JP4251062B2 - ハイブリッド自動車用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行用エンジンおよび走行用モータ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関するものである。

従来のハイブリッド自動車用空調装置として、特許文献１に示されるものが知られている。即ち、この空調装置は、走行用エンジンおよび走行用モータを搭載し、走行用エンジンの始動および作動停止を制御するエンジン制御装置を有するハイブリッド自動車に用いられるものであり、空調制御装置によって作動および作動停止が制御されると共に、走行用エンジンの冷却水または動力を利用して車室内の空調を行う空調ユニットを備えている。そして、空調制御装置によって、車室内に吹出す空気の目標吹出温度が決定され、この目標吹出温度が車室内の空調を行う必要がある温度の時は、走行用エンジンを作動させるように要求する作動要求信号が空調制御装置からエンジン制御装置に出力される。更に、エンジン制御装置は、この作動要求信号を受けて、走行用エンジンを作動させるようにしている。

空調のうち、暖房を行う際には、空調ユニット内に設けられた加熱用熱交換器によって、走行用エンジンの冷却水を熱源として空気を加熱するようにしており、目標吹出温度が所定温度（例えば、３０℃）以上で、且つ、冷却水温度が設定冷却水温度（例えば、５５〜７５℃）以下の時に、空調制御装置は、走行用エンジンの作動要求信号を出力するようにしている。

尚、加熱用熱交換器には、吹出温度調整手段としてのエアミックスダンパが設けられており、空調制御装置によって主に目標吹出温度および冷却水温度に基づいて目標ダンパ開度ＳＷ（下記の数式１）が算出されるようにしている。そして、算出された目標ダンパ開度ＳＷに応じてエアミックスダンパ位置が制御され、加熱された空気と空調ユニット内に設けられた冷却用熱交換器で冷却された空気とが混合されて、空気温度が調整されるようにしている。

（数式１）
ＳＷ＝｛（ＴＡＯ−ＴＥ）／（ＴＷ−ＴＥ）｝×１００（％）
ここで、ＴＡＯは目標吹出温度、ＴＷは冷却水温度、ＴＥは冷却された空気温度（後述する実施形態中ではエバ後温度としている）であり、目標ダンパ開度ＳＷが大きい程、空調空気温度は高くなる。

これにより、ハイブリッド自動車において、主に冬季に走行用モータを駆動源として走行している時に走行用エンジンの冷却水温度の上昇が得られず、暖房能力が不足すると言う問題に対して、暖房必要時に走行用エンジンを作動させることで、昇温された冷却水が加熱用熱交換器に供給されるようになり、車室内の暖房を充分に行えるようにしている。
特開平１０−２７８５６９号公報

しかしながら、上記従来技術においては、走行用エンジンの作動要求信号の出力判定を行う際に、目標吹出温度ＴＡＯと冷却水温度ＴＷとの大小関係についての厳密な配慮は無く、暖房性能向上のために冷却水温度ＴＷを充分に高めたいと言う考えから、両者の温度条件として目標吹出温度ＴＡＯよりも冷却水温度ＴＷが高い場合であっても走行用エンジンの作動要求信号を出力する（走行用エンジンを作動させる）ようにしている。

即ち、このような場合には上記で説明したエアミックスダンパの目標ダンパ開度ＳＷは１００％以下となり、加熱用熱交換器にとっては走行用エンジンの作動によって昇温された冷却水によって充分な加熱能力を有しながらも、加熱した空気を冷却された空気との混合によってあえて温度を下げて車室内に供給することになるので、その分、走行用エンジンを無駄に作動させていることになる。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、充分な暖房能力を確保しつつも、走行用エンジンの作動を極力低減して、燃費性能の向上を可能とす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。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明では、自動車の走行用エンジン（１）および走行用モータ（２）を搭載し、自動車の運転状態を検出する運転状態検出手段を有し、この運転状態検出手段で検出した運転状態に応じて走行用エンジン（１）の始動および作動停止を制御すると共に、外部からエンジン停止要求信号が入力された時は走行用エンジン（１）を停止させるエンジン制御装置（９）を有するハイブリッド自動車（５）に用いられるハイブリッド自動車用空調装置において、走行用エンジン（１）の冷却水を熱源として空気を加熱する加熱用熱交換器（５１）を有する空調ユニット（６）と、空調ユニット（６）の作動および作動停止を制御する空調制御装置（７）と、空調制御装置（７）によって決定される必要暖房能力に対応する実際の暖房能力を、冷却水によって得られる加熱用熱交換器（５１）の最大暖房能力を上限として可変する暖房能力可変手段（５２）と、を備え、空調制御装置（７）は、必要暖房能力に対して、冷却水によって得られる加熱用熱交換器（５１）の最大暖房能力に余裕があると判定すると、走行用エンジン（１）を停止させるように要求するエンジン停止要求信号をエンジン制御装置（９）に出力し、さらに暖房能力可変手段を最大暖房能力が得られる状態に制御することを特徴としている。

これにより、この時点において加熱用熱交換器（５１）は、必要暖房能力を発揮して、充分な暖房能力を確保できると共に、不要な走行用エンジン（１）の作動を無くして、走行用エンジン（１）の燃費性能を向上させることができる。さらに、エンジン停止要求信号をエンジン制御装置に出力した場合は、暖房能力可変手段を最大暖房能力が得られる状態に制御することにより、実際の暖房能力を最大暖房能力に上げることができるので、走行用エンジン（１）の停止に伴う冷却水温度の低下による暖房性能低下を防止することができる。

請求項２に記載の発明では、暖房能力可変手段（５２）は、加熱用熱交換器（５１）を通過する空気量と加熱用熱交換器（５１）を迂回する空気量との混合割合を調節するエアミックスダンパ（５２）とすることで容易に対応ができ、好適である。

また、請求項１または請求項２に記載の発明においては、請求項３に記載の発明のように、暖房能力可変手段（５２）は、空調制御装置（７）によって最大暖房能力に対する必要暖房能力の比に相関する開度（ＳＷ）が可変されると共に、加熱用熱交換器（５１）を通過する空気量と加熱用熱交換器（５１）を迂回する空気量との混合割合を調節するエアミックスダンパ（５２）であり、空調制御装置（７）は、最大暖房能力の余裕有無判定を、開度（ＳＷ）を用いて行うようにしてやれば良い。

また、請求項２または請求項３に記載の発明においては、請求項４に記載の発明のように、暖房能力可変手段（５２）は、加熱用熱交換器（５１）を通過する空気量と加熱用熱交換器（５１）を迂回する空気量との混合割合を調節するエアミックスダンパ（５２）で構成され、エアミックスダンパ（５２）は、空調制御装置（７）によって最大暖房能力に対する必要暖房能力の比に相関する開度（ＳＷ）が可変されるダンパであり、
空調制御装置（７）は、
エアミックスダンパ（５２）の開度（ＳＷ）の制御にあたり、必要暖房能力に基づいて仮の目標ダンパ開度（ＳＷ１）を算出し、
算出された仮の目標ダンパ開度（ＳＷ１）が最大暖房能力が得られる状態の開度よりも小さい場合であって、走行用エンジン（１）が停止中であるときに、仮の目標ダンパ開度（ＳＷ１）を最大暖房能力が得られる状態の開度に変更して実際の目標ダンパ開度とし、エアミックスダンパ（５２）を制御することを特徴としている。

これにより、走行用エンジンを停止させた後に、仮の目標ダンパ開度を１００％に上げるようにエアミックスダンパを作動させているので、容易に暖房能力を上げることができ、走行用エンジンの停止に伴う冷却水温度の低下による暖房性能低下を防止することができる。

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
図１〜図１８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。

本実施形態のハイブリッド自動車用空調装置は、図１に示すように、例えば走行用ガソリンエンジン（以下、走行用エンジン）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、走行用エンジン１、走行用モータ２の始動および作動停止をそれぞれ制御するエンジンＥＣＵ９、ハイブリッドＥＣＵ８を搭載するハイブリッド自動車５に用いられるものであり、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）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。

尚、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、ハイブリッド制御装置（以下、ハイブリッドＥＣＵ）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。更に、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）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。尚、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。

エアコンユニット６は、本発明の空調ユニットに対応するもので、図２に示すように、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。

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１０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）を取り入れる内気吸込口１１、および車室外空気（以下、外気）を取り入れる外気吸込口１２を有している。

更に、内気吸込口１１および外気吸込口１２の内側には、内外気切替ダンパ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１３は、サーボモータ等のアクチュエータにより駆動されて、吸込口モードを内気循環モード、内気循環外気導入モード、外気導入モード等に切替える。尚、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。

また、空調ダクト１０の最も下流側（風下側）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出すデフロスタ（ＤＥＦ）吹出口１８が開口している。

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出すフェイス（ＦＡＣＥ）吹出口１９が開口している。更に、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出すフット（ＦＯＯＴ）吹出口２０が開口している。

そして、各吹出口１８〜２０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替える。尚、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。

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、ブロワ駆動回路を介して印加されるブロワ端子電圧（以下、ブロワ電圧）に基づいて、ブロワ風量（遠心式ファン３１の回転速度）が制御される。

冷凍サイクル４０は、冷媒を圧縮するコンプレッサ（冷媒圧縮機）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。

このうち、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。エバポレータ４５は、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。

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。

ヒータコア５１は、本発明の加熱用熱交換器に対応するもので、内部に走行用エンジン１を冷却した冷却水（温水）が流れ、この冷却水を暖房用熱源として空調空気を加熱する。実際にはエバポレータ４５で冷却された冷風を再加熱することになる。このヒータコア５１自身の最大暖房能力は冷却水温度に比例し、冷却水温度が高い程、高くなる。

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、本発明の暖房能力可変手段に対応するものであり、サーボモータ等のアクチュエータにより駆動されて、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、車室内へ吹出す空気の吹出温度を調整する。

次に、本実施形態の制御系の構成を図１、図３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６０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。

ここで、コントロールパネル６０上の各スイッチとは、冷凍サイクル４０（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、吸込口モードを切替えるための吸込口切替スイッチ、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、遠心式ファン３１のブロワ風量を切替えるための風量切替レバー、および吹出口モードを切替えるための吹出口切替スイッチ等である。

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

そして、各センサとは、図３に示すように、車室内の空気温度（内気温度）を検出する内気温センサ７１、車室外の空気温度（外気温度）を検出する外気温センサ７２、車室内に照射される日射量を検出する日射センサ７３、エバポレータ４５を通過した直後の冷却空気温度（エバ後温度）を検出するエバ後温度センサ７４、およびヒータコア５１に流入する冷却水温度を検出する水温センサ７５等がある。このうち、内気温センサ７１、外気温センサ７２、エバ後温度センサ７４および水温センサ７５は、具体的にはサーミスタが使用されている。

そして、エアコンＥＣＵ７の内部には、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から成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ＥＣＵ７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（ＯＮ）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。

次に、本実施形態のエアコンＥＣＵ７の制御処理を図４〜図１５に基づいて説明する。ここで、図４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。

先ず、イグニッションスイッチがＯＮされてエアコンＥＣＵ７に直流電源が供給されると、図４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）。続いて、コントロールパネル６０の温度設定レバー等の各スイッチからスイッチ信号を読み込む（ステップＳ２）。続いて、内気温センサ７１、外気温センサ７２、日射センサ７３、エバ後温度センサ７４および水温センサ７５からセンサ信号をＡ／Ｄ変換した信号として読み込む（ステップＳ３）。

続いて、予めＲＯＭに記憶された下記の数式２に基づいて車室内に吹出す空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する（ステップＳ４）。

（数２）
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−ＫＲ×ＴＲ−ＫＡＭ×ＴＡＭ−ＫＳ×ＴＳ＋Ｃ
尚、Ｔｓｅｔは温度設定レバーにて設定された設定温度、ＴＲは内気温センサ７１にて検出された内気温度、ＴＡＭは外気温センサ７２にて検出された外気温度、ＴＳは日射センサ７３にて検出された日射量である。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。

続いて、予めＲＯＭに記憶された特性図（マップ、図５参照）から、目標吹出温度ＴＡＯに対応する吹出口モードを決定する（ステップＳ５）。ここで、吹出口モードの決定においては、目標吹出温度ＴＡＯが低い温度から高い温度にかけて、ＦＡＣＥモード、Ｂ／Ｌモード、ＦＯＯＴモードとなるように決定される。

尚、ＦＡＣＥモードとは、吹出口切替ダンパ２１の設定位置によってフェイス吹出口１９が開口されるようにして、空調風をフェイス吹出口１９から吹出すモードである。また、Ｂ／Ｌモードとは、吹出口切替ダンパ２１の設定位置によってフェイス吹出口１９およびフット吹出口２０が開口されるようにして、空調風をフェイス吹出口１９およびフット吹出口２０の両者から吹出すモードである。また、ＦＯＯＴモードとは、吹出口切替ダンパ２１の設定位置によってフット吹出口２０が開口されるようにして、空調風をフット吹出口２０から吹出すモードである。

また、乗員が手動操作によってコントロールパネル６０の各吹出口切替スイッチを選択した時は、そのスイッチに基づく吹出口モードとなる。尚、上記のＦＡＣＥモード、Ｂ／Ｌモード、ＦＯＯＴモードに加えて、Ｆ／Ｄモードは、吹出口切替ダンパ２１の設定位置によって、デフロスタ吹出口１８およびフット吹出口２０の両者から空調風が吹出すモードであり、ＤＥＦモードは、吹出口切替ダンパ２１の設定位置によって、デフロスタ吹出口１８から空調風が吹出すモードである。

続いて、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ＴＡＯが低い温度から高い温度にかけて、内気循環モード、内気循環外気導入モード、外気導入モードとなるように決定される。

尚、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から吸込むモードである。また、内気循環外気導入モードとは、内外気切替ダンパ１３を図２の実線および一点鎖線の中間位置に設定して、内気を内気吸込口１１から吸込み、合わせて外気を外気吸込口１２から吸込むモードである。また、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から吸込むモードである。

続いて、遠心式送風機３０のブロワ風量（ブロワ電圧）を決定するウォームアップ制御を行う（ステップＳ７）。このウォームアップ制御は、更に図７に示すサブルーチン（ステップＳ７１〜ステップＳ７６）に基づいて実行されるようにしており、以下その詳細を説明する。

まず、ステップＳ７１で予めＲＯＭに記憶された特性図（マップ、図８参照）から、目標吹出温度ＴＡＯ（ＴＡＯ１）に対応するブロワ風量を基本ブロワ風量ＢＷＬ１として決定する。

続いて、ステップＳ７２で吹出口モードがＦ／ＤあるいはＦＯＯＴあるいはＢ／Ｌモードであるか否か判定し、この判定結果がＹＥＳの場合はステップＳ７３に進み、予めＲＯＭに記憶された特性図（マップ、図９参照）から、空調状態が暖房側か冷房側かを判定する。ここでは図９において、目標吹出温度ＴＡＯが所定値Ｂよりも高く、特性値ｆ２（ＴＡＯ）＝１と成る時が暖房側の判定としており、この時（ＹＥＳの時）にはステップＳ７４に進む。尚、目標吹出温度ＴＡＯが所定値Ａよりも低く、特性値ｆ２（ＴＡＯ）＝０と成る時は、冷房側の判定（ＮＯ）となる。

続いて、ステップＳ７４で冷却水温度ＴＷが所定温度Ｔ７（例えば６０℃）以下であるか否かを判定し、この判定結果がＹＥＳの場合はステップＳ７５で、ブロワ風量ＢＬＷを上記ステップＳ７１で得られた基本ブロワ風量ＢＬＷ１と、予めＲＯＭに記憶された特性図（マップ、図１０参照）から得られる特性値ｆ１（ＴＷ）との小さい方をブロワ風量ＢＬＷとして決定する。

尚、ステップＳ７２〜ステップＳ７４で共に判定結果がＮＯとなる場合は、ステップＳ７６でブロワ風量ＢＬＷを上記ステップＳ７１で得られた基本ブロワ風量ＢＬＷ１として決定する。

このように、このウォームアップ制御というのは、主に冬季において空調を暖房側に設定しており、且つ冷却水温度ＴＷが所定温度Ｔ７より低い時に、ヒータコア５１の暖房能力が低く、乗員に不快感を与えないようにするために、ブロワ風量ＢＬＷを下げて、あるいはゼロにして使用するものである。

再び図４に戻って、上記ブロワ風量ＢＬＷ算出の後に、ステップＳ８で予めＲＯＭに記憶された数式１（背景技術の項で説明したもの）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。

尚、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（ＭＡＸＣＯＯＬ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（ＭＡＸＨＯＴ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。

続いて、エンジンＯＮ、ＯＦＦ要求判定を行う（ステップＳ９）。このステップは、本発明の特徴部を成すものであり、エンジンＥＣＵ９に、走行用エンジン１の始動を要求するエンジンＯＮ要求信号を出力するか、走行用エンジン１の運転停止を要求するエンジンＯＦＦ要求信号を出力するかを判断するステップとしている。尚、この詳細については後述する。

続いて、予めＲＯＭに記憶された特性図（マップ、図１１、図１２参照）から、目標エバ後温度ＴＥＯを算出する（ステップＳ１０）。図１１に示す特性図は、目標吹出温度ＴＡＯに対する目標エバ後温度ｆ１０（ＴＡＯ）を関係付けたものであり、また、図１２に示す特性図は、外気温度ＴＡＭに対する目標エバ後温度ｆ１１（ＴＡＭ）を関係付けたものであり、ここでは得られた両目標エバ後温度ｆ１０（ＴＡＯ）とｆ１１（ＴＡＭ）のうち、温度値の小さい方を目標エバ後温度ＴＥＯとして決定するようにしている。

続いて、Ａ／ＣスイッチがＯＮされている時に、コンプレッサ４１の運転状態を決定する（ステップＳ１１）。これは、上記ステップＳ１０で得られた目標エバ後温度ＴＥＯと実際のエバ後温度ＴＥとを比較して、コンプレッサ４１の駆動を制御することによりエバ後温度ＴＥが目標エバ後温度ＴＥＯに維持される。

続いて、各ステップＳ４〜ステップＳ８、ステップ１０にて算出または決定した各制御状態が得られるように、各アクチュエータ、ブロワ駆動回路およびコンプレッサ４１に対して制御信号を出力する。

次に、本発明の特徴部となるエンジンＯＮ、ＯＦＦ要求判定（ステップＳ９）の制御処理詳細について、図１３に示すサブルーチンおよび図１４、図１５に示す特性図を用いて説明する。

まず、ステップＳ９１でブロワモータ３２がＯＮ状態にあるか否かを判定し、この判定結果がＮＯの場合は、ステップＳ９２でウォームアップ制御中か否かを判定する。即ち、図７で説明したステップＳ７５によるブロワ風量ＢＬＷが決定されてブロワモータ３２が作動されているか否かを判定する。

上記ステップＳ９１、ステップＳ９２で共に判定結果がＹＥＳの場合は、ステップＳ９３で、予めＲＯＭに記憶された特性図（マップ、図１４参照）から、目標吹出温度ＴＡＯに対応する特性値ｆ３（ＴＡＯ）が１であるか否かを判定する。これは、目標吹出温度ＴＡＯが所定値Ｄよりも高いか、即ち、暖房側の空調要求になっているか否かを意味する。尚、目標吹出温度ＴＡＯが所定値Ｃより低く、特性値ｆ３（ＴＡＯ）が０と成る時は、冷房側の空調要求になっていることを意味する
ステップＳ９３で判定結果がＹＥＳの場合は、ステップＳ９４で仮の目標ダンパ開度ＳＷ１を下記の数式３に基づいて算出する。

（数３）
ＳＷ１＝｛（ＴＡＯ−ＴＥ）／（ＴＷ−ＴＥ）｝×１００（％）
ここで仮の目標ダンパ開度ＳＷ１の右辺は、上記数式１で説明した右辺と同一であるが、この制御中においては、冷却水温度ＴＷが充分に昇温していない状況で目標吹出温度ＴＡＯより低い値であると、算出される値は、１００％以上になることもあることから、「仮の開度」と定義している訳である。

続いて、ステップＳ９５で予めＲＯＭに記憶された特性図（マップ、図１５参照）から、ステップＳ９４で得られた仮の目標ダンパ開度ＳＷ１に対する特性値ｆ１（ＳＷ１）が１であるか否かを判定し、この判定結果がＹＥＳの場合は、ステップＳ９６でエンジンＯＮの要求信号をエンジンＥＣＵ８に出力する。これは、仮の目標ダンパ開度ＳＷ１が１００％を超える場合、即ち、冷却水温度ＴＷが充分に昇温していない場合であり、ヒータコア５１は、この冷却水における最大暖房能力では目標吹出温度ＴＡＯ（本発明の必要暖房能力）に対応する空気の加熱ができないことを意味しており、走行用エンジン１を作動させて冷却水の昇温を速やかに行うようにする訳である。

一方、ステップＳ９５で判定結果がＮＯの場合は、ステップＳ９７でエンジンＯＦＦの要求信号（本発明のエンジン停止要求信号に対応）をエンジンＥＣＵ８に出力する。これは、仮の目標ダンパ開度ＳＷ１が１００％より小さい場合であり、即ち、目標吹出温度ＴＡＯに対して冷却水温度ＴＷが高い側に昇温しており、この冷却水によるヒータコア５１の最大暖房能力は、目標吹出温度ＴＡＯ（必要暖房温度）に対して余裕があることを意味している。よって、この時点では、走行用エンジン１の作動による冷却水の昇温は不要であることから、走行用エンジン１を停止させるようにする訳である。

尚、ステップＳ９２、ステップＳ９３で共に判定結果がＮＯの場合は、即ち、ウォームアップ制御をしておらず、また冷房側の空調要求になっている場合は、やはり、走行用エンジン１の作動は不要であり、上記のステップＳ９７に進み、エンジンＯＦＦの要求信号をエンジンＥＣＵ８に出力する。

次に、上記エアコンＥＣＵ７からエンジンＯＮ、ＯＦＦ要求信号が出力された後のエンジンＥＣＵ９の制御処理を図１６に示すフローチャート基づいて説明する。

尚、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。また、センサとしては、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センサ（いずれも図示せず）等が使用される。そして、エンジンＥＣＵ９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、各センサからのセンサ信号は、エンジンＥＣＵ９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。

まず、ステップＳ２００で各センサ信号を読み込む。続いて、ステップＳ２１０でハイブリッドＥＣＵ８との通信を行い、ステップＳ２２０でエアコンＥＣＵ７との通信（送信および受信）を行う。

続いて、ステップＳ２３０で各センサ信号に基づいて、走行用エンジン１のＯＮ、ＯＦＦを判定する。この判定結果がＯＮの場合には、ステップＳ２４０で始動用モータや点火装置を含むエンジン始動装置３に対して、走行用エンジン１を始動（ＯＮ）させるように制御信号を出力する。

一方、ステップＳ２３０の判定結果がＯＦＦの場合には、ステップＳ２５０で走行用エンジン１を始動するためのエンジンＯＮ要求信号をエアコンＥＣＵ７から受信しているか否かを判定する。この判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ２４０に移行して、エンジン始動装置３に対して、走行用エンジン１を始動（ＯＮ）させるように制御信号を出力する。

また、ステップＳ２５０での判定結果がＮＯの場合には、エアコンＥＣＵ７からエンジンＯＦＦ要求信号を受信していることになるため、ステップＳ２６０でエンジン始動装置３に対して、走行用エンジン１の作動を停止（ＯＦＦ）させるように制御信号を出力する。

上記図１６に示すフローチャート基づく走行用エンジン１の作動制御がなされた後に、エアコンＥＣＵ７は、図１７に示すフローチャートに基づき、更に、エアミックスダンパ５２の制御を行う。

ステップＳ９１〜ステップＳ９４までは上記図１３に示すフローチャートで説明した内容と同一であり、ステップＳ９８で仮の目標ダンパ開度ＳＷ１が１００％以上か否かを判定する。この判定結果がＹＥＳの場合は、ステップＳ９９で目標ダンパ開度ＳＷを１００％と決定して、エアミックスダンパ５２の位置を設定する。

一方、ステップＳ９８での判定結果がＮＯの場合は、ステップＳ１００で予めＲＯＭに記憶された特性図（マップ、図１８参照）から、走行用エンジン１の回転数ＥＮＧｒｅｖに対する特性値ｆ１（ＥＮＧ）が１であるか否かを判定し、この判定結果がＹＥＳの場合は、ステップＳ１０１で仮の目標ダンパ開度ＳＷ１を目標ダンパ開度ＳＷと決定して、エアミックスダンパ５２の位置を設定する。尚、特性値ｆ１（ＥＮＧ）が１というのは、走行用エンジン１が作動中であることを意味し、また、特性値ｆ１（ＥＮＧ）が０というのは、走行用エンジン１が停止中であることを意味する。

そして、ステップＳ１００での判定結果がＮＯの場合（エンジンＯＦＦ要求信号によって走行用エンジン１が停止された場合）は、ステップＳ９９に進み、１００％以下の値として算出された仮の目標ダンパ開度ＳＷ１を１００％にして目標ダンパ開度ＳＷとして決定する。

尚、ステップＳ９２、ステップＳ９３で共に判定結果がＮＯの場合は、即ち、ウォームアップ制御をしておらず、また冷房側の空調要求になっている場合は、上記のステップＳ１０１に進み、仮の目標ダンパ開度ＳＷ１を目標ダンパ開度ＳＷと決定する。

以上の構成および各フローチャートに基づく作動説明より、本発明においてはウォームアップ制御を実施している場合、あるいは暖房側に空調制御されている場合に仮の目標ダンパ開度ＳＷ１が１００％以下の時には、ヒータコア５１の最大暖房能力は、目標吹出温度ＴＡＯ（必要暖房能力）に対して余裕があることになり、この時に走行用エンジン１を停止させるようにしているので、ヒータコア５１は、目標吹出温度ＴＡＯに対応する空気の加熱を可能として（必要暖房能力を発揮して）、充分な暖房能力を確保できると共に、不要な走行用エンジン１の作動を無くして、走行用エンジン１の燃費性能を向上させることができる。

また、走行用エンジン１を停止させた後に、仮の目標ダンパ開度ＳＷ１を１００％に上げるようにエアミックスダンパ５２を作動させているので、容易に暖房能力を上げることができ、走行用エンジン１の停止に伴う冷却水温度ＴＷの低下による暖房性能低下を防止することができる。

（その他の実施形態）
上記第１実施形態では、ヒータコア５１の暖房能力を可変する暖房能力可変手段としてエアミックスダンパ５２を用いるようにしたが、これに限らず、ヒータコア５１に流入する冷却水の流量を調整する流量調整バルブを設けて、この流量調整バルブによって冷却水流量を可変することで対応するようにしても良い。この場合は、エンジンＯＮ、ＯＦＦ要求判定を流量調整バルブの開度を検出することで対応する。

ハイブリッド自動車の概略構成を示す模式図である。 ハイブリッド自動車用空調装置の全体構成を示す模式図である。 ハイブリッド自動車用空調装置の制御系を示すブロック図である。 エアコンＥＣＵによる基本的な制御処理を示すフローチャートである。 目標吹出温度と吹出口モードとの関係を示す特性図である。 目標吹出温度と吸込口モードとの関係を示す特性図である。 エアコンＥＣＵによるブロワ風量算出の制御処理を示すフローチャートである。 目標吹出温度とブロワ風量との関係を示す特性図である。 目標吹出温度に対する空調状態（冷房側あるいは暖房側）を示す第１特性図である。 冷却水温度とブロワ風量との関係を示す特性図である。 目標吹出温度と目標エバ後温度との関係を示す特性図である。 外気温度と目標エバ後温度との関係を示す特性図である。 エアコンＥＣＵによるエンジンＯＮ、ＯＦＦ要求判定の制御処理を示すフローチャートである。 目標吹出温度に対する空調状態（冷房側あるいは暖房側）を示す第２特性図である。 仮の目標ダンパ開度が１００％以上か否かを示す特性図である。 エンジンＥＣＵによる車両のエンジンＯＮ、ＯＦＦの制御処理を示すフローチャートである。 エアコンＥＣＵによるエアミックスダンパの制御処理を示すフローチャートである。 エンジン回転数に対する走行用エンジンの作動有無を示す特性図である。

符号の説明

１ 走行用エンジン
２ 走行用モータ
５ ハイブリッド自動車
６ エアコンユニット（空調ユニット）
７ エアコンＥＣＵ（空調制御装置）
９ エンジンＥＣＵ（エンジン制御装置）
５１ ヒータコア（加熱用熱交換器）
５２ エアミックスダンパ（暖房能力可変手段）

Claims (4)

1. 自動車の走行用エンジン（１）および走行用モータ（２）を搭載し、前記自動車の運転状態を検出する運転状態検出手段を有し、この運転状態検出手段で検出した運転状態に応じて前記走行用エンジン（１）の始動および作動停止を制御すると共に、外部からエンジン停止要求信号が入力された時は前記走行用エンジン（１）を停止させるエンジン制御装置（９）を有するハイブリッド自動車（５）に用いられるハイブリッド自動車用空調装置において、
   前記走行用エンジン（１）の冷却水を熱源として空気を加熱する加熱用熱交換器（５１）を有する空調ユニット（６）と、
   前記空調ユニット（６）の作動および作動停止を制御する空調制御装置（７）と、
   前記空調制御装置（７）によって決定される必要暖房能力に対応する実際の暖房能力を、前記冷却水によって得られる前記加熱用熱交換器（５１）の最大暖房能力を上限として可変する暖房能力可変手段（５２）と、
   を備え、
   前記空調制御装置（７）は、前記必要暖房能力に対して、前記最大暖房能力に余裕があると判定すると、前記走行用エンジン（１）を停止させるように要求する前記エンジン停止要求信号を前記エンジン制御装置（９）に出力し、さらに前記暖房能力可変手段を前記最大暖房能力が得られる状態に制御することを特徴とするハイブリッド自動車用空調装置。
2. 前記暖房能力可変手段（５２）は、前記加熱用熱交換器（５１）を通過する空気量と前記加熱用熱交換器（５１）を迂回する空気量との混合割合を調節するエアミックスダンパ（５２）としたことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車用空調装置。
3. 前記暖房能力可変手段（５２）は、前記空調制御装置（７）によって前記最大暖房能力に対する前記必要暖房能力の比に相関する開度（ＳＷ）が可変されると共に、前記加熱用熱交換器（５１）を通過する空気量と前記加熱用熱交換器（５１）を迂回する空気量との混合割合を調節するエアミックスダンパ（５２）であり、
   前記空調制御装置（７）は、前記最大暖房能力の余裕有無判定を、前記開度（ＳＷ）を用いて行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッド自動車用空調装置。
4. 前記エアミックスダンパ（５２）は、前記空調制御装置（７）によって前記最大暖房能力に対する前記必要暖房能力の比に相関する開度（ＳＷ）が可変されるダンパであり、
   前記空調制御装置（７）は、
   前記エアミックスダンパ（５２）の前記開度（ＳＷ）の制御にあたり、前記必要暖房能力に基づいて仮の目標ダンパ開度（ＳＷ１）を算出し、
   前記算出された仮の目標ダンパ開度（ＳＷ１）が前記最大暖房能力が得られる状態の開度よりも小さい場合であって、前記走行用エンジン（１）が停止中であるときに、前記仮の目標ダンパ開度（ＳＷ１）を前記最大暖房能力が得られる状態の開度に変更して実際の目標ダンパ開度とし、前記エアミックスダンパ（５２）を制御することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のハイブリッド自動車用空調装置。

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