JP4218550B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動制御方式の車両用空調装置における送風機および圧縮機の作動制御に関する。

従来より車両用空調装置においては、車室内温度（内気温）を乗員の設定温度に維持するための目標吹出空気温度ＴＡＯを算出し、この目標吹出空気温度ＴＡＯの高低に応じて送風機の風量（車室内吹出空気の風量）を自動制御している（例えば、特許文献１参照）。

より具体的には、目標吹出空気温度ＴＡＯの低温域および高温域において送風機の風量を大きくし、ＴＡＯの中間温度域において送風機の風量を小さくするように、送風機の回転数を高回転域から低回転域にわたって連続的に調節している。
特開昭５８−２６６１８号公報

しかし、従来技術では、空調装置の起動後は常に送風機が作動し続ける構成になっている。そのため、空調装置の起動後時間が経過して車室内の空調状態が進行し、車室内温度が設定温度付近に到達し、車室内が快適な空調状態になった後も、送風機が作動し続ける。このため、乗員によっては送風機の作動音が煩わしいと感じて、送風機作動スイッチを手動操作して送風機を停止する場合がある。

このことは、自動制御方式の空調装置であるにもかかわらず、乗員に送風機作動スイッチの手動操作を強いることになり、自動制御方式の特徴を損なうことになる。

本発明は、上記点に鑑み、乗員が送風機を停止したいと感じる空調条件を自動判定して送風機を自動停止す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、請求項１に記載の発明では、車室内へ吹き出す空気の温度および前記車室内へ吹き出す空気の風量を自動制御する自動制御方式の車両用空調装置において、
前記車室内へ向かって空気を送風する送風機（８）と、
前記車室内へ吹き出す空気の温度を調整する温度調整手段（１７）と、
前記車室内へ吹き出す空気の温度が目標吹出温度（ＴＡＯ）となるように前記温度調整手段（１７）を自動制御する温度制御手段（Ｓ４０、Ｓ５０）と、
車室内温度を設定温度に維持するための空調熱負荷が所定量以下の最小範囲にあることを前記目標吹出温度（ＴＡＯ）のみに基づいて判定する判定手段（Ｓ６０）と、
前記空調熱負荷が前記最小範囲外にあるとき、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）に応じて前記送風機（８）の風量を自動制御する送風機制御手段（Ｓ７０）と、
前記空調熱負荷が前記最小範囲にあることを前記判定手段（Ｓ６０）により判定したときに、前記送風機（８）を自動停止する送風機停止手段（Ｓ９０）とを備え、
前記送風機制御手段（Ｓ７０）は、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）が第１所定温度（Ｔ１）より低いときに前記送風機（８）の風量を最大とし、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）が前記第１所定温度（Ｔ１）と前記第１所定温度（Ｔ１）よりも所定温度だけ高い第２所定温度（Ｔ２）との間にあるときは前記目標吹出温度（ＴＡＯ）の変化に応じて前記送風機（８）の風量を連続的に変化させ、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）が前記第２所定温度（Ｔ２）と前記第２所定温度（Ｔ２）よりも所定温度だけ高い第３所定温度（Ｔ３）との間にあるときは前記送風機（８）の風量を最小とし、
前記目標吹出温度（ＴＡＯ）が前記第３所定温度（Ｔ３）と前記第３所定温度（Ｔ３）よりも所定温度だけ高い第４所定温度（Ｔ４）との間にあると、前記判定手段（Ｓ６０）は前記空調熱負荷が前記最小範囲であると判定し、この判定に基づいて前記送風機停止手段（Ｓ９０）が前記送風機（８）を停止し、
前記送風機制御手段（Ｓ７０）は、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）が前記第４所定温度（Ｔ４）と前記第４所定温度（Ｔ４）よりも所定温度だけ高い第５所定温度（Ｔ５）との間にあるときは前記送風機（８）の風量を最小とし、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）が前記第５所定温度（Ｔ５）と前記第５所定温度（Ｔ５）よりも所定温度だけ高い第６所定温度（Ｔ６）との間にあるときは前記目標吹出温度（ＴＡＯ）の変化に応じて前記送風機（８）の風量を連続的に変化させ、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）が前記第６所定温度（Ｔ６）より高いときは前記送風機（８）の風量を最大とし、
前記送風機（８）を前記最小風量状態から前記停止状態へ移行させるときは前記送風機（８）の駆動用モータ（８ｂ）への通電を遮断して、前記送風機（８）の前記停止状態への移行をステップ的に行うことを特徴としている。

本発明において、「車室内温度を設定温度に維持するための空調熱負荷」とは、車室内温度を設定温度に維持するために、車室内吹出空気を加熱または冷却する熱量に相当するものであり、この空調熱負荷が所定量以下の最小範囲にあるときは、車室内温度が乗員にとって快適な設定温度付近に維持されている状態にある。

従って、この空調熱負荷が所定量以下の最小範囲にあることを判定して送風機（８）を自動停止する制御を行えば、送風機（８）の作動音をなくして車室内を静粛な環境とすることができ、乗員の快適性を一層向上できる。また、送風機（８）の消費電力も低減できる。

しかも、空調熱負荷状況を判定して送風機（８）の自動停止制御を行うから、乗員に手動操作の煩わしさを与えることなく静粛な車室内環境を作り出すことができ、実用上極めて有利である。
また、目標吹出温度（ＴＡＯ）のみに基づいて空調熱負荷が最小範囲にあることを判定するから、車室内吹出空気の温度制御や風量制御等の制御値である目標吹出温度（ＴＡＯ）をそのまま利用して空調熱負荷状況の判定を簡便に行うことができる。

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、
車室内へ吹き出す空気を冷却する冷房用熱交換器（９）と、
前記冷房用熱交換器（９）の冷却状態を作り出す冷凍サイクルの圧縮機（１１）と、
前記空調熱負荷が前記最小範囲にあることを判定したときに、前記圧縮機（１１）を自動停止する圧縮機停止手段（Ｓ１００）とを備えることを特徴とする。

これによると、空調熱負荷状況を判定して送風機（８）の自動停止に連動して冷凍サイクルの圧縮機（１１）も自動停止するから、送風機（８）の消費電力低減に併せて圧縮機（１１）の駆動動力も低減できる。

なお、上記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）
図１は、第１実施形態の全体構成の概要を示すもので、車両用空調装置は車室内最前部の計器盤（図示せず）の内側部に配設される室内空調ユニット１を備えている。この室内空調ユニット１はケース２を有し、このケース２内に車室内へ向かって空気が送風される空気通路を構成する。

このケース２の空気通路の最上流部に内気導入口３および外気導入口４を有する内外気切替箱５を配置している。この内外気切替箱５内に、内外気切替手段としての内外気切替ドア６を回転自在に配置している。

この内外気切替ドア６はサーボモータ７によって駆動されるもので、内気導入口３より
内気（車室内空気）を導入する内気モードと外気導入口４より外気（車室外空気）を導入
する外気モードとを切り替える。

内外気切替箱５の下流側には車室内に向かう空気流を発生させる電動式の送風機８を配置している。この送風機８は、遠心式の送風ファン８ａをモータ８ｂにより駆動するようになっている。送風機８の下流側にはケース２内を流れる空気を冷却する蒸発器９を配置している。この蒸発器９は、送風機８の送風空気を冷却する冷房用熱交換器で、冷凍サイクル装置１０を構成する要素の一つである。

なお、冷凍サイクル装置１０は、圧縮機１１の吐出側から、凝縮器１２、受液器１３および減圧手段をなす膨張弁１４を介して蒸発器９に冷媒が循環するように形成された周知のものである。凝縮器１２には電動式の冷却ファン１２ａによって室外空気（冷却空気）が送風される。

冷凍サイクル装置１０において、圧縮機１１は電磁クラッチ１１ａを介して車両エンジン（図示せず）により駆動される。従って、電磁クラッチ１１ａの通電の断続により圧縮機１１の作動を断続制御できる。また、蒸発器９は、膨張弁１４にて減圧された後の低温低圧の気液２相状態の冷媒が送風機８の送風空気から吸熱して蒸発することにより、送風空気を冷却する。

一方、室内空調ユニット１において、蒸発器９の下流側にはケース２内を流れる空気を加熱するヒータコア１５を配置している。このヒータコア１５は車両エンジンの温水（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）を加熱する暖房用熱交換器である。ヒータコア１５の側方にはバイパス通路１６が形成され、このバイパス通路１６をヒータコア１５のバイパス空気が流れる。

蒸発器９とヒータコア１５との間に温度調整手段をなすエアミックスドア１７を回転自在に配置してある。このエアミックスドア１７はサーボモータ１８により駆動されて、その回転位置（開度）が連続的に調節可能になっている。

このエアミックスドア１７の開度によりヒータコア１５を通る空気量（温風量）と、バイパス通路１６を通過してヒータコア１５をバイパスする空気量（冷風量）との割合を調節し、これにより、車室内に吹き出す空気の温度を調節するようになっている。

ケース２の空気通路の最下流部には、車両の前面窓ガラスＷに向けて空調風を吹き出すためのデフロスタ吹出口１９、乗員の顔部に向けて空調風を吹き出すためのフェイス吹出口２０、および乗員の足元部に向けて空調風を吹き出すためのフット吹出口２１の計３種類の吹出口が設けられている。

これら吹出口１９〜２１の上流部にはデフロスタドア２２、フェイスドア２３およびフットドア２４が回転自在に配置されている。これらのドア２２〜２４は、図示しないリンク機構を介して共通のサーボモータ２５によって開閉操作される。

次に、本実施形態の電気制御部の概要を説明すると、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る。この空調制御装置３０は、そのＲＯＭ内に空調制御のための制御プログラムを記憶しており、その制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。

空調制御装置３０の入力側にはセンサ群３１〜３５からセンサ検出信号が入力され、また、車室内前部の計器盤（図示せず）付近に配置される空調パネル３６から各種操作信号が入力される。

センサ群としては、具体的には、外気温（車室外温度）Ｔａｍを検出する外気センサ３１、内気温（車室内温度）Ｔｒを検出する内気センサ３２、車室内に入射する日射量Ｔｓを検出する日射センサ３３、蒸発器９の空気吹出部に配置されて蒸発器吹出空気温度Ｔｅを検出する蒸発器温度センサ３４、ヒータコア１５に流入する温水（エンジン冷却水）温度Ｔｗを検出する水温センサ３５等が設けられる。

また、空調パネル３６には各種操作スイッチとして、図２に示すスイッチ３７〜４３が設けられている。温度設定スイッチ３７は車室内の設定温度の信号を出すもので、設定温度上昇用の操作ノブ３７ａと、設定温度低下用の操作ノブ３７ｂと、設定温度表示部３７ｃとを備えている。

吹出モードスイッチ３８は吹出モードドア２２〜２４により設定される各種吹出モードをマニュアル設定するための信号を出すもので、フェイスモードの設定ノブ３８ａ、バイレベルモードの設定ノブ３８ｂ、フットモードの設定ノブ３８ｃ、フットデフロスタモードの設定ノブ３８ｄ、およびデフロスタモードの設定ノブ３８ｅを備えている。

内外気切替スイッチ３９は内外気切替ドア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信号を出すもので、内気モードの設定ノブ３９ａと外気モードの設定ノブ３９ｂを備えている。

エアコンスイッチ４０は圧縮機１１の作動指令信号（電磁クラッチ１１ａのＯＮ信号）を出すものである。エコノミースイッチ４１は目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを引き上げる信号を出して圧縮機１１の稼働率を低下させるものである。

送風機作動スイッチ４２は送風機８の風量切替をマニュアル設定するための信号を出すもので、送風機８を停止するＯＦＦ用ノブ４２ａ、低風量用の操作ノブ４２ｂ、第１中風量用の操作ノブ４２ｃ、第１中風量より所定量多い第２中風量用の操作ノブ４２ｄ、および大風量用の操作ノブ４２ｅを備えている。

オートスイッチ４３は空調自動制御状態の指令信号を出すもので、オートスイッチ４３をオン状態にすると、エアコンスイッチ４０がオフ状態であっても、電磁クラッチ１１ａに通電して、圧縮機１１を作動状態にし、かつ、各種空調機器の作動を自動制御する状態にする。

空調制御装置３０の出力側には、圧縮機１１の電磁クラッチ１１ａ、各機器の電気駆動手段をなすサーボモータ７、１８、２５、送風機８のモータ８ｂ、凝縮器冷却ファン１２ａのモータ１２ｂ等が接続され、これらの機器の作動が空調制御装置３０の出力信号により制御される。

次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。最初に、室内空調ユニット１の作動の概要を説明すると、送風機８を作動させることにより、内気導入口３または外気導入口４より導入された空気がケース２内を車室内に向かって送風される。また、電磁クラッチ１１ａに通電して電磁クラッチ１１ａを接続状態とし、圧縮機１１を車両エンジンにて駆動することにより、冷凍サイクル装置１０内を冷媒が循環する。

送風機８の送風空気は、先ず蒸発器９を通過して冷却、除湿され、この冷風は次にエアミックスドア１７の回転位置（開度）に応じてヒータコア１５を通過する流れとバイパス通路１６を通過する流れとに分けられる。ヒータコア１５を通過する流れは加熱されて温風となり、バイパス通路１６を通過する流れは冷風のままである。

従って、エアミックスドア１７の開度によりヒータコア１５を通る空気量（温風量）と、バイパス通路１６を通過する空気量（冷風量）との割合を調節し、これにより、車室内に吹き出す空気の温度を調節できる。そして、この温度調節された空調風が、ケース２の空気通路の最下流部に位置するデフロスタ吹出口１９、フェイス吹出口２０およびフット吹出口２１のうち、いずれか１つまたは複数の吹出口から車室内へ吹き出して、車室内の空調および車両の前面窓ガラスＷの曇り止めを行う。

次に、本実施形態による空調自動制御を図３に基づいて説明する。図３は空調制御装置３０のマイクロコンピュータにより実行される制御ルーチンのフローチャートであり、この制御ルーチンはオートスイッチ４３の投入によりスタートし、先ず、ステップＳ１０にてセンサ群３１〜３５の検出信号、空調パネル３６からの各種操作信号等を読み込む。

次に、ステップＳ２０にて車室内への吹出空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する。この目標吹出温度ＴＡＯは空調熱負荷変動にかかわらず、空調パネル３６の温度設定スイッチ３７により乗員が設定した設定温度Ｔｓｅｔに車室内温度を維持するために必要な車室内吹出空気温度である。このＴＡＯは設定温度Ｔｓｅｔ、外気温Ｔａｍ、内気温Ｔｒ、日射量Ｔｓに基づいて下記数式（１）により算出する。

ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ （１）
但し Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓ：制御ゲイン
Ｃ：補正用の定数
次に、ステップＳ３０にて目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを算出する。ここで、目標蒸発器吹出温度ＴＥＯは、主に、車室内吹出空気の温度制御、車両前面窓ガラスＷの曇り止め制御、圧縮機１１の省動力（エコノミー）制御等のために決定される制御値であって、目標吹出温度ＴＡＯ、外気温度Ｔａｍ等に応じて算出される。

具体的には、目標吹出温度ＴＡＯの低下に応じて低下する特性を持った第１目標蒸発器吹出温度ＴＥＯａと、外気温度Ｔａｍの低温域と高温域とで低下し、外気温度Ｔａｍの中間温度域で上昇する特性を持った第２目標蒸発器吹出温度ＴＥＯｂのうち、低い方を最終的に目標蒸発器吹出温度ＴＥＯとして決定する。

なお、車室内湿度制御のために車室内湿度に応じて決定される第３目標蒸発器吹出温度ＴＥＯｃを算出し、第１、第２、第３目標蒸発器吹出温度ＴＥＯａ、ＴＥＯｂ、ＴＥＯｃのうち、最も低い温度を最終的に目標蒸発器吹出温度ＴＥＯとして決定するようにしてもよい。

次に、ステップＳ４０にてエアミックスドア１７の目標開度ＳＷを、目標吹出温度ＴＡＯと、蒸発器温度センサ３４により検出される蒸発器吹出空気温度Ｔｅと、水温センサ４４により検出される温水温度Ｔｗとに基づいて次式（２）により算出する。

ＳＷ＝｛（ＴＡＯ−Ｔｅ）／（Ｔｗ−Ｔｅ）｝×１００（％） （２）
次に、ステップＳ５０にて、エアミックスドア１７の実際の開度が上記目標開度ＳＷとなるように、サーボモータ１８によりエアミックスドア１７を駆動制御する。これにより、車室内吹出温度が目標吹出温度ＴＡＯとなるように制御され、車室内温度Ｔｒが設定温度Ｔｓｅｔに維持される。

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Ｓ６０にて目標吹出温度ＴＡＯが、前記設定温度Ｔｓｅｔ付近の所定中間温度域にあるか判定する。この設定温度Ｔｓｅｔ付近の所定中間温度域は具体的には１８℃〜３４℃である。前記設定温度Ｔｓｅｔは、乗員が快適と感じる温度であって、通常、２５℃前後の温度が設定される。従って、ＴＡＯ＝１８℃〜３４℃という、この中間温度域は、室内空調ユニット１の空調熱負荷が最小となる温度域であると言うことができる。ここで、室内空調ユニット１の空調熱負荷とは、車室内温度Ｔｒを設定温度Ｔｓｅｔに維持するために、室内空調ユニット１の吸い込み空気を冷却または加熱する熱量を言う。

空調装置の起動時、例えば、夏期の冷房起動時では車室内が５０℃以上にも及ぶ高温になることがあるので、目標吹出温度ＴＡＯが冷房起動時には−３０℃以下の低温度として算出される。このため、ステップＳ６０の判定はＮＯとなる。

また、冬期の暖房起動時には車室内が逆に０℃以下のような低温になるので、目標吹出温度ＴＡＯが暖房起動時には９０℃以上にも及ぶ高温として算出される。このため、ステップＳ６０の判定はＮＯとなる。

このように、空調装置の起動直後の冷房立ち上げ時および暖房立ち上げ時には室内空調ユニット１の空調熱負荷が非常に大きくなって、目標吹出温度ＴＡＯが設定温度Ｔｓｅｔから大きく離れた高温または低温として算出されるので、ステップＳ６０の判定がＮＯとなり、ステップＳ７０に進む。

このステップＳ７０では、送風機８を作動（ＯＮ）状態にするとともに、送風機８の風量を目標吹出温度ＴＡＯの変化に応じて自動制御する。

この風量制御を図４に基づいて具体的に説明すると、夏期の冷房起動時には通常、目標吹出温度ＴＡＯが、図４の第１所定温度Ｔ１（例えば−３０℃）より低い温度として算出されるので、送風機８の駆動モータ８ｂへの印加電圧を最大にして、送風機８の風量を最大風量（Ｈｉ）に設定する。

そして、車室内の冷房が進行して車室内温度（内気温）Ｔｒが低下するにつれて目標吹出温度ＴＡＯが上昇する。目標吹出温度ＴＡＯが第１所定温度Ｔ１以上に上昇すると、これにつれて、送風機８の駆動モータ８ｂへの印加電圧を連続的に低下して送風機８の風量を連続的に低下させる。

目標吹出温度ＴＡＯが第２所定温度Ｔ２（例えば８℃）まで上昇すると送風機８の風量を最小風量（Ｌｏ）まで低下させる。

これに対し、冬期の暖房起動時には通常、目標吹出温度ＴＡＯが図４の第６所定温度Ｔ６（例えば９０℃）より高い温度として算出されるので、送風機８の駆動モータ８ｂへの印加電圧を最大にして、送風機８の風量を最大風量（Ｈｉ）に設定する。

なお、図４では、目標吹出温度ＴＡＯの低温側（冷房側）の最大風量（Ｈｉ）と目標吹出温度ＴＡＯの高温側（暖房側）の最大風量（Ｈｉ）とを同一値として示しているが、一般に最大冷房時の必要風量の方が最大暖房時の必要風量より大きいので、実際には、目標吹出温度ＴＡＯの高温側（暖房側）の最大風量（Ｈｉ）を目標吹出温度ＴＡＯの低温側（冷房側）の最大風量（Ｈｉ）よりも所定量小さく設定する。

そして、車室内の暖房が進行して車室内温度（内気温）Ｔｒが上昇するにつれて目標吹出温度ＴＡＯが低下する。目標吹出温度ＴＡＯが第６所定温度Ｔ６以下に低下すると、これにつれて、送風機８の駆動モータ８ｂへの印加電圧を連続的に低下して送風機８の風量を連続的に低下させる。

目標吹出温度ＴＡＯが第５所定温度Ｔ５（例えば４４℃）まで低下すると送風機８の風量を最小風量（Ｌｏ）まで低下させる。

図３において、次のステップＳ８０では、圧縮機１１を作動（ＯＮ）状態にするとともに、圧縮機１１の能力制御を行う。具体的には、蒸発器９の吹出空気温度Ｔｅ（温度センサ３４の検出温度）が目標蒸発器吹出温度ＴＥＯとなるように圧縮機１１の能力制御を行う。

本実施形態では、圧縮機１１として常に一定の吐出容量で作動する固定容量型圧縮機を用いているので、具体的には、図５に示すように圧縮機１１の作動を断続制御する。すなわち、蒸発器９の実際の吹出空気温度Ｔｅが目標蒸発器吹出温度ＴＥＯまで上昇すると、電磁クラッチ１１ａに通電して圧縮機１１を作動状態とし、蒸発器９の実際の吹出空気温度Ｔｅが目標蒸発器吹出温度ＴＥＯ−αまで低下すると、電磁クラッチ１１ａへの通電を遮断して圧縮機１１を停止（ＯＦＦ）状態とする。ここで、αはハンチング防止のためのヒステリシス幅で、例えば、１℃程度である。

このように、圧縮機１１の作動を断続制御することにより、圧縮機１１の稼働率、ひいては冷媒吐出能力が制御されて、蒸発器９の実際の吹出空気温度Ｔｅが目標蒸発器吹出温度ＴＥＯ付近に維持される。

ところで、春秋の中間季節等においては、車室内空調の熱負荷が元々小さいので、送風機８の風量を最小風量（Ｌｏ）まで低下しても、車室内温度（内気温）Ｔｒを乗員が設定した設定温度Ｔｓｅｔ付近に維持することができる。このような空調熱負荷条件下では、目標吹出温度ＴＡＯが前記した設定温度Ｔｓｅｔ付近の所定中間温度域（１８℃〜３４℃）の範囲内に入る。

この場合には、図３のステップＳ６０の判定がＹＥＳとなるので、ステップＳ９０に進み、送風機８の駆動モータ８ｂへの通電を遮断して送風機８を完全に停止する。続いて、ステップＳ１００にて電磁クラッチ１１ａへの通電を遮断状態に維持して、圧縮機１１を完全な停止状態に維持する。

これにより、車室内を送風機騒音が全くない静粛な雰囲気にすることができ、車室内の快適性を向上できるとともに、送風機８の消費電力低減および圧縮機１１の駆動動力低減効果を発揮できる。しかも、車室内空調の熱負荷が小さい状況を判定して、送風機８および圧縮機１１の自動停止制御を行うから、乗員の手動操作を必要とせず、乗員に操作負担をかけることもない。

更に、送風機８の風量を最小風量（Ｌｏ）にする第２所定温度Ｔ２と第５所定温度Ｔ５との温度範囲（例えば、８℃〜４４℃）の内側に入る所定温度範囲（例えば、１８℃〜３４℃）を車室内空調の熱負荷が最小となる範囲とし、この空調熱負荷最小範囲にて送風機８および圧縮機１１を自動停止しているから、送風機８および圧縮機１１の停止状態が持続されて、目標吹出温度ＴＡＯが上記空調熱負荷最小範囲（例えば、１８℃〜３４℃）の外側へ変動した場合に、送風機８が必ず最小風量で再起動する。

従って、送風機８が最小風量よりも高い風量で急に再起動するという違和感を乗員に与えることを確実に回避できる。このことも乗員の快適性向上に貢献できる。

因みに、図６は従来技術による目標吹出温度ＴＡＯと送風機８の風量との関係を示す特性図であって、目標吹出温度ＴＡＯが第２所定温度Ｔ２と第５所定温度Ｔ５との温度範囲にある間、送風機は最小風量（Ｌｏ）に作動状態を維持している。

ところで、第１実施形態における具体的手段と本発明の構成要素との対応関係を述べると、図３のステップＳ６０により「空調熱負荷が所定量以下の最小範囲にあることを判定する判定手段」を構成する。また、図３のステップＳ９０により「空調熱負荷が最小範囲にあることを判定したときに、車室内へ向かって空気を送風する送風機８を自動停止する送風機停止手段」を構成する。

また、図３のステップＳ１００により「空調熱負荷が最小範囲にあることを判定したときに、圧縮機１１を自動停止する圧縮機停止手段」を構成する。

また、図３のステップＳ４０、Ｓ５０により「車室内へ吹き出す空気の温度が目標吹出温度（ＴＡＯ）となるようにエアミックスドア（温度調整手段）１７を自動制御する温度制御手段」を構成する。

そして、図３のステップＳ７０により「空調熱負荷が最小範囲外にあるとき、目標吹出温度（ＴＡＯ）に応じて車室内へ吹き出す空気の風量を自動制御する送風機制御手段」を構成する。

また、図３のステップＳ８０は、「蒸発器（冷房用熱交換器）の吹出空気温度Ｔｅが目標蒸発器温度ＴＥＯとなるように圧縮機１１の能力を制御する圧縮機制御手段」を構成する。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、車室内空調の熱負荷最小範囲を目標吹出温度ＴＡＯに基づいて判定しているが、第２実施形態は、目標吹出温度ＴＡＯの代わりに車室内温度（内気温）Ｔｒと日射量Ｔｓを用いて、空調の熱負荷最小範囲を判定する。

図７は第２実施形態の判定方法の具体例を示すもので、車室内への日射がないときの車室内温度Ｔｒとして乗員が快適と感じる温度範囲（具体的には１８℃〜２５℃の範囲）を設定し、そして、この快適温度範囲を、日射量が増加するにつれて低温側にずらして、日射の影響を補償するようにしたのが図７の斜線範囲Ａである。

第２実施形態では、車室内温度Ｔｒが図７の斜線範囲Ａ内にあるときを空調の熱負荷最小範囲であると判定して、送風機８および圧縮機１１の自動停止制御を行う。このような判定方法を採用しても、第１実施形態と同様の作用効果を発揮できる。

車室内温度Ｔｒが図７の斜線範囲Ａ外にあるとき、および日射量が図７の斜線範囲Ａの上限値（例えば、７００Ｗ／ｍ²）以上のときは、送風機８および圧縮機１１を作動状態とし、図３のＳ７０、Ｓ８０の制御を行う。

なお、第２実施形態の変形例として、日射量Ｔｓを考慮せずに、車室内温度Ｔｒのみで空調の熱負荷最小範囲を判定してもよい。例えば、車室内温度Ｔｒが乗員の快適温度範囲（例えば、１５℃〜２５℃の範囲）内にあるときを空調の熱負荷最小範囲であると判定してもよい。

（第３実施形態）
上記第１実施形態では、車室内空調の熱負荷最小範囲を目標吹出温度ＴＡＯに基づいて判定しているが、第３実施形態は、目標吹出温度ＴＡＯの代わりに外気温Ｔａｍと日射量Ｔｓを用いて、空調の熱負荷最小範囲を判定する。

図８は第３実施形態の判定方法の具体例を示すもので、車室内への日射がないときの外気温Ｔａｍとして乗員が快適と感じる温度範囲（具体的には１３℃〜２０℃の範囲）を設定し、そして、この快適温度範囲を、日射量が増加するにつれて低温側にずらして日射の影響を補償するようにしたのが図８の斜線範囲Ｂである。

第３実施形態では、外気温Ｔａｍが図８の斜線範囲Ｂ内にあるときを空調の熱負荷最小範囲であると判定して、送風機８および圧縮機１１の自動停止制御を行う。このような判定方法を採用しても、第１実施形態と同様の作用効果を発揮できる。

車室内温度Ｔｒが図８の斜線範囲Ｂ外にあるとき、および日射量が図８の斜線範囲Ｂの上限値（例えば、７００Ｗ／ｍ²）以上のときは、送風機８および圧縮機１１を作動状態とし、図３のＳ７０、Ｓ８０の制御を行う。

なお、第３実施形態の変形例として、日射量Ｔｓを考慮せずに、外気温Ｔａｍのみで空調の熱負荷最小範囲を判定してもよい。例えば、外気温Ｔａｍが乗員の快適温度範囲（例えば、１０℃〜２０℃の範囲）内にあるときを空調の熱負荷最小範囲であると判定してもよい。

（第４実施形態）
上記第１実施形態では、車室内空調の熱負荷最小範囲を目標吹出温度ＴＡＯに基づいて判定しているが、第４実施形態は、目標吹出温度ＴＡＯの代わりに、車室内温度Ｔｒと設定温度Ｔｓｅｔとの温度差を用いて、空調の熱負荷最小範囲を判定する。

車室内温度Ｔｒと設定温度Ｔｓｅｔとの温度差が減少するにつれて空調の熱負荷が減少するという関係にあることに着目して、第４実施形態では車室内温度Ｔｒと設定温度Ｔｓｅｔとの温度差が所定値以内（例えば、±３℃以内）にあるときを空調の熱負荷最小範囲であると判定する。

（第５実施形態）
上記第１実施形態では、車室内空調の熱負荷最小範囲を目標吹出温度ＴＡＯに基づいて判定しているが、第５実施形態は、目標吹出温度ＴＡＯの代わりに、外気温Ｔａｍと設定温度Ｔｓｅｔとの温度差を用いて、空調の熱負荷最小範囲を判定する。

外気温Ｔａｍと設定温度Ｔｓｅｔとの温度差が減少するにつれて空調の熱負荷が減少するという関係にあることに着目して、第５実施形態では外気温Ｔａｍと設定温度Ｔｓｅｔとの温度差が所定値以内（例えば、±５℃以内）にあるときを空調の熱負荷最小範囲であると判定する。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下に例示するように種々変形可能である。
（１）第１実施形態では、空調パネル３６のオートスイッチ４３の投入時には、必ず、空調の熱負荷が最小範囲であるか判定し（図３のＳ６０）、空調の熱負荷が最小範囲であるときは、送風機８および圧縮機１１の作動を自動停止（図３のＳ９０、Ｓ１００）しているが、例えば、オートスイッチ４３を第１、第２の２つのスイッチに分割し、そして、第１オートスイッチの投入時には、図６のように送風機８の自動停止を行わない制御とし、そして、第２オートスイッチの投入時のみに、図４のように送風機８の自動停止（圧縮機１１も連動して自動停止）する制御を行うようにしてもよい。
（２）第１実施形態では、空調の熱負荷が最小範囲であるときに送風機８およ空調装置び圧縮機１１の作動を自動停止しているが、高緯度の地域では夏期でも清涼な気候となり、冷房機能が不要となる。

従って、このような高緯度地域向けの車両用空調装置では、冷房用熱交換器としての蒸発器９を含む冷凍サイクル装置１０が不要となる。よって、このような冷凍サイクル装置１０を具備しない車両用空調装置では、空調の熱負荷が最小範囲であるときに送風機８のみ自動停止する制御を行えばよい。
（３）第１実施形態では、冷凍サイクル装置１０の圧縮機１１として、常に一定の吐出容量で作動する固定容量型圧縮機を用いる場合について説明したが、圧縮機１１として吐出容量を調整可能な可変容量型圧縮機を用いてもよい。可変容量型圧縮機を用いる場合は、図３のステップＳ８０にて、蒸発器９の実際の吹出空気温度Ｔｅが目標蒸発器吹出温度ＴＥＯとなるように吐出容量を連続的に可変制御すればよい。また、図３のステップＳ１００による圧縮機の停止制御は、吐出容量を０％付近の最小容量とすればよい。
（４）圧縮機１１として回転数が調整可能な電動圧縮機を用いてもよい。この場合は、図３のステップＳ８０にて、蒸発器９の実際の吹出空気温度Ｔｅが目標蒸発器吹出温度ＴＥＯとなるように圧縮機回転数を連続的に制御すればよい。
（５）第１実施形態では、車室内吹出空気の温度調整手段としてエアミックスドア１７を用いているが、この温度調整手段として、ヒータコア１５に流入する温水の流量や温度を調整する周知の温水弁を用いてもよい。

本発明の第１実施形態を示す全体システム構成図である。 第１実施形態における空調パネルの正面図である。 第１実施形態の空調制御の概要を示すフローチャ−トである。 第１実施形態による送風機制御の特性図である。 第１実施形態による固定容量型圧縮機の断続制御の特性図である。 従来技術による送風機制御の特性図である。 第２実施形態による送風機自動停止制御のための判定条件説明図である。 第３実施形態による送風機自動停止制御のための判定条件説明図である。

符号の説明

２…ケース、８…送風機、９…蒸発器（冷房用熱交換器）、１１…圧縮機、
１７…エアミックスドア（温度調整手段）、３０…空調制御装置。

Claims (2)

1. 車室内へ吹き出す空気の温度および前記車室内へ吹き出す空気の風量を自動制御する自動制御方式の車両用空調装置において、
   前記車室内へ向かって空気を送風する送風機（８）と、
   前記車室内へ吹き出す空気の温度を調整する温度調整手段（１７）と、
   前記車室内へ吹き出す空気の温度が目標吹出温度（ＴＡＯ）となるように前記温度調整手段（１７）を自動制御する温度制御手段（Ｓ４０、Ｓ５０）と、
   車室内温度を設定温度に維持するための空調熱負荷が所定量以下の最小範囲にあることを前記目標吹出温度（ＴＡＯ）のみに基づいて判定する判定手段（Ｓ６０）と、
   前記空調熱負荷が前記最小範囲外にあるとき、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）に応じて前記送風機（８）の風量を自動制御する送風機制御手段（Ｓ７０）と、
   前記空調熱負荷が前記最小範囲にあることを前記判定手段（Ｓ６０）により判定したときに、前記送風機（８）を自動停止する送風機停止手段（Ｓ９０）とを備え、
   前記送風機制御手段（Ｓ７０）は、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）が第１所定温度（Ｔ１）より低いときに前記送風機（８）の風量を最大とし、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）が前記第１所定温度（Ｔ１）と前記第１所定温度（Ｔ１）よりも所定温度だけ高い第２所定温度（Ｔ２）との間にあるときは前記目標吹出温度（ＴＡＯ）の変化に応じて前記送風機（８）の風量を連続的に変化させ、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）が前記第２所定温度（Ｔ２）と前記第２所定温度（Ｔ２）よりも所定温度だけ高い第３所定温度（Ｔ３）との間にあるときは前記送風機（８）の風量を最小とし、
   前記目標吹出温度（ＴＡＯ）が前記第３所定温度（Ｔ３）と前記第３所定温度（Ｔ３）よりも所定温度だけ高い第４所定温度（Ｔ４）との間にあると、前記判定手段（Ｓ６０）は前記空調熱負荷が前記最小範囲であると判定し、この判定に基づいて前記送風機停止手段（Ｓ９０）が前記送風機（８）を停止し、
   前記送風機制御手段（Ｓ７０）は、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）が前記第４所定温度（Ｔ４）と前記第４所定温度（Ｔ４）よりも所定温度だけ高い第５所定温度（Ｔ５）との間にあるときは前記送風機（８）の風量を最小とし、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）が前記第５所定温度（Ｔ５）と前記第５所定温度（Ｔ５）よりも所定温度だけ高い第６所定温度（Ｔ６）との間にあるときは前記目標吹出温度（ＴＡＯ）の変化に応じて前記送風機（８）の風量を連続的に変化させ、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）が前記第６所定温度（Ｔ６）より高いときは前記送風機（８）の風量を最大とし、
   前記送風機（８）を前記最小風量状態から前記停止状態へ移行させるときは前記送風機（８）の駆動用モータ（８ｂ）への通電を遮断して、前記送風機（８）の前記停止状態への移行をステップ的に行うことを特徴とする車両用空調装置。
2. 車室内へ吹き出す空気を冷却する冷房用熱交換器（９）と、
   前記冷房用熱交換器（９）の冷却状態を作り出す冷凍サイクルの圧縮機（１１）と、
   前記空調熱負荷が前記最小範囲にあることを判定したときに、前記圧縮機（１１）を自動停止する圧縮機停止手段（Ｓ１００）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装置。

Images