(57)【要約】【課題】目的地までの所要時間を生成する生成手段と、前記所要時間を基に、暖房用の熱源としてのエンジン冷却水温を制御する制御手段とを備えている。【解決手段】車両用の空気の調和を実行する車両用空気調和装置において、目的地までの所要時間を生成する生成手段と、所要時間を基に、暖房用の熱源としてのエンジン冷却水温を制御する制御手段とを備えている。そして、エンジン冷却水の温度の制御は、冷却水温の上限閾値及び冷却水温の下限閾値を下げること、又は、冷却水温の下限値を下げる。  エンジン冷却水温の制御は、エンジンを停止状態とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用の空気の調和を行う車両用空気調和装置において、
目的地までの所要時間を生成する生成手段と、
前記所要時間を基に、暖房用の熱源としてのエンジン冷却水温を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項２】
前記エンジン冷却水温の制御は、冷却水温の上限閾値及び冷却水温の下限閾値を下げること、又は、冷却水温の下限値を下げることを特徴とする請求項１に記載の車両用空気調和装置。
【請求項３】
前記エンジン冷却水温の制御は、エンジンを停止状態とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用空気調和装置。
【請求項４】
前記エンジンを停止状態とする停止指令は、冷却水温の上限閾値、冷却水温の下限閾値共に下げていないときには、目的地到着までエンジン起動が所定回数以上と予測される場合に停止指令を発し、冷却水温の上限閾値、冷却水温の下限閾値共に下げているときには、目的地到着までエンジン起動が前記所定回数より少ない回数で停止指令を発することを特徴とする請求項３に記載の車両用空気調和装置。
【請求項５】
前記エンジンが停止状態であり、冷却水温が冷却水温下限値を下回ったとき、電気ヒータを作動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用空気調和装置。
【請求項６】
前記電気ヒータの作動は、バッテリ残電力が、車両走行に必要な電力、補機駆動に必要な電力、電気ヒータに必要な電力の合計より多いときに作動させることを特徴とする請求項５に記載の車両用空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空気調和装置に係り、特に、廃熱の残留を抑制する車両用空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
［Ａ］ＨＥＶ（ハイブリッド）車の暖房システムは、目標吹出し温度から算出されるエンジン水温を閾値とし、エンジン冷却水温センサの値が閾値を下回ると、エンジンに対して起動要求を出す事で、吹出し温度を維持している（特許文献１）。
【０００３】
［Ｂ］未利用熱を活用するため、蓄熱器を設け、次回乗車時のエンジン暖機に利用する技術も存在する（特許文献２）。
【０００４】
［Ｃ］更に、PHEV（プラグインハイブリッド）車において、EV（電気自動車）走行の頻度を増加するため、EV走行中、エンジン停止要求を出す水温上限の閾値を下げる技術も存在する（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２３０３２１号公報
【特許文献２】特開２００３−９０２１８号公報
【特許文献３】特開２０１２−８１８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記［Ａ］の場合、目的地に到着する直前に、エンジンが起動されるような場面に遭遇した時、エンジン本体やＬＬＣ（ロング：ライフ：クーラント）サイクルに蓄積されてきた熱エネルギや、ＩＧ（イグニッション）．ＯＦＦ（オフ）直前のエンジン起動により得られたガソリン消費エネルギを十分に活用する事ができず、システム内に残留熱として蓄積し、未利用熱を増加させてしまう。
【０００７】
上記［Ｂ］の場合、蓄熱器の設置は、コスト、質量、レイアウトの面でインパクトも大きい。また、長時間停車後には、蓄熱の恩恵を得られない事もある。
【０００８】
上記［Ｃ］の場合、これも、目的地に到着する直前にエンジンが起動されるような場面に遭遇した時は、同様の結果を招いてしまう。
【０００９】
そこで、ナビゲーション情報を活用し、到着予定時刻を踏まえながら暖房制御を行う事で、エンジン廃熱が熱システム内に残留しにくくなる方策を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、車両用の空気の調和を行う車両用空気調和装置において、目的地までの所要時間を生成する生成手段と、前記所要時間を基に、暖房用の熱源としてのエンジン冷却水温を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、前記エンジン冷却水温の制御は、冷却水温の上限閾値及び冷却水温の下限閾値を下げること、又は、冷却水温の下限値を下げることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明は、前記エンジン冷却水温の制御は、エンジンを停止状態とすることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明は、前記エンジンを停止状態とする停止指令は、冷却水温の上限閾値、冷却水温の下限閾値共に下げていないときには、目的地到着までエンジン起動が所定回数以上と予測される場合に停止指令を発し、冷却水温の上限閾値、冷却水温の下限閾値共に下げているときには、目的地到着までエンジン起動が前記所定回数より少ない回数で停止指令を発することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明は、前記エンジンが停止状態であり、冷却水温が冷却水温下限値を下回ったとき、電気ヒータを作動させることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に係る発明は、前記電気ヒータの作動は、バッテリ残電力が、車両走行に必要な電力、補機駆動に必要な電力、電気ヒータに必要な電力の合計より多いときに作動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、車両用の空気の調和を行う車両用空気調和装置において、目的地までの所要時間を生成する生成手段と、前記所要時間を基に、暖房用の熱源としてのエンジン冷却水温を制御する制御手段とを備えているので、目的地へ到着する前にエンジンの冷却水温を効率的に使用することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】車両用空気調和装置の概略を示す概略図である。
【図２】熱システム図を説明する説明図である。
【図３】車両用空気調和装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】車両用空気調和装置の効果を説明する説明図である。
【図５】車両用空気調和装置の効果を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態を図面を参照し説明する。図１を参照する。車両用空気調和装置（例えば、エアコン）の電子制御ユニット１（制御手段）は、現在位置から目的地を案内するナビゲーション電子ユニット２（生成手段）と接続されている。
【００１９】
さらに、前記エアコンの電子制御ユニット１はバッテリを制御するバッテリ制御ユニット３と、エンジンを制御するエンジン制御ユニット４と、ＰＴＣ（半導体セラミックを使った電気を使うヒータ）制御ユニット５が接続されている。
【００２０】
図２を参照する。熱システム図を示す。エンジン８の排熱をラジエータ６で冷却するものであるが、本例のラジエータ６にはラジエータ６に送る冷却用の空気を遮断自在なラジエータシャッタ７が備えられている。
【００２１】
図３を参照し、車両用空気調和装置のエアコン電子制御ユニット１の動作を示す。最初に、Ｔｗ、Ｔｏｗｈ、Ｔｏｗｌ、ｔ１〜ｔ４及びＦｅについて予め内容を定義する。
【００２２】
Ｔｗ：エンジン冷却水温（水温センサ）。
Ｔｏｗｈ：エンジン目標上限水温（この水温を超えるとエアコン電子制御ユニットからエンジン電子制御ユニットへの起動信号を解除する）。
Ｔｏｗｌ：エンジン目標下限水温（この水温を下回るとエアコン電子制御ユニットからエンジン電子制御ユニットへ起動信号がでる）。
ｔ１：エンジン水温変動周期（エンジン停止時に吹出し温度が維持可能な時間を推定するもの。エアコン電子制御ユニットからエンジンへ発信された起動信号より推定する）。
ｔ２: ウォームアップに要する時間（ｔ２（Ｔａｍｂ、Ｔｗ）マップから固定値を読み込む）。
ｔ３:ＩＧ（イグニッション）．ＯＮ（オン）後のエンジン起動時間（ウォームアップ中かどうかの判断に利用する）。
ｔ４: 目的地までの所要時間。
Ｆｅ: エアコン電子制御ユニットからエンジン電子制御ユニットに発信されるエンジン起動フラグ（０：停止、1：起動）。
【００２３】
初めに、ステップ１０１では、下記［１］〜［５］の制御データを取得する。
【００２４】
［１］エンジン水温変動周期（ｔ１）。［２］ウォームアップに要する時間（ｔ２）。［３］ＩＧ（イグニッション）．ＯＮ（オン）からエンジンが起動した時間（ｔ３）。［４］エンジン水温センサ（Ｔｗ）。［５］オートエアコンモード（ＥＣＯ（エコ）．モード  ｏｒ  ＮＯＭＡＬ（ノーマル）．モード））。
【００２５】
ｔ１は前回走行時の最終データを初期値とし、ステップ１１７の結果を踏まえて刷新する。ｔ２はｔ２（外気温、Ｔｗ）の特性マップから固定値を読み込む。
【００２６】
ステップ１０２では、ナビゲーション電子制御ユニット２が、目的地までの所要時間（ｔ４）を推定する。
【００２７】
乗員がナビゲーションに指定した目的地と現在地から推奨ルートと距離を割り出し、平均車速（過去にそのルートを走行した記録があればその車速を利用、なければ、前回走行時の平均車速等を利用する）より、所要時間を推定する。
【００２８】
ステップ１０３では、エンジン目標上限水温（Ｔｏｗｈ）と、目標下限水温（Ｔｏｗｌ）を計算する。
【００２９】
外気温、日射量、車室内温度、目標車室内温度などから、目標吹出し温度を維持するために必要なエンジン水温の閾値を算出する。ＥＣＯ（エコ）モードとＮＯＭＡＬ（ノーマル）モードで閾値が異なり、ＥＣＯ（エコ）モードの方が低い。
【００３０】
エンジン水温センサの値がＴｏｗｌ以下になると、エンジン電子制御ユニット４に起動信号が出て、Ｔｏｗｈ以上になると起動信号が解除される。
【００３１】
ステップ１０４では、ウォームアップ判定を行う（ｔ３＜ｔ２の場合ウォームアップ中でないと判断する）。ウォームアップ中のときは、快適性を優先し、従来制御（特開２００６-５３０９０号公報参照）を実行する。ウォームアップ後、諸条件（ステップ１０９、ステップ１１１、ステップ１１２）を満足した時、ＩＧ（イグニッション）．ＯＦＦ（オフ）前暖房制御を実施する。
【００３２】
ステップ１０５〜１０８では、従来暖房制御（特開２００７-２３０３２１号公報参照）の処理を行う。すなわち、ステップ１０５では、Ｆｅの算出を行う。
【００３３】
ステップ１０６では、Ｆｅ＞０．５であるか否かを判断する。Ｆｅ＞０．５であると判断した場合に処理はステップ１０７に進む。Ｆｅ＞０．５でないと判断した場合に処理はステップ１０８に進む。
【００３４】
ステップ１０７では、エンジン起動要求を出す。
【００３５】
ステップ１０８では、エンジン起動要求を解除する。すなわち、エンジン水温センサ値（Ｔｗ）が、Ｔｏｗｈ以上でエンジン起動フラグ（Ｆｅ）＝0、Ｔｏｗｌ以下でFe＝１となり、エンジン電子制御ユニットに対し、起動・停止信号として発信される。
【００３６】
ステップ１０９〜１１０の処理を説明する。ＩＧ（イグニッション）．ＯＦＦ（オフ）前暖房制御（Ｎｏｒｍａｌ（ノーマル）・モード前半）では、ステップ１０９に示すようにｔ１＜ｔ４＜２×ｔ１を満足した時点で、ステップ１１０に進みオートエアコンモードをＥＣＯ（エコ）.モードに変更する。不満足の場合はステップ１０５に進み従来制御を実行する。
【００３７】
制御を開始するタイミングについては、Ｎｏｒｍａｌ（ノーマル）．モードは、ＥＣＯ（エコ）.モードよりＴｏｗｈ、Ｔｏｗｌが大きい事。及び、ｔ４＜ｔ１を満足した時点で、Ｔｗ＞Ｔｏｗｌ（ＥＣＯ（エコ）.モード）を満足している事の2点を踏まえ、ｔ１の所定周期（例えば、２周期）前から制御を開始するものとする。
【００３８】
ステップ１１１〜１１６の動作を示す。ＩＧ（イグニッション）．ＯＦＦ（オフ）前暖房制御（Ｎｏｒｍａｌ（ノーマル）．モード、後半／ＥＣＯ（エコ）．モード）である。
【００３９】
ステップ１１１では、条件ｔ４＞ｔ１を満足するか否かを判断する。ｔ４＞ｔ１を満足すると判断した場合に処理はステップ１０５に進む。ｔ４＞ｔ１を満足しないと判断した場合に処理はステップ１１２に進む。
【００４０】
ステップ１１２では、目的地到着までのＥＶ（電気自動車）走行に必要な電力量があるか否かを判断する。必要な電力量があると判断した場合に処理はステップ１１３に進む。必要な電力量がないと判断した場合に処理はステップ１０５に進む。
【００４１】
尚、上記ステップ１１２では、目的地到着までのＥＶ（電気自動車）走行に必要な電力量があるか否かを判断しているが、この他に補機駆動に必要な電力、電気ヒータ作動に必要な電力とを加えた合計電力で判断するようにしても良い。
【００４２】
ステップ１１３に示すようにＴｗ＜Ｔｏｗｌ（ＥＣＯ（エコ）.モード）となった時点で、吹出し温度維持のため、ステップ１１４に示すようにＰＴＣヒータ（補助の電気ヒータ）を起動する（補助ヒータがある場合）。
【００４３】
なお、補助ヒータが無い場合はステップ１１３、１１４にて、ブロア風量プロファイルを変更する。
【００４４】
そして、ステップ１１５に示すようにエンジン電子制御ユニット４に対して停止信号を発信する。同時に、ステップ１１６に示すようにラジエータシャッタ７の装着車の場合は、ラジエータシャッタ７を閉じる要求を発信する。ステップ１１７では、ｔ１の再計算を行う。すなわち、Ｆｅ信号に基づきｔ１の再計算を行う。尚、ｔ１は、エンジンが起動しなくても目標吹出し温度を維持できる時間を判断するために利用する。
【００４５】
図４、図５にエンジン冷却水温の時間推移を示す。Ｎｏｒｍａｌ（ノーマル）モード設定時（ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２）は、ｔ１の２周期前からＩＧ（イグニッション）．ＯＦＦ（オフ）前暖房制御が実施され、システム内の残留熱利用により、従来制御に対してエンジンの起動回数が２回減少する。
【００４６】
ＥＣＯ（エコ）モード設定時（ｃ１、ｄ１、ｃ２、ｄ２）は、ｔ１の１周期前からＩＧ（イグニッション）．ＯＦＦ（オフ）前暖房制御が実施され、システム内の残留熱利用により、従来制御に対してエンジンの起動回数が1回減少する。
【００４７】
１回のエンジン起動により消費したガソリン消費エネルギと、補助熱源の消費エネルギの差分だけ、効率が改善する。
作用効果：目的地に到着する直前の走行では、エンジン冷却システム内の残留廃熱と補助熱源（ＰＴＣヒータ）を利用した暖房（ＩＧ（イグニッション）．ＯＦＦ（オフ）前暖房制御と略記する）に切替える事で、エアコン電子制御ユニットからエンジン電子制御ユニットに対して起動信号がでるのを防ぐ。従来制御（特開２００７-２３０３２１号公報）では、エンジン水温が閾値を下回るとエンジンに対して起動信号がでるが、ＩＧ（イグニッション）．ＯＦＦ（オフ）前暖房制御実施中は、エンジンを起動せず、補助熱源で吹出し温度を維持するため、従来制御に対して、エンジンが早期に停止し、熱サイクル内に廃熱が残留しにくくなる。
【００４８】
これまで、エンジン車は、エミッションやフリクション軽減のため、冷却水温を１００℃前後に保つ必要があったが、ＨＥＶ（ハイブリッド）車はＥＶ（電気自動車）走行が可能なため、バッテリ残量で目的地まで到着できる地点にいれば、エンジンを早期停止し、ＩＧ（イグニッション）．ＯＦＦ（オフ）までの間、水温を下げる事ができる。
【００４９】
本制御は、この特質を活用し、下げる事が可能になった分の熱量を、（ＩＧ（イグニッション）．ＯＦＦ（オフ）前）暖房に活用する事で、省エネ化を図る事を特徴としている。
【００５０】
また、本案は、補助熱源の稼働時間を最小に抑えるため、過去のエンジン水温の変動周期をモニタリングし、エンジン停止時に吹出し温度が維持可能な時間を考慮しながら、制御の切替えを実施する事を特徴としている（制御切替え時のポイントは後述を参照の事）。
更に、ラジエータシャッタ装着車においては、本制御実行時、エンジン残留廃熱で吹出し温度が維持可能な時間を延長するため、シャッターを閉じる。本案であれば、蓄熱器を設置せずに、未利用熱を減少する事ができる。
【００５１】
以上、一実施形態を説明したが、この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。
【符号の説明】
【００５２】
１  エアコン電子制御ユニット
２  ナビゲーション電子制御ユニット
３  バッテリ電子制御ユニット
４  エンジン電子制御ユニット
５  ＰＴＣ電子制御ユニット
６  ラジエータ
７  ラジエータシャッタ
８  エンジン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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