JP4631190B2

JP4631190B2 - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP4631190B2
Application number: JP2001085724A
Authority: JP
Inventors: 恒家田; 充世大村
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2021-03-23
Also published as: US20020134540A1; JP2002283826A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池を用いた電気自動車、又は内燃機関（エンジン）と電動モータとを組み合わせて走行する、いわゆるハイブリッド自動車等の電気自動車用の空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
一般的な車両用空調装置では、車室内の下方側に空気を吹き出すフット吹出モード（以下、フットモードと略す。）、車室内の上方側に空気を吹き出すフェイス吹出モード（以下、フェイスモードと略す。）、並びに車室内の上方側及び下方側に空気を吹き出すバイレベル吹出モード（以下、バイレベルモードと略す。）等の吹出モードを空調状態に応じて切り換えている。
【０００３】
具体的には、夏等の冷房運転時にはフェイスモードとして冷風を車室内の上方側に（乗員の上半身に向けて）吹き出し、冬等の暖房運転時にはフットモードとして温風を車室内の下方側に（乗員の下半身に向けて）吹き出し、春や秋等の中間期には、バイレベルモードとして主に冷風を車室内の上方側に吹き出し、一方、主に温風を車室内の下方側に吹き出して車室内の空調感（空調フィーリング）を快適なものとしている。
【０００４】
本発明は、上記点に鑑み、バイレベルモード時又は中間期において、十分な空調感（空調フィーリング）を得ることを目的とする。
【０００５】
因みに、特開平８−１９７９３７号公報に記載の車両用空調装置では、中間期については考慮されていないため、この公報に記載の発明をそのまま車両に適用することは難しい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、車室内の下方側に空気を吹き出すフット吹出モード、車室内の上方側に空気を吹き出すフェイス吹出モード、並びに車室内の上方側及び下方側に空気を吹き出すバイレベル吹出モードを有する車両用空調装置であって、車室内に吹き出す空気が流通する空調ケーシング（１０１）と、空調ケーシング（１０１）内に配設され、空気を冷却する冷却器（２０１）及び空気を加熱する加熱器（１０７）と、フェイス吹出モード及びフット吹出モード時に、冷却器（２０１）にて必要とされる冷却能力を決定する冷却能力決定手段（４００）と、フット吹出モード及びフェイス吹出モード時に、加熱器（１０７）にて必要とされる加熱能力を決定する加熱能力決定手段（４００）とを備え、冷却器（２０１）及び加熱器（１０７）は、互いに独立してその能力を制御することが可能であり、さらに、バイレベル吹出モード時には、冷却能力決定手段（４００）により決定された冷却能力より大きな冷却能力を冷却器（２０１）にて発生させる、若しくは加熱能力決定手段（４００）により決定された加熱能力より大きな加熱能力を加熱器（１０７）にて発生させる、又は冷却能力決定手段（４００）により決定された冷却能力より大きな冷却能力を冷却器（２０１）にて発生させつつ、加熱能力決定手段（４００）により決定された加熱能力より大きな加熱能力を加熱器（１０７）にて発生させることを特徴とする。
【０００７】
これにより、冷風の温度と温風の温度との温度差を大きくすることができるのでバイレベルモード時（中間期）において、車室内上方側から吹き出される冷風と車室内下方側から吹き出される冷風との温度差を大きくすることが可能となるので、バイレベルモード時（中間期）において、十分な空調感（空調フィーリング）を得ることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、加熱器（１０７）は、冷却器（２０１）の空気流れ下流側に配設され、空調ケーシング（１０１）内には、加熱器（１０７）を迂回させて空気を車室内側に流通させるバイパス通路（１０８）と、バイパス通路（１０８）を流通する空気量及び加熱器（１０７）を通過する空気量を調節するバイパス風量調節手段（４００）とが設けられており、フェイス吹出モード時には加熱器（１０７）を通過する風量を略０とし、さらに、フット吹出モード時にはバイパス通路（１０８）を閉じることを特徴とする。
【０００９】
これにより、温風と冷風とを混合して車室内に吹き出す空気の温度を調節する空調装置に比べて空調装置の消費動力を低減することができる。
【００１０】
なお、請求項３に記載の発明のごとく、バイレベル吹出モード時には、加熱器（１０７）の加熱能力と冷却器（２０１）の冷却能力とに基づいてバイパス風量調節手段（４００）を作動させてもよい。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明のごとく、バイレベル吹出モード時における加熱器（１０７）の加熱能力及び冷却器（２０１）の冷却能力の少なくとも一方の能力を、車室内に吹き出す空気の目標温度（ＴＡＯ）に基づいて制御してもよい。
【００１２】
請求項５に記載の発明では、車室内の下方側に空気を吹き出すフット吹出モード、車室内の上方側に空気を吹き出すフェイス吹出モード、並びに車室内の上方側及び下方側に空気を吹き出すバイレベル吹出モードを有する車両用空調装置であって、車室内に吹き出す空気が流通する空調ケーシング（１０１）と、空調ケーシング（１０１）内に配設され、空気を冷却する冷却器（２０１）及び空気を加熱する加熱器（１０７）と、フェイス吹出モード及びフット吹出モード時に、冷却器（２０１）にて必要とされる冷却能力を決定する冷却能力決定手段（４００）と、フット吹出モード及びフェイス吹出モード時に、加熱器（１０７）にて必要とされる加熱能力を決定する加熱能力決定手段（４００）と、車室内に吹き出す空気の目標温度を決定する目標吹出空気温度決定手段（４００）と、目標吹出空気温度決定手段（４００）によって決定された目標吹出温度（ＴＡＯ）、及び空調ケーシング（１０１）に吸入される空気の温度に基づいて、制御パラメータ温度（ＴＣＰ）を決定するパラメータ決定手段（４００）と、目標吹出温度（ＴＡＯ）に基づいて吹出モード決定する吹出モード決定手段（４００）とを備え、冷却器（２０１）及び加熱器（１０７）は、互いに独立してその能力を制御することが可能であり、吹出モード決定手段（４００）は、目標吹出温度（ＴＡＯ）が第１所定温度（Ｔ１）以下のときにはフェイスモードとし、目標吹出温度（ＴＡＯ）が第１所定温度（Ｔ１）より高く、かつ、第２所定温度（Ｔ２）以下のときにはバイレベルモードとし、目標吹出温度（ＴＡＯ）が第２所定温度（Ｔ２）より高いときにはフットモードとし、さらに、パラメータ決定手段（４００）にて決定された制御パラメータ温度（ＴＣＰ）が第３所定温度（Ｔ３）より高く、かつ、第４所定温度（Ｔ４）以下のときには、冷却能力決定手段（４００）により決定された冷却能力より大きな冷却能力を冷却器（２０１）にて発生させる、若しくは加熱能力決定手段（４００）により決定された加熱能力より大きな加熱能力を加熱器（１０７）にて発生させる、又は冷却能力決定手段（４００）により決定された冷却能力より大きな冷却能力を冷却器（２０１）にて発生させつつ、加熱能力決定手段（４００）により決定された加熱能力より大きな加熱能力を加熱器（１０７）にて発生させることを特徴とする。
【００１３】
これにより、冷風の温度と温風の温度との温度差を大きくすることができるのでバイレベルモード時（中間期）において、車室内上方側から吹き出される冷風と車室内下方側から吹き出される冷風との温度差を大きくすることが可能となるので、バイレベルモード時（中間期）において、十分な空調感（空調フィーリング）を得ることができる。
【００１４】
請求項６に記載の発明では、空調ケーシング（１０１）内には、加熱器（１０７）を迂回させて空気を車室内側に流通させるバイパス通路（１０８）と、バイパス通路（１０８）を流通する空気量及び加熱器（１０７）を通過する空気量を調節するバイパス風量調節手段（４００）とが設けられており、制御パラメータ温度（ＴＣＰ）が第３所定温度（Ｔ３）以下のときには、加熱器（１０７）を通過する風量を略０とし、さらに、制御パラメータ温度（ＴＣＰ）が第４所定温度（Ｔ４）より高いときには、バイパス通路（１０８）を閉じることを特徴とする。
【００１５】
これにより、温風と冷風とを混合して車室内に吹き出す空気の温度を調節する空調装置に比べて空調装置の消費動力を低減することができる。
【００１６】
なお、請求項７に記載の発明のごとく、制御パラメータ温度（ＴＣＰ）が第３所定温度（Ｔ３）より高く、かつ、第４所定温度（Ｔ４）以下のときには、加熱器（１０７）の加熱能力と冷却器（２０１）の冷却能力とに基づいてバイパス風量調節手段（４００）を作動させてもよい。
【００１７】
また、請求項８に記載の発明のごとく、制御パラメータ温度（ＴＣＰ）が第３所定温度（Ｔ３）より高く、かつ、第４所定温度（Ｔ４）以下のときにおける加熱器（１０７）の加熱能力及び冷却器（２０１）の冷却能力の少なくとも一方の能力を、制御パラメータ温度（ＴＣＰ）に基づいて制御してもよい。
【００１８】
また、請求項９に記載の発明のごとく、冷却器（２０１）を蒸気圧縮式冷凍サイクル（２００）の低圧側熱交換器とし、蒸気圧縮式冷凍サイクル（２００）の圧縮機（２０２）を電動式とし、さらに、加熱器（１０７）は熱源として電気ヒータ（３０６）を有して構成してもよい。
【００１９】
因みに、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一例である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る車両用空調装置（以下、空調装置と略す。）を電気自動車に適用したものであって、図１は本実施形態に係る空調装置の模式図である。
【００２１】
図１中、１０１は室内に吹き出す空気の流路を構成する空調ケーシングであり、この空調ケーシング１０１の空気流れ上流側部位には、車室内気を導入する内気導入口１０３及び外気を導入する外気導入口１０４が形成されており、これら導入口１０４、１０３は内外気切替ドア１０５により選択的に開閉される。
【００２２】
１０６は空気を送風する遠心式の送風機であり、２０１は送風機１０６から送風された空気と冷媒とを熱交換し、液相冷媒を蒸発させることにより空気を冷却する蒸発器（冷却器）である。
【００２３】
ここで、蒸発器２０１は蒸気圧縮式冷凍サイクル２００の低圧側熱交換器（蒸発器）であり、蒸気圧縮式サイクル２００は、周知のごとく、冷媒を吸入圧縮する圧縮機２０２、圧縮機２０２から吐出する冷媒を冷却凝縮させるコンデンサ（放熱器）２０３、凝縮した冷媒を減圧する減圧器（本実施形態では、キャピラリチューブ等の固定絞り）２０４、及び蒸発器２０１から流出する冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して気相冷媒を圧縮機２０２の吸入側に流出するとともに、余剰冷媒を蓄えるアキュムレータ（気液分離器）２０５等からなるものである。
【００２４】
因みに、本実施形態に係る圧縮機２０２は、冷媒を吸入圧縮する圧縮機構及び圧縮機構を駆動する電動モータが一体となったものであり、圧縮機２０２（電動モータ）の回転数を制御することにより蒸気圧縮式サイクル２００（蒸発器２０１）の冷却能力を制御する。
【００２５】
また、蒸発器２０１の空気流れ下流側には、エンジン（内燃機関）Ｅ／Ｇを冷却するエンジン冷却水（以下、冷却水と略す。）を熱源として蒸発器２０１を通過した空気を加熱するヒータコア（加熱器）１０７が配設されているとともに、このヒータコア１０７を迂回させて空気を下流側に流通させるバイパス通路１０８が設けられている。
【００２６】
因みに、Ｍｏは走行用電動モータであり、Ｈ／Ｅは冷却水と外気とを熱交換して冷却水（エンジンＥ／Ｇ）を冷却するラジエータである。
【００２７】
１０９はバイパス通路１０８を流通する冷風量とヒータコア１０７を通過して加熱される空気（暖風）量とを調整するエアミックスドア（バイパス風量調節手段）である。
【００２８】
また、空調ケーシング１０１の最下流側部位には、車室内乗員の上半身（車室内上方側）に空調空気を吹き出すためのフェイス吹出口１１０と、車室内乗員の足元（車室内下方側）に空気を吹き出すためのフット吹出口１１１と、フロントガラス１１３の内面に向かって空気を吹き出すためのデフロスタ吹出口１１２とが形成されている。
【００２９】
そして、上記各吹出口１１０〜１１２の空気流れ上流側部位には、各吹出口１１０〜１１２を開閉制御する吹出モード切換ドア１１４〜１１６が配設されている。以下、フェイス吹出口１１０から車室内に空気を吹き出す吹き出しモードをフェイスモードと呼び、フット吹出口１１１から車室内に空気を吹き出す吹き出しモードをフットモードと呼び、フェイス吹出口１１０及びフット吹出口１１１の両者から空気を吹き出す吹き出しモードをバイレベルモードと呼び、デフロスタ吹出口１１２から車室内に空気を吹き出す吹き出しモードをデフモードと呼ぶ。
【００３０】
ところで、３００は、ヒータコア１０７に流入する冷却水を加熱して冷却水の温度が低いとき（エンジン廃熱が少ないとき）に暖房能力を補う暖房補助用ヒータ（以下、補助ヒータと略す。）であり、この補助ヒータ３００は、図２に示すように、複数箇所の屈曲部３０１を有し、上下方向に蛇行しながら冷却水入口（流体入口）３０２から冷却水出口（流体出口）３０３側に延びる冷却水通路（流体通路）３０４を構成する樹脂（本実施形態では、ＰＰＳ樹脂）製のヒータケーシング３０５、及び冷却水通路３０４内に沿って這うように配設されて冷却水を加熱する電気ヒータ３０６等からなるものである。
【００３１】
なお、電気ヒータ３０６は通電することにより発熱するシーズヒータ（ニクロム線のようなもの）であり、その通電量（発熱量）は、冷却水通路３０４内を流通する冷却水の温度に基づいて、後述する空調用電子制御装置（制御手段）４００により制御される。
【００３２】
因みに、ヒータケーシング３０５は、図３に示すように、冷却水通路３０４構成する溝部３０４ａが形成された第１ヒータケーシング３０５ａ、及び溝部３０４ａの開口側を塞ぐ第２ヒータケーシング３０５ｂからなるもので、両ヒータケーシング３０５ａ、３０５ｂは、パッキン等のシール部材（図示せず。）を挟んだ状態でネジ等の締結手段（図示せず。）に固定されている。
【００３３】
また、冷却水入口３０２から冷却水通路３０４に沿って、冷却水通路３０４の通路長さＬの１／２（望ましくは、３／４）以上離れた部位であって、かつ、上方側に位置する屈曲部３０１（本実施形態では、最も冷却水出口３０３側の屈曲部３０１）には、図４に示すように、冷却水通路３０４内を流通する冷却水に対して直接に晒されて冷却水の温度を検出する水温センサ（温度検出手段）３０７が配設されており、この水温センサ３０７の検出信号は、図５に示すように、空調用電子制御装置（ＥＣＵ）４００に向けて出力されている。
【００３４】
なお、水温センサ３０７とヒータケーシング３０５との隙間は、ゴムや樹脂又は液体パッキン等にてシール（密閉）されている。
【００３５】
因みに、図５は、圧縮機２０２の電動モータを駆動するインバータ式の駆動回路、電気ヒータ３０６への通電量を制御するヒータ用ＩＧＢＴ、及び電気回路に過電流が流れることを防止する電源遮断用のメインリレー等が設けられた空調装置用電気回路図であり、圧縮機２０２の電動モータもインバータを介してＥＣＵ４００にてその回転数が制御される。
【００３６】
また、ＥＣＵ４００には、室外空気の温度を検出する外気温度センサ（外気温度検出手段）４０１、蒸発器２０１を通過した直後の空気の温度（蒸発器２０１の温度）を検出する蒸発温度センサ（蒸発器温度検出手段）４０２、室内空気の温度を検出する内気気温度センサ（内気温度検出手段）４０３、及び車室内に注がれる日射量を検出する日射センサ（日射量検出手段）４０４等の空調センサ群の検出値、並びに乗員が希望する室内温度を設定入力する温度コントロールパネル４０５に入力された設定値が入力されている。
【００３７】
図６は本実施形態に係る車両用空調装置の作動（ＥＣＵ４００の制御フロー）の概略を示すフローチャートであり、以下、このフローチャートに従って作動を述べる。
【００３８】
空調装置が起動されると、空調センサ群の検出値及び温度コントロールパネル４０５に入力された設定値を読み込み（Ｓ１００）、この読み込んだ値から下記の数式１に基づいて車室内に吹き出す空気の目標温度（目標吹出空気温度ＴＡＯ）を決定（算出）する（Ｓ１１０）。
【００３９】
【数１】
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ
但し、Ｔｒ：内気温度センサ４０３の検出温度
Ｔａｍ：外気温度センサ４０１の検出温度
Ｔｓ：日射センサ４０４の検出値
Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓ：制御ゲイン
Ｃ：補正用の定数
次に、目標吹出空気温度ＴＡＯに基づいて吹出モード（但し、デフモードは除く。）、ヒータコア１０７に供給する冷却水（温水）の目標温度（以下、目標温水温度ＴＷＯと呼ぶ。）、目標とする蒸発器２０１を通過した直後の空気の温度（目標エバ後温度ＴＥＯ）、及びエアミックスドア１０９の開度を決定し（Ｓ１２０）、その決定した目標値（ＴＷＯ、ＴＥＯ）となるように捕縄ヒータ３００及び圧縮機２０２を制御しつつ、決定した吹出モードとなるように吹出モード切換ドア１１４〜１１６を作動させる。
【００４０】
ここで、吹出モードは、図７に示すように、ＴＡＯが第１所定温度Ｔ１以下のときにはフェイスモードとし、ＴＡＯが第１所定温度Ｔ１より高く、かつ、第２所定温度Ｔ２以下のときにはバイレベルモードとし、ＴＡＯが第２所定温度Ｔ２より高いときにはフットモードとなるように決定される。
【００４１】
また、エアミックスドア１０９の開度ＳＷは、図８に示すように、ＴＡＯが第１所定温度Ｔ１以下のときには開度ＳＷを略０％（ヒータコア１０７を通過する風量が略０）となるようにし、ＴＡＯが第１所定温度Ｔ１より高く、かつ、第２所定温度Ｔ２以下のときには開度ＳＷを以下の数式２により決定し、ＴＡＯが第２所定温度Ｔ２より高いときには開度ＳＷが略１００％となる（バイパス通路１０８を閉じて全ての空気がヒータコア１０７を通過する）ようにする。
【００４２】
なお、以下、エアミックスドア１０９の開度ＳＷを０％に固定する状態をＭａｘＣｏｏｌ制御モードと呼び、エアミックスドア１０９の開度ＳＷを数式２に基づいて可変制御する状態をＡ／Ｍ制御モードと呼び、以下、エアミックスドア１０９の開度ＳＷを１００％に固定する状態をＭａｘＨｏｔ制御モードと呼ぶ。
【００４３】
【数２】
ＳＷ＝（ＴＡＯ−ＴＥ）／（ＴＷ−ＴＥ）×１００
但し、ＴＥ：蒸発温度センサ４０２の検出温度
ＴＷ：水温センサ３０７の検出温度
なお、数２から明らかなように、本実施形態では、Ａ／Ｍ制御モード（バイレベルモード）時には、ヒータコア１０７の実際の加熱能力と蒸発器２０１の実際の冷却能力とに基づいてエアミックスドア１０９（バイパス風量調節手段）の開度ＳＷ（作動）が制御されることとなる。
【００４４】
ところで、本実施形態では、ＴＡＯが上昇過程にあるときと下降過程にあるときとで第１所定温度Ｔ１及び第２所定温度Ｔ２を相違させることにより、一定のヒステリシスを設けて空調フィーリングの向上を図っている。具体的には、ＴＡＯが上昇過程にあるときは、第１所定温度Ｔ１を２６．５ｄｅｇとし、第２所定温度Ｔ２を３０ｄｅｇとし、一方、ＴＡＯが下降過程にあるときは、第１所定温度Ｔ１を２２．５ｄｅｇとし、第２所定温度Ｔ２を２６．５としている。
【００４５】
また、本実施形態では、吹出モードを決定するＴＡＯのしきい値とエアミックスドア１０９の開度制御モード決定するしきい値とが一致しているので、フェイスモードではＭａｘＣｏｏｌ制御が行われ、バイレベルモードではＡ／Ｍ制御モードが行われ、フットモードではＭａｘＨｏｔ制御モードが行われる。
【００４６】
また、目標温水温度ＴＷＯは、ＭａｘＣｏｏｌ制御（フェイスモード）時及びＭａｘＨｏｔ制御モード（フットモード）時では、下記の数式３に従って決定し、Ａ／Ｍ制御モード（バイレベルモード）時では、下記の数式４に従って決定される。
【００４７】
【数３】
ＴＷＯ＝（ＴＡＯ−ＴＥ）／φ＋ＴＥ
但し、φ：ヒータコア１０７の温度効率
【００４８】
【数４】
ＴＷＯ＝（ＴＡＯ−ＴＥ）／φ＋ＴＥ＋α
但し、α：正の数の補正用定数
したがって、Ａ／Ｍ制御モード（バイレベルモード）時においては、ＴＷＯはＭａｘＣｏｏｌ制御（フェイスモード）時及びＭａｘＨｏｔ制御モード（フットモード）時に決定されるＴＷＯ（加熱能力）に比べて高い温度（大きい加熱能力）となる。
【００４９】
なお、ＭａｘＣｏｏｌ制御（フェイスモード）においては、通常、数式３で得られるＴＷＯは負の数となるので、補助ヒータ３００への通電は停止する。このため、ＴＥＯ＝ＴＡＯとなる。
【００５０】
また、目標エバ後温度ＴＥＯは、ＭａｘＣｏｏｌ制御（フェイスモード）時及びＭａｘＨｏｔ制御モード（フットモード）時では、図９に示すように、外気温Ｔａｍに基づいて決定され、Ａ／Ｍ制御モード（バイレベルモード）時では、下記の数式５に従って決定される。
【００５１】
【数５】
ＴＥＯ＝ｆ（Ｔａｍ）−β
但し、ｆ（Ｔａｍ）：図９に示される外気温Ｔａｍから決定されるＴＥＯ
β：正の数の補正用定数
したがって、Ａ／Ｍ制御モード（バイレベルモード）時においては、ＴＥＯはＭａｘＣｏｏｌ制御（フェイスモード）時及びＭａｘＨｏｔ制御モード（フットモード）時に決定されるＴＥＯ（冷却能力）に比べて低い温度（大きい冷却能力）となる。
【００５２】
次に、本実施形態の特徴（作用効果）を述べる。
【００５３】
本実施形態によれば、Ａ／Ｍ制御モード（バイレベルモード）時においては、ＴＷＯはＭａｘＣｏｏｌ制御（フェイスモード）時及びＭａｘＨｏｔ制御モード（フットモード）時に決定されるＴＷＯ（加熱能力）に比べて高い温度（大きい加熱能力）となり、かつ、ＴＥＯはＭａｘＣｏｏｌ制御（フェイスモード）時及びＭａｘＨｏｔ制御モード（フットモード）時に決定されるＴＥＯ（冷却能力）に比べて低い温度（大きい冷却能力）となるので、バイパス通路１０８を流通する冷風の温度とヒータコア１０７を通過した温風の温度との温度差が大きくなる。
【００５４】
したがって、Ａ／Ｍ制御モード（バイレベルモード）時において、フェイス吹出口１１０から吹き出される冷風とフット吹出口１１１から吹き出される冷風との温度差を大きくする（例えば、１０℃〜１５℃程度とする）ことが可能となるので、バイレベルモード時（中間期）において、十分な空調感（空調フィーリング）を得ることができる。
【００５５】
なお、Ａ／Ｍ制御モード（バイレベルモード）が行われる中間期においては、必要とされる空調負荷（加熱能力及び冷却能力）が小さいので、加熱能力及び冷却能力をＭａｘＣｏｏｌ制御（フェイスモード）時及びＭａｘＨｏｔ制御モード（フットモード）時に比べて大きくしても、空調装置の消費動力はそれほど大きくならない。
【００５６】
以上に述べたように本実施形態に係る空調装置では、空調装置の消費動力が大きく増大することを抑制しつつ、バイレベルモード時（中間期）において、十分な空調感（空調フィーリング）を確保しつつ、
また、ＭａｘＣｏｏｌ制御（フェイスモード）においては、開度ＳＷを０％とした状態で補助ヒータ３００への通電は停止して、圧縮機２０２（蒸気圧縮式冷凍サイクル２００）にて冷房能力（冷却能力）を調節するので、温風と冷風とを混合して車室内に吹き出す空気の温度を調節する空調装置に比べて空調装置の消費動力を低減することができる。
【００５７】
ＭａｘＨｏｔ制御モード（フットモード）においては、開度ＳＷを１００％とした状態で補助ヒータ３００にて暖房能力（加熱能力）を調節するので、温風と冷風とを混合して車室内に吹き出す空気の温度を調節する空調装置に比べて空調装置の消費動力を低減することができる。
【００５８】
（第２実施形態）
第１実施実施形態では、Ａ／Ｍ制御モード（バイレベルモード）においては、数式４に従って目標温水温度ＴＷＯ（加熱能力）を決定したが、本実施形態は、Ａ／Ｍ制御モード（バイレベルモード）においては、ＭａｘＨｏｔ制御モード（フットモード）時に上述のようにして決定される加熱能力に比べて大きい目標温水温度ＴＷＯ（加熱能力）に固定したものである。
【００５９】
（第３実施形態）
第１実施実施形態では、Ａ／Ｍ制御モード（バイレベルモード）においては、数式４に従って目標温水温度ＴＷＯ（加熱能力）を決定したが、本実施形態は、Ａ／Ｍ制御モード（バイレベルモード）においては、図１０（ａ）に示すように、ＴＡＯが大きくなるほどＴＷＯが線形的に大きくなるようにＴＷＯを決定したものである。
【００６０】
なお、図１０（ｂ）は外気温Ｔａｍと目標エバ後温度ＴＥＯとの関係を示す特性図である。
【００６１】
（第４実施形態）
上述の実施形態では、エアミックスドア１０９の開度ＳＷを目標吹出空気温度ＴＡＯに基づいて決定していたが、本実施形態は、目標吹出空気温度ＴＡＯ、及び空調ケーシング１０１に吸入される空気の温度に基づいて、制御パラメータ温度ＴＣＰを決定し、エアミックスドア１０９の開度ＳＷは、この制御パラメータ温度ＴＣＰに基づいて決定するようにしたものである。
【００６２】
因みに、本実施形態では、ＴＡＯから空調ケーシング１０１に吸入される空気の温度（内気を導入する場合には内気温度、外気を導入する場合には外気温度）Ｔｉｎを引いた値（＝ＴＡＯ−Ｔｉｎ）を制御パラメータ温度ＴＣＰとしている。
【００６３】
このため、本実施形態では、吹出モードについては、第１〜４実施形態と同様な手法にて吹出モードを決定し、開度制御モード（エアミックスドア１０９の開度ＳＷ）については、図１１に示すように、ＴＣＯが第３所定温度Ｔ３以下のときには開度ＳＷを略０％となるようにし、ＴＣＯが第３所定温度Ｔ３より高く、かつ、第４所定温度Ｔ４以下のときには開度ＳＷを上記の数式２により決定し、ＴＣＯが第４所定温度Ｔ４より高いときには開度ＳＷが略１００％となるようにする。
【００６４】
なお、本実施形態においても、第１〜４実施形態と同様に、ＴＣＯが上昇過程にあるときと下降過程にあるときとで第２所定温度Ｔ２及び第４所定温度Ｔ４を相違させることにより、一定のヒステリシスを設けている。
【００６５】
次に、本実施形態の特徴（作用効果）を述べる。
【００６６】
ＴＡＯから空調ケーシング１０１に吸入される空気の温度Ｔｉｎを引いた値（＝ＴＡＯ−Ｔｉｎ）に基づいて制御パラメータ温度ＴＣＰを決定しているので、吸入された空気を加熱する必要があるときは、制御パラメータＴＣＰが正の数となり、吸入された空気を冷却する必要があるときは、制御パラメータＴＣＰが負の数となるので、ヒータコア１０７及び蒸発器２０１（蒸気圧縮式冷凍サイクル２００）の制御を簡便なものとすることができる。
【００６７】
因みに、本実施形態では、吹出モード決定するＴＡＯのしきい値とエアミックスドア１０９の開度制御モード決定する制御パラメータのしきい値とが一致していないので、バイレベルモード時にＡ／Ｍ制御モードが行われないことがある得る。
【００６８】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、電気ヒータ３０６により補助ヒータ３００を構成したが、本発明は蒸気圧縮式冷凍サイクル２００と独立して加熱能力を制御することができるものであればよいので、これに限定されるものでなく、例えば燃焼式ヒータにより補助ヒータ３００を構成してもよい。
【００６９】
また、上述の実施形態では、ハイブリッド自動車に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、燃料電池を用いた電気自動車等のその他の自動車にも適用することができる。
【００７０】
また、上述の実施形態では、ヒータコア１０７と蒸発器２０１とが空調ケーシング１０１内に空気流れに対して直列に並んで配設されていたが、ヒータコア１０７用の空気通路と蒸発器２０１用の空気通路とを独立して設けてもよい。因みに、このようにすれば、エアミックスドア１０９を廃止することができる。
【００７１】
また、エアミックスドア１０９（ヒータコア１０７）の空気流れ下流側に、バイレベルモード時に温風と冷風とが混合することを抑制する分離ガイドを設けてもよい。
【００７２】
また、エンジン等の廃熱源から廃熱量が十分にあるときは、補助ヒータ３００を廃止して、温水流量を調節することによりヒータコア１０７の加熱能力を調節ししてもよい。
【００７３】
また、上述の実施形態では、Ａ／Ｍ制御モード（バイレベルモード）時に、ヒータコア１０７の加熱能力及び蒸発器２０１の冷却能力を両方とも他のモード時に比べて大きくしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも一方の能力を他のモード時に比べて大きくしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用空調装置の模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る補助ヒータ装置の模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る補助ヒータ装置の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る水温センサが配設された部位における補助ヒータ装置の断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る補助ヒータ装置を用いた車両用空調装置の電気回路図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置の制御フローを示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置における吹出モードとＴＡＯとの関係を示す特性図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置における開度制御モードとＴＡＯとの関係を示す特性図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置におけるＴＥＯとＴＡＯとの関係を示す特性図である。
【図１０】（ａ）は本発明の第３実施形態に係る車両用空調装置におけるＴＷＯとＴＡＯとの関係を示す特性図であり、（ｂ）は本発明の第３実施形態に係る車両用空調装置におけるＴＥＯＷＯとＴａｍとの関係を示す特性図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る車両用空調装置における開度制御モードとＴＡＯ−Ｔｉｎ（＝ＴＣＯ）との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１０１…空調ケーシング、２０１…蒸発器（冷却器）、
１０７…ヒータコア（加熱器）、１１０…フェイス吹出口、
１１１…フット吹出口、
１０８…エアミックスドア（バイパス風量調節手段）、３００…補助ヒータ。

Claims

車室内の下方側に空気を吹き出すフット吹出モード、車室内の上方側に空気を吹き出すフェイス吹出モード、並びに車室内の上方側及び下方側に空気を吹き出すバイレベル吹出モードを有する車両用空調装置であって、
車室内に吹き出す空気が流通する空調ケーシング（１０１）と、
前記空調ケーシング（１０１）内に配設され、空気を冷却する冷却器（２０１）及び空気を加熱する加熱器（１０７）と、
前記フェイス吹出モード及び前記フット吹出モード時に、前記冷却器（２０１）にて必要とされる冷却能力を決定する冷却能力決定手段（４００）と、
前記フット吹出モード及び前記フェイス吹出モード時に、前記加熱器（１０７）にて必要とされる加熱能力を決定する加熱能力決定手段（４００）とを備え、
前記冷却器（２０１）及び前記加熱器（１０７）は、互いに独立してその能力を制御することが可能であり、
さらに、前記バイレベル吹出モード時には、前記冷却能力決定手段（４００）により決定された冷却能力より大きな冷却能力を前記冷却器（２０１）にて発生させる、若しくは前記加熱能力決定手段（４００）により決定された加熱能力より大きな加熱能力を前記加熱器（１０７）にて発生させる、又は前記冷却能力決定手段（４００）により決定された冷却能力より大きな冷却能力を前記冷却器（２０１）にて発生させつつ、前記加熱能力決定手段（４００）により決定された加熱能力より大きな加熱能力を前記加熱器（１０７）にて発生させることを特徴とする車両用空調装置。
前記加熱器（１０７）は、前記冷却器（２０１）の空気流れ下流側に配設され、
前記空調ケーシング（１０１）内には、前記加熱器（１０７）を迂回させて空気を車室内側に流通させるバイパス通路（１０８）と、前記バイパス通路（１０８）を流通する空気量及び前記加熱器（１０７）を通過する空気量を調節するバイパス風量調節手段（４００）とが設けられており、
前記フェイス吹出モード時には前記加熱器（１０７）を通過する風量を略０とし、
さらに、前記フット吹出モード時には前記バイパス通路（１０８）を閉じることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
前記バイレベル吹出モード時には、前記バイレベル吹出モード時における前記加熱器（１０７）の加熱能力と前記冷却器（２０１）の冷却能力とに基づいて前記バイパス風量調節手段（４００）を作動させることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
前記バイレベル吹出モード時における前記加熱器（１０７）の加熱能力及び前記冷却器（２０１）の冷却能力の少なくとも一方の能力を、車室内に吹き出す空気の目標温度（ＴＡＯ）に基づいて制御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。
車室内の下方側に空気を吹き出すフット吹出モード、車室内の上方側に空気を吹き出すフェイス吹出モード、並びに車室内の上方側及び下方側に空気を吹き出すバイレベル吹出モードを有する車両用空調装置であって、
車室内に吹き出す空気が流通する空調ケーシング（１０１）と、
前記空調ケーシング（１０１）内に配設され、空気を冷却する冷却器（２０１）及び空気を加熱する加熱器（１０７）と、
前記フェイス吹出モード及び前記フット吹出モード時に、前記冷却器（２０１）にて必要とされる冷却能力を決定する冷却能力決定手段（４００）と、
前記フット吹出モード及び前記フェイス吹出モード時に、前記加熱器（１０７）にて必要とされる加熱能力を決定する加熱能力決定手段（４００）と、
車室内に吹き出す空気の目標温度を決定する目標吹出空気温度決定手段（４００）と、
前記目標吹出空気温度決定手段（４００）によって決定された目標吹出温度（ＴＡＯ）、及び前記空調ケーシング（１０１）に吸入される空気の温度に基づいて、制御パラメータ温度（ＴＣＰ）を決定するパラメータ決定手段（４００）と、
前記目標吹出温度（ＴＡＯ）に基づいて吹出モード決定する吹出モード決定手段（４００）とを備え、
前記冷却器（２０１）及び前記加熱器（１０７）は、互いに独立してその能力を制御することが可能であり、
前記吹出モード決定手段（４００）は、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）が第１所定温度（Ｔ１）以下のときには前記フェイスモードとし、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）が前記第１所定温度（Ｔ１）より高く、かつ、第２所定温度（Ｔ２）以下のときには前記バイレベルモードとし、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）が前記第２所定温度（Ｔ２）より高いときには前記フットモードとし、
さらに、前記パラメータ決定手段（４００）にて決定された制御パラメータ温度（ＴＣＰ）が第３所定温度（Ｔ３）より高く、かつ、第４所定温度（Ｔ４）以下のときには、前記冷却能力決定手段（４００）により決定された冷却能力より大きな冷却能力を前記冷却器（２０１）にて発生させる、若しくは前記加熱能力決定手段（４００）により決定された加熱能力より大きな加熱能力を前記加熱器（１０７）にて発生させる、又は前記冷却能力決定手段（４００）により決定された冷却能力より大きな冷却能力を前記冷却器（２０１）にて発生させつつ、前記加熱能力決定手段（４００）により決定された加熱能力より大きな加熱能力を前記加熱器（１０７）にて発生させることを特徴とする車両用空調装置。
前記空調ケーシング（１０１）内には、前記加熱器（１０７）を迂回させて空気を車室内側に流通させるバイパス通路（１０８）と、前記バイパス通路（１０８）を流通する空気量及び前記加熱器（１０７）を通過する空気量を調節するバイパス風量調節手段（４００）とが設けられており、
前記制御パラメータ温度（ＴＣＰ）が前記第３所定温度（Ｔ３）以下のときには、前記加熱器（１０７）を通過する風量を略０とし、
さらに、前記制御パラメータ温度（ＴＣＰ）が前記第４所定温度（Ｔ４）より高いときには、前記バイパス通路（１０８）を閉じることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
前記制御パラメータ温度（ＴＣＰ）が第３所定温度（Ｔ３）より高く、かつ、第４所定温度（Ｔ４）以下のときには、前記加熱器（１０７）の加熱能力と前記冷却器（２０１）の冷却能力とに基づいて前記バイパス風量調節手段（４００）を作動させることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
前記制御パラメータ温度（ＴＣＰ）が第３所定温度（Ｔ３）より高く、かつ、第４所定温度（Ｔ４）以下のときにおける前記加熱器（１０７）の加熱能力及び前記冷却器（２０１）の冷却能力の少なくとも一方の能力を、前記制御パラメータ温度（ＴＣＰ）に基づいて制御することを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
前記冷却器（２０１）は蒸気圧縮式冷凍サイクル（２００）の低圧側熱交換器であり、
前記蒸気圧縮式冷凍サイクル（２００）の圧縮機（２０２）は電動式であり、
さらに、前記加熱器（１０７）は熱源として電気ヒータ（３０６）を有していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の車両用空調装置。