(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンで駆動されるコンプレッサと、
冷房運転と暖房運転で冷媒流れを切り換える冷媒流路切換手段と、
冷媒と外気とで熱交換する車室外熱交換器と、
冷媒を断熱膨張させる膨張手段と、
冷媒と車室内に吹き出す空調風とで熱交換し、暖房運転時に、蒸発器として作用する第１の車室内熱交換器と、凝縮器として作用する第２の車室内熱交換器とで構成される車室内熱交換器とから成るエアコンサイクルと、
エンジン水温を検出する水温検出手段と、
少なくともスロットル開度信号と車速信号とエンジン回転数信号と走行モード信号の中の１つの信号あるいは複数の信号を用いて、車両の走行状態から所定のエンジン停止可能状態にあるか否かを判断する車両状態判断手段と、
少なくとも前記車両状態判断手段の判断結果と前記エアコンサイクルのコンプレッサ作動要求から、前記エンジンを作動非作動させるエンジン制御手段と、
車室内の暖房要求があるときに、前記車両状態判断手段により車両が所定のエンジン停止可能状態にあると判断された状態では、前記水温検出手段により検出されるエンジン水温と第１設定水温とを比較して、前記エアコンサイクルによる暖房運転の作動非作動を選択する第１暖房制御手段と、
車室内の暖房要求があるときに、前記車両状態判断手段により車両が所定のエンジン停止可能状態にないと判断された状態では、前記水温検出手段により検出されるエンジン水温が第２設定水温よりも低下しないように前記エアコンサイクルによる暖房運転の作動非作動を選択する第２暖房制御手段と、
を備えることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用空調装置において、
前記第１設定水温を前記第２設定水温よりも低い温度に設定する
ことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用空調装置において、
外気の状態を検出する外気状態検出手段と、前記第１の車室内熱交換器の作動状態を検出する第１作動状態検出手段とを設けるとともに、
前記第１暖房制御手段により前記エアコンサイクルによる暖房運転の非作動が選択された場合に、外気の状態と前記第１の車室内熱交換器の作動状態から判断してガラスの防曇維持が可能な範囲で車室内への外気導入量を可変する
ことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項４】
請求項１に記載の車両用空調装置において、
前記第１設定水温にヒステリシスを設け、車両が所定のエンジン停止不可能状態からエンジン停止可能状態に移行した直後であると判断されたときには、ヒステリシス内では前記エアコンサイクルによる暖房運転の非作動を優先する
ことを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用空調装置、より具体的には、コンプレッサの駆動により冷媒を車室外熱交換器および車室内熱交換器に循環させる蒸気圧縮サイクルを備えた車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、エンジンを備えた車両は、エンジン冷却水を空調装置の熱源として利用する。ところが、ハイブリッド車両やアイドルストップ車両においては、ハイブリッド車両ならばモータ走行時、アイドルストップ車両ならばアイドル時にエンジン非作動となり、十分な暖房ができなくなる、という課題があった。これに対して、極力エンジン作動を少なくしながら必要十分な暖房性能が得られるようにした車両用空調装置としては、例えば、特開平９−２３３６０１号公報に開示されている空調装置が知られている。
【０００３】
車室内の暖房要求があった場合、室内温度およびエンジン水温を検出し、空調装置の設定温度と室内温度との温度差ΔＴとエンジン水温を基にした判定値Ｔとを比較し、ΔＴ≧Ｔならばエンジンを運転し、ΔＴ＜Ｔならばエンジンを停止するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ハイブリッド車両やアイドルストップ車両では、従来の同等クラスの車両に比べ、より小型で効率がいいエンジンを車載する。そのために、車室内の暖房要求が高く、しかもエンジンから外気への放出熱量が増加する低外気温下では、一旦エンジン水温が低下するとエンジンを作動させても水温上昇がとても緩慢なために、所定のエンジン水温に到達するまでに長い時間を要し、結果的にエンジン停止による燃費向上が期待できない、という問題があった。
【０００５】
こうした問題の解決手段の１つとして、除湿暖房運転可能なエアコンサイクルを用いた方法の開発が望まれている。除湿暖房可能なエアコンサイクルは、低外気温時に車室内の外気導入量を減らしながら暖房性能とガラスの防曇維持を両立するので、たとえ、外気温が低下したりエンジン発熱量が減少したとしても、高いヒータ性能を維持したまま短時間で所定の温度までエンジン水温を高めることができる。
【０００６】
本発明は、高いエンジン水温と高い除湿能力を維持した状態で減速やモータ走行や停車といった所定の運転状態に入ることで最初のエンジン停止時間を長くするとともに、それに続くエンジン水温低下後は除湿暖房可能なエアコンサイクルの特性を利用してより短時間でエンジン水温を所定の温度まで高めることができる車両用空調装置を提供することが目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、請求項１に記載の第１の発明の車両用空調装置は、エンジンで駆動されるコンプレッサと、冷房運転と暖房運転で冷媒流れを切り換える冷媒流路切換手段と、冷媒と外気とで熱交換する車室外熱交換器と、冷媒を断熱膨張させる膨張手段と、冷媒と車室内に吹き出す空調風とで熱交換し、暖房運転時に、蒸発器として作用する第１の車室内熱交換器と、凝縮器として作用する第２の車室内熱交換器とで構成される車室内熱交換器とから成るエアコンサイクルと、エンジン水温を検出する水温検出手段と、少なくともスロットル開度信号と車速信号とエンジン回転数信号と走行モード信号の中の１つの信号あるいは複数の信号を用いて、車両の走行状態から所定のエンジン停止可能状態にあるか否かを判断する車両状態判断手段と、少なくとも上記車両状態判断手段の判断結果と上記エアコンサイクルのコンプレッサ作動要求から、上記エンジンを作動非作動させるエンジン制御手段と、車室内の暖房要求があるときに、上記車両状態判断手段により車両が所定のエンジン停止可能状態にあると判断された状態では、上記水温検出手段により検出されるエンジン水温と第１設定水温とを比較して、上記エアコンサイクルによる暖房運転の作動非作動を選択する第１暖房制御手段と、車室内の暖房要求があるときに、上記車両状態判断手段により車両が所定のエンジン停止可能状態にないと判断された状態では、上記水温検出手段により検出されるエンジン水温が第２設定水温よりも低下しないように上記エアコンサイクルによる暖房運転の作動非作動を選択する第２暖房制御手段とを備える。
【０００８】
また、請求項２に記載の第２の発明は、第１の発明による車両用空調装置において、上記第１設定水温を上記第２設定水温よりも低い温度に設定する。
【０００９】
また、請求項３に記載の第３の発明は、第１の発明による車両用空調装置において、外気の状態を検出する外気状態検出手段と、上記第１の車室内熱交換器の作動状態を検出する第１作動状態検出手段とを設けるとともに、上記第１暖房制御手段により上記エアコンサイクルによる暖房運転の非作動が選択された場合に、外気の状態と上記第１の車室内熱交換器の作動状態から判断してガラスの防曇維持が可能な範囲で車室内への外気導入量を可変する。
【００１０】
さらに、請求項４に記載の第４の発明は、第３の発明による車両用空調装置において、上記第１設定水温にヒステリシスを設け、車両が所定のエンジン停止不可能状態からエンジン停止可能状態に移行した直後であると判断されたときには、ヒステリシス内では上記エアコンサイクルによる暖房運転の非作動を優先する。
【００１１】
以下、本発明の作用を説明する。
第１の発明によれば、車両の走行状態およびエアコンサイクルのコンプレッサ作動要求に応じて作動非作動するエンジンを備えたハイブリッド車やアイドルストップ車において、車両の走行状態がエンジン停止可能状態にあればエンジン水温と第１設定水温を比較してエアコンサイクルによる暖房運転の作動非作動を選択し、車両の走行状態がエンジン停止不可能状態にあればエンジン水温が第２設定水温よりも低下しないようにエアコンサイクルによる暖房運転の作動非作動を選択する。
【００１２】
この結果、車両の走行状態がエンジン停止不可能状態にあればエンジン水温が低下した場合にエアコンサイクルによる暖房運転が行なわれるので、エンジン水温は常に第２設定水温よりも高い状態に維持される。そして、車両の走行状態がエンジン停止可能状態に移行した後は、エアコンサイクルによる暖房運転が選択されたときのみコンプレッサ作動のためにエンジンを作動するので、エンジン停止可能状態における必要エンジン運転時間を短くすることが可能になる。
【００１３】
第２の発明によれば、第１設定水温を第２設定水温よりも低い温度に設定する。
この結果、車両の走行状態がエンジン停止不可能状態からエンジン停止可能状態に移行した直後には、より長時間エアコンサイクルによる暖房運転の非作動が選択されることになるので、エンジン停止時間を長くすることが可能になる。また、第１設定温度を低くすることで、エンジン本体から周囲に放熱される熱量が減少するので、所定のエンジン水温まで上昇させるためのエンジン運転時間を短くすることが可能になる。
【００１４】
第３の発明によれば、車両がエンジン停止可能状態にあり、エンジン水温と第１設定水温を比較しながらエアコンサイクルによる暖房運転の作動非作動を選択する場合において、エアコンサイクルによる暖房運転非作動が選択されたときには、外気状態と第１の車室内熱交換器の作動状態から判断してガラスの防曇維持が可能な範囲で車室内への外気導入量が可変される。
この結果、エンジン非作動状態でガラスの防曇維持が可能な範囲で車室内への外気導入量が減少するので、この間のエンジン水温低下を緩やかにすることが可能になる。
【００１５】
第４の発明によれば、第１設定水温にヒステリシスを設け、車両がエンジン停止不可能状態からエンジン停止可能状態に移行した直後には、ヒステリシス内でエアコンサイクルによる暖房運転の非作動を優先する。
この結果、車両がエンジン停止不可能状態からエンジン停止可能状態に移行した直後に、エンジン非作動が選択される確率を高くすることが可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による車両用空調装置の一実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明による車両用空調装置の一実施の形態を示す概略構成図である。
【００１７】
まず、構成を説明する。
図１において、コンプレッサ３１は、エンジンルームに設けられ、コンプレッサクラッチがＯＮならばエンジン２０１で駆動され、ＯＦＦならばエンジンと切り離されて停止する。
【００１８】
冷媒流路切換手段としての四方弁７３には、コンプレッサ３１の吐出側と車室外熱交換器３８と第２の車室内熱交換器３３とコンプレッサ３１の吸入側が接続され、暖房設定時には、実線示のような流路切り換え状態となり、コンプレッサ３１の吐出側と第２の車室内熱交換器３３および車室外熱交換器３８とコンプレッサ３１の吸入側がそれぞれ連通する一方、冷房設定時には、点線示のような流路切り換え状態となり、コンプレッサ３１の吐出側と車室外熱交換器３８および第２の車室内熱交換器３３とコンプレッサ３１の吸入側がそれぞれ連通する。
【００１９】
車室外熱交換器３８は車室外に設けられ、コンプレッサ３１から吐出される冷媒の熱を外気に放熱する車室外コンデンサになっている。
【００２０】
第１の車室内熱交換器３５と第２の車室内熱交換器３３は、ダクト３９内に配置される。第１の車室内熱交換器３５の一端はコンプレッサ３１の冷媒吸入に、他端は膨張手段としての膨張弁３４に接続し、コンプレッサ３１が運転しているときには、常に吸熱器となってブロワファン３７によって送風された空気を冷却する。
【００２１】
第２の車室内熱交換器３３の一端は四方弁７３に接続し、他端は逆止弁７１に接続する。四方弁７３が暖房側に設定されたときには、第２の車室内熱交換器３３が放熱器となる状態となって暖房運転が行なわれ、四方弁７３が冷房側に設定されたときには、第２の車室内熱交換器３３に冷媒が流れない状態となって冷房運転が行なわれる。逆止弁７０は、四方弁７３が暖房側に設定されたときに、第２の車室内熱交換器３３で凝縮された冷媒が車室外熱交換器３８に流入することを阻止する。
【００２２】
また、ダクト３９には、第２の車室内熱交換器３３の下流にヒータコア２０２が設けられ、エンジン冷却水が流入する。２０３は、エンジン冷却水配管である。
【００２３】
ダクト３９の第１の車室内熱交換器３５よりも上流側には、車室内空気を導入する内気導入口４０と、走行風圧を受けて外気を導入する外気導入口４１とが設けられている。この内気導入口４０と外気導入口４１とが分岐する部分には、内気導入口４０と外気導入口４１とを任意の比率で開閉するインテークドア４２が設けられている。インテークドア４２の開度たるインテークドア開度Ｘｉｎｔは、外気導入量がゼロでフル内気となる位置をＸｉｎｔ＝０％と設定し、フル外気導入となる位置をＸｉｎｔ＝１００％と設定する。内気導入口４０と外気導入口４１との空気導入側（空気流の下流側）と第１の車室内熱交換器３５との間には、ブロワファン３７が配置され、制御装置４３で駆動されるブロワファンモータ４４で回転駆動されるようになっている。
【００２４】
第２の車室内熱交換器３３の下流側には、エアミックスドア４６が設けられている。このエアミックスドア４６は、制御装置４３で駆動される図外のエアミックスドアアクチュエータにより、下流のヒータコア２０２を通過する空気と通過しない空気の割合を調節するように開閉する。エアミックスドア４６は、ヒータコア通過風量を可変することができ、ヒータ風量可変手段となっている。エアミックスドア４６の開度たるエアミックスドア開度Ｘｍｉｘは、エアミックスドア４６が一点鎖線示の位置となってヒータコア２０２を通過する空気がゼロとなるときをＸｍｉｘ＝０％（全閉、Ｆｕｌｌ  ＣＯＯＬ）と設定し、エアミックスドア４６が二点鎖線示の位置となってすべての空気がヒータコア２０２を通過するときをＸｍｉｘ＝１００％（全開、Ｆｕｌｌ  ＨＯＴ）と設定する。
【００２５】
ダクト３９のヒータコア２０２よりも下流側には、上記冷風と温風との混合を良くすることにより、温度調節された空調風を作る部屋としてのエアミックスチャンバ４７が設けられている。エアミックスチャンバ４７には、図外の対象乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すベンチレータ吹出口５１と、対象乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット吹出口５３と、図外のフロントウィンドガラスに向けて空調風を吹き出すデフロスタ吹出口５２とが設けられている。エアミックスチャンバ４７内には、ベンチレータドア５５とフットドア５７とデフロスタドア５６とが設けられている。ベンチレータドア５５は、制御装置４３で駆動される図外のベンチレータドアアクチュエータにより、ベンチレータ吹出口５１を開閉する。フットドア５７は、制御装置４３で駆動される図外のフットドアアクチュエータにより、フット吹出口５３を開閉する。デフロスタドア５６は、制御装置４３で駆動される図外のデフロスタドアアクチュエータにより、デフロスタ吹出口５２を開閉する。デフロスタドア５６は、デフロスタ吹出風量を可変することができ、デフロスタ風量可変手段となっている。デフロスタドア５６の開度たるデフロスタドア開度Ｘｄｅｆは、デフロスタ吹出口５２が全閉となる位置をＸｄｅｆ＝０％と設定し、デフロスタ吹出口５２が全開となる位置をＸｄｅｆ＝１００％と設定する。
【００２６】
制御装置４３は、第１の車室内熱交換器作動温度センサ５９と日射量センサ６１と外気温センサ６２と室温センサ６３と室温設定器６４と吹出口モードスイッチ６５とブロワファンスイッチ６６とエンジン冷却水温センサ２０４などの熱環境情報入力手段から得られる第１の車室内熱交換器３５の作動温度Ｔｅｖａと、車両の日射量Ｑｓｕｎと、車室外の外気温度Ｔａｍｂと、車室内の検出温度（車室内温度）Ｔｒｏｏｍと、車室内の設定温度Ｔｐｔｃと、水温Ｔｗなどの熱環境情報により、エアミックスドア開度Ｘｍｉｘとインテークドア開度Ｘｉｎｔとデフロスタドア開度Ｘｄｅｆと風量Ｖｅｖａと目標吹出温度Ｔｏｆなどの目標冷暖房条件を演算し、車室内の冷暖房条件が上記演算された目標冷暖房条件を維持するように、ブロワファンモータ４４とインテークドアアクチュエータとエアミックスドアアクチュエータとベンチレータドアアクチュエータとフットドアアクチュエータとデフロスタドアアクチュエータなどを駆動する。
【００２７】
また、制御装置４３は、車室内の暖房要求があるときに、エンジン水温と第１設定水温および第２設定水温を比較してエアコンサイクルによる暖房運転の作動非作動を選択する第１暖房制御手段や第２暖房制御手段の役割を果たしたり、必要に応じてコンプレッサクラッチをＯＮ／ＯＦＦを行なう制御手段となっている。
【００２８】
エンジン制御装置２０６はエンジン２０１の制御装置で、スロットル開度センサ２０７、車速センサ２０８、エンジン回転数センサ２０９、走行モードセンサ２１０等から各センサ認識値を入力し、車両が所定のエンジン停止可能状態にあるか否かを判断する車両状態判断手段となっている。
【００２９】
またエンジン制御装置２０６は、制御装置４３にエンジン停止可能不可能の車両状態信号を出力し、制御装置４３からコンプレッサ作動要求信号を入力し、車両状態およびコンプレッサ作業要求に応じて、エンジン２０１の作動非作動を制御するエンジン制御手段の役割も果たしている。
【００３０】
また、エンジン制御装置２０６は、電動ウォータポンプ２０５の作動非作動制御を行なう。エンジン２０１が非作動で、車室内から暖房要求がある場合には、電動ウォータポンプを作動させて、エンジン温水をヒータ２０２に循環させる。
【００３１】
第１の車室内熱交換器作動温度センサ５９は、第１の車室内熱交換器３５の作動状態を検出する第１作動状態検出手段となっている。
【００３２】
なお、実際の車両では、車室外熱交換器３８の後にラジエータが設けられ、ここにもエンジン冷却水が流れて外気に放熱するようになっているが、図１には図示されていない。また、本実施の形態では、加熱手段としてエンジン冷却水を利用したヒータコアを例にして説明するが、電気ヒータや燃焼式ヒータ等の加熱手段を用いてもよい。
【００３３】
図８は、本実施の形態のエンジンの作動非作動制御の制御フローを示している。
ステップＳ８０１でエンジンの作動非作動制御を開始すると、ステップＳ８０２では、各センサ値を検出する。スロットル開度センサ２０７からはスロットル開度を検出し、車速センサ２０８からは車速を検出し、エンジン回転数センサ２０９からはエンジン回転数を検出し、走行モードセンサ２１０からはエンジン走行状態かモータ走行状態かといった走行状態を検出し、制御装置４３からはコンプレッサ作動要求信号を取り込む。
【００３４】
ステップＳ８０３では、ステップＳ８０２で検出したセンサ値の少なくとも１つあるいは複数に基づいて、車両が加速走行状態にあるのか、定常走行状態にあるのか、減速走行状態にあるのか、停車状態にあるのかといった車両状態を判断し、所定の条件に照らし合わせてエンジン停止可能状態と判断した場合にはステップＳ８０４に進み、エンジン停止不可能状態と判断した場合にはステップＳ８０５に進む。
【００３５】
ステップＳ８０４では、さらに、制御装置４３からコンプレッサ作動要求があるか否かを判断し、コンプレッサ作動要求がある場合にはステップＳ８０５に進み、コンプレッサ作動要求がない場合にはステップＳ８０６に進む。
【００３６】
ステップＳ８０５ではエンジンを作動状態に設定し、一方、ステップＳ８０６ではエンジンを非作動状態に設定して、再びステップＳ８０２に戻り、上述のエンジン作動非作動制御を繰り返す。
【００３７】
図９〜図１３は、本実施の形態のエアコン運転時の制御フローを示している。ステップＳ９０１でエアコン運転を開始すると、ステップＳ９０２では、各センサ値およびアクチュエータ出力を検出する。ここで、Ｔｐｔｃは設定温度、Ｔｗはエンジン水温、Ｔｅｖａは第１の車室内熱交換器３５の作動温度、Ｔａｍｂは外気温、Ｔｉｃは室温、Ｑｓｕｎは日射量、Ｖｆａｎはブロワファン電圧、Ｘｄｅｆはデフロスタドア開度、Ｘｉｎｔはインテークドア開度、Ｘｍｉｘはエアミックスドア開度、Ｐｅｖａは第１の車室内熱交換器３５の作動圧力、車両状態信号はエンジン制御装置２０６から取り込むエンジン停止可能不可能に関する信号である。
【００３８】
ステップＳ９０３では、ステップＳ９０２で検出したセンサ値に基づいて目標吹出温度Ｔｏｆを演算する。
【００３９】
ステップＳ９０４では、ステップＳ９０３で演算した目標吹出温度Ｔｏｆに基づいて、冷房運転を行なうのか暖房運転を行なうのかを選択し、冷房運転を行なう場合には図１１のステップＳ１１０１に進み、暖房運転を行なう場合には図１０のステップＳ１００１に進む。
【００４０】
ステップＳ１００１では、ステップＳ９０２でエンジン制御装置２０６から取り込んだ車両状態信号から、エンジン停止可能状態かエンジン停止不可能状態かを判断し、エンジン停止可能状態の場合にはステップＳ１００２に進み、エンジン停止不可能状態の場合にはステップＳ１００５に進む。一般的なハイブリッド車であれば、減速走行時および停車時がエンジン停止可能状態で、加速走行時および低速走行時がエンジン停止不可能状態となる。また、一般的なアイドルストップ車であれば、停車時がエンジン停止可能状態で、加速走行時と低速走行状態と減速走行状態がエンジン停止不可能状態となる。
【００４１】
エンジン停止可能状態ならば、ステップＳ１００２において、制御定数Ｔｗ．ｏｎにＴ１℃、制御定数Ｔｗ．ｏｆｆにＴ１＋α℃を設定し、ステップＳ１００３の判断を経た後、ステップＳ１２０１に進む。ここで、設定温度Ｔ１は、車室内の暖房要求度に応じて設定される温度である。
【００４２】
ステップＳ１００３では、エンジン停止不可能状態からエンジン停止可能状態に移行した直後か否かを判断し、移行直後ならばステップＳ１００４に進んでエアコンサイクルによる暖房運転状態を暖房運転非作動に設定した後、ステップＳ１２０１に進み、そうでない場合にはそのままステップＳ１２０１に進む。
【００４３】
一方、エンジン停止不可能状態ならば、ステップＳ１００５において、制御定数Ｔｗ．ｏｎにＴ２℃、制御定数Ｔｗ．ｏｆｆにＴ２＋β℃を設定した後、ステップＳ１３０１に進む。
【００４４】
ここで、ステップＳ１００２の制御定数Ｔ１とステップＳ１００５の制御定数Ｔ２の間に、Ｔ１＜Ｔ２なる関係が成り立つようにＴ１とＴ２を設定する。
【００４５】
ステップＳ１１０１では、冷房運転時のコンプレッサの作動非作動を選択する。冷房運転時は第１の車室内熱交換器３５の作動温度Ｔｅｖａを用いて、Ｔｅｖａ＜３℃ならばコンプレッサ非作動、Ｔｅｖａ＞４．５℃ならばコンプレッサ作動となるようにコンプレッサの作動非作動を選択する。
【００４６】
ステップＳ１１０２では、インテークドア開度を目標吹出温度Ｔｏｆに基づいて演算されるインテークドア開度Ｘｉｎｔに設定する。
【００４７】
ステップＳ１１０３では、ミックスドア開度を目標吹出温度Ｔｏｆに基づいて演算されるミックスドア開度Ｘｍｉｘに設定する。
【００４８】
ステップＳ１１０４では、ブロワファン電圧を目標吹出温度Ｔｏｆに基づいて演算されるブロワファン電圧Ｖｆａｎに設定する。
【００４９】
ステップＳ１１０５では、吹出モードを目標吹出温度Ｔｏｆに基づいて選択される吹出モードに設定した後、再びステップＳ９０２に戻り、エアコン運転時の制御を繰り返す。
【００５０】
ステップＳ１２０１では、ステップＳ１００２で設定した制御定数Ｔｗ．ｏｎとＴｗ．ｏｆｆに基づいて、エアコンサイクルによる暖房運転の作動非作動を選択する。
【００５１】
ステップＳ１２０２では、ステップＳ１２０１でエアコンサイクルによる暖房運転の作動が選択された場合にはステップＳ１２０３に進み、エアコンサイクルによる暖房運転の非作動が選択された場合にはステップＳ１２０５に進む。車両状態から見るとエンジンを作動する必要はないが、エンジン水温が設定温度Ｔ１よりも低下した場合には、所定のエンジン水温に上昇するまで、ステップＳ１２０３やステップＳ１２０４の条件で、エンジンの作動とエアコンサイクルによる暖房運転の作動を行なう。
【００５２】
ステップＳ１２０３では、第１の車室内熱交換器３５の作動温度Ｔｅｖａに基づいて、コンプレッサの作動非作動を選択する。ここで、制御定数Ｔｅｖａ．ｏｎやＴｅｖａ．ｏｆｆは外気温や日射量や室温等の車両の熱環境条件およびコンプレッサ３１の信頼作動条件を考慮して設定する。なお、ここでは第１の車室内熱交換器３５の作動温度Ｔｅｖａを用いてコンプレッサ作動非作動を選択したが、図１４に示すように第１の車室内熱交換器３５の作動圧力Ｐｅｖａを用いてもよい。
【００５３】
ステップＳ１２０４では、車室内への外気導入量を減らすために、インテークドア開度を予め設定した開度Ｘｉｎｔ．ｓｅｔに設定する。
【００５４】
一方、ステップＳ１２０１でエアコンサイクルによる暖房運転の非作動が選択された場合には、ステップＳ１２０５でコンプレッサ非作動に設定する。
【００５５】
ステップＳ１２０６では、少なくとも外気温に基づいてガラスの防曇限界温度Ｔｆｉｎｅを演算する。図１５は、外気温Ｔａｍｂとガラスの防曇限界温度Ｔｆｉｎｅの関係の一例を示している。このように外気温や日射の有無によって設定温度を変えることができる。
【００５６】
ステップＳ１２０７では、第１の車室内熱交換器３５の作動温度Ｔｅｖａとガラスの防曇限界温度Ｔｆｉｎｅを比較し、Ｔｅｖａ＜ＴｆｉｎｅならばステップＳ１２０４に進み、Ｔｅｖａ≧ＴｆｉｎｅならばステップＳ１２０８に進む。
【００５７】
ステップＳ１２０８では、インテークドアをフル外気導入または乗員のスイッチ操作に応じた状態に設定する。
【００５８】
減速走行時や停車時のようなエンジン停止可能な走行状態では、エンジンの作動非作動は、図８に示すように、コンプレッサ３１の作動非作動にリンクして行なわれる。そして、コンプレッサ３１の作動は、ステップＳ１２０１〜Ｓ１２０８に示すように、エンジン水温が設定温度Ｔ１よりも低く、かつ、第１の車室内熱交換器３５の作動温度Ｔｅｖａが所定の温度Ｔｅｖａ．ｏｎよりも高い場合のみ選択される。エアコンサイクルによる暖房運転は、車室内への外気導入量を減らしながら除湿暖房を行なうので、暖房運転時はより短時間でエンジン水温を所定の温度まで上昇させることができるので、エンジン水温が低下した後のエンジン運転時間を短くすることができる。また、除湿暖房時は第１の車室内熱交換器３５が低温に維持されるので、コンプレッサ３１を非作動にした後もその冷熱を利用することでステップＳ１２０７の条件が満たされる間は外気導入量を減らしてもガラスの防曇維持が可能になる。これによってコンプレッサ非作動時の水温低下が緩やかになるので、その分エンジン停止時間が長くなる。このように、エアコンサイクルによる暖房運転作動時にはエンジン運転時間が短くなるとともに、エアコンサイクルによる暖房運転非作動時にはエンジン停止時間が長くなるので、エンジンの運転頻度（運転率）は小さくなる。
【００５９】
ステップＳ１２０９では、ミックスドア開度を目標吹出温度Ｔｏｆに基づいて演算されるミックスドア開度Ｘｍｉｘに設定する。
【００６０】
ステップＳ１２１０では、ブロワファン電圧を目標吹出温度Ｔｏｆに基づいて演算されるブロワファン電圧Ｖｆａｎに設定する。
【００６１】
ステップＳ１２１１では、吹出モードを目標吹出温度Ｔｏｆに基づいて選択される吹出モードに設定した後、再びステップＳ９０２に戻り、エアコン運転時の制御を繰り返す。
【００６２】
ステップＳ１３０１では、ステップＳ１００５で設定した制御定数Ｔｗ．ｏｎとＴｗ．ｏｆｆに基づいて、エアコンサイクルによる暖房運転の作動非作動を選択する。
【００６３】
ステップＳ１３０２では、ステップＳ１３０１でエアコンサイクルによる暖房運転の作動が選択された場合にはステップＳ１３０３に進み、エアコンサイクルによる暖房運転の非作動が選択された場合にはステップＳ１３０５に進む。車両はエンジン走行状態にあるが、何らかの理由によりエンジン発熱が少なくエンジン水温が低い場合には、ステップＳ１３０３やステップＳ１３０４の条件で、エアコンサイクルによる暖房運転を作動させることでエンジン水温を設定温度Ｔ２よりも高い状態に維持する。
【００６４】
ステップＳ１３０３では、第１の車室内熱交換器３５の作動温度Ｔｅｖａに基づいて、コンプレッサ３１の作動非作動を選択する。ここで、制御定数Ｔｅｖａ．ｏｎやＴｅｖａ．ｏｆｆは外気温や日射量や室温等の車両の熱環境条件およびコンプレッサ３１の信頼作動条件を考慮して設定する。なお、ここでは第１の車室内熱交換器３５の作動温度Ｔｅｖａを用いてコンプレッサ作動非作動を選択したが、図１４に示すように第１の車室内熱交換器３５の作動圧力Ｐｅｖａを用いてもよい。
【００６５】
ステップＳ１３０４では、車室内への外気導入量を減らすために、インテークドア開度を予め設定した開度Ｘｉｎｔ．ｓｅｔに設定する。
【００６６】
一方、ステップＳ１３０１でエアコンサイクルによる暖房運転の非作動が選択された場合には、エンジン走行時のエンジン発熱によって十分エンジン水温が高く、エアコンサイクルによる暖房運転は必要ないので、ステップＳ１３０５でコンプレッサ非作動に設定する。
【００６７】
ステップＳ１３０６では、インテークドアをフル外気導入または乗員のスイッチ操作に応じた状態に設定する。
【００６８】
ステップＳ１３０７では、ミックスドア開度を目標吹出温度Ｔｏｆに基づいて演算されるミックスドア開度Ｘｍｉｘに設定する。
【００６９】
ステップＳ１３０８では、ブロワファン電圧を目標吹出温度Ｔｏｆに基づいて演算されるブロワファン電圧Ｖｆａｎに設定する。
【００７０】
ステップＳ１３０９では、吹出モードを目標吹出温度Ｔｏｆに基づいて選択される吹出モードに設定した後、再びステップＳ９０２に戻り、エアコン運転時の制御を繰り返す。
【００７１】
図２〜図７は、別のエアコンサイクル構成を示している。
図２に示すエアコンサイクルは、図１に示すエアコンサイクルにおいて、第２の車室内熱交換器３３の一端（暖房時の出口側、冷房時の入口側）と逆止弁７０の下流を絞り７４と二方弁７５を介してバイパス路１００で接続している。冷房運転時に二方弁７５を開閉すると、二方弁開状態では第１の車室内熱交換器３５と第２の車室内熱交換器３３の両方が蒸発器となり、二方弁閉状態では第１の車室内熱交換器３５のみが蒸発器となるので、車室内の冷房負荷に応じて車室内蒸発器の吸熱能力を可変することができる。暖房運転時には、第１の車室内熱交換器３５が蒸発器、第２の車室内熱交換器３３が凝縮器となる。
【００７２】
図３に示すエアコンサイクルは、図１に示すエアコンサイクルにおいて、第２の車室内熱交換器３３の一端（暖房時の出口側）と、膨張弁３４と第１の車室内熱交換器３５の間を絞り８０を介してバイパス路１００で接続している。冷房運転時は、第１の車室内熱交換器３５と第２の車室内熱交換器３３の両方が蒸発器となり、暖房運転時は、第１の車室内熱交換器３５が蒸発器、第２の車室内熱交換器３３が凝縮器となる。
【００７３】
図４に示すエアコンサイクルは、図１に示すエアコンサイクルにおいて、第１の車室内熱交換器３５と第２の車室内熱交換器３３の配置を変えた場合で、冷房運転時は、第１の車室内熱交換器３５が蒸発器となり、暖房運転時は、第１の車室内熱交換器３５が蒸発器、第２の車室内熱交換器３３が凝縮器となる。
【００７４】
図５に示すエアコンサイクルは、図１に示すエアコンサイクルにおいて、１つの車室内熱交換器１０１を第１の冷媒パス７７と第２の冷媒パス７６で構成した場合で、冷房運転時には、第１の冷媒パス７７が蒸発部となり、暖房運転時には、第１の冷媒パス７７が蒸発部、第２の冷媒パス７６が凝縮部となる。
【００７５】
図６に示すエアコンサイクルは、図３に示すエアコンサイクルにおいて、四方弁７３の代わりに電磁弁８１〜８３を用いた場合のエアコンサイクル構成を示している。
【００７６】
図７に示すエアコンサイクルは、図１に示すエアコンサイクルにおいて、絞り手段１１１を追加して、第２の車室内熱交換器３３が冷房運転時に蒸発器、暖房運転時に凝縮器となるようにした場合のエアコンサイクル構成を示している。第１の車室内熱交換器３５は冷房運転時も暖房運転時も蒸発器となり、冷房運転時には絞り手段１１１で減圧された後にさらに絞り弁３４で減圧された低温冷媒が流入し、暖房運転時には絞り弁３４で減圧された低温冷媒が流入する。なお、冷房運転時には、絞り手段１１１をバイパスさせて第２の車室内熱交換器３３を凝縮器、第１の車室内熱交換器３５を蒸発器としても良いし、あるいは、絞り弁３４をバイパスさせて絞り手段１１１で減圧された低温冷媒が第１の車室内熱交換器３５と第２の車室内熱交換器３３の両方に流入するようにしても良い。
【００７７】
本実施の形態では、図１に示す車両用空調装置を例にして説明したが、図２〜図７に示すエアコンサイクル、あるいは、これらを組み合わせたエアコンサイクルにおいても同様の効果が得られる。
【００７８】
また、本実施の形態では、フロントのみにエアコンを備えた場合を例にして説明したが、フロントとリアにエアコンを備えた場合にも同様の効果を得ることができる。
【００７９】
【発明の効果】
所定の運転条件でエンジンの作動を停止するハイブリッド車やアイドルストップ車においては、エンジン停止不可能時は、燃費率のいい状態で走行のためにエンジンが常に運転され、しかもエアコンサイクルによる暖房運転時のコンプレッサ駆動負荷が小さいので、エアコンサイクルによる暖房運転を付加しても、エンジン運転時間は変わらず燃費悪化も小さい。これに対して、エンジン停止可能時は、車室内の暖房やコンプレッサ作動のためにエンジンを作動させるので、できるだけエンジン運転時間を短くしなければ燃費向上は望めない。
【００８０】
本発明の車両用空調装置によれば、車両の走行状態がエンジン停止不可能状態にあればエンジン水温が低下した場合にエアコンサイクルによる暖房運転が行なわれて、エンジン水温は常に第２設定水温よりも高い状態に維持される。そして、車両の走行状態がエンジン停止可能状態に移行した後は、エアコンサイクルによる暖房運転が選択されたときのみコンプレッサ作動のためにエンジンを作動する。エアコンサイクルによる暖房運転を行なうことで、従来よりも少ないヒータ放熱量で同等以上のヒータ能力を得ることができるので、所定のエンジン水温まで上昇させるためのエンジン運転時間を短くすることが可能になり、エンジンの燃費向上が図られる。
【００８１】
また、第１設定水温を第２設定水温よりも低い温度に設定することで、車両の走行状態がエンジン停止不可能状態からエンジン停止可能状態に移行した直後には、より長時間エアコンサイクルによる暖房運転の非作動が選択されることになるので、エンジン停止時間を長くすることが可能になる。また、第１設定温度を低くすることで、エンジン本体から周囲に放熱される熱量が減少するので、所定のエンジン水温まで上昇させるためのエンジン運転時間をさらに短くして燃費向上を図ることができる。
【００８２】
また、車両がエンジン停止可能状態にあり、エンジン水温と第１設定水温を比較しながらエアコンサイクルによる暖房運転の作動非作動を選択する場合において、エアコンサイクルによる暖房運転非作動が選択されたときには、外気状態と第１の車室内熱交換器の作動状態から判断してガラスの防曇維持が可能な範囲で車室内への外気導入量を減少させるので、この間のエンジン水温低下が緩やかになり、エアコンサイクルによる暖房運転の非作動時の時間を長くすることができ、燃費向上に貢献できる。
【００８３】
また、第１設定水温にヒステリシスを設け、車両がエンジン停止不可能状態からエンジン停止可能状態に移行した直後には、ヒステリシス内でエアコンサイクルによる暖房運転の非作動を優先するので、車両がエンジン停止不可能状態からエンジン停止可能状態に移行した直後に、エンジン非作動が選択される確率を高くすることが可能になる。これによってエアコン運転時においても、減速走行時の一部や停車時にエンジンを非作動にするという車両の特徴を堅持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両用空調装置の一実施の形態の概略構成図である。
【図２】本発明による車両用空調装置の別のエアコンサイクル構成図である。
【図３】本発明による車両用空調装置の別のエアコンサイクル構成図である。
【図４】本発明による車両用空調装置の別のエアコンサイクル構成図である。
【図５】本発明による車両用空調装置の別のエアコンサイクル構成図である。
【図６】本発明による車両用空調装置の別のエアコンサイクル構成図である。
【図７】本発明による車両用空調装置の別のエアコンサイクル構成図である。
【図８】エンジンの作動非作動制御の制御フローである。
【図９】エアコン制御の制御フローである。
【図１０】エアコン制御の制御フローである。
【図１１】エアコン制御の制御フローである。
【図１２】エアコン制御の制御フローである。
【図１３】エアコン制御の制御フローである。
【図１４】作動圧力Ｐｅｖａによるコンプレッサ作動非作動の選択の関係を示す図である。
【図１５】外気温に対する防曇限界温度の変化の関係を示す図である。
【符号の説明】
３１    コンプレッサ
３３    第２の車室内熱交換器
３４    膨張弁
３５    第１の車室内熱交換器
３７    ブロワファン
３８    車室外熱交換器
３９    ダクト
４０    内気導入口
４１    外気導入口
４２    インテークドア
４３    制御装置
４４    ブロワファンモータ
４６    エアミックスドア
４７    エアミックスチャンバ
５１    ベンチレータ吹出口
５２    デフロスタ吹出口
５３    フット吹出口
５５    ベンチレータドア
５６    デフロスタドア
５７    フットドア
５９    第１の車室内熱交換器作動温度センサ
６１    日射量センサ
６２    外気温センサ
６３    室温センサ
６４    室温設定器
６５    吹出口モードスイッチ
６６    ブロワファンスイッチ
７０，７１    逆止弁
７３    四方弁
７４    絞り
７５    二方弁
７６    第２の冷媒パス
７７    第１の冷媒パス
８０    絞り
８１，８２，８３    電磁弁
１００    バイパス路
１０１    室内熱交換器
１１１      絞り手段
２０１    エンジン
２０２    ヒータコア
２０３    エンジン冷却水配管
２０４    エンジン冷却水温センサ
２０５    電動ウォータポンプ
２０６    エンジン制御装置
２０７    スロットル開度センサ
２０８    車速センサ
２０９    エンジン回転数センサ
２１０    走行モードセンサ
【図１】
0003726552.tif 000002
【図２】
0003726552.tif 000003
【図３】
0003726552.tif 000004
【図４】
0003726552.tif 000005
【図５】
0003726552.tif 000006
【図６】
0003726552.tif 000007
【図７】
0003726552.tif 000008
【図８】
0003726552.tif 000009
【図９】
0003726552.tif 000010
【図１０】
0003726552.tif 000011
【図１１】
0003726552.tif 000012
【図１２】
0003726552.tif 000013
【図１３】
0003726552.tif 000014
【図１４】
0003726552.tif 000015
【図１５】
0003726552.tif 000016