JP4415896B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用空調装置に係り、特に、乗員が車両に乗車する前にプレ空調を行う車両用空調装置に関する。

従来、エンジン及び電動モータを駆動源とするハイブリッド車の車室内を空調する空調装置において、エンジンが停止中であって乗員の乗車前に予め車室内をプレ空調し、快適性を向上させる技術が提案されている。このような車両用空調装置では、例えばバッテリーからの電力によってコンプレッサを駆動して車室内を空調するため、バッテリーが過放電しないように制御する必要がある。

このため、特許文献１では、エンジンが停止している際に、乗員が所定時間内に乗車すると予測された場合であっても、バッテリー電圧が所定値よりも低い場合にはプレ空調を禁止することにより、バッテリーの過放電を防止することができる車両用空調装置が提案されている。

また、特許文献２では、燃料電池を搭載し、この燃料電池からの電力によってプレ空調を行う空調装置において、燃料電池の残量が少ない場合には、プレ空調の実行を禁止する空調装置が提案されている。
特開２００４−２３０９３６号公報 特開２００２−２１９９２６号公報

しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に記載された技術では、乗員がプレ空調を作動させたくてもできない場合がある。このため、プレ空調が実行される確率が低くなってしまい、車室内を快適な状態にできない場合が多くなってしまう場合がある、という問題があった。

本発明は、上記事実を考慮して成されたものであり、プレ空調が実行される確率を高め、乗員の乗車前に車室内を快適な状態にできない場合が多くなってしまうのを防止することができ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請求項１に記載の発明は、少なくともエンジンを駆動源とする車両の車室内の空調を行う車両用空調装置において、前記エンジンの駆動によって充電される蓄電手段から供給された電力により、前記車室内に設けられた空気吹出し口から吹出される空気の温度及び風量の少なくとも一つを調節する調節手段と、前記エンジンの燃費向上よりも前記蓄電手段への充電を優先させるように前記エンジンを制御する充電優先制御と、前記エンジンの燃費向上を優先させるように前記エンジンを制御する通常制御と、の何れかを選択して実行する駆動源制御手段と、乗員の乗車前に前記車室内の空調を行うプレ空調の実行を指示された場合に、前記蓄電手段から供給された電力により前記調節手段をプレ空調制御する空調制御手段と、前記プレ空調の作動を許可するか否かを設定するための設定手段と、を備え、前記駆動源制御手段は、前記設定手段により前記プレ空調の作動を許可すると設定された場合には前記充電優先制御を実行し、前記設定手段により前記プレ空調の作動を禁止すると設定された場合には前記通常制御を実行することを特徴とする。

この発明に係る車両用空調装置は、少なくともエンジンを駆動源とする車両の車室内の空調を行う。

調節手段は、車室内に設けられた空気吹出し口から吹出される空気の温度及び風量の少なくとも一つを調節し、蓄電手段から供給された電力により動作する。

駆動源制御手段は、エンジンの燃費向上よりも蓄電手段への充電を優先させるようにエンジンを制御する充電優先制御と、エンジンの燃費向上を優先させるようにエンジンを制御する通常制御と、の何れかを選択して実行する。例えば駆動源をエンジン及び電動モータとするハイブリッド車の場合、充電優先制御では、通常制御よりもエンジンを駆動する割合を高くする。これにより、蓄電手段を十分に充電させることができる。

空調制御手段は、乗員の乗車前に車室内の空調を行うプレ空調の実行を指示された場合に、蓄電手段から供給された電力により調節手段をプレ空調制御する。

このように、充電優先制御と通常制御とを選択的に実行することができるため、常に通常制御が実行される場合と比較して、プレ空調を実行できる確率を高めることができる。

具体的には、前記プレ空調の作動を許可するか否かを設定するための設定手段を備え、前記駆動源制御手段は、前記設定手段により前記プレ空調の作動を許可すると設定された場合には前記充電優先制御を実行し、前記設定手段により前記プレ空調の作動を禁止すると設定された場合には前記通常制御を実行する。

この場合、乗員によってプレ空調の作動を許可すると設定された場合には、必ず充電優先制御が実行されるので、常時プレ空調を実行することが可能となる。

また、請求項２に記載したように、前記プレ空調制御の作動頻度を演算する演算手段を備え、前記駆動源制御手段は、前記演算手段により演算された作動頻度が予め定めた所定レベル以上の場合には前記充電優先制御を実行し、前記作動頻度が所定レベル未満の場合には前記通常制御を実行するようにしてもよい。これにより、設定手段を設ける必要がなく、装置のコストを抑えることができる。また、乗員にとっては操作の煩わしさから解放される。

具体的には、請求項３に記載したように、前記演算手段は、前記プレ空調の実行の指示間隔に基づいて前記作動頻度を演算することができる。この場合、例えば指示間隔が短いほど作動頻度が多いとすることができ、駆動源制御手段は、作動頻度が所定レベル以上の場合には、充電優先制御を実行する。これにより、乗員に応じて適正に充電優先制御と通常制御とを切り替えることができ、燃費とプレ空調の作動とを適正に両立させることができる。

また、請求項４に記載したように、前記演算手段は、前記車両のイグニッションスイッチをオンした回数に対する前記プレ空調の実行の指示回数の割合を前記作動頻度として演算するようにしてもよい。この場合、駆動源制御手段は、プレ空調の実行の指示回数の割合が高く、作動頻度が所定レベル以上の場合には、充電優先制御を実行する。これにより、乗員に応じて適正に充電優先制御と通常制御とを切り替えることができ、燃費とプレ空調の作動とを適正に両立させることができる。

また、請求項５に記載したように、前記蓄電手段の蓄電量を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された蓄電量が、前記プレ空調制御の実行が可能となる予め定めた必要量以上か否かを判断する判断手段と、を備え、前記駆動源制御手段は、前記蓄電量が前記必要量未満と判断された場合、前記蓄電量が前記必要量以上となるように前記エンジンを駆動するようにしてもよい。これにより、常時プレ空調を実行させることが可能となる。なお、この制御は、車両の駆動中（運転中）に常時行うようにしてもよいし、例えば請求項６に記載したように、前記車両のイグニッションスイッチがオフされた時の前記蓄電量が前記必要量未満の場合、前記駆動源制御手段は、前記蓄電量が前記必要量以上になるまで前記エンジンを駆動させるようにしてもよい。この場合、蓄電手段の蓄電量が必要量以上になった状態で車両の駆動を停止させることとなるので、より確実に常時プレ空調を実行させることが可能となる。

以上説明したように本発明によれば、プレ空調が実行される確率を高め、乗員の乗車前に車室内を快適な状態にできない場合が多くなってしまうのを防止することができる、という効果を有する。

（第１実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態の一例を詳細に説明する。本実施形態では、エンジン及び電動モータを駆動源とするハイブリッド車に本発明を適用した場合について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置１０の概略構成を示している。図１に示すように、車両用空調装置１０は、圧縮器としてのコンプレッサ１２、凝縮器としてのコンデンサ１４、減圧器としてのエキスパンションバルブ１６、及び蒸発器としてのエバポレータ１８を含む冷媒の循環路によって冷凍サイクルが構成されている。

コンプレッサ１２は、例えば車両のエンジンが稼働中の場合は、このエンジンからの動力が図示しないベルトを介して伝達されることによって駆動され、エンジンの稼働が停止している場合は、電動モータ７０（図２参照）からの動力によって駆動される。このコンプレッサ１２は、低圧気相冷媒を圧縮して高温高圧の過熱気相冷媒にする。

コンプレッサ１２としては、種々の方式のものを適用することができるが、ここでは、従来公知の可変容量コンプレッサを適用したものとして説明する。このようなコンプレッサ１２では、コンプレッサ１２の電磁弁２０（図２参照）への通電電流の電流値を変更したり、デューティ比を変更するなどして、電磁弁２０をコントロールし、コンプレッサ１２のピストンのストロークを変更することにより、冷媒の吸入圧を変更することができる。これにより、コンプレッサ１２による冷媒循環量、すなわち冷却能力が調節される。

コンデンサ１４は、コンプレッサ１２の下流に配置された冷媒と外気との熱交換器であり、コンプレッサ１２から吐出された過熱気相冷媒を冷却して凝縮させて液相冷媒にする。コンデンサ１４から流出した液相冷媒は、エキスパンションバルブ１６にて減圧され、低圧液相とされる。

エバポレータ１８の上流側に設けられているエキスパンションバルブ１６は、液化している冷媒を急激に減圧することにより、霧状にしてエバポレータ１８へ供給する。これにより、エバポレータ１８での冷媒の気化効率を向上させることができる。

エバポレータ１８は、低圧液相冷媒を蒸発させて低圧気相冷媒にする熱交換器であり、圧縮されて液化している冷媒が気化することにより、このエバポレータ１８を通過する空気（以下、エバポレータ後の空気という）を冷却する。このとき、エバポレータ１８では、通過する空気を冷却することで空気中の水分を結露させるようになっており、これにより、エバポレータ後の空気が除湿される。

エバポレータ１８は、空調ダクト２２の内部に設けられている。この空調ダクト２２は、両端が開口しており、一方の開口端には、空気取入口２４、２６が形成されている。また他方の開口端には、車室内へ向けて開口された複数の空気吹出し口２８（本実施の形態では、一例として２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃを図示）が形成されている。

空気取入口２４は、車両外部と連通し、空調ダクト２２内に外気を導入可能となっている。また、空気取入口２６は、車室内とも連通しており車室内の空気（内気）を空調ダクト２２内に導入可能となっている。なお、空気吹出し口２８は、一例として空気吹出し口２８Ａが、車両の図示しないウインドシールドガラスへ向けて空気を吹き出すデフロスタ吹出し口となっており、また、空気吹出し口２８Ｂが、サイド及びセンタレジスタ吹出し口となっており、空気吹出し口２８Ｃが、足下吹出し口となっている。

空調ダクト２２内には、エバポレータ１８と空気取入口２４、２６との間にブロアファン３０が設けられている。また、空気取入口２４、２６の近傍には、空気取入口切換ダンパ３２が設けられている。空気取入口切換ダンパ３２は、サーボモータ３４（図２参照）等のアクチュエータの作動によって、空気取入口２４、２６の開閉を行う。

ブロアファン３０は、ブロアモータ３６の駆動によって回転して、空気取入口２４乃至空気取入口２６から空調ダクト２２内に吸引し、さらにこの空気をエバポレータ１８へ向けて送出する。このとき、空気取入口切換ダンパ３２による空気取入口２４、２６の開閉状態に応じて、空調ダクト２２内に外気又は内気が導入されるようになっている。

すなわち、空気取入口切換ダンパ３２が空気取入口２４を閉止した状態では、内気が空調ダクト２２内に導入される内気循環モードとなり、空気取入口切換ダンパ３２が空気取入口２６を閉止した状態では、外気が空調ダクト２２内に導入される外気導入モードとなる。

エバポレータ１８の下流側には、エアミックスダンパ３８及びヒータコア４０が設けられている。エアミックスダンパ３８は、サーボモータ４２（図２参照）の駆動によって回動してエバポレータ１８後の空気の、ヒータコア４０を通過する量とヒータコア４０をバイパスする量を調整する。ヒータコア４０は、エアミックスダンパ３８によって案内された空気を加熱する。

エバポレータ１８後の空気は、エアミックスダンパ３８の開度に応じてヒータコア４０へ案内されて加熱され、さらに、ヒータコア４０によって加熱されていない空気と混合された後、空気吹出し口２８へ向けて送出される。車両用空調装置１０では、エアミックスダンパ３８をコントロールしてヒータコア４０により加熱される空気の量を調節することで、空気吹出し口２８から車室内へ向けて吹き出す空気の温調を行う。

空気吹出し口２８の近傍には、空気吹出口切換ダンパ４４が設けられている。車両用空調装置１０では、これらの空気吹出口切換ダンパ４４によって空気吹出し口２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃを開閉することにより、温調した空気を所望の位置から車室内へ吹き出すことができる。なお、この空気吹出口切換ダンパ４４の作動は、車両用空調装置１０が設定された運転モードに応じてサーボモータ４６を駆動して行うものとして説明するが、乗員がマニュアル操作で機械的に空気吹出し口２８の開閉操作ができるものでもよい。

次に、本実施形態に係る車両用空調装置１０の制御系の構成について説明する。図２には、本実施形態に係る車両用空調装置１０の制御系の概略ブロック図を示した。

車両用空調装置１０は、図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＣＰＵ等を含むマイクロコンピュータで構成された空調制御部５０を備えている。

空調制御部５０には、空気取入口切換ダンパ３２を駆動するサーボモータ３４、エアミックスダンパ３８を駆動するサーボモータ４２、空気吹出口切換ダンパ４４を駆動するサーボモータ４６、コンプレッサ１２の吸入圧をコントロールする電磁弁２０、コンプレッサ１２を駆動する電動モータ７０、ブロアファン３０を駆動するブロアモータ３６、及びヒータコア４０を制御するヒータ制御部７２がそれぞれ接続されている。

また、空調制御部５０には、室内の空調温度の設定と共に、ブロアファン３０の風量や空気取入れ口、空気吹出し口の設定等をマニュアルモードで行うかオートモードで行うか、外気導入モードか内気循環モードで行うか、及び温調した空気を吹き出す空気吹出し口２８の設定等の動作モード（空調条件）を設定するための操作パネル５４が接続されている。車両用空調装置１０は、操作パネル５４の操作によって乗員が設定した空調条件に基づいて動作する。なお、乗員が設定した空調条件は、後述するメモリ６６に記憶される。

また、車両用空調装置１０には、エバポレータ後の空気の温度（以下、エバポレータ後の温度という）を検出するエバポレータ後温度センサ５６、車外の外気温度を検出する外気温度センサ５８、車室内の温度を検出する車室内温度センサ６０、日射センサ６２、受信部６４、例えばフラッシュＲＯＭ等の不揮発性のメモリ６６、及びプレ空調メインスイッチ６８が設けられており、これらが空調制御部５０にそれぞれ接続されている。

エバポレータ後温度センサ５６は、例えばサーミスター等により構成され、エバポレータ後の空気の温度を抵抗変化として感知し、エバポレータ後の空気の温度に応じたエバポレータ後温度信号を空調制御部５０へ出力する。このエバポレータ後温度センサ５６は、エバポレータ１８の後部に設置される。

外気温度センサ５８は、例えばサーミスター等により構成され、外気温度を抵抗変化として感知し、外気温度に応じた外気温信号を空調制御部５０へ出力する。この外気温度センサ５８は、例えば車両のフロントバンパーリインホースメントの下部等に設置される。

車室内温度センサ６０は、例えばサーミスター等により構成され、車室内の温度を抵抗変化として感知し、車室内温度に応じた内気温信号を空調制御部５０へ出力する。この車室内温度センサ６０は、例えば車両のインストルメントパネル内等の所定位置に設置される。

日射センサ６２は、フォトダイオード等の光検出手段等により構成され、日射量に応じた日射量信号を空調制御部５０へ出力する。この日射センサ６２は、例えば車両のインストルメントパネル上部のデフロスタ吹出し口付近に設置される。

受信部６４は、図３に示すような車両のリモコンキー８０から送信された各種の信号を受信する。

メモリ６６は、後述するプレ空調制御ルーチンの制御プログラムや、乗員が設定した空調条件等が記憶される。

プレ空調メインスイッチ６８は、後述するプレ空調の実行を許可するか否かを乗員が設定するためのスイッチであり、このスイッチがオンに設定された場合には、プレ空調の実行が許可され、オフに設定された場合には、プレ空調の実行が禁止される。

リモコンキー８０は、図３（Ａ）に示すように、車両のキー挿入口に挿入される鍵部８２に把持部８４が取り付けられた構成である。把持部８４には、車両のドアをロックするためのロックボタン８６、車両のドアのロックを解除するためのアンロックボタン８８、後述するプレ空調の実行を指示するためのプレ空調ボタン９０が設けられている。

同図（Ｂ）には、リモコンキー８０の制御系のブロック図を示した。同図（Ｂ）に示すように、リモコンキー８０は、図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＣＰＵ等を含むマイクロコンピュータで構成される制御部９２にロックボタン８６、アンロックボタン８８、プレ空調ボタン９０、及び送信部９４が接続された構成である。

制御部９２は、ロックボタン８６が押下されると、ロックボタン８６が押下されたことを示すロック信号を送信部９４により無線送信させる。この信号が車両側で受信された場合には、その車両のドアがロックされる。同様に、制御部９２は、アンロックボタン８８が押下されると、アンロックボタン８８が押下されたことを示すアンロック信号を送信部９４により無線送信させる。この信号が車両側で受信された場合には、その車両のドアがアンロックされる。

また、制御部９２は、プレ空調ボタン９０が押下されると、プレ空調ボタン９０が押下されたことを示すプレ空調信号を送信部９４により無線送信させる。この信号が車両側で受信され、かつ前述したプレ空調メインスイッチ６８がオンに設定されている場合には、後述するプレ空調制御が実行される。

空調制御部５０では、通常の空調運転時には、温度（設定温度）を含む空調条件が設定されると、空調条件と、環境条件（外気温度、車室内の温度、及び日射量等）と、に基づいて、車室内の空調制御を行う。

例えば、オートモードが設定されている場合には、設定温度及び環境条件に基づいて、車室内を設定温度とするための目標吹出し温度（空気吹出し口から吹出される空気の目標温度）、エアミックスダンパ３８の開度、ブロアレベル（ブロアファン３０の風量）、空気取入れ口、空気吹出し口等を設定し、この設定結果に基づいて、コンプレッサ１２の吸入圧（コンプレッサ１２の能力）、ブロアファン３０、空気取入口切換ダンパ３２、エアミックスダンパ３８、及び空気吹出口切換ダンパ４４等を駆動する各モータ等を制御することにより、車室内の空調を行う。

また、マニュアルモード（オートモードオフ）が設定されている場合には、設定温度及び環境条件に基づいて目標吹出し温度及びエアミックスダンパ３８の開度等を設定し、この設定及び操作パネル５４の操作により選択された空気取入れ口、空気吹出し口、ブロアレベル等の空調条件に基づいて、コンプレッサ１２の吸入圧、ブロアファン３０、空気取入口切換ダンパ３２、エアミックスダンパ３８、及び空気吹出口切換ダンパ４４等を駆動する各モータ等を制御することにより、車室内の空調を行う。

また、空調制御部５０は、車両に乗員が乗車していない状態においてリモコンキー８０から送信されたプレ空調信号を受信部６４で受信し、かつプレ空調メインスイッチ６８がオンに設定されている場合、後述するプレ空調制御を実行する。このプレ空調制御では、乗員が乗車する前に車室内の空調を行い、乗員が乗車した際の快適性を向上させる。

さらに、空調制御部５０は、エンジン制御部１００と接続されている。エンジン制御部１００は、走行モータ１０２及びエンジン１０４、発電機１０６、ＳＯＣ（State of Charge）センサ１０８、メモリ１１０、及びイグニッションキー１１２が接続されている。

エンジン制御部１００は、車両の前輪及び後輪の少なくとも一つに動力を供給する走行モータ１０２及びエンジン１０４の少なくとも一つを駆動することにより、車両を走行させる。

発電機１０６は、エンジン１０４の稼働によって駆動され、発電した電力はバッテリー１１４に蓄電される。なお、走行モータ１０２による走行中の減速時に発生する回生電力もバッテリー１１４に蓄電される。ＳＯＣセンサ１０８は、バッテリー１１４の残容量（蓄電量）を検出する。

エンジン制御部１００は、ＳＯＣセンサ１０８により検出されたバッテリー１１４の残容量が走行モータ１０２で車両を走行させるのに必要な容量以上である場合、発進時、低速走行時や緩やかな坂を下っているとき等、エンジンの燃費に関する効率（以下、エンジン効率という）が悪い状態では、走行モータ１０２を駆動して車両を走行させる。また、バッテリーの残容量が走行モータ１０２で車両を走行させるのに必要な容量以上でない場合や、中高速走行時等のエンジン効率が良い状態では、エンジン１０４を駆動して車両を走行させる。さらに、加速時、急加速時等には、エンジン１０４を駆動して車両を走行させると共に、走行モータ１０２を駆動することによりエンジン１０４による駆動力をアシストさせる。

メモリ１１０には、後述するエンジン制御部１００で実行される制御ルーチンのプログラムや、各種パラメータ等が記憶される。

なお、本実施形態では、走行モータ１０２と発電機１０６とを別個独立とした構成としているが、これらを兼用した構成としてもよい。

次に、本実施形態の作用として、エンジン制御部１００及び空調制御部５０で実行される制御ルーチンについて説明する。

まず、エンジン制御部１００で実行される制御ルーチンについて図４に示すフローチャートを参照して説明する。

ステップ２００では、車両のイグニッションキー１１２がオンされたか否かを判断し、イグニッションキー１１２がオンされた場合には、ステップ２０２へ移行する。

ステップ２０２では、プレ空調メインスイッチ６８がオンに設定されているか否かを判断する。これは、空調制御部５０にプレ空調メインスイッチ６８がオンに設定されているか否かを問い合わせることにより判断することができる。

そして、プレ空調メインスイッチ６８がオンに設定されている場合には、ステップ２０４へ移行し、充電優先制御を行う。一方、プレ空調メインスイッチ６８がオフに設定されている場合には、ステップ２０６へ移行し、通常制御を行う。

ここで、充電優先制御とは、エンジン１０４の燃費よりも、バッテリー１１４への充電を優先させるように走行モータ１０２及びエンジン１０４の駆動を制御するものであり、通常制御とは、バッテリー１１４への充電よりもエンジン１０４の燃費を優先させるように走行モータ１０２及びエンジン１０４の駆動を制御するものである。

すなわち、充電優先制御では、エンジン１０４が駆動される割合が通常制御よりも高くなるように制御し、発電機１０６による発電率を高めてバッテリー１１４を充電させる。例えば、低速走行時や緩やかな坂を下っているとき等、エンジン効率が比較的悪い領域のように、本来は走行モータ１０２によって車両を走行させるべき領域であっても、エンジン１０４による走行を行い、バッテリー１１４を充電させる。

そして、ステップ２０８では、イグニッションキー１１２がオフされたか否か、すなわち車両の運転が停止されたか否かを判断する。イグニッションキー１１２がオフされたと判断された場合には、ステップ２１０へ移行し、イグニッションキー１１２がオフされていない場合には、ステップ２０２へ戻り、上記と同様の処理を繰り返す。すなわち、プレ空調メインスイッチ６８がオンであれば充電優先制御を行い、プレ空調メインスイッチ６８がオフであれば通常制御を行う。

ステップ２１０では、プレ空調メインスイッチ６８がオンに設定されているか否かをステップ２０２と同様に判断する。そして、プレ空調メインスイッチ６８がオンに設定されている場合には、ステップ２１２へ移行し、プレ空調メインスイッチ６８がオフに設定されている場合には、ステップ２１８へ移行する。

ステップ２１２では、ＳＯＣセンサ１０８により検出されたバッテリー１１４の残容量を取り込み、この残容量がプレ空調を実行するのに必要な予め定めた必要量以上であるか否かを判断する。

そして、バッテリー１１４の残容量が必要量以上の場合には、ステップ２１８へ移行してイグニッションをオフ、すなわち走行モータ１０２及びエンジン１０４の駆動を停止させる。

一方、バッテリー１１４の残容量が必要量未満である場合には、ステップ２１４へ移行し、エンジン１０４がオフ、すなわちエンジン１０４の駆動が停止しているか否かを判断する。そして、エンジン１０４が停止している場合には、ステップ２１６へ移行し、エンジン１０４を駆動させて、ステップ２１２へ戻る。すなわち、イグニッションキー１１２がオフされた場合にバッテリー１１４の残容量が必要量未満の場合には、必要量以上となるまでエンジン１０４を駆動させる。これにより、イグニッションをオフしたときのバッテリー１１４の残容量が必ず必要量以上となるので、次回プレ空調の実行が指示された場合には、必ずプレ空調を実行することができる。

なお、ステップ２１０〜２１６の処理を省略してもよい。この場合、常にプレ空調を実行できるとは限らないが、プレ空調メインスイッチ６８がオンしていれば、充電優先制御が実行されるので、従来と比較してプレ空調が実行される確率を高めることができる。また、ステップ２１０〜２１６の処理を省略した場合、ステップ２０４の充電優先制御において、バッテリー１１４の残容量が必要量以上か否かを判断し、必要量以上になるまでエンジン１０４を駆動させるように制御してもよい。これにより、ステップ２１０〜２１６の処理を省略した場合でも、イグニッションをオフしたときのバッテリー１１４の残容量が必ず必要量以上となるので、次回プレ空調の実行が指示された場合には、必ずプレ空調を実行することができる。

次に、空調制御部５０で実行される制御ルーチンについて、図５に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、ステップ３０２では、プレ空調が指示されたか否か、すなわち、乗員が乗車していない状態において、リモコンキー８０から送信されたプレ空調信号を受信したか否かを判断する。なお、乗員が乗車していない状態か否かは、例えばイグニッションキー１１２がオフか否かを判断することにより行う。

そして、車外から乗員がリモコンキー８０のプレ空調ボタン９０を押下し、プレ空調信号が受信部６４で受信されると、ステップ３０４へ移行する。

ステップ３０４では、メモリ６６に記憶された空調条件を読み出し、次のステップ３０６では、環境条件、すなわち、外気温度、車室内温度、外気温度、及び日射量を各センサから入力する。

ステップ３０８では、空調条件（設定温度）及び環境条件に基づいて、目標吹出し温度を演算すると共に、エアミックスダンパ３８の開度、ブロアレベル、空気取入れ口、空気吹出し口等を設定する。

目標吹出し温度Ｔ_AOは、設定温度Ｔ_SET、車室内温度Ｔ_R、外気温度Ｔ_AM、日射量Ｔ_Sから一般的に次式を用いて演算することができる。

Ｔ_AO＝ｋ₁・Ｔ_SET−ｋ₂・Ｔ_R−ｋ₃・Ｔ_AM−ｋ₄・Ｔ_S＋Ｃ …（１）
（但し、ｋ₁、ｋ₂、ｋ₃、ｋ₄、Ｃは予め設定された定数）
ステップ３１０では、プレ空調を実行する。すなわち、ステップ３０６での設定結果に基づいて、コンプレッサ１２の吸入圧、ブロアファン３０、空気取入口切換ダンパ３２、エアミックスダンパ３８、及び空気吹出口切換ダンパ４４等を駆動する各モータ等を制御することにより、車室内のプレ空調を行う。

なお、プレ空調を実行する際、車両が走行中等に実行する通常空調時よりも能力を低下させて実行するようにしてもよい。これは車両が停止中にコンプレッサ１２や各モータ等を通常の空調時と同様に動作させてしまうと、環境条件によってはバッテリー容量が急激に低下してしまう場合も考えられるからである。能力を低下させて空調制御する場合には、例えば断続的に冷房運転や暖房運転を行ったり、冷房運転であれば目標吹出し温度を通常の目標吹出し温度よりも高めに設定したり、暖房運転であれば目標吹出し温度を通常の目標吹出し温度よりも低めに設定する。これにより、バッテリー容量が急激に低下するのを防ぐことができる。なお、環境条件に応じてプレ空調時の能力の低下の度合いを調整してもよい。

また、プレ空調を実行する前に、プレ空調が実行可能か否かを判断し、実行可能と判断された場合にプレ空調を実行するようにしてもよい。すなわち、車両のバッテリーの残容量が必要量以上か否かを判断し、必要量以上の場合に限ってプレ空調を実行するようにする。これにより、より安全にプレ空調を実行することができる。

なお、プレ空調時に、車室内の空気調和に加えて又は代えて、シートヒータやステアリングリングヒータを作動させてプレ暖房を行ったり、リヤデフォッガ、ミラーヒータ、ウィンドウヒーティングシステム、ワイパデアイサ等を作動させて、事前に霜を除去するようにしたり、エンジンを円滑に始動させるためのブロックヒータを作動させてエンジンの始動性を向上させるようにしてもよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図６には、本実施形態に係る車両用空調装置１１のブロック図を示した。車両用空調装置１１が図２の車両用空調装置１０と異なる点は、プレ空調メインスイッチ６８がなく、タイマ６９が設けられている点だけである。その他の部分は車両用空調装置１０と同様の構成であるため、説明は省略する。

次に、エンジン制御部１００で実行される制御ルーチンについて、図７に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図４に示すフローチャートと異なる処理にはステップ番号の末尾に‘Ａ’を付した。

図６に示すように、図４に示す制御ルーチンと異なる点は、ステップ２０２Ａの処理のみであるため、その他の処理については説明は省略する。

ステップ２０２Ａでは、プレ空調作動頻度が予め定めた所定レベル以上であるか否かを判断する。プレ空調作動頻度は、後述するように空調制御部５０によって演算される。従って、ステップ２０２Ａでは、プレ空調作動頻度が所定レベル以上か否かを空調制御部５０に問い合わせ、プレ空調作動頻度が所定レベル以上か否かを判断する。そして、プレ空調作動頻度が所定レベル以上の場合には、ステップ２０４で充電優先制御を行い、プレ空調作動頻度が所定レベル未満の場合には、ステップ２０６で通常制御を行う。

次に、空調制御部５０で実行される制御ルーチンについて、図８に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図５に示す制御ルーチンと同じ処理を行うステップについては同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

まず、ステップ３００において、タイマ６９から現在日時を取得し、経過日数をカウントする。これは、所定時間毎にタイマ６９から現在日時を取得し、日が更新される毎にカウント値をインクリメントする。なお、経過日数は本ルーチンが実行される前に零にリセットされているものとする。

そして、ステップ３０２でプレ空調の実行を指示されたか否かを判断し、実行を指示された場合にはステップ３０３へ移行し、実行を指示されていない場合には、ステップ３００へ戻って経過日数をカウントする。

ステップ３０３では、経過日数をリセットし、ステップ３０４〜３１０において第１実施形態で説明したのと同様の処理を行う。

すなわち、カウントされた経過日数は、プレ空調を実行してから次にプレ空調を実行するまでの日数であり、プレ空調の実行間隔である。本実施形態では、この経過日数が所定閾値未満の場合をプレ空調作動頻度が所定レベル以上とし、経過日数が所定閾値以上の場合をプレ空調作動頻度が所定レベル未満とし、これをメモリ６６に記憶しておく。そして、図８のフローチャートでは省略したが、エンジン制御部１００から要求があった場合には、プレ空調作動頻度が所定レベル以上であるか否かをエンジン制御部１００へ送信する。なお、所定閾値は、経過日数がこの値未満の場合にはプレ空調作動頻度が多く、バッテリー１１４の残容量がプレ空調に必要な必要量に満たない可能性があると見込まれる値に設定される。例えば、週末のみに運転するドライバーの場合を考慮し、一例として所定閾値は１０日とすることができる。この場合、１０日以上プレ空調が実行されなかった場合には、プレ空調作動頻度は少ないので通常制御が実行され、１０日未満の場合にはプレ空調作動頻度が多いので充電優先制御が実行されることとなる。

エンジン制御部１００では、図７のステップ２０２Ａにおいて、経過日数に基づくプレ空調作動頻度が予め定めた所定レベル以上か否かを判断し、所定レベル以上の場合にはステップ２０４で充電優先制御を行い、所定レベル未満の場合にはステップ２０６で通常制御を行う。

このように、プレ空調の作動頻度に基づいて充電優先制御を実行するか否かを判断するので、乗員に応じた無駄のない充電を行うことができ、燃費とプレ空調の作動との両立を図ることができる。

また、図９に示すフローチャートのように、ステップ３０３において図１０に示すようなプレ空調作動頻度演算処理を実行するようにしてもよい。

この場合、図１０に示すように、ステップ４００においてイグニッションキー１１２がオンされた回数Ｉをエンジン制御部１００に問い合わせて取得する。エンジン制御部１００では、図７に示すフローチャートでは省略したが、ステップ２００においてイグニッションキー１１２がオンされたと判断すると、回数Ｉをインクリメントしてメモリ１１０に記憶しておく。そして、空調制御部５０から問い合わせがあった場合には、回数Ｉを空調制御部５０へ送信する。

次に、ステップ４０２では、プレ空調作動回数Ｐをインクリメントし、メモリ６６に記憶する。そして、ステップ４０４において、プレ空調作動頻度Ｈ（％）を次式により演算する。

Ｈ＝（Ｐ／Ｉ）×１００ ・・・（２）
すなわち、プレ空調作動頻度Ｈは、イグニッションキー１１２がオンされた回数に対するプレ空調が指示された回数の割合を示している。なお、図９，１０では省略したが、空調制御部５０は、エンジン制御部１００からプレ空調作動頻度の問い合わせがあった場合には、プレ空調作動頻度Ｈをエンジン制御部１００へ送信する。

エンジン制御部１００では、図７のステップ２０２Ａにおいて、プレ空調作動頻度が所定レベル以上か否かを判断する。この場合の所定レベルは、プレ空調作動頻度がこの値以上の場合にはプレ空調作動頻度が多く、バッテリー１１４の残容量がプレ空調に必要な必要量に満たない可能性があると見込まれる値に設定され、例えば５０（％）に設定される。

この場合、図１１に示すように、例えば春や秋はプレ空調作動頻度が５０％を下回るので通常制御が実行され、夏や冬はプレ空調作動頻度が５０％以上となって充電優先制御が実行される。

このように、プレ空調の作動頻度に応じて制御を切り替えるので、乗員のプレ空調の作動頻度に応じて適正に燃費とプレ空調の作動との両立を図ることができる。

なお、上記実施形態では、ハイブリッド車に本発明を適用した場合について説明したが、エンジンのみを駆動源とする車両にも本発明を適用可能である。この場合、エンジンの回転数等を制御することにより充電優先制御と通常制御とを切り替えることが可能であり、例えば充電優先制御では通常制御よりもエンジンの回転数が高めとなるように制御すればよい。

本発明に係る車両用空調装置の概略構成を示す図である。 第１実施形態に本発明に係る車両用空調装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。 （Ａ）はリモコンキーの外観図、（Ｂ）はリモコンキーの概略ブロック図である。 第１実施形態に係るエンジン制御部で実行される制御ルーチンを示すフローチャートである。 第１実施形態に係る空調制御部で実行される制御ルーチンを示すフローチャートである。 第２実施形態に本発明に係る車両用空調装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係るエンジン制御部で実行される制御ルーチンを示すフローチャートである。 第２実施形態に係る空調制御部で実行される制御ルーチンを示すフローチャートである。 第２実施形態に係る空調制御部で実行されるメインルーチンを示すフローチャートである。 第２実施形態に係る空調制御部で実行されるプレ空調作動頻度演算ルーチンを示すフローチャートである。 季節とプレ空調作動頻度との関係を示す線図である。

符号の説明

１０、１１ 車両用空調装置
５０ 空調制御部（空調制御手段、演算手段）
６８ プレ空調メインスイッチ（設定手段）
６９ タイマ
１００ エンジン制御部（駆動源制御手段、判断手段）
１０２ 走行モータ
１０４ エンジン
１０６ 発電機
１０８ ＳＯＣセンサ（検出手段）
１１０ メモリ
１１２ イグニッションキー
１１４ バッテリー（蓄電手段）

Claims (11)

1. 少なくともエンジンを駆動源とする車両の車室内の空調を行う車両用空調装置において、
   前記エンジンの駆動によって充電される蓄電手段から供給された電力により、前記車室内に設けられた空気吹出し口から吹出される空気の温度及び風量の少なくとも一つを調節する調節手段と、
   前記エンジンの燃費向上よりも前記蓄電手段への充電を優先させるように前記エンジンを制御する充電優先制御と、前記エンジンの燃費向上を優先させるように前記エンジンを制御する通常制御と、の何れかを選択して実行する駆動源制御手段と、
   乗員の乗車前に前記車室内の空調を行うプレ空調の実行を指示された場合に、前記蓄電手段から供給された電力により前記調節手段をプレ空調制御する空調制御手段と、
   前記プレ空調の作動を許可するか否かを設定するための設定手段と、
   を備え、
   前記駆動源制御手段は、前記設定手段により前記プレ空調の作動を許可すると設定された場合には前記充電優先制御を実行し、前記設定手段により前記プレ空調の作動を禁止すると設定された場合には前記通常制御を実行する
   ことを特徴とする車両用空調装置。
2. 少なくともエンジンを駆動源とする車両の車室内の空調を行う車両用空調装置において、
   前記エンジンの駆動によって充電される蓄電手段から供給された電力により、前記車室内に設けられた空気吹出し口から吹出される空気の温度及び風量の少なくとも一つを調節する調節手段と、
   前記エンジンの燃費向上よりも前記蓄電手段への充電を優先させるように前記エンジンを制御する充電優先制御と、前記エンジンの燃費向上を優先させるように前記エンジンを制御する通常制御と、の何れかを選択して実行する駆動源制御手段と、
   乗員の乗車前に前記車室内の空調を行うプレ空調の実行を指示された場合に、前記蓄電手段から供給された電力により前記調節手段をプレ空調制御する空調制御手段と、
   前記プレ空調制御の作動頻度を演算する演算手段と、
   を備え、
   前記駆動源制御手段は、前記演算手段により演算された作動頻度が予め定めた所定レベル以上の場合には前記充電優先制御を実行し、前記作動頻度が所定レベル未満の場合には前記通常制御を実行する
   ことを特徴とする車両用空調装置。
3. 前記演算手段は、前記プレ空調の実行の指示間隔に基づいて前記作動頻度を演算することを特徴とする請求項２記載の車両用空調装置。
4. 前記演算手段は、前記車両のイグニッションスイッチをオンした回数に対する前記プレ空調の実行の指示回数の割合を前記作動頻度として演算することを特徴とする請求項２記載の車両用空調装置。
5. 前記蓄電手段の蓄電量を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された蓄電量が、前記プレ空調制御の実行が可能となる予め定めた必要量以上か否かを判断する判断手段と、をさらに備え、
   前記駆動源制御手段は、前記蓄電量が前記予め定めた必要量未満と判断された場合、前記蓄電量が前記必要量以上となるように前記エンジンを駆動することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の車両用空調装置。
6. 前記車両のイグニッションスイッチがオフされた時の前記蓄電量が前記必要量未満の場合、前記駆動源制御手段は、前記蓄電量が前記必要量以上になるまで前記エンジンを駆動させることを特徴とする請求項５記載の車両用空調装置。
7. 少なくともエンジンを駆動源とする車両の車室内の空調を行う車両用空調装置において、
   前記エンジンの駆動によって充電される蓄電手段から供給された電力により、前記車室内に設けられた空気吹出し口から吹出される空気の温度及び風量の少なくとも一つを調節する調節手段と、
   前記エンジンの燃費向上よりも前記蓄電手段への充電を優先させるように前記エンジンを制御する充電優先制御と、前記エンジンの燃費向上を優先させるように前記エンジンを制御する通常制御と、の何れかを選択して実行する駆動源制御手段と、
   乗員の乗車前に前記車室内の空調を行うプレ空調の実行を指示された場合に、前記蓄電手段から供給された電力により前記調節手段をプレ空調制御する空調制御手段と、
   前記蓄電手段の蓄電量を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された蓄電量が、前記プレ空調制御の実行が可能となる予め定めた必要量以上か否かを判断する判断手段と、
   を備え、
   前記車両のイグニッションスイッチがオフされた時の前記蓄電量が前記必要量未満の場合、前記駆動源制御手段は、前記蓄電量が前記必要量以上になるまで前記エンジンを駆動させる
   ことを特徴とする車両用空調装置。
8. 前記プレ空調の作動を許可するか否かを設定するための設定手段をさらに備え、
   前記駆動源制御手段は、前記設定手段により前記プレ空調の作動を許可すると設定された場合には前記充電優先制御を実行し、前記設定手段により前記プレ空調の作動を禁止すると設定された場合には前記通常制御を実行することを特徴とする請求項７記載の車両用空調装置。
9. 前記プレ空調制御の作動頻度を演算する演算手段をさらに備え、
   前記駆動源制御手段は、前記演算手段により演算された作動頻度が予め定めた所定レベル以上の場合には前記充電優先制御を実行し、前記作動頻度が所定レベル未満の場合には前記通常制御を実行することを特徴とする請求項７記載の車両用空調装置。
10. 前記演算手段は、前記プレ空調の実行の指示間隔に基づいて前記作動頻度を演算することを特徴とする請求項９記載の車両用空調装置。
11. 前記演算手段は、前記車両のイグニッションスイッチをオンした回数に対する前記プレ空調の実行の指示回数の割合を前記作動頻度として演算することを特徴とする請求項９記載の車両用空調装置。

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