JP2007307957A

JP2007307957A - 車両用空調制御装置

Info

Publication number: JP2007307957A
Application number: JP2006136773A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Kojima; 利彦小島
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-05-16
Filing date: 2006-05-16
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2026-05-16
Also published as: JP5044985B2

Abstract

【課題】太陽電池によって発電される電力を効率的に利用してプレ空調、駐車換気などの車両停止中の車内空調を可能とする。
【解決手段】太陽電池による発電がなされていると、バッテリの充電量Ｃが設定値α_１に満たないときや、充電量に余裕がなく発電電力が必要最少電力量に達していないときには、充電モードを選択して、発電電力をバッテリへ供給して充電を行なう（ステップ１００〜１１２）。また、充電量が設定値を超え、発電電力が必要最少電力量より大きければ、発電電力をエアコンへ供給し、また、充電量Ｃに余裕があれば、バッテリの電力をエアコンへ供給可能として、換気モードによる駐車換気が行われるようにする（ステップ１１４〜ステップ１２０）。さらに、発電電力に余裕が生じると、発電電力を用いたバッテリの充電を行なう（ステップ１２２〜１２６）。
【選択図】図４

Description

本発明は、車室内を空調する車両用空調装置に係り、詳細には、車両用空調装置を用いてプレ空調ないし駐車換気を行うときに車両用空調装置への電力供給を制御する車両用空調制御装置に関する。

一般に、車両には、車室内を空調する空調装置（以下、エアコンとする）が設けられており、この空調装置によって車室内が快適な空調状態に維持されるようになっている。

また、エンジンに加え電気モータが設けられたハイブリッド車などの車両では、エンジン停止中であっても車室内を空調可能とするために、バッテリから供給される電力によってコンプレッサを駆動するようにしたエアコンが設けられている。

このようなエアコンでは、エンジンが停止状態であっても車室内の空調が可能となっていることから、乗員が車両に乗車するのに先立って車室内を空調するプレ空調や、車室内を換気する駐車換気が可能となっている。

ところで、エンジンが停止されている駐車中に、車室内の換気を行った場合、バッテリの電力を消費してしまい、バッテリの充電容量が少ない状態で駐車換気を行うと、車両が走行を開始したときに、燃費効率が低下してしまうなどの問題が生じる。

ここから、特許文献１の提案では、太陽電池を用いて、駐車中の車室内の換気と共に、バッテリの充電を行うようにしている。このとき、バッテリの充電量が設定値より低いときには、太陽電池の発電電力によってバッテリを充電し、バッテリの充電量が設定値を超えているときには、換気装置を駆動することにより、バッテリの過充電を防止しながら車室内の換気を行うようにしている。

しかしながら、駐車換気を行って後、プレ空調が行われると、車両の運転を開始するときに、バッテリの充電量が低下してしまっていることがあり、これにより、車両が走行を開始したときに燃費効率に低下が生じてしまうことがある。
特開昭６３−９０４１９号公報

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、太陽電池によって発電される電力を効率的にプレ空調、駐車換気などの車両停止中の車内空調を可能とする車両用空調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、車両に設けられて車室内の空調を行う車両用空調装置を用いて、太陽電池の発電電力ないし蓄電池に充電された電力によってプレ空調ないし駐車換気を行う車両用空調制御装置であって、前記蓄電池の充電状態を検出する充電検出手段と、前記太陽電池の発電電力を検出する発電電力検出手段と、前記充電検出手段によって検出する前記蓄電池の充電量、前記発電電力検出手段によって検出される前記発電電力及び前記車両用空調装置でプレ空調ないし駐車換気を行うときの必要電力量に基づいて、前記太陽電池の発電電力の供給先を選択する選択手段と、を含むことを特徴とする。

この発明によれば、発電電力検出手段によって検出する発電電力と、充電検出手段によって検出する充電量に、車両用空調装置が運転するのに必要な電力量（必要電力量）を加えて、発電電力の供給先を選択する。

これにより、太陽電池の発電電力を、効率的に利用して、蓄電池の充電ないし車両用空調装置へ供給することができ、許容範囲ないで、車両用空調装置を用いたプレ空調ないし駐車換気などを行うことができる。

このとき、請求項２に係る発明では、前記蓄電池の充電量が第１の設定値未満又は、前記発電電力が前記必要電力量に満たないときに、前記選択手段が、前記蓄電池を選択して充電を行うことを特徴とし、請求項３に係る発明は、前記蓄電池の充電量が第１の設定値以上で、かつ、前記発電電力が前記必要電力以上であるときに、前記選択手段が前記車両用空調装置を選択することを特徴とする。

この発明によれば、蓄電池の充電量が予め設定している第１の設定値に満たなければ、太陽電池の発電電力を蓄電池に供給して充電を行なう。これにより、蓄電池の充電量を第１の設定値以上に保つことができるので、例えば、車両が走行を開始するときに、燃費効率が低下してしまうなどの充電量の不足に起因する問題発生を防止することができる。

また、発電電力が車両用空調装置の必要とする必要電力量に満たないときには、太陽電池の発電電力を、蓄電池に供給して充電を行なう。これにより、太陽電池の発電電力を無駄にしてしまうのを確実に防止することができると共に、蓄電池の充電量に余裕を持たすことができる。

さらに、請求項４の発明では、前記蓄電池の充電量が前記第１の設定値より高い第２の設定値以上であるときに、前記蓄電池の充電電力を前記車両用空調装置へ供給可能とすることを特徴とする。

この発明によれば、蓄電池の充電量に余裕があるときには、太陽電池の発電電力と共に、蓄電池の電力を車両用空調装置へ供給する。これにより、太陽電池の発電電力が低いときにも、プレ空調や駐車換気などを行って、車室内を快適な空調状態とすることができる。

以上説明したように本発明によれば、太陽電池の発電電力、蓄電池の充電量及び車両用空調装置の必要電力量に基づいて、太陽電池の発電電力の供給先を選択するので、太陽電池の発電電力を効率的に利用して、蓄電池の充電不足が生じるのを防止しながら、車室内の空調を行うことができるという優れた効果が得られる。

以下に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図２には、本実施の形態に係る車両用空調装置（以下、エアコン１０とする）の概略構成を示している。なお、このエアコン１０が設けられる車両としては、エンジンに加えて電気モータの駆動力によって走行するハイブリッド車や、電気モータの駆動力によって走行する電気自動車などを適用することができる。

エアコン１０は、コンプレッサ（圧縮機）１２、コンデンサ（凝縮器）１４、エキスパンションバルブ（減圧器）１６及びエバポレータ（蒸発器）１８を含む冷媒の循環路によって冷凍サイクルが形成されている。

コンプレッサ１２は、車両の図示しないエンジンが駆動されているときには、このエンジンの駆動力が伝達されることにより回転駆動され、また、エンジンが停止しているときには、電気モータ（図１のコンプレッサモータ２０）の駆動力によって回転駆動されるようになっており、このコンプレッサ１２の駆動によって冷凍サイクル中を冷媒が循環される。なお、コンプレッサ１２としては、例えば、冷媒の吸入圧を変更することにより冷却能力が制御されるものであることが好ましい。

一方、エアコン１０には、空調ダクト２２が設けられており、この空調ダクト２２内にエバポレータ１８が配置されている。また、この空調ダクト２２は、一方の開口端に空気取入口２４が形成されている。

空気取入口２４としては、外気導入用の空気取入口２４Ａ及び、内気導入用の空気取入口２４Ｂが形成され、空調ダクト２２には、空気取入口２４Ａ、２４Ｂを開閉する内外気切換ダンパ２６が設けられている。

エアコン１０では、車外の空気を導入する外気導入モードと、車室内の空気を循環する内気循環モードの切り換えが可能となっており、外気導入モードが選択されると、内外気切換ダンパ２６によって空気取入口２４Ａが開かれると共に空気取入口２４Ｂが閉じられ、空気取入口２４Ａから車外の空気が空調ダクト２２内に導入可能となる。また、エアコン１０では、内気循環モードが選択されると、内外気切換ダンパ２６によって空気取入口２４Ａが閉じられると共に空気取入口２４Ｂが開かれて、空気取入口２４Ｂから図示しない車室内の空気が空調ダクト２２内に導入可能となる。

空調ダクト２２内には、空気取入口２４とエバポレータ１８の間に、ブロワファン２８が設けられている。このブロワファン２８は、ブロワモータ３０によって駆動される。エアコン１０では、ブロワファン２８が作動することにより、空気取入口２４（空気取入口２４Ａ又は空気取入口２４Ｂ）から空調ダクト２２内に外気又は内気が空調風として吸引され、エバポレータ１８へ送り込まれる。

また、空調ダクト２２内には、エバポレータ１８の下流側にエアミックスダンパ３２及びヒータコア３４が設けられている。エアミックスダンパ３２は、ヒータコア３４へ送り込む空調風と、ヒータコア３４をバイパスする空調風に分離する。

ヒータコア３４には、ウォータポンプが駆動されることによりエンジン（何れも図示省略）との間で、エンジン冷却水が循環されるようになっており、これにより、エアコン１０では、ヒータコア３４を通過する空調風を、エンジン冷却水によって加熱可能となっている。なお、ヒータコア３４の下流側には、例えば、ＰＣＴヒータなどの補助加熱手段が設け、この補助加熱手段に通電されることにヒータコア３４を通過した空気を加熱可能となるようにし、エンジンが停止してエンジン冷却水が低いときにも、空調風の加熱が可能となるようにしても良い。

空調ダクト２２内では、エアミックスダンパ３２の開度によって、ヒータコア３４を通過する空調風の風量と、ヒータコア３４をバイパスする空調風の風量が制御され、ヒータコア３４によって加熱された空調風と、ヒータコア３４をバイパスした空調風（エバポレータ１８によって冷却されたままの空調風）が混合されるようになっており、これにより、エアコン１０では、所定温度の空調風を生成するようにしている。

一方、空調ダクト２２の他方（空気取入口２４と反対側）の開口端には、複数の吹出し口が形成されている。また、空調ダクト２２内には、吹出し口のそれぞれを開閉するモード切換ダンパ４２が設けられている。

本実施の形態に適用したエアコン１０では、一例として、デフロスタ吹出し口３６（センタデフロスタ吹出し口３６Ａ及びサイドデフロスタ吹出し口３６Ｂ）、レジスタ吹出し口３８（センタレジスタ吹出し口３８Ａ、サイドレジスタ吹出し口３８Ｂ）、足元吹出し口４０（前席側の足元吹出し口４０Ａ及び、後席側の足元に開口された後席足元吹出し口４０Ｂ）を設けている。

また、エアコン１０では、空調風の吹出しモードとして、レジスタ吹出し口３８（センタレジスタ吹出し口３８Ａ及びサイドレジスタ吹出し口３８Ｂ）から空調風を吹き出すFACEモード、足元吹出し口４０（足元吹出し口４０Ａ及び後席足元吹出し口４０Ｂ）から空調風を吹き出すFOOTモード、デフロスタ吹出し口３６（センタデフロスタ吹出し口３６Ａ及びサイドデフロスタ吹出し口３６Ｂ）から空調風吹き出すDEFモードに加え、レジスタ吹出し口３８と足元吹出し口４０から空調風を吹き出すBI-LEVELモード及び、デフロスタ吹出し口３６と足元吹出し口４０から空調風を吹き出すFOOT/DEFモードが設定されており、吹出しモードが設定されると、設定された吹出しモードに応じてモード切換ダンパ４２を作動させて、吹出しモードに応じた吹出し口から空調風が吹き出されるようにしている。

一方、図３に示されるように、エアコン１０は、作動を制御するエアコンＥＣＵ５０が設けられている。このエアコンＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータを備え、このエアコンＥＣＵ５０に、コンプレッサモータ２０、ブロワモータ３０と共に、内外気切換ダンパ２６を駆動するサーボモータ５２、エアミックスダンパ３２を駆動するサーボモータ５４、モード切換ダンパ４２を駆動するサーボモータ５６等が接続されている。

また、エアコンＥＣＵ５０には、車室内の温度を検出する室温センサ５８、車外の温度を検出する外気温センサ６０、日射量を検出する日射センサ６２、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ６４、エバポレータ１８を通過した空調風の温度（エバポレータ後温度）を検出するエバポレータ後温度センサ６６などの各種センサが接続されている。

さらに、エアコンＥＣＵ５０には、車両のインストルメントパネル（図示省略）に設けられて、運転／停止操作を含む各種の設定操作が行われると共に、エアコン１０の運転状態を表示する操作パネル６８が接続されている。

これにより、エアコンＥＣＵ５０では、操作パネル６８の操作によって設定温度、運転モード等の運転条件が設定されると、室温センサ５８、外気温センサ６０、日射センサ６２等によって検出される環境条件に応じて目標吹出し温度等を設定し、設定した目標吹出し温度が得られるように空調運転を行う。

このように構成されているエアコン１０では、車両の図示しないイグニッションスイッチがオンされた状態で、操作パネル６８に設けている運転スイッチ（Ａ／Ｃスイッチ）がオンされることにより、車室内の空調運転を開始する。

エアコン１０の運転開始が指示されると、エアコンＥＣＵ５０では、室温センサ５８、外気温センサ６０、日射センサ６２によって検出する室温、外気温、日射量を読み込み、設定温度に基づいて目標吹出し温度Ｔ_ＡＯを設定する。

この目標吹出し温度Ｔ_ＡＯは、設定温度Ｔ_ＳＥＴ、室温Ｔｒ、外気温Ｔｏ、日射量ＴＳから、以下に示す一般式を用いて求めることができる。

Ｔ_ＡＯ＝Ｋ_１・Ｔ_ＳＥＴ−Ｋ_２・Ｔｒ−Ｋ_３・Ｔｏ−Ｋ_４・ＴＳ−Ｃ
（ここで、Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３、Ｋ_４、Ｃは予め設定された定数。）
また、エアコンＥＣＵ５０では、車両のウインド（ウインドシールドガラス）に曇りが生じないよう設定された外気温に対するエバポレータ後温度と、目標吹出し温度あるいは目標吹出し温度に対して若干の余裕を持たせた温度（目標吹出し温度より少し低い温度）を比較し、低い方の温度がエバポレータ後温度となるようにコンプレッサ１２の回転数を制御する。これにより、ウインドに曇りが生じないようにして、車室内の温度を乗員が設定した設定温度に保つことができるようにする。

また、エアコンＥＣＵ５０では、吹出し口から吹出される空調風の温度が目標吹出し温度Ｔ_ＡＯとなるようにエアミックスダンパ３２の開度を設定する。すなわち、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯ、エバポレータ後温度Ｔｅ、ヒータコア後温度Ｔｈを用いて、ヒータコア３４を通過する空調風とヒータコア３４をバイパスする空調風の割合である混合比ｒ（温風量／全風量）を算出する。

ｒ＝（Ｔ_ＡＯ−Ｔｅ）／（Ｔｈ−Ｔｅ）
なお、混合比ｒを求めるときのヒータコア後温度Ｔｈは、ヒータコア５０を通過した空気の温度を温度センサによって検出するものであっても良いが、冷却水温度センサ６４によって検出する冷却水温度Ｔｗから演算によって求めることができる。

Ｔｈ＝Ａ・Ｔｗ＋（１−Ａ）・Ｔｅ
（ただし、Ａは、Ａ≦１となる定数。）
また、エンジンの冷却水温度が、サーモスタット等によって一定となるように制御されるときには、このときの冷却水温度から算出される値（一定値）を用いてもよい。

エアコンＥＣＵ５０では、混合比ｒを求めると、この混合比ｒが得られるようにエアミックスダンパ３２の開度Ｓを設定する。エアミックダンパ３２の開度Ｓは、混合比ｒを変数とする予め設定されている関数に基づいて求めることができる。また、混合比ｒに対する開度Ｓのテーブルを予め設定して記憶しておき、混合比ｒとこのテーブルから開度Ｓを求めるようにしても良い。

エアコンＥＣＵ５０では、エアミックスダンパ３２の開度Ｓが設定されると、エアミックスダンパ３２が設定した開度Ｓとなるようにサーボモータ５４を駆動する。

また、エアコンＥＣＵ５０では、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに対するブロワファン２８の風量（ブロワモータ３０の駆動電圧）が設定されており、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに基づいて、ブロワモータ３０の駆動電圧を設定し、設定した駆動電圧でブロワモータ３０を駆動する。

これにより、車室内が、設定温度となるように空調が開始されると共に、設定温度に達した後は、設定温度が維持されるように空調運転が継続される。なお、このようなエアコン１０の基本的な制御動作は、公知の制御方法を用いて行うことができる。

ところで、図１に示されるように、エアコン１０が設けられている車両には、太陽電池７０が設置されている。なお、太陽電池７０は、車両のルーフパネルなどの任意の位置に設置されたものであっても良い。

この太陽電池７０は、切換部７２を介して車両に設けられている蓄電池であるバッテリ７４に接続しており、イグニッションスイッチがオフされているときに、太陽電池７０によって発電された電力を用いて、バッテリ７４の充電が可能となっている。なお、このバッテリは、車両走行中は、エンジンの駆動力等によって発電された電力が供給されて充電され、電気モータの駆動や、各種の電気機器の動作用電力として用いられる一般的構成となっている。

エアコン１０は、切換部７２に接続しており、切換部７２は、太陽電池７０の発電電力の供給先を、エアコン１０、バッテリ７２の何れか一方又は、エアコン１０とバッテリ７０の双方のいずれかへ切り換える。

これにより、車両のイグニッションスイッチがオフされているときに、太陽電池７０の発電電力が、切換部７２を介してバッテリ７４に供給されることにより、バッテリ７４の充電が可能となっている。

また、エアコン１０は、切換部７２を介して太陽電池７０の発電電力ないしバッテリ７４に充電されている電力が供給されることにより、イグニッションスイッチがオフされた車両停止状態（以下、駐車状態とする）であっても、車室内の空調（以下、プレ空調とする）や換気（以下、駐車換気とする）が可能となっている。

切換部７２は、エアコンＥＣＵ５０に接続されており、エアコンＥＣＵ５０によって制御される。また、エアコンＥＣＵ５０には、発電電力検出部７６及びＳＯＣ（State of Charge）センサ７８が接続している。

発電電力検出部７６は、太陽電池７０から出力される電圧及び電流を検出して出力し、ＳＯＣセンサ７８は、バッテリ７４の残容量を検出するようになっており、これにより、エアコンＥＣＵ５０では、太陽電池７０の発電電力及びバッテリ７４の残容量の取得が可能となっている。

一方、エアコン１０では、駐車中に、充電モード、換気モード及びプレ空調モードでの動作が可能となっており、エアコンＥＣＵ５０では、駐車中に、ＳＯＣセンサ７８によって検出するバッテリ７４の残容量（充電量）が、予め設定した容量を下回ると、充電モードへ移行する。この充電モードでは、切換部７２を制御して、太陽電池７０の発電電力をバッテリ７４へ供給する。

これにより、太陽電池７０の発電電力によってバッテリ７４を充電して、車両が走行を開始したときに、燃費効率が低下してしまうのを防止可能となる充電状態に保つようにしている。

また、エアコンＥＣＵ５０では、バッテリ７４の充電量が、所定値を越えると、換気モードに移行する。この換気モードでは、切換部７２によって太陽電池７０の発電電力をエアコン１０へ供給する。

このとき、必要電力量を必要最小電力量とし、太陽電池７０の発電電力が、換気モードで動作するのに必要最少電力量に満たないときには、バッテリ７４の充電電力に余裕があると、太陽電池７０の発電電力と、バッテリ７４の充電電力が、エアコン１０に供給されるようにしている。

エアコンＥＣＵ５０では、換気モードに移行すると、外気導入モードに設定すると共に、吹出しモードをFACEモードに設定する。これと共に、エアコンＥＣＵ５０では、ブロワファン２８（ブロワモータ３０）を駆動する。このときに、エアコンＥＣＵ５０では、太陽電池７０の発電電力が少なければ、ブロワモータ３０の駆動電圧を低く（例えば４ｖ程度）して、最低風量となるようにし、このときの消費電力量が必要最少電力量となっている。

また、エアコンＥＣＵ５０では、太陽電池７０の発電電力が比較的高ければ、ブロワモータ３０の駆動電圧を高く（例えば、６ｖ程度）して、風量を増加する。

これにより、駐車中の車室内に外気が導入され、バッテリ７４の電力を使用することなく、車室内の換気が行われるようにしている。なお、本実施例では、換気モードでの吹出し風の風量を、例えば、ブロワモータ３０を約４ｖで駆動する最弱小レベルか、約６ｖで駆動する弱レベルの２段階とするが、換気モードでの吹出し風の風量レベルはこれに限るものではない。

一方、エアコンＥＣＵ５０では、換気モード中に、図示しないリモコンスイッチの操作によってエアコン１０の空調運転が設定されることにより、プレ空調モードに移行可能となっている。

このプレ空調モードでは、内気循環モードに設定し、予め設定されている設定温度と環境条件等に基づいて、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯを設定し、設定した目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに応じて、コンプレッサ１２の回転数、ブロワ風量等を設定するようにしている。

また、エアコンＥＣＵ５０は、プレ空調モードで空調運転を行うとき、コンプレッサ１２（コンプレッサモータ２０）の回転数を抑えると共に、ブロワモータ３０の駆動電圧を抑えることにより、電力消費を抑えるようにしている。

一方、エアコンＥＣＵ５０では、プレ空調モードへの移行に先立って、太陽電池７０の発電電力及び、バッテリ７４の充電量を検出し、バッテリ７０の充電量が所定量に達しているか、所定量に対するバッテリ７４の充電量の不足分を、太陽電池７０の発電電力でまかなうことができるときに、プレ空調モードへ移行するようにしている。

すなわち、エアコンＥＣＵ５０には、車両が走行開始するときのバッテリ７４の充電量Ｃの設定値α_１が設定されていると共に、車両走行に先たってプレ空調を行った後に、充電量Ｃが設定値α_１以上を確保可能とするための設定値α_２（α_１＜α_２）が設定されており、エアコンＥＣＵ５０は、バッテリ７４の充電量が設定値α_２を超えているか、太陽電池７０の発電電力を併せることにより、プレ空調の終了時のバッテリ７４の充電量が、設定値α_１以上となる時に、プレ空調を実行するようにしている。

これにより、イグニッションスイッチをオンして、車両の走行を開始するときに、バッテリ７４の充電量が不足して、燃費効率等が低下してしまうのを防止するようにしている。

ここで、本実施の形態の作用として、図４及び図５を参照しながら、駐車中のエアコン１０の作動を説明する。図４のフローチャートは、車両駐車中の空調及び充電制御の概略を示しており、車両の走行が終了して乗員が降りるときにイグニッションスイッチがオフされることにより実行され、乗員が乗車してイグニッションスイッチがオンされることにより終了する。なお、このフローチャートの実行は、例えば、イグニッションスイッチがオフされてから所定時間経過してから実行されるものであっても良い。

このフローチャートでは、最初のステップ１００で、太陽電池７０が発電電力検出部７６で検出する太陽電池７０の発電電力を読み込み、ステップ１０２では、太陽電池７０が発電中か否かを確認する。

これにより、太陽電池７０が発電状態であるとステップ１０２で肯定判定してステップ１０４へ移行する。なお、例えば、夜間などのために太陽電池７０が発電状態でないときには、ステップ１０２で否定判定して、ステップ１０６へ移行し、イグニッションスイッチがオンされたか否かを確認するようにしている。

ステップ１０４では、ＳＯＣセンサ７８によって検出するバッテリ７４の充電量Ｃを読み込む。なお、ここでは、充電量Ｃとして、フル充電状態に対する充電量の割合を用いる。この後、ステップ１０８では、充電量Ｃが最低充電量である設定値α_１を超えているか否かを確認する。

例えば、バッテリ７４の充電量Ｃを、フル充電状態の６０％以上に維持するときには、設定値α_１を６０％として、バッテリ７４の充電量Ｃが６０％（設定値α_１）を超えているか否かを確認する。

ここで、バッテリ７４の充電量Ｃが設定値α_１に満たないとき（Ｃ＜α_１）には、ステップ１０８で否定判定してステップ１１０へ移行し、太陽電池７０の発電電力の供給先をバッテリ７４に設定し、バッテリ充電モードを実行する（ステップ１１２）。すなわち、切換部７２によって太陽電池７０の発電電力がバッテリ７４へ供給されるようにし、太陽電池７０の発電電力によってバッテリ７４の充電を行なう。

これに対して、バッテリ７４の充電量Ｃが設定値α_１を超えているとき（Ｃ≧α_１）には、ステップ１０８で肯定判定してステップ１１４へ移行する。このステップ１１４では、太陽電池７０の発電電力が、換気モードを実行するときの必要最少量に達しているか（必要最少量を超えているか）否かを確認する。また、ステップ１１６では、バッテリ７４の充電量Ｃが、設定値α_１よりも十分多くなっているか（例えば、設定値α_２を超えているか）否かを確認する。

ここで、日射量が多く太陽電池７０の発電電力が、必要最少電力量を超えているときには、ステップ１１４で肯定判定してステップ１１８へ移行し、太陽電池７０の発電電力の供給先を、エアコン１０に設定する。この後、ステップ１２０へ移行することにより、換気モードを実行する。

また、日射量が少なく、太陽電池７０の発電電力が、必要最少電力量に達していないときには、ステップ１１４で否定判定して、ステップ１１６へ移行し、充電量Ｃが十分に多いか否か（例えば設定値α_２を超えているか否か）を確認し、充電量Ｃが十分に多ければ（例えばＣ≧α_２）、ステップ１１６で肯定判定してステップ１２２へ移行する。

このステップ１２２では、太陽電池７０の発電電力の供給先を、エアコン１０に設定すると共に、バッテリ７４の電力を、エアコン１０へ供給するように設定し、この後に、ステップ１２０へ移行することにより、エアコン１０の換気モードが実行されるようにする。

これに対して、太陽電池７０の発電電力が、必要最少電力量に達しておらず、かつ、バッテリ７４の充電量Ｃに余裕がないとき（例えば、Ｃ＜α_２）には、ステップ１１４及びステップ１１６で否定判定して、ステップ１１０へ移行することにより、駐車換気を行わずに、バッテリ７４の充電のみを行なう。

これにより、太陽電池７０の発電電力が少ないときに、無理に駐車換気を行って、バッテリ７４に充電されている電力を消費してしまうのが防止される。

図５には、換気モードでの処理の概略を示している。このフローチャートは、換気モードへ移行することにより実行され、最初のステップ１４０では、切換部７２から供給される電力量から、風量（ブロワモータ３０の駆動電圧）を設定する。

ここで、供給される電力が少ないときには、吹出し風の風量が最弱レベル（例えば、４段階中の最低風量）となるようにブロワモータ３０の駆動電圧（例えば、４ｖ）を設定する。また、供給される電力が比較的高いときには、吹出し風の風量を、例えば、最弱レベルよりも１段階多くなる弱レベルとなるようにブロワモータ３０の駆動電圧（例えば、６ｖ）を設定する。

なお、ブロワモータ３０の駆動電圧の設定は、主として太陽電池７０の発電電力に基づいて設定することが好ましく、これにより、バッテリ７４の電力を消費するのを抑えることができる。

この後、ステップ１４２では、外気導入モード及びFACEモードに設定し、設定した駆動電圧でブロワモータ３０を駆動することにより、設定した風量での換気が行われるようにする（ステップ１４４）。

これにより、車外の空気を車室内に導入して、車室内の換気が行われ、例えば、炎天下などに駐車したときに、車室内の温度が上昇してしまうのを抑えることができると共に、プレ空調を行うときの空調負荷の低減を図ることができる。

図４のフローチャートでは、換気モードに設定し、エアコン１０を用いた駐車換気が行われると、ステップ１２２で、発電電力検出部７６で検出する太陽電池７０の発電電力を読み込むと共に、エアコン１０で消費する電力（主としてブロワモータ３０の駆動電力）を読み込み、次のステップ１２４では、発電電力が消費電力よりも高く、発電電力に余裕があるか否かを確認する。

ここで、消費電力に対して発電電力が大きく、発電電力に余裕がある判断できるときには、ステップ１２４で肯定判定してステップ１２６へ移行し、余剰の発電電力がバッテリ７４へ供給されるように切換部７２を制御する。すなわち、太陽電池７０の発電電力の供給先として、エアコン１０とバッテリ７４を選択する。なお、このときには、バッテリ７４からエアコン１０への電力供給が停止される。

これにより、例えば、日射量が多く、太陽電池７０の発電電力が高くなっているときには、車室内の換気と共に、余剰となった発電電力を用いたバッテリ７４の充電が行われ、太陽電池７０の発電電量の効率的な利用を図ることができる。

なお、発電電力に余剰が発生しないときには、ステップ１２４で否定判定して、太陽電池７０の発電電力がエアコン１０に供給されるようにする。

このようにして、駐車換気を行うと、ステップ１２８では、プレ空調（駐車中の空調運転）されたか否かを確認する。なお、プレ空調の設定は、例えば、図示しないリモコンスイッチによって車外から遠隔操作されて設定されるものであっても良く、また、タイマをセットして、プレ空調を開始する時間を設定しても良く、さらに、乗車予定時刻を設定することにより、乗車予定時刻に車室内が所望の空調状態となるように、設定温度や環境条件に基づいて開始されるものであっても良い。

ここで、プレ空調が設定されるとステップ１２８で肯定判定してステップ１３０へ移行し、バッテリ７４の充電量Ｃを読み込み、バッテリ７４の充電量Ｃが、プレ空調を行うときの設定値α_３を超えているか否かを確認する（ステップ１３２）。なお、プレ空調の場合、換気モード時よりも電力消費が多くなるので、これに伴って充電量Ｃの設定値α_３が、設定値α_２よりも大きくされている（α_２＜α_３）。

これにより、充電量Ｃが設定値α_３を超えているとき（Ｃ≧α_３）には、ステップ１３２で肯定判定してステップ１３４へ移行し、プレ空調を実行する。なお、充電量Ｃが設定値α_３に満たないとき（Ｃ＜α_３）には、ステップ１３４で判定し、プレ空調を行わずに、例えば、喚起モードを終了するか、また、イグニッションスイッチがオンされるまで換気モードを実行する。

このように、エアコンＥＣＵ５０では、太陽電池７０の発電電力の利用制御を行うときに、バッテリ７４の充電量Ｃが、設定値α_１に満たないときや、太陽電池７０の発電電力が少なく、かつ、バッテリ７４の充電量Ｃに余裕がないときには、太陽電池７０の発電電力を用いたバッテリ７０のバッテリ７４の充電を行う。

また、エアコンＥＣＵ５０は、充電量Ｃが設定値α_１を超え、かつ、太陽電池７０の発電電力が必要最少電力量を超えているときに、太陽電池７０の発電電力を用いた駐車換気を行う。また、このときに、発電電力に余裕があると、バッテリ７４の充電も合わせて行なう。

さらに、発電電力が必要最少電力量に満たないときは、バッテリ７４の充電量に余裕があれば、太陽電池７０の発電電力とバッテリ７４の電力を用いた駐車換気を行う。

また、エアコンＥＣＵ５０では、バッテリ７４の充電量Ｃが、所定値α_２に満たなければ、プレ空調を停止する。

これにより、車両が走行を開始するときには、バッテリ７４の充電量Ｃを所定値α１以上とすることができ、バッテリ７４の充電量Ｃが不足していることによる燃費効率の悪化などを生じさせるのを確実に防止することができる。

また、エアコンＥＣＵ５０では、太陽電池７０の発電電力を有効に利用して、駐車換気（エアコン１０の換気モードでの運転）とバッテリ７４の充電を行うことができる。

なお、以上説明した本実施の形態は、本発明の一例を示すものであり、本発明の構成を限定するものではない。例えば、本実施の形態では、一例として、エアコン１０が換気モードで運転するときを例に説明したが、これに限らず、プレ空調を行うときに適用しても良い。

すなわち、プレ空調を行うときの必要最少電力量を設定し、バッテリ７４の充電量Ｃが設定値α_１を超え、太陽電池７０の発電電力が、最低必要電力量を超えているときに、太陽電池７０の発電電力を用いたプレ空調を実行し、太陽電池７０の発電電力が最低必要電量に満たないときは、バッテリ７４の充電量に余裕があれば、太陽電池７０の発電電力とバッテリ７４の電力を用いたプレ空調を行うようにしても良い。

また、本実施の形態では、必要電力量として該当動作モードでエアコン１０が運転するための必要最少電力量を適用したが、これに限らず、例えば、冷房負荷などの空調負荷を求め、この空調負荷に基づいて算出等によって求めた電力量を必要電力量としても良い。

さらに、本実施の形態では、エアコンＥＣＵ５０によって発電電力の供給先の選択を行ったが、これに限らず、エアコンＥＣＵ５０とは別に、供給先の選択を行う制御手段を設けた構成であっても良い。

また、本実施の形態では、エアコン１０を例に説明したが、本発明はこれに限らず、車両に設けられた任意の構成の車両用空調装置に適用することができる。

本実施の形態に係る太陽電池の発電電力の供給系統を示す概略図である。本実施の形態に適用したエアコンの概略構成図である。エアコンの制御部を示す概略図である。太陽電池の発電電力を用いた充電及び空調制御の概略を示す流れ図である。エアコンの換気モードでの処理の概略を示す流れ図である。

符号の説明

１０エアコン（車両用空調装置）
１２コンプレッサ
１８エバポレータ
５０エアコンＥＣＵ（車両用空調制御装置、選択手段）
７０太陽電池
７２切換部（選択手段）
７４バッテリ（蓄電池）
７６発電電力検出部（発電電力検出手段）
７８ＳＯＣセンサ（充電検出手段）

Claims

車両に設けられて車室内の空調を行う車両用空調装置を用いて、太陽電池の発電電力ないし蓄電池に充電された電力によってプレ空調ないし駐車換気を行う車両用空調制御装置であって、
前記蓄電池の充電状態を検出する充電検出手段と、
前記太陽電池の発電電力を検出する発電電力検出手段と、
前記充電検出手段によって検出する前記蓄電池の充電量、前記発電電力検出手段によって検出される前記発電電力及び前記車両用空調装置でプレ空調ないし駐車換気を行うときの必要電力量に基づいて、前記太陽電池の発電電力の供給先を選択する選択手段と、
を含むことを特徴とする車両用空調制御装置。
前記蓄電池の充電量が第１の設定値未満又は、前記発電電力が前記必要電力量に満たないときに、前記選択手段が、前記蓄電池を選択して充電を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調制御装置。
前記蓄電池の充電量が第１の設定値以上で、かつ、前記発電電力が前記必要電力以上であるときに、前記選択手段が前記車両用空調装置を選択することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調制御装置。
前記蓄電池の充電量が前記第１の設定値より高い第２の設定値以上であるときに、前記蓄電池の充電電力を前記車両用空調装置へ供給可能とすることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調制御装置。