JP2010076667A - 車両用電気機器および車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池の利用頻度を高めること。
【解決手段】車両用空調装置は、ブロワモータ８を備える。ブロワモータ８は、バッテリ１または太陽電池５から給電される。ＩＧスイッチ２がＯＦＦのとき、リレー７は太陽電池５側に切り替えられ、換気制御ユニット４が太陽電池５からブロワモータ８への供給電力を制御する。ＩＧスイッチ２がＯＮのときは、空調制御手段３１がリレー７を切り替える。空調制御手段３１は、空調負荷に応じた風量を提供するためにブロワモータ８が要求する要求デューティ比Ｄｂａｓｅと、太陽電池５の発電電圧に応じて求められる限界デューティ比Ｄｘとを算出する。限界デューティ比Ｄｘは、低風量領域に制限されている。要求ディーティ比Ｄｂａｓｅが限界デューティ比Ｄｘより小さいとき、ブロワモータ８には太陽電池５から給電され、逆のとき、ブロワモータ８にはバッテリ１から給電される。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池の発電電力を電源として用いる電気負荷を含む車両用電気機器に関するものであり、車両用空調装置に適用することができる。

従来、特許文献１に記載の車載電気機器が知られている。この電気機器は、車両用空調装置であって、車両の電源スイッチとしてのＩＧスイッチがＯＦＦであるときに、太陽電池を電源としてモータを駆動し、車室内の換気を提供している。
特開２００６−１６８５２６号公報

ところが、特許文献１の技術によると、ＩＧスイッチがＯＦＦのときだけ太陽電池が利用される。これでは、太陽電池の利用頻度が低いという問題点があった。

また、近年の環境保護意識の高まりから、環境保護に貢献しうると想定される車載機器を車両に装備した乗員は、その装備が機能することを期待する傾向にある。ところが、ＩＧスイッチがＯＦＦのときは、その車両は少なくとも停車していると想定され、ほとんどの場合には、車内に乗員が乗車していないものと想定される。このため、車載の太陽電池が機能していることを、乗員に感得させることが困難で、その商品的な価値を高めることが困難であった。

このような観点から、ＩＧスイッチがＯＮのとき、すなわち車両が実質的な運転状態にあるときに太陽電池の発電電力を有効利用することは、太陽電池の利用頻度、利用期間を改善するだけでなく、その太陽電池と、それから電力供給を受ける装置との商品価値を高める上でも重要となってきた。

しかし、車両が運転状態にあると、車両の走行に伴って日射状態が頻繁に変化するため、太陽電池の発電電力が安定しないという問題点があり、太陽電池の発電電力だけで車載電気機器を駆動することは困難であった。

本発明は、上記問題点に鑑み、太陽電池の利用頻度を高めた車両用電気機器を提供することを目的とする。

本発明は、上記問題点に鑑み、太陽電池の発電電力が頻繁に変動しても、太陽電池の利用頻度を高めた車両用電気機器を提供することを他の目的とする。

本発明は、上記問題点に鑑み、電源スイッチがＯＦＦのときに、太陽電池から電気負荷への給電を許容して電気負荷の出力を利用可能とするとともに、電源スイッチがＯＮのときにも、電気負荷の出力が不足することがない範囲で太陽電池から電気負荷への給電を許容し、太陽電池の利用頻度を高めた車両用電気機器を提供することをさらに他の目的とする。

上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用することができる。なお、特許請求の範囲および下記各手段に記載の括弧内の符号は、ひとつの態様として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。

請求項１に記載の発明では、供給電力に応じて出力が調節可能な電気負荷（８）と、電気負荷（８）へ給電する電源を車載のバッテリ（１）と車載の太陽電池（５）とに切り替える切替手段（７）とを備える車両用電気機器において、電気負荷が要求する要求電力（Ｄｂａｓｅ）を算出する要求電力算出手段（４００６Ａ、４００６Ａ１、４００６Ａ２、４００６Ａ３）と、太陽電池（５）から電気負荷に供給可能な限界の限界電力（Ｄｘ）を算出する限界電力算出手段（４００６Ｂ）と、限界電力（Ｄｘ）が要求電力（Ｄｂａｓｅ）より高いとき、太陽電池（５）から電気負荷（８）に給電し、限界電力（Ｄｘ）が要求電力（Ｄｂａｓｅ）より低いとき、バッテリ（１）から電気負荷（８）に給電するように切替手段（７）を制御する制御手段（３、４００６Ｃ、４００６Ｄ、４００６Ｅ）とを備えることを特徴とするという技術的手段を採用する。この発明によると、太陽電池の発電電力によって要求電力を供給できないときには、バッテリから電気負荷へ給電され、太陽電池の発電電力によって要求電力を供給できるときには、太陽電池から電気負荷への給電が許容される。この構成によると、電源スイッチの状態にかかわらず、電気負荷の出力状態を損なうことがないように太陽電池から電気負荷への給電が許容される。このため、太陽電池の利用頻度を高めることができる。

請求項２に記載の発明では、さらに、制御手段による太陽電池（５）から電気負荷（８）への給電を、電気負荷（８）が低出力領域にあるときだけに制限する制限手段（４００６Ｂ）を備えることを特徴とするという技術的手段を採用する。これにより、太陽電池（５）の出力変動による影響を抑えることができる。

請求項３に記載の発明では、制限手段（４００６Ｂ）は、要求電力（Ｄｂａｓｅ）の最高値より低い低電力範囲に、限界電力（Ｄｘ）の範囲を制限するよう構成されていることを特徴とするという技術的手段を採用する。この発明により、制限手段のひとつの望ましい実施態様が提供される。

請求項４に記載の発明では、制限手段（４００６Ｂ）は、要求電力（Ｄｂａｓｅ）の最低値を含む低電力範囲に、限界電力（Ｄｘ）の範囲を制限するよう構成されていることを特徴とするという技術的手段を採用する。この発明により、制限手段のひとつの望ましい実施態様が提供される。

請求項５に記載の発明では、要求電力と限界電力とは、電気負荷の駆動デューティ比（Ｄｂａｓｅ、Ｄｘ）として算出されることを特徴とするという技術的手段を採用する。これにより、デジタル制御に適した手法を用いて切り替え制御を実施できる。

請求項６に記載の発明では、車両用電気機器は、車両の室内を空調する車両用空調装置であり、電気負荷は、供給電力に応じて風量を調節可能なブロワモータ（８）であり、要求電力算出手段（４００６Ａ、４００６Ａ１、４００６Ａ２、４００６Ａ３）は、空調負荷に応じた風量を供給するために、ブロワモータ（８）が要求する要求電力（Ｄｂａｓｅ）を算出する手段であることを特徴とするという技術的手段を採用する。これにより、空調負荷に応じて出力が調節されるブロワモータを、電源スイッチの状態にかかわらず、ブロワモータが発揮すべき風量を満たしながら、太陽電池によって駆動することができる。

請求項７に記載の発明では、さらに、乗員によって第１位置と第２位置とに操作可能なスイッチ（３５）と、スイッチが第１位置に操作されているときより、スイッチが第２位置に操作されているときに、太陽電池（５）からブロワモータ（８）へ給電されやすくなるように、制御手段（３、４００６Ｃ、４００６Ｄ、４００６Ｅ）を補正する補正手段（４００６Ａ１、４００６Ａ２、４００６Ａ３）とを備えることを特徴とするという技術的手段を採用する。この発明によると、乗員の選択に応じて、太陽電池の利用頻度を調節することができる。特に、第２位置においては、太陽電池から給電されやすくなるため、省動力が図られる。スイッチは、例えば第１位置が空調を優先した制御モードに対応し、第２位置が省動力を指向した制御モードに対応した構成とすることができる。

請求項８に記載の発明では、制御手段（３、４００６Ｃ、４００６Ｄ、４００６Ｅ）は、車両の電源スイッチ（２）を介することなく車載のバッテリから電力を供給される空調制御ユニット（３）によって構成されていることを特徴とするという技術的手段を採用する。この発明によると、空調制御ユニットによって切替手段を制御することができる。

請求項９に記載の発明では、空調制御ユニット（３）は、電源スイッチ（２）がＯＮのとき、要求電力算出手段（４００６Ａ、４００６Ａ１、４００６Ａ２、４００６Ａ３）と限界電力算出手段（４００６Ｂ）と制御手段（３、４００６Ｃ、４００６Ｄ、４００６Ｅ）とにより切替手段（７）を制御するとともに、太陽電池（５）からブロワモータ（８）に供給される電力を制御して車室内を空調し、電源スイッチ（２）がＯＦＦのときにも、太陽電池（５）からブロワモータ（８）に供給される電力を制御して車室内を換気することを特徴とするという技術的手段を採用する。この発明によると、電源スイッチがＯＮのときも、ＯＦＦのときも、単一の空調制御ユニットによってブロワモータを制御できる。

請求項１０に記載の発明では、切替手段（７）は、電源スイッチ（２）がＯＦＦのとき、太陽電池（５）からブロワモータ（８）に給電するように切り替えられるリレーであって、空調制御ユニット（３）は、電源スイッチ（２）がＯＮのとき、要求電力算出手段（４００６Ａ、４００６Ａ１、４００６Ａ２、４００６Ａ３）と限界電力算出手段（４００６Ｂ）と制御手段（３、４００６Ｃ、４００６Ｄ、４００６Ｅ）とにより切替手段（７）を制御するよう構成され、さらに、電源スイッチ（２）がＯＦＦのとき、太陽電池（５）からブロワモータ（８）に供給される電力を制御して車室内を換気する換気制御ユニット（４）を備えることを特徴とするという技術的手段を採用する。この発明によると、電源スイッチがＯＮのときには空調制御ユニットがブロワモータへの給電の切替と、供給電力の制御とを行う。一方、電源スイッチがＯＦＦのときには、切替手段であるリレーが太陽電池（５）からブロワモータ（８）に給電するように切り替えられ、換気制御ユニットによって太陽電池からブロワモータへの供給電力が制御される。このため、電源スイッチＯＦＦ時に太陽電池を電源として換気する換気制御を、既存の空調装置に換気制御ユニットを付加することで提供できる。さらに、電源スイッチＯＮ時に太陽電池を電源として空調する空調制御を、既存の車両用空調装置にも設けられる空調制御ユニットを利用して提供できる。

（第１実施形態）
以下、本発明を適用した第１実施形態に係る車両用電気機器としての車両用空調装置を説明する。本実施形態では、本発明を適用したモータ制御装置を、車両用換気制御装置と車両用空調制御装置とに適用した場合を例として説明するが、例えば、駐車時に日射の影響を受ける荷物室内の空気循環装置や車載冷温蔵庫のファンなど、太陽電池を電源として他の用途に用いるモータ制御にも適用可能である。

図１は、車両用空調装置の全体構成を示すブロック図である。車両用空調装置は、空調制御装置としての空調制御ユニット３に加えて、車両用換気制御装置としての換気制御ユニット４を備えている。図１において、車載バッテリ１と直接接続される入力線Ｌ１、車載バッテリ１よりイグニッションスイッチ（以下ＩＧスイッチという）２を介して接続される入力線Ｌ２があり、車両用空調装置の作動を制御する空調制御ユニット３には両入力線Ｌ１、Ｌ２が接続されている。ＩＧスイッチ２は、車両を走行させるときにＯＮ位置に操作され、車両を駐車して走行させないときにＯＦＦ位置に操作されるスイッチであって、車両の電源スイッチとも呼びうるスイッチである。一方、駐車時に車室内の換気制御を行う換気制御ユニット４には、電源としては太陽電池５の入力線Ｌ３が接続されるのみであり、信号線Ｌ２からはＩＧスイッチ２のＯＮ、ＯＦＦ情報を入手しているにとどまる。この換気制御ユニット４には、利用者の操作によりＯＮ、ＯＦＦする換気指示信号を発生する換気指示スイッチ６が接続されている。

電源切替スイッチ７は、ブロワモータ８に給電する電源として、車載バッテリ１か太陽電池５かを切り替える。電源切替スイッチ７は、バッテリ１と太陽電池５とを選択的に切り替える切替手段を提供している。電源切替スイッチ７は、リレーによって提供されている。電源切替スイッチ７のリレーコイル７１には、ＩＧスイッチ２から信号線Ｌ２を介して給電される。リレーコイル７１はスイッチＳＷ７を介して接地されている。スイッチＳＷ７は、空調制御手段３１によって制御される。従って、リレーコイル７１への通電は、ＩＧスイッチ２とスイッチＳＷ７とによって制御される。ＩＧスイッチ２がＯＮであり、かつ空調制御手段３１がスイッチＳＷ７をＯＮしているときに、リレーコイル７１がＯＮとなり、リレースイッチ７２は、バッテリ１側に投入される。ＩＧスイッチ２がＯＮであり、かつ空調制御手段３１がスイッチＳＷ７をＯＦＦしているときに、リレーコイル７１がＯＦＦとなり、リレースイッチ７２は、太陽電池５側に投入される。従って、ＩＧスイッチ２がＯＮのときは、バッテリ１または太陽電池５のいずれかが選択的にブロワモータ８に給電できる。さらに、ＩＧスイッチ２がＯＦＦのときは、スイッチＳＷ７の状態にかかわらずリレーコイル７１がＯＦＦとなり、リレースイッチ７２は太陽電池５側に投入される。よって、ＩＧスイッチ２がＯＦＦのときは、太陽電池５だけがブロワモータ８に給電できる。

また、車室内の除菌を行う除菌装置９は、信号線Ｌ２もしくは信号線Ｌ３に接続され、ＩＧスイッチ２がＯＦＦのときは、スイッチＳＷ１を介して信号線Ｌ３に接続され、太陽電池５の出力となる太陽電池電圧（ソーラ電圧）を受けるように構成してある。

空調制御ユニット３は、マイコンおよび周辺回路からなる空調制御手段３１とスイッチＳＷ４、ＳＷ５とを有し、この空調制御手段３１からスイッチＳＷ４を介した第１のモータ制御信号と、換気制御手段４３からスイッチＳＷ２を介した第２のモータ制御信号との合流点３２でワイヤードＯＲを取る構成である。また、この空調制御手段３１からスイッチＳＷ５を介した第１の除菌制御信号と、換気制御手段４３からスイッチＳＷ３を介した第２の除菌制御信号との合流点３３でワイヤードＯＲを取る構成である。そして空調制御ユニット３は、図２、図３に示すような車両用空調装置の空調ユニット３００および空気ダクト３１３内に配置された除菌装置９の作動を制御する。なお、スイッチＳＷ２〜ＳＷ５は、例えば、図示のようなＮＰＮ型トランジスタであり、Ｈレベルの制御信号を受けるとＯＮしてＬレベル信号を出力する構成である。空調制御手段３１は、後述する図１９の制御特性などのデータテーブル（データマップ）のほか、予め定められた制御プログラムを記憶するＲＯＭ等の記憶手段３４を有する。

図２、図３において、空調ユニット３００は、車室内の前部の図示していないインスツルメントパネルに、デフロスタ吹出口３０１と、乗員に向けたフェイス吹出口３０２と、フット吹出口３０３とを設け、各ドア３０４、３０５、３０６を電気的に開閉駆動することで所望の吹出モードを実現する。ブロワファンを構成するブロワモータ８の上流側には、外気導入口３０７と内気導入口３０８を設け、内外気切替ドア３０９を電気的に切り替え駆動することで、車室内への内気もしくは外気の導入モードを実現する。エバポレータ３１０、ヒータコア３１１、エアミックスドア３１２は、所望温度の空調空気を実現し、下流側の各吹出口３０１〜３０３から車室内に吹出す。なお、後述する除菌装置９は空調ダクト３１３内に設置され、空調空気に乗せて除菌イオンを車室内に供給する。この除菌装置９は空調ダクト３１３内に他に、図示していない空気清浄器側に設置したり、単独で車室内に設置してもよい。

本実施例では、空調制御ユニット３は、ＩＧスイッチ２のＯＦＦ直後に、各ドア３０４、３０５、３０６、３０９、３１２を開閉駆動し、駐車時の換気モードを予め設定しておくようにしている。例えば、デフロスタ吹出口３０１とフェイス吹出口３０２を開くと共に、外気導入口３０７側を開き、エアミックスドア３１２を通風抵抗の少ないヒータコア閉成側に回動し、全体として通風抵抗の少ない状態で外気を車室内へ導入でき、車室内の冷却や除菌を行えるようにしている。

換気制御ユニット４は、信号線Ｌ３に接続されて太陽電池５の出力であるソーラ電圧Ｖｓｕｎの変動を平滑化させて取り出す太陽電池電圧検出手段４１と、太陽電池５のソーラ電圧Ｖｓｕｎを受けて、例えば５Ｖの定電圧を発生し換気制御手段４３に給電する安定化電源回路４２と、マイコンおよび周辺回路からなる換気制御手段４３と、各スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３と、逆流防止用ダイオード４４、４５、４６とを有する。

換気制御手段４３は、マイコンによる機能実現手段として、ソーラ電圧Ｖｓｕｎと所定電圧値との大小関係を判定する電圧判定手段４３１と、ＩＧスイッチ２の状態、すなわちＯＮか、ＯＦＦかを判定するＩＧスイッチ状態判定手段４３２と、ＩＧスイッチ２のＯＦＦ時（つまり車両を使用しない駐車時に相当）にブロワモータ８の作動を制御するモータ制御手段４３４と、太陽電池５から除菌装置９への給電を指示すると共に、駐車時に除菌装置９の作動を制御する除菌制御手段４３５とを有する。また、回路構成手段として、ＲＡＭやレジスタメモリ、書き換え可能な不揮発性メモリ等の第１記憶手段４３３と、制御量のデータテーブル（データマップ）を記憶するＲＯＭ等の第２記憶手段４３６とを有する。

太陽電池５は、複数の太陽電池セルを直列接続し、かつその直列接続した直列セルを複数個並列接続することで所望の電圧、電流を発生する太陽電池モジュールを構成しており、図２に示すように車両の天井に設けたサンルーフ内に設置されている。

ブロワモータ８は、車両用空調装置のブロワモータと兼用しており、ここでは電流制御可能な３相のブラシレスモータ８１が使用され、外部からのデューティ信号に応じてモータ８１に与えるパルス幅を可変制御するモータ駆動回路８２を有する。なお、ブラシレスモータ８１に代えて通常の制御回路付きの直流モータでも使用可能である。

除菌装置９は、除菌イオンを発生するプラズマユニット９１を有し、除菌制御手段４３５の出力指示を受けてスイッチＳＷ１をＯＮしてソーラ電圧Ｖｓｕｎを給電し、しかも除菌制御手段４３５もしくは空調制御手段３１からの作動指示信号を受けるとスイッチＳＷ６をＯＮし、プラズマユニット９１を駆動する。なお、除菌装置９として、プラズマユニット９１に代えて、マイナスイオン発生器やオゾン発生器を用いるようにしてもよい。

（電力制御）
この実施形態では、太陽電池５で発電された電力をブロワモータ８で略完全に消費し、換気効率を高めるためのモータの電力制御の手法を採用している。

図４は、太陽電池５の電圧−電流特性を示し、日射量に応じて発生電力Ｐｍａｘが変化することが分かる。一方、この実施形態のように図５（ａ）に図示する構成によりブロワモータ８としてのブラシレスモータ８１のデューティ比Ｄｘを変えてモータ回転数を制御するとき、図５（ｂ）に示すように、ソーラ電圧Ｖｓｕｎとデューティ比Ｄｘに応じて必要作動電力Ｐが決まる。特に、ソーラ電圧Ｖｓｕｎよりデューティ比Ｄｘ（つまり電流）の影響が大きく、ソーラ電圧Ｖｓｕｎが変動してもデューティ比Ｄｘを変え、モータ８１の回転数制御を行うことにより必要作動電力Ｐを確保できることが分かる。従って、ソーラ電圧Ｖｓｕｎが低いときには、デューティ比Ｄｘを上げて電流を増やすことで必要作動電力Ｐを確保できる。

そこで、図６に示すように、太陽電池５で発電された電力をブラシレスモータ８１で略完全に消費するには、日射量に応じて変化する電圧−電流特性の発生電力Ｐｍａｘに略一致する、もしくはより近づけることが可能な必要作動電力となるデューティ比Ｄｘを選択し、ブラシレスモータ８１を制御すればよいことが分かる。つまり、ソーラ電圧Ｖｓｕｎに応じてデューティ比Ｄｘを設定し、このデューティ比Ｄｘによって決まるモータ電流とソーラ電圧Ｖｓｕｎとのバランス点でモータ作動が安定するが、その安定点が、日射量によって決まる太陽電池５の電圧―電流特性上の発生電力Ｐｍａｘに略一致するようにデューティ比Ｄｘ（つまり出力特性量）を選択し、制御することで可能になる。なお、本例ではソーラ電圧Ｖｓｕｎに応じてデューティ比Ｄｘ（つまり出力電流の特性量）を設定しているが、ブラシレスモータ８１の出力特性量として、出力電流の他に、モータ回転数、モータ電圧、もしくはこのモータ８１によって駆動されるファン風量を適用することも可能である。

（制御処理）
次に、第１図に示す装置全体の概略作動を、図を用いて説明する。図７（ａ）は、換気制御手段４３における制御の概要を示すフローチャート、（ｂ）は、空調制御手段３１における制御の概要を示すフローチャートである。換気制御手段４３は、ＩＧスイッチ２がＯＦＦであるときにブロワモータ８を制御する手段を提供する。さらに、換気制御手段４３は、ブロワモータ８に供給する電力を制御する手段を提供している。空調制御手段３１は、ＩＧスイッチ２がＯＮであるときにブロワモータ８を制御する手段を提供する。さらに、空調制御手段３１は、ブロワモータ８に給電する電源を選択する手段と、ブロワモータ８に供給する電力を制御する手段とを提供している。

図７（ａ）において、ＩＧスイッチ２のＯＦＦ時（つまり駐車時）において、車両周囲に日射があり太陽電池５の出力が十分あるとき、換気制御手段４３が作動する。そのとき、図７（ａ）に示すように、換気制御手段４３は、定期的にソーラ電圧Ｖｓｕｎや換気指示スイッチ６の情報を入力し（ステップ１０００）、換気制御処理、つまりブロワモータ８の制御処理（ステップ２０００）と、除菌制御処理、つまりプラズマユニット９１の制御処理（ステップ３０００）を順次実施する。一方、太陽電池５の出力が十分でないとき、換気制御手段４３は停止しており、各処理１０００〜３０００は実施されない。

図７（ｂ）において、空調制御手段３１には車載バッテリより常時電源が供給されているため、ＩＧスイッチ２のＯＮ、ＯＦＦに応じて作動する。ＩＧスイッチ２がＯＦＦ、特にＯＮ→ＯＦＦ直後のときには、車室内を換気可能なモードにするため、図２、図３に示す空調ユニット３００の各ドア３０４、３０５、３０６、３０９、３１２を開閉駆動し、駐車時の換気モードを予め設定しておくようにしている（ステップ４００１、４００２、４００３）。

ＩＧスイッチ２がＯＮであるときには、通常の空調制御が実施される。図示してない各センサより、例えば、内気温度、外気温度、日射量、等の各種信号が入力処理され（ステップ４００４）、必要吹出し温度の算出（ステップ４００５）、ブロワ制御量の決定（ステップ４００６）、内外気切替処理（ステップ４００７）、吹出口モードの決定（ステップ４００８）、およびエアミックスドア開度の算出が行われ（ステップ４００９）、ブロワモータ８や各ドア３０４、３０５、３０６、３０９、３１２を制御する。続いて、車両運転中の除菌制御処理を行い（ステップ４０１０）、除菌装置９の作動を制御する。ステップ４００６は、ＩＧスイッチＯＮ時のブロワモータ８の制御処理を提供している。この処理は、電源選択処理と、電力制御とを含んでおり、「ＩＧスイッチＯＮ時の給電制御処理」で詳述する。

（ＩＧスイッチＯＦＦ時の換気制御処理）
次に、モータ制御手段４３４が行う換気制御処理について、図８〜図１４を用いて詳述する。図８は、換気制御処理の全体フローを示すフローチャート、図９は、図８をより良く理解するための換気制御処理の制御仕様を示す表であり、両図は実質同じ内容である。図１０は、ソーラ電圧Ｖｓｕｎ―駆動デューティ比Ｄｘとの関係を示す制御特性図であり、特性Ａはモータ起動時の制御量を設定する第１の制御特性、特性Ｂはモータ起動後の制御量をソーラ電圧Ｖｓｕｎに基いて設定する第２の制御特性を示し、いずれの特性Ａ、Ｂも、データテーブルとして第２記憶手段４３６に記憶されている。ここで、以下の説明に使用される各設定電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７は、添数字の大きいものほど設定電圧が高いものにしてある。また、各設定時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５は、添数字が大きいものほど設定時間が長いものにしてある。

まず、ＩＧスイッチ２がＯＦＦ、換気指示スイッチ６がＯＮ、ソーラ電圧Ｖｓｕｎの判定値Ｆ１（ＳＢ）＝１、およびＤＵＴＹ駆動タイマーの判定値Ｆ２（ｔ）＝１を満足すると（ステップ２００１〜２００４）、ステップ２００５に進む。続いて、ブロワモータ８（ここではブラシレスモータ８１）の起動時であれば、第２記憶手段４３６より特性Ａによって決まる起動時デューティ比Ｄｓｔを読出し、このデューティ比Ｄｓｔの信号を、スイッチＳＷ２を介してモータ駆動回路８２に出力し、ブロワモータ８を起動させる（ステップ２００５、２００６、２００８）。

一方、ブロワモータ８がすでに起動後であれば、第２記憶手段４３６より特性Ｂによって決まるソーラ電圧Ｖｓｕｎに応じたデューティ比Ｄｘを読出し、このデューティ比Ｄｘの信号を、スイッチＳＷ２を介してモータ駆動回路８２に出力し、ブロワモータ８の回転数制御を行う（ステップ２００５、２００７、２００８）。これらステップ２００５〜２００８が、デューティ比設定手段を構成しており、出力特性量設定手段に相当する。

他方、ステップ２００１〜２００４のいずれかがＮＯであれば、ステップ２００９に進み、モータ制御を中止し、ブロワモータ８を停止させることになる。なお、ＩＧスイッチ２がＯＮのときは、空調制御手段３１によってブロワモータ８が駆動される。

ここで、図８に示すステップ２００３において、ソーラ電圧Ｖｓｕｎの判定値Ｆ１（ＳＢ）＝１か否かを判定しているが、実際にはタイマー割込み処理などの別ルーチンにおいて、定期的にソーラ電圧Ｖｓｕｎが所定の範囲内にあるかを判定し、その判定結果を第１記憶手段４３３に記憶しておく。ステップ２００３では、その判定結果を第１記憶手段４３３から読み出し、確認、判定している。この第１記憶手段４３３には、マイコン内のＲＡＭやレジスタメモリ、もしくは書き換え可能な不揮発性メモリが利用される。

そこで、ソーラ電圧Ｖｓｕｎが所定の範囲内にあるか否かを判定して第１記憶手段４３３に記憶する別ルーチンについて、図１１を用いて説明する。図１１（ａ）はそのフローチャート、（ｂ）はその作動特性を示す説明図である。前提として、両判定値Ｆ１ｄ（ＳＢ）、Ｆ１（ＳＢ）は、当初は初期設定されてＦ１ｄ（ＳＢ）、Ｆ１（ＳＢ）＝０としてある。当初とは、ソーラ電圧Ｖｓｕｎが発生して換気制御手段４３が作動を開始する時点である。

まず、ステップ２１０１では、ソーラ電圧Ｖｓｕｎを取り込み、ソーラ電圧Ｖｓｕｎがブロワモータ８の起動開始電圧Ｖ４より高ければ、判定値Ｆ１（ＳＢ）＝１にセットする（ステップ２１０２、２１０３）。この状態が第１設定時間Ｔ３秒以上継続すれば判定値Ｆ１ｄ（ＳＢ）＝１にセットする（ステップ２１０４、２１０５）。他方、ソーラ電圧ＶｓｕｎがＶ２より低いときは（ステップ２１０６）、両判定値Ｆ１ｄ（ＳＢ）、Ｆ１（ＳＢ）＝０とし（ステップ２１０７）、Ｖ２〜Ｖ４の間にあるときは（ステップ２１０６）、直前の判定値Ｆ１（ＳＢ）＝０を維持することになる（ステップ２１０８）。つまり、判定値Ｆ１（ＳＢ）の設定にソーラ電圧Ｖｓｕｎのヒステリシス幅が設けてあり、しかも一旦判定値Ｆ１（ＳＢ）＝１としても、この状態がＴ３秒継続しないと判定値Ｆ１（ＳＢ）＝１にセットしないようにしている。それにより、遅延時間Ｔ３秒を設けてソーラ電圧Ｖｓｕｎが安定するまでの時間を設けることと、一旦モータ８の起動開始電圧を超えたときには、ヒステリシス幅が設けてソーラ電圧Ｖｓｕｎがある程度変動してもそれにより判定結果があまり変動しないようにすることで、ソーラ電圧Ｖｓｕｎの状態を安定して判断できるようにしている。これら図１１に示されたヒステリシス処理が、第１遅動手段に相当する。

図８に戻り、ステップ２００４において、ＤＵＴＹ駆動タイマーの判定値Ｆ２（ｔ）＝１を満足するか否かを判定しているが、実際にはタイマー割込み処理などの別ルーチンにおいて定期的に判定値Ｆ２（ｔ）を求め、その判定結果を第１記憶手段４３３に記憶しておく。ステップ２００４では、その判定結果を第１記憶手段４３３から読み出し、確認、判定している。ここでは、車両が確実に駐車状態にあり、かつ太陽電池５が安定的に発電している状態にあるときにデューティ制御させるために、ＩＧＯＦＦタイマーの判定値Ｆ３（ｔ）と、太陽電池５の電圧低下タイマーの判定値Ｆ４（ｔ）とを求め、両Ｆ３（ｔ）、Ｆ４（ｔ）を第１記憶手段４３３に記憶しておく。ステップ２００４では、両判定値Ｆ３（ｔ）、Ｆ４（ｔ）＝１のときに判定値Ｆ２（ｔ）＝１とし、それ以外のときは０とし、判定処理を行っている。なお、ＩＧＯＦＦタイマーは、車両が駐車状態にあることを判定するためであるが、利用者が車両を停止して降車する前から換気を開始することを防止し、換気による利用者への違和感、例えば、冬季の外気導入による車室温度の低下や、夏季の外気導入による車室温度の上昇などを防止する狙いがある。そこで、これらの状態を判定して第１記憶手段４３３に記憶する別ルーチンについて、図１２、図１３を用いて説明する。

まず、図１２は、車両が駐車状態にあることを判定して判定値Ｆ３（ｔ）を設定する処理を示しており、（ａ）は、ＩＧＯＦＦタイマーの作動を示すフローチャート、（ｂ）はその作動特性を示す説明図である。前提として、判定値Ｆ３（ｔ）は当初は初期設定されてＦ３（ｔ）＝０としてある。まず、ステップ２２０１では、ＩＧスイッチ２のＯＮ、ＯＦＦ情報を取り込み、ＩＧスイッチ２がＯＮ→ＯＦＦ時点にあるときから第２設定時間Ｔ５秒だけ経過すると、判定値Ｆ３（ｔ）＝１にセットし（ステップ２２０２〜２２０４）、第１記憶手段４３３に記憶しておく。他方、ＩＧスイッチ２がＯＦＦ→ＯＮ時点ではタイマーをリセットし、判定値Ｆ３（ｔ）＝０を第１記憶手段４３３に更新記憶する（ステップ２２０２、２２０５、２２０６）。これらステップ２２０２〜２２０４が、第２遅動手段に相当する。この第２設定時間（タイマー時間）Ｔ５秒は、ＩＧスイッチ２のＯＦＦ時点から車両が駐車状態に入ったことを予測するための設定値であり、利用者のＩＧスイッチＯＦＦ後の車両内滞在時間である。なお、本例ではＩＧスイッチ２のＯＮ、ＯＦＦ情報を用いているが、駐車状態を判定可能であれば、駐車状態検出手段として、ドアスイッチやサイドブレーキスイッチなどを用いて判定するようにしてもよい。

また、図１３は、夜明け時や車両がトンネルから抜け出るときなど、暗い所から明るい所へと車両周囲の照度が変化し太陽電池５のソーラ電圧Ｖｓｕｎが未発電状態から徐々に上昇したとき、ソーラ電圧Ｖｓｕｎを安定して確保できることを判定して判定値Ｆ４（ｔ）を設定する処理を示す。（ａ）は、電圧低下タイマーの作動を示すフローチャート、（ｂ）はその作動特性を示す説明図である。前提として、判定値Ｆ４（ｔ）は当初は初期設定されてＦ４（ｔ）＝０としてある。まず、ステップ２３０１では、太陽電池５より発生するソーラ電圧Ｖｓｕｎを取り込み、ソーラ電圧Ｖｓｕｎが、換気制御ユニット４を安定して作動可能な作動可能電圧Ｖ１より高くなったときから第３設定時間Ｔ４秒だけ経過すると、判定値Ｆ４（ｔ）＝１にセットし（ステップ２３０２〜２３０４）、この判定値Ｆ４（ｔ）を第１記憶手段４３３に記憶しておく。他方、ソーラ電圧ＶｓｕｎがＶ１以下になるとタイマーをリセットし、判定値Ｆ４（ｔ）＝０を第１記憶手段４３３に更新記憶する（ステップ２３０２、２３０５）。そこで、ソーラ電圧Ｖｓｕｎが徐々に上昇して作動可能電圧Ｖ１を超えても直ちに判定値Ｆ４（ｔ）＝１とせずに、太陽電池５の発電状態が安定してＶ１超のソーラ電圧Ｖｓｕｎが得られるのを待ってから判定値Ｆ４（ｔ）＝１にセットしている。この第３設定時間（タイマー時間）Ｔ４秒は、ソーラ電圧Ｖｓｕｎが作動可能電圧Ｖ１を超えてから安定してＶ１超のソーラ電圧Ｖｓｕｎが得られるまでの見込み時間である。

図８に戻り、ステップ２００７において、図１０に示す特性Ｂのデータテーブル（記憶手段４３６）よりソーラ電圧Ｖｓｕｎに応じた駆動デューティ比Ｄｘを読出し、設定しているが、実際にはタイマー割込み処理などの別ルーチンにおいて、定期的に駆動デューティ比Ｄｘを求め、それらを第１記憶手段４３３に最新の数回分だけ記憶しておく。そこで、ステップ２００７では、最新の駆動デューティ比Ｄｘを第１記憶手段４３３から読み出し、設定している。特に本例では、種々の回路部品や除菌装置９、等を高圧から保護するため、ソーラ電圧Ｖｓｕｎを所定の電圧範囲内、例えば９Ｖ〜１６Ｖに抑えるようにしている。この別ルーチンについて、図１４を用いて説明する。

まず、ステップ２００７に入る直前のステップ２００６において、特性Ａのデータテーブルより読み出した所定の駆動デューティ比Ｄｓｔでブロワモータ８は起動されている。この駆動デューティ比Ｄｓｔは比較的小さい値（本例では起動可能な最小値）であるためブロワモータ８の電流は小さく、図４、６に示す太陽電池５の電圧−電流特性の関係から日射量があるときには瞬間的に高電圧（例えば、２０Ｖ以上）を発生する。

続いて、このステップ２００７に進み、ステップ２４０１、２４０２では、ソーラ電圧Ｖｓｕｎを取り込み、特性Ｂのデータテーブルよりソーラ電圧Ｖｓｕｎに応じた駆動デューティ比Ｄｘを読出し、第１記憶手段４３３に記憶する。その際、ソーラ電圧Ｖｓｕｎがデータテーブル値の中間にあるときには、補間計算により駆動デューティ比Ｄｘを算出する。なお、第１記憶手段４３３には最新の数回分だけを逐次更新し記憶しておく。

続いて、最新の数回分の駆動デューティ比Ｄｘからデューティ比が増加中で、しかもソーラ電圧Ｖｓｕｎが所定電圧Ｖ５より高いときには、駆動デューティ比Ｄｘをより短い更新間隔（本例ではＴ１秒毎）で更新し、駆動デューティ比Ｄｘを大きくすることでブロワモータ８の電流を増加させて、ソーラ電圧Ｖｓｕｎを早めに低下させ、高電圧の発生をできる限り抑えるようにしている（ステップ２４０３、２４０４、２４０５）。

一方、デューティ比が増加中であっても、ソーラ電圧Ｖｓｕｎが所定電圧Ｖ５より低いときには、駆動デューティ比Ｄｘを少し遅い更新間隔（本例ではＴ２秒毎）で更新し、ブロワモータ８を安定的に電流制御する（ステップ２４０６）。実際には、駆動デューティ比Ｄｘを大きくして電流を増加させると、ソーラ電圧Ｖｓｕｎが低下するため駆動デューティ比Ｄｘを小さくし電流が低下する。すると再びソーラ電圧Ｖｓｕｎが上昇し、駆動デューティ比Ｄｘを大きくして電流を増加させることを繰り返し、日射量によって定まる太陽電池５の電圧―電流特性の中で安定することになる。

他方、ステップ２４０３、２４０７において、駆動デューティ比Ｄｘからデューティ比が減少中であれば、日射量の減少によるソーラ電圧Ｖｓｕｎの低下が予想され、駆動デューティ比Ｄｘをできる限り短い更新間隔、望ましくはＴ１より短い更新間隔で更新して電流調整することにより、ブロワモータ８が停止もしくはハンチング（モータ８の断続作動）しないように制御する。

上記したように本実施形態の換気制御手段４３によれば、ソーラ電圧Ｖｓｕｎに応じて駆動デューティ比Ｄｘを適宜選択し、ブロワモータ８を適切に電流制御することで、ブロワモータ８がハンチングするのを抑えつつ、太陽電池５の発生電力を効果的に取出すことが可能となり、車室内の換気効率を一層高めることが可能になる。それによって、車室内の温度を下げることが可能になると共に、車室内を換気して空調環境も改善することが可能となり、車両の再利用時の冷房性能も向上させることが可能になる。

（除菌制御処理）
次に、除菌制御手段４３５が行う除菌制御処理について、図１５〜図１８を用いて詳述する。図１５は、除菌制御処理の全体フローを示すフローチャート、図１６は、図１５をより良く理解するための除菌制御処理の制御仕様を示す表であり、両図は実質同じ内容である。

まず、ＩＧスイッチ２がＯＦＦ、換気指示スイッチ６がＯＮ、モータ駆動ＤＵＴＹ出力がＯＮ、およびソーラ電圧Ｖｓｕｎの判定値Ｆ６（ＳＢ）＝１を満足すると、ステップ３００５に進む（ステップ３００１〜３００４）。続いて、スイッチＳＷ1をＯＮし（信号Ｓ２）、太陽電池５を電源として、除菌装置９へソーラ電圧Ｖｓｕｎの給電を行わせる（ステップ３００５）。続いて、太陽電池５の給電期間内においてスイッチＳＷ６をＯＮし（信号Ｓ１）、プラズマユニット９１を駆動させる（ステップ３００６）。

なお、除菌装置９の駆動タイミングＳ１は、図１７に示すように、その前後に余裕時間ＴＡ、ＴＢを持たせて給電タイミングＳ２を設定してあり、給電期間Ｓ２内に駆動タイミングＳ１が重なり、駆動時には除菌装置９が速やかに作動可能にしている。他方、ステップ３００１〜３００４のいずれかがＮＯであれば、ステップ３００７に進み、除菌装置９の作動を停止させることになる。ここで、図１５に示すステップ３００４において、ソーラ電圧Ｖｓｕｎの判定値Ｆ６（ＳＢ）＝１か否かを判定しているが、実際にはタイマー割込み処理などの別ルーチンにおいて、定期的にソーラ電圧Ｖｓｕｎが所定の範囲内にあるかを判定し、その判定結果を第１記憶手段４３３に記憶しておく。ステップ３００４では、その判定結果を第１記憶手段４３３から読み出し、ソーラ電圧Ｖｓｕｎが除菌装置９に対して許容範囲内にあるかを確認、判定している。除菌装置９は一般に高電圧に弱く、除菌装置９毎に定められた電圧範囲内に抑える必要がある。

そこで、ソーラ電圧Ｖｓｕｎが所定の範囲内にあるか否かを判定して第１記憶手段４３３に記憶する別ルーチンについて、図１８を用いて説明する。図１８（ａ）はそのフローチャート、（ｂ）はその作動特性を示す説明図である。前提として、判定値Ｆ６（ＳＢ）は当初は初期設定されてＦ６（ＳＢ）＝０としてある。当初とは、ソーラ電圧Ｖｓｕｎが発生して換気制御手段４３が作動を開始する時点である。

まず、ステップ３１０１では、ソーラ電圧Ｖｓｕｎを取り込み、ソーラ電圧Ｖｓｕｎが、ブロワモータ８の起動開始電圧と同じ所定電圧Ｖ４より高ければ、判定値Ｆ６（ＳＢ）＝１にセットする（ステップ３１０２〜３１０４）。ソーラ電圧Ｖｓｕｎが所定電圧Ｖ７より高ければ、判定値Ｆ６（ＳＢ）＝０にリセットする（ステップ３１０５、３１０６）。一方、ソーラ電圧Ｖｓｕｎが所定電圧Ｖ７より低く、かつ高電圧側のヒステリシス幅を設定する所定電圧Ｖ６より低いときは、判定値Ｆ６（ＳＢ）＝１にセットする（ステップ３１０７、３１０８）。ソーラ電圧ＶｓｕｎがＶ６〜Ｖ７にあるときは、直前の判定値Ｆ６（ＳＢ）を維持する（ステップ３１０９）。

一方、ステップ３１０３、３１１１において、ソーラ電圧Ｖｓｕｎが所定電圧Ｖ４以下のときには直前の判定値Ｆ６（ＳＢ）を維持する。他方、ステップ３１０２、３１１０において、ソーラ電圧Ｖｓｕｎが低電圧側のヒステリシス幅を設定する所定電圧Ｖ３以下のときには、判定値Ｆ６（ＳＢ）＝０とする。ここで、除菌装置９は、耐圧等の関係上、ブロワモータ８の作動中にソーラ電圧Ｖｓｕｎが印加され、駆動されるようにするため、低電圧側の所定電圧Ｖ３は、図１１に示すブロワモータ８の最低作動電圧Ｖ２より高く設定してある。

上記したように本実施形態の除菌制御手段４３５によれば、車両の駐車時で、換気制御手段４３が作動中において、ソーラ電圧Ｖｓｕｎが所定範囲内にあるとき、除菌装置９を作動させるようにし、駐車中に発生滞留する車室内の臭いや細菌、ウイルスを脱臭、除菌することが可能となる。しかも、除菌装置９の作動条件を厳選することにより、無人となる駐車中においても、除菌装置９を安全、かつ安定して作動させることが可能となる。

（ＩＧスイッチＯＮ時の給電制御処理）
図１９は、図７（ｂ）のステップ４００６の詳細を示すフローチャートである。ＩＧスイッチ２がＯＮである場合、ブロワモータ８は、ステップ４００６の処理によって制御される。図１９において、ステップ４００６Ａでは、空調負荷に応じた要求デューティ比Ｄｂａｓｅが設定される。ステップ４００６Ａでは、空調負荷を示す必要吹出温度ＴＡＯを変数とする予め定められた関数によって要求デューティ比Ｄｂａｓｅが設定される。その関数は、図１９のステップ４００６Ａに図示されるような関数である。この関数は、データマップとして記憶手段３４に記憶されている。必要吹出温度ＴＡＯが快適領域にあると要求デューティ比Ｄｂａｓｅは低く設定される。必要吹出温度ＴＡＯが快適領域から低くなるほど、すなわち冷房負荷が大きくなるほど、要求デューティ比Ｄｂａｓｅは大きく設定される。必要吹出温度ＴＡＯが快適領域から高くなるほど、すなわち暖房負荷が大きくなるほど、要求デューティ比Ｄｂａｓｅは大きく設定される。要求デューティ比Ｄｂａｓｅは、ブロワモータ８が空調負荷に応じて必要とされる風量を供給するために要求する電力を示すパラメータであるから、要求電力Ｄｂａｓｅとも呼ばれる。ステップ４００６Ａは、空調負荷に応じた風量を供給するために、ブロワモータ８が要求する要求電力Ｄｂａｓｅを算出する手段を提供する。

ステップ４００６Ｂでは、太陽電池５によってブロワモータ８を駆動することを想定した限界デューティ比Ｄｘが設定される。ステップ４００６Ｂでは、太陽電池５の発電電力を示すソーラ電圧Ｖｓｕｎを変数とする予め定められた関数によって限界デューティ比Ｄｘが設定される。この設定処理には、図１９のステップ４００６Ｂに図示される特性Ｂをもつ関数が使用される。この関数は、データマップとして記憶手段３４に記憶されている。ソーラ電圧Ｖｓｕｎが予め定めた中間電圧範囲にあるとき、ソーラ電圧が大きくなるに従って、限界デューティ比Ｄｘは大きくなる。ソーラ電圧Ｖｓｕｎが所定値より大きくなっても、限界デューティＤｘは上限値でクリップされる。ステップ４００６Ｂで算出される限界デューティＤｘは、太陽電池５によって給電した場合に、設定することが可能な最大のデューティ比を示す。限界デューティ比Ｄｘは、ある時点において、太陽電池５からブロワモータ８に供給しうる最大の電力、言い換えると限界の電力を示すパラメータであるから、限界電力Ｄｘとも呼ばれる。ステップ４００６Ｂは、太陽電池５からブロワモータ８に供給可能な限界の限界電力Ｄｘを算出する手段を提供する。

ステップ４００６Ｃでは、要求デューティ比Ｄｂａｓｅと、限界デューティ比Ｄｘとが比較される。要求デューティ比Ｄｂａｓｅが限界デューティ比Ｄｘ以上であるときは、ステップ４００６Ｄに進む。Ｄｂａｓｅ＞Ｄｘのときは、太陽電池５の発電電力では、ブロワモータ８を空調負荷に応じた回転数で運転できない。ここで、回転数は、電気負荷としてのブロワモータ８の出力であり、空調装置の制御対象である風量に相当する。また、Ｄｂａｓｅ＝Ｄｘのときは、Ｄｂａｓｅ＜Ｄｘへと変動するおそれがあり、安定的な制御を提供できないおそれがある。そこで、Ｄｂａｓｅ＞＝Ｄｘのときは、バッテリ１からブロワモータ８へ給電する。このとき、空調制御手段３１は、スイッチＳＷ７をＯＮして、リレー７を励磁し、バッテリ１からモータ駆動回路８２に給電する。さらに、空調制御手段３１は、要求デューティ比Ｄｂａｓｅをモータ駆動回路８２に出力し、ブロワモータ８を空調負荷に応じた回転数で運転する。この結果、空調負荷に応じた風量が得られる。

一方、要求デューティ比Ｄｂａｓｅが限界デューティ比Ｄｘより小さい場合、ステップ４００６Ｅに進む。Ｄｂａｓｅ＜Ｄｘのときは、太陽電池５の発電電力で、ブロワモータ８を空調負荷に応じた回転数で運転できると評価できる。そこで、太陽電池５からブロワモータ８へ給電する。このとき、空調制御手段３１は、スイッチＳＷ７をＯＦＦして、リレー７を消勢し、太陽電池５からモータ駆動回路８２に給電する。さらに、空調制御手段３１は、要求デューティ比Ｄｂａｓｅをモータ駆動回路８２に出力し、ブロワモータ８を空調負荷に応じた回転数で運転する。

この実施形態では、限界デューティ比Ｄｘは、およそ１０％から３０％という比較的低いデューティ比範囲に限られている。一方で、要求デューティ比Ｄｂａｓｅは、２０％から８０％という広いデューティ比範囲で調節される。この要求デューティ比Ｄｂａｓｅの範囲は、空調装置として必要とされる低風量から高風量の範囲に相当する。従って、限界デューティ比Ｄｘは、風量が比較的低い低風量の範囲に限って、要求デューティ比Ｄｂａｓｅを上回る可能性がある。この結果、低風量領域においてのみ、太陽電池５の電力がブロワモータ８に給電される可能性がある。このように、この実施形態では、限界デューティ比Ｄｘを比較的低い風量領域に限定することで、太陽電池５からブロワモータ８への給電を低風量領域においてのみ許容する。従って、太陽電池５からブロワモータ８へ給電する状態を、最高値である８０％または７０％を除き、かつ最低値である２０％を含む低風量領域だけに制限する制限手段が提供されている。なお、低風量領域は、ブロワモータ８の駆動デューティ比で３０％以下とされているが、３０％前後の数値とすることができる。また、低風量領域は、中風量以下の領域とすることができる。

さらに、太陽電池５の発電電力を示すソーラ電圧Ｖｓｕｎが所定値以上の領域では限界デューティ比Ｄｘを上限値３０％に固定しクリップしている。この実施形態では、図１９のステップ４００６Ｂに図示されるように、ソーラ電圧ＶｓｕｎがＶ４とＶ５との間の所定値以上の領域で限界デューティ比Ｄｘをクリップしている。これにより、走行に伴って車両が日向から日陰に入るなど太陽電池５のソーラ電圧Ｖｓｕｎが変動することがあっても、限界デューティ比Ｄｘの頻繁で大幅な変化を抑えることができる。この結果、ＩＧスイッチ２がＯＮされているときに車両の走行に伴い太陽電池５の出力変動があっても、リレー７が頻繁に切替えられたり、風量が変動するといった不具合を防止することができる。このように、この実施形態ではソーラ電圧Ｖｓｕｎの高電圧領域では限界デューティ比Ｄｘをクリップすることによって、車両の走行に伴う太陽電池５の出力変動をマスクする手段を提供している。

この実施形態によると、ステップ４００６の処理により、ＩＧスイッチ２がＯＮのときにも太陽電池５の発電電力を利用することができる。その処理では、現時点での太陽電池５の発電電力によって供給可能なブロワモータ８の限界デューティ比Ｄｘ、すなわち限界電力Ｄｘを求めている。一方で、空調負荷に応じて要求される要求デューティ比Ｄｂａｓｅ、すなわち要求電力Ｄｂａｓｅを求める。そして、限界電力Ｄｘと要求電力Ｄｂａｓｅとを比較して、それらの大小関係に応じてリレー７を切り替える。典型的には、限界電力Ｄｘが要求電力Ｄｂａｓｅより高いとき、太陽電池５から電気負荷８に給電し、限界電力Ｄｘが要求電力Ｄｂａｓｅより低いとき、バッテリ１から電気負荷８に給電するようにリレー７が切り替えられる。特に、要求電力Ｄｂａｓｅが限界電力Ｄｘ未満であって、太陽電池５の発電電力だけで要求電力Ｄｂａｓｅを賄えるときに、ブロワモータ８の電源を、バッテリ１から太陽電池５へと切り替えている。よって、風量の不足を招くことなく、太陽電池５の発電電力を有効利用することができる。さらに、太陽電池５の発電電力が頻繁に変動することがあっても、その影響を抑えることができる。

限界電力Ｄｘ＝要求電力Ｄｂａｓｅのときは、頻繁な切替を防止する観点から、バッテリ１から電気負荷８に給電することを選択できる。なお、ステップ４００６Ｃの比較処理には、頻繁な切替を防止するために付加的手段を適用することができる。例えば、ヒステリシス特性を与える手段、あるいは限界電力Ｄｘ＝要求電力Ｄｂａｓｅの近傍に不感帯を設けて切替を抑制する手段などの付加的手段を設けることができる。

（第２実施形態）
図２０は、本発明の第２実施形態に係る車両用空調装置の全体構成を示すブロック図である。第１実施形態と同じ構成には同一の符号を付したので、先行する説明を参照することができる。乗員が操作可能なＥＣＯスイッチ３５が車室内に設けられている。ＥＣＯスイッチ３５は、空調制御手段３１に信号を出力するように接続されている。ＥＣＯスイッチ３５は、空調装置の制御モードを、空調能力を優先した第１モードを示す第１位置（ＯＦＦ）と、この第１モードよりも省動力、省電力の第２モードを示す第２位置（ＯＮ）とを有する。スイッチ３５は、制御モードとに切り替えるための指令を入力する手段を提供する。上述の第１実施形態は、第１モードのみを提供している。記憶手段３４には、上述の第１実施形態と同じ第１モードを実現するための第１制御特性と、第２モードを提供するための第２制御特性とが記憶されている。

図２１は、第２実施形態に係るフローチャートであって、第１実施形態のステップ４００６の詳細を示すフローチャートである。第１実施形態のステップ４００６Ａに代えて、ステップ４００６Ａ１、４００６Ａ２、４００６Ａ３が実行される。ステップ４００６Ａ１では、ＥＣＯスイッチ３５の状態が判定される。ＥＣＯスイッチ３５がＯＦＦのときは、第１モードが指令され、ＥＣＯスイッチ３５がＯＮのときは、第２モードが指令されている。ＥＣＯスイッチ３５がＯＦＦのとき、ステップ４００６Ａ２に進む。ステップ４００６Ａ２では、第１実施形態のステップ４００６Ａと同じ処理を実行し、要求デューティ比Ｄｂａｓｅを算出する。要求デューティ比Ｄｂａｓｅを算出するための関数は、図２１に図示の特性を有しており、第１関数と呼ばれる。第１関数は、もっぱら空調負荷に対応した風量を提供するように設定されている。その後、ステップ４００６Ｂへ進み、上述の第１実施形態と同じ処理を実行する。

ＥＣＯスイッチ３５がＯＮのときは、ステップ４００６Ａ３に進む。ステップ４００６Ａ３では、ステップ４００６Ａ２とは異なる関数に基づいて要求デューティ比Ｄｂａｓｅを算出する。要求デューティ比Ｄｂａｓｅを算出するための関数は、図２１に図示の特性を有しており、第２関数と呼ばれる。ＥＣＯスイッチ３５がＯＮされているときの第２関数は、空調負荷に対応した風量の変化を提供するが、第１関数に比べて少ない風量を供給するように設定されている。第２関数は、空調負荷が大きい領域、ここでは暖房負荷が大きい領域と、冷房負荷が大きい領域において、第１関数よりも明らかに少ない要求デューティ比Ｄｂａｓｅを設定する。暖房負荷が大きい領域では、第１関数は約７０％の要求デューティ比Ｄｂａｓｅを設定するが、第２関数は約５０％の要求デューティ比Ｄｂａｓｅを設定する。冷房負荷が大きい領域では、第１関数は約８０％の要求デューティ比Ｄｂａｓｅを設定するが、第２関数は約６０％の要求デューティ比Ｄｂａｓｅを設定する。空調負荷が中間負荷領域にあるときは、第１関数と同程度の要求デューティ比Ｄｂａｓｅを設定する。従って、要求デューティ比Ｄｂａｓｅが増加する傾斜は、第２関数の傾斜のほうが、第１関数の傾斜よりも小さい。よって、ＥＣＯスイッチ３５がＯＮのときの要求デューティ比Ｄｂａｓｅは、ＥＣＯスイッチ３５がＯＦＦのときより低く抑えられる。特に、最低の要求デューティ比Ｄｂａｓｅが設定される中間負荷領域を含む低風量領域において、ＥＣＯスイッチ３５がＯＮのときの要求デューティ比ＤｂａｓｅがＥＣＯスイッチ３５がＯＦＦのときよりも低く抑えられる。このように、ステップ４００６Ａ３は、要求デューティ比Ｄｂａｓｅを、ＥＣＯスイッチ３５がＯＦＦのときよりも低く補正する手段を提供する。

ステップ４００６Ａ３の後、ステップ４００６Ｂへ進み、上述の第１実施形態と同じ処理を実行する。このとき、ステップ４００６Ａ３を経由すると、要求デューティ比Ｄｂａｓｅが相対的に低い。このため、ステップ４００６Ｃでの判断処理は、ステップ４００６Ｅに分岐しやすくなる。よって、ＥＣＯスイッチ３５がＯＮのときは、太陽電池５からブロワモータ８へ給電する頻度、期間が増加する。この結果、バッテリ１の蓄電電力を消費することなく、ブロワモータ８を駆動でき、省電力が図られる。このように、ＥＣＯスイッチ３５がＯＮのときは、ブロワモータ８の回転が抑制されて電力消費が抑制されることに加えて、低風量領域において太陽電池５への切替が許容されやすくなる。ステップ４００６Ａ３からステップ４００６Ｃの処理によって、ＥＣＯスイッチ３５がＯＮのときには、ＥＣＯスイッチ３５がＯＦＦのときよりも、太陽電池５からブロワモータ８へ給電する頻度、期間を増加させるように制御を補正する手段が提供される。

この第２実施形態によると、第１実施形態の作用効果に加えて、乗員の選択に応じて太陽電池５からブロワモータ８へ給電する頻度、期間を調節することができる。なお、ステップ４００６Ａ３での要求デューティ比Ｄｂａｓｅの補正に代えて、または加えて、限界デューティ比Ｄｘを補正して補正手段を提供してもよい。また、ＥＣＯスイッチ３５は、換気指示スイッチ６と兼用されてもよい。例えば、換気指示スイッチ６がＩＧスイッチ２のＯＦＦ時の換気を指示するＯＮにあるときに、ＥＣＯスイッチ３５がＯＮにあるときと同じ処理を実行してもよい。

（第３実施形態）
上記実施形態では、ＩＧスイッチ２がＯＦＦ中は、バッテリ１によって空調制御ユニット３が稼動でき、太陽電池５によって換気制御ユニット４が稼動できる。また、ＩＧスイッチ２がＯＦＦになるとリレーコイル７１への通電が遮断され、太陽電池５だけからブロワモータ８に給電するように自動的に切り替えられるリレー７を採用し、ＩＧスイッチ２がＯＦＦ時には換気制御ユニット４がブロワモータ８を制御している。換気制御ユニット４を設ける構成は、既存の空調装置に付加するという比較的簡単な手法で、太陽電池５による換気制御を提供できる利点がある。

第３実施形態では、上記実施形態に代えて、換気制御ユニット４の構成をすべて空調制御ユニット３内に収容する。この構成は、制御ユニットの数を低減し、消費電力を低減する上で有効である。この構成によると、空調制御ユニット３が、ＩＧスイッチ２がＯＮのときの電源切替制御と電力制御とを実行し、さらにＩＧスイッチ２がＯＦＦのときの換気制御のための電力制御を実行する。このため、ＩＧスイッチ２がＯＦＦ中に給電される制御装置を空調制御ユニット３だけとすることができので、ＩＧスイッチ２がＯＦＦ中の消費電力を低減することができる。また、太陽電池５の発電電力をもっぱらブロワモータ８の駆動用の電力として供給することができる。かかる構成においては、リレー７のリレーコイル７１のプラス側端子は、信号線Ｌ１に接続してもよい。この構成では、例えば、空調制御ユニット３は、ＩＧスイッチ２がＯＦＦ中にも、所定の条件が成立すると、バッテリ１によるブロワモータ８の駆動を許容する手段を備えることができる。

（他の実施形態）
なお、上記実施形態によれば、図１０に示すソーラ電圧Ｖｓｕｎ−駆動デューティ比Ｄｘの制御特性図に従ってブロワモータ８の電流制御、すなわち電力制御を行っていたが、ソーラ電圧Ｖｓｕｎ−モータ回転数（もしくはファン風量）の出力特性量を示す制御特性テーブル、もしくはソーラ電圧Ｖｓｕｎ−モータ印加電圧（例えば実効値）の出力特性量を示す制御特性テーブルを用い、ソーラ電圧Ｖｓｕｎに応じてブロワモータ８の出力特性を制御するようにしてもよい。同様に、図１９、図２１のステップ４００６Ａ、４００６Ａ２、４００６Ａ３、４００６Ｂにおいても、デューティ比に代えて、回転数、風量、印加電圧といったパラメータを採用することができる。

また、上記実施形態によれば、ブロワモータ８としてのブラシレスモータ８１の回転数を制御するために、駆動デューティ比Ｄｘを調整して電流制御を行っていたが、このブラシレスモータに代えてモータ制御回路付きの直流モータを利用し、図１０に示す特性と類似の、モータ起動時の制御量を設定する第１の制御特性値（例えば、目標電圧値）、および起動後の制御量をソーラ電圧Ｖｓｕｎに基づいて設定する第２の制御特性値（例えば、目標電圧値）を、第２記憶手段４３６に記憶しておき、これらの制御量を用いて直流モータを電圧制御するようにしても、同様の効果が期待できる。

また、上記実施形態によれば、換気制御ユニット４および空調制御ユニット３の両者からブロワモータ８および除菌装置９を制御するにあたり、制御出力端子を減らすために、換気制御ユニット４側の制御信号を一旦空調制御ユニット３側に取り込み、ワイヤードＯＲする構成としているが、両ユニット３、４から別々にブロワモータ８および除菌装置９に出力するように構成してもよい。

また、上記実施形態の空調制御手段３１によるステップ４００６の処理において、換気制御手段４３によるステップ２０００の処理の一部または全部を転用してもよい。また、上記実施形態では、電気負荷としてブロワモータ８を採用したが、電気負荷として、車両用空調装置に用いられる出力を調節可能な種々のモータ、例えばコンデンサファンモータ、ポンプモータなどを採用してもよい。さらに、上記実施形態では、電気負荷としてモータを採用したが、供給電力に応じて出力を調節可能な電気負荷として、デューティ比によって発熱量を調節可能なヒータなどを採用してもよい。また、電気負荷の電力を調節するパラメータとして電圧印加時間と電圧遮断時間との比を示すデューティ比に代えて、電流値、印加電圧値などを採用してもよい。また、車両用電気機器として、車両用空調装置に代えて、種々の車載の電気機器を採用してもよい。

本発明の技術的範囲は、上述した実施形態にのみ限定されるものではない。上述した実施形態は、本発明の技術的範囲内で、多様な変形、改良、または拡張を伴うことができる。

本発明の第１実施形態に係るモータ制御装置を含む車両用換気制御装置および車両用空調装置の全体構成を示すブロック図である。 車両用空調装置の空調ユニット３００の車両内の配置を示す説明図である。 空調ユニット３００および除菌装置９の模式的構成を示す説明図である。 太陽電池５の電圧−電流特性を示す特性図である。 デューティ比に応じてブラシレスモータの必要作動電力Ｐが変化することを示すための説明図である。 モータの電力制御方法を説明するための説明図である。 （ａ）は、換気制御手段４３における制御の概要を示すフローチャート、（ｂ）は、空調制御手段３１における制御の概要を示すフローチャートである。 換気制御処理の全体フローを示すフローチャートである。 図８を補足する換気制御処理の制御仕様を示す表である。 ソーラ電圧Ｖｓｕｎ−駆動デューティ比Ｄｘとの関係を示す制御特性図である。 （ａ）は、ソーラ電圧Ｖｓｕｎが所定の範囲内にあるか否かを判定するフローチャート、（ｂ）は、その作動特性を示す説明図である。 （ａ）は、ＩＧＯＦＦタイマーの作動を示すフローチャート、（ｂ）は、その作動特性を示す説明図である。 （ａ）は、電圧低下タイマーの作動を示すフローチャート、（ｂ）はその作動特性を示す説明図である。 駆動デューティ比Ｄｘの増減状況およびソーラ電圧Ｖｓｕｎに応じて駆動デューティ比Ｄｘの更新間隔を変更するステップ２００７のフローチャートである。 除菌制御処理の全体フローを示すフローチャートである。 図１５を補足する除菌制御処理の制御仕様を示す表である。 給電タイミングＳ２と駆動タイミングＳ１との関係を示すタイムチャートである。 （ａ）はソーラ電圧Ｖｓｕｎが所定の範囲内にあるか否かを判定し、記憶するフローチャート、（ｂ）はその作動特性を示す説明図である。 図７（ｂ）のステップ４００６を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る車両用空調装置の全体構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 車載バッテリ、２ イグニッションスイッチ、３ 空調制御ユニット、３１ 空調制御手段、３４ 記憶手段、４ 換気制御ユニット、４１ 太陽電池電圧検出手段、４３ 換気制御手段、４３１ 電圧判定手段、４３２ ＩＧスイッチ状態判定手段、４３４ モータ制御手段、４３５ 除菌制御手段、４３６ 第２記憶手段、５ 太陽電池、６ 換気指示スイッチ、７ 電源切替スイッチ、８ ブロワモータ、８１ ブラシレスモータ、８２ モータ駆動回路、９ 除菌装置、９１ プラズマユニット、ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７ スイッチ、３５ ＥＣＯスイッチ。

Claims (10)

1. 供給電力に応じて出力が調節可能な電気負荷（８）と、前記電気負荷（８）へ給電する電源を車載のバッテリ（１）と車載の太陽電池（５）とに切り替える切替手段（７）とを備える車両用電気機器において、
   前記電気負荷が要求する要求電力（Ｄｂａｓｅ）を算出する要求電力算出手段（４００６Ａ、４００６Ａ１、４００６Ａ２、４００６Ａ３）と、
   前記太陽電池から前記電気負荷に供給可能な限界の限界電力（Ｄｘ）を算出する限界電力算出手段（４００６Ｂ）と、
   前記限界電力（Ｄｘ）が前記要求電力（Ｄｂａｓｅ）より高いとき、前記太陽電池（５）から前記電気負荷（８）に給電し、前記限界電力（Ｄｘ）が前記要求電力（Ｄｂａｓｅ）より低いとき、前記バッテリ（１）から前記電気負荷（８）に給電するように前記切替手段（７）を制御する制御手段（３、４００６Ｃ、４００６Ｄ、４００６Ｅ）と
   を備えることを特徴とする車両用電気機器。
2. さらに、前記制御手段による前記太陽電池（５）から前記電気負荷（８）への給電を、前記電気負荷（８）が低出力領域にあるときだけに制限する制限手段（４００６Ｂ）を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用電気機器。
3. 前記制限手段（４００６Ｂ）は、前記要求電力（Ｄｂａｓｅ）の最高値より低い低電力範囲に、前記限界電力（Ｄｘ）の範囲を制限するよう構成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用電気機器。
4. 前記制限手段（４００６Ｂ）は、前記要求電力（Ｄｂａｓｅ）の最低値を含む低電力範囲に、前記限界電力（Ｄｘ）の範囲を制限するよう構成されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用電気機器。
5. 前記要求電力と前記限界電力とは、前記電気負荷の駆動デューティ比（Ｄｂａｓｅ、Ｄｘ）として算出されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用電気機器。
6. 前記車両用電気機器は、車両の室内を空調する車両用空調装置であり、
   前記電気負荷は、供給電力に応じて風量を調節可能なブロワモータ（８）であり、
   前記要求電力算出手段（４００６Ａ、４００６Ａ１、４００６Ａ２、４００６Ａ３）は、空調負荷に応じた風量を供給するために、前記ブロワモータ（８）が要求する要求電力（Ｄｂａｓｅ）を算出する手段であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の車両用空調装置。
7. さらに、乗員によって第１位置と第２位置とに操作可能なスイッチ（３５）と、
   前記スイッチが前記第１位置に操作されているときより、前記スイッチが前記第２位置に操作されているときに、前記太陽電池（５）から前記ブロワモータ（８）へ給電されやすくなるように、前記制御手段（３、４００６Ｃ、４００６Ｄ、４００６Ｅ）を補正する補正手段（４００６Ａ１、４００６Ａ２、４００６Ａ３）とを備えることを特徴とする請求項６に記載の車両用空調装置。
8. 前記制御手段（３、４００６Ｃ、４００６Ｄ、４００６Ｅ）は、車両の電源スイッチ（２）を介することなく車載のバッテリから電力を供給される空調制御ユニット（３）によって構成されていることを特徴とする請求項６または７に記載の車両用空調装置。
9. 前記空調制御ユニット（３）は、
   前記電源スイッチ（２）がＯＮのとき、前記要求電力算出手段（４００６Ａ、４００６Ａ１、４００６Ａ２、４００６Ａ３）と前記限界電力算出手段（４００６Ｂ）と前記制御手段（３、４００６Ｃ、４００６Ｄ、４００６Ｅ）とにより前記切替手段（７）を制御するとともに、前記太陽電池（５）から前記ブロワモータ（８）に供給される電力を制御して車室内を空調し、
   前記電源スイッチ（２）がＯＦＦのときにも、前記太陽電池（５）から前記ブロワモータ（８）に供給される電力を制御して車室内を換気するよう構成されていることを特徴とする請求項８に記載の車両用空調装置。
10. 前記切替手段（７）は、前記電源スイッチ（２）がＯＦＦのとき、前記太陽電池（５）から前記ブロワモータ（８）に給電するように切り替えられるリレーであって、
    前記空調制御ユニット（３）は、前記電源スイッチ（２）がＯＮのとき、前記要求電力算出手段（４００６Ａ、４００６Ａ１、４００６Ａ２、４００６Ａ３）と前記限界電力算出手段（４００６Ｂ）と前記制御手段（３、４００６Ｃ、４００６Ｄ、４００６Ｅ）とにより前記切替手段（７）を制御するよう構成され、
    さらに、前記電源スイッチ（２）がＯＦＦのとき、前記太陽電池（５）から前記ブロワモータ（８）に供給される電力を制御して車室内を換気する換気制御ユニット（４）を備えることを特徴とする請求項８に記載の車両用空調装置。

Images