JP2010030452A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空調装置における燃料消費を算出し、表示することができる車両用空調装置を提供する。
【解決手段】車両用空調装置においては、窓が全閉状態の場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）に、内気センサ、外気センサ、日射センサ、車室内や乗員からの輻射熱を計測する赤外線センサからの計測値を取得した上で（Ｓ６０）、瞬時燃料消費量（燃料料金）（Ｓ１１０）、累積燃料消費量（燃料料金）（Ｓ１２０）を算出する。さらにナビゲーション装置に目的地設定がある場合（Ｓ１３０：ＹＥＳ）には、目的地に到着するまでの予想燃料消費量（燃料料金）を算出する（Ｓ１４０）。以上の数値を例えばナビゲーション装置に表示して（Ｓ１５０）、乗員に空調での燃料消費抑制を促す。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用空調装置に関する。

周知のとおり自動車のユーザが要求する事柄のうちで燃費の改善は基本的な項目である。今日では燃費の改善は燃料代の節約といった効果のみでなく、二酸化炭素の排出を抑制することから地球環境保護の観点でも重要である。例えば下記特許文献１には、自動車の燃費を表示する技術が開示されている。これにより運転者に燃料消費を抑制した運転を促すことができると主張されている。

特開２００３−１６６８６８号公報

上記文献では車両全体の燃費を表示しているのみであるが、例えば空調装置での燃料の消費は、空調という走行とは別個の目的のための燃料消費である。したがって空調装置のみに関する燃費の向上は、走行における燃費の向上とは別個に扱うことが可能である。しかし上記文献では空調装置で消費されている分のみを表示させることはできなかった。

もし空調装置のみでの燃料消費量を表示できれば、空調を停止させたり、設定温度を調節したりして、空調装置での燃料消費を抑制するかどうかを判断するための重要な情報を乗員に報知できる。したがって空調関係での燃料消費の抑制を促すことが可能となる。しかしこうした技術はこれまで提案されていない。

そこで本発明が解決しようとする課題は、上記問題点に鑑み、空調装置における燃料消費を算出し、表示することができる車両用空調装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を達成するために、本発明に係る車両用空調装置は、空調のために消費された燃料消費量に相当する燃料消費量相当量を算出する算出部と、その算出部によって算出された前記燃料消費量相当量を表示し、車室内に配置された表示部と、を備えたことを特徴とする。

これにより本発明に係る車両用空調装置では、空調のために消費された燃料消費量に相当する数値を算出して車室内に表示するので、運転者あるいは乗員が空調を調節することによって燃料消費量を抑制する際に必要となる重要な情報を伝えることができる。したがって運転者あるいは乗員に空調を調節することによって燃料消費を抑制することを促すことが可能となる。

また前記燃料消費量相当量は、現在時点における単位時間当たりの燃料消費量相当量を含むとしてもよい。

これにより空調のために消費された燃料消費量に相当する数値として現在時点における単位時間当たりの燃料消費量相当量を算出して車室内に表示するので、現在時点で空調関係で単位時間当たりにどれぐらい燃料を消費しているのかを運転者あるいは乗員に報知することができる。したがって空調を調節することによって燃料消費を抑制することを促すことが可能となる。

また前記燃料消費量相当量は、燃料消費量相当量の累積値を含むとしてもよい。

これにより空調のために消費された燃料消費量に相当する数値として燃料消費量相当量の累積値を算出して車室内に表示するので、これまでに空調関係でどれぐらい燃料を消費してきたのかを運転者あるいは乗員に報知することができる。したがって空調を調節することによって燃料消費を抑制することを促すことが可能となる。

また車両用ナビゲーション装置を備え、前記車両用ナビゲーション装置に目的地が設定されている場合に、前記燃料消費量相当量は、前記目的地までの燃料消費量相当量の予想値を含むとしてもよい。

これにより空調のために消費された燃料消費量に相当する数値として目的地に到着するまでの燃料消費量相当量の予想値を算出して車室内に表示するので、現在から目的地に到着するまでに空調関係でどれぐらい燃料を消費するのかを運転者あるいは乗員に報知することができる。したがって空調を調節することによって燃料消費を抑制することを促すことが可能となる。

また前記燃料消費量相当量は、消費された燃料の金額であるとしてもよい。

これにより空調のために消費された燃料消費量に相当する数値として消費された燃料の金額を用いるので、運転者あるいは乗員に空調関係で消費される、あるいは消費された金額を報知することができる。したがってどれだけの金額が節約されるかを運転者あるいは乗員が知ることができるので、空調を調節することによって燃料消費を抑制することを促すことが可能となる。

また設定温度に到達するまでの所要時間を推定する推定手段を備え、前記算出部は、前記推定手段によって推定された前記所要時間以前と前記所要時間以後とで、前記燃料消費量相当量を算出するための算出式を変更するとしてもよい。

これにより設定温度に到達するまでと到達した後とで燃料消費量相当量を算出するための算出式を変更する。通常空調装置においては設定温度に到達するまでは急速な冷暖房を行い、到達した後では設定温度を維持するので、設定温度に達する前と後とでは熱負荷が異なる。したがって本発明では設定温度に到達するまでと到達した後とで燃料消費量相当量を算出するための算出式を変更することによって、燃料消費量相当量を精度よく算出することができる。

また車室内部の表面あるいは乗員からの輻射熱を計測する赤外線センサを備え、前記算出部は、前記燃料消費量相当量を算出する際に前記赤外線センサの計測値を用いるとしてもよい。

これにより、空調関係での燃料消費量相当量を算出する際に、車室内部の表面あるいは乗員からの輻射熱を計測する赤外線センサの計測値を用いるので、車室内部の表面あるいは乗員からの輻射熱も考慮に入れて、空調関係での燃料消費量相当量を精度よく算出できる。

また車両の熱負荷を計算するために用いられる計測値を計測するための計測部と、設定温度の設定入力を受け付けるための入力部と、を備え、前記計測部が計測した計測値と、前記入力部が受け付けた設定温度と、のうち少なくとも一方が変化した場合に、前記算出部は、前記燃料消費量相当量を算出するための算出式を変更するとしてもよい。

これにより、車両の熱負荷を計算するために用いられる計測値が変化した場合や、設定温度が変更された場合に、燃料消費量相当量を算出するための算出式を変更するので、車両の熱負荷を計算するために用いられる計測値や、設定温度も考慮に入れて、燃料消費量相当量が精度よく算出できる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。まず図１は、本発明に係る車両用空調装置１（空調装置）の概略構成図である。

同図のとおり空調装置１は、各種電子制御装置（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｏｒｌ Ｕｎｉｔ）、すなわちエアコンＥＣＵ１０、ナビＥＣＵ２０、エンジンＥＣＵ３０、ドアＥＣＵ４０を備える。なお図１では上記ＥＣＵに関する部分で本発明に関する部分のみが示されている。エアコンＥＣＵ１０、ナビＥＣＵ２０、エンジンＥＣＵ３０、ドアＥＣＵ４０は多重通信バス５０により接続されて、相互の情報の受け渡しが可能となっている。

エアコンＥＣＵ１０は、各種演算など情報処理のためのＣＰＵ１０１、ＣＰＵ１０１の作業領域としてのＲＡＭ１０２、各種情報を記憶するための不揮発性メモリ１０３を備える。エアコンＥＣＵ１０は通信インターフェイス部１０４（Ｉ／Ｆ）を介して多重通信バス５０と接続されている。またエアコンＥＣＵ１０は入出力部１０５（Ｉ／Ｏ）を介して、内気センサ１０６、外気センサ１０７、日射センサ１０８、赤外線センサ１０９（ＩＲセンサ）、エバポレータ後センサ１１０（エバ後センサ）の各種センサと接続され、各センサの計測値を取得できる。

内気センサ１０７は例えば座席の下などに配置されて、車室内の温度を計測する。外気センサ１０７は例えば車両前面のラジエータの前などに配置されて、外気の温度を計測する。日射センサ１０８は例えばダッシュボードの上などに配置されて日射量を計測する。ＩＲセンサ１０９は例えばインパネ正面のエアコン操作パネルのなかに埋め込まれるかたちで配置されて、乗員の体表面や車室内表面からの輻射熱を計測する。

ＩＲセンサ１０９は赤外線検出素子が１つのシングルＩＲセンサでも、複数の赤外線検出素子がマトリクス状に併置されたマトリクスＩＲセンサでもよい。マトリクスＩＲセンサの場合には、車室内空間を予め所定の領域に区切っておき、個々の領域をＩＲセンサの個々の赤外線検出素子が担当することによって、個々の領域ごとの輻射熱を計測することができる。エバ後センサ１１０は、エバポレータ（図示なし）を通過後の空気温度を計測する。

またエアコンＥＣＵ１０は入出力部１０５（Ｉ／Ｏ）を介して、温度設定入力部１２０と接続されている。温度設定入力部１２０は例えば車室内のインパネ正面下部などに配置されたエアコン操作パネルのなかに配置される。運転者など乗員は、温度設定入力部１２０によって希望温度の設定入力を行うことができる。

またエアコンＥＣＵ１０は入出力部１０５（Ｉ／Ｏ）を介して、吹出口切替ダンパ駆動部１３０、内外気切替ダンパ駆動部１３１、エアミックスダンパ駆動部１３２と接続されており、これらに駆動を指令する。吹出口切替ダンパ駆動部１３０は、車室内のエアコンの吹出し口（例えばフェイス、フット、デフロスタ）を切り替えるために、個々の吹出し口の開閉状態を決めるダンパを駆動する。内外気切替ダンパ駆動部１３１は、車内の空気を循環させるための内気吸込口と車外の空気を取り込むための外気吸込口とを切り替えるダンパを駆動する。

エアミックスダンパ駆動部１３２は、エバポレータで冷却された冷気と、その下流のヒータで加熱された暖気との混合比率を決めるダンパを駆動する。エアコンＥＣＵ１０は以上のＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、不揮発性メモリ１０３、Ｉ／Ｆ１０４、Ｉ／Ｏ１０５がバスによって接続されて情報の受け渡しが可能となっている。

ナビＥＣＵ２０はナビゲーション装置２００（ナビ装置）と通信可能に接続されている。ナビ装置２００は表示部２０１、入力部２０２を備えて、表示部２０１（例えば液晶ディスプレイ）に例えば地図上での車両の現在位置などを表示し、入力部２０２（例えばタッチパネルや操作スイッチ群）を用いて乗員は各種操作入力が行える。エンジンＥＣＵ３０は車両のエンジン制御を司るＥＣＵであり、本発明に関わる部分としてはエンジンを始動するためのイグニションスイッチ３００（ＩＧスイッチ）を備える。ドアＥＣＵ４０は窓駆動部と接続されて、パワーウィンドウ機構における窓の開閉を駆動する。

以上の構成のもとでの本実施例の処理手順が図２に示されている。図２の処理は、操作主体を明示しない限りＣＰＵ１０１が、図１の各種装置から情報を取得し、各種装置に指令する等して自動的に実行するとすればよい。

まず手順Ｓ１０においてＣＰＵ１０１はイグニションスイッチがオンとされた情報を受け取る。次にＳ２０でＣＰＵ１０１は車両の全ての窓が全閉状態であるか否かを判断する。全ての窓が全閉状態である場合は（Ｓ２０：ＹＥＳ）Ｓ３０へ進み、少なくとも１つの窓が全閉状態でない場合は（Ｓ２０：ＮＯ）Ｓ４０へ進む。全ての窓が全閉状態であるか否かの情報はドアＥＣＵ４０からバス５０を通じて取得すればよい。

次にＳ３０でＣＰＵ１０１は車両に装備された各センサに故障がないか否かを判断する。各センサとは、内気センサ１０６、外気センサ１０７、日射センサ１０８、ＩＲセンサ１０９、エバ後センサ１１０を指すとする。各センサが故障しているかどうかは、エアコンＥＣＵ１０に予め記憶された故障検出プログラムを実行して判断すればよい。全ての上記各センサに故障がない場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）はＳ６０へ進み、少なくとも１つの上記各センサが故障している場合（Ｓ３０：ＮＯ）はＳ５０へ進む。

Ｓ４０では例えば「窓が開いているためにエアコン燃費を計測しません」といった表示を行う。この表示は例えばナビゲーション装置２００の表示部２０１に行えばよい。Ｓ５０では例えば「センサの故障のためエアコン燃費を計測しません」といった表示を行う。この表示は例えばナビゲーション装置２００の表示部２０１に行えばよい。

Ｓ４０、Ｓ５０を実行後はＳ１６０へ進む。Ｓ１６０では通常のエアコン制御を実行することをＣＰＵ１０１は決定し、Ｓ１７０へ進む。ここで通常のエアコン制御とは後述のＳ９０からＳ１４０までの算出手順やＳ１５０での表示手順を実行しないことを意味する。Ｓ１６０終了後は、Ｓ１７０へ進む。

Ｓ６０へ進んだ場合は、ＣＰＵ１０１は各センサの計測値を取得する。次にＳ７０ではＣＰＵ１０１は設定温度を取得する。設定温度はユーザが設定温度入力部１２０を用いて入力すればよい。

次にＳ８０でＣＰＵ１０１は、Ｓ６０で取得した各センサの計測値、及びＳ７０で取得した設定温度が変化したかどうかを判断する。ここで変化とは、後述するようにＳ２０からＳ１５０が繰り返し実行される際に、前回の処理でのＳ６０で取得した各センサの計測値と今回の処理のＳ６０で取得した各センサの計測値との間で値に変化が見られること、及び前回のＳ７０で取得した設定温度と今回のＳ７０で取得した設定温度との間で値に変化が見られることとの意味である。

各センサの計測値、及び設定温度が変化した場合（Ｓ８０：ＹＥＳ）はＳ９０へ進み、各センサの計測値、及びＳ７０で取得した設定温度が変化していない場合（Ｓ８０：ＮＯ）はＳ１１０へ進む。なお各センサの計測値、及び設定温度が変化したか否かの判断のために閾値を予め設定しておいて、各センサの計測値、及び設定温度の変化量の絶対値の和が閾値を越えたら各センサの計測値、及び設定温度が変化したと判断し、各センサの計測値、及び設定温度の変化量の絶対値の和が閾値を越えていないならば各センサの計測値、及び設定温度が変化していないと判断してもよい。

次にＳ９０でＣＰＵ１０１は車両熱負荷を算出する。ここで車両熱負荷は、車両の空調装置において、設定温度に到達し、その後設定温度を維持するために使われるエネルギー量のことであり、図３で示される。同図では横軸が時間であり、時刻０はセンサ計測値が変化あるいは設定温度が変更された時刻を示している。つまり時刻０は図２においてＳ８０で肯定判断（ＹＥＳ）となった時刻である。縦軸は仕事率を示している。つまり図３はセンサ計測値が変化あるいは設定温度が変更された後において車両の空調装置の仕事率の時間推移を示している。したがって同図における面積が仕事量（エネルギー量）、つまり車両熱負荷を表す。

図３での時刻ｔ１は設定温度に達する時刻を示している。仕事量、仕事率、時間の単位は、例えばそれぞれＪ、Ｗ、ｓｅｃとすればよい。図３のとおり、設定温度に達するまでは急速冷暖房のために大きなエネルギーを消費し、その後は一定の仕事率によって設定温度を維持する。時刻０からｔ１までの仕事量（エネルギー量）をＡ（Ｊ）、時刻ｔ１以後の仕事率をＢ（Ｗ）とする。

以下、熱負荷の算出方法の一実施例を説明する。図３のＡ（Ｊ）、Ｂ（Ｗ）は次の式（Ｅ１）、（Ｅ２）で算出できる。
Ａ＝Ｓ×｛Ｋ１・（Ｔｒ−Ｔｓｅｔ）＋Ｋ２・Ｔａｍ＋Ｋ３・Ｔｓ
＋Ｋ４・Ｔｉｒ＋Ｃ１｝＋Ｃ２ （Ｅ１）
Ｂ＝Ｓ×（Ｋ５・Ｔｓｅｔ＋Ｋ６・Ｔａｍ＋Ｋ７・Ｔｓ＋Ｃ３）
＋Ｃ４ （Ｅ２）

ここでは内気センサ１０６が検出する車室内温度をＴｒ、外気センサ１０７が検出する外気温度をＴａｍ、温度設定入力部１２０による設定温度（希望設定温度）をＴｓｅｔ、日射センサ１０８の日射量をＴｓ、ＩＲセンサ１０９が検出するＩＲセンサ検出温度をＴｉｒ、車両ごとに特定される車室内空間容積をＳとしている。なお例えば各温度Ｔｒ、Ｔａｍ、Ｔｓｅｔ、Ｔｉｒの温度単位は摂氏温度とし、Ｔｓの単位はｋＷ／ｍ^２、Ｓの単位はｍ^３とすればよい。また、Ｋ１〜Ｋ４及び、Ｃ１〜Ｃ４は定数であり、予め求めておく。なおＡ（Ｊ）、Ｂ（Ｗ）は、外部からの熱量の侵入をゼロと仮定した状況での値とする。Ｓ９０では以上の方法によってＡ（Ｊ）、Ｂ（Ｗ）を算出する。このように本発明ではＩＲセンサ１０９の計測値Ｔｉｒも用いて熱負荷を算出しているので、精度よく車両熱負荷が算出できる。

次にＳ１００でＣＰＵ１０１は希望設定温度への到達所要時間ｔ１を算出する。希望設定温度への到達所要時間ｔ１は以下のように算出できる。最大冷暖房能力をＫ（Ｗ）とし、エアコン制御開始後の経過時間をｔ（ｓｅｃ）とすると、エアコン制御開始後は設定温度に達するために最大冷暖房能力を用いるので次式（Ｅ３）が満たされる。
Ｌ＝Ｋ×ｔ （Ｅ３）

したがって設定温度への到達所要時間ｔ１と時刻０からｔ１までの仕事量Ａは式（Ｅ４）を満たすこととなる。よって設定温度への到達所要時間ｔ１は式（Ｅ５）で算出される。
Ａ＝Ｋ×ｔ１ （Ｅ４）
ｔ１＝Ａ／Ｋ （Ｅ５）

上記の式をまとめることにより、到達所要時間ｔ１（ｓｅｃ）を式（Ｅ６）のかたちで算出してもよい。
ｔ１＝ｆ（Ｔｒ，Ｔａｍ，Ｔｓ，Ｔｉｒ，Ｔｓｅｔ） （Ｅ６）

なお、最大冷暖房能力Ｋ（Ｗ）は、エアコンを冷房として使用している場合には、該エアコンの最大冷房能力Ｋ１を用い、同じく暖房として使用している場合には、該エアコンの前記最大冷房能力Ｋ１とは別に定められた最大暖房能力Ｋ２を用いる。

次にＳ１１０でＣＰＵ１０１は瞬時燃料消費量あるいは、それに対応する燃料料金を算出する。まずＳ９０で求めたＡ、Ｂと、Ｓ１００で求めたｔ１を用いることにより、瞬時車両熱負荷を算出する。以下で現在時刻はｔとする。瞬時車両熱負荷とは、現在時刻ｔにおける空調装置の単位時間当たりの仕事量（エネルギー量）つまり仕事率である。瞬時車両熱負荷はＬ１で示すとする。

本実施例では車両熱負荷の算出を容易化するために、図３の特性で時刻ｔ１以前の部分を簡易化する。簡易化の例が図４に示されている。図４では時刻ｔ１以前を面積をＡのままとして長方形に簡易化している。図４より、現在時刻ｔが時刻０からｔ１までの範囲にある場合は瞬時車両熱負荷Ｌ１は次式（Ｅ７）で算出される。
Ｌ１＝Ａ／ｔ１ （Ｅ７）

また現在時刻ｔが時刻ｔ１以降の場合は瞬時車両熱負荷Ｌ１は式（Ｅ８）で算出される。
Ｌ１＝Ｂ （Ｅ８）

次に瞬時車両熱負荷から瞬時燃料消費量を算出する。瞬時燃料消費量は、現在時刻における空調関係で消費される単位時間当たりの燃料消費量である。燃料消費量は例えば体積とすればよい。瞬時燃料消費量はＭ１で示すとする。空調装置における仕事量に対する燃料消費量の比をＤ１とすると、式（Ｅ７）より現在時刻ｔが時刻０からｔ１までの範囲にある場合は瞬時燃料消費量Ｍ１は次式で算出される。
Ｍ１＝Ｄ１×Ａ／ｔ１ （Ｅ９）

また式（Ｅ８）より、現在時刻ｔが時刻ｔ１以降の場合は瞬時燃料消費量Ｍ１は次式（Ｅ１０）で算出される。
Ｍ１＝Ｄ１×Ｂ （Ｅ１０）

さらに瞬時消費燃料料金を算出する。瞬時消費燃料料金とは、単位時間当たりに消費される燃料の料金（あるいは金額、価格、代金）である。瞬時消費燃料料金はＮ１で示すとする。単位体積当たりの燃料の価格をＤ２とすると、式（Ｅ９）より現在時刻ｔが時刻０からｔ１までの範囲にある場合は瞬時消費燃料料金Ｎ１は次式（Ｅ１１）で算出される。
Ｎ１＝Ｄ２×Ｄ１×Ａ／ｔ１ （Ｅ１１）

また式（Ｅ１０）より、現在時刻ｔが時刻ｔ１以降の場合は瞬時消費燃料料金Ｎ１は次式（Ｅ１２）で算出される。
Ｎ１＝Ｄ２×Ｄ１×Ｂ （Ｅ１２）

次にＳ１２０でＣＰＵ１０１は、累積燃料消費量あるいは、それに対応する燃料料金を算出する。まず累積車両熱負荷を算出する。累積車両熱負荷とは、空調装置における時刻０から現在時刻ｔまでの仕事量（エネルギー量）の累積値（積算値）である。累積車両熱負荷はＬ２で示すとする。

まずＳ９０で求めたＡ、Ｂと、Ｓ１００で求めたｔ１を用いることにより、累積車両熱負荷Ｌを算出する。図４より、現在時刻ｔが時刻０からｔ１までの範囲にある場合は累積車両熱負荷Ｌ２は次式（Ｅ１３）で算出される。
Ｌ２＝Ａ×ｔ／ｔ１ （Ｅ１３）

また現在時刻ｔが時刻ｔ１以降の場合は累積車両熱負荷Ｌ２は次式（Ｅ１４）で算出される。
Ｌ２＝Ａ＋Ｂ×（ｔ―ｔ１） （Ｅ１４）

次に累積車両熱負荷から累積燃料消費量を算出する。累積燃料消費量は、時刻０から現在時刻までに空調装置で消費される燃料消費量（例えば体積）の累積値である。累積燃料消費量はＭ２で示すとする。空調装置における仕事量に対する燃料消費量の比Ｄ１を用いると、式（Ｅ１３）より、現在時刻ｔが時刻０からｔ１までの範囲にある場合は累積燃料消費量Ｍ２は次式（Ｅ１５）で算出される。
Ｍ２＝Ｄ１×Ａ×ｔ／ｔ１ （Ｅ１５）

また式（Ｅ１４）より、現在時刻ｔが時刻ｔ１以降の場合は累積燃料消費量Ｍ２は次式で算出される。
Ｍ２＝Ｄ１×｛Ａ＋Ｂ×（ｔ―ｔ１）｝ （Ｅ１６）

さらに累積消費燃料料金を算出する。累積消費燃料料金とは時刻０から現在時刻ｔまでに空調装置で消費された燃料の料金（あるいは金額、価格、代金）である。累積消費燃料料金はＮ２で示すとする。単位体積当たりの燃料の価格Ｄ２を用いると、式（Ｅ１５）より、現在時刻ｔが時刻０からｔ１までの範囲にある場合は累積消費燃料料金Ｎ２は次式（Ｅ１７）で算出される。
Ｎ２＝Ｄ２×Ｄ１×Ａ×ｔ／ｔ１ （Ｅ１７）

また式（Ｅ１６）より、現在時刻ｔが時刻ｔ１以降の場合は累積消費燃料料金Ｎ２は次式（Ｅ１８）で算出される。
Ｎ２＝Ｄ２×Ｄ１×｛Ａ＋Ｂ×（ｔ―ｔ１）｝ （Ｅ１８）

上でＤ１、Ｄ２は予め例えば不揮発性メモリ１０３に記憶しておいて上記算出で用いればよい。またＤ２はナビゲーション装置２００の入力部２０２からユーザが入力できるようにすれば燃料価格の変動に迅速にかつ簡易に対応できるので好適である。なお上では累積車両熱負荷Ｌ２、累積燃料消費量Ｍ２、累積消費燃料料金Ｎ２は図４の時刻０からの累積としたが、イグニションオンからの累積としてもよい。あるいは今日の空調使用分の累積、今週の空調使用分の累積、今月の空調使用分の累積や、所定日数分の累積としてもよい。累積車両熱負荷Ｌ２、累積燃料消費量Ｍ２、累積消費燃料料金Ｎ２は不揮発性メモリ１０３に加算して記憶していけばよい。

次にＳ１３０でＣＰＵ１０１は、ナビゲーション装置２００において目的地が設定されているか否かを判断する。目的地が設定されている場合（Ｓ１３０：ＹＥＳ）はＳ１４０へ進み、目的地が設定されていない場合（Ｓ１３０：ＮＯ）はＳ１５０へ進む。

Ｓ１４０でＣＰＵ１０１は、予想燃料消費量あるいは予想消費燃料料金を算出する。まず予想車両熱負荷を算出する。予想車両熱負荷とは、空調装置における現在時刻ｔから目的地到着予想時刻までの仕事量（エネルギー量）の予想累積値（予想積算値）である。予想車両熱負荷はＬ３で示すとする。目的地予想到着時刻はｔ２で表す。目的地予想到着時刻ｔ２は、例えばナビＥＣＵ２０で算出された数値を取得すればよい。

図５には目的地予想到着時刻ｔ２の例が示されている。さらに図５にはイグニションスイッチをオンにしてから目的地到着までの仕事率の推移の例が示されている。同図にはイグニションスイッチをオンにしてから目的地予想到着時刻までの時間軸と、現在時刻ｔが含まれる部分的な時間軸とが平行して示されている。同図の例のとおり、通常の場合イグニションオン（ＩＧ−ＯＮ）後の走行中に各センサ計測値の変化や乗員による設定温度の変更が複数回あり、そのたびに図４における時刻０となる。

また図５のとおり、少なくとも一部の窓が開状態となっている期間は空白期間となる。つまり、実際には少なくとも一部の窓が開状態となっていても空調装置をオンにしている場合はあるが、図４、５に示されているのはＣＰＵ１０１で算出された仕事率の計算値であり、少なくとも一部の窓が開状態となっている期間は仕事率を算出しない。

図５に示されているように、現在時刻ｔから目的地到着予想時刻ｔ２までは、各センサの計測値及び設定温度に変化はないと仮定する。現在時刻ｔが時刻０からｔ１までの範囲にある場合は予想車両熱負荷Ｌ３は次式（Ｅ１９）で算出される。
Ｌ３＝Ａ×（ｔ１―ｔ）／ｔ１＋Ｂ×（ｔ２−ｔ１） （Ｅ１９）

また現在時刻ｔが時刻ｔ１以降の場合は予想車両熱負荷Ｌ３は次式（Ｅ２０）で算出される。なお図５には現在時刻ｔが時刻ｔ１以降の場合が示されている。
Ｌ３＝Ｂ×（ｔ２−ｔ） （Ｅ２０）

次に予想車両熱負荷から予想燃料消費量を算出する。予想燃料消費量は、現在時刻ｔから目的地到着予想時刻ｔ２までに空調装置で消費される燃料消費量（例えば体積）の予想累積値である。予想燃料消費量はＭ３で示すとする。空調装置における仕事量に対する燃料消費量の比Ｄ１を用いると、式（Ｅ１９）より、現在時刻ｔが時刻０からｔ１までの範囲にある場合は予想燃料消費量Ｍ３は次式で算出される。
Ｍ３＝Ｄ１×｛Ａ×（ｔ１―ｔ）／ｔ１＋Ｂ×（ｔ２−ｔ１）｝ （Ｅ２１）

また式（Ｅ２０）より、現在時刻ｔが時刻ｔ１以降の場合は予想燃料消費量Ｍ３は次式で算出される。
Ｍ３＝Ｄ１×｛Ｂ×（ｔ２−ｔ）｝ （Ｅ２２）

さらに予想消費燃料料金を算出する。予想消費燃料料金とは現在時刻ｔから目的地到着予想時刻ｔ２までに空調装置で消費される燃料の料金（あるいは金額、価格、代金）の予想値である。予想消費燃料料金はＮ３で示すとする。単位体積当たりの燃料の価格Ｄ２を用いると、式（Ｅ２１）より、現在時刻ｔが時刻０からｔ１までの範囲にある場合は予想消費燃料料金Ｎ３は次式（Ｅ２３）で算出される。
Ｎ３＝Ｄ２×Ｄ１×｛Ａ×（ｔ１―ｔ）／ｔ１＋Ｂ×（ｔ２−ｔ１）｝ （Ｅ２３）

また式（Ｅ２２）より、現在時刻ｔが時刻ｔ１以降の場合は予想消費燃料料金Ｎ３は次式（Ｅ２４）で算出される。
Ｎ３＝Ｄ２×Ｄ１×｛Ｂ×（ｔ２−ｔ）｝ （Ｅ２４）

以上のとおり本発明では、車両熱負荷、燃料消費量、消費燃料料金（それぞれ瞬時、累積、予想）を時刻ｔ１以前と以降とに分けて算出しているので、精度よくこれらの数値が算出できる。

次にＳ１５０でＣＰＵ１０１は、空調関係の燃料消費量あるいは消費燃料料金を表示する。表示場所は例えばナビゲーション装置２００の表示部２０１とすればよい。表示内容は、Ｓ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１４０で算出した瞬時燃料消費量、瞬時消費燃料料金、累積燃料消費量、累積消費燃料料金、予想燃料消費量、予想消費燃料料金の６つの数値うちの少なくとも１つとすればよい。これら６つの値のうちのどれを表示するかは入力部２０２を用いてユーザが選択できるようにすれば利便性が向上する。

１つの表示例が図５に示されている。周知のとおり、ナビゲーション装置２００の表示部２０１には、地図上の車両の現在位置が表示される。たとえば、その表示の一部に瞬時燃料消費量、瞬時消費燃料料金、累積燃料消費量、累積消費燃料料金、予想燃料消費量、予想消費燃料料金の６つの数値うちの少なくとも１つを表示すればよい。

図５の場合、表示部２０１の地図表示の一部に目的地予想到着時刻（予想到着時間）と並んで、エアコン燃料代が表示されている。このエアコン燃料代の部分を瞬時燃料消費量、瞬時消費燃料料金、累積燃料消費量、累積消費燃料料金、予想燃料消費量、予想消費燃料料金の６つの数値うちの少なくとも１つとすればよい。

なおＳ１５０では、表示部２０１ではなく、車両のオドメータの近傍に瞬時燃料消費量、瞬時消費燃料料金、累積燃料消費量、累積消費燃料料金、予想燃料消費量、予想消費燃料料金の６つの数値うちの少なくとも１つを表示してもよい。またエアコン燃料代を車両全体での燃費と併置して表示してもよい。またナビゲーション装置２００の入力部２０２によって累積燃料消費量、累積消費燃料料金をクリアする入力が行えるとすればよい。

次にＳ１７０でＣＰＵ１０１は、イグニションスイッチ３００がオフされたかどうかを判断する。オフされた場合（Ｓ１７０：ＹＥＳ）は図２の処理を終了し、オフされていない場合（Ｓ１７０：ＮＯ）はＳ２０に戻って上記処理を繰り返す。Ｓ２０からＳ１７０までの処理を繰り返す際に、瞬時にＳ１７０からＳ２０へ戻るのでなく、所定の周期で繰り返すように調節することとしてもよい。

上記Ｓ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１４０においては、瞬時燃料消費量、瞬時消費燃料料金、累積燃料消費量、累積消費燃料料金、予想燃料消費量、予想消費燃料料金を、乗員が温度設定入力部１２０を用いて入力した設定温度に対してのみでなく、以下で示すもうひとつの設定温度に対しても算出して、両設定温度に対する瞬時燃料消費量、瞬時消費燃料料金、累積燃料消費量、累積消費燃料料金、予想燃料消費量、予想消費燃料料金の差分を算出してもよい。

この場合、例えばもうひとつの設定温度を、乗員が温度設定入力部１２０を用いて入力した数値から所定値だけ増減した（冷房の場合は所定値だけ増加させた、暖房の場合は所定値だけ低下させた）数値としてもよい。所定値は例えば１度、２度、３度等とすればよい。この場合Ｓ１５０での表示では「設定温度をあと１度（あるいは２度、３度）上げる（あるいは、下げる）とＡだけ燃料が節約できます」と表示して、Ａの部分に節約される瞬時燃料消費量、瞬時消費燃料料金、累積燃料消費量、累積消費燃料料金、予想燃料消費量、予想消費燃料料金のうちの少なくとも１つを表示すればよい。

またもうひとつの設定温度を、省エネの観点から推奨される所定温度（例えば冷房の場合は摂氏２８度）としてもよい。この場合Ｓ１５０での表示では「設定温度をＢ度にすると、Ａだけ燃料が節約できます」と表示して、Ｂの部分に所定温度を表示し、Ａの部分に節約される瞬時燃料消費量、瞬時消費燃料料金、累積燃料消費量、累積消費燃料料金、予想燃料消費量、予想消費燃料料金のうちの少なくとも１つを表示すればよい。なおこの処理は、乗員が入力した設定温度が上記所定温度よりも、冷房の場合は低い、暖房の場合は高いときのみ行えばよい。

上記算出のために必要な数式など全てを不揮発性メモリ１０３に記憶しておけばよい。なお上記実施例で燃料とは、例えばガソリンエンジンの場合はガソリン、ディーゼルエンジンの場合は軽油とすればよい。

本発明の一実施形態における車両用空調装置の概略構成図。 空調関係燃費表示の処理手順を示すフローチャート。 車両熱負荷を示す図。 車両熱負荷を示す図。 車両熱負荷を示す図。 表示例を示す図。

符号の説明

１ 車両用空調装置
１０ エアコンＥＣＵ
２０ ナビＥＣＵ
３０ エンジンＥＣＵ
４０ ドアＥＣＵ
１０６ 内気センサ
１０７ 外気センサ
１０８ 日射センサ
１０９ 赤外線センサ（ＩＲセンサ）
２００ ナビゲーション装置
２０１ 表示部
２０２ 入力部

Claims (8)

1. 空調のために消費された燃料消費量に相当する燃料消費量相当量を算出する算出部と、
   その算出部によって算出された前記燃料消費量相当量を表示し、車室内に配置された表示部と、
   を備えたことを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記燃料消費量相当量は、現在時点における単位時間当たりの燃料消費量相当量を含む請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記燃料消費量相当量は、燃料消費量相当量の累積値を含む請求項１又は２に記載の車両用空調装置。
4. 車両用ナビゲーション装置を備え、
   前記車両用ナビゲーション装置に目的地が設定されている場合に、前記燃料消費量相当量は、前記目的地までの燃料消費量相当量の予想値を含む請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
5. 前記燃料消費量相当量は、消費された燃料の金額である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
6. 設定温度に到達するまでの所要時間を推定する推定手段を備え、
   前記算出部は、前記推定手段によって推定された前記所要時間以前と前記所要時間以後とで、前記燃料消費量相当量を算出するための算出式を変更する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
7. 車室内部の表面あるいは乗員からの輻射熱を計測する赤外線センサを備え、
   前記算出部は、前記燃料消費量相当量を算出する際に前記赤外線センサの計測値を用いる請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
8. 車両の熱負荷を計算するために用いられる計測値を計測するための計測部と、
   設定温度の設定入力を受け付けるための入力部と、を備え、
   前記計測部が計測した計測値と、前記入力部が受け付けた設定温度と、のうち少なくとも一方が変化した場合に、前記算出部は、前記燃料消費量相当量を算出するための算出式を変更する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車両用空調装置。

Images