JP2009255739A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの発熱を熱源とする暖房では充分な暖房を得ることのできない運転領域であっても搭乗者側へ所定に昇温された温風を直ちに供給することができるようにする。
【解決手段】ヒータコア３３の直下流に、１枚当たり４００[W]の発熱容量を有するＰＴＣヒータ４６ａ〜４６ｃを配設し、フット吹出し口２７ａ，２７ｂに、２０８[W]の発熱容量を有するＰＴＣヒータ４７ａ，４７ｂを配設する。そして冷却水温Ｔｗが第１水温判定値Ｔｗ１より低いと判定した場合、ＰＴＣヒータ４６ａ，４６ｂ，４７ａ，４７ｂを発熱させる。又冷却水温Ｔｗが第１、第２水温判定値Ｔｗ１，Ｔｗ２の間にあると判定した場合、ＰＴＣヒータ４６ａ〜４６ｃを発熱させる。更に、冷却水温Ｔｗが第２、第３水温判定値Ｔｗ２，Ｔｗ３の間にあると判定した場合、ＰＴＣヒータ４６ａ，４６ｂを発熱させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の補助熱源を選択的に発熱させて、エンジンの発熱を熱源とする加熱手段の熱量不足を補う車両用空調装置に関する。

一般に、車両用空調装置において、エンジンの発熱を熱源として暖房を行なう場合、エンジンの発熱により加熱された冷却水を利用する温水式暖房が主流である。この温水式暖房は、冷却水を熱源としているため、冷却水温の低い冷間始動、及び始動後の暖機運転では冷却水温がある程度上昇するまでは、この冷却水から十分な暖房熱量を得ることができない。

又、最近では、筒内直噴エンジン（ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン）やリーンバーンエンジンのように燃焼効率を改善して燃費向上を実現したエンジンが種々提案され、一部は既に実用化されている。このような燃焼効率が改善されたエンジンでは、相対的に冷却損失が低減されるため、冷却水温が低温化してしまう傾向にある。そのため、冷間始動及び暖機運転においてのみならず、暖機完了後であっても運転領域によっては冷却水だけでは充分な暖房を得ることができない場合が生じる。

この対策として特許文献１（特開平８−９１０４１号公報）には、ヒータコアの直下流に、補助熱源として３枚のＰＴＣヒータを配設し、各ＰＴＣヒータを選択的にＯＮ／ＯＦＦさせることで、冷却水温を熱源とするヒータコアによる暖房熱量の不足分を補助するようにした技術が開示されている。この文献に開示されている技術によれば、ＰＴＣヒータの出力レベルを三段階に切換えることができるため、ヒータコアからの熱量不足を効率よく補うことができる。
特開平８−９１０４１号公報

ところで、一般に、空調装置においては、空気の吹出しモードとして、デフロスタモード、デフロスタ／ヒートモード、ヒートモード、バイレベルモード、ベンチレーションモードの５モードが設定されている。

この各吹出しモードの中でも、デフロスタ／ヒートモード、ヒートモード、バイレベルモードは、搭乗者側に温風を供給するモードであるため、直ちに空気を昇温させて温められた空気を吹き出させることが望ましい。

しかし、上述した公報に開示されている技術では、補助熱源としてのＰＴＣヒータがヒータコアの直下流に配設されているため、例えば空気を直ちに昇温させたい場合は、全てのＰＴＣヒータをＯＮさせて、ＰＴＣヒータを通過する空気を多くの熱量で加熱昇温させる必要がある。

その結果、多大な熱量が必要となり、大きな熱容量のＰＴＣヒータを配設する必要がある。更に、ヒータコアの直下流に配設されているＰＴＣヒータから吹出し口までの管路長が比較的長い場合、ＰＴＣヒータを加熱させても、実際にこのＰＴＣヒータにて加熱昇温された空気が吹出し口に達するまでにはある遅れ時間を有している。その結果、冷間始動及び冷間始動後の暖機運転において、搭乗者側に所定に昇温された温風を直ちに供給することが困難となる不都合がある。

本発明は、上記事情に鑑み、エンジンの発熱を熱源とする暖房では充分な暖房を得ることのできない運転領域であっても、補助熱源により搭乗者側へ所定に昇温された温風を直ちに供給することができて、良好な暖房効果を得ることのできる車両用空調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、エンジンの発熱を熱源として、通過する空気を加熱する加熱手段及び該加熱手段の熱量不足を補助する上流補助熱源を備えるヒータユニットと、前記ヒータユニットの下流側に連通されて該ヒータユニットから送られる空気を車室内に導くと共に前記車室内に空気を吹き出させるヒータ吹出し口を有するヒータダクトと、前記エンジンの温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段で検出した前記エンジンの温度に基づいて前記上流補助熱源の発熱を制御する制御手段とを備える車両用空調装置において、前記ヒータ吹出し口に、前記上流補助熱源に比し発熱容量の小さい下流補助熱源が配設されており、前記制御部は、前記温度検出手段で検出した前記エンジンの温度に基づき、該エンジン温度が低い場合は前記上流補助熱源と前記下流補助熱源とを発熱させ、該エンジンの温度が上昇するに従い、前記下流補助熱源の発熱を停止させ、次いで前記上流補助熱源の発熱を停止させることを特徴とする。

本発明によれば、エンジンの発熱を熱源とする暖房では充分な暖房を得ることのできない運転領域であっても、下流補助熱源がヒータ吹出し口に配設されているので、この下流補助熱源により搭乗者側へ所定に昇温された温風を直ちに供給することができ、良好な暖房効果を得ることができる。

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１に車両用空調装置の概略構成図を示す。

同図に示す空調装置１は、例えば筒内直噴エンジン（ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン）、リーンバーエンジン等、燃焼効率の高いエンジンを搭載する車両に設けられている。勿論、本実施形態による空調装置１は、このような燃焼効率の高いエンジン以外のエンジンを搭載する車両や電気自動車に適用することは可能である。

この空調装置１は車室内前部に設けられているインストルメントパネルとその前方に形成されているエンジンルームとの間に配設されており、上流側にブロアユニット２が配設され、その下流にヒータユニット３が連設されている。

ブロアユニット２は、車外或いは車室内から導入される空気を車室内に圧送するブロワファン１０を有し、このブロワファン１０にブロワ駆動モータ１１が連結されている。又、ヒータユニット３はエバポレータ１２を有し、このエバポレータ１２がブロワファン１０の下流側に配設されている。このエバポレータ１２は、図示しないエアコンコンプレッサやコンデンサと共に冷凍サイクルを構成しており、ブロワファン１０から送られる空気がエバポレータ１２を通過する際に所定に冷却されると共に除湿される。

又、ヒータユニット３は、デフロスタ２０に連通するデフロスタ吹出し口２１と、インストルメントパネルに配設されているベンチレーションダクト３２に連通するベンチレーション吹出し口２５と、ヒータケース２４に連通するヒータ吹出し口２６とが設けられている。更に、各吹出し口２１，２５，２６に、この各吹出し口２１，２５，２６を開閉するデフロスタダンパ２８、ベンチレーションダンパ２９、ヒータダンパ３０が各々配設されている。この各ダンパ２８，２９，３０は、モードアクチュエータ３１に対して、メインリンク、及びレバー（何れも図示せず）を介して連設されており、このモードアクチュエータ３１の動作により、各ダンパ２８，２９，３０の開閉が制御される。

又、ヒータユニット３に、内部に冷却水を流通する加熱手段としてのヒータコア３３が配設されている。このヒータコア３３はヒータユニット３内に斜めに配設されており、１つの角部がヒータユニット３の下側に当接或いは近接されていると共に、ヒータユニット３の上側に指向する面にエアミックスダンパ３４が配設されている。更に、このエアミックスダンパ３４にエアミックスダンパ用アクチュエータ３５が連設されている。このエアミックスダンパ３４は、このエアミックスダンパ用アクチュエータ３５の動作にて開度が制御され、このエアミックスダンパ３４の開度によりヒータコア３３を通過する空気量が調整される。

更に、ヒータコア３３の直下流に、上流補助熱源としての３枚の第１〜第３ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータ４６ａ〜４６ｃが配列されている。この各ＰＴＣヒータ４６ａ〜４６ｃは、紙面手前から奥の方へ延出するヒータコア３３の幅とほぼ同じ幅を有する細長い直方体形状を有しており、この各ＰＴＣヒータ４６ａ〜４６ｃの発熱量が、本実施形態では４００[W]と比較的大きな発熱容量に設定されている。従って、各ＰＴＣヒータ４６ａ〜４６ｃを選択的にＯＮさせることで、発熱量を４００[W]、８００[W]、１２００[W]の三段階に設定することができる。

又、ヒータケース２４に前席の足元に温風を吹き出すフット吹出し口２７ａ，２７ｂが形成されている。尚、本実施形態では、左側のフット吹出し口２７ａが助手席側に開口され、右側のフット吹出し口２７ｂが運転席側に開口されているものとする。更に、このフット吹出し口２７ａ、２７ｂの下流に、センターコンソールの両側に沿って車室の後方へ延出する左右フットダクト２４ａ，２４ｂが連設されている。

左右フット吹出し口２７ａ，２７ｂに、下流補助熱源としての第４、第５ＰＴＣヒータ４７ａ，４７ｂが１枚ずつ配設されている。この第４、第５ＰＴＣヒータ４７ａ，４７ｂは、同一のもので、直方体形状に形成されている。又、この両ＰＴＣヒータ４７ａ，４７ｂはフット吹出し口２７ａ，２７ｂに対し、対称な位置に配設されている。同一形状の両ＰＴＣヒータ４７ａ，４７ｂをフット吹出し口２７ａ，２７ｂに対して対称に配設することで、配風バランスが良くなる。又、この各ＰＴＣヒータ４７ａ，４７ｂの発熱量は、上述した第１〜第３ＰＴＣヒータ４６ａ〜４６ｃの発熱量よりも低く、本実施形態では、約半分の２０８[W]の比較的小さな発熱容量に設定されている。

上述した各チュエータ３１，３５、各ＰＴＣヒータ４６ａ〜４６ｃ，４７ａ，４７ｂの制御は、空調制御ユニット（エアコン＿ＥＣＵ）４０にて行われる。このエアコン＿ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリ等を有する周知のマイクロコンピュータで構成されており、ＲＯＭにはＣＰＵが実行する空調制御に関するプログラムや固定データ等が記憶されている。

図２に示すように、エアコン＿ＥＣＵ４０の入力側には、操作パネル４１、及び車室内温度（内気温）Ｔinを検出する内気温センサ４２、外気温度Ｔoutを検出する外気温検出手段としての外気温センサ４３、車室内に入射する日射量Ｑを検出する日射センサ４４、エンジン温度を冷却水の温度（冷却水温）Ｔｗから間接的に検出する温度検出手段としての水温センサ４５等の各種センサ類が接続されている。又、操作パネル４１には、室温を設定する室温設定スイッチ、オート運転モードのＯＮ／ＯＦＦを行うオートスイッチ、エアコンを手動でＯＮ／ＯＦＦするエアコンスイッチ等が所定に配設されている。

又、このエアコン＿ＥＣＵ４０の出力側に、各アクチュエータ３１，３５、各ＰＴＣヒータ４６ａ〜４６ｃ，４７ａ，４７ｂが接続されている。尚、エアコン＿ＥＣＵ４０では、ブロワ駆動モータ１１も制御しているが、この制御は周知であるため説明を省略する。

エアコン＿ＥＣＵ４０は、オート運転モード時、内気温度Ｔin、外気温度Ｔout、日射量Ｑ、及び、操作パネル４１の室温設定スイッチで設定した設定温度Ｔｓ等に基づき、吹出しモードを選択する。吹出しモードは、送風をどの吹出し口２１，２５，２６から吹き出させるかを設定するもので、本実施形態では、デフロスタモード、デフロスタ／ヒートモード、ヒートモード、バイレベルモード、ベンチレーションモードの５モードを有している。

そして、選択した吹出しモードに対応する吹出し口から送風すべく、各アクチュエータ３１，３５を動作させると共に、各ＰＴＣヒータ４６ａ〜４６ｃ，４７ａ，４７ｂに対する通電制御を行なう。

ここで、エアコン＿ＥＣＵ４０で実行される各吹出しモードの制御動作について簡単に説明する。デフロスタモードは、エアミックスダンパ用アクチュエータ３５を駆動させて、エアミックスダンパ３４の開度を適切に制御すると共に、エバポレータ１２内を流れる空気をヒータコア３３へ導く。同時に、モードアクチュエータ３１を駆動させて、デフロスタダンパ２８を開くと共に、ヒータダンパ３０及びベンチレーションダンパ２９を閉じる。その結果、エバポレータ１２を通過した空気は、ヒータコア３３を通過して温風となり、デフロスタ２０から吹き出されて、最大の除霜、防曇性能が発揮される。

デフロスタ／ヒートモードは、エアミックスダンパ用アクチュエータ３５を駆動させてエアミックスダンパ３４の開度を適切に制御する。同時に、モードアクチュエータ３１を駆動させて、デフロスタダンパ２８とヒータダンパ３０とを開くと共に、ベンチレーションダンパ２９を閉じる。その結果、ヒータコア３３を通過して温風となった空気は、フット吹出し口２７ａ，２７ｂと車室内後方へ延出する左右フットダクトとデフロスタ２０との双方から吹き出され、車内を暖めると共に窓ガラスの曇りを除去する。

ヒートモードは、エアミックスダンパ用アクチュエータ３５を駆動させてエアミックスダンパ３４の開度を適切に制御する。同時に、モードアクチュエータ３１を駆動させて、ヒータダンパ３０を開くと共に、デフロスタダンパ２８を僅かに開き、ベンチレーションダンパ２９を閉じる。

その結果、ヒータコア３３を通過した温風がヒータケース２４を通り、左右フット吹出し口２７ａ，２７ｂから吹き出されると共に、後部座席の方へ導かれて、後部座席の足元に吹き出される。尚、ヒートモードでは、デフロスタダンパ２８が僅かに開かれているため、デフロスタ２０からも温風が僅かに吹き出される。

バイレベルモードは、エアミックスダンパ用アクチュエータ３５の駆動によりエアミックスダンパ３４の開度を適切に制御する。同時に、モードアクチュエータ３１を駆動させて、ベンチレーションダンパ２９とヒータダンパ３０とを共に開くと共に、デフロスタダンパ２８を閉じる。

その結果、ヒータコア３３の下流側で、ヒータコア３３を通過する際に温められた空気と、ヒータコア３３を通過せずエバポレータ１２を通過したままの冷風とが混合され、混合された空気の一部がベンチレーション吹出し口２５を経てベンチレーションダクト３２から吹き出され、残りの一部がヒータ吹出し口２６を経てヒータケース２４を通り、前席側のフット吹出し口２７ａ，２７ｂ、及び後席側から吹き出される。

ベンチレーションモードは、エアミックスダンパ用アクチュエータ３５の駆動によりエアミックスダンパ３４の開度を適切に制御する。同時に、モードアクチュエータ３１を駆動させて、ベンチレーションダンパ２９を開くと共に、デフロスタダンパ２８とヒータダンパ３０とを閉じる。

その結果、エバポレータ１２にて冷やされた空気が、室温設定スイッチで設定した設定温度Ｔｓに応じ、その一部がヒータコア３３で暖められて温風となり、ヒータコア３３の下流側で温風と冷風とが混合され、混合された空気がベンチレーション吹出し口２５を経てベンチレーションダクトから吹き出される。

エアコン＿ＥＣＵ４０は、操作パネル４１に設けられているオートスイッチがＯＮされると、室温設定スイッチで設定した設定温度Ｔｓ、内気温センサ４２で検出した内気温度Ｔin、外気温センサ４３で検出した外気温度Ｔout、日射センサ４４で検出した日射量Ｑ、及び水温センサ４５で検出した冷却水温Ｔｗ等に基づいて、必要吹き出し温度を自動的に設定すると共に、この必要吹き出し温度に基づき、何れの吹出し口２１，２５，２６から空気を吹き出させるかの吹出しモードを設定する。尚、エアコン＿ＥＣＵ４０では、上述したようにブロワ駆動モータ１１も設定温度Ｔｓと内気温度Ｔinとの差温に基づいて制御しているが、この制御は周知であるため説明を省略する。

ところで、例えば冷態始動時や始動後の暖機運転では、内気温度Ｔinと冷却水温Ｔｗとが共に低いため、車室内に充分に温められた温風を吹き出すことはできない。従って、オートスイッチがＯＮされていても、一般的には、冷却水温Ｔｗが設定水温以下の場合、冷却水温Ｔｗが設定水温に達するまではデフロスタモードが選択され、搭乗者の足元に冷風が吹き出されないように制御している。

しかし、エンジン始動後、冷却水温Ｔｗが暖房可能な温度に上昇するまでは比較的長時間を要する。特に、最近の筒内直噴エンジン等、燃焼効率の高いエンジンでは冷却損失が低減されているため、冷却水温Ｔｗが暖房可能な温度に上昇するまでに更に長い時間が必要となる。

そのため、エアコン＿ＥＣＵ４０で実行されるヒータ制御では、冷却水温Ｔｗと吹出しモードに応じて、補助熱源であるＰＴＣヒータ４６ａ〜４６ｃ，４７ａ，４７ｂに対する通電制御を行ない、ヒータコア３３からの熱量不足を、各ＰＴＣヒータ４６ａ〜４６ｃ，４７ａ，４７ｂの発熱にて補うようにしている。

エアコン＿ＥＣＵ４０で実行されるヒータ制御は、具体的には、図３、図４に示すヒータ制御ルーチンに従って行なわれる。このルーチンは、設定演算周期毎に実行され、先ず、ステップＳ１で、吹出しモードとして、ベンチレーションモード（ＶＥＮＴ）或いはデフロスタモード（ＤＥＦ）が選択されているか、それ以外のモードが選択されているかを調べる。尚、この吹出しモードは、オートスイッチをＯＮすることにより、エアコン＿ＥＣＵ４０にて運転条件に応じて自動的に選択する場合と、運転者等が手動で選択する場合とがある。

そして、吹出しモードとしてベンチレーションモード（ＶＥＮＴ）或いはデフロスタモード（ＤＥＦ）が選択されている場合は、ステップＳ５へジャンプする。一方、ベンチレーションモード（ＶＥＮＴ）及びデフロスタモード（ＤＥＦ）以外の吹出しモード（デフロスタ／ヒートモード、ヒートモード、バイレベルモード）のいずれかが選択されている場合は、ステップＳ２へ進む。

上述したように、ベンチレーションモード及びデフロスタモードでは、ヒータ吹出し口２６がヒータダンパ３０によって閉塞されるため、ヒータケース２４のフット吹出し口２７ａ，２７ｂに配設されている第４、第５ＰＴＣヒータ４７ａ，４７ｂを加熱する必要はない。そのため、この各ＰＴＣヒータ４７ａ，４７ｂを加熱する可能性のない、ステップＳ５へ分岐させる。

又、ステップＳ２へ進むと、外気温センサ４３で検出した外気温度Ｔoutと外気温度判定値Ｔoutｏとを比較する。外気温度判定値Ｔoutｏは搭乗者が寒いと感じる温度であり、予め設定した固定値である。尚、本実施形態ではＴoutｏ＝１０〜１５[℃]程度に設定されている。又、この外気温度判定値Ｔoutｏは、制御ハンチングを防止するために、±２[℃]程度のヒステリシスが設定されている。

そして、Ｔout≦Ｔoutｏの外気温度Ｔoutが比較的低いと判定された場合は、ステップＳ３へ進む。又、Ｔout＞Ｔoutｏの外気温度Ｔoutが比較的高いと判定された場合は、ステップＳ１０へジャンプする。

ステップＳ３へ進むと、冷却水温Ｔｗと第１水温判定値Ｔｗ１とを比較する。この第１水温判定値Ｔｗ１は冷却水温Ｔｗの熱量ではヒータコア３３を介して空気を充分に暖めることのできないと判定される温度であり、本実施形態ではＴｗ１＝６０[℃]程度に設定されている。そして、Ｔｗ≦Ｔｗ１の熱量不足と判定した場合は、ステップＳ４へ進み、又、Ｔｗ＞Ｔｗ１と判定したときは、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ４へ進むと、ヒータコア３３の直下流に配設されている第１、第２ＰＴＣヒータ４６ａ，４６ｂ、及びフット吹出し口２７ａ．２７ｂに配設されている第４、第５ＰＴＣヒータ４７ａ，４７ｂをＯＮさせて発熱させると共に、第３ＰＴＣヒータ４６ｃをＯＦＦさせて発熱を停止させ、ルーチンを抜ける。

すると、ヒータコア３３を通過した空気が、第１、第２ＰＴＣヒータ４６ａ，４６ｂにより加熱昇温される。更に、フット吹出し口２７ａ．２７ｂから吹き出す空気が、このフット吹出し口２７ａ，２７ｂに配設されている第４、第５ＰＴＣヒータ４７ａ，４７ｂにて加熱昇温されて吹き出される。第４、第５ＰＴＣヒータ４７ａ，４７ｂが、フット吹出し口２７ａ，２７ｂに配設されているため、第４、第５ＰＴＣヒータ４７ａ，４７ｂがＯＮされると、瞬時に暖かい空気を乗員の足元に吹付けることができ、良好な暖房効果を得ることができる。

ところで、上述したように、ヒータコア３３の下流に配設されている第１〜第３ＰＴＣヒータ４６ａ〜４６ｃは、それぞれの発熱量が４００[ｗ]と比較的大きく、一度に全てのＰＴＣヒータ４６ａ〜４６ｃをＯＮさせると大きな突入電流が発生する。又、全てのＰＴＣヒータ４６ａ〜４６ｃ、４７ａ，４７ｂをＯＮさせると、各ＰＴＣヒータ４６ａ〜４６ｃ、４７ａ，４７ｂの総消費電力が大きくなり、オルタネータの発電容量を越えてしまう可能性があり、充放電バランスに乱れが生じる。そのため、本実施形態では、全てのＰＴＣヒータ４６ａ〜４６ｃ、４７ａ，４７ｂをＯＮさせることなく、少なくとも、１つ或いは２つのＰＴＣヒータはＯＦＦさせるようにしている。

又、ステップＳ１或いはステップＳ３からステップＳ５へ進むと、冷却水温Ｔｗと第２水温判定値Ｔｗ２とを比較する。そして、Ｔｗ≦Ｔｗ２のときは、ステップＳ６へ進み、Ｔｗ＞Ｔｗ２のときは、ステップＳ７へ進む。この第２水温判定値Ｔｗ２は、ヒータコア３３を流れる冷却水の温度（冷却水温）Ｔｗが、第２水温判定値Ｔｗ２以下の場合は、充分に空気を加熱昇温させることができないと判定される温度であり、本実施形態ではＴｗ２＝７０[℃]程度に設定されている。

そして、ステップＳ６へ進むと、ヒータコア３３の直下流に配設されている第１〜３ＰＴＣヒータ４７ａ〜４７ｃをＯＮさせて発熱させると共に、フット吹出し口２７ａ．２７ｂに配設されている第４、第５ＰＴＣヒータ４７ａ，４７ｂをＯＦＦさせて発熱を停止させ、ルーチンを抜ける。すると、ヒータコア３３を通過した空気が、第１〜３ＰＴＣヒータ４６ａ〜４６ｃにより加熱昇温されて、選択された吹出しモードに対応する吹出し口から吹き出される。

ところで、吹出しモードがベンチレーションモード或いはデフロスタモードの場合、ヒータダンパ３０にてヒータ吹出し口２６が閉塞されているため、第４、第５ＰＴＣヒータ４７ａ，４７ｂをＯＮさせる必要はない。従って、この場合、冷却水温Ｔｗが第２水温判定値Ｔｗ２以下の場合は、たとえ冷却水温Ｔｗが第１水温判定値Ｔｗ１以下であってもステップＳ６にて、第１〜３ＰＴＣヒータ４６ａ 〜４６ｃのみをＯＮさせる。

一方、ベンチレーションモード及びデフロスタモード以外の吹出しモード（デフロスタ／ヒートモード、ヒートモード、バイレベルモード）の場合は、ヒータ吹出し口２６が開放されており、ブロワファン１０にて送られた空気が左右フットダクト２４ａ，２４ｂを通過してフット吹き出し口２７ａ，２７ｂから吹き出されるが、冷却水温Ｔｗがある程度昇温されているため、第１〜３ＰＴＣヒータ４６ａ〜４６ｃの加熱で空気を充分に昇温させることができる。従って、第４，第５ＰＴＣヒータ４７ａ，４７ｂをＯＦＦさせても暖房効果を充分に得ることができる。又、第４，第５ＰＴＣヒータ４７ａ，４７ｂをＯＦＦさせることで、電力消費を抑制することができる。

又、ステップＳ５からステップＳ７へ進むと、冷却水温Ｔｗと第３水温判定値Ｔｗ３とを比較する。この第３水温判定値Ｔｗ３は冷却水温Ｔｗが充分に昇温されており、ＰＴＣヒータ４６ａ〜４６ｃ，４７ａ，４７ｂをＯＮさせなくても、ヒータコア３３の熱量で空気を充分に加熱できる温度であり、本実施形態ではＴｗ３＝８０[℃]程度に設定されている。

そして、Ｔｗ≦Ｔｗ３の場合は、ヒータコア３３の熱量では加熱がやや不足であると判定し、ステップＳ８へ進み、第１、第２ＰＴＣヒータ４６ａ，４６ｂをＯＮさせ、第３〜５ＰＴＣヒータ４６ｃ，４７ａ，４７ｂをＯＦＦさせて発熱を停止させ、ルーチンを抜ける。すると、第１、第２ＰＴＣヒータ４６ａ，４６ｂの発熱によりヒータコア３３を通過した空気が加熱昇温される。この場合、冷却水温Ｔｗが、Ｔｗ２＜Ｔｗ≦Ｔｗ３の領域にあるため、第１、第２ＰＴＣヒータ４６ａ，４６ｂの発熱で、空気を充分に加熱昇温させることができる。

又、Ｔｗ＞Ｔｗ３の場合は、ヒータコア３３を流れる冷却水の熱量で空気を充分に加熱させることができると判定し、ステップＳ９へ進み、全てのＰＴＣヒータ４６ａ〜４６ｃ，４７ａ，４７ｂをＯＦＦさせて発熱を停止させ、ルーチンを抜ける。

一方、ステップＳ２からステップＳ１０へ進むと、冷却水温Ｔｗと第２水温判定値Ｔｗ２とを比較し、Ｔｗ≦Ｔｗ２と判定した場合はステップＳ１１へ進み、Ｔｗ＞Ｔｗ２と判定したときはステップＳ７へ進む。

ステップＳ１１へ進むと、第１、第２ＰＴＣヒータ４６ａ，４６ｂをＯＮさせて発熱させ、第３〜第５ＰＴＣヒータ４６ｃ，４７ａ，４７ｂをＯＦＦさせて発熱を停止させ、ルーチンを抜ける。すなわち、外気温度Ｔoutが、搭乗者が寒いと感じる外気温度判定値Ｔoutｏよりも高いと判定したときは、搭乗者の足元を急激に温める必要はない。そのため、冷却水温Ｔｗが第２水温判定値Ｔｗ２以下であれば、冷却水温Ｔｗが第１水温判定値Ｔｗ１よりも低い場合であっても、第４，第５ヒータＰＴＣ４７ａ，４７ｂはＯＦＦとして電力消費を抑制する。又、外気温度Ｔoutが、搭乗者が寒いと感じる外気温度判定値Ｔoutｏよりも高いため、ヒータコア３３にて加熱された空気を急激に昇温させる必要も無いため、第３ＰＴＣヒータ４６ｃもＯＦＦさせる。

尚、図５に、吹出しモードとして、デフロスタ／ヒートモード、ヒートモード、バイレベルモードの何れかが選択されている場合の、冷却水温Ｔｗに応じた各ＰＴＣヒータ４６ａ〜４６ｃ，４７ａ，４７ｂのＯＮ/ＯＦＦ動作を示す。

このように、本実施形態によれば、筒内直噴エンジンやリーンバーンエンジンのように、冷却損失が低減され、冷却水温が低水温化してしまうエンジンであっても、ＰＴＣヒータ４６ａ〜４６ｃ，４７ａ，４７ｂを補助熱源としたので、充分な暖房効果を得ることができる。又、各ＰＴＣヒータ４６ａ〜４６ｃ，４７ａ，４７ｂを冷却水温Ｔｗに応じて、選択的にＯＮ/ＯＦＦさせるようにしたので、電力消費を抑制することができる。

更に、第４，第５ＰＴＣヒータ４７ａ，４７ｂをフット吹出し口２７ａ，２７ｂに配設したので、このフット吹出し口２７ａ，２７ｂから吹き出される空気を直ちに加熱昇温することができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば上述したステップＳ４において、助手席に搭乗者が着座したか否かを着座センサ等の搭乗者検出手段で検出し、助手席に搭乗者が着座したときにのみ、助手席側のフット吹出し口２７ａに配設されているＰＴＣヒータ４７ａをＯＮさせるようにしても良い。

車両用空調装置の概略構成図 空調制御ユニットの構成図 ヒータ制御ルーチンを示すフローチャート（その１） ヒータ制御ルーチンを示すフローチャート（その２） 吹出しモードとしてデフロスタ／ヒートモード、ヒートモード、バイレベルモードが選択されている場合のＰＴＣヒータのＯＮ/ＯＦＦ動作を示す説明図

符号の説明

１…空調装置、
３…ヒータユニット、
２４…ヒータダクト、
２４ａ，２４ｂ…左右フットダクト、
２６……ヒータ吹出し口、
２７ａ，２７ｂ…フット吹出し口、
３０…ヒータダンパ、
３１ｃ…ヒータダンパ用アクチュエータ、
３３…ヒータコア、
４３…外気温センサ、
４５…水温センサ、
４６ａ〜４６ｃ…第１〜３ＰＴＣヒータ、
４７ａ…第４ＰＴＣヒータ
４７ｂ…第５ＰＴＣヒータ、
Ｔout…外気温度、
Ｔoutｏ…外気温度判定値、
Ｔｗ…冷却水温、
Ｔｗ１…第１水温判定値、
Ｔｗ２…第２水温判定値、
Ｔｗ３…第３水温判定値

Claims (5)

1. エンジンの発熱を熱源として、通過する空気を加熱する加熱手段及び該加熱手段の熱量不足を補助する上流補助熱源を備えるヒータユニットと、前記ヒータユニットの下流側に連通されて該ヒータユニットから送られる空気を車室内に導くと共に前記車室内に空気を吹き出させるヒータ吹出し口を有するヒータダクトと、前記エンジンの温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段で検出した前記エンジンの温度に基づいて前記上流補助熱源の発熱を制御する制御手段とを備える車両用空調装置において、
   前記ヒータ吹出し口に、前記上流補助熱源に比し発熱容量の小さい下流補助熱源が配設されており、
   前記制御部は、前記温度検出手段で検出した前記エンジンの温度に基づき、該エンジン温度が低い場合は前記上流補助熱源と前記下流補助熱源とを発熱させ、該エンジンの温度が上昇するに従い、前記下流補助熱源の発熱を停止させ、次いで前記上流補助熱源の発熱を停止させる
   ことを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記上流補助熱源が前記加熱手段の直下流に複数配設されており、
   前記制御手段は、前記下流補助熱源が発熱しているときは前記上流補助熱源の少なくとも１つの発熱を停止させる
   ことを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置。
3. 前記下流補助熱源は、ヒータユニットのモード状態において発熱を停止させる事を特徴とする請求項１或いは２記載の車両用空調装置
4. 外気温を検出する外気温検出手段を有し、
   前記制御手段は、前記外気温検出手段で検出した外気温が設定温度よりも高い場合は、前記上流補助熱源と下流補助熱源の発熱を停止させる
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用空調装置。
5. 前記ヒータ吹出し口は運転席側と助手席側に開口されており、
   着座する搭乗者を検出する搭乗者検出手段を有し、
   前記制御手段は、前記搭乗者検出手段で着座する搭乗者を検知した場合、着座した搭乗者を検知した側に開口されている前記ヒータ吹出し口に配設されている前記下流補助熱源の発熱を作動させる
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用空調装置。

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