JP5246374B1 - 車両用暖房制御装置、方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

燃料消費量を低減させつつ暖房効果を得ることを目的とする。
乗員による設定である操作値を取得し（１３０）、手動操作がないとき（１３２で否定）、燃料消費低減量と燃料消費量を取得し（１３４、１３６）、燃料消費低減量が燃料消費量より上回り燃費向上が期待されるとき（１３８で肯定）、シートヒータ制御すなわち電熱ヒータによる暖房を実行し、ブロアファンの風力を減力し（１４４）、エンジン始動閾値を下げる。空調装置による暖房と電熱ヒータによる暖房が併用されるので、燃料消費量を低減させつつ暖房効果を得る。

Description

本発明は、車両用暖房制御装置、方法及びプログラムにかかり、特に、停車時にエンジン停止するハイブリッド自動車等の車両に搭載された暖房装置を制御する車両用暖房制御装置、方法及びプログラムに関する。

交差点等などで走行停止した際に、アイドリングを停止して燃費向上を図るアイドリングストップ制御を行って、燃費向上を図る車両が従来より提案されている。また、エンジンとモータを動力源として搭載された車両では、走行停止した際にエンジンを停止して燃費向上を図っている。

一方、車両用暖房装置は、車両用空調装置によるものが多い。車両用空調装置による暖房は、エンジンの冷却水の熱を熱源として用いるので、冷却水の温度が低い場合には、所望の暖房効果を得ることができない。すなわち、上述のようなアイドリングストップ制御を行うような車両や走行中にエンジンを停止してモータで走行するモードを有するハイブリッド自動車等の車両では、冷却水の温度が低下してしまうと、暖房効果が得られなくなってしまう。

そこで、ハイブリッド自動車等では、車両用空調装置の目標吹出し温度（ＴＡＯ）に応じて予め定められたエンジン冷却水の温度の閾値に基づいて、エンジン停止やエンジン始動を行って、冷却水の温度低下を抑制して暖房効果を得るようにしている。

また、車両用空調装置による暖房効果の他に別途にシートヒータをさらに備えて暖房効果を得るものがある。このようなシートヒータを備えた車両では、走行停止した際にエンジンを停止して燃費向上を図る運転モード（所謂省エネルギ・モード）のとき、車両用空調装置及びシートヒータによる暖房が行われる。この省エネルギ・モードによる運転モードで燃費向上を図るために、特開２００６−１５１０３９号公報に記載の技術では、省エネルギ・モードにおいて暖房をするときに、エアコン及びシートヒータを通常の稼働力より抑制して稼働させることが提案されている。エアコン及びシートヒータを通常の稼働力より抑制することによって、通常の運転モードより省エネルギ・モードのときに出力を抑えて運転をさせることができ、燃費を向上することができる。

しかしながら、シートヒータは電力供給により稼働するので、特開２００６−１５１０３９号公報に記載の技術では、シートヒータで消費した電力を回収するためにエンジン始動を行って発電する必要がある。このため、燃料消費量は増加することになる。

本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、燃料消費量を低減させつつ暖房効果を得ることを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の態様に係る車両用暖房制御装置は、エンジン停止を伴う運転モードにおける燃料消費低減量を取得する燃料消費低減量取得手段と、エンジン冷却水を暖房時の熱源として車室内を暖房する暖房手段とは別個に設けられかつ電力供給による加熱によって車室内を暖房する電熱ヒータの暖房時における電力消費に相当する燃料消費量を取得する燃料消費量取得手段と、前記燃料消費低減量取得手段によって取得した燃料消費低減量より前記燃料消費量取得手段によって取得した燃料消費量が少ないときに燃費向上状態と判定する判定手段と、前記判定手段によって燃費向上状態と判定されたときに、前記電熱ヒータによる暖房を制御する制御手段と、を備えている。

第１の態様に係る車両用暖房制御装置によれば、燃料消費低減量取得手段は、エンジン停止を伴う運転モードにおける燃料消費低減量を取得する。この燃料消費低減量は、演算により求めることができる。例えば、実際の燃料消費量を、予め定めた一定時間の燃料変動量を検知して取得する。運転モードがエンジン停止を伴うものであるので、エンジン停止時の燃料消費は抑制される。このため、例えばエンジン停止を伴わない標準的な運転モードであることを想定し、標準的な走行状態（例えば所定エンジン回転数）で予め定めた一定時間走行したときの燃料消費量を仮燃料消費量として求める。この仮燃料消費量と実際の燃料消費量の差分量を燃料消費低減量として求めることができる。また、燃料消費低減量は、予め定めた予測結果を取得することができる。例えば、一定時間に予測される燃料消費低減量をデータとして記憶しておき、このデータを読み出すことで予測結果とすることができる。この場合、エンジン停止を伴う運転モードであることを検知する検知手段を備えて、該運転モードを検知したときに該運転モードに対応するデータである燃料消費低減量を予測結果とすることができる。

また、燃料消費量取得手段は、エンジン冷却水を暖房時の熱源として車室内を暖房する暖房手段とは別個に設けられかつ電力供給による加熱によって車室内を暖房する電熱ヒータの暖房時における電力消費に相当する燃料消費量を取得する。この燃料消費量は、直接検知した検知結果を取得しても良いし、予測結果を取得しても良い。燃料消費量を直接検知した検知結果を取得する一例は、予め定めた一定時間の電力消費量を検知して取得する。この取得した電力消費量を燃料消費量に換算することで燃料消費量を取得することができる。また、予測結果を取得する一例には、予め定めた一定時間に予測される電力消費量から燃料消費量を換算し予測結果とすることができる。例えば、一定時間に予測される燃料消費量をデータとして記憶しておき、このデータを読み出すことで予測結果とすることができる。この場合、エンジン停止を伴う運転モードであることを検知する検知手段を備えて、該運転モードを検知したときに該運転モードに対応する予め定めた燃料消費量を予測結果とすることができる。

判定手段は、取得した燃料消費低減量より、取得した燃料消費量が少ないときに燃費向上状態と判定する。制御手段は、判定手段によって燃費向上状態と判定されたときに、電熱ヒータによる暖房を制御する。すなわち、燃費向上状態であるときに暖房手段による暖房と電熱ヒータによる暖房が併用されるので、燃料消費量を低減させつつ暖房効果を得ることができる。

第２の態様に係る車両用暖房制御装置は、エンジン停止の頻度が予め定めた頻度以上の低負荷走行状態を検出する走行状態検出手段をさらに備え、前記暖房手段は、暖房のためのエンジン冷却水の基準温度が予め定められ、エンジン冷却水温と基準温度に基づいてエンジン始動要求またはエンジン停止要求をする要求手段と、前記エンジン停止を伴う運転モードのときに前記エンジン冷却水の基準温度を所定温度低下させる変更を行う変更手段と、を含み、前記判定手段は、前記エンジン冷却水の基準温度を所定温度低下させる前記エンジン停止を伴う運転モードのときで、前記燃料消費低減量より前記燃料消費量が少なくかつ前記走行状態検出手段の検出結果が低負荷走行状態のときに、燃費向上状態と判定する。

第２の態様に係る車両用暖房制御装置によれば、走行状態検出手段は、エンジン停止の頻度が予め定めた頻度以上の低負荷走行状態を検出する。例えば市街地のように交差点や信号待ち等において頻繁に走行停止する場合、アイドリングを停止して燃費向上を図るアイドリングストップ制御することで燃費向上を図ることができる。また、エンジンとモータを動力源として搭載された車両では、走行停止した際にエンジンを停止して燃費向上を図ることができる。これらアイドリングストップ制御や走行停止時にエンジン停止する制御が行われること等を、エンジン停止の頻度が予め定めた頻度以上の低負荷走行状態として検出することができる。エンジン停止の頻度は、一定時間当たりの停止回数を検出することでもよい。

暖房手段は、エンジン冷却水を暖房時の熱源として車室内を暖房する。このため、エンジン停止されるとエンジン冷却水温が低下して暖房効果が低減する場合がある、このため、暖房のためのエンジン冷却水の基準温度を予め定め、エンジン冷却水温と基準温度からエンジン始動させたりエンジン停止させたりして暖房効果低減を抑制する。このため、暖房手段は、要求手段と変更手段を含む。要求手段は、エンジン冷却水温と基準温度に基づいてエンジン始動要求またはエンジン停止要求をする。また変更手段は、エンジン停止を伴う運転モードのときにエンジン冷却水の基準温度を所定温度低下させる変更を行う。

判定手段は、エンジン冷却水の基準温度を所定温度低下させるエンジン停止を伴う運転モードのときで、燃料消費低減量より燃料消費量が少なくかつ低負荷走行状態が検出されたときに、燃費向上状態と判定する。従って、エンジン冷却水の基準温度を所定温度低下させることでエンジン停止頻度を増加させることができ、また低負荷走行状態でエンジン停止頻度が増加されることで燃料消費低減量を増加させることができる。このため、電熱ヒータによる暖房により燃料消費量は生じるものの、燃料消費低減量より燃料消費量が少なくなり、燃料消費量を低減させつつ暖房効果を得ることができる。

第３の態様に係る車両用暖房制御装置は、車室内の温度を取得する温度取得手段をさらに備え、前記暖房手段は、暖房のためのエンジン冷却水の基準温度が予め定められ、エンジン冷却水温と基準温度に基づいてエンジン始動要求またはエンジン停止要求をする要求手段と、前記エンジン停止を伴う運転モードのときに前記エンジン冷却水の基準温度を所定温度低下させる変更を行う変更手段と、を含み、前記判定手段は、前記エンジン冷却水の基準温度を所定温度低下させる前記エンジン停止を伴う運転モードでかつ、前記温度取得手段によって取得した車室内の温度が予め定めた温度未満の冷間状態のときに、燃費向上状態と判定する。

第３の態様に係る車両用暖房制御装置によれば、温度取得手段は、車室内の温度を取得する。また、判定手段は、エンジン冷却水の基準温度を所定温度低下させるエンジン停止を伴う運転モードで、取得した車室内の温度が予め定めた温度未満の冷間状態のときに、燃費向上状態と判定する。すなわち、車室内の温度が低い冷間状態では、車室内の早期の暖房が望まれる。そこで暖房手段による暖房と電熱ヒータによる暖房を併用することで早期の暖房効果を得ることができる。また、エンジン冷却水の基準温度を所定温度低下させることでエンジン停止頻度を増加させること、またエンジン停止頻度が増加されることで燃料消費低減量を増加させることができる。このため、燃料消費低減量より燃料消費量が少なくなり、燃料消費量を低減させつつ暖房効果を得ることができる。

第４の態様に係る車両用暖房制御装置は、前記暖房手段は、車室内を空調するための空調風の目標吹出し温度を算出して該目標吹出し温度となるように車室内を空調すると共に、暖房時に前記空調風をエンジン冷却水を熱源として加熱する加熱手段を備えた空調手段を含み、前記電熱ヒータは、乗員接触型ヒータ及び電気ヒータの少なくとも一方のヒータであり、前記制御手段は、前記空調手段及び前記電熱ヒータによる暖房を制御する。

第４の態様に係る車両用暖房制御装置によれば、空調手段及び電熱ヒータにより暖房する。空調手段は、暖房手段に含まれており、車室内を空調するための空調風の目標吹出し温度を算出して目標吹出し温度となるように車室内を空調する。このとき空調手段の暖房の熱源は、空調風をエンジン冷却水による加熱手段で加熱される。電熱ヒータは、乗員接触型ヒータ及び電気ヒータの少なくとも一方のヒータである。このように、空調手段及び電熱ヒータによる暖房によって燃料消費量を低減させつつ暖房効果を得ることができる。

第５の態様に係る車両用暖房制御装置は、前記温度検出手段は、外気温及び冷却水温の少なくとも一方の温度をさらに取得し、前記判定手段は、前記温度取得手段によって取得した車室内温度と外気温及び冷却水温の少なくとも一方の温度とに基づいて冷間状態を決定する決定手段を含む。

第５の態様に係る車両用暖房制御装置によれば、温度取得手段は、車室内の温度と、外気温及び冷却水温の少なくとも一方の温度とを取得する。また、判定手段は、取得した車室内温度と外気温及び冷却水温の少なくとも一方の温度とに基づき決定手段により決定された冷間状態から燃費向上状態を判定する。すなわち、車室内温度と外気温、車室内温度と冷却水温、または車室内温度と外気温と冷却水温と、の何れかの温度状態から冷間状態を決定し燃費向上状態を判定する。例えば、車室内温度と外気温とから暖房効果を得るために必要な燃料消費量が燃料消費低減量より少ないときに燃費向上状態を判定する。また、車室内温度と冷却水温とから暖房効果を得るために必要な燃料消費量が燃料消費低減量より少ないときに燃費向上状態を判定する。または、車室内温度、外気温及び冷却水温から暖房効果を得るために必要な燃料消費量が燃料消費低減量より少ないときに燃費向上状態を判定する。これにより、電熱ヒータによる暖房によって燃料消費量を低減させつつ暖房効果を得ることができる。

第６の態様に係る車両用暖房制御装置は、前記空調手段は、前記空調風を車室内へ供給するブロアファンを含み、前記制御手段は、前記ブロアファンの風力を変更することによって前記空調手段による暖房を制御する。

第６の態様に係る車両用暖房制御装置によれば、ブロアファンの風力を変更することで暖房を制御する。ブロアファンの風力を変更は、ブロアファンの風力を低下させることである。ブロアファンの風力を低下させることにより、熱源である空調風のエンジン冷却水についてブロアファンの風力による温度低下を抑制でき、エンジン停止時間を延長させることができる。これにより、空調手段及び電熱ヒータによる暖房であっても燃料消費量を低減させつつ暖房効果を得ることができる。

第７の態様に係る車両用暖房制御装置は、前記制御手段は、電力供給による加熱温度を段階的に変更することによって前記電熱ヒータによる暖房を制御する。

第７の態様に係る車両用暖房制御装置によれば、電熱ヒータによる暖房について電力供給による加熱温度を段階的に変更するので、消費電力を段階的に低下させることができ、燃料消費量を低減させることができる。

第８の態様に係る車両用暖房制御装置は、乗員の着座位置を取得する着座位置取得手段をさらに備え、前記電熱ヒータは、乗員接触型ヒータであり、前記制御手段は、前記着座位置取得手段によって取得した乗員の着座位置の電熱ヒータについて暖房を制御する。

第８の態様に係る車両用暖房制御装置によれば、乗員の着座位置の乗員接触型ヒータについて暖房を制御するので、暖房効果を望む乗員に対してのみ暖房制御でき、全座席について暖房制御することに比べて燃料消費量を低減させることができる。

なお、前記車両用暖房制御装置では、前記電熱ヒータは、乗員接触型ヒータであり、前記電熱ヒータの設置位置を取得するヒータ設置取得手段をさらに備え、前記制御手段は、前記ヒータ設置位置取得手段によって取得した位置の電熱ヒータについて暖房を制御することができる。

車両内の乗員着座位置の電熱ヒータについて暖房を制御可能な場合であっても、車両内の乗員着座位置の全てに乗員接触型ヒータが設置されていない場合がある。このため、設置された位置の電熱ヒータについて暖房を制御するようにすれば、不要な制御を排除でき、燃料消費量を低減させることができる。

また、前記車両用暖房制御装置では、前記電熱ヒータは、乗員接触型ヒータであり、前記電熱ヒータのオンオフ状態を取得するヒータ・オンオフ取得手段をさらに備え、前記制御手段は、前記ヒータ・オンオフ取得手段によって取得した前記電熱ヒータのオン状態の電熱ヒータについて暖房を制御することができる。

電熱ヒータは、乗員の操作によりオンオフ設定が可能なものがある。そこで、電熱ヒータのオン状態の電熱ヒータについて暖房を制御するようにすることにより、乗員の意図を反映させつつ不要な制御を排除でき、燃料消費量を低減させることができる。

さらに、前記車両用暖房制御装置では、前記制御手段は、前記電熱ヒータによる暖房を制御するときに前記エンジン冷却水の基準温度を前記所定温度よりさらに低下させた温度に設定する設定手段を含むことができる。

電熱ヒータによる暖房を制御するとき、燃料消費量を低減させつつ暖房効果を得ることができる。そこで、エンジン冷却水の基準温度を所定温度よりさらに低下させた温度に設定するようにすれば、エンジン停止頻度がさらに増加されることで燃料消費低減量をさらに増加させることができる。このため、燃料消費量の低減を向上させつつ暖房効果を得ることができる。

第９の態様に係る車両用暖房制御方法は、エンジン停止を伴う運転モードにおける燃料消費低減量を取得する燃料消費低減量取得工程と、エンジン冷却水を暖房時の熱源として車室内を暖房する暖房手段とは別個に設けられかつ電力供給による加熱によって車室内を暖房する電熱ヒータの暖房時における電力消費に相当する燃料消費量を取得する燃料消費量取得工程と、前記燃料消費低減量取得工程によって取得した燃料消費低減量より前記燃料消費量取得工程によって取得した燃料消費量が少ないときに燃費向上状態と判定する判定工程と、前記判定工程によって燃費向上状態と判定されたときに、前記電熱ヒータによる暖房を制御する制御工程と、を含んでいる。

第９の態様に係る車両用暖房制御方法によれば、エンジン停止を伴う運転モードにおける燃料消費低減量より、車室内を暖房する電熱ヒータの暖房時における電力消費に相当する燃料消費量が少ないときに燃費向上状態と判定して電熱ヒータによる暖房を制御する。これにより、燃費向上状態であるときに暖房手段による暖房と電熱ヒータによる暖房が併用されるので、燃料消費量を低減させつつ暖房効果を得ることができる。

第１０の態様に係る車両用暖房制御プログラムは、コンピュータを、第１の態様〜第７の態様の何れか１つの態様に記載の車両用暖房制御装置の各手段として機能させる。すなわち、コンピュータを、第１の態様〜第７の態様の何れか１つの態様に記載の車両用暖房制御装置の各手段として機能させる車両用暖房制御プログラムとしてもよい。このプログラムは、記憶媒体に記憶して流通可能なようにしてもよい。

以上説明したように本発明によれば、エンジン停止を伴う運転モードにおける燃料消費低減量より車室内を暖房する電熱ヒータの暖房時における電力消費に相当する燃料消費量が少ないときに電熱ヒータによる暖房を制御することにより、燃費向上状態であるときに暖房手段による暖房と電熱ヒータによる暖房が併用されるので、燃料消費量を低減させつつ暖房効果を得ることができる、という効果がある。

本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置におけるエアコンＥＣＵで実行されるシートヒータ制御について処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態形態に係る車両用空調装置の構成を示すブロック図である。 電熱ヒータを手動操作するための操作表示部を示すイメージ図であり、（Ａ）は操作表示部、（Ｂ）は指示によるシートヒータの作動状態の推移を示す。 車両用空調装置における、目標吹出し温度に応じて予め定めたエンジン水温でエンジンオン要求を行うためのエンジンオン要求閾値の一例を示す線図である。 車両用空調装置のエアコンＥＣＵにおける処理工程の流れの一例を示す説明図である。 電熱ヒータの目標温度と、実温度との関係を示す線図である。 電熱ヒータを３段階で温度切替をタイマー制御するときの温度変化を示した線図である。 エアコンＥＣＵで実行されるシートヒータ自動制御についてタイマー制御の処理の流れを示したフローチャートである。 本発明の第２実施形態の車両用空調装置におけるエアコンＥＣＵで実行されるシートヒータ制御の処理の流れを示したフローチャートである。 本発明の第３実施形態の車両用空調装置におけるエアコンＥＣＵで実行されるシートヒータ制御の処理の流れを示したフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る燃費向上の判断についての詳細処理の流れを示したフローチャートである。 本発明の第４実施形態の車両用空調装置におけるエアコンＥＣＵで実行されるシートヒータ制御について座席に着座する乗員の着座位置に応じて暖房制御をするための処理の流れを示したフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係る乗員の意図を反映させる処理の説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

（第１実施形態）
図２は、本発明の第１実施形態に係わる車両用暖房装置の概略構成を示すブロック図である。なお、本実施形態では、車両用空調装置の暖房機能を用いた場合を説明する。以下、車両用空調装置を車両用暖房装置として説明する。また、本実施形態に係わる車両用空調装置は、ハイブリッド自動車に搭載され、エンジン停止時においても車室内空調可能なものに適用できる。

本実施形態に係わる車両用空調装置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を含む冷媒の循環路によって冷凍サイクルが構成されている。

エバポレータ１８は、圧縮されて液化している冷媒を気化することにより、このエバポレータ１８を通過する空気（以下、エバポレータ後の空気という）を冷却する。この時、エバポレータ１８では、通過する空気を冷却することにより、空気中の水分を結露させるようになっており、これにより、エバポレータ１８後の空気が除湿される。

エバポレータ１８の上流側に設けられているエキスパンションバルブ１６は、液化している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へ供給するようになっており、これによってエバポレータ１８での冷媒の気化効率を向上させている。

本実施形態では、車両用空調装置１０のコンプレッサ１２は、電動式のコンプレッサを適用し、車両の動力（例えば、エンジンやモータ等）を動作しない場合でもモータ２０によって冷媒の循環が可能なように構成されている。なお、車両の動力が作動している時には、車両の動力によってコンプレッサ１２を駆動するようにしてもよい。

車両用空調装置１０のエバポレータ１８は、空調ダクト２２の内部に設けられている。この空調ダクト２２は、両端が開口しており、一方の開口端には、空気吸い込み口２４、２６が形成されている。また他方の開口端には、車室内へ向けて開口された複数の空気吹出口２８（本実施の形態では一例として２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃを図示）が形成されている。

空気吸い込み口２６は、車両外部と連通し、空調ダクト２２内に外気を導入可能となっている。また、空気吸い込み口２４は、車室内と連通しており車室内下部から空気（内気）を空調ダクト２２内に導入可能となっている。なお、空気吹出し口２８は、本実施形態では、ウインドシールドガラスへ向けて空気を吹き出すデフロスタ吹出し口２８Ａ（ＤＥＦ）、車室内上部へ向けて空気を吹出し可能なサイド及びセンタレジスタ吹出し口２８Ｂ（Ｖｅｎｔ）、車室内下部へ向けて空気を吹き出す足下吹出し口２８Ｃ（Ｈｅａｔ）とされている。

空調ダクト２２内には、エバポレータ１８と空気吸い込み口２４、２６との間にブロアファン２７が設けられている。また、空気吸い込み口２４、２６の近傍には、吸い込み口切換ダンパ３０が設けられている。吸い込み口切換ダンパ３０は、吸い込み口切換ダンパ用アクチュエータ３２の作動によって、空気吸い込み口２４、２６の開閉を排他的に行う。

ブロアファン２７は、ブロアモータ３４の駆動によって回転して、空気吸い込み口２４乃至空気吸い込み口２６から空調ダクト２２内に吸引し、さらにこの空気をエバポレータ１８へ向けて送出する。この時、吸い込み口切換ダンパ３０による空気吸い込み口２４、２６の開閉状態に応じて、空調ダクト２２内に外気又は内気が導入されるようになっている。すなわち、吸い込み口切換ダンパ３０によって内気循環モードと外気導入モードが切換えられる。

エバポレータ１８の下流には、エアミックスダンパ３６及びヒータコア３８が設けられている。エアミックスダンパ３６は、エアミックスダンパ用アクチュエータ４０の駆動によって回動してエバポレータ１８後の空気の、ヒータコア３８を通過する量とヒータコア３８をバイパスする量を調整する。ヒータコア３８は、エンジン冷却水が循環しており、エンジンによって加熱されたエンジン冷却水の熱を用いてエアミックスダンパ３６によって案内された空気を加熱する。

エバポレータ１８後の空気は、エアミックスダンパ３６の開度に応じてヒータコア３８へ案内されて加熱され、さらに、ヒータコア３８によって加熱されていない空気と混合された後に、空気吹出し口２８へ向けて送出される。車両用空調装置１０では、エアミックスダンパ３６をコントロールして、エバポレータ１８後の冷風と、ヒータコア３８によって加熱された温風の混合状態を調整することで、空気吹出し口２８から車室内へ向けて吹き出す空気の温度調整を行う。

空気吹出し口２８の近傍には、吹出し口切換ダンパ４２が設けられている。車両用空調装置１０では、これらの吹出し口切換ダンパ４２によって空気吹出し口２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃを開閉することにより、温度調整した空気を所望の位置から車室内へ吹き出すことができる。なお、この吹出し口切換ダンパ４２の作動は、車両用空調装置１０が設定されたモードに応じて吹出し口切換ダンパ用アクチュエータ４４を駆動することによって行われる。

また、車両用空調装置１０は、車両用空調装置１０の各種制御を行うためのエアコンＥＣＵ（Electronic Control Unit）４６を備えている。エアコンＥＣＵ４６には、吸い込み口切換ダンパ用アクチュエータ３２、エアミックスダンパ用アクチュエータ４０、吹出し口切換ダンパ用アクチュエータ４４、コンプレッサ１２を回転駆動するモータ２０を制御する制御スイッチ５０が接続されている。また、エアコンＥＣＵ４６には、ブロアファン２７の回転速度を制御するブロアファン速度制御装置４８が接続されている。なお、ブロアファン速度制御装置４８は、パワートランジスタ等を適用することができ、パワートランジスタを適用する場合には、パワートランジスタのベースにかかる電圧のデューティ比を変えることでブロアファン２７の回転速度を変えることが可能である。

エアコンＥＣＵ４６には、外気温センサ５２、車室内温度センサ５４、日射センサ５６、及びエバポレータ後温度センサ６０が接続されている。また、エアコンＥＣＵ４６には、車両用空調装置１０の温度設定や吹出し口２８の選択等を行うための温度設定装置５８等が接続されており、外気温センサ５２、車室内温度センサ５４、日射センサ５６、エバポレータ後温度センサ６０の検出値がエアコンＥＣＵ４６に入力され、各センサの検出値に基づいて温度設定装置５８の設定等に応じた各種制御を行うようになっている。

また、エアコンＥＣＵ４６には、エンジン冷却水温センサ６６、乗員着座位置せンサ６７、及び走行状態センサ６８が接続されている。また、エアコンＥＣＵ４６には、車両用空調装置１０の各種操作を行うための操作部４５が接続されており、操作部４５，冷却水温センサ６６，乗員着座位置せンサ６７，走行状態センサ６８の検出値がエアコンＥＣＵ４６に入力されるようになっている。これらエアコンＥＣＵ４６に入力される設定値や検出値により詳細を後述する暖房制御を行うようになっている。

なお、操作部４５には、電熱ヒータ６４を手動操作するためのヒータ操作表示部７０が含まれている。図３に電熱ヒータ６４としてシートヒータを適用したときのシートヒータを手動操作するためのヒータ操作表示部の構成及び表示状態を示す。図３（Ａ）に示すように、ヒータ操作表示部７０は、表示部７０Ｄと指示スイッチ７０Ｓから構成されている。表示部７０Ｄには、シートヒータの作動状態（温度）を示す３つのランプ７１が設けられている。ここでは、ランプ７１の全消灯でシートヒータ・停止状態（ＯＦＦ）、ランプ７１−１が点灯するシートヒータ・弱状態（Ｌｏ）、ランプ７１−１と７１−２が点灯するシートヒータ・中状態（Ｍｉｄ）、ランプ７１の全点灯するシートヒータ・強状態（Ｈｉ）を示す。ヒータ操作表示部７０の操作によって電熱ヒータ６４であるシートヒータの温度を手動設定することができる。図３（Ｂ）に示すように、指示スイッチ７０Ｓの押圧により、シートヒータの作動状態は、停止状態（ＯＦＦ）、強状態（Ｈｉ）、中状態（Ｍｉｄ）、弱状態（Ｌｏ）、そして停止状態（ＯＦＦ）に戻るようになっている。

上記では、電熱ヒータ６４の手動操作を、３段階で設定する場合を説明したが、３段階に限定されるものではなく、４段階以上でもよく、２段階またはオンオフでもよい。

エンジン冷却水温センサ６６は、エンジン冷却水を直接検知してもよく、間接検知してもよい。例えばエンジン冷却水が循環されるヒータコア３８の温度を検知してもよい。乗員着座位置せンサ６７は、車両用シートに着座する乗員の位置及びその車両用シートに着座する乗員の有無を検知するためのものである。走行状態センサ６８は、車両の走行状態を検知するためのものである。車両の走行状態は、一定時間以上所定閾値を超える車速で連続走行する高速走行状態、所定閾値以下の車速で連続走行する低速走行状態、一定時間の間で所定閾値を超える頻度で停車する停車走行状態を適用することができる。この停車走行状態は、車両の停車時のアイドリング状態のときにエンジン停止を伴う制御がなされている場合には、低負荷走行状態とすることができる。なお、車両がナビゲーションシステムを具備している場合には、ナビゲーションシステムから高速道路や市街地等の走行路及び走行路周辺に関するデータを得ることにより走行状態を定めることができる。

本実施形態に係わる車両用空調装置１０が搭載された車両には、電熱ヒータ６４が設けられており、車両用空調装置１０による暖房と電熱ヒータ６４による暖房が可能とされ、車両用空調装置１０のエアコンＥＣＵ４６には、電熱ヒータ６４が接続されて、電熱ヒータ６４の使用状況がエアコンＥＣＵ４６に入力されるようになっている。また、電熱ヒータ６４は乗員がオンオフを指示するためのヒータスイッチ６４Ａを備えている。このヒータスイッチ６４Ａは、電熱ヒータ６４が複数設置されているときには、各々の電熱ヒータ６４に個別にスイッチを設けてもよく、一括してオンオフ指示するスイッチでもよい。また、電熱ヒータ６４は車室内暖房のために設けられるが、その設置位置は予め定めた位置とされ、エアコンＥＣＵ４６は電熱ヒータ６４の位置と共に使用状況（例えばオンオフ）が入力されるようになっている。

なお、電熱ヒータ６４としては、例えば、乗員接触型ヒータ（車両用シートを加熱するシートヒータやステアリングを加熱するステアリングヒータ等）、電気ヒータ（ハロゲンヒータ、輻射ヒータ、ＰＴＣヒータ等）の何れかまたは組合わせて適用することができる。本実施形態では、電熱ヒータ６４として車両用シートを加熱するシートヒータを適用した場合を説明する。なお、本実施形態では、電熱ヒータ６４を用いる場合を説明するが、電気ヒータに代えて冷媒サイクルを利用したヒートポンプなどの補助ヒータを適用してもよく、さらに補助ヒータを組合わせて適用するようにしてもよい。

また、エアコンＥＣＵ４６には、エンジンＥＣＵ６２が接続されている。車両用空調装置１０は、車両に搭載され、停車時等の際にエンジンがオフされて、エンジン冷却水温が低下すると、ヒータコア３８からの放熱量が低下して暖房効果を得られなくなるため、エンジン冷却水温に基づいて、エンジンＥＣＵ６２に対してエンジンオン要求やエンジンオフ要求を行うようになっている。

詳細には、エアコンＥＣＵ４６には、目標吹出し温度（ＴＡＯ）に応じて予め定められたエンジン冷却水温のエンジンオン要求閾値及びエンジンオフ要求閾値が記憶されており、該エンジンオン要求閾値やエンジンオフ要求閾値に基づいて、エンジンＥＣＵ６２に対してエンジンオンオフ要求を行うようになっている。すなわち、エアコンＥＣＵ４６では、例えば、エンジン冷却水が予め設定された温度に達していないときには、エンジン始動を要求する。このエンジン始動により冷却水温が上昇して、所望の空調状態が得られる。

本実施形態では、車両のエンジン停止制御を行うことにより省燃費効果が得られるようになっている。そこで、車両用空調装置１０では、省燃費効果が損ねられるのを抑えるモードを設定可能に構成されている。すなわち、車両用空調装置１０では、省燃費効果を優先する省燃費優先モード（以下、エコモードという。）と、車室内の快適性を優先する快適優先モード（以下、快適モードという。）の選択が可能となっている。操作部４５には、エコモードを選択するか否かを切り換える（エコモードと快適モードの切り換える）エコモードスイッチが含まれている。

従って、エアコンＥＣＵ４６には、エコモードでの目標吹出し温度ＴＡＯに対する冷却水温ＴＷの閾値と、快適モードでの目標吹出し温度ＴＡＯに対する冷却水温ＴＷの閾値が設定されている。図４には、目標吹出し温度ＴＡＯに対する冷却水温の閾値の設定の一例を示した。

エアコンＥＣＵ４６では、快適モードで空調運転を行うときには、図４に一点鎖線で示す境界線Ｈon、Ｈoff を適用する。下側の境界線Ｈonは、エンジン始動を要求するときの閾値であり、上側の境界線Ｈoffは、エンジン始動の要求解除（エンジン停止の要求）に適用する閾値としている。これにより、エアコンＥＣＵ４６では、快適モードで空調運転を行うときに、目標吹出し温度ＴＡＯに対して、冷却水温度ＴＷが境界線Ｈonを超えている状態では、エンジン始動を要求しないが、目標吹出し温度ＴＡＯに対して、冷却水温度ＴＷが、境界線Ｈonを下回ったときに、エンジンＥＣＵ６２に対して、エンジン始動を要求する。また、エアコンＥＣＵ４６では、目標吹出し温度ＴＡＯに対する冷却水温度ＴＷが、境界線Ｈoff に達すると、エンジン始動要求を解除（オフ）する。

一方、エアコンＥＣＵ４６では、エコモードに設定されると、快適モード時の閾値より低い温度に設定された図４に実線で示す境界線Ｌon、Ｌoff を適用する。このように、境界線Ｌon、Ｌoff が、境界線Ｈon、Ｈoff よりも目標吹出し温度ＴＡＯに対する冷却水温度ＴＷが低くなるように設定することにより、車両が停止してエンジンも停止しているときに、エンジンが始動されるのを抑え、車両が停止状態でエンジンが始動されることによる燃費低下を抑えるようにしている。

また、本実施形態では、電熱ヒータ６４の使用時は、乗員の温感が実際の室温よりも高くなることが期待されるので、さらに異なる閾値（低下させた閾値）を用いて、電熱ヒータ６４の使用に応じて閾値を変更してエンジンオン要求制御を行うことを可能にしている。具体的には、図４に点線で示す境界線Ｅon、Ｅoff を適用する。これにより、電熱ヒータ６４の使用時に、暖房効果を得るためのみによるエンジン始動を抑制でき、車両が停止状態でエンジン始動されることによる燃費低下を抑えることができる。

また、車両用空調装置１０は、ブロアファン２７の風力により車室内に空調風を送風している。そこで、エアコンＥＣＵ４６では、エコモードに設定されると、快適モード時の風力より低風力に設定することにより、燃費低下を抑えるようにしている。すなわち、暖房中に、車両が停止してエンジン停止すると、ブロアファン２７の風力次第でエンジン冷却水の温度低下を加速してしまう。このため、エコモードのときには、ブロアファン２７の風力を、快適モードの風力より所定量例えば８割の風力に低下させることで、エンジン冷却水の温度低下を軽減させる。これにより、エンジン停止時間を延長でき、車両が停止状態でエンジン始動されることによる燃費低下を抑えることができる。

ここで、電熱ヒータ６４の使用時は、乗員の温感が実際の室温よりも高くなることが期待されるので、さらにブロアファンの風力を低下させることが可能である。これにより、電熱ヒータ６４の使用時に、暖房効果を得るためのみによるエンジン始動を抑制でき、車両が停止状態でエンジン始動されることによる燃費低下を抑えることができる。

次に、本実施形態に係わる車両用空調装置１０の動作について説明する。本実施形態の車両用空調装置１０は、暖房機能を有しており、電熱ヒータ６４を備えた暖房装置として機能する。以下の説明では、運転席に電熱ヒータ６４を備えて暖房をする場合を一例として説明する。なお、他席の場合も同様に処理をすることができる。

本実施形態の車両用空調装置１０は、各センサの検出結果に基づいて、車室内の温度を予め定めた設定値に保つように空調制御（オートエアコン制御）するようになっている。このオートエアコン制御の概要を説明する。

温度設定装置５８等によって空調開始指示がなされると、外気温センサ５２、車室内温度センサ５４、日射センサ５６、及びエバポレータ後温度センサ６０等の各センサ値によって検出される検出値を読み込むと共に、温度設定装置５８によって設定されている温度を読み込む。次に、目標吹出し温度（ＴＡＯ）を求めて、吹出し温度が目標吹出し温度となるように制御する。具体的には、ヒータコア３８を通過して温風と、ヒータコア３８をバイパスした冷風の割合である混合比（温風／冷風）を求め、求めた混合比になるエアミックスダンパ３６の開度となるように、エアミックスダンパ用アクチュエータ４０を駆動する。そして、予め定めたマップに応じて、目標吹出し温度からブロアファン２７のブロアモータ３４へ印加する電圧を演算して、ブロアファン速度制御装置４８に信号を出力することで、目標吹出し温度に応じた送風が行われる。

次に、車両用空調装置１０のエアコンＥＣＵ４６で行われる暖房制御のプロセスを説明する。図５は、本実施形態の車両用空調装置１０のエアコンＥＣＵ４６における処理工程の流れの一例を示す説明図である。

まず、暖房制御が開始されると、ステップ１００へ進み、上述の空調制御工程（オートエアコン制御）が開始され、次に、ステップ１２０において、電熱ヒータ６４としてのシートヒータについてシートヒータ制御が実行される。すなわち、本実施形態では、空調制御と電熱ヒータとが協調されて暖房制御がなされる。

本実施形態では、車両のエンジン停止制御を行うことにより省燃費効果が得られるようにエコモードと快適モードの何れかに切り換えることができる。このとき、エコモードが設定された場合、ステップ１００の空調制御では、ブロアファンの風力制御（ステップ１０２）とエンジン作動要求制御（ステップ１１０）が実行される。

すなわち、ブロアファンの風力制御は、ステップ１０４でブロアファン２７の風力制御が自動設定か否かを判別し、手動のときは乗員の指示を尊重して、その指示値による風力設定がなされる（ステップ１０８）。一方、自動設定のときには、ブロアファン２７の風力を、快適モードの風力より所定量例えば８割の風力に低下させる風力設定がなされる（ステップ１０６）。これにより、エンジン冷却水の温度低下を軽減させることができ、エンジン停止時間が延長され、車両が停止状態でエンジン始動されることによる燃費低下を抑えることができる。

また、エンジン作動要求制御は、ステップ１１２で、快適モード時の閾値より低い温度に設定された閾値が設定される（図４）。この閾値設定から目標吹出し温度ＴＡＯと冷却水温度ＴＷの関係によりエンジン始動要求（ステップ１１６）またはエンジン停止要求（ステップ１１８）が判断される（ステップ１１４）。これにより、車両が停止してエンジンも停止しているときに、エンジンが始動される時間を延長でき、車両が停止状態でエンジンが始動されることによる燃費低下を抑えることができる。

次に、ステップ１２０のシートヒータ制御は、詳細は後述するが、エンジン停止を伴う運転モードにおける燃料消費低減量より、電熱ヒータの暖房時における電力消費に相当する燃料消費量が少ないときに燃費向上が図れるとして（ステップ１２２）、シートヒータ制御すなわち電熱ヒータによる暖房を実行する（ステップ１２４）。一方、燃費向上が図れないと判別されたときは電熱ヒータによる暖房を実行しない（ステップ１２６）。これにより、燃費向上が期待される状態のときに空調装置による暖房と電熱ヒータによる暖房が併用されるので、燃料消費量を低減させつつ暖房効果を得ることができる。

（シートヒータ制御）
次に、ステップ１２０のシートヒータ制御を詳細に説明する。
図１には、本実施形態の車両用空調装置１０におけるエアコンＥＣＵ４６で実行されるシートヒータ制御について処理の流れをフローチャートとして示した。

まず、シートヒータ制御が開始されるとステップ１３０へ進み、乗員の操作部４５による操作による設定である操作値を取得する。ここでは、ヒータ操作表示部７０の指示スイッチ７０Ｓが押圧されたか否かの操作値を取得する。指示スイッチ７０Ｓが押圧されたときには、手動操作がなされたと判断し（ステップ１３２で肯定）、ステップ１４２においてシートヒータ手動制御が開始される。すなわち、指示スイッチ７０Ｓの押圧に応じたシートヒータの作動状態、停止状態（ＯＦＦ）、強状態（Ｈｉ）、中状態（Ｍｉｄ）、弱状態（Ｌｏ）の何れの状態に制御する。

ここで、乗員の指示によるシートヒータ手動制御を実行した場合、電熱ヒータ６４であるシートヒータが作動されているとき、燃費向上を図ることができる。すなわち、電熱ヒータ６４の使用時は、乗員の温感が実際の室温よりも高くなることが期待されるので、自動制御または手動制御とは無関係に、空調装置の閾値をエコモードのときより低下させることができる（図４に点線で示す境界線Ｅon、Ｅoff ）。また、ブロアファン２７の風力をエコモードのときより低下させることができる。

そこで、ステップ１４４へ進み、電熱ヒータ６４の作動時に、ブロアファン２７の風力を、エコモードの風力より低下、例えば快適モードの風力より所定量例えば７割の風力に低下させる風力設定値を出力することで、ブロアファン２７の風力変更を要求する。これにより、エンジン冷却水の温度低下が軽減されて、エンジン停止時間を延長でき、車両が停止状態でエンジン始動されることによる燃費低下を抑えることができる。

次に、ステップ１４６において、空調装置の閾値をエコモードのときより低下させる温度変更を要求する（図４に点線で示す境界線Ｅon、Ｅoff ）。これにより、電熱ヒータ６４の使用時に、暖房効果を得るためのみによるエンジン始動を抑制でき、車両が停止状態でエンジン始動されることによる燃費低下を抑えることができる。

一方、乗員の指示がないときはステップ１３２で否定され、ステップ１３４へ進む。ステップ１３４では、燃料消費低減量を取得する。この燃料消費低減量は、エンジン停止を伴う運転モードではエンジン停止時間に消費される燃料量により求めることができる。例えば、実際の燃料消費量を、予め定めた一定時間の燃料変動量を検知して取得する。一方、この予め定めた時間にエンジン停止を伴わない標準的な運転モードで走行した仮の走行状態（例えば所定エンジン回転数）で走行したときの燃料消費量を仮燃料消費量として求める。この仮燃料消費量と実際の燃料消費量の差分量を燃料消費低減量として求めればよい。また、燃料消費低減量は、予測結果として得ることができる。本実施形態では、車両のエンジン停止制御を行うことにより省燃費効果が得られるようになっている。この運転モードについて、例えば、実験等により事前に求めた一定時間に予測される燃料消費低減量をデータとして記憶しておき、このデータを読み出すことで予測結果とすることができる。この場合、エンジン停止を伴う運転モードであることを検知する運転モード選択スイッチから、上記運転モードを検知したときに該運転モードに対応するデータである燃料消費低減量を予測結果として取得すればよい。

次のステップ１３６では、燃料消費量を取得する。この燃料消費量は、上記燃料消費低減量を得るための時間またはそれより短い時間について、電熱ヒータ６４による暖房での電力消費に相当する燃料消費量を取得する。この燃料消費量は、直接検知した検知結果を取得しても良いし、予測結果を取得しても良い。例えば、上記燃料消費低減量を得るための時間の電力消費量を検知して取得する。この取得した電力消費量を燃料消費量に換算することで燃料消費量を取得する。また、予測結果として得る場合、上記燃料消費低減量を得るための時間について、詳細を後述するシートヒータ自動制御を実行したときに予測される電力消費量から燃料消費量を換算し予測結果として得ることができる。なお、燃料消費量の予測結果は、上記燃料消費低減量と同様に、一定時間に予測される燃料消費量をデータとして記憶しておき、このデータを読み出すことで予測結果とすることもできる。

次にステップ１３８では、取得した燃料消費低減量より、取得した燃料消費量が少ないときに燃費向上状態と判定することによって、燃費向上されるか否かを判断し、肯定されるとステップ１４０へ進むする。すなわち、エンジン停止を伴う運転モードにおける燃料消費低減量より、電熱ヒータ６４の暖房時における電力消費に相当する燃料消費量が少ないときに燃費向上が図れるとしてステップ１４０へ進み、シートヒータ制御すなわち電熱ヒータによる暖房を実行する。一方、燃費向上が図れないと判別されたときは（ステップ１３８で否定）、電熱ヒータ６４による暖房を実行せずに本ルーチンを終了する。

これにより、燃費向上が期待される状態のときに空調装置による暖房と電熱ヒータによる暖房が併用されるので、燃料消費量を低減させつつ暖房効果を得ることができる。

次に、上記ステップ１４０におけるシートヒータ自動制御の一例について説明する。ここでは、電熱ヒータ６４の連続作動による電力消費を考慮して、電熱ヒータ６４であるシートヒータを３段階（Ｌｏ、Ｍｉｄ、Ｈｉ）で温度切替をタイマー制御する場合を説明する。つまり、一定時間後に自動的に電熱ヒータ６４による暖房が終了するようになっている。なお、タイマーは、ハードウェアとして具備してもよく、ソフトウェアでカウントするようにしてもよい。

図８は、本実施形態の車両用空調装置１０におけるエアコンＥＣＵ４６で実行されるシートヒータ自動制御についてタイマー制御の処理の流れを示したフローチャートである。

シートヒータ自動制御が開始されると、図８のステップ１５０において外気温を取得し、次のステップ１５２で目標吹き出し温度ＴＡＯを取得する。すなわち、エアコンＥＣＵ４６では、電熱ヒータ６４を動作させる時間、すなわちタイマー設定時間は、シートヒータ制御を自動制御で実行すると判別したときに、外気温と目標吹き出し温度（ＴＡＯ）を決定する。この決定時期は、図１のステップ１４０の処理の開始時点が好ましいが、それ以前のステップ１３０以降でもよい。次に、決定した外気温と目標吹き出し温度（ＴＡＯ）から、対応するタイマー設定時間ｔ１，ｔ２，ｔ３を設定する。本実施形態では、次の表１に示すタイマー設定表により設定する。このタイマー設定表は、予め車両用空調装置１０に記憶格納されている。なお、タイマー作動中は、外気温と目標吹き出し温度（ＴＡＯ）が変動しても、設定したタイマー設定時間を維持する。

すなわち、ステップ１５４で外気温が所定温度Ｔ１（例えば１０度）以上か否かを判断し、肯定されるとステップ１５６においてタイマーをオフして本ルーチンを終了する。一方、外気温が所定温度Ｔ１（例えば１０度）未満のときは（ステップ１５４で否定）、ステップ１５８へ進み、目標吹き出し温度（ＴＡＯ）が所定温度Ｔ２（例えば５０度）以上か否かを判断し、肯定されるとステップ１６０において高設定にタイマー設定時間ｔ１，ｔ２，ｔ３を設定する。目標吹き出し温度（ＴＡＯ）が所定温度Ｔ２（例えば５０度）未満のときは（ステップ１５８で否定）、ステップ１６２において低設定にタイマー設定時間ｔ１，ｔ２，ｔ３を設定する。次のステップ１６４では、設定されたタイマー設定時間に従ってタイマー制御が実行される。すなわち、エアコンＥＣＵ４６は、設定されたタイマー設定時間に従って、電熱ヒータ６４へ目標温度となるように電力を供給を指示することにより電熱ヒータ６４の暖房を開始させる。

図６は、電熱ヒータの目標温度と、実温度との関係を示したものである。図から理解されるように、目標温度（Ｌｏ＜Ｍｉｄ＜Ｈｉ）と、実温度（Ｔａ＜Ｔｂ＜Ｔｃ）の関係になる。なお、エアコンＥＣＵ４６は、目標温度（Ｌｏ、Ｍｉｄ、Ｈｉ）の各々について、対応する実温度（Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ）を維持するように電力を供給を指示する。図７は、外気温と目標吹き出し温度が共に低い場合に、電熱ヒータ６４であるシートヒータを３段階（Ｌｏ、Ｍｉｄ、Ｈｉ）で温度切替をタイマー制御（タイマー設定時間ｔ１，ｔ２，ｔ３）するときの温度変化を示したものである。

なお、タイマー作動中（タイマー制御中）であっても、手動操作によるオンオフ指示や温度設定変更が行われた場合には、手動操作を優先する。すなわち、手動操作に対応する目標温度となるように電力を供給を指示する。この手動操作の場合においても、電力消費を考慮して、電熱ヒータ６４への電力供給は、一定時間で終了させることが好ましい。

また、上記では、電熱ヒータ６４であるシートヒータに対する目標温度について３段階（Ｌｏ、Ｍｉｄ、Ｈｉ）で温度切替をタイマー制御する場合を説明したが、電熱ヒータ６４であるシートヒータの実温度で制御してもよい。

このように、本実施形態では、燃料消費低減量より、燃料消費量が少ないときに燃費向上状態と判定し、電熱ヒータによる暖房を制御する。すなわち、燃費向上状態であるときに空調装置による暖房と電熱ヒータによる暖房が併用されるので、燃料消費量を低減させつつ暖房効果を得ることができる。

なお、本実施形態では、車室内を空調する際の熱源としてエンジン冷却水を用いると共に熱源を加熱する加熱手段としてエンジンを用いて、熱源を確保するためにエンジンオン要求制御を行うようにしたが、これに限るものではなく、例えば、供給電力に応じて駆動するコンプレッサによって圧縮した冷媒を用いるヒートポンプを加熱手段として用いると共にヒートポンプの熱交換器等を熱源として用い、エンジンオン要求制御の代わりに、ヒートポンプの熱交換器等の温度を検出してコンプレッサの動作要求制御（コンプレッサのオン要求やコンプレッサの回転数変更要求等）を行うようにしてもよい。例えば、通常時（電熱ヒータ６４を使用していない場合）の目標吹出し温度に応じて予め定めたヒートポンプのコンプレッサ回転数の設定マップと、電熱ヒータ６４を使用している場合の目標吹出し温度に応じて予め定めたヒートポンプのコンプレッサ回転数（電熱ヒータ６４を使用していない場合に比べて低い回転数）の設定マップと、を用いて、電熱ヒータ６４の使用に応じて設定マップを変更してヒートポンプのコンプレッサの動作要求制御を行うようにしてもよい。この場合にはヒートポンプのコンプレッサの動力を電力によって駆動するので、必要以上の回転数でコンプレッサを駆動することを抑制することができ、省電力化を図ることが可能となる。

また、本実施形態では、シートヒータ制御の実行時に、ヒータ操作表示部７０の指示スイッチ７０Ｓの操作による手動操作の有無を判断している。この手動操作の有無判断は、イグニッションスイッチがオンされているときに、判断するようにしてもよい。すなわち、手動操作による指示は乗員の意向であるので、これを優先して処理するようにしてもよい。例えば、ステップ１３０及び１３２、そしてステップ１３２で否定されたときは割り込み処理を終了しかつ肯定されたときにステップ１４２を実行する割り込み処理を実行するようにしてもよい。このステップ１４２を実行する場合、シートヒータ自動制御が実行されているときは、自動制御から手動制御に切り替えることが好ましい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係わる車両用空調装置について説明する。本実施形態は、市街地のように交差点や信号待ち等において頻繁に車両が走行停止する低負荷走行時に本発明を適用したものである。なお、本実施形態の車両用空調装置の基本的な構成は、第１実施形態と同様の構成であるため、同一部分は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

次に、本実施形態に係わる車両用空調装置１０における暖房制御時の動作について説明する。

図９は、本実施形態の車両用空調装置１０におけるエアコンＥＣＵ４６で実行されるシートヒータ制御の処理の流れを示したフローチャートである。図９と図１の相違箇所は、ステップ１３０の次にステップ１７０を追加した点である。

ステップ１３０で、乗員の操作部４５による操作による設定である操作値を取得すると、ステップ１７０へ進み、走行状態を取得する。ここでは、走行状態センサ６８の値を取得する。すなわち、走行状態センサ６８によって車両の走行状態が検知される。車両の走行状態は、上記のように高速走行状態、低速走行状態、停車走行状態等がある。ここでは、停車走行状態について、車両の停車時のアイドリング状態のときにエンジン停止を伴う制御がなされている場合に、低負荷走行状態として取得する。なお、上記のようにナビゲーションシステムを具備している場合に、ナビゲーションシステムから取得しても良い。

次に、乗員の手動操作がないときは（ステップ１３２で否定）、燃料消費低減量を取得し（ステップ１３４）、燃料消費量を取得し（ステップ１３６）、燃費向上されるか否かを判断する（ステップ１３８）。そして、燃費向上されるとの判断結果の時（ステップ１３８で肯定）、シートヒータ制御すなわち電熱ヒータによる暖房を実行する。

本実施形態では、ステップ１３０においてエコモードスイッチによる指示でエコモードが選択されているか否かを示すデータを取得する。また、ステップ１３８における燃費向上の可否判断において、エコモードが選択されかつ低負荷走行状態であることを含めて判断する。すなわち、燃料消費低減量より燃料消費量が少なくかつ、省燃費効果が優先され、エンジン始動のための閾値が低下されており、車両が市街地等を走行する低負荷走行状態であるとき、燃費向上されると判断する。これによって、エンジン停止を伴う車両の走行（運転モード）のときに、エンジン冷却水の基準温度を所定温度低下させることでエンジン停止頻度を増加させることができ、また低負荷走行状態でエンジン停止頻度が増加されることで燃料消費低減量を増加させることができる。このため、電熱ヒータによる暖房により燃料消費量は生じるものの、燃料消費低減量より燃料消費量が少なくなるまたは電熱ヒータによる燃料消費量が燃料消費低減量で相殺され、燃料消費量を低減させつつ暖房効果を得ることができる。

なお、上記では燃料消費低減量と燃料消費量を取得する場合を説明したが、エコモードが選択されており、車両の走行状態が低負荷走行状態であるときは、燃料消費低減量より燃料消費量が少なくなることを期待できる。このため、エコモードが選択されかつ低負荷走行状態であることを取得したときは、この取得値を予測値として、燃料消費低減量と燃料消費量の取得（ステップ１３４，１３６）、燃費向上の判断（ステップ１３８で肯定）の処理に代えて、ステップ１４０へ進む用にしても良い。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係わる車両用空調装置について説明する。本実施形態は、例えば車室内温度が低い冷間状態で暖房効果を得るときに本発明を適用したものである。なお、本実施形態の車両用空調装置の基本的な構成は、第１実施形態と同様の構成であるため、同一部分は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

次に、本実施形態に係わる車両用空調装置１０における暖房制御時の動作について説明する。

図１０は、本実施形態の車両用空調装置１０におけるエアコンＥＣＵ４６で実行されるシートヒータ制御の処理の流れを示したフローチャートである。図１０と図１の相違箇所は、ステップ１３０の次にステップ１８０を追加した点である。

ステップ１３０で、乗員の操作部４５による操作による設定である操作値を取得すると、ステップ１８０へ進み、車両の各種温度を取得する。ここでは、一例として、外気温センサ５２による外気温度、車室内温度センサ５４による車室内温度、及びエンジン冷却水温センサ６６によるエンジン冷却水の温度を取得する。
次に、乗員の手動操作がないときは（ステップ１３２で否定）、燃料消費低減量を取得し（ステップ１３４）、燃料消費量を取得し（ステップ１３６）、燃費向上されるか否かを判断する（ステップ１３８）。そして、燃費向上されるとの判断結果の時（ステップ１３８で肯定）、シートヒータ制御すなわち電熱ヒータによる暖房を実行する。

本実施形態では、ステップ１３０において、エコモードスイッチによる指示でエコモードが選択されているか否かを示すデータを取得する。また、電熱ヒータ６４のスイッチ６４Ａがオンされているか否かを示すデータ、暖房装置としての機能が作動として選択（暖房指示スイッチがオン）されているか否かを示すデータを取得する。また、ステップ１３８における燃費向上の可否判断において、エコモードが選択され電熱ヒータ６４がオンで暖房指示スイッチがオンでかつ取得した車両の各種温度による状態が燃費向上の可能性が大きい冷間状態であることを含めて判断する。すなわち、燃料消費低減量より燃料消費量が少なくかつ、省燃費効果が優先され、エンジン始動のための閾値が低下されており、車両の各種温度により燃費向上の可能性が大きい冷間状態であるとき、燃費向上されると判断する（後述）。

これによって、エンジン停止を伴う車両の走行（運転モード）のときに、エンジン冷却水の基準温度を所定温度低下させることでエンジン停止頻度を増加させることができ、また温度が予め定めた温度未満の冷間状態のときに電熱ヒータにより早期に暖房効果を得ることができ、またエンジン停止頻度が増加されることで燃料消費低減量を増加させることができる。このため、電熱ヒータによる暖房により燃料消費量は生じるものの、燃料消費低減量より燃料消費量が少なくなるまたは電熱ヒータによる燃料消費量が燃料消費低減量で相殺され、燃料消費量を低減させつつ暖房効果を得ることができる。

次に、本実施形態における燃費向上の判断について図１１を参照して詳細に説明する。図１１は、上記燃費向上の判断についての詳細処理の流れを示したフローチャートである。図１１は、図１０のステップ１３２〜１４２までの処理について詳細に示したものである。

まず、乗員の手動操作がないときは（ステップ１３２で否定）、ステップ１６４においてシートヒータ自動制御中であるか否かを判断する。肯定されるとステップ１４０へ進み自動制御を継続し、否定されるとステップ１６６へ進む。なお、シートヒータ自動制御は、上述のタイマー制御終了または手動操作があった場合にのみ解除される。

ステップ１６６では、電熱ヒータ６４のスイッチ６４Ａがオンされているか否か、ステップ１６８ではエコモードスイッチによる指示でエコモードが選択されているか否か、ステップ１７０では暖房装置としての機能が作動として選択（暖房指示スイッチがオン）されているか否か、が判断される。電熱ヒータ６４がオンであることの判断は、イグニッションスイッチがオンされたときの１回のタイミングでのみ肯定されるようにすることが好ましい。従って、ステップ１６６で肯定された場合は、シートヒータ自動制御へ移行することなくそのまま処理を終了する。

エコモードが選択されていな場合（ステップ１６８で否定）、燃費向上の可能性が低いため、シートヒータ自動制御へ移行することなくそのまま処理を終了する。また、暖房指示スイッチのオンオフは、乗員の選択であるため、暖房指示スイッチがオフの場合（ステップ１７０で否定）、電熱ヒータ６４がオフという指示であるとしてもよい。これにより電熱ヒータ単独で暖房制御することを回避でき、燃費向上の効果を得ることができる。

電熱ヒータ６４が１度もオンされず（ステップ１６６で否定）、エコモードであり（ステップ１６８で肯定）、電熱ヒータ６４がオンであるとき（ステップ１７０で肯定）、ステップ１７２において取得した車両の各種温度がウォームアップ条件に合致するか否かが判断される。このウォームアップ条件は、電熱ヒータ６４を作動させた暖房時に、燃費が向上する可能性が高いことを判断するための条件である。すなわち、電熱ヒータ６４を作動させると電力が消費されるため、その消費電力よりエンジン停止による効果つまり消費電力に相当する燃料消費量よりエンジン停止による燃料低減量が上回らなければ燃費向上にならない。このため、本実施形態では、燃費向上が期待される予め定めた条件下に限定してシートヒータ自動制御を実行するようにしている。

つまり、低い外気温度、低い車室内温度、低いエンジン冷却水温の何れか１つの低温度の環境（冷間状態）では、単なるエコモードによる暖房装置の作動が燃費低下の要因になる。一方、低温度の環境（冷間状態）において、燃費向上を想定して暖房装置の作動を制御することは燃費向上を期待できる。例えば、外気温が０度でエンジン始動すると、エンジン冷却水温は０度から上昇する。このとき、暖房効果として好ましい送風時の温度が５０度である場合、エンジン冷却水温が６０度で５０度の温風を送風できる設定の空調装置の場合、エンジン冷却水温が５０度では４０度の温風しか送風できない。このため、快適な暖房効果を得るためには、エンジン冷却水温が６０度までエンジン駆動を継続することになる。一方、燃費向上のためには早期にエンジン停止をさせることが望まれる。

そこで、電熱ヒータ６４による暖房を用いると、乗員の温感が実際の室温よりも高くなることが期待される。このため、エンジン始動及び停止の閾値を低下させても、実際の室温よりも高い乗員の温感となる暖房感を提供することができる。すなわち、電熱ヒータ６４の使用に応じて閾値を変更してエンジンオン要求制御を行うことで、暖房効果を向上しつつ燃費向上の可能性が高くなる。

ところで、車両用暖房装置は、乗員に暖かさを提供することであるので、低温度の環境（冷間状態）は、低い外気温度、低い車室内温度、低いエンジン冷却水温の何れか１つまたは組み合わせである。このため、暖房時に燃費向上の可能性が高いウォームアップ条件は、冷間状態として外気温度が第１温度（例えば１０度）未満でかつ、車室内温度が第２温度（例えば１０度）未満でかつ、エンジン冷却水温が第３温度（例えば１０度）未満であるときが最も好ましい。しかし、車両用暖房装置は乗員に暖かさを提供することでもあるので、少なくとも車室内温度が第２温度（例えば１０度）未満を採用したとしても暖房効果を向上しつつ燃費向上を期待できる。

なお、ここでは、外気温、低い車室内温、低いエンジン冷却水温の温度を用いた場合を説明したが、これに限定されるものではなく、冷間状態を規定できればよく、吹き出し温度（ＴＡＯ）、電熱ヒータの実温度、イグニッションオフ時間等を適用することができる。

このように、車両の各種温度がウォームアップ条件に合致したときにシートヒータ自動制御を実行することで、暖房効果を向上しつつ燃費低下を抑える、すなわち燃費を向上させることができる。

なお、図１１の処理では燃料消費低減量と燃料消費量を取得する処理を省略している。これは、上述のように、エコモードが選択されており、ウォームアップ条件による判断をすることで、燃料消費低減量より燃料消費量が少なくなることを期待できるためである。すなわち、ステップ１６４〜１７２の判断が、燃料消費低減量と燃料消費量の取得（ステップ１３４，１３６）、燃費向上の判断（ステップ１３８で肯定）の処理に対応するためである。

以上説明したように、本実施形態では、少なくとも車室内の温度が予め定めた温度未満の冷間状態のときに、燃費向上状態と判定して、空調装置による暖房と電熱ヒータによる暖房を併用することで早期に暖房効果を得ることができる。また、エンジン始動停止のためのエンジン冷却水の閾値の温度を低下させることでエンジン停止頻度を増加させた間欠エンジン駆動が可能となり、燃料消費低減量を増加させることができる。このため、燃料消費量を低減させつつ暖房効果を得ることができる。

なお、図１１は、イグニッションスイッチがオンされてから、イグニッションスイッチがオンされている間、繰り返し実行されることが好ましい。これは手動操作による乗員の指示を優先して処理すること、また燃費向上状態の判定を常時行うことを実現するためである。このためには、イグニッションスイッチがオンされている間、図１０の処理について、繰り返し実行されることが好ましい。このとき、ステップ１４４と１４６の処理は、シートヒータ制御が実行されているときにのみ実行するようにすることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係わる車両用空調装置について説明する。本実施形態は、座席に着座する乗員の着座位置に応じて暖房をして暖房効果を得るときに本発明を適用したものである。本実施形態は、上記各実施形態に適用が可能である。なお、本実施形態の車両用空調装置の基本的な構成は、第１実施形態と同様の構成であるため、同一部分は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

次に、本実施形態に係わる車両用空調装置１０における暖房制御時の動作について説明する。

図１２は、本実施形態の車両用空調装置１０におけるエアコンＥＣＵ４６で実行されるシートヒータ制御について座席に着座する乗員の着座位置に応じて暖房制御をするための処理の流れを示したフローチャートである。図１２は、図１のステップ１４０の処理直前に（またはステップ１３８とステップ１４０の間に）、実行するものである。

まずステップ２００では、電熱ヒータ６４、乗員がオンオフを指示するためのヒータスイッチ６４Ａによる検出結果、予め定められた座席数及び車室内設けられた電熱ヒータ６４の予め定められた設置位置を読み取ることにより、座席数、その座席の位置、及び電熱ヒータの設置箇所が取得される。次のステップ２０２では乗員着座位置せンサ６７による検出結果から乗員の着座位置及び着座人数を取得する。次のステップ２０４では、繰り返し処理回数ｉを初期設定（ｉ＝１）し、次にステップ２０６で初期値（ｉ＝１）に対応する座席に電熱ヒータが設置されているか否かが判断される。電熱ヒータが非設置の場合はステップ２１２へ進み、設置されている場合はステップ２０８へ進む。

ステップ２０８では、該当する座席に乗員が着座しているか否かを判断する。乗員が着座していないときはステップ２１２へ進み、着座している場合はステップ２１０において該当する座席をシートヒータ自動制御対象の座席箇所として記憶してステップ２１２へ進む。ステップ２１２では、繰り返し回数が座席数に到達した（ｉ＝座席数）か否かが判断され、否定されたときにはステップ２１６で繰り返し回数ｉをインクリメントして（ｉ＝ｉ＋１）ステップ２０６へ戻る。

一方、ステップ２１２で肯定され、繰り返し回数が座席数に到達したときには、ステップ２１４へ進み、上記ステップ２１０で記憶したシートヒータ自動制御対象の座席を自動制御するために制御対象の座席に設定し、本ルーチンを終了する。この後、乗員が着座したシートに電熱ヒータ４６が設置されている箇所について、上述のシートヒータ自動制御が実行される。

これによって、電熱ヒータが設置されている箇所のみの自動制御が実行され、設置されていない電熱ヒータに対する不要な制御を排除でき、燃料消費量を低減させることができる。また、乗員が着座しかつ電熱ヒータが設置されている箇所のみに自動制御が実行されるので、暖房効果を期待する乗員に対して暖房効果を提供でき、不要な制御を排除でき、燃料消費量を低減させることができる。

なお、電熱ヒータ６４は、乗員の操作によりオンオフ設定が可能である。乗員が電熱ヒータ６４による暖房が不要と意図的にオフする場合がある。そこで、オン状態の電熱ヒータ６４について暖房を制御するようにすることにより、乗員の意図を反映させつつ不要な制御を排除でき、燃料消費量を低減させることができる。

具体的には、図１３に示すように、図１２のステップ２０８とステップ２１０の間に、電熱ヒータ６４がオン状態であるか否かを判断するステップ２２０を追加する。電熱ヒータ６４がオン状態であるときにステップ２２０で肯定され、該当する座席をシートヒータ自動制御対象の座席箇所として記憶する。一方、電熱ヒータ６４がオフ状態であるときは、乗員の意図を反映させ、該当する座席をシートヒータ自動制御対象とすることなく、ステップ２１２へ進む。

このように本実施形態では、座席に着座する乗員の着座位置および電熱ヒータの設置位置に応じて暖房をするので、暖房効果を期待する乗員に対して暖房効果を提供でき、不要な制御を排除でき、燃料消費量を低減させることができる。

本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

１０ 車両用空調装置
１２ コンプレッサ
１８ エバポレータ
２７ ブロアファン
３８ ヒータコア
４５ 操作部
４６ エアコンＥＣＵ
４８ ブロアファン速度制御装置
５２ 外気温センサ
５４ 車室内温度センサ
５８ 温度設定装置
６２ エンジンＥＣＵ
６４ 電熱ヒータ
６６ エンジン冷却水温センサ
６７ 乗員着座位置せンサ
６８ 走行状態センサ

Claims (10)

1. エンジン停止を伴う運転モードにおける燃料消費低減量を取得する燃料消費低減量取得手段と、
   エンジン冷却水を暖房時の熱源として車室内を暖房する暖房手段とは別個に設けられかつ電力供給による加熱によって車室内を暖房する電熱ヒータの暖房時における電力消費に相当する燃料消費量を取得する燃料消費量取得手段と、
   前記燃料消費低減量取得手段によって取得した燃料消費低減量より前記燃料消費量取得手段によって取得した燃料消費量が少ないときに燃費向上状態と判定する判定手段と、
   前記判定手段によって燃費向上状態と判定されたときに、前記電熱ヒータによる暖房を制御する制御手段と、
   を備えた車両用暖房制御装置。
2. エンジン停止の頻度が予め定めた頻度以上の低負荷走行状態を検出する走行状態検出手段をさらに備え、
   前記暖房手段は、暖房のためのエンジン冷却水の基準温度が予め定められ、エンジン冷却水温と基準温度に基づいてエンジン始動要求またはエンジン停止要求をする要求手段と、前記エンジン停止を伴う運転モードのときに前記エンジン冷却水の基準温度を所定温度低下させる変更を行う変更手段と、を含み、
   前記判定手段は、前記エンジン冷却水の基準温度を所定温度低下させる前記エンジン停止を伴う運転モードのときで、前記燃料消費低減量より前記燃料消費量が少なくかつ前記走行状態検出手段の検出結果が低負荷走行状態のときに、燃費向上状態と判定する
   請求項１に記載の車両用暖房制御装置。
3. 車室内の温度を取得する温度取得手段をさらに備え、
   前記暖房手段は、暖房のためのエンジン冷却水の基準温度が予め定められ、エンジン冷却水温と基準温度に基づいてエンジン始動要求またはエンジン停止要求をする要求手段と、前記エンジン停止を伴う運転モードのときに前記エンジン冷却水の基準温度を所定温度低下させる変更を行う変更手段と、を含み、
   前記判定手段は、前記エンジン冷却水の基準温度を所定温度低下させる前記エンジン停止を伴う運転モードでかつ、前記温度取得手段によって取得した車室内の温度が予め定めた温度未満の冷間状態のときに、燃費向上状態と判定する
   請求項１に記載の車両用暖房制御装置。
4. 前記暖房手段は、車室内を空調するための空調風の目標吹出し温度を算出して該目標吹出し温度となるように車室内を空調すると共に、暖房時に前記空調風をエンジン冷却水を熱源として加熱する加熱手段を備えた空調手段を含み、
   前記電熱ヒータは、乗員接触型ヒータ及び電気ヒータの少なくとも一方のヒータであり、
   前記制御手段は、前記空調手段及び前記電熱ヒータによる暖房を制御する
   請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両用暖房制御装置。
5. 前記温度検出手段は、外気温及び冷却水温の少なくとも一方の温度をさらに取得し、
   前記判定手段は、前記温度取得手段によって取得した車室内温度と外気温及び冷却水温の少なくとも一方の温度とに基づいて冷間状態を決定する決定手段を含む
   請求項３に記載の車両用暖房制御装置。
6. 前記空調手段は、前記空調風を車室内へ供給するブロアファンを含み、
   前記制御手段は、前記ブロアファンの風力を変更することによって前記空調手段による暖房を制御する
   請求項４に記載の車両用暖房制御装置。
7. 前記制御手段は、電力供給による加熱温度を段階的に変更することによって前記電熱ヒータによる暖房を制御する
   請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両用暖房制御装置。
8. 乗員の着座位置を取得する着座位置取得手段をさらに備え、
   前記電熱ヒータは、乗員接触型ヒータであり、
   前記制御手段は、前記着座位置取得手段によって取得した乗員の着座位置の電熱ヒータについて暖房を制御する
   請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の車両用暖房制御装置。
9. エンジン停止を伴う運転モードにおける燃料消費低減量を取得する燃料消費低減量取得工程と、
   エンジン冷却水を暖房時の熱源として車室内を暖房する暖房手段とは別個に設けられかつ電力供給による加熱によって車室内を暖房する電熱ヒータの暖房時における電力消費に相当する燃料消費量を取得する燃料消費量取得工程と、
   前記燃料消費低減量取得工程によって取得した燃料消費低減量より前記燃料消費量取得工程によって取得した燃料消費量が少ないときに燃費向上状態と判定する判定工程と、
   前記判定工程によって燃費向上状態と判定されたときに、前記電熱ヒータによる暖房を制御する制御工程と、
   を含む車両用暖房制御方法。
10. コンピュータを、請求項１〜７の何れか１項に記載の車両用暖房制御装置の各手段として機能させるための車両用暖房制御プログラム。