JP2009120022A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリの充電量確保とプレ空調実施の両立を図る車両用空調装置を提供する。
【解決手段】車両用空調装置は、ハイブリッド車両の停止中に乗員乗車前の車室内空調を行うプレ空調運転を実行可能とするエアコンＥＣＵ１０を備える。エアコンＥＣＵ１０はプレ空調運転を開始する命令を受信した場合に、バッテリ４の充電量が所定量以上のときはバッテリ４の電力を使用してプレ空調運転を実行し、バッテリ４の充電量が所定量未満のときは車両のエンジン１を作動させる命令をハイブリッドＥＣＵ６に送信するとともにバッテリ４の電力を使用してプレ空調運転を実行する。
【選択図】図５

Description

本発明はハイブリッド車両に搭載される車両用空調装置に関する。

従来、この種の車両用空調装置として、外部から交流２００Ｖまたは１００Ｖの電力が車載のバッテリに入力されると、その電力の仕様に応じて空調の事前作動（プレ空調）の可否を判断する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この従来の車両用空調装置は、バッテリに交流２００Ｖの電力が入力された場合に空調装置に対してその事前作動を許可し、交流１００Ｖの電力が入力された場合にその事前作動を禁止している。このような制御によって、交流１００Ｖが入力される緊急充電時に空調を作動させることによる充電量低下を抑制している。
特開平７−４６７０１号公報

しかしながら、上記特許文献１の車両用空調装置では、例えばバッテリに入力された電力が１００Ｖの電力仕様であるときはプレ空調を行うことができず、ユーザーがプレ空調を必要としているときにその要求に応えられないことがある。また、ユーザーは、充電量が所定条件を満たしていないためにプレ空調が行われない状況を理解するのが難しく、この状況を故障であると思ってしまうこともある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、バッテリの充電量確保とプレ空調実施との両立が図れる車両用空調装置を提供することにある。

上記目的を達成するために以下に示す技術的手段を採用する。すなわち、第１の発明は、ハイブリッド車両の停止中に乗員乗車前の車室内空調を行うプレ空調運転を実行可能とする空調制御装置（１０）を備える車両用空調装置に係る発明であって、
空調制御装置（１０）はプレ空調運転を開始する命令を受信した場合に、
バッテリ（４）の充電量が所定量以上のときはバッテリ（４）の電力を使用してプレ空調運転を実行し、
バッテリ（４）の充電量が所定量未満のときは、車両のエンジン（１）を作動させる命令を送信してエンジン（１）作動による電力を得るとともに、バッテリ（４）の電力を使用してプレ空調運転を実行することを特徴としている。

この発明によれば、プレ空調運転時のバッテリの充電量に応じて、バッテリの電力を使用するか、エンジン作動も併用しつつバッテリの電力を使用するかを使い分けることにより、バッテリの充電量の確保と、バッテリに多大な負荷を与えないユーザー所望のプレ空調による快適性の確保との両立が実現できる。

また、車両用空調装置は、バッテリ（４）の電力を用いて駆動され、車室内へ送風される空気を冷却するための冷凍サイクルに冷媒を循環させる電動圧縮機（２５）を備え、空調制御装置（１０）はプレ空調運転時に電動圧縮機（２５）を、バッテリ（４）の充電量を用いて決定された回転数に制御することが好ましい。

この発明によれば、プレ空調運転を行う際のバッテリの充電状況に応じて圧縮機の回転数を制御して空調の強さ度合いを調節することにより、乗車したときの乗員の快適性向上とバッテリの充電量確保の両立を実現することができる。

また、車両用空調装置は、バッテリ（４）の電力を用いて駆動され、車室内に空調された空気を送風する送風機（２４）を備え、空調制御装置（１０）はプレ空調運転時に送風機（２４）を、バッテリ（４）の充電量を用いて決定された回転数に制御することが好ましい。

この発明によれば、プレ空調運転を行う際のバッテリの充電状況に応じて空調の強さ度合いを調節する制御を実行することにより、乗車したときの乗員の快適性向上とバッテリの充電量確保の両立を実現することができる。

また、他の発明は、ハイブリッド車両の停止中に乗員乗車前の車室内空調を行うプレ空調運転を実行可能な空調制御装置（１０）を備える車両用空調装置に係る発明であって、
空調制御装置（１０）は、外部電源からの電力がバッテリ（４）に供給されている充電中にプレ空調運転を開始する命令を受信した場合には、
バッテリ（４）の充電電圧値が所定値以上のときはバッテリ（４）の電力を使用してプレ空調運転を実行し、
バッテリ（４）の充電電圧値が所定値未満のときは、車両のエンジン（１）を作動させる命令を送信してエンジン（１）作動による電力を得るとともに、バッテリ（４）の電力を使用して前記プレ空調運転を実行することを特徴としている。

この発明によれば、プレ空調運転時にバッテリに充電中の充電電圧値に応じて、バッテリの電力を使用するか、エンジン作動も併用しつつバッテリの電力を使用するかを使い分けることにより、バッテリの充電量の確保と、バッテリに多大な負荷を与えないユーザー所望のプレ空調による快適性の確保との両立が実現できる。

また、車両用空調装置は、バッテリ（４）の電力を用いて駆動され、車室内へ送風される空気を冷却するための冷凍サイクルに冷媒を循環させる電動圧縮機（２５）を備え、空調制御装置（１０）は、プレ空調運転時に電動圧縮機（２５）を、バッテリ（４）に充電中の充電電圧値を用いて決定された回転数に制御することが好ましい。

この発明によれば、プレ空調運転を行う際にバッテリに充電されている電圧状況に応じて圧縮機の回転数を制御して空調の強さ度合いを調節することにより、乗車したときの乗員の快適性向上とバッテリの充電量確保の両立を実現することができる。

また、車両用空調装置は、バッテリ（４）の電力を用いて駆動され、車室内に空調された空気を送風する送風機（２４）を備え、空調制御装置（１０）は、プレ空調運転時に送風機（２４）を、バッテリ（４）に充電中の充電電圧値を用いて決定された回転数に制御することが好ましい。

この発明によれば、プレ空調運転を行う際にバッテリに充電されている電圧状況に応じて空調の強さ度合いを調節する制御を実行することにより、乗車したときの乗員の快適性向上とバッテリの充電量確保の両立を実現することができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
本発明の一実施形態である第１実施形態の車両用空調装置を図１〜図５にしたがって説明する。図１は、本実施形態だけでなく後述の第２実施形態にも適用されるハイブリッド自動車の制御システムを示したブロック図である。図２は本実施形態だけでなく後述の第２実施形態にも適用される車両用空調装置の制御システムを示したブロック図である。

この車両用空調装置は、ハイブリッド自動車に搭載され、蒸気圧縮式冷凍サイクルと、蒸気圧縮式冷凍サイクルを用いて冷房を行う室内ユニットと、室内ユニットの各部および蒸気圧縮式冷凍サイクルの構成部品である電動圧縮機２５等を自動制御可能な空調制御装置としてのエアコンＥＣＵ１０と、所望の運転を設定するために乗員によって操作されるコントロールパネル４０と、乗員乗車前の車室内の空調運転（プレ空調運転）を行いたいときに乗員を含むユーザーが操作する携帯端末５０と、を備えている。エアコンＥＣＵ１０は、携帯端末５０から送信されるプレ空調運転の命令信号を受信すると、所定のプログラムによる演算を行ってプレ空調運転を実行することができる。

ユーザーは、車両に乗車しようとする前に、車室内の空調環境を快適にしておくために、携帯端末５０を操作して、通信局であるセンタを通じて車両の空調装置に対してプレ空調運転の指令を送信する。このプレ空調運転は、原則として、車両のイグニッションスイッチがＯＦＦ状態であること、あるいはエアコンＥＣＵ１０に対して乗員が乗車している信号が送信されていないことが許容条件となる。

蒸気圧縮式冷凍サイクルは、電動圧縮機２５と、電動圧縮機２５の吐出口より吐出された冷媒が流入する凝縮器と、凝縮液化された冷媒を気液分離し下流に供給するレシーバと、液冷媒を減圧膨張させる膨張弁等の減圧装置と、減圧膨張された冷媒を蒸発気化させる蒸発器とを備えており、これらを環状に接続して構成されている。

図１に示すように、ハイブリッド自動車はガソリン等の液体燃料を爆発、燃焼させて動力を発生する走行用のエンジン１と、走行補助用の電動機機能および発電機機能を有する電動発電機２と、エンジン１の燃料供給量、始動時期等を制御するエンジンＥＣＵ３と、車室内の空調を制御するエアコンＥＣＵ１０と、電動発電機２、エンジンＥＣＵ３、室内ユニットの各部および蒸気圧縮式冷凍サイクルの構成部品に電力を供給するバッテリ４と、電動発電機２、無段変速機（図示しない）、電磁クラッチ７等の制御を行うとともに、エンジンＥＣＵ３に制御信号を出力するハイブリッドＥＣＵ６と、を備えている。

ハイブリッドＥＣＵ６は、電動発電機２、エンジン１のいずれの駆動力を駆動輪に伝えるかの切替えを制御する機能と、バッテリ４の充電、放電を制御する機能とを有している。

ハイブリッドＥＣＵ６は、具体的に以下のような制御を行う。車両走行中（減速時を除く）は、エンジン１で駆動した動力を駆動輪に伝え、減速時はエンジン１を停止して電動発電機２で発電してバッテリ４に充電する。そして、発進時、加速時等の走行負荷が大きいときは、エンジン１による駆動力に加えて電動発電機２による駆動力を駆動輪に伝達させる。

さらに、エンジン１作動時にバッテリ４の充電量が充電開始目標値以下になった場合には、エンジン１の動力を電動発電機２に伝達し電動発電機２によって発電された電力をインバータ５を介してバッテリ４に充電する。また、車両停止時にバッテリ４の充電量が充電開始目標値以下である場合には、エンジンＥＣＵ３に対してエンジン１を始動する命令を送り、エンジン１の動力を電動発電機２に伝達する。

バッテリ４は、車室内空調、走行等によって消費した電力を充電するための充電装置を備えており、例えばニッケル水素蓄電池等が用いられる。この充電装置は、電力供給源としての電気スタンドや商業用電源に接続されるコンセントを備えており、このコンセントに電源供給源を接続することにより、バッテリ４の充電が行われる。

図２にしたがって車両用空調装置の制御システムを説明する。エアコンＥＣＵ１０は、マイクロコンピュータ１１と、車室内前面に設けられたコントロールパネル４０上の各種スイッチからの信号、携帯端末５０から送信されるプレ空調運転命令信号および各種センサ３０〜３６からのセンサ信号やハイブリッドＥＣＵ６から出力される通信信号が入力される入力回路１３と、各種アクチュエータＭ１〜Ｍ５に出力信号を送る出力回路１２と、を備えている。マイクロコンピュータ１１は、ＲＯＭ（読み込み専用記憶装置）、ＲＡＭ（読み込み書き込み可能記憶装置）等のメモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）等から構成されており、コントロールパネル４０等から送信された運転命令に基づいた演算に使用される各種プログラムを有している。

コントロールパネル４０には、電動圧縮機２５の起動および停止を命令するためのエアコンスイッチ、吸込口モードを切り替えるための吸込口切替スイッチ、車室内温度を設定するための温度設定スイッチ、ブロワ２４（送風機）による車室内への送風量を切り替えるための風量切替スイッチ、吹出口モードを切り替えるための吹出口切替スイッチ等が設けられている。

各種センサは、車室内の空気温度を検出する内気温センサ３０、車室外の外気温度を検出する外気温センサ３１、車室内に照射される日射量を検出する日射センサ３２、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷却用熱交換器を構成する蒸発器を通過した直後の空気温度を検出する蒸発器吹出空気温度センサ３３、室内ユニット内部の送風空気を加熱するヒータへの冷却水温度を検出する水温センサ３４、車両の走行速度を検出する車速センサ３５、乗員がシートに着座しているか否かを検出することができる着座センサ３６等である。

マイクロコンピュータ１１は、ＲＯＭ（読み込み専用記憶装置）、ＲＡＭ（読み込み書き込み可能記憶装置）等のメモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）等から構成されており、コントロールパネル４０等から送信された運転命令に基づいた演算に使用される各種プログラムを有している。マイクロコンピュータ１１から出力された信号は、出力回路１２によってＤ／Ａ変換、増幅等された後に、吹出口切替ドア２１、内外気切替ドア２２、エアミックスドア２３、ブロワ２４、電動圧縮機２５のそれぞれを駆動する各種アクチュエータＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５に駆動信号として出力される。

次に、エアコンＥＣＵ１０による空調制御処理について図３ないし図５を用いて説明する。図３は、エアコンＥＣＵ１０による空調制御のメインルーチンを示したフローチャートである。

まず、エアコンＥＣＵ１０にプレ空調運転を含む空調運転命令が入力されると、図３に示すメインルーチンにしたがって空調制御処理の実行を開始し、ＲＯＭ，ＲＡＭなどのメモリに記憶された制御プログラムがスタートしてＲＡＭに記憶されるデータなどを初期化する（ステップ１００）。ここで車室内空調が複数の空調ゾーン毎に行われる場合には、各空調ゾーンの空調運転は空調ゾーン毎に担当する空調ユニット（例えば前席空調ユニット、後席空調ユニット）によって実行される。

次に、エアコンＥＣＵ１０は、ステップ２００でコントロールパネル４０、内気温センサ３０、外気温センサ３１、日射センサ３２、蒸発器吹出空気温度センサ３３、水温センサ３４、車速センサ３５および着座センサ３６等からの信号を読み込み、ＲＯＭに記憶された数式１を用いて車室内に吹き出す空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する（ステップ３００）。

（数式１）
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−ＫＲ×ＴＲ−ＫＡＭ×ＴＡＭ−ＫＳ×ＴＳ＋Ｃ
ここで、Ｔｓｅｔは設定された設定温度、ＴＲは内気温センサ３０によって検出された内気温度、ＴＡＭは外気温センサ３１によって検出された外気温度、ＴＳは日射センサ３２によって検出された日射量である。また、Ｋｓｅｔは設定温度ゲイン、ＫＲは内気温ゲイン、ＫＡＭは外気温度ゲイン、ＫＳは日射ゲインであり、Ｃは全体に掛かる補正定数である。

続いてエアコンＥＣＵ１０は、ステップ４００において、バッテリ４の電力により駆動されるブロワ２４を作動するための電圧を決定する。このブロワ電圧の決定処理は、図４に示す特性図を用いて算出される。図４は空調制御メインルーチンにおいてブロワ電圧を決定するために用いる特性図である。この特性図は、バッテリ４の現在の充電量について、ステップ３００で算出された目標吹出温度ＴＡＯ[℃］とブロワ電圧［Ｖ］との関係を表したものであり、この特性図によって目標吹出温度ＴＡＯ[℃］に対する適正なブロワ電圧［Ｖ］をバッテリ４の充電量を考慮して決定することができる。

エアコンＥＣＵ１０は充電量に対応する複数の特性図を記憶しており、その一例として図４には、バッテリ４の現在の充電量が７０％以上のときに使用する特性図（Ｖ１で示す図）と、充電量が７０％未満のときに使用する特性図（Ｖ２で示す図）が示されている。

図４に示すように、エアコンＥＣＵ１０は、バッテリ４の充電量が７０％以上の場合にはＴＡＯ[℃］が低温時および高温時において充電量７０％未満の場合よりも高電圧のブロワ電圧をアクチュエータＭ４に印加するように決定する。また、ＴＡＯ[℃］が高温や低温でない中温時には充電量の大きさによって印加するブロワ電圧に差を設けることなく、図４に示すＴＡＯ[℃］に相当するブロワ電圧を印加するように決定する。

つまり、エアコンＥＣＵ１０は、ＴＡＯ[℃］が低温時および高温時においては、充電量が所定値（満タンに対して７０％）未満の時にバッテリ４の消費電力を抑制するためにブロワ２４に低めの電圧を供給する制御を実行し、充電量が所定値（満タンに対して７０％）以上の時は前者よりも高い電圧をブロワ２４に供給することにより、前者のようなバッテリ４の消費電力を抑制する制御ではなく、適切な送風量を供給してユーザーが所望する空調環境を重視する制御を実行する。

このようにエアコンＥＣＵ１０は、プレ空調運転時等において、図４に示すような制御特性図を用いた演算により、バッテリ４の充電量を用いてブロワ２４の回転数を決定し、当該回転数となるようにブロワ２４の作動を制御する。この制御によれば、プレ空調運転等を行う際にバッテリ４の充電状況に応じて空調の強さを制限して、空調の強さ度合いを調節することによって、乗車時の乗員の快適性向上とバッテリ４の充電量確保の両面に優れた制御を実現できる。

次にエアコンＥＣＵ１０は、ステップ５００において、ステップ３００で算出された目標吹出温度ＴＡＯに対応する吸込口モードを決定する処理を実行する。エアコンＥＣＵ１０は、目標吹出温度ＴＡＯが所定の目標吹出温度よりも高いときには内気循環モードを選択し、所定の目標吹出温度以下であるときには外気導入モードを選択する。

次にエアコンＥＣＵ１０は、ステップ６００において、ＲＯＭ、ＲＡＭなどに記憶されている吹出ロモード決定するための特性図（図示せず）にしたがい、ステップ３００で算出された目標吹出温度ＴＡＯに対応する吹出口モードを決定する処理を実行する。エアコンＥＣＵ１０は、目標吹出温度ＴＡＯが上昇するにつれて、空調ゾーンの吹出ロモードをフェイスモード、バイレベルモード、フットモードの順番に自動的に切り替えるように制御する。なお、フェイスモードとは、フェイス吹出口だけから空調風を吹き出すモードであり、フットモードとは、フット吹出口だけから空調風を吹き出しモードである。また、バレベルモードとは、フェイス吹出口およびフット吹出口から空調風を吹き出すモードである。

次にエアコンＥＣＵ１０は、ステップ７００において、エアミックスドア２３の目標開度を算出する。エアミックスドア２３の開度は、ステップ３００で算出された目標吹出温度ＴＡＯ、蒸発器吹出空気温度センサ３３によって検出された蒸発器後の空気温度、水温センサ３４によって検出された冷却水温を、ＲＯＭに記憶された数式２で演算することによって算出される。

（数式２）
開度＝（（ＴＡＯ−ＴＥ）／（ＴＷ−ＴＥ））×１００（％）
ここで、ＴＥは蒸発器後の空気温度、ＴＷは冷却水温である。

次にエアコンＥＣＵ１０は、図５に示すフローチャートに基づいて電動圧縮機２５の回転数を決定した後（ステップ８００）、各ステップ３００〜８００で算出または決定された各制御状態が得られるようにアクチュエータＭ１〜Ｍ５およびハイブリッドＥＣＵ６に対して制御信号を出力する（ステップ９００）。

エアコンＥＣＵ１０は、その後、所定時間が経過すると（ステップ１０００）、ステップ２００の処理に戻り、上述の制御処理（ステップ２００〜１０００）を繰り返す。このような処理の繰り返しによって空調ゾーンの空調は、快適性の高いものとなる。

次に、図５に示すフローチャートについて説明する。図５は、電動圧縮機２５の回転数を決定するルーチンの処理手順を示したフローチャートである。

まず、エアコンＥＣＵ１０は、乗員が乗車中であるか否かを判断する（ステップ８０１）。この判断は、イグニッションスイッチがＯＮされているか否か、または、着座センサ３６により乗員がシートに着座していることを検出したか否かによって行われる。イグニッションスイッチがＯＮされている、または着座センサ３６によって乗員の着座が検出された場合には、エアコンＥＣＵ１０は、乗車中であると判断し、各種センサ３０〜３５のセンサ信号に基づいて算出した目標蒸発器後温度ＴＥＯと、蒸発器吹出空気温度センサ３３によって検出された実際の蒸発器後温度ＴＥとの温度偏差Ｅnを以下の数式３を用いて演算する（ステップ８０２）。

（数式３）
Ｅn＝ＴＥＯ−ＴＥ
次に、エアコンＥＣＵ１０は、以下の数式４を用いて偏差変化率Ｅdotを演算する（ステップ８０３）。

（数式４）
Ｅdot＝Ｅn−Ｅn-1
ここで、Ｅnは１秒に１回更新されるため、Ｅn-1はＥnに対して１秒前の値となる。

さらに、エアコンＥＣＵ１０は、ステップ８０２で求めたＥnとステップ８０３で求めたＥdotとを用いて、ＲＯＭに記憶されたメンバーシップ関数とファジー理論とに基づいて１秒前の電動圧縮機２５のアクチュエータＭ５（電動モータ）の目標回転数ＩＶＯn-1に対して増減する目標増加回転数Δｆを算出する（ステップ８０４）。

次に、エアコンＥＣＵ１０は、以下の数式５を用いて電動圧縮機２５の電動モータの目標回転数ＩＶＯnを算出する（ステップ８０５）。そして、算出された目標回転数ＩＶＯnに基づいてステップ９００の処理が実行される。

（数式５）
ＩＶＯn＝ＩＶＯn-1＋Δｆ
ここで、ＩＶＯn-1は１秒前の回転数で、Δｆは１秒前の電動圧縮機２５の電動モータの目標回転数ＩＶＯn-1に対して増減する回転数である。

一方、エアコンＥＣＵ１０は、イグニッションスイッチがＯＮされていない、または着座センサ３６によって乗員の着座が検出されていない場合には、乗車前であると判断し、次にプレ空調運転を実行する指令があるか否かを判断する（ステップ８１０）。エアコンＥＣＵ１０は、プレ空調運転を実行する指令が送られていない場合には、電動圧縮機２５を起動させる必要がないため、電動圧縮機２５の目標回転数ＩＶＯを０ｒｐｍに決定する（ステップ８１１）。そして、決定された０ｒｐｍの目標回転数ＩＶＯに基づいてステップ９００の処理が実行される。

逆にエアコンＥＣＵ１０は、プレ空調運転を実行する指令が送られていると判断した場合には、次にバッテリ４の充電量を検出し、充電量が７０％以上であるか否かを判断する（ステップ８１２）。そして、充電量が７０％未満である場合には、エンジン１を起動する指令をハイブリッドＥＣＵ６に送信し、ハイブリッドＥＣＵ６は電磁クラッチ７を制御してエンジン１を作動させる（ステップ８１３）。なお、バッテリ４の充電量を検出し、その充電量が所定値以上であるか否かを判断するのは、ハイブリッドＥＣＵ６が行うように構成してもよい。

充電量が７０％以上である場合や、ステップ８１３によってエンジン１の作動が実行された場合には、次に、エアコンが作動可能状態（カーエアコンが空調運転をできない状態にないこと）であるか否かを判断する（ステップ８１４）。エアコンＥＣＵ１０は、エアコンが作動可能状態でないと判断した場合には電動圧縮機２５を作動させる必要がないため、ステップ８１１で電動圧縮機２５の目標回転数ＩＶＯを０ｒｐｍに決定する。逆にエアコンが作動可能状態であると判断した場合には、エアコンＥＣＵ１０はプレ空調運転を開始すべく、電動圧縮機２５を停止状態から起動させる時であるか否か、つまり前回の目標回転数ＩＶＯn-1が０ｒｐｍであるか否かを判断する（ステップ８１５）。

電動圧縮機２５を停止状態から起動させる時である場合、つまり前回の目標回転数ＩＶＯn-1が０ｒｐｍである場合には、エアコンＥＣＵ１０はステップ８１６において、目標回転数ＩＶＯnを決定する。ステップ８１６における目標回転数ＩＶＯnの決定処理は、図５のステップ８１６に示す特性図を用いて算出される。この特性図は、バッテリ４の現在の充電量について、ステップ３００で算出された目標吹出温度ＴＡＯ[℃］と目標回転数ＩＶＯn［ｒｐｍ］との関係を表したものであり、この特性図によって目標吹出温度ＴＡＯ[℃］に対する適正な目標回転数ＩＶＯn［ｒｐｍ］をバッテリ４の充電量を考慮して決定することができる。

エアコンＥＣＵ１０は充電量に対応する複数の特性図を記憶しており、その一例としてステップ８１６には、バッテリ４の現在の充電量が７０％以上のときに使用する特性図と、充電量が７０％未満のときに使用する特性図とが示されている。

エアコンＥＣＵ１０は、バッテリ４の充電量が７０％以上の場合にはＴＡＯ[℃］が所定値（例えば１０℃）以下の比較的低温時において充電量７０％未満の場合よりも高回転数の目標回転数ＩＶＯnに決定し、ステップ９００で、当該目標回転数ＩＶＯnにアクチュエータＭ５（電動モータ）を制御する。また、ＴＡＯ[℃］が所定値（例えば１０℃）以上のときには充電量の大きさによって目標回転数ＩＶＯnに差を設けることなく、例えば目標回転数ＩＶＯnを２０００ｒｐｍに決定し、ステップ９００で、アクチュエータＭ５（電動モータ）を２０００ｒｐｍに制御する。

つまり、エアコンＥＣＵ１０は、ＴＡＯ[℃］が低温時においては、充電量が所定値（満タンに対して７０％）未満の時にバッテリ４の消費電力を抑制するために電動圧縮機２５を低めの目標回転数ＩＶＯnに制御し、充電量が所定値（満タンに対して７０％）以上の時は電動圧縮機２５を前者よりも高めの目標回転数ＩＶＯnに制御することにより、前者のようなバッテリ４の消費電力を抑制する制御ではなく、適切な冷却能力を発揮させてユーザーが所望する空調環境を重視する制御を実行する。

このようにエアコンＥＣＵ１０は、プレ空調運転時等において、バッテリ４の充電量を用いて電動圧縮機２５の回転数を決定し、当該回転数となるように電動圧縮機２５の作動を制御する。この制御によれば、プレ空調運転等を行う際にバッテリ４の充電状況に応じて空調の強さを制限することにより空調能力の強さ度合いを調節して、乗員が乗車した時の快適性の確保と各種機器の運転に支障のないバッテリ４の充電量確保との両面に優れた制御を実現できる。

また、電動圧縮機２５を停止状態から起動させる時でない場合、つまり前回の目標回転数ＩＶＯn-1が０ｒｐｍでない場合には、エアコンＥＣＵ１０は各種センサ３０〜３５のセンサ信号に基づいて上記ステップ８０２〜８０４の処理と同様に目標増加回転数Δｆを算出し（ステップ８１７，８１８，８１９）、以下の数式６を用いて電動圧縮機２５の電動モータの仮の目標回転数ＩＶＯnを算出する（ステップ８２０）。

（数式６）
仮のＩＶＯn＝ＩＶＯn-1＋Δｆ
さらにエアコンＥＣＵ１０は、ステップ８２１において、バッテリ４の充電量［％］に応じて最高回転数Ｙ［ｒｐｍ］を算出する。ステップ８２１における最高回転数Ｙの決定処理は、図５のステップ８２１に示す特性図を用いて算出される。この特性図は、バッテリ４の現在の充電量［％］と最高回転数Ｙ［ｒｐｍ］との関係を表したものであり、この特性図によってバッテリ４の充電量［％］に対する最高回転数Ｙ［ｒｐｍ］を決定することができる。

次にエアコンＥＣＵ１０は、ステップ８２０で算出した仮の目標回転数ＩＶＯnと、ステップ８２１で算出された最高回転数Ｙとを比較し、このうち小さい値の方を目標回転数ＩＶＯnに決定する（ステップ８２２）。そしてエアコンＥＣＵ１０は、決定された目標回転数ＩＶＯnにアクチュエータＭ５（電動モータ）を制御する（ステップ９００）。

以上のように本実施形態の車両用空調装置は、ハイブリッド車両の停止中に乗員乗車前の車室内空調を行うプレ空調運転を実行可能とするエアコンＥＣＵ１０を備える。エアコンＥＣＵ１０はプレ空調運転を開始する命令を受信した場合に、バッテリ４の充電量が所定量以上のときはバッテリ４の電力を使用してプレ空調運転を実行し、バッテリ４の充電量が所定量未満のときは、エンジン１を作動させる命令をハイブリッドＥＣＵ６に送信してエンジン１の作動による電力を得るとともに、バッテリ４の電力を使用してプレ空調運転を実行する。

この構成によれば、プレ空調運転時のバッテリ４の充電量に応じて、バッテリ４の電力を使用するか、エンジン１の作動も併用しつつバッテリ４の電力を使用するかを使い分けることにより、バッテリ４の充電量の確保と、バッテリ４に多大な負荷を与えないユーザーが所望するプレ空調による快適性の確保との両方を実現した制御を提供できる。またこの制御により、従来、ハイブリッド車両においてプレ空調運転を行うことができなかった状況でも確実な運転が行われるので、ユーザーにとってうれしさが増すとともに、プレ空調運転が実行されないことによってユーザーが故障したと誤認識することがなくなる。

（第２実施形態）
本実施形態では、上記第１実施形態に対して、空調制御メインルーチンにおける、ブロワ電圧決定ルーチンおよび電動圧縮機の回転数決定ルーチンの変形例を図６および図７にしたがって示す。図６は空調制御のメインルーチンのブロワ電圧を決定するために用いる特性図である。図７は、電動圧縮機の回転数を決定するルーチンの処理手順を示したフローチャートである。

本実施形態における空調制御の処理フローは、第１実施形態で説明した空調制御の処理フローに対して、図３のステップ４００およびステップ８００の処理のみが異なっており、さらに、本実施形態の図７に示すフローは、図７のステップ８３０、８４２および８４６のみが異なっている。なお、その他の各構成部品、これらの作動、制御処理手順については、第１実施形態の車両用空調装置と同様である。

本実施形態のブロワ電圧の決定処理について図６にしたがって説明する。図６に示す特性図は、充電中のバッテリ４の充電電圧値について、図３のステップ３００で算出された目標吹出温度ＴＡＯ[℃］とブロワ電圧［Ｖ］との関係を表したものであり、この特性図によって目標吹出温度ＴＡＯ[℃］に対する適正なブロワ電圧［Ｖ］を充電中のバッテリ４の充電電圧値を考慮して決定することができる。

エアコンＥＣＵ１０は複数の充電電圧値にそれぞれ対応する特性図を記憶しており、その一例として図６には、充電電圧値が交流２００Ｖのときに使用する特性図（Ｖ３で示す図）と、充電電圧値が交流１００Ｖのときに使用する特性図（Ｖ４で示す図）が示されている。

図６に示すように、エアコンＥＣＵ１０は、バッテリ４の充電電圧値２００Ｖの場合にはＴＡＯ[℃］が低温時および高温時において充電電圧値１００Ｖの場合よりも高電圧のブロワ電圧をアクチュエータＭ４に印加するように決定する。また、ＴＡＯ[℃］が高温や低温でない中温時には充電量の大きさによって印加するブロワ電圧に差を設けることなく、図６に示すＴＡＯ[℃］に相当するブロワ電圧を印加するように決定する。

つまり、エアコンＥＣＵ１０は、ＴＡＯ[℃］が低温時および高温時においては、充電電圧値が低い１００Ｖの時はバッテリ４の消費電力を抑制するためにブロワ２４に低めの電圧を供給する制御を実行し、充電電圧値が高い２００Ｖの時は前者よりも高い電圧をブロワ２４に供給することにより、前者のようなバッテリ４の消費電力を抑制する制御ではなく、適切な送風量を供給してユーザーが所望する空調環境を重視する制御を実行する。

このようにエアコンＥＣＵ１０は、プレ空調運転時等において、図６に示すような制御特性図を用いた演算により、バッテリ４に充電中の充電電圧値を用いてブロワ２４の回転数を決定し、当該回転数となるようにブロワ２４の作動を制御する。この制御によれば、プレ空調運転等を行う際にバッテリ４の充電状況に応じて空調の強さを制限することにより空調能力の度合いを調節して、乗員が乗車した時の快適性の確保と各種機器の運転に支障のないバッテリ４の充電量確保との両面に優れた制御を実現できる。

次に、エアコンＥＣＵ１０は、図７に示す電動圧縮機２５の回転数を決定するフローチャートについて説明する。まず、エアコンＥＣＵ１０は、現在バッテリ４に充電がなされているか否かを判断する（ステップ８３０）。この判断はバッテリ４が充電中になるまで繰り返される。

エアコンＥＣＵ１０は、充電中であると判断した場合には、前述のステップ８０１と同様に乗車中であるか否かを判断する（ステップ８３１）。エアコンＥＣＵ１０は、乗車中であると判断した場合には前述のステップ８０２〜８０５と同様の各処理を実行して目標回転数ＩＶＯnを算出し、算出された目標回転数ＩＶＯnに基づいてステップ９００の処理を実行する。

一方、エアコンＥＣＵ１０は、乗車中でないと判断した場合には前述のステップ８１０と同様の処理を実行し（ステップ８４０）、ステップ８４０でプレ空調運転を実行する指令が送られていないと判断した場合には、前述のステップ８１１と同様に、電動圧縮機２５の目標回転数ＩＶＯを０ｒｐｍに決定する（ステップ８４１）。そして、決定された０ｒｐｍの目標回転数ＩＶＯに基づいてステップ９００の処理を実行する。

エアコンＥＣＵ１０は、ステップ８４０でプレ空調運転を実行する指令が送られていると判断した場合には、次に充電中のバッテリ４の充電電圧値が２００Ｖであるか否かを判断する（ステップ８４２）。そして、充電電圧値が２００Ｖである場合には、前述のステップ８１３の処理と同様に、エンジン１を起動する指令をハイブリッドＥＣＵ６に送信し、ハイブリッドＥＣＵ６は電磁クラッチ７を制御してエンジン１を作動させる（ステップ８４３）。

エアコンＥＣＵ１０は、充電電圧値が２００Ｖでない（例えば交流１００Ｖである）場合や、ステップ８１３によってエンジン１の作動が実行された場合には、続いて前述のステップ８１４と同様のステップ８４４の判断処理（ステップ８４４においてＹＥＳの場合はステップ８１１と同様のステップ８４１の処理を実行する）を実行し、ステップ８４４においてＮＯの場合はステップ８１５と同様のステップ８４５の判断処理を実行する。さらにエアコンＥＣＵ１０は、ステップ８４５においてＮＯの場合はステップ８１７〜８２２と同様のステップ８４７、８４８、８４９、８５０、８５１、８５２の各処理を実行し、決定された目標回転数ＩＶＯに基づいてステップ９００の処理を実行する。

また、エアコンＥＣＵ１０は、ステップ８４５においてＹＥＳの場合（電動圧縮機２５を停止状態から起動させる時である場合、つまり前回の目標回転数ＩＶＯn-1が０ｒｐｍである場合）には、ステップ８４６において、目標回転数ＩＶＯnを決定する。ステップ８４６における目標回転数ＩＶＯnの決定処理は、図７のステップ８４６に示す特性図を用いて算出される。この特性図は、バッテリ４に対して充電されている充電電圧値について、ステップ３００で算出された目標吹出温度ＴＡＯ[℃］と目標回転数ＩＶＯn［ｒｐｍ］との関係を表したものであり、この特性図によって目標吹出温度ＴＡＯ[℃］に対する適正な目標回転数ＩＶＯn［ｒｐｍ］をバッテリ４への充電能力を考慮して決定することができる。

エアコンＥＣＵ１０は充電電圧値、言い換えれば充電能力レベルに対応する複数の特性図を記憶しており、その一例としてステップ８４６には、バッテリ４への充電電圧が交流２００Ｖのときに使用する特性図と、充電電圧が交流１００Ｖのときに使用する特性図とが示されている。

エアコンＥＣＵ１０は、充電電圧が２００Ｖの場合にはＴＡＯ[℃］が所定値（例えば１０℃）以下の比較的低温時において充電電圧が１００Ｖの場合よりも高回転数の目標回転数ＩＶＯnに決定し、ステップ９００で、当該目標回転数ＩＶＯnにアクチュエータＭ５（電動モータ）を制御する。また、ＴＡＯ[℃］が所定値（例えば１０℃）以上のときには充電電圧値の大きさによって目標回転数ＩＶＯnに差を設けることなく、例えば目標回転数ＩＶＯnを２０００ｒｐｍに決定し、ステップ９００で、アクチュエータＭ５（電動モータ）を２０００ｒｐｍに制御する。

つまり、エアコンＥＣＵ１０は、ＴＡＯ[℃］が低温時においては、充電電圧値が所定値未満の時（交流１００Ｖの電圧を充電時）にバッテリ４の消費電力を抑制するために電動圧縮機２５を低めの目標回転数ＩＶＯnに制御し、充電量が所定値以上の時（交流２００Ｖの電圧を充電時）は電動圧縮機２５を前者よりも高めの目標回転数ＩＶＯnに制御することにより、前者のようなバッテリ４の消費電力を抑制する制御ではなく、適切な冷却能力を発揮させてユーザーが所望する空調環境を重視する制御を実行する。

そして、エアコンＥＣＵ１０は、ステップ８４６で決定された目標回転数ＩＶＯに基づいてステップ９００の処理を実行する。エアコンＥＣＵ１０は、その後、所定時間が経過すると（ステップ１０００）、ステップ２００の処理に戻り、上述の制御処理（ステップ２００〜１０００）を繰り返す。このような処理の繰り返しによって空調ゾーンの空調は、快適性の高いものとなる。

このようにエアコンＥＣＵ１０は、プレ空調運転時等において、バッテリ４に充電中の充電電圧値を用いて電動圧縮機２５の回転数を決定し、当該回転数となるように電動圧縮機２５の作動を制御する。この制御によれば、プレ空調運転等を行う際に充電中のバッテリ４の充電能力に応じて空調の強さを制限して、空調の強さ度合いを調節することによって、乗車時の乗員の快適性向上とバッテリ４の充電量確保の両面に優れた制御を実現できる。

以上のように本実施形態のエアコンＥＣＵ１０は、プレ空調運転を開始する命令を受信した場合に、バッテリ４の充電電圧が所定量以上のとき（例えば交流２００Ｖ充電の時）はバッテリ４の電力を使用してプレ空調運転を実行し、バッテリ４の充電量が所定量未満のとき（例えば交流１００Ｖ充電の時）は、エンジン１を作動させる命令をハイブリッドＥＣＵ６に送信してエンジン１の作動による電力を得るとともに、バッテリ４の電力を使用してプレ空調運転を実行する。

この構成によれば、プレ空調運転時のバッテリ４に充電中の充電電圧値に応じて、バッテリ４の電力を使用するか、エンジン１の作動も併用しつつバッテリ４の電力を使用するかを使い分けることにより、バッテリ４の充電量の確保と、バッテリ４に多大な負荷を与えないユーザーが所望するプレ空調による快適性の確保との両方を実現した制御を提供できる。またこの制御により、従来、ハイブリッド車両においてプレ空調運転を行うことができなかった状況でも確実な運転が行われるので、ユーザーにとってうれしさが増すとともに、プレ空調運転が実行されないことによってユーザーが故障したと誤認識することがなくなる。

本発明のすべての実施形態に使用されるハイブリッド自動車の制御システムを示したブロック図である。 すべての実施形態における車両用空調装置の制御システムを示したブロック図である。 すべての実施形態の車両用空調装置における空調制御のメインルーチンを示したフローチャートである。 本発明の一実施形態である第１実施形態において、空調制御のメインルーチンのブロワ電圧を決定するために用いる特性図である。 第１実施形態における電動圧縮機の回転数を決定するルーチンの処理手順を示したフローチャートである。 第２実施形態における空調制御のメインルーチンのブロワ電圧を決定するために用いる特性図である。 第２実施形態における電動圧縮機の回転数を決定するルーチンの処理手順を示したフローチャートである。

符号の説明

１…エンジン
４…バッテリ
１０…エアコンＥＣＵ（空調制御装置）
２４…ブロワ（送風機）
２５…電動圧縮機

Claims (6)

1. ハイブリッド車両の停止中に乗員乗車前の車室内空調を行うプレ空調運転を実行可能とする空調制御装置（１０）を備える車両用空調装置であって、
   前記空調制御装置（１０）は前記プレ空調運転を開始する命令を受信した場合に、
   バッテリ（４）の充電量が所定量以上のときは前記バッテリ（４）の電力を使用して前記プレ空調運転を実行し、
   前記バッテリ（４）の充電量が前記所定量未満のときは、前記車両のエンジン（１）を作動させる命令を送信して前記エンジン（１）作動による電力を得るとともに、前記バッテリ（４）の電力を使用して前記プレ空調運転を実行することを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記バッテリ（４）の電力を用いて駆動され、前記車室内へ送風される空気を冷却するための冷凍サイクルに冷媒を循環させる電動圧縮機（２５）を備え、
   前記空調制御装置（１０）は、前記プレ空調運転時に前記電動圧縮機（２５）を、前記バッテリ（４）の充電量を用いて決定された回転数に制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記バッテリ（４）の電力を用いて駆動され、前記車室内に空調された空気を送風する送風機（２４）を備え、
   前記空調制御装置（１０）は、前記プレ空調運転時に前記送風機（２４）を、前記バッテリ（４）の充電量を用いて決定された回転数に制御することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
4. ハイブリッド車両の停止中に乗員乗車前の車室内空調を行うプレ空調運転を実行可能な空調制御装置（１０）を備える車両用空調装置であって、
   前記空調制御装置（１０）は、外部電源からの電力がバッテリ（４）に供給されている充電中に前記プレ空調運転を開始する命令を受信した場合には、
   前記バッテリ（４）の充電電圧値が所定値以上のときは前記バッテリ（４）の電力を使用して前記プレ空調運転を実行し、
   前記バッテリ（４）の充電電圧値が前記所定値未満のときは、前記車両のエンジン（１）を作動させる命令を送信して前記エンジン（１）作動による電力を得るとともに、前記バッテリ（４）の電力を使用して前記プレ空調運転を実行することを特徴とする車両用空調装置。
5. 前記バッテリ（４）の電力を用いて駆動され、前記車室内へ送風される空気を冷却するための冷凍サイクルに冷媒を循環させる電動圧縮機（２５）を備え、
   前記空調制御装置（１０）は、前記プレ空調運転時に前記電動圧縮機（２５）を、前記バッテリ（４）に充電中の前記充電電圧値を用いて決定された回転数に制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
6. 前記バッテリ（４）の電力を用いて駆動され、前記車室内に空調された空気を送風する送風機（２４）を備え、
   前記空調制御装置（１０）は、前記プレ空調運転時に前記送風機（２４）を、前記バッテリ（４）に充電中の前記充電電圧値を用いて決定された回転数に制御することを特徴とする請求項４または５に記載の車両用空調装置。

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