JP2016013729A

JP2016013729A - 車両の空調制御装置

Info

Publication number: JP2016013729A
Application number: JP2014135536A
Authority: JP
Inventors: 堅祐百瀬; Kensuke Momose; 英樹橋ヶ谷; Hideki Hashigaya
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2014-07-01
Filing date: 2014-07-01
Publication date: 2016-01-28

Abstract

【課題】車両の空調制御装置において、エンジン停止中に、必要となる冷房性能を超えてコンプレッサを駆動させることによる燃費の低下及びバッテリマネジメントの悪化を防ぐことにある。
【解決手段】制御手段（４０）は、車室（４）内の冷房性能が低下しているか否かを判定する冷房性能低下判定手段（４７）と、エンジン自動停止条件が成立してエンジンが自動停止しているとき、冷房性能低下判定手段（４７）によって車室（４）内の冷房性能が低下していると判定された場合に、電動機（３２）を駆動する電動機駆動手段（４８）とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両の空調制御装置に係り、特にエンジン自動停止による冷却性能の低下を防止する車両の空調制御装置に関する。

車両には、車室内の温度を快適に維持するために空調制御装置が備えられる。
空調制御装置には、冷媒の圧縮を行うコンプレッサと、車室内に吹き出される空気を冷却するエバポレータと、コンプレッサを駆動させる電動機とを備えるものがある。
このような車両の空調制御装置としては、例えば、以下の先行技術文献がある。

特開２０１２−１１８４７号公報

特許文献１に係る車両用空調装置は、エンジンが駆動状態から停止状態へ移行するときに冷房性能を維持させるために、コンプレッサの吐出容量とコンプレッサを駆動させる電動機の回転数とを制御するものである。

ところが、予め設定されたエンジン自動停止条件が成立した場合にエンジンを自動停止させるエンジン自動停止手段と、予め設定されたエンジン自動再始動条件が成立した場合にエンジンを自動再始動させるエンジン自動再始動手段とが備えられた制御手段を備えた車両、いわゆるアイドルストップ機能を搭載した車両においては、エンジン自動停止中でコンプレッサが停止するために、冷房性能が低下する問題があった。
また、上記の特許文献１では、冷房性能の低下によって冷房性能を向上させる必要がない場合でもコンプレッサを駆動させているため、必要以上にコンプレッサを駆動させてしまうことから、燃費の低下及びバッテリマネジメントの悪化が生じるおそれがあった。

そこで、この発明は、アイドルストップ機能を搭載した車両において、エンジン停止中に、必要となる冷房性能を超えてコンプレッサを駆動させることによる燃費の低下及びバッテリマネジメントの悪化を防ぐことができる車両の空調制御装置を提供することを目的とする。

この発明は、予め設定されたエンジン自動停止条件が成立した場合にエンジンを自動停止させるエンジン自動停止手段と、予め設定されたエンジン自動再始動条件が成立した場合に前記エンジンを自動再始動させるエンジン自動再始動手段とが備えられた制御手段を備えた車両の空調制御装置において、冷媒の圧縮を行うコンプレッサと、車室内に吹き出される空気を冷却するエバポレータと、蓄電池からの供給電力で駆動して前記コンプレッサを駆動させる電動機とを備え、前記制御手段は、前記車室内の冷房性能が低下しているか否かを判定する冷房性能低下判定手段と、前記エンジン自動停止条件が成立して前記エンジンが自動停止しているとき、前記冷房性能低下判定手段によって前記車室内の冷房性能が低下していると判定された場合に、前記電動機を駆動する電動機駆動手段とを備えることを特徴とする。

この発明は、アイドルストップ機能を搭載した車両において、エンジン停止中に、必要となる冷房性能を超えてコンプレッサを駆動させることによる燃費の低下及びバッテリマネジメントの悪化を防ぐことができる。

図１は空調制御装置のシステム構成図である。（実施例）図２は空調制御装置の制御ブロック図である。（実施例）図３は空調制御のフローチャートである。（実施例）図４（Ａ）は通常駆動状態を示す図である。図４（Ｂ）はアイドルストップ停止中を示す図である。図４（Ｃ）はアイドルストップ中で、冷房駆動中を示す図である。（実施例）図５はエバポレータの目標温度を算出するテーブルである。（実施例）図６はエンジン側（パワートレイン側）要求による電動機の駆動許可状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を示す図である。（実施例）図７は電動機駆動状態（ＯＮ／ＯＦＦ）、電動機側電磁クラッチの駆動状態（ＯＮ／ＯＦＦ）、コンプレッサ側電磁クラッチの駆動状態（ＯＮ／ＯＦＦ）、エンジン側電磁クラッチの駆動状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を示す図である。（実施例）

この発明は、アイドルストップ機能を搭載した車両において、エンジン停止中に、必要となる冷房性能を超えてコンプレッサを駆動させることによる燃費の低下及びバッテリマネジメントの悪化を防ぐ目的を、エンジンが自動停止しているとき、車室内の冷房性能が低下していると判定された場合に、電動機を駆動して実現するものである。

図１〜図７は、この発明の実施例を示すものである。
図１に示すように、アイドルストップ車両（以下「車両」という）１には、エンジン２と、蓄電池（バッテリ）３と、車室４内の空調を行う空調制御装置５とが搭載される。
空調制御装置５は、空調ユニット（ＨＶＡＣ）６を備える。
空調ユニット６は、車室４内へ送風を行って空調するものであって、空気流通通路７を形成する通路形成体８を備える。

通路形成体８には、上流側となる一端で、外気導入ダクト９が接続する外気吸込口１０と内気導入ダクト１１が接続する内気吸込口１２とを切り替えるように内部側に揺動する内外気切替ダンパ１３と、この内外気切替ダンパ１３を作動して空気の吸込口を外気導入又は内気循環に切り換える吸込口変更手段（吸込口アクチュエータ）１４とが設けられる。

また、通路形成体８には、下流側となる他端で、デフロスタダクト１５に接続するデフロスタ吹出口１６とベントダクト１７に接続するベント吹出口１８とを切り替えるように内部側に揺動する第１吹出口切替ダンパ１９と、この第１吹出口切替ダンパ１９を作動する第１モード変更手段（第１モードアクチュエータ）２０と、また、フットダクト２１に接続するフット吹出口２２を開閉するように内部側に揺動する第２吹出口切替ダンパ２３と、この第２吹出口切替ダンパ２３を作動する第２モード変更手段（第２モードアクチュエータ）２４とが設けられる。
第１モード変更手段２０と第２モード変更手段２４とは、吹出口を調整するものである。

更に、通路形成体８内には、内外気切替ダンパ１３の直下流側で車室４内に送風を行うためのブロアファン２５と、このブロアファン２５よりも下流側で車室４内に吹き出される空気を冷却するためのエバポレータ２６と、このエバポレータ２６よりも下流側で車室４内に送風される空気を昇温するヒータコア２７と、車室４内に送風される空気の一部をヒータコア２７に流入させるように揺動するエアミックスドア２８と、このエアミックスドア２８の開度（エアミックスドア開度：吹出風がヒータコア２７を通過する割合）を変更するエアミックスドア開度変更手段（エアミックスドアアクチュエータ）２９とが備えられる。
ブロアファン２５は、ファンモータ３０を備えて、冷却された空気を車室４内に送給するものであり、吹き出し風量を調整するものである。
ヒータコア２７は、車室４内を暖房するために駆動されるものである。
エアミックスドア開度変更手段２９は、内部で温度調整をするものである。

図１に示すように、空調制御装置５には、冷媒の圧縮を行うコンプレッサ３１と、蓄電池３からの供給電力で駆動してコンプレッサ３１を駆動させる電動機３２とが備えられる。
エンジン２には、エンジン側電磁クラッチ３３を介してエンジン側プーリ３４が連結される。コンプレッサ３１には、コンプレッサ側電磁クラッチ３５を介してコンプレッサ側プーリ３６が連結される。。電動機３２には、電動機側電磁クラッチ３７を介して電動機側プーリ３８が連結される。
エンジン側プーリ３４とコンプレッサ側プーリ３６と電動機側プーリ３８とには、エンジン２とコンプレッサ３１と電動機３２との間に駆動力を伝達する駆動ベルト３９が巻き掛けられる。
エンジン側電磁クラッチ３３・コンプレッサ側電磁クラッチ３５・電動機側電磁クラッチ３７は、駆動力を伝達する場合のみ締結（オン）するものである。

空調制御装置５には、制御手段（制御コントローラ）４０が備えられる。
制御手段４０には、エンジン２とブロアファン２５のファンモータ３０と電動機３２とが接続される。
また、制御手段４０には、通路形成体８内に配置されてエバポレータ２６の温度を検出するエバポレータ温度検出手段であるエバポレータ温度センサ４１と、蓄電池３の電圧をバッテリ電圧として検出するバッテリ電圧センサ４２と、外気温度を検出する外気温度センサ４３と、乗員状態を設定した乗員設定パネル４４とが接続される。
なお、制御手段４０には、吸込口変更手段１４と第１モード変更手段２０と第２モード変更手段２４とエアミックスドア開度変更手段２９とが接続される。

図２に示すように、制御手段４０は、予め設定されたエンジン自動停止条件が成立した場合にエンジンを自動停止させるエンジン自動停止手段４５と、予め設定されたエンジン自動再始動条件が成立した場合にエンジン２を自動再始動させるエンジン自動再始動手段４６とを備える。
また、制御手段４０は、車室４内の冷房性能が低下しているか否かを判定する冷房性能低下判定手段４７と、エンジン自動停止条件が成立してエンジン２が自動停止しているとき、冷房性能低下判定手段４７によって車室４内の冷房性能が低下していると判定された場合に、電動機３２を駆動する電動機駆動手段４８とを備える。
更に、制御手段４０は、車室４内の目標温度と外気温度とからエバポレータ２６の目標温度を算出する目標温度算出手段４９とを備える。
また、上記の冷房性能低下判定手段４７は、エバポレータ温度センサ４１によって検出されたエバポレータ２６の温度と目標温度算出手段４９によって算出されたエバポレータ２６の目標温度との差が所定値を超える場合に、車室４内の冷房性能が低下していると判定する。

次に、この実施例における空調制御を、図３のフローチャートに沿って説明する。
図３に示すように、エンジン２が運転中で、制御手段４０のプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、先ず、目標温度算出手段４９は、エバポレータ２６の目標温度を算出する（ステップＡ０２）。
そして、エンジン自動停止手段４５は、エンジン自動停止条件が成立したか否かを判断する（ステップＡ０３）。
このステップＡ０３がＹＥＳであり、エンジン自動停止条件が成立した場合には、冷房性能低下判定手段４７は、エバポレータ温度センサ４１で検出されたエバポレータ２６の温度を取り込む（ステップＡ０４）。
そして、冷房性能低下判定手段４７は、エバポレータ２６の温度（エバポレータ温度）と目標温度との差が所定値を超えたか（エバポレータ温度−目標温度＞所定値）否かを判断する（ステップＡ０５）。
このステップＡ０５がＹＥＳの場合には、冷房性能低下判定手段４７は、冷房性能低下と判定する（ステップＡ０６）。
そして、電動機駆動手段４８は、電動機３２を駆動する（ステップＡ０７）。
このステップＡ０７の処理後、前記ステップＡ０３がＮＯの場合、又は前記ステップＡ０５がＮＯの場合には、制御手段４０は、このプログラムをリターンする（ステップＡ０８）。

図４には、エンジン２とコンプレッサ３１と電動機３２との駆動状態を示す。
図４（Ａ）には、通常駆動状態の場合を示す。この通常駆動状態の場合では、エンジン３２が駆動し、電動機３２が駆動して発電中であり、また、コンプレッサ３１が駆動して冷房動作であり、各電磁クラッチ３３、３５、３７が締結中である。
図４（Ｂ）には、アイドルストップ停止中の場合を示す。このアイドルストップ停止中の場合では、エンジン２が停止し、電動機３２が停止し、また、コンプレッサ３１が停止し、各電磁クラッチ３３、３５、３７はその時の状態に依存する。
図４（Ｃ）には、アイドルストップ中で、冷房駆動中の場合を示す。このアイドルストップ中で、冷房駆動中の場合では、エンジン２が停止し、電動機３２が駆動し、また、コンプレッサ３１が駆動し、エンジン側電磁クラッチ３３以外のコンプレッサとしてのコンプレッサ側電磁クラッチ３５及び電動機側電磁クラッチ３７が締結中である。

図５には、エバポレータ２６の目標温度を算出するテーブルを示す。
このエバポレータ２６の目標温度の算出にあっては、車室内温度、外気温度、ユーザ設定温度等の車両環境下において、必要とされる冷房源のエバポレータ２６の目標温度を算出する。この目標温度の算出方法は、一例であり、目標吹出し温度等からの算出等、算出方法は間わない。また、エバポレータ２６の目標温度の算出は、自動空調制御（ＡＵＴＯＡ／Ｃ）にて、一般的に使用する内容となるため、他の算出方法に対する説明は、省略する。設定温度は、自動空調制御内で算出される目標吹き出し温度に置き換えても可能である。

図６には、エンジン側（パワートレイン側）要求による電動機３２の駆動許可状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を示す。
このエンジン側要求による電動機３２の駆動許可状態（ＯＮ／ＯＦＦ）、バッテリ電圧の低下時や、その他の機能による電動機３２の駆動が不可の場合には、エンジン側要求によるエンジン駆動許可判定をＯＦＦとする。その他の機能による駆動不可条件は、システムにより条件が異なるため、説明は省略する。

図７には、電動機３２の駆動状態（ＯＮ／ＯＦＦ）、電動機側電磁クラッチ３７の駆動状態（ＯＮ／ＯＦＦ）、コンプレッサ側電磁クラッチ３５の駆動状態（ＯＮ／ＯＦＦ）、エンジン側電磁クラッチ３３の駆動状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を示す。
この場合、エンジン側要求による電動機３２の駆動許可と冷房性能向上要求を用いて電動機３２の駆動を実施する。このような制御による電動機３２の駆動は、エンジン側電磁クラッチ３３が非締結（ＯＦＦ）となり、エンジン２は、駆動しない。なお、エンジン側要求にて、電動機３２の駆動停止と判定された場合には、システム要求として、電動機３２の駆動は、実施しない。

この結果、この実施例においては、制御手段４０は、車室４内の冷房性能が低下しているか否かを判定する冷房性能低下判定手段４７と、エンジン自動停止条件が成立してエンジン２が自動停止しているとき、冷房性能低下判定手段４７によって車室４内の冷房性能が低下していると判定された場合に、電動機３２を駆動する電動機駆動手段４８とを備える。
このような構造により、必要となる冷房性能を超えてコンプレッサ３１を駆動させることを防ぎ、燃費の低下及びバッテリマネジメントの低下を防ぐことができる。
また、制御手段４０は、車室４内の目標温度と外気温度とからエバポレータ２６の目標温度を算出する目標温度算出手段４９を備える。冷房性能低下判定手段４７は、目標温度算出手段４９によって算出されたエバポレータ２６の目標温度とエバポレータ温度検出手段４１によって検出されたエバポレータ２６の温度との差が所定値を超える場合に、車室４内の冷房性能が低下していると判定する。
このような構造により、エンジン自動停止時における冷房性能の低下を、より正確に判定することができる。

この発明に係る空調制御装置を、電気自動車やハイブリッド車等の電動車両や、各種車両に適用可能である。

１車両
２エンジン
３蓄電池（バッテリ）
４車室
５空調制御装置
６空調ユニット
２６エバポレータ
３１コンプレッサ
３２電動機
３３エンジン側電磁クラッチ
３５コンプレッサ側電磁クラッチ
３７電動機側電磁クラッチ
３９駆動ベルト
４０制御手段（制御コントローラ）
４１エバポレータ温度センサ
４２バッテリ電圧センサ
４３外気温度センサ
４４乗員設定パネル
４５エンジン自動停止手段
４６エンジン自動再始動手段
４７冷房性能低下判定手段
４８電動機駆動手段
４９目標温度算出手段

Claims

予め設定されたエンジン自動停止条件が成立した場合にエンジンを自動停止させるエンジン自動停止手段と、予め設定されたエンジン自動再始動条件が成立した場合に前記エンジンを自動再始動させるエンジン自動再始動手段とが備えられた制御手段を備えた車両の空調制御装置において、冷媒の圧縮を行うコンプレッサと、車室内に吹き出される空気を冷却するエバポレータと、蓄電池からの供給電力で駆動して前記コンプレッサを駆動させる電動機とを備え、前記制御手段は、前記車室内の冷房性能が低下しているか否かを判定する冷房性能低下判定手段と、前記エンジン自動停止条件が成立して前記エンジンが自動停止しているとき、前記冷房性能低下判定手段によって前記車室内の冷房性能が低下していると判定された場合に、前記電動機を駆動する電動機駆動手段とを備えることを特徴とする車両の空調制御装置。
前記エバポレータの温度を検出するエバポレータ温度検出手段を備え、前記制御手段は、前記車室内の目標温度と外気温度とから前記エバポレータの目標温度を算出する目標温度算出手段を備え、前記冷房性能低下判定手段は、前記エバポレータ温度検出手段によって検出された前記エバポレータの温度と前記目標温度算出手段によって算出された前記エバポレータの目標温度との差が所定値を超える場合に、前記車室内の冷房性能が低下していると判定することを特徴とする請求項１に記載の車両の空調制御装置。