JP2011152855A - 車両用空調制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンプレッサ１８の駆動によって冷凍サイクルにおいて生成される熱量（冷熱生成量）に関して、その単位量当たりに要求されると想定されるエンジン１０の燃料消費量（想定熱費）の許容量（目標熱費）を定める際の特定の熱負荷条件等と、車両が使用される状況下における実際の熱負荷条件等とにずれが生じることに起因して、空調制御を適切に行うことができなくなること。
【解決手段】上記冷房要求を実現すべく要求される冷熱生成量の規定値と、上記要求される実際の冷熱生成量との偏差の所定期間における平均値を算出する。そして算出された平均値に応じて目標熱費を補正するための係数（補正係数）を可変設定する。そして目標熱費と補正係数との乗算値として補正後目標熱費を算出し、補正後目標熱費と想定熱費とに基づきコンプレッサ１８の駆動制御を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関の動力により駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機を有して構成される空気調節システムを備える車両に適用され、空調制御を行うべく前記圧縮機の駆動によって生成される熱量に関して、その単位量当たりに要求されると想定される内燃機関の燃料消費量である想定熱費をその許容量以下にすることを条件として前記圧縮機を駆動制御する制御手段を備える車両用空調制御装置に関する。

例えば下記特許文献１に見られるように、冷凍サイクルの冷媒を圧縮する機関駆動式の圧縮機を有して構成される空気調節システムに適用される車両用空調制御装置が知られている。この制御装置では、車両の加速時において内燃機関の生成トルクを車両の加速に極力用いるべく、車両の加速時に圧縮機を停止させる制御を行っている。これにより、車両を適切に加速させることが可能となる。

特開２００６−２９８０４２号公報

ところで、空調制御を行う上で最適な圧縮機の操作量（駆動トルク）を定める制御器は、通常、その適合工数の増大を抑制する観点から、特定の車両周囲の熱負荷条件や車両の走行条件等を設定して設計される。しかしながら、車両がユーザに使用される状況下において、実際の熱負荷条件等が、上記特定の熱負荷条件等からずれると、上記制御器によって定められる操作量が空調制御を行うための適切なものからずれるおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、空調制御を適切に行うことのできる車両用空調制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明は、内燃機関の動力により駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機を有して構成される空気調節システムを備える車両に適用され、空調制御を行うべく前記圧縮機の駆動によって生成される熱量に関して、その単位量当たりに要求されると想定される内燃機関の燃料消費量である想定熱費をその許容量以下にすることを条件として前記圧縮機を駆動制御する制御手段を備える車両用空調制御装置において、予め定められた空調要求を実現すべく前記圧縮機の駆動によって生成が要求される熱量又はこれと相関を有するパラメータの値について、その規定値と実際の値とのずれに基づき、前記許容量を補正する補正手段を備えることを特徴とする。

上記発明では、想定熱費をその許容量以下にすることを条件として圧縮機を駆動制御することで、空調制御のための圧縮機の駆動に伴う内燃機関の燃料消費量の増大の抑制を図っている。ここで上記許容量は通常、特定の熱負荷条件や車両の走行条件等を設定する場合に、予め定められた空調要求を実現すべく圧縮機の駆動によって生成が要求される熱量の規定値を生成可能なように適合されることで定められる。しかしながら、車両がユーザに使用される状況下において、実際の熱負荷条件等が上記特定の熱負荷条件等からずれると、上記空調要求を実現すべく圧縮機の駆動によって生成が要求される実際の熱量と、上記規定値とにずれが生じることがある。この場合、上記規定値に基づき定められた許容量を用いる圧縮機の駆動制御によっては、上記空調要求を適切に実現することができなくなるおそれがある。この点、上記発明では、予め定められた空調要求を実現すべく圧縮機の駆動によって生成が要求される熱量又はこの熱量と相関を有するパラメータの値について、その規定値と実際の値とのずれに基づき許容量を補正する。これにより、許容量が上記空調要求を実現するための適切な値からずれる度合いを抑制することができ、ひいては空調制御を適切に行うことができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記補正手段は、前記ずれに応じて前記許容量の補正量を可変設定することを特徴とする。

上記ずれが大きいと、許容量が予め定められた空調要求を適切に実現するための値からずれる度合いが大きくなる。この点に鑑み、上記発明では、上記態様にて許容量を補正することで、許容量の補正精度を向上させることができる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記ずれの都度の値の積算値を算出する積算値算出手段を更に備え、前記補正手段は、前記算出された積算値に応じた値に基づき、前記許容量を補正することを特徴とする。

上記発明では、上記ずれの履歴を反映して許容量を補正するため、許容量の補正精度をより向上させることができる。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、前記圧縮機の駆動トルクを互いに相違する複数の値に仮設定した場合のそれぞれの前記想定熱費を算出する手段を更に備え、前記制御手段は、前記駆動トルクをその目標値に制御するものであり、前記算出される複数の想定熱費のうち前記許容量以下となるものに対応する駆動トルクを前記目標値として設定することを特徴とする。

上記発明では、圧縮機の駆動トルクについての複数の値を目標値の候補として、この中から目標値を選択することで、目標値をより適切に設定することができる。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記制御手段は、前記算出される複数の想定熱費のうち前記許容量以下となるものに対応する駆動トルクの最大値を前記目標値として設定することを特徴とする。

上記発明では、圧縮機の駆動に伴う内燃機関の燃料消費量の増大を抑制しつつも、圧縮機の駆動によって生成される熱量を増大させることができ、ひいては空調制御を適切に行うことができる。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、前記パラメータの値とは、外気温度、外気湿度及び日射量のうち少なくとも１つであることを特徴とする。

上記発明では、上記パラメータを用いることで、予め定められた空調要求を実現すべく圧縮機の駆動によって生成が要求される実際の熱量が上記規定値からずれる事態を適切に把握することができる。

一実施形態にかかるシステム構成図。 一実施形態にかかる熱費制御処理を示す機能ブロック図。 一実施形態にかかるエンジンの燃料消費率を規定するマップを示す図。 一実施形態にかかる車両の走行条件の一例を示す図。 一実施形態にかかる熱費制御処理の手順を示すフローチャート。 一実施形態にかかる熱費制御処理を示すタイムチャート。

以下、本発明にかかる車両用空調制御装置を内燃機関（エンジン）を搭載した車両（自動車）に適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に本実施形態にかかるエンジンシステム及び空気調節システム（エアコンシステム）の全体構成を示す。

図示されるエンジン１０の各気筒には、エンジン１０の燃焼室に燃料を供給するための燃料噴射弁１２が備えられている。燃料噴射弁１２によって供給された燃料と吸気との混合気の燃焼によって発生するエネルギは、エンジン１０の出力軸（クランク軸１４）の回転動力として取り出される。なお、クランク軸１４付近には、クランク軸１４の回転角度を検出するクランク角度センサ１６が設けられている。

一方、エアコンシステムは、冷凍サイクルに冷媒を循環させるべく冷媒を吸入・吐出するコンプレッサ１８や、コンデンサ２０、レシーバ２２、更にはエバポレータ２４（蒸発器）等を備えて構成されている。

上記コンプレッサ１８は、これが備える電磁駆動式のコントロールバルブ（ＣＶ１８ａ）の通電操作によって冷媒の吐出容量を連続的に可変設定可能な可変容量型圧縮機である。コンプレッサ１８の駆動軸に機械的に連結されたプーリ（コンプレッサプーリ２６）は、ベルト２８及びクランクプーリ３０を介してクランク軸１４と機械的に連結されている。このクランク軸１４の回転動力がコンプレッサ１８に伝達される状況下、ＣＶ１８ａへの通電操作により上記吐出容量が調節される。なお、以下の説明では、上記吐出容量が０より大きくなる状態をコンプレッサ１８が駆動されるものとし、上記吐出容量が０となる状態をコンプレッサ１８が停止されるものとする。

コンデンサ２０は、ＤＣモータ等によって回転駆動される図示しないファンから送風される空気や車両の走行に伴いコンデンサ２０に吹き付けられる空気と、コンプレッサ１８から吐出供給される冷媒との熱交換が行われる部材である。レシーバ２２は、コンデンサ２０より流入した冷媒を気液分離して且つ分離された液冷媒を一時的に貯蔵し、液冷媒のみを下流側に供給するために設けられるものである。レシーバ２２に貯蔵された液冷媒は、温度式膨張弁３２によって急激に膨張され霧状とされる。霧状とされた冷媒は、車室内の空気を冷却するエバポレータ２４に供給される。エバポレータ２４では、ＤＣモータ等によって回転駆動されるファン（エバファン３４）から送風される空気と上記霧状とされた冷媒とが熱交換することで、冷媒の一部又は全部が気化する。これにより、エバファン３４から送風された空気が冷却され、冷却された空気が車室内に設けられる図示しない吹出し口を介して車室へと送られることで車室内を冷房する。

また、エバポレータ２４は、その内部に封入される蓄冷剤３６（例えばパラフィン）により冷媒の熱を蓄える蓄熱器として用いられる。これは、コンプレッサ１８の駆動中に冷凍サイクルで生成された冷房のための熱量の余剰分を蓄え、コンプレッサ１８の停止中において上記蓄えられた熱を冷房に使用するための構成である。詳しくは、コンプレッサ１８が駆動されることでエバポレータ２４に供給された冷媒と蓄冷剤３６との熱交換によって、冷媒の熱がエバポレータ２４に蓄えられる。その後、コンプレッサ１８が停止される状況下、エバファン３４から送風された空気と蓄冷剤３６とが熱交換することにより、上記送風された空気が冷却され、冷却された空気が上記吹出し口を介して車室へと送られることでコンプレッサ１８の停止中において車室内を冷房する。なお、エバポレータ２４から流出した冷媒は、コンプレッサ１８の吸入口に吸入される。

エアコンシステムを操作対象とする電子制御装置（以下、エアコンＥＣＵ３８）は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。エアコンＥＣＵ３８には、車室内を冷房すべくコンプレッサ１８の駆動指令となるＡ／Ｃスイッチ４０や、エバポレータ２４で熱交換された空気の温度（エバ出口温度）を検出するエバ出口温度センサ４２、エバポレータ２４で熱交換される前の空気の温度（エバ入口温度）と等しい外気温度を検出する外気温センサ４４、外気の湿度を検出する湿度センサ４６、日射量を検出する日射センサ４８、更には車両の走行速度を検出する車速センサ５０等の出力信号が入力される。エアコンＥＣＵ３８は、これら入力に応じてＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、エバファン３４や、ＣＶ１８ａ等の各種機器を操作する。そして、これら各種機器を操作することで、コンプレッサ１８の駆動制御や、車室内の冷房制御等を行う。ここで、コンプレッサ１８の駆動制御は、Ａ／Ｃスイッチ４０がオンされることを条件として、コンプレッサ１８の現在の駆動トルク（実コンプレッサトルク）をその目標値（目標コンプレッサトルク）に制御すべくＣＶ１８ａが通電操作されることで行われる。詳しくは、目標コンプレッサトルクに基づくフィードフォワード制御や、実コンプレッサトルクと目標コンプレッサトルクとの偏差に応じた値に基づくフィードバック制御からコンプレッサ１８に対する指令吐出容量を算出し、この指令吐出容量をＣＶ１８ａの駆動電流値に換算する。この駆動電流値を調節することで、実コンプレッサトルクを目標コンプレッサトルクに制御することが可能となる。ここで実コンプレッサトルクは、車速センサ５０の出力値に基づく車両の走行速度や、外気温センサ４４の出力値に基づく外気温度、レシーバ２２と温度式膨張弁３２との間の冷媒圧力を検出する図示しない圧力センサの出力値に基づく冷媒圧力等から算出すればよい。

エンジンシステムを操作対象とする電子制御装置（以下、エンジンＥＣＵ５２）は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。エンジンＥＣＵ５２には、クランク角度センサ１６等の出力信号が入力される。エンジンＥＣＵ５２は、上記入力に応じて、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、燃料噴射弁１２による燃料噴射制御等、エンジン１０の燃焼制御を行う。

また、エンジンＥＣＵ５２とエアコンＥＣＵ３８とは、双方向の通信を行うことで情報のやりとりを行う。詳しくは、エンジンＥＣＵ５２には、エアコンＥＣＵ３８から出力されるＡ／Ｃスイッチ４０の出力信号や、実コンプレッサトルクに関する情報等が入力される。一方、エアコンＥＣＵ３８には、エンジンＥＣＵ５２から出力されるクランク角度センサ１６の出力信号や、燃料噴射量に関する情報等が入力される。

次に、本実施形態にかかるエアコンＥＣＵ３８の行う熱費制御について説明する。熱費制御は、冷房制御のためにコンプレッサ１８を駆動することに伴うエンジン１０の燃料消費量の増大を抑制するための制御である。この制御では、まず、コンプレッサ１８の駆動によって冷凍サイクルにおいて生成される熱量（冷熱生成量）に関して、その単位量当たりに要求されると想定されるエンジン１０の燃料消費量（想定熱費）を算出するとともに、想定熱費の許容量（目標熱費）を可変設定する。そして、想定熱費が目標熱費以下となることを条件として目標コンプレッサトルクを算出し、コンプレッサ１８の上記駆動制御を行う。これにより、冷房制御におけるコンプレッサ１８の駆動に伴うエンジン１０の燃費低減効果の低下の抑制を図る。以下、図２を用いて、本実施形態にかかる上記熱費制御について詳述する。

図２に、エアコンＥＣＵ３８の行う処理のうち、本実施形態における熱費制御に関する処理の機能ブロック図を示す。

想定熱費算出部Ｂ１は、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン１０の生成トルクＴｅｎｇ等に基づき、想定熱費を算出する。ここで想定熱費の算出手法について詳述すると、想定熱費は、下式（１）によって表すことができる。
想定熱費［ｇ／ｋＷｈ］＝要求燃料消費量[ｇ／ｈ]
／｛トルクＴ時のコンプレッサ動力［ｋＷ］×ＣＯＰ｝…（１）
ここで、上式（１）における分母は、コンプレッサトルクＴｃがＴ（＞０）の場合に冷凍サイクルにおいて生成される単位時間当たりの熱量（冷房能力）である。なお、上式（１）におけるコンプレッサ動力は、コンプレッサトルクＴｃとエンジン回転速度ＮＥとの積として算出し、エンジン回転速度ＮＥは、クランク角度センサ１６の出力値に基づき算出すればよい。また、上記成績係数ＣＯＰは、コンプレッサ１８の動力を冷房能力に変換するパラメータである。この成績係数ＣＯＰは、例えば外気温度や、エンジン回転速度ＮＥ等を入力パラメータとして予め作成されたマップ等を用いて算出すればよい。

一方、上式（１）における分子は、コンプレッサ１８の駆動に伴うエンジン１０の単位時間当たりの燃料消費量の増大量であり、図３に示すエンジン１０の生成トルクＴｅｎｇ及びエンジン回転速度ＮＥと関連付けられた燃料消費率が規定されるマップを用いて算出可能である。詳しくは、まず、エンジン１０の生成トルクＴｅｎｇ及びエンジン回転速度ＮＥを入力として、上記マップに基づき、コンプレッサ１８が駆動される場合における燃料消費率（トルクＴ時の燃料消費率、図中「●」にて表記）と、コンプレッサ１８が停止される場合における燃料消費率（トルク０時の燃料消費率、図中「×」にて表記）とのそれぞれを算出する。次に、これら一対の燃料消費率のそれぞれに、そのときのエンジン１０の生成トルクＴｅｎｇ及びエンジン回転速度ＮＥの積として算出されるエンジン動力を乗算することで、コンプレッサ１８が駆動される場合における上記単位時間当たりの燃料消費量（トルクＴ時の燃料消費量）と、コンプレッサ１８が停止される場合におけるエンジン１０の単位時間当たりの燃料消費量（トルク０時の燃料消費量）とを算出する。そして、これら燃料消費量の差を上記要求燃料消費量として算出する。したがって、上記要求燃料消費量は、下式（２）によって表すことができる。
要求燃料消費量[ｇ／ｈ]＝
トルクＴ時の燃料消費量[ｇ／ｈ]―トルク０時の燃料消費量[ｇ／ｈ]…（２）
上式（２）を上式（１）に代入することで得られる下式（３）により、想定熱費を算出することが可能となる。
想定熱費［ｇ／ｋＷｈ］＝
｛トルクＴ時の燃料消費量［ｇ／ｈ］―トルク０時の燃料消費量［ｇ／ｈ］｝
／｛トルクＴ時のコンプレッサ動力［ｋＷ］×ＣＯＰ｝…（３）
なお、トルクＴ時の燃料消費量及びトルク０時の燃料消費量に関する情報は、エンジンＥＣＵ５２から取得すればよい。

図２の説明に戻り、目標熱費算出部Ｂ２は、エバ出口温度センサ４２の出力値に基づくエバ出口温度Ｔｅｏｕｔを入力パラメータとして、エバ出口温度Ｔｅｏｕｔと関連付けられた目標熱費が規定されるマップ（目標熱費算出マップ）を用いて上記目標熱費を算出する。

目標コンプレッサトルク算出部Ｂ３は、上記目標熱費算出部Ｂ２によって算出された目標熱費が後述する処理によって補正された値（補正後目標熱費）と想定熱費とに基づき、目標コンプレッサトルクＴｃｔｇｔを算出する。詳しくは、本実施形態では、上式（３）によってコンプレッサトルクＴｃを互いに相違する複数の値に仮設定した場合のそれぞれの想定熱費を算出する。そして、想定熱費が補正後目標熱費以下となるものに対応するコンプレッサトルクＴｃの最大値を目標コンプレッサトルクＴｃｔｇｔとして算出する。これにより、コンプレッサ１８の駆動に伴うエンジン１０の燃料消費量の増大を抑制しつつも、冷熱生成量を極力増大させることができ、冷凍サイクルで生成された冷房のための熱量の余剰分をエバポレータ２４に迅速に蓄えたりすることなどが可能となる。なお、図中横軸のコンプレッサトルクＴｃは、コンプレッサ１８が最大容量で冷媒を吐出する場合におけるコンプレッサトルクを１００％とする。

上記目標熱費算出マップは、目標熱費に基づく目標コンプレッサトルクＴｃｔｇｔによって実現される冷熱生成量が、特定の熱負荷条件及び車両の走行条件を設定する場合において、予め定められた冷房要求を実現すべく要求される上記冷熱生成量の規定値（設計時目標熱量）と一致するようにコンプレッサ１８を駆動可能な目標熱費を適合することで作成される。本実施形態では、予め定められた冷房要求を、車室内の温度が所定温度（例えば２５℃）を上回らないようにするものとする。具体的には、所定期間（単位冷房期間）におけるエバ出口温度Ｔｅｏｕｔの平均値をその目標値（目標エバ出口温度、例えば４℃）として且つ上記単位冷房期間におけるエバ出口温度Ｔｅｏｕｔの変動量の絶対値を所定以下にするものとする。これは、エバ出口温度Ｔｅｏｕｔが過度に低くなることでエバポレータ２４に結露が付着し、カビ等が発生することに起因する不快な臭いや、エバ出口温度Ｔｅｏｕｔの変動量の増大によって乗員に与える不快感を抑制するとの観点から設定されるものである。

また本実施形態では、上記特定の熱負荷条件及び車両の走行条件を、目標熱費の設定に影響を及ぼす以下（Ａ）〜（Ｄ）に関する条件とする。

（Ａ）車両の走行速度Ｖ：車両の走行速度Ｖが低くなると、車両の走行に伴いコンデンサ２０に吹き付けられる風量が低下することで、コンデンサ２０に吹き付けられた空気とコンデンサ２０内の冷媒との熱交換が促進されなくなる。熱交換が促進されなくなると、冷媒の高圧側の圧力が上昇することで冷凍サイクルにおける過冷却度合いが小さくなり、同一コンプレッサトルクに対する冷熱生成量が減少する。このため、不足する冷熱生成量を補うためにコンプレッサ１８の駆動領域を拡大すべく設計時目標熱量を実現するための目標熱費を大きくすることが要求される。したがって、車両の走行速度Ｖに関する条件を、特定の車両の走行条件として採用する。ここで車両の走行速度Ｖに関する条件は、例えば、図４に示すように、車両の走行速度Ｖを所定の走行モード（例えば燃料消費率やエミッションなどを計測するための欧州の試験条件であるＥＵモード）にするとの条件とすればよい。そして所定の走行モードが設定される場合において単位冷房期間ＴＭに渡るエバ出口温度Ｔｅｏｕｔの平均値が目標エバ出口温度となるように目標熱費を適合すればよい。

（Ｂ）外気温度（エバ入口温度Ｔｅｉｎ）：外気温度が高くなると、エバポレータ２４においてエバ入口温度Ｔｅｉｎを目標エバ出口温度まで低下させるために要求される冷熱生成量が増大したり、外気温度と車室内温度との温度差に起因する外部から車両へと伝達される熱量（外部熱量）が増大したりするため、設計時目標熱量を大きくすることが要求される。したがって、外気温度に関する条件を、特定の熱負荷条件として採用する。ここで外気温度に関する条件は、例えば外気温度が固定値（例えば３０℃）であるとの条件とすればよい。

（Ｃ）外気湿度Ｈｕｍ：外気湿度Ｈｕｍが高くなると、エバポレータ２４において空気の温度を所定温度低下させるために要求される冷熱生成量が増大するため、設計時目標熱量を大きくすることが要求される。したがって、外気湿度Ｈｕｍに関する条件を、特定の熱負荷条件として採用する。ここで外気湿度Ｈｕｍに関する条件は、例えば外気湿度Ｈｕｍが固定値（例えば６０％ＲＨ）であるとの条件とすればよい。

（Ｄ）日射量Ｓｕｎ：日射量Ｓｕｎが多くなると、外部熱量が増大するため、設計時目標熱量を大きくすることが要求される。したがって、日射量Ｓｕｎに関する条件を、特定の熱負荷条件として採用する。ここで日射量Ｓｕｎに関する条件は、例えば日射量が固定値（例えば１ｋＷ／ｍ＾２）であるとの条件とすればよい。

ところで、こうした手法によって適合された目標熱費算出マップを用いた場合、上記（Ａ）〜（Ｄ）の条件が上記マップの適合時におけるものと相違することがある。この場合、上記マップによって定められた目標熱費を用いたのでは、上記冷房要求を満たすことができなくなるおそれがある。すなわち、エバ出口温度Ｔｅｏｕｔの変動量が増大したり、エバ出口温度Ｔｅｏｕｔの平均値を目標エバ出口温度にすることができなったりすることで、空調制御を適切に行うことができなくなるおそれがある。このため、本実施形態では、以下のように補正部ＢＫｐにおいて目標熱費の補正量を算出し、後述する乗算部Ｂ８において目標熱費を補正する処理を行う。以下、補正部Ｂｋｐの処理の詳細について説明する。

実目標熱量算出部Ｂ４は、エバ入口温度Ｔｅｉｎ、外気湿度Ｈｕｍ、日射量Ｓｕｎ及び車両の走行速度Ｖに基づき、予め定められた冷房要求を実現すべく要求される実際の冷熱生成量（実目標熱量）を算出する。ここで実目標熱量は、例えばこれらパラメータと関連付けられた実目標熱量が規定されるマップや、これらパラメータを入力として実目標熱量を算出するためのモデルを用いて算出すればよい。

偏差算出部Ｂ５は、上記目標熱費算出部Ｂ２によって算出される目標熱費の適合時に想定した上記設計時目標熱量と、上記算出された実目標熱量との偏差ΔＱを算出する。具体的には、上記偏差ΔＱを、実目標熱量から設計時目標熱量を減算した値として算出する。

積算部Ｂ６は、単位冷房期間における上記偏差ΔＱの平均値（平均偏差量Σ）を算出する。具体的には、単位冷房期間における上記算出された都度の偏差ΔＱの積算値を算出し、この積算値を上記単位冷房期間に相当する時間で除算することで平均偏差量Σを算出すればよい。

補正係数設定部Ｂ７は、上記平均偏差量Σに応じて、上記目標熱費算出部Ｂ２で算出された目標熱費を補正するための係数（補正係数Ｋｐ）を可変設定する。ここで補正係数Ｋｐは、平均偏差量Σに比例して平均偏差量Σが大きいほど大きい値に設定される。これは、予め定められた冷房要求を実現する上で、冷熱生成量が不足する事態を回避するための設定である。つまり、平均偏差量Σが大きいほど、設計時目標熱量と実目標熱量とのずれが大きいこととなり、上記冷房要求を実現するための冷熱生成量が不足する。このため、上記態様にて目標熱費を可変設定することで、冷熱生成量が不足する際にはコンプレッサ１８の駆動領域を拡大することで、冷熱生成量が不足する事態を回避することが可能となる。

補正部ＢＫｐにおける一連の処理によって補正係数Ｋｐが設定された後、乗算部Ｂ８は、上記目標熱費算出部Ｂ２で算出された目標熱費と、上記補正係数Ｋｐとの乗算値として補正後目標熱費を算出する。

図５に、本実施形態にかかる熱費制御処理の手順を示す。この処理は、エアコンＥＣＵ３８によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお本実施形態では、補正係数Ｋｐの初期値として「１」がエアコンＥＣＵ３８の不揮発性メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）に記憶されているものとする。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、実目標熱量と、設計時目標熱量との都度の偏差ΔＱを積算する処理を行う。具体的には、現在の演算タイミングにおける上記偏差Δと、エアコンＥＣＵ３８のメモリに記憶された前回の演算タイミングにおける上記偏差ΔＱとを加算する。なお、設計時目標熱量は、例えば上記不揮発性メモリに予め記憶させておけばよい。

続くステップＳ１２では、単位冷房期間ＴＭが経過したか否かを判断する。この処理は、平均偏差量Σを算出するためのデータの収集が完了したか否かを判断するための処理である。なお、単位冷房期間ＴＭは、目標コンプレッサトルクＴｃｔｇｔの更新周期よりも補正係数Ｋｐの更新周期を長くするためのパラメータである。このパラメータによって、補正係数Ｋｐの更新周期が目標コンプレッサトルクＴｃｔｇｔの更新周期の複数倍（望ましくは数万倍）以上に設定される。これは、補正係数Ｋｐの更新周期が短いと、熱費制御による燃費低減効果が低減するためである。

ステップＳ１２において単位冷房期間ＴＭが経過したと判断された場合には、ステップＳ１４に進み、上記偏差ΔＱの積算値に基づき平均偏差量Σを算出する。そして算出された平均偏差量Σに応じて補正係数Ｋｐを算出し、上記不揮発性メモリに記憶された補正係数Ｋｐの値を更新する。

上記ステップＳ１２において否定判断された場合や、ステップＳ１４の処理が完了する場合には、ステップＳ１６に進み、エバ出口温度Ｔｅｏｕｔを入力とし、目標熱費算出マップを用いて目標熱費を算出する。

続くステップＳ１８では、補正係数Ｋｐと、上記算出された目標熱費との乗算値として補正後目標熱費を算出する。そしてステップＳ２０では、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン１０の生成トルクＴｅｎｇ等に基づき、コンプレッサトルクＴｃを互いに相違する複数の値に仮設定した場合のそれぞれの想定熱費を算出する。

続くステップＳ２２では、上記複数の値に仮設定した場合のそれぞれの想定熱費のうち少なくとも１つが補正後目標熱費以下となるか否かを判断する。

ステップＳ２２において上記複数の値に仮設定した場合のそれぞれの想定熱費が目標熱費を上回ると判断された場合には、ステップＳ２４に進み、目標コンプレッサトルクＴｃｔｇｔを０とし、コンプレッサ１８を停止させる。ただし、コンプレッサ１８の停止中において、エバ出口温度Ｔｅｏｕｔがその上限値Ｔｍａｘ（例えば９℃）を超えると判断された場合、コンプレッサ１８を駆動させてエバ出口温度Ｔｅｏｕｔを低下させる処理を行うのが望ましい。

一方、上記ステップＳ２２において肯定判断された場合には、ステップＳ２６に進み、コンプレッサ１８の駆動処理を行う。この駆動処理は、上述したように、上記ステップＳ２０の処理で算出された想定熱費が補正後目標熱費以下となるものに対応するコンプレッサトルクＴｃの最大値を目標コンプレッサトルクＴｃｔｇｔとして算出し、実コンプレッサトルクを目標コンプレッサトルクＴｃｔｇｔに制御する処理となる。

なお、ステップＳ２４、Ｓ２６の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。

図６に、本実施形態にかかる熱費制御処理の一例を示す。詳しくは、図６（ａ）に実目標熱量の推移を示し、図６（ｂ）にエバ出口温度Ｔｅｏｕｔの推移を示し、図６（ｃ）に冷熱生成量Ｑの推移を示し、図６（ｄ）に平均偏差量Σの推移を示し、図６（ｅ）に補正係数Ｋｐの推移を示し、図６（ｆ）に目標熱費の推移を示す。

図中実線で示すように、時刻ｔ１以降において、実目標熱量が設計時目標熱量よりも大きくなることで、目標熱費算出マップから算出される目標熱費が予め定められた冷房要求を実現する上で適切な値からずれる。ただし、単位冷房期間ＴＭ（時刻ｔ１〜ｔ２、時刻ｔ２〜ｔ３及び時刻ｔ３〜ｔ４）における実目標熱量と設計時目標熱量との偏差ΔＱの平均値として平均偏差量Σが算出されることで、この平均偏差量Σに応じて単位冷房期間ＴＭ毎に補正係数Ｋｐが更新され、目標熱費が補正される。このため、冷熱生成量Ｑを増大させることができ、エバ出口温度Ｔｅｏｕｔが所定の上限値Ｔｍａｘ及び下限値Ｔｍｉｎ（例えば１℃）で規定される許容温度範囲を超える事態を回避することができる。

これに対し、従来技術では、図中点線で示すように、目標熱費の補正が行われないため冷熱生成量Ｑが不足し、エバ出口温度Ｔｅｏｕｔが上記所定の上限値Ｔｍａｘを超える事態が生じる。

このように、本実施形態では、補正後目標熱費に基づきコンプレッサ１８の駆動制御を行うことで、予め定められた冷房要求を適切に実現することができる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）実目標熱量と設計時目標熱量との都度の偏差ΔＱを算出し、単位冷房期間における上記都度の偏差ΔＱの平均値である平均偏差量Σに応じて補正係数Ｋｐを可変設定した。これにより、目標熱費算出マップから算出される目標熱費の補正精度を向上させることができ、ひいては目標熱費が予め定められた冷房要求を実現する上で適切な値からずれる度合いを好適に抑制することができる。

（２）目標熱費算出マップから算出した目標熱費と補正係数Ｋｐとの乗算値として補正後目標熱費を算出した。そして算出された補正後目標熱費と、想定熱費とに基づきコンプレッサ１８の駆動制御を行った。これにより、上記冷房要求を適切に実現することができ、ひいては冷房制御による車室内の快適性を向上させることができる。

（３）コンプレッサトルクＴｃを互いに相違する複数の値に仮設定した場合のそれぞれの想定熱費を算出した。そして、算出された想定熱費が補正後目標熱費以下となるものに対応するコンプレッサトルクＴｃの最大値を目標コンプレッサトルクＴｃｔｇｔとして算出し、コンプレッサ１８の駆動制御を行った。これにより、上記冷房要求を実現する上で要求される冷熱生成量を迅速に生成することと、エンジン１０の燃費低減効果の低下の抑制との双方を好適に両立させることができる。

（４）エバポレータ２４の内部に蓄冷剤３６を封入することで、エバポレータ２４に蓄冷機能を持たせた。これにより、コンプレッサ１８の停止中に上記冷房要求を実現するための冷熱生成量を補うことができ、ひいては空調制御による車室内の快適性をより向上させることができる。

（その他の実施形態）
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・予め定められた冷房要求としては、上記実施形態に例示したものに限らない。例えば、上記冷房要求を、車室内の冷房制御のためにエバポレータ２４に封入される蓄冷剤３６に蓄えられる熱量（蓄冷量）をその目標値（目標蓄冷量）とするものとしてもよい。この場合、特定の熱負荷条件等が設定される場合に目標蓄冷量とするために要求される冷熱生成量の規定値を設計時目標熱量とし、上記補正係数Ｋｐを、実際の蓄冷量を目標蓄冷量とするために要求される熱量と、設計時目標熱量との偏差の単位冷房期間における平均値に応じて可変設定すればよい。なお、実際の蓄冷量は、エバポレータ２４の入口及び出口の冷媒温度や、冷媒流量等に基づき推定すればよい。

・上記目標熱費算出部Ｂ２によって算出される目標熱費の適合に際して前提とする車両の走行条件の設定手法としては、上記実施形態に例示したものに限らない。例えば、上記走行条件を、車両の走行速度Ｖが所定速度であるとの条件としてもよい。

・目標熱費の補正手法としては、上記実施形態に例示したものに限らない。例えば、実目標熱量と設計時目標熱量との偏差ΔＱの積算値と補正係数Ｋｐとの比を可変設定してもよい。ここで例えば、上記積算値が大きいほど積算値に対する補正係数Ｋｐの比を大きくするなら、冷房要求の制御性を向上させることができる。また例えば、平均偏差量Σが正又は負の値になると判断された場合、目標熱費に予め定められた所定値（＞０）を加算又は減算することで目標熱費を補正してもよい。

・実目標熱量と設計時目標熱量とのずれを把握する手法としては、平均偏差量Σを用いる手法に限らない。例えば、単位冷房期間ＴＭ毎における実目標熱量と設計時目標熱量との偏差ΔＱに基づき上記ずれを把握してもよい。これは、外気温度温や外気湿度等が急変しないことに鑑みたものである。また例えば、実目標熱量と設計時目標熱量との偏差に代えて、外気温度、外気湿度及び日射量のうち少なくとも１つ以上について、その規定値（特定の熱負荷条件等で設定された値）と、実際の値との偏差に基づき把握してもよい。具体的には例えば、日射量の規定値と実際の値との偏差の単位冷房期間ＴＭにおける平均値に基づき把握すればよい。

・目標熱費算出マップにおいて目標熱費と関連付けられるパラメータとしては、エバ出口温度Ｔｅｏｕｔに限らない。例えば、エバ出口温度Ｔｅｏｕｔに加えて、外気温度や外気湿度等と関連付けてもよい。こうした場合であっても、実目標熱量（補正係数Ｋｐ）を算出するためのパラメータに上記目標熱費と関連付けられたパラメータ以外のパラメータを含めることで、上記実施形態に準じた効果を得ることができる。

・上記実施形態では、コンプレッサ１８を可変容量型圧縮機としたがこれに限らない。例えば駆動中は吐出容量が一定の固定容量型圧縮機としてもよい。この場合、クランク軸１４からコンプレッサ１８の駆動軸へのクランク軸１４の回転動力を通電操作により伝達（オン）又は遮断（オフ）する電磁クラッチを備えればよい。ここでは、上記熱費制御処理を、例えば想定熱費が補正後目標熱費以下になることを条件としてコンプレッサ１８をオンさせる処理とすればよい。

・エバポレータ２４としては、蓄冷機能が備えられるものに限らず、この機能を備えないものであってもよい。また、エバポレータ２４と蓄熱器とを一体としたがこれに限らず、例えば、エバポレータ２４とは別に、蓄冷剤３６が封入された蓄熱器をエアコンシステムに更に備えてもよい。この場合、エバポレータ２４とコンプレッサ１８の吸入口との間に蓄熱器を接続したり、エバポレータ２４と蓄熱器とを並列に接続したりすればよい。

・目標コンプレッサトルクの算出手法としては、上記実施形態に例示したものに限らない。例えば、想定熱費が補正後目標熱費以下になるものに対応する任意のコンプレッサトルクＴｃを目標コンプレッサトルクＴｃｔｇｔとして算出してもよい。ここでは、エンジン１０の燃費低減効果及びコンプレッサ１８の停止中の冷房制御による快適性の要求に応じて目標コンプレッサトルクＴｃｔｇｔを適宜算出すればよい。

・本願発明が適用される車両としては、上記実施形態に例示したものに限らない。例えば、アイドルストップ制御が行われる車両に適用してもよい。この場合、予め定められた冷房要求を、例えばエンジン１０が自動停止される期間においてエバ出口温度Ｔｅｏｕｔが所定温度を上回らないようにするものとすればよい。

・車室内の空調制御としては、冷房制御に限らず、例えば車両の窓ガラスの曇りを除去する等の目的で行われる除湿制御であってもよい。この場合、予め定められた空調要求を、窓ガラスの車室内側の相対湿度を所定以下にするものとすればよい。

１０…エンジン、１８…コンプレッサ、２４…エバポレータ、ＣＶ１８ａ…コントロールバルブ、３６…蓄冷剤、３８…エアコンＥＣＵ（車両用空調制御装置の一実施形態）。

Claims (6)

1. 内燃機関の動力により駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機を有して構成される空気調節システムを備える車両に適用され、空調制御を行うべく前記圧縮機の駆動によって生成される熱量に関して、その単位量当たりに要求されると想定される内燃機関の燃料消費量である想定熱費をその許容量以下にすることを条件として前記圧縮機を駆動制御する制御手段を備える車両用空調制御装置において、
   予め定められた空調要求を実現すべく前記圧縮機の駆動によって生成が要求される熱量又はこれと相関を有するパラメータの値について、その規定値と実際の値とのずれに基づき、前記許容量を補正する補正手段を備えることを特徴とする車両用空調制御装置。
2. 前記補正手段は、前記ずれに応じて前記許容量の補正量を可変設定することを特徴とする請求項１記載の車両用空調制御装置。
3. 前記ずれの都度の値の積算値を算出する積算値算出手段を更に備え、
   前記補正手段は、前記算出された積算値に応じた値に基づき、前記許容量を補正することを特徴とする請求項１又は２記載の車両用空調制御装置。
4. 前記圧縮機の駆動トルクを互いに相違する複数の値に仮設定した場合のそれぞれの前記想定熱費を算出する手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記駆動トルクをその目標値に制御するものであり、前記算出される複数の想定熱費のうち前記許容量以下となるものに対応する駆動トルクを前記目標値として設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用空調制御装置。
5. 前記制御手段は、前記算出される複数の想定熱費のうち前記許容量以下となるものに対応する駆動トルクの最大値を前記目標値として設定することを特徴とする請求項４記載の車両用空調制御装置。
6. 前記パラメータの値とは、外気温度、外気湿度及び日射量のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用空調制御装置。

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