JP2012131437A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギ消費量の増大を抑制しつつ、車室内へ送風される送風空気に悪臭が発生することを抑制可能な車両用空調装置を提供する。
【解決手段】車室内に送風される送風空気の空気通路を形成するケース１と、ケース１内に配置されて送風空気を冷却する蒸発器９と、蒸発器９にて冷却された送風空気の冷却温度Ｔｅを調整する圧縮機１１と、蒸発器９へ流入する流入空気の露点温度Ｔｄｅｗを検出する露点計３６と、蒸発器９の目標値である目標冷却温度ＴＥＯを、蒸発器９に流入する流入空気の露点温度Ｔｄｅｗよりも所定温度低い第１目標温度に決定する目標温度決定手段Ｓ９と、冷却温度Ｔｅが目標冷却温度ＴＥＯに近づくように圧縮機１１を制御する冷却温度制御手段３０ａと、を備え、目標温度決定手段Ｓ９は、目標冷却温度ＴＥＯを一時的に第１目標温度よりも低い第２目標温度に決定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、冷却用熱交換器を備える車両用空調装置に関する。

従来、特許文献１に、車室内へ送風される送風空気を冷却する冷却用熱交換器としての冷凍サイクルの蒸発器を備え、この蒸発器にて送風空気に悪臭が発生してしまうことの抑制を狙った車両用空調装置が開示されている。

ここで、この種の悪臭の発生原因は、蒸発器にて送風空気を露点温度以下まで冷却して凝縮させてしまうと、悪臭を発生させる原因物質が蒸発器の外表面に付着してしまうことにある。さらに、送風空気の悪臭は、原因物質が付着した蒸発器の外表面が乾燥する際あるいは湿潤する際に強くなることが知られている。

そこで、特許文献１の車両用空調装置では、蒸発器における冷媒蒸発温度が蒸発器へ流入する送風空気の露点温度よりも所定温度だけ高くあるいは低くなるように、冷凍サイクルの圧縮機の冷媒吐出能力を制御している。これにより、蒸発器の外表面の乾燥と湿潤が頻繁に繰り返されないようにして送風空気の悪臭の発生を抑制している。

国際公開第００／０７８３６号パンフレット

ところで、特許文献１の車両用空調装置において、蒸発器における冷媒蒸発温度を蒸発器へ流入する送風空気の露点温度よりも所定温度だけ低くする場合、蒸発器の外表面の湿潤した状態を維持することが可能と考えられる。

しかし、単に、蒸発器における冷媒蒸発温度を蒸発器へ流入する送風空気の露点温度よりも所定温度だけ低くするだけでは、例えば、送風空気の露点温度が急激に低下した場合や、車室内の空調開始時等に蒸発器の外表面における保水量が少ない場合に、蒸発器の外表面が乾燥し、車室内へ送風される送風空気に悪臭が発生してしまうことがある。

これに対して、蒸発器における冷媒蒸発温度を、蒸発器へ流入する送風空気の露点温度に対して充分に低くすることが考えられるが、この場合、圧縮機の消費動力の増加を招き、車両用空調装置全体としてのエネルギ消費量の増大をさせてしまうことになる。

本発明は上記点に鑑みて、エネルギ消費量の増大を抑制しつつ、車室内へ送風される送風空気に悪臭が発生することを抑制可能な車両用空調装置を提供する。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車室内に送風される送風空気の空気通路を形成するケース（１）と、ケース（１）内に配置されて送風空気を冷却する冷却用熱交換器（９）と、冷却用熱交換器（９）にて冷却された送風空気の冷却温度（Ｔｅ）を調整する冷却温度調整手段（１１）と、冷却用熱交換器（９）へ流入する流入空気の露点温度（Ｔｄｅｗ）に相関を有する物理量を検出する露点温度検出手段（３６）と、冷却用熱交換器（９）の目標値である目標冷却温度（ＴＥＯ）を、流入空気の露点温度（Ｔｄｅｗ）よりも所定温度低い第１目標温度に決定する目標温度決定手段（Ｓ９）と、冷却温度（Ｔｅ）が目標冷却温度（ＴＥＯ）に近づくように冷却温度調整手段（１１）を制御する冷却温度制御手段（３０ａ）と、を備え、目標温度決定手段（Ｓ９）は、目標冷却温度（ＴＥＯ）を一時的に第１目標温度よりも低い第２目標温度に決定することを特徴とする。

これによると、冷却用熱交換器（９）の目標冷却温度（ＴＥＯ）を、冷却用熱交換器（９）に流入する流入空気の露点温度（Ｔｄｅｗ）に応じて決定される第１目標温度よりも低い第２目標温度に決定した場合、目標冷却温度（ＴＥＯ）を第１目標温度に決定する場合に比べて、冷却用熱交換器（９）の外表面における保水量を増大させることができる。これにより、冷却用熱交換器（９）に流入する流入空気の露点温度が急激に低下したとしても、冷却用熱交換器（９）の外表面の乾燥を抑制することが可能となる。

加えて、冷却用熱交換器（９）の目標冷却温度（ＴＥＯ）を一時的に第２目標温度にするので、常に冷却用熱交換器（９）の目標冷却温度を第２目標温度に決定する場合に比べて、車両用空調装置全体としてのエネルギ消費量の増大を抑制することができる。

従って、エネルギ消費量の増大を抑制しつつ、車室内へ送風される送風空気に悪臭が発生することを抑制することができる。

また、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、目標温度決定手段（Ｓ９）は、車室内の空調を開始してから所定の基準時間が経過するまでの間に、目標冷却温度（ＴＥＯ）を少なくとも一回第２目標温度に決定することを特徴とする。

これによると、車室内の空調を開始して所定の基準時間が経過するまでの間に、目標冷却温度（ＴＥＯ）を第１目標温度よりも低下させるので、車室内の空調を開始した際に冷却用熱交換器（９）の外表面における保水量の増大を図ることができる。

また、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、目標温度決定手段（Ｓ９）は、冷却用熱交換器（９）の外表面における保水量が基準量を上回った際に成立する湿潤条件が不成立となる場合に、目標冷却温度（ＴＥＯ）を第２目標温度に決定することを特徴とする。

このように、冷却用熱交換器（９）の外表面における保水量が少ない場合、すなわち、冷却用熱交換器（９）が乾燥し易い状況において、目標冷却温度（ＴＥＯ）を第１目標温度よりも低下させることで、冷却用熱交換器（９）の外表面における保水量を確保することができる。これにより、冷却用熱交換器（９）の外表面が乾燥してしまうことをより効果的に抑制することが可能となる。

具体的には、請求項４に記載の発明のように、請求項３に記載の車両用空調装置において、冷却用熱交換器（９）における除湿量に基づいて保水量を算出する保水量算出手段（Ｓ９２）を備え、湿潤条件を、保水量が予め定められた基準量を上回った際に成立し、保水量が基準量以下となった際に不成立とする条件とすることができる。

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。

第１実施形態に係る車両用空調装置の全体構成図である。 第１実施形態に係る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実施形態に係る車両用空調装置の制御処理の要部を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る車両用空調装置の特徴的な作動を説明するためのタイミングチャートである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図４に基づいて説明する。図１は、本実施形態の車両用空調装置１００の全体構成図である。本実施形態の車両用空調装置１００は、エンジン（内燃機関）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、いわゆるハイブリッド車両に搭載されている。

このハイブリッド車両は、車両の走行負荷等に応じてエンジンを作動あるいは停止させて、エンジン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、ハイブリッド車両では、車両走行用の駆動力をエンジンのみから得る通常の車両に対して、車両燃費を向上させることができる。

本実施形態の車両用空調装置１００は、図１に示すように、室内空調ユニット１、冷凍サイクル１０、空調制御装置３０等を備えている。まず、室内空調ユニット１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ス２内に送風機８、蒸発器９、ヒータコア１５等を収容したものである。

ケース２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。このケース２内の送風空気流れ最上流側には、ケース２内の空気通路に車室外空気（外気）を流入させる通風経路、および、ケース２内の空気通路に車室内空気（内気）を流入させる通風経路を切り替える内外気切替箱５が配置されている。

より具体的には、内外気切替箱５には、ケース２内の空気通路に内気を導入させる内気導入口３および外気を導入させる外気導入口４が形成されている。そして、内外気切替箱５の内部には、内気導入口３および外気導入口４の開口面積を連続的に調整して、ケース２内へ導入させる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６が配置されている。

従って、内外気切替ドア６は、ケース２内の空気通路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て吸込口モードを切り替える機能を果たす。なお、内外気切替ドア６は、内外気切替ドア６用のサーボモータ７によって駆動され、このサーボモータ７は、後述する空調制御装置３０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３を全開とするとともに外気導入口４を全閉としてケース２内へ内気を導入する内気モード、内気導入口３を全閉とするとともに外気導入口４を全開としてケース２内へ外気を導入する外気モード、さらに、内気導入口３および外気導入口４を同時に開く内外気混入モードがある。なお、内外気切替箱５は、ケース２内の空気通路に車室外空気（外気）を流入させる外気モード、およびケース２内の空気通路に車室内空気（内気）を流入させる内気モードを切り替える内外気モード切替手段を構成している。

内外気切替箱５の空気流れ下流側には、内外気切替箱５を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風手段である送風機８が配置されている。この送風機８は、遠心多翼ファン（シロッコファン）８ａを電動モータ８ｂにて駆動する電動送風機であって、空調制御装置３０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。従って、この電動モータ８ｂは、送風機８の送風能力変更手段を構成している。

送風機８の空気流れ下流側には、蒸発器９が配置されている。蒸発器９は、その内部を流通する冷媒と送風機８から車室内へ向けて送風される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。具体的には、蒸発器９は、圧縮機１１、凝縮器１２、受液器１３および膨張弁１４等とともに、蒸気圧縮式の冷凍サイクル１０を構成している。

ここで、冷凍サイクル１０について説明する。圧縮機１１は、エンジンルーム内に配置され、冷凍サイクル１０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１１ａを電動モータ１１ｂ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１１ｂは、インバータ４０から出力される交流電流によって、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４０は、空調制御装置３０から出力される制御信号に応じた周波数の交流電流を出力する。そして、この周波数制御によって圧縮機１１の回転数が制御され、圧縮機１１の冷媒吐出能力が変更される。従って、電動モータ１１ｂは、圧縮機１１の吐出能力変更手段を構成している。

凝縮器１２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冷却ファン１２ａ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、圧縮機１１吐出冷媒を凝縮させるものである。

冷却ファン１２ａは、軸流ファン１２ｂを電動モータ１２ｃにて駆動する電動送風機であって、空調制御装置３０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（送風量）が制御される。従って、この電動モータ１２ｃは、冷却ファン１２ａの送風能力変更手段を構成している。

受液器１３は、凝縮器１２にて凝縮された冷媒を気液分離して余剰冷媒を蓄えるとともに、液相冷媒のみを下流側に流す気液分離器である。膨張弁１４は、受液器１３から流出した液相冷媒を減圧膨張させる減圧手段である。この膨張弁１４は、温度式膨張弁で構成されており、蒸発器９出口側冷媒の過熱度が予め定めた範囲となるように下流側に流出させる冷媒流量を調整する。

このような温度式膨張弁としては、蒸発器９出口側の冷媒通路に配置された感温部を有し、蒸発器９出口側冷媒の温度と圧力とに基づいて蒸発器９出口側冷媒の過熱度を検知し、蒸発器９出口側冷媒の過熱度が予め設定された所定値となるように機械的機構により弁開度（冷媒流量）を調整するものを採用できる。

蒸発器９は、膨張弁１４にて減圧膨張された冷媒を蒸発させて、冷媒に吸熱作用を発揮させるものである。これにより、蒸発器９は、送風空気を冷却する冷却用熱交換器として機能する。ここで、蒸発器９における送風空気の冷却温度Ｔｅは、蒸発器９における冷媒蒸発温度（冷媒蒸発圧力）によって決定される。

さらに、本実施形態の如く、減圧手段として機械的機構により弁開度を調整する温度式膨張弁を採用する構成では、蒸発器９における冷媒蒸発圧力は、圧縮機１１の回転数（冷媒吐出能力）によって決定することができる。従って、本実施形態の圧縮機１１は、蒸発器９における送風空気の冷却温度を調整する冷却温度調整手段を構成している。

また、ケース２内において、蒸発器９の空気流れ下流側にはケース２内を流れる空気を加熱するヒータコア１５が配置されている。このヒータコア１５はエンジンを冷却するためのエンジン冷却水を熱源として、蒸発器９通過後の空気（冷風）を加熱する加熱用熱交換器である。

さらに、ヒータコア１５の側方には、蒸発器９通過後の冷風を、ヒータコア１５を通過させることなく下流側に流すバイパス通路１６が形成されている。従って、ヒータコア１５およびバイパス通路１６の空気流れ下流側で混合される送風空気の温度は、ヒータコア１５およびバイパス通路１６を通過する送風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９の空気流れ下流側であって、ヒータコア１５およびバイパス通路１６の上流側に、ヒータコア１５およびバイパス通路１６へ流入させる送風空気の風量割合を連続的に変化させるエアミックスドア１７を配置している。従って、エアミックスドア１７は、ヒータコア１５およびバイパス通路１６の空気流れ下流側で混合される送風空気の温度を調整する温度調整手段を構成している。

なお、エアミックスドア１７は、エアミックスドア１７用のサーボモータ１８によって駆動され、このサーボモータ１８は、空調制御装置３０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。

ケース２の送風空気流れ最下流部には、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１９〜２１が設けられている。この吹出口１９〜２１としては、具体的に、車両前面窓ガラスＷ内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ吹出口１９、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２０、および乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット吹出口２１が設けられている。

また、デフロスタ吹出口１９、フェイス吹出口２０、およびフット吹出口２１の空気流れ上流側には、それぞれ、デフロスタ吹出口１９の開口面積を調整するデフロスタドア２２、フェイス吹出口２０の開口面積を調整するフェイスドア２３、およびフット吹出口２１の開口面積を調整するフットドア２４が配置されている。

これらのデフロスタドア２２、フェイスドア２３、フットドア２４、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サーボモータ２５に連結されて連動して回転操作される。なお、このサーボモータ２５も、空調制御装置３０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２０を全開してフェイス吹出口２０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２０とフット吹出口２１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２１を全開するとともにデフロスタ吹出口１９を小開度だけ開口して、フット吹出口２１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２１およびデフロスタ吹出口１９を同程度開口して、フット吹出口２１およびデフロスタ吹出口１９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。

さらに、乗員が後述する操作パネル５０のスイッチをマニュアル操作することによって、デフロスタ吹出口１９を全開にしてデフロスタ吹出口１９から車両フロント窓ガラス内面に空気を吹き出すデフロスタモードとすることもできる。

次に、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３０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各種機器の作動を制御する。

空調制御装置３０の出力側には、各種サーボモータ７、１８、２５、送風機８の電動モータ８ｂ、圧縮機１１の電動モータ１１ｂ用のインバータ４０、冷却ファン１２ａの電動モータ１２ｃ等が接続されている。

一方、空調制御装置３０の入力側には、外気温Ｔａｍを検出する外気センサ３１、車室内温度Ｔｒを検出する内気センサ３２、車室内の日射量Ｔｓを検出する日射センサ３３、蒸発器９からの吹出空気温度（送風空気の冷却温度）Ｔｅを検出する蒸発器温度センサ３４（冷却温度検出手段）、エンジンから流出した冷却水の冷却水温度Ｔｗを検出する冷却水温度センサ３５、蒸発器９へ流入する送風空気の露点温度Ｔｄｅｗを検出する露点温度検出手段としての露点計３６等の種々の空調制御用のセンサ群が接続されている。

なお、本実施形態の蒸発器温度センサ３４は、具体的に蒸発器９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３４として、蒸発器９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９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、蒸発器９から流出した直後の送風空気の温度を検出する温度検出手段を採用してもよい。

また、本実施形態の露点計３６は、蒸発器９へ流入する流入空気の相対湿度Ｒｅｉｎを検出する湿度検出手段としての湿度センサ、および、蒸発器９へ流入する流入空気の温度Ｔｅｉｎを検出する温度検出手段としての温度センサを有し、これらのセンサが一体的に構成されて、蒸発器９へ流入する流入空気の相対湿度Ｒｅｉｎ、温度Ｔｅｉｎおよび露点温度Ｔｄｅｗを出力するものである。

つまり、蒸発器９へ流入する流入空気の相対湿度Ｒｅｉｎおよび温度Ｔｅｉｎは、蒸発器９へ流入する流入空気の露点温度Ｔｄｅｗに相関を有する物理量である。また、露点計３６を廃止して、それぞれ別体で構成された湿度センサおよび温度センサを採用し、これらの湿度センサおよび温度センサの検出値に基づいて、空調制御装置３０が露点温度Ｔｄｅｗを算出するようにしてもよい。

さらに、空調制御装置３０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５０が接続されており、この操作パネル５０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５０に設けられた各種空調操作スイッチとしては、具体的に、圧縮機１１の作動指令信号を出すエアコンスイッチ５１、車室内温度Ｔｓｅｔを設定する温度設定手段をなす温度設定スイッチ５２、吹出口モードドア２２〜２４により切り替わる吹出モードをマニュアル設定する吹出口モードスイッチ５３、内外気切替ドア６による内気モードと外気モードをマニュアル設定する内外気切替スイッチ５４、送風機８の風量切替をマニュアル設定する送風機作動スイッチ５５、車両用空調装置１００の自動制御を設定あるいは解除するオートスイッチ５６等が設けられている。

また、空調制御装置３０は、上述した各種空調制御機器を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、本実施形態では、特に、冷却温度調整手段としての圧縮機１１の電動モータ１１ｂ（具体的には、インバータ４０）の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）を冷却温度制御手段３０ａとし、内外気モード切替手段を構成する内外気切替ドア６用のサーボモータ７の制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）を内外気切替制御手段３０ｂとする。

次に、図２、３のフローチャートを用いて、車両用空調装置１００の作動を説明する。図２は、本実施形態の空調制御装置３０が実行する制御処理を示すフローチャートであり、図３は、図２の制御処理の要部を示すフローチャートである。なお、図２、３中の各制御ステップは、空調制御装置３０が有する各種の機能実現手段を構成するものである。また、この制御処理は、操作パネル５０のエアコンスイッチ５１が投入（ＯＮ）された状態でオートスイッチ５６が投入（ＯＮ）されると開始する。

まず、ステップＳ１ではフラグ、タイマ等の初期化（イニシャライズ）がなされる。このイニシャライズでは、フラグや各種演算値のうち、前回の車両用空調装置１００の作動終了時に記憶された値が維持されるものもある。次のステップＳ２では、操作パネル５０の操作信号を読み込み、続くステップＳ３では、車両環境状態の信号、すなわち、センサ群３１〜３６等により検出された検出信号を読み込む。

次のステップ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は温度設定スイッチ５２によって設定された車室内設定温度、Ｔｒは内気センサ３２によって検出された車室内温度（内気温）、Ｔａｍは外気センサ３１によって検出された外気温（車室外気温）、Ｔｓは日射センサ３３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〜Ｓ１０では、空調制御装置３０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１７の目標開度ＳＷ（具体的には、エアミックスドア１７用のサーボモータ１８に出力する制御信号）を、目標吹出温度ＴＡＯ、蒸発器温度センサ３４によって検出された吹出空気温度Ｔｅ、および冷却水温度センサ３５によって検出された冷却水温度Ｔｗに基づいて、以下数式Ｆ２により算出する。
ＳＷ＝〔（ＴＡＯ−Ｔｅ）／（Ｔｗ−Ｔｅ）〕×１００（％）…（Ｆ２）
なお、ＳＷ＝０（％）は、エアミックスドア１７の最大冷房位置であり、バイパス通路１６を全開し、ヒータコア１５側の通風路を全閉する。これに対し、ＳＷ＝１００（％）は、エアミックスドア１７の最大暖房位置であり、バイパス通路１６を全閉し、ヒータコア１５側の通風路を全開する。

次に、ステップＳ６にて、送風機８により送風される送風空気量（具体的には、電動モータ８ｂに出力する制御電圧）を決定する。この制御電圧については、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて予め空調制御装置３０に記憶された制御マップを参照して、目標吹出温度ＴＡＯが高温時および低温時に中間温度時よりも高くなるように決定される。

次に、ステップＳ７にて、吹出口モードを決定する。この吹出モードも、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置３０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モードをフットモード→バイレベル（Ｂ／Ｌ）モード→フェイスモードへと順次切り替える。

次に、ステップＳ８では、吸込口モード、すなわち内外気切替箱５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３０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。

次に、ステップＳ９にて、蒸発器９から吹き出される送風空気の目標冷却温度ＴＥＯを決定する。本実施形態の制御ステップＳ９は、送風空気の冷却温度Ｔｅの目標値である目標冷却温度ＴＥＯを決定する目標温度決定手段を構成している。

ステップＳ９の詳細については、図３のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ９１では、ステップＳ３にて読み込まれた露点計３６の検出値（具体的には、相対湿度Ｒｅｉｎおよび温度Ｔｅｉｎ）およびステップＳ６で決定された電動モータ８ｂに出力する制御電圧に相当する送風空気量Ｇａを用いて、蒸発器９での１周期当りの除湿量ｄＷを算出する。

具体的には、以下に示す数式Ｆ３によって除湿量ｄＷを算出する。
ｄＷ＝Ｇａ×（Ｘｉｎ−Ｘｏｕｔ）…（Ｆ３）
ここで、数式Ｆ３におけるＸｉｎは、蒸発器９に流入する流入空気の絶対湿度（入口側絶対湿度）であり、Ｘｏｕｔは、蒸発器９から流出した流出空気の絶対湿度（出口側絶対湿度）である。なお、入口側絶対湿度Ｘｉｎは、露点計３６の検出値から算出し、出口側絶対湿度Ｘｏｕｔは、流出空気の相対湿度１００％とし、流出空気の温度を吹出空気温度Ｔｅ（送風空気の冷却温度）として算出する。

次に、ステップ９２では、ステップＳ９１で算出した除湿量ｄＷを、前回算出された蒸発器９の外表面における保水量Ｗ＿ｏｌｄに加算することで、現在の蒸発器９の外表面における合計保水量Ｗを算出する。このステップＳ９２は、蒸発器９における除湿量に基づいて蒸発器９の外表面における保水量を算出する保水量算出手段を構成している。

ここで、ステップＳ９２では、合計保水量Ｗを算出した後、当該合計保水量ＷをＷ＿ｏｌｄとして記憶部（ＲＡＭ等）に記憶する。なお、本実施形態の合計保水量Ｗは、空調開始時にステップＳ１で初期化（Ｗ＝０）される。

次に、ステップＳ９３では、蒸発器９の外表面に付着した結露水の保水量が基準量を上回った際に成立する湿潤条件が成立する否か判定する。具体的には、ステップＳ９２で算出した合計保水量Ｗが、予め設定された必要保水量（基準量）よりも多いか否かを判定する。

ここで、必要保水量は、蒸発器９の外表面に付着した結露水が、ケース１に流入した流入空気の露点温度の変化に応じて想定される最大蒸発量だけ蒸発しても、蒸発器９の外表面が湿潤状態に維持される（乾燥した状態とならない）だけの保水量であり、予め実験やシミュレーションにより決定される。

ステップＳ９３において、蒸発器９の蒸発器９の外表面における合計保水量が必要保水量よりも多いと判定された場合（湿潤条件が成立する場合）には、ステップＳ９４に移行する。

ステップＳ９４では、蒸発器９の外表面における保水量が多く、蒸発器９の外表面が乾燥し難い状態と判断できるので、蒸発器９から吹き出される送風空気の目標冷却温度ＴＥＯを、露点温度Ｔｄｅｗから基準温度α低い第１目標温度に決定する。具体的には、目標冷却温度ＴＥＯを、露点計３６によって検出された露点温度Ｔｄｅｗから予め定めた基準温度αを減算した温度（＝Ｔｄｅｗ−α）に決定する。なお、基準温度αは、露点計３６の誤差の余裕代であり、例えば２℃に設定される。

一方、ステップＳ９３において、蒸発器９の蒸発器９の外表面における保水量が所定保水量以下と判定された場合（湿潤条件が不成立となる場合）には、ステップＳ９５に移行する。

ステップＳ９５では、蒸発器９の外表面における保水量が少なく、蒸発器９の外表面が乾燥し易い状態と判断できるので、蒸発器９から吹き出される送風空気の目標冷却温度ＴＥＯを、ステップＳ４で算出した目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置３０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、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて決定した目標冷却温度ＴＥＯが第１目標温度よりも低い温度（第２目標温度）となるように決定される。

このように、蒸発器９の外表面に付着した結露水の保水量が少ない場合には、目標冷却温度ＴＥＯを、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて算出した第２目標温度に決定することで、蒸発器９の外表面における結露水の保水量の増加を図ることができる。

次に、ステップＳ１０にて、圧縮機１１の回転数、すなわち冷媒吐出能力（具体的には、インバータ４０から圧縮機１１の電動モータ１１ｂに出力される制御電流）を決定する。このステップＳ１０では、吹出空気温度ＴｅとステップＳ９で決定された目標冷却温度ＴＥＯとの偏差Ｅｎ（Ｔｅ−ＴＥＯ）を算出し、この偏差Ｅｎに基づいて、吹出空気温度Ｔｅが目標冷却温度ＴＥＯに近づくように比例積分制御（ＰＩ制御）によるフィードバック制御手法によって、インバータ４０から出力される制御電流を決定する。

つまり、本実施形態の車両用空調装置１００では、空調制御装置３０の冷却温度制御手段３０ａが、吹出空気温度Ｔｅ（送風空気の冷却温度）を目標冷却温度ＴＥＯに近づけるように、圧縮機１１の作動を制御する。なお、本実施形態では、目標冷却温度ＴＥＯの最低値を０℃以上（具体的には１℃）に設定して、蒸発器９の着霜を防止している。

次に、ステップＳ１１は、上述のステップＳ５〜Ｓ１０で決定された制御状態が得られるように、空調制御装置３０より各種空調制御機器７、８ｂ、１２ａ、１８、２５、４０に対して制御信号等が出力される。続くステップＳ１２では、操作パネル５０から車両用空調装置のシステム停止信号が出力されているか否かを判定する。

そして、ステップＳ１２にて、システム停止信号が出力されていると判定された場合には、システムを停止させ、システム停止信号が出力されていると判定された場合には、制御周期τ（具体的には、２５０ｍｓ程度）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。

本実施形態の車両用空調装置１００は、以上の如く作動するので、送風機８から送風された送風空気が、蒸発器９にて冷媒が蒸発する際に吸熱されて冷却される。そして、蒸発器９にて冷却された冷風は、エアミックスドア１７の開度に応じて、ヒータコア１５側およびバイパス通路１６側へ流入する。

ヒータコア１５側へ流入した冷風はヒータコア１５にて再加熱され、バイパス通路１６を通過した冷風と混合されて温度調整される。そして、温度調整された空調風が各吹出口１９〜２１を介して車室内に吹き出される。これにより、車室内の内気温Ｔｒが外気温Ｔａｍより低く冷やされる場合には、車室内の冷房が実現され、一方、内気温Ｔｒが外気温Ｔａｍより高く加熱される場合には、車室内の暖房が実現されることになる。

この際、本実施形態の車両用空調装置１００では、目標温度決定手段を構成する制御ステップＳ９にて、蒸発器９の外表面における保水量が少ない場合に、目標冷却温度ＴＥＯが露点温度Ｔｄｅｗに応じて算出される第１目標温度よりも低い第２目標温度に決定される。

ここで、ステップＳ９の制御処理を実行した際の作動を図４に基づいて説明する。

図４は、本実施形態の車両用空調装置の作動を説明するためのタイミングチャートである。図４の（ａ）が冷房運転時の蒸発器９の外表面における保水量の時間変化を示し、（ｂ）が冷房運転時に蒸発器９から吹き出される送風空気の目標冷却温度ＴＥＯおよび露点温度Ｔｄｅｗの時間変化を示している。なお、本実施形態の説明では、蒸発器９の外表面における保水量が下限保水量を下回った状態で車室内の空調が開始されるものとしている。なお、下限保水量は、送風空気に悪臭が発生する可能性のある保水量である。

車室内の空調が開始されると（時刻Ｔ１）、蒸発器９の外表面における保水量が必要保水量を下回っており、目標冷却温度ＴＥＯを露点温度Ｔｄｅｗ付近まで上昇させると、蒸発器９の外表面が乾燥する可能性があると判断できる。このため、目標冷却温度ＴＥＯが目標吹出温度ＴＡＯに基づく第２目標温度に決定される。この第２目標温度は、露点温度Ｔｄｅｗに基づく第１目標温度よりも低い温度であるため、蒸発器９に流入した送風空気における除湿量が増加し、蒸発器９の外表面における保水量が増加する。

そして、蒸発器９の外表面における保水量が必要保水量を上回ると（時刻Ｔ２）、目標冷却温度ＴＥＯを露点温度Ｔｄｅｗ付近まで上昇させたとしても蒸発器９の外表面を湿潤させた状態に維持することができると判断できる。このため、目標冷却温度ＴＥＯが露点温度Ｔｄｅｗよりも基準温度α低い温度、すなわち露点温度Ｔｄｅｗに基づく第１目標温度に決定される。

その後、目標冷却温度ＴＥＯは、露点温度Ｔｄｅｗに基づく第１目標温度に決定されるが、車両の窓の開閉等によって露点温度Ｔｄｅｗが急激に低下すると（時刻Ｔ３〜Ｔ４）、制御処理の応答遅れなどによって、目標冷却温度ＴＥＯ、および実際の蒸発器９からの吹出空気温度Ｔｅが露点温度Ｔｄｅｗを上回ってしまう。

この際、蒸発器９の外表面が乾燥することが懸念されるが、車室内の空調開始時に蒸発器９の外表面を充分に湿潤させた状態としているので、蒸発器９の外表面における保水量が下限保水量を下回ることが抑制される。

また、露点温度Ｔｄｅｗの急激な低下によって、蒸発器９の外表面における保水量が必要保水量以下となると、目標冷却温度ＴＥＯが目標吹出温度ＴＡＯに基づく第２目標温度に決定される。これにより、蒸発器９に流入した送風空気における除湿量が増加し、再び、蒸発器９の外表面における保水量が増加する。

なお、図４における時刻Ｔ１〜Ｔ２、時刻Ｔ３後に行う制御処理が目標冷却温度ＴＥＯを第２目標温度に決定する水付制御処理であり、時刻Ｔ２〜時刻Ｔ３に行う制御処理が目標冷却温度ＴＥＯを第１目標温度に決定する露点制御処理である。

このように、本実施形態では、空調開始時等に蒸発器９の外表面における保水量が少なく、蒸発器９の外表面が乾燥し易い状況において、目標冷却温度ＴＥＯが第１目標温度よりも低い第２目標温度に決定されるので、目標冷却温度ＴＥＯが常に第１目標温度に決定される構成に比べて、蒸発器９の外表面における保水量を増大させて、蒸発器９の外表面を湿潤させた状態に維持することが可能となる。

加えて、蒸発器９の外表面における保水量が少ない場合に、一時的に目標冷却温度ＴＥＯが第１目標温度よりも低い第２目標温度に決定されるので、目標冷却温度ＴＥＯが常に第２目標温度に決定される構成に比べて、車両用空調装置全体としてのエネルギ消費量（本実施形態では圧縮機１１の消費動力）の増大を抑制することができる。

従って、車両用空調装置におけるエネルギ消費量の増大を抑制しつつ、車室内へ送風される送風空気に悪臭が発生することを抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、目標冷却温度ＴＥＯを車室内の空調を開始してから所定の基準時間が経過するまで、露点温度Ｔｄｅｗに基づく第１目標温度よりも低い温度（第２目標温度）に決定する点が第１実施形態と相違している。

具体的には、図２に示すステップＳ９において、まず、空調開始時に、目標冷却温度ＴＥＯを第１目標温度よりも低い温度とする期間である基準時間を決定する。なお、基準時間は、蒸発器９に流入する流入空気の絶対湿度（入口側絶対湿度）、目標吹出温度ＴＡＯ、および基準時間との相関関係を定めた制御マップを参照して決定する。

そして、空調開始から当該基準時間を経過するまでは、目標冷却温度ＴＥＯを露点温度Ｔｄｅｗに基づく第１目標温度よりも低い温度（目標吹出温度ＴＡＯに基づいて算出した第２目標温度）に決定する。これにより、空調開始から基準時間を経過するまで、蒸発器９の外表面における保水量が増加する。

空調開始から当該基準時間を経過した後、目標冷却温度ＴＥＯを露点温度Ｔｄｅｗに基づく第１目標温度に決定する。これにより、目標冷却温度ＴＥＯを露点温度Ｔｄｅｗ付近まで上昇させたとしても蒸発器９の外表面を湿潤させた状態に維持することができる。

このような構成によれば、空調開始から基準時間が経過するまでに蒸発器９の外表面における保水量を増加させるので、車室内の空調を行っている際に蒸発器９に流入する流入空気の露点温度が急激に低下したとしても、蒸発器９の外表面が乾燥してしまうことを抑制することができる。

また、空調開始から基準時間が経過するまでの空調開始段階において、目標冷却温度ＴＥＯが第１目標温度よりも低い温度に決定されるので、目標冷却温度ＴＥＯが常に第２目標温度に決定される構成に比べて、車両用空調装置全体としてのエネルギ消費量の増大を抑制することができる。

従って、車両用空調装置におけるエネルギ消費量の増大を抑制しつつ、車室内へ送風される送風空気に悪臭が発生することを抑制することができる。

また、本実施形態によれば、第１実施形態の如く、ステップＳ９において毎回、蒸発器９の外表面における保水量を算出する必要がないので、空調制御装置３０におけるＣＰＵの演算負荷の低減を図ることが可能となる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、露点温度Ｔｄｅｗに基づく第１目標温度よりも低い第２目標温度を、目標冷却温度ＴＥＯの最低値（具体的には１℃）に設定している点が第１、第２実施形態と相違している。

本実施形態のように、第２目標温度を蒸発器９に着霜が生じない最低値に設定することによっても、第１、第２実施形態と同様に、車両用空調装置におけるエネルギ消費量の増大を抑制しつつ、車室内へ送風される送風空気に悪臭が発生することを抑制することができる。

また、本実施形態では、短時間で蒸発器９の外表面における保水量を増加させることができるので、目標冷却温度ＴＥＯが第１目標温度よりも低い温度に設定される期間を短縮することができる。この結果、車両用空調装置におけるエネルギ消費量の増大の抑制をより効果的に図ることが可能となる。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。例えば、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の各実施形態では、露点温度Ｔｄｅｗに基づく第１目標温度よりも低い第２目標温度として、目標吹出温度に基づいて算出した温度を用いたり、目標冷却温度ＴＥＯの最低値を用いたりする例を説明したが、第１目標温度よりも低い温度であれば、任意の温度を第２目標温度（例えば、基準温度αを所定温度増大させて算出した温度）としてもよい。

（２）上述の各実施形態のように、蒸発器９の外表面における保水量が減少し易い状況において、目標冷却温度ＴＥＯを露点温度Ｔｄｅｗに基づく第１目標温度よりも低い第２目標温度に決定することが望ましいが、任意のタイミングで、目標冷却温度ＴＥＯを露点温度Ｔｄｅｗに基づく第１目標温度よりも低い第２目標温度に決定するようにしてもよい。さらに、空調開始から停止するまでに少なくとも一回第２目標温度に決定されるようにしてもよい。

（３）上述の各実施形態では、第１目標温度が制御周期毎に露点温度Ｔｄｅｗに応じて更新される例を説明したが、これに限定されない。例えば、吸込口モードが内気（車室内空気）を導入する内気モードが選択されている場合、蒸発器９にて冷却された空気が循環することになるので、蒸発器９に流入する流入空気の露点温度Ｔｄｅｗが低下し、蒸発器９の第１目標温度が徐々に低下する。これにより、蒸発器９にて冷却される送風空気が不必要に冷えすぎてしまう虞がある。

そこで、内気モードが選択されてから所定時間経過したときに、第１目標温度の更新を停止して、更新停止前の第１目標温度を維持するようにしてもよい。これによれば、蒸発器９にて冷却される送風空気が不必要に冷えすぎてしまうことを抑制することができる。この結果、車両用空調装置におけるエネルギ消費量の増大を抑制することができる。

（４）上述の各実施形態では、露点温度Ｔｄｅｗよりも基準温度α低い温度を第１目標温度としているが、基準温度αは、固定値および可変値のいずれとしてもよい。基準温度αを可変値とする場合、例えば、蒸発器９へ流入する流入空気の温度Ｔｅｉｎおよび蒸発器９へ流入する流入空気の相対湿度Ｒｅｉｎに基づいて、当該温度Ｔｅｉｎ、相対湿度Ｒｅｉｎ、および基準温度αの相関関係を定めた制御マップを参照して基準温度αを決定すればよい。

特に、吸込口モードが内気モードに設定されている場合、蒸発器９へ流入する流入空気の露点温度Ｔｄｅｗは、乗員の吐息や発汗等に大きく影響を受けるため、車両に乗車した乗員数に応じて基準温度αを決定してもよい。

この場合、乗員数の増加に伴って車室内の加湿量が増加するため、基準温度α´は、乗員数が増えるに伴って上昇するように決定することができる。例えば、乗員数が多い場合（例えば、５人）は、少ない場合（例えば、一人）に比べて、基準温度α´が高めに設定される。このため、乗員数が多い場合は、少ない場合に比べて、目標冷却温度ＴＥＯが低めに決定されることとなる。

これによれば、内気モードにおいて、蒸発器９に流入する流入空気の露点温度Ｔｄｅｗに加えて車室内における湿度の変化を考慮した基準温度α´に基づいて目標冷却温度ＴＥＯを決定することができるので、車室内が過度に除湿されることを抑制することができる。

なお、車両に乗車している乗員数は、車両のシートに内蔵された着座センサ（図示略）や、シートベルトの装着の有無を検出するシートベルトセンサ（図示略）等からの信号に基づいて推定すればよい。

（５）上述の各実施形態では、車室内の空調開始時にステップＳ１で、ステップＳ９にて算出する合計保水量Ｗを初期化（Ｗ＝０）するようにしているが、これに限定されず、例えば、前回車室内の空調を停止した際の合計保水量ＷをＷ＿ｏｌｄとして記憶し、当該Ｗ＿ｏｌｄを、次回空調を行う際の合計保水量Ｗとしてもよい。

なお、一旦車室内の空調を停止してから再開するまでの期間が長い場合には、蒸発器９の外表面における保水量が減少することがある。このため、前回車室内の空調を停止した際の合計保水量ＷをＷ＿ｏｌｄとして記憶し、次回空調を行う際の合計保水量Ｗを、記憶したＷ＿ｏｌｄに対して空調を停止してから再開するまでの時間に応じて減少させるようにしてもよい。

（６）上述の第２実施形態では、車室内の空調を開始してから所定の基準時間が経過するまで、目標冷却温度ＴＥＯを露点温度Ｔｄｅｗに基づく第１目標温度よりも低い温度に決定しているが、車室内の空調を開始してから所定の基準時間が経過後、蒸発器９の外表面における保水量を算出し、当該保水量が必要保水量を下回った際に、目標冷却温度ＴＥＯを露点温度Ｔｄｅｗに基づく第１目標温度よりも低い温度に決定するようにしてもよい。

（７）上述の各実施形態では、冷却温度調整手段として圧縮機１１を採用した例を説明したが、冷却温度調整手段はこれに限定されない。上述の各実施形態のように、冷却用熱交換器として冷凍サイクル１０の蒸発器９を採用する場合、冷凍サイクル１０の減圧手段としての可変絞り機構を冷却温度調整手段として採用することもできる。この場合、可変絞り機構の絞り開度を調整することによって、蒸発器９の冷媒蒸発温度、すなわち冷却温度を調整することができる。

（８）上述の各実施形態では、冷却用熱交換器として冷凍サイクル１０の蒸発器９を採用した例を説明したが、冷却用熱交換器はこれに限定されない。例えば、吸着式冷凍機あるいは吸収式冷凍機にて冷媒（熱媒体）を蒸発させる蒸発器、ペルチェ効果によって冷却能力を発揮するペルチェモジュールを有する熱交換器等を冷却用熱交換器として採用してもよい。

９ 蒸発器（冷却用熱交換器）
１１ 圧縮機（冷媒温度調整手段）
３０ａ 冷媒温度制御手段
３０ｂ 内外気切替制御手段
３６ 露点計（露点温度検出手段）
Ｓ９ 目標温度決定手段
Ｓ９２ 保水量算出手段
Ｔｄｅｗ 露点温度
ＴＥＯ 目標冷却温度

Claims (4)

1. 車室内に送風される送風空気の空気通路を形成するケース（１）と、
   前記ケース（１）内に配置されて前記送風空気を冷却する冷却用熱交換器（９）と、
   前記冷却用熱交換器（９）にて冷却された前記送風空気の冷却温度（Ｔｅ）を調整する冷却温度調整手段（１１）と、
   前記冷却用熱交換器（９）へ流入する流入空気の露点温度（Ｔｄｅｗ）に相関を有する物理量を検出する露点温度検出手段（３６）と、
   前記冷却用熱交換器（９）の目標値である目標冷却温度（ＴＥＯ）を、前記流入空気の露点温度（Ｔｄｅｗ）よりも所定温度低い第１目標温度に決定する目標温度決定手段（Ｓ９）と、
   前記冷却温度（Ｔｅ）が前記目標冷却温度（ＴＥＯ）に近づくように前記冷却温度調整手段（１１）を制御する冷却温度制御手段（３０ａ）と、を備え、
   前記目標温度決定手段（Ｓ９）は、前記目標冷却温度（ＴＥＯ）を一時的に前記第１目標温度よりも低い第２目標温度に決定することを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記目標温度決定手段（Ｓ９）は、車室内の空調を開始してから所定の基準時間が経過するまでの間に、前記目標冷却温度（ＴＥＯ）を少なくとも一回前記第２目標温度に決定することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記目標温度決定手段（Ｓ９）は、前記冷却用熱交換器（９）の外表面における保水量が基準量を上回った際に成立する湿潤条件が不成立となる場合に、前記目標冷却温度（ＴＥＯ）を前記第２目標温度に決定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. 前記冷却用熱交換器（９）における除湿量に基づいて前記保水量を算出する保水量算出手段（Ｓ９２）を備え、
   前記湿潤条件は、前記保水量が予め定められた基準量を上回った際に成立し、前記保水量が前記基準量以下となった際に不成立とする条件であることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。

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