实施方式的空调控制装置IB或第四实施方式的空调控制装置IC的情况下,也能够得到与具备第一实施方式的空调控制装置I的情况同样的效果。
[0300]具体而言,空调控制装置IAUBUC能够与蓄热装置12协作地进行空调器模型49的运行控制或运行计划。因此,空调控制装置1A、1B、1C能够进行可更节能化及省电的空调器模型49的运行控制或运行计划。
[0301]另外,本实施方式中的车辆120除了蓄热装置12以外,还可以与前述的图15所示的第六实施方式中的车辆110同样地具备蓄电池11。通过具备蓄电池11,能够得到与第六实施方式同样的效果。
[0302]<第八实施方式>
[0303]在前述的图14所示的第五实施方式的列车系统60中,考虑车站到达时的开车门引起的车内温度的上升而预先提高空调器6的输出指令值Qs。在该情况下,开车门引起的车内温度的上升、即热负载的预测困难。因此,在本发明的第八实施方式中,对基于前列车的信息或过去的实效来修正热负载预测的空调控制装置进行叙述。在此,“前列车”是指在本车辆100的行进方向上,在本车辆100所属的列车之前行驶的列车。
[0304]本实施方式中的列车系统为与图14所示的第五实施方中的列车系统60同样的结构,因此对于与第五实施方式同样的结构,标注同一参照符号而省略图示及共同的说明。在本实施方式中,在各列车61的车辆100中具备的车辆综合管理系统2能够经由通信网9而与集中管理系统10通信。
[0305]在本车辆100的行进方向上,当在本车辆100所属的列车之前行驶的前列车的车辆100的车内温度Tin低于车内温度下限值Tmin时及超过车内温度上限值Tmax时,前列车的车辆100当作前列车的车辆100的热负载预测进行得不好,并将该意旨的信息从车辆综合管理系统2向集中管理系统10发送。
[0306]集中管理系统10向在前列车的后方行驶的列车即下-一列车的车辆100的车辆综合管理系统2发送前列车的车内温度Tin是否低于车内温度下限值Tmin或超过车内温度上限值Tmax中的任一个信息。
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