JP5877707B2

JP5877707B2 - アイドルストップ車の制御装置

Info

Publication number: JP5877707B2
Application number: JP2011287354A
Authority: JP
Inventors: 裕之谷原
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2016-03-08
Anticipated expiration: 2031-12-28
Also published as: JP2013136267A

Description

この発明は、所定のエンジン停止条件の成立によりエンジンを自動停止するアイドルストップ制御機能を有するアイドルストップ車において、空調制御手段により、エンジンの冷却水または動力を利用して空気を加熱、冷却する熱交換器を通して車室内に送る空気量を制御するアイドルストップ車の制御装置に関する。

従来、車両用の空調装置として、例えば特許文献１に記載のものがあり、図５にその具体的構成を示す。図５は走行用エンジン１および走行用モータ６を備えたハイブリッドカーの例であり、エンジン１の冷却水及びその回転動力を利用して車室内の空調を行うためのフロント空調ユニット２は、内部に空気通路を形成するフロント空調ダクト１１と、フロント空調ダクト１１内に空調風を発生する遠心式ファン１２と、遠心式ファン１２の回転駆動用ブロワモータ１３と、走行用エンジン１の回転動力を利用して空気を冷却する冷却用熱交換器１４と、走行用エンジン１の冷却水を利用して空気を再加熱する加熱用熱交換器１５とを有する。

フロント空調ダクト１１の空気上流部には、内気吸込口１６から車室内空気（内気）を吸い込む内気循環モードと外気吸込口１７から車室外空気（外気）を吸い込む外気導入モードとを切り替える内外気切替ダンパ１８が設けられ、フロント空調ダクト１１の空気下流部には、デフロスタ（ＤＥＦ）開口部（吹出口）２０、フェイス（ＦＡＣＥ）開口部（吹出口）２１およびフット（ＦＯＯＴ）開口部２２を開閉することで吹出口モードを切り替える吹出口切替ダンパ２３、２４が設けられている。これらの吹出口切替ダンパ２３、２４は、サーボモータ等により駆動される。

冷却用熱交換器１４は、冷凍サイクルの一構成部品を成すエバポレータ（冷媒蒸発器）であり、空気通路を全面塞ぐようにフロント空調ダクト１１内に配設され、走行用エンジン１の回転動力を利用して、自身を通過する空気の冷却および除湿を行う。

ここで、冷凍サイクルは、Ｖベルト３４を介して走行用エンジン１からコンプレッサ３０への回転動力の伝達を断続する電磁クラッチ３５が連結されることで走行用エンジン１により駆動されて、吸入した冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサ（冷媒圧縮機）３０と、圧縮された冷媒を凝縮液化させるコンデンサ（冷媒凝縮器）３１と、凝縮液化された冷媒を気液分離して液冷媒のみを下流に流すレシーバ（受液器、気液分離器）３２と、液冷媒を減圧膨張させるエキスパンションバルブ（膨張弁、減圧手段）３３と、減圧膨張された冷媒を蒸発気化させる上記の冷却用熱交換器１４と、これらを環状に接続する冷媒配管等から構成されている。コンデンサ３１は、冷却ファン３９により冷却される。

加熱用熱交換器１５は、走行用エンジン１の冷却水が循環する冷却水回路の一構成部品を成すヒータコアであり、内部に走行用エンジン１を冷却した冷却水が流れ、この冷却水を暖房用熱源として冷風を再加熱する室内熱交換器であって、空気通路を部分的に塞ぐようにフロント空調ダクト１１内に配されている。加熱用熱交換器１５の空気上流側には、加熱用熱交換器１５を通過する空気量（温風量）と加熱用熱交換器１５を迂回する空気量（冷風量）との割合を調節して、車室内へ吹き出す空気の吹出温度を調整するエアミックス（Ａ／Ｍ）ダンパ３７が設けられている。

そして、上記した特許文献１の車両では、空調装置の作動中であって、走行用エンジン１の自動停止中の場合に、ブロア量を減じるように制御して走行用エンジン１の冷却水温の低下を抑え、走行用エンジン１を自動停止した直後に再始動し難くして燃費向上を図ることが行われている。

特開２０００−１４２０９５号公報（例えば、段落００１２〜００２０および図１）

しかし、上記した特許文献１のようにブロア量を減じる制御を行うと、空調装置のブロア量を減じる必要のないときまでブロア量を減じることになり、空調による乗員の快適性が犠牲になるという問題点がある。

そこで、ヒータコア（加熱用熱交換器１５）の下流側にヒータコア吹出温度を検出する吹出温度センサを設置し、例えば暖房時において図６に示すように、アイドルストップ中であるときに（図６のステップＳ１のＹＥＳ）、吹出温度センサによるヒータコア吹出温度Ｔが予め設定されたエンジン再始動を要求すべきしきい値Ｔｔｈよりも下がったかどうかの判定を行い（ステップＳ２）、ヒータコア吹出温度Ｔが閾値Ｔｔｈよりも下がれば（Ｔ＜Ｔｔｈ）、ステップＳ２をＹＥＳで通過してエンジンを再始動する（ステップＳ３）ことが考えられる。なお、冷房時には、暖房時のしきい値Ｔｔｈと異なる冷房時のしきい値Ｔｔｈ’と吹出温度センサによるヒータコア吹出温度Ｔとを比較し、Ｔ＞Ｔｔｈ’となれば、エンジンを再始動すればよい。

このようにすれば、図７に示すように、アイドルストップによるエンジン停止に伴うブロア量の低下によりヒータコア吹出温度Ｔがしきい値Ｔｔｈまで低下すると、エンジンが再始動してヒータコア（図５の加熱用熱交換器１５）を再び温風が通過し始めるため、車室内温度が下がることによる乗員に不快感を与えることを防止することが考えられる。なお、冷房時も同様である。

また、上記した吹出温度センサにより検出されるヒータコア吹出温度に基づきエンジン再始動のほかに、電動ウォーターポンプを設けてアイドルストップ中にもヒータコア（図５の加熱用熱交換器１５）にエンジンの冷却水を強制循環させるようにし、アイドルストップによる停止中により、図８中の破線に示す電動ウォーターポンプがない場合のように、ヒータコア吹出温度が低下することなく、図８中の実線のように、ヒータコア吹出温度が停止前とほぼ変わらないようにして乗員への不快感を防止することも考えられる。

しかし、これらの場合、吹出温度センサや電動ウォーターポンプを必要とする分コストの上昇を招くという新たな問題が生じる。

本発明は、アイドルストップ車において、低コストな構成により、アイドルストップ制御による停止中であっても乗員に快適な空調環境を提供できるようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明のアイドルストップ車の制御装置は、所定のエンジン停止条件の成立によりエンジンを自動停止するアイドルストップ制御手段と、前記エンジンの冷却水または動力を利用して空気を加熱、冷却する熱交換器と、前記熱交換器を通して車室内に送る空気量を制御し、前記熱交換器を通して車室内に空気を送っている場合に、前記エンジン停止条件が成立すると前記熱交換器を通す空気量を抑制する空調制御手段とを備えるアイドルストップ車の制御装置において、前記アイドルストップ制御手段によるアイドルストップ制御時に前記空調制御手段が暖房状態であるか冷房状態であるかを検知する検知手段と、車室外温度を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された車室外温度に基づき、前記エンジン停止条件が成立してから前記熱交換器を通す空気量を抑制するまでの待機時間を設定する設定手段とを備え、前記設定手段は、前記検知手段による暖房状態の検知時に、前記検出手段により検出された前記車室外温度が低いほど前記待機時間を短く、前記検出手段により検出された前記車室外温度が高いほど前記待機時間を長く設定し、前記検知手段による冷房状態の検知時に、前記検出手段により検出された前記車室外温度が低いほど前記待機時間を長く、前記検出手段により検出された前記車室外温度が高いほど前記待機時間を短く設定し、前記空調制御手段は、前記設定手段による前記待機時間の経過後に、前記熱交換器を通す空気量を抑制することを特徴としている（請求項１）。

請求項１に係る発明によれば、暖房状態では、検出手段により検出される車室外温度が低いほど、設定手段によって待機時間を短く設定することができるので、エンジンが自動停止してから早めに熱交換器を通す空気量を抑制でき、熱交換器の温度が車室外温度に近づく速度が低下する。一方、検出手段により検出される車室外温度が高いほど、設定手段によって待機時間を長く設定することができるので、エンジンが自動停止してから遅めに熱交換器を通す空気量を抑制でき、不必要に熱交換器を通す空気量を抑制することがない。そのため、暖房時において、乗員に対して快適な空調環境を長く保つことができる。

また、冷房状態は、検出手段により検出される車室外温度が低いほど、設定手段によって待機時間を長く設定することができるので、エンジンが自動停止してから遅めに熱交換器を通す空気量を抑制でき、不必要に熱交換器を通す空気量を抑制することがない。一方、検出手段により検出される車室外温度が高いほど、設定手段によって待機時間を短く設定することができるので、エンジンが自動停止してから早めに熱交換器を通す空気量を抑制でき、熱交換器の温度が車室外温度に近づく速度が低下する。そのため、冷房時においても、乗員に対して快適な空調環境を長く保つことができる。

したがって、空調装置乃至空調システムを備えたアイドルストップ車において、車室外温度を検出する温度センサなどの検出手段を設けるのみで、乗員に対して暖房及び冷房時の快適な空調環境を低コストで提供することが可能になる。

本発明に係るアイドルストップ車の制御装置の一実施形態のブロック図である。図１の待機時間の設定に関する説明図である。図１の動作説明用フローチャートである。図１の動作説明図である。一般の車両用の空調装置の概略構成図である。従来の空調制御に関する動作説明用フローチャートである。図６の動作説明図である。他の従来例の動作説明図である。

つぎに、本発明の一実施形態について、図１ないし図４を参照して説明する。なお、図１はアイドルストップ車の制御装置のブロック図、図２は待機時間の設定に関する説明図、図３は動作説明用フローチャート、図４は動作説明図である。

図１に示すように、アイドルストップ車５０には、アイドルストップ制御のＥＣＵが形成するアイドルストップ制御部５１、エンジン制御のＥＣＵが形成するエンジン制御部５２、空調制御のＥＣＵが形成する空調制御部５３が設けられている。

上記したアイドルストップ制御部５１は、所定の自動停止条件（例えば、ストップランプが点灯していて所定車速以下である等の条件）の成立を確認すると、走行が完全に停止したとき、或いは、走行が完全に停止しなくても所定車速以下（例えば、７ｋｍ／ｈ以下）に低下したときに、エンジンを自動停止（アイドルストップ）させるべくエンジン制御部５２にエンジン停止指令を出力する。続いて、自動停止状態においてドライバがブレーキペダルから足を離し、ブレーキのマスタシリンダ圧が所定の開放圧に低下すると、アイドルストップ制御部５１は所定の再始動条件が成立したことを確認し、停止しているエンジンが自動的に再始動すべくエンジン制御部５２に再始動指令を出力する。そして、エンジン制御部５２は、上記したアイドルストップ制御部５１からの指令に基づき、エンジンの自動停止制御および再始動制御を行う。このアイドルストップ制御部５１のアイドルストップ制御機能が本発明における「アイドルストップ制御手段」に相当する。

アイドルストップ車５０は図５に示す空調装置と同様の構成の空調装置を備える。以下では、図５も参照して説明する。空調制御部５３は、室内温度設定スイッチ５５の出力信号を取り込み、該スイッチ５５の操作による設定温度になるように、図５の冷却用熱交換器１４、加熱用熱交換器１５に空調風を通すファン１２と同様、冷却用および加熱用の両熱交換器を通すファンによるブロア風量を調節する通常の自動空調制御を行う。

さらに、空調制御部５３は、アイドルストップ制御部５１によるアイドルストップ中における空調環境を改善する制御も行う。すなわち、図５に示すデフロスタ（ＤＥＦ）開口部２０、フェイス（ＦＡＣＥ）２１、フット（ＦＯＯＴ）開口部２２の各吹出口と同様の吹出口の切替え操作用の切替スイッチ５７の切替え状態、設定された設定温度、車室外温度等に基づき、アイドルストップ制御時における吹出口の位置から暖房状態、冷房状態のいずれであるかを検知し、車室外温度を検出する車室外温度センサ５６からの検出信号を取り込み、車室外温度センサ５６により検出された車室外温度に基づき、アイドルストップ制御のエンジン停止条件が成立（アイドルストップ）してから各熱交換器を通す空気量であるブロア量を抑制するまでの待機時間を内蔵のタイマ５９に設定し、タイマ設定した待機時間の経過後にブロア量調整部５８に指令を出力し、図５のブロアモータ１３及びファン１２と同様のブロアモータおよびファンを制御して熱交換器を通すブロア量を抑制する。

タイマ設定する待機時間は次のように定めるのが望ましい。例えば切替スイッチ５７の出力信号に基づき吹出口がフット（ＦＯＯＴ）に切替え設定されているとき等には、暖房状態であると判断できることから、図２（ａ）に示すように、車室外温度センサ５６による車室外温度(外気温）が５℃より低ければ、待機時間として１０秒をタイマ５９に設定し、車室外温度が１５℃より高ければ、待機時間として２０秒をタイマ５９に設定し、車室外温度が５℃から１５℃の間であれば、車室外温度に比例して１０秒から２０秒までの待機時間をタイマ５９に設定する。

また、例えば切替スイッチ５７の出力信号に基づき吹出口がフェイス（ＦＡＣＥ）に切替え設定されているとき等には、冷房状態であると判断できることから、図２（ｂ）に示すように、車室外温度センサ５６による車室外温度(外気温）が１５℃より低ければ、待機時間として２０秒をタイマ５９に設定し、車室外温度が３０℃より高ければ、待機時間として１０秒をタイマ５９に設定し、車室外温度が１５℃から３０℃の間であれば、車室外温度に反比例して２０秒から１０秒までの待機時間をタイマ５９に設定する。

図２（ａ）、（ｂ）に示す暖房時および冷房時の車室外温度(外気温)と待機時間との関係をそれぞれマップ化し、空調制御部５３に内蔵のメモリあるいは外付けのメモリに記憶しておき、アイドルストップ制御によりエンジンが自動停止する際に、そのときの冷暖房状態における車室外温度に応じた待機時間をメモリのマップから読み出してタイマ５９に設定すればよい。ここで、車室外温度に対応する待機時間は、実験等により、人の快適温度を維持できるよう考慮して、好適にチューニングされたものであるとともに、所定の高温側温度（図２（ａ）では１５℃）以上および所定の低温側温度（図２（ａ）では５℃）以下では一定としている。

次に、アイドルストップ制御によるエンジン自動停止時の空調制御に関する動作について、図３のフローチャートを参照して説明する。

図３は暖房時の制御手順を示しており、同図に示すように、アイドルストップ制御部５１により、例えばストップランプが点灯していて所定車速以下（速度０も含む）であるなどの所定のアイドルストップ制御の自動停止条件が成立し、アイドルストップ中であるか否かの判定がなされ（ステップＳ１１）、この判定結果がＮＯであれば判定結果がＹＥＳになるまでステップＳ１１の判定が繰り返され、ＹＥＳになれば次のステップＳ１２に移行し、空調制御部５１により、吹出口切替スイッチ５７の状態から吹出口がフット（ＦＯＯＴ）に切替えられているか否かの判定がなされ(ステップＳ１２）、この判定結果がＮＯであればステップＳ１１に戻り、判定結果がＹＥＳであれば空調が暖房状態であると判断されて次のステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３では、車室外温度センサ５６による車室外温度(外気温）が検出され（ステップＳ１３）、空調制御部５１により、メモリに格納されたマップから、検出された車室外温度に対応する暖房時の待機時間が読み出されてタイマ５９に設定され（ステップＳ１４）、アイドルストップしてからの経過時間Ｓidが、タイマ５９に設定された待機時間Ｓsbを上回ったか（Ｓid＞Ｓsb）どうかの判定がなされる(ステップＳ１５）。

そして、アイドルストップしてから、まだ待機時間Ｓsbを経過しておらず、Ｓid＜ＳsbでステップＳ１５の判定結果がＮＯであれば、経過時間Ｓidが待機時間Ｓsbを上回ってＳid＞ＳsbとなってステップＳ１５の判定結果がＹＥＳになれば、空調制御部５１からブロア量を抑制すべくブロア量調整部５８に指令が出力され、ブロア量調整部５８によりブロアモータおよびファンが制御されて熱交換器を通すブロア量が例えばＨｉｇｈからＬｏｗに切替えられてブロア量が抑制され（ステップＳ１６）、その後制御は終了する。なお、本実施の形態では、上記ブロア量の抑制は、風量を０にはしない範囲で行われる。

なお、吹出口がフェイス（ＦＡＣＥ）に切替え設定されている冷房状態の場合も、上記した暖房状態と同様にして、ブロア量の抑制制御が行われる。

上記した手順による暖房状態でのアイドルストップ時のブロア量制御の結果、ブロア量について見ると、空調が暖房状態で走行中にアイドルストップ制御の自動停止条件が成立してアイドルストップし、アイドルストップしてから上記した待機時間が経過すると抑制制御されて図４中の実線に示すように変化するのに対し、上記したブロア量制御を行わない場合には、図４中の破線に示すように、アイドルストップしてから上記した待機時間が経過しても抑制されることなくそのままのブロア量に維持される。

その結果、空調が暖房状態で走行中にアイドルストップ制御の自動停止条件が成立してアイドルストップすると、加熱用熱交換器であるヒータコアの吹出温度は、例えば図４中の実線に示すように変化し、アイドルストップしてから上記した待機時間が経過した後、それ以下に低下することがない。一方、上記したブロア量制御を行わない場合には、図４中の破線のように、ヒータコアの吹出温度はアイドルストップしてから上記した待機時間が経過した後も低下し続ける。

したがって、上記した実施形態によれば、アイドルストップ制御により、走行中、エンジン自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止し、エンジン再始動条件の成立によりエンジンを再始動するため、燃費の向上を図ることができる。

さらに、暖房状態では、車室外温度が低いほど、待機時間が短く設定され、エンジンが自動停止してから早めにブロア量が抑制されるため、ヒータコア吹出温度（すなわち、熱交換器）が車室外温度に近づく速度を低下させることができる。一方、車室外温度が高いほど、待機時間が長く設定され、エンジンが自動停止してから遅めにブロア量が抑制されるため、不必要に熱交換器を通す空気量であるブロア量を抑制することがない。そのため、暖房時において、乗員に対して快適な空調環境を長く保つことができる。

また、冷房状態では、車室外温度が低いほど、待機時間が長く設定され、エンジンが自動停止してから遅めにブロア量が抑制されるため、不必要に熱交換器を通す空気量であるブロア量を抑制することがない。一方、車室外温度が高いほど、待機時間が短く設定され、エンジンが自動停止してから早めにブロア量が抑制されるため、ヒータコア吹出温度が車室外温度に近づく速度を低下させることができる。そのため、冷房時においても、乗員に対して快適な空調環境を長く保つことができる。

したがって、空調装置を備えたアイドルストップ車において、車室外温度を検出する検出手段として安価な車室外温度センサ５６を設けるのみで、乗員に対して暖房及び冷房時の快適な空調環境を低コストで提供することが可能になる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。例えば、暖房時、冷房時の車室外温度（外気温）と待機時間との関係は、図２に示すものに限らないのは勿論である。

また、上記した実施形態では、暖房時、冷房時の車室外温度（外気温）と待機時間との関係をマップ化してメモリに予め記憶するようにしたが、その都度演算によって導出するなどしてもよい。

また、上記した実施形態では、エンジンのみの場合を例として説明したが、例えばエンジンとモータを併用するハイブリッド車である場合にも本発明を適用することが可能である。

５０アイドルストップ車両
５１アイドルストップ制御部（アイドルストップ制御手段）
５３空調制御部（空調制御手段、設定手段）
５６車室外温度センサ（検出手段）

Claims

所定のエンジン停止条件の成立によりエンジンを自動停止するアイドルストップ制御手段と、前記エンジンの冷却水または動力を利用して空気を加熱、冷却する熱交換器と、前記熱交換器を通して車室内に送る空気量を制御し、前記熱交換器を通して車室内に空気を送っている場合に、前記エンジン停止条件が成立すると前記熱交換器を通す空気量を抑制する空調制御手段とを備えるアイドルストップ車の制御装置において、
前記アイドルストップ制御手段によるアイドルストップ制御時に前記空調制御手段が暖房状態であるか冷房状態であるかを検知する検知手段と、
車室外温度を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された車室外温度に基づき、前記エンジン停止条件が成立してから前記熱交換器を通す空気量を抑制するまでの待機時間を設定する設定手段と
を備え、
前記設定手段は、前記検知手段による暖房状態の検知時に、前記検出手段により検出された前記車室外温度が低いほど前記待機時間を短く、前記検出手段により検出された前記車室外温度が高いほど前記待機時間を長く設定し、前記検知手段による冷房状態の検知時に、前記検出手段により検出された前記車室外温度が低いほど前記待機時間を長く、前記検出手段により検出された前記車室外温度が高いほど前記待機時間を短く設定し、
前記空調制御手段は、前記設定手段による前記待機時間の経過後に、前記熱交換器を通す空気量を抑制することを特徴とするアイドルストップ車の制御装置。