JP6907953B2 - 空調制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、無人走行が可能な車両に搭載される空調制御装置に関する。

特許文献１は、有人走行中は対人用制御である空調用のコンプレッサなどを運転し、無人走行中は空調用のコンプレッサなどを停止する制御装置を開示する。無人走行を行う車両において、不要な空調を控えるなどの効率的な空調運転を実施することで燃費を向上させることが求められている。

特開２００１−１７８７号公報

従来技術の構成では、無人走行と判断された場合に空調用のコンプレッサなどを停止して空調運転を停止している。このため、無人走行後に車両に乗り込んだ乗員が快適な車内空間に空調が完了されるまでに多くの時間とエネルギーを要してしまう。また、無人運転中も常に空調運転を行うこととすると空調運転で多くのエネルギーを消費してしまう。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、車両用空調装置にはさらなる改良が求められている。

開示される目的は、無人状態で事前に適切な空調制御を行う空調制御装置を提供することである。

本開示は、車両に搭載される空調制御装置であって、車両への乗員の乗車状態及び車両の走行状態を判定する判定部（５２）と、判定部の判定結果に基づいて温度調整を伴う空調制御を実行する出力部（５３）と、を備える。出力部は、判定結果が車両の無人状態且つ走行状態を示すものである場合に空調制御を実行し、判定結果が車両の無人状態且つ停車状態を示すものである場合に空調制御の実行を停止する。

本開示によれば、無人走行中に空調運転を行い、停車中は空調運転を停止する。これにより、放熱器を走行風で冷却できるため効率的な空調運転が可能である。

尚、「課題を解決するための手段」及び「特許請求の範囲」に記載した括弧内の符号は、後述する「発明を実施するための形態」との対応関係を示すものであって、「課題を解決するための手段」及び「特許請求の範囲」が、後述する「発明を実施するための形態」に限定されることを示すものではない。

本開示によれば、無人状態で事前に適切な空調制御を行う空調制御装置を提供することができる。

図１は、車両用空調装置のブロック図である。 図２は、車両用空調装置の制御に関するフローチャートである。 図３は、図２のフローチャートにおけるステップＳ１５１のフローチャートである。 図４は、第２実施形態の車両用空調装置のブロック図である。 図５は、第２実施形態の制御に関するフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

第１実施形態
車両用空調装置１は、車両に搭載されている。車両用空調装置１は、車室内の冷房、暖房、および／または換気を提供する。車両用空調装置１は、車室内に温度調整された空調風を送風して冷暖房を行う。車両用空調装置１は、車室内の空気を車室外に吐き出し、車室外の空気を車室内に取り込んで換気する。

車両は車両制御装置（以下、車両ＥＣＵと示す）１０によってその駆動が制御されている。言い換えると、車両ＥＣＵ１０は、車両の走行制御や車両の走行に必要な冷却系統などの制御を行う。

図１において、車両ＥＣＵ１０には、周辺監視センサ２１、人体検知センサ２２、車速センサ２３、第１水温センサ２４、予約設定手段２５、カーナビゲーション装置２６が接続されている。車両ＥＣＵ１０には、各接続部品からの検出結果である信号が入力される。

周辺監視センサ２１は、車両周囲における外部環境のデータを取得するセンサである。周辺監視センサ２１は、車両の進行方向である車両前方に向けて備えたカメラである。周辺監視センサ２１は、車両前方の障害物の有無を検知するレーダーでもよい。また、周辺監視センサ２１としてカメラとレーダーとの両方の装置を用いてもよい。車両ＥＣＵ１０は、周辺監視センサ２１を用いて、車両周囲の外部環境データなどの車両の無人走行制御に必要なデータを取得する。

人体検知センサ２２は、車室内が無人状態か有人状態かを判断する無人判断手段である。人体検知センサ２２は、座席に設けられて、乗員の着座による荷重を受けて有人状態であるか否かを判断する着座センサである。着座センサは、車両内の複数の座席に個別に設けられており、どの座席に乗員が着座しているかを検知する。人体検知センサ２２は、着座センサに限られない。人体検知センサ２２は、シートベルトの装着の有無を検知するシートベルトセンサでもよい。人体検知センサ２２は、人体から放射される赤外線を検知する赤外線センサでもよい。赤外線センサは、乗員が座席に座っていない状態であっても車室内が有人状態であるか否かを判断可能である。

車速センサ２３は、車両の走行速度を検出するセンサである。車速センサ２３は、車両の車輪に設けられて、車輪の回転速度を検出する。これにより、車両の走行速度である車速を算出する。

第１水温センサ２４は、エンジン冷却水の循環経路であって、エンジン３１の出口付近に設けられている温度センサである。第１水温センサ２４は、エンジン３１と熱交換して温度が上昇した直後のエンジン冷却水の温度を検知する。

予約設定手段２５は、利用者が車両の予約を設定する操作手段である。車両ＥＣＵ１０は、予約設定によってあらかじめ指定された時間に指定された場所まで車両を自動運転する制御を行う。予約設定手段２５は、スマートフォンやパソコンなどの車室外の通信用端末である。予約設定手段２５は、車室内部に設けられた操作端末であってもよい。この場合、乗車中の乗員が次回の乗車予定時刻や乗車予定場所などの情報を入力することで、予約設定を行う。予約設定手段２５では、車室内の目標温度や、車室内の音楽の有無などの情報も設定可能である。

カーナビゲーション装置２６は、設定された目的地の情報とＧＰＳで取得した車両の現在地情報とを用いて、最適な走行ルートの決定と予想される所要時間の算出を行う。目的地までの所要時間は、現在地から目的地までの直線距離に迂回係数をかけて算出した距離情報を速度情報（例えば、時速４０ｋｍ）で割ることで算出する。所要時間の算出において渋滞情報を取得して、渋滞が発生している場合には所要時間を長くするなどの補正を行ってもよい。

車両ＥＣＵ１０には、走行に必要な装置であるエンジン３１、アクセル３３、ブレーキ３４、ステアリング３５が接続されている。車両ＥＣＵ１０には、走行に必要な装置を冷却するための冷却装置であるエンジン用ラジエータファン３６、電動ウォータポンプ３７が接続されている。車両ＥＣＵ１０からは、各接続部品を制御する信号が出力される。

エンジン３１は、車両が走行するための車両動力である。エンジン３１は、燃料を燃焼させた際に発生する燃焼ガスによって動力を得る内燃機関である。エンジン３１により発生した動力は、空調装置の冷房用熱交換器に冷媒を圧縮して循環させるコンプレッサの動力にも使用される。

アクセル３３は、車両の加速を行う装置である。ブレーキ３４は、車両の減速を行う装置である。車両ＥＣＵ１０は、アクセル３３とブレーキ３４を制御することで、車両の加速や減速を行うことで車速を制御する。

ステアリング３５は、タイヤの向きを制御する装置である。車両ＥＣＵ１０は、ステアリング３５を制御することで、車両の進行方向を制御する。

エンジン用ラジエータファン３６は、エンジン冷却水が循環する放熱器であるエンジン用ラジエータに対して送風する送風機である。エンジン用ラジエータファン３６は、車両前部に設けられたエンジン用ラジエータの前方に設けられている。言い換えると、エンジン用ラジエータファン３６は、エンジン用ラジエータに対向して設けられている。エンジン用ラジエータファン３６は、車両の前部から後方に向かって送風する。言い換えると、走行中の車両が受ける走行風と同じ方向に送風する。

車両ＥＣＵ１０は、電動ウォータポンプ３７と接続されている。電動ウォータポンプ３７は、車両動力であるエンジン３１を冷却するエンジン冷却水を循環するための動力として駆動されるポンプである。電動ウォータポンプ３７は、車両ＥＣＵ１０によって駆動のオンオフに加えて出力の強弱も制御される。

このほか、車両ＥＣＵ１０は、トランスミッションやヘッドライトやウィンカーやワイパーなど走行に使用するあらゆる装置の制御を行う。車両ＥＣＵ１０は、空調運転に関する制御を行う空調制御装置（以下、空調ＥＣＵと示す）５０と相互に通信可能に接続されている。

空調ＥＣＵ５０は、入力部５１と、判定部５２と、出力部５３と、記憶部５４とを備えている。入力部５１は、センサなどの各接続部品から出力された信号を受信する。判定部５２は、入力部５１に入力された情報に基づいて演算を行い、空調制御内容を判定する。出力部５３は、判定部５２で判定した空調制御内容を制御対象である各接続部品に送信する。記憶部５４は、入力部５１で受信した情報や、判定部５２で判定した判定結果などを記憶する。

空調ＥＣＵ５０には、内気センサ６１、外気センサ６２、日射センサ６３、空調設定手段６４、蒸発器温度センサ６５が接続されている。空調ＥＣＵ５０には、各接続部品からの検出結果である信号が入力される。

内気センサ６１は、車室内の温度を測定する温度センサである。内気センサ６１は、車室内のインストルメントパネル内に配置されている。外気センサ６２は、車室外の温度を測定する温度センサである。外気センサ６２は、エンジンルーム内の熱気の影響を受けにくい、フロントバンパー裏に配置されている。日射センサ６３は、車両に照射される太陽光の日射強度を測定するセンサである。日射センサ６３は、ダッシュボードの上面に設けられている。

空調設定手段６４は、乗員が車内の目標温度や、吹き出し風量の強さなどを設定可能な操作パネルである。空調設定手段６４は、車室内に設けられている。空調設定手段６４は、乗員が走行中に操作可能である。空調設定手段６４は、車室内に設けた操作パネルに限られない。空調設定手段６４は、スマートフォンやパソコンなどの車室外の通信用端末としてもよい。空調設定手段６４は、予約設定手段２５と同じ端末で空調設定と予約設定を可能としてもよい。

空調ＥＣＵ５０は、内気センサ６１、外気センサ６２、日射センサ６３の測定結果と、空調設定手段６４で入力された車内の目標温度等の情報とから空調風の吹き出し口近傍における目標温度である目標吹き出し口温度を算出する。空調ＥＣＵ５０は、算出した目標吹き出し口温度に基づいて空調運転を行う。

蒸発器温度センサ６５は、冷房用熱交換器である蒸発器の温度を測定する温度センサである。蒸発器温度センサ６５は、蒸発器の出口配管付近に設けられている。空調ＥＣＵ５０は、蒸発器温度センサ６５で測定した蒸発器の温度に基づき冷房運転を制御する。

空調ＥＣＵ５０には、室内ファン７１、吸入口ドア７２、エアミックスドア７３、コンデンサファン７４、クラッチ７５、ヒーター７７、窓７８が接続されている。空調ＥＣＵ５０からは、各接続部品を制御する信号が出力される。

室内ファン７１は、車室内に空調風を送風するファンである。室内ファン７１は、冷房用熱交換器である蒸発器と、暖房用熱交換器であるヒーターコアとに対して風を送風する。蒸発器およびヒーターコアと熱交換した風は空調風として吹き出し口から車室内に吹き出す。空調ＥＣＵ５０は、室内ファン７１を制御することにより空調風を車室内に送風して空調制御を行う。

吸入口ドア７２は、内気吸入口と外気吸入口との２種類の吸入口のどちらか一方を閉塞するドア部材である。吸入口ドア７２は、回転軸を中心に回動して開度を調整するロータリドアである。外気吸入口を閉塞した場合は、車室内において空調風を循環する。車室内で風を循環するモードは、内気モードである。内気吸入口を閉塞した場合は、車室外から取り込んだ風を車室内に送風する。車室外から車室内に風を取り込むモードは、外気モードである。

エアミックスドア７３は、冷房用熱交換器である蒸発器を通過した風と暖房用熱交換器であるヒーターコアとを熱交換させる割合を制御するドア部材である。エアミックスドア７３は、ヒーターコアの前方に位置して設けられている。エアミックスドア７３は、板ドアである。エアミックスドア７３がヒーターコアの前面を全体にわたって覆って閉じている場合は、蒸発器のみで熱交換を行った冷たい空調風が車室内に送風されることとなる。エアミックスドア７３がヒーターコアの前面から離れて開いている場合は、蒸発器とヒーターコアとの両方で熱交換を行った空調風が車室内に送風されることとなる。

コンデンサファン７４は、冷房用の冷凍サイクルの一部をなす放熱器であるコンデンサに送風する送風機である。コンデンサファン７４は、車両前部に設けられたコンデンサのさらに前方に設けられている。言い換えると、コンデンサファン７４は、コンデンサに対向して設けられている。コンデンサファン７４は、車両の前部から後方に向かって送風する。言い換えると、走行中の車両が受ける走行風と同じ方向に送風する。コンデンサファン７４とエンジン用ラジエータファン３６とは隣接して設けられている。

クラッチ７５は、エンジン３１と冷房用の冷凍サイクルをなすコンプレッサとの連結を制御する連結装置である。クラッチ７５は、磁力の有無により連結状態と解除状態とを制御するマグネットクラッチである。冷房運転を行う場合には、クラッチ７５を連結状態とする。すなわち、エンジン３１とコンプレッサとを連結して、エンジン３１を動力としてコンプレッサを駆動する。言い換えると、コンプレッサは車両動力であるエンジン３１を動力に利用して空調する空調装置である。したがって、車両が停車中に冷房運転を行う場合にはコンプレッサを駆動するためにエンジン３１を駆動する必要がある。一方、冷房運転を行わない場合には、クラッチ７５を解除状態とする。すなわち、エンジン３１とコンプレッサとを離してコンプレッサが駆動していない状態とする。

ヒーター７７は、車室内の暖房に用いる熱源である。ヒーター７７は、温度上昇にともない電気抵抗の値が正の係数をもって変化する性質を持つＰＴＣヒーターである。ヒーター７７は、ヒーターコアに追加して設けられて車室内の暖房に寄与するヒーターである。空調ＥＣＵ５０は、暖房が必要な場合にヒーター７７に通電して温度を上昇させる。ヒーター７７は、暖房に寄与するヒーターであればよい。例えば座席に設けられたシートヒータでもよい。

窓７８は、車室内に外気を取り込む換気機能を備えている。窓７８は、乗員が乗降のために開閉する扉の上部に設けられている。空調ＥＣＵ５０は、換気運転を行う場合に窓７８を開放して室内の空気を外に出すとともに、外気を車室内に取り込む。空調ＥＣＵ５０は、換気運転の完了後、窓７８を閉じる。

空調ＥＣＵ５０は、目標吹き出し口温度で空調風が吹き出されるように各装置を制御する。すなわち、空調ＥＣＵ５０は、室内ファン７１の回転数を制御する。空調ＥＣＵ５０は、吸入口ドア７２の切り替えを制御する。空調ＥＣＵ５０は、エアミックスドア７３の開度を制御する。空調ＥＣＵ５０は、コンデンサファン７４の回転数を制御する。空調ＥＣＵ５０は、クラッチ７５の連結と解除との切り替えを制御する。空調ＥＣＵ５０は、ヒーター７７の出力を制御する。空調ＥＣＵ５０は、窓７８の開閉を制御する。

次に、車両用空調装置１の制御処理を説明する。図２において、車両用空調装置１が空調制御を開始する場合、まず、ステップＳ１０１で人体検知センサ２２を用いて車室内の人の有無を検知する。人の有無を検出した後、ステップＳ１０２で、車室内が無人であるか否かを判定する。無人であると判定した場合には、ステップＳ１０３に進む。一方、無人ではないと判定した場合には、ステップＳ１９１に進む。

ステップＳ１９１では、有人空調モードで空調制御を行う。すなわち、現在乗車中の乗員が快適であると感じられるように空調を行う。言い換えると、有人空調モードでは、騒音などの温度以外の快適性の要素も考慮した空調運転を行う。より具体的には、有人空調モードでは室内ファン７１を無人状態における室内ファン７１の運転強度よりも低くする。言い換えると、室内ファン７１の回転数の上限を無人状態に比べて低くする。また、シートヒータは有人空調モードでのみ使用する。この場合、無人状態ではシートヒータに通電せず、乗員の着座後にシートヒータに通電して使用を開始する。有人空調モードでの空調運転を実施した後、空調運転を維持した状態でステップＳ１９９に進む。

ステップＳ１０３では、利用者が予約設定手段２５を用いて入力した乗車位置情報を取得する。乗車位置情報は、次に有人状態となると予想される情報を示す乗車予定情報である。乗車位置情報は、利用者が乗車しようとする住所を示す情報である。ただし、利用者が住所を直接入力するのではなく、建物名や場所の名前を入力して住所を検索するようにしてもよい。また、あらかじめ乗車位置情報として固定された乗車場所を設定しておき、利用者は必ず所定の乗車場所から乗車することにしてもよい。この場合、乗車位置情報は利用者が入力するのではなく、あらかじめ設定された乗車位置情報を読み出すことで取得する。乗車位置情報の取得後、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、予約設定手段２５を経由して利用者が入力した乗車時刻情報を取得する。乗車時刻情報は、次に有人状態となると予想される情報を示す乗車予定情報である。乗車時刻情報は、利用者が乗車しようとする時刻を示す情報である。例えば、１９時３０分などの時刻である。ただし、利用者が時刻を直接入力するのではなく、現在時刻からの経過時間を入力するようにしてもよい。すなわち、３０分後などの経過時間である。また、利用者が未来の時間ではなく現在時刻を入力できるようにしてもよい。すなわち、少しでも早く乗車したい利用者は現在時刻を入力する。この場合、乗車時刻情報としては、現在時刻もしくは過去の時刻を取得することとなる。乗車時刻情報の取得後、ステップＳ１０５に進む。

車両ＥＣＵ１０は、取得した乗車位置情報と乗車時刻情報とに基づき走行制御を開始する。すなわち、乗車時刻までに乗車位置にたどり着くように走行制御を行う。例えば、現在時刻が１９時であって、乗車時刻情報が１９時３０分であって、乗車位置情報が現在地から移動に１５分を要する場所に設定されている場合は、１９時１５分までは現在地で待機する。その後、１９時１５分に乗車位置に向けて走行を開始する。乗車時刻よりもわずかに早く到着するように走行制御を行ってもよい。ただし、乗車時刻情報として現在時刻が設定された場合など乗車時刻までに乗車位置に到着できない場合であっても、最も早く乗車位置にたどり着けるように走行制御を行う。

ステップＳ１０５では、乗車予定時間Ｔ１を算出する。乗車予定時間Ｔ１は、現在地から乗車位置までの移動に要する時間、または現在時刻から乗車時刻までの時間のどちらか長い方の時間である。現在地から乗車位置までの移動に要する時間は、カーナビゲーション装置２６から取得する。例えば、現在地から乗車位置までの移動に要する時間が１５分であり、現在時刻から乗車時刻までの時間が１時間であれば、乗車予定時間Ｔ１は１時間である。現在地から乗車位置までの移動に要する時間は、カーナビゲーション装置２６から取得するのではなく、車両ＥＣＵ１０により算出するなどしてもよい。また、通信装置を備え、外部で算出した現在地から乗車位置までの移動に要する時間を取得するようにしてもよい。乗車予定時間Ｔ１の算出後、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６では、空調予定時間Ｔ２を算出する。空調予定時間Ｔ２は、空調開始から空調完了までに要する所要時間である。空調予定時間Ｔ２は、内気センサ６１で測定した現在の車室内の温度と、目標温度との温度差を用いて、空調ＥＣＵ５０が記憶している特性マップにより決定する。目標温度は、予約設定手段２５を用いて利用者により入力された車室内の温度である。目標温度は、例えば２０℃である。空調予定時間Ｔ２は、特性マップにより決定するのではなく、車室内の温度と、目標温度との温度差を空調ＥＣＵ５０が記憶している関数により算出してもよい。また、空調予定時間Ｔ２を目標温度などから算出するのではなく、目標温度に到達するのに十分な時間を空調予定時間Ｔ２としてあらかじめ設定してもよい。この場合、空調予定時間Ｔ２は、例えば３０分などの固定された時間である。空調予定時間Ｔ２の算出後、ステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７では、乗車予定時間Ｔ１が空調予定時間Ｔ２とバッファ時間Ｔ０との合計時間よりも短いか否かを判断する。乗車予定時間Ｔ１が空調予定時間Ｔ２とバッファ時間Ｔ０との合計時間よりも短くなった場合にはステップＳ１０８に進む。一方、乗車予定時間Ｔ１が空調予定時間Ｔ２とバッファ時間Ｔ０との合計時間よりも長い場合にはステップＳ１１１に進む。ここで、バッファ時間Ｔ０は、乗車予定時間Ｔ１よりも早く空調を完了させるための時間である。バッファ時間Ｔ０は、例えば１０分である。例えば空調予定時間Ｔ２が２０分と算出された場合は、空調予定時間Ｔ２とバッファ時間Ｔ０との合計時間は３０分である。したがって、乗車予定時間Ｔ１が３０分を下回った場合にはステップＳ１０８に進み、乗車予定時間Ｔ１が３０分を上回っている場合にはステップＳ１１１に進む。バッファ時間Ｔ０は固定値でなくてもよい。すなわち、空調予定時間Ｔ２の半分の時間として算出するなどしてもよい。

ステップＳ１１１では、空調運転を停止する。言い換えると、もともと空調運転を行っていない場合には停止された状態を維持し、すでに空調運転を開始していた場合には、空調運転を停止する。空調停止状態では、室内ファン７１とコンデンサファン７４の駆動を停止するとともに、クラッチ７５の連結を解除し、ヒーター７７への通電を停止する。言い換えると、空調運転に使用する全ての装置についてエネルギー消費を抑えた状態とする。ただし、空調停止状態において、空調運転に使用する全ての装置についてエネルギー消費を抑えなくてもよい。例えば、エネルギー消費の削減効果の大きいクラッチ７５の連結解除のみを行ってもよい。また、クラッチ７５を連結状態とするとともにコンデンサファン７４を回転させることで冷凍サイクルによる冷房準備を維持しながら、室内ファン７１の駆動のみを停止するなどしてもよい。空調停止後、空調停止を維持した状態でステップＳ１９９に進む。

ステップＳ１０８では、乗車予定時間Ｔ１が空調予定時間Ｔ２よりも長いか否かを判定する。乗車予定時間Ｔ１が空調予定時間Ｔ２よりも長い場合にはステップＳ１５１に進む。一方、乗車予定時間Ｔ１が空調予定時間Ｔ２よりも短い場合にはステップＳ１２１に進む。

ステップＳ１２１では、早期空調モードで有人走行前の事前空調運転を行う。早期空調モードは、算出された空調予定時間Ｔ２よりも短い時間で空調を完了するモードである。早期空調モードにおいては、内気吸入口から風を取り込む内気モードで空調運転を行う。早期空調モードにおいては、室内ファン７１の回転数を省エネ空調モードよりも高く設定する。また、早期空調モードにおいては、室内ファン７１などの空調運転に使用する装置に停止時間を設けず連続運転とする。すなわち、室内ファン７１などの空調運転に使用する装置の稼働時間を省エネ空調モードよりも長く設定する。

早期空調モードにおける制御内容は上述した方法に限られない。例えば、室内ファン７１を複数備えた空調装置において、早期空調モードでは省エネ空調モードよりも室内ファン７１の稼働台数を増やすなどしてもよい。あるいは、コンデンサファン７４の回転数を省エネ空調モードよりも高く設定するとともに、エンジン３１の回転数を上昇させることでコンプレッサの回転数を省エネ空調モードよりも高く設定する。あるいは、ヒーター７７の出力を省エネ空調モードよりも大きく設定するなどしてもよい。早期空調モードでの空調運転を実施した後、空調運転を維持した状態でステップＳ１９９に進む。

ステップＳ１５１では、後述する省エネ空調モードで有人走行前の事前空調運転を行う。省エネ空調モードでの空調運転を実施した後、空調運転を維持した状態でステップＳ１９９に進む。

ステップＳ１９９では、空調制御に関連する状態量を記憶する。記憶する状態量は、人体検知情報、乗車位置情報、乗車時刻情報、乗車予定時間Ｔ１、空調予定時間Ｔ２、実施中の空調モード、車速、エンジン３１の回転数、エンジン冷却水温度、外気温などである。空調ＥＣＵ５０は、ステップＳ１９９で記憶した状態量に基づいて空調運転を維持する。その後、再びステップＳ１０１に戻って空調制御のフローを繰り返す。２回目以降のフローにおいて、ステップＳ１０１などで新たに最新の状態量を取得した場合には、記憶済みの状態量の代わりに最新の状態量を用いて空調制御を行う。記憶された状態量は、車両ＥＣＵ１０と共有され、走行制御などの空調制御以外の制御にも用いられる。

次に、ステップＳ１５１である省エネ空調モードにおける車両用空調装置１の制御処理を説明する。図３において、省エネ空調モードの運転を開始する場合、まず、ステップＳ１６１で車速情報を取得する。車速情報は車速センサ２３で測定する。ステップＳ１６２では、取得した車速が所定値以上であるか否かを判定する。所定値は、例えば時速３０ｋｍである。車速が所定値以上である場合には、ステップＳ１６３に進む。一方、車速が所定値よりも小さい場合には、ステップＳ１７４に進む。ここで、車両が停止している状態は、車速がゼロの状態であり、車速が所定値よりも低い場合に含まれる。

ステップＳ１６３では、冷却送風を停止する。言い換えると、エンジン用ラジエータファン３６とコンデンサファン７４との駆動を停止する。これにより、エンジン用ラジエータとコンデンサとは、車両の走行に伴う走行風のみを受けて冷却されることとなる。ステップＳ１６３で送風を完全に停止するのではなく、回転数を低くしてファンで消費するエネルギーを低下させるようにしてもよい。ファン駆動を停止した後、ステップＳ１７１に進む。

ステップＳ１７１では、車両動力情報としてエンジン３１の回転数を取得する。エンジン３１の回転数は、イグニッションコイルへの印加電圧を電気的に検出してカウントすることで測定する。エンジン３１の回転数が低い状態は、エンジン３１の冷却損失が大きく効率が良くない状態である。エンジン３１の回転数が高い状態は、エンジン３１の機械損失が大きく効率が良くない状態である。エンジン３１の回転数が中程度の状態は、冷却損失と機械損失とがバランスよく改善した最も効率が良い状態である。

車両動力情報として、エンジン３１の温度を取得してもよい。エンジン３１の温度は、第１水温センサ２４を用いてエンジン冷却水の温度を測定することで取得する。エンジン冷却水の温度が低い状態では暖機が完了しておらず、ガソリンの燃焼効率が悪いため、エンジン３１の効率が低い状態である。エンジン冷却水の温度が高い状態では暖機が完了しており、ガソリンの燃焼効率が高いため、エンジン３１の効率が高い状態である。車両動力情報の取得後、ステップＳ１７２に進む。

ステップＳ１７２では、車両動力の効率が高いか否かを判断する。エンジン３１の回転数に基づいて判断する場合は、エンジン３１の回転数が、中程度の回転数域にあるか否かを判断する。すなわち、エンジン３１の回転数が中程度の回転数域にあれば、エンジン３１の効率が所定値以上であると判断する。中程度の回転数域とは、最大効率を発揮できる回転数を含む前後５００ｒｐｍの回転数域である。ここで、最大効率とは、エンジン３１において、入力エネルギーに対して動力として得られる出力エネルギーの比が最も大きいときの効率のことをいう。仮に最大効率が得られる回転数が２０００ｒｐｍであれば、１５００ｒｐｍから２５００ｒｐｍが中程度の回転数域である。ただし、車両動力の効率が高い回転数領域は、最大効率の回転数を含む回転数域であればよく、上述の範囲に限定されない。

エンジン３１の温度に基づいて判断する場合は、エンジン冷却水の温度が暖機完了温度以上であるか否かを判断する。すなわち、エンジン冷却水の温度が暖機完了温度以上の温度であれば、エンジン３１の効率が所定値以上であると判断する。暖機完了温度とは例えば、８０℃である。ただし、暖機完了温度は、暖機が完了したとみなせる程度の温度であればよく、暖気完了温度よりも少し低い温度で車両動力の効率が高い状態であると判断してもよい。車両動力の効率が所定値以上である場合には、ステップＳ１７３に進む。一方、車両動力の効率が所定値よりも小さい場合には、ステップＳ１７４に進む。

ステップＳ１７３では、空調運転を開始する。省エネ空調モードにおいては、有人空調モードよりも室内ファン７１の駆動時間を短くしてトータルで空調運転に要するエネルギーを低減させる。具体的には、有人空調モードにおける室内ファン７１の回転数よりも高い回転数で室内ファン７１を駆動して、車室内に対して一度に大量の空調風を送り込む。

省エネ空調モードにおいては、内気吸入口から風を取り込む内気モードで空調運転を行う。クラッチ７５を連結状態としてコンプレッサを駆動する。ヒーター７７の通電を開始する。エアミックスドア７３を適切な開度に調整することで、冷風と温風を混ぜて目標温度の空調風を作り出す。空調の目標温度が低い場合には、ヒーター７７に通電せず、コンプレッサの駆動による冷凍サイクルの運転と送風のみで冷房運転を行ってもよい。空調の目標温度が高い場合には、コンプレッサを駆動せず、ヒーター７７への通電と送風のみで暖房運転を行ってもよい。この空調運転を維持した状態で、省エネ空調モードのスタートに戻り、再び一連の空調制御を繰り返す。

ステップＳ１７４では、空調運転を一時的に停止する。空調停止状態では、室内ファン７１の駆動を停止するとともに、クラッチ７５の連結を解除し、ヒーター７７への通電を停止する。言い換えると、空調停止状態は、空調運転に使用する全ての装置についてエネルギー消費を抑えた状態である。ただし、空調停止状態において、空調運転に使用する全ての装置についてエネルギー消費を抑えるのではなく、特定の装置についてのみエネルギー消費を抑えるように制御してもよい。

上述した実施形態によると、有人走行前の無人走行状態で空調運転を行い、無人状態であっても走行していない停車中は空調運転を行わない。このため、車両の走行風を活用してコンデンサ等の放熱器の冷却ができ、エンジン用ラジエータファン３６やコンデンサファン７４の駆動によるエネルギー消費を低減できる。また、走行に車両動力を用いない停車中において、空調運転を行うために車両動力を用いることが無いので、エネルギー消費を低減できる。言い換えると、空調運転のためだけにエンジン３１を駆動することが無いので、エネルギー消費を低減できる。

車両の車速が所定値以上の場合に温度調整を伴う空調運転を行う。このため、車両の走行風を多く受けるタイミングでエネルギー消費の多い空調運転を行うこととなる。したがって、エンジン用ラジエータファン３６やコンデンサファン７４を駆動するためのエネルギー消費を低減して効率的な空調を行うことができる。また、停車中や低速走行中に空調運転の目的でエンジン３１を駆動させることがないのでエネルギー消費を低減できる。

車両動力の効率が所定値以上の場合に温度調整を伴う空調運転を行う。このため、車両動力であるエンジン３１の効率が高い状態で空調運転の動力を確保できる。したがって、空調運転で消費するエネルギーを低減して、効率的に空調することができる。

有人空調モードでは、騒音などの温度以外の快適性の要素も考慮して空調運転を行う。これにより、室内ファン７１の発音による静音性の低下を防止できる。このため、車室内の快適性を向上できる。

シートヒータを有人空調モードでのみ使用する。すなわち、乗員が着座した状態で高い効果を発揮する暖房器具を乗員が着座していない無人状態では使用しない。このため、暖房運転での余計なエネルギー消費を抑えて効率的に暖房運転を行うことができる。

省エネ空調モードと早期空調モードとにおいて、有人空調モードに比べて室内ファン７１の回転数を高くする。これにより、静音性を確保する必要のない無人状態で車室内の風量を多くして素早く空調できるため、車室内の温度を目標温度まで早く近づけることができる。したがって、空調運転を行うトータルの時間を短くできるため、空調運転で消費するエネルギーを低減できる。

車両用空調装置１は、次に有人状態になると予想される情報を示す乗車予定情報に基づいて無人状態での空調運転を行う。このため、空調が必要な場合に事前空調を行うことができるため、常に事前空調状態として空調運転を継続する場合に比べて、消費するエネルギーを低減できる。また、有人状態になる前に事前空調を行うため、乗員が乗り込んだ際の車室内の快適性を向上させることができる。また、渋滞などの突発的な事象により乗車予定時間Ｔ１が長くなってしまう場合であっても、不要な事前空調を停止して、事前空調を開始すべき最適なタイミングで空調運転を行うことができる。

乗車予定情報として、乗車位置情報と現在地とに基づく乗車予定時間Ｔ１を算出し、乗車予定時間Ｔ１と空調予定時間Ｔ２とを比較して事前空調の開始を判断する。このため、乗車位置にたどり着く前の適切なタイミングで事前空調を開始できる。したがって、空調運転での消費エネルギーを抑えつつ、車室内に乗り込む乗員の快適性を向上させることができる。

乗車予定情報として、乗車時刻情報と現在時刻とに基づく乗車予定時間Ｔ１を算出し、乗車予定時間Ｔ１と空調予定時間Ｔ２とを比較して事前空調の開始を判断する。このため、乗車時刻をむかえる前の適切なタイミングで事前空調を開始できる。したがって、空調運転における消費エネルギーを抑えつつ、車室内に乗り込む乗員の快適性を向上させることができる。

空調予定時間Ｔ２が乗車予定時間Ｔ１を超えると判定した場合に、早期空調モードで事前空調を行う。このため、乗員が乗り込んだ際に空調が完了していないことによる車室内の快適性の悪化を低減することができる。

第２実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、車両動力としてエンジン３１の代わりにモータ３３２を用いる。すなわち、車両用空調装置１は、電気自動車のようにモータ３３２を車両動力とする車両に搭載されている。

図４において、車両ＥＣＵ１０は、第１水温センサ２４ではなく、第２水温センサ３２４と接続されている。第２水温センサ３２４は、モータ３３２やインバータ３３９やバッテリーなどの発熱部品を冷却する冷却水の循環経路に設けられている温度センサである。第２水温センサ３２４は、モータ３３２と熱交換して温度が上昇した直後の冷却水の温度を検知する。

車両ＥＣＵ１０は、バッテリー監視ユニット３２７と接続されている。バッテリー監視ユニット３２７は、モータ３３２などの電動部品に電力を供給するバッテリーを監視するユニットである。バッテリー監視ユニット３２７は、バッテリーに蓄えられている電気の量を検出する。車両ＥＣＵ１０は、加速時にバッテリーから電気を取り出し、モータ３３２を駆動する。一方、減速時にモータ３３２で発電を行いバッテリーに電気を蓄える。

車両ＥＣＵ１０は、エンジン３１ではなく、インバータ３３９を介してモータ３３２と接続されている。インバータ３３９は、直流電流を交流電流に変換する装置である。モータ３３２は、車両が走行するための車両動力である。モータ３３２は、バッテリーから供給される電気エネルギーを力学的エネルギーに変換する。

車両ＥＣＵ１０は、エンジン用ラジエータファン３６ではなく、モータ用ラジエータファン３３６と接続されている。モータ用ラジエータファン３３６は、モータ３３２などを冷却する冷却水が循環する放熱器であるモータ用ラジエータに対して送風する送風機である。モータ用ラジエータファン３３６は、車両前部に設けられたモータ用ラジエータの前方に設けられている。言い換えると、モータ用ラジエータファン３３６は、モータ用ラジエータに対向して設けられている。モータ用ラジエータファン３３６は、車両の前部から後方に向かって送風する。言い換えると、走行中の車両が受ける風と同じ方向に送風する。

空調ＥＣＵ５０は、クラッチ７５ではなく、電動コンプレッサ３７６と接続されている。電動コンプレッサ３７６は、冷房用の冷凍サイクルをなす圧縮機である。電動コンプレッサ３７６は、空調ＥＣＵ５０によって駆動のオンオフに加えて出力の強弱も制御される。電動コンプレッサ３７６の駆動は、モータ３３２の駆動と独立している。すなわち、空調運転に関連する制御には車両動力を用いていない。冷房運転を行う場合、電動コンプレッサ３７６を駆動して、蒸発器に冷媒を供給する。

図５において、先行する実施形態と同じステップ番号を付したステップは同様の処理であり、同様の作用効果を奏する。以下に先行する実施形態とは異なる内容について説明する。

省エネ空調モードにおけるステップＳ１６２において、取得した車速が所定値以上であるか否かを判定する。所定値は、例えば時速３０ｋｍである。車速が所定値以上である場合には、ステップＳ３６３に進む。一方、車速が所定値よりも低い場合には、ステップＳ３７４に進む。ここで、車両が停止している状態は、車速が所定値よりも低い場合に含まれる。

ステップＳ３６３では、冷却送風を停止する。言い換えると、モータ用ラジエータファン３３６とコンデンサファン７４との駆動を停止する。これにより、モータ用ラジエータとコンデンサとは、車両の走行に伴う走行風のみを受けて冷却されることとなる。ステップＳ３６３で送風を完全に停止するのではなく、回転数を低くして送風機で消費するエネルギーを低下させるようにしてもよい。ファン駆動を停止した後、ステップＳ３７３に進む。

ステップＳ３７３では、空調運転を開始する。具体的には、有人空調モードにおける室内ファン７１の回転数よりも高い回転数で室内ファン７１を駆動する。また、電動コンプレッサ３７６を駆動する。あるいは、ヒーター７７に通電を開始する。また、エアミックスドア７３の開度を適切に調整することで、冷風と温風を混ぜて目標温度の空調風を作り出す。この空調運転を維持したまま、省エネ空調モードのスタートに戻り、再び一連の空調制御を繰り返す。

ステップＳ３７４では、空調運転を一時的に停止する。空調停止状態では、室内ファン７１の駆動を停止するとともに、電動コンプレッサ３７６、ヒーター７７への通電を停止する。すなわち、空調停止状態は、空調運転に使用する全ての装置についてエネルギー消費を抑えた状態である。ただし、空調停止状態において、空調運転に使用する装置の全てについてエネルギー消費を抑えるのではなく、特定の部品についてのみエネルギー消費を抑えるように制御してもよい。すなわち、温度調整に使用する電動コンプレッサ３７６とヒーター７７との２つの装置については駆動を停止し、それ以外は駆動を継続するなどしてもよい。この停止状態を維持したまま、省エネ空調モードのスタートに戻り、再び一連の空調制御を繰り返す。

上述した実施形態によると、無人状態であっても走行していない停車中は、有人走行前の事前空調運転を行わない。このため、車両の走行風を活用して冷却ができ、モータ用ラジエータファン３３６やコンデンサファン７４の駆動によるエネルギー消費を低減できる。

車速が所定値以上の場合に温度調整を伴う空調運転を行う。このため、車両の走行風を多く受けるタイミングで多くのエネルギーを消費する空調運転を行うこととなる。したがって、モータ用ラジエータファン３３６やコンデンサファン７４の駆動によるエネルギー消費を低減して効率的な空調を行うことができる。

他の実施形態
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

エンジンを搭載した車両とモータを搭載した車両との２つの車両を例に説明を行ったが、エンジンとモータとの２つの車両動力を使い分けて走行するハイブリッド自動車などの車両に車両用空調装置１を適用してもよい。

１：車両用空調装置、１０：車両ＥＣＵ、２２：人体検知センサ、２６：カーナビゲーション装置、３６：エンジン用ラジエータファン、５０：空調ＥＣＵ、７１：室内ファン、７２：吸入口ドア、７４：コンデンサファン、７５：クラッチ、７７：ヒーター、７８：窓、３３２：モータ、３３６：モータ用ラジエータファン、３７６：電動コンプレッサ。

Claims (4)

1. 無人走行が可能な車両に搭載される空調制御装置であって、
   前記車両への乗員の乗車状態及び前記車両の走行状態を判定する判定部（５２）と、
   前記判定部の判定結果に基づいて、車外の空気と熱交換するとともに走行風で冷却可能な放熱器を用いて温度調整を伴う空調制御を実行する出力部（５３）と、を備え、
   前記出力部は、前記判定結果が前記車両の無人状態且つ走行状態を示すものである場合に前記空調制御を実行し、前記判定結果が前記車両の無人状態且つ停車状態を示すものである場合に前記空調制御の実行を停止する、空調制御装置。
2. 請求項１に記載の空調制御装置であって、
   前記出力部は、前記車両の車速が所定値以上の場合に前記空調制御を実行し、前記車両の車速が所定値未満の場合に前記空調制御を停止する、空調制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の空調制御装置であって、
   前記空調制御は、前記車両の走行に用いる車両動力を利用して空調する空調装置を制御するものであり、
   前記出力部は、前記車両動力の効率が所定値以上の場合に前記空調制御を実行し、前記車両動力の効率が所定値未満の場合に前記空調制御を停止する、空調制御装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の空調制御装置であって、
   前記出力部は、前記空調制御の実行において、車室内の空気を循環する内気モードを実行する、空調制御装置。

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