JP2004155264A - 車両用空調装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】走行用電力不足が発生することを抑制しながら、空調感の悪化を抑制する。
【解決手段】電動モータ２にて回生発電を行っているか否かを判定し、電動モータ２にて回生発電を行っている場合に電気ヒータ２０に通電する。つまり電動モータ２が発電状態にあると判定された場合には、電気ヒータ２０への通電を許可するので、空調装置での消費電力量の許容最大電力値を、電動モータ２が発電状態にないと判定された場合の許容最大電力値より大きくすることとなる。したがって、バッテリ６の電力が空調装置（この場合は、電気ヒータ２０）に消費されて電動モータ２に供給する電力が不足することを抑制しながら、空調感の悪化を抑制することができる。
【選択図】 図１
【解決手段】電動モータ２にて回生発電を行っているか否かを判定し、電動モータ２にて回生発電を行っている場合に電気ヒータ２０に通電する。つまり電動モータ２が発電状態にあると判定された場合には、電気ヒータ２０への通電を許可するので、空調装置での消費電力量の許容最大電力値を、電動モータ２が発電状態にないと判定された場合の許容最大電力値より大きくすることとなる。したがって、バッテリ６の電力が空調装置（この場合は、電気ヒータ２０）に消費されて電動モータ２に供給する電力が不足することを抑制しながら、空調感の悪化を抑制することができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動源が稼動することにより車両に蓄えられた運動エネルギを電気エネルギに回生する回生発電手段を有する車両に適用される空調装置に関するもので、内燃機関（エンジン）と走行用の電動モータとを備える、いわゆるハイブリッド車用の空調装置に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用空調装置では、エンジン冷却水、つまりエンジンの廃熱を熱源として車室内に吹き出す空気を加熱して暖房を行うが、エンジン始動直後等のエンジン冷却水の温度が低く、室内に吹き出す空気を十分に加熱することができない場合には、電気ヒータにて室内に吹き出す空気を加熱している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−９７０２８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ハイブリッド車等の走行用の電動モータを備える電気自動車では、走行用モータにて大量の電力を消費するとともに、バッテリに蓄えられた電力は、走行用モータに優先的に供給する必要がある。
【０００５】
一方、電気ヒータにて室内に吹き出す空気を加熱する場合も多量の電力を必要とするので、単純に電気ヒータに通電すると、走行用モータに供給すべき電力が不足するおそれがある。
【０００６】
また、現状のハイブリッド車においては、エンジンにて発電機を稼動させて発電するため、エンジンが停止している間は、電気ヒータ等の消費電力が大きく、かつ、車両が走行するために直接的に影響が無い電気部品への通電を停止している。
【０００７】
さらに、現状のハイブリッド車においては、走行中であってもエンジンの停止・始動を繰り返しすため、これに呼応して電気ヒータへの通電・非通電が繰り返されてしまうが、電気ヒータへの通電・非通電が繰り返されと、吹出空気温度が変動してしまうので、空調感が悪化するとともに、電気ヒータ等の電気部品の耐久性（寿命）が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な車両用空調装置を提供し、第２には、電力不足が発生することを抑制しながら、空調感の悪化を抑制することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、駆動源（１）が稼動することにより車両に蓄えられた運動エネルギを電気エネルギに回生する回生発電手段（２）を有する車両に適用される空調装置であって、回生発電手段（２）が発電状態にあるか否かを判定する回生判定手段と、回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にあると判定された場合には、空調装置の電気部品（２０、２７０）での消費電力量の許容最大電力値を、回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にないと判定された場合の許容最大電力値より大きくする許容電力制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
これにより、電力不足が発生することを抑制しながら、空調感が悪化してしまうことを抑制でき得る。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、駆動源（１）が稼動することにより車両に蓄えられた運動エネルギを電気エネルギに回生する回生発電手段（２）を有する車両に適用される空調装置であって、回生発電手段（２）が発電状態にあるか否かを判定する回生判定手段と、回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にあると判定された場合には、車両に搭載された電気部品（２０、２７０）での消費電力量の許容最大電力値を、回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にないと判定された場合の許容最大電力値より大きくする許容電力制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
これにより、電力不足が発生することを抑制しながら、空調感が悪化してしまうことを抑制でき得る。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にあると判定された場合に、電気部品（２０、２７０）で実際に消費される電力量を増大させるか否かを判定する増加判定手段を備えることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、少なくとも回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にあると判定された場合に、回生発電手段（２）で発生した電力を電気部品（２０、２７０）にバッテリ（６）を介さずに供給する直接供給手段を備えることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にあると判定された場合に、バッテリ（６）の残電力量を検出して残電力量が所定値以上の場合に電気部品（２０、２７０）で実際に消費される電力量を増大させるか否かを判定する増加判定手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
これにより、電力不足が発生することを確実に防止できる。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、複数種類の電気部品（２０、２７０）が存在する場合には、複数種類の電気部品（２０、２７０）のうちいずれかの電気部品（２７０）で実際に消費される電力量を増大させた後、他の電気部品（２７０）で実際に消費される電力量を増大させることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、許容電力制御手段は、回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にあると判定された場合であって、送風量が所定量以上であるときに電気部品（２０、２７０）の許容最大電力値を大きくすることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項８に記載の発明では、許容電力制御手段は、暖房運転時において、回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にあると判定され、かつ、外気温度が所定温度以下であるときに電気部品（２０）の許容最大電力値を大きくすることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項９に記載の発明では、車両で発生する廃熱により車室内に吹き出す空気を加熱するヒータコア（１９）を備えており、さらに、許容電力制御手段は、暖房運転時において、回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にあると判定され、かつ、廃熱の温度が所定温度以下であるときに電気部品（２０）の許容最大電力値を大きくすることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項１０に記載の発明では、許容電力制御手段は、冷房運転時において、回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にあると判定され、かつ、外気温度が所定温度以上であるときに電気部品（２０）の許容最大電力値を大きくすることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項１１に記載の発明では、許容電力制御手段は、冷房運転時において、回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にあると判定され、かつ、日射量が所定量以上であるときに電気部品（２０）の許容最大電力値を大きくすることを特徴とするものである。
【００２３】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、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一例である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態による車両用空調装置を含む全体システム構成図であり、第１実施形態は本発明をハイブリッド自動車に適用した例を示す。ハイブリッド自動車は、車両走行用駆動源として、エンジン（内燃機関）１と走行用の電動モータ２の両方を備えている。
【００２５】
なお、本実施形態に係る電動モータ２は、発電機を兼ねるモータジェネレータであり、電力が供給された場合には電動機として機能し、動力切替機構３により駆動輪側から機械的エネルギ、つまり車両が走行する際に車両が有する運転エネルギ電気エネルギに回生する回生発電手段として機能するものである。
【００２６】
そして、動力切替機構３は、エンジン１及び電動モータ２と、駆動輪用の車軸４との間での動力の伝達方向を切り替える機能を有する。具体的には、エンジン１の動力のみを車軸４に伝達する状態、電動モータ２の動力のみを車軸４に伝達する状態、エンジン１及び電動モータ２の両方の動力を車軸４に伝達する状態に切替可能になっている。
【００２７】
また、エンジン１の出力軸には、エンジン１から動力の供給受けて発電する発電装置５が連結されており、この発電装置５により発電された電力及び電動モータ（モータジェネレータ）２により発電された電力は、整流された後、走行用二次電池をなすバッテリ６を充電される。
【００２８】
なお、バッテリ６は、主に電動モータ２に駆動電力を供給するため、その出力電圧は約３００Ｖ程度と高電圧であるため、出力電圧が低い補機バッテリ７が車両に搭載されており、この補機バッテリ７は、バッテリ６から供給された電力であって、変圧器（ＤＣ−ＤＣコンバータ）８にて所定電圧（例えば、１２Ｖ）まで下げらた電力を充電する。因みに、補機バッテリ７は後述する空調用電気機器等の車両補機類に電力を供給するものである。
【００２９】
電池制御装置（以下、電池ＥＣＵという。）９は、バッテリ６の充電残量を判定して、発電装置５の駆動源であるエンジン１の作動等を制御してバッテリ６の充電残量を管理するものである。なお、電池ＥＣＵ９による、バッテリ６の充電残量の判定方法は以下のようなものである。
【００３０】
すなわち、バッテリ６の電解液の比重変化を検出するセンサを設け、この比重検出センサの検出信号に基づいて充電残量の判定する方法、又はバッテリ６の充電・放電の各電流値と、充電時間・放電時間とを積算することにより充電残量を算出（推定）する方法等を用いることができる。
【００３１】
空調制御装置（以下、空調ＥＣＵという。）１０は、空調装置１１に具備される種々な空調用電気機器（アクチュエータ部）を制御するものであって、空調操作パネル１２上の各操作部材からの操作信号及び後述のセンサ群４０〜４４等からのセンサ信号、及び電池ＥＣＵ９からの作動禁止信号等が入力されるようになっている。
【００３２】
なお、電池ＥＣＵ９及び空調ＥＣＵ１０は、マイクロコンピュータとその周辺回路とから構成されているが、電池ＥＣＵ９及び空調ＥＣＵ１０を１つのマイクロコンピュータにて一体に構成してもよいことは言うまでもない。
【００３３】
次に、空調装置１１の構成を説明する。
【００３４】
空調装置１１の構成は、車室内通風系と、冷凍サイクル系と、温水回路系の３つに大別され、先ず、車室内通風系をなす室内空調ユニット部１３を説明する。
【００３５】
室内空調ユニット部１３は、車室内前方の計器盤内側に配置されて、車室内に空調空気を導く空気通路を形成する空調ケーシング１３ａを有する。
【００３６】
空調ケーシング１３ａの空気流れの最上流側には内外気切替箱１４が設けられ、内外気切替ドア１５によって内気と外気を切替導入する。この内外気切替ドア１５はサーボモータ等のアクチュエータ１５ａにより駆動される。
【００３７】
内外気切替箱１４から導入された空気は遠心式の電動室内送風機１６により空調ケーシング１３ａ内の空気通路を車室内へ向かって送風される。室内送風機１６の下流側には冷房用熱交換器として、冷凍サイクル１７の蒸発器１８が配置されている。この蒸発器１８の下流側には暖房用熱交換器としてエンジン１の冷却水を熱源とするヒータコア１９が配置され、このヒータコア１９の直後には補助暖房熱源として電気ヒータ２０が配置されている。
【００３８】
ヒータコア１９及び電気ヒータ２０の側方にはバイパス通路２１が形成され、このバイパス通路２１を通過する冷風とヒータコア１９を通過する温風との割合を調節するエアミックスドア２２がヒータコア１９の上流側に回動自在に配置されている。
【００３９】
なお、エアミックスドア２２は、冷温風の風量割合の調節により車室内への吹出空気温度を調節する温度調節手段であり、サーボモータ等のアクチュエータ２２ａにより駆動される。
【００４０】
空調ケーシング１３ａの空気流れの最下流側には、車両のフロントガラスの内面に向かって空調空気を吹き出すデフロスタ開口部２３、乗員の上半身に向かって空調空気を吹き出すフェイス開口部２４、及び乗員の足元部に向かって空調空気を吹き出すフット開口部２５が形成されている。
【００４１】
これらの各開口部２３、２４、２５それぞれが、吹出モードドア２３ａ、２４ａ、２５ａにより開閉制御されることにより、周知のフェイスモード、バイレベルモード、フットモード、フットデフモード、及びデフロスタモード等の吹出モードが選択される、なお、吹出モードドア２３ａ、２４ａ、２５ａはリンク機構等を介してサーボモータ等のアクチュエータ２６により駆動される。
【００４２】
次に、冷凍サイクル１７を説明する。
【００４３】
冷媒を圧縮し吐出する圧縮機２７は、電磁クラッチ２８、ベルト２９等を介してエンジン１により駆動される。圧縮機２７から吐出された高圧ガス冷媒は凝縮器３０で外気と熱交換して冷却され凝縮する。凝縮器３０には電動室外送風機３１により外気が送風される。
【００４４】
凝縮器３０で凝縮した冷媒は受液器３２において気液分離され、受液器３２から液冷媒が下流側へ流出する。この高圧液冷媒は、温度式膨張弁等の減圧装置３３により減圧膨張して、低圧の気液２相状態となる。
【００４５】
そして、この低圧冷媒は蒸発器１８にて室内に吹き出す空気と熱交換して蒸発し、室内に吹き出す空気を冷却する。なお、蒸発器１８で蒸発したガス冷媒は圧縮機２７に吸入され、再度圧縮される。
【００４６】
次に、ヒータコア１９の温水回路３４は、エンジン１を包含する車両側温水回路３５に結合されている。この車両側温水回路３５にて加熱された温水を電動温水ポンプ３６によりヒータコア１９に循環させるようになっている。従って、エンジン１は温水加熱源としての役割も兼ねている。
【００４７】
空調の自動制御のためのセンサ群として、本例では、外気温ＴＡＭを検出する外気温センサ４０、車室内の内気温ＴＲを検出する内気温センサ４１、車室内への日射量ＴＳを検出する日射センサ４２、蒸発器１８の吹出温度ＴＥを検出する蒸発器吹出温度センサ（蒸発器冷却度合い検出手段）４３、ヒータコア１９に循環する温水温度ＴＷを検出する水温センサ４４等が備えられている。
【００４８】
また、空調操作パネル１２には周知のように、冷凍サイクル１７（圧縮機２７）の起動及び停止を指令するためのエアコンスイッチ、内外気切替箱１４の内外気吸込モードを切り替えるための内外気切替スイッチ、車室内の温度を所望の温度に設定するための温度設定スイッチ、送風機１６の送風量を切り替えるための風量切替スイッチ、及び吹出モードを切り替えるための吹出モード切替スイッチ等の操作部材が備えられている。
【００４９】
また、空調操作パネル１２には空調作動制限期間等の情報を表示する表示器５０が設けてある。この表示器５０は、空調作動制限期間中に点灯する発光ダイオード等にて構成できる。
【００５０】
なお、空調ユニット１３は前席用のものであって、本実施形態では、前席用空調ユニットに加えて後席用空調ユニット（図示せず）も設けることにより、後席用空調ユニットで温度調節された空調風が後席側の車室内空間へ吹き出すようになっている。因みに、後席用空調ユニットにも送風機、蒸発器、ヒータコア等が装備され、電気機器としては送風機、ドアアクチュエータ等が装備される。
【００５１】
次に、空調装置の電気部品である電気ヒータ２０の制御、つまり空調ＥＣＵ１０の制御作動について、図２に基づいて述べる。
【００５２】
空調の自動制御のためのセンサ群、つまり空調環境状態を示すセンサ群の信号、及び車速やエンジン冷却水等の車両環境状態を読み込むとともに（Ｓ１、Ｓ２）、暖房運転を行う必要があるか否かを判定し（Ｓ３）、暖房運転を行う必要がない場合には、Ｓ１に戻る。
【００５３】
なお、本実施形態における暖房運転を行う必要があるか否かの判定は、空調環境状態を示すセンサ群の信号値に基づいて演算される目標吹出温度ＴＡＯが所定値以上であるか否かによって判定される。
【００５４】
また、暖房運転を行う必要がある場合には、エンジン冷却水の温度Ｔｗが目標吹出温度ＴＡＯ未満であるか否かを判定し（Ｓ４）、エンジン冷却水の温度Ｔｗが目標吹出温度ＴＡＯ以上である場合には、ヒータコア１９のみで室内に吹き出す空気を十分に加熱することができる、つまり電気ヒータ２０に通電することなく車室内を暖房することができるものとみなしてエンジン冷却水のみによる暖房運転を行う（Ｓ５）。
【００５５】
一方、エンジン冷却水の温度Ｔｗが目標吹出温度ＴＡＯ未満である場合には、、ヒータコア１９のみで室内に吹き出す空気を十分に加熱することができず、電気ヒータ２０に通電する必要があるものとみなして、エンジン１が稼動しているか否か、つまり発電装置５にて発電されているか否かを判定する（Ｓ６）。
【００５６】
そして、エンジン１が稼動している場合には、電気ヒータ２０に通電しても電力不足が発生しないものとみなして電気ヒータ２０に通電する（Ｓ７）。
【００５７】
また、エンジン１が停止している場合には、電動モータ２にて回生発電を行っているか否かを判定し（Ｓ８）、電動モータ２にて回生発電を行っている場合には、電気ヒータ２０に通電しても電力不足が発生しないものとみなして電気ヒータ２０に通電する（Ｓ７）。
【００５８】
一方、電動モータ２にて回生発電を行っていない場合には、電池ＥＣＵ９にエンジン１を始動させる旨の要求を発してエンジン１が始動した後（Ｓ９）、電気ヒータ２０に通電する（Ｓ７）。
【００５９】
なお、電動モータ２により回生発電は、制動時やアクセルペダル等の走行駆動力を制御する駆動力制御手段の操作量が減少して、いわゆるエンジンブレーキが作動している場合に行われる。
【００６０】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００６１】
本実施形態では、電動モータ２にて回生発電を行っているか否かを判定し、電動モータ２にて回生発電を行っている場合に電気ヒータ２０に通電する。つまり電動モータ２が発電状態にあると判定された場合には、電気ヒータ２０への通電を許可するので、空調装置での消費電力量の許容最大電力値を、電動モータ２が発電状態にないと判定された場合の許容最大電力値より大きくすることとなる。
【００６２】
したがって、バッテリ６の電力が空調装置（この場合は、電気ヒータ２０）に消費されて電動モータ２に供給する電力が不足することを抑制しながら、空調感の悪化を抑制することができる。
【００６３】
また、回生発電を行っている場合に電気ヒータ２０に通電するので、電気ヒータ２０に供給する電力が不足するといった問題が発生することを未然に防止でき得るとともに、電気ヒータ２０への通電量を増大させることが可能となる。
【００６４】
また、電動モータ２にて回生発電を行っている場合において、バッテリ６の残電力量を検出して残電力量が所定値以上の場合に電気ヒータ２０で実際に消費される電力量を増大させれば、より確実に、電動モータ２に供給する電力が不足することを抑制しながら、空調感の悪化を抑制することができる。
【００６５】
（第２実施形態）
上述の実施形態では、圧縮機２７はエンジン１によりベルト駆動され、かつ、その制御は電磁クラッチ２８のＯＮ−ＯＦＦ制御により行っていたが、本実施形態では、図３に示すように、圧縮機２７を駆動する電動モータが一体化された電動圧縮機２７０を用いたもので、その回転数制御は、バッテリ６から供給される直流電力をインバータ２７１により所定の周波数を有する三相交流に変換するとにより行う。
【００６６】
次に、空調ＥＣＵ１０の制御作動のうち電動圧縮機２７０の制御について述べる。
【００６７】
電動圧縮機２７０の回転数は、蒸発器１８を通過した直後の空気温度の目標値（目標エバ後温度ＴＥＯ）となるように制御され、具体的には、目標エバ後温度ＴＥＯを３℃〜４℃程度としてフロストが発生することを防止しながら空気を冷却するフルモードと、目標エバ後温度ＴＥＯを１０℃〜１２℃とする、又は目標吹出温度ＴＡＯと同じとするエコノミーモードとがある。
【００６８】
なお、フルモード制御時は、エコノミーモード制御時に比べて目標エバ後温度ＴＥＯが低くなるので、フルモード制御時にはエコノミーモード制御時に比べて、電動圧縮機２７０での消費電力は増大する。
【００６９】
以下、図４に示すフローチャートに基づいて本実施形態の特徴的作動を述べる。
【００７０】
空調環境状態を示すセンサ群の信号、及び車速やエンジン冷却水等の車両環境状態を読み込むとともに（Ｓ１１、Ｓ１２）、冷房運転又は除湿冷却運転を行う必要があるか否かを判定し（Ｓ１３）、冷房運転又は除湿冷却運転を行う必要がない場合には、Ｓ１１に戻る。
【００７１】
なお、本実施形態における冷房運転又は除湿冷却運転を行う必要があるか否かの判定は、目標吹出温度ＴＡＯが所定値以下であるか否かによって判定される。
【００７２】
電動モータ２にて回生発電を行っているか否かを判定し（Ｓ１４）、電動モータ２にて回生発電を行っている場合には、バッテリ６の残電力量を検出して残電力量が所定値以上か否かを判定し（Ｓ１５）、残電力量が所定値以上の場合には、エコノミーモード時であるかフルモード時であるかを判定する（Ｓ１６）。
【００７３】
そして、エコノミーモード時である場合には、フルモード制御に移行し、Ｓ１４〜Ｓ１６にてＮｏと判定された場合には、現状の制御、つまりエコノミーモード制御時にあってエコノミーモード制御、フルモード制御時にあってはフルモード制御を行う（Ｓ１７）。
【００７４】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００７５】
電動モータ２が発電状態にあると判定された場合には、フルモードに移行し得るので、空調装置での消費電力量の許容最大電力値を、電動モータ２が発電状態にないと判定された場合の許容最大電力値より大きくすること許可する状態となる。
【００７６】
したがって、バッテリ６の電力が空調装置（この場合は、電動圧縮機２７０）に消費されて電動モータ２に供給する電力が不足することを抑制しながら、空調感の悪化を抑制することができる。
【００７７】
また、回生発電を行っている場合にフルモードに移行し得るので、電動圧縮機２７０に供給する電力が不足するといった問題が発生することを未然に防止でき得るとともに、エコノミーモード制御からフルモード制御に移行させることが可能となる。
【００７８】
また、電動モータ２にて回生発電を行っている場合において、バッテリ６の残電力量を検出して残電力量が所定値以上の場合に電動圧縮機２７０で実際に消費される電力量を増大させるので、より確実に、電動モータ２に供給する電力が不足することを抑制しながら、空調感の悪化を抑制することができる。
【００７９】
（第３実施形態）
本実施形態は、図５に示すように、電動モータ２が発電状態にあると判定された場合に、電動モータ２で発電された電力を空調装置の電気部品である電動圧縮機２７０にバッテリ６を介さずに供給する電流切換装置６ａを備えるものである。
【００８０】
（第４実施形態）
本実施形態は、除湿暖房運転を行う際の制御に関するもので、回生発電を行っている場合には、電動圧縮機２７０での許容最大電力を増大させた後、必要があれば電気ヒータ２０へ通電することにより、防曇性能を確保しつつ、電動モータ２に供給する電力が不足することを抑制するものである。以下、図６に基づいて本実施形態の具体的制御フローを述べる。
【００８１】
空調環境状態を示すセンサ群の信号、及び車速やエンジン冷却水等の車両環境状態を読み込むとともに（Ｓ２１、Ｓ２２）、デフロスタスイッチが投入されているか否かを判定する（Ｓ２３）。なお、デフロスタスイッチとは、空調装置から吹き出す空気（特に、蒸発器１８にて冷却された空気）を窓ガラスに吹き出させるための手動スイッチである。
【００８２】
そして、デフロスタスイッチが投入されている場合には、電動モータ２にて回生発電を行っているか否かを判定し（Ｓ２４）、回生発電を行っていない場合には、電動圧縮機２７０の制御を現状のまま、つまりエコノミーモード制御時にあってエコノミーモード制御、フルモード制御時にあってはフルモード制御とした状態で吹出モードをデフロスタモードする（Ｓ２５）。
【００８３】
また、回生発電を行っている場合には、エコノミーモード制御時であるか否かを判定し（Ｓ２６）、エコノミーモード制御時である場合にはフルモード制御に移行する（Ｓ２７）。
【００８４】
次に、バッテリ６の残電力量を検出して残電力量が所定値以上か否かを判定し（Ｓ２８）、残電力量が所定値以上の場合には外気温度が所定温度以下であるか否か判定し（Ｓ２９）、外気温度が所定温度以下である場合には、吹出モードをデフロスタモードとした状態で電気ヒータ２０に通電する（Ｓ３０）。
【００８５】
なお、Ｓ２８、Ｓ２９にてＮｏと判定された場合には、電動圧縮機２７０の制御のみ実施し、Ｓ２１に戻る。
【００８６】
（第５実施形態）
本実施形態は、冷房運転及び除湿暖房運転を行う際の制御に関するもので、回生発電を行っている場合において、必要があれば、電動圧縮機２７０での許容最大電力を増大させる、又は電気ヒータ２０へ通電することにより、空調装置の能力を増大させつつ、電動モータ２に供給する電力が不足することを抑制するものである。以下、図７に基づいて本実施形態の具体的制御フローを述べる。
【００８７】
空調環境状態を示すセンサ群の信号、及び車速やエンジン冷却水等の車両環境状態を読み込むとともに（Ｓ３１、Ｓ３２）、Ａ／Ｃスイッチ（圧縮機の始動スイッチ）や自動制御スイッチが投入されているか否かにより空調装置を稼動しているか否かを判定する（Ｓ３３）。
【００８８】
そして、空調装置が稼動している場合には、電動モータ２にて回生発電を行っているか否かを判定し（Ｓ３４）、回生発電を行っていない場合には、電動圧縮機２７０の制御を現状のまま、つまりエコノミーモード制御時にあってエコノミーモード制御、フルモード制御時にあってはフルモード制御とした状態の制御を実施する（Ｓ３５）。
【００８９】
また、回生発電を行っている場合には、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて冷房運転又は除湿暖房運転のいずれか行うか、又は冷房運転又は除湿暖房運転のいずれを行っているかを判定する（Ｓ３６）。
【００９０】
なお、通常、目標吹出温度ＴＡＯが低い場合には冷房運転が実行され、目標吹出温度ＴＡＯが高い場合には除湿暖房運転が実行され、いずれの運転を行うかのしきい値をなす目標吹出温度ＴＡＯを、目標吹出温度ＴＡＯが上昇過程のある場合と下降過程にある場合とで相違させている。
【００９１】
そして、除湿暖房運転を行っている場合には、外気温度が所定温度以下であるか否かを判定し（Ｓ３７）、外気温度が所定温度以下の場合には、ヒータコア１９のみて室内に吹き出す空気を十分に加熱することができないものとみなして電気ヒータ２０に通電する（Ｓ３８）。
【００９２】
また、外気温度が所定温度より高い場合には、送風量が所定風量以上であるか否かを判定し（Ｓ３９）、送風量が所定風量以上である場合には、空調負荷が大きくヒータコア１９のみて室内に吹き出す空気を十分に加熱することができないものとみなして電気ヒータ２０に通電する（Ｓ３８）。
【００９３】
一方、冷房を行っている場合には、外気温度が所定温度以上であるか否かを判定し（Ｓ４０）、外気温度が所定温度以上である場合には空調負荷が大きく蒸発器１８の冷却能力が不足するおそれがあるものとみなして、エコノミーモード時であるかフルモード時であるかを判定する（Ｓ４１）。
【００９４】
そして、エコノミーモード時である場合には、フルモード制御に移行し（Ｓ４２）、既にフルモード制御が行われている場合には現状の制御、つまりフルモード制御を行う（Ｓ３５）。
【００９５】
また、外気温度が所定温度未満である場合には、車室内に注がれる日射量が所定日射量以上であるか否かを判定し（Ｓ４３）、日射量が所定日射量以上である場合には空調負荷が大きく蒸発器１８の冷却能力が不足するおそれがあるものとみなして、エコノミーモード時であるかフルモード時であるかを判定する（Ｓ４１）。そして、エコノミーモード時である場合には、フルモード制御に移行し（Ｓ４２）、既にフルモード制御が行われている場合には現状の制御、つまりフルモード制御を行う（Ｓ３５）。
【００９６】
また、日射量が所定日射量未満である場合には、送風量が所定風量以上であるか否かを判定し（Ｓ４４）、送風量が所定風量以上である場合には空調負荷が大きく蒸発器１８の冷却能力が不足するおそれがあるものとみなして、エコノミーモード時であるかフルモード時であるかを判定する（Ｓ４１）。そして、エコノミーモード時である場合には、フルモード制御に移行し（Ｓ４２）、既にフルモード制御が行われている場合には現状の制御、つまりフルモード制御を行う（Ｓ３５）。
【００９７】
（第６実施形態）
本実施形態は、バッテリ６を冷却するバッテリ冷却装置に本発明を適用したものである。なお、本実施形態に係るバッテリ冷却装置は、車室内の空気を吸引してバッテリ６に吹き付けるもので、バッテリ冷却装置用の電子制御装置は、空調ＥＣＵ１０に統合されている。
【００９８】
そして、本実施形態では、回生発電を行っている場合において、必要が発生したときには、バッテリ６を冷却するために必要とされる電力の許容最大電力を増大させるものである。
【００９９】
以下、図８に基づいて本実施形態の特徴的作動を述べる。
【０１００】
空調環境状態を示すセンサ群の信号、及び車速やエンジン冷却水等の車両環境状態を読み込むとともに（Ｓ５１、Ｓ５２）、電動モータ２にて回生発電を行っているか否かを判定する（Ｓ５３）。
【０１０１】
そして、回生発電を行っていない場合には、電動圧縮機２７０の制御を現状のまま、つまりエコノミーモード制御時にあってエコノミーモード制御、フルモード制御時にあってはフルモード制御とする（Ｓ５４）。
【０１０２】
また、回生発電を行っている場合には、空調装置の室内送風機１６が稼動しているか否かを判定し（Ｓ５５）、室内送風機１６が稼動している場合には、室内温度がバッテリ６の温度より低いか否かを判定し（Ｓ５６）、室内温度がバッテリ６の温度より低い場合には、バッテリ６を冷却する必要があるか否か、つまりバッテリ６の温度が所定温度以下であるか否かを判定してバッテリ６の温度が所定温度以下の場合には、バッテリ６に冷却風を送風する送風機の出力、つまり送風量を増大させる（Ｓ５７）
なお、Ｓ５３、Ｓ５５、Ｓ５６にてＮｏと判定された場合には、電動圧縮機２７０の制御を現状のままとする（Ｓ５４）。
【０１０３】
（その他の実施形態）
第６実施形態では、バッテリ冷却装置用の電子制御装置が空調ＥＣＵ１０に統合されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１０４】
また、本発明は上述の実施形態に示されたもののみ限定されるものではなく、第１〜６実施形態に係る発明のうち少なくとも２の実施形態を組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る空調装置の模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る空調装置のフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態に係る空調装置の模式図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る空調装置のフローチャートである。
【図５】本発明の第３実施形態に係る空調装置のフローチャートである。
【図６】本発明の第４実施形態に係る空調装置のフローチャートである。
【図７】本発明の第５実施形態に係る空調装置のフローチャートである。
【図８】本発明の第６実施形態に係る空調装置のフローチャートである。
【符号の説明】
１…走行用エンジン、２…モータジェネレータ、５…発電装置、
６…走行用のバッテリ、７…補機用のバッテリ、９…電池ＥＣＵ、
１０…空調ＥＣＵ、１６、２０、２７、３１、３６…空調電気機器。
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動源が稼動することにより車両に蓄えられた運動エネルギを電気エネルギに回生する回生発電手段を有する車両に適用される空調装置に関するもので、内燃機関（エンジン）と走行用の電動モータとを備える、いわゆるハイブリッド車用の空調装置に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用空調装置では、エンジン冷却水、つまりエンジンの廃熱を熱源として車室内に吹き出す空気を加熱して暖房を行うが、エンジン始動直後等のエンジン冷却水の温度が低く、室内に吹き出す空気を十分に加熱することができない場合には、電気ヒータにて室内に吹き出す空気を加熱している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−９７０２８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ハイブリッド車等の走行用の電動モータを備える電気自動車では、走行用モータにて大量の電力を消費するとともに、バッテリに蓄えられた電力は、走行用モータに優先的に供給する必要がある。
【０００５】
一方、電気ヒータにて室内に吹き出す空気を加熱する場合も多量の電力を必要とするので、単純に電気ヒータに通電すると、走行用モータに供給すべき電力が不足するおそれがある。
【０００６】
また、現状のハイブリッド車においては、エンジンにて発電機を稼動させて発電するため、エンジンが停止している間は、電気ヒータ等の消費電力が大きく、かつ、車両が走行するために直接的に影響が無い電気部品への通電を停止している。
【０００７】
さらに、現状のハイブリッド車においては、走行中であってもエンジンの停止・始動を繰り返しすため、これに呼応して電気ヒータへの通電・非通電が繰り返されてしまうが、電気ヒータへの通電・非通電が繰り返されと、吹出空気温度が変動してしまうので、空調感が悪化するとともに、電気ヒータ等の電気部品の耐久性（寿命）が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な車両用空調装置を提供し、第２には、電力不足が発生することを抑制しながら、空調感の悪化を抑制することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、駆動源（１）が稼動することにより車両に蓄えられた運動エネルギを電気エネルギに回生する回生発電手段（２）を有する車両に適用される空調装置であって、回生発電手段（２）が発電状態にあるか否かを判定する回生判定手段と、回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にあると判定された場合には、空調装置の電気部品（２０、２７０）での消費電力量の許容最大電力値を、回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にないと判定された場合の許容最大電力値より大きくする許容電力制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
これにより、電力不足が発生することを抑制しながら、空調感が悪化してしまうことを抑制でき得る。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、駆動源（１）が稼動することにより車両に蓄えられた運動エネルギを電気エネルギに回生する回生発電手段（２）を有する車両に適用される空調装置であって、回生発電手段（２）が発電状態にあるか否かを判定する回生判定手段と、回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にあると判定された場合には、車両に搭載された電気部品（２０、２７０）での消費電力量の許容最大電力値を、回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にないと判定された場合の許容最大電力値より大きくする許容電力制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
これにより、電力不足が発生することを抑制しながら、空調感が悪化してしまうことを抑制でき得る。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にあると判定された場合に、電気部品（２０、２７０）で実際に消費される電力量を増大させるか否かを判定する増加判定手段を備えることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、少なくとも回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にあると判定された場合に、回生発電手段（２）で発生した電力を電気部品（２０、２７０）にバッテリ（６）を介さずに供給する直接供給手段を備えることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にあると判定された場合に、バッテリ（６）の残電力量を検出して残電力量が所定値以上の場合に電気部品（２０、２７０）で実際に消費される電力量を増大させるか否かを判定する増加判定手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
これにより、電力不足が発生することを確実に防止できる。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、複数種類の電気部品（２０、２７０）が存在する場合には、複数種類の電気部品（２０、２７０）のうちいずれかの電気部品（２７０）で実際に消費される電力量を増大させた後、他の電気部品（２７０）で実際に消費される電力量を増大させることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、許容電力制御手段は、回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にあると判定された場合であって、送風量が所定量以上であるときに電気部品（２０、２７０）の許容最大電力値を大きくすることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項８に記載の発明では、許容電力制御手段は、暖房運転時において、回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にあると判定され、かつ、外気温度が所定温度以下であるときに電気部品（２０）の許容最大電力値を大きくすることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項９に記載の発明では、車両で発生する廃熱により車室内に吹き出す空気を加熱するヒータコア（１９）を備えており、さらに、許容電力制御手段は、暖房運転時において、回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にあると判定され、かつ、廃熱の温度が所定温度以下であるときに電気部品（２０）の許容最大電力値を大きくすることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項１０に記載の発明では、許容電力制御手段は、冷房運転時において、回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にあると判定され、かつ、外気温度が所定温度以上であるときに電気部品（２０）の許容最大電力値を大きくすることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項１１に記載の発明では、許容電力制御手段は、冷房運転時において、回生判定手段により回生発電手段（２）が発電状態にあると判定され、かつ、日射量が所定量以上であるときに電気部品（２０）の許容最大電力値を大きくすることを特徴とするものである。
【００２３】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、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一例である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態による車両用空調装置を含む全体システム構成図であり、第１実施形態は本発明をハイブリッド自動車に適用した例を示す。ハイブリッド自動車は、車両走行用駆動源として、エンジン（内燃機関）１と走行用の電動モータ２の両方を備えている。
【００２５】
なお、本実施形態に係る電動モータ２は、発電機を兼ねるモータジェネレータであり、電力が供給された場合には電動機として機能し、動力切替機構３により駆動輪側から機械的エネルギ、つまり車両が走行する際に車両が有する運転エネルギ電気エネルギに回生する回生発電手段として機能するものである。
【００２６】
そして、動力切替機構３は、エンジン１及び電動モータ２と、駆動輪用の車軸４との間での動力の伝達方向を切り替える機能を有する。具体的には、エンジン１の動力のみを車軸４に伝達する状態、電動モータ２の動力のみを車軸４に伝達する状態、エンジン１及び電動モータ２の両方の動力を車軸４に伝達する状態に切替可能になっている。
【００２７】
また、エンジン１の出力軸には、エンジン１から動力の供給受けて発電する発電装置５が連結されており、この発電装置５により発電された電力及び電動モータ（モータジェネレータ）２により発電された電力は、整流された後、走行用二次電池をなすバッテリ６を充電される。
【００２８】
なお、バッテリ６は、主に電動モータ２に駆動電力を供給するため、その出力電圧は約３００Ｖ程度と高電圧であるため、出力電圧が低い補機バッテリ７が車両に搭載されており、この補機バッテリ７は、バッテリ６から供給された電力であって、変圧器（ＤＣ−ＤＣコンバータ）８にて所定電圧（例えば、１２Ｖ）まで下げらた電力を充電する。因みに、補機バッテリ７は後述する空調用電気機器等の車両補機類に電力を供給するものである。
【００２９】
電池制御装置（以下、電池ＥＣＵという。）９は、バッテリ６の充電残量を判定して、発電装置５の駆動源であるエンジン１の作動等を制御してバッテリ６の充電残量を管理するものである。なお、電池ＥＣＵ９による、バッテリ６の充電残量の判定方法は以下のようなものである。
【００３０】
すなわち、バッテリ６の電解液の比重変化を検出するセンサを設け、この比重検出センサの検出信号に基づいて充電残量の判定する方法、又はバッテリ６の充電・放電の各電流値と、充電時間・放電時間とを積算することにより充電残量を算出（推定）する方法等を用いることができる。
【００３１】
空調制御装置（以下、空調ＥＣＵという。）１０は、空調装置１１に具備される種々な空調用電気機器（アクチュエータ部）を制御するものであって、空調操作パネル１２上の各操作部材からの操作信号及び後述のセンサ群４０〜４４等からのセンサ信号、及び電池ＥＣＵ９からの作動禁止信号等が入力されるようになっている。
【００３２】
なお、電池ＥＣＵ９及び空調ＥＣＵ１０は、マイクロコンピュータとその周辺回路とから構成されているが、電池ＥＣＵ９及び空調ＥＣＵ１０を１つのマイクロコンピュータにて一体に構成してもよいことは言うまでもない。
【００３３】
次に、空調装置１１の構成を説明する。
【００３４】
空調装置１１の構成は、車室内通風系と、冷凍サイクル系と、温水回路系の３つに大別され、先ず、車室内通風系をなす室内空調ユニット部１３を説明する。
【００３５】
室内空調ユニット部１３は、車室内前方の計器盤内側に配置されて、車室内に空調空気を導く空気通路を形成する空調ケーシング１３ａを有する。
【００３６】
空調ケーシング１３ａの空気流れの最上流側には内外気切替箱１４が設けられ、内外気切替ドア１５によって内気と外気を切替導入する。この内外気切替ドア１５はサーボモータ等のアクチュエータ１５ａにより駆動される。
【００３７】
内外気切替箱１４から導入された空気は遠心式の電動室内送風機１６により空調ケーシング１３ａ内の空気通路を車室内へ向かって送風される。室内送風機１６の下流側には冷房用熱交換器として、冷凍サイクル１７の蒸発器１８が配置されている。この蒸発器１８の下流側には暖房用熱交換器としてエンジン１の冷却水を熱源とするヒータコア１９が配置され、このヒータコア１９の直後には補助暖房熱源として電気ヒータ２０が配置されている。
【００３８】
ヒータコア１９及び電気ヒータ２０の側方にはバイパス通路２１が形成され、このバイパス通路２１を通過する冷風とヒータコア１９を通過する温風との割合を調節するエアミックスドア２２がヒータコア１９の上流側に回動自在に配置されている。
【００３９】
なお、エアミックスドア２２は、冷温風の風量割合の調節により車室内への吹出空気温度を調節する温度調節手段であり、サーボモータ等のアクチュエータ２２ａにより駆動される。
【００４０】
空調ケーシング１３ａの空気流れの最下流側には、車両のフロントガラスの内面に向かって空調空気を吹き出すデフロスタ開口部２３、乗員の上半身に向かって空調空気を吹き出すフェイス開口部２４、及び乗員の足元部に向かって空調空気を吹き出すフット開口部２５が形成されている。
【００４１】
これらの各開口部２３、２４、２５それぞれが、吹出モードドア２３ａ、２４ａ、２５ａにより開閉制御されることにより、周知のフェイスモード、バイレベルモード、フットモード、フットデフモード、及びデフロスタモード等の吹出モードが選択される、なお、吹出モードドア２３ａ、２４ａ、２５ａはリンク機構等を介してサーボモータ等のアクチュエータ２６により駆動される。
【００４２】
次に、冷凍サイクル１７を説明する。
【００４３】
冷媒を圧縮し吐出する圧縮機２７は、電磁クラッチ２８、ベルト２９等を介してエンジン１により駆動される。圧縮機２７から吐出された高圧ガス冷媒は凝縮器３０で外気と熱交換して冷却され凝縮する。凝縮器３０には電動室外送風機３１により外気が送風される。
【００４４】
凝縮器３０で凝縮した冷媒は受液器３２において気液分離され、受液器３２から液冷媒が下流側へ流出する。この高圧液冷媒は、温度式膨張弁等の減圧装置３３により減圧膨張して、低圧の気液２相状態となる。
【００４５】
そして、この低圧冷媒は蒸発器１８にて室内に吹き出す空気と熱交換して蒸発し、室内に吹き出す空気を冷却する。なお、蒸発器１８で蒸発したガス冷媒は圧縮機２７に吸入され、再度圧縮される。
【００４６】
次に、ヒータコア１９の温水回路３４は、エンジン１を包含する車両側温水回路３５に結合されている。この車両側温水回路３５にて加熱された温水を電動温水ポンプ３６によりヒータコア１９に循環させるようになっている。従って、エンジン１は温水加熱源としての役割も兼ねている。
【００４７】
空調の自動制御のためのセンサ群として、本例では、外気温ＴＡＭを検出する外気温センサ４０、車室内の内気温ＴＲを検出する内気温センサ４１、車室内への日射量ＴＳを検出する日射センサ４２、蒸発器１８の吹出温度ＴＥを検出する蒸発器吹出温度センサ（蒸発器冷却度合い検出手段）４３、ヒータコア１９に循環する温水温度ＴＷを検出する水温センサ４４等が備えられている。
【００４８】
また、空調操作パネル１２には周知のように、冷凍サイクル１７（圧縮機２７）の起動及び停止を指令するためのエアコンスイッチ、内外気切替箱１４の内外気吸込モードを切り替えるための内外気切替スイッチ、車室内の温度を所望の温度に設定するための温度設定スイッチ、送風機１６の送風量を切り替えるための風量切替スイッチ、及び吹出モードを切り替えるための吹出モード切替スイッチ等の操作部材が備えられている。
【００４９】
また、空調操作パネル１２には空調作動制限期間等の情報を表示する表示器５０が設けてある。この表示器５０は、空調作動制限期間中に点灯する発光ダイオード等にて構成できる。
【００５０】
なお、空調ユニット１３は前席用のものであって、本実施形態では、前席用空調ユニットに加えて後席用空調ユニット（図示せず）も設けることにより、後席用空調ユニットで温度調節された空調風が後席側の車室内空間へ吹き出すようになっている。因みに、後席用空調ユニットにも送風機、蒸発器、ヒータコア等が装備され、電気機器としては送風機、ドアアクチュエータ等が装備される。
【００５１】
次に、空調装置の電気部品である電気ヒータ２０の制御、つまり空調ＥＣＵ１０の制御作動について、図２に基づいて述べる。
【００５２】
空調の自動制御のためのセンサ群、つまり空調環境状態を示すセンサ群の信号、及び車速やエンジン冷却水等の車両環境状態を読み込むとともに（Ｓ１、Ｓ２）、暖房運転を行う必要があるか否かを判定し（Ｓ３）、暖房運転を行う必要がない場合には、Ｓ１に戻る。
【００５３】
なお、本実施形態における暖房運転を行う必要があるか否かの判定は、空調環境状態を示すセンサ群の信号値に基づいて演算される目標吹出温度ＴＡＯが所定値以上であるか否かによって判定される。
【００５４】
また、暖房運転を行う必要がある場合には、エンジン冷却水の温度Ｔｗが目標吹出温度ＴＡＯ未満であるか否かを判定し（Ｓ４）、エンジン冷却水の温度Ｔｗが目標吹出温度ＴＡＯ以上である場合には、ヒータコア１９のみで室内に吹き出す空気を十分に加熱することができる、つまり電気ヒータ２０に通電することなく車室内を暖房することができるものとみなしてエンジン冷却水のみによる暖房運転を行う（Ｓ５）。
【００５５】
一方、エンジン冷却水の温度Ｔｗが目標吹出温度ＴＡＯ未満である場合には、、ヒータコア１９のみで室内に吹き出す空気を十分に加熱することができず、電気ヒータ２０に通電する必要があるものとみなして、エンジン１が稼動しているか否か、つまり発電装置５にて発電されているか否かを判定する（Ｓ６）。
【００５６】
そして、エンジン１が稼動している場合には、電気ヒータ２０に通電しても電力不足が発生しないものとみなして電気ヒータ２０に通電する（Ｓ７）。
【００５７】
また、エンジン１が停止している場合には、電動モータ２にて回生発電を行っているか否かを判定し（Ｓ８）、電動モータ２にて回生発電を行っている場合には、電気ヒータ２０に通電しても電力不足が発生しないものとみなして電気ヒータ２０に通電する（Ｓ７）。
【００５８】
一方、電動モータ２にて回生発電を行っていない場合には、電池ＥＣＵ９にエンジン１を始動させる旨の要求を発してエンジン１が始動した後（Ｓ９）、電気ヒータ２０に通電する（Ｓ７）。
【００５９】
なお、電動モータ２により回生発電は、制動時やアクセルペダル等の走行駆動力を制御する駆動力制御手段の操作量が減少して、いわゆるエンジンブレーキが作動している場合に行われる。
【００６０】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００６１】
本実施形態では、電動モータ２にて回生発電を行っているか否かを判定し、電動モータ２にて回生発電を行っている場合に電気ヒータ２０に通電する。つまり電動モータ２が発電状態にあると判定された場合には、電気ヒータ２０への通電を許可するので、空調装置での消費電力量の許容最大電力値を、電動モータ２が発電状態にないと判定された場合の許容最大電力値より大きくすることとなる。
【００６２】
したがって、バッテリ６の電力が空調装置（この場合は、電気ヒータ２０）に消費されて電動モータ２に供給する電力が不足することを抑制しながら、空調感の悪化を抑制することができる。
【００６３】
また、回生発電を行っている場合に電気ヒータ２０に通電するので、電気ヒータ２０に供給する電力が不足するといった問題が発生することを未然に防止でき得るとともに、電気ヒータ２０への通電量を増大させることが可能となる。
【００６４】
また、電動モータ２にて回生発電を行っている場合において、バッテリ６の残電力量を検出して残電力量が所定値以上の場合に電気ヒータ２０で実際に消費される電力量を増大させれば、より確実に、電動モータ２に供給する電力が不足することを抑制しながら、空調感の悪化を抑制することができる。
【００６５】
（第２実施形態）
上述の実施形態では、圧縮機２７はエンジン１によりベルト駆動され、かつ、その制御は電磁クラッチ２８のＯＮ−ＯＦＦ制御により行っていたが、本実施形態では、図３に示すように、圧縮機２７を駆動する電動モータが一体化された電動圧縮機２７０を用いたもので、その回転数制御は、バッテリ６から供給される直流電力をインバータ２７１により所定の周波数を有する三相交流に変換するとにより行う。
【００６６】
次に、空調ＥＣＵ１０の制御作動のうち電動圧縮機２７０の制御について述べる。
【００６７】
電動圧縮機２７０の回転数は、蒸発器１８を通過した直後の空気温度の目標値（目標エバ後温度ＴＥＯ）となるように制御され、具体的には、目標エバ後温度ＴＥＯを３℃〜４℃程度としてフロストが発生することを防止しながら空気を冷却するフルモードと、目標エバ後温度ＴＥＯを１０℃〜１２℃とする、又は目標吹出温度ＴＡＯと同じとするエコノミーモードとがある。
【００６８】
なお、フルモード制御時は、エコノミーモード制御時に比べて目標エバ後温度ＴＥＯが低くなるので、フルモード制御時にはエコノミーモード制御時に比べて、電動圧縮機２７０での消費電力は増大する。
【００６９】
以下、図４に示すフローチャートに基づいて本実施形態の特徴的作動を述べる。
【００７０】
空調環境状態を示すセンサ群の信号、及び車速やエンジン冷却水等の車両環境状態を読み込むとともに（Ｓ１１、Ｓ１２）、冷房運転又は除湿冷却運転を行う必要があるか否かを判定し（Ｓ１３）、冷房運転又は除湿冷却運転を行う必要がない場合には、Ｓ１１に戻る。
【００７１】
なお、本実施形態における冷房運転又は除湿冷却運転を行う必要があるか否かの判定は、目標吹出温度ＴＡＯが所定値以下であるか否かによって判定される。
【００７２】
電動モータ２にて回生発電を行っているか否かを判定し（Ｓ１４）、電動モータ２にて回生発電を行っている場合には、バッテリ６の残電力量を検出して残電力量が所定値以上か否かを判定し（Ｓ１５）、残電力量が所定値以上の場合には、エコノミーモード時であるかフルモード時であるかを判定する（Ｓ１６）。
【００７３】
そして、エコノミーモード時である場合には、フルモード制御に移行し、Ｓ１４〜Ｓ１６にてＮｏと判定された場合には、現状の制御、つまりエコノミーモード制御時にあってエコノミーモード制御、フルモード制御時にあってはフルモード制御を行う（Ｓ１７）。
【００７４】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００７５】
電動モータ２が発電状態にあると判定された場合には、フルモードに移行し得るので、空調装置での消費電力量の許容最大電力値を、電動モータ２が発電状態にないと判定された場合の許容最大電力値より大きくすること許可する状態となる。
【００７６】
したがって、バッテリ６の電力が空調装置（この場合は、電動圧縮機２７０）に消費されて電動モータ２に供給する電力が不足することを抑制しながら、空調感の悪化を抑制することができる。
【００７７】
また、回生発電を行っている場合にフルモードに移行し得るので、電動圧縮機２７０に供給する電力が不足するといった問題が発生することを未然に防止でき得るとともに、エコノミーモード制御からフルモード制御に移行させることが可能となる。
【００７８】
また、電動モータ２にて回生発電を行っている場合において、バッテリ６の残電力量を検出して残電力量が所定値以上の場合に電動圧縮機２７０で実際に消費される電力量を増大させるので、より確実に、電動モータ２に供給する電力が不足することを抑制しながら、空調感の悪化を抑制することができる。
【００７９】
（第３実施形態）
本実施形態は、図５に示すように、電動モータ２が発電状態にあると判定された場合に、電動モータ２で発電された電力を空調装置の電気部品である電動圧縮機２７０にバッテリ６を介さずに供給する電流切換装置６ａを備えるものである。
【００８０】
（第４実施形態）
本実施形態は、除湿暖房運転を行う際の制御に関するもので、回生発電を行っている場合には、電動圧縮機２７０での許容最大電力を増大させた後、必要があれば電気ヒータ２０へ通電することにより、防曇性能を確保しつつ、電動モータ２に供給する電力が不足することを抑制するものである。以下、図６に基づいて本実施形態の具体的制御フローを述べる。
【００８１】
空調環境状態を示すセンサ群の信号、及び車速やエンジン冷却水等の車両環境状態を読み込むとともに（Ｓ２１、Ｓ２２）、デフロスタスイッチが投入されているか否かを判定する（Ｓ２３）。なお、デフロスタスイッチとは、空調装置から吹き出す空気（特に、蒸発器１８にて冷却された空気）を窓ガラスに吹き出させるための手動スイッチである。
【００８２】
そして、デフロスタスイッチが投入されている場合には、電動モータ２にて回生発電を行っているか否かを判定し（Ｓ２４）、回生発電を行っていない場合には、電動圧縮機２７０の制御を現状のまま、つまりエコノミーモード制御時にあってエコノミーモード制御、フルモード制御時にあってはフルモード制御とした状態で吹出モードをデフロスタモードする（Ｓ２５）。
【００８３】
また、回生発電を行っている場合には、エコノミーモード制御時であるか否かを判定し（Ｓ２６）、エコノミーモード制御時である場合にはフルモード制御に移行する（Ｓ２７）。
【００８４】
次に、バッテリ６の残電力量を検出して残電力量が所定値以上か否かを判定し（Ｓ２８）、残電力量が所定値以上の場合には外気温度が所定温度以下であるか否か判定し（Ｓ２９）、外気温度が所定温度以下である場合には、吹出モードをデフロスタモードとした状態で電気ヒータ２０に通電する（Ｓ３０）。
【００８５】
なお、Ｓ２８、Ｓ２９にてＮｏと判定された場合には、電動圧縮機２７０の制御のみ実施し、Ｓ２１に戻る。
【００８６】
（第５実施形態）
本実施形態は、冷房運転及び除湿暖房運転を行う際の制御に関するもので、回生発電を行っている場合において、必要があれば、電動圧縮機２７０での許容最大電力を増大させる、又は電気ヒータ２０へ通電することにより、空調装置の能力を増大させつつ、電動モータ２に供給する電力が不足することを抑制するものである。以下、図７に基づいて本実施形態の具体的制御フローを述べる。
【００８７】
空調環境状態を示すセンサ群の信号、及び車速やエンジン冷却水等の車両環境状態を読み込むとともに（Ｓ３１、Ｓ３２）、Ａ／Ｃスイッチ（圧縮機の始動スイッチ）や自動制御スイッチが投入されているか否かにより空調装置を稼動しているか否かを判定する（Ｓ３３）。
【００８８】
そして、空調装置が稼動している場合には、電動モータ２にて回生発電を行っているか否かを判定し（Ｓ３４）、回生発電を行っていない場合には、電動圧縮機２７０の制御を現状のまま、つまりエコノミーモード制御時にあってエコノミーモード制御、フルモード制御時にあってはフルモード制御とした状態の制御を実施する（Ｓ３５）。
【００８９】
また、回生発電を行っている場合には、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて冷房運転又は除湿暖房運転のいずれか行うか、又は冷房運転又は除湿暖房運転のいずれを行っているかを判定する（Ｓ３６）。
【００９０】
なお、通常、目標吹出温度ＴＡＯが低い場合には冷房運転が実行され、目標吹出温度ＴＡＯが高い場合には除湿暖房運転が実行され、いずれの運転を行うかのしきい値をなす目標吹出温度ＴＡＯを、目標吹出温度ＴＡＯが上昇過程のある場合と下降過程にある場合とで相違させている。
【００９１】
そして、除湿暖房運転を行っている場合には、外気温度が所定温度以下であるか否かを判定し（Ｓ３７）、外気温度が所定温度以下の場合には、ヒータコア１９のみて室内に吹き出す空気を十分に加熱することができないものとみなして電気ヒータ２０に通電する（Ｓ３８）。
【００９２】
また、外気温度が所定温度より高い場合には、送風量が所定風量以上であるか否かを判定し（Ｓ３９）、送風量が所定風量以上である場合には、空調負荷が大きくヒータコア１９のみて室内に吹き出す空気を十分に加熱することができないものとみなして電気ヒータ２０に通電する（Ｓ３８）。
【００９３】
一方、冷房を行っている場合には、外気温度が所定温度以上であるか否かを判定し（Ｓ４０）、外気温度が所定温度以上である場合には空調負荷が大きく蒸発器１８の冷却能力が不足するおそれがあるものとみなして、エコノミーモード時であるかフルモード時であるかを判定する（Ｓ４１）。
【００９４】
そして、エコノミーモード時である場合には、フルモード制御に移行し（Ｓ４２）、既にフルモード制御が行われている場合には現状の制御、つまりフルモード制御を行う（Ｓ３５）。
【００９５】
また、外気温度が所定温度未満である場合には、車室内に注がれる日射量が所定日射量以上であるか否かを判定し（Ｓ４３）、日射量が所定日射量以上である場合には空調負荷が大きく蒸発器１８の冷却能力が不足するおそれがあるものとみなして、エコノミーモード時であるかフルモード時であるかを判定する（Ｓ４１）。そして、エコノミーモード時である場合には、フルモード制御に移行し（Ｓ４２）、既にフルモード制御が行われている場合には現状の制御、つまりフルモード制御を行う（Ｓ３５）。
【００９６】
また、日射量が所定日射量未満である場合には、送風量が所定風量以上であるか否かを判定し（Ｓ４４）、送風量が所定風量以上である場合には空調負荷が大きく蒸発器１８の冷却能力が不足するおそれがあるものとみなして、エコノミーモード時であるかフルモード時であるかを判定する（Ｓ４１）。そして、エコノミーモード時である場合には、フルモード制御に移行し（Ｓ４２）、既にフルモード制御が行われている場合には現状の制御、つまりフルモード制御を行う（Ｓ３５）。
【００９７】
（第６実施形態）
本実施形態は、バッテリ６を冷却するバッテリ冷却装置に本発明を適用したものである。なお、本実施形態に係るバッテリ冷却装置は、車室内の空気を吸引してバッテリ６に吹き付けるもので、バッテリ冷却装置用の電子制御装置は、空調ＥＣＵ１０に統合されている。
【００９８】
そして、本実施形態では、回生発電を行っている場合において、必要が発生したときには、バッテリ６を冷却するために必要とされる電力の許容最大電力を増大させるものである。
【００９９】
以下、図８に基づいて本実施形態の特徴的作動を述べる。
【０１００】
空調環境状態を示すセンサ群の信号、及び車速やエンジン冷却水等の車両環境状態を読み込むとともに（Ｓ５１、Ｓ５２）、電動モータ２にて回生発電を行っているか否かを判定する（Ｓ５３）。
【０１０１】
そして、回生発電を行っていない場合には、電動圧縮機２７０の制御を現状のまま、つまりエコノミーモード制御時にあってエコノミーモード制御、フルモード制御時にあってはフルモード制御とする（Ｓ５４）。
【０１０２】
また、回生発電を行っている場合には、空調装置の室内送風機１６が稼動しているか否かを判定し（Ｓ５５）、室内送風機１６が稼動している場合には、室内温度がバッテリ６の温度より低いか否かを判定し（Ｓ５６）、室内温度がバッテリ６の温度より低い場合には、バッテリ６を冷却する必要があるか否か、つまりバッテリ６の温度が所定温度以下であるか否かを判定してバッテリ６の温度が所定温度以下の場合には、バッテリ６に冷却風を送風する送風機の出力、つまり送風量を増大させる（Ｓ５７）
なお、Ｓ５３、Ｓ５５、Ｓ５６にてＮｏと判定された場合には、電動圧縮機２７０の制御を現状のままとする（Ｓ５４）。
【０１０３】
（その他の実施形態）
第６実施形態では、バッテリ冷却装置用の電子制御装置が空調ＥＣＵ１０に統合されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１０４】
また、本発明は上述の実施形態に示されたもののみ限定されるものではなく、第１〜６実施形態に係る発明のうち少なくとも２の実施形態を組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る空調装置の模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る空調装置のフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態に係る空調装置の模式図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る空調装置のフローチャートである。
【図５】本発明の第３実施形態に係る空調装置のフローチャートである。
【図６】本発明の第４実施形態に係る空調装置のフローチャートである。
【図７】本発明の第５実施形態に係る空調装置のフローチャートである。
【図８】本発明の第６実施形態に係る空調装置のフローチャートである。
【符号の説明】
１…走行用エンジン、２…モータジェネレータ、５…発電装置、
６…走行用のバッテリ、７…補機用のバッテリ、９…電池ＥＣＵ、
１０…空調ＥＣＵ、１６、２０、２７、３１、３６…空調電気機器。
Claims (11)
- 駆動源（１）が稼動することにより車両に蓄えられた運動エネルギを電気エネルギに回生する回生発電手段（２）を有する車両に適用される空調装置であって、
前記回生発電手段（２）が発電状態にあるか否かを判定する回生判定手段と、
前記回生判定手段により前記回生発電手段（２）が発電状態にあると判定された場合には、空調装置の電気部品（２０、２７０）での消費電力量の許容最大電力値を、前記回生判定手段により前記回生発電手段（２）が発電状態にないと判定された場合の前記許容最大電力値より大きくする許容電力制御手段とを備えることを特徴とする車両用空調装置。 - 駆動源（１）が稼動することにより車両に蓄えられた運動エネルギを電気エネルギに回生する回生発電手段（２）を有する車両に適用される空調装置であって、
前記回生発電手段（２）が発電状態にあるか否かを判定する回生判定手段と、
前記回生判定手段により前記回生発電手段（２）が発電状態にあると判定された場合には、車両に搭載された電気部品（２０、２７０）での消費電力量の許容最大電力値を、前記回生判定手段により前記回生発電手段（２）が発電状態にないと判定された場合の前記許容最大電力値より大きくする許容電力制御手段とを備えることを特徴とする車両用空調装置。 - 前記回生判定手段により前記回生発電手段（２）が発電状態にあると判定された場合に、前記電気部品（２０、２７０）で実際に消費される電力量を増大させるか否かを判定する増加判定手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用空調装置。
- 少なくとも前記回生判定手段により前記回生発電手段（２）が発電状態にあると判定された場合に、前記回生発電手段（２）で発生した電力を前記電気部品（２０、２７０）にバッテリ（６）を介さずに供給する直接供給手段を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
- 前記回生判定手段により前記回生発電手段（２）が発電状態にあると判定された場合に、バッテリ（６）の残電力量を検出して前記残電力量が所定値以上の場合に前記電気部品（２０、２７０）で実際に消費される電力量を増大させるか否かを判定する増加判定手段を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
- 複数種類の前記電気部品（２０、２７０）が存在する場合には、前記複数種類の前記電気部品（２０、２７０）のうちいずれかの電気部品（２７０）で実際に消費される電力量を増大させた後、他の電気部品（２７０）で実際に消費される電力量を増大させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
- 前記許容電力制御手段は、前記回生判定手段により前記回生発電手段（２）が発電状態にあると判定された場合であって、送風量が所定量以上であるときに前記電気部品（２０、２７０）の許容最大電力値を大きくすることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
- 前記許容電力制御手段は、暖房運転時において、前記回生判定手段により前記回生発電手段（２）が発電状態にあると判定され、かつ、外気温度が所定温度以下であるときに前記電気部品（２０）の許容最大電力値を大きくすることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
- 車両で発生する廃熱により車室内に吹き出す空気を加熱するヒータコア（１９）を備えており、
さらに、前記許容電力制御手段は、暖房運転時において、前記回生判定手段により前記回生発電手段（２）が発電状態にあると判定され、かつ、前記廃熱の温度が所定温度以下であるときに前記電気部品（２０）の許容最大電力値を大きくすることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用空調装置。 - 前記許容電力制御手段は、冷房運転時において、前記回生判定手段により前記回生発電手段（２）が発電状態にあると判定され、かつ、外気温度が所定温度以上であるときに前記電気部品（２０）の許容最大電力値を大きくすることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
- 前記許容電力制御手段は、冷房運転時において、前記回生判定手段により前記回生発電手段（２）が発電状態にあると判定され、かつ、日射量が所定量以上であるときに前記電気部品（２０）の許容最大電力値を大きくすることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
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