JP5381082B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、アイドルストップ機能付きの車両に用いられる車両用空調装置に関し、特にアイドルストップ状態における室内の空調快適性の向上を達成することができるものに関する。

近年、環境保護を目的にして、信号待ち時等の停車時（エンジン動力不要時）にエンジンを自動的に停止させ、発進時に自動的に再始動させて円滑に発進させるようにした、いわゆるアイドルストップ機能付きの車両（以下、「ＩＤ車両」と称する）が実用化されている。

一方、車両には室内の温度、湿度、送風、換気等の調整を行うための空調装置が搭載されており、この空調装置のエアコンユニットは、ベンチレータ（換気機能）とヒータ（暖房機能）とクーラ（冷房・除湿機能）とによって構成されている。

このようなＩＤ車両では、例えば、シフトレバーの位置、車速０状態の一定時間継続、ブレーキスイッチのＯＮ等がエンジンの停止条件となり、このエンジンの停止条件が成立したらエンジンを自動停止する（エコロジカル制御）。ところが、上述した空調装置が作動していた場合、エンジンが停止するとエアコンのコンプレッサやウォータポンプも停止するため、冷房機能及び暖房機能が作用せずに乗員に不快感を与えてしまう。そのため、アイドルストップ制御装置では、従来、エンジンの停止条件が成立しても空調装置を作動させたい場合にはエンジンを停止させないようにしており、アイドルストップ機能が十分に発揮できない。

そこで、例えば、エアコンが作動された状態でエンジンの自動停止条件が成立するとエンジンを自動停止させるが、そのエンジンの自動停止条件として、ボンネットの閉止、冷却水温度が所定範囲内、バッテリの充電量が所定電圧以上、変速機のニュートラル、駐車ブレーキの作動、アイドル運転時間の所定時間の継続に加え、車室内温度が所定範囲内にあることを入れており、車室内温度が所定範囲内にあれば、エンジンを自動停止しても乗員に不快感を与えることはなく、かつ、十分な排気ガス対策や燃費向上が図ることができる（例えば、特許文献１，２参照）。
特開平１１−４４２３０号公報 特開２００６−２４０４５９号公報

上述した車両用空調装置では、次のような問題があった。すなわち、エアコンユニットは、ベンチレータとヒータとクーラを温調ダンパ（エアミックスダンパ）を用いてバランスさせて室内を快適に保つようにしている。このため、室内が快適に冷えた状態でアイドルストップが行われると、温調ダンパの変位がエアコン作動時のまま停止する。したがって、外気温が高い場合には、外気がヒータを経由して室内に流入する場合があり、時間経過とともに室内温度が上昇し、乗員が不快に感じることがある。このため、乗員は設定温度を変えた為にアイドルストップ時間が短縮されるとは限らない為、”乗員が強制的に
アイドルストップを解除してしまうことになり、エンジンが再始動し、アイドルストップ時間が短縮されてしまうという問題があった。

そこで、本発明は、室内の空調快適性の向上とアイドルストップ時間の延長を達成することができる車両用空調装置を提供することを目的とする。

前記の課題を解決する第１の発明（請求項１に対応）に係る車両用空調装置は、運転状態・空調状態に応じてエンジンを自動停止または自動始動させるエンジン自動始動停止手段を有する車両に設けられる車両用空調装置において、上記車両の外気の温度を検出する外気温度検出部と、上記エンジンの自動停止が行われているか否かを判定する判定部と、室内温度を設定し、設定温度を出力する設定スイッチと、上記エンジンの自動停止に連動して停止するコンプレッサと、車両内部に通じるダクト内に設けられ、上記コンプレッサにより圧縮された冷媒を蒸発させるための蒸発器と、上記ダクト内に設けられ、上記エンジンの熱が伝熱されるヒータコアと、上記ダクト内の空気の流れを上記蒸発器と上記ヒータコアとの間で変位させる温調ダンパと、上記エンジンの自動停止が行われている状態で、かつ、上記コンプレッサが停止している状態において、上記外気の温度が所定温度以上の場合は、調和前空気を室内に取り込むための上記温調ダンパを上記蒸発器側位置へ変位させ、上記外気の温度が所定温度より低い場合は、上記温調ダンパを上記蒸発器側位置とヒータコア側位置との間の上記設定温度に対応する位置へ変位させるダンパ制御部とを備えていることを特徴とする。

請求項１に記載された発明によれば、外気温が高い場合であっても室内温度を低く保つことが可能になり、アイドルストップ時の乗員の快適性を維持し、アイドルストップ時間を延長することが可能となる。

図１は本発明の一実施の形態に係る車両用空調装置３０が組み込まれた車両１０を模式的に示す説明図、図２は温調ダンパ制御のフローチャートを示す説明図である。

車両１０は、走行駆動機構２０と、車両用空調装置３０と、車両１０の各部を総合的に制御するＥＣＵ（電子コントロールユニット）１００とを備え、信号待ちなどで車両が停止する所定の条件になると、エアコンがＯＮ状態であっても、エンジン２１を自動的に停止してアイドリングストップ状態とすることで、燃費向上のためのエコロジカル制御が行われている。

走行駆動機構２０は、エンジン２１と、エンジン２１を冷却するラジエータ機構２２と、このラジエータ機構２２を冷却する冷却ファン２３とを備えている。なお、ラジエータ機構２２は後述するヒータコア４７と接続されている。

車両用空調装置３０は、空調ユニット４０と、空調制御部５０とを備えている。空調ユニット４０は、ダクト４１と、エンジン２１によって駆動するコンプレッサ４２と、このコンプレッサ４２に連結されたコンデンサ４３と、このコンデンサ４３にレシーバ４４を介して接続された膨張弁４５及び蒸発器４６と、ラジエータ機構２２に接続されたヒータコア４７と、ダクト４１内に空気を通流させるファン４８と、取り入れられた調和前空気を蒸発器４６側の流路とヒータコア４７側の流路の間で変位させる温調ダンパ４９とを備えている。

空調ユニット４０は、コンプレッサ４２によって低圧ガス状の冷媒が圧縮されて高温高圧のガスとなり、コンデンサ４３で走行風やファン４８によって冷却されて液化され、高圧液状の冷媒が膨張弁４５によって急激に膨張して霧化しやすくなり、蒸発器４６で周囲のフィンから熱を奪ってガス状冷媒となる。この気化の際に熱を大量に奪って冷却を行い、再び低圧ガス状の冷媒となってコンプレッサ４２に戻され、冷凍サイクルが構成される。一方、ヒータコア４７は、暖房モードのときエンジン２１の冷却水を熱源として空気を加熱する機能を有している。

ダクト４１内には温度センサ５１が設けられ、空調吹出温度として空調制御部５０に入力され、車両停止時におけるアイドリングストップの条件が判断される。また、外気温センサ５２及び設定スイッチ５３が空調制御部５０に接続されている。空調制御部５０は、温調ダンパ４９の変位・開度を調節するダンパ制御部及びエンジン２１の自動停止が行われているか否かを判定する判定部を構成している。

ＥＣＵ１００には、車速センサ１０１や図示しないエンジン回転数センサ、アクセル開度センサ、エアフローセンサ等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報に基づいて演算された燃料噴射量や点火時期等の最適値により、適正量の燃料が適正なタイミングで噴射され、点火プラグによって適正なタイミングで点火が実施される。 また、ＥＣＵ１００は各種センサ類からの検出情報に基づいてエンジン２１の運転状態に応じてこのエンジン２１をアイドリングストップまたは自動始動させる制御を行っている（エコロジカル制御）。すなわち、車両１０が信号でアイドル状態で停止しているとき、所定のアイドリングストップ条件、例えば、シフトレバーの位置、車速０状態の一定時間継続、ブレーキスイッチのＯＮ等の停止条件が成立したらエンジンを自動停止する。そして、所定のエンジン始動条件、例えば、クラッチペダルの踏み込み、シフトレバーの走行位置等の始動条件が成立したらエンジンを再始動する。

一方、空調制御部５０では、温度条件等の各種の条件によってエンジン２１のアイドリングストップの可否を判定するとともに、ＥＣＵ１００からの情報に基づいて現時点でアイドリングストップしているか否かを判定すする。また、アイドリングストップ時においては、次のような制御を行う。すなわち、外気の温度が２５℃以上の場合は、温調ダンパ４９を蒸発器４６側位置へ変位させ、外気の温度が２５℃より低い場合は、温調ダンパ４９を蒸発器４６側位置とヒータコア４７側位置との間であって設定スイッチ５３によって設定された設定温度に対応する位置へ変位させる。

このように構成された車両用空調装置３０は、以下のようにして温調ダンパ４９の制御を行う。なお、以下の説明は、空調スイッチが既にＯＮとなっている状態として説明する。また、車両用空調装置３０を作動させるためのコンプレッサ４２は、アイドルストップに連動する。

アイドルストップ制御（エンジン制御）において、図２のフローチャートに示すように、エンジン２１がアイドルストップしているか否かを判定し（ＳＴ１０）、アイドルストップしていなければ、設定温度に合わせた温調ダンパ４９の制御を行う（ＳＴ１３）。すなわち、温調ダンパ４９を蒸発器４６側位置とヒータコア４７側位置との間であって設定スイッチ５３によって設定された設定温度に合わせて変位させる。

一方、アイドルストップしていれば、外気温が２５℃以上か否かが判定される（ＳＴ１１）。外気温が２５℃より低ければ、上述したＳＴ１３の制御が行われる。

外気温２５℃以上であれば、温調ダンパ４９を蒸発器４６側の最大位置（ＭＡＸ−ＣＯＯＬ）に変位させる（ＳＴ１２）。

このように、外気温によって温調ダンパ４９の変位を切り替えることで、外気温が高い時には外気をヒータユニット４７を経由させることなく、蒸発器４６側を通すことで、アイドルストップした直後であっても室内温度を低く維持させることができる。このため、乗員の快適性を維持し、アイドルストップ時間を延長させることができる。

このように本実施の形態に係る車両用空調装置３０によれば、外気の温度が２５℃以上の場合は、温調ダンパ４９を蒸発器４６側位置へ変位させ、外気の温度が２５℃より低い場合は、温調ダンパ４９を蒸発器４６側位置とヒータコア４７側位置との間であって設定スイッチ５３によって設定された設定温度に対応する位置へ変位させることで、乗員の快適性を維持し、アイドルストップ時間を延長させることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、外気温が２５℃以上か否かで判断しているが、２５℃に限られない。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
運転状態・空調状態に応じてエンジンを自動停止または自動始動させるエンジン自動始動停止手段を有する車両に設けられる車両用空調装置において、
上記車両の外気の温度を検出する外気温度検出部と、
上記エンジンの自動停止が行われているか否かを判定する判定部と、
室内温度を設定し、設定温度を出力する設定スイッチと、
上記外気の温度が所定温度以上の場合は、調和前空気を室内に取り込むための温調ダンパを蒸発器側位置へ変位させ、上記外気の温度が所定温度より低い場合は、上記温調ダンパを上記蒸発器側位置とヒータコア側位置との間の上記設定温度に対応する位置へ変位させるダンパ制御部とを備えていることを特徴とする車両用空調装置。

本発明の一実施の形態に係る車両用空調装置が組み込まれた車両の概要を示す説明図。 同車両用空調装置における制御フローを示す説明図。

符号の説明

１０…車両、２０…走行駆動機構、２１…エンジン、２２…ラジエータ機構、２３…冷却ファン、３０…車両用空調装置、４０…空調ユニット、４１…ダクト、４２…コンプレッサ、４３…コンデンサ、４４…レシーバ、４５…膨張弁、４６…蒸発器、４７…ヒータコア、４８…ファン、４９…温調ダンパ、５０…空調制御部、５１…温度センサ、５２…外気温センサ、５３…設定スイッチ、１００…ＥＣＵ（電子コントロールユニット）、１０１…車速センサ。

Claims (1)

1. 運転状態・空調状態に応じてエンジンを自動停止または自動始動させるエンジン自動始動停止手段を有する車両に設けられる車両用空調装置において、
   上記車両の外気の温度を検出する外気温度検出部と、
   上記エンジンの自動停止が行われているか否かを判定する判定部と、
   室内温度を設定し、設定温度を出力する設定スイッチと、
   上記エンジンの自動停止に連動して停止するコンプレッサと、
   車両内部に通じるダクト内に設けられ、上記コンプレッサにより圧縮された冷媒を蒸発させるための蒸発器と、
   上記ダクト内に設けられ、上記エンジンの熱が伝熱されるヒータコアと、
   上記ダクト内の空気の流れを上記蒸発器と上記ヒータコアとの間で変位させる温調ダンパと、
   上記エンジンの自動停止が行われている状態で、かつ、上記コンプレッサが停止している状態において、上記外気の温度が所定温度以上の場合は、調和前空気を室内に取り込むための上記温調ダンパを上記蒸発器側位置へ変位させ、上記外気の温度が所定温度より低い場合は、上記温調ダンパを上記蒸発器側位置とヒータコア側位置との間の上記設定温度に対応する位置へ変位させるダンパ制御部とを備えていることを特徴とする車両用空調装置。

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