JP6673187B2 - 制御モジュール - Google Patents

Description

本開示は、車両に設けられる熱交換ユニットの制御を行う制御モジュールに関する。

車両には複数の熱交換器が備えられる。このような熱交換器には、冷凍サイクルとして構成された空調装置の一部である蒸発器が含まれる（例えば下記特許文献１を参照）。車両に設けられる熱交換器は、例えば冷媒の流れを調整する電動膨張弁等の装置と共にユニット化され、全体が１つの熱交換ユニットとして構成されることが多い。熱交換ユニットは、車両のフロントグリルから流入した空気が熱交換器を通過するように、車両の前方側部分に配置されるのが一般的である。

空調装置の運転中において、蒸発器から排出される冷媒の過熱度（スーパーヒート）が小さくなり過ぎてしまうと、蒸発器の下流側にあるコンプレッサに液相の冷媒が到達してしまい、コンプレッサの動作が妨げられてしまう可能性がある。一方、上記過熱度が大きくなり過ぎてしまうと、膨張弁を通過する冷媒の流路抵抗が大きくなり、冷凍サイクルの動作効率が低下してしまうこととなる。そこで、空調装置の運転中においては、蒸発器の出口部分における冷媒の過熱度が所定の目標値に一致するよう、電動膨張弁の開度が調整される。

特開２００８−３０２７２１号公報

しかしながら、電動膨張弁の開度を変化させても、冷媒の過熱度が変化して適切な大きさとなるまでにはある程度の時間がかかることが多い。これは、電動膨張弁が制御信号に追従して動作する際において、一定のタイムラグが生じてしまうこと等に起因している。

本開示は、熱交換ユニットにおける熱交換が適切に行われるよう、冷媒の過熱度を迅速に変化させることのできる制御モジュールを提供することを目的としている。

本開示に係る制御モジュールは、車両（５０）に設けられる熱交換ユニット（１０）の制御を行う制御モジュール（１００）である。上記の熱交換ユニットは、空調用の冷媒と空気との熱交換を行うことにより、内部で冷媒を蒸発させる熱交換器（７４０）と、車両のフロントグリル（ＧＲ）から流入し熱交換器を通過する空気、の流量を調整する空気制御装置（２０）と、を備えるものである。この制御モジュールは、空気制御装置の動作を制御する制御部（１３０）と、熱交換器から排出される冷媒の過熱度を取得する取得部（１２５）と、を備える。制御部は、取得部で取得される過熱度に基づいて空気制御装置の動作を制御する。制御部は、取得部で取得される過熱度が目標値に一致するように空気制御装置の動作を制御する。制御部は、空気制御装置の動作を制御する第１制御と、熱交換器を通る冷媒の流れを調整するための装置である冷媒制御装置（７３０）、の動作を制御する第２制御と、を行うことにより、取得部で取得される過熱度を目標値に一致させる。制御部は、取得部で取得される過熱度と目標値との差、の絶対値である偏差量を算出し、偏差量が所定値よりも大きいときには第１制御を行い、偏差量が所定値よりも小さいときには第２制御を行う。

このような構成の制御モジュールを備えた熱交換ユニットでは、熱交換器から排出される冷媒の過熱度に基づいて空気制御装置の動作が制御され、これにより、過熱度の調整が行われる。空気制御装置とは、例えばシャッタ装置である。

熱交換器を通過する空気の流量を変化させると、熱交換器において冷媒に加えられる熱量が比較的大きく変化する。このため、電動膨張弁の開度を変化させた場合に比べて、冷媒の過熱度を迅速に変化させることができる。その結果、短期間のうちに過熱度を目標値に一致させ、熱交換ユニットにおける熱交換が適切に行われる状態とすることができる。
ことが可能となる。

尚、熱交換器を通過する空気の流量を変化させる上記制御は、単独で行われてもよく、電動膨張弁の開度を変化させる制御と共に行われてもよい。

本開示によれば、熱交換ユニットにおける熱交換が適切に行われるよう、冷媒の過熱度を迅速に変化させることのできる制御モジュールが提供される。

図１は、第１実施形態に係る制御モジュールを備えた熱交換ユニットが、車両に搭載された状態を模式的に描いた図である。 図２は、図１の熱交換ユニットを上方側から見て模式的に描いた図である。 図３は、車両に搭載されている車両用空調装置の全体構成を示す図である。 図４は、図３の車両用空調装置のうち、室外用熱交換器と電動膨張弁との構成を示す図である。 図５は、熱交換ユニット及びその周囲の構成を模式的に示すブロック図である。 図６は、制御モジュールの内部構成を模式的に示すブロック図である。 図７は、制御モジュールによって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図８は、過熱度の時間変化を模式的に示すグラフである。 図９は、第２実施形態に係る制御モジュールによって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図１０は、取得された過熱度と、電動膨張弁の目標開度との対応関係を示す図である。 図１１は、取得された過熱度と、シャッタ装置の目標開度との対応関係を示す図である。 図１２は、第３実施形態に係る制御モジュールによって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図１３は、図１２に示される処理の内容をブロック線図として描いた図である。 図１４は、第４実施形態に係る制御モジュールによって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図１５は、図１４に示される処理の内容をブロック線図として描いた図である。

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

第１実施形態に係る制御モジュール１００は、車両５０に設けられる熱交換ユニット１０の制御を行うための装置として構成されている。制御モジュール１００の説明に先立ち、先ず熱交換ユニット１０の構成について説明する。図１及び図２に示されるように、熱交換ユニット１０は複数の熱交換器（室外用熱交換器７４０とラジエータ３１）や装置（シャッタ装置２０等）を組み合わせてユニット化したものである。熱交換ユニット１０は、車両５０のエンジンルームＥＲ内に設置されている。尚、熱交換ユニット１０は、本実施形態のように複数の熱交換器を備える構成であってもよいが、熱交換器を１つだけ備える構成であってもよい。

室外用熱交換器７４０は、後に説明する車両用空調装置７０（図３を参照）の一部を成すものである。室外用熱交換器７４０は、フロントグリルＧＲの開口ＯＰからエンジンルームＥＲ内に導入された空気と、車両用空調装置７０を循環する空調用の冷媒との間での熱交換を行うための熱交換器として構成されている。

ラジエータ３１は、内燃機関であるエンジン５１を通って循環する冷却水を、空気との熱交換によって冷却するための熱交換器である。ラジエータ３１は、室外用熱交換器７４０の後方側となる位置に配置されている。このため、フロントグリルＧＲの開口ＯＰからエンジンルームＥＲ内に導入された空気は、上記のように室外用熱交換器７４０を通って冷媒との熱交換に供された後、ラジエータ３１を通って冷却水との熱交換に供される。

熱交換ユニット１０は、上記のラジエータ３１及び室外用熱交換器７４０に加えて、シャッタ装置２０と、電動ファン４０と、シュラウド４３と、電動膨張弁７３０と、温水弁３２と、を備えている。

シャッタ装置２０は、開口ＯＰからエンジンルームＥＲ内に導入される空気の流量を調整し、これにより室外用熱交換器７４０等を通過する空気の流量を調整するための装置である。このようなシャッタ装置２０は、所謂「グリルシャッタ」と称されるものである。

シャッタ装置２０は、シャッタブレード２１と、シャッタアクチュエータ２２とを有している。シャッタブレード２１は、室外用熱交換器７４０よりも前方側となる位置において、複数並ぶように配置されている。シャッタブレード２１が回転してその開度（以下では、当該開度のことを「シャッタ装置２０の開度」とも表記する）が変化すると、シャッタ装置２０を通過する空気の流量が変化し、室外用熱交換器７４０及びラジエータ３１のそれぞれを通る空気の流量が変化する。

シャッタアクチュエータ２２は、シャッタブレード２１を回転させ、その開度を調整するための電動の駆動装置である。シャッタアクチュエータ２２は、シャッタブレード２１の近傍に設けられている。シャッタアクチュエータ２２の動作は後述の制御モジュール１００によって制御される。

このように、シャッタ装置２０は、その開度を変化させることによって通過する空気の流量を調整し、フロントグリルＧＲから流入し室外用熱交換器７４０及びラジエータ３１を通過する空気の流量を調整するための装置として構成されている。このようなシャッタ装置２０は、本実施形態における「空気制御装置」に該当するものである。

電動ファン４０は、室外用熱交換器７４０及びラジエータ３１を通過する空気の流れを作り出すための電動のファンである。電動ファン４０は、ラジエータ３１よりも後方側となる位置に配置されている。電動ファン４０は、空気の流れを作り出すための回転翼４１と、回転翼４１を回転させるための回転電機であるファンモータ４２とによって構成されている。ファンモータ４２の回転数が変化すると、フロントグリルＧＲから流入し室外用熱交換器７４０及びラジエータ３１を通る空気の流量が変化する。このような電動ファン４０は、先に説明したシャッタ装置２０と共に、「空気制御装置」に該当するものである。

電動ファン４０は、単位時間あたりにおける回転翼４１の回転数を測定するためのセンサ（不図示）を備えている。当該センサで測定された回転数は、制御モジュール１００に送信される。

シュラウド４３は、電動ファン４０の周囲を後方側から覆うように設けられた部材である。電動ファン４０によって引き込まれる空気は、シュラウド４３によって室外用熱交換器７４０及びラジエータ３１に効率よく導かれる。

電動膨張弁７３０は、室外用熱交換器７４０と共に、車両用空調装置７０の一部を成す装置である。後に説明するように、電動膨張弁７３０は、冷凍サイクルにおいて冷媒の圧力を低下させる膨張弁として機能するものである。電動膨張弁７３０の開度は制御モジュール１００によって制御される。電動膨張弁７３０によって、室外用熱交換器７４０を通る経路で循環する冷媒の流れが調整される。このような電動膨張弁７３０は、本実施形態における「冷媒制御装置」に該当するものである。

温水弁３２は、ラジエータ３１とエンジン５１との間で冷却水が循環する流路（不図示）の途中に設けられた電動の開閉弁である。本実施形態では、温水弁３２はラジエータ３１と隣接する位置に設けられている。温水弁３２が閉状態になると、ラジエータ３１に対する冷却水の供給が停止される。温水弁３２の動作は制御モジュール１００によって制御される。

車両用空調装置７０の構成について、図３を参照しながら説明する。車両用空調装置７０は、冷媒が循環する冷凍サイクルとして構成されている。車両用空調装置７０は、冷媒流路７１０と、コンプレッサ７２０と、電動膨張弁７５０と、室内用熱交換器７６０と、電動膨張弁７３０と、室外用熱交換器７４０と、を備えている。図３に示されるように、車両用空調装置７０はその一部（室外用熱交換器７４０等）が車両５０のエンジンルームＥＲ内に配置されており、他部（室内用熱交換器７６０等）が車両５０の車室ＩＲ内に配置されている。

冷媒流路７１０は、冷媒を循環させるために環状に配置された配管である。これから説明するコンプレッサ７２０等は、いずれもこの冷媒流路７１０に沿って配置されている。

コンプレッサ７２０は、冷媒を圧送し冷媒流路７１０において循環させるための装置である。コンプレッサ７２０が駆動されているときには、コンプレッサ７２０において圧縮され高温高圧となった冷媒が電動膨張弁７５０側に向けて送り出される。

電動膨張弁７５０は、冷媒流路７１０のうちコンプレッサ７２０よりも下流側となる位置に設けられている。電動膨張弁７５０は、当該位置において冷媒流路７１０の流路断面積を絞ることにより、通過する冷媒の圧力を低下させるものである。電動膨張弁７５０は不図示の電動アクチュエータによって不図示の弁体を動作させ、その開度を変化させる。

冷媒流路７１０のうち電動膨張弁７５０の近傍となる位置には、電動膨張弁７５０を迂回するように冷媒を流すためのバイパス流路７５１が設けられている。バイパス流路７５１の途中には電磁開閉弁７５２が設けられている。電磁開閉弁７５２が閉状態のときには、冷媒は電動膨張弁７５０を通る経路で冷媒流路７１０を循環する。電磁開閉弁７５２が開状態のときには、冷媒は電動膨張弁７５０を殆ど通らず、バイパス流路７５１を通る経路で冷媒流路７１０を循環する。

室内用熱交換器７６０は、冷媒流路７１０のうち電動膨張弁７５０よりも下流側となる位置に設けられている。室内用熱交換器７６０は、車室ＩＲに吹き出される空気と、冷媒流路７１０を循環する冷媒との間で熱交換を行うための熱交換器である。車両用空調装置７０は、室内用熱交換器７６０において空気を加熱又は冷却することにより車室ＩＲ内の空調を行う。

電動膨張弁７３０は、既に述べたように熱交換ユニット１０の一部を成すものであって、冷媒流路７１０のうち室内用熱交換器７６０よりも下流側となる位置に設けられている。電動膨張弁７３０は、当該位置において冷媒流路７１０の流路断面積を絞ることにより、通過する冷媒の圧力を低下させるものである。電動膨張弁７３０は電動アクチュエータ７３０Ｍ（図３では不図示、図４を参照）によって不図示の弁体を動作させ、その開度を変化させる。

冷媒流路７１０のうち電動膨張弁７３０の近傍となる位置には、電動膨張弁７３０を迂回するように冷媒を流すためのバイパス流路７３１が設けられている。バイパス流路７３１の途中には電磁開閉弁７３２が設けられている。電磁開閉弁７３２が閉状態のときには、冷媒は電動膨張弁７３０を通る経路で冷媒流路７１０を循環する。電磁開閉弁７３２が開状態のときには、冷媒は電動膨張弁７３０を殆ど通らず、バイパス流路７３１を通る経路で冷媒流路７１０を循環する。

室外用熱交換器７４０は、既に述べたように熱交換ユニット１０の一部を成すものである。室外用熱交換器７４０は、冷媒流路７１０のうち電動膨張弁７３０よりも下流側となる位置であり、コンプレッサ７２０よりも上流側となる位置に設けられている。室外用熱交換器７４０の具体的な構成については後に説明する。

冷媒流路７１０のうち室外用熱交換器７４０よりも下流側の部分、具体的には、室外用熱交換器７４０から排出された直後の冷媒が通る部分には、圧力センサ６１と温度センサ６２とが設けられている。圧力センサ６１は、室外用熱交換器７４０から排出される冷媒の圧力を測定するためのセンサである。圧力センサ６１で測定された冷媒の圧力は、制御モジュール１００へと送信される。温度センサ６２は、室外用熱交換器７４０から排出される冷媒の温度を測定するためのセンサである。温度センサ６２で測定された冷媒の温度は、制御モジュール１００へと送信される。

室外用熱交換器７４０の近傍には、室外用熱交換器７４０を通過する空気の風速を測定する風速センサ６３が設けられている。風速センサ６３で測定された風速は、制御モジュール１００へと送信される。

車両用空調装置７０によって車室ＩＲ内の暖房が行われる際には、電磁開閉弁７３２が閉状態に切り換えられ、電磁開閉弁７５２が開状態に切り換えられる。冷媒は、電動膨張弁７３０を通る経路で冷媒流路７１０を循環し、電動膨張弁７３０を通る際においてその温度及び圧力を低下させる。つまり、車室ＩＲ内の暖房が行われる際には、電動膨張弁７３０は冷凍サイクルの「膨張弁」として機能する。

室外用熱交換器７４０には、電動膨張弁７３０を通過した低温低圧の冷媒が供給される。室外用熱交換器７４０では、低温の冷媒によって空気からの吸熱が行われ、これにより内部で冷媒が蒸発する。つまり、車室ＩＲ内の暖房が行われる際には、室外用熱交換器７４０は冷凍サイクルの「蒸発器」として機能する。

室外用熱交換器７４０を通過した冷媒は、コンプレッサ７２０において圧縮され、その温度及び圧力を上昇させた状態で下流側に送り出される。高温高圧となった冷媒は、バイパス流路７５１を経て室内用熱交換器７６０に供給される。

室内用熱交換器７６０では、冷媒から空気への放熱が行われ、これにより内部で冷媒が凝縮する。つまり、車室ＩＲ内の暖房が行われる際には、室内用熱交換器７６０は冷凍サイクルの「凝縮器」として機能する。空気は、室内用熱交換器７６０における熱交換によってその温度を上昇させた後、空調風として車室ＩＲ内に吹き出される。

室内用熱交換器７６０を通過した冷媒は、冷媒流路７１０を通って再び電動膨張弁７３０に到達する。図３では、車室ＩＲ内の暖房が行われる際において上記のように冷媒が循環する経路が、複数の矢印で示されている。

車両用空調装置７０によって車室ＩＲ内の冷房が行われる際には、電磁開閉弁７３２が開状態に切り換えられ、電磁開閉弁７５２が閉状態に切り換えられる。当該状態においては、冷媒流路７１０を循環する冷媒は電動膨張弁７３０をバイパスして流れる一方で、電動膨張弁７５０を通るようになる。冷媒は、電動膨張弁７５０を通る際においてその温度及び圧力を低下させる。つまり、車室ＩＲ内の冷房が行われる際には、電動膨張弁７５０が冷凍サイクルの「膨張弁」として機能する。

室内用熱交換器７６０には、電動膨張弁７３０を通過した低温低圧の冷媒が供給される。室内用熱交換器７６０では、低温の冷媒によって空気からの吸熱が行われ、これにより内部で冷媒が蒸発する。つまり、車室ＩＲ内の冷房が行われる際には、室内用熱交換器７６０が冷凍サイクルの「蒸発器」として機能する。

また、室外用熱交換器７４０では、冷媒から空気への放熱が行われわれ、これにより内部で冷媒が凝縮する。つまり、車室ＩＲ内の暖房が行われる際には、室外用熱交換器７４０は冷凍サイクルの「凝縮器」として機能する。このとき、コンプレッサ７２０よる冷媒の圧縮が、室外用熱交換器７４０の下流側ではなく上流側において行われるように、冷媒の流れる経路が不図示の配管や切換え弁等によって予め変更されるような構成としてもよい。

室外用熱交換器７４０の具体的な構成について、図４を参照しながら説明する。室外用熱交換器７４０は、一対のタンク７４１、７４２と、これらの間に配置されたコア部７４３とを備えている。タンク７４１、７４２は、いずれも上下方向に伸びるように形成された細長い形状の容器である。タンク７４１、７４２には、冷媒流路７１０を循環する冷媒が一時的に貯えられる。

コア部７４３は、室外用熱交換器７４０において冷媒と空気との熱交換が行われる部分である。コア部７４３には、複数のチューブ及びフィン（いずれも不図示）が配置されている。チューブは、例えば断面が扁平形状の管であって、その内部には冷媒が通る流路が形成されている。複数のチューブは、いずれもタンク７４１とタンク７４２との間を繋いでおり、互いの主面を対向させた状態で上下に積層されている。

フィンは、金属板を波状に折り曲げることにより形成されたものであって、積層されたそれぞれのチューブの間に配置されている。波状であるフィンのそれぞれの頂部は、チューブの外表面に対して当接しており、且つろう接されている。このため、暖房時において室外用熱交換器７４０を通過する空気の熱は、チューブを介して冷媒に伝達されるだけでなく、フィン及びチューブを介しても冷媒に伝達される。つまり、フィンによって空気との接触面積が大きくなっており、冷媒と空気との熱交換が効率よく行われる。尚、上記のようなフィン及びチューブを有するコア部７４３の構成としては公知のものを採用し得るので、その詳細な図示及び説明については省略する。

タンク７４１及びタンク７４２の内部空間は、不図示のセパレータによって上下に分かれるように仕切られている。室外用熱交換器７４０を通る冷媒は、タンク７４１とタンク７４２との間を複数回行き来しながら、コア部７４３における熱交換に供される。

タンク７４１の側方（コア部７４３とは反対側）には、モジュレータタンク７７０が設けられている。モジュレータタンク７７０は、上下方向に伸びるように形成された細長い形状の容器であって、タンク７４１と平行に並ぶように配置されている。

モジュレータタンク７７０とタンク７４１との間は、接続配管７７１、７７２、７７３によって接続されている。室外用熱交換器７４０を通る冷媒は、接続配管７７１、７７２、７７３からモジュレータタンク７７０を経由しながら、上記のようにタンク７４１とタンク７４２との間を複数回行き来する。モジュレータタンク７７０には液相の冷媒が貯えられている。気液混合の状態で流れている冷媒は、モジュレータタンク７７０を通過する際において気液が分離された状態となる。

本実施形態では、電動膨張弁７３０の電動アクチュエータ７３０Ｍが、モジュレータタンク７７０の上端に取り付けられている。これにより、電動膨張弁７３０とモジュレータタンク７７０とが一体となっている。電動膨張弁７３０のうち流路断面積を絞るための弁体（不図示）は、電動アクチュエータ７３０Ｍの直下となる位置に設けられており、モジュレータタンク７７０の内部に配置されている。

電動アクチュエータ７３０Ｍには、電動アクチュエータ７３０Ｍを動作させるための回路基板ＢＤ１が設けられている。回路基板ＢＤ１には、電動アクチュエータ７３０Ｍを動作させるために必要な構成部品の他、制御モジュール１００の構成部品も配置されている。つまり、本実施形態に係る制御モジュール１００は、冷媒制御装置である電動膨張弁７３０と一体に構成されている。

図５を参照しながら、制御モジュール１００を含む熱交換ユニット１０、及びその周囲の構成について説明する。既に述べたように、熱交換ユニット１０はその全体が車両５０のエンジンルームＥＲ内に配置されている。

エンジンルームＥＲ内には、熱交換ユニット１０における３流体（冷媒、冷却水、空気）の流れを制御するために必要な複数のセンサが配置されている。このようなセンサとしては、既に説明した圧力センサ６１や温度センサ６２の他に、例えばシャッタ装置２０の開度を測定する開度センサ等が挙げられる。それぞれのセンサで測定された値は、電気信号（検知信号）として制御モジュール１００に入力される。図５においては、これら複数のセンサが、符号６０が付された単一のブロックとして描かれている。以下では、これら複数のセンサのことを総じて「センサ６０」とも表記する。

車両５０の車室ＩＲには、エンジンＥＣＵ２００と空調ＥＣＵ３００とが配置されている。これらはいずれも、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信インタフェース等を有するコンピュータシステムとして構成されている。

エンジンＥＣＵ２００は、エンジン５１の制御を行うための制御装置である。エンジンＥＣＵ２００は、エンジン５１とラジエータ３１との間で循環する冷却水の流量の調整や、温水弁３２の動作制御、シャッタ装置２０の開度の調整、及び電動ファン４０の回転数の調整等を行う。尚、エンジンＥＣＵ２００によって行われる制御のうち一部の制御（例えばシャッタアクチュエータ２２の動作制御）は、制御モジュール１００を介して行われる。

エンジンＥＣＵ２００と制御モジュール１００との間では、ＬＩＮ等のネットワークを介した通信が行われる。制御モジュール１００は、エンジンＥＣＵ２００から送信される制御信号を受信し、当該制御信号に基づいて各種機器（シャッタアクチュエータ２２等）の動作制御を行う。ただし、制御モジュール１００は、常に制御信号の通りに各種機器の動作制御を行うのではなく、自らの判断で各種機器の動作制御を行うこともある。

空調ＥＣＵ３００は、車両用空調装置７０の制御を行うための制御装置である。空調ＥＣＵ３００は、車両用空調装置７０を構成する各種の機器（電動膨張弁７３０等）のそれぞれの動作を制御することにより、車室ＩＲ内の空調を適切に行う。尚、空調ＥＣＵ３００によって行われる制御のうち一部の制御（例えば電動膨張弁７３０の動作制御）は、制御モジュール１００を介して行われる。

空調ＥＣＵ３００と制御モジュール１００との間では、ＬＩＮ等のネットワークを介した通信が行われる。制御モジュール１００は、空調ＥＣＵ３００から送信される制御信号を受信し、当該制御信号に基づいて各種機器（電動膨張弁７３０等）の動作制御を行う。ただし、制御モジュール１００は、常に制御信号の通りに各種機器の動作制御を行うのではなく、自らの判断で各種機器の動作制御を行うこともある。

車両５０には、各種機器に電力を供給するための電源系統が複数設けられている。図５に示されるように、制御モジュール１００には電源系統ＰＬ１からの電力が供給されており、エンジンＥＣＵ２００には電源系統ＰＬ２からの電力が供給されており、空調ＥＣＵ３００には電源系統ＰＬ３からの電力が供給されている。

電源系統ＰＬ１は、車両５０に設けられたバッテリ（不図示）からの電力が直接供給される電源系統である。このため、車両５０のイグニッションスイッチ（不図示）がオンであるかオフであるかに拘らず、制御モジュール１００には電源系統ＰＬ１からの電力が常に供給されている。

電源系統ＰＬ２は、車両５０に設けられたオルタネータ（不図示）からの電力が供給される電源系統である。このため、車両５０のイグニッションスイッチがオンとされ、エンジン５１が動作しているときには、エンジンＥＣＵ２００には電源系統ＰＬ２からの電力が供給される。一方、車両５０のイグニッションスイッチがオフとされ、エンジン５１が停止しているときには、エンジンＥＣＵ２００には電源系統ＰＬ２からの電力が供給されない。

電源系統ＰＬ３は、電源系統ＰＬ１と同様に、車両５０に設けられたバッテリからの電力が直接供給される電源系統である。このため、車両５０のイグニッションスイッチがオンであるかオフであるかに拘らず、空調ＥＣＵ３００には電源系統ＰＬ３からの電力が常に供給されている。

図６を参照しながら、制御モジュール１００の構成について説明する。制御モジュール１００は、受信部１１０と、入力部１２０と、取得部１２５と、制御部１３０と、ドライバ１４１、１４２と、ＨＵＢ１４３とを備えている。

受信部１１０は、エンジンＥＣＵ２００及び空調ＥＣＵ３００のそれぞれから、各種機器の動作を制御するための制御信号を受信する部分である。当該制御信号は、これまでに説明したシャッタ装置２０や電動膨張弁７３０等の動作を制御するための信号である。尚、本実施形態では、エンジンＥＣＵ２００及び空調ＥＣＵ３００からなる２つのＥＣＵから制御信号が送信され、当該制御信号が受信部１１０によって受信される。このような態様に替えて、単一のＥＣＵからの制御信号が、受信部１１０によって受信されるような態様であってもよい。

本実施形態では、シャッタ装置２０の動作を制御するための制御信号、及び温水弁３２の動作を制御するための制御信号が、エンジンＥＣＵ２００から送信され受信部１１０によって受信される。また、電動膨張弁７３０の動作を制御するための制御信号が空調ＥＣＵ３００から送信され、受信部１１０によって受信される。つまり、複数の装置の動作を制御するための制御信号が受信部１１０によって受信される。このような態様に替えて、受信部によって受信される制御信号は単一の装置の動作を制御するためのものであってもよい。

入力部１２０は、センサ６０からのそれぞれの検知信号が入力される部分である。センサ６０からの検知信号は、他のＥＣＵ（電子制御ユニット）を介することなく、センサ６０に含まれるそれぞれのセンサから制御モジュール１００に対して直接入力される。他のＥＣＵを介した通信によるタイムラグが生じないので、制御モジュール１００は、各種センサにおける測定値を瞬時に把握することができる。

尚、制御モジュール１００は、車両５０に設けられた車速センサ２０１から、車速（車両５０の走行速度）を示す検知信号を受信することも可能となっている。ただし、車速センサ２０１から送信される検知信号は、入力部１２０に直接入力されるのではなく、エンジンＥＣＵ２００を介して制御モジュール１００に入力される。つまり、制御モジュール１００は、エンジンＥＣＵ２００との通信によって車両５０の走行速度を取得することが可能となっている。このような態様に替えて、車速センサ２０１からの検知信号が入力部１２０に直接入力されるような態様であってもよい。

取得部１２５は、室外用熱交換器７４０から排出される冷媒の過熱度を取得する部分である。取得部１２５は、圧力センサ６１で測定される冷媒の圧力、及び温度センサ６２で測定される冷媒の温度を取得し、これらに基づいて、室外用熱交換器７４０から排出された直後の冷媒の過熱度を取得する。「過熱度」とは、室外用熱交換器７４０から排出された冷媒（過熱蒸気）の温度と、当該冷媒と同じ圧力における冷媒の飽和温度との温度差のことであり、所謂「スーパーヒート」とも称されるものである。取得部１２５で取得された上記の過熱度は制御部１３０に入力される。

制御モジュール１００が備える記憶装置（不図示）には、冷媒の圧力及び温度と過熱度との関係が、予めマップとして記憶されている。取得部１２５は、圧力センサ６１及び温度センサ６２のそれぞれの測定値と上記マップとを参照することにより、冷媒の過熱度を算出し取得する。

制御部１３０は、後述のドライバ１４１等を介して、シャッタ装置２０や電動膨張弁７３０等、熱交換ユニット１０が備える各種機器の動作を制御する部分である。エンジンＥＣＵ２００や空調ＥＣＵ３００から受信された制御信号は、受信部１１０から制御部１３０へと入力される。また、センサ６０から入力された各種の検知信号は、入力部１２０から制御部１３０へと入力される。制御部１３０は、入力された制御信号及び検知信号に基づいて、シャッタ装置２０等の動作を制御する。

ドライバ１４１は、シャッタ装置２０に駆動用電流を供給するための部分である。ドライバ１４１には、動作用の電力として電源系統ＰＬ１からの電力が供給されている。ドライバ１４１には、シャッタアクチュエータ２２に駆動用電流を供給するための回路が形成されている。ドライバ１４１からシャッタアクチュエータ２２への駆動用電流の供給は、制御部１３０からの信号によって制御される。これにより、シャッタアクチュエータ２２の動作が制御され、シャッタ装置２０の開度が所定の開度となるように調整される。

ドライバ１４２は、電動膨張弁７３０の電動アクチュエータ７３０Ｍに駆動用電流を供給するための部分である。ドライバ１４２には、動作用の電力として電源系統ＰＬ１からの電力が供給されている。ドライバ１４２には、電動アクチュエータ７３０Ｍに供給される駆動用電流の大きさを調整するための回路が形成されている。電動アクチュエータ７３０Ｍに供給される駆動用電流の大きさは、制御部１３０からの信号によって調整される。電動アクチュエータ７３０Ｍに供給される駆動用電流が大きくなると、電動膨張弁７３０の開度が大きくなる。電動アクチュエータ７３０Ｍに供給される駆動用電流が小さくなると、電動膨張弁７３０の開度が小さくなる。

ＨＵＢ１４３は所謂集線装置である。ＨＵＢ１４３には、熱交換ユニット１０が備える各種機器の一部に繋がる信号線が接続される。本実施形態では、温水弁３２に繋がる信号線がＨＵＢ１４３に接続されている。また、ＨＵＢ１４３には、動作用の電力として電源系統ＰＬ１からの電力が供給されている。

制御部１３０は、温水弁３２に対して（駆動用の電流ではなく）制御用の信号のみを送信することにより、温水弁３２の動作を制御するように構成されている。温水弁３２には、その動作を制御するためのドライバ（不図示）が内蔵されている。当該ドライバは、制御部１３０からＨＵＢ１４３を介して送信される制御用の信号に基づいて動作し、温水弁３２の開閉を切り換える。温水弁３２が開状態となると、ラジエータ３１に対する冷却水の供給が開始される。温水弁３２が閉状態となると、ラジエータ３１に対する冷却水の供給が停止される。

ＨＵＢ１４３に繋がる機器の数は、本実施形態のように１つであってもよく、２つ以上であってもよい。また、ＨＵＢ１４３が設けられておらず、熱交換ユニット１０が備える各種機器の全てが、本実施形態におけるシャッタ装置２０のように、ドライバを介して制御部１３０に接続されているような態様であってもよい。制御部１３０と各種機器との間における通信のタイムラグが問題となるような場合には、このような構成の方が好ましい。

上記とは逆に、熱交換ユニット１０が備える各種機器の全てが、本実施形態における温水弁３２のように、ＨＵＢ１４３を介して制御部１３０に接続されているような態様であってもよい。制御モジュール１００や熱交換ユニット１０の拡張性に鑑みれば、このような構成の方が好ましい。

ところで、車両用空調装置７０の暖房運転中においては、蒸発器である室外用熱交換器７４０から排出される冷媒の過熱度が小さくなり過ぎてしまうと、下流側にあるコンプレッサ７２０に液相の冷媒が到達してしまい、コンプレッサ７２０の動作が妨げられてしまう可能性がある。一方、上記過熱度が大きくなり過ぎてしまうと、電動膨張弁７３０を通過する冷媒の流路抵抗が大きくなり、冷凍サイクルの動作効率が低下してしまうこととなる。そこで、車両用空調装置７０の暖房運転中においては、室外用熱交換器７４０の出口部分における冷媒の過熱度（つまり、取得部１２５で取得される過熱度）を所定の目標値に一致させる制御を行う必要がある。以下では、当該制御のことを「過熱度調整制御」とも称する。

過熱度調整制御においては、制御モジュール１００は、上位のＥＣＵ（エンジンＥＣＵ２００や空調ＥＣＵ３００）から送信される制御信号に示される態様とは異なる態様で、シャッタ装置２０や電動膨張弁７３０の動作を制御する。本実施形態における過熱度調整制御の具体的な態様について、図７を参照しながら説明する。

図７に示される一連の処理は、所定の制御周期が経過する毎に、制御モジュール１００によって繰り返し実行される処理である。

最初のステップＳ０１では、温度センサ６２で測定された温度、すなわち、室外用熱交換器７４０から排出される冷媒の温度が取得される。ステップＳ０１に続くステップＳ０２では、圧力センサ６１で測定された圧力、すなわち、室外用熱交換器７４０から排出される冷媒の圧力が取得される。

ステップＳ０２に続くステップＳ０３では、ステップＳ０１で取得された冷媒の温度、及びステップＳ０２で取得された冷媒の圧力に基づいて、冷媒の過熱度が取得（算出）される。当該処理は、既に述べたように取得部１２５によって行われる。

ステップＳ０３に続くステップＳ０４では、ステップＳ０３で取得された過熱度について偏差量が、予め設定された所定値よりも小さいか否かが判定される。ここでいう「偏差量」とは、取得部１２５で取得される過熱度と、過熱度について設定された目標値との差、の絶対値のことである。偏差量の算出は制御部１３０によって行われる。尚、上記の目標値は、予め空調ＥＣＵ３００によって決定され、制御モジュール１００へと送信されていたものである。

過熱度の偏差量が所定値よりも小さい場合には、ステップＳ０５に移行する。ステップＳ０５では、電動膨張弁７３０の目標開度の算出が行われる。この目標開度は、上記の偏差量を０に近づけるために必要となる電動膨張弁７３０の開度のことである。目標開度の算出は制御部１３０によって行われる。

このような目標開度は、例えば、予め作成されたマップを参照することにより算出することができる。また、空調ＥＣＵ３００から送信される電動膨張弁７３０の開度の目標値に対して、マップに基づき決定された補正値を加算することにより、目標開度が算出されることとしてもよい。

ステップＳ０５に続くステップＳ０６では、電動膨張弁７３０の開度を、ステップＳ０５で算出された目標開度に一致させるよう、電動膨張弁７３０（具体的には電動アクチュエータ７３０Ｍ）を駆動する処理が行われる。当該処理は制御部１３０によって行われる。これにより、電動膨張弁７３０の開度が目標開度に一致した状態となり、室外用熱交換器７４０の出口部分における冷媒の過熱度は目標値に近づいて行く。

ステップＳ０４において、過熱度の偏差量が所定値以上であった場合には、ステップＳ０７に移行する。ステップＳ０７では、シャッタ装置２０の目標開度の算出が行われる。この目標開度は、上記の偏差量を０に近づけるために必要となるシャッタ装置２０の開度のことである。目標開度の算出は制御部１３０によって行われる。

このような目標開度は、例えば、予め作成されたマップを参照することにより算出することができる。また、エンジンＥＣＵ２００から送信されるシャッタ装置２０の開度の目標値に対して、マップに基づき決定された補正値を加算することにより、目標開度が算出されることとしてもよい。

ステップＳ０７に続くステップＳ０８では、シャッタ装置２０の開度を、ステップＳ０７で算出された目標開度に一致させるよう、シャッタ装置２０（具体的にはシャッタアクチュエータ２２）を駆動する処理が行われる。これにより、シャッタ装置２０の開度が目標開度に一致した状態となり、室外用熱交換器７４０の出口部分における冷媒の過熱度は目標値に近づいて行く。

以上のように、本実施形態に係る制御モジュール１００では、制御部１３０が、取得部１２５で取得される過熱度に基づいてシャッタ装置２０（空気制御装置）の動作を制御し、これにより過熱度を調整することが可能となっている。具体的には、取得部１２５で取得される過熱度が目標値に一致するように、シャッタ装置２０の動作を制御することが可能となっている（ステップＳ０７，Ｓ０８）。

また、制御モジュール１００では、制御部１３０が、取得部１２５で取得される過熱度に基づいて電動膨張弁７３０（冷媒制御装置）の動作を制御し、これにより過熱度を調整することも可能となっている。具体的には、取得部１２５で取得される過熱度が目標値に一致するように、電動膨張弁７３０の動作を制御することが可能となっている（ステップＳ０５，Ｓ０６）。

つまり、制御モジュール１００では、室外用熱交換器７４０の出口部分における冷媒の過熱度を調整する過熱度調整制御として、２種類の態様の制御を行うことが可能となっている。一つ目の態様は、空気制御装置であるシャッタ装置２０の動作を制御することにより、過熱度を調整するものである（ステップＳ０７，Ｓ０８）。以下では、このような態様の過熱度調整制御のことを「第１制御」とも称する。もう１つは、冷媒制御装置である電動膨張弁７３０の動作を制御することにより、過熱度を調整するものである（ステップＳ０５，Ｓ０６）。以下では、このような態様の過熱度調整制御のことを「第２制御」とも称する。

尚、電動膨張弁７３０の開度を変化させること、すなわち第２制御を行うことによって冷媒の過熱度を調整する場合には、過熱度の変化速度は比較的小さい。これに対し、室外用熱交換器７４０を通過する空気の流量を変化させること、すなわち第１制御を行うことによって冷媒の過熱度を調整する場合には、過熱度の変化速度は比較的大きい。

本実施形態では、過熱度の偏差量が所定値よりも小さく、過熱度を大きく変化させる必要が無い場合（ステップＳ０４でＹｅｓ）には、応答速度の比較的小さな第２制御によって過熱度の調整を行う。一方、過熱度の偏差量が所定値以上であり、過熱度を大きく変化させる必要が有る場合（ステップＳ０４でＮｏ）には、応答速度の比較的大きな第１制御によって過熱度の調整を行う。このように、状況に応じて第１制御と第２制御とを適切に使い分けることにより、過熱度を目標値に一致させることができる。

図８（Ａ）に示されるのは、比較例に係る熱交換ユニット１０において、室外用熱交換器７４から排出される冷媒の過熱度の時間変化の一例である。この比較例においては、電動膨張弁７３０の開度を調整する制御のみにより、過熱度を目標値ＳＶに一致させる制御が行われている。また、この比較例では、過熱度の取得や調整のための処理が、制御モジュール１００ではなく空調ＥＣＵ３００によって行われる構成となっている。

図８（Ａ）の例では、時刻ｔ０において過熱度が急変しており、目標値ＳＶから値ＭＶまで急激に低下している。このため、空調ＥＣＵ３００は、過熱度が値ＭＶから目標値ＳＶに戻るように、電動膨張弁７３０の開度が小さくなるよう、電動膨張弁７３０を動作させる処理を行う。

しかしながら、空調ＥＣＵ３００からの制御信号が制御モジュール１００に到達し、電動膨張弁７３０の開度が変化し始めるまでには、通信のタイムラグが生じる。このため、図８（Ａ）の例では、時刻ｔ０よりも後の時刻ｔ１０において、電動膨張弁７３０の開度が変化し始めている。時刻ｔ０から時刻ｔ１０までの期間ＴＭ１０が、上記のタイムラグに該当する。

時刻ｔ１０以降は、電動膨張弁７３０が動作してその開度が変化していく。これにより、室外用熱交換器７４０の出口部分における冷媒の過熱度は次第に上昇して行き、時刻ｔ２０において目標値ＳＶに一致する。ただし、既に述べたように、電動膨張弁７３０の開度が変化する際における過熱度の変化速度は比較的小さい。このため、電動膨張弁７３０が動作し始めた時刻ｔ１０から、過熱度が目標値ＳＶに一致する時刻ｔ２０までの期間ＴＭ２１は、比較的長くなっている。

図８（Ｂ）に示されるのは、他の比較例に係る熱交換ユニット１０において、室外用熱交換器７４０から排出される冷媒の過熱度の時間変化の一例である。この比較例においては、シャッタ装置２０の開度を調整する制御のみにより、過熱度を目標値ＳＶに一致させる制御が行われている。尚、この比較例でも図８（Ａ）の例と同様に、過熱度の取得や調整のための処理が、制御モジュール１００ではなく空調ＥＣＵ３００によって行われる構成となっている。

図８（Ｂ）の例でも、時刻ｔ０において過熱度が急変しており、目標値ＳＶから値ＭＶまで急激に低下している。このため、空調ＥＣＵ３００は、過熱度が値ＭＶから目標値ＳＶに戻るように、シャッタ装置２０の開度が大きくなるよう、シャッタ装置２０を動作させる処理を行う。

図８（Ｂ）の例でも、空調ＥＣＵ３００からの制御信号が制御モジュール１００に到達し、シャッタ装置２０の開度が変化し始めるまでには、通信のタイムラグが生じる。このため、やはり時刻ｔ０よりも後の時刻ｔ１０において、シャッタ装置２０の開度が変化し始めている。時刻ｔ０から時刻ｔ１０までの期間ＴＭ１０が、上記のタイムラグに該当する。

時刻ｔ１０以降は、シャッタ装置２０が動作してその開度が変化していく。これにより、室外用熱交換器７４０の出口部分における冷媒の過熱度は次第に上昇して行き、時刻ｔ１５において目標値ＳＶに一致する。既に述べたように、シャッタ装置２０の開度が変化する際における過熱度の変化速度は比較的大きい。このため、シャッタ装置２０が動作し始めた時刻ｔ１０から、過熱度が目標値ＳＶに一致する時刻ｔ１５までの期間ＴＭ２２は、図８（Ａ）における期間ＴＭ２１よりも短くなっている。

図８（Ｃ）に示されるのは、本実施形態に係る熱交換ユニット１０において、室外用熱交換器７４０から排出される冷媒の過熱度の時間変化の一例である。図８（Ｃ）の例では、第１制御、すなわちシャッタ装置２０の開度を調整する制御のみにより、過熱度を目標値ＳＶに一致させる制御が行われている。

図８（Ｃ）の例では、図８（Ａ）や図８（Ｂ）に示される比較例とは異なり、過熱度の取得や調整のための処理が制御モジュール１００によって行われる。つまり、空調ＥＣＵ３００との通信によるタイムラグが生じない。従って、過熱度が急変して値ＭＶまで低下するのとほぼ同時（時刻ｔ０）に、シャッタ装置２０の開度を変化させ始めることが可能となっている。その後、時刻ｔ０よりも後の時刻ｔ５において、過熱度が目標値ＳＶに一致している。時刻ｔ０から時刻ｔ５までの期間ＴＭ２３は、図８（Ｂ）における期間ＴＭ２２と同じ長さの期間となっている。

このように、本実施形態では、図８（Ａ）や図８（Ｂ）に示される比較例に比べて、冷媒の過熱度を迅速に変化させ、より短い期間内で目標値ＳＶに一致させることが可能となっている。

以上に説明したような制御モジュール１００の機能を、エンジンＥＣＵ２００や空調ＥＣＵ３００のような上位のＥＣＵが有するような態様としてもよい。つまり、エンジンＥＣＵ２００等が制御モジュール１００として機能するような態様としてもよい。しかしながら、通信のタイムラグや機器の配置等に鑑みれば、本実施形態のように、熱交換ユニット１０の制御を担う専用の装置として制御モジュール１００が構成されている態様の方が好ましい。

第２実施形態について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点についてのみ説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。本実施形態では、制御モジュール１００によって実行される処理の内容について第１実施形態と異なっており、その他の点については第１実施形態と同じである。本実施形態における過熱度調整制御の具体的な態様について、図９を参照しながら説明する。

図９に示される一連の処理は、所定の制御周期が経過する毎に、制御モジュール１００によって繰り返し実行される処理である。当該処理は、図７に示される一連の処理に換えて実行されるものである。

最初のステップＳ１１では、温度センサ６２で測定された温度、すなわち、室外用熱交換器７４０から排出される冷媒の温度が取得される。ステップＳ１１に続くステップＳ１２では、圧力センサ６１で測定された圧力、すなわち、室外用熱交換器７４０から排出される冷媒の圧力が取得される。

ステップＳ１２に続くステップＳ１３では、ステップＳ１１で取得された冷媒の温度、及びステップＳ１２で取得された冷媒の圧力に基づいて、冷媒の過熱度が取得（算出）される。当該処理は、既に述べたように取得部１２５によって行われる。

ステップＳ１３に続くステップＳ１４では、電動膨張弁７３０の目標開度の算出が行われる。この目標開度は、既に説明した偏差量を０に近づけるために必要となる電動膨張弁７３０の開度のことである。目標開度の算出は制御部１３０によって行われる。

図１０に示されるのは、ステップＳ１３で取得された過熱度（横軸）と、ステップＳ１４で算出される目標開度（縦軸）との対応関係である。当該対応関係は、マップとして予め作成され、制御モジュール１００の記憶装置に記憶されている。ステップＳ１４では、図１０の対応関係に基づいて、電動膨張弁７３０の目標開度が算出される。

図１０に示されるように、取得部１２５で取得された過熱度が大きくなるほど、目標開度は大きくなる（開放側となる）ように設定される。これにより、室外用熱交換器７４０における冷媒の温度が上昇し、室外用熱交換器７４０における吸熱量が小さくなる。その結果、室外用熱交換器７４０の出口部分における過熱度が小さくなる。

また、取得部１２５で取得された過熱度が小さくなるほど、目標開度は小さくなる（絞り側となる）ように設定される。これにより、室外用熱交換器７４０における冷媒の温度が低下し、室外用熱交換器７４０における吸熱量が大きくなる。その結果、電動膨張弁７３０の出口部分における過熱度が大きくなる。

ステップＳ１４に続くステップＳ１５では、シャッタ装置２０の目標開度の算出が行われる。この目標開度は、既に説明した差量を０に近づけるために必要となるシャッタ装置２０の開度のことである。目標開度の算出は制御部１３０によって行われる。

図１１に示されるのは、ステップＳ１３で取得された過熱度（横軸）と、ステップＳ１５で算出される目標開度（縦軸）との対応関係である。当該対応関係は、マップとして予め作成され、制御モジュールの記憶装置に記憶されている。ステップＳ１５では、図１１の対応関係に基づいて、シャッタ装置２０の目標開度が算出される。

図１１に示されるように、取得部１２５で取得された過熱度が大きくなるほど、目標開度は小さくなる（絞り側となる）ように設定される。これにより、室外用熱交換器７４０を通過する空気の流量が低下し、室外用熱交換器７４０における吸熱量が小さくなる。その結果、室外用熱交換器７４０の出口部分における過熱度が小さくなる。

また、取得部１２５で取得された過熱度が小さくなるほど、目標開度は大きくなる（開放側となる）ように設定される。これにより、室外用熱交換器７４０を通過する空気の流量が増加し、室外用熱交換器７４０における吸熱量が大きくなる。その結果、電動膨張弁７３０の出口部分における過熱度が大きくなる。

ステップＳ１５に続くステップＳ１６では、電動膨張弁７３０の開度を、ステップＳ１４で算出された目標開度に一致させるよう、電動膨張弁７３０（具体的には電動アクチュエータ７３０Ｍ）を駆動する処理が行われる。当該処理は制御部１３０によって行われる。これにより、電動膨張弁７３０の開度が目標開度に一致した状態となり、室外用熱交換器７４０の出口部分における冷媒の過熱度は目標値に近づいて行く。

ステップＳ１６に続くステップＳ１７では、シャッタ装置２０の開度を、ステップＳ１５で算出された目標開度に一致させるよう、シャッタ装置２０（具体的にはシャッタアクチュエータ２２）を駆動する処理が行われる。これにより、シャッタ装置２０の開度が目標開度に一致した状態となり、室外用熱交換器７４０の出口部分における冷媒の過熱度は目標値に近づいて行く。

以上のように、本実施形態に係る制御モジュール１００では、室外用熱交換器７４０を通過する空気の流量を変化させる第１制御（ステップＳ１７）と、電動膨張弁７３０の開度を変化させる第２制御（ステップＳ１６）とが、並行して行われる。このような態様でも、第１実施形態について説明したものと同様の効果を奏する。また、本実施形態では、第１制御と第２制御とが同時に行われるので、過熱度をより広い範囲で変化させることが可能となっている。このため、車両用空調装置７０の運転中における過熱度を更に安定させることができる。

第３実施形態について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点についてのみ説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。本実施形態では、制御モジュール１００によって実行される処理の内容について第１実施形態と異なっており、その他の点については第１実施形態と同じである。本実施形態における過熱度調整制御の具体的な態様について、図１２を参照しながら説明する。

図１２に示される一連の処理は、所定の制御周期が経過する毎に、制御モジュール１００によって繰り返し実行される処理である。当該処理は、図７に示される一連の処理に換えて実行されるものである。

最初のステップＳ２１では、温度センサ６２で測定された温度、すなわち、室外用熱交換器７４０から排出される冷媒の温度が取得される。ステップＳ２１に続くステップＳ２２では、圧力センサ６１で測定された圧力、すなわち、室外用熱交換器７４０から排出される冷媒の圧力が取得される。

ステップＳ２２に続くステップＳ２３では、ステップＳ２１で取得された冷媒の温度、及びステップＳ２２で取得された冷媒の圧力に基づいて、冷媒の過熱度が取得（算出）される。当該処理は、既に述べたように取得部１２５によって行われる。

ステップＳ２３に続くステップＳ２４では、風速センサ６３で測定された風速に基づいて、室外用熱交換器７４０を通過する空気の風量が算出され取得される。

ステップＳ２４に続くステップＳ２５では、ステップＳ２３で取得された過熱度と、ステップＳ２４で算出された風量とに基づいて、シャッタ装置２０の目標開度の算出が行われる。この目標開度は、過熱度をその目標値に近づけるために必要となるシャッタ装置２０の開度のことである。目標開度の算出は制御部１３０によって行われる。

ステップＳ２５に続くステップＳ２６では、シャッタ装置２０の開度を、ステップＳ２５で算出された目標開度に一致させるよう（つまり偏差量を０に近づけるよう）、シャッタ装置２０（具体的にはシャッタアクチュエータ２２）を駆動する処理が行われる。当該処理は制御部１３０によって行われる。これにより、シャッタ装置２０の開度が目標開度に一致した状態となり、室外用熱交換器７４０の出口部分における冷媒の過熱度は目標値に近づいて行く。

図１３に示されるのは、図１２で示される上記処理の内容を、所謂ブロック線図として描いたものである。ブロックＢ１は、室外用熱交換器７４０の出口部分における過熱度の目標値を示すものである。既に述べたように、当該目標値は空調ＥＣＵ３００によって予め決定され、制御モジュール１００に送信されたものである。

ブロックＢ２は所謂加算器である。ブロックＢ２では、ブロックＢ１から入力される過熱度の目標値と、後述のブロックＢ１１から入力される実際の過熱度との偏差が算出され、当該偏差がブロックＢ３に向けて出力される。

ブロックＢ３では、上記の偏差に基づいて、室外用熱交換器７４０を通過する空気の風量についての目標値が算出される。ここでは、予め作成されたマップを算出することにより、上記の偏差を０とするために必要な風量の目標値が算出される。算出された風量の目標値は、ブロックＢ４に向けて出力される。

ブロックＢ４は加算器である。ブロックＢ４では、ブロックＢ３から入力される風量の目標値と、後述のブロックＢ１３から入力される実際の風量との偏差が算出され、当該偏差がブロックＢ５に向けて出力される。

ブロックＢ５では、上記の偏差に基づいて、シャッタ装置２０の目標開度が算出される。当該目標開度は、図１２のステップＳ２５で算出される目標開度のことである。ブロックＢ５では、予め作成されたマップを算出することにより、ブロックＢ４から入力される偏差を０とするために必要な目標開度が算出される。算出された目標開度は、ブロックＢ７に向けて出力される。

尚、上記のブロックＢ５では、ブロックＢ６から入力される電動ファン４０の作動状態に基づいて、目標開度が予め補正される。当該処理は制御部１３０により実行される。「電動ファン４０の作動状態」とは、電動ファン４０の回転数のことである。ブロックＢ５では、電動ファン４０の回転数が大きくなるほど、シャッタ装置２０の開度が小さくなるように、上記の目標開度が補正される。このため、例えば電動ファン４０が過回転となっているときに、室外用熱交換器７４０を通過する空気の風量が大きくなり過ぎてしまい、過熱度が目標値からずれてしまうようなことが防止される。

尚、「電動ファン４０の作動状態」として用いられるパラメータは、本実施形態のように電動ファン４０の回転数そのものであってもよいが、電動ファン４０の回転数を間接的に示すものであってもよい。例えば、ファンモータ４２を流れる電流値が、「電動ファン４０の作動状態」として用いられてもよい。

このように、本実施形態における制御部１３０では、室外用熱交換器７４０に空気を送り込む電動ファン４０の回転数に応じて、シャッタ装置２０の開度を変化させる制御が行われる。具体的には、制御部１３０は、電動ファン４０の回転数が大きくなるほどシャッタ装置２０の開度を小さくするような処理を行う。これにより、電動ファン４０の作動状態が変化して空気の風量が変動した場合であっても、過熱度を確実に目標値に近づけることが可能となっている。

ブロックＢ５で算出されたシャッタ装置２０の目標開度は、ブロックＢ７に入力される。ブロックＢ７では、シャッタ装置２０の開度を目標開度に一致させる処理が行われる。つまり、ブロックＢ７は、図１２のステップＳ２６に示される処理を示すものである。

ブロックＢ７においてシャッタ装置２０の開度が調整された結果、シャッタ装置２０及び室外用熱交換器７４０を通過する空気の風量が変化する。ブロックＢ８は、このような風量の変化を示すブロックである。また、室外用熱交換器７４０を通過する空気の風量が変化すると、室外用熱交換器７４０から排出される冷媒の状態（圧力及び温度）も変化する。ブロックＢ９は、このように変化する冷媒状態を示すブロックである。

ブロックＢ１０では、上記のように変化した冷媒状態が取得される。具体的には、圧力センサ６１によって冷媒の圧力が取得され、温度センサ６２によって冷媒の温度が取得される。このように、ブロックＢ１０は、図１２のステップＳ２１、Ｓ２２に示される処理を示すものである。ブロックＢ１０で取得された冷媒の圧力及び温度は、ブロックＢ１１に入力される。

ブロックＢ１１では、冷媒の圧力及び温度に基づいて、室外用熱交換器７４０の出口部分における冷媒の過熱度が算出され取得される。ブロックＢ１１は、図１２のステップＳ２３に示される処理を示すものである。ブロックＢ１１で算出された過熱度はブロックＢ２に入力され、既に述べたように過熱度の偏差の算出に供される。

ブロックＢ１２では、室外用熱交換器７４０を通過する空気の風速が、風速センサ６３によって取得される。取得された風速はブロックＢ１３に入力される。ブロックＢ１３では、ブロックＢ１２から入力された風速が、室外用熱交換器７４０を通過する空気の「風量」に変換される。当該風量はブロックＢ４に入力され、既に述べたように風量の偏差の算出に供される。

以上のように、図１３に示される処理は、過熱度を目標値に一致させるためのフィードバックループの内側に、風量を目標値に一致させるためのフィードバックループが形成された処理となっている。このような処理では、風量についての調整が行われることにより、過熱度を更に精度よく制御することが可能となっている。

第４実施形態について説明する。以下では、第３実施形態と異なる点についてのみ説明し、第３実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。本実施形態では、制御モジュール１００によって実行される処理の一部について第３実施形態と異なっており、その他の点については第３実施形態と同じである。本実施形態における過熱度調整制御の具体的な態様について、図１４を参照しながら説明する。

図１４に示される一連の処理は、所定の制御周期が経過する毎に、制御モジュール１００によって繰り返し実行される処理である。当該処理は、図１２に示される一連の処理に換えて実行されるものである。図１４に示される一連の処理は、図１２に示される一連の処理のうち、ステップＳ２４をステップＳ３１に置き換えて、ステップＳ２５をステップＳ３２に置き換えたものとなっている。図１４に示される各ステップのうち、図１２に示されるステップと共通するものについては、図１２と同一の符号（Ｓ２１等）が付してある。

ステップＳ２３に続いて実行されるステップＳ３１では、車速センサ２０１で測定された車速、すなわち、車両５０の走行速度が取得される。ステップＳ３１に続くステップＳ３２では、ステップＳ２３で取得された過熱度と、ステップＳ３１で取得された走行速度とに基づいて、シャッタ装置２０の目標開度の算出が行われる。この目標開度は、過熱度をその目標値に近づけるために必要となるシャッタ装置２０の開度のことである。目標開度の算出は制御部１３０によって行われる。

図１５に示されるのは、図１４で示される一連の処理の内容を、所謂ブロック線図として描いたものである。図１５に示される各ブロックのうち、図１３に示されるブロックと共通するものについては、図１３と同一の符号（Ｂ１等）が付してある。以下では、図１３との相違点についてのみ説明する。

本実施形態では、図１３のブロックＢ３が、ブロックＢ３１に置き換えられている。ブロックＢ３１では、ブロックＢ３と同様に、室外用熱交換器７４０を通過する空気の風量についての目標値が算出される。ただし、ブロックＢ３１では、ブロックＢ４から入力される偏差に加えて、車速センサ２０１で測定された車速にも基づいて風量の目標値が算出される。図１５では、車速センサ２０１で測定された車速がブロックＢ３２として示されている。ブロックＢ３２は、図１４のステップＳ３１に示される処理を示すもの、ということができる。

ブロックＢ３１では、ブロックＢ３２から入力される車速、すなわち車両５０の走行速度に基づいて、算出される風量の目標値が補正される。当該処理は制御部１３０により実行される。具体的には、車両５０の走行速度が大きくなるほど、風量の目標値が小さくなるように補正される。また、車両５０の走行速度が小さくなるほど、風量の目標値が大きくなるように補正される。算出された風量の目標値は、ブロックＢ３３に入力される。

本実施形態では、図１３のブロックＢ５が、ブロックＢ３３に置き換えられている。本実施形態では、風量の実測値をフィードバックするようなループ（図１３のブロックＢ１２、ブロックＢ１３、及びブロックＢ４）が存在しない。ブロックＢ３３では、ブロックＢ３１から入力される風量の目標値に応じて、シャッタ装置２０の目標開度が算出される。つまり、本実施形態では、シャッタ装置２０の目標開度がフィードフォワードにより決定される。

ブロックＢ３３では、入力される風量の目標値が大きくなるほど、シャッタ装置２０の目標開度が大きな値（開放側の値）として算出される。また、入力される風量の目標値が小さくなるほど、シャッタ装置２０の目標開度が小さな値（絞り側の値）として算出される。このような対応関係は、予めマップとして作成され、制御モジュール１００の記憶装置に記憶されている。尚、ブロックＢ３３においても、ブロックＢ６から入力される電動ファン４０の作動状態に基づいて、算出される目標開度が補正される。具体的な補正の方法は、図１３において説明したものと同じである。

以上のように、本実施形態における制御部１３０では、車両５０の走行速度に応じてシャッタ装置２０の開度を変化させる制御が行われる。具体的には、制御部１３０では、車両５０の走行速度が大きくなるほど風量の目標値を低く設定し（ブロックＢ３１）、これによりシャッタ装置２０の開度を小さくする（ブロックＢ３３）ような制御が行われる。また、制御部１３０では、車両５０の走行速度が大きくなるほど風量の目標値を低く設定し（ブロックＢ３１）、これによりシャッタ装置２０の開度を小さくする（ブロックＢ３３）ような制御が行われる。これにより、車両５０の走行速度に応じてフロントグリルＧＲから流入する風量が変動した場合であっても、過熱度を確実に目標値に近づけることが可能となっている。

以上の説明においては、過熱度調整制御においてその動作が制御される空気制御装置として、シャッタ装置２０が用いられる場合の例について説明した。このような態様に替えて、過熱度調整制御における制御対象として電動ファン４０が用いられるような態様であってもよい。この場合、過熱度を小さくする必要が有るときは、電動ファン４０の回転数を減少させる制御が行われることとなる。逆に、過熱度を大きくする必要が有るときは、電動ファン４０の回転数を増加させる制御が行われることとなる。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１０：熱交換ユニット
２０：シャッタ装置
１００：制御モジュール
１２５：取得部
１３０：制御部
５０：車両
ＧＲ：フロントグリル

Claims (6)

1. 車両（５０）に設けられる熱交換ユニット（１０）の制御を行う制御モジュール（１００）であって、
   前記熱交換ユニットは、
   空調用の冷媒と空気との熱交換を行うことにより、内部で冷媒を蒸発させる熱交換器（７４０）と、
   前記車両のフロントグリル（ＧＲ）から流入し前記熱交換器を通過する空気、の流量を調整する空気制御装置（２０）と、を備えるものであり、
   前記空気制御装置の動作を制御する制御部（１３０）と、
   前記熱交換器から排出される冷媒の過熱度を取得する取得部（１２５）と、を備え、
   前記制御部は、前記取得部で取得される前記過熱度に基づいて前記空気制御装置の動作を制御し、
   前記制御部は、
   前記取得部で取得される前記過熱度が目標値に一致するように前記空気制御装置の動作を制御し、
   前記制御部は、
   前記空気制御装置の動作を制御する第１制御と、
   前記熱交換器を通る冷媒の流れを調整するための装置である冷媒制御装置（７３０）、の動作を制御する第２制御と、を行うことにより、
   前記取得部で取得される前記過熱度を前記目標値に一致させ、
   前記制御部は、
   前記取得部で取得される前記過熱度と前記目標値との差、の絶対値である偏差量を算出し、
   前記偏差量が所定値よりも大きいときには前記第１制御を行い、
   前記偏差量が前記所定値よりも小さいときには前記第２制御を行う制御モジュール。
2. 前記空気制御装置は、その開度を変化させることによって通過する空気の流量を調整するシャッタ装置である、請求項１に記載の制御モジュール。
3. 車両（５０）に設けられる熱交換ユニット（１０）の制御を行う制御モジュール（１００）であって、
   前記熱交換ユニットは、
   空調用の冷媒と空気との熱交換を行うことにより、内部で冷媒を蒸発させる熱交換器（７４０）と、
   前記車両のフロントグリル（ＧＲ）から流入し前記熱交換器を通過する空気、の流量を調整する空気制御装置（２０）と、を備えるものであり、
   前記空気制御装置の動作を制御する制御部（１３０）と、
   前記熱交換器から排出される冷媒の過熱度を取得する取得部（１２５）と、を備え、
   前記制御部は、前記取得部で取得される前記過熱度に基づいて前記空気制御装置の動作を制御し、
   前記空気制御装置は、その開度を変化させることによって通過する空気の流量を調整するシャッタ装置であり、
   前記制御部は、
   前記熱交換器に空気を送り込む電動ファン（４０）の回転数に応じて、前記シャッタ装置の開度を変化させる制御モジュール。
4. 前記制御部は、前記回転数が大きくなるほど前記シャッタ装置の開度を小さくする、請求項３に記載の制御モジュール。
5. 車両（５０）に設けられる熱交換ユニット（１０）の制御を行う制御モジュール（１００）であって、
   前記熱交換ユニットは、
   空調用の冷媒と空気との熱交換を行うことにより、内部で冷媒を蒸発させる熱交換器（７４０）と、
   前記車両のフロントグリル（ＧＲ）から流入し前記熱交換器を通過する空気、の流量を調整する空気制御装置（２０）と、を備えるものであり、
   前記空気制御装置の動作を制御する制御部（１３０）と、
   前記熱交換器から排出される冷媒の過熱度を取得する取得部（１２５）と、を備え、
   前記制御部は、前記取得部で取得される前記過熱度に基づいて前記空気制御装置の動作を制御し、
   前記空気制御装置は、その開度を変化させることによって通過する空気の流量を調整するシャッタ装置であり、
   前記制御部は、
   前記車両の走行速度に応じて前記シャッタ装置の開度を変化させる制御モジュール。
6. 前記制御部は、
   前記車両の走行速度が大きくなるほど前記シャッタ装置の開度を小さくする、請求項５に記載の制御モジュール。

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