JP2011068154A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空調の省エネルギー化を図る。
【解決手段】送風空気を発生する送風機１２と、送風空気と熱媒体とを熱交換させて送風空気を加熱する加熱用熱交換器１４と、通電により発熱して送風空気を加熱する電気ヒータ１５と、加熱用熱交換器１４および電気ヒータ１５を収容するケーシング１１と、熱媒体の温度を上昇させる温度上昇手段ＥＧが停止している場合には温度上昇手段ＥＧが作動している場合よりも送風空気の風量が低くなるように送風機１２を制御する制御手段５０とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、電気ヒータを備える車両用空調装置に関する。

従来、エンジン（内燃機関）と走行用電動モータとを備えるハイブリッド車に用いられる車両用空調装置が特許文献１に記載されている。この従来技術では、室内空調ユニットのケーシング内にヒータコアと電気ヒータとが収容されている。ヒータコアは、エンジン冷却水を熱源として送風空気（車室内空気）を加熱する加熱用熱交換器である。電気ヒータは、送風空気を補助的に加熱する補助加熱手段としての役割を果たしている。

この従来技術では、エンジンを停止させて走行用電動モータで走行している場合には、エンジン冷却水温度が低くなって、ヒータコアによる送風空気の加熱能力を確保するのが困難になる。

そこで、走行のためのエンジン作動が必要ない場合であってもエンジン冷却水温度が要求水温を下回った場合には、空調のためにエンジンを作動させてヒータコアによる加熱能力を確保するようにしている。

さらに、補助加熱手段としての電気ヒータの発熱量が増加するほど要求水温を下げることにより、空調のためのエンジン作動の頻度を低減させて燃費を向上させるようになっている。

特開２００８−１７４０４２号公報

本発明者の検討によると、ヒータコアによる空気温度の上昇量は、風量が変化してもほぼ一定である。すなわち、ヒータコアは、通常の使用状態における風量の範囲内であれば、風量を低くしても高くしても、送風空気はほぼエンジン冷却水温度まで上昇する。

これに対し、電気ヒータによる空気温度の上昇量は、風量に反比例して変化する。すなわち、電気ヒータは、消費電力（発熱量）が一定の条件下であれば、風量を低くすると電気ヒータによる空気温度の上昇量は大きくなる（後述の数式Ｆ２−３を参照）。

しかしながら、上記従来技術では、要求水温を電気ヒータの発熱量を考慮して決定しており、電気ヒータによる空気温度の上昇量を考慮していない。

したがって、風量が低い場合には吹出温度を必要以上に高くしてしまい、空調の省エネルギー化に反する結果を招いてしまう虞がある。換言すれば、空調のためのエンジン作動を必要以上に行ってしまい、燃費を悪化させてしまう虞がある。

なお、このような問題は、エンジンを搭載する車両に用いられる車両用空調装置に限らず、燃料電池車、電気自動車に用いられる車両用空調装置においても同様に発生しうる。

このことを詳しく説明すると、燃料電池車に用いられる車両用空調装置では、燃料電池の冷却水を熱源として車室内への送風空気を加熱することが考えられる。また、電気自動車に用いられる車両用空調装置では、電気温水ヒータによって加熱された温水を熱源として車室内への送風空気を加熱することが考えられる。

このような車両用空調装置においては、電気ヒータの作動状態によっては、燃料電池の冷却水や温水等の熱媒体を加熱しなくても良い場合があるのにもかかわらず、燃料電池を発電させたり、電気温水ヒータを作動させたりすると、エネルギーを無駄に消費することになる。

本発明は上記点に鑑みて、空調の省エネルギー化を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、送風空気を発生する送風機（１２）と、
送風空気と熱媒体とを熱交換させて送風空気を加熱する加熱用熱交換器（１４）と、
通電により発熱して送風空気を加熱する電気ヒータ（１５）と、
加熱用熱交換器（１４）および電気ヒータ（１５）を収容するケーシング（１１）と、
熱媒体の温度を上昇させる温度上昇手段（ＥＧ）が停止している場合には温度上昇手段（ＥＧ）が作動している場合よりも送風空気の風量が低くなるように送風機（１２）を制御する制御手段（５０）とを備えることを特徴とする。

これによると、温度上昇手段（ＥＧ）が停止すると熱媒体の温度が低下して加熱用熱交換器（１４）による送風空気の温度上昇量が小さくなってしまうのであるが、このときに送風空気の風量を低くするので、電気ヒータ（１５）の発熱量（消費電力）を増加させることなく電気ヒータ（１５）による送風空気の温度上昇量（ΔＴｐｔｃ）を大きくすることができる。

換言すれば、温度上昇手段（ＥＧ）を作動させたり電気ヒータ（１５）の発熱量（消費電力）を増加させたりすることなく吹出空気温度の低下を抑制することができる。このため、空調の省エネルギー化を図ることができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両用空調装置において、制御手段（５０）は、温度上昇手段（ＥＧ）の始動時に、風量の変化を緩和する制御を行うことを特徴とする。

これにより、熱媒体の温度が上昇している最中に風量が急に高くなって吹出空気温度が低下してしまうことを抑制できる。なお、本発明における「風量の変化を緩和する制御」としては、具体的には、風量を所定の時定数をもって変化させる制御や、風量の変化量を減少補正する制御を用いることができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の車両用空調装置において、制御手段（５０）は、吹出空気温度が所定温度よりも低くなると判断される場合に温度上昇手段（ＥＧ）に対して作動要求信号を出力することを特徴とする。

これにより、電気ヒータ（１５）および温度上昇手段（ＥＧ）の両方を効率的に利用して吹出空気温度の低下を抑制することができる。

請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、制御手段（５０）は、温度上昇手段（ＥＧ）が作動している場合には風量を第１の制御マップを参照して決定し、温度上昇手段（ＥＧ）が停止している場合には風量を第２の制御マップを参照して決定することを特徴とする。

これによると、２つの制御マップを用いるという簡単かつ確実な方法で、上述のような送風機制御を行うことができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態における車両用空調装置の構成図である。 図１の車両用空調装置の電気制御部の構成図である。 図１中の電気ヒータの構成図である。 図１の車両用空調装置の制御処理を示すフローチャートである。 図４のステップＳ６の詳細を示すフローチャートである。 図４のステップＳ１０の詳細を示すフローチャートである。 図４のステップＳ１１の詳細を示すフローチャートである。 図４のステップＳ１２の詳細を示すフローチャートである。 図４のステップＳ１３の詳細を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を説明する。図１に、本実施形態における車両用空調装置の全体構成を示し、図２に、この車両用空調装置の電気制御部の構成を示す。本実施形態の車両用空調装置は、エンジン（内燃機関）ＥＧおよび走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車に搭載されるものである。

本実施形態のハイブリッド車両は、車両の走行負荷に応じてエンジンＥＧを作動あるいは停止させて、エンジンＥＧおよび走行用電動モータの双方から駆動力を得て走行する走行状態や、エンジンを停止させて走行用電動モータのみから駆動力を得て走行する走行状態等を切り替えることができる。これにより、車両走行用の駆動力をエンジンＥＧのみから得る通常の車両に対して車両燃費を向上させている。

車両用空調装置は、図１に示す室内空調ユニット１０と、本発明の制御手段としての図２に示す空調制御装置５０とを備えている。

室内空調ユニット１０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されて、その外殻を形成するケーシング１１内に送風機１２、蒸発器１３、ヒータコア１４、ＰＴＣヒータ１５等を収容したものである。

ケーシング１１は、車室内に送風される送風空気の空気通路を形成しており、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。ケーシング１１内の送風空気流れ最上流側には、内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入する内外気切替箱２０が配置されている。

より具体的には、内外気切替箱２０には、ケーシング１１内に内気を導入させる内気導入口２１および外気を導入させる外気導入口２２が形成されている。さらに、内外気切替箱２０の内部には、内気導入口２１および外気導入口２２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２３が配置されている。

したがって、内外気切替ドア２３は、ケーシング１１内に導入される内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる吸込口モードを切り替える風量割合変更手段を構成する。より具体的には、内外気切替ドア２３は、内外気切替ドア２３用の電動アクチュエータ６２によって駆動され、この電動アクチュエータ６２は、空調制御装置５０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

また、吸込口モードとしては、内気導入口２１を全開とするとともに外気導入口２２を全閉としてケーシング１１内へ内気を導入する内気モード、内気導入口２１を全閉とするとともに外気導入口２２を全開としてケーシング１１内へ外気を導入する外気モード、さらに、内気モードと外気モードとの間で、内気導入口２１および外気導入口２２の開口面積を連続的に調整することにより、内気と外気の導入比率を連続的に変化させる内外気混入モードがある。

内外気切替箱２０の空気流れ下流側には、内外気切替箱２０を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風機（ブロワ）１２が配置されている。この送風機１２は、遠心多翼ファン（シロッコファン）１２ａを電動モータ１２ｂにて駆動する電動送風機であって、空調制御装置５０から出力される制御電圧によって回転数（送風量）が制御される。

送風機１２の空気流れ下流側には、蒸発器１３が配置されている。蒸発器１３は、その内部を流通する冷媒と送風空気とを熱交換させて送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。蒸発器１３は、圧縮機（コンプレッサ）３１、凝縮器３２、気液分離器３３、膨張弁３４等とともに、冷凍サイクル３０を構成している。

圧縮機３１は、エンジンルーム内に配置され、冷凍サイクル３０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものであり、吐出容量が固定された固定容量型圧縮機構３１ａを電動モータ３１ｂにて駆動する電動圧縮機として構成されている。電動モータ３１ｂは、インバータ６１から出力される交流電圧によって、その作動（回転数）が制御される交流モータである。また、インバータ６１は、後述する空調制御装置５０から出力される制御信号に応じた周波数の交流電圧を出力する。そして、この回転数制御によって、圧縮機３１の冷媒吐出能力が変更される。したがって、電動モータ３１ｂは、圧縮機３１の吐出能力変更手段を構成している。

凝縮器３２は、エンジンルーム内に配置されて、内部を流通する冷媒と、室外送風機としての送風ファン３５から送風された車室外空気（外気）とを熱交換させることにより、圧縮された冷媒を凝縮液化させるものである。送風ファン３５は、空調制御装置５０から出力される制御電圧によって稼働率、すなわち、回転数（送風空気量）が制御される電動式送風機である。

気液分離器３３は、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ものである。膨張弁３４は、液冷媒を減圧膨張させる減圧手段である。蒸発器１３は、冷媒と送風空気との熱交換により、減圧膨張された冷媒を蒸発気化させるものである。

また、ケーシング１１内において、蒸発器１３の空気流れ下流側には、蒸発器１３通過後の空気を流す加熱用冷風通路（第１通路）１６、冷風バイパス通路（第２通路）１７といった空気通路、並びに、加熱用冷風通路１６および冷風バイパス通路１７から流出した空気を混合させる混合空間１８が形成されている。

加熱用冷風通路１６には、蒸発器１３通過後の送風空気を加熱するための加熱手段としてのヒータコア１４およびＰＴＣヒータ１５が、送風空気流れ方向に向かってこの順で配置されている。

ヒータコア１４は、車両走行用駆動力を出力するエンジンＥＧの冷却水（熱媒体）と蒸発器１３通過後の送風空気とを熱交換させて、蒸発器１３通過後の送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。

具体的には、ヒータコア１４とエンジンＥＧとの間に冷却水流路４１が設けられて、ヒータコア１４とエンジンＥＧとの間を冷却水が循環する冷却水回路４０が構成されている。そして、この冷却水回路４０には、冷却水を循環させるための電動ウォータポンプ４２が設置されている。電動ウォータポンプ４２は、空調制御装置５０から出力される制御電圧によって回転数（冷却水循環量）が制御される電動式の水ポンプである。したがって、エンジンＥＧは、熱媒体の温度を上昇させる温度上昇手段と表現することができる。

また、ＰＴＣヒータ１５は、ＰＴＣ素子（正特性サーミスタ）を有し、このＰＴＣ素子に電力が供給されることによって発熱して、ヒータコア１４通過後の送風空気を加熱する電気ヒータである。

ここで、図３に、本実施形態のＰＴＣヒータ１５の電気的構成を示す。本実施形態では、ＰＴＣヒータ１５として、複数本、例えば、３本のＰＴＣヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃを用いている。空調制御装置５０が、第１ＰＴＣヒータ１５ａ、第２ＰＴＣヒータ１５ｂ、第３ＰＴＣヒータ１５ｃの各ＰＴＣ素子ｈ１、ｈ２、ｈ３に対して設けられているスイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３のＯＮ／ＯＦＦを制御することで、各ＰＴＣヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃへの通電・非通電を制御するようになっている。そして、空調制御装置５０が、通電するＰＴＣヒータ１５の本数を変化させることによって、複数のＰＴＣヒータ１５全体としての加熱能力が制御される。

一方、冷風バイパス通路１７は、蒸発器１３通過後の空気を、ヒータコア１４およびＰＴＣヒータ１５を通過させることなく、混合空間１８に導くための空気通路である。したがって、混合空間１８にて混合された送風空気の温度は、加熱用冷風通路１６を通過する空気および冷風バイパス通路１７を通過する空気の風量割合によって変化する。

そこで、本実施形態では、蒸発器１３の空気流れ下流側であって、加熱用冷風通路１６および冷風バイパス通路１７の入口側に、加熱用冷風通路１６および冷風バイパス通路１７へ流入させる冷風の風量割合を連続的に変化させるエアミックスドア１９を配置している。

したがって、エアミックスドア１９は、混合空間１８内の空気温度（車室内へ送風される送風空気の温度）を調整する温度調整手段を構成する。より具体的には、エアミックスドア１９は、エアミックスドア用の電動アクチュエータ６３によって駆動され、この電動アクチュエータ６３は、空調制御装置５０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

さらに、ケーシング１１の送風空気流れ最下流部には、混合空間１８から空調対象空間である車室内へ温度調整された送風空気を吹き出す吹出口２４〜２６が配置されている。この吹出口２４〜２６としては、具体的に、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス吹出口２４、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット吹出口２５、および、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ吹出口２６が設けられている。

また、フェイス吹出口２４、フット吹出口２５、およびデフロスタ吹出口２６の空気流れ上流側には、それぞれ、フェイス吹出口２４の開口面積を調整するフェイスドア２４ａ、フット吹出口２５の開口面積を調整するフットドア２５ａ、デフロスタ吹出口２６の開口面積を調整するデフロスタドア２６ａが配置されている。

これらのフェイスドア２４ａ、フットドア２５ａ、デフロスタドア２６ａは、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段を構成するものであって、図示しないリンク機構を介して、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータ６４に連結されて連動して回転操作される。なお、この電動アクチュエータ６４も、空調制御装置５０から出力される制御信号によってその作動が制御される。

また、吹出口モードとしては、フェイス吹出口２４を全開してフェイス吹出口２４から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出すフェイスモード、フェイス吹出口２４とフット吹出口２５の両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出すバイレベルモード、フット吹出口２５を全開するとともにデフロスタ吹出口２６を小開度だけ開口して、フット吹出口２５から主に空気を吹き出すフットモード、およびフット吹出口２５およびデフロスタ吹出口２６を同程度開口して、フット吹出口２５およびデフロスタ吹出口２６の双方から空気を吹き出すフットデフロスタモードがある。

なお、本実施形態の車両用空調装置が適用されるハイブリッド車両は、車両用空調装置とは別に、シート暖房装置６５を備えている。シート暖房装置６５とは、座席（シート）の内部あるいは表面に配置された補助暖房装置であって、乗員の体を直接的に温めて乗員の温感を効果的に高めるものである。本例では、シート暖房装置６５として、電力が供給されることにより発熱する電気ヒータを用いている。

このシート暖房装置６５についても空調制御装置５０から出力される制御信号によって、その作動を制御できるようになっている。

次に、図２により、本実施形態の電気制御部について説明する。空調制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された送風機１２、圧縮機３１の電動モータ３１ｂ用のインバータ６１、送風ファン３５、各種電動アクチュエータ６２、６３、６４、第１ＰＴＣヒータ１５ａ、第２ＰＴＣヒータ１５ｂ、第３ＰＴＣヒータ１５ｃ、電動ウォータポンプ４２等の作動を制御する。

また、空調制御装置５０の入力側には、車室内温度Ｔｒを検出する内気センサ５１、外気温Ｔａｍを検出する外気センサ５２（外気温検出手段）、車室内の日射量Ｔｓを検出する日射センサ５３、圧縮機３１吐出冷媒温度Ｔｄを検出する吐出温度センサ５４（吐出温度検出手段）、圧縮機３１吐出冷媒圧力Ｐｄを検出する吐出圧力センサ５５（吐出圧力検出手段）、蒸発器１３からの吹出空気温度（蒸発器温度）ＴＥを検出する蒸発器温度センサ５６（蒸発器温度検出手段）、圧縮機３１に吸入される冷媒の温度Ｔｓｉを検出する吸入温度センサ５７、エンジン冷却水温度ＴＷを検出する冷却水温度センサ５８等のセンサ群の検出信号が入力される。

なお、本実施形態の蒸発器温度センサ５６は、具体的に蒸発器１３の熱交換フィン温度を検出している。もちろん、蒸発器温度センサ５６として、蒸発器１３のその他の部位の温度を検出する温度検出手段を採用してもよいし、蒸発器１３を流通する冷媒自体の温度を直接検出する温度検出手段を採用してもよい。

さらに、空調制御装置５０の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル６０に設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネル６０に設けられた各種空調操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置１の作動スイッチ（図示せず）、エアコンのオン・オフ（具体的には圧縮機３１のオン・オフ）を切り替えるエアコンスイッチ６０ａ、車両用空調装置１の自動制御を設定・解除するオートスイッチ６０ｂ、運転モードの切替スイッチ（図示せず）、吸込口モードを切り替える吸込口モードスイッチ（図示せず）、吹出口モードを切り替える吹出口モードスイッチ（図示せず）、送風機１２の風量設定スイッチ（図示せず）、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ６０ｃ、冷凍サイクルの省動力化を優先させる指令を出力するエコノミースイッチ６０ｄ等が設けられている。

さらに、空調制御装置５０は、エンジンＥＧの作動を制御するエンジン制御装置７０に電気的接続されており、空調制御装置５０およびエンジン制御装置７０は互いに電気的に通信可能に構成されている。これにより、一方の制御装置に入力された検出信号あるいは操作信号に基づいて、他方の制御装置が出力側に接続された各種機器の作動を制御することもできる。例えば、空調制御装置５０がエンジン制御装置７０へエンジンＥＧの作動要求信号を出力することによって、エンジンＥＧを作動させることができる。

次に、図４により、上記構成における本実施形態の作動を説明する。図４は、本実施形態の車両用空調装置１の制御処理を示すフローチャートである。なお、図４中の各ステップＳ１〜Ｓ１５は、空調制御装置５０が有する各機能手段Ｓ１〜Ｓ１５に相当する。

まず、ステップＳ１では、フラグ、タイマ等の初期化、および上述した電動アクチュエータを構成するステッピングモータの初期位置合わせ等が行われる。

次のステップＳ２では、操作パネル６０の操作信号を読み込んでステップＳ３へ進む。具体的な操作信号としては、車室内温度設定スイッチ６０ｃによって設定される車室内設定温度Ｔｓｅｔ、吹出口モードの選択信号、吸込口モードの選択信号、送風機１２の風量の設定信号等がある。

ステップＳ３では、空調制御に用いられる車両環境状態の信号、すなわち上述のセンサ群５１〜５８等の検出信号を読み込んで、ステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、車室内吹出空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する。目標吹出温度ＴＡＯは、下記数式Ｆ１により算出される。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ…（Ｆ１）
ここで、Ｔｓｅｔは車室内温度設定スイッチ６０ｃによって設定された車室内設定温度、Ｔｒは内気センサ５１によって検出された車室内温度（内気温）、Ｔａｍは外気センサ５２によって検出された外気温、Ｔｓは日射センサ５３によって検出された日射量である。Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインであり、Ｃは補正用の定数である。

続くステップＳ５〜Ｓ１２では、空調制御装置５０に接続された各種機器の制御状態が決定される。

まず、ステップＳ５では、エアミックスドア１９の目標開度ＳＷを上記ＴＡＯ、蒸発器温度センサ５６によって検出された蒸発器１３からの吹出空気温度ＴＥ、エアミックス前の温風温度ＴＷＤに基づいて算出する。

具体的には、目標開度ＳＷは、次の数式Ｆ２−１により算出できる。
ＳＷ＝［｛ＴＡＯ−（ＴＥ＋２）｝／｛ＴＷＤ−（ＴＥ＋２）｝］×１００（％）…（Ｆ２−１）
ここで、エアミックス前の温風温度ＴＷＤとは、加熱用冷風通路１６に配置された加熱手段（ヒータコア１４、およびＰＴＣヒータ１５）の加熱能力に応じて決定される値であって、具体的には、次の数式Ｆ２−２により算出できる。
ＴＷＤ＝ＴＷ×０．８＋ＴＥ×０．２＋ΔＴｐｔｃ…（Ｆ２−２）
ここで、ＴＥは蒸発器温度センサ５６によって検出された蒸発器１３からの吹出空気温度、ＴＷは冷却水温度センサ５８によって検出されたエンジン冷却水温度、ΔＴｐｔｃは、ＰＴＣヒータ１５の作動による吹出温上昇量である。また、０．８はヒータコア１４の熱交換効率αの一例であり、０．２はヒータコア１４からの吹出空気温度に対する蒸発器１３からの吹出空気温度ＴＥの寄与度βの一例である。

この吹出温上昇量ΔＴｐｔｃとは、吹出口から車室内へ吹き出される空調風の温度（吹出温）のうちＰＴＣヒータ１５の作動が寄与した温度上昇量である。この吹出温上昇量ΔＴｐｔｃは、ＰＴＣヒータ１５の消費電力Ｗ（Ｋｗ）、空気密度ρ（ｋｇ／ｍ³）、空気比熱Ｃｐ、ＰＴＣヒータ１５を通過する風量であるＰＴＣ通過風量Ｖａ（ｍ³／ｈ）を用いて、数式Ｆ２−３により演算できる。
ΔＴｐｔｃ＝Ｗ／ρ／Ｃｐ／Ｖａ×３６００…（Ｆ２−３）
ここで、ＰＴＣヒータ１５の消費電力Ｗとしては、ＰＴＣヒータ１５の定格消費電力を、ＰＴＣヒータ１５に流入する空気の温度と、ＰＴＣ素子の温度特性とに基づいて補正した値を用いることができる。

ＰＴＣ通過風量Ｖａとしては、単純にブロワ風量を用いるのではなく、数式Ｆ２−４により演算したもの、すなわち、ブロワ風量に対して、前回のステップＳ５で算出したエアミックス開度ＳＷ＿ＯＬＤ（％）を考慮したものを用いる。
Ｖａ（ｍ³／ｈ）＝ブロワ風量（ｍ³／ｈ）×ｆ（ＳＷ＿ＯＬＤ／１００）…（Ｆ２−４）
ここで、ｆ（ＳＷ＿ＯＬＤ／１００）としては、ＳＷ＿ＯＬＤ（％）が１０以上１００以下の間は、ＳＷ＿ＯＬＤ／１００によって算出した結果を用い、ＳＷ＿ＯＬＤ（％）＜１０のとき、ｆ（ＳＷ＿ＯＬＤ／１００）を０．１とし、ＳＷ＿ＯＬＤ（％）＞１００のとき、ｆ（ＳＷ＿ＯＬＤ／１００）を１とする（後述するステップＳ３１中に記載のｆ（ＳＷ／１００）とＳＷとの関係図を参照）。

このようにして、実際のＰＴＣヒータ１５の作動による吹出温上昇量とずれないように、吹出温上昇量ΔＴｐｔｃを演算することができる。なお、ΔＴｐｔｃは、３０秒の時定数をもって１秒毎に更新される。また、ステップＳ５を初めて実行する場合には、前回のエアミックス開度ＳＷ＿ＯＬＤ＝１００％として数式Ｆ２−４の演算を行う。

なお、ＳＷ＝０（％）は、エアミックスドア１９の最大冷房位置であり、冷風バイパス通路１７を全開し、加熱用冷風通路１６を全閉する。これに対し、ＳＷ＝１００（％）は、エアミックスドア１９の最大暖房位置であり、冷風バイパス通路１７を全閉し、加熱用冷風通路１６を全開する。

ステップＳ６では、送風機１２により送風される空気の目標送風量を決定する。具体的には電動モータ１２ｂに印加するブロワ電圧をステップＳ４にて決定されたＴＡＯ（換言すれば熱負荷）に基づいて、予め空調制御装置５０に記憶された制御マップを参照して決定する。

具体的には、本実施形態では、ＴＡＯの極低温域（最大冷房域）および極高温域（最大暖房域）でブロワ電圧を最大値付近の高電圧にして、送風機１２の風量を最大風量付近に制御する。また、ＴＡＯが極低温域から中間温度域に向かって上昇すると、ＴＡＯの上昇に応じてブロワ電圧を減少して、送風機１２の風量を減少させる。

さらに、ＴＡＯが極高温域から中間温度域に向かって低下すると、ＴＡＯの低下に応じてブロワ電圧を減少して、送風機１２の風量を減少させる。また、ＴＡＯが所定の中間温度域内に入ると、ブロワ電圧を最小値にして送風機１２の風量を最小値にするようになっている。本実施形態のステップＳ６のより詳細な内容については後述する。

ステップＳ７では、吸込口モード、すなわち内外気切替箱２０の切替状態を決定する。この吸込口モードもＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置５０に記憶された制御マップを参照して決定する。本実施形態では、基本的に外気を導入する外気モードが優先されるが、ＴＡＯが極低温域となって高い冷房性能を得たい場合等に内気を導入する内気モードが選択される。さらに、外気の排ガス濃度を検出する排ガス濃度検出手段を設け、排ガス濃度が予め定めた基準濃度以上となったときに、内気モードを選択するようにしてもよい。

ステップＳ８では、吹出口モードを決定する。この吹出口モードも、ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置５０に記憶された制御マップを参照して決定する。本実施形態では、ＴＡＯが低温域から高温域へと上昇するにつれて吹出口モードをフットモード→バイレベルモード→フェイスモードへと順次切り替える。

したがって、夏季は主にフェイスモード、春秋季は主にバイレベルモード、そして冬季は主にフットモードが選択される。さらに、湿度センサの検出値から窓ガラスに曇りが発生する可能性が高い場合には、フットデフロスタモードあるいはデフロスタモードを選択するようにしてもよい。

ステップＳ９では、圧縮機３１の冷媒吐出能力（具体的には、回転数）を決定する。本実施形態の基本的な圧縮機３１の回転数の決定手法は以下の通りである。例えば、ステップＳ４で決定したＴＡＯ等に基づいて、予め空調制御装置５０に記憶されている制御マップを参照して、蒸発器１３からの吹出空気温度ＴＥの目標吹出温度ＴＥＯを決定する。

さらに、この目標吹出温度ＴＥＯと吹出空気温度ＴＥの偏差Ｅｎ（ＴＥＯ−ＴＥ）を算出し、この偏差Ｅｎと、今回算出された偏差Ｅｎから前回算出された偏差Ｅｎ−１を減算した偏差変化率Ｅｄｏｔ（Ｅｎ−（Ｅｎ−１））とを用いて、予め空調制御装置５０に記憶されたメンバシップ関数とルールとに基づいたファジー推論に基づいて、前回の圧縮機回転数ｆＣｎ−１に対する回転数変化量ΔｆＣを求める。そして、前回の圧縮機回転数ｆＣｎ−１に回転数変化量ΔｆＣを加算したものを今回の圧縮機回転数ｆＣｎとする。

ステップＳ１０では、外気温、エアミックス開度、冷却水温度に応じて、ＰＴＣヒータ１５の作動本数を決定する。本実施形態のステップＳ１０のより詳細な内容については後述する。

ステップＳ１１では、エンジンＥＧの作動要求（エンジンＯＮ要求）の要否を決定する。このステップＳ１１では、バッテリ残量および走行条件によってエンジンＥＧが停止している場合に、空調のためのエンジンＥＧの作動および停止を決定する。

ここで、車両走行用の駆動力をエンジンＥＧのみから得る通常の車両では、常時エンジンを作動させているのでエンジン冷却水も常時高温となる。したがって、通常の車両ではエンジン冷却水をヒータコア１４に流通させることで充分な暖房性能を発揮することができる。

これに対して、本実施形態のようなハイブリッド車両では、バッテリ残量に余裕があれば、走行用電動モータのみから走行用の駆動力を得て走行することができる。このため、高い暖房性能が必要な場合であっても、エンジンＥＧが停止しているとエンジン冷却水温度が４０℃程度にしか上昇せず、ヒータコア１４にて充分な暖房性能が発揮できなくなる。

そこで、本実施形態では、高い暖房性能が必要な場合であってもエンジン冷却水温度ＴＷが予め定めた基準冷却水温度よりも低いときは、エンジン冷却水温度ＴＷを所定温度以上に維持するため、空調制御装置５０からエンジンＥＧの制御に用いられるエンジン制御装置７０に対して、エンジンＥＧを作動するようにエンジン作動要求信号（エンジンＯＮ要求信号）を出力する。これにより、エンジン冷却水温度ＴＷを上昇させて高い暖房性能を得るようにしている。

ただし、このようなエンジンＯＮ要求信号の出力は、車両走行用の駆動源としてエンジンＥＧを作動させる必要の無い場合であってもエンジンＥＧを作動させることになるので、車両燃費を悪化させる要因となる。このため、エンジンＯＮ要求信号を出力する頻度は極力低減させることが望ましい。

そこで、本実施形態では、後述するように、吹出口モードがフェイスモード時では、フェイスモード以外の他の吹出口モード時と比較して、エンジンＯＮ要求信号の出力頻度が低下するように、他の吹出口モード時に用いるエンジンＯＮ要求信号の出力条件とは異なる出力条件を用いるようになっている。

ステップ１２では、ヒータコア１４とエンジンＥＧとの間でエンジン冷却水を循環させる電動ウォータポンプ４２の作動の要否を決定する。本実施形態のステップＳ１２のより詳細な内容については後述する。なお、このステップＳ１２は、エンジンＥＧのＯＮ、ＯＦＦ状態や、吹出口モードに関わらず、実行される。

ステップ１３では、シート暖房装置６５の作動の要否を決定する。本実施形態のステップＳ１３のより詳細な内容については後述する。なお、このステップＳ１３は、エンジンＥＧのＯＮ、ＯＦＦ状態や、吹出口モードに関わらず、実行される。

ステップＳ１４では、上述のステップＳ５〜Ｓ１２で決定された制御状態が得られるように、空調制御装置５０より各種機器１２、６１、３５、６２、６３、６４、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、４２、６５やエンジン制御装置７０に対して制御信号および制御電圧が出力される。

これにより、例えば、ＰＴＣヒータ１５は、ステップ１０で決定された作動本数で作動するとともに、電動ウォータポンプ４２は、ステップＳ１２で決定された通りに作動もしくは停止する。

また、エンジン制御装置７０に対して、空調のためのエンジンＯＮ要求信号が出力されれば、バッテリ残量が所定量以上であって、走行条件によってエンジンＥＧが停止している場合、エンジンＥＧが作動する。また、空調のためにエンジンＥＧが作動している際では、エンジン冷却水温度等の条件によって、例えば、エンジン停止信号（エンジンＯＦＦ信号）が出力された場合に、エンジンＥＧが停止する。

次のステップＳ１５では、制御周期τの間待機し、制御周期τの経過を判定するとステップＳ２に戻るようになっている。なお、本実施形態は制御周期τを２５０ｍｓとしている。これは、車室内の空調制御は、エンジン制御等と比較して遅い制御周期であってもその制御性に悪影響を与えないからである。さらに、車両内における空調制御のための通信量を抑制して、エンジン制御等のように高速制御を行う必要のある制御系の通信量を充分に確保することができる。

次に、図４のステップＳ６の目標送風量決定処理の詳細な内容を説明する。図５は、このステップＳ６の詳細を示すフローチャートである。

図５に示すように、ステップＳ６１では、エンジンＥＧが停止しているか否かを判定する。エンジンＥＧが停止していないと判定した場合（ＮＯ判定の場合）、低風量制御は必要無いと判断して、ステップＳ６２に進み、仮のブロワ電圧ｆ（ＴＡＯ）を、通常風量の制御マップ（第１の制御マップ）を参照して決定し、ステップＳ６３でエコモード時ブロワ電圧ＥＣＯを決定する。

具体的には、ｆ（ＴＡＯ）としては、ステップＳ６２中に記載のｆ（ＴＡＯ）とＴＡＯとの関係図の通り、ＴＡＯ＜−２０のとき、ｆ（ＴＡＯ）を１２とし、ＴＡＯが−２０以上１０以下の間は、ＴＡＯが上昇するにつれてｆ（ＴＡＯ）を１２から４まで減少させ、ＴＡＯ＞１００のとき、ｆ（ＴＡＯ）を１０とし、ＴＡＯが４０以上１００以下の間は、ＴＡＯが低下するにつれてｆ（ＴＡＯ）を１０から４まで減少させ、ＴＡＯが１０以上４０以下の間は、ｆ（ＴＡＯ）を４（最小値）にする。

ステップＳ６３のエコモード時ブロワ電圧ＥＣＯは、ステップＳ６２のｆ（ＴＡＯ）よりも１Ｖ低く設定される（ＥＣＯ＝ｆ（ＴＡＯ）−１）。

一方、ステップＳ６１でエンジンＥＧが停止していると判定した場合（ＹＥＳ判定の場合）、ステップＳ６４に進み、仮のブロワ電圧ｆ（ＴＡＯ）を、低風量の制御マップ（第２の制御マップ）を参照して決定し、ステップＳ６５で、エコモード時ブロワ電圧ＥＣＯを決定する。

具体的には、ｆ（ＴＡＯ）としては、ステップＳ６４中に記載のｆ（ＴＡＯ）とＴＡＯとの関係図の通り、ＴＡＯ＜−２０のとき、ｆ（ＴＡＯ）を６とし、ＴＡＯが−２０以上１０以下の間は、ＴＡＯが上昇するにつれてｆ（ＴＡＯ）を６から３まで減少させ、ＴＡＯ＞１００のとき、ｆ（ＴＡＯ）を５とし、ＴＡＯが４０以上１００以下の間は、ＴＡＯが低下するにつれてｆ（ＴＡＯ）を５から３まで減少させ、ＴＡＯが１０以上４０以下の間は、ｆ（ＴＡＯ）を３（最小値）にする。

すなわち、エンジン作動時とエンジン停止時とでブロワ電圧ｆ（ＴＡＯ）を比較すると、ＴＡＯ（熱負荷）が同じであったとしたならば、エンジン停止時のブロワ電圧ｆ（ＴＡＯ）はエンジン作動時の半分程度に抑えられる。

ステップＳ６５のエコモード時ブロワ電圧ＥＣＯは、ステップＳ６２のｆ（ＴＡＯ）よりも２Ｖ低く設定される（ＥＣＯ＝ｆ（ＴＡＯ）−２）。

続いて、ステップＳ６６では、乗員が寒すぎる環境か否かを判定する。この判定結果ｆ（外気温）は、次のステップＳ６７でのブロワ電圧決定の際のパラメータとなる。

具体的には、外気センサ５２で検出した外気温Ｔａｍを予め定められた所定温度と比較して、外気温Ｔａｍが所定温度（本例では５℃）より低ければ、ｆ（外気温）＝ＯＮとして乗員が寒すぎる環境であると判定する。一方、外気温Ｔａｍが所定温度（本例では６℃）よりも高ければ、ｆ（外気温）＝ＯＦＦとして乗員が寒すぎない環境であると判定する。

そして、ステップＳ６７で、ＰＴＣヒータ１５の作動本数、エコノミースイッチ６０ｄのＯＮ／ＯＦＦ状態、ステップＳ６６の判定結果ｆ（外気温）、車室内温度設定スイッチ６０ｃによって設定された車室内設定温度Ｔｓｅｔに基づいて、ブロワ電圧の決定を行う。なお、ＰＴＣヒータ１５の作動本数はステップＳ１０で決定されるので、ステップＳ６７を初めて実行する場合にはＰＴＣヒータ１５の作動本数を０本としてブロワ電圧を決定す。

ステップＳ６７では、具体的には、ＰＴＣヒータ作動本数が１本以上で、エコノミースイッチ６０ｄがＯＮ状態で、ｆ（外気温）＝ＯＦＦで、かつ車室内設定温度Ｔｓｅｔが２８未満の場合には、ブロワ電圧を、ステップＳ６３またはステップＳ６５で算出したエコモード時ブロワ電圧ＥＣＯとする。

すなわち、ＰＴＣヒータ１５が作動しており、乗員がエコノミースイッチ６０ｄをＯＮして空調の省エネ運転を希望しており、ｆ（外気温）＝ＯＦＦで乗員が寒すぎない環境（）であり、かつＴｓｅｔが２８未満で乗員が寒さを感じてない場合には、ブロワ電圧をエコモード時ブロワ電圧ＥＣＯとすることによって送風機１２の風量を超低風量にする。

一方、ＰＴＣヒータ作動本数が１本以上で、エコノミースイッチ６０ｄがＯＮ状態で、ｆ（外気温）＝ＯＦＦで、かつ車室内設定温度Ｔｓｅｔが２８以上の場合には、ブロワ電圧を、ステップＳ６２またはステップＳ６４で算出した仮のブロワ電圧ｆ（ＴＡＯ）とする。

また、ＰＴＣヒータ作動本数が１本以上で、エコノミースイッチ６０ｄがＯＮ状態で、かつｆ（外気温）＝ＯＮの場合には、車室内設定温度Ｔｓｅｔに関わらず、ブロワ電圧を、ステップＳ６２またはステップＳ６４で算出した仮のブロワ電圧ｆ（ＴＡＯ）とする。

また、ＰＴＣヒータ作動本数が１本以上で、かつエコノミースイッチ６０ｄがＯＦＦ状態の場合には、ｆ（外気温）や車室内設定温度Ｔｓｅｔに関わらず、ブロワ電圧を、ステップＳ６２またはステップＳ６４で算出した仮のブロワ電圧ｆ（ＴＡＯ）とする。

また、ＰＴＣヒータ作動本数が０本の場合には、エコノミースイッチ６０ｄの状態やｆ（外気温）や車室内設定温度Ｔｓｅｔに関わらず、ブロワ電圧を、ステップＳ６２またはステップＳ６４で算出した仮のブロワ電圧ｆ（ＴＡＯ）とする。

上述の数式Ｆ２−３からわかるように、ＰＴＣヒータ１５の作動による吹出温上昇量ΔＴｐｔｃは、ＰＴＣ通過風量Ｖａに反比例する。このため、送風機１２の風量を低くしてＰＴＣ通過風量Ｖａを低くすれば、ＰＴＣヒータ１５の消費電力Ｗが一定であっても吹出温上昇量ΔＴｐｔｃを大きくして吹出温度を高めることができる。

そこで、ステップＳ６２、Ｓ６４、Ｓ６７のごとく、エンジン停止時にはエンジン作動時よりも送風機１２の風量を低くするので、エンジン停止時にエンジン冷却水温度ＴＷが低下してヒータコア１４による吹出温上昇量が低下しても、吹出温上昇量ΔＴｐｔｃを大きくして吹出温度の低下を抑制することができる。

さらに、ステップＳ６７のごとく、乗員が空調の省エネ運転を希望しており、乗員が寒すぎない環境であり、かつ乗員が寒さを感じてない場合には、送風機１２の風量を超低風量（ブロワ電圧＝ＥＣＯ）にしてＰＴＣ通過風量Ｖａを超低風量にすることによって、吹出温上昇量ΔＴｐｔｃをさらに大きくする。

なお、エンジン始動時においては、ブロワ電圧は所定の時定数（本例では３０秒の時定数）をもって変化する。ここで、エンジン始動時とは、エンジン停止状態からエンジン作動状態に移行した直後のある程度の期間のことであって、エンジン冷却水温度ＴＷの上昇度合いが大きい期間（例えば５分程度）のことを意味している。

エンジン始動時はエンジン冷却水温度ＴＷが上昇している最中なので、風量を急に高くすると吹出温度が低下してしまい、乗員に不快感を与えてしまう。そこで、エンジン始動時にはブロワ電圧を所定の時定数をもって変化させて風量の変化を緩和させることによって、エンジン冷却水温度ＴＷの上昇度合いに合わせて風量をゆっくりと上昇させて吹出温度の低下を軽減させる。

なお、ブロワ電圧を必ずしも所定の時定数をもって変化させる必要はなく、例えばブロワ電圧の変化量を減少補正することによって風量の変化を緩和させてもよい。

次に、図４のステップＳ１０のＰＴＣ作動本数決定処理の詳細な内容を説明する。図６は、このステップＳ１０の詳細を示すフローチャートである。

図６に示すように、ステップＳ１０１では、外気温に基づいてＰＴＣヒータ１５の作動が不要か否かを判定する。具体的には、外気センサ５２が検出した外気温が所定温度、本例では、２６℃よりも高いか否かを判定する。外気温が２６℃よりも高いと判定した場合（ＹＥＳ判定の場合）、ＰＴＣヒータ１５による吹出温アシストは必要無いと判断して、ステップＳ１０５に進み、ＰＴＣヒータ１５の作動本数を０本に決定する。一方、ステップＳ１０１で、外気温が２６℃よりも低いと判定した場合（ＮＯ判定の場合）、ステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、エアミックス開度ＳＷに基づいてＰＴＣヒータ作動の要否（ｆ（ＳＷ）＝ＯＮｏｒＯＦＦ）を決定する。エアミックス開度ＳＷが小さいほど、暖風割合が少ないことから、エアミックス開度ＳＷが小さければ、ＰＴＣヒータの作動は不要であると考えられる。そこで、ステップＳ１０２では、ステップＳ５で決定したエアミックス開度ＳＷを予め定められた所定開度と比較して、エアミックス開度ＳＷが所定開度（本例では３０％）よりも小さければ、ＰＴＣヒータ停止（ｆ（ＳＷ）＝ＯＦＦ）とする。一方、エアミックス開度ＳＷが所定開度（本例では４０％）よりも大きければ、ＰＴＣヒータ作動（ｆ（ＳＷ）＝ＯＮ）とする。

そして、ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で決定したＰＴＣヒータ作動の要否結果がＰＴＣヒータ停止（ｆ（ＳＷ）＝ＯＦＦ）か否かを判定する。このとき、ｆ（ＳＷ）＝ＯＦＦの場合（ＹＥＳ判定の場合）、ステップＳ１０５に進み、ＰＴＣヒータの作動本数を０本に決定する。一方、ｆ（ＳＷ）＝ＯＮの場合（ＮＯ判定の場合）、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、冷却水温度ＴＷに応じてＰＴＣヒータ１５の作動本数を決定する。具体的には、第１所定温度Ｔ１＞第２所定温度Ｔ２＞第３所定温度Ｔ３として予め定めておき、ＴＷ＞Ｔ１のとき、作動本数を０本とし、Ｔ１＞ＴＷ＞Ｔ２のとき、作動本数を１本とし、Ｔ２＞ＴＷ＞Ｔ３のとき、作動本数を２本とし、Ｔ３＞ＴＷのとき、作動本数を３本とする。本例では、作動本数を増加させる場合に用いるＴ１、Ｔ２、Ｔ３をそれぞれ６５℃、６２．５℃、６０℃としており、作動本数を減少させる場合に用いるＴ１、Ｔ２、Ｔ３をそれぞれ６７．５℃、６５℃、６２．５℃としている。

次に、図４のステップＳ１１のエンジンＯＮ要求の要否決定処理の詳細な内容を説明する。図７は、このステップＳ１１の詳細を示すフローチャートである。

図７に示すステップＳ１１１〜Ｓ１１６では、ステップＳ１１７で行うエンジン冷却水温度に基づくエンジンＯＮ要求の要否決定に用いる判定しきい値を算出する。

まず、ステップＳ１１１で、ステップＳ６で決定したブロワ電圧とステップＳ８で決定した吹出口モードとに基づいて、送風機（ブロワ）１２からの総風量（以下、ブロワ風量と言う。）を演算する。具体的には、図７のステップＳ１１１中に記載のように、吹出口モード毎に作成されたブロワ電圧とブロワ風量との関係を示すマップがＥＣＵに予め記憶されており、このマップに基づいて、ブロワ風量を推定する。

このように、ブロワ風量の演算において、吹出口モードを考慮するのは、同じブロワ稼働率であっても、例えば、ＦＡＣＥモード時の方がＦＯＯＴモード時よりもブロワ風量が多くなるように、吹出口モードによって、ケーシング１１内を流れる風の圧力損失が異なることによって、ブロワ風量が異なるからである。

続いて、ステップＳ１１２で、ＰＴＣヒータ１５の作動による吹出温上昇量ΔＴｐｔｃを演算する。この吹出温上昇量ΔＴｐｔｃは、上述した数式Ｆ２−３により演算できる。すなわち、この吹出温上昇量ΔＴｐｔｃは、ＰＴＣヒータ１５の消費電力Ｗ（Ｋｗ）、空気密度ρ（ｋｇ／ｍ³）、空気比熱Ｃｐ、ＰＴＣヒータ１５を通過する風量であるＰＴＣ通過風量Ｖａ（ｍ³／ｈ）を用いて演算できる。
ΔＴｐｔｃ＝Ｗ／ρ／Ｃｐ／Ｖａ×３６００…（Ｆ３）
ここで、ＰＴＣ通過風量Ｖａとしては、単純にブロワ風量を用いるのではなく、数式Ｆ４により演算したもの、すなわち、ブロワ風量に対してエアミックス開度ＳＷ（％）を考慮したものを用いる。
Ｖａ（ｍ³／ｈ）＝ブロワ風量（ｍ³／ｈ）×ｆ（ＳＷ／１００）…（Ｆ４）
また、ｆ（ＳＷ／１００）としては、ステップＳ１１２中に記載のｆ（ＳＷ／１００）とＳＷとの関係図の通り、ＳＷ（％）が１０以上１００以下の間は、ＳＷ／１００によって算出した結果を用い、ＳＷ（％）＜１０のとき、ｆ（ＳＷ／１００）を０．１とし、ＳＷ（％）＞１００のとき、ｆ（ＳＷ／１００）を１とする。

例えば、ブロワ風量＝２５０ｍ³／ｈ、ＰＴＣヒータの消費電力Ｗ＝８４０Ｗ時、エアミックス開度ＳＷ＝１００％のとき、ΔＴｐｔｃ＝０．８４／１．２９／１／２５０×３６００＝９．３℃となる。

このようにして、実際のＰＴＣヒータ１５の作動による吹出温上昇量とずれないように、吹出温上昇量ΔＴｐｔｃを演算することができる。なお、ΔＴｐｔｃは、３０秒の時定数をもって１秒毎に更新される。

続いて、ステップＳ１１３〜Ｓ１１５では、次のステップＳ１１６で行うエンジンＯＦＦ水温の算出に用いる補正値であるエコモード時水温補正ＥＣＯ＿ＴＷを決定する。

具体的には、ステップＳ１１３でエコモード時であるか否かを判定する。本例では、エコノミースイッチ６０ｄがＯＮ状態であればエコモード時であると判定し、エコノミースイッチ６０ｄがＯＦＦ状態であればエコモード時でないと判定する。

エコモード時でないと判定した場合（ＮＯ判定の場合）、ステップＳ１１４に進み、エコモード時水温補正ＥＣＯ＿ＴＷを０とする（ＥＣＯ＿ＴＷ＝０）。一方、エコモード時であると判定した場合（ＹＥＳ判定の場合）、ステップＳ１１５に進み、エコモード時水温補正ＥＣＯ＿ＴＷを５とする（ＥＣＯ＿ＴＷ＝５）。

続いて、ステップＳ１１６では、ステップＳ１１７で行うエンジン冷却水温度に基づくエンジンＯＮ要求の要否判定に用いる判定しきい値であるエンジンＯＦＦ水温と、エンジンＯＮ水温を算出する。エンジンＯＦＦ水温は、エンジンを停止させるときの判定基準となるエンジン冷却水温度であり、エンジンＯＮ水温は、エンジンを作動させるときの判定基準となるエンジン冷却水温度である。

ここで、エンジンＯＦＦ水温は、次の数式Ｆ５−１で算出された基準冷却水温度ＴＷＯと７０℃とのうちの小さい方からＥＣＯ＿ＴＷを差し引くことによって算出される（エンジンＯＦＦ水温＝ＭＩＮ（ＴＷＯ，７０）−ＥＣＯ＿ＴＷ）。一方、エンジンＯＮ水温は、頻繁にエンジンがＯＮ／ＯＦＦするのを防止するため、エンジンＯＦＦ水温よりも所定温度（本例では５℃）低く設定される。
ＴＷＯ＝｛（ＴＡＯ−ΔＴｐｔｃ）−（ＴＥ×０．２）｝／０．８…（Ｆ５−１）
なお、基準冷却水温度ＴＷＯは、エアミックス前の温風温度ＴＷＤが目標吹出温度ＴＡＯになるものと仮定したときに、必要とされる冷却水温度である。ＴＥは、蒸発器温度センサ５６が検出した蒸発器１３からの吹出空気温度である。

ここで、数式Ｆ５−１は、ヒータコア１４からの吹出空気温度Ｔａを表す次の２つの数式Ｆ５−２、Ｆ５−３をＴＷＯについて解くことで導かれる。
Ｔａ＝ＴＷＯ×α＋ＴＥ×β…（Ｆ５−２）
Ｔａ＝ＴＡＯ−ΔＴｐｔｃ…（Ｆ５−３）
なお、数式Ｆ５−２中のαはヒータコア１４の熱交換効率であり、βはヒータコア１４からの吹出空気温度Ｔａに対する蒸発器１３からの吹出空気温度ＴＥの寄与度である。本例では、αを０．８、βを０．２としている。

続いて、ステップＳ１１７では、エンジン冷却水温度に基づくエンジンＯＮ要求の要否決定を行う。

具体的には、冷却水温度センサ５８で検出した実際の冷却水温度を、ステップＳ１１６で求めたエンジンＯＦＦ水温、エンジンＯＮ水温と比較する。そして、冷却水温度がエンジンＯＮ水温より低ければ、ｆ（ＴＷ）＝ＯＮとしてエンジン作動を決定し、冷却水温度がエンジンＯＦＦ水温より高ければ、ｆ（ＴＷ）＝ＯＦＦとしてエンジン停止を決定する。

ここで、ステップＳ１１６では、ＰＴＣヒータ１５による吹出温上昇量ΔＴｐｔｃが大きいほど、エンジンＯＦＦ水温およびエンジンＯＮ水温が小さくなるように演算しているので、ＰＴＣヒータ作動時では、ＰＴＣヒータ１５の停止時よりもエンジンＯＮ要求の頻度が低下し、燃費が向上する。さらに、この吹出温上昇量ΔＴｐｔｃにはＰＴＣ通過風量が加味されているので、ＰＴＣ通過風量が低風量の場合、エンジンＯＦＦ水温およびエンジンＯＮ水温を大きく低減でき、省燃費効果を大きくできる。

また、ステップＳ１１６では、エコモード時には、エコモード時以外よりもエンジンＯＦＦ水温およびエンジンＯＮ水温が５℃小さくなるように演算しているので、エコモード時にエンジンＯＮ要求の頻度を低減でき、省燃費効果を一層大きくできる。

次に、図４のステップＳ１２の電動ウォータポンプ作動の要否決定処理の詳細な内容を説明する。図８は、このステップＳ１２の詳細を示すフローチャートである。

図８に示すように、ステップＳ１２１では、冷却水温度センサ５８が検出した冷却水温度ＴＷが、蒸発器温度センサ５６が検出した蒸発器１３からの吹出空気温度ＴＥより高いか否かを判定する。このとき、冷却水温度ＴＷが蒸発器１３からの吹出空気温度ＴＥより低い場合（ＮＯ判定の場合）、ステップＳ１２４に進み、電動ウォータポンプ４２の停止（ＯＦＦ）を選択する。この結果、電動ウォータポンプ４２は停止状態となるので、冷却水回路４０での冷却水の循環が停止される。

これは、冷却水温度ＴＷが蒸発器１３からの吹出空気温度ＴＥより低いときに、冷却水をヒータコア１４に流すと、ヒータコア１４を流れる冷却水によって蒸発器通過後の空気を冷却してしまい、かえって吹出口からの吹出空気温度を低くしてしまうためである。

一方、冷却水温度ＴＷが蒸発器１３からの吹出空気温度ＴＥより高い場合（ＹＥＳ判定の場合）、ステップＳ１２２に進む。ステップＳ１２２では、ブロワ作動（ブロワＯＮ）が選択されているか否かを判定する。

このとき、ブロワ停止が選択されている場合、ＮＯ判定し、省動力のため、ステップＳ１２４に進み、電動ウォータポンプ４２の停止（ＯＦＦ）を選択する。この結果、ブロワ停止時は電動ウォータポンプ４２も停止状態となる。

一方、ブロワ作動が選択されている場合、ＹＥＳ判定して、ステップＳ１２３に進み、電動ウォータポンプ４２の作動（ＯＮ）を選択する。この結果、電動ウォータポンプ４２が作動して、冷却水が冷媒回路内を循環することにより、ヒータコア１４を流れる冷却水とヒータコア１４を通過する空気との熱交換により、送風空気が加熱される。

次に、図４のステップＳ１３のシート暖房装置作動の要否決定処理の詳細な内容を説明する。図９は、このステップＳ１３の詳細を示すフローチャートである。

図９に示すように、ステップＳ１３では、目標吹出温度ＴＡＯ、ＰＴＣヒータ１５の作動本数、エコノミースイッチ６０ｄのＯＮ／ＯＦＦ状態、ステップＳ６６の判定結果ｆ（外気温）、および車室内温度設定スイッチ６０ｃによって設定された車室内設定温度Ｔｓｅｔに基づいて、シート暖房装置作動の要否決定を行う。

具体的には、ＴＡＯが１００未満で、ＰＴＣヒータ作動本数が１本以上で、エコノミースイッチ６０ｄがＯＮ状態で、ｆ（外気温）＝ＯＦＦで、かつ車室内設定温度Ｔｓｅｔが２８未満の場合には、シート暖房装置作動（ＯＮモード）を決定する。

すなわち、ＴＡＯが１００未満で暖房負荷がそれほど高くなく、ＰＴＣヒータ１５が作動していて、乗員がエコノミースイッチ６０ｄをＯＮして空調の省エネ運転を希望しており、ｆ（外気温）＝ＯＦＦかつ車室内設定温度Ｔｓｅｔが２８未満になっていて乗員が寒さを感じてない環境である場合には、シート暖房装置６５をＯＮモードにして乗員の温感を効果的に補う。この場合には、ステップＳ６７のごとく送風機１２の風量が超低風量になっているので、超低風量時に乗員の温感確保が確実に行われることとなる。

因みに、シート暖房装置６５のＯＮモードでは、サーモスタット（図示せず）により、座席表面が４０℃に制御される。

一方、ＴＡＯが１００未満で、ＰＴＣヒータ作動本数が１本以上で、エコノミースイッチ６０ｄがＯＮ状態で、ｆ（外気温）＝ＯＦＦで、かつ車室内設定温度Ｔｓｅｔが２８以上の場合には、シート暖房装置停止（ＯＦＦモード）を決定する。

また、ＴＡＯが１００未満で、ＰＴＣヒータ作動本数が１本以上で、エコノミースイッチ６０ｄがＯＮ状態で、かつｆ（外気温）＝ＯＮの場合には、車室内設定温度Ｔｓｅｔに関わらず、シート暖房装置停止（ＯＦＦモード）を決定する。

また、ＴＡＯが１００未満で、ＰＴＣヒータ作動本数が１本以上で、かつエコノミースイッチ６０ｄがＯＦＦ状態の場合には、ｆ（外気温）や車室内設定温度Ｔｓｅｔに関わらず、シート暖房装置停止（ＯＦＦモード）を決定する。

また、ＴＡＯが１００未満で、かつＰＴＣヒータ作動本数が０本の場合には、エコノミースイッチ６０ｄの状態やｆ（外気温）や車室内設定温度Ｔｓｅｔに関わらず、シート暖房装置停止（ＯＦＦモード）を決定する。

また、ＴＡＯが１００以上の場合には、ＰＴＣヒータ作動本数やエコノミースイッチ６０ｄの状態やｆ（外気温）や車室内設定温度Ｔｓｅｔに関わらず、シート暖房装置停止（ＯＦＦモード）を決定する。

本実施形態によると、上述のステップＳ６２、Ｓ６４、Ｓ６７のごとく、エンジン停止時にはエンジン作動時よりも送風機１２の風量を低くするので、エンジン停止時にエンジン冷却水温度ＴＷが低下してヒータコア１４による吹出温上昇量が低下しても、吹出温上昇量ΔＴｐｔｃを大きくして吹出温度の低下を抑制することができる。

このため、エンジンＥＧを作動させたりＰＴＣヒータ１５の発熱量（消費電力）を増加させたりすることなく吹出温度の低下を抑制することができるので、空調の省エネルギー化を図ることができる。特に、ハイブリッド車では、空調（暖房）のためのエンジン作動の頻度を低減して省燃費化を図ることができるので、実用上の利益が大である。

このような送風機１２の制御は、上述のステップＳ６２、Ｓ６４のごとく、２つの制御マップを参照してブロワ電圧を決定するといった簡単かつ確実な方法によって行うことができる。

さらに、本実施形態では、上述のステップＳ６７のごとく、乗員が空調の省エネ運転を希望しており、乗員が寒すぎない環境であり、かつ乗員が寒さを感じてない場合には、送風機１２の風量を超低風量（ブロワ電圧＝ＥＣＯ）にしてＰＴＣ通過風量Ｖａを超低風量にするので、吹出温上昇量ΔＴｐｔｃをさらに大きくすることができ、一層の省エネルギー化を図ることができる。

また、本実施形態では、上述のステップＳ６７のごとく、エンジン始動時には、ブロワ電圧が所定の時定数をもって変化することによって風量の変化が緩和されるので、エンジン冷却水温度ＴＷが上昇している最中に風量が急に高くなって吹出温度が低下してしまうことを抑制できる。

さらに、本実施形態では、上述のステップＳ１１６、Ｓ１１７のごとく、吹出温度が所定温度（例えばＴＡＯ）よりも低くなると判断される場合にエンジンＥＧに対して作動要求信号を出力するので、冷却水温度ＴＷを高めてヒータコア１４による吹出温上昇量を大きくして吹出温度を所定温度に近づけることができる。このため、ＰＴＣヒータ１５およびエンジンＥＧの両方を効率的に利用して吹出温度の低下を抑制することができる。

（他の実施形態）
（１）上述の一実施形態では、送風機１２の送風量（回転数）をブロワ電圧によって制御しているが、これに限定されることなく、空調制御装置５０から出力される制御信号のＤＵＴＹ比によって送風機１２の送風量（回転数）を制御してもよい。

（２）上述の一実施形態では、電気ヒータとしてＰＴＣヒータ１５を用いていたが、ニクロム線等を用いた他の電気ヒータを採用しても良い。

（３）上述の一実施形態では、ヒータコア１４の送風空気流れ方向下流側にＰＴＣヒータ１５が配置されているが、ヒータコア１４およびＰＴＣヒータ１５の配置関係はこれに限定されるものではなく種々変形が可能である。

（４）上述の一実施形態では、エコモード時には、エコモード時以外よりもエンジンＯＦＦ水温およびエンジンＯＮ水温が小さくなるようにしているが、さらに、シート暖房装置作動時には、シート暖房装置停止時よりもエンジンＯＦＦ水温およびエンジンＯＮ水温が小さくなるようにしてもよい。これにより、乗員の暖房感を確保しつつエンジンＯＮ要求の頻度をさらに低下でき、燃費をさらに向上できる。

（５）上述の一実施形態では、本発明の車両用空調装置を、ハイブリッド車両のうちエンジンＥＧおよび走行用電動モータの双方から直接駆動力を得て走行可能な、いわゆるパラレル型のハイブリッド車両に適用した例を説明しているが、本発明の車両用空調装置の適用はこれに限定されない。例えば、エンジンＥＧを発電機の駆動源として用い、発電された電力をバッテリに蓄え、さらに、バッテリに蓄えられた電力を供給されることによって作動する走行用電動モータから駆動力を得て走行する、いわゆるシリアル型のハイブリッド車両に適用してもよい。

（６）上述の一実施形態では、本発明の車両用空調装置をハイブリッド車に搭載される車両用空調装置に適用したが、本発明は、ハイブリッド車に限らず、停止時にエンジンを自動停止するアイドリングストップ車、燃料電池車、電気自動車等に搭載される車両用空調装置にも適用可能である。

燃料電池車に搭載される車両用空調装置は、上述した車両用空調装置に対して、図１中のエンジンＥＧを燃料電池に変更し、ヒータコアが燃料電池の冷却水を熱源として送風空気を加熱するように変更したものである。この場合、燃料電池が本発明における熱媒体の温度上昇手段に相当し、燃料電池の冷却水が本発明の熱媒体に相当する。

また、電気自動車に搭載される車両用空調装置は、上述した車両用空調装置に対して、図１中のエンジンＥＧを水加熱式電気ヒータに変更し、ヒータコアが水加熱式電気ヒータによって加熱された温水を熱源として送風空気を加熱するように変更したものである。この場合、水加熱式電気ヒータが本発明における熱媒体の温度上昇手段に相当し、水加熱式電気ヒータによって加熱された温水が本発明の熱媒体に相当する。

これらの車両用空調装置においても、温度上昇手段が停止しているときに風量を低くすることで、温度上昇手段を作動させたり電気ヒータの発熱量（消費電力）を増加させたりすることなく吹出空気温度の低下を抑制することができ、ひいては空調の省エネルギー化を図ることができる。

１１ ケーシング
１２ 送風機
１２ａ ファン
１２ｂ 電動モータ
１４ ヒータコア（加熱用熱交換器）
１５ ＰＴＣヒータ（電気ヒータ）
５０ 空調制御装置（制御手段）
ＥＧ エンジン（温度上昇手段）

Claims (4)

1. 送風空気を発生する送風機（１２）と、
   前記送風空気と熱媒体とを熱交換させて前記送風空気を加熱する加熱用熱交換器（１４）と、
   通電により発熱して前記送風空気を加熱する電気ヒータ（１５）と、
   前記加熱用熱交換器（１４）および前記電気ヒータ（１５）を収容するケーシング（１１）と、
   前記熱媒体の温度を上昇させる温度上昇手段（ＥＧ）が停止している場合には前記温度上昇手段（ＥＧ）が作動している場合よりも前記送風空気の風量が低くなるように前記送風機（１２）を制御する制御手段（５０）とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記制御手段（５０）は、前記温度上昇手段（ＥＧ）の始動時に、前記風量の変化を緩和する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記制御手段（５０）は、吹出空気温度が所定温度よりも低くなると判断される場合に前記温度上昇手段（ＥＧ）に対して作動要求信号を出力す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。
4. 前記制御手段（５０）は、前記温度上昇手段（ＥＧ）が作動している場合には前記風量を第１の制御マップを参照して決定し、前記温度上昇手段（ＥＧ）が停止している場合には前記風量を第２の制御マップを参照して決定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

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