JP2011201472A - 空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却用熱交換器の全体が濡れていることの検出精度を向上する。
【解決手段】送風空気を冷却する冷却用熱交換器１３と、冷却用熱交換器１３の空気流出面に取り付けられ、空気流出面が結露水で濡れていることを検出するための濡れ検出用センサ５９とを備え、冷却用熱交換器１３は、空気流出面が水平方向に対して角度をもつように配置され、濡れ検出用センサ５９は、冷却用熱交換器１３の空気流出面のうち上方側半分の範囲内に位置する部位に配置されている。濡れ検出用センサ５９は、冷却用熱交換器１３の空気流出面のうち部分温度が平均温度よりも高温になる部位に配置されていてもよい。
【選択図】図５

Description

本発明は、冷却用熱交換器を備える空調装置に関する。

従来、特許文献１、２には、温湿度センサにより露点温度を算出し、冷却用熱交換器をなす蒸発器（エバポレータ）の結露による濡れの有無を判断して蒸発器の温度制御（具体的には冷凍サイクルの圧縮機の制御）を行うことによって、蒸発器からの臭いの発生を防止しつつ、出来る限り蒸発器温度を上げて省エネを図る車両用空調装置が記載されている。

より具体的には、特許文献１の従来技術では、蒸発器の吸込空気温度および吸込空気湿度を検出する温度センサおよび湿度センサを設け、両センサの検出温度および検出湿度に基づいて蒸発器の濡れ状況を判断して圧縮機の稼働率を可変制御する。

また、特許文献２の従来技術では、蒸発器の近傍の温度および湿度を検出する温度センサおよび湿度センサを設け、両センサの検出温度および検出湿度から算出した露点温度に応じて蒸発器温度を制御する。

特開平１１−１９８６４４号公報 特開昭６１−１５２６号公報

しかしながら、一般的な空調装置では、蒸発器に結露水の乾き易い部位と乾きにくい部位とが存在する。結露水の乾き易い部位とは、例えば、蒸発器が水平方向に対して角度をもって配置されている場合には、蒸発器のうち上方側の部位である。

すなわち蒸発器が水平方向に対して角度をもって配置されている場合には、凝縮水が蒸発器の傾斜に沿って下方側に流れるので上方側の部位ほど結露水の量が少なくなって乾き易い。

また、結露水の乾き易い部位とは、例えば、蒸発器のうち部分温度の高い部位である。すなわち、一般的に蒸発器には温度分布が発生しており、温度の高い部位ほど結露水が蒸発して乾き易い。この温度分布は、空調ユニットの内部形状により蒸発器を通過する空気に風速分布が生じていることや、蒸発器の内部を流れる冷媒が空気から熱を奪って徐々に温度上昇すること等に起因するものである。

しかるに、上記従来技術において蒸発器のうち結露水の乾きにくい部位に温度センサおよび湿度センサを配置した場合には、温度センサおよび湿度センサの配置部位（すなわち乾きにくい部位）が結露して濡れていると判断されたとしても、蒸発器のうち結露水の乾き易い部位も濡れているとは限らない。

このため、上記従来技術では、結露して濡れていると判断されているにもかかわらず、蒸発器の一部で結露水が乾き始めて臭いが発生してしまうという不具合が予想される。

本発明は上記点に鑑みて、冷却用熱交換器の全体が濡れていることの検出精度を向上す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、送風空気を冷却する冷却用熱交換器（１３）と、
冷却用熱交換器（１３）の空気流出面に取り付けられ、空気流出面が結露水で濡れていることを検出するための濡れ検出用センサ（５９）とを備え、
冷却用熱交換器（１３）は、空気流出面が水平方向に対して角度をもつように配置され、
濡れ検出用センサ（５９）は、冷却用熱交換器（１３）の空気流出面のうち上方側半分の範囲内に位置する部位に配置されていることを特徴とする。

これによると、冷却用熱交換器（１３）は、空気流出面が水平方向に対して角度をもつように配置されているので、冷却用熱交換器（１３）の空気流出面に付着した結露水は空気流出面の傾斜に沿って重力方向下方に流下する。したがって、空気流出面のうち上方側半分の範囲内に位置する部位は結露水の量が少なくなって早く乾き始める。

そして、空気流出面のうち上方側半分の範囲内に位置する部位に濡れ検出用センサ（５９）が配置されているので、濡れ検出用センサ（５９）は、空気流出面のうち結露水の乾き易い部位に配置されていることとなる。

このため、空気流出面のうち結露水の乾きにくい部位に濡れ検出用センサ（５９）が配置されている場合と比較して、冷却用熱交換器（１３）の全体が濡れていることの検出精度を向上することができる。

因みに、濡れ検出用センサ（５９）が冷却用熱交換器（１３）の空気流出面に取り付けられている理由は、冷却用熱交換器（１３）を通過する空気が空気流出面側で結露に至るからである。すなわち、冷却用熱交換器（１３）を通過する空気は、空気流入面側から空気流出面側に向かって流れるにつれて冷却されて温度低下するので、空気流出面側で結露に至ることとなる。

請求項２に記載の発明では、濡れ検出用センサ（５９）は、冷却用熱交換器（１３）の空気流出面のうち部分温度が平均温度よりも高温になる部位に配置されていることを特徴とする。

これによると、冷却用熱交換器（１３）の空気流出面のうち部分温度が平均温度よりも高温になる部位は結露水が早く乾き始める。そして、濡れ検出用センサ（５９）は、冷却用熱交換器（１３）の空気流出面のうち上方側半分の範囲内、かつ冷却用熱交換器（１３）の空気流出面のうち部分温度が平均温度よりも高温になる部位に配置されているので、濡れ検出用センサ（５９）は、冷却用熱交換器（１３）の空気流出面のうち結露水の乾き易い部位に配置されていることとなる。このため、上記した請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の空調装置において、濡れ検出用センサ（５９）は、冷却用熱交換器（１３）の空気流出面のうち上方側半分の範囲内、かつ冷却用熱交換器（１３）の空気流出面のうち部分温度が平均温度よりも高温になる部位に配置されていることを特徴とする。

これによると、上記した請求項１、２に記載の発明の特徴を併せ持っているので、濡れ検出用センサ（５９）は、冷却用熱交換器（１３）の空気流出面のうち結露水のより乾き易い部位に配置されていることとなる。このため、エバポレータ全体が濡れていることの検出精度をより向上することができる。

具体的には、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つに記載の空調装置において、濡れ検出用センサ（５９）は、水分を検出するセンサであればよい。

また、請求項５に記載の発明のように、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の空調装置において、濡れ検出用センサ（５９）は、冷却用熱交換器（１３）の空気流出面から流出する空気の温度および湿度を検出するセンサであり、
濡れ検出用センサ（５９）の検出湿度に基づいて露点温度を算出し、濡れ検出用センサ（５９）の検出温度が露点温度以下である場合に空気流出面が結露水で濡れていると判断する判断する判断手段（５０）を備えていてもよい。

請求項６に記載の発明では、濡れ検出用センサ（５９）は、冷却用熱交換器（１３）の空気流出面のうち、結露水の乾き易さを表す指標が所定の条件を満足する、結露水の乾き易い部位に配置されていることを特徴とする。

これによると、冷却用熱交換器（１３）の空気流出面のうち結露水の乾き易い部位に濡れ検出用センサ（５９）が配置されているので、冷却用熱交換器（１３）の空気流出面のうち結露水の乾きにくい部位に濡れ検出用センサ（５９）が配置されている場合と比較して、冷却用熱交換器（１３）の全体が濡れていることの検出精度を向上することができる。

具体的には、冷却用熱交換器（１３）は、空気流出面が水平方向に対して角度をもつように配置され、
結露水の乾き易さを表す指標は、冷却用熱交換器（１３）の空気流出面内における上下方向の位置であり、
所定の条件は、冷却用熱交換器（１３）の空気流出面のうち上方側半分の範囲内に位置しているという条件であるようにすればよい。これにより、上記した請求項１に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。

また、結露水の乾き易さを表す指標は、冷却用熱交換器（１３）の空気流出面の部分温度であり、
所定の条件は、部分温度が冷却用熱交換器（１３）の空気流出面の平均温度よりも高温になっているという条件であるようにしてもよい。これにより、上記した請求項２に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。

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全体構成図である。 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の車両用空調装置の要部断面図である。 図３の蒸発器の斜視図である。 図４の蒸発器の部分正面図および要部断面図である。 第１実施形態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。 第１実施形態の車両用空調装置の制御結果を示すタイムチャートである。 第１実施形態の変形例における蒸発器の正面図および断面図である。 本発明の第２実施形態における車両用空調装置の要部断面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態は、本発明の空調装置を車両用空調装置に適用したものである。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。

車両用空調装置は、図１に示す室内空調ユニット１０と、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吸込口２１および外気を導入させる外気吸込口２２が形成されている。さらに、内外気切替箱２０の内部には、内気吸込口２１および外気吸込口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（図２）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。

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、送風空気の温度を調整する蒸発器１３およびヒータコア１４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）、凝縮器、気液分離器、膨張弁（いずれも図示せず）等とともに、冷凍サイクルを構成している。

圧縮機は、エンジンルーム内に配置され、冷凍サイクル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を電動モータ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、圧縮機の冷媒吐出能力が変更される。なお、圧縮機を、車両走行用駆動力を出力するエンジン（図示せず）によって駆動してもよい。

凝縮器は、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室外ファン６３（図２）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。室外ファン６３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。

ケーシング１１内において、蒸発器１３の空気流れ下流側部位には、蒸発器１３通過後の空気を流す加熱用冷風通路１５および冷風バイパス通路１６と、加熱用冷風通路および冷風バイパス通路１５から流出した空気を混合させる混合空間１７とが形成されている。

加熱用冷風通路１５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が配置されている。ヒータコア１４は、エンジンの冷却水と蒸発器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とエンジンとの間に冷却水流路（図示せず）が設けられて、ヒータコア１４とエンジンとの間を冷却水が循環する冷却水回路（図示せず）が構成されている。そして、この冷却水回路には、冷却水を循環させるためのウォータポンプ（図示せず）が設置されている。

一方、冷風バイパス通路１６は、蒸発器１３通過後の空気を、ヒータコア１４を通過させることなく、混合空間１７に導くための空気通路である。したがって、混合空間１７にて混合された送風空気の温度は、加熱用冷風通路１５を通過する空気および冷風バイパス通路１６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１５および冷風バイパス通路１６の入口側に、加熱用冷風通路１５および冷風バイパス通路１６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１８を配置している。

したがって、エアミックスドア１８は、混合空間１７内の空気温度（車室内へ吹き出される吹出空気の温度）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１８は、エアミックスドア用の電動アクチュエータ６４（図２）によって独立して駆動され、この電動アクチュエータ６４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の空気流れ最下流部には、混合空間１７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、具体的には、デフロスタ吹出口２４、フェイス吹出口２５およびフット吹出口２６が設けられている。

デフロスタ吹出口２４は、車両前面窓ガラスの内側の面に向けて空調風を吹き出す。フェイス吹出口２５は、乗員の上半身に向けて空調風を吹き出す。フット吹出口２６は、乗員の足元に向けて空調風を吹き出す。

これらの吹出口２４〜２６の空気流れ上流側には、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段２７、２８が配置されている。この吹出口モード切替手段２７、２８としては、具体的にはデフロスタ・フェイスドア２７およびフットドア２８が設けられている。

デフロスタ・フェイスドア２７は、デフロスタ吹出口２４およびフェイス吹出口２５の開口面積を調整する。フットドア２８は、フット吹出口２６の開口面積を調整する。

これらの吹出口モードドア２７、２８は、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６５（図２）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６５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。

吹出口モードドア２７、２８によって切り替えられる吹出口モードとしては、例えば、フェイス吹出口２５を全開してフェイス吹出口２５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２５とフット吹出口２６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２６を全開するとともにデフロスタ吹出口２４を小開度だけ開口して、フット吹出口２６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２６およびデフロスタ吹出口２４を同程度開口して、フット吹出口２６およびデフロスタ吹出口２４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。

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。制御手段をなす空調制御装置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、圧縮機の電動モータ用のインバータ６１、室外ファン６３、各種電動アクチュエータ６２、６４、６５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、具体的には蒸発器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、蒸発器１３が結露して濡れているか否かを検出する濡れ検出用センサ５９の検出信号が入力される。濡れ検出用センサ５９としては、水分を直接的に検出する結露センサが好ましい。

また、濡れ検出用センサ５９として、蒸発器温度および空気湿度を検出する温湿度センサを用いてもよい。濡れ検出用センサ５９として温湿度センサを用いた場合には、空調制御装置５０が温湿度センサの検出湿度から露点温度を算出し、算出された露点温度よりも温湿度センサの検出温度が下回っている場合には結露していると判断すればよい。すなわち、この場合には、空調制御装置５０が、温湿度センサの検出湿度に基づいて結露の有無を判断する判断手段をなすこととなる。

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、具体的には、車両用空調装置の作動スイッチ（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６０ｃ、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６０ｄ等が設けられている。

次に、蒸発器温度センサ５６および濡れ検出用センサ５９の蒸発器１３に対する取り付け位置について説明する。図３は、室内空調ユニット１０の要部断面図であり、図４は蒸発器１３の斜視図である。図５（ａ）は、蒸発器１３を空気流れ下流側から見た部分正面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の要部拡大断面図である。

図３に示すように、蒸発器１３は、空気流入面および空気流出面が水平方向に対して垂直（重力方向に対して平行）に配置されている。ケーシング１１の底面には、蒸発器１３で発生した結露水Ｗを車室外に排出するための排出口（ドレンポート）１１ａが形成されている。

図４に示すように、蒸発器１３は、熱交換コア部１３１と、この熱交換コア部１３１の上下両側に位置して水平方向に延びるタンク部１３２、１３３とを備えており、熱交換コア部１３１の空気流出面に蒸発器温度センサ５６および濡れ検出用センサ５９が取り付けられている。

図５に示すように、熱交換コア部１３１は、それぞれ上下方向に延びて冷媒が流通する複数の熱交換チューブ１３１ａを備えている。これら複数のチューブ１３１ａの間には、被熱交換媒体である被冷却空気が通る通路が形成されている。

これら複数のチューブ１３１ａ相互間には、チューブ１３１ａと接合されるフィン１３１ｂが配置されている。チューブ１３１ａおよびフィン１３１ｂは熱交換コア部１３１の左右方向に交互に積層配置されており、チューブ１３１ａとフィン１３１ｂとの積層構造によって熱交換コア部１３１が形成されている。

チューブ１３１ａは冷媒通路を構成するもので、断面形状が空気流れ方向に沿って扁平な扁平チューブよりなる。フィン１３１ｂは空気側伝熱面積を拡大して空気と冷媒との熱交換を促進するもので、薄板材を波状に曲げ成形したコルゲートフィンである。

ここで、濡れ検出用センサ５９が熱交換コア部１３１の空気流出面に取り付けられている理由は、熱交換コア部１３１を通過する空気は空気流入面側から空気流出面側に向かって流れるにつれて冷却されて温度低下して空気流出面側で結露に至ることとなるからである。

図４に示すように、熱交換コア部１３１の空気流出面には温度分布が生じている。この温度分布は、室内空調ユニット１０の内部形状により蒸発器１３を通過する空気に風速分布が生じていることや、蒸発器１３の内部を流れる冷媒が空気から熱を奪って徐々に温度上昇すること等に起因するものである。

蒸発器温度センサ５６は、熱交換コア部１３１の空気流出面のうち部分温度の低い部分に配置されている。これは、蒸発器温度センサ５６の検出温度に基づいて、蒸発器１３の凍結を防止する制御を行うためである。すなわち、蒸発器温度センサ５６を蒸発器温度の低い部分に取り付けることで、蒸発器１３全体の凍結防止を確実に行えるようにしている。

これに対し、濡れ検出用センサ５９は、蒸発器１３の乾きを防止する制御を行うために用いられるので、熱交換コア部１３１の空気流出面のうち部分温度の高い部位（結露水が早く乾き始める部位）に配置されている。具体的には、熱交換コア部１３１の空気流出面のうち平均温度よりも温度の高い部位（より好ましくは温度の最も高い部位）に配置されている。

図５に示すように、濡れ検出用センサ５９は、円柱状のセンサ本体部５９ａと、熱交換コア部１３１の内部（具体的にはチューブ１３１ａとフィン１３１ｂとの間に形成される空隙）に差し込まれる突起部５９ｂとを有している。

すなわち、突起部５９ｂがフィン１３１ｂを押し広げながら差し込まれることによって、濡れ検出用センサ５９が熱交換コア部１３１に固定されるようになっている。本実施形態では、円柱状のセンサ本体部５９ａも熱交換コア部１３１の内部に差し込まれている。

次に、図６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６は、本実施形態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。

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６０ｄ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５１〜５９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６０ｄ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１８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、および冷却水温度センサ５８によって検出されたエンジン冷却水温度ＴＷ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により算出できる。
ＳＷ＝［（ＴＡＯ−ＴＥ）／（ＴＷ−ＴＥ）］×１００（％）…（Ｆ２）
なお、ＳＷ＝０（％）は、エアミックスドア１８の最大冷房位置であり、冷風バイパス通路１６を全開し、加熱用冷風通路１５を全閉する。これに対し、ＳＷ＝１００（％）は、エアミックスドア１８の最大暖房位置であり、冷風バイパス通路１６を全閉し、加熱用冷風通路１５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に印加するブロワモータ電圧をステップＳ４にて決定された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。
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）でブロワモータ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モータ電圧を減少して、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モータ電圧を減少して、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、ブロワモータ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。
ステップＳ７では、吸込口モード、すなわち内外気切替ドア２３の回転位置を決定する。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、圧縮機の冷媒吐出能力（具体的には、回転数）を決定する。具体的には、まず蒸発器１３からの吹出空気温度ＴＥの目標吹出温度ＴＥＯを決定する。この目標吹出温度ＴＥＯの決定手法については後述する。
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に基づいて圧縮機回転数を決定する。
ステップＳ１０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、６１〜６５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、圧縮機は、ステップＳ９で決定された回転数になるように作動する。
次のステップＳ１１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。制御周期τは、エンジン制御等と比較して遅い制御周期（例えば２５０ｍｓ）とされる。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６のステップＳ９の目標吹出温度ＴＥＯ決定処理の詳細な内容を説明する。図７は、目標吹出温度ＴＥＯ決定処理の詳細を説明するタイムチャートである。エンジンを始動（Ｅ／Ｇスタート）すると空調制御装置５０は、圧縮機を作動して蒸発器１３に低温低圧冷媒を流通させて蒸発器１３を冷却し始める。

この際の目標吹出温度ＴＥＯの初期値は、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目標吹出温度ＴＥＯの初期値を決定する。ここで、制御マップは、目標吹出温度ＴＡＯが低いほど、すなわち車室内冷房負荷が高いほど、目標吹出温度ＴＥＯが低い温度となるように設定されている。

この目標吹出温度ＴＥＯの初期値に基づいて圧縮機回転数を決定して圧縮機を作動させ続けると、蒸発器１３の温度が徐々に低下する。そして、蒸発器１３の温度が露点温度よりも下がると蒸発器１３が結露し始める。

蒸発器１３が結露して濡れ検出用センサ５９が蒸発器１３の濡れを検出したら（センサ出力＝濡れている）、空調制御装置５０は目標吹出温度ＴＥＯを所定値（例えば０．５℃）上昇させる。これにより、蒸発器１３の温度も上昇する。

このように目標吹出温度ＴＥＯを少しづつ上昇させていくことで蒸発器１３の温度が露点温度以上になる。すると、濡れ検出用センサ５９が蒸発器１３の濡れを検出しなくなる（センサ出力＝乾いている）。

このとき、空調制御装置５０は、目標吹出温度ＴＥＯを所定値（例えば０．５℃）下降させる。このように目標吹出温度ＴＥＯを少しづつ下降させていくことで蒸発器１３の温度は露点温度以下となり再度結露水が発生する。

以上の処理を繰り返すことで、蒸発器１３の温度をほぼ露点温度となるよう制御することが可能となる。なお、上述のごとく蒸発器１３には温度分布が生じている。そこで、図７では、蒸発器１３の温度として、高温部、中間温度部および低温部の温度をそれぞれ示している。

上述のごとく、濡れ検出用センサ５９は、蒸発器１３のうち、結露水が早く乾き始める高温部に配置されている。これにより、熱交換コア部１３１の空気流出面のほぼ全体が濡れている場合に濡れ検出用センサ５９が濡れを検出することとなるので、濡れ検出用センサ５９の検出結果に基づいて蒸発器１３の乾きを防止するという制御に対して、安全側に作用することとなる。

換言すれば、濡れ検出用センサ５９は、蒸発器１３の空気流出面のうち、結露水の乾き易さを表す指標が所定の条件を満足する、結露水の乾き易い部位に配置されている。具体的には、結露水の乾き易さを表す指標とは、蒸発器１３の空気流出面の部分温度のことであり、所定の条件とは、部分温度が蒸発器１３の空気流出面の平均温度よりも高温になっているという条件のことである。

このような蒸発器１３および濡れ検出用センサ５９を備える車両用空調装置において、図７のように目標吹出温度ＴＥＯ決定処理を行うことで蒸発器１３全体が確実に濡れるよう蒸発器温度を制御することが可能となるので、臭いの発生を確実に防止することが可能となる。

図８は本実施形態の変形例を示す蒸発器１３の正面図および拡大断面図である。この変形例では、円柱状のセンサ本体部５９ａが熱交換コア部１３１の内部に差し込まれることなく、熱交換コア部１３１の空気流出面と平行に配置されている。この変形例においても、蒸発器１３の空気流出面全体が濡れていることを精度良く検出できる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、蒸発器１３は、熱交換コア部１３１の空気流入面および空気流出面が水平方向に対して垂直に配置されているが、本第２実施形態では、図９に示すように、蒸発器１３は、熱交換コア部１３１の空気流入面および空気流出面が水平方向に対して傾斜して（０度超９０度未満の角度をもって）配置されている。これにより、熱交換コア部１３１で発生した結露水Ｗの排水性を向上している。

このように蒸発器１３を傾斜して配置した場合においても、熱交換コア部１３１の空気流出面が結露水Ｗで濡れることとなる。すなわち、熱交換コア部１３１の結露水Ｗは、風圧によって空気流出面側に向かって押されるので、結露水Ｗが熱交換コア部１３１の空気流出面側に向かって垂れることなく、熱交換コア部１３１の空気流出面を濡らす。

そして、熱交換コア部１３１の空気流出面の結露水Ｗは、空気流出面の傾斜に沿って流れた後に重力方向下方に流下して排出口１１ａから排出されるため、空気流出面の上部ほど結露水Ｗの量が少なくなる。換言すれば、空気流出面の上部ほど早く乾き始める。

この点に鑑みて、本実施形態では、濡れ検出用センサ５９を、熱交換コア部１３１の空気流出面のうち上方側半分の範囲内に取り付けている。これにより、上記第１実施形態と同様に、蒸発器１３の熱交換コア部１３１の空気流出面全体が濡れていることを精度良く検出できる。

すなわち、本実施形態においても、濡れ検出用センサ５９は、蒸発器１３の空気流出面のうち、結露水の乾き易さを表す指標が所定の条件を満足する、結露水の乾き易い部位に配置されている。具体的には、本実施形態では、結露水の乾き易さを表す指標は、蒸発器１３の空気流出面内における上下方向の位置であり、所定の条件は、蒸発器１３の空気流出面のうち上方側半分の範囲内に位置しているという条件である。

さらに、本実施形態を上記第１実施形態と組み合わせて、熱交換コア部１３１の空気流出面のうち、上方側半分の範囲内かつ平均温度よりも温度の高い部位に濡れ検出用センサ５９を配置すれば、蒸発器１３の熱交換コア部１３１の空気流出面全体が濡れていることを一層精度良く検出できる。

なお、熱交換コア部１３１の空気流出面のうち平均温度よりも温度の高い部位が、上方側半分の範囲内には存在せず、上方側半分の範囲内に存在している場合には、上方側半分の範囲内に濡れ検出用センサ５９を配置するのが好ましい。すなわち、このような場合には、温度の高い部位よりも上方側の部位の方が早く乾き始めるからである。

（他の実施形態）
（１）上記第１実施形態では、濡れ検出用センサ５９の検出結果に基づいて目標吹出温度ＴＥＯを少しづつ上昇・下降させているが、濡れ検出用センサ５９と同じ位置に湿度センサを配置し、湿度センサの検出湿度に基づいて相対湿度が常に１００％ＲＨに維持されるように目標吹出温度ＴＥＯを決定するようにしてもよい。

（２）上記各実施形態では、冷却用熱交換器として、冷凍サイクルの蒸発器１３を用いているが、これに限定されるものではなく、種々の冷却用熱交換器を広く用いることができる。例えば、低温の冷却水と送風空気とを熱交換させて送風空気を露点温度以下に冷却する冷却用熱交換器を用いることができる。

（３）本発明の空調装置は、エンジン（内燃機関）から車両走行用の駆動力を得る車両に適用可能であることはもちろんのこと、ハイブリッド車両、燃料電池車、および電気自動車等の車両にも適用可能である。

ここで、ハイブリッド車両としては、例えば、エンジン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、およびエンジン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等が挙げられる。

（４）上述の各実施形態では、本発明の空調装置を車両用空調装置に適用した例を示したが、これに限定されることなく、据置型の空調装置等、種々の空調装置に本発明を適用可能である。

１３ 冷却用熱交換器
５０ 空調制御装置（判断手段）
５９ 濡れ検出用センサ

Claims (6)

1. 送風空気を冷却する冷却用熱交換器（１３）と、
   前記冷却用熱交換器（１３）の空気流出面に取り付けられ、前記空気流出面が結露水で濡れていることを検出するための濡れ検出用センサ（５９）とを備え、
   前記冷却用熱交換器（１３）は、前記空気流出面が水平方向に対して角度をもつように配置され、
   前記濡れ検出用センサ（５９）は、前記空気流出面のうち上方側半分の範囲内に位置する部位に配置されていることを特徴とする空調装置。
2. 送風空気を冷却する冷却用熱交換器（１３）と、
   前記冷却用熱交換器（１３）の空気流出面に取り付けられ、前記空気流出面が結露水で濡れていることを検出するための濡れ検出用センサ（５９）とを備え、
   前記濡れ検出用センサ（５９）は、前記空気流出面のうち部分温度が平均温度よりも高温になる部位に配置されていることを特徴とする空調装置。
3. 前記濡れ検出用センサ（５９）は、前記空気流出面のうち上方側半分の範囲内、かつ前記空気流出面のうち部分温度が平均温度よりも高温になる部位に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
4. 前記濡れ検出用センサ（５９）は、水分を検出するセンサであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の空調装置。
5. 前記濡れ検出用センサ（５９）は、前記空気流出面から流出する空気の温度および湿度を検出するセンサであり、
   前記濡れ検出用センサ（５９）の検出湿度に基づいて露点温度を算出し、前記濡れ検出用センサ（５９）の検出温度が前記露点温度以下である場合に前記空気流出面が結露水で濡れていると判断する判断する判断手段（５０）を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の空調装置。
6. 送風空気を冷却する冷却用熱交換器（１３）と、
   前記冷却用熱交換器（１３）の空気流出面に取り付けられ、前記空気流出面が結露水で濡れていることを検出するための濡れ検出用センサ（５９）とを備え、
   前記濡れ検出用センサ（５９）は、前記空気流出面のうち、結露水の乾き易さを表す指標が所定の条件を満足する、結露水の乾き易い部位に配置されていることを特徴とする空調装置。

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