JPH11170856A - ハイブリッド自動車用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハイブリッド自動車の車室内の快適性を低下
させることなく、走行用エンジン１の燃料消費率を減少
して燃料経済性を向上する。 【解決手段】 エアコンスイッチがＯＮされている時の
クールダウン終了後には、クールダウン中と比較して、
コンプレッサ４１の稼働率を下げるために、電磁クラッ
チ４６の通電を停止してコンプレッサ４１をＯＦＦす
る。また、エコノミースイッチがＯＮされている時に、
エバ後温度センサにて検出するエバ後温度（ＴＥ）が１
３℃以上になったら電磁クラッチ４６を通電してコンプ
レッサ４１をＯＮするハイブリッド自動車用空調装置に
おいて、クールダウン終了後には、クールダウン中と比
較して、コンプレッサ４１の稼働率を下げるために、走
行用エンジン１にベルト駆動されるコンプレッサ４１を
ＯＮする温度を１３℃から２５℃に高く設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド自動
車の車室内を快適な温度にコントロールするハイブリッ
ド自動車用空調装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、発進時や低速走行ではバッテ
リで走行用モータを通電することにより走行用モータだ
けで動力が伝達され、通常走行では走行用エンジンだけ
で動力が伝達され、加速走行時には走行用モータと走行
用エンジンの両方の動力が伝達されるハイブリッド自動
車がある。

【０００３】このようなハイブリッド自動車の車室内を
空調するハイブリッド自動車用空調装置として、特開平
６−２８６４５９号公報に記載された技術がある。この
従来の技術は、エンジンをオフにして走行用モータにて
走行中にエアコン操作スイッチをオンすると、走行用エ
ンジンを始動して冷凍サイクルのコンプレッサに走行用
エンジンの動力を伝達することにより、空調ダクト内の
エバポレータを作動させて、車室内の温度を所望の温度
にコントロールしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の技術
においては、車室内の温度を快適な温度にするために、
エアコン操作スイッチをＯＮしてコンプレッサを起動さ
せると、ハイブリッド自動車の走行に不要な時でも、コ
ンプレッサに動力を伝達するために走行用エンジンが始
動してしまう。この結果、走行用エンジンの燃料消費率
が増加し燃料経済性（省燃費効果）が悪化するという問
題が生じている。

【０００５】

【発明の目的】本発明の目的は、ハイブリッド自動車の
車室内の快適性を低下させることなく、走行用エンジン
の燃料消費率を減少して燃料経済性を向上することので
きるハイブリッド自動車用空調装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、クールダウン判定手段にてハイブリッド自動車
の車室内の空調状態がクールダウン終了後であると判定
された場合に、クールダウン中の冷媒圧縮機の稼働率と
比較して、クールダウン終了後の冷媒圧縮機の稼働率を
小さく設定する。そして、仮に冷媒圧縮機を電気モータ
で駆動する場合には、冷媒圧縮機の稼働率を小さくすれ
ば、電気モータの負荷が減少してバッテリの寿命が長く
なり、走行用エンジンがバッテリを回してバッテリを充
電する機会が減るので、走行用エンジンの負荷が減少す
る。また、仮に冷媒圧縮機を走行用モータで駆動する場
合には、冷媒圧縮機の稼働率を小さくすれば、走行用エ
ンジンの負荷が減少する。したがって、クールダウン中
には冷媒圧縮機の稼働率を上げることにより、ハイブリ
ッド自動車の車室内の空調状態を快適な空調状態にする
ことができ、クールダウン終了後には走行用エンジンの
燃料消費率を減少して燃料経済性を向上することができ
る。

【０００７】請求項２に記載の発明によれば、冷却度合
検出手段にて検出した空気冷却度合が制御目標値以上の
時に冷媒圧縮機を起動させる圧縮機制御手段を有するハ
イブリッド自動車用空調装置において、クールダウン終
了後には、クールダウン中と比較して、冷媒圧縮機を起
動する制御目標値を高く設定することにより、冷媒圧縮
機を起動する機会が減る。それによって、クールダウン
終了後には、クールダウン中よりも走行用エンジンの負
荷が減少するので、請求項１と同様な効果を達成するこ
とができる。

【０００８】請求項３に記載の発明によれば、空調状態
切替手段にて車室内の空調状態をエコノミーモードに切
り替え、且つクールダウン終了後には、クールダウン中
と比較して、冷媒圧縮機を起動する制御目標値を、クー
ルモード時における制御目標値よりも高く設定すること
により、冷媒圧縮機を起動する機会が減る。それによっ
て、クールダウン終了後には、クールダウン中よりも走
行用エンジンの負荷が減少するので、請求項１と同様な
効果を達成することができる。請求項４に記載の発明に
よれば、クールダウン終了後には、冷媒圧縮機を停止す
ることにより、クールダウン終了後には、クールダウン
中よりも走行用エンジンの負荷を減少できる。また、走
行用エンジンを運転しなくても良い条件であれば走行用
エンジンも停止できるので、請求項１と同様な効果を達
成することができる。

【０００９】請求項５に記載の発明によれば、駆動源の
始動および停止と冷媒圧縮機の起動および停止とを連動
させることにより、ハイブリッド自動車の車室内を冷房
する必要のある時に冷媒圧縮機を駆動する駆動源を始動
し、車室内の冷房が不要な時に駆動源を停止することが
できるので、車室内の快適性の向上と省燃費との両立を
図ることができる。請求項６に記載の発明によれば、ク
ールダウン判定手段によって、温度設定手段にて設定し
た設定温度と内気温度検出手段にて検出した内気温度と
の温度差が所定温度差以内の時に、車室内の空調状態が
クールダウン終了後であると判定される。

【００１０】

【発明の実施の形態】〔第１実施形態の構成〕図１ない
し図８は本発明の第１実施形態を示したもので、図１は
ハイブリッド自動車の概略構成を示した図で、図２はハ
イブリッド自動車用空調装置の全体構成を示した図で、
図３はハイブリッド自動車用空調装置の制御系を示した
図である。

【００１１】本実施形態のハイブリッド自動車用空調装
置は、例えば走行用ガソリンエンジン（以下走行用エン
ジンと略す）１、電動発電機により構成された走行用モ
ータ２、走行用エンジン１を始動させるための始動用モ
ータや点火装置を含むエンジン始動装置３、および走行
用モータ２やエンジン始動装置３に電力を供給するバッ
テリ（ニッケル水素蓄電池）４を搭載するハイブリッド
自動車５の車室内を空調するエアコンユニット６の各空
調手段（アクチュエータ）を、空調制御装置（以下エア
コンＥＣＵと言う）７によって制御することにより、車
室内の温度を常に設定温度に保つよう自動制御するよう
に構成されたオートエアコンである。

【００１２】なお、走行用エンジン１は、ハイブリッド
自動車５の車軸に係脱自在に駆動連結されている。ま
た、走行用モータ２は、ハイブリッド自動車５の車軸に
係脱自在に駆動連結され、走行用エンジン１と車軸とが
連結していない時に車軸と連結されるようになってい
る。そして、走行用モータ２は、本発明の駆動源に相当
するもので、ハイブリッド制御装置（以下ハイブリッド
ＥＣＵと言う）８により自動制御（例えばインバータ制
御）されるように構成されている。

【００１３】さらに、エンジン始動装置３は、エンジン
制御装置（以下エンジンＥＣＵと言う）９によりガソリ
ン（燃料）の燃焼効率が最適になるよう自動制御される
ように構成されている。なお、エンジンＥＣＵ９は、ハ
イブリッド自動車５の通常の走行およびバッテリ４の充
電が必要な時に、エンジン始動装置３を通電制御して走
行用エンジン１を運転する。

【００１４】エアコンユニット６は、空調ユニットに相
当するもので、内部にハイブリッド自動車５の車室内に
空調空気を導く空気通路を形成する空調ダクト１０、こ
の空調ダクト１０内において空気流を発生させる遠心式
送風機３０、空調ダクト１０内を流れる空気を冷却して
車室内を冷房するための冷凍サイクル４０、および空調
ダクト１０内を流れる空気を加熱して車室内を暖房する
ための冷却水回路５０等から構成されている。

【００１５】空調ダクト１０は、ハイブリッド自動車５
の車室内の前方側に配設されている。その空調ダクト１
０の最も上流側（風上側）は、吸込口切替箱（内外気切
替箱）を構成する部分で、車室内空気（以下内気と言
う）を取り入れる内気吸込口１１、および車室外空気
（以下外気と言う）を取り入れる外気吸込口１２を有し
ている。

【００１６】さらに、内気吸込口１１および外気吸込口
１２の内側には、内外気（吸込口）切替ダンパ１３が回
動自在に取り付けられている。この内外気切替ダンパ１
３は、サーボモータ等のアクチュエータ１４により駆動
されて、吸込口モードを内気循環モード、外気導入モー
ド等に切り替える。なお、内外気切替ダンパ１３は、吸
込口切替箱と共に内外気切替手段を構成する。

【００１７】また、空調ダクト１０の最も下流側（風下
側）には、吹出口切替箱を構成する部分で、デフロスタ
（ＤＥＦ）開口部、フェイス（ＦＡＣＥ）開口部および
フット（ＦＯＯＴ）開口部が形成されている。そして、
ＤＥＦ開口部には、デフロスタダクト１５が接続され
て、このデフロスタダクト１５の最下流端には、ハイブ
リッド自動車５のフロント窓ガラスの内面に向かって主
に温風を吹き出すデフロスタ（ＤＥＦ）吹出口１８が開
口している。

【００１８】また、ＦＡＣＥ開口部には、フェイスダク
ト１６が接続されて、このフェイスダクト１６の最下流
端には、乗員の頭胸部に向かって主に冷風を吹き出すフ
ェイス（ＦＡＣＥ）吹出口１９が開口している。さら
に、ＦＯＯＴ開口部には、フットダクト１７が接続され
て、このフットダクト１７の最下流端には、乗員の足元
部に向かって主に温風を吹き出すフット（ＦＯＯＴ）吹
出口２０が開口している。

【００１９】そして、各吹出口の内側には、２個の吹出
口切替ダンパ２１が回動自在に取り付けられている。２
個の吹出口切替ダンパ２１は、サーボモータ等のアクチ
ュエータ２２によりそれぞれ駆動されて、吹出口モード
をフェイス（ＦＡＣＥ）モード、バイレベル（Ｂ／Ｌ）
モード、フット（ＦＯＯＴ）モード、フットデフ（Ｆ／
Ｄ）モードまたはデフロスタ（ＤＥＦ）モードのいずれ
に切り替える。なお、２個の吹出口切替ダンパ２１は、
吹出口切替箱と共に吹出口切替手段を構成する。

【００２０】遠心式送風機３０は、空調ダクト１０と一
体的に構成されたスクロールケースに回転自在に収容さ
れた遠心式ファン３１、およびこの遠心式ファン３１を
回転駆動するブロワモータ３２を有している。そして、
ブロワモータ３２は、ブロワ駆動回路３３を介して印加
されるブロワ端子電圧（以下ブロワ電圧と言う）に基づ
いて、送風量（遠心式ファン３１の回転速度）が制御さ
れる。

【００２１】冷凍サイクル４０は、走行用エンジン１に
ベルト駆動されて冷媒を圧縮するコンプレッサ（本発明
の冷媒圧縮機に相当する）４１、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）４２、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）４３、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）４４、
減圧膨張された冷媒を蒸発気化させるエバポレータ（冷
媒蒸発器）４５、および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。

【００２２】このうち、エバポレータ４５は、本発明の
冷却用熱交換器に相当するもので、空気通路を全面塞ぐ
ようにして空調ダクト１０内に配設され、自身を通過す
る空気を冷却する空気冷却作用および自身を通過する空
気を除湿する空気除湿作用を行う室内熱交換器である。
また、コンプレッサ４１には、走行用エンジン１からコ
ンプレッサ４１への回転動力の伝達を断続するクラッチ
手段としての電磁クラッチ４６が連結されている。この
電磁クラッチ４６は、クラッチ駆動回路４７により制御
される。

【００２３】そして、電磁クラッチ４６が通電（ＯＮ）
された時に、走行用エンジン１の回転動力がコンプレッ
サ４１に伝達されて、エバポレータ４５による空気冷却
作用が行われる。このとき、コンプレッサ４１の吐出口
より吐出される冷媒の吐出容量は、走行用エンジン１の
回転速度に比例して変化する。また、電磁クラッチ４６
の通電が停止（ＯＦＦ）した時に、走行用エンジン１と
コンプレッサ４１とが遮断され、エバポレータ４５によ
る空気冷却作用が停止される。ここで、コンデンサ４２
は、ハイブリッド自動車５が走行する際に生じる走行風
を受け易い場所に配設され、内部を流れる冷媒と冷却フ
ァン４８により送風される外気および走行風とを熱交換
する室外熱交換器である。

【００２４】冷却水回路５０は、図示しないウォータポ
ンプによって、走行用エンジン１のウォータジャケット
で暖められた冷却水を循環させる回路で、ラジエータ、
サーモスタット（いずれも図示せず）およびヒータコア
５１を有している。このヒータコア５１は、加熱用熱交
換器に相当するもので、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。

【００２５】そして、ヒータコア５１は、空気通路を部
分的に塞ぐように空調ダクト１０内においてエバポレー
タ４５よりも下流側に配設されている。ヒータコア５１
の空気上流側には、エアミックスダンパ５２が回動自在
に取り付けられている。このエアミックスダンパ５２
は、サーボモータ等のアクチュエータ５３に駆動され
て、その停止位置によって、ヒータコア５１を通過する
空気量とヒータコア５１を迂回する空気量との割合を調
節して、車室内へ吹き出す空気の吹出温度を調整する吹
出温度調整手段として働く。

【００２６】次に、本実施態様の制御系の構成を図１、
図３および図４に基づいて説明する。エアコンＥＣＵ７
には、エンジンＥＣＵ９から出力される通信信号、車室
内前面に設けられたコントロールパネルＰ上の各スイッ
チからのスイッチ信号、および各センサからのセンサ信
号が入力される。なお、エアコンＥＣＵ７は、本発明の
圧縮機（コンプレッサ）制御手段に相当するものであ
る。

【００２７】ここで、コントロールパネルＰ上の各スイ
ッチとは、図４に示したように、コンプレッサ４１の起
動および停止を指令するためのエアコン（Ａ／Ｃ）スイ
ッチ６０およびエコノミースイッチ６１、吸込口モード
を切り替えるための吸込口切替スイッチ６２、車室内の
温度を所望の温度に設定するための温度設定レバー（本
発明の温度設定手段に相当する）６３、遠心式ファン３
１の送風量を切り替えるための風量切替レバー６４、お
よび吹出口モードを切り替えるための吹出口切替スイッ
チ等である。

【００２８】このうちＡ／Ｃスイッチ６０は、本発明の
空調状態切替手段に相当するもので、車室内の快適性を
重視するクールモードを指令するエアコンスイッチであ
る。また、エコノミースイッチ６１は、本発明の空調状
態切替手段に相当するもので、コンプレッサ４１のＯＮ
／ＯＦＦ温度を定常時の４℃ＯＮ、３℃ＯＦＦに対し
て、１３℃ＯＮ、１２℃ＯＦＦにする燃料経済性（省燃
費性）を重視するエコノミーモードを指令するエアコン
スイッチである。なお、Ａ／Ｃスイッチ６０とエコノミ
ースイッチ６１を１つの手動操作手段（スイッチ）で構
成しても良い。ハイブリッド自動車５の運転状態を検出
するセンサの値や下記の空調状態設定手段によって設定
された値によってクールモードとエコノミーモードとを
切り替えても良い。また、温度設定レバー６３は、空調
状態設定手段に相当するもので、空調状態設定手段とし
てはこの他に吸込口切替スイッチ６２、風量切替レバー
６４または吹出口切替スイッチを使用することができ
る。

【００２９】そして、この吹出口切替スイッチには、Ｆ
ＡＣＥモードに固定するためのフェイス（ＦＡＣＥ）ス
イッチ６５、Ｂ／Ｌモードに固定するためのバイレベル
（Ｂ／Ｌ）スイッチ６６、ＦＯＯＴモードに固定するた
めのフット（ＦＯＯＴ）スイッチ６７、Ｆ／Ｄモードに
固定するためのフットデフ（Ｆ／Ｄ）スイッチ６８、お
よびＤＥＦモードに固定するためのデフロスタ（ＤＥ
Ｆ）スイッチ６９等がある。

【００３０】そして、各センサとは、図３に示したよう
に、車室内の空気温度（以下内気温度と言う）を検出す
る内気温度センサ（本発明の内気温度検出手段に相当す
る）７１、車室外の空気温度（以下外気温度と言う）を
検出する外気温度センサ（外気温度検出手段）７２、車
室内に照射される日射量を検出する日射センサ（日射検
出手段）７３、エバポレータ４５の空気冷却度合を検出
するエバ後温度センサ（本発明の冷却度合検出手段に相
当する）７４、およびヒータコア５１に流入する冷却水
の温度（冷却水温）を検出する冷却水温度センサ（冷却
水温検出手段）７５等がある。

【００３１】このうち、内気温度センサ７１は、空調負
荷検出手段に相当するもので、空調負荷検出手段として
は、その他に外気温度センサ７２、日射センサ７３、冷
却水温度センサ７５または冷媒圧力センサ等を使用する
ことができる。また、内気温度センサ７１、外気温度セ
ンサ７２および冷却水温度センサ７５は、具体的にはサ
ーミスタが使用されている。そして、エバ後温度センサ
７４は、具体的にはエバポレータ４５を通過した直後の
空気温度（以下エバ後温度と言う）を検出するサーミス
タ等のエバ後温度検出手段である。

【００３２】そして、エアコンＥＣＵ７の内部には、図
示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコ
ンピュータが設けられ、各センサ７１〜７５からのセン
サ信号は、エアコンＥＣＵ７内の図示しない入力回路に
よってＡ／Ｄ変換された後にマイクロコンピュータに入
力されるように構成されている。なお、エアコンＥＣＵ
７は、ハイブリッド自動車５のイグニッションスイッチ
が投入（オン）されたときに、バッテリ４から直流電源
が供給されて作動する。

【００３３】なお、エンジンＥＣＵ９の内部にも、図示
しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコン
ピュータが設けられ、車速センサやエンジン回転速度セ
ンサ等の各センサからのセンサ信号は、エンジンＥＣＵ
９内の図示しない入力回路によってＡ／Ｄ変換された後
にマイクロコンピュータに入力されるように構成されて
いる。

【００３４】次に、本実施形態のエアコンＥＣＵ７の制
御処理を図５ないし図８に基づいて説明する。ここで、
図５はエアコンＥＣＵ７による基本的な制御処理を示し
たフローチャートである。

【００３５】先ず、イグニッションスイッチがＯＮ（オ
ン）されてエアコンＥＣＵ７に直流電源が供給される
と、図５のルーチンが起動され、各イニシャライズおよ
び初期設定を行う（ステップＳ１）。次に、温度設定レ
バー６３等の各スイッチからスイッチ信号を読み込む
（温度設定手段：ステップＳ２）。

【００３６】次に、内気温度センサ７１、外気温度セン
サ７２、日射センサ７３、エバ後温度センサ７４および
冷却水温度センサ７５からセンサ信号をＡ／Ｄ変換した
信号を読み込む（内気温度検出手段：ステップＳ３）。
続いて、予めＲＯＭに記憶された下記の数１の式に基づ
いて車室内に吹き出す空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を
算出する（目標吹出温度決定手段：ステップＳ４）。

【００３７】

【数１】ＴＡＯ＝ＫＳＥＴ×ＴＳＥＴ−ＫＲ×ＴＲ−Ｋ
ＡＭ×ＴＡＭ−ＫＳ×ＴＳ＋Ｃ なお、ＴＳＥＴは温度設定レバー６３にて設定した設定
温度、ＴＲは内気温度センサ７１にて検出した内気温
度、ＴＡＭは外気温度センサ７２にて検出した外気温
度、ＴＳは日射センサ７３にて検出した日射量である。
また、ＫＳＥＴ、ＫＲ、ＫＡＭおよびＫＳはゲインで、
Ｃは補正用の定数である。

【００３８】次に、予めＲＯＭに記憶された特性図（マ
ップ、図６参照）から、目標吹出温度（ＴＡＯ）に対応
するブロワ電圧（ブロワモータ３２に印加する電圧：
Ｖ）を決定する（送風量決定手段：ステップＳ５）。こ
こで、ブロワ電圧の決定において、ＯＦＦはブロワモー
タ３２への通電を停止する位置を示し、ＡＵＴＯはブロ
ワモータ３２のブロワ電圧を自動コントロールする位置
を示し、ＬＯはブロワモータ３２にブロワ電圧の最小値
を印加する（最小風量）ことを示し、ＭＥはブロワモー
タ３２にブロワ電圧の中間値を印加する（中間風量）位
置を示し、ＨＩはブロワモータ３２にブロワ電圧の最大
値を印加する（最大風量）位置を示す。

【００３９】次に、予めＲＯＭに記憶された特性図（マ
ップ、図７参照）から、目標吹出温度（ＴＡＯ）に対応
する吸込口モードを決定する（ステップＳ６）。ここ
で、吸込口モードの決定においては、目標吹出温度（Ｔ
ＡＯ）が低い温度から高い温度にかけて、内気循環モー
ド、内外気導入（半内気）モード、外気導入モードとな
るように決定される。

【００４０】なお、内気循環モードとは、内外気切替ダ
ンパ１３を図２の一点鎖線位置に設定して、内気を内気
吸込口１１から吸い込む吸込口モードである。また、内
外気導入モードとは、内外気切替ダンパ１３を中間位置
設定して、内気を内気吸込口１１から吸い込み、外気を
外気吸込口１２から吸い込む吸込口モードである。さら
に、外気導入モードとは、内外気切替ダンパ１３を図２
の実線位置に設定して、外気を外気吸込口１２から吸い
込む吸込口モードである。

【００４１】ここで、吹出口モードは、図４に示したコ
ントロールパネルＰ上のＦＡＣＥスイッチ６５、Ｂ／Ｌ
スイッチ６６、ＦＯＯＴスイッチ６７、Ｆ／Ｄスイッチ
６８またはＤＥＦスイッチ６９のいずれかの吹出口切替
スイッチにより設定された吹出口モードに設定される。

【００４２】次に、予めＲＯＭに記憶された下記の数２
の式に基づいてエアミックスダンパ５２の目標ダンパ開
度（ＳＷ）を算出する（ダンパ開度決定手段：ステップ
Ｓ７）。

【数２】ＳＷ＝｛（ＴＡＯ−ＴＥ）／（ＴＷ−ＴＥ）｝
×１００（％） なお、ＴＥはエバ後温度センサ７４にて検出したエバ後
温度で、ＴＷは冷却水温度センサ７５にて検出した冷却
水温度である。

【００４３】そして、ＳＷ≦０（％）として算出された
とき、エアミックスダンパ５２は、エバポレータ４５か
らの冷風の全てをヒータコア５１から迂回させる位置
（ＭＡＸ・ＣＯＯＬ位置）に制御される。また、ＳＷ≧
１００（％）として算出されたとき、エアミックスダン
パ５２は、エバポレータ４５からの冷風の全てをヒータ
コア５１へ通す位置（ＭＡＸ・ＨＯＴ位置）に制御され
る。さらに、０（％）＜ＳＷ＜１００（％）として算出
されたとき、エアミックスダンパ５２は、エバポレータ
４５からの冷風の一部をヒータコア５１に通し、冷風の
残部をヒータコア５１から迂回させる位置に制御され
る。

【００４４】次に、図８のルーチンが起動して、Ａ／Ｃ
スイッチ６０またはエコノミースイッチ６０がＯＮされ
ている時に、コンプレッサ４１の制御状態を決定する
（コンプレッサ制御手段：ステップＳ８）。次に、各ス
テップＳ４〜ステップＳ８にて算出または決定した各制
御状態が得られるように、アクチュエータ１４、２２、
５３、ブロワ駆動回路３３およびクラッチ駆動回路４７
に対して制御信号を出力する。さらに、エンジンＥＣＵ
９に対してエンジン作動要求（Ｅ／ＧＯＮ）信号または
エンジン停止要求（Ｅ／ＧＯＦＦ）信号を出力する（ス
テップＳ９）。そして、ステップＳ１０で、制御サイク
ル時間であるｔ（例えば０．５秒間〜２．５秒間）の経
過を待ってステップＳ２の制御処理に戻る。

【００４５】次に、コンプレッサ４１の制御状態の決定
制御、所謂コンプレッサ制御を図８に基づいて説明す
る。ここで、図８はコンプレッサ制御を示したフローチ
ャートである。

【００４６】図８のルーチンが起動すると、先ず、Ａ／
Ｃスイッチ６０がＯＮされているか否かを判定する（ス
テップＳ２１）。この判定結果がＹＥＳの場合には、エ
バ後温度センサ７４にて検出したエバ後温度（ＴＥ）に
基づいて、コンプレッサ４１の起動（ＯＮ）および停止
（ＯＦＦ）を決定すると共に、エンジン作動要求（Ｅ／
ＧＯＮ）信号を出力するか否かを決定する（ステップＳ
２２）。その後に、図８のルーチンを抜ける。

【００４７】具体的には、予めＲＯＭに記憶された特性
図（マップ）に示したように、エバ後温度センサ７４に
て検出したエバ後温度（ＴＥ）が第１着霜限界温度（例
えば４℃）以上のときには、コンプレッサ４１を起動
（ＯＮ）するように電磁クラッチ４６を通電（ＯＮ）し
て冷凍サイクル４０を作動させると共に、Ｅ／ＧＯＮ信
号を出力する。また、エバ後温度（ＴＥ）が第１着霜限
界温度よりも低温の第２着霜限界温度（例えば３℃）以
下のときには、コンプレッサ４１の作動を停止（ＯＦ
Ｆ）するように電磁クラッチ４６の通電を停止（ＯＦ
Ｆ）して冷凍サイクル４０の作動を停止させると共に、
Ｅ／ＧＯＦＦ信号を出力する。

【００４８】また、ステップＳ２１の判定結果がＮＯの
場合には、エコノミースイッチ６１がＯＮされているか
否かを判定する（ステップＳ２３）。この判定結果がＮ
Ｏの場合には、コンプレッサ４１の作動を停止（ＯＦ
Ｆ）するように電磁クラッチ４６の通電を停止して冷凍
サイクル４０の作動を停止させる（ステップＳ２４）。
その後に、図８のルーチンを抜ける。

【００４９】また、ステップＳ２３の判定結果がＹＥＳ
の場合には、クールダウン終了後であるか否かを判定す
る。すなわち、温度設定レバー６３にて設定した設定温
度（ＴＳＥＴ）と内気温度センサ７１にて検出した内気
温度（ＴＲ）との温度差が所定温度差（例えば５℃）以
内であるか否かを判定する（ステップＳ２５）。

【００５０】この判定結果がＮＯの場合には、すなわ
ち、クールダウン中である場合には、エバ後温度センサ
７４にて検出したエバ後温度（ＴＥ）に基づいて、コン
プレッサ４１のＯＮおよびＯＦＦを決定すると共に、Ｅ
／ＧＯＮ信号を出力するか否かを決定する（ステップＳ
２６）。その後に、図８のルーチンを抜ける。

【００５１】具体的には、予めＲＯＭに記憶された特性
図（マップ）に示したように、エバ後温度センサ７４に
て検出したエバ後温度（ＴＥ）が第１起動温度（例えば
１３℃）以上のときには、コンプレッサ４１をＯＮする
ように電磁クラッチ４６を通電して冷凍サイクル４０を
作動させると共に、エンジン作動要求（Ｅ／ＧＯＮ）信
号を出力する。また、エバ後温度（ＴＥ）が第１停止温
度（例えば１２℃）以下のときには、コンプレッサ４１
をＯＦＦするように電磁クラッチ４６の通電を停止して
冷凍サイクル４０の作動を停止させると共に、Ｅ／ＧＯ
ＦＦ信号を出力する。

【００５２】また、ステップＳ２５の判定結果がＹＥＳ
の場合には、コンプレッサ４１をＯＮする温度（第２起
動温度）をクールダウン中の温度（第１起動温度）より
も高く設定する（ステップＳ２７）。その後に、図８の
ルーチンを抜ける。具体的には、予めＲＯＭに記憶され
た特性図（マップ）に示したように、エバ後温度センサ
７４にて検出したエバ後温度（ＴＥ）が第２起動温度
（例えば２５℃）以上のときには、コンプレッサ４１を
ＯＮするように電磁クラッチ４６を通電して冷凍サイク
ル４０を作動させると共に、エンジン作動要求（Ｅ／Ｇ
ＯＮ）信号を出力する。また、エバ後温度（ＴＥ）が第
１停止温度（例えば１２℃）以下のときには、コンプレ
ッサ４１をＯＦＦするように電磁クラッチ４６の通電を
停止して冷凍サイクル４０の作動を停止させると共に、
Ｅ／ＧＯＦＦ信号を出力する。

【００５３】〔第１実施形態の作用〕次に、本実施形態
のハイブリッド自動車用空調装置の作用を図１ないし図
８に基づいて簡単に説明する。

【００５４】本実施形態では、Ａ／Ｃスイッチ６０がＯ
Ｎされ、内気温度（ＴＲ）が設定温度（ＴＳＥＴ）より
も非常に高い場合には、クールダウンがなされる。この
クールダウン中の場合には、電磁クラッチ４６を通電す
ると共に、エンジン始動装置３によって走行用エンジン
１を始動させる。したがって、走行用エンジン１により
ベルト駆動されるコンプレッサ４１を起動させることが
できるので、冷凍サイクル４０を作動させることができ
る。

【００５５】これにより、空調ダクト１０内に吸い込ま
れた空気は、エバポレータ４５を通過する際に例えば４
℃程度まで冷やされた後に、ヒータコア５１を通過する
際に再加熱（リヒート）されて、車室内に吹き出され
る。これにより、車室内に吹き出す空気の目標吹出温度
（ＴＡＯ）を各空調手段によって作り易くなり、乗員が
温度設定レバー６３を操作することによって設定された
設定温度（ＴＳＥＴ）まで急速冷房できるので、車室内
の快適性を向上することができる。

【００５６】また、Ａ／Ｃスイッチ６０がＯＮされてい
ても、内気温度（ＴＲ）が設定温度（ＴＳＥＴ）に接近
した場合には、クールダウンに代わって定常運転がなさ
れる。このようなクールダウン終了後の場合には、コン
プレッサ４１をＯＦＦするように電磁クラッチ４６の通
電を停止することにより冷凍サイクル４０の作動を停止
させる。これにより、仮に走行用エンジン１が運転され
ていてもエンジン負荷が軽減されるので、ハイブリッド
自動車５の燃費効率を非常に向上させることができる。

【００５７】そして、エコノミースイッチ６１がＯＮさ
れている時のクールダウン中の場合には、エバ後温度
（ＴＥ）が例えば１３℃以上の時に、電磁クラッチ４６
を通電すると共に、走行用エンジン１を運転するように
している。これにより、走行用エンジン１によりベルト
駆動されるコンプレッサ４１がＯＮする機会が上述の運
転よりも減るので、ハイブリッド自動車５の燃費効率を
非常に向上させることができる。そして、乗員が温度設
定レバー６３を操作することによって設定された設定温
度（ＴＳＥＴ）まで急速冷房できるので、車室内の快適
性を向上することができる。

【００５８】また、エコノミースイッチ６１がＯＮされ
ている時のクールダウン終了後の場合には、エバ後温度
（ＴＥ）が上述の運転時よりも高い温度の例えば２５℃
以上の時に、電磁クラッチ４６を通電すると共に、走行
用エンジン１を運転するようにしている。これにより、
コンプレッサ４１がＯＮする機会が上述の運転よりも更
に減るので、ハイブリッド自動車５の燃費効率、すなわ
ち、走行用エンジン１の燃料経済性を非常に向上させる
ことができる。

【００５９】〔第１実施形態の効果〕以上のように、本
実施形態のハイブリッド自動車用空調装置は、クールダ
ウン中には走行用エンジン１およびコンプレッサ４１の
稼働率を上げることにより、急速冷房を行うことができ
るので、車室内を快適な温度にすることができる。ま
た、クールダウン終了後には、走行用エンジン１からコ
ンプレッサ４１への動力の伝達を遮断したり、コンプレ
ッサ４１（電磁クラッチ４６）がＯＮする起動温度を高
く設定してコンプレッサ４１および走行用エンジン１の
稼働率（運転機会）を下げることにより、走行用エンジ
ン１の燃料消費率を減少して燃料経済性を向上すること
ができる。

【００６０】そして、走行用エンジン１の始動および停
止とコンプレッサ４１のＯＮおよびＯＦＦとを連動させ
ることにより、ハイブリッド自動車の車室内を冷房する
必要のある時に走行用エンジン１を始動し、車室内の冷
房が不要な時に走行用エンジン１を停止することができ
るので、車室内の快適性の向上と省燃費との両立を図る
ことができる。

【００６１】〔第２実施形態〕図９は本発明の第２実施
形態を示したもので、エアコンＥＣＵによるコンプレッ
サ制御を示したフローチャートである。

【００６２】ここで、本実施形態のエンジンＥＣＵ９
は、ハイブリッド自動車５の運転状態を検出する運転状
態検出手段としての各センサ信号や、エアコンＥＣＵ７
およびハイブリッドＥＣＵ８からの通信信号が入力され
る。なお、運転状態検出手段としては、エンジン回転速
度センサ、車速センサ、スロットル開度センサ、バッテ
リ電圧計および冷却水温度センサ（いずれも図示せず）
等が使用される。

【００６３】図９のルーチンが起動されると、先ず、エ
コノミースイッチ６１がＯＮされているか否かを判定す
る（ステップＳ３１）。この判定結果がＮＯの場合に
は、コンプレッサ４１をＯＦＦするように電磁クラッチ
４６の通電を停止する（ステップＳ３２）。その後に、
図９のルーチンを抜ける。

【００６４】また、ステップＳ３１の判定結果がＹＥＳ
の場合には、車速センサにて検出したハイブリッド自動
車５の車速が所定車速（例えば１０ｋｍ／ｈ）以上であ
るか否かを判定する（ステップＳ３３）。この判定結果
がＹＥＳの場合には、エバ後温度センサ７４にて検出し
たエバ後温度（ＴＥ）に基づいて、コンプレッサ４１の
ＯＮおよびＯＦＦを決定すると共に、Ｅ／ＧＯＮ信号を
出力するか否かを決定する（ステップＳ３４）。具体的
には、第１実施形態の図８のステップＳ２２の制御処理
を行う。その後に、図９のルーチンを抜ける。

【００６５】また、ステップＳ３３の判定結果がＮＯの
場合には、クールダウン終了後であるか否かを判定す
る。すなわち、温度設定レバー６３にて設定した設定温
度（ＴＳＥＴ）と内気温度センサ７１にて検出した内気
温度（ＴＲ）との温度差が所定温度差（例えば５℃）以
内であるか否かを判定する（ステップＳ３５）。この判
定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ３２に進みコン
プレッサ４１の作動を停止（ＯＦＦ）するように電磁ク
ラッチ４６の通電を停止する（ステップＳ３６）。その
後に、図９のルーチンを抜ける。

【００６６】また、ステップＳ３５の判定結果がＮＯの
場合には、Ｅ／ＧＯＮ信号を出力するように決定する
（ステップＳ３６）。次に、エバ後温度センサ７４にて
検出したエバ後温度（ＴＥ）に基づいて、コンプレッサ
４１のＯＮおよびＯＦＦを決定すると共に、Ｅ／ＧＯＮ
信号を出力するか否かを決定する（ステップＳ３７）。
具体的には、第１実施形態の図８のステップＳ２２の制
御処理を行う。その後に、図９のルーチンを抜ける。

【００６７】以上のように、本実施形態のハイブリッド
自動車用空調装置においては、ハイブリッド自動車５の
車速が所定車速（例えば１０ｋｍ／ｈ）以上の場合、ク
ールダウン中またはクールダウン終了後に拘らず、コン
プレッサ４１のＯＮおよびＥ／ＧＯＮ信号の出力を第１
起動温度でＯＮ、第１停止温度でＯＦＦするようにして
いる。

【００６８】これは、ハイブリッド自動車５の車速が速
くなれば、すなわち、通常走行（例えば４０ｋｍ／ｈ以
上）になれば、走行用モータ２に代わって走行用エンジ
ン１の動力でハイブリッド自動車５を走行させるため、
この時コンプレッサ４１をＯＦＦしても省燃費効果が薄
れるからである。但し、当然のようにコンプレッサ４１
をＯＦＦした方がエンジン負荷は軽減され、燃料経済性
が向上することは言うまでもない。

【００６９】〔第３実施形態〕図１０は本発明の第３実
施形態を示したもので、エアコンＥＣＵによるコンプレ
ッサ制御を示したフローチャートである。なお、図９の
フローチャートと同一の制御処理を行うものは同番号を
付し、説明を省略する。

【００７０】図１０のルーチンが起動されると、先ず、
エコノミースイッチ６１がＯＮされているか否かを判定
する（ステップＳ３８）。この判定結果がＮＯの場合に
はステップＳ３２に進み、ステップＳ３８の判定結果が
ＹＥＳの場合にはステップＳ３３に進む。

【００７１】また、ステップＳ３５の判定結果がＹＥＳ
の場合には、コンプレッサ４１をＯＮする温度（第２起
動温度）をクールダウン中の温度（第１起動温度）より
も高く設定する（ステップＳ４０）。具体的には、第１
実施形態の図８のステップＳ２７の制御処理を行う。

【００７２】〔他の実施形態〕本実施形態では、本発明
を、エアコンＥＣＵ７によって自動コントロールするハ
イブリッド自動車用空調装置（オートエアコン）に適用
したが、本発明を、マニュアル操作によって制御するハ
イブリッド自動車用空調装置（マニュアルエアコン）に
適用しても良い。また、本発明を、空調ダクト１０内
に、送風機および加熱用熱交換器を配設したハイブリッ
ド自動車用温水式暖房装置に適用しても良い。さらに、
本発明を、空調ダクト１０内に、送風機および冷却用熱
交換器を配設したハイブリッド自動車用冷房装置に適用
しても良い。

【００７３】本実施形態では、加熱用熱交換器として冷
却水を暖房用熱源とするヒータコア５１を使用したが、
加熱用熱交換器として冷媒の凝縮熱を暖房用熱源とする
コンデンサを使用しても良い。また、冷凍サイクル内の
冷媒の流れ方向を四方弁等で逆転することにより、室内
熱交換器をコンデンサとして機能させ、室外熱交換器を
エバポレータとして機能させても良い。

【００７４】本実施形態では、走行用モータ２の動力を
ベルトおよび電磁クラッチ４６を介してコンプレッサ４
１に伝達するようにして電磁クラッチ４６をＯＦＦする
ことによりコンプレッサ４１の運転を停止しているが、
走行用モータ２等の電気モータの動力をコンプレッサ４
１に伝達するようにして電気モータをＯＦＦすることに
よりコンプレッサ４１の運転を停止するようにしても良
い。また、電動式のコンプレッサや可変容量型のコンプ
レッサを使用した場合には、クールダウン終了後の時の
吐出容量を、クールダウン中の吐出容量よりも少なくす
るようにしても良い。

【００７５】すなわち、エアコンＥＣＵ７に、エバ後温
度センサ７４にて検出したエバ後温度（空気冷却温度：
ＴＥ）とエアコンＥＣＵ７の目標冷却温度決定手段にて
決定した目標エバ後温度（制御目標温度：ＴＥＯ）とが
一致するように、コンプレッサ４１の吐出口より吐出さ
れる冷媒の吐出容量を制御する吐出容量制御手段を設け
る。そして、クールダウン終了後の場合、つまり設定温
度（ＴＳＥＴ）と内気温度（ＴＲ）との温度差が所定温
度差（例えば５℃）以内の場合に、クールダウン中の時
よりも目標エバ後温度（ＴＥＯ）の値を高く設定するこ
とにより、クールダウン中と比較して、クールダウン終
了後のコンプレッサ４１の稼働率を下げるようにしても
良い。

【００７６】本実施形態では、クールダウン終了後であ
るか否かの判定を、（ＴＲ−ＴＳＥＴ）≦５℃であるか
否かによって判定しているが、クールダウン終了後であ
るか否かの判定を、目標吹出温度（ＴＡＯ）が所定値以
下であるか否かによって判定するようにしても良い。ま
た、外気温度（ＴＡＭ）が所定外気温度（例えば３０
℃）以上の時や、日射量（ＴＳ）が所定日射量以上の時
をクールダウン中であると判定しても良い。さらに、温
度設定レバー６３がＭＡＸ・ＣＯＯＬに設定されている
時や、設定温度（ＴＳＥＴ）が２０℃以下に設定されて
いる時をクールダウン中であると判定しても良い。

【００７７】また、冷却度合検出手段として、冷媒温
度、冷媒圧力またはエバポレータ４５のフィン温度等を
用いても良い。さらに、第１実施形態では、Ａ／Ｃスイ
ッチ６０のＯＮ時もクールダウン時とそれ以外の定常時
とで制御パターンを変更したが、Ａ／Ｃスイッチ６０と
エコノミースイッチ６１の両方のスイッチを有する場合
には、Ａ／Ｃスイッチ６０のＯＮ時は常に３℃−４℃の
ＯＮ／ＯＦＦとし、エコノミースイッチ６１のＯＮ時の
クールダウン時と定常時とで制御パターンを変更しても
良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】ハイブリッド自動車の概略構成を示した模式図
である（第１実施形態）。

【図２】ハイブリッド自動車用空調装置の全体構成を示
した模式図である（第１実施形態）。

【図３】ハイブリッド自動車用空調装置の制御系を示し
たブロック図である（第１実施形態）。

【図４】コントロールパネルを示した平面図である（第
１実施形態）。

【図５】エアコンＥＣＵによる基本的な制御処理を示し
たフローチャートである（第１実施形態）。

【図６】目標吹出温度とブロワ電圧との関係を示した特
性図である（第１実施形態）。

【図７】目標吹出温度と吸込口モードとの関係を示した
特性図である（第１実施形態）。

【図８】エアコンＥＣＵによるコンプレッサ制御を示し
たフローチャートである（第１実施形態）。

【図９】エアコンＥＣＵによるコンプレッサ制御を示し
たフローチャートである（第２実施形態）。

【図１０】エアコンＥＣＵによるコンプレッサ制御を示
したフローチャートである（第３実施形態）。

【符号の説明】

１ 走行用エンジン ２ 走行用モータ（駆動源） ４ バッテリ ５ ハイブリッド自動車 ７ エアコンＥＣＵ（空調制御装置、圧縮機制御手段） １０ 空調ダクト ３０ 遠心式送風機 ４０ 冷凍サイクル ４１ コンプレッサ（冷媒圧縮機） ４５ エバポレータ（冷却用熱交換器） ６０ エアコンスイッチ（空調状態切替手段） ６１ エコノミースイッチ（空調状態切替手段） ６３ 温度設定レバー（温度設定手段） ７１ 内気温度センサ（内気温度検出手段） ７４ エバ後温度センサ（冷却度合検出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村木 俊彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 三本 亮 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 林 栄三 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行用エンジン、走行用モータおよびこの
   走行用モータに電力を供給するバッテリを搭載したハイ
   ブリッド自動車の車室内を空調するハイブリッド自動車
   用空調装置において、 （ａ）前記ハイブリッド自動車の車室内に空気を送るた
   めの空調ダクトと、 （ｂ）この空調ダクト内において車室内に向かう空気流
   を発生させる送風機と、 （ｃ）前記走行用エンジンまたは電気モータ等の駆動源
   の動力によって冷媒を圧縮する冷媒圧縮機、およびこの
   冷媒圧縮機より吐出された冷媒と前記空調ダクト内の空
   気とを熱交換して空気を冷却する冷却用熱交換器を有す
   る冷凍サイクルと、 （ｄ）車室内の空調状態がクールダウン終了後であるか
   否かを判定するクールダウン判定手段を有し、 このクールダウン判定手段にて車室内の空調状態がクー
   ルダウン終了後であると判定された場合に、クールダウ
   ン中と比較して前記冷媒圧縮機の稼働率を小さく設定す
   る空調制御装置とを備えたハイブリッド自動車用空調装
   置。
2. 【請求項２】請求項１に記載のハイブリッド自動車用空
   調装置において、 前記冷却用熱交換器による空気冷却度合を検出する冷却
   度合検出手段を備え、 前記空調制御装置は、前記冷却度合検出手段にて検出し
   た空気冷却度合が制御目標値以上の時に、前記冷媒圧縮
   機を起動させる圧縮機制御手段を有し、 前記冷媒圧縮機の稼働率を小さく設定するとは、前記冷
   媒圧縮機を起動する前記制御目標値を高く設定すること
   であることを特徴とするハイブリッド自動車用空調装
   置。
3. 【請求項３】請求項２に記載のハイブリッド自動車用空
   調装置において、 車室内の空調状態を、快適性を重視するクールモードと
   燃料経済性を重視するエコノミーモードとに切り替える
   空調状態切替手段を備え、 前記空調制御装置は、前記空調状態切替手段にて車室内
   の空調状態をエコノミーモードに切り替えた時に、前記
   冷媒圧縮機を起動する前記制御目標値を、前記クールモ
   ード時における前記制御目標値よりも高く設定すること
   を特徴とするハイブリッド自動車用空調装置。
4. 【請求項４】請求項１に記載のハイブリッド自動車用空
   調装置において、 前記冷媒圧縮機の稼働率を小さく設定するとは、前記冷
   媒圧縮機を停止することを特徴とするハイブリッド自動
   車用空調装置。
5. 【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれか１つに
   記載のハイブリッド自動車用空調装置において、 前記駆動源の始動および停止と前記冷媒圧縮機の起動お
   よび停止とが連動していることを特徴とするハイブリッ
   ド自動車用空調装置。
6. 【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれか１つに
   記載のハイブリッド自動車用空調装置において、 車室内の温度を所望の温度に設定する温度設定手段と、
   車室内の空気温度を検出する内気温度検出手段とを備
   え、 前記クールダウン判定手段は、前記温度設定手段にて設
   定した設定温度と前記内気温度検出手段にて検出した内
   気温度との温度差が所定温度差以内の時に、車室内の空
   調状態がクールダウン終了後であると判定することを特
   徴とするハイブリッド自動車用空調装置。