JP6513416B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車等に搭載される車両用空調装置に関するものである。

従来より、車両用空調装置は、車室内が設定温度となるように目標吹出空気温度を決定し、その目標吹出空気温度となるように温度制御を行っている。例えば、特許文献１に開示されている車両用空調装置は、乗員によって設定された設定温度と、車室外の温度（外気温度）と、車室内の温度（内気温度）と、日射量とに基づいて目標吹出空気温度を決定している。さらに、車室内に吹き出す吹出空気温度を検出する温度センサを設けており、この温度センサによって検出された吹出空気温度と、上記目標吹出空気温度との偏差が０になるように空調機の熱交換能力を変化させている。

特開昭６２−２３４７１２号公報

しかしながら、特許文献１では実際に車室に吹き出す空気の温度を検出しながら、検出した吹出空気温度が目標吹出空気温度と合うように空調機の熱交換器能力を制御しているため、吹出空気温度を検出する温度センサが必要になり、部品点数の増加を招く。

そこで、吹出空気温度を検出する温度センサを省略し、例えば、既設の内気温度を検出する温度センサを使用して内気温度を検出することで吹出空気温度を推定し、その推定結果に基づいて空調機の熱交換能力を変化させることが考えられる。

しかしながら、吹出空気温度を推定する場合には、推定結果と実際の吹出空気温度との間に差が生じてしまうのは避けられない。特に、車両用空調装置では、空調用空気を加熱する加熱熱源から車室の所定部位まで延びる空調風通路によって調和空気を車室に導くようにしているので、加熱された空気が空調風通路を流れる間に空気から失われる熱量が比較的大きく、このことが吹出空気温度の推定結果と実際の吹出空気温度との差を拡大させてしまう懸念がある。吹出空気温度の推定結果と実際の吹出空気温度との差が拡大すると、乗員の快適性が悪化する懸念がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、吹出空気温度を直接検出する温度センサを省略しながら、車室に吹き出す吹出空気温度を快適性の高い温度にすることにある。

上記目的を達成するために、本発明では、空調風通路を流れる間の空気の熱変化量を得て、その熱変化量を加熱熱源の目標温度に反映させるようにした。

第１の発明は、
空気を加熱する加熱熱源と、
車室の所定部位まで延び、上記加熱熱源によって加熱された空気を導く空調風通路と、
車室内の空気温度を検出する内気温度センサと、
乗員が車室内の温度を設定する温度設定手段と、
少なくとも上記内気温度センサから出力される車室内の空気温度及び上記温度設定手段で設定された設定温度とに基づいて目標吹出空気温度を決定するとともに、上記加熱熱源を制御する空調制御装置と、
空気を冷却する冷却熱源と、
冷凍サイクル装置とを備えた車両用空調装置において、
上記空調風通路は、上記冷却熱源によって冷却された空気が流通するように構成され、
上記冷凍サイクル装置の冷媒蒸発器が上記冷却熱源とされて上記加熱熱源の空気流れ上流側に配設され、
上記空調制御装置は、少なくとも目標吹出空気温度と上記内気温度センサで検出された車室内の空気温度との差に基づいて上記空調風通路を流通する間の空気の熱変化量を得て、得られた熱変化量と目標吹出空気温度とに基づいて上記加熱熱源の目標温度と上記冷却熱源の目標温度をそれぞれ決定し、決定された上記加熱熱源の目標温度となるように上記加熱熱源を制御するとともに、決定された上記冷却熱源の目標温度となるように上記冷却熱源を制御するように構成され、
さらに、上記空調制御装置は、上記冷凍サイクル装置を作動させるモードにあるか否かを判定し、上記冷凍サイクル装置を作動させるモードにあるときには、上記冷却熱源の目標温度を、上記加熱熱源により加熱される前の空気温度とする一方、上記冷凍サイクル装置を作動させないモードにあるときには、上記冷却熱源の現在温度を、上記加熱熱源により加熱される前の空気温度とするように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、例えば、内気温度センサで検出された温度が低く、かつ、温度設定手段で設定された温度が高ければ、空調制御装置は基本的に目標吹出空気温度を高くするので、加熱熱源による単位時間当たりの加熱量が多くなるように加熱熱源を制御する。加熱熱源によって加熱された空気は空調風通路を流通して車室の所定部位まで導かれた後、車室に供給される。空気が空調風通路を流通する間、空気の熱量は例えばダクト等に奪われて変化することになり、最終的に車室に供給される空気の温度は目標吹出空気温度から離れていることが考えられる。本発明では、空調風通路を流通する間の空気の熱変化量を空調制御装置が得ており、得られた熱変化量と目標吹出空気温度とに基づいて加熱熱源の目標温度を決定している。これにより、加熱熱源の目標温度は、空調風通路を流通する間の空気の熱変化量を考慮した温度となるので、最終的に車室に供給される空気の温度が目標吹出空気温度に近づく。よって、吹出空気温度を検出する温度センサを省略しながら、車室に吹き出す吹出空気温度を実際の吹出空気温度に近づけることが可能になる。

また、例えば、内気温度センサで検出された温度が高く、かつ、温度設定手段で設定された温度が低ければ、空調制御装置は基本的に目標吹出空気温度を低くするので、冷却熱源による単位時間当たりの冷却量が多くなるように冷却熱源を制御する。冷却熱源によって冷却された空気は空調風通路を流通して車室の所定部位まで導かれた後、車室に供給される。空気が空調風通路を流通する間、空気の冷熱量は例えばダクト等に奪われて変化することになり、最終的に車室に供給される空気の温度は目標吹出空気温度から離れていることが考えられる。本発明では、空調風通路を流通する間の空気の熱変化量を空調制御装置が得ており、得られた熱変化量と目標吹出空気温度とに基づいて冷却熱源の目標温度を決定している。これにより、冷却熱源の目標温度は、空調風通路を流通する間の空気の熱変化量を考慮した温度となるので、最終的に車室に供給される空気の温度が目標吹出空気温度に近づく。よって、冷房時においても、吹出空気温度を検出する温度センサを省略しながら、車室に吹き出す吹出空気温度を実際の吹出空気温度に近づけることが可能になる。

また、冷凍サイクル装置の作動モードを判定するという簡単な制御内容としながら、加熱熱源により加熱される前の空気温度を的確に推定することが可能になる。

第２の発明は、第１の発明において、
上記空調制御装置は、上記空調風通路を流通する間の空気の熱変化量を、少なくとも、目標吹出空気温度と、上記内気温度センサで検出された車室内の空気温度と、上記加熱熱源により加熱される前の空気温度とに基づいて得るように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、加熱熱源により加熱される前の空気温度を利用することで、より正確な空気の熱変化量が得られるようになる。

第３の発明は、第１の発明において、
上記空調制御装置は、上記空調風通路を流通する間の空気の熱変化量を、少なくとも、目標吹出空気温度と、上記内気温度センサで検出された車室内の空気温度と、上記冷却熱源により冷却される前の空気温度とに基づいて得るように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、冷却熱源により冷却される前の空気温度を利用することで、より正確な空気の熱変化量が得られるようになる。

第４の発明は、第３の発明において、
車室外の空気温度を検出する外気温度センサと、
車室外の空気を上記冷却熱源で冷却する外気導入モードと、車室内の空気を上記冷却熱源で冷却する内気導入モードとに切り替えられる内外気導入部とを備え、
上記空調制御装置は、上記内外気導入部のモードを判定し、上記内外気導入部が外気導入モードにあるときには、上記外気温度センサで検出された外気温度を、上記冷却熱源により冷却される前の空気温度とする一方、上記内外気導入部が内気導入モードにあるときには、上記内気温度センサで検出された内気温度を、上記冷却熱源により冷却される前の空気温度とするように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、内外気導入部の作動状態を判定するという簡単な制御内容としながら、冷却熱源により冷却される前の空気温度を的確に推定することが可能になる。

第５の発明は、第１から４のいずれか１つの発明において、
上記加熱熱源は、車両に搭載されたエンジンの冷却水が供給されるヒータコアで構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、エンジンを搭載した車両でエンジンの冷却水を熱源として利用し、制御することが可能になる。

第６の発明は、第１から５のいずれか１つの発明において、
上記加熱熱源は、電力の供給によって発熱する電気ヒータで構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、例えば電気自動車等において、吹出空気温度を検出する温度センサを省略しながら乗員の快適性を向上させることが可能になる。

第１の発明によれば、目標吹出空気温度と内気温度センサで検出された車室内の空気温度との差に基づいて、空調風通路を流通する間の空気の熱変化量を得て、得られた熱変化量と目標吹出空気温度とに基づいて加熱熱源の目標温度を決定し、決定された目標温度となるように加熱熱源を制御するようにしている。これにより、吹出空気温度を検出する温度センサを省略しながら、車室に吹き出す吹出空気温度を快適性の高い温度にすることができる。

また、冷房時においても吹出空気温度を検出する温度センサを省略しながら、車室に吹き出す吹出空気温度を快適性の高い温度にすることができる。

また、冷凍サイクル装置を作動させるモードにあるときには、冷却熱源の目標温度を、加熱熱源によって加熱される前の空気温度とする一方、冷凍サイクル装置を作動させないモードにあるときには、冷却熱源の現在温度を、加熱熱源により加熱される前の空気温度とするようにしている。これにより、簡単な制御内容としながら、加熱熱源により加熱される前の空気温度を的確に推定することができる。

第２の発明によれば、空調風通路を流通する間の空気の熱変化量を得る際に、加熱熱源により加熱される前の空気温度を利用することで、より正確な空気の熱変化量を得ることができる。

第３の発明によれば、冷房時に空調風通路を流通する間の空気の熱変化量を得る際に、冷却熱源により冷却される前の空気温度を利用することで、より正確な空気の熱変化量を得ることができる。

第４の発明によれば、外気導入モードにあるときには、外気温度を、冷却熱源により冷却される前の空気温度とする一方、内気導入モードにあるときには、内気温度を、冷却熱源により冷却される前の空気温度とするようにしている。これにより、簡単な制御内容としながら、冷却熱源により冷却される前の空気温度を的確に推定することができる。

第５の発明によれば、エンジンを搭載した車両で、吹出空気温度を検出する温度センサを省略しながら乗員の快適性を向上させることができる。

第６の発明によれば、電気自動車等で、吹出空気温度を検出する温度センサを省略しながら乗員の快適性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る車両用空調装置の概略構成図である。 実施形態に係る車両用空調装置のブロック図である。 空調制御装置の制御内容を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

尚、この実施形態の説明では、車両前側を単に「前」といい、車両後側を単に「後」というものとする。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置１の概略構成図である。この実施形態に係る車両用空調装置１は、冷凍サイクル装置２と空調ユニット３と空調制御装置４とを備えている。冷凍サイクル装置２は、冷媒を圧縮するコンプレッサ２１と、コンプレッサ２１で圧縮された冷媒を凝縮する冷媒凝縮器２２と、冷媒凝縮器２２で凝縮された冷媒を膨張させる膨張弁２３と、冷媒蒸発器としてのエバポレータ（冷却熱源）２４とを備えており、コンプレッサ２１、冷媒凝縮器２２、膨張弁２３及びエバポレータ２４は冷媒配管によって接続されている。コンプレッサ２１は、例えば車両に搭載されているエンジン５によって駆動されるものや、図示しないが電動モータによって駆動されるものを使用することができる。エンジン５によって駆動されるコンプレッサ２１は、エンジン２１の駆動力を断続するための電磁クラッチ（図示せず）を有しており、この電磁クラッチによってコンプレッサ２１の運転と停止を切り替えることができる。コンプレッサ２１が運転しているときには、冷凍サイクル装置２が作動状態となり、コンプレッサ２１が停止しているときには、冷凍サイクル装置２が停止状態となる。コンプレッサ２１の電磁クラッチは空調制御装置４によって制御される。コンプレッサ２１の運転状態を制御することによってエバポレータ２４による空気の冷却能力、即ち、エバポレータ２４の温度を任意に変更することができる。

空調ユニット３は、内外気導入部３０と、ケーシング３１と、ヒータコア（加熱熱源）３２と、エアミックスダンパ３３と、デフロスタダンパ３４と、ベントダンパ３５と、ヒートダンパ３６とを備えている。内外気導入部３０及びケーシング３１は、車室の前端部に設けられたインストルメントパネル（図示せず）の内部に配設されている。

内外気導入部３０は、外気導入口３０ａと、内気導入口３０ｂと、内外気切替ダンパ３０ｃと、内外気切替アクチュエータ３０ｄとを備えている。外気導入口３０ａは、車室外の空気を導入するためのものであり、図示しないが外気導入ダクトに接続されて外部と連通している。内気導入口３０ｂは、車室内の空気を導入するためのものであり、車室内で開口している。内外気切替ダンパ３０ｃは、内外気導入部３０の内部に収容されており、外気導入口３０ａと内気導入口３０ｂの一方を開き、他方を閉じるように構成されている。内外気切替アクチュエータ３０ｄは、内外気切替ダンパ３０ｃを駆動するためのアクチュエータであり、空調制御装置４によって制御される。内外気切替ダンパ３０ｃが外気導入口３０ａを開き、かつ、内気導入口３０ｂを閉じた状態で外気導入モードとなり、外気導入口３０ａを閉じ、かつ、内気導入口３０ｂを開いた状態で内気導入モードとなる。

ケーシング３１における空気流れ方向上流側には、送風機３８が設けられている。送風機３８は、ファン３８ａと、ファン３８ａを回転駆動するファンモータ３８ｂとを有している。ファンモータ３８ｂは、空調制御装置４によって制御されてファン３８ａによる送風量を変化させることができる。ファン３８ａが回転することによって内外気導入部３０から外気または内気がケーシング３１の内部に導入される。

エバポレータ２４は、ケーシング３１の内部において送風機３８の下流側に配設されている。ケーシング３１の内部に導入された空気はその全量がエバポレータ２４を通過するようになっている。

ヒータコア３２は、エバポレータ２４の下流側に配設されている。ヒータコア３２は、ヒータ配管３２ａを介してエンジン５の冷却水通路に接続されている。冷却水は、エンジン５のウォーターポンプ（図示せず）によってヒータコア３２に送られるようになっている。ヒータ配管３２ａには、流量制御弁３２ｂが設けられている。流量制御弁３２ｂは、空調制御装置４によって制御される電動弁で構成されており、単位時間当たりの冷却水の流量を調整することができる。流量制御弁３２ｂによってヒータコア３２による空気の加熱能力、即ち、ヒータコア３２の温度を任意に変更することができる。

エアミックスダンパ３３は、ケーシング３１の内部においてヒータコア３２とエバポレータ２４との間に配設されている。エアミックスダンパ３３は、エバポレータ２４を通過した空気のうち、ヒータコア３２を通過する空気量を変更するためのものである。エアミックスダンパ３３は、ケーシング３１に設けられたエアミックスアクチュエータ４０によって動作し、ヒータコア３２を通過する空気量が略０となる開度と、エバポレータ２４を通過した空気の全量がヒータコア３２を通過する開度との間で任意の開度にすることができるようになっている。エアミックスアクチュエータ４０は、空調制御装置４によって制御される。エアミックスダンパ３３が、ヒータコア３２を通過する空気量を略０とする開度にある場合には、ヒータコア３２の下流側の空間（エアミックス空間Ｒ）で生成される空調風の温度は最も低温となる。一方、エアミックスダンパ３３が、エバポレータ２４を通過した空気の全量がヒータコア３２を通過する開度にある場合には、エアミックス空間Ｒで生成される空調風の温度は最も高温となる。エアミックスダンパ３３の開度を変更することで、エバポレータ２４のみ通過した空気とヒータコア３２を通過した空気とのエアミックス空間Ｒへの流入量が変化し、空調風の温度が変更される。尚、エアミックスダンパ３３の配設位置や構造は図示したものに限られず、温度調節を行うことができればよいので、各種構造のものを任意の位置に配設することができる。

ケーシング３１には、デフロスタダクト４３、ベントダクト４４及びヒートダクト４５が設けられている。デフロスタダクト４３は、内部に空調風通路４３ａを有しており、エアミックス空間Ｒに接続されてインストルメントパネルのデフロスタノズル４６まで延びている。デフロスタノズル４６は、車両のフロントウインド（図示せず）の内面に空調風を供給するためのものであり、インストルメントパネルの前端部に設けられている。

ベントダクト４４は、内部に空調風通路４４ａを有しており、エアミックス空間Ｒに接続されてインストルメントパネルのセンタ及びサイドベントノズル４７まで延びている。センタ及びサイドベントノズル４７は、主に前席乗員の上半身に空調風を供給するためのものである。センタベントノズル４７は、インストルメントパネルの車幅方向中央寄り位置しており、サイドベントノズル４７は、インストルメントパネルの車幅方向両側にそれぞれ設けられている。

ヒートダクト４５は、内部に空調風通路４５ａを有しており、エアミックス空間Ｒに接続されて乗員の足下近傍まで延びている。ヒートダクト４５は、主に乗員の足下近傍に空調風を供給するためのものである。

デフロスタダンパ３４、ベントダンパ３５及びヒートダンパ３６は、ケーシング３１の内部に配設されている。デフロスタダンパ３４は、デフロスタダクト４３の空調風通路４３ａを開閉するためのものである。ベントダンパ３５は、ベントダクト４４の空調風通路４４ａを開閉するためのものである。ヒートダンパ３６は、ヒートダクト４５の空調風通路４５ａを開閉するためのものである。

デフロスタダンパ３４、ベントダンパ３５及びヒートダンパ３６は、図示しないがリンク機構を介して連結されており、吹出方向切替アクチュエータ４８によって作動する。吹出方向切替アクチュエータ４８は、空調制御装置４によって制御される。例えば、デフロスタダンパ３４が空調風通路４３ａを開いて、ベントダンパ３５がベントダクト４４の空調風通路４４ａを閉じ、ヒートダンパ３６がヒートダクト４５の空調風通路４５ａを閉じると、デフロスタモードとなる。また、デフロスタダンパ３４が空調風通路４３ａを閉じ、ベントダンパ３５がベントダクト４４の空調風通路４４ａを開き、ヒートダンパ３６がヒートダクト４５の空調風通路４５ａを閉じると、ベントモードとなる。他にもヒートダクト４５から空調風が吹き出すヒートモード、デフロスタダクト４３及びヒートダクト４５から空調風が吹き出すデフヒートモード、ベントダクト４４及びヒートダクト４５から空調風が吹き出すバイレベルモード等の各種モードに切り替えることができる。

車両用空調装置１には、空調操作パネル（温度設定手段）５０、外気温度センサ５１、内気温度センサ５２、日射センサ５３、ヒータ後空気温度センサ５４及びエバポレータ温度センサ５５が設けられている。空調操作パネル５０は、インストルメントパネルに配設されており、車両用空調装置１のＯＮ／ＯＦＦ切替スイッチや、乗員が車室内温度を設定するための温度設定スイッチ、風量設定スイッチ、コンプレッサ２１のＯＮ／ＯＦＦ切替スイッチ、内外気切替スイッチ等を備えている。空調操作パネル５０は空調制御装置４に接続されており、空調操作パネル５０の操作によって出力される操作信号が空調制御装置４に入力されるようになっている。

外気温度センサ５１は、車室外の空気温度を検出する周知のセンサであり、例えば車室外においてフロントグリル（図示せず）近傍等に設けることができる。外気温度センサ５１は空調制御装置４に接続されており、外気温度センサ５１によって検出された外気温度に関する出力信号が空調制御装置４に入力されるようになっている。

内気温度センサ５２は、車室内の空気温度を検出する周知のセンサであり、例えばインストルメントパネル近傍等に設けることができる。内気温度センサ５２は空調制御装置４に接続されており、内気温度センサ５２によって検出された内気温度に関する出力信号が空調制御装置４に入力されるようになっている。

日射センサ５３は、日射量を検出する周知のセンサであり、例えばインストルメントパネルの上面近傍等に設けることができる。日射センサ５３は空調制御装置４に接続されており、日射センサ５３によって検出された日射量に関する出力信号が空調制御装置４に入力されるようになっている。

ヒータ後空気温度センサ５４は、ケーシング３１の内部においてヒータコア３２の空気流れ方向下流側の面に隣接するように設けられており、ヒータコア３２を通過した空気の温度を検出するセンサである。ヒータ後空気温度センサ５４は、空調制御装置４に接続されており、ヒータ後空気温度センサ５４によって検出された空気の温度に関する出力信号が空調制御装置４に入力されるようになっている。

エバポレータ温度センサ５５は、ケーシング３１の内部においてエバポレータ２４の空気流れ方向下流側の面に隣接するように設けられており、エバポレータ２４を通過した空気の温度を検出するセンサである。エバポレータ温度センサ５５は、空調制御装置４に接続されており、エバポレータ温度センサ５５によって検出された空気の温度に関する出力信号が空調制御装置４に入力されるようになっている。

空調制御装置４は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、記憶装置等を有するコンピュータで構成されており、オートエアコン制御の他、乗員が空調操作パネル５０を操作することによるマニュアル制御も行うことができるようになっている。乗員が空調操作パネル５０の内外気切替スイッチを操作し、外気導入モードを選択すると、空調制御装置４は、内外気切替アクチュエータ３０ｄに制御信号を出力して内外気導入部３０を外気導入モードにする。外気導入モードでは、車室外の空気をエバポレータ２４で冷却することになる。また、乗員が空調操作パネル５０の内外気切替スイッチを操作し、内気導入モードを選択すると、空調制御装置４は、内外気切替アクチュエータ３０ｄに制御信号を出力して内外気導入部３０を内気導入モードにする。内気導入モードでは、車室内の空気をエバポレータ２４で冷却することになる。また、乗員が空調操作パネル５０のコンプレッサ２１のＯＮ／ＯＦＦ切替スイッチを操作し、コンプレッサ２１のＯＮモードを選択すると、空調制御装置４は、コンプレッサ２１をＯＮ、即ち、冷凍サイクル装置２を作動させるモード（Ａ／Ｃ ＯＮモード）にする一方、コンプレッサ２１のＯＦＦモードを選択すると、空調制御装置４は、コンプレッサ２１をＯＦＦ、即ち、冷凍サイクル装置２を作動させないモード（Ａ／Ｃ ＯＦＦモード）にする。Ａ／Ｃ ＯＮモードにおいては、コンプレッサ２１のＯＮ／ＯＦＦの切替タイミングによってエバポレータ２４の温度を変更することが可能である。

空調制御装置４は、空調操作パネル５０の操作信号を常時入力しておき、空調操作パネル５０の操作によって乗員が空調をＯＮにしたら制御を開始し、図３のフローチャートに示すように、制御開始直後のステップＳ１では、空調操作パネル５０の操作信号、外気温度センサ５１の出力信号（外気温度（Ｔａ））、内気温度センサ５２の出力信号（内気温度（Ｔｒ））、日射センサ５３の出力信号（日射量（Ｓｕｎ））、ヒータ後空気温度センサ５４の出力信号（Ｔｈ）及びエバポレータ温度センサ５５の出力信号（Ｔｅ）を読み込む。ステップＳ２では、空調操作パネル５０の操作信号、外気温度センサ５１の出力信号、内気温度センサ５２の出力信号及び日射センサ５３の出力信号に基づいて目標吹出空気温度（Ｔｉ）を決定する。例えば、乗員によって空調操作パネル５０の設定温度が高く設定され、かつ、内気温度センサ５２の出力信号が低い温度であれば、目標吹出空気温度（Ｔｉ）を高くし、一方、設定温度が低く設定され、内気温度センサ５２の出力信号が高い温度であれば、目標吹出空気温度（Ｔｉ）を低くする。日射量が多い場合には目標吹出空気温度（Ｔｉ）を低めに設定したり、外気温が高い場合にも目標吹出空気温度（Ｔｉ）を低めに設定する。この目標吹出空気温度（Ｔｉ）の決定手法は従来から周知の手法を用いることができる。尚、目標吹出空気温度（Ｔｉ）は、少なくとも、内気温度センサ５２から出力される車室内の空気温度（Ｔｒ）及び設定温度とに基づいて決定するようにしてもよい。

ステップＳ２に続くステップＳ３では、内外気導入部３０が外気導入モードにあるか否かを判定する。ステップＳ３でＹＥＳと判定されて内外気導入部３０が外気導入モードにある場合にはステップＳ４に進み、ステップＳ３でＮＯと判定されて内気導入モードにある場合にはステップＳ５に進む。

ステップＳ４では、外気導入モードであるため、エバポレータ２４には外気が流入することになる。よって、ステップＳ４においてエバポレータ２４に流入する前の空気温度（Ｔｅ ｉｎ）が外気温度（Ｔａ）であるとする。また、ステップＳ５では、内気導入モードであるため、エバポレータ２４には内気が流入することになる。よって、ステップＳ５においてエバポレータ２４に流入する前の空気温度（Ｔｅ ｉｎ）が内気温度（Ｔｒ）であるとする。したがって、内外気導入部３０の作動状態を判定するという簡単な制御内容としながら、エバポレータ２４により冷却される前の空気温度を的確に推定することが可能になる。

ステップＳ４及びステップＳ５を経た後、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、目標エバポレータ温度（Ｔｅ ｔｒｇ）を次式に基づいて決定する。目標エバポレータ温度（Ｔｅ ｔｒｇ）は、冷却熱源であるエバポレータ２４の目標温度である。
Ｔｅ ｔｒｇ＝Ｔｉ＋（Ｋｄｃ−Ｋｄｃｉｎ×Ｔｅ ｉｎ）×（Ｔｉ−Ｔｒ）
（Ｋｄｃ−Ｋｄｃｉｎ×Ｔｅ ｉｎ）×（Ｔｉ−Ｔｒ）の項は、空調風通路４３ａ、４４ａ、４５ａを流通する間の空気の熱変化量を表している。熱変化量は、空調風通路４３ａ、４４ａ、４５ａ毎に異なっている。Ｋｄｃは、空調風通路４３ａ、４４ａ、４５ａ毎に設定された熱変化量算出係数であり、空調風通路４３ａ、４４ａ、４５ａ毎に空気の冷熱量が奪われる度合いを示す。また、Ｋｄｃｉｎは、空調風通路４３ａ、４４ａ、４５ａ毎に設定された熱変化量算出吸込温度係数である。つまり、（Ｋｄｃ−Ｋｄｃｉｎ×Ｔｅ ｉｎ）は、空調風通路４３ａ、４４ａ、４５ａ毎、及びエバポレータ２４に流入する前の空気温度（Ｔｅ ｉｎ）によって決まる係数を表している。したがって、空調風通路４３ａ、４４ａ、４５ａを流通する間の空気の熱変化量は、目標吹出空気温度（Ｔｉ）と内気温度センサ５２で検出された車室内の空気温度（Ｔｒ）との差に基づいて得ることができる。そして、空調制御装置４は、吹出モードを検出し、現在の吹出モードで空調風が流通している空調風通路４３ａ、４４ａ、４５ａに対応した係数を使用して目標エバポレータ温度（Ｔｅ ｔｒｇ）を決定する。

ステップＳ６で目標エバポレータ温度（Ｔｅ ｔｒｇ）を決定した後、ステップＳ７に進み、Ａ／Ｃ ＯＮモードであるか否かを判定する。ステップＳ７では、空調操作パネル５０に設けられているコンプレッサ２１のＯＮ／ＯＦＦ切替スイッチの操作状態を検出してＯＮであればステップＳ８に進む一方、ＯＦＦであればステップＳ９に進む。ステップＳ８では、Ａ／Ｃ ＯＮモードであるため、エバポレータ２４で冷却された空気がヒータコア３２に流入することになる。よって、ステップＳ８においてヒータコア３２に流入する前の空気温度（Ｔｈ ｉｎ）が目標エバポレータ温度（Ｔｅ ｔｒｇ）であるとする。また、ステップＳ９では、Ａ／Ｃ ＯＦＦモードであるため、エバポレータ２４で冷却されない空気がヒータコア３２に流入することになる。よって、ステップＳ８においてヒータコア３２に流入する前の空気温度（Ｔｈ ｉｎ）がエバポレータ温度センサ５５で検出された現在温度（Ｔｅ）であるとする。したがって、冷凍サイクル装置２の作動状態を判定するという簡単な制御内容としながら、ヒータコア３２により加熱される前の空気温度を的確に推定することが可能になる。

ステップＳ８及びステップＳ９を経た後、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、目標ヒータコア温度（Ｔｈ ｔｒｇ）を次式に基づいて決定する。目標ヒータコア温度（Ｔｈ ｔｒｇ）は、加熱熱源であるヒータコア３２の目標温度である。

Ｔｈ ｔｒｇ＝Ｔｉ＋（Ｋｄｈ−Ｋｄｈｉｎ×Ｔｈ ｉｎ）×（Ｔｉ−Ｔｒ）
（Ｋｄｈ−Ｋｄｈｉｎ×Ｔｈ ｉｎ）×（Ｔｉ−Ｔｒ）の項は、空調風通路４３ａ、４４ａ、４５ａを流通する間の空気の熱変化量を表している。熱変化量は、空調風通路４３ａ、４４ａ、４５ａ毎に異なっている。Ｋｄｈは、空調風通路４３ａ、４４ａ、４５ａ毎に設定された熱変化量算出係数であり、空調風通路４３ａ、４４ａ、４５ａ毎に空気の熱量が奪われる度合いを示す。また、Ｋｄｈｉｎは、空調風通路４３ａ、４４ａ、４５ａ毎に設定された熱変化量算出吸込温度係数である。つまり、（Ｋｄｈ−Ｋｄｈｉｎ×Ｔｈ ｉｎ）は、空調風通路４３ａ、４４ａ、４５ａ毎、及びヒータコア３２に流入する前の空気温度（Ｔｈ ｉｎ）によって決まる係数を表している。したがって、空調風通路４３ａ、４４ａ、４５ａを流通する間の空気の熱変化量は、目標吹出空気温度（Ｔｉ）と内気温度センサ５２で検出された車室内の空気温度（Ｔｒ）との差に基づいて得ることができる。そして、空調制御装置４は、吹出モードを検出し、現在の吹出モードで空調風が流通している空調風通路４３ａ、４４ａ、４５ａに対応した係数を使用して目標ヒータコア温度（Ｔｈ ｔｒｇ）を決定する。尚、空気の熱変化量は、少なくとも目標吹出空気温度（Ｔｉ）と内気温度センサ５２で検出された車室内の空気温度（Ｔｒ）との差に基づいて得るようにしてもよい。

ステップＳ１０に続くステップＳ１１では、冷凍サイクル装置２の運転能力を決定する。冷凍サイクル装置２の運転能力によってエバポレータ２３の温度が変化するので、エバポレータ２３の温度が、ステップＳ６で決定した目標エバポレータ温度（Ｔｅ ｔｒｇ）となるように冷凍サイクル装置２の運転能力を決定する。

ステップＳ１２では、ヒータコア３２の加熱能力を決定する。ヒータコア３２の加熱能力は、流量制御弁３２ｂの開度によって変化するので、ヒータコア３２の温度が、ステップＳ１０で決定した目標ヒータコア温度（Ｔｈ ｔｒｇ）となるように流量制御弁３２ｂの開度を決定する。

そして、空調制御装置４は、ステップＳ１１で決定した運転能力となるようにコンプレッサ２１を制御するとともに、ステップＳ１２で決定した開度となるように流量制御弁３２ｂを制御する。

以上説明したように、この実施形態に係る車両用空調装置１によれば、ステップＳ１０において、目標吹出空気温度（Ｔｉ）と内気温度センサ５２で検出された車室内の空気温度（Ｔｒ）との差に基づいて、空調風通路４３ａ、４４ａ、４５ａを流通する間の空気の熱変化量を得て、得られた熱変化量と目標吹出空気温度（Ｔｉ）とに基づいてヒータコア３２の目標温度（Ｔｈ ｔｒｇ）を決定し、決定された目標温度（Ｔｈ ｔｒｇ）となるようにヒータコア３２を制御するようにしている。これにより、吹出空気温度を検出する温度センサを省略しながら、車室に吹き出す吹出空気温度を快適性の高い温度にすることができる。

また、ステップＳ６において、目標吹出空気温度（Ｔｉ）と内気温度センサ５２で検出された車室内の空気温度（Ｔｒ）との差に基づいて、空調風通路４３ａ、４４ａ、４５ａを流通する間の空気の熱変化量を得て、得られた熱変化量と目標吹出空気温度（Ｔｉ）とに基づいてエバポレータ２４の目標温度（Ｔｅ ｔｒｇ）を決定し、決定された目標温度（Ｔｅ ｔｒｇ）となるように冷凍サイクル装置２を制御するようにしている。これにより、冷房時にも快適性を高めることができる。

また、内外気切替部３０が外気導入モードにあるときには、外気温度（Ｔａ）を、エバポレータ２４により冷却される前の空気温度とする一方、内気導入モードにあるときには、内気温度（Ｔｒ）を、エバポレータ２４により冷却される前の空気温度とするようにしている。これにより、簡単な制御内容としながら、エバポレータ２４により冷却される前の空気温度を的確に推定することができる。

また、冷凍サイクル装置２が作動状態にあるときには、エバポレータ２４の目標温度（Ｔｅ ｔｒｇ）を、ヒータコア３２によって加熱される前の空気温度とする一方、冷凍サイクル装置２が停止状態にあるときには、エバポレータ２４の現在温度（Ｔｅ）を、ヒータコア３２によって加熱される前の空気温度とするようにしている。これにより、簡単な制御内容としながら、ヒータコア３２により加熱される前の空気温度を的確に推定することができる。

尚、上記実施形態では、加熱熱源がヒータコア３２である場合について説明するが、これに限らず、電力の供給によって発熱する電気ヒータで構成されていてもよい。電気ヒータとしては、例えばＰＴＣ素子を使用したＰＴＣヒータ等を挙げることができる。電気ヒータの場合には、空調制御装置４によって電気ヒータへの電力供給量を変化させることで加熱熱源の温度を変化させることができる。

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明に係る車両用空調装置は、例えば加熱熱源の温度を調節することができる場合に適している。

１ 車両用空調装置
２ 冷凍サイクル装置
４ 空調制御装置
２４ エバポレータ（冷却熱源）
３０ 内外気導入部
３２ ヒータコア（加熱熱源）
４３ａ、４４ａ、４５ａ 空調風通路
５０ 空調操作パネル（温度設定手段）
５１ 外気温度センサ
５２ 内気温度センサ

Claims (6)

1. 空気を加熱する加熱熱源と、
   車室の所定部位まで延び、上記加熱熱源によって加熱された空気を導く空調風通路と、
   車室内の空気温度を検出する内気温度センサと、
   乗員が車室内の温度を設定する温度設定手段と、
   少なくとも上記内気温度センサから出力される車室内の空気温度及び上記温度設定手段で設定された設定温度とに基づいて目標吹出空気温度を決定するとともに、上記加熱熱源を制御する空調制御装置と、
   空気を冷却する冷却熱源と、
   冷凍サイクル装置とを備えた車両用空調装置において、
   上記空調風通路は、上記冷却熱源によって冷却された空気が流通するように構成され、
   上記冷凍サイクル装置の冷媒蒸発器が上記冷却熱源とされて上記加熱熱源の空気流れ上流側に配設され、
   上記空調制御装置は、少なくとも目標吹出空気温度と上記内気温度センサで検出された車室内の空気温度との差に基づいて上記空調風通路を流通する間の空気の熱変化量を得て、得られた熱変化量と目標吹出空気温度とに基づいて上記加熱熱源の目標温度と上記冷却熱源の目標温度をそれぞれ決定し、決定された上記加熱熱源の目標温度となるように上記加熱熱源を制御するとともに、決定された上記冷却熱源の目標温度となるように上記冷却熱源を制御するように構成され、
   さらに、上記空調制御装置は、上記冷凍サイクル装置を作動させるモードにあるか否かを判定し、上記冷凍サイクル装置を作動させるモードにあるときには、上記冷却熱源の目標温度を、上記加熱熱源により加熱される前の空気温度とする一方、上記冷凍サイクル装置を作動させないモードにあるときには、上記冷却熱源の現在温度を、上記加熱熱源により加熱される前の空気温度とするように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１に記載の車両用空調装置において、
   上記空調制御装置は、上記空調風通路を流通する間の空気の熱変化量を、少なくとも、目標吹出空気温度と、上記内気温度センサで検出された車室内の空気温度と、上記加熱熱源により加熱される前の空気温度とに基づいて得るように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項１に記載の車両用空調装置において、
   上記空調制御装置は、上記空調風通路を流通する間の空気の熱変化量を、少なくとも、目標吹出空気温度と、上記内気温度センサで検出された車室内の空気温度と、上記冷却熱源により冷却される前の空気温度とに基づいて得るように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項３に記載の車両用空調装置において、
   車室外の空気温度を検出する外気温度センサと、
   車室外の空気を上記冷却熱源で冷却する外気導入モードと、車室内の空気を上記冷却熱源で冷却する内気導入モードとに切り替えられる内外気導入部とを備え、
   上記空調制御装置は、上記内外気導入部のモードを判定し、上記内外気導入部が外気導入モードにあるときには、上記外気温度センサで検出された外気温度を、上記冷却熱源により冷却される前の空気温度とする一方、上記内外気導入部が内気導入モードにあるときには、上記内気温度センサで検出された内気温度を、上記冷却熱源により冷却される前の空気温度とするように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、
   上記加熱熱源は、車両に搭載されたエンジンの冷却水が供給されるヒータコアで構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、
   上記加熱熱源は、電力の供給によって発熱する電気ヒータで構成されていることを特徴とする車両用空調装置。

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