JP2008030685A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マニュアルモードなどにおいても所望の暖房能力の確保しながら、燃費向上を図ることができる車両用空調装置。
【解決手段】エアコン１０では、暖房運転を行うときに足元吹出し口３４Ｃからヒータコア３８によって加熱された空調風が吹き出されるようになっており、この足元吹出し口が形成された足元ダクト６８内に温度センサ６６を設けて、吹出し温度を検出するようにしている。エアコンＥＣＵでは、吹出し温度が設定温度より高いときに、目標吹出し温度に対する水温の閾値を低くするように設定し、この閾値と目標吹出し温度及び水温に基づいてエンジン始動要求及び停止許可を行うことにより、必要な暖房能力を確保しながら、エンジンの始動を抑える省動力制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの駆動力によって走行可能な車両に係り、詳細には、エンジン停止制御が行われる車両に設けられてエンジン冷却液によって車室内を暖房する車両用空調装置に関する。

走行用の駆動源としてエンジンなどの内燃機関に加えて電気モータが設けられている車両（ハイブリッド車両）では、走行停止などの予め設定されているエンジン停止条件が成立することによりエンジンの駆動を停止するアイドルストップ制御などのエコラン制御が行われる。

一方、車両に設けられている空調装置（以下、エアコンとする）では、エンジンの駆動力によってコンプレッサが駆動されるようになっている。ハイブリッド車両において、エンジンの駆動力によってコンプレッサを駆動していると、エンジン停止状態でエアコンの運転スイッチがオンされると、エンジンが駆動され、エコラン制御の効果が低減してしまうことがある。

ここから、特許文献１の提案では、温度センサによってエバポレータを通過した空気の温度（エバポレータ後温度）を検出し、エバポレータ後温度が所定温度より低い時には、エンジンの始動要求を停止することにより、車室内を空調するために、エンジンが頻繁に始動されてしまうのを抑えるようにしている。

ところで、エンジンが設けられているハイブリッド車両などにおいても、車室内を暖房するときの熱源としてエンジン冷却水が用いられており、エンジン冷却水が循環されるヒータコアを通過して、エンジン冷却水との間で熱交換が行われることにより加熱された空気を、空調風として車室内へ吹き出すようにしている。

エアコンにおいては、設定温度、車室内温度、外気温度、日射量などを検出して、目標吹出し風温度を設定すると共に、目標吹出し温度に基づいて風量、ヒータコアを通過する空気量などを設定し、車室内温度を設定温度とするように空調運転を行うのが一般的となっている。

このとき、目標吹出し温度と、ヒータコアを循環されるエンジン冷却水の水温等に基づいて、例えば、エアミックスダンパの開度を制御することにより、ヒータコアを通過する空気の流量を制御することにより、所望の温度（目標吹出し風温度）の空調風が得られるようにしている。

このようなエアコンでは、冷却水温を検出し、エンジン停止中に冷却水温が予め設定している閾値より低下すると、エンジン停止を禁止することにより、冷却水温の上昇を図り、所望の暖房能力が確保されるようにしている。

このとき、特許文献２の提案では、冷却媒体温度に対して、内燃機関の停止許可及び停止禁止を判定する閾値を、車室内温度又は車室内温度に関係する値に応じて変化するように設定すると共に、該当閾値にヒシテリシスを持たせるようにしている。

これにより、特許文献２では、内燃機関の自動停止禁止領域を縮小して、内燃機関の自動停止状態を長く維持して、燃費改善効果などを高めることができるようにしている。
特開平１０−２４６１３１号公報 特開２００２−２１１２３８号公報

しかしながら、エンジン冷却水などの冷却媒体温度は、エアコンが必要とする暖房能力に関する間接的な測定値であり、燃費低減や暖房能力の確保に関して必ずしも最適な測定値であるとは限らない。特に、エアコンでは、空調風の風量を自動的に設定して、設定した風量で空調運転を行うオートモードではなく、風量を手動設定するマニュアルモードでの運転が可能となっており、マニュアルモードで空調を行った場合、必ずしも所望の暖房能力が確保しえるとは限らず、また、暖房能力として余力があり、一層の燃費向上の可能性もある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、より一層の燃費向上や、マニュアルモードなどにおいても所望の暖房能力の確保しながら、燃費向上を図ることができる車両用空調装置を提案することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、予め設定されたエンジン停止条件が成立したときにエンジンを停止すると共に始動要求に基づいてエンジンを始動するエンジン制御手段を備えた車両に設けられて、車室内を空調する車両用空調装置であって、設定温度及び環境条件に基づいて前記空調風の目標吹出し温度を設定する設定手段と、前記エンジンとの間で循環されるエンジン冷却液によって前記空調風を加熱する熱交換器と、前記設定手段の設定に基づいて前記熱交換器によって加熱して生成した空調風を車室内へ吹出す空調制御手段と、暖房運転時に吹出し口から吹き出される前記空調風の吹出し温度を検出する温度検出手段と、前記エンジンが停止されているときに、前記温度検出手段の検出する前記吹出し温度に基づいて前記エンジン制御手段へエンジンの始動要求を行う要求手段と、を含むことを特徴とする。

この発明によれば、設定温度及び環境条件に基づいて空調風の目標吹出し温度を設定し、この目標吹出し温度の空調風が吹き出されるように空調運転を行う。このときに、吹出し口から吹き出される空調風の温度を検出する温度検出手段を設け、暖房運転を行うときに、温度検出手段によって検出する吹出し温度に基づいて、エンジン始動要求を行う。

一般に、車両用空調装置では、複数の吹出し口が設けられているが、暖房運転を行うときには、熱交換器を循環されるエンジン冷却液によって加熱された空気を、吹出し口から乗員の足元へ向けて吹出す。このときに吹き出される空調風の温度は、エンジン冷却液の液温の影響を大きく受ける。

ここから、温度検出手段によって検出する吹出し温度から、暖房能力に対してエンジン冷却液の液温に余裕があるか否かを判断することができ、吹出し温度に基づいてエンジンの停止要求を行うことにより、不必要にエンジンの始動要求を行って燃費が低下してしまうのを確実に防止することができる。

請求項２に係る発明は、前記エンジン冷却液の液温を検出する液温検出手段を含み、前記要求手段が、前記目標吹出し温度に対する前記液温の閾値に基づいて前記エンジンの始動要求を行うとき、前記吹出し温度に応じて前記閾値を設定することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２の発明において、前記吹出し温度が予め設定された設定温度以上であるとき、前記吹出し温度が前記設定温度未満であるときより前記閾値を低く設定することを特徴とする。

この発明によれば、エンジン冷却液の液温を検出し、目標吹出し温度に応じて設定されている液温の閾値から、エンジン始動要求を行うか否かを判定するときに、この閾値を温度検出手段によって検出する吹出し温度に基づいて設定する。

これにより、目標吹出し温度と液温に基づいてエンジン始動要求を行うときに、暖房能力を確保しながら、適正にエンジンの始動を抑えることができる。

このとき、吹出し温度と予め設定されている設定温度を比較し、吹出し温度が高いときに、吹出し温度が設定温度よりも低いときに対して閾値を下げれば良い。特に、暖房負荷を判定する判定手段を設け、判定手段によって暖房負荷が小さいと判定され、かつ、吹出し温度が設定温度より高いときには、エンジン冷却液の液温に余裕があり、このときに、閾値を下げることにより、暖房能力を的確に確保しながら省動力化を図ることができる。

また、請求項４に係る発明は、前記要求手段が、前記吹出し温度が前記目標吹出し温度より低いときに前記エンジンの始動要求を行うと共に、前記吹出し温度が前記目標吹出し温度より高いときに前記エンジンの始動要求を停止することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項４の発明において、前記空調風の吹出し風量を含む運転条件を選択する選択操作手段を含み、前記空調制御手段が前記選択操作手段によって選択された運転条件に基づいて空調運転を行うときに、前記要求手段が前記吹出し温度と前記目標吹出し温度に基づいて前記エンジンの始動要求及び始動要求停止を行なうことを特徴とする。

この発明によれば、吹出し温度と目標吹出し温度を比較し、吹出し温度が目標吹出し温度より低いときに、エンジンの始動要求を行う。これにより、液温が低いときに、暖房能力を確保するようにエンジンを始動することができる。

また、空調風の風量などをマニュアル操作で設定するときに、同じ液温であっても、風量が低いと吹出し温度が高くなる。ここから、運転条件を手動で設定するときに、吹出し温度と目標吹出し温度に基づいてエンジン始動要求及びエンジン停止許可（始動要求停止）を行うことにより、運転状態に応じて適正にエンジン始動要求を行って、燃費向上を図ることができる。

以上説明したように本発明によれば、暖房運転を行うときに、足元吹出し口から吹き出される空調風の吹出し温度を検出し、この吹出し温度に基づいてエンジン始動要求を行うことにより、適正な暖房能力を確保しながらエンジンの始動を抑えて、省動力化及び燃費の向上を図ることができる。

以下に図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１には、本実施の形態に適用した車両用空調装置（以下、エアコン１０とする）の概略構成を示している。このエアコン１０は、コンプレッサ１２、コンデンサ１４、エキスパンションバルブ１６及びエバポレータ１８によって、冷媒を循環する冷凍サイクルが形成されている。

コンプレッサ１２は、回転駆動されることにより冷媒を圧縮して、高温高圧の冷媒をコンデンサ１４へ送り出し、コンデンサ１４は、この冷媒を冷却して液化する。エバポレータ１８では、液化された冷媒が気化するときに、エバポレータを通過する空気を冷却する。また、エキスパンションバルブ１６は、液化された冷媒を急激に減圧することにより霧状にしてエバポレータ１８へ供給するようにしており、これにより、エバポレータ１８を通過する空気の冷却効率の向上を図っている。

このような冷凍サイクルは、公知の構成を適用することができる。また、コンプレッサ１２は、電気モータ（コンプレッサモータ２０）によって駆動されるものであっても良く、また、駆動力が、車両のエンジン２２（図２参照）と電気モータ２０で切換られる構成であっても良い。

このエアコン１０は、空調ダクト２４を備えており、この空調ダクト２４内にエバポレータ１８が配置されている。また、空調ダクト２４には、一端側に複数の空気取入口２６が形成されている。エアコン１０では、この空気取入口２６として、車室内へ向けて開口された空気取入口２６Ａ及び、車外と連通された空気取入口２６Ｂとが設けられている。

また、空調ダクト２４内には、空気取入口２６Ａ、２６Ｂを選択的に開閉するモード切換ダンパ２８及び、ブロワモータ３０（図２参照）によって回転駆動されるブロワファン３２が設けられている。

エアコン１０では、運転モードとして内気循環モードと外気導入モードが選択可能となっており、内気循環モードが選択されると、モード切換ダンパ２８が空気取入口２６Ａを開放すると共に空気取入口２６Ｂを閉塞する。また、エアコン１０では、外気導入モードが選択されると、モード切換ダンパ２８が空気取入口２６Ａを閉塞すると共に空気取入口２６Ｂを開放する。

これにより、ブロワモータ３０によってブロワファン３２が回転駆動されると、モード切換ダンパ２８よって開放された空気取入口２６Ａ又は空気取入口２６Ｂから、車室内又は車外の空気が空調ダクト２４内に吸引される。

一方、空調ダクト２４には、他端側に複数の空気吹出し口３４が形成されている。エアコン１０では、空気吹出し口３４として、車両のウインドシールドガラスへ向けて開口されたセンタデフロスタ吹出し口とサイドデフロスタ吹出し口などのデフロスタ吹出し口３４Ａ、車室内の乗員へ向けて開口されたセンタレジスタ吹出し口とサイドレジスタ吹出し口などのレジスタ吹出し口３４Ｂ及び、前席と後席の乗員の足元へ向けて開口された複数の足元吹出し口３４Ｃが形成されている。

また、空調ダクト２４には、空気吹出し口３４（デフロスタ吹出し口３４Ａ、レジスタ吹出し口３４Ｂ及び足元吹出し口３４Ｃ）を選択的に開閉する切換ダンパ３６が設けられている。

エアコン１０では、空調風の吹出しモードとして、デフロスタ吹出し口３４Ａから空調風の吹き出すDEFモード、レジスタ吹出し口３４Ｂから空調風を吹き出すFACEモード、足元吹出し口３４Ｃから空調風を吹き出すFOOTモード、デフロスタ吹出し口３４Ａと足元吹出し口３４Ｃのそれぞれから空調風を吹出すDEF／FOOTモード及び、レジスタ吹出し口３４Ｂと足元吹出し口３４Ｃのそれぞれから空調風を吹出すBI−LEVELモードが設定されており、何れかの吹出しモードが選択されるようになっている。

エアコン１０では、吹出しモードが選択されると、選択された吹出しモードに基づいて切換ダンパ３６が作動して、空気吹出し口３４Ａ〜３４Ｃを開閉し、切換ダンパ３６によって開放された空気吹出し口３４から空調風が吹出されるようにしている。

一方、空調ダクト２４内には、前記したエバポレータ１８と共に、加熱用熱交換器とするヒータコア３８が設けられている。

図２に示されるように、本実施の形態に適用する車両には、走行用の駆動源として、電気モータ（図示省略）とエンジン２２を備えたハイブリッド車となっている。

エンジン２２とヒータコア３８との間では、ウォータポンプ４０の駆動によりエンジン２２の冷却媒体であるエンジン冷却水が循環されるようになっている。これにより、ヒータコア３８には、空調風の加熱用の熱源となるエンジン冷却水が循環されるようになっている。なお、エンジン２２では、図示しないエンジンラジエータとの間でエンジン冷却水が循環されるようになっており、これにより、エンジン２２が駆動することにより発する熱によるエンジン２２の温度上昇が抑えられている。

図１に示されるように、空調ダクト２４内には、エバポレータ１８とヒータコア３８との間にエアミックスダンパ４２が配置されている。エアコン１０では、空気取入口２４から吸引された空気が、エバポレータ１８及びヒータコア３８を通過して、空気吹出し口３４から吹き出される。エアコン１０では、エバポレータ１８を通過した空気を、ヒータコア３８へ送る空気とヒータコア３８をバイパスする空気に分ける。また、エアコン１０では、ヒータコア３８を通過することにより加熱された空気と、ヒータコア３８をバイパスすることによりエバポレータ１８によって冷却されたままの空気を混合することにより、所定温度の空調風を生成して、生成した空調風が、空気吹出し口３４から吹き出されるようにしている。

図２に示されるように、エアコン１０には、エアコン１０の作動を制御するエアコンＥＣＵ５０が設けられている。このエアコンＥＣＵ５０には、コンプレッサ１２を駆動するコンプレッサモータ２０、ブロワファン３２を駆動するブロワモータ３０が接続されており、エアコン１０では、エアコンＥＣＵ５０によってコンプレッサ１２の回転駆動及びブロワファン３２の回転駆動を制御しており、ブロワファン３２（ブロワモータ３０）の回転数に応じた風量（ブロワ風量）の空調風が吹き出されるようにしている。

また、エアコンＥＣＵ５０には、モード切換ダンパ２８を駆動するアクチュエータ５２Ａ、切換ダンパ３６を駆動するアクチュエータ５２Ａ及び、エアミックスダンパ４２を駆動するアクチュエータ５２Ｃが接続しており、これにより、エアコンＥＣＵ５０では、空気取入口２４の開閉、空気吹出し口２４の開閉及び、エアミックスダンパ４２の開度を制御している。

さらに、エアコンＥＣＵ５０５０には、室内温度を検出する室温センサ５４、外気温度を検出する外気温センサ５６、日射量を検出する日射センサ５８、エバポレータ１８を通過した空気の温度（エバポレータ後温度）を検出するエバポレータ後温度センサ６０などが接続され、空調運転を行うときの環境条件等の検出を行なうようになっている。

エアコン１０では、設定温度と環境条件に基づいて、車室内を設定温度とするように空調風の目標吹出し温度の設定し、この目標吹出し温度に基づいた空気吹出し口３４の選択及び空調風の風量の設定等を行い、これらの設定に基づいた空調運転を行うオートモードが設定されている。

エアコンＥＣＵ５０では、図示しない操作パネルのスイッチ操作等によって温度設定がなされてオートモードでの空調運転に設定されると、設定温度Ｔ_ＳＥＴと環境条件に基づいて目標吹出し温度Ｔ_ＡＯを設定する。

この目標吹出し温度Ｔ_ＡＯの設定は、外気温センサ５６によって検出する外気温Ｔｏ、室温センサ５４によって検出する室温Ｔｒ、日射センサ５８によって検出する日射量ＳＴから、次式によって得られる。

Ｔ_ＡＯ＝Ｋ_１・Ｔ_ＳＥＴ−Ｋ_２・Ｔｏ−Ｋ_３・Ｔｒ−Ｋ_４・ＳＴ＋Ｃ
（ただし、Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３、Ｋ_４及びＣは予め設定している定数）
また、エアコンＥＣＵ５０では、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに基づいて、ブロワ風量（吹出し風の風量）及びエアミックスダンパ４２の開度を設定する。

ブロワ風量は、例えば、室温Ｔｒや、設定温度Ｔ_ＳＥＴなどの予め設定された温度を基準温度とし、基準温度と目標吹出し温度Ｔ_ＡＯの差に基づいて設定される。例えば、基準温度と目標吹出し温度Ｔ_ＡＯの差が小さい状態では、ブロワ風量は少なく（低く）なるが、基準温度と目標吹出し温度Ｔ_ＡＯの差が大きくなるにしたがってブロワ風量を多くする。

また、エアコン１０では、ヒータコア３８をバイパスした空気とヒータコア３８を通過した空気を混合することにより、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯの空調風を生成するようにしており、ここから、エアコンＥＣＵ５０では、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに基づいて、エアミックスダンパ４２の開度を設定している。

さらに、エアコンＥＣＵ５０では、室温Ｔｒに対する設定温度Ｔ_ＳＥＴないし目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに基づいて、吹出しモードを設定する。すなわち、室温Ｔｒに対して設定温度Ｔ_ＳＥＴないし目標吹出し温度Ｔ_ＡＯが低い冷房時にはFACEモードに設定し、室温Ｔｒに対して設定温度Ｔ_ＳＥＴないし目標吹出し温度Ｔ_ＡＯが高い暖房時にはFOOTモードに設定する。また、室温Ｔｒと設定温度Ｔ_ＳＥＴないし目標吹出し温度Ｔ_ＡＯの差が少ないときには、BI−LEVELモードに設定する。

エアコンＥＣＵ５０では、このようにして設定したブロワ風量、エアミックスダンパの開度及び吹出しモードに基づいて空調運転を行う。

一方、車両には、エンジン２２の作動を制御するエンジンＥＣＵ６２が設けられている。このエンジンＥＣＵ６２では、図示しないセンサなどによって車両の運転操作状態、走行環境、走行状態ない度を検出して、エンジン２２の駆動を制御することにより車両走行が行われるようにしている。

また、本実施の形態に適用したエンジンＥＣＵ６２では、予め設定されているエンジン始動条件が成立することによりエンジン２２を始動し、エンジン停止条件が成立することによりエンジン２２の駆動を停止する。これにより、例えば、車両が停止したときには、エンジン２２の駆動が停止されるアイドルストップがなされる。

ところで、図２に示されるように、エアコンＥＣＵ５０には、エンジン冷却水の水温Ｔｗを検出する水温センサ６４が設けられている。

エアコン１０が設けられている車両では、エンジン停止条件が成立することによりエンジン２２の駆動を停止し、燃費向上、騒音、エミッションの低減などを図るエコノミーラン制御（エコラン制御）が行なわれるようになっており、エンジン２２が停止されることによりエンジン冷却水の水温が低下すると、エアコン１０の暖房能力も低下し、所望の暖房状態が得られなくなることがある。

ここから、エアコンＥＣＵ５０では、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに対する水温Ｔｗの閾値が設定されており、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに対する水温Ｔｗが閾値よりも低下することにより、エンジンＥＣＵ６２に対してエンジン２２の始動要求を行う。これにより、エンジン２２が始動されて水温Ｔｗが上昇されることにより、必要とする暖房能力が確保されるようにしている。

図３には、破線で通常制御における目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに対する水温Ｔｗの閾値Ｌ_１の一例を示している。

エアコン１０では、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯが高くなるほど、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに対する水温Ｔｗの閾値Ｌ_１が高くなるように設定されている。これにより、エアコン１０では、暖房負荷が大きく目標吹出し温度Ｔ_ＡＯが高くなったときにも、暖房負荷に応じた暖房能力が確保されるようにしている。

また、エアコン１０では、エンジン２２の停止を許可するときの閾値Ｌ_ＯＮ１と、エンジン２２の停止を禁止する閾値Ｌ_ＯＦＦ１の間に所定温度幅のヒシテリシスを設けて、エアコンＥＣＵ５０の要求に応じてエンジン２２の始動と停止が繰り返されてしまうのを防止している。

一方、図１に示されるように、エアコン１０には、足元吹出し口３４Ｃから吹き出される空調風の温度（以下、吹出し温度Ｔ_Ａとする）を検出する温度センサ６６が設けられている。温度センサ６６は、足元吹出し口３４Ｃが形成される足元ダクト６８内に配置されている。

エアコン１０では、足元ダクト６８が、ヒータコア３８側に偏寄して空調ダクト２４に連結されており、これにより、主としてヒータコア３８によって加熱された空気が、空調風として足元吹出し口３４Ｃから吹き出されるようにして、足元吹出し口３４Ｃから冷風が吹き出されることにより乗員に不快感が生じてしまうのを防止するようにしている。なお、温度センサ６６の配置位置は、ヒータコア３８から足元吹出し口３４Ｃの間であれば、例えば、ヒータコア３８と切換ダンパ２８の間（空調ダクト２４内）などの任意の位置に設けることができる。

図２に示されるように、温度センサ６６は、エアコンＥＣＵ５０に接続されている。エアコンＥＣＵ５０では、暖房運転を行っているときに、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯとエンジン冷却水の水温Ｔｗに基づいてエアミックスダンパ４２の開度を制御している。

また、エアコンＥＣＵ５０は、暖房負荷が少ないときに、エンジン２２の始動要求を抑える省電力制御を行うようにしている。このときに、エアコンＥＣＵ５０では、暖房負荷を、外気温Ｔｏ、室温Ｔｒに加えて、温度センサ６６によって検出する吹出し温度Ｔ_Ａから判断するようにしている。

また、エアコン１０では、エンジン２２の始動要求を抑える省電力制御を行うときの閾値Ｌ_２が設定されている。図３に実線で示されるように、省電力制御を行うときの閾値Ｌ_２は、エンジン２２の停止を許可する閾値Ｌ_ＯＦＦ２と、エンジン２２の停止を禁止する（エンジン２２の始動要求を行う）閾値Ｌ_ＯＮ２との間に、所定の温度幅のヒシテリシスを設けている。また、閾値Ｌ_ＯＮ２、Ｌ_ＯＦＦ２のそれぞれが、通常制御に適用する閾値Ｌ_ＯＮ１、Ｌ_ＯＦＦ１よりも低く設定されており、これにより、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯと水温Ｔｗに基づいたエンジン停止禁止領域が狭められ、エンジン２２の駆動（再始動）が抑えられるようにしている。

以下に、第１の実施の形態の作用を説明する。

エアコン１０が設けられている車両では、エンジン２２の駆動力と図示しない電気モータの駆動力によって走行可能となっており、エンジンＥＣＵ５２では、運転操作状態、走行環境等を検出し、検出結果に基づいてエンジン２２の駆動を制御する。

また、このエンジンＥＣＵ６２では、予め設定されたエンジン停止条件が成立することによりエンジン２２の駆動を停止するエコラン制御を行う。

一方、エアコンＥＣＵ５０では、図示しない操作パネルのスイッチ操作によって空調運転が指示されると、設定温度Ｔ_ＳＥＴを読み込むと共に、外気温Ｔｏ、室温Ｔｒ、日射量ＳＴ等の環境条件を読み込み、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯを設定すると共に、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに基づいてブロワ風量、エアミックスダンパ４２の開度及び吹出しモードを設定し、これらの設定に基づいた空調運転を開始する。

ところで、エコラン制御が行われることによりエンジン２２が停止し、エアコン１０の暖房用の熱源としているエンジン冷却水の水温Ｔｗが低下すると、暖房能力に不足が生じることがある。

ここから、エアコンＥＣＵ５０では、エンジン冷却水の水温Ｔｗと目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに基づいて、エンジン２２の始動要求を行うようにしている。エンジンＥＣＵ５０には、図３に示される目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに対する水温Ｔｗの閾値Ｌ_１（通常制御に適用する閾値Ｌ_ＯＮ１、Ｌ_ＯＦＦ１）、Ｌ_２（省動力制御に適用する閾値Ｌ_ＯＮ２、Ｌ_ＯＦＦ２）のマップが記憶されており、エアコンＥＣＵ５０は、エアコン１０の空調運転が指示されると、所定の時間間隔でエンジン始動要求処理を実行する。

図４には、エアコンＥＣＵ５０で実行されるエンジン始動要求処理の一例を示している。

このフローチャートでは、最初のステップ１００で省動力制御に設定されているか否かを確認し、省動力制御に設定されているときには、ステップ１００で肯定判定してステップ１０２へ移行し、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに対する水温Ｔｗの閾値Ｌ_ＯＮ及び閾値Ｌ_ＯＦＦとして、省動力制御に用いる閾値Ｌ_ＯＮ２、閾値Ｌ_ＯＦＦ２を設定する（Ｌ_ＯＮ＝Ｌ_ＯＮ２、Ｌ_ＯＦＦ＝Ｌ_ＯＦＦ２）。

また、通常制御に設定されているときには、ステップ１００で否定判定してステップ１０４へ移行し、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに対する水温Ｔｗの閾値Ｌ_ＯＮ及び閾値Ｌ_ＯＦＦとして、通常制御に用いる閾値Ｌ_ＯＮ１、閾値Ｌ_ＯＦＦ１を設定する（Ｌ_ＯＮ＝Ｌ_ＯＮ１、Ｌ_ＯＦＦ＝Ｌ_ＯＦＦ１）。

この後、ステップ１０６では、水温センサ６４によって検出するエンジン冷却水の水温Ｔｗを読み込み、ステップ１０８では、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯを読み込む。

次ぎのステップ１１０では、エンジン２２が駆動中か否かを確認し、エンジン２２が駆動されているときには、ステップ１１０で肯定判定してステップ１１２へ移行し、水温Ｔｗが目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに対する閾値Ｌ_ＯＦＦを超えているか否かを確認する。

これにより、水温Ｔｗが目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに応じて設定される閾値Ｌ_ＯＦＦを超えているときには、ステップ１１２で肯定判定してステップ１１４へ移行し、エンジン２２の停止を許可するように設定する。

エンジンＥＣＵ５０では、エンジン２２の停止許可及びエンジン２２の停止禁止（始動要求）が設定されると、該当設定に対して変更されなければ、その設定状態が保持されるようにしており、既にエンジン始動要求がなされているときには、ステップ１１４でエンジン始動要求を解除してエンジン２２の停止を許可するように設定する。

なお、水温Ｔｗが閾値Ｌ_ＯＦＦに達していないときには、ステップ１１２で否定判定して、一旦、終了する。

これに対して、エンジン停止条件が成立してエンジン２２が停止されているときには、ステップ１１０で否定判定してステップ１１６へ移行する。このステップ１１６では、水温Ｔｗが目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに対する閾値Ｌ_ＯＮ以下となっているか否かを確認する。

ここで、エンジン２２が停止していることによりエンジン冷却水の水温Ｔｗが低下して、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに対する水温Ｔｗが閾値Ｌ_ＯＮ以下となっていると、ステップ１１６で肯定判定してステップ１１８へ移行する。

このステップ１１８では、エンジンＥＣＵ６２に対してエンジン始動要求を行う（エンジン停止禁止に設定する）。

これにより、エンジンＥＣＵ６２がエンジン２２を始動して、エンジン冷却水の水温Ｔｗの上昇が図られることにより、エアコン１０の暖房能力が確保される。

一方、エアコンＥＣＵ５０では、暖房負荷を考慮して、省動力制御を行うか通常制御を行うかを設定しており、図５には、このときの処理の一例を示している。

このフローチャートは、エアコン１０が空調運転を開始することにより図４のエンジン始動／停止要求処理に先立って実行される。なお、エアコンＥＣＵ５０では、外気温Ｔｏから暖房負荷を判定する設定温度Ｔｏｓ、室温Ｔｒから暖房負荷を判定するときの設定温度Ｔｒｓと共に、吹出し温度Ｔ_Ａに対する設定温度Ｔ_ＡＳが予め設定されて記憶されている。

このフローチャートでは、最初のステップ１２０で外気温センサ５６によって検出する外気温Ｔｒを読み込み、次のステップ１２２では、外気温Ｔｏが設定温度Ｔｏｓ（例えば、Ｔｏｓ＝−５°Ｃ）を超えているか否かを確認する。

また、ステップ１２４では、室温センサ５４によって検出する室温Ｔｒを読み込み、次のステップ１２６では、室温Ｔｒが設定温度Ｔｒｓ（例えば、Ｔｒｓ＝２０°Ｃ）を超えているか否かを確認する。

ここで、外気温Ｔｏが、外気温Ｔｏに対する設定温度Ｔｏｓに満たないとき（Ｔｏ＜Ｔｏｓ）及び、外気温Ｔｏは設定温度Ｔｏｓを超えているが、室温Ｔｒが設定温度Ｔｒｓに満たないとき（Ｔｒ＜Ｔｒｓ）には、暖房負荷が大きいと判断して、通常制御に設定する。

すなわち、冬季などで外気温Ｔｏが低く設定温度Ｔｏｓに達していないときには、ステップ１２２で否定判定され、また、暖房開始直後などで室温Ｔｒが設定温度Ｔｒｓに達していないときには、ステップ１２６で否定判定され、これにより、ステップ１２８へ移行することにより通常制御に設定される。

これに対して、暖房負荷が少なく、外気温Ｔｏが設定温度Ｔｏｓに達して（Ｔｏ≧Ｔｏｓ）、ステップ１２２で肯定判定され、かつ、室温Ｔｒが設定温度Ｔｒｓを超えて（Ｔｒ≧Ｔｒｓ）、ステップ１２６で肯定判定されることによりステップ１３０へ移行する。

このステップ１３０では、足元吹出し口３４Ｃから吹き出される空調風の吹出し温度Ｔ_Ａを温度センサ６６によって検出して読み込み、次のステップ１３２では、吹出し温度Ｔ_Ａが、吹出し温度Ｔ_Ａに対する設定温度Ｔ_ＡＳ（例えば、Ｔ_ＡＳ＝４５°Ｃ）を超えているか否かを確認する。

ここで、温度センサ６６によって検出する足元吹出し口３４Ｃからの空調風の吹出し温度Ｔ_Ａが、設定温度Ｔ_ＡＳに達していないとき（Ｔ_Ａ＜Ｔ_ＡＳ）には、大きな暖房能力を必要とするので、ステップ１３２で否定判定して、ステップ１２８へ移行し、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに対する水温Ｔｗの閾値Ｌが高い通常制御に設定する。

これにより、十分な暖房能力が得られ、乗員に暖房不足感などを生じさせてしまうのを確実に防止することができる。

これに対して、暖房負荷が小さく、かつ、吹出し温度Ｔ_Ａが設定温度Ｔ_ＡＳを超えているとき（Ｔ_Ａ≧Ｔ_ＡＳ）には、暖房能力に余裕があると判断されるので、ステップ１３２で肯定判定してステップ１３４へ移行し、省動力制御を行うように設定する。

これにより、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに対する水温Ｔｗの閾値Ｌ（閾値Ｌ_ＯＮ、Ｌ_ＯＦＦ）が下げられ、エンジン２２の始動を抑えることができる。

エアコン１０では、暖房運転が行われるときに、ヒータコア３８によって加熱された空調風が足元吹出し口３４Ｃから吹き出される。このとき、吹出し温度Ｔ_Ａが高ければ、エアコン１０の暖房能力に余裕があることになり、エンジン冷却水の水温Ｔｗを下げることができ、少なくとも水温Ｔｗを上げる必要がないと判断することができる。特に、暖房負荷が少ないと判断されるときに、吹出し温度ＴＡが比較的高い傾向にアルト判断しうるときには、暖房能力に余裕が生じている。

ここから、エアコンＥＣＵ５０では、予め基準となる温度（設定温度Ｔ_ＡＳ）を設定しておき、実際の吹出し温度Ｔ_Ａが設定温度Ｔ_ＡＳより高ければ、エンジン２２の始動要求を抑えるように、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに対する水温Ｔｗの閾値Ｌを下げる。

これにより、エアコン１０の暖房能力を確保しながら、エンジン２２の始動を抑えて、燃費の向上を図ることができる。

なお、設定温度Ｔｏｓ、Ｔｒｓ、Ｔ_ＡＳ等の温度値及び図３に示す温度値は一例を示すものであり、本発明に適用される温度や設定値を限定するものではない。
〔第２の実施の形態〕
以下に、本発明の第２の実施の形態を説明する。なお、第２の実施の形態の基本的構成は、前記した第１の実施の形態と同じであり、第２の実施の形態において、第１の実施の形態と同等の部品については、第１の実施の形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図６には、第２の実施の形態に適用したエアコン１０Ａに設けるエアコンＥＣＵ５０Ａの概略を示している。このエアコンＥＣＵ５０Ａにも、足元ダクト６８に設けている温度センサ６６が接続されており、この温度センサ６６によって足元吹出し口３４Ｃから吹き出される空調風の温度（吹出し温度ＴＡ）の検出が可能となっている。

また、エアコン１０Ａには、補助加熱手段としてＰＣＴヒータ７０が設けられており、このＰＣＴヒータ７０がエアコンＥＣＵ５０Ａに接続している。ＰＣＴヒータ７２は、例えば、空調ダクト２４内でヒータコア３８の下流側に配置されて、ヒータコア３８を通過する空気をこのＰＣＴヒータ７０でさらに加熱可能となるようにしている。

エアコンＥＣＵ５０Ａでは、エンジン２２の暖機中などでエンジン冷却水の水温Ｔｗが低いときや、暖房負荷が大きく、大きな暖房能力が要求されるときなどの予め設定されている条件でＰＣＴヒータ７０を作動させるようにしている。

このエアコン１０Ａには、操作パネル７２が設けられており、この操作パネル７２がエアコンＥＣＵ５０Ａに接続されている。なお、前記した第１の実施の形態では、操作パネルの図示を省略している。

この操作パネル７２は、エアコン１０Ａのオン／オフ、温度設定、オートモードの選択と共に、内気循環モード又は外気導入モードの切換、マニュアルモードで空調運転を行うときの吹出しモードの選択、ブロワ風量の選択などが可能となっている。なお、このような操作パネル７０は、公知の一般的構成を適用することができる。

エアコンＥＣＵ５０Ａでは、マニュアルモードでの空調運転が選択されると、設定温度Ｔ_ＳＥＴと環境条件等に基づいて目標吹出し温度Ｔ_ＡＯを設定し、この目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに基づいてエアミックスダンパ４２の開度を設定し、目標吹出し温度ＴＡＯの空調風が生成されるようにする。

また、エアコンＥＣＵ５０Ａは、操作パネル７０の選択に基づいてブロワ風量及び吹出しモードを設定し、設定したブロワ風量及び吹出しモードとなるようにブロワモータ３０及びアクチュエータ５２Ｂを作動するようにしている。

一方、エアコンＥＣＵ５０Ａでは、マニュアルモードで空調運転を行うときにおいても、所定の暖房能力を確保するようにエンジンＥＣＵ６２に対してエンジン２２の始動要求を行うようにしている。

このとき、エアコンＥＣＵ５０Ａでは、温度センサ６６によって検出する足元吹出し口３４Ｃから吹き出される空調風の吹出し温度Ｔ_Ａに基づいて、エンジン２２の始動要求を行うようにしている。

エアコンＥＣＵ５０Ａでは、大きな暖房能力を必要とするとき（ＭＡＸ ＨＯＴ）にエアミックスダンパ４２を最大開度として、ヒータコア３８をバイパスする空気量を最少とする。

このとき、エアコン１０Ａが必要とする暖房能力に対してエンジン冷却水の水温Ｔｗが高ければ、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯよりも吹出し温度Ｔ_Ａが高くなる。ここから、マニュアルモードで暖房運転を行うときには、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯよりも吹出し温度Ｔ_Ａが高ければ、エンジン２２の始動を不要とすることができる。

また、エアコンＥＣＵ５０Ａには、暖房運転を行うときのエンジン冷却水の水温Ｔｗの最低値が閾値Ｌ（例えば、６５°Ｃ程度）として設定されており、この閾値Ｌが記憶されている。なお、この閾値Ｌとしては、エンジン始動要求を行う閾値Ｌ_ＯＮと、エンジン停止許可を行なう閾値Ｌ_ＯＦＦの間に所定の温度差（Ｌ_ＯＮ＜Ｌ_ＯＦＦ、例えば、ＬＯＮ）を設けている。

ここで、第２の実施の形態に係るエアコン１０Ａがマニュアルモードで暖房運転を行うときのエンジン始動要求処理の概略を、図７を参照しながら説明する。なお、このフローチャートは、マニュアルモードで暖房運転が行われるときに所定の時間間隔で実行され、オートモードが選択されたときや、空調運転が停止されることにより終了する。また、エアコンＥＣＵ５０Ａでは、このフローチャートの実行開始時の初期状態では、エンジン２２の停止を許可するように設定されている。

エアコンＥＣＵ５０Ａでは、マニュアルモードでの暖房運転が開始されると、ステップ１５０で目標吹出し温度Ｔ_ＡＯと、温度センサ６６によって検出する吹出し温度Ｔ_Ａを読み込み、次のステップ１５２では、吹出し温度Ｔ_Ａが目標吹出し温度Ｔ_ＡＯより低くなっているか否かを確認する。

ここで、暖房運転中であるにもかかわらず、吹出し温度ＴＡが目標吹出し温度ＴＡＯよりも低くなっていると（ＴＡ＜ＴＡＯ）、ステップ１５２で肯定判定されてステップ１５４へ移行摺る。

このステップ１５４では、水温センサ６４によって検出するエンジン冷却水の水温Ｔｗを読み込み、次のステップ１５６では、水温Ｔｗが閾値ＬＯＮよりも低くなっているか否かを確認する。

ここで、吹出し温度Ｔ_Ａが目標吹出し温度Ｔ_ＡＯよりも低い状態で、水温Ｔｗが予め設定されている閾値Ｌ_ＯＮ以下であるとき（Ｔｗ≦Ｌ_ＯＮ）には、ステップ１５６で肯定判定してステップ１５８へ移行し、エアコンＥＣＵ６２に対してエンジン２２の始動要求を行う。

これにより、エンジン２２が始動されてエンジン冷却水の水温Ｔｗの上昇が図られることにより、吹出し温度Ｔ_Ａが高められ、必要な暖房効果が得られる。

一方、エンジン２２の始動要求を行うと、ステップ１６０では、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯと吹出し温度Ｔ_Ａを読み込み、ステップ１６２で吹出し温度Ｔ_Ａが目標吹出し温度Ｔ_ＡＯよりも低いままか否かを確認する。また、ステップ１６４では、水温センサ６４により検出するエンジン冷却水の水温Ｔｗを読み込み、ステップ１６６では、水温Ｔｗが閾値Ｌ_ＯＦＦ以下か否かを確認する。

ここで、吹出し温度Ｔｗが目標吹出し温度ＴＡＯに達する（Ｔ_Ａ≧Ｔ_ＡＯ）か、水温Ｔｗが閾値Ｌ_ＯＦＦを超える（Ｔｗ＞Ｌ_ＯＦＦ）と、ステップ１６２又はステップ１６６で否定判定されてステップ１６８へ移行する。

このステップ１６８では、エンジン始動要求を解除して、エンジン停止許可を行なう。これにより、エンジン停止条件が成立しているにもかかわらず、エアコンＥＣＵ５０Ａの要求によりエンジン２２が始動されていれば、始動されているエンジン２２が停止される。

暖房運転が行われるときは、マニュアルモードであっても足元吹出し口３４Ｃから空調風が吹き出される。エアコンＥＣＵ５０Ａでは、この足元吹出し口３４Ｃから吹き出される空調風の吹出し温度を、温度センサ６６によって検出し、この検出結果をフィードバックすることにより、エンジン２２の停止要求を行うか否かを判断している。これにより、エアコン１０Ａで必要とする暖房能力に対してエンジン冷却水の水温Ｔｗが高いときに、エンジン２２の始動要求を行って燃費を低下させてしまうのを確実に防止することができる。

マニュアルモードでは、吹出しモードの選択と共に、ブロワ風量を好みに応じて選択される。このとき、オートモード時よりもブロワ風量が低くなると、水温Ｔｗが同じであってもヒータコア３８を通過する空気温度が高くなる。

このために、吹出し温度Ｔ_Ａが目標吹出し温度Ｔ_ＡＯよりも高くなり、水温Ｔｗに余裕が生じていることになる。

このようなときに、エアコンＥＣＵ５０Ａでは、エンジン２２が始動されるのを抑えることができる。

また、暖房運転が行われる環境では、外気温Ｔｏが低く、暖房が行なわれることにより外気温Ｔｏと室温Ｔｒの温度差も大きくなる。このようなときには、外気導入モードと内気循環モードでは、実際の吹出し温度Ｔ_Ａに差が生じる。

また、ＰＣＴヒータ７０が設けられているときに、ＰＣＴヒータ７０が作動しているときと作動が停止されているときでは、吹出し温度Ｔ_Ａに差が生じる。

このときに、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯよりも吹出し温度Ｔ_Ａが高ければ、エンジン冷却水の水温Ｔｗに余裕が生じていることになる。また、ＰＣＴヒータ７０が設けられているときに、目標吹出し温度Ｔ_ＡＯに対して実際の吹出し温度Ｔ_Ａが乖離し、予測不可能となり、必要とする暖房能力に対して余裕が生じていることが多い。

ここで、エアコンＥＣＵ５０Ａでは、必要吹出し温度Ｔ_ＡＯから一義的にエンジン始動要求水温を決定するのではなく、実際の吹出し温度Ｔ_Ａを検出し、この吹出し温度Ｔ_Ａに基づいて、水温Ｔｗに余裕があるか否かを判断し、この判断結果に基づいてエンジン始動要求を行うので、水温Ｔｗに余裕が生じるようにエンジン２２が始動要求されるのを抑えることができる。

これにより、マニュアルモードで要求される空調運転を行いながら、エンジン２２の燃費向上を図ることができる。

なお、第２の実施の形態では、ＰＣＴヒータ７０を設けたエアコン１０Ａを例に説明したが、ＰＣＴヒータ７０などの補助暖房手段を設けずに、ヒータコア３８のみで暖房する構成であっても良く、このときにも、エンジン冷却水の水温Ｔｗに余裕がある状態で、エンジン始動要求が行われるのを抑えて、燃費向上を図ることができる。

また、以上説明した第１及び第２の実施の形態は、本発明が適用される空調装置の構成を限定するものではない。例えば、本実施の形態では、足元ダクト６８に温度センサ６６を設け、足元吹出し口３４Ｃから吹き出される空調風の温度を検出したが、これに限らず、レジスタ吹出し口３４Ｂが設けられるダクト内に温度センサを設けて、レジスタ吹出し口３４Ｂから吹き出される空調風の温度を検出するなど、任意の吹出し口から吹き出される空調風の温度を検出するものであっても良い。

また、本発明は、アイドルストップなどのエコラン制御が行われる車両に設けられて、エンジン冷却水を熱源して暖房を行う任意の構成の空調装置に適用することができる。

本実施の形態に適用したエアコンの概略構成図である。 第１の実施の形態に係るエアコンの制御部を示す概略構成図である。 第１の実施形態に係る目標吹出し温度に対する水温の閾値の一例を示す線図である。 第１の実施の形態に係るエンジン始動要求の概略を示す流れ図である。 第１の実施の形態に係る制御処理の一例を示す流れ図である。 第２の実施の形態に係るエアコンの制御部を示す概略構成図である。 第２の実施の形態に係るエンジンの始動要求の概略を示す流れ図である。

符号の説明

１０、１０Ａ エアコン
１２ コンプレッサ
１８ エバポレータ
２２ エンジン
３４Ｃ 足元吹出し口（吹出し口）
３８ ヒータコア（熱交換器）
５０、５０Ａ エアコンＥＣＵ（設定手段、空調制御手段、要求手段、
６２ エンジンＥＣＵ（エンジン制御手段）
６４ 水温センサ（液温検出手段）
６６ 温度センサ（温度検出手段）
６８ 足元ダクト
７２ 操作パネル（選択操作手段）

Claims (5)

1. 予め設定されたエンジン停止条件が成立したときにエンジンを停止すると共に始動要求に基づいてエンジンを始動するエンジン制御手段を備えた車両に設けられて、車室内を空調する車両用空調装置であって、
   設定温度及び環境条件に基づいて前記空調風の目標吹出し温度を設定する設定手段と、
   前記エンジンとの間で循環されるエンジン冷却液によって前記空調風を加熱する熱交換器と、
   前記設定手段の設定に基づいて前記熱交換器によって加熱して生成した空調風を車室内へ吹出す空調制御手段と、
   暖房運転時に吹出し口から吹き出される前記空調風の吹出し温度を検出する温度検出手段と、
   前記エンジンが停止されているときに、前記温度検出手段の検出する前記吹出し温度に基づいて前記エンジン制御手段へエンジンの始動要求を行う要求手段と、
   を含むことを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記エンジン冷却液の液温を検出する液温検出手段を含み、
   前記要求手段が、前記目標吹出し温度に対する前記液温の閾値に基づいて前記エンジンの始動要求を行うとき、前記吹出し温度に応じて前記閾値を設定することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記吹出し温度が予め設定された設定温度以上であるとき、前記吹出し温度が前記設定温度未満であるときより前記閾値を低く設定することを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記要求手段が、前記吹出し温度が前記目標吹出し温度より低いときに前記エンジンの始動要求を行うと共に、前記吹出し温度が前記目標吹出し温度より高いときに前記エンジンの始動要求を停止することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
5. 前記空調風の吹出し風量を含む運転条件を選択する選択操作手段を含み、前記空調制御手段が前記選択操作手段によって選択された運転条件に基づいて空調運転を行うときに、前記要求手段が前記吹出し温度と前記目標吹出し温度に基づいて前記エンジンの始動要求及び始動要求停止を行なうことを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。

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