JP6201421B2 - 車両用空調システムの制御装置 - Google Patents
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Description
燃費向上を目的としたアイドリングストップ機能を搭載した車両では、アイドリングストップによるエンジン自動停止中にエンジン冷却水が循環されなくなり、暖房に利用するエンジン冷却水の温度が低下し、暖房機能が低下する。
また、特許文献1では、アイドリングストップによるエンジン自動停止中に車室外の外気温に基づいて外気の導入量を調整するとともに送風量を抑えて暖房性能を確保することが提案されている。
また、特許文献1に記載の車両用空調システムにあっては、アイドリングストップによるエンジン自動停止中には一律に送風量を抑制するため、乗員の欲する暖房性能を確保できない可能性がある。
本発明の第3の態様は、前記車室内へ吹出される空気として車室外または車室内から吸い込まれる空気の温度を取得する吸込口温度取得部を備え、前記送風量検出部が検出した空気の量と前記流入温度検出部が検出した空気の温度と前記吸込口温度取得部が取得した空気の温度とに基づいて前記放出熱量を算出するのが好適である。
本発明の上記の第2の態様によれば、目標吹出し温度算出部が算出した温度と位置取得部が取得した開閉位置とに基づいて吹出風温度調整部の制御の要否を決めているため、暖房性能を必要としない、吹出風温度調整部の開閉位置が最大暖房である、などの状況に応じて吹出風温度調整部の制御を止めることができる。
本発明の上記の第4の態様によれば、内気循環が選択されているとき、車室内の温度を吸い込まれる空気の温度として第一熱交換部の放出する熱量を算出しているため、放出する熱量をより正確に算出することができる。
本発明の上記の第5の態様によれば、外気導入が選択されているとき、車室外の温度を吸い込まれる空気の温度として第一熱交換部の放出する熱量を算出しているため、放出する熱量をより正確に算出することができる。
図1において、空調システム10は、エンジン(内燃機関)を走行駆動源とした車両の車室R内の暖房・冷房・除湿・換気等の空調を行うHVAC(Heating,Ventilating,and Air Conditioning)システムである。この空調システム10を搭載する車両は、予め設定された自動停止条件が成立するとエンジンを自動的に停止し、予め設定された再始動条件が成立するとエンジンを再始動するアイドリングストップ機能を備えた車両である。
ヒータコア14は、エンジンの冷却水を循環させるラジエータ部の熱交換を利用して、通過する空気を加熱するように空気流路11内に設置されている。
エンジンECU23は、車両の停止などのエンジン自動停止条件が成立したときエンジンを自動的に停止するとともにシフトレンジ位置の走行レンジへの切替などのエンジン再始動条件が成立したときエンジンを自動的に始動するなどしてアイドリングストップ制御を実行しており、エンジンの駆動状態に変化があった場合、エアコンECU24に駆動状態(駆動中、アイドリングストップ中)を通知するようになっている。
また、エアコンECU24は、空調システム10各部の状態(送風ファン12の送風量、各部の温度、各ダンパの状態など)からアイドリングストップ時のヒータコア14が冷却される放出熱量を算出し、その放出熱量に基づいてエアミックスダンパ16を暖房側へ駆動する機能を備えている。
送風量検出部32は、送風ファン12の風量を検出し放出熱量算出部35に出力するようになっている。
位置取得部34は、エアミックスダンパ16の開閉位置(開度)を、エアミックスダンパ16が最大冷房の位置にあるときを0%、最大暖房の位置にあるときを100%とし、開閉位置に対応した百分率の値で制御実施判定部36に出力するようになっている。
制御実施判定部36は、目標吹出し温度算出部33が算出した目標吹出し温度と、位置取得部34が取得したエアミックスダンパ16の開閉位置と、エンジンECU23から通知されたエンジン駆動状態(駆動中、アイドリングストップ中)に基づいて、エアミックスダンパ16を制御するか否かを判定するようになっている。
具体的には、吹出風温度制御部31は、図3の制御構成図に従って、制御処理1〜4を図4のフローチャートに示すように順次実行して、エアミックスダンパ16の制御を実施するかを判定し、必要であればエアミックスダンパ16を制御する。なお、この処理は、一定の時間間隔で実行するようにしてもよいし、エンジンECU23からのエンジンの駆動状態の通知がアイドリングストップ中だった場合に実行するようにしてもよい。
制御処理1では、放出熱量算出部35が、送風量検出部32が検出した送風ファン12の風量とエバポレータ温度センサ18が検出したヒータコア14を通過する空気(空調風)の温度とに基づいて、下記の式(1)により放出熱量を算出する。
放出熱量=(送風ファン風量×α)×(エバポレータ温度×β)…(1)
ここで、α、βは適合係数であり、空調システム10の特性、送風ファン12の仕様、エバポレータ13の仕様により変化する値で、車種により一意に定まる値である。この値は、各特性、仕様から算出してもよく、また、実際の車両を使った試験等により求めてもよい。
具体的には、目標吹出し温度算出部33により目標吹出し温度を算出し(ステップS21)、位置取得部34によりエアミックスダンパ16の現在の開閉位置を取得する(ステップS22)。
次いで、算出した目標吹出し温度が予め設定された温度以下であるか否かを判定することで暖房性能が必要か否かを判定し(ステップS23)、予め設定された温度以下であれば暖房性能を維持することは不要として、制御実施判定フラグを「実施不要:0」とする(ステップS27)。
次いで、エンジン駆動状態が「駆動中」であるか否かを判定し(ステップS25)、「駆動中」であれば、エンジン冷却水は循環しているため制御実施判定フラグを「実施不要:0」とする(ステップS27)。
次に、制御処理3では、駆動速度算出部37が、放出熱量算出部35が算出した放出熱量に基づいてエアミックスダンパ16の駆動速度を図6に示すような表に基づいて算出する。
ここで、図6に示す値は参考値であり、空調システム10の温度特性などにより変化するため、実際の車両を使った試験等により求めると好適な値が得られる。また、表に基づいて算出したが、放出熱量から好適な駆動速度が求められるような数式により算出するようにしてもよい。
具体的には、吹出風温度制御部31は、制御処理2で設定された制御実施判定フラグを参照し、制御実施判定フラグが「実施不要:0」であるか否かを判定し(ステップS31)、制御実施判定フラグが「実施不要:0」であれば、エアミックスダンパ16を停止するように駆動命令を出力する(ステップ34)。
ステップS32において駆動速度が0以外であると判定された場合、吹出風温度制御部31は、制御処理3で算出した駆動速度でエアミックスダンパ16を暖房側に駆動するように駆動命令を出力する(ステップS33)。
また、電動ポンプやエンジン冷却水の温度を測定するセンサなどを追加することなく、車両のコストアップと重量の増加を抑えつつ、エアミックスダンパ16を暖房側に駆動することで車室R内に吹出す空気の温度を維持することができる。
次に、図8、図9は本発明の第2実施形態に係る車両用空調システムの制御装置を示す図である。ここで、本実施形態は上述実施形態と略同様に構成されているので、図面を流用して同様な構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する。
図1におけるエアコンECU24は、吸込口ダンパ15の状態により放出熱量算出において外気温度または内気温度を使用するようになっている。
吸込口状態取得部43は、吸込口ダンパ15の状態(内気循環、外気導入)を取得し放出熱量算出部42に出力するようになっている。
吸込口温度取得部44は、内気温度検出センサ21および外気温度検出センサ22が検出した温度を取得し放出熱量算出部42に出力するようになっている。
吹出風温度制御部41は、図3の制御構成図の制御処理1を図9の制御処理1’と代えて放出熱量を算出する。
放出熱量=(送風ファン風量×α)×((内気温度−エバポレータ温度)×β’)…(2)
吸込口ダンパ15の状態が内気循環でなければ、下記の式(3)により放出熱量を算出する。
放出熱量=(送風ファン風量×α)×((外気温度−エバポレータ温度)×γ)…(3)
したがって、吸込口ダンパ15の状態が内気循環であれば内気温度を吸い込まれる空気の温度として、外気導入であれば外気温度を吸い込まれる空気の温度として、ヒータコア14の放出熱量を算出しているため、ヒータコア14の放出熱量をより正確に算出することができ、アイドリングストップ時であっても車室R内に吹出す空気の温度をより正確に維持することができ、アイドリングストップ時の乗員の快適性を向上させることができる。
12 送風ファン
13 エバポレータ
14 ヒータコア
15 吸込口ダンパ
16 エアミックスダンパ
18 エバポレータ温度センサ
21 内気温度検出センサ
22 外気温度検出センサ
23 エンジンECU
24 エアコンECU
31 吹出風温度制御部
35 放出熱量算出部
36 制御実施判定部
37 駆動速度算出部
41 吹出風温度制御部
42 放出熱量算出部
R 車室
Claims (5)
- 予め設定された自動停止条件が成立した場合に内燃機関を自動停止し、予め設定された再始動条件が成立した場合に前記内燃機関を再始動する車両の車両用空調システムの制御装置であって、
車室内へ吹出される空気と前記内燃機関の冷却水との熱交換を行う第一熱交換部と、
車室内へ吹出される空気と冷媒との熱交換を行う第二熱交換部と、
前記車室内へ吹出される空気の量を検出する送風量検出部と、
前記第二熱交換部で熱交換を行った後の空気温度を検出する流入温度検出部と、
前記第一熱交換部で熱交換する空気の量を調整する吹出風温度調整部と、を有し、
前記内燃機関が自動停止している状態では、前記送風量検出部により検出する送風量と、前記流入温度検出部により検出する空気温度と、に基づいて前記第一熱交換部が放出する放出熱量を算出し、算出された放出熱量に基づいて前記吹出風温度調整部を制御することを特徴とする車両用空調システムの制御装置。 - 前記吹出風温度調整部として前記第一熱交換部に流入する空気の量を調整するダンパを備え、
乗員が設定した車室内温度を維持するために車室内へ吹き出させる空気の温度を算出する目標吹出し温度算出部と、
前記ダンパの開閉位置を取得する位置取得部と、
前記目標吹出し温度算出部が算出した温度と前記位置取得部が取得した開閉位置とに基づいて前記吹出風温度調整部の制御が必要か否かを判定する制御実施判定部と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の車両用空調システムの制御装置。 - 前記車室内へ吹出される空気として車室外または車室内から吸い込まれる空気の温度を取得する吸込口温度取得部を備え、
前記送風量検出部が検出した空気の量と前記流入温度検出部が検出した空気の温度と前記吸込口温度取得部が取得した空気の温度とに基づいて前記放出熱量を算出することを特徴とする請求項2に記載の車両用空調システムの制御装置。 - 前記車室内へ吹出される空気を車室外からの外気導入または車室内の内気循環のいずれかに切り換える吸込口切換部と、
前記吸込口切換部が内気循環または外気導入のいずれの状態かを取得する吸込口状態取得部とを備え、
前記吸込口状態取得部が取得した前記吸込口切換部の状態が内気循環の場合、前記送風量検出部が検出した空気の量と前記流入温度検出部が検出した空気の温度と前記吸込口温度取得部が取得した車室内の空気の温度とに基づいて前記放出熱量を算出することを特徴とする請求項3に記載の車両用空調システムの制御装置。 - 前記車室内へ吹出される空気を車室外からの外気導入または車室内の内気循環のいずれかに切り換える吸込口切換部と、
前記吸込口切換部が内気循環または外気導入のいずれの状態かを取得する吸込口状態取得部とを備え、
前記吸込口状態取得部が取得した前記吸込口切換部の状態が外気導入の場合、前記送風量検出部が検出した空気の量と前記流入温度検出部が検出した空気の温度と前記吸込口温度取得部が取得した車室外の空気の温度とに基づいて前記放出熱量を算出することを特徴とする請求項3に記載の車両用空調システムの制御装置。
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