JP2005132370A - ハイブリッド車用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 停車中、走行中にかかわらず、充電のためだけにエンジンが頻繁に運転されるのを極力回避して、燃費向上等を図る。
【解決手段】 電動発電機２およびエアコンユニット６に電力を供給するバッテリ４の充電残量が充電開始目標値以下になると、走行用エンジン１で電動発電機２を駆動してバッテリ４に充電を行うようにし、走行用エンジン１が運転中は、走行用エンジン１が停止中よりも、充電開始目標値を高く設定することにより、エンジン運転中に充電要となりやすくする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、走行用エンジンと走行用電動機とを搭載したハイブリッド車用の空調装置に関するものである。

従来のハイブリッド車用空調装置として特開２０００−２７０４０１号公報に記載されたものがあり、この公報記載のハイブリッド車は、バッテリから電力を供給されて車室内の空調を行うエアコンユニットを備え、バッテリの充電残量が充電開始目標値以下になると走行用エンジンにより発電機を駆動してバッテリに充電を行うようになっている。また、停車中や低負荷走行時には充電残量が充電開始目標値以下にならない限り走行用エンジンを停止させて、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減を図るようにしている。

そして、車室内の温度を設定温度に調整するためにエアコンユニットが必要とする空調必要電力を演算し、車両走行中には空調必要電力の増加に伴って充電開始目標値を高く設定することにより、走行中にバッテリの充電量を増やしておいて、停車中のエンジンの運転が極力少なくなるようにして燃費の向上等を図っている。
特開２０００−２７０４０１号公報

しかしながら、上記装置は、走行用エンジンが運転中か否かにかかわらず、充電残量が充電開始目標値以下になると充電を行うようにしているため、走行用エンジンを停止して走行している時に充電残量が充電開始目標値以下になった場合でも走行用エンジンの運転が開始されてしまう。

また、上記装置のように、車両走行中の充電開始目標値を高く設定すると、停車中よりも車両走行中の方が充電頻度が高くなる傾向になるため、結果的に、走行用エンジンを停止して走行している時に充電のためだけに走行用エンジンの運転が開始される頻度が高くなってしまう。

このように、充電のためだけに走行用エンジンが頻繁に運転されると、燃費向上等の目的を十分に達成することができないという問題が生じる。

そこで、本発明は上記の点に鑑み、走行条件に応じて走行用エンジンの運転および停止を制御するハイブリッド車用の空調装置において、停車中、走行中にかかわらず、充電のためだけに走行用エンジンが頻繁に運転されるのを極力回避して、さらなる燃費向上等を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、走行条件に応じて走行用エンジン（１）の運転および停止を制御するとともに、バッテリ（４）の充電残量が充電開始目標値以下になると、走行用エンジン（１）により電動発電手段（２）を駆動してバッテリ（４）に充電を行うようにしたハイブリッド車に搭載される空調装置において、バッテリ（４）から電力を供給されて車室内の空調を行うエアコンユニット（６）を備え、車速が所定速度以下の時は、車速が所定速度を超える時よりも、エアコンユニット（６）の能力を低めに設定することを特徴とする。

これによると、低速走行時にはバッテリへの負荷が少なくなって充電要となりにくいため、エンジン運転頻度の低い低速走行時に、充電のためだけにエンジンの運転が開始される頻度が低くなる。従って、低速走行時のエンジンの頻繁な起動が低減され、それによって燃費の向上、環境破壊物質排出量の低減、ドライバビリティの向上、騒音振動の低減等を図ることができる。一方、高速走行時にはエアコンユニットの能力を高く設定することにより、快適性を確保することができる。

請求項２に記載の発明では、走行条件に応じて走行用エンジン（１）の運転および停止を制御するとともに、バッテリ（４）の充電残量が充電開始目標値以下になると、走行用エンジン（１）により電動発電手段（２）を駆動してバッテリ（４）に充電を行うようにしたハイブリッド車に搭載される空調装置において、バッテリ（４）から電力を供給されて車室内の空調を行うエアコンユニット（６）を備え、走行用エンジン（１）が停止中は、走行用エンジン（１）が運転中よりも、エアコンユニット（６）の能力を低めに設定することを特徴とする。

これによると、エンジン停止中はバッテリへの負荷が少なくなって充電要となりにくいため、充電のためだけにエンジンの運転が開始される頻度が低くなる。従って、エンジンの頻繁な起動が低減され、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減を図ることができる。一方、エンジン運転中にはエアコンユニットの能力を高く設定することにより、快適性を確保することができる。

請求項３に記載の発明では、走行条件に応じて走行用エンジン（１）の運転および停止を制御するとともに、バッテリ（４）の充電残量が充電開始目標値以下になると、走行用エンジン（１）により電動発電手段（２）を駆動してバッテリ（４）に充電を行うようにしたハイブリッド車に搭載される空調装置において、バッテリ（４）から電力を供給されて車室内の空調を行うエアコンユニット（６）を備え、バッテリ（４）の放電量が所定値以上の時は、バッテリ（４）の放電量が所定値未満の時よりも、エアコンユニット（６）の能力を低めに設定することを特徴とする。

これによると、放電量が大きい時はエアコンユニットの能力を低く設定することにより、バッテリへの負荷を少なくすることができる。従って、充電のためだけにエンジンの運転が開始される頻度が低くなり、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減を図ることができる。一方、放電量が小さい時にはエアコンユニットの能力を高く設定することにより、快適性を確保することができる。

請求項４に記載の発明では、走行条件に応じて走行用エンジン（１）の運転および停止を制御するとともに、バッテリ（４）の充電残量が充電開始目標値以下になると、走行用エンジン（１）により電動発電手段（２）を駆動してバッテリ（４）に充電を行うようにしたハイブリッド車に搭載される空調装置において、バッテリ（４）から電力を供給されて車室内の空調を行うエアコンユニット（６）を備え、走行用エンジン（１）を運転する可能性の低い走行モード時は、走行用エンジン（１）を運転する可能性の高い走行モード時よりも、エアコンユニット（６）の能力を低めに設定することを特徴とする。

これによると、例えば低速・低負荷走行時のようなエンジンを運転する可能性の低い走行モード時は、バッテリへの負荷が少なくなって充電要となりにくいため、充電のためだけにエンジンの運転が開始される頻度が低くなり、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減を図ることができる。一方、例えば高速・高負荷走行時のようなエンジンを運転する可能性の高い走行モード時にはエアコンユニットの能力を高く設定することにより、快適性を確保することができる。

請求項５に記載の発明では、走行条件に応じて走行用エンジン（１）の運転および停止を制御するとともに、バッテリ（４）の充電残量が充電開始目標値以下になると、走行用エンジン（１）により電動発電手段（２）を駆動してバッテリ（４）に充電を行うようにしたハイブリッド車に搭載される空調装置において、バッテリ（４）から電力を供給されて車室内の空調を行うエアコンユニット（６）を備え、充電開始目標値よりも高い値を高充電状態値として設定し、バッテリ（４）の充電残量が高充電状態値以下の時は、バッテリ（４）の充電残量が高充電状態値を超える時よりも、エアコンユニット（６）の能力を低めに設定することを特徴とする。

これによると、バッテリの充電残量が高充電状態値から充電開始目標値まで減少する間のバッテリへの負荷を少なくして、エンジン停止時間を長くすることができる。従って、充電のためだけにエンジンの運転が開始される頻度が低くなり、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減を図ることができる。一方、バッテリの充電残量が高充電状態値を超える時はエアコンユニットの能力を高く設定することにより、快適性を確保することができる。

請求項６に記載の発明では、走行用エンジン（１）と、走行用電動機機能および発電機機能を発揮する電動発電手段（２）と、この電動発電手段（２）に電力を供給するバッテリ（４）とを備え、走行条件に応じて走行用エンジン（１）の運転および停止を制御するとともに、バッテリ（４）の充電残量が充電開始目標値以下になると、走行用エンジン（１）により電動発電手段（２）を駆動してバッテリ（４）に充電を行うようにしたハイブリッド車に搭載される空調装置において、バッテリ（４）から電力を供給されて車室内の空調を行うエアコンユニット（６）を備え、走行用エンジン（１）の回転数が所定回転数以上の時には、走行用エンジン（１）の回転数が所定回転数未満の時よりも、エアコンユニット（６）の能力を低めに設定することを特徴とする。

ところで、走行用エンジンの回転数が高い場合は、一般的には走行負荷が高く、従って、電動発電手段も大きな駆動力を発生するためにその電力使用量が多い状態と推定される。このような状況下で、エアコンユニットの能力を低めに設定してエアコンユニットの電力使用量を制限することにより、車両全体としての電力使用量が過剰になるのを防止できる。

請求項７に記載の発明では、走行用エンジン（１）と、走行用電動機機能および発電機機能を発揮する電動発電手段（２）と、この電動発電手段（２）に電力を供給するバッテリ（４）とを備え、走行条件に応じて走行用エンジン（１）の運転および停止を制御するとともに、バッテリ（４）の充電残量が充電開始目標値以下になると、走行用エンジン（１）により電動発電手段（２）を駆動してバッテリ（４）に充電を行うようにしたハイブリッド車に搭載される空調装置において、バッテリ（４）から電力を供給されて車室内の空調を行うエアコンユニット（６）を備え、走行負荷が所定負荷以上の時は、走行負荷が所定負荷未満の時よりも、エアコンユニット（６）の能力を低めに設定することを特徴とする。

ところで、走行負荷が高い場合は、電動発電手段も大きな駆動力を発生するためにその電力使用量が多い状態と推定される。このような状況下で、エアコンユニットの能力を低めに設定してエアコンユニットの電力使用量を制限することにより、車両全体としての電力使用量が過剰になるのを防止できる。

請求項８に記載の発明では、走行用エンジン（１）と、走行用電動機機能および発電機機能を発揮する電動発電手段（２）と、この電動発電手段（２）に電力を供給するバッテリ（４）とを備え、走行条件に応じて走行用エンジン（１）の運転および停止を制御するとともに、バッテリ（４）の充電残量が充電開始目標値以下になると、走行用エンジン（１）により電動発電手段（２）を駆動してバッテリ（４）に充電を行うようにしたハイブリッド車に搭載される空調装置において、バッテリ（４）から電力を供給されて車室内の空調を行うエアコンユニット（６）を備え、電動発電手段（２）が走行用電動機機能を発揮している時は、電動発電手段（２）が発電機機能を発揮している時よりも、エアコンユニット（６）の能力を低めに設定することを特徴とする。

これによると、電動発電手段が電力を使用している状況下で、エアコンユニットの能力を低めに設定してエアコンユニットの電力使用量を制限することにより、車両全体としての電力使用量が過剰になるのを防止できる。このため、バッテリへの負荷が少なくなって充電要となりにくいため、充電のためだけにエンジンの運転が開始される頻度が低くなる。従って、エンジンの頻繁な起動が低減され、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減を図ることができる。一方、電動発電手段が発電機機能を発揮している時にはエアコンユニットの能力を高く設定することにより、快適性を確保することができる。

請求項９に記載の発明では、請求項１ないし８の発明において、空調熱負荷が大きい状態、車両窓ガラスに空気を吹き出すデフロスタモード状態、および車室内の快適性を重視した空調制御を行うフルモード状態のうちいずれか１つの状態の時は、エアコンユニット（６）の能力を低めに設定することを禁止することを特徴とする。

これによると、空調熱負荷が大きい時やフルモード選択時の快適性、デフロスタモード時の安全性（視界確保）を確保することができる。

請求項１０に記載の発明のように、車室内の温度を任意に設定された設定温度に調整するためにエアコンユニット（６）が必要とする空調必要電力を演算し、エアコンユニット（６）の使用電力を空調必要電力よりも小さい所定値に制限することにより、エアコンユニット（６）の能力を低めに設定することができる。

請求項１１に記載の発明では、エアコンユニット（６）は、バッテリ（４）から電力を受けて作動して冷媒を圧縮する電動圧縮機（４１）を有することを特徴とする。

ところで、圧縮機がエンジンによって駆動される形式の場合は、圧縮機運転時には必ずエンジンを運転しなければならないのに対し、電動圧縮機はバッテリからの電力で作動するため、電動圧縮機の運転中に必ずしもエンジンを運転させる必要はない。従って、請求項１１の発明のように電動圧縮機を用いることにより、エンジンの運転・停止の制御自由度が高くなり、請求項１ないし１０の発明により得られる効果がより顕著になる。

請求項１２に記載の発明では、電動発電手段（２）は、電動機機能と発電機機能とを共に備える電動発電機であることを特徴とする。

これによると、電動発電手段（２）を別体（独立）の電動機と発電機とにより構成する場合よりもコンパクトになる。

請求項１３に記載のように、電動機機能を備える電動機と発電機機能を備える発電機とをそれぞれ独立して設け、電動機と発電機とにより電動発電手段（２）を構成することもできる。

以下に説明される発明の実施の形態では、以下の発明が開示されている。

走行条件に応じて走行用エンジン（１）の運転および停止を制御するとともに、バッテリ（４）の充電残量が充電開始目標値以下になると、走行用エンジン（１）により電動発電手段（２）を駆動してバッテリ（４）に充電を行うようにしたハイブリッド車に搭載される空調装置において、バッテリ（４）から電力を供給されて車室内の空調を行うエアコンユニット（６）を備え、走行用エンジン（１）が運転中は、走行用エンジン（１）が停止中よりも、充電開始目標値を高く設定することを特徴とする発明。

これによると、エンジン運転中に限って充電開始目標値を高くするため、エンジン運転中に充電要となりやすく、一方、エンジン停止中は充電要となりにくいため、充電のためだけにエンジンの運転が開始される頻度が低くなる。そして、一般的にエンジン負荷が大きいほどエンジン熱効率は高くなる傾向にあるため、充電のためだけにエンジンを運転する場合よりも、車両走行および充電のためにエンジンを運転する方が、エンジン熱効率が高くなる。従って、エンジンをエンジン熱効率が高い状態で運転させて、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減を図ることができる。しかも、エンジンを始動するための始動モータによる電力消耗の低減にもなるため、さらに燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減につながる。

上記発明において、走行用エンジン（１）の出力が所定値以上の時は、走行用エンジン（１）の出力が所定値未満の時よりも、充電開始目標値を高く設定することを特徴とする発明。

これによると、エンジン出力が大きい時に充電要となりやすく、このような高出力時には一般的にはエンジン熱効率が高いため、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減を図ることができる。さらに、高出力時には一般的にはエンジン回転数が高いため発電効率が高くなる。

走行条件に応じて走行用エンジン（１）の運転および停止を制御するとともに、バッテリ（４）の充電残量が充電開始目標値以下になると、走行用エンジン（１）により電動発電手段（２）を駆動してバッテリ（４）に充電を行うようにしたハイブリッド車に搭載される空調装置において、バッテリ（４）から電力を供給されて車室内の空調を行うエアコンユニット（６）を備え、車速が所定速度以下の時は、車速が所定速度を超える時よりも、充電開始目標値を低く設定することを特徴とする発明。

これによると、低速走行時に充電要となりにくいため、エンジン運転頻度の低い低速走行時に、充電のためだけにエンジンの運転が開始される頻度が低くなる。従って、低速走行時のエンジンの頻繁な起動が低減され、それによって燃費の向上、環境破壊物質排出量の低減、ドライバビリティの向上、騒音振動の低減等を図ることができる。

走行条件に応じて走行用エンジン（１）の運転および停止を制御するとともに、バッテリ（４）の充電残量が充電開始目標値以下になると、走行用エンジン（１）により電動発電手段（２）を駆動してバッテリ（４）に充電を行うようにしたハイブリッド車に搭載される空調装置において、バッテリ（４）から電力を供給されて車室内の空調を行うエアコンユニット（６）を備え、走行用エンジン（１）を運転する可能性の高い走行モード時は、走行用エンジン（１）を運転する可能性の低い走行モード時よりも、充電開始目標値を高く設定することを特徴とする発明。

これによると、例えば高速・高負荷走行時のようなエンジンを運転する可能性の高い走行モード時に充電要となりやすく、エンジンをエンジン熱効率が高い状態で運転させて、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減を図ることができる。一方、例えば低速・低負荷走行時のようなエンジンを運転する可能性の低い走行モード時は充電要となりにくいため、充電のためだけにエンジンの運転が開始される頻度が低くなり、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減を図ることができる。

走行条件に応じて走行用エンジン（１）の運転および停止を制御するとともに、バッテリ（４）の充電残量が充電開始目標値以下になると、走行用エンジン（１）により電動発電手段（２）を駆動してバッテリ（４）に充電を行うようにしたハイブリッド車に搭載される空調装置において、バッテリ（４）から電力を供給されて車室内の空調を行うエアコンユニット（６）を備え、バッテリ（４）の放電量が所定値以上の時は、バッテリ（４）の放電量が所定値未満の時よりも、充電開始目標値を低く設定することを特徴とする発明。

ところで、放電量が大きいということは充電が行われておらず、エンジンが運転されている可能性が低い。そこで、上記発明のように放電量が大きい時に充電開始目標値を低くすることにより、放電量が大きい時（すなわち、エンジンが運転されている可能性が低い状況下）に充電要となることが少なくなるため、充電のためだけにエンジンの運転が開始される頻度が低くなり、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減を図ることができる。

上記発明において、車室内の温度を任意に設定された設定温度に調整するためにエアコンユニット（６）が必要とする空調必要電力を演算し、空調必要電力の増加に伴って充電開始目標値を高く設定することを特徴とする発明。

これによると、空調必要電力の増加に伴って充電開始目標値を高く設定しているため、空調必要電力が大きい時ほどバッテリの充電量を増やしておくことができ、従って、空調必要電力が大きい時でも充電完了後のエンジン停止時間を長くすることができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
図１〜図７は本発明の第１実施形態を示すもので、ハイブリッド自動車および空調装置の全体構成を図１、２に基づいて説明する。

ハイブリッド自動車は、ガソリンを燃料とする走行用内燃機関（以下エンジンという）１、走行用電動機機能および発電機機能を備える電動発電手段としての走行用電動発電機（モータジェネレータ、以下電動発電機という）２、エンジン１への燃料供給量や点火時期等を制御するエンジン制御装置３、電動発電機２やエンジン制御装置３等に電力を供給するバッテリ（例えば、ニッケル水素蓄電池）４、電動発電機２の制御（例えばインバータ制御）および動力切替機構８（詳細後述）の制御を行うとともにエンジン制御装置３に制御信号（エンジン１の回転数やトルクの目標値等）を出力する車両制御装置５を備えている。

上記電動発電機２は、バッテリ４から電力を供給されたときは動力を発生する電動機として作用し、エンジン１等により駆動されたときは発電を行う発電機として作用するものである。

エンジン制御装置３は、車両制御装置５からの制御信号に基づいて、エンジン１の回転数やトルクが目標値となるように、かつ高い燃焼効率が得られるように、燃料供給量や点火時期等を最適制御する。

動力切替機構８は、エンジン１と電動発電機２と車軸９との間での動力の伝達方向を切り替える機能を有する。具体的には、エンジン１の動力のみを車軸９に伝達する状態、電動発電機２の動力のみを車軸９に伝達する状態、エンジン１および電動発電機２の両方の動力を車軸９に伝達する状態、エンジン１の動力を電動発電機２および車軸９に伝達する状態、さらにはエンジン１の動力を電動発電機２のみに伝達する状態に切替可能になっている。

車両制御装置５は、基本的に以下のような制御を行う。まず、停車中はエンジン１を停止させるとともに、走行中は走行条件（主に車速と走行負荷）に応じてエンジン１の運転および停止を制御するようになっており、この点は、本明細書中の全ての実施例に共通する。なお、走行負荷は例えばアクセルペダル踏み込み量から求める。

また、車両制御装置５は、エンジン１の運転が必要なときに電動発電機２によりエンジン１を起動させるようになっている。さらに、ハイブリッド自動車の走行に必要な所定の駆動力を得るために、電動発電機２の運転、停止、回転数等を制御するとともに、エンジン１の回転数やトルクの目標値等をエンジン制御装置３に出力する。

そして、車両制御装置５で動力切替機構８を制御することにより、ハイブリッド自動車の駆動輪には、発進時および低速・低負荷走行時には電動発電機２の動力のみが伝達され、通常走行時（中速・中負荷走行時）には電動発電機２の動力のみまたはエンジン１と電動発電機２の両方の動力が伝達され、高速・高負荷走行時にはエンジン１と電動発電機２の両方の動力が伝達される。また、減速時にはエンジン１が停止されるとともに、駆動輪側から電動発電機２が駆動されて電動発電機２からバッテリ４に充電されるようになっている。

また、車両制御装置５は、バッテリ４の充電残量が充電開始目標値以下になるとエンジン１を運転し、エンジン１の動力を動力切替機構８を介して電動発電機２に伝達し、これにより、電動発電機２を発電機として作動させてバッテリ４の充電を行う。さらに、車速が低速度の時にエンジン１を停止させる。

空調装置は、車室内の空調を行うエアコンユニット６、エアコンユニット６を構成する機器を制御するエアコン制御装置７からなり、本例では車室内の温度を任意に設定された設定温度に自動制御するオートエアコンである。

エアコンユニット６は、車室内の前方側に配置されて、車室内に空調空気を導く空気通路を形成する空調ダクト１０、この空調ダクト１０内において空気を送る遠心式の送風機３０、空調ダクト１０内を流れる空気を冷却する冷凍サイクル４０、および空調ダクト１０内を流れる空気を加熱する冷却水回路５０等から構成されている。

空調ダクト１０の空気流れの最上流側に設けられた内外気切替箱は、内気吸込口１１、および外気吸込口１２を有し、これらの吸込口１１，１２は内外気切替ダンパ１３によって開閉され、この内外気切替ダンパ１３はサーボモータ等のアクチュエータ１４により駆動される。

空調ダクト１０の空気流れの最下流側には、デフロスタ開口部、フェイス開口部、およびフット開口部が形成されている。そして、デフロスタ開口部にはデフロスタダクト１５が接続され、このデフロスタダクト１５の最下流端には、車両のフロントガラスの内面に向かって空調空気を吹き出すデフロスタ吹出口１８が開口している。

また、フェイス開口部にはフェイスダクト１６が接続され、このフェイスダクト１６の最下流端には、乗員の上半身に向かって空調空気を吹き出すフェイス吹出口１９が開口している。さらに、フット開口部にはフットダクト１７が接続され、このフットダクト１７の最下流端には、乗員の足下に向かって空調空気を吹き出すフット吹出口２０が開口している。

そして、各吹出口の内側には、２つの吹出口切替ダンパ２１が回動自在に取り付けられている。これらの吹出口切替ダンパ２１は、サーボモータ等のアクチュエータ２２によりそれぞれ駆動されて、吹出口モードを、フェイスモード、バイレベルモード、フットモード、フットデフモード、およびデフロスタモードのいずれかに切り替える。

送風機３０は、空調ダクト１０に一体的に構成されたスクロールケースに回転自在に収納された遠心式ファン３１、およびこの遠心式ファン３１を回転駆動するブロワモータ３２を有している。そして、ブロワモータ３２は、ブロワ駆動回路３３を介して印可されるブロワ端子電圧に基づいて、送風量（遠心式ファン３１の回転速度）が制御される。

冷凍サイクル４０は、冷媒を圧縮する圧縮機構とバッテリ４から電力を受けて圧縮機構を駆動するモータとからなる電動圧縮機４１、圧縮された冷媒と外気とを熱交換して冷媒を凝縮液化させる凝縮器４２、凝縮液化された冷媒を気液分離して液冷媒のみを下流に流す気液分離器４３、液冷媒を減圧膨張させる膨張弁４４、減圧膨張された冷媒と空調空気とを熱交換して空調空気を冷却する蒸発器４５、凝縮器４２に外気を送風する冷却ファン４６、およびこれらを接続する冷媒配管等から構成されている。

電動圧縮機４１のモータにはインバータ４７を介して交流電圧が印加され、インバータ４７はエアコン制御装置７の指令に基づき交流電圧の周波数を調整し、それによって電動圧縮機４１の回転速度を連続的に変化させるようになっている。

冷却水回路５０は、図示しないウォータポンプによってエンジン１の冷却水（温水）を循環させる回路中にヒータコア５１が配置され、このヒータコア５１はエンジン冷却水と空調空気とを熱交換して空調空気を加熱する。

ヒータコア５１は、空気通路を部分的に塞ぐようにして空調ダクト１０内において蒸発器４５よりも下流側に配設されている。そして、ヒータコア５１の上流側にはエアミックスダンパ５２が回動自在に取り付けられ、エアミックスダンパ５２はサーボモータ等のアクチュエータ５３に駆動されて、ヒータコア５１を通過する温風とヒータコア５１を迂回する冷風との割合を調節して、車室内へ吹き出す空気の温度を調整する。

次に、制御系の構成を図１、図３および図４に基づいて説明する。エアコン制御装置７には、車両制御装置５から出力される通信信号、車室内前面に設けられたコントロールパネル６０上の各スイッチからのスイッチ信号、および各センサからのセンサ信号が入力される。

ここで、コントロールパネル６０上の各スイッチとは、図４に示すように、冷凍サイクル４０（電動圧縮機４１）の起動および停止を指令するためのエアコンスイッチ６１ａ、車室内の快適性を重視した空調制御を行うフルモードと燃料経済性（省燃費性）を重視した空調制御を行うエコノミーモードとを選択するためのフルスイッチ６１ｂ、吸込口モードを切り替えるための吸込口切替スイッチ６２、車室内の温度を所望の温度に設定するための温度設定レバー６３、遠心式ファン３１の送風量を切り替えるための風量切替レバー６４、および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である。

そして、この吹出口切替スイッチには、フェイスモードに固定するためのフェイススイッチ６５、バイレベルモードに固定するためのバイレベルスイッチ６６、フットモードに固定するためのフットスイッチ６７、フットデフモードに固定するためのフットデフスイッチ６８、およびデフロスタモードに固定するためのデフロスタスイッチ６９等がある。

また、各センサとは、図３に示すように、車室内の空気温度を検出する内気温センサ７１、車室外の空気温度を検出する外気温センサ７２、車室内に照射される日射量を検出する日射センサ７３、蒸発器４５に流入する空気の温度（蒸発器吸込空気温度ＴＩＮ）を検出する蒸発器吸込空気温度センサ７４、蒸発器４５を通過した直後の空気温度（蒸発器吹出空気温度）を検出する蒸発器吹出空気温度センサ７５、ヒータコア５１に流入する冷却水の温度を検出する水温センサ７６、および車両の走行速度を検出する車速センサ７７等がある。

このうち、内気温センサ７１、外気温センサ７２、蒸発器吸込空気温度センサ７４、蒸発器吹出空気温度センサ７５、および水温センサ７６はサーミスタが使用される。

エアコン制御装置７の内部には、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータが設けられ、各センサ７１〜７７からのセンサ信号は、エアコン制御装置７内の図示しない入力回路によってＡ／Ｄ変換された後にマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。なお、エアコン制御装置７は、車両のイグニッションスイッチが投入されたときにバッテリ４から直流電源が供給されて作動する。

次に、エアコン制御装置７の制御処理を図５、６に基づいて説明する。ここで、図５はエアコン制御装置７による基本的な制御処理を示したフローチャートである。

まず、イグニッションスイッチがＯＮされてエアコン制御装置７に直流電源が供給されると、図５のルーチンが起動され、各イニシャライズおよび初期設定を行う（ステップＳ１）。続いて、温度設定レバー６３等の各スイッチからスイッチ信号を読み込む（ステップＳ２）。続いて、内気温センサ７１、外気温センサ７２、日射センサ７３、蒸発器吸込空気温度センサ７４、蒸発器吹出空気温度センサ７５、水温センサ７６、および車速センサ７７からのセンサ信号をＡ／Ｄ変換した信号を読み込む（ステップＳ３）。

続いて、予めＲＯＭに記憶された下記の数１の式に基づいて、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Ｓ４）。

〔数１〕ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−ＫＲ×ＴＲ−ＫＡＭ×ＴＡＭ−ＫＳ×ＴＳ＋Ｃここで、Ｔｓｅｔは温度設定レバー６３にて設定した設定温度、ＴＲは内気温センサ７１にて検出した内気温度、ＴＡＭは外気温センサ７２にて検出した外気温度、ＴＳは日射センサ７３にて検出した日射量である。また、Ｋｓｅｔ、ＫＲ、ＫＡＭおよびＫＳはゲインで、Ｃは補正用の定数である。

続いて、予めＲＯＭに記憶された特性図から、目標吹出温度ＴＡＯに対応するブロワ電圧（ブロワモータ３２に印可する電圧）を決定する（ステップＳ５）。具体的には、目標吹出温度ＴＡＯが低い程また高い程ブロワ電圧を高くし（風量大）、目標吹出温度ＴＡＯが設定温度に近くなる程ブロワ電圧を低くする。

続いて、予めＲＯＭに記憶された特性図から、目標吹出温度ＴＡＯに対応する吸込口モードを決定する（ステップＳ６）。具体的には、目標吹出温度ＴＡＯが低いときには内気循環モードが選択され、目標吹出温度ＴＡＯが高いときには外気導入モードが選択される。

続いて、予めＲＯＭに記憶された特性図から、目標吹出温度ＴＡＯに対応する吹出口モードを決定する（ステップＳ７）。具体的には、目標吹出温度ＴＡＯが低いときにはフットモードが選択され、目標吹出温度ＴＡＯが高くなるに伴って、バイレベルモード、さらにはフェイスモードの順に選択される。

続いて、目標吹出温度ＴＡＯ、蒸発器吹出空気温度センサ７５で検出した蒸発器吹出空気温度、水温センサ７６で検出した冷却水温等に応じて、エアミックスダンパ５２の開度を決定する（ステップ８）。

続いて、ステップＳ９で図６に示すサブルーチンがコールされ、エアコンスイッチ６１ａがＯＮされている時の、電動圧縮機４１の回転数が決定される。

続いて、各ステップ４〜９で算出または決定した各制御状態が得られるように、アクチュエータ１４、２２、５３、ブロワ駆動回路３３およびインバータ４７に対して制御信号を出力する（ステップＳ１０）。

次に、電動圧縮機回転数決定の制御処理を図６に基づいて説明する。まず、目標吹出温度ＴＡＯに対応する目標蒸発器吹出空気温度ＴＥＯを算出する（ステップＳ９１）。ここで、フルスイッチ６１ｂによりフルモードが選択されているときにはステップＳ９１に示す特性図に基づいて目標蒸発器吹出空気温度ＴＥＯが決定され、一方、フルスイッチ６１ｂによりエコノミーモードが選択されているときにはフルモードよりも高い目標蒸発器吹出空気温度ＴＥＯが設定される。

さらに、目標蒸発器吹出空気温度ＴＥＯと蒸発器吸込空気温度ＴＩＮと送風機３０の送風量とによって決まる定数Ｋから、蒸発器吸込空気温度ＴＩＮの空気を目標蒸発器吹出空気温度ＴＥＯまで低下させるためにエアコンユニット６が本来必要とする電力（以下、空調必要電力という）を算出する（ステップＳ９２）。ここで、電動圧縮機４１の回転数を高くするほど冷凍サイクル４０の冷却性能を上げることができ、従って空調必要電力は、蒸発器吸込空気温度ＴＩＮと目標蒸発器吹出空気温度ＴＥＯとの差が大きくなるに伴って増加する。

次に、ステップＳ９２で算出した空調必要電力を、車両制御装置５に出力する（ステップＳ９３）。続いて、車両制御装置５で算出した空調使用可能電力（詳細後述）を入力する（ステップＳ９４）。

続いて、ステップ９５では、空調熱負荷が大きいか、フルモードであるか、またはデフロスタモードであるかを判定する。なお、空調熱負荷が大とは、暖房または冷房運転の開始直後（ウォームアップ中またはクールダウン中）、さらには、外気温が高くかつ外気導入モードが選択されている時などである。

このステップ９５の判定結果がＹＥＳの場合はステップ９７に進み、空調必要電力を使用設定電力として設定する。なお、この使用設定電力とは、エアコンユニット６で使用する電力の制限値である。そして、この使用設定電力に基づいて、電動圧縮機４１の回転数を決定する（ステップＳ９８）。

一方、ステップ９５の判定結果がＮＯの場合はステップ９６に進み、空調使用可能電力を使用設定電力として設定する。そして、この使用設定電力に基づいて、電動圧縮機４１の回転数を決定する（ステップＳ９８）。

次に、車両制御装置５においてエアコン制御に関連する制御処理を図７に基づいて説明する。車両制御装置５の内部には、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータが設けられ、車速センサ７７からのセンサ信号は、車両制御装置５内の図示しない入力回路によってＡ／Ｄ変換された後にマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。なお、車両制御装置５は、車両のイグニッションスイッチが投入されたときにバッテリ４から直流電源が供給されて作動する。

まず、イグニッションスイッチがＯＮされて車両制御装置５に直流電源が供給されると、図７のルーチンが起動され、各イニシャライズおよび初期設定を行う（ステップＳ８００）。

続いて、車速センサ７７の信号に基づいて車両の走行速度を演算し、バッテリ４の電圧に基づいてバッテリ４の充電状態（バッテリ充電残量）を演算し、エンジン１の状態（エンジン１が運転中か否か）を判定するためにエンジン回転数を入力し、さらに、エアコン制御装置７で算出した空調必要電力を入力する（ステップ８０１）。

続いて、空調必要電力とエンジン１の状態とに基づいて、充電状態目標値（充電開始目標値）を算出する（ステップ８０２）。エンジン停止中は線ａで示すように、空調必要電力にかかわらず充電状態目標値を３０％一定とし、エンジン運転中は線ｂで示すように、空調必要電力の増加に伴って、充電状態目標値を５０％から８０％へ漸次高くする。そして、充電状態すなわちバッテリ充電残量が充電状態目標値以下になると、エンジン１により電動発電機２を駆動して電動発電機２に発電を行わせ、バッテリ４に充電を行うようになっている。

この時、電動発電機２とは別に発電機を備え、その発電機がクラッチ（動力断続手段）を介してエンジン１により駆動される車両においては、充電残量が充電状態目標値以下になった場合には、クラッチを動力伝達状態にしてその発電機に発電を行わせてバッテリ４に充電を行うが、同時に、走行用に使用していない時の電動発電機２でも発電を行わせてもよい。

なお、基本的には、車速が低速度の時にエンジン１を停止するが、充電状態目標値に達していない間は上記の条件となってもエンジン１を停止せずに充電を継続する。

続いて、充電状態とエンジン１の状態とによって定数Ｋを求め、その定数Ｋと空調必要電力とを乗算して空調使用可能電力を算出する（ステップ８０３）。エンジン運転中の定数Ｋは線ｄで示すように、充電状態すなわちバッテリ充電残量が１０％以下では０、１０％から２０％の間では０．５、２０％から５０％の間ではバッテリ充電残量の増加に伴って漸次増加し、５０％以上では１となる。一方、エンジン停止中の定数Ｋは線ｃで示すように、バッテリ充電残量が１０％以上の領域では、走行中の定数Ｋよりも０．２小さくなっている。

次に、ステップＳ８０３で算出した空調使用可能電力を、エアコン制御装置７に出力する（ステップＳ８０４）。

続いて、ステップ８０２で算出した充電状態目標値を達成するように、エンジン制御装置３に対して制御信号を出力する（ステップＳ８０５）。

次に、上記構成になる空調装置の作動について簡単に説明する。送風機３０によってダクト１０内を流れる空気は、冷凍サイクル４０内の蒸発器４５を通過する際に冷媒と熱交換して冷却される。ここで、エアコン制御装置７によって電動圧縮機４１の回転数を制御することにより、冷凍サイクル４０内を流れる冷媒の流量を制御して、冷凍サイクル４０の冷却性能を調整している。

蒸発器４５で冷却された空気は、冷却水回路５０内のヒータコア５１を通過する際にエンジン冷却水と熱交換して加熱される。そして、エアミックスダンパ５２の開度位置によってヒータコア５１を通過する空気とヒータコア５１を迂回する空気との割合が調節され、こうして所定の温度に調整された空調空気が、各吹出口１８〜２０のうちの１つ或いは２つから吹き出される。

以下、本実施形態の特徴について説明する。

本実施形態では、車室内の温度を任意に設定された設定温度に調整するためにエアコンユニット６が必要とする電力（空調必要電力）を演算し、エンジン運転中には、空調必要電力の増加に伴ってバッテリ４の充電状態目標値（充電開始目標値）を高く設定している（ステップＳ８０２）。

これによれば、エンジン運転中に限って充電状態目標値を高くするため、エンジン運転中に充電要となりやすく、充電のためだけにエンジン１の運転が開始される頻度が低くなる。そして、一般的にエンジン負荷が大きいほどエンジン熱効率は高くなる傾向にあるため、充電のためだけにエンジン１を運転する場合よりも、車両走行および充電のためにエンジン１を運転する方が、エンジン熱効率が高くなる。従って、エンジン１をエンジン熱効率が高い状態で運転させて、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減を図ることができる。しかも、エンジン１を始動するための始動モータによる電力消耗の低減にもなるため、さらに、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減につながる。

また、ステップＳ８０３にてバッテリ４の充電残量の低下に伴って空調使用可能電力を低く設定し、ステップＳ９５がＮＯの条件下では、ステップＳ９６にて空調使用可能電力を使用設定電力として設定している。これにより、エアコンユニット６の使用電力が空調必要電力以下に制限される（換言すると、エアコンユニット６の能力が低く設定される）ため、バッテリ４の充電残量低下時にバッテリ４への負荷を少なくして、エンジン停止時間を長くすることができる。従って、充電のためだけにエンジン１の運転が開始される頻度が低くなり、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減を図ることができる。一方、バッテリ４の充電残量が多い時には、空調使用可能電力を高く設定しているため（ステップＳ８０３）、快適性や安全性（視界確保）を確保することができる。

また、エンジン停止中は、エアコンユニット６の使用電力を空調必要電力以下に制限することにより（ステップＳ８０３、Ｓ９６）、エンジン停止中のバッテリ４への負荷を少なくして、エンジン停止時間を長くすることができる。従って、充電のためだけにエンジン１の運転が開始される頻度が低くなり、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減を図ることができる。

また、エンジン停止中の充電状態目標値をエンジン運転中よりも低く設定することにより（ステップＳ８０２）、エンジン停止時間を長くすることができる。従って、充電のためだけにエンジン１の運転が開始される頻度が低くなり、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減を図ることができる。

また、ステップＳ９５がＹＥＳとなる、空調熱負荷が大きい時、フルモードが選択されている時、さらにはデフロスタモード時には、ステップＳ９７にて空調必要電力を使用設定電力として設定している（換言すると、エアコンユニット６の能力を低めに設定するのを禁止する）ため、快適性や安全性（視界確保）を確保することができる。

（第２実施形態）
次に、図８に示す第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態における車両制御装置５のエアコン制御に関連する制御処理（図７参照）を一部変更したもので、その他の点は基本的に第１実施形態と共通である。また、本実施形態の装置は、停車中はエンジン１を停止させるとともに、走行中は走行条件（主に車速と走行負荷）に応じてエンジン１の運転および停止を制御するハイブリッド車に適用される。

図８において、ステップＳ８１０にてイニシャライズおよび初期設定後、ステップＳ８１１にて車速、バッテリ４の充電状態およびアクセルペダル踏み込み量を演算し、エアコンユニット６の空調必要電力を入力する。

続いて、ステップＳ８１２では、車速とアクセルペダル踏み込み量とに基づいて、バッテリ充電モード走行時か、バッテリ放電モード走行時かを算出する。なお、バッテリ充電モード走行とは、エンジン１を運転する可能性の高い走行モード、すなわち、通常走行、高速・高負荷走行モードである。一方、バッテリ放電モード走行とは、エンジン１を運転する可能性の低い走行モード、すなわち、発進時、低速・低負荷走行モード、車両停車時である。ただし、減速、制動時はエンジン停止であるが、回生による充電モードであるので、バッテリ放電モード走行から除く。

次いで、ステップＳ８１３では、ステップＳ８１２の算出結果と空調必要電力とに基づいて充電状態目標値を算出する。バッテリ放電モード走行時は線ａで示すように、空調必要電力にかかわらず充電状態目標値を３０％一定とし、バッテリ充電モード走行時は線ｂで示すように、空調必要電力の増加に伴って、充電状態目標値を５０％から８０％へ漸次高くする。そして、バッテリ充電残量が充電状態目標値以下になると、エンジン１により電動発電機２を駆動して電動発電機２に発電を行わせ、バッテリ４に充電を行うようになっている。

続いて、ステップＳ８１４に進んで、ステップ８１３で算出した充電状態目標値を達成するように、エンジン制御装置３に対して制御信号を出力する。

本実施形態によると、エンジン１を運転する可能性の高いバッテリ充電モード走行時に限って充電状態目標値を高くするため、充電のためだけにエンジン１の運転が開始される頻度が低くなり、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減を図ることができる。

なお、本実施形態では、車速とアクセルペダル踏み込み量とに基づいて走行モードを分けているが、例えば車速のみに基づいて走行モードを分け、車速が高い領域をバッテリ充電モード走行とし、車速が低い領域をバッテリ放電モード走行としてもよい。

（第３実施形態）
次に、図９に示す第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態における車両制御装置５のエアコン制御に関連する制御処理（図７参照）を一部変更したもので、その他の点は基本的に第１実施形態と共通である。また、本実施形態の装置は、停車中はエンジン１を停止させるとともに、走行中は走行条件（主に車速と走行負荷）に応じてエンジン１の運転および停止を制御するハイブリッド車に適用される。

図９において、ステップＳ８２０にてイニシャライズおよび初期設定後、ステップＳ８２１にて車速、バッテリ４の充電状態、バッテリ４の放電電流およびアクセルペダル踏み込み量を演算し、エアコンユニット６の空調必要電力を入力する。

続いて、ステップＳ８２２では、空調必要電力とバッテリ４の放電電流とに基づいて、充電状態目標値（充電開始目標値）を算出する。放電電流が大きい時は線ａで示すように、空調必要電力にかかわらず充電状態目標値を３０％一定とし、放電電流が小さい時は線ｂで示すように、空調必要電力の増加に伴って、充電状態目標値を５０％から８０％へ漸次高くする。そして、バッテリ充電残量が充電状態目標値以下になると、エンジン１により電動発電機２を駆動して電動発電機２に発電を行わせ、バッテリ４に充電を行うようになっている。

続いて、ステップＳ８２３に進んで、ステップ８２２で算出した充電状態目標値を達成するように、エンジン制御装置３に対して制御信号を出力する。

ここで、放電電流が大きいということは充電が行われておらず、エンジン１が運転されている可能性が低い。そして、放電電流が大きい時に充電状態目標値を低くすることにより、放電電流が大きい時（すなわち、エンジン１が運転されている可能性が低い状況下）に充電要となることが少なくなるため、充電のためだけにエンジン１の運転が開始される頻度が低くなり、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減を図ることができる。

（第４実施形態）
次に、図１０に示す第４実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態における車両制御装置５のエアコン制御に関連する制御処理（図７参照）を一部変更したもので、その他の点は基本的に第１実施形態と共通である。また、本実施形態の装置は、停車中はエンジン１を停止させるとともに、走行中は走行条件（主に車速と走行負荷）に応じてエンジン１の運転および停止を制御するハイブリッド車に適用される。

図１０において、ステップＳ８３０にてイニシャライズおよび初期設定後、ステップＳ８３１にて車速、バッテリ４の充電状態およびアクセルペダル踏み込み量を演算し、エアコンユニット６の空調必要電力を入力する。

続いて、ステップＳ８３２では、車速とアクセルペダル踏み込み量とに基づいて、バッテリ充電モード走行時か、バッテリ放電モード走行時かを算出する。なお、バッテリ充電モード走行とは、エンジン１を運転する可能性の高い走行モード、すなわち、通常走行、高速・高負荷走行モードである。一方、バッテリ放電モード走行とは、エンジン１を運転する可能性の低い走行モード、すなわち、発進時、低速・低負荷走行モード、車両停車時である。ただし、減速、制動時はエンジン停止であるが、回生による充電モードであるので、バッテリ放電モード走行から除く。

続いて、ステップＳ８３３では、充電状態と走行モードとによって定数Ｋを求め、その定数Ｋと空調必要電力とを乗算して空調使用可能電力を算出する。バッテリ充電モード走行時の定数Ｋは線ｄで示すように、充電状態すなわちバッテリ充電残量が１０％以下では０、１０％から２０％の間では０．５、２０％から５０％の間ではバッテリ充電残量の増加に伴って漸次増加し、５０％以上では１となる。一方、バッテリ放電モード走行時の定数Ｋは線ｃで示すように、バッテリ充電残量が１０％以上の領域では、バッテリ充電モード走行時の定数Ｋよりも０．２小さくなっている。

次に、ステップＳ８３４に進み、ステップＳ８３３で算出した空調使用可能電力をエアコン制御装置７に出力し、続いて、ステップ８３５では充電状態目標値を達成するようにエンジン制御装置３に対して制御信号を出力する。

本実施形態によると、バッテリ放電モード走行時にはエアコンユニット６の使用電力を空調必要電力以下に制限しているため、この時のバッテリ４への負荷が少なくなり、充電のためだけにエンジン１の運転が開始される頻度が低くなり、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減を図ることができる。

なお、本実施形態では、車速とアクセルペダル踏み込み量とに基づいて走行モードを分けているが、例えば車速のみに基づいて走行モードを分け、車速が高い領域をバッテリ充電モード走行とし、車速が低い領域をバッテリ放電モード走行としてもよい。

（第５実施形態）
次に、図１１、図１２に示す第５実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態におけるエアコン制御装置７の制御処理（図６参照）および車両制御装置５のエアコン制御に関連する制御処理（図７参照）を一部変更したもので、その他の点は基本的に第１実施形態と共通である。また、本実施形態の装置は、停車中はエンジン１を停止させるとともに、走行中は走行条件（主に車速と走行負荷）に応じてエンジン１の運転および停止を制御するハイブリッド車に適用される。

図１１は、車両制御装置５のエアコン制御に関連する制御処理を示すもので、ステップＳ８４０にてイニシャライズおよび初期設定後、ステップＳ８４１にて車速、バッテリ４の充電状態およびアクセルペダル踏み込み量を演算し、エアコンユニット６の空調必要電力および外気温度ＴＡＭを入力する。続いて、ステップＳ８４２では、空調必要電力とエンジン１の状態とに基づいて、充電状態目標値を算出する。

続いて、ステップＳ８４３では、外気温度ＴＡＭとエンジン状態とに応じて第１空調使用可能電力Ａを算出し、エンジン回転数に応じて第２空調使用可能電力Ｂを算出する。

ここで、第１空調使用可能電力Ａは、エンジン停止中は特性線ｅにより算出し、エンジン運転中は特性線ｆにより算出する。なお、エンジン停止中は、エンジン運転中よりも、第１空調使用可能電力Ａは低めに設定されている。そして、第１空調使用可能電力Ａは、外気温度ＴＡＭが例えば１０℃以下の低外気温域では低い値の一定値で、外気温度ＴＡＭが１０℃から例えば３０℃の間では外気温度ＴＡＭの上昇に伴って漸次増加し、外気温度ＴＡＭが３０℃以上の高外気温域では高い値の一定値である。

一方、第２空調使用可能電力Ｂは、エンジン回転数が例えば１０００ｒｐｍ以下の低回転域では低い値の一定値、エンジン回転数が１０００ｒｐｍから例えば２０００ｒｐｍの間では高い値の一定値であり、エンジン回転数が２０００ｒｐｍから例えば３０００ｒｐｍの間ではエンジン回転数の上昇に伴って漸次減少しし、エンジン回転数が３０００ｒｐｍ以上の高回転域では低い値の一定値である。

次に、ステップＳ８４４に進み、ステップＳ８４３で算出した２つの空調使用可能電力Ａ、Ｂをエアコン制御装置７に出力し、続いて、ステップ８４５では充電状態目標値を達成するようにエンジン制御装置３に対して制御信号を出力する。

図１２はエアコン制御装置７の制御処理を示すもので、第１実施形態におけるエアコン制御装置７の制御処理（図６参照）において、ステップＳ９３を廃止し、ステップＳ９４ａを追加したものである。このステップＳ９４ａでは、車両制御装置５で算出した２つの空調使用可能電力Ａ、Ｂのうち低い値の方を、空調使用可能電力として決定する。

続いて、ステップ９５の判定結果がＹＥＳの場合はステップ９７に進み、空調必要電力を使用設定電力として設定し、ステップＳ９８では、この使用設定電力に基づいて電動圧縮機４１の回転数を決定する。

一方、ステップ９５の判定結果がＮＯの場合はステップ９６に進み、ステップＳ９４ａで決定した空調使用可能電力を使用設定電力として設定し、ステップＳ９８では、この使用設定電力に基づいて電動圧縮機４１の回転数を決定する。

本実施形態では、ステップＳ８４３において、エンジン停止中はエンジン運転中よりも第１空調使用可能電力Ａが低めに設定されるため、エンジン停止中のバッテリ４への負荷を少なくして、エンジン停止時間を長くすることができる。また、ステップＳ８４３において、電動圧縮機４１の運転をあまり必要としない低外気温域では、高外気温域よりも第１空調使用可能電力Ａが低めに設定されるため、低外気温時のバッテリ４への負荷を少なくして、エンジン停止時間を長くすることができる。従って、充電のためだけにエンジン１の運転が開始される頻度が低くなり、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減を図ることができる。

また、ステップＳ８４３において、エンジン高回転域では第２空調使用可能電力Ｂが低いめに設定される。

ところで、エンジン回転数が高い場合は、一般的には走行負荷が高く、従って、電動発電機２も大きな駆動力を発生するためにその電力使用量が多い状態と推定される。ここで、ステップＳ８４３において、エンジン高回転域では第２空調使用可能電力Ｂが低めに設定されるため、電動発電機２の電力使用量が多い状態と推定される状況下での、車両全体としての電力使用量が過剰になるのを防止できる。

（第６実施形態）
次に、図１３に示す第６実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態における車両制御装置５のエアコン制御に関連する制御処理（図７参照）のステップＳ８０３を、図１３のステップＳ８０３ａに変更したもので、その他の点は基本的に第１実施形態と共通である。また、本実施形態の装置は、停車中はエンジン１を停止させるとともに、走行中は走行条件（主に車速と走行負荷）に応じてエンジン１の運転および停止を制御するハイブリッド車に適用される。

図１３のステップＳ８０３ａでは、車両が加速状態にあるのか減速状態にあるのかを車速から判別すると共に、車速から求めた車速変化率、すなわち加減速度、から係数Ｃ１を求め、その係数Ｃ１と空調必要電力とを乗算して空調使用可能電力を算出する。

ここで、加速時の係数Ｃ１は、加速度が０〜０．１Ｇの範囲では１．０で、加速度が０．１から０．２Ｇの範囲では加速度の増加に伴って０．８まで漸次減少し、加速度が０．２Ｇ以上では０．８で一定である。また、減速時の係数Ｃ１は、減速度が０〜−０．１Ｇの範囲では１．０で、減速度が−０．１から−０．２Ｇの範囲では減速度の増加に伴って１．２まで漸次増加し、減速度が−０．２Ｇ以上では１．２で一定である。

ところで、加速時のように走行負荷が高い場合は、電動発電機２も大きな駆動力を発生するためにその電力使用量が多い状態と推定される。ここで、ステップＳ８０３ａにおいて、加速時には定速走行時よりも空調使用可能電力が低めに設定されるため、電動発電機２の電力使用量が多い状態と推定される状況下での、車両全体としての電力使用量が過剰になるのを防止できる。

一方、減速時には回生制動により電動発電機２が発電を行うので、ステップＳ８０３ａでは、減速時には定速走行時よりも空調使用可能電力を高めに設定するようにしている。これにより、電動発電機２が発電機機能を発揮している時にはエアコンユニット６の能力を高く設定することにより、快適性を確保することができる。

なお、本実施形態では、加減速度から走行負荷を推定して加速時の空調使用可能電力を低めに設定したが、アクセルペダル踏み込み量から走行負荷を推定し、アクセルペダル踏み込み量が大きいほど空調使用可能電力を低めに設定するようにしてもよい。

また、加速度またはアクセルペダル踏み込み量が所定値以上になった場合に、所定時間だけ電動圧縮機４１で使用する電力を０にし、すなわち、所定時間だけ電動圧縮機４１を停止し、所定時間経過後に、電動圧縮機４１を停止する以前の制御に戻るようにしてもよい。

（他の実施形態）
（ａ）上記第１実施形態では、エンジン１が運転中か否かによって充電状態目標値（充電開始目標値）を変更するようにしたが（図７のステップ８０２参照）、エンジン１の出力（エンジン回転数とトルクから算出、あるいはアクセルペダル踏み込み量から推定）が所定値以上の高出力時の充電状態目標値を、エンジン１の出力が所定値未満の低出力時の充電状態目標値よりも高く設定してもよい。

これによると、高出力時に充電が行なわれることが多くなり、このような高出力時には一般的にはエンジン熱効率が高いため、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減を図ることができる。さらに、高出力時には一般的にはエンジン回転数が高いため発電効率が高くなる。

（ｂ）上記第１実施形態では、エンジン１が運転中か否かによって充電状態目標値（充電開始目標値）を変更するようにしたが（図７のステップ８０２参照）、車速が所定速度以下の低速走行時にはエンジン１を極力停止させるようにしたハイブリッド車においては、車速が所定速度以下の時の充電状態目標値を、車速が所定速度超の時の充電状態目標値よりも低く設定してもよい。

これによると、低速走行時に充電が行なわれることが少なくなるため、エンジン運転頻度の低い低速走行時に、充電のためだけにエンジン１の運転が開始される頻度が低くなる。従って、低速走行時のエンジン１の頻繁な起動が低減され、それによって燃費の向上、環境破壊物質排出量の低減、ドライバビリティの向上、騒音振動の低減等が図られる。

（ｃ）バッテリ４の放電量（具体的には、バッテリ４から放電される電流値または電力値）が大きい時は、エアコンユニット６の能力を低く設定することにより、エンジン停止中のバッテリ４への負荷を少なくして、エンジン停止時間を長くすることができる。これにより、放電量が大きい時（すなわち、エンジン１が運転されている可能性が低い状況下）に充電要となることが少なくなるため、充電のためだけにエンジン１の運転が開始される頻度が低くなり、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減を図ることができる。一方、バッテリ４の放電量が小さい時は、エアコンユニット６の能力を高く設定することにより、快適性を確保することができる。

（ｄ）充電開始目標値よりも高い値を高充電状態値として設定し、バッテリ４の充電残量が高充電状態値以下の時はエアコンユニット６の能力を低めに設定することができる。

これによると、バッテリ４の充電残量が高充電状態値から充電開始目標値まで減少する間のバッテリ４への負荷を少なくして、エンジン停止時間を長くすることができる。従って、充電のためだけにエンジン１の運転が開始される頻度が低くなり、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減を図ることができる。一方、バッテリ４の充電残量が高充電状態値を超える時はエアコンユニット６の能力を高く設定することにより、快適性を確保することができる。

（ｅ）上記第１実施形態では、電動発電手段として、電動機機能と発電機機能を共に備える電動発電機２を用いたが、電動機機能を備える電動機と発電機機能を備える発電機とをそれぞれ独立して（すなわち別体に）設け、その電動機と発電機とにより電動発電手段を構成してもよい。

（ｆ）上記各実施形態中のエアコンユニット６の能力を低く設定する具体例としては、エアコンユニット６の使用電力を空調必要電力以下に制限する、あるいは、冷房時で言えば目標蒸発器吹出空気温度ＴＥＯを（図６のステップＳ９１参照）、フルモードよりも高めに設定する等の方法がある。

（ｇ）エンジン１の冷却水のみで十分な暖房能力が得られない場合には、空調空気の加熱源として電気ヒータ（例えばＰＴＣヒータ）を併設してもよい。この場合、その電気ヒータの消費電力を含めて空調必要電力を算出する。

（ｈ）例えば冷凍サイクル４０中の凝縮器４２および蒸発器４５の機能を逆転するように冷媒の流れを切り替え可能にして暖房機能も得られるようにしたヒートポンプシステムにも、本発明は適用することができる。

（ｉ）蒸発器吸込空気温度ＴＩＮは、内気温度、外気温度、および内外気割合から演算で算出してもよい。それにより、蒸発器吸込空気温度センサ７４を省略することができる。

（ｊ）電動発電機２が走行用電動機機能を発揮している時は、電動発電機２が発電機機能を発揮している時よりも、エアコンユニット６の能力を低めに設定することができる。

これによると、電動発電機２が電力を使用している状況下で、エアコンユニット６の能力を低めに設定してエアコンユニット６の電力使用量を制限することにより、車両全体としての電力使用量が過剰になるのを防止できる。このため、バッテリへの負荷が少なくなって充電要となりにくいため、充電のためだけにエンジン１の運転が開始される頻度が低くなる。従って、エンジン１の頻繁な起動が低減され、燃費の向上や環境破壊物質排出量の低減を図ることができる。一方、電動発電機２が発電機機能を発揮している時にはエアコンユニット６の能力を高く設定することにより、快適性を確保することができる。

（ｋ）燃料電池を備える燃料電池車においては、燃料電池が非発電中には発電中よりもエアコンユニット６の能力を低めに設定することにより、非発電から要発電へと切り替わる頻度を低くすることができる。

本発明の第１実施形態になる空調装置を搭載したハイブリッド車の概略構成を示す模式図である。 図１に示す空調装置の全体構成を示す模式図である。 図１に示す空調装置の制御系を示すブロック図である。 図３に示すコントロールパネルの平面図である。 図１に示すエアコン制御装置７の基本的な制御処理を示すフローチャートである。 図５のステップＳ９の制御処理を示すフローチャートである。 図１に示す車両制御装置５においてエアコン制御に関連する制御処理を示すフローチャートである。 第２実施形態になる空調装置の制御処理を示すフローチャートである。 第３実施形態になる空調装置の制御処理を示すフローチャートである。 第４実施形態になる空調装置の制御処理を示すフローチャートである。 第５実施形態になる空調装置の制御処理を示すフローチャートである。 第５実施形態になる空調装置の制御処理を示すフローチャートである。 第６実施形態になる空調装置の制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 走行用エンジン
２ 電動発電機
４ バッテリ
６ エアコンユニット

Claims (13)

1. 走行用エンジン（１）と、走行用電動機機能および発電機機能を発揮する電動発電手段（２）と、この電動発電手段（２）に電力を供給するバッテリ（４）とを備え、
   走行条件に応じて前記走行用エンジン（１）の運転および停止を制御するとともに、前記バッテリ（４）の充電残量が充電開始目標値以下になると、前記走行用エンジン（１）により前記電動発電手段（２）を駆動して前記バッテリ（４）に充電を行うようにしたハイブリッド車に搭載される空調装置において、
   前記バッテリ（４）から電力を供給されて車室内の空調を行うエアコンユニット（６）を備え、
   車速が所定速度以下の時は、車速が前記所定速度を超える時よりも、前記エアコンユニット（６）の能力を低めに設定することを特徴とするハイブリッド車用空調装置。
2. 走行用エンジン（１）と、走行用電動機機能および発電機機能を発揮する電動発電手段（２）と、この電動発電手段（２）に電力を供給するバッテリ（４）とを備え、
   走行条件に応じて前記走行用エンジン（１）の運転および停止を制御するとともに、前記バッテリ（４）の充電残量が充電開始目標値以下になると、前記走行用エンジン（１）により前記電動発電手段（２）を駆動して前記バッテリ（４）に充電を行うようにしたハイブリッド車に搭載される空調装置において、
   前記バッテリ（４）から電力を供給されて車室内の空調を行うエアコンユニット（６）を備え、
   前記走行用エンジン（１）が停止中は、前記走行用エンジン（１）が運転中よりも、前記エアコンユニット（６）の能力を低めに設定することを特徴とするハイブリッド車用空調装置。
3. 走行用エンジン（１）と、走行用電動機機能および発電機機能を発揮する電動発電手段（２）と、この電動発電手段（２）に電力を供給するバッテリ（４）とを備え、
   走行条件に応じて前記走行用エンジン（１）の運転および停止を制御するとともに、前記バッテリ（４）の充電残量が充電開始目標値以下になると、前記走行用エンジン（１）により前記電動発電手段（２）を駆動して前記バッテリ（４）に充電を行うようにしたハイブリッド車に搭載される空調装置において、
   前記バッテリ（４）から電力を供給されて車室内の空調を行うエアコンユニット（６）を備え、
   前記バッテリ（４）の放電量が所定値以上の時は、前記バッテリ（４）の放電量が前記所定値未満の時よりも、前記エアコンユニット（６）の能力を低めに設定することを特徴とするハイブリッド車用空調装置。
4. 走行用エンジン（１）と、走行用電動機機能および発電機機能を発揮する電動発電手段（２）と、この電動発電手段（２）に電力を供給するバッテリ（４）とを備え、
   走行条件に応じて前記走行用エンジン（１）の運転および停止を制御するとともに、前記バッテリ（４）の充電残量が充電開始目標値以下になると、前記走行用エンジン（１）により前記電動発電手段（２）を駆動して前記バッテリ（４）に充電を行うようにしたハイブリッド車に搭載される空調装置において、
   前記バッテリ（４）から電力を供給されて車室内の空調を行うエアコンユニット（６）を備え、
   前記走行用エンジン（１）を運転する可能性の低い走行モード時は、前記走行用エンジン（１）を運転する可能性の高い走行モード時よりも、前記エアコンユニット（６）の能力を低めに設定することを特徴とするハイブリッド車用空調装置。
5. 走行用エンジン（１）と、走行用電動機機能および発電機機能を発揮する電動発電手段（２）と、この電動発電手段（２）に電力を供給するバッテリ（４）とを備え、
   走行条件に応じて前記走行用エンジン（１）の運転および停止を制御するとともに、前記バッテリ（４）の充電残量が充電開始目標値以下になると、前記走行用エンジン（１）により前記電動発電手段（２）を駆動して前記バッテリ（４）に充電を行うようにしたハイブリッド車に搭載される空調装置において、
   前記バッテリ（４）から電力を供給されて車室内の空調を行うエアコンユニット（６）を備え、
   前記充電開始目標値よりも高い値を高充電状態値として設定し、前記バッテリ（４）の充電残量が前記高充電状態値以下の時は、前記バッテリ（４）の充電残量が前記高充電状態値を超える時よりも、前記エアコンユニット（６）の能力を低めに設定することを特徴とするハイブリッド車用空調装置。
6. 走行用エンジン（１）と、走行用電動機機能および発電機機能を発揮する電動発電手段（２）と、この電動発電手段（２）に電力を供給するバッテリ（４）とを備え、
   走行条件に応じて前記走行用エンジン（１）の運転および停止を制御するとともに、前記バッテリ（４）の充電残量が充電開始目標値以下になると、前記走行用エンジン（１）により前記電動発電手段（２）を駆動して前記バッテリ（４）に充電を行うようにしたハイブリッド車に搭載される空調装置において、
   前記バッテリ（４）から電力を供給されて車室内の空調を行うエアコンユニット（６）を備え、
   前記走行用エンジン（１）の回転数が所定回転数以上の時には、前記走行用エンジン（１）の回転数が前記所定回転数未満の時よりも、前記エアコンユニット（６）の能力を低めに設定することを特徴とするハイブリッド車用空調装置。
7. 走行用エンジン（１）と、走行用電動機機能および発電機機能を発揮する電動発電手段（２）と、この電動発電手段（２）に電力を供給するバッテリ（４）とを備え、
   走行条件に応じて前記走行用エンジン（１）の運転および停止を制御するとともに、前記バッテリ（４）の充電残量が充電開始目標値以下になると、前記走行用エンジン（１）により前記電動発電手段（２）を駆動して前記バッテリ（４）に充電を行うようにしたハイブリッド車に搭載される空調装置において、
   前記バッテリ（４）から電力を供給されて車室内の空調を行うエアコンユニット（６）を備え、
   走行負荷が所定負荷以上の時は、走行負荷が前記所定負荷未満の時よりも、前記エアコンユニット（６）の能力を低めに設定することを特徴とするハイブリッド車用空調装置。
8. 走行用エンジン（１）と、走行用電動機機能および発電機機能を発揮する電動発電手段（２）と、この電動発電手段（２）に電力を供給するバッテリ（４）とを備え、
   走行条件に応じて前記走行用エンジン（１）の運転および停止を制御するとともに、前記バッテリ（４）の充電残量が充電開始目標値以下になると、前記走行用エンジン（１）により前記電動発電手段（２）を駆動して前記バッテリ（４）に充電を行うようにしたハイブリッド車に搭載される空調装置において、
   前記バッテリ（４）から電力を供給されて車室内の空調を行うエアコンユニット（６）を備え、
   前記電動発電手段（２）が走行用電動機機能を発揮している時は、前記電動発電手段（２）が発電機機能を発揮している時よりも、前記エアコンユニット（６）の能力を低めに設定することを特徴とするハイブリッド車用空調装置。
9. 空調熱負荷が大きい状態、車両窓ガラスに空気を吹き出すデフロスタモード状態、および車室内の快適性を重視した空調制御を行うフルモード状態のうちいずれか１つの状態の時は、前記エアコンユニット（６）の能力を低めに設定することを禁止することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載のハイブリッド車用空調装置。
10. 前記車室内の温度を任意に設定された設定温度に調整するために前記エアコンユニット（６）が必要とする空調必要電力を演算し、
    前記エアコンユニット（６）の使用電力を前記空調必要電力よりも小さい所定値に制限することにより、前記エアコンユニット（６）の能力を低めに設定することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載のハイブリッド車用空調装置。
11. 前記エアコンユニット（６）は、前記バッテリ（４）から電力を受けて作動して冷媒を圧縮する電動圧縮機（４１）を有することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載のハイブリッド車用空調装置。
12. 前記電動発電手段（２）は、前記電動機機能と発電機機能とを共に備える電動発電機であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のハイブリッド車用空調装置。
13. 前記電動機機能を備える電動機と前記発電機機能を備える発電機とがそれぞれ独立して設けられ、前記電動機と前記発電機とにより前記電動発電手段（２）が構成されていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のハイブリッド車用空調装置。

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