JP2012020597A - 車両用空調制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】回生エネルギーを空調に有効活用することが可能な車両用空調制御システムを提供する。
【解決手段】電力を供給され回転駆動して駆動軸の駆動補助を行うとともに、駆動軸の運動エネルギーを回生電力に変換して出力する回生駆動を行うモータと、モータへ電力を供給するとともにモータが出力する回生電力を蓄積するバッテリと、を備え、車両の走行状態に基づいて、モータが回生駆動を行うと判定したときに、モータが出力する回生電力量を予測し、この回生電力を蓄積した後の、バッテリの総電力蓄積量が予め定められた電力蓄積量閾値を超えたとき、電力蓄積量閾値を超える余裕電力量により蓄冷材に蓄冷を行い、余裕電力量が、蓄冷材に蓄冷を行うために必要な電力量を上回り、かつ、予め定められた空調能力増加条件が成立したときに、その上回った電力量により、空調装置の空調を増進させるように空調装置を駆動制御することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用空調制御システムに関し、特に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両用の車両用空調制御システムに関するものである。

従来のハイブリッド車（以下、「ＨＶ車」ともいう）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、燃費の向上や排出ガス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（特許文献１参照）。

しかし、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い、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、発電効率が低くなるエンジンの回転数が低いときには、空調装置での消費電力を制限するハイブリッド車用空調装置が考案されている（特許文献２参照）。これにより、充電のためだけにエンジンを始動する頻度を低減することができる。したがって、エンジンでの余分な燃料消費を低減することができるので車両運転中の平均燃費を向上させることができるとともに、エンジン始動時に発生する振動騒音及び排気ガス中に含まれる有害物質を低減することができる。

また、目的地の設定がない場合であっても、道路の高度もしくは勾配に基づくエネルギーの有効利用を図って燃費を向上させる車両のエネルギー蓄積装置用制御装置が考案されている（特許文献３参照）。この発明では、回生エネルギーを空調装置の蓄熱用冷媒に蓄えるようになっている。

特開２０００−２７０４０１号公報 特開２００４−１３６６９９号公報 特開２００２−０３６９０３号公報

特許文献２の構成では、エンジンの回転数が低いときには空調能力が低くなるので、乗員が設定した空調状態とならず、乗員が不快に感じるという問題がある。

特許文献３の構成では、エンジン低負荷区間では、エンジンの出力により空調を行い、登坂路のようなエンジン高負荷区間ではバッテリに蓄えられた回生エネルギーで空調を行っているが、基本的に目的地が設定されていないと、必要蓄熱エネルギー量は精度よく算出できない。また、目的地が設定されていない場合でも、車両の現在位置や道路高度情報を取得しないと、エネルギーの蓄熱／放出を効率よく行うことができない。

ＨＶ車の燃費向上の恩恵を最大限に得るためには、エンジン稼働をできる限り抑えることが重要である。エンジンの稼働が必要となる大きな要因の一つに、空調負荷がある。したがって、エンジン以外から、空調を稼働させるための電力を回収することにより、燃費向上を図ることができるといえる。そこで、降坂路のような、ブレーキを積極的に必要とするような走行シーンにおいては、ブレーキによる回生エネルギーをバッテリの充電に用い、充電が目標量を達成した場合には、回生エネルギーを空調に用いるアイデアが提案されている。このアイデアを具現化するためには、回生エネルギーを空調に用いるにあたり、乗員へ不快感を与えない空調制御が重要な課題となる。

上記問題点を背景として、本発明の課題は、回生エネルギーを空調に有効活用することが可能な車両用空調制御システムを提供することにある。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記課題を解決するための車両用空調制御システムは、
電力を供給され回転駆動して駆動軸の駆動補助を行うとともに、駆動軸の運動エネルギーを回生電力に変換して出力する回生駆動を行うモータと、モータへ電力を供給するとともに、モータが回生駆動を行うことで出力する回生電力を蓄積するバッテリと、バッテリから供給される電力により駆動され、室内の空調を行う空調装置と、を備える車両用空調制御システムにおいて、
車両の走行状態を取得する走行状態取得部と、走行状態取得部が取得した車両の走行状態に基づいて、モータが回生駆動を行うか否かを判定する回生駆動判定部と、回生駆動判定部が、モータが回生駆動を行うと判定したときに、回生駆動を行うことでモータが出力する回生電力量を推定演算する回生電力量推定演算部と、バッテリの電力蓄積量を取得する電力蓄積量取得部と、回生電力量推定演算部が推定演算した回生電力量と、電力蓄積量取得部が取得したバッテリの電力蓄積量との和である総電力蓄積量が、予め定められた電力蓄積量閾値を超えたとき、総電力蓄積量のうち電力蓄積量閾値を超える電力量である余裕電力量を使用して空調装置に含まれる蓄冷材に蓄冷を行う蓄冷制御部と、
空調装置による空調を増進させるための予め定められた空調増進条件が成立したか否かを判定する空調増進条件成立判定部と、余裕電力量が、蓄冷材に蓄冷を行うために必要な電力量を上回るとき、かつ、空調増進条件成立判定部が、空調増進条件が成立したと判定したときに、その上回った電力量を使用して、空調装置による空調を増進させるように該空調装置を駆動制御する空調増進制御部と、を備えることを特徴とする。

従来技術は、道路状態に基づいて算出された必要蓄熱エネルギー量と実際の蓄熱エネルギー量とに基づいて、エンジン，バッテリ，蓄熱用冷媒のいずれを用いて空調を行うかを制御するものであるのに対し、本発明は、車両の走行状態に基づいて、回生駆動を行う際にモータが出力する回生電力量を推定演算し、回生電力を蓄積した後の、バッテリの総電力蓄積量が電力蓄積量閾値を超えたとき、その超えた電力量を使用して蓄冷および空調装置の駆動制御を行う構成となっている。上記構成によって、必要蓄熱エネルギー量の算出は不要となり、簡易な構成で、回生エネルギーを空調に有効活用することが可能となる。これにより、ＨＶ車においてはエンジンを稼動させる必要がなくなる。

また、本発明の車両用空調制御システムにおける走行状態取得部は、車両のブレーキの作動状態に関する情報、および車両の速度に関する情報を取得し、回生駆動判定部は、走行状態取得部が、車両のブレーキが非作動状態から作動状態に遷移した内容を含む情報を取得したときに、モータが回生駆動を行うと判定し、回生電力量推定演算部は、回生駆動判定部が、モータが回生駆動を行うと判定したときに、走行状態取得部が取得した車両のブレーキの作動状態および車両の速度の少なくとも一つに基づいて回生電力量を推定演算する。

ＨＶ車は、ブレーキ作動時に回生制動を行うので、上記構成によって、道路状況情報を取得しなくても回生電力量を推定演算することが可能となる。

また、本発明の車両用空調制御システムは、車両の現在位置を含む現在位置情報を取得する現在位置情報取得部と、現在位置情報取得部が取得した車両の現在位置から予め定められた範囲の道路状況に関する道路状況情報を取得する道路状況情報取得部と、を備え、回生駆動判定部は、道路状況情報取得部が取得した道路状況に基づいて、モータが回生駆動を行うか否かを判定し、回生電力量推定演算部は、回生駆動判定部が、モータが回生駆動を行うと判定したとき、道路状況情報取得部が取得した道路状況に基づいて回生電力量を推定演算する。

上記構成によって、従来技術では必要蓄熱エネルギー量（本発明の回生電力量）を算出していない、高度差のない道路においても回生電力量を推定演算することが可能となる。また、目的地が設定されていなくても、回生電力量を推定演算できる。

また、本発明の車両用空調制御システムにおける道路状況情報は、車両の減速が必要な地点である減速地点の位置データを含み、回生駆動判定部は、車両の現在位置が減速地点に対し所定の距離以内に接近したときに、モータが回生駆動を行うと判定する。

上記構成によって、従来技術では必要蓄熱エネルギー量（本発明の回生電力量）を算出できない、例えば曲線路においても回生電力量を推定演算することが可能となる。

また、本発明の車両用空調制御システムは、車両の乗員による空調増進要求の有無を検出する空調増進要求検出部を備え、空調増進条件成立判定部は、空調増進要求を検出したときに空調増進条件が成立したと判定する。

上記構成によって、乗員による空調能力の増加を要求しているときにのみ空調制御を行うので、過剰な空調を行って乗員に不快感を与えることを防止できる。

また、本発明の車両用空調制御システムにおける空調増進要求検出部は、車両の乗員の体温を検出する乗員体温検出部を含み、空調増進条件成立判定部は、乗員体温検出部が検出した乗員の体温が予め定められた体温閾値を超えたときに、空調増進要求が成立したと判定する。

上記構成によって、乗員が特定の操作を行うことなく、乗員が空調能力の増加を要求しているかどうかを検出でき、過剰な空調を行って乗員に不快感を与えることを防止できる。

また、本発明の車両用空調制御システムにおける空調増進要求検出部は、車両の車室内の空調温度を設定する入力操作部と、車両の車室内の温度を検出する車室内温度検出部と、を含み、空調増進条件成立判定部は、車室内温度検出部が検出した車室内の温度と、入力操作部で設定した空調温度との差が予め定められた温度閾値を超えたときに、空調増進要求が成立したと判定する。

上記構成によっても、乗員が特定の操作を行うことなく、現在の空調設定の状態から、乗員が空調能力の増加を要求しているかどうかを検出でき、過剰な空調を行って乗員に不快感を与えることを防止できる。

また、本発明の車両用空調制御システムは、車両の車室内の空調制御に関与する車内ないし車外の環境状態を検出する環境状態検出部を備え、空調増進条件成立判定部は、環境状態検出部が検出した車内ないし車外の環境状態に基づいて、空調増進条件が成立したか否かを判定する。

上記構成によって、車内ないし車外の環境状態に基づいて空調能力増加条件が成立したか否かを判定することができる。

また、本発明の車両用空調制御システムにおける環境状態検出部は、車両の車室内の湿度を検出する湿度センサ，車両の車室内の温度を検出する内気温センサ，車両の車外温度を検出する外気温センサ，および車両への日射量を検出する日射センサ、のうちの１つ以上を含む。

上記構成によって、空調装置に含まれるセンサを使用することで、製造コストの上昇を伴うことなく空調能力増加条件が成立したか否かを判定することができる。

また、本発明の車両用空調制御システムは、車両の座席に乗員が着座しているか否かを検知する乗員検知部を備え、空調制御部は、空調増進条件成立判定部が、空調増進条件が成立したと判定したときに、乗員が着座していない座席およびその周辺に対する空調を増進するように空調装置を駆動制御する。

上記構成によって、余剰電力量を抵抗で消費する等して廃棄することなく空調能力を増進することができ、冷気が直接乗員に当たらないため、過剰な空調とならず、乗員に不快感を与えることを防止できる。

車両用空調制御システムの構成を示すブロック図。 空調装置の構成を示す図。 ナビゲーション装置の構成を示す図。 空調制御処理を説明するフロー図。 空調増進処理を説明するフロー図。

以下、本発明の車両用空調制御システムを、ハイブリッド車両に適用した例を用いて説明する。図１に、車両用空調制御システム１を備えたハイブリッド車両（以下、単に「車両」と称する）２００の全体構成を示す。

車両２００は、エンジン（すなわち、内燃機関）２０９とモータ２０７との双方を走行動力源としている。エンジン２０９からの駆動力は、周知の動力分割装置２０８により分割され、その一方が発電機２０２側に、他方が動力軸２１０側にそれぞれ出力される。また、バッテリ２０３ｄの直流出力は、インバータ２０３ｃによりスイッチングされ、モータ２０７の走行駆動交流電圧に変換される。そして、モータ２０７の出力も動力軸２１０に入力され、その回転出力がギア機構２０６を介して車軸２０５（本発明の駆動軸）に伝達されて、車輪２０４に駆動力が与えられる。これらの制御は、ＨＶ ＥＣＵ２０３において行われる。

モータ２０７の電源となるバッテリ２０３ｄは、発電機２０２の発電出力により充電される。具体的には、バッテリ２０３ｄの電圧および電流に基づいて推定される、例えばＳＯＣ（State Of Charge）で表されるバッテリ２０３ｄの充電状態が、予め定められた値を下回ったときに、ＨＶ ＥＣＵ２０３の制御指令によりエンジン２０９を駆動して発電機２０２での発電を行う。そして、発電機２０２の発電出力を直流化するＡＣ−ＤＣコンバータ（図１では、単にコンバータと表記）２０３ｂの出力電圧がバッテリ２０３ｄの充電電圧として使用される。

また、車両２００の走行慣性力でモータ２０７を駆動させて発電を行うことにより、モータ２０７の発電出力をコンバータ２０３ｂで直流化してバッテリ２０３ｄを充電することで、エネルギーを回収（回生）している。このとき、エネルギー回生に伴って制動力を生じるので、回生制動を行っている。

制御回路２０３ａは、図示しない周知のＣＰＵ，ＣＰＵにおける動作を規定するための各種プログラム（「ＨＶ制御プログラム」と総称する）が格納されたＲＯＭやＲＡＭ等を含むコンピュータとして構成される。制御回路２０３ａは、図示しないアクセルペダルの踏み込み量等に基づいて、エンジン２０９，モータ２０７の駆動制御や、動力分割装置２０８における動力の分配制御を行う。すなわち、モータ２０７のみを用いるモータ走行モードと、モータ２０７および／またはエンジン２０９を用いる通常走行モードとの切替制御を行う。なお、制御回路２０３ａが本発明の回生駆動判定部，回生電力量推定演算部，電力蓄積量取得部，空調増進条件成立判定部，蓄冷制御部，空調増進制御部に相当する。

また、ＨＶ ＥＣＵ２０３は、通信インターフェースであるＬＡＮ Ｉ／Ｆ２０３ｅを含み、車内ＬＡＮ５０(Local Area Network，後述)を介して、ナビゲーション装置１０，エアコンＥＣＵ１０１，ブレーキＥＣＵ３００等の、他の車載装置と通信可能に接続されている。なお、ＬＡＮ Ｉ／Ｆ２０３ｅが本発明の走行状態取得部，現在位置情報取得部，道路状況情報取得部に相当する。

ブレーキＥＣＵ３００は、ブレーキペダルの踏み込み状態，車両２００の速度等に基づいて、ブレーキ制御を行うもので、ブレーキペダルの踏み込み状態を検出するブレーキセンサ３０１，車両２００の速度（車速）を検出する車速センサ３０２を備えている。

図２に、エアコンＥＣＵ１０１と、該エアコンＥＣＵ１０１により制御されるエアコンユニットＵとからなる空調装置１００の全体構成を概略的に示す。空調装置１００の主制御部をなすエアコンＥＣＵ１０１には、空調用センサ１２０、および空調用操作部１４０が接続する構成を有している。エアコンユニットＵは、いわゆるＨＶＡＣ（Heating, Ventilating and Air-Conditioning）ユニットであり、例えば、車室内の空調状態を運転席側と助手席側とで独立して調整可能に構成されている。また、後部座席も座席毎に独立して調整可能に構成してもよい。

空調装置１００は、エアコンユニットＵの冷房出力用に、周知の冷凍サイクルＲＣを備えている。冷凍サイクルＲＣは、バッテリ２０３ｄからの電力の供給によりガス状の冷媒を吸入・圧縮して高温・高圧ガスとして送り出す電動コンプレッサ（圧縮器）ＣＯＭＰと、送り出された冷媒（高温・高圧ガス）を車外空気（クーリングファンによって取り入れる）によって冷却し、凝縮の潜熱を奪って液化するコンデンサ（凝縮器，図示せず）と、液化された冷媒をガスと液とに分離して液冷媒のみを送り出すレシーバ（受液器，図示せず）と、送り出された液冷媒を膨張させ、低温・低圧の霧状冷媒とするエキスパンションバルブ（膨張弁，図示せず）と、その低温・低圧の霧状冷媒によって車室内の空気から潜熱を奪って車室内空気を冷却するとともに、このとき気化された冷媒を電動コンプレッサＣＯＭＰに送り出すエバポレータ２２とで構成されている。

エアコンユニットＵのダクト２８には、車内空気を循環させるための内気吸込口４２と、車外の空気を取込む外気吸込口４１とが形成されており、内外気切替ダンパー２４によりいずれかに切り替えて使用される。これら内気吸込口４２ないし外気吸込口４１からの空気は、ブロワ２１によってダクト２８内に吸い込まれる。ダクト２８内には、吸い込まれた空気を冷却して冷気を発生させるためのエバポレータ２２が設けられている。そして、エバポレータ２２よりも下流側（吹出口側）は、運転席側の吹出口４３〜４５へ至る経路と助手席側の吹出口４６，４７へ至る経路に分岐している。

なお、エアコンユニットＵには吹出口として、フロントガラス曇り止め用のデフロスタ吹出口［ＤＥＦ］４３がフロントガラスの内面下縁に対応するインパネ（インストルメントパネル）上方奥に、運転席側フット吹出口［ＦＯＯＴ］４４がインパネ下面右奥の運転席側足元に、運転席側フェイス吹出口［ＦＡＣＥ］４５がインパネの正面中央右寄りと右隅に、助手席側フェイス吹出口［ＦＡＣＥ］４６がインパネの正面中央左寄りと左隅に、助手席側フット吹出口［ＦＯＯＴ］４７がインパネ下面左奥の助手席側足元に、それぞれ開口しており、吹出口切替用ダンパー３２〜３６によってそれぞれ開閉状態が切り替えられる。

また、エアコンＥＣＵ１０１には、エバポレータ２２で冷却された空気とヒータコア２３で暖められた空気とを混合するためのエアミックスダンパー２５，２６、上記吹出口切替用ダンパー３２〜３６の開閉状態を切り替えるダンパー駆動ギア機構３１、内外気切替ダンパー２４、それらを駆動するサーボモータ７１〜７４、およびサーボモータ７１〜７４を駆動する駆動回路１３１〜１３４を含む空調用駆動部１３０が接続されている。これらサーボモータ７１〜７４は、エアコンＥＣＵ１０１によって回転制御されるとともに、ロータの回転位置や回転速度等の情報を検出してエアコンＥＣＵ１０１にフィードバックする。具体的には、駆動回路１３１〜１３４がエアコンＥＣＵ１０１から駆動指令信号の入力を受けて、対応するサーボモータ７１〜７４を駆動する。

なお、後部座席に対する空調は、特開２００９−１４３４０４号公報のように、後部座席用の独立したエアコンユニットを有する構成としてもよい。また、図２のように、ダクト２８から後部座席用の配管（１５１）を延長し、運転席および助手席下部に吹出口，ダンパー，空調用駆動部（１５０）を設けるようにしてもよい。

エアコンＥＣＵ１０１に接続される空調用センサ１２０は、車内温度を検出する内気温センサ１２１，車外温度を検出する外気温センサ１２２，エバポレータを通過した直後の空気の温度を検出するエバポレータ後センサ１２３，日射量を検出する日射センサ１２４，車内湿度を検出する湿度センサ１２５，ＩＲセンサ１２６，蓄冷材温度センサ１２７，乗員検知センサ１２８等の周知のセンサを含んで構成される。なお、内気温センサ１２１，外気温センサ１２２，日射センサ１２４，湿度センサ１２５が本発明の環境状態検出部に相当する。また、内気温センサ１２１が本発明の空調増進要求検出部，車室内温度検出部にも相当する。

ＩＲセンサ１２６は、車室内表面温度を検出するためのものである。ＩＲセンサ１２６としては単眼ＩＲセンサを用いてもよし、複数の赤外線検出素子がマトリクス状に配列されてなるマトリクスＩＲセンサを用いてもよい。これにより、車室内を座席毎のような予め定められた領域に区切り、区切られた領域毎に赤外線検出素子を対応させるようにすることで、それら各領域の熱輻射を具体的に特定することで、乗員の有無および各乗員の体温を検出することができる。なお、ＩＲセンサ１２６が本発明の空調増進要求検出部，乗員体温検出部に相当する。

蓄冷器温度センサ１２７は、エバポレータ２２の下流側に取り付けられた蓄冷器２９の温度を検出するためのものである。蓄冷器２９には、例えば、デカノール，テトラデカン等を用いた蓄冷材が含まれ、これがエバポレータ２２で冷却された空気によって冷却されて液体から固体に凝固し、このときの潜熱で大きい熱量が蓄冷される。なお、蓄冷器の構成およびその動作については、特開２００７−０７６５４６号公報に詳細が記載されている。

乗員検知センサ１２８は、例えば、車両２００の各座席の、乗員の着座面に埋設されたスイッチとして構成され、乗員が着座すると該スイッチがオン状態となり、乗員の着座（すなわち、乗員の存在）を検出することができる。また、スイッチの他に、着座する乗員を撮影するカメラとして構成し、該カメラで撮影した画像に対し周知の画像解析処理を行うことで乗員を検知することもできる。また、各座席に対応するシートベルトのバックルに組み込まれた検知スイッチ（シートベルトバックルスイッチともいう）として構成し、乗員がシートベルトを装着すると該スイッチがオン状態となるので、これにより乗員を検知することもできる。ＩＲセンサ１２６を用いてもよい。なお、乗員検知センサ１２８が本発明の乗員検知部に相当する。

エアコンＥＣＵ１０１に接続される空調用操作部１４０は、運転者及び助手席搭乗者により操作可能なインパネ正面中央に設けられたエアコンパネルに設けられており、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ，風量切替スイッチ，温度設定スイッチ，吹出口切替スイッチ（ＭＯＤＥスイッチ），内外気切替スイッチ，デフロスタスイッチ，Ａ／Ｃスイッチ，独立／一括制御切替スイッチ（ＤＵＡＬスイッチ）といったスイッチを含んで構成される。これらのスイッチは、各々周知の押圧操作部やダイアル操作部として構成されている。なお、空調用操作部１４０が本発明の空調増進要求検出部，入力操作部に相当する。

エアコンＥＣＵ１０１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備える周知の構成を有し、各種空調用操作部１４０の操作状態，各種空調用センサ１２０の検出結果に基づいて空調用駆動部１３０を駆動制御することにより、吹出温度制御，風量制御，内気吸気・外気吸気切替制御，および吹出口切替制御等の周知の空調制御を実行する。これらの空調制御は、エアコンＥＣＵ１０１のＣＰＵが自身のＲＯＭに格納される空調制御プログラムを実行する形で実行される。

例えば、冷房運転時には、エバポレータ２２で冷却された空気を、ブロワ２１によって車室内に送風するとともに蓄冷器２９を冷却する。蓄冷器温度センサ１２７が検出した蓄冷器２９の温度が予め定められた値を下回ると、エバポレータ２２による冷却を停止し、蓄冷器２９に蓄えられた冷気を車室内に送風する。そして、蓄冷器温度センサ１２７が検出した蓄冷器２９の温度が予め定められた値を上回ると、再び、エバポレータ２２による冷却を行う。

なお、ＬＡＮ Ｉ／Ｆ１９０は、上述のＬＡＮ Ｉ／Ｆ２０３ｅと同様の通信インターフェースである。

図３に、ナビゲーション装置１０の全体構成を示す。ナビゲーション装置１０は、車両の現在位置を検出する位置検出器１１，運転者等の操作者からの各種指示を入力するための操作情報入力部１２，他の通信装置１３ａと無線通信を行うための無線通信機１３，地図表示画面やＴＶ（Television）画面等の各種表示を行うための表示装置１５，各種のガイド音声等を出力したり運転者等の操作者の音声を入力したりするための音声入出力装置１６，各種データを記憶するための、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ），ソリッドステート・ドライブ（ＳＳＤ），あるいはシリコンディスク・ドライブ（ＳＤＤ）で構成される外部記憶装置１７，車両情報の授受を行うためのＬＡＮ Ｉ／Ｆ１９，およびこれらが接続された制御回路１８とを備えている。

位置検出器１１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）用の人工衛星からの送信電波（ＧＰＳ信号）をＧＰＳアンテナを介して受信し、車両の位置，方位，速度等を検出するＧＰＳ受信機１１ａ，車両に加えられる回転運動の大きさを検出するジャイロスコープ１１ｂ，車両の前後方向の加速度等から走行した距離を検出する距離センサ１１ｃ，地磁気から進行方位を検出する地磁気センサ１１ｄを備えている。そして、これらセンサ等１１ａ〜１１ｄは、各々が性質の異なる誤差を有しているため、互いに補完しながら使用するように構成されている。なお、精度によっては、上述したうちの一部のセンサで構成してもよく、またステアリングの回転センサ等（図示せず）を用いてもよい。

操作情報入力部１２は、例えば、表示装置１５の表示画面上に構成されたタッチパネル１２ａと、メカニカルスイッチで構成される操作スイッチ群１２ｂとを備えている。また、タッチパネル１２ａはタッチセンサを備えて構成されている。タッチパネル１２ａへのタッチ操作により該タッチパネル１２ａ上のタッチセンサが押下されると、その座標が制御回路１８に入力されるようになっている。

無線通信機１３は、車外の通信施設１３ａと通信を行うためのものである。通信施設１３ａは、インターネット上のＷＥＢサーバ，交通情報センター，携帯電話基地局などが含まれ、無線通信機１３は、これらの通信施設の一つあるいは複数と通信可能な回路を備えている。

表示装置１５は、例えば運転席の前方に設置されたカラー表示装置であり、液晶ディスプレイ，プラズマディスプレイ，有機ＥＬディスプレイ等のいずれを用いてもよい。

音声入出力装置１６は、外部記憶装置１７より読み出した施設のガイドや各種案内の音声や、ＬＡＮ Ｉ／Ｆ１９を介して取得した情報の読み上げ音声を出力することができる。音声入出力装置１６は、音声データが周知のＭＰ３形式のような音声ファイルである場合は、そのファイルに対応するＣＯＤＥＣを含み、音声データがテキストファイルであれば、テキストファイルのデータを音声データに変換する音声合成回路を含む。

また、音声入出力装置１６は、図示しないマイクおよび周知の音声認識ユニットを含み、運転者等の操作者の音声を操作コマンド等として制御回路１８に入力することができる構成としてもよい。

外部記憶装置１７には、ナビプログラム１７ｐの他に位置検出の精度向上のためのいわゆるマップマッチング用データ、道路の接続を表した道路地図データを含む地図データベースである地図データ１７ｍが記憶される。地図データ１７ｍは、表示用となる所定の地図画像情報を記憶するとともに、リンク情報やノード情報等を含む道路網情報を記憶する。リンク情報は、各道路を構成する所定の区間情報であって、位置座標，距離，所要時間，道幅，車線数，制限速度，該区間の傾斜角，道路形状等から構成される。また、ノード情報は、交差点（分岐路）等を規定する情報であって、位置座標，右左折車線数，接続先道路リンク，高度情報等から構成される。また、リンク間接続情報には、通行の可不可を示すデータなどが設定されている。

また、外部記憶装置１７には、データベース１７ｄが構成され、その中には、上述の音声案内を行うためのデータ（音声ファイル，テキストデータ）も記憶されている。

ＬＡＮ Ｉ／Ｆ１９は、車内ＬＡＮ５０を介して他の車載機器（ＨＶ ＥＣＵ２０３，エアコンＥＣＵ１０１等）やセンサとのデータの遣り取りを行うためのインターフェース回路である。

制御回路１８は、図示しない周知のＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，入出力回路であるＩ／Ｏ（Input/Output）およびこれらの構成を接続するバスラインなどからなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成されている。ＣＰＵは、外部記憶装置１７に記憶されたナビプログラム１７ｐを実行し、外部記憶装置１７に記憶されたデータを用いて制御を行う。

上述のような構成によって、ナビゲーション装置１０は、ＣＰＵがナビプログラム１７ｐを実行することで、位置検出器１１からの各検出信号に基づき座標および進行方向の組として車両の現在位置を算出し、外部記憶装置１７を介して読み込んだ現在位置付近の地図や、操作情報入力部１２の操作によって指示された範囲の地図等を表示装置１５に表示する地図表示処理や、外部記憶装置１７に格納された地点データに基づき、操作情報入力部１２の操作にしたがって目的地となる施設を選択し、現在位置から目的地までの最適な経路を自動的に求める経路計算を行って経路案内を行う経路案内処理等を行う。このように自動的に最適な経路を設定する手法は、ダイクストラ法等の手法が知られている。

図４を用いて、ＨＶ ＥＣＵ２０３の制御回路２０３ａにおける空調制御処理について説明する。なお、本処理は、上述のＨＶ制御プログラムに含まれ、ＨＶ制御プログラムに含まれる他の処理とともに予め定められたタイミングで繰り返し実行される。まず、制御回路２０３ａは、以下のうちの少なくとも一つを用いて、車両の走行状態を取得する（Ｓ１１）。

・ＬＡＮ Ｉ／Ｆ２０３ｅを介して、ブレーキＥＣＵ１０１から、ブレーキペダルの踏み込み状態，車速に関する情報を、走行状態として取得する。
・ＬＡＮ Ｉ／Ｆ２０３ｅを介して、ナビゲーション装置１０から、車両２００の現在位置、および車両２００の走行方向前方あるいは車両２００の現在位置から予め定められた範囲の道路状況に関する情報（すなわち、道路状況情報）を、走行状態として取得する。なお、車両２００の走行方向は、ナビゲーション装置１０が設定された目的地までの経路案内を行っているときには、案内経路から特定でき、目的地までの経路案内を行っていないときには、過去の走行履歴から推定できる。
・ＬＡＮ Ｉ／Ｆ２０３ｅを介して、ナビゲーション装置１０から、車両２００が走行中の道路を含む交通情報を取得する。

また、車両２００のシフトレバーの位置を検出するシフトポジションセンサ３５０（図１参照）の検出情報を、走行状態として取得してもよい。

次に、以下のうちの少なくとも一つを用いて、モータ２０７が回生駆動を行うか否かを判定する（Ｓ１２）。
・ブレーキペダルの踏み込み量が予め定められた値を超えたとき、モータ２０７が回生駆動を行うと判定する。
・車両２００の現在位置と道路状況情報とに基づいて、車両２００が曲線路あるいは下り坂のような減速を必要としている減速地点に、予め定められた距離以内に接近していると判定したとき、モータ２０７が回生駆動を行うと判定する。
・車両２００の現在位置と交通情報とに基づいて、車両２００が走行方向前方の渋滞地点に接近していると判定したとき、モータ２０７が回生駆動を行うと判定する。

また、シフトポジションセンサ３５０の検出情報を、走行状態として取得して、シフトポジションが、例えば「Ｂ」レンジのような「回生ブレーキ」による減速を行う位置にあるときに、モータ２０７が回生駆動を行うと判定してもよい。

モータ２０７が回生駆動を行うと判定したとき（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、以下のうちの少なくとも一つを用いて、モータ２０７が回生駆動を行うことにより発生する回生電力量を推定演算する（Ｓ１４）。
・ブレーキペダルの踏み込み量および車速に基づいて、回生電力量を推定演算する。
・ブレーキペダルが踏み込まれたときの車速と、予め定められた減速後の車速（停止を含む）との差に基づいて、回生電力量を推定演算する。

・車両２００が曲線路あるいは下り坂のような減速を必要としている減速地点に接近しているときには、例えば、車両２００の現在の速度と、例えば、ナビゲーション装置１０の地図データ１７ｍに記憶された、減速地点を含む道路の制限速度、および車両２００の現在位置から減速地点までの距離に基づいて、回生電力量を推定演算する。また、車両２００が下り坂に接近しているときには、ナビゲーション装置１０の地図データ１７ｍに記憶された、高度情報に基づく下り坂の高度差，下り坂の長さ，傾斜角度も含めて回生電力量を推定演算する。

・車両２００が走行方向前方の渋滞地点に接近しているときには、例えば、車両２００の現在の速度、および車両２００の現在位置から渋滞地点までの距離に基づいて、回生電力を推定演算する。この場合、渋滞地点の手前で停止することを想定して回生電力を推定演算してもよい。

シフトポジションが、「回生ブレーキ」による減速を行う位置にあるときには、そのときの車両２００の車速に基づいて、回生電力を推定演算する。上述と同様に、道路状況情報に基づいて回生電力を推定演算してもよい。

上述の各パラメータと回生電力の推定演算量との関係を、マップデータとして制御回路２０３ａ内のＲＯＭ（図示せず）に記憶しておき、該マップデータを参照して回生電力を推定演算してもよい。回生電力は、例えば、減速時の運動エネルギーから負荷あるいはモータで消費されるエネルギーを差し引いたものを電力に換算することで算出することができる。そこで、ブレーキペダルの踏み込み量あるいは道路状況に応じて、減速の度合い（停止させる、あるいは現在の車速からその道路の制限速度等の予め定められた速度まで減速させる、あるいは予め定められた減速率で減速すると見なす）を設定し、それぞれの場合における回生電力を算出したものをマップデータに作成しておくことにより、精度よく回生電力を推定演算することができる。

次に、バッテリ２０３ｄの電力蓄積量を取得する（Ｓ１５）。例えば、上述のＳＯＣは、バッテリ２０３ｄの満充電状態を基準にしたときの充電量（残存電荷量）を示すものであり、満充電容量に対する現在の充電量の比率（０〜１００％）で表わされるので、ＳＯＣに、満充電状態時に蓄積される定格電力量を乗じたものを電力蓄積量とすることができる。

次に、回生電力の推定演算量と、バッテリ２０３ｄの電力蓄積量との和を総電力蓄積量として算出する（Ｓ１６）。そして、余裕電力があるか否かを判定する。例えば、総電力蓄積量がＳＯＣ＝８０％に相当する電力量（すなわち、電力蓄積量閾値）を上回るときに、余裕電力があると判定する。バッテリ２０３ｄの構成によっては、満充電状態で充電が行われると、バッテリ２０３ｄの寿命に影響を及ぼすことがあるので、電力蓄積量閾値はＳＯＣ＝１００％よりも小さい値に相当する電力量とすることが望ましい。

余裕電力があると判定したとき（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、この余裕電力（すなわち、総電力蓄積量−電力蓄積量閾値）を用いて、蓄冷器２９に蓄冷を行う（Ｓ１８）。すなわち、車内ＬＡＮ５０を介してエアコンＥＣＵ１０１に制御指令を送り、その余裕電力の分だけ電動コンプレッサＣＯＭＰを駆動させて冷媒を圧縮し、上述のようにエバポレータ２２を冷却し、その冷却された空気をブロワ２１によって蓄冷器２９に吹き付けて蓄冷器２９を冷却（すなわち、蓄冷）させる。

蓄冷器温度センサ１２７により検出される蓄冷器２９の温度が予め定められた値（目標温度）を下回ったときに、エアコンＥＣＵ１０１に制御指令を送り、蓄冷器２９の冷却を停止させる。そして、余裕電力の全てを消費していないとき（Ｓ１９：Ｙｅｓ）、空調増進処理を実行する（Ｓ２０，後述）。

また、蓄冷器２９の現在の温度と目標温度との差から、蓄冷器２９の温度を目標温度とするために必要な電力を算出し、算出した電力が余裕電力を下回るときに空調増進処理を実行してもよい。

図５を用いて、図４のステップＳ２０に相当する空調増進処理について説明する。まず、空調増進要求情報を取得する（Ｓ３１）。空調増進要求情報は、以下のうちの少なくとも一つを用いる。
・ＩＲセンサ１２６が検出した各座席の座面の温度（すなわち、各乗員の体表面温度）。
・内気温センサ１２１が検出した車内温度、および空調用操作部１４０に含まれる温度設定スイッチの設定内容（すなわち、設定温度）。

次に、取得した空調増進要求情報に基づき、以下のうちの少なくとも一つを用いて、空調増進条件が成立したか否かを判定する。
・ＩＲセンサ１２６の検出値（すなわち、乗員の体表面温度）が予め定められた値を超えたときに、空調増進条件が成立したと判定する。
・車内温度と設定温度との差（車内温度−設定温度）が予め定められた値（温度閾値）を超えたときに、空調増進条件が成立したと判定する。

空調増進条件が成立したと判定したとき（Ｓ３２：Ｙｅｓ）、乗員は暑さを感じていると判断し、エアコンＥＣＵ１０１に制御指令を送り、空調を増進（すなわち、冷房を強化）する（Ｓ３６）。空調の増進は、以下のうちの少なくとも一つを用いる。
・ＩＲセンサ１２６が備えられていて、図２のように、空調状態を座席毎に独立して調整可能なときには、体表面温度がより高い乗員が着座している座席に対する空調を増進する（現状よりも温度を低くするよう冷房運転を行う）。
・ＩＲセンサ１２６が備えられていないが、空調状態を座席毎に独立して調整可能なときには、より低い設定温度の座席に対する空調を増進する。
・ＩＲセンサ１２６が備えられておらず、空調状態を座席毎に独立して調整できないときには、吹出口をフェイス吹出口（４５，４６）に切り替えて空調を増進する。車内温度は、空気の対流と日射とにより、天井に近くなるほど暖かくなっている。車室内の上部に近いフェイス吹出口を用いることで、車内温度を均一とすることができるとともに、冷え過ぎを防止することができる。

一方、空調増進条件が成立しないと判定したとき（Ｓ３２：Ｎｏ）、環境状態検出情報を取得する（Ｓ３３）。環境状態検出情報は、以下のうちの少なくとも一つを用いる。
・内気温センサ１２１が検出した車内温度。
・外気温センサ１２２が検出した外気温度。
・日射センサ１２４が検出した日射量。
・湿度センサ１２５が検出した車内湿度。

次に、取得した環境状態検出情報に基づき、以下のうちの少なくとも一つを用いて、空調増進条件が成立したか否かを判定する。
・車内湿度が予め定められた値を超えたときに、空調増進条件が成立したと判定する。
・日射量が予め定められた値を超えたときに、空調増進条件が成立したと判定する。
・外気温度と車内温度との差（外気温度−車内温度）が予め定められた値を超えたときに、空調増進条件が成立したと判定する。

空調増進条件が成立したと判定したとき（Ｓ３４：Ｙｅｓ）、環境状態に基づき、エアコンＥＣＵ１０１に制御指令を送り、空調を増進（すなわち、空調能力を増加）する（Ｓ３５）。空調の増進は、以下のうちの少なくとも一つを用いる。
・図２のように、空調状態を座席毎に独立して調整可能なときには、乗員が着座していない座席の空調を増進する。乗員の着座の判定は、乗員検知センサ１２８により行う。ＩＲセンサ１２６を用いてもよい。
・空調状態を座席毎に独立して調整できないときには、吹出口をデフロスタ吹出口４３に切り替えて空調を増進する。

上述のようにすることで、空調を増進しても車室内の温度は急激には下がらず、冷気は乗員に直接当たらないため、乗員に寒い思いをさせることはなく、余裕電力を有効活用できる。余裕電力を使い切らない場合には、別途抵抗等で熱として消費せざるを得なくなり、折角の回生エネルギーを有効活用できない。

そして、余裕電力を全て消費したときには（Ｓ３７：Ｙｅｓ）、エアコンＥＣＵ１０１に制御指令を送り、増進前の空調状態に戻す（Ｓ３８）。一方、余裕電力を消費しきっていないときには（Ｓ３７：Ｎｏ）、ステップＳ３１へ戻る。

上述の処理で、いずれの空調増進条件も成立していないときには、環境状態に基づく空調増進のいずれかを行うようにしてもよい。つまり、空調増進要求がないときには（Ｓ３２：Ｎｏ）、ステップＳ３３，Ｓ３４をスキップして、ステップＳ３５を実行する。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。

モータのみで走行する電気自動車の空調装置にも適用できる。

１ 車両用空調制御システム
１０ ナビゲーション装置
１１ 位置検出器
１７ｍ 地図データ
２９ 蓄冷器（蓄冷材）
５０ 車内ＬＡＮ
１００ 空調装置
１０１ エアコンＥＣＵ
Ｕ エアコンユニット
１２０ 空調用センサ
１２１ 内気温センサ（空調増進要求検出部，車室内温度検出部，環境状態検出部）
１２２ 外気温センサ（環境状態検出部）
１２４ 日射センサ（環境状態検出部）
１２５ 湿度センサ（環境状態検出部）
１２６ ＩＲセンサ（空調増進要求検出部，乗員体温検出部）
１２８ 乗員検知センサ（乗員検知部）
１４０ 空調用操作部（空調増進要求検出部，入力操作部）
２００ 車両
２０３ａ 制御回路（回生駆動判定部，回生電力量推定演算部，電力蓄積量取得部，空調増進条件成立判定部，蓄冷制御部，空調増進制御部）
２０３ｄ バッテリ
２０３ｅ ＬＡＮ Ｉ／Ｆ（走行状態取得部，現在位置情報取得部，道路状況情報取得部）
２０５ 車軸（駆動軸）
２０７ モータ
３００ ブレーキＥＣＵ
３０１ ブレーキセンサ
３０２ 車速センサ

Claims (10)

1. 電力を供給され回転駆動して駆動軸の駆動補助を行うとともに、前記駆動軸の運動エネルギーを回生電力に変換して出力する回生駆動を行うモータと、
   前記モータへ電力を供給するとともに、該モータが前記回生駆動を行うことで出力する回生電力を蓄積するバッテリと、
   前記バッテリから供給される電力により駆動され、室内の空調を行う空調装置と、
   を備える車両用空調制御システムにおいて、
   車両の走行状態を取得する走行状態取得部と、
   前記走行状態取得部が取得した前記車両の走行状態に基づいて、前記モータが前記回生駆動を行うか否かを判定する回生駆動判定部と、
   前記回生駆動判定部が、前記モータが前記回生駆動を行うと判定したときに、該回生駆動を行うことで前記モータが出力する回生電力量を推定演算する回生電力量推定演算部と、
   前記バッテリの電力蓄積量を取得する電力蓄積量取得部と、
   前記回生電力量推定演算部が推定演算した前記回生電力量と、前記電力蓄積量取得部が取得した前記バッテリの電力蓄積量との和である総電力蓄積量が、予め定められた電力蓄積量閾値を超えたとき、前記総電力蓄積量のうち前記電力蓄積量閾値を超える電力量である余裕電力量を使用して前記空調装置に含まれる蓄冷材に蓄冷を行う蓄冷制御部と、
   前記空調装置による空調を増進させるための予め定められた空調増進条件が成立したか否かを判定する空調増進条件成立判定部と、
   前記余裕電力量が、前記蓄冷材に蓄冷を行うために必要な電力量を上回るとき、かつ、前記空調増進条件成立判定部が、前記空調増進条件が成立したと判定したときに、その上回った電力量を使用して、前記空調装置による空調を増進させるように該空調装置を駆動制御する空調増進制御部と、
   を備えることを特徴とする車両用空調制御システム。
2. 前記走行状態取得部は、前記車両のブレーキの作動状態に関する情報、および前記車両の速度に関する情報を取得し、
   前記回生駆動判定部は、前記走行状態取得部が、前記車両のブレーキが非作動状態から作動状態に遷移した内容を含む情報を取得したときに、前記モータが前記回生駆動を行うと判定し、
   前記回生電力量推定演算部は、前記回生駆動判定部が、前記モータが前記回生駆動を行うと判定したときに、前記走行状態取得部が取得した前記車両のブレーキの作動状態および前記車両の速度の少なくとも一つに基づいて前記回生電力量を推定演算する請求項１に記載の車両用空調制御システム。
3. 前記車両の現在位置を含む現在位置情報を取得する現在位置情報取得部と、
   前記現在位置情報取得部が取得した前記車両の現在位置から予め定められた範囲の道路状況に関する道路状況情報を取得する道路状況情報取得部と、を備え、
   前記回生駆動判定部は、前記道路状況情報取得部が取得した前記道路状況に基づいて、前記モータが前記回生駆動を行うか否かを判定し、
   前記回生電力量推定演算部は、前記回生駆動判定部が、前記モータが前記回生駆動を行うと判定したとき、前記道路状況情報取得部が取得した前記道路状況に基づいて前記回生電力量を推定演算する請求項１または請求項２に記載の車両用空調制御システム。
4. 前記道路状況情報は、前記車両の減速が必要な地点である減速地点の位置データを含み、
   前記回生駆動判定部は、前記車両の現在位置が前記減速地点に対し所定の距離以内に接近したときに、前記モータが前記回生駆動を行うと判定する請求項３に記載の車両用空調制御システム。
5. 前記車両の乗員による空調増進要求の有無を検出する空調増進要求検出部を備え、
   前記空調増進条件成立判定部は、前記空調増進要求を検出したときに前記空調増進条件が成立したと判定する請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用空調制御システム。
6. 前記空調増進要求検出部は、前記車両の乗員の体温を検出する乗員体温検出部を含み、
   前記空調増進条件成立判定部は、前記乗員体温検出部が検出した前記乗員の体温が予め定められた体温閾値を超えたときに、前記空調増進要求が成立したと判定する請求項５に記載の車両用空調制御システム。
7. 前記空調増進要求検出部は、前記車両の車室内の空調温度を設定する入力操作部と、前記車両の車室内の温度を検出する車室内温度検出部と、を含み、
   前記空調増進条件成立判定部は、前記車室内温度検出部が検出した前記車室内の温度と、前記入力操作部で設定した前記空調温度との差が予め定められた温度閾値を超えたときに、前記空調増進要求が成立したと判定する請求項５または請求項６に記載の車両用空調制御システム。
8. 前記車両の車室内の空調制御に関与する車内ないし車外の環境状態を検出する環境状態検出部を備え、
   前記空調増進条件成立判定部は、前記環境状態検出部が検出した前記車内ないし車外の環境状態に基づいて、前記空調増進条件が成立したか否かを判定する請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の車両用空調制御システム。
9. 前記環境状態検出部は、前記車両の車室内の湿度を検出する湿度センサ，前記車両の車室内の温度を検出する内気温センサ，前記車両の車外温度を検出する外気温センサ，および前記車両への日射量を検出する日射センサ、のうちの１つ以上を含む請求項８に記載の車両用空調制御システム。
10. 前記車両の座席に乗員が着座しているか否かを検知する乗員検知部を備え、
    前記空調増進制御部は、前記空調増進条件成立判定部が、前記空調増進条件が成立したと判定したときに、前記乗員が着座していない座席およびその周辺に対する空調を増進するように前記空調装置を駆動制御する請求項８または請求項９に記載の車両用空調制御システム。

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