JP6561791B2 - 車両用空調制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用空調制御装置に関する。

従来、車両の走行状態に応じてエンジンをアイドリング状態から自動停止させるアイドリングストップ機能を備えた車両のように、運転車の操作によらずにエンジンを自動停止及び再始動させる車両においては、空調装置が冷房運転状態であるときにエンジンが自動停止されると、エンジンによって駆動されるコンプレッサも停止するため、エバポレータ内で冷媒が蒸発しなくなり、空調装置の冷房性能が確保できなくなってしまうといった課題があった。

このような課題を解決する技術として、エンジンが停止されるか否かを推定し、エンジンが停止すると推定された場合に、インテークドアを内気循環モードの位置に固定する技術が特許文献１に提案されている。

特開２００３−１１８３５４号公報

しかしながら、特許文献１に提案されたような従来の技術は、例えば、車両が渋滞路を走行しているときのように、エンジンの自動停止と再始動とが頻繁に行われると、空調装置が外気導入と内気導入との間で頻繁に切り替わるため、乗員に煩わしさを感じさせてしまう虞があるといった課題があった。

そこで、本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、乗員に煩わしさを感じさせずに、空調装置の冷房性能を確保することができる車両用空調制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明に係る車両用空調制御装置の一態様は、エンジンによって駆動されるコンプレッサと、コンプレッサによって圧縮された冷媒を蒸発させるエバポレータコアと、外気を導入する外気導入モードと内気を循環させる内気循環モードのいずれか一方に、エバポレータコア内の冷媒と熱交換させる空気を取り込む空気取り込みモードを切り替える切替部と、を有する空調装置と、電動機と、が設けられ、前記エンジン及び前記電動機を駆動源とする車両に搭載される車両用空調制御装置であって、切替部は、車速が所定速度未満であり、かつ、エンジンが停止状態である場合には、空気取り込みモードを内気循環モードに固定し、エンジンが停止状態から駆動状態になったとしても、車速が所定速度以上となるまでは、空気取り込みモードを内気循環モードに維持する。

本発明は、乗員に煩わしさを感じさせずに、空調装置の冷房性能を確保することができる車両用空調制御装置を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る車両用空調制御装置を搭載した車両の要部を示す構成図である。 図２は、本発明の形態に係る車両用空調制御装置の空調制御動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る車両用空調制御装置を搭載した車両について説明する。

図１に示すように、車両１は、空調装置２、内燃機関型のエンジン３と、モータジェネレータ（以下、単に「ＭＧ」と記す）４と、動力伝達機構５と、駆動輪６と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７とを含んで構成されている。

空調装置２には、車室内に吹出される空気の導入口として、空調装置２内を車室外に連通する外気導入口１０ａと、空調装置２内を車室内に連通する内気導入口１０ｂとが形成されている。

外気導入口１０ａは、車室外の空気である外気を空調装置２内に導入する導入口である。内気導入口１０ｂは、車室内の空気である内気を空調装置２内に導入する導入口、すなわち内気を循環させるための導入口である。

空調装置２内には、車室内に吹出される空気の導入口を外気導入口１０ａと内気導入口１０ｂとの間で切り換える導入口切換ドア１１が設けられている。導入口切換ドア１１は、外気導入口１０ａを完全に閉じて内気導入口１０ｂを完全に開く位置と、内気導入口１０ｂを完全に閉じて外気導入口１０ａを完全に開く位置との間を移動できるように、空調装置２内に回転自在に取り付けられている。

導入口切換ドア１１には、導入口切換ドア１１を駆動するためのアクチュエータ１２が設けられている。アクチュエータ１２は、ＥＣＵ７による制御に応じて、導入口切換ドア１１の位置を制御するようになっている。

空調装置２には、車室内に吹出される空気の排出口として、運転席及び助手席に着座した乗員の足元に向けて開口している足元吹出し口に連通する足元排出口１４aと、運転席及び助手席に向けて開口しているベント吹出し口に連通するベント排出口１４ｂと、フロントウインドガラスの車室内側に向けて開口しているデフロスタ吹出し口に連通するデフロスタ排出口１４ｃとが形成されている。

空調装置２内には、足元排出口１４aを開閉する吹出口切換ドア１６ａと、ベント排出口１４ｂ及び足元排出口１４ａを開閉する吹出口切換ドア１６ｂとが設けられている。

吹出口切換ドア１６ａは、足元排出口１４aを完全に閉じる位置と、足元排出口１４aを完全に開く位置との間を移動できるように、空調装置２内に回転自在に取り付けられている。

吹出口切換ドア１６ａには、吹出口切換ドア１６ａを駆動するためのアクチュエータ１７ａが設けられている。アクチュエータ１７ａは、ＥＣＵ７による制御に応じて、吹出口切換ドア１６ａの位置を制御するようになっている。

吹出口切換ドア１６ｂは、ベント排出口１４ｂを完全に閉じてデフロスタ排出口１４ｃを完全に開く位置と、デフロスタ排出口１４ｃを完全に閉じてベント排出口１４ｂを完全に開く位置との間を移動できるように、空調装置２内に回転自在に取り付けられている。

吹出口切換ドア１６ｂには、吹出口切換ドア１６ｂを駆動するためのアクチュエータ１７ｂが設けられている。アクチュエータ１７ｂは、ＥＣＵ７による制御に応じて、吹出口切換ドア１６ｂの位置を制御するようになっている。

空調装置２内には、空気の導入口から排出口に向けて、ブロワファン２０と、エバポレータコア２１と、エアミックスドア２２と、ヒータコア２３とが設けられている。

ブロワファン２０は、車室内に吹出させる空気を送風するようになっている。ブロワファン２０には、ブロワファン２０を回転させる図示しないブロワファンモータが設けられている。

ブロワファン２０は、ブロワファンモータによって回転させられることにより、導入口から導入された空気を排出口に向けて送風するようになっている。ブロワファンモータは、ＥＣＵ７による制御に応じて、その回転力が変化し、ブロワファン２０の送風量を変化させるようになっている。

エバポレータコア２１は、空調用の冷媒の流路を形成する。エバポレータコア２１には、エンジン３によって駆動されるコンプレッサ２５と、冷媒を放熱又は吸熱させるコンデンサ２６とが接続されている。

エバポレータコア２１は、コンプレッサ２５によって圧縮された冷媒を蒸発させ、蒸発させた冷媒と、エバポレータコア２１に沿って通過する空気との間で熱交換を行わせることによって、エバポレータコア２１に沿って通過する空気を冷却及び除湿するようになっている。

エアミックスドア２２は、ヒータコア２３を通過する空気の流量を調整するようになっている。具体的には、エアミックスドア２２は、エバポレータコア２１を通過した空気がヒータコア２３に沿って通過する位置と、エバポレータコア２１を通過した空気がヒータコア２３に沿って通過しない位置との間を移動できるように、空調装置２内に回転自在に取り付けられている。

エアミックスドア２２には、エアミックスドア２２を駆動するためのアクチュエータ２７が設けられている。アクチュエータ２７は、ＥＣＵ７による制御に応じて、エアミックスドア２２の位置を制御するようになっている。ヒータコア２３は、エンジン３を冷却する冷却水の流路を形成し、エンジン３内を通過した冷却水によって車室内に吹出させる空気を暖める熱源として機能する。

空調装置２が冷房運転状態の場合には、コンプレッサ２５は、冷媒を圧縮するようにＥＣＵ７によって制御され、エアミックスドア２２は、ブロワファン２０によって車室内に吹出させる空気がヒータコア２３に沿って通過しないように、アクチュエータ２７によって、その位置が制御される。

空調装置２が暖房運転状態の場合には、コンプレッサ２５は、冷媒を圧縮するようにＥＣＵ７によって制御され、エアミックスドア２２は、ブロワファン２０によって車室内に吹出させる空気がヒータコア２３に沿って通過するように、アクチュエータ２７によって、その位置が制御される。

エンジン３には、複数の気筒が形成されている。本実施の形態において、エンジン３は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行うように構成されている。

ＭＧ４は、図示しない二次電池から供給される電力によって動力を生成する電動機として機能する。ＭＧ４は、駆動輪６から伝達される動力から電力を回生して二次電池を充電する発電機としても機能する。

エンジン３及びＭＧ４によって生成された動力は、変速機及びディファレンシャルギアを含む動力伝達機構５を介して駆動輪６を駆動させる。すなわち、車両１は、エンジン３及びＭＧ４を駆動源とするハイブリッド車両によって構成される。

ＥＣＵ７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

コンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ７として機能させるためのプログラムが格納されている。すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、本実施の形態におけるＥＣＵ７として機能する。

ＥＣＵ７の入力ポートには、車速を検出する車速センサ５１と、エンジン３の出力軸であるクランクシャフトの回転角（以下、単に「クランク角」という）を検出するクランク角センサ５２とを含む各種センサ類及び各種スイッチ類が接続されている。

ＥＣＵ７の出力ポートには、アクチュエータ１２、１７ａ、１７ｂ及び２７を含む各種制御対象類が接続されている。ＥＣＵ７は、各種センサ類及び各種スイッチ類から得られる情報に基づいて、各種制御対象類を制御するようになっている。

例えば、ＥＣＵ７は、外気を導入する外気導入モードと内気を循環させる内気循環モードのいずれか一方に、エバポレータコア２１内の冷媒と熱交換させる空気を取り込む空気取り込みモードを切り替える切替部６０としての機能を有する。

具体的には、ＥＣＵ７は、アクチュエータ１２を制御し、導入口切換ドア１１が内気導入口１０ｂを完全に閉じて外気導入口１０ａを完全に開く外気導入モードと、導入口切換ドア１１が外気導入口１０ａを完全に閉じて内気導入口１０ｂを完全に開く内気循環モードのいずれか一方に、空気取り込みモードを切り替えるようになっている。

ＥＣＵ７は、車速センサ５１によって検出された車速が所定速度ＴＨｖ未満であり、かつ、エンジン３が停止状態である場合には、空気取り込みモードを内気循環モードに固定し、エンジン３が停止状態から駆動状態になったとしても、車速が所定速度ＴＨｖ以上となるまでは、空気取り込みモードを内気循環モードに維持するようになっている。所定速度ＴＨｖは、予め実験的に定められた適合値であり、本実施の形態においては、５ｋｍ／ｈとする。

ＥＣＵ７は、クランク角センサ５２によって検出されたクランク角の変化量から導かれるエンジン３の機関回転速度が所定回転速度ＴＨｎ未満であれば、エンジン３が停止状態にあると判断し、エンジン３の機関回転速度が所定回転速度ＴＨｎ以上であれば、エンジン３が駆動状態にあると判断する。所定回転速度ＴＨｎは、予め実験的に定められた適合値であり、本実施の形態においては、６００ｒｐｍとする。

ＥＣＵ７は、車速が所定速度ＴＨｖ以上になったとしても、エンジン３が停止状態から駆動状態となるまでは、空気取り込みモードを内気循環モードに維持するようになっている。

以上のように構成された本発明の実施の形態に係る車両用空調制御装置の空調制御動作について図２を参照して説明する。なお、以下に説明する空調制御動作は、ＥＣＵ７が作動している間、繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１において、ＥＣＵ７は、車速センサ５１によって検出された車速が所定速度ＴＨｖ未満であるか否かを判断する。ステップＳ１において、車速センサ５１によって検出された車速が所定速度ＴＨｖ未満でないと判断した場合には、ＥＣＵ７は、空調制御動作をステップＳ４に進める。

ステップＳ１において、車速センサ５１によって検出された車速が所定速度ＴＨｖ未満であると判断した場合には、ＥＣＵ７は、空調制御動作をステップＳ２に進める。ステップＳ２において、ＥＣＵ７は、エンジン３が停止状態であるか否かを判断する。

ステップＳ２において、エンジン３が停止状態であると判断した場合には、ＥＣＵ７は、空調制御動作をステップＳ３に進める。ステップＳ２において、エンジン３が停止状態でないと判断した場合には、ＥＣＵ７は、空調制御動作をステップＳ６に進める。

ステップＳ３において、ＥＣＵ７は、ＩＳ＿ｆｌａｇに１をセットする。ステップＳ３の処理を実行した後、ＥＣＵ７は、空調制御動作をステップＳ６に進める。

本実施の形態において、ＩＳ＿ｆｌａｇは、空気取り込みモードが内気循環モードに設定される場合に、「１」がセットされ、空気取り込みモードが走行環境に応じて設定される場合には、「０」が設定される。また、ＥＣＵ７が作動したときのＩＳ＿ｆｌａｇの初期値は、「０」とする。

ステップＳ４において、ＥＣＵ７は、エンジン３が駆動状態であるか否かを判断する。ステップＳ４において、エンジン３が駆動状態であると判断した場合には、ＥＣＵ７は、空調制御動作をステップＳ５に進める。

ステップＳ４において、エンジン３が駆動状態でないと判断した場合には、ＥＣＵ７は、空調制御動作をステップＳ６に進める。このように、ステップＳ２において、エンジン３が停止状態でないと判断した場合、及び、ステップＳ４において、エンジン３が駆動状態でないと判断した場合には、ＥＣＵ７は、ＩＳ＿ｆｌａｇを維持する。

ステップＳ５において、ＥＣＵ７は、ＩＳ＿ｆｌａｇに０をセットする。ステップＳ５の処理を実行した後、ＥＣＵ７は、空調制御動作をステップＳ６に進める。ステップＳ６において、ＥＣＵ７は、ＩＳ＿ｆｌａｇが１にセットされているか否かを判断する。

ステップＳ６において、ＩＳ＿ｆｌａｇが１にセットされていると判断した場合には、ＥＣＵ７は、空調制御動作をステップＳ７に進める。ステップＳ６において、ＩＳ＿ｆｌａｇが１にセットされていないと判断した場合には、ＥＣＵ７は、空調制御動作をステップＳ９に進める。

ステップＳ７において、ＥＣＵ７は、空調装置２が冷房運転状態であるか否かを判断する。ステップＳ７において、空調装置２が冷房運転状態でないと判断した場合には、ＥＣＵ７は、空調制御動作をステップＳ９に進める。

ステップＳ７において、空調装置２が冷房運転状態であると判断した場合には、ＥＣＵ７は、空調制御動作をステップＳ８に進める。ステップＳ８において、ＥＣＵ７は、空気取り込みモードを内気循環モードに固定する。ステップＳ８の処理を実行した後、ＥＣＵ７は、空調制御動作を終了する。

ステップＳ９において、ＥＣＵ７は、空気取り込みモードを走行環境に応じて設定する。具体的には、ＥＣＵ７は、図示しない温度調節スイッチの状態、並びに、車室内の温度、外気の温度及び日射状態をそれぞれ検出する図示しないセンサの検出結果に基づいて、空気取り込みモードを内気循環モード又は外気導入モードに設定する。ステップＳ９の処理を実行した後、ＥＣＵ７は、空調制御動作を終了する。

以上のように、本実施の形態は、車速が所定速度ＴＨｖ未満であり、かつ、エンジン３が停止状態である場合には、空気取り込みモードを内気循環モードに固定し、エンジン３が停止状態から駆動状態になったとしても、車速が所定速度ＴＨｖ以上となるまでは、空気取り込みモードを内気循環モードに維持することにより、空気取り込みモードが内気循環モードと外気導入モードとの間で頻繁に切り替わることを防止するため、乗員に煩わしさを感じさせずに、空調装置２の冷房性能を確保することができる。

また、本実施の形態は、車速が所定速度ＴＨｖ以上になったとしても、エンジン３が停止状態から駆動状態となるまでは、空気取り込みモードを内気循環モードに維持することにより、空気取り込みモードが内気循環モードと外気導入モードとの間で頻繁に切り替わることを防止するため、乗員に煩わしさを感じさせずに、空調装置２の冷房性能を確保することができる。

また、本実施の形態は、空調装置２が冷房運転状態でないことを条件として、空気取り込みモードを内気循環モードに固定せずに、走行環境に応じて設定するため、車室内に空気がこもることを抑制することができる。

また、本実施の形態は、車両１がハイブリッド車両によって構成されるため、ＭＧ４から出力された駆動力だけで車両１が走行している場合においても、空気取り込みモードが内気循環モードに固定されるため、乗員に煩わしさを感じさせずに、空調装置２の冷房性能を確保することができる。

なお、本実施の形態においては、車両１がハイブリッド車両によって構成される例について説明したが、車両１は、車速が所定速度以下になるとエンジン３を自動的に停止させ、車両１を走行させるための操作がなされると、エンジン３を再始動させるアイドリングストップ機能を有する車両によって構成してもよい。

以上、本発明の実施の形態について開示したが、本発明の範囲を逸脱することなく本実施の形態に変更を加えられ得ることは明白である。本発明の実施の形態は、このような変更が加えられた等価物が特許請求の範囲に記載された発明に含まれることを前提として開示されている。

１ 車両
２ 空調装置
３ エンジン
４ ＭＧ（電動機）
２１ エバポレータコア
２５ コンプレッサ
６０ 切替部

Claims (3)

1. エンジンによって駆動されるコンプレッサと、
   前記コンプレッサによって圧縮された冷媒を蒸発させるエバポレータコアと、
   外気を導入する外気導入モードと内気を循環させる内気循環モードのいずれか一方に、前記エバポレータコア内の冷媒と熱交換させる空気を取り込む空気取り込みモードを切り替える切替部と、を有する空調装置と、
   電動機と、が設けられ、
   前記エンジン及び前記電動機を駆動源とする車両に搭載される車両用空調制御装置であって、
   前記切替部は、車速が所定速度未満であり、かつ、前記エンジンが停止状態である場合には、前記空気取り込みモードを内気循環モードに固定し、前記エンジンが停止状態から駆動状態になったとしても、前記車速が所定速度以上となるまでは、前記空気取り込みモードを内気循環モードに維持する車両用空調制御装置。
2. 前記切替部は、前記車速が前記所定速度以上になったとしても、前記エンジンが停止状態から駆動状態となるまでは、前記空気取り込みモードを内気循環モードに維持する請求項１に記載の車両用空調制御装置。
3. 前記切替部は、前記空調装置が冷房運転状態でないことを条件として、前記空気取り込みモードを内気循環モードに固定しない請求項１又は請求項２に記載の車両用空調制御装置。