(57)【要約】【課題】本発明は、環境負荷を的確に評価することができ、燃費の効率化と乗員の快適性の両立を効果的に図ることができる車両用空調装置の提供を目的とする。【解決手段】本発明による車両用空調装置１０は、エンジンを動力源として冷媒を圧縮するコンプレッサ１２と、コンプレッサ１２により圧縮された冷媒を用いて、通過する空気を冷却して冷気を発生するエバポレータ１６と、エバポレータ１６を通過させる空気の流量を調整する回転速度が可変のブロアモータ２２と、エバポレータ１６より後流側に配設され、暖気を生成すると共に、該暖気と前記冷気の混合比を所定の範囲内で調整するヒーターコア２０及びエアミックスドア２４と、外気温を検出するセンサ３６と、内気温を検出するセンサ３４と、内気温及び外気温の検出結果、及び、ブロアモータ２２による調整後の空気の流量、並びに、ヒーターコア２０及びエアミックスドア２４による調整後の暖気と冷気の混合比に基づいて、前記エンジンの回転数を増加させる必要性を判断する判断手段３０とを含むことを特徴とする。【選択図】        図４
2004284470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを動力源として冷媒を圧縮するコンプレッサと、
前記コンプレッサにより圧縮された冷媒を用いて、通過する空気を冷却して冷気を発生するエバポレータと、
前記エバポレータを通過させる空気の流量を所定の範囲内で調整する流量調整手段と、
前記エバポレータより後流側に配設され、暖気を生成すると共に、該暖気と前記冷気の混合比を所定の範囲内で調整する温度調整手段と、
外気温を検出するセンサと、
内気温を検出するセンサと、
内気温及び外気温の検出結果、及び、前記流量調整手段による調整後の空気の流量、並びに、前記温度調整手段による調整後の暖気と冷気の混合比に基づいて、前記エンジンの回転数を増加させる必要性を判断する判断手段とを含むことを特徴とする、車両用空調装置。
【請求項２】
前記判断手段は、前記検出された外気温が所定値以上であり、前記検出された内気温が所定値以上であり、前記調整後の空気の流量が所定値以上であり、且つ、前記調整後の冷気に対する暖気混合比が最小である場合に、エンジン回転数を増加させる必要性があると判断する、請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記判断手段は、前記検出された外気温が所定値以上であり、前記検出された内気温が所定値以上であり、前記調整後の空気の流量が最大であり、且つ、前記調整後の冷気に対する暖気混合比が最小である場合に、エンジン回転数を増加させる必要性があると判断する、請求項１記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、環境負荷に応じてエンジン回転数の増加を要求する車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、燃費向上のために車両停止中にエンジン回転数を低減させる車両において、外気温とブロアファン速度に基づいて熱負荷を評価し、熱負荷の評価結果に基づいて、エンジン回転数を増加させる所謂アイドルアップの必要性を判断する車両用空調装置が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。この従来技術によれば、エバポレータを通過した直後の空気温度を温度センサにより検出し、該検出した空気温度により熱負荷を評価する構成に対して、かかる温度センサを用いることなく、エンジンアイドル回転数を適正な値に制御することが可能となる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−９９７２７号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平６−９９７２８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、アイドルアップは、燃費の向上よりも乗員の快適性を確保することを優先して、車両停止中のエンジン回転数を増加させるものである。従って、アイドルアップは、乗員の快適性と燃費の効率化の両立が図られるような適切な条件下で実行されるべきである。しかしながら、上述の従来技術のように、アイドルアップ判定の基準となる熱負荷（環境負荷）を外気温とブロアファン速度に基づいて評価する構成では、環境負荷を評価するための重要なパラメータが欠如している故に環境負荷を的確に評価することができず、無用なアイドルアップが要求されたり、逆に必要なアイドルアップが要求されなかったりするという不都合が生じうる。
【０００６】
そこで、本発明は、環境負荷を的確に評価することができ、燃費の効率化と乗員の快適性の両立を効果的に図ることができる、車両用空調装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１に記載する如く、エンジンを動力源として冷媒を圧縮するコンプレッサと、
前記コンプレッサにより圧縮された冷媒を用いて、通過する空気を冷却して冷気を発生するエバポレータと、
前記エバポレータを通過させる空気の流量を所定の範囲内で調整する流量調整手段と、
前記エバポレータより後流側に配設され、暖気を生成すると共に、該暖気と前記冷気の混合比を所定の範囲内で調整する温度調整手段と、
外気温を検出するセンサと、
内気温を検出するセンサと、
内気温及び外気温の検出結果、及び、前記流量調整手段による調整後の空気の流量、並びに、前記温度調整手段による調整後の暖気と冷気の混合比に基づいて、前記エンジンの回転数を増加させる必要性を判断する判断手段とを含むことを特徴とする、車両用空調装置により達成される。
【０００８】
本発明において、エバポレータに導かれる空気は、流量調整手段によりその流量が調整される。エバポレータは、通過する空気を冷却して冷気を生成する。エバポレータを通過した空気（冷気）は、温度調整手段により暖気を混合されることにより、その温度が調整される。ここで、流量調整手段による調整される空気の流量及び温度調整手段による調整される暖気と冷気の混合比は、ユーザによるスイッチ操作位置に基づいて決定されるか、若しくは、各種センサの検出結果に基づいて自動的に決定される。本発明では、エンジン回転数の増加の必要性を判断する際の指標となる環境負荷（乗員を取り巻く環境の厳しさ）は、４つのパラメータ、即ち、内気温（車室内の空気の温度）、外気温（車外の空気の温度）、調整後の空気の流量、及び、暖気と冷気の混合比に基づいて評価される。これにより、本発明によれば、環境負荷を的確に評価することが可能となり、燃費の効率化と乗員の快適性の両立を効果的に図ることが可能となる。尚、本発明において、増加の必要性が判断されるエンジン回転数は、車両がアイドルストップ時（無負荷時）のエンジン回転数のみならず、走行中のエンジン回転数であってもよい。また、４つのパラメータの１つである空気の流量には、当該空気の流量に一対一の関係で対応する任意のパラメータ（例えば、流速や、流量調整手段の動作に関するパラメータ（例えば、回転速度））が含まれる。
【０００９】
また、請求項２に記載する如く、前記判断手段が、前記検出された外気温が所定値以上であり、前記検出された内気温が所定値以上であり、前記調整後の空気の流量が所定値以上であり、且つ、前記調整後の冷気に対する暖気混合比が最小である場合に、エンジン回転数を増加させる必要性があると判断する場合には、環境負荷が的確に評価されるので、燃費の効率化と乗員の快適性の両立を効果的に図ることができる。また、本発明では、調整後の冷気に対する暖気混合比が最小である場合に、エンジン回転数を増加させる必要性があると判断されるので、冷却能力が最大限に発揮されていない状況下でエンジン回転数が増加されるという、非効率が確実に防止される。
【００１０】
また、請求項３に記載する如く、前記判断手段が、前記検出された外気温が所定値以上であり、前記検出された内気温が所定値以上であり、前記調整後の空気の流量が最大であり、且つ、前記調整後の冷気に対する暖気混合比が最小である場合に、エンジン回転数を増加させる必要性があると判断する場合には、環境負荷が的確に評価されるので、燃費の効率化と乗員の快適性の両立を効果的に図ることができる。また、本発明では、調整後の空気の流量が最大である場合に、エンジン回転数を増加させる必要性があると判断されるので、冷却能力が最大限に発揮されていない状況下でエンジン回転数が増加されるという、非効率が確実に防止される。また、特にユーザが当該最大の流量をマニュアル設定している場合には、ユーザの実際の感度に適合した環境負荷に基づいて、エンジン回転数の増加の必要性を判断することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１及び図２は、本発明の一実施例による車両用空調装置（エアーコンディショナ）１０の概略構成図である。図１に示すように、車両用空調装置１０は、エンジンを動力源として冷媒を圧縮するコンプレッサ１２を備えている。コンプレッサ１２により圧縮された冷媒は、コンデンサ１４やエバポレータ１６を含む冷媒通路１８を循環する。コンデンサ１４は、気化冷媒を冷却して、エバポレータ１６に供給するための液冷媒に変化させる機能をする。コンデンサ１４の前側には、コンデンサ１４を冷却するための吸い込み式電動ファン１５が配設されている。
【００１３】
エバポレータ１６は、車室内に設けられる。エバポレータ１６の前側には、図２に示すように、その回転速度が調整可能なブロアモータ（ブロアファン）２２が配設されている。ブロアモータ２２は、外内気ドア１９を介して車外又は車室内と連通している。ブロアモータ２２は、車外又は車室内の空気（即ち、外気又は内気）をエバポレータ１６を介して車室内に送り込む機能を有する。車室内に送り込まれる空気の流量（即ち、ブロア風量）は、ブロアモータ２２の回転速度を制御することにより調整される。
【００１４】
ブロアモータ２２が回転すると、外内気ドア１９を介して流入した空気（即ち、外気又は内気）がエバポレータ１６を通過する。エバポレータ１６は、コンプレッサ１２により圧縮された冷媒を気化することで、エバポレータ１６を通過する空気を冷却する。エバポレータ１６の後流側には、ヒーターコア２０が配設されている。ヒーターコア２０には、その開度が調整可能な（例えば、サーボモータにより駆動される）エアミックスドア２４が設定されている。ヒーターコア２０は、エアミックスドア２４と協働して、エバポレータ１６により冷却された空気（冷気）に暖気を混合する機能（リヒート機能）を果たす。車室内に送り込まれる空気の温度は、エアミックスドア２４の開度（即ち、冷気と暖気の混合比）を制御することにより調整される。
【００１５】
ヒーターコア２０の後流側には、車室内の所定の箇所に設けられた各吹き出し口まで混合空気を導く各ダクトが配設されている。また、ヒーターコア２０の後流側には、選択的に所定の吹き出し口に混合空気を導くためのモードドア２８が設定されている。
【００１６】
インストルメントパネルには、ユーザが車両用空調装置１０に対して操作を行うためのコントロールパネル（図示せず）が配設されている。コントロールパネルには、車両用空調装置１０の作動をオン／オフさせるためのＡ／Ｃスイッチや、車両用空調装置１０の動作モード（オートモード又はマニュアルモード）を切り替えるためのスイッチ、ブロア風量を調整するためのスイッチ（ブロアダイヤル）、温度設定を行うためのスイッチ（温度設定ダイヤル）等を含む各種スイッチが設けられる。
【００１７】
図３は、本発明の一実施例による車両用空調装置１０のシステム構成図である。車両用空調装置１０は、電子制御ユニット３０（以下、「エアコンＥＣＵ３０」と称す）を備えている。エアコンＥＣＵ３０は、図示しないバスを介して互いに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。
【００１８】
エアコンＥＣＵ３０には、日射量を検出する日射センサ３２、車室内の温度を検出する内気温センサ３４、車外の温度を検出する外気温センサ３６、及びエバポレータ１６通過直後の冷気の温度を検出する温度センサ等を含む各種センサが接続されている。なお、日射センサ３２は、インストルメントパネル上部のフロントデフロスターノズル付近に取り付けられる。外気温センサ３６は、バンパーの内側等に取り付けられる。また、内気温センサ３４は、典型的には、車両用空調装置１０による風流が通過するような位置、例えばインストルメントパネル内のステアリングコラムの左側に取り付けられてよく、或いは、乗員の体感温度を検出するのに適したその他の位置に取り付けられてよい。
【００１９】
エアコンＥＣＵ３０は、オートモード時、日射センサ３２、内気温センサ３４及び外気温センサ３６の出力信号等に基づいて、必要吹き出し温度を算出し、算出した必要吹き出し温度に基づいて、ブロア風量（即ち、ブロアモータ２２の回転速度）及びエアミックスドア２４の開度（即ち、サーボモータの回転位置）を制御する。また、エアコンＥＣＵ３０は、マニュアルモード時、ブロアダイヤルの操作位置、及び、温度設定ダイヤルの操作位置（設定温度）に応じて、ブロア風量及びエアミックスドア２４の開度を制御する。尚、ブロアダイヤルや温度設定ダイヤル（図示せず）は、インストルメントパネルのコントロールパネルに配設されている。尚、本発明は、特にブロア風量やエアミックスドア２４の開度の制御方法を特定するものではなく、本発明は、上述の制御方法以外の方法に対しても適用可能である。また、ブロア風量及びエアミックスドア２４の開度は、無段階的に調整可能な構成であっても、段階的に調整可能な構成（例えば、ブロア風量：Ｌｏ，Ｍｅｄｉｕｍ１，Ｍｅｄｉｕｍ２，Ｍｅｄｉｕｍ３，Ｈｉの５段階、エアミックスドア開度：ＭａｘＣｏｏｌ〜ＭａｘＨｏｔまでの６段階）であってもよい。
【００２０】
本実施例のエアコンＥＣＵ３０は、また、環境負荷に応じてアイドルアップの必要性を判断するアイドルアップ判定を行う。エアコンＥＣＵ３０は、アイドルアップが必要であると判断した場合、エンジンの回転数を増加させる要求信号をＥ／Ｇ・ＥＣＵ５０に対して出力する。Ｅ／Ｇ・ＥＣＵ５０が、エアコンＥＣＵ３０から要求信号に応答してエンジンの回転数を増加させると、それに比例してコンプレッサ１２の仕事量が増加するため、車室内に送り込まれる空気が効率的に冷却される。これにより、環境負荷に応じて必要と判断した時のみアイドルアップが実行されるので、燃費の効率化と乗員の快適性の両立を図ることが可能となる。尚、エンジン回転数の要求増加量は、多段階的に設定されてもよい。
【００２１】
ところで、このようなアイドルアップ判定は、上述の如く、環境負荷（乗員を取り巻く環境条件の厳しさ）を評価することにより実現されている。この環境負荷は、例えば冷媒の圧力により代表させることも可能である。しかしながら、コンデンサの高性能化やアイドル回転数の減少傾向が進む中、冷媒圧力は環境負荷が高いにも拘らず高くなり難い状況になってきている。従って、冷媒圧力を環境負荷の指標としてアイドルアップ判定を行う構成は、燃費の効率化と乗員の快適性の両立を図る上で必ずしも理想的な構成とはいえない。
【００２２】
これに対して、本実施例では、以下に詳説するように、アイドルアップ判定を行う際、環境負荷が適切な指標を用いて評価されることで、燃費の効率化と乗員の快適性の両立が効果的に実現されることになる。
【００２３】
図４は、アイドルアップ判定を行う際に本実施例のエアコンＥＣＵ３０が実行する処理ルーチンのフローチャートである。本処理ルーチンは、例えばイグニッションスイッチがオンにされた際に起動される。
【００２４】
ステップ１００では、先ず、Ａ／Ｃスイッチがオンにされているか（即ち、コンプレッサ１２が作動中か）否かを判断する処理が実行される。尚、Ａ／Ｃスイッチは、ユーザにより操作されるコントロールパネルに配設されている。Ａ／Ｃスイッチがオンにされている場合、ステップ１１０に進み、Ａ／Ｃスイッチがオフにされている場合、アイドルアップの必要性がないと判断され、以後何ら処理が進められることなく、本処理ルーチンが終了される。
【００２５】
ステップ１１０では、▲１▼外気温センサ３６の出力信号に基づいて外気温が所定の閾値Ｔｈ１（例えば、３０度）以上であるか、▲２▼内気温センサ３４の出力信号に基づいて内気温が所定の閾値Ｔｈ２（例えば、３０度）以上であるか、▲３▼ブロア風量（ブロアスピード）が所定の閾値Ｔｈ３（例えば、最大値に対して８０％以上）以上であるか、及び、▲４▼エアミックスドア開度が所定の閾値Ｔｈ４（例えば、最大値（マックスホット：１００％）に対して２０％）以下であるかの、４つの条件が満たされているかが判断される。本ステップ１１０では、特にエアミックスドア開度ついては、好ましくは、最小であるかが判断される（即ち、エアミックスドア開度がマックスクール（ＭａｘＣｏｏｌ：０％）に対応する開度であるかが判断される）。同様に、本ステップ１１０では、ブロア風量が最大であるかが判断されてよい（即ち、ブロア風量がＨｉであるかが判断されてよい）。尚、マニュアル式エアーコンディショナの場合には、上記▲３▼及び▲４▼の判断は、ブロアダイヤルや温度設定ダイヤルの操作位置（若しくは、エアミックスドア２４の位置）を機械的又は電気的に検出することにより実現されてよい。
【００２６】
本ステップ１１０において、上記▲１▼〜▲４▼の全ての条件が成立すると判断された場合、アイドルアップの必要性があるとして、ステップ１２０に進む。一方、上記▲１▼〜▲４▼の何れかの条件が成立しない場合、アイドルアップの必要性がないと判断され、以後何ら処理が進められることなく、本処理ルーチンが終了される。尚、本ステップ１１０において、前回以前の処理ルーチン（後述のステップ１２０）で既にアイドルアップが要求されている場合には、当該アイドルアップの要求がキャンセルされる。
【００２７】
続くステップ１２０では、エアコンＥＣＵ３０は、アイドルアップが必要であると判断した場合、エンジンの回転数を増加させる要求信号をＥ／Ｇ・ＥＣＵ５０に対して出力する処理が実行される。本ステップ１２０の処理が実行されると、エンジンの回転数が増加し、それに伴ってコンプレッサ１２の仕事量が増加するため、車室内に送り込まれる空気が効率的に冷却される。
【００２８】
本実施例において、環境負荷は、上述の如く、外気温、内気温、ブロアスピード及びエアミックスドア開度からなる４つのパラメータに基づいて評価されている。このため、本実施例では、実際のユーザの感度により適合した環境負荷の評価が可能となり、燃費の効率化と乗員の快適性の両立を効果的に図ることができる。即ち、本実施例によれば、環境負荷をより的確に判断することが可能となり、無用にアイドルアップを要求することが確実に防止され、必要なアイドルアップが要求されないこともない。また、エアミックスドア開度が最小であることをアイドルアップ判定条件に付加することで、アイドルアップを要求しているのにも拘らず冷気に暖気が混合されているという、非効率を防止することができる。また、ブロアスピードが最大であることをアイドルアップ判定条件に付加することで、特にオート式エアーコンディショナにおけるマニュアル時若しくはマニュアル式エアーコンディショナにおいて、ユーザの意思（感度）を直接的に環境負荷として反映させることができる。
【００２９】
ここで、本実施例において、アイドルアップとしては、車両が停止している間のエンジン回転数を上げるための制御に限らず、車両の走行中のエンジン回転数を上げるための制御であってよい。即ち、本実施例において、車両の走行中においても、上述の如く４つのパラメータにより評価された環境負荷に基づいて、エンジン回転数が増加させられてよい。このような構成は、ギア比が無段階的に変化される無段階変速機を備えた車両（ＣＶＴ車）において特に好適である。これは、ＣＶＴ車では、エンジン回転数を制御するために出力トルクを容易に調整することが可能であるためである。
【００３０】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００３１】
例えば、上述した実施例において、コンプレッサ１２として固定用容量式のコンプレッサではなく、必要な冷房能力に応じて冷媒の吐出量が可変とされる可変容量式のコンプレッサを用いる場合、コンプレッサ１２による冷媒の吐出量（容量）が最大であることをアイドルアップ判定条件に付加することも可能である。また、外気温、内気温、ブロアスピード及びエアミックスドア開度からなる４つのパラメータの全て若しくは何れかに加えて、日射センサ３２の出力値や設定温度（又は、設定温度と車室内温度の差温）をも評価して、アイドルアップ判定を行うことも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したようなものであるから、以下に記載されるような効果を奏する。即ち、本発明によれば、環境負荷（乗員を取り巻く環境の厳しさ）を的確に評価することができ、燃費の効率化と乗員の快適性の両立を効果的に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による車両用空調装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施例による車両用空調装置の概略構成図（断面視）である。
【図３】本発明の一実施例による車両用空調装置のシステム構成図である。
【図４】アイドルアップ判定を行う際に本実施例のエアコンＥＣＵが実行する処理ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１０    車両用空調装置
１２    コンプレッサ
１４    コンデンサ
１６    エバポレータ
１８    冷媒通路
２０    ヒーターコア
２２    ブロアモータ
２４    エアミックスドア
３０    エアコンＥＣＵ
３２    日射センサ
３４    内気温センサ
３６    外気温センサ
５０    Ｅ／Ｇ・ＥＣＵ
【図１】
2004284470.tif 000003
【図２】
2004284470.tif 000004
【図３】
2004284470.tif 000005
【図４】
2004284470.tif 000006