(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記蒸発器(5)に内気を導入して外気を導入しない内気モードと、前記蒸発器(5)に少なくとも外気を導入する非内気モードとを切り替える内外気切替手段(6b)を備え、
前記換気制限時間(tα)は、前記内気モードが継続的に実施されている時間であることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用空調装置。
前記蒸発器(5)に内気を導入して外気を導入しない内気モードと、前記蒸発器(5)に少なくとも外気を導入する非内気モードとを切り替える内外気切替手段(6b)を備え、
前記換気制限時間(tβ)は、前記内気モードが継続的に実施され且つ前記車両の全てのドアが継続的に閉じられている時間であることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用空調装置。
前記制御手段(32)は、前記内外気切替手段(6b)が前記非内気モードに切り替えた場合、前記換気制限時間(tα、tβ)を初期値にリセットすることを特徴とする請求項3または4に記載の車両用空調装置。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【0014】
(第1実施形態)
図1に示すように、車両用空調装置は、冷凍サイクルRを備えている。冷凍サイクルRは、圧縮機1、凝縮器2、受液器3、膨張弁4および蒸発器5等から構成されている。
【0015】
圧縮機1は、冷凍サイクルRの冷媒を吸入して吐出する。凝縮器2は、圧縮機1から吐出された気相冷媒(高圧側冷媒)と外気とを熱交換させることによって気相冷媒を凝縮させる熱交換器である。
【0016】
受液器3は、凝縮器2で凝縮された冷媒の気液を分離して余剰液相冷媒を蓄える。膨張弁4は、受液器3から流出した液相冷媒を減圧膨張させる減圧手段である。蒸発器5は、膨張弁4で減圧膨張された気液2相冷媒(低圧側冷媒)と車室内へ送風される空気とを熱交換させることによって液相冷媒を蒸発させるとともに空気を冷却する低圧側熱交換器(冷却用熱交換器)である。
【0017】
蒸発器5は、空調ケース6の内部に収容されている。空調ケース6は車室内へ向かって空気が流れる空気通路を形成するものであって、空調ケース6内の空気通路に蒸発器5が配置されている。この蒸発器5は空調空気を冷却する冷房用熱交換器であって、膨張弁4からの低圧の気液2相冷媒が送風機7の送風空気から吸熱して蒸発することにより空気を冷却する。
【0018】
空調ケース6内の空気通路には送風機7が配置されている。送風機7は遠心式送風ファン7aとファン駆動用モータ7bを有している。送風機7の吸入口には内外気切替箱6aを通じて外気または内気が吸入される。
【0019】
内外気切替箱6aには、空調ケース6内に内気を導入させる内気導入口、および外気を導入させる外気導入口が形成されている。内外気切替装置33の内部には内外気切替ドア6bが配置されている。
【0020】
内外気切替ドア6bは、内気導入口および外気導入口の開口面積を連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる。内外気切替ドア6bは、空調ケース6内に内気と外気とを切替導入する内外気切替手段である。内外気切替ドア6bは、サーボモータ6cによって駆動される。
【0021】
具体的には、内外気切替ドア6bは、吸込口モードを内気モードと外気モードと内外気混入モードとに切り替える。内気モードは、空調ケース6内に内気が導入されて外気が導入されない吸込口モードである。外気モードは、空調ケース6内に外気が導入されて内気が導入されない吸込口モードである。内外気混入モードは、空調ケース6内に内気および外気が所定割合で導入される吸込口モードである。
【0022】
外気モードと内外気混入モードは、空調ケース6内に少なくとも外気が導入される非内気モードである。
【0023】
空調ケース6内の空気通路において蒸発器5の下流側にはヒータコア8が配置されている。ヒータコア8には、エンジン20の冷却水(温水)が循環するようになっている。ヒータコア8は、エンジン20の冷却水を熱源として蒸発器5通過後の空気を加熱する加熱用熱交換器である。
【0024】
空調ケース6内においてヒータコア8の側方(上方)にはバイパス通路8aが形成されている。空調ケース6内の空気通路において蒸発器5とヒータコア8との間にはエアミックスドア9が配置されている。エアミックスドア9は、回動可能な板状の部材であり、バイパス通路8aを通過する冷風とヒータコア8を通過する温風との風量割合を調整する。エアミックスドア9はサーボモータ9aによって駆動される。
【0025】
バイパス通路8aを通過した冷風とヒータコア8を通過した温風とが混合することによって所望温度になった空気は、デフロスタ開口部14、フェイス開口部15およびフット開口部16を経て車室内の各部(窓ガラス内面、乗員上半身側、乗員足元側)に吹き出される。
【0026】
デフロスタ開口部14、フェイス開口部15およびフット開口部16は、吹出モード切替ドア11、12、13により開閉される。吹出モード切替ドア11、12、13は、サーボモータ(図示せず)によって駆動される。
【0027】
エンジン20は、車両走行用の駆動源および圧縮機1の駆動源となる。圧縮機1はエンジン20によって駆動される。すなわち、エンジン20の作動時(車両走行中)には、エンジン20によって圧縮機1を駆動するが、駐車時等のエンジン20の停止時には、圧縮機1が駆動されずに停止する。
【0028】
具体的には、エンジン20のクランクシャフトにクランクプーリ23が備えられ、圧縮機1のプーリ1aに電磁クラッチ25が備えられている。エンジン20の回転は、クランクプーリ23およびベルト24を介して圧縮機1のプーリ1aに伝達される。電磁クラッチ25は、クランクプーリ23から圧縮機1への回転伝達を断続する。
【0029】
圧縮機1は、吐出容量(圧縮機1回転当たりの冷媒吐出量)を変化させることができる可変容量型圧縮機である。可変容量型圧縮機は、回転軸に連結された斜板を有し、この斜板の回転により冷媒の吸入、圧縮、吐出を行うピストンを往復動させる。
【0030】
圧縮機1は、斜板に作用する制御圧力を調整する電磁式圧力制御部1bを有し、電磁式圧力制御部1bの電磁コイルに供給する電流量Inによって制御圧力を調整するようになっている。この制御圧力の調整により、斜板の傾斜角度を変えてピストンのストロークを変化させて吐出容量を変化させることができる。電磁式圧力制御部1bの電磁コイルに供給する電流量Inは、連続制御、デューティ制御のいずれで制御してもよい。
【0031】
エンジン20を構成する各種エンジン構成機器は、エンジン制御部30の出力側に接続されている。例えば、各種エンジン構成機器は、エンジン20を始動させるスタータ、エンジン20に燃料を供給する燃料噴射弁の駆動回路等である。
【0032】
内外気切替ドア6b用のサーボモータ6c、送風機7のファン駆動用モータ7b、エアミックスドア9用のサーボモータ9a、吹出モード切替ドア11、12、13用のサーボモータ、圧縮機1の電磁式圧力制御部1bおよび電磁クラッチ25等の空調用構成機器は、空調制御部32の出力側に接続されている。空調制御部32は、圧縮機1の作動を制御する制御手段である。
【0033】
エンジン制御部30および空調制御部32はマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されるもので、各制御部相互の間で信号を通信し合うようになっている。これらの制御部30、32には車載蓄電池50からエンジン20のイグニッションスイッチ51を介して電源を供給するようになっている。
【0034】
空調制御部32には、入力センサとして、外気温Tamを検出する外気温センサ33、車室内温度Trを検出する内気温センサ34、車室内への日射量Tsを検出する日射センサ35、蒸発器5の冷却度合としての吹出空気温度(蒸発器温度)TEを検出する蒸発器温度センサ36、ヒータコア8の温水温度Twを検出する水温センサ37、電磁式圧力制御部1bの電磁コイルに供給する電流量Inを検出する冷媒流量センサ44、車速SPDを検出する車速センサ45等が接続されている。
【0035】
車速センサ45からの信号は、エンジン制御部30を介して空調制御部32に入力されるようにしてもよい。
【0036】
空調制御部32には、シート荷重センサ46やシートベルトバックルセンサ47の検出信号がボディ制御部48を介して入力される。ボディ制御部48は、マイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。
【0037】
シート荷重センサ46は、車両の各シートに配置され、シートに着座した乗員の体重を検出する。シート荷重センサ46が検出した荷重が所定値以上の場合、その座席に乗員が着座していると推定できる。
【0038】
シートベルトバックルセンサ47は、シートベルトのバックルに配置され、シートベルトのバックルにシートベルトのタング(T字状の金具)が差し込まれているか否かを検出する。バックルにタングが差し込まれている場合、その座席に乗員が着座していると推定できる。
【0039】
シート荷重センサ46およびシートベルトバックルセンサ47は、乗車人数を検出する乗車人数検出手段である。
【0040】
車室内の計器盤近傍に配置された空調操作パネル38には、車室内の設定温度Tsetを設定する温度設定器39、圧縮機1の断続信号を出すエアコンスイッチ40、吹出モードの切替信号を出す吹出モードスイッチ41、送風機7の風量切替信号を出す風量切替スイッチ42、内外気切替信号を出す内外気切替スイッチ43等の操作部材が設けられ、これらの操作部材の操作信号も空調制御部32に入力される。
【0041】
次に、上記構成における作動を説明する。
図2、
図3は、本実施形態の車両用空調装置の空調制御部32が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。なお、
図2、
図3のフローチャートは図示しない空調制御のメインルーチンのサブルーチンとして実行される。空調制御のメインルーチンは、イグニッションスイッチ51の投入によりスタートする。
図2、
図3の各制御ステップは、空調制御部32が有する各種の機能実現手段を構成している。
【0042】
図2のフローチャートに示す制御処理では、アイドルストップ解除要求をエンジン制御部30に出力するか否かを決定する。
【0043】
まずステップS100では、アイドルストップ中であるか否かを判定する。アイドルストップは、車両が停車し且つ所定の条件を満たしたときにエンジン制御部30がエンジン20を自動停止させる制御のことである。
【0044】
アイドルストップ中においては、エンジン20が圧縮機1を駆動しなくなるので圧縮機1が停止する。換言すれば、アイドルストップ中においては圧縮機停止制御が行われる。圧縮機停止制御が行われている場合、送風機7は作動を継続するので、蒸発器5への送風が継続される。
【0045】
ステップS100にてアイドルストップ中でないと判定した場合、ステップS100を繰り返す。
【0046】
一方、ステップS100にてアイドルストップ中であると判定した場合、ステップS110へ進み、圧縮機1停止後の経過時間が再起動時間tsを超過したか否かを判定する。
【0047】
ステップS110にて圧縮機1停止後の経過時間が再起動時間tsを超過していないと判定した場合、ステップS110を繰り返す。
【0048】
一方、ステップS110にて圧縮機1停止後の経過時間が再起動時間tsを超過したと判定した場合、ステップS120へ進み、アイドルストップ解除要求をエンジン制御部30に出力する。これにより、圧縮機1を停止してから再起動時間tsが経過したとき、エンジン制御部30がアイドルストップを解除してエンジン20が再起動される。その結果、エンジン20が圧縮機1を駆動するので圧縮機1が再起動される。
【0049】
圧縮機1が再起動されることによって蒸発器温度TEが低下するので、蒸発器5表面の凝縮水が乾いて臭いが発生することを防止できる。
【0050】
図3のフローチャートに示す制御処理では、上述のステップS110で用いられる再起動時間tsを決定する。
図3のフローチャートに示す制御処理は、エンジン20が作動している時に実行され、アイドルストップ中は実行されない。換言すれば、
図3のフローチャートに示す制御処理は、圧縮機1が作動している時に実行され、圧縮機1が停止している時には実行されない。
【0051】
まず、ステップS200では、吸込口モードが内気モードであるか否かを判定する。内気モードでは、内外気切替箱は空調ケース6内の空気通路に内気を導入させる。
【0052】
ステップS200にて内気モードであると判定した場合、ステップS210に進み、乗車人数(乗員数)を検出する。具体的には、シート荷重センサ46やシートベルトバックルセンサ47の検出信号に基づいて乗車人数を推定する。
【0053】
続くステップS220では、内気モード連続時間t1を計測する。内気モード連続時間t1は、内気モードが継続的に実施されている時間である。換言すれば、内気モード連続時間t1は、車室内の換気が継続的に制限されている時間(換気制限時間)である。
【0054】
続くステップS230では、ステップS210で推定した乗車人数、およびステップS220で計測した内気モード連続時間tαに基づいて再起動時間tsを決定してステップS200に戻る。
【0055】
具体的には、
図4に示すように、内気モードに切り替えた直後の場合、再起動時間tsを標準再起動時間t1に決定する。標準再起動時間t1は、乗車人数が1人の場合を想定した再起動時間である。標準再起動時間t1は、乗車人数に応じた補正を施していない再起動時間である。
【0056】
そして、乗車人数が2人以上の場合、内気モード連続時間tαが長くなるにつれて再起動時間tsを段階的に長い時間に補正する。また、乗車人数が多いほど、再起動時間tsの最大時間を長くする。
【0057】
具体的には、乗車人数が1人の場合、
図4の一点鎖線に示すように、再起動時間tsを標準再起動時間t1で維持する。乗車人数が2人の場合、
図4の二点鎖線に示すように、再起動時間tsを2人乗車時補正時間t2まで増加させる。乗車人数が3人の場合、
図4の実線に示すように、再起動時間tsを3人乗車時補正時間t3まで増加させる(t1<t2<t3)。
【0058】
したがって、乗車人数が多く且つ内気モード連続時間tαが長いほど再起動時間tsが長い時間に決定される。すなわち、内気モード時は、時間が経つにつれて乗員の呼気や発汗によって内気の湿度が上昇する。さらに、乗車人数が多いほど乗員の呼気や発汗の量が多くなって内気の湿度が上昇する。したがって、内気の湿度が高いほど再起動時間tsが長い時間に決定される。換言すれば、蒸発器5に導入される空気の湿度が高いほど再起動時間tsが長い時間に決定される。
【0059】
一方、ステップS200にて吸込口モードが内気モードでないと判定した場合、ステップS240に進み、ステップS210で検出した乗車人数(乗員数)を初期値にリセットする。続くステップS250では、ステップS220で計測した内気モード連続時間tαを初期値にリセットする。
【0060】
続くステップS260では、再起動時間tsを外気導入時再起動時間t0に決定してステップS200に戻る。
図4に示すように、外気導入時再起動時間t0は、標準再起動時間t1よりも短い時間である。
【0061】
本実施形態では、空調制御部32は、アイドルストップ時に圧縮機1が停止してからの経過時間が再起動時間tsを超えた場合、圧縮機1を再起動させる。そして、乗車人数が多く且つ内気モード連続時間tαが長いほど乗員の呼気や発汗の量が多くなって内気の湿度が上昇することに鑑みて、空調制御部32は、乗車人数および内気モード連続時間tαに応じて再起動時間tsを変更する。
【0062】
これによると、蒸発器5に導入される空気の湿度に応じて圧縮機1を再起動するタイミングを変更できる。そのため、蒸発器5からの臭い発生を抑制しつつ燃費を一層向上させることができる。
【0063】
すなわち、空調制御部32は、蒸発器5に内気を導入している場合において、蒸発器5に導入される内気の湿度が高いと推定される場合、蒸発器5に導入される内気の湿度が低いと推定される場合と比較して再起動時間tsを長くする。
【0064】
これによると、蒸発器5に導入される内気の湿度が高いと推定される場合、蒸発器5に導入される内気の湿度が低いと推定される場合と比較して圧縮機1を再起動するタイミングを遅くできる。そのため、蒸発器5からの臭い発生を抑制しつつ燃費を一層向上させることができる。
【0065】
本実施形態では、内気の湿度を直接検出することなく、乗車人数および内気モード連続時間tαに基づいて内気の湿度を推定して再起動温度TESを決定するので、内気の湿度を検出するための専用のセンサが不要であり、乗車人数については、既存のシート荷重センサ46やシートベルトバックルセンサ47を利用して検出可能である。そのため、車両用空調装置の構成を簡素化できる。
【0066】
本実施形態では、空調制御部32は、アイドルストップ(圧縮機停止制御)が行われていないときに内気モード連続時間tα(換気制限時間)を計測し、アイドルストップを開始する直前における内気モード連続時間tα、および乗車人数に応じて再起動時間tsを決定する。内気モード連続時間tαは、車室内の換気が継続的に制限されている時間である。
【0067】
これによると、内気モード連続時間tαが長く且つ乗車人数が多いほど乗員の呼気や発汗によって車室内空気の湿度が上昇することから、蒸発器5に流入する空気の湿度に応じて再起動時間tsを変化させることができる。そのため、蒸発器5からの臭い発生を抑制しつつ燃費を一層向上させることができる。
【0068】
内気モード連続時間tα(換気制限時間)は、内気モードが継続的に実施されている時間である。内気モード連続時間tαを用いることによって、車室内空気の湿度の上昇を簡便かつ確実に推定できる。
【0069】
具体的には、空調制御部32は、内気モード連続時間tαが長くなるにつれて再起動時間tsを長くする。これによると、蒸発器5に流入する空気の湿度が高くなるにつれて再起動時間tsを確実に長くさせることができるので、上述の作用効果を確実に発揮できる。
【0070】
具体的には、空調制御部32は、乗車人数が多いほど再起動時間tsの最大時間を長くする。これによると、蒸発器5に流入する空気の湿度が高くなるほど再起動時間tsを確実に長くさせることができるので、上述の作用効果を確実に発揮できる。
【0071】
本実施形態では、空調制御部32は、内外気切替手段6bが内気モード以外(非内気モード)に切り替えた場合、内気モード連続時間tαを初期値にリセットする。
【0072】
これによると、換気によって車室内空気の湿度が低下した場合に内気モード連続時間tαを初期値にリセットできるので、蒸発器5に流入する空気の湿度の低下に応じて再起動時間tsを短くすることができ、ひいては蒸発器5からの臭い発生を確実に抑制できる。
【0073】
(第2実施形態)
上記実施形態では、内気モード連続時間tαが長いほど再起動時間tsが長い時間に決定されるが、本実施形態では、内気モードに切り替えられ且つドアが閉じられてから経過した時間が長いほど再起動時間tsが長い時間に決定される。
【0074】
具体的には、
図5のフローチャートに示す制御処理によって、上述のステップS110で用いられる再起動時間tsを決定する。
【0075】
ステップS200にて内気モードであると判定した場合、ステップS205に進み、全てのドアが閉じているか否かを判定する。具体的には、ドアスイッチの検出信号に基づいて、全てのドアが閉じているか否かを判定する。ドアスイッチは、車両のドアの開閉状態を検出するドア開閉状態検出手段である。
【0076】
ステップS205にて全てのドアが閉じていると判定した場合、ステップS210に進み、乗車人数(乗員数)を検出する。
【0077】
続くステップS225では、条件成立連続時間を計測する。条件成立連続時間tβは、内気モードが継続的に実施され且つ車両の全てのドアが継続的に閉じられている時間である。換言すれば、条件成立連続時間tβは、車室内の換気が継続的に制限されている時間(換気制限時間)である。
【0078】
続くステップS235では、ステップS210で推定した乗車人数、およびステップS225で計測した条件成立連続時間tβに基づいて再起動時間tsを決定してステップS200に戻る。
【0079】
具体的には、
図6に示すように、内気モードに切り替えられ且つ全てのドアが閉じられた直後の場合、再起動時間tsを標準再起動時間t1に決定する。標準再起動時間t1は、乗車人数が1人の場合を想定した再起動時間である。標準再起動時間t1は、乗車人数に応じた補正を施していない再起動時間である。
【0080】
そして、乗車人数が2人以上の場合、条件成立連続時間tβが長くなるにつれて再起動時間tsを段階的に長い時間に補正する。また、乗車人数が多いほど、再起動時間tsの最大時間を長くする。
【0081】
具体的には、乗車人数が1人の場合、
図6の一点鎖線に示すように、再起動時間tsを標準再起動時間t1で維持する。乗車人数が2人の場合、
図6の二点鎖線に示すように、再起動時間tsを2人乗車時補正時間t2まで増加させる。乗車人数が3人の場合、
図6の実線に示すように、再起動時間tsを3人乗車時補正時間t3まで増加させる(t1<t2<t3)。
【0082】
したがって、乗車人数が多く且つ条件成立連続時間tβが長いほど再起動時間tsが長い時間に決定される。すなわち、内気モードに切り替えられ且つ全てのドアが閉じられた時は、時間が経つにつれて乗員の呼気や発汗によって内気の湿度が上昇する。さらに、乗車人数が多いほど乗員の呼気や発汗の量が多くなって内気の湿度が上昇する。したがって、内気の湿度が高いほど再起動時間tsが長い時間に決定される。換言すれば、蒸発器5に導入される空気の湿度が高いほど再起動時間tsが長い時間に決定される。
【0083】
一方、ステップS205にて全てのドアが閉じていないと判定した場合、ステップS240〜S260に進む。
【0084】
本実施形態では、空調制御部32は、アイドルストップ(圧縮機停止制御)が行われていないときに条件成立連続時間tβ(換気制限時間)を計測し、アイドルストップを開始する直前における条件成立連続時間tβ、および乗車人数に応じて再起動時間tsを決定する。条件成立連続時間tβは、車室内の換気が継続的に制限されている時間である。
【0085】
これによると、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【0086】
条件成立連続時間tβ(換気制限時間)は、内気モードが継続的に実施され且つ車両の全てのドアが継続的に閉じられている時間である。条件成立連続時間tβを用いることによって、車室内空気の湿度の上昇を一層確実に推定できる。
【0087】
具体的には、空調制御部32は、条件成立連続時間tβが長くなるにつれて再起動時間tsを長くする。これによると、蒸発器5に流入する空気の湿度が高くなるにつれて再起動時間tsを確実に長くさせることができるので、上述の作用効果を確実に発揮できる。
【0088】
具体的には、空調制御部32は、乗車人数が多いほど再起動時間tsの最大時間を長くする。これによると、蒸発器5に流入する空気の湿度が高くなるほど再起動時間tsを確実に長くさせることができるので、上述の作用効果を確実に発揮できる。
【0089】
本実施形態では、空調制御部32は、内外気切替手段6bが内気モード以外(非内気モード)に切り替えた場合、条件成立連続時間tβを初期値にリセットする。
【0090】
これによると、換気によって車室内空気の湿度が低下した場合に条件成立連続時間tβを初期値にリセットできるので、蒸発器5に流入する空気の湿度の低下に応じて再起動時間tsを短くすることができ、ひいては蒸発器5からの臭い発生を確実に抑制できる。
【0091】
本実施形態では、空調制御部32は、少なくとも1つのドアが開けられた場合、条件成立連続時間tβを初期値にリセットする。
【0092】
これによると、換気によって車室内空気の湿度が低下した場合に条件成立連続時間tβを初期値にリセットできるので、蒸発器5に流入する空気の湿度の低下に応じて再起動時間tsを短くすることができ、ひいては蒸発器5からの臭い発生を確実に抑制できる。
【0093】
(他の実施形態)
上記実施形態を適宜組み合わせ可能である。上記実施形態を例えば以下のように種々変形可能である。
【0094】
(1)上記第2実施形態では、条件成立連続時間tβは、内気モードが継続的に実施され且つ車両の全てのドアが継続的に閉じられている時間であるが、条件成立連続時間tβは、内気モードが継続的に実施され且つ車両の全てのドアが継続的に閉じられ且つ車両の全ての窓ガラスが継続的に閉じられている時間であってもよい。このような条件成立連続時間tβを用いることによって、車室内空気の湿度の上昇を一層確実に推定できる。
【0095】
(2)上記実施形態では、圧縮機1はエンジン20によって駆動されるようになっているが、圧縮機1は電動モータによって駆動されるようになっていてもよい。この電動モータの作動は、空調制御部32によって制御されるようになっていればよい。
【0096】
このような構成においては、エンジン20を再起動させることなく圧縮機1を再起動させることができるので、燃費をより一層向上させることができる。
【0097】
(3)上記実施形態では、走行用の駆動力をエンジン20から得る自動車に車両用空調装置を適用しているが、走行用の駆動力をエンジン20および走行用電動モータから得るハイブリッド自動車に車両用空調装置を適用してもよい。
【0098】
(4)上記実施形態の車両用空調装置は、乗用車のみならずバスやトラック等の種々の車両に適用可能である。