JP6566884B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に用いられる空調装置に関する。

従来、特許文献１には、エンジン冷却水の温度が低い時、ヒータコアへの冷却水の流通を遮断することによってエンジンの暖機を促進させる車両用空調装置が記載されている。

ヒータコアは、エンジン冷却水と車室内へ送風される空気とを熱交換させて車室内へ送風される空気を加熱する熱交換器である。

この従来技術では、エンジン冷却水の温度が低い時、エンジンの熱がヒータコアで外部に放熱されることが抑制されるので、エンジン冷却水の温度を早期に上昇させてエンジンの暖機を促進させることができる。

特開２０１２−１８８９６５号公報

しかしながら、上記従来技術では、エンジン冷却水の温度が低い時、ヒータコアへの冷却水の流通を遮断するので、車室内へ送風される空気がヒータコアで加熱されることなく車室内に吹き出されてしまい、乗員が寒さを感じるおそれがある。

本発明は上記点に鑑みて、エンジンの暖機時に、乗員が寒さを感じることを抑制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、
車室内空間へ吹き出される空気が流れる空気通路が形成されているケーシング（３１）と、
ケーシング（３１）内に配置され、エンジン（ＥＧ）を冷却する熱媒体と空気とを熱交換させて空気を加熱する加熱用熱交換器（３６）と、
加熱用熱交換器（３６）を流れる熱媒体の流量を調整する流量調整部（４０ａ）と、
冷凍サイクルの冷媒を吸入して吐出する圧縮機（１１）と、
ケーシング（３１）内において加熱用熱交換器（３６）の空気流れ上流側に配置され、冷媒と空気とを熱交換させて空気を冷却する冷却用熱交換器（１５）と、
冷却用熱交換器（１５）の目標温度（ＴＥＯ）を決定し、冷却用熱交換器（１５）の温度（ＴＥ）が目標温度（ＴＥＯ）に近づくように圧縮機（１１）の冷媒吐出能力を制御し、加熱用熱交換器（３６）を流れる熱媒体の流量が所定値以下である場合、目標温度（ＴＥＯ）を、加熱用熱交換器（３６）を流れる熱媒体の流量が所定値を上回っている場合の目標温度（ＴＥＯ）の上限値よりも高い値に決定する制御部（５０）とを備える。

これによると、加熱用熱交換器（３６）を流れる熱媒体の流量が少ない場合、冷却用熱交換器（１５）の温度（ＴＥ）を高くできる。そのため、エンジン（ＥＧ）の暖機時に燃費を向上するために加熱用熱交換器（３６）を流れる熱媒体の流量を少なくしても、吹出空気温度を高くして乗員が寒さを感じることを抑制できる。

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実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。 第１実施形態の車両用空調装置の電気制御部を示すブロック図である。 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処理の要部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処理の別の要部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処理の別の要部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処理の別の要部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処理の別の要部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処理の別の要部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処理の別の要部を示すフローチャートである。 第２実施形態の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３実施形態の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。

以下、実施形態について図に基づいて説明する。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）
以下、実施形態について図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１の全体構成図であり、図２は、車両用空調装置１の電気制御部の構成を示すブロック図である。本実施形態では、車両用空調装置１は、内燃機関ＥＧ（換言すればエンジン）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ハイブリッド車両に適用されている。

本実施形態のハイブリッド車両は、車両停車時に外部電源（換言すれば商用電源）から供給された電力を、車両に搭載されたバッテリ８１に充電可能なプラグインハイブリッド車両として構成されている。

このプラグインハイブリッド車両は、車両走行開始前の車両停車時に外部電源から供給された電力をバッテリ８１に充電しておくことによって、走行開始時のようにバッテリ８１の蓄電残量ＳＯＣが予め定めた走行用基準残量以上になっているときには、主に走行用電動モータの駆動力によって走行する運転モードとなる。以下、この運転モードをＥＶ運転モードという。

一方、車両走行中にバッテリ８１の蓄電残量ＳＯＣが走行用基準残量よりも低くなっているときには、主にエンジンＥＧの駆動力によって走行する運転モードとなる。以下、この運転モードをＨＶ運転モードという。

より詳細には、ＥＶ運転モードは、主に走行用電動モータが出力する駆動力によって車両を走行させる運転モードであるが、車両走行負荷が高負荷となった際にはエンジンＥＧを作動させて走行用電動モータを補助する。つまり、ＥＶ運転モードは、走行用電動モータから出力される走行用の駆動力がエンジンＥＧから出力される走行用の駆動力よりも大きくなる運転モードである。

換言すると、ＥＶ運転モードは、内燃機関側駆動力に対するモータ側駆動力の駆動力比（すなわちモータ側駆動力／内燃機関側駆動力）が、少なくとも０．５より大きくなっている運転モードである。

一方、ＨＶ運転モードは、主にエンジンＥＧが出力する駆動力によって車両を走行させる運転モードであるが、車両走行負荷が高負荷となった際には走行用電動モータを作動させてエンジンＥＧを補助する。つまり、ＨＶ運転モードは、内燃機関側駆動力がモータ側駆動力よりも大きくなる運転モードである。換言すると、ＨＶ運転モードは、駆動力比が、少なくとも０．５より小さくなっている運転モードである。

本実施形態のプラグインハイブリッド車両では、このようにＥＶ運転モードとＨＶ運転モードとを切り替えることによって、車両走行用の駆動力をエンジンＥＧのみから得る通常の車両に対してエンジンＥＧの燃料消費量を抑制して、車両燃費を向上させている。また、このようなＥＶ運転モードとＨＶ運転モードとの切り替え、および、駆動力比の制御は、駆動力制御装置７０によって制御される。

さらに、エンジンＥＧから出力される駆動力は、車両走行用として用いられるのみならず、発電機８０を作動させるためにも用いられる。そして、発電機８０にて発電された電力および外部電源から供給された電力は、バッテリ８１に蓄えることができ、バッテリ８１に蓄えられた電力は、走行用電動モータのみならず、車両用空調装置１を構成する電動式構成機器をはじめとする各種車載機器に供給できる。

次に、本実施形態の車両用空調装置１の詳細構成を説明する。この車両用空調装置１は、バッテリ８１から供給される電力による車室内の空調に加えて、車両走行前の車両停車時に外部電源から供給される電力によって車室内の空調（例えば、プレ空調）を実行可能に構成されている。

本実施形態の車両用空調装置１は、図１に示す冷凍サイクル１０、室内空調ユニット３０、図２に示す空調制御装置５０等を備えている。

まず、室内空調ユニット３０は、車室内最前部の計器盤（換言すれば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３１内に送風機３２、蒸発器１５、ヒータコア３６、ＰＴＣヒータ３７等を収容したものである。

ケーシング３１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３１内には、空気が流れる空気通路が形成されている。

ケーシング３１内の送風空気流れ最上流側には、内気（換言すれば車室内空気）と外気（換言すれば車室外空気）とを切替導入する内外気切替部としての内外気切替箱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、内気導入口２１および外気導入口２２が形成されている。内気導入口２１は、ケーシング３１内に内気を導入させる。外気導入口２２は、ケーシング３１内に外気を導入させる。

さらに、内外気切替箱２０の内部には、ケーシング３１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２３が配置されている。内外気切替ドア２３は、吸込口モードを切り替える吸込口モード切替部であり、内気導入口２１および外気導入口２２の開口面積を連続的に調整する。

従って、内外気切替ドア２３は、ケーシング３１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更する風量割合変更部（換言すれば内外気切替部）を構成する。換言すれば、内外気切替ドア２３は、空気通路に導入される内気および外気に対する外気の比率（以下、外気率と言う。）を調整する外気率調整部である。

より具体的には、内外気切替ドア２３は、電動アクチュエータ６２によって駆動される。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。

また、吸込口モードとしては、全内気モード、全外気モードおよび内外気混入モードがある。

内気モードでは、内気導入口２１を全開とするとともに外気導入口２２を全閉としてケーシング３１内の空気通路へ内気を導入する。外気モードでは、内気導入口２１を全閉とするとともに外気導入口２２を全開としてケーシング３１内の空気通路へ外気を導入する。

内外気混入モードでは、内気モードと外気モードとの間で、内気導入口２１および外気導入口２２の開口面積を連続的に調整することにより、ケーシング３１内の空気通路への内気と外気の導入比率を連続的に変化させる。

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３２（換言すればブロア）が配置されている。送風機３２は、ケーシング３１内の空気通路を流れる空気の風量を調整する風量調整部である。

送風機３２は、ファンを電動モータ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（換言すれば送風能力）が制御される。従って、この電動モータは、送風機３２の送風能力変更部を構成している。

送風機３２のファンは、遠心多翼ファン（例えばシロッコファン）である。ファンは、空気通路に配置されており、内気導入口２１からの内気、および外気導入口２２からの外気を空気通路に送風する。

送風機３２の空気流れ下流側には、蒸発器１５が配置されている。蒸発器１５は、空気通路の全域に亘って配置されている。蒸発器１５は、その内部を流通する冷媒と送風機３２から送風された送風空気とを熱交換させて、送風空気を冷却する冷却部（換言すれば熱交換部）として機能する。具体的には、蒸発器１５は、圧縮機１１、凝縮器１２、気液分離器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、本実施形態に係る冷凍サイクル１０の主要な構成について説明すると、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６１から出力される交流電圧によって、その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、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の吐出能力変更部を構成している。

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送風ファン１２ａから送風された外気とを熱交換させることにより、圧縮機１１から吐出された冷媒を放熱させて凝縮させる室外熱交換器（換言すれば放熱器）である。送風ファン１２ａ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（換言すれば送風空気量）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レシーバである。膨張弁１４は、気液分離器１３から流出した液相冷媒を減圧膨張させる減圧部である。蒸発器１５は、膨張弁１４にて減圧膨張された低圧冷媒を蒸発させて、冷媒に吸熱作用を発揮させる室内熱交換器である。これにより、蒸発器１５は、送風空気を冷却除湿する冷却用熱交換器として機能する。

以上が本実施形態に係る冷凍サイクル１０の主要構成の説明であり、以下、室内空調ユニット３０の説明に戻る。ケーシング３１内の空気通路において、蒸発器１５の空気流れ下流側には、蒸発器１５通過後の空気を流す加熱用通路３３およびバイパス通路３４が並列に形成されている。加熱用通路３３には、蒸発器１５通過後の空気を加熱するためのヒータコア３６およびＰＴＣヒータ３７が、送風空気流れ方向に向かってこの順に配置されている。

空気通路において、加熱用通路３３およびバイパス通路３４の空気流れ下流側には、加熱用通路３３およびバイパス通路３４から流出した空気を混合させる混合空間３５が形成されている。

ヒータコア３６は、エンジンＥＧを冷却するエンジン冷却水（以下、単に冷却水という。）を熱媒体として蒸発器１５通過後の送風空気を加熱する加熱用熱交換器（換言すれば空気加熱部）である。エンジンＥＧは、冷却水を加熱する冷却水加熱部（換言すれば熱媒体加熱部）である。

具体的には、ヒータコア３６とエンジンＥＧは、冷却水配管によって接続されて、ヒータコア３６とエンジンＥＧとの間を冷却水が循環する冷却水回路４０が構成されている。冷却水回路４０には、冷却水を循環させるための冷却水ポンプ４０ａが配置されている。

冷却水ポンプ４０ａは、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（換言すれば冷却水循環流量）が制御される電動式の水ポンプである。冷却水ポンプ４０ａは、ヒータコア３６を流れる冷却水の流量を調整する流量調整部である。

冷却水回路４０の冷却水は、オートマチックトランスミッションフルード（すなわちＡＴＦ）の冷却にも用いられる。

ＰＴＣヒータ３７は、ＰＴＣ素子（換言すれば正特性サーミスタ）を有し、このＰＴＣ素子に電力が供給されることによって発熱して、ヒータコア３６通過後の空気を加熱する補助加熱部としての電気ヒータである。なお、本実施形態のＰＴＣヒータ３７を作動させるために必要な消費電力は、冷凍サイクル１０の圧縮機１１を作動させるために必要な消費電力よりも少ない。

より具体的には、このＰＴＣヒータ３７は、複数（本実施形態では、３本）のＰＴＣ素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃから構成されている。各ＰＴＣ素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃの正極側はバッテリ８１側に接続され、負極側はスイッチ素子を介して、グランド側へ接続されている。スイッチ素子は各ＰＴＣ素子の通電状態（換言すればＯＮ状態）と非通電状態（換言すればＯＦＦ状態）とを切り替えるものである。スイッチ素子の作動は、空調制御装置５０から出力される制御信号によって制御される。

空調制御装置５０は、各ＰＴＣ素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃの通電状態と非通電状態とを独立に切り替えるようにスイッチ素子の作動を制御することによって、通電状態となり加熱能力を発揮するＰＴＣ素子の本数を切り替えて、ＰＴＣヒータ３７全体としての加熱能力を変化させることができる。

バイパス通路３４は、蒸発器１５通過後の空気を、ヒータコア３６およびＰＴＣヒータ３７を通過させることなく、混合空間３５に導くための空気通路である。従って、混合空間３５にて混合された送風空気の温度は、加熱用通路３３を通過する空気およびバイパス通路３４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、空気通路における蒸発器１５の空気流れ下流側であって、加熱用通路３３およびバイパス通路３４の入口側に、加熱用通路３３およびバイパス通路３４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３９を配置している。

エアミックスドア３９は、混合空間３５内の空気温度（換言すれば、車室内へ送風される送風空気の温度）を調整する温度調整部を構成する。

より具体的には、エアミックスドア３９は、共通の電動アクチュエータ６３によって駆動される共通の回転軸と、その共通の回転軸に連結された板状のドア本体部を有して構成される、いわゆる片持ちドアで構成されている。また、エアミックスドア用の電動アクチュエータ６３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３１の送風空気流れ最下流部には、混合空間３５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、フェイス吹出口２４、フット吹出口２５およびデフロスタ吹出口２６が設けられている。

フェイス吹出口２４は、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出す上半身側吹出口である。フット吹出口２５は、乗員の足元に向けて空調風を吹き出す足元側吹出口である。デフロスタ吹出口２６は、車両前面窓ガラスＷの内側面に向けて空調風を吹き出す窓ガラス側吹出口である。

また、フェイス吹出口２４、フット吹出口２５、およびデフロスタ吹出口２６の空気流れ上流側には、それぞれ、フェイス吹出口２４の開口面積を調整するフェイスドア２４ａ、フット吹出口２５の開口面積を調整するフットドア２５ａ、デフロスタ吹出口２６の開口面積を調整するデフロスタドア２６ａが配置されている。

これらのフェイスドア２４ａ、フットドア２５ａ、デフロスタドア２６ａは、吹出口モードを切り替える吹出口モードドア（換言すれば吹出口モード切替部）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電動アクチュエータ６４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６４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。

吹出口モードとしては、フェイスモード、バイレベルモード、フットモードおよびフットデフロスタモードがある。図面では、フェイスモードをＦＡＣＥと略記し、フットモードをＦＯＯＴと略記し、バイレベルモードをＢ／Ｌと略記する。

フェイスモードでは、フェイス吹出口２４を全開してフェイス吹出口２４から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出す。バイレベルモードでは、フェイス吹出口２４とフット吹出口２５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。フットモードでは、フット吹出口２５を全開するとともにデフロスタ吹出口２６を小開度だけ開口して、フット吹出口２５から主に空気を吹き出す。フットデフロスタモードでは、フット吹出口２５およびデフロスタ吹出口２６を同程度開口して、フット吹出口２５およびデフロスタ吹出口２６の双方から空気を吹き出す。

乗員が、図２に示す操作パネル６０のデフロスタスイッチ６０ｃをマニュアル操作することによって、デフロスタモードとすることもできる。デフロスタモードでは、デフロスタ吹出口２６を全開してデフロスタ吹出口２６から車両フロント窓ガラス内面に空気を吹き出す。

バイレベルモード、フットモード、フットデフロスタモードおよびデフロスタモードは、非フェイスモードである。

本実施形態の車両用空調装置１は、図示しない電熱デフォッガを備えている。電熱デフォッガは、車室内窓ガラスの内部あるいは表面に配置された電熱線であって、窓ガラスを加熱することで防曇あるいは窓曇り解消を行う窓ガラス加熱部である。この電熱デフォッガについても空調制御装置５０から出力される制御信号によって、その作動を制御できるようになっている。

車両用空調装置１は、図２に示すシート空調装置９０を備えている。シート空調装置９０は、乗員が着座する座席の表面温度を上昇させる補助加熱部である。具体的には、このシート空調装置９０は、座席表面に埋め込まれた電熱線で構成され、電力を供給されることによって発熱するシート加熱部である。

そして、室内空調ユニット１０の各吹出口２４〜２６から吹き出される空調風によって車室内の暖房が不十分となり得る際に作動させて乗員の暖房感を補う機能を果たす。なお、このシート空調装置９０は、空調制御装置５０から出力される制御信号によって作動が制御され、作動時には座席の表面温度を約４０℃程度となるまで上昇させるように制御される。

車両用空調装置１は、シート送風装置、ステアリングヒータ、膝輻射ヒータを備えていてもよい。シート送風装置は、座席の内側から乗員に向けて空気を送風する送風部である。ステアリングヒータは、電気ヒータでステアリングを加熱するステアリング加熱部である。膝輻射ヒータは、輻射熱の熱源となる熱源光を乗員の膝に向けて照射する暖房部である。シート送風装置、ステアリングヒータ、膝輻射ヒータの作動は、空調制御装置５０から出力される制御信号によって制御できる。

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。空調制御装置５０（換言すれば空調制御部）、駆動力制御装置７０（換言すれば駆動力制御部）および電力制御装置７１（換言すれば電力制御部）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。

駆動力制御装置７０の出力側には、エンジンＥＧを構成する各種エンジン構成機器および走行用電動モータへ交流電流を供給する走行用インバータ等が接続されている。各種エンジン構成機器としては、具体的に、エンジンＥＧを始動させるスタータ、エンジンＥＧに燃料を供給する燃料噴射弁（換言すればインジェクタ）の駆動回路（いずれも図示せず）等が接続されている。

また、駆動力制御装置７０の入力側には、バッテリ８１の端子間電圧ＶＢを検出する電圧計、バッテリ８１へ流れ込む電流ＡＢｉｎあるいはバッテリ８１から流れる電流ＡＢｏｕｔを検出する電流計、アクセル開度Ａｃｃを検出するアクセル開度センサ、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ、車速Ｖｖを検出する車速センサ（いずれも図示せず）等の種々のエンジン制御用のセンサ群が接続されている。

空調制御装置５０の出力側には、送風機３２、圧縮機１１の電動モータ１１ｂ用のインバータ６１、送風ファン１２ａ、各種電動アクチュエータ６２、６３、６４、ＰＴＣヒータ３７、冷却水ポンプ４０ａ、シート空調装置９０等が接続されている。

空調制御装置５０の入力側には、内気センサ５１、外気センサ５２、日射センサ５３、吐出温度センサ５４、吐出圧力センサ５５、蒸発器温度センサ５６、冷却水温度センサ５８、および窓表面湿度センサ５９等の種々の空調制御用のセンサ群が接続されている。

内気センサ５１は、車室内温度Ｔｒを検出する車室内温度検出部である。外気センサ５２は、外気温Ｔａｍを検出する外気温度検出部である。日射センサ５３は、車室内の日射量Ｔｓを検出する日射量検出部である。

吐出温度センサ５４は、圧縮機１１吐出冷媒温度Ｔｄを検出する吐出温度検出部である。吐出圧力センサ５５は、圧縮機１１吐出冷媒圧力Ｐｄを検出する吐出圧力検出部である。

蒸発器温度センサ５６は、蒸発器１５からの吹出空気温度ＴＥ（以下、蒸発器温度と言う。）を検出する熱交換器温度検出部である。冷却水温度センサ５８は、エンジンＥＧ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検出部である。

本実施形態の蒸発器温度センサ５６は、具体的に蒸発器１５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１５のその他の部位の温度を検出する温度検出部を採用してもよいし、蒸発器１５を流通する冷媒自体の温度を直接検出する温度検出部を採用してもよい。

窓表面湿度センサ５９は、窓近傍湿度を検出する湿度検出部である。窓近傍湿度は、車室内の窓ガラス近傍の車室内空気の相対湿度である。

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は、空調ユニット３０の作動を手動設定するための手動操作部である。

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、エアコンスイッチ６０ａ、オートスイッチ、吸込口モードの切替スイッチ、吹出口モードの切替スイッチ６０ｂ、デフロスタスイッチ６０ｃ、風量設定スイッチ６０ｄ、車室内温度設定スイッチ６０ｅ、エコノミースイッチ６０ｆ、現在の車両用空調装置１の作動状態等を表示する表示部６０ｇ等が設けられている。

エアコンスイッチ６０ａは、乗員の操作によって圧縮機１１の起動および停止を切り替える圧縮機作動設定部である。エアコンスイッチ６０ａには、エアコンスイッチ６０ａの操作状況に応じて点灯・消灯するエアコンインジケータが設けられている。

オートスイッチは、乗員の操作によって車両用空調装置１の自動制御を設定あるいは解除する自動制御設定部である。

吹出口モード切替スイッチ６０ｂは、フェイスモード、バイレベルモード、フットモードおよびフットデフロスタモードを切り替える吹出口モード切替部である。デフロスタスイッチ６０ｃは、乗員の操作によってデフロスタモードを設定するデフロスタモード設定部である。

フットデフロスタモードおよびデフロスタモードでは、残余の吹出口モードに比べて窓の防曇性が高くなる。吹出口モード切替スイッチ６０ｂおよびデフロスタスイッチ６０ｃは、空調ユニット３０による窓の防曇性を向上させる指令を空調制御装置５０に出力するための防曇操作部である。

風量設定スイッチ６０ｄは、送風機３２の送風量を手動設定するための風量設定部である。車室内温度設定スイッチ６０ｅは、乗員の操作によって車室内目標温度Ｔｓｅｔを設定する目標温度設定部である。

エコノミースイッチ６０ｆは、環境への負荷の低減を優先させるスイッチである。エコノミースイッチ６０ｆを投入することにより、車両用空調装置１の作動モードが、空調の省動力化を優先させるエコノミーモードに設定される。エコノミースイッチ６０ｆは省動力優先モード設定部である。

また、エコノミースイッチ６０ｆを投入することにより、ＥＶ運転モード時に、走行用電動モータを補助するために作動させるエンジンＥＧの作動頻度を低下させる信号が駆動力制御装置７０に出力される。

また、空調制御装置５０および駆動力制御装置７０は、電気的に接続されて通信可能に構成されている。これにより、一方の制御装置に入力された検出信号あるいは操作信号に基づいて、他方の制御装置が出力側に接続された各種機器の作動を制御することもできる。例えば、空調制御装置５０が駆動力制御装置７０へエンジンＥＧの要求信号を出力することによって、エンジンＥＧの作動を要求することが可能となっている。なお、駆動力制御装置７０では、空調制御装置５０からのエンジンＥＧの作動を要求する要求信号を受信すると、エンジンＥＧの作動の要否を判定し、その判定結果に応じてエンジンＥＧの作動を制御する。

さらに、空調制御装置５０は、車両外部の電源から供給される電力やバッテリ８１に蓄えられた電力に応じて、車両における各種電気機器に配分する電力の決定等を行う電力制御装置７１が電気的に接続されている。本実施形態の空調制御装置５０には、電力制御装置７１から出力される出力信号（例えば、空調用に使用を許可する空調使用許可電力を示すデータ等）が入力される。

ここで、空調制御装置５０および駆動力制御装置７０は、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御部が一体に構成されたものであるが、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成（例えば、ハードウェアおよびソフトウェア）が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御部を構成している。

例えば、空調制御装置５０のうち、送風部である送風機３２の作動を制御して、送風機３２の送風能力を制御する構成が送風能力制御部５０ａを構成している。空調制御装置５０のうち、圧縮機１１の電動モータ１１ｂに接続されたインバータ６１から出力される交流電圧の周波数を制御して、圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御する構成が圧縮機制御部５０ｂを構成している。

空調制御装置５０のうち、吸込口モードの切り替えを制御する構成が吸込口モード切替部５０ｃを構成している。空調制御装置５０のうち、吹出口モードの切り替えを制御する構成が吹出口モード切替部５０ｄを構成している。

空調制御装置５０における駆動力制御装置７０と制御信号の送受信を行う構成が、要求信号出力部を構成している。駆動力制御装置７０における空調制御装置５０と制御信号の送受信を行うと共に、要求信号出力部等からの出力信号に応じてエンジンＥＧの作動の要否を決定する構成（換言すれば作動要否決定部）が、信号通信部を構成している。

次に、図３〜図１０により、上記構成における本実施形態の車両用空調装置１の作動を説明する。図３は、本実施形態の車両用空調装置１のメインルーチンとしての制御処理を示すフローチャートである。この制御処理は、車両用空調装置１を構成する電動式構成機器をはじめとする各種車載機器にバッテリ８１や外部電源等から電力が供給された状態で、車両用空調装置１の作動スイッチが投入されるとスタートする。なお、図３〜図１０中の各制御ステップは、空調制御装置５０が有する各種の機能実現部を構成している。

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のイニシャライズが行われる。なお、このイニシャライズでは、フラグや演算値のうち、前回の車両用空調装置１の作動終了時に記憶された値が維持されるものもある。

次に、ステップＳ２では、操作パネル６０の操作信号等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によって設定される車室内目標温度Ｔｓｅｔ、吸込口モードスイッチの設定信号等がある。

次に、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５１〜５８の検出信号や、外部電源からの電力の供給状態を示す電力状態信号等を読み込む。なお、電力状態信号が、外部電源から車両に電力を供給可能な状態（プラグイン状態）を示す場合には、外部電源フラグがＯＮされ、外部電源から車両に電力を供給できない状態（プラグアウト状態）を示す場合には、外部電源フラグがＯＦＦされる。

また、このステップＳ３では、駆動力制御装置７０の入力側に接続されたセンサ群の検出信号、および駆動力制御装置７０から出力される制御信号等の一部も、駆動力制御装置７０から読み込んでいる。

次に、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。従って、ステップＳ４は目標吹出温度決定部を構成している。

目標吹出温度ＴＡＯは、以下の数式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（換言すれば内気温）、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。

なお、目標吹出温度ＴＡＯは、車室内を所望の温度に保つために車両用空調装置１が生じさせる必要のある熱量に相当するもので、車両用空調装置１に要求される空調負荷（空調熱負荷）として捉えることができる。

続くステップＳ５〜Ｓ１３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３９の目標開度ＳＷを目標吹出温度ＴＡＯ、蒸発器温度センサ５６によって検出された蒸発器温度ＴＥ、冷却水温度Ｔｗに基づいて算出する。具体的には、まず、次の数式Ｆ２により仮のエアミックス開度ＳＷｄｄを算出する。
ＳＷｄｄ＝｛（ＴＡＯ−ＴＥ）／（Ｔｗ−ＴＥ）｝×１００（％）…（Ｆ２）
次に、仮のエアミックス開度ＳＷｄｄ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、エアミックス開度ＳＷを決定する。この制御マップでは、仮のエアミックス開度ＳＷｄｄにほぼ比例するようにエアミックス開度ＳＷを決定する。

次のステップＳ６では、送風機３２の送風能力（具体的には、電動モータに印加する電圧）を決定する。このステップＳ６の詳細については、図４のフローチャートを用いて説明する。

図４に示すように、まず、ステップＳ６０１では、操作パネル６０のオートスイッチが投入されているか否かを判定する。この結果、オートスイッチが投入されていないと判定された場合は、ステップＳ６０２で、操作パネル６０の風量設定スイッチ６０ｄによってマニュアル設定された乗員の所望の風量となるブロワ電圧が決定されて、ステップＳ７に進む。

具体的には、本実施形態の風量設定スイッチ６０ｄは、Ｌｏ→Ｍ１→Ｍ２→Ｍ３→Ｈｉの５段階の風量を設定することができ、それぞれ４Ｖ→６Ｖ→８Ｖ→１０Ｖ→１２Ｖの順にブロワ電圧が高くなるように決定される。

一方、ステップＳ６０１にて、オートスイッチが投入されていると判定された場合は、ステップＳ６０３で、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仮ブロワ電圧ｆ（ＴＡＯ）および暖機時上限ブロワ電圧ｆ（水温）を決定する。

仮ブロワ電圧ｆ（ＴＡＯ）は、空調熱負荷に応じて決定される。仮ブロワ電圧ｆ（ＴＡＯ）は、ステップＳ６で最終的に決定されるブロワ電圧の候補値として用いられる。ブロワ電圧は、送風機３２の電動モータに印加する送風機電圧である。

本実施形態における仮ブロワ電圧ｆ（ＴＡＯ）を決定する制御マップは、ＴＡＯに対する仮ブロワ電圧ｆ（ＴＡＯ）の値がバスタブ状の曲線を描くように構成されている。

すなわち、図４のステップＳ６０３に示すように、ＴＡＯの極低温域（本実施形態では、−２０℃以下）および極高温域（本実施形態では、８０℃以上）では、送風機３２の風量が最大風量付近となるように仮ブロワ電圧ｆ（ＴＡＯ）を高レベルに上昇させる。

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の上昇に応じて送風機３２の送風量が減少するように、仮ブロワ電圧ｆ（ＴＡＯ）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、送風機３２の風量が減少するように仮ブロワ電圧ｆ（ＴＡＯ）を減少させる。

そして、ＴＡＯが所定の中間温度域内（本実施形態では、１０℃〜３８℃）に入ると、送風機３２の風量が低風量となるように仮ブロワ電圧ｆ（ＴＡＯ）を低レベルに低下させる。これにより、空調熱負荷に応じた基本ブロワ電圧が算出される。

すなわち、仮ブロワ電圧ｆ（ＴＡＯ）は、ＴＡＯに基づいて決定される値である。換言すれば、仮ブロワ電圧ｆ（ＴＡＯ）は、車室内設定温度Ｔｓｅｔ、内気温Ｔｒ、外気温Ｔａｍ、日射量Ｔｓに基づいて決定される値に基づいて決定されている。

仮ブロワ電圧ｆ（ＴＡＯ）は、通常使用域の風量に対応する値（具体的には４〜１２）に決定される。

暖機時上限ブロワ電圧ｆ（水温）は、エンジンＥＧの暖機時（すなわち冷却水温度Ｔｗが低温の時）におけるブロワ電圧の上限値である。ブロワ電圧補正値ｆ（窓近傍湿度）は、窓ガラスの曇り可能性に応じたブロワ電圧の補正値である。

具体的には、図４のステップＳ６０３に示すように、冷却水温度Ｔｗの低温域（本実施形態では、４０℃以下）では、暖機時上限ブロワ電圧ｆ（水温）を０にする。冷却水温度Ｔｗの極高温域（本実施形態では、６５℃以上）では、暖機時上限ブロワ電圧ｆ（水温）を１１にする。冷却水温度Ｔｗが低温域から高温域へと上昇するにつれて暖機時上限ブロワ電圧ｆ（水温）を０以上１１以下の範囲で上昇させる。

これにより、冷却水温度Ｔｗが十分に上昇しておらずヒータコア３６で空気を十分に加熱できない状態のときに吹出風量が高くなって乗員が寒気を感じることを防止できる。

続くステップＳ６０４では、前回のステップＳ８で決定された吹出口モードがフェイスモード、フットモードまたはバイレベルモードであるか否かを判定する。

吹出口モードがフットモードまたはバイレベルモードであると判定された場合、ステップＳ６０５へ進み、次の数式Ｆ３によりブロワ電圧を算出する。
ブロワ電圧＝ＭＩＮ｛ｆ（ＴＡＯ），ｆ（水温）｝…Ｆ３
なお、数式Ｆ３のＭＩＮ｛ｆ（ＴＡＯ），ｆ（水温）｝とは、ｆ（ＴＡＯ）およびｆ（水温）のうち小さい方の値を意味している。

これにより、吹出口モードがフットモードまたはバイレベルモードである場合、送風機３２の送風能力が目標吹出温度ＴＡＯおよび冷却水温度Ｔｗに応じて適切に調整される。

一方、吹出口モードがフェイスモードであると判定された場合、ステップＳ６０６へ進み、ブロワ電圧を仮ブロワ電圧ｆ（ＴＡＯ）に決定する。

これにより、吹出口モードがフェイスモードであり且つヒータコア３６に通水されている場合、送風機３２の送風能力が目標吹出温度ＴＡＯに応じて適切に調整される。すなわち、吹出口モードがフェイスモードであり且つヒータコア３６に通水されている場合、冷却水温度Ｔｗに応じた風量制御を行わない。

次のステップＳ７では、吸込口モード、すなわち内外気切替箱２０の切替状態を決定する。このステップＳ７の詳細については、図５のフローチャートを用いて説明する。図５に示すように、まず、ステップＳ７０１では、操作パネル６０のオートスイッチが投入されているか否かを判定する。この結果、オートスイッチが投入されていないと判定された場合は、ステップＳ７０２〜Ｓ７０４で、マニュアルモードに応じた外気導入率を決定してステップＳ８へ進む。

具体的には、マニュアル吸込口モードが全内気モード（換言すればＲＥＣモード）の場合、ステップＳ７０３で外気率を０％に決定し、マニュアル吸込口モードが全外気モード（換言すればＦＲＳモード）の場合、ステップＳ７０４で外気率を１００％に決定する。外気率は、内外気切替箱２０からケーシング３１内に導入される導入空気（すなわち外気および内気）に対して外気が占める比率である。

一方、ステップＳ７０１にて、オートスイッチが投入されていると判定された場合は、ステップＳ７０５へ進み、ステップＳ４で算出した目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、空調運転状態が冷房運転か暖房運転かを判定する。図５の例では、目標吹出温度ＴＡＯが２５℃を上回っている場合、暖房運転と判定し、それ以外の場合、冷房運転と判定する。

ステップＳ７０５にて冷房運転と判定した場合、ステップＳ７０６へ進み、目標吹出温度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、外気率を決定してステップＳ８へ進む。

具体的には、ＴＡＯが低いときは外気率を小さくし、ＴＡＯが高いときは外気率を大きくする。図５の例では、ＴＡＯ≦０℃であれば外気率を０％とし、ＴＡＯ≧１５℃であれば外気率を１００％とし、０℃＜ＴＡＯ＜１５℃であればＴＡＯが高いほど外気率を０〜１００％の範囲で大きくする。

決定された外気率に応じて内外気切替ドア２３の開度が変更される。具体的には、外気率が０％に設定された場合、吸込口モードが全内気モードとなるように内外気切替ドア２３の開度が制御される。外気率が１００％に設定された場合、吸込口モードが全外気モードとなるように内外気切替ドア２３の開度が制御される。外気率が０％超１００％未満に設定された場合、吸込口モードが内外気混入モードとなるように内外気切替ドア２３の開度が制御される。

これにより、冷房負荷が高いほど内気の導入率を高くして冷房効率を高めることができる。

一方、ステップＳ７０５にて暖房運転と判定された場合、ステップＳ７０７へ進み、窓表面湿度センサ５９で検出した窓近傍湿度に基づいて、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、外気率を決定してステップＳ８へ進む。

具体的には、窓近傍湿度が低いときは外気率を小さくし、窓近傍湿度が高いときは外気率を大きくする。図５の例では、窓近傍湿度≦７０％であれば外気率を５０％とし、窓近傍湿度≧８５％であれば外気率を１００％とし、５０％＜窓近傍湿度＜８５％であれば窓近傍湿度が高いほど外気率を５０〜１００％の範囲で大きくする。

これにより、窓近傍湿度が高いほど外気の導入率を高くして車室内空間の湿度を低下させ、ひいては窓曇りを抑制する。

次のステップＳ８では、吹出口モード、すなわちフェイスドア２４ａ、フットドア２５ａ、デフロスタドア２６ａの切替状態を決定する。このステップＳ８の詳細については、図６のフローチャートを用いて説明する。

図６に示すように、まず、ステップＳ８１では、操作パネル６０のオートスイッチが投入されているか否かを判定する。この結果、オートスイッチが投入されていないと判定された場合は、ステップＳ８２で、マニュアルモードに応じた吹出口モードを決定してステップＳ９へ進む。

具体的には、マニュアル吹出口モードがフェイスモードの場合、フェイスモードに決定し、マニュアル吹出口モードがバイレベルモードの場合、バイレベルモードに決定し、マニュアル吹出口モードがフットモードの場合、フットモードに決定し、マニュアル吹出口モードがフットデフロスタモードの場合、フットデフロスタモードに決定し、マニュアル吸込口モードがデフロスタモードの場合、デフロスタモードに決定する。

一方、ステップＳ８１にて、オートスイッチが投入されていると判定された場合は、ステップＳ８３へ進み、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５０に記憶された制御マップを参照して吹出口モードを決定する。

本実施形態では、図６のステップＳ８３に示すように、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ェイスモード→バイレベルモード→フットモードへと順次切り替える。従って、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易くなる。なお、図６のステップＳ８３に示す制御マップでは、制御ハンチング防止のためのヒステリシス幅が設定されている。

次のステップＳ９では、圧縮機１１の冷媒吐出能力（具体的には、圧縮機１１の回転数）を決定する。なお、ステップＳ９における圧縮機回転数の決定は、図３のメインルーチンが繰り返される制御周期τ毎に行われるものではなく、所定の制御間隔（本実施形態では１秒）毎に行われる。

このステップＳ９の詳細については、図７のフローチャートを用いて説明する。図７に示すように、まず、ステップＳ９１では、蒸発器温度ＴＥの目標温度ＴＥＯ（以下、目標蒸発器温度と言う。）を決定する。

このステップＳ９１の詳細については、図８のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ９１１では、ヒータコア３６への通水が停止しているか否かを判定する。

ヒータコア３６への通水が停止していないと判定した場合、ステップＳ９１２へ進み、通水停止時目標温度を０に決定してステップＳ９１４へ進む。通水停止時目標温度は、ヒータコア３６への通水が停止しているときの目標蒸発器温度ＴＥＯの候補値として用いられる。

一方、ステップＳ９１１にてヒータコア３６への通水が停止していると判定した場合、ステップＳ９１３へ進み、ヒータコア３６への通水を停止してからの経過時間（以下、通水停止経過時間と言う。）、内気センサ５１で検出された車室内温度Ｔｒ、外気センサ５２で検出された外気温Ｔａｍ、およびステップＳ４で決定した目標吹出温度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通水停止時目標温度を決定する。

具体的には、図８のステップＳ９１３に示すように、通水停止経過時間が短く且つ車室内温度Ｔｒから外気温Ｔａｍを減じた差Ｔｒ−Ｔａｍが小さいほど、通水停止時目標温度を大きな値に決定する。また、目標吹出温度ＴＡＯが低い場合、通水停止時目標温度を小さな値に決定する。

Ｔｒ−Ｔａｍ＞１０℃である場合、またはＴＡＯ≦１０℃である場合、通水停止経過時間にかかわらず通水停止時目標温度を０℃に決定する。５℃＜Ｔｒ−Ｔａｍ≦１０℃である場合、通水停止経過時間≦３００秒であれば通水停止時目標温度を１７℃に決定し、３００秒≦通水停止経過時間≦５００秒であれば通水停止経過時間が長くなるにつれて通水停止時目標温度を１７〜０℃の範囲で低下させ、通水停止経過時間≧５００秒であれば通水停止時目標温度を０℃に決定する。Ｔｒ−Ｔａｍ≦５℃である場合、通水停止経過時間≦１００秒であれば通水停止時目標温度を３５℃に決定し、１００秒＜通水停止経過時間≦３００秒であれば通水停止時目標温度を１７℃に決定し、３００秒≦通水停止経過時間≦５００秒であれば通水停止経過時間が長くなるにつれて通水停止時目標温度を１７〜０℃の範囲で低下させ、通水停止経過時間≧５００秒であれば通水停止時目標温度を０℃に決定する。

続くステップＳ９１４では、外気センサ５２で検出された外気温ＴａｍとステップＳ４で決定した目標吹出温度ＴＡＯとに基づいて、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、仮の目標蒸発器温度を算出する。

図８の例では、Ｔａｍ≦０℃であれば仮の目標蒸発器温度を０℃とする。０℃≦Ｔａｍ≦１５℃であれば外気温Ｔａｍが高いほど仮の目標蒸発器温度を０〜１０℃の範囲で大きくする。１５℃≦Ｔａｍ≦２２℃であれば、ＴＡＯ≦１０℃である場合、外気温Ｔａｍが高いほど仮の目標蒸発器温度を１０〜０℃の範囲で小さくし、ＴＡＯ≧１０℃である場合、仮の目標蒸発器温度を１０℃とする。２２℃≦Ｔａｍ≦２５℃であれば、ＴＡＯ≦１０℃である場合、仮の目標蒸発器温度を０℃とし、ＴＡＯ＞１０℃である場合、外気温Ｔａｍが高いほど仮の目標蒸発器温度を１０〜０℃の範囲で小さくする。Ｔａｍ≧２５℃であれば仮の目標蒸発器温度を０℃とする。

続くステップＳ９１５では、仮の目標蒸発器温度および通水停止時目標温度のうち大きい方の値を目標蒸発器温度ＴＥＯとして決定する。これにより、ヒータコア３６への通水が停止されている場合、目標蒸発器温度ＴＥＯを、ヒータコア３６への通水が停止されていない場合の上限値（図８のステップＳ９１４では１０℃）よりも高い値に決定して蒸発器１５からの吹出空気温度を高めることができる。

続くステップＳ９２では、前回の圧縮機回転数ｆｎ−１に対する回転数変化量Δｆを求める。具体的には、目標蒸発器温度ＴＥＯと蒸発器温度ＴＥの偏差Ｅｎ（ＴＥＯ−ＴＥ）を算出し、今回算出された偏差Ｅｎから前回算出された偏差Ｅｎ−１を減算した偏差変化率Ｅｄｏｔ（Ｅｎ−（Ｅｎ−１））を算出し、偏差Ｅｎと偏差変化率Ｅｄｏｔとを用いて、予め空調制御装置５０に記憶されたメンバシップ関数とルールとに基づいたファジー推論に基づいて、前回の圧縮機回転数ｆｎ−１に対する回転数変化量Δｆを求める。

続くステップＳ９３では、今回の圧縮機回転数を次の数式Ｆ４により算出する。
今回の圧縮機回転数＝ＭＩＮ｛（前回の圧縮機回転数＋Δｆ），ＭＡＸ回転数｝…Ｆ４
なお、数式Ｆ４のＭＩＮ｛（前回の圧縮機回転数＋Δｆ），ＭＡＸ回転数｝とは、前回の圧縮機回転数＋ΔｆおよびＭＡＸ回転数のうち小さい方の値を意味している。本例では、ＭＡＸ回転数は１００００ｒｐｍである。

次のステップＳ１０では、ＰＴＣヒータ３７の作動本数および電熱デフォッガの作動状態を決定する。このステップＳ１０の詳細については、図９のフローチャートを用いて説明する。

図９に示すように、まず、ステップＳ１０１では、ステップＳ５で決定したエアミックス開度ＳＷが最大暖房開度（いわゆるＭＡＸ ＨＯＴ）であるか否かを判定する。

エアミックス開度ＳＷが最大暖房開度であると判定された場合、ステップＳ１０２へ進み、ＰＴＣヒータ３７の作動本数を３本に決定する。

一方、ステップＳ１０１にてエアミックス開度ＳＷが最大暖房開度でないと判定された場合、ステップＳ１０３へ進み、ステップＳ４にて決定された目標吹出温度ＴＡＯ、蒸発器温度センサ５６で検出された蒸発器温度ＴＥ、内気センサ５１で検出された車室内温度Ｔｒ、および外気センサ５２で検出された外気温Ｔａｍ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ＰＴＣヒータ３７の作動本数を決定する。

具体的には、目標吹出温度ＴＡＯから蒸発器温度ＴＥを減じた差が大きく且つ車室内温度Ｔｒから外気温Ｔａｍを減じた差が大きいほど、ＰＴＣヒータ３７の作動本数を０〜３本の範囲で多い本数に決定する。

すなわち、エアミックス開度ＳＷが最大暖房開度でないことは、加熱用通路３３にて送風空気を加熱する必要性が少ないことを意味しているのでＰＴＣヒータ３７の作動本数を作動させる必要性も少なくなる。

一方、目標吹出温度ＴＡＯから蒸発器温度ＴＥを減じた差が大きく且つ車室内温度Ｔｒから外気温Ｔａｍを減じた差が大きいほど乗員が寒さを感じやすい。

そこで、エアミックス開度ＳＷが最大暖房開度でない場合であっても、目標吹出温度ＴＡＯから蒸発器温度ＴＥを減じた差が大きく且つ車室内温度Ｔｒから外気温Ｔａｍを減じた差が大きいほどＰＴＣヒータ３７の作動本数を増加させる。

具体的には、Ｔｒ−Ｔａｍ＞１０℃である場合、目標吹出温度ＴＡＯから蒸発器温度ＴＥを減じた差ＴＡＯ−ＴＥの値にかかわらずＰＴＣヒータ３７の作動本数を０本に決定する。５℃＜Ｔｒ−Ｔａｍ≦１０℃である場合、ＴＡＯ−ＴＥ≦１０℃であればＰＴＣヒータ３７の作動本数を０本に決定し、１０℃≦ＴＡＯ−ＴＥ≦３０℃であればＴＡＯ−ＴＥが大きくなるにつれてＰＴＣヒータ３７の作動本数を０〜２本の範囲で増加させ、ＴＡＯ−ＴＥ≧３０℃であればＰＴＣヒータ３７の作動本数を２本に決定する。Ｔｒ−Ｔａｍ≦５℃である場合、ＴＡＯ−ＴＥ≦１０℃であればＰＴＣヒータ３７の作動本数を０本に決定し、１０℃≦ＴＡＯ−ＴＥ≦３０℃であればＴＡＯ−ＴＥが大きくなるにつれてＰＴＣヒータ３７の作動本数を０〜３本の範囲で増加させ、ＴＡＯ−ＴＥ≧３０℃であればＰＴＣヒータ３７の作動本数を３本に決定する。

電熱デフォッガについては、車室内の湿度および温度から窓ガラスに曇りが発生する可能性が高い場合、あるいは窓ガラスに曇りが発生している場合は、電熱デフォッガを作動させる。

次のステップＳ１１では、空調制御装置５０から駆動力制御装置７０へ出力される要求信号を決定する。この要求信号としては、エンジンＥＧの作動要求信号（換言すればエンジンＯＮ要求信号）や、ＥＶ／ＨＶ運転モードの要求信号等がある。

ここで、車両走行用の駆動力をエンジンＥＧのみから得る通常の車両では、走行時に常時エンジンを作動させているので冷却水も常時高温となる。従って、通常の車両では冷却水をヒータコア３６に流通させることで十分な暖房能力を発揮することができる。

これに対して、本実施形態のプラグインハイブリッド車両では、車両走行用の駆動力を走行用電動モータからも得ることができることから、エンジンＥＧの作動を停止させることがあり、車両用空調装置１にて車室内の暖房を行う際に、冷却水の温度が暖房用の熱源として充分な温度にまで上昇していない場合がある。

そこで、本実施形態の車両用空調装置１は、走行用の駆動力を出力させるためにエンジンＥＧを作動させる必要がない走行条件であっても、所定条件を満たした場合には、エンジンＥＧの駆動力を制御する駆動力制御装置７０に対してエンジンＥＧの作動を要求する要求信号を出力して、冷却水温度を暖房用の熱源として充分な温度となるまで上昇させるようにしている。

次に、ステップＳ１２では、冷却水回路４０の冷却水ポンプ４０ａを作動させるか否かを決定する。このステップＳ１２の詳細については、図９のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ１２１では、冷却水温度Ｔｗが、蒸発器温度ＴＥよりも高いか否かを判定する。

ステップＳ１２１にて、冷却水温度Ｔｗが蒸発器温度ＴＥ以下となっている場合は、ステップＳ１２４へ進み、冷却水ポンプ４０ａを停止させることを決定する。その理由は、冷却水温度Ｔｗが蒸発器温度ＴＥ以下となっている場合に冷却水をヒータコア３６へ流すと、ヒータコア３６を流れる冷却水が蒸発器１５通過後の空気を冷却してしまうことになるため、かえって吹出口からの吹出空気温度を低くしてしまうからである。また、ヒータコア３６での放熱量を小さくすることによって、冷却水温度Ｔｗを速やかに上昇させてエンジンＥＧを早期に暖機し、ひいては燃費を向上させるためである。

ステップＳ１２４では、冷却水ポンプ４０ａから吐出される冷却水の流量を通常よりも減少させてもよい。換言すれば、冷却水ポンプ４０ａから吐出される冷却水の流量を所定値以下にしてもよい。

一方、ステップＳ１２１にて、冷却水温度Ｔｗが蒸発器温度ＴＥより高い場合は、ステップＳ１２２へ進む。ステップＳ１２２では、送風機３２が作動しているか否かが判定される。ステップＳ１２２にて、送風機３２が作動していないと判定された場合は、ステップＳ１２４に進み、省動力化のために冷却水ポンプ４０ａを停止させることを決定する。

一方、ステップＳ１２２にて送風機３２が作動していると判定された場合は、ステップＳ１２３へ進み、冷却水ポンプ４０ａを作動させることを決定する。これにより、冷却水ポンプ４０ａが作動して、冷却水が冷却水回路内を循環するので、ヒータコア３６を流れる冷却水とヒータコア３６を通過する空気とを熱交換させて送風空気を加熱することができる。

次に、ステップＳ１３では、シート空調装置９０の作動要否を決定する。シート空調装置９０の作動状態は、ステップＳ５で決定した目標吹出温度ＴＡＯ、仮のエアミックス開度Ｓｄｄ、ステップＳ２で読み込んだ外気温Ｔａｍ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決定される。

次に、ステップＳ１４では、上述のステップＳ５〜Ｓ１３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１２ａ、３２、３７、４０ａ、６１、６２、６３、６４、９０に対して制御信号および制御電圧が出力される。さらに、要求信号出力部５０ｃから駆動力制御装置７０に対して、ステップＳ１１にて決定された要求信号が送信される。

次に、ステップＳ１５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。なお、本実施形態は制御周期τを２５０ｍｓとしている。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。これにより、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十分に確保することができる。

本実施形態の車両用空調装置１は、以上の如く作動するので、送風機３２から送風された送風空気が、蒸発器１５にて冷却される。そして蒸発器１５にて冷却された冷風は、エアミックスドア３９の開度に応じて、加熱用通路３３およびバイパス通路３４へ流入する。

加熱用通路３３へ流入した冷風は、ヒータコア３６およびＰＴＣヒータ３７を通過する際に加熱されて、混合空間３５にてバイパス通路３４を通過した冷風と混合される。そして、混合空間３５にて温度調整された空調風が、混合空間３５から各吹出口を介して車室内に吹き出される。

この車室内に吹き出される空調風によって車室内の内気温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ており、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。

エンジンＥＧの暖機時にヒータコア３６への通水が停止されている場合、時間が経つにつれてヒータコア３６の温度が低下して目標吹出温度ＴＡＯと実際の吹出温度との差が大きくなる。実際の吹出温度は大凡蒸発器温度ＴＥと同じになる。

このとき送風機３２が作動していると目標吹出温度ＴＡＯよりも低温の吹出空気が乗員に向けて吹き出されるので乗員が寒さを感じやすい。

そこで、ステップＳ９では、ヒータコア３６への通水が停止されている場合、ヒータコア３６への通水を停止してからの経過時間、車室内温度Ｔｒ、外気温Ｔａｍ、および目標吹出温度ＴＡＯに基づいて目標蒸発器温度ＴＥＯを決定する。

これにより、ヒータコア３６への通水が停止されている場合、目標蒸発器温度ＴＥＯを、ヒータコア３６への通水が停止されていない場合の上限値（図８のステップＳ９１４では１０℃）よりも高い値に決定できるので、蒸発器１５からの吹出空気温度を高めることができ、ひいては室内空調ユニット３０から車室内へ吹き出される空気の温度も高めることができる。

そのため、ヒータコア３６への通水が停止されていても、乗員が寒さを感じることを抑制できる。したがって、乗員が寒さを感じることを抑制しつつ、エンジンＥＧの暖機時にヒータコア３６への通水を停止してエンジンＥＧおよびオートマチックトランスミッションフルード（すなわちＡＴＦ）の温度を早期に上昇させることができる。

本発明者の試験結果によると、車室内への吹出空気温度が１７℃以上であれば、乗員は寒さを感じにくい。この点に考慮して、ステップＳ９では、ヒータコア３６への通水が停止されている場合、目標蒸発器温度ＴＥＯを１７℃以上に決定できるようになっている。

蒸発器１５の温度が１７℃以上であると、蒸発器１５の表面に凝縮水が付着している場合、凝縮水が蒸発して臭いが発生してしまう可能性があるが、エンジンＥＧを暖機する時間は数分であるので、エンジンＥＧを暖機する間だけ蒸発器１５の温度を１７℃以上にすれば凝縮水が蒸発しきるまで至らない可能性が高いため、臭いが発生する弊害を少なく抑えることができる。

具体的には、ステップＳ９では、時間の経過とともに目標蒸発器温度ＴＥＯを下げるので、目標蒸発器温度ＴＥＯを１７℃以上に決定する時間を数分に制限でき、ひいては蒸発器１５からの臭いの発生を抑制できる。また、蒸発器１５の温度を高めることに伴う圧縮機１１の消費動力の増大を極力抑えることができるので、燃費への影響を軽微にできる。

また、空調初期に車室内温度Ｔｒが外気温Ｔａｍよりも高い場合、日射環境下に長く放置されていたと推定できるため、計器盤の温度も上がっており、計器盤内の空調ダクトの温度も上がっていると推定できるため、室内空調ユニット３０の吹出空気温度が低くても、空調風が空調ダクトを通る間に温められ、乗員に到達する空調風の温度が上昇するため、乗員は寒さを感じにくい。

そこで、ステップＳ９では、車室内温度Ｔｒが高い場合は、目標蒸発器温度ＴＥＯの高め度合いを小さくする。これにより、乗員の快適性を維持しながら蒸発器１５からの臭いの発生を抑制できるとともに燃費を向上できる。

内気センサ５１は計器盤内にあるため、内気センサ５１が検出した車室内温度Ｔｒから空調ダクトの温度を精度良く推定できる。

本実施形態では、ステップＳ９で説明したように、制御装置５０は、ヒータコア３６を流れる冷却水の流量が所定値以下である場合、目標蒸発器温度ＴＥＯを、ヒータコア３６を流れる冷却水の流量が所定値を上回っている場合の目標蒸発器温度ＴＥＯの上限値（図８のステップＳ９１４では１０℃）よりも高い値に決定する。

これによると、ヒータコア３６を流れる冷却水の流量が少ない場合、蒸発器１５の温度ＴＥを高くできるので、吹出空気温度を高くして乗員が寒さを感じることを抑制できる。

空調開始時の車室内温度Ｔｒは、日射量Ｔｓが強く、長い時間日射にさらされているほど高くなる。この時、計器盤の温度も上がるが、空調ダクトは計器盤内にあるため、空調ダクトの温度も上昇する。そのため、室内空調ユニット３０の吹出空気温度が低くても、吹出空気が空調ダクトで温められるので乗員はあまり寒く感じない。

この点に鑑みて、本実施形態では、ステップＳ９で説明したように、制御装置５０は、ヒータコア３６を流れる冷却水の流量が所定値以下である場合、車室内温度Ｔｒが外気温Ｔａｍよりも高いほど目標蒸発器温度ＴＥＯから上限値を減じた差を小さくする。

これによると、空調開始時の車室内温度Ｔｒが高い場合、目標蒸発器温度ＴＥＯの高め度合いを少なくできるので、乗員の快適性を維持しながら蒸発器１５から臭いが発生することを抑制できる。内気センサ５１は計器盤内にあるため、内気センサ５１が検出した車室内温度Ｔｒから空調ダクトの温度を精度良く推定できる。

本実施形態では、制御装置５０は、ヒータコア３６を流れる冷却水の流量が所定値以下である場合、目標蒸発器温度ＴＥＯから、ヒータコア３６を流れる冷却水の流量が所定値を上回っている場合の目標蒸発器温度ＴＥＯの上限値（図８のステップＳ９１４では１０℃）を減じた差を時間が経過するにつれて小さくする。

これによると、蒸発器１５の温度ＴＥが高い状態が長時間続くと蒸発器１５表面の凝縮水が蒸発して臭いが発生しやすくなることに鑑みて、時間の経過とともに蒸発器１５の温度ＴＥを低くするので、蒸発器１５から臭いが発生することを抑制できる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、ステップＳ９１３において通水停止経過時間、車室内温度Ｔｒ、外気温Ｔａｍおよび目標吹出温度ＴＡＯに基づいて通水停止時目標温度を決定するが、本実施形態では、図１１に示すように、ステップＳ９１３において通水停止経過時間および日射量Ｔｓに基づいて通水停止時目標温度を決定する。

具体的には、図１１のステップＳ９１３に示すように、通水停止経過時間が短く且つ日射量Ｔｓが少ないほど、通水停止時目標温度を大きな値に決定する。

Ｔｓ＞１０００Ｗ／ｍ２である場合、通水停経過時間にかかわらず通水停止時目標温度を０℃に決定する。５００Ｗ／ｍ２＜Ｔｓ≦１０００Ｗ／ｍ２である場合、通水停止経過時間≦３００秒であれば通水停止時目標温度を１７℃に決定し、３００秒≦通水停止経過時間≦５００秒であれば通水停止経過時間が長くなるにつれて通水停止時目標温度を１７〜０℃の範囲で低下させ、通水停止経過時間≧５００秒であれば通水停止時目標温度を０℃に決定する。Ｔｓ≦５００Ｗ／ｍ２である場合、通水停止経過時間≦１００秒であれば通水停止時目標温度を３５℃に決定し、１００秒＜通水停止経過時間≦３００秒であれば通水停止時目標温度を１７℃に決定し、３００秒≦通水停止経過時間≦５００秒であれば通水停止経過時間が長くなるにつれて通水停止時目標温度を１７〜０℃の範囲で低下させ、通水停止経過時間≧５００秒であれば通水停止時目標温度を０℃に決定する。

日射量Ｔｓが少ないほど乗員が冷風に対して寒く感じやすくなることから、目標蒸発器温度ＴＥＯの高め度合いを多くして乗員が寒さを感じることを抑制する。そのため、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

本実施形態では、制御装置５０は、ヒータコア３６を流れる冷却水の流量が所定値以下である場合、日射量Ｔｓが多いほど目標蒸発器温度ＴＥＯから上限値を減じた差を小さくする。

これによると、日射量Ｔｓが多いほど乗員が冷風に対して寒く感じにくくなることから、目標蒸発器温度ＴＥＯの高め度合いを少なくしても乗員が寒さを感じることを抑制できる。また、目標蒸発器温度ＴＥＯの高め度合いを少なくすることによって、蒸発器１５が乾いて臭いが発生することを抑制できる。

（第３実施形態）
上記第１実施形態では、ステップＳ９１３において通水停止経過時間、車室内温度Ｔｒ、外気温Ｔａｍおよび目標吹出温度ＴＡＯに基づいて通水停止時目標温度を決定するが、本実施形態では、図１２に示すように、ステップＳ９１３において通水停止経過時間、車室内温度Ｔｒおよび外気温Ｔａｍに基づいて通水停止時目標温度を決定する。

具体的には、図１２のステップＳ９１３に示すように、通水停止経過時間が短く且つ車室内温度Ｔｒから外気温Ｔａｍを減じた差が小さいほど、通水停止時目標温度を大きな値に決定する。これによると、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

（他の実施形態）
上記実施形態を適宜組み合わせ可能である。上記実施形態を例えば以下のように種々変形可能である。

（１）制御装置５０は、ステップＳ９において、ヒータコア３６を流れる冷却水の流量が所定値以下である場合、目標吹出温度ＴＡＯから蒸発器温度ＴＥを減じた差が大きいほど、目標蒸発器温度ＴＥＯから上限値を減じた差を大きくしてもよい。

目標吹出温度ＴＡＯから実際の吹出温度を減じた差が大きいほど乗員が寒く感じやすく、ヒータコア３６を流れる冷却水の流量が少ない場合、実際の吹出温度は時間の経過とともに蒸発器温度ＴＥに近づく。

よって、目標吹出温度ＴＡＯから蒸発器温度ＴＥを減じた差が大きいほど、目標蒸発器温度ＴＥＯから上限値を減じた差を大きくすれば、乗員が寒さを感じる度合いを低減できる。

（２）上記実施形態では、ステップＳ１２において、冷却水ポンプ４０ａの回転数を調整することによってヒータコア流量ＦＷを調整するが、冷却水回路４０に設けられた冷却水バルブの開度を調整することによってヒータコア流量ＦＷを調整してもよい。冷却水バルブは、ヒータコア３６を流れる冷却水の流量を調整する流量調整部である。

（３）上記実施形態では、ハイブリッド車両の車両走行用の駆動力について詳細を述べていないが、エンジンＥＧ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に車両用空調装置１を適用してもよいし、エンジンＥＧを発電機８０の駆動源として用い、発電された電力をバッテリ８１に蓄え、さらに、バッテリ８１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に車両用空調装置１を適用してもよい。

また、車両用空調装置１を、エンジンＥＧを備えることなく車両走行用の駆動力を走行用電動モータのみから得る電気自動車に適用してもよい。この場合、冷却水を加熱するための冷却水加熱部として、例えばＰＴＣヒータ等の電気ヒータを用いることができる。

また、車両用空調装置１を、走行用電動モータを備えることなく車両走行用の駆動力をエンジンＥＧのみから得る自動車に適用してもよい。この場合、圧縮機１１は、エンジンＥＧの駆動力によってエンジンベルトで駆動されるベルト駆動式圧縮機を用いることができる。

１５ 蒸発器（冷却用熱交換器）
３１ ケーシング
３２ 送風機（風量調整部）
３６ ヒータコア（加熱用熱交換器）
４０ａ 冷却水ポンプ（流量調整部）
５０ 制御装置（制御部）
５１ 内気センサ（車室内温度検出部）
５２ 外気センサ（外気温度検出部）
５３ 日射センサ（日射量検出部）
５６ 蒸発器温度センサ（熱交換器温度検出部）

Claims (5)

1. 車室内空間へ吹き出される空気が流れる空気通路が形成されているケーシング（３１）と、
   前記ケーシング（３１）内に配置され、エンジン（ＥＧ）を冷却する熱媒体と前記空気とを熱交換させて前記空気を加熱する加熱用熱交換器（３６）と、
   前記加熱用熱交換器（３６）を流れる前記熱媒体の流量を調整する流量調整部（４０ａ）と、
   冷凍サイクルの冷媒を吸入して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記ケーシング（３１）内において前記加熱用熱交換器（３６）の空気流れ上流側に配置され、前記冷媒と前記空気とを熱交換させて前記空気を冷却する冷却用熱交換器（１５）と、
   前記冷却用熱交換器（１５）の目標温度（ＴＥＯ）を決定し、前記冷却用熱交換器（１５）の温度（ＴＥ）が前記目標温度（ＴＥＯ）に近づくように前記圧縮機（１１）の冷媒吐出能力を制御し、前記加熱用熱交換器（３６）を流れる前記熱媒体の流量が所定値以下である場合、前記目標温度（ＴＥＯ）を、前記加熱用熱交換器（３６）を流れる前記熱媒体の流量が前記所定値を上回っている場合の前記目標温度（ＴＥＯ）の上限値よりも高い値に決定する制御部（５０）とを備える車両用空調装置。
2. 日射量（Ｔｓ)を検出する日射量検出部（５３）を備え、
   前記制御部（５０）は、前記加熱用熱交換器（３６）を流れる前記熱媒体の流量が所定値以下である場合、前記日射量（Ｔｓ)が多いほど前記目標温度（ＴＥＯ）から前記上限値を減じた差を小さくする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 車室内温度（Ｔｒ）を検出する車室内温度検出部（５１）と、
   外気温（Ｔａｍ）を検出する外気温度検出部（５２）とを備え、
   前記制御部（５０）は、前記加熱用熱交換器（３６）を流れる前記熱媒体の流量が所定値以下である場合、前記車室内温度（Ｔｒ）が前記外気温（Ｔａｍ）よりも高いほど前記目標温度（ＴＥＯ）から前記上限値を減じた差を小さくする請求項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（１５）の温度（ＴＥ）を検出する熱交換器温度検出部（５６）を備え、
   前記制御部（５０）は、前記加熱用熱交換器（３６）を流れる前記熱媒体の流量が所定値以下である場合、目標吹出温度（ＴＡＯ）から前記冷却用熱交換器（１５）の温度（ＴＥ）を減じた差が大きいほど、前記目標温度（ＴＥＯ）から前記上限値を減じた差を大きくする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
5. 前記制御部（５０）は、前記加熱用熱交換器（３６）を流れる前記熱媒体の流量が所定値以下である場合、前記目標温度（ＴＥＯ）から前記上限値を減じた差を時間が経過するにつれて小さくする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

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