JPH06106958A

JPH06106958A - 車両用空調装置

Info

Publication number: JPH06106958A
Application number: JP4261438A
Authority: JP
Inventors: Eiji Ukita; 英治浮田; Hiroshi Aso; 博史麻生; Yasuhiro Tono; 安広遠野; Takashi Tsuchida; 貴志土田; Toshikazu Ishikawa; 俊和石川
Original assignee: Mazda Motor Corp; Naldec Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp; Naldec Corp
Priority date: 1992-09-30
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1994-04-19
Anticipated expiration: 2016-05-21
Also published as: JP3167452B2

Abstract

(57)【要約】【目的】暖機運転時の暖房自動制御による乗員の快適
性を確保しつつ、補助暖房熱源の作動を制御できる車両
用空調装置を提供する。【構成】車両用空調装置は、エンジンの暖機運転時に
おける空調装置の暖房能力を補償するためのスポットヒ
ータ５０と、スポットヒータの作動を制御する制御装置
２２とを備える。制御装置は、エンジンの暖機運転時に
行われる空調装置の暖房制御の間に乗員が体感する快適
性を快適度指数Ｆ₅として指数化する快適度指数演算手
段と、快適度指数の値によりスポットヒータの作動及び
停止を決定する補助暖房熱源作動判定手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用空調装置に関
し、より詳しくは、エンジンの暖機運転時に作動される
補助暖房熱源を備えた車両用空調装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来技術】車両用空調装置は一般に、エンジン冷却水
を暖房用熱源としている。エンジン冷却水の温度はエン
ジンの始動時に比較的低く、従って、暖機運転によりエ
ンジンの冷却水温度が十分に昇温するまでの間、低温の
エンジン冷却水を暖房熱源として用いざるを得ない。こ
の結果、空調装置は、エンジン始動直後に、エンジン冷
却水から十分な暖房熱量を得られず、従って、所望の温
度に加温された空調空気を車室に送風できない。

【０００３】暖機運転中の暖房制御に関連し、特開昭６
０−２９３１９号公報には、エンジン冷却水温に応じて
吹出モードを変更させるように構成された空調装置が開
示されている。また、特公平１−２００８４号公報に
は、エンジン冷却水温が低いとき、吹出モードをデフモ
ードに設定して、低温の空調空気が直に乗員に当たるの
を回避するように構成された空調装置が開示されてい
る。この空調装置は、エンジン冷却水温が或る程度の昇
温したとき、吹出モードをデフ／ヒートモードに設定
し、更に、エンジン冷却水温が十分に昇温したとき、吹
出モードをヒートモードに設定する。

【０００４】また、実開平２─７４２１５号公報に開示
された車両用空調装置は、過渡的に暖房能力を補償する
燃焼式パワーヒータを備えている。パワーヒータは、エ
ンジン冷却水の水温およびパワーヒータの燃焼温度に基
づいて、作動又は停止される。このような補助暖房熱源
を備えた車両用空調装置においては、エンジン冷却水が
十分に昇温する以前に、エンジン冷却水以外の暖房熱源
によって、所要の暖房能力を確保し得る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、エンジン冷
却水の温度と車室内の室温とは、直接に関連しておら
ず、従って、エンジン冷却水温度に基づいて補助熱源の
作動を制御するように構成された空調装置においては、
乗員の快適性を確保する暖機運転時の暖房自動制御を達
成し難い。例えば、エンジン冷却水温度の昇温により補
助暖房熱源の作動が急に停止されると、過渡的に吹出温
度が低下してしまい、乗員は、相対的な温度低下により
冷気の吹出しを体感するであろう。また、エンジン冷却
水温度が緩慢に昇温することを考慮して補助暖房熱源の
作動が過剰に長く継続されると、車室内の室温は、所望
の温度を超えてしまうであろう。

【０００６】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、暖機運転時の暖房自動
制御による乗員の快適性を確保しつつ、補助暖房熱源の
作動を制御できる車両用空調装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用】本出願人は、先
に出願した特願平４─１１５４１７号において、エンジ
ンの暖機運転時における暖房自動制御の間に乗員が体感
する快適性を快適度指数として指数化し、該快適度指数
に基づき、空調装置の暖房自動制御を実行するウォーム
アップ制御手段を備えた車両用空調装置を提案してい
る。

【０００８】本発明は、かかるウォームアップ制御手段
と関連して補助暖房熱源の作動を制御することにより、
上記課題を解決し得るとの知見に基づき、鋭意研究を重
ねた結果、以下の如き車両用空調装置を開発した。即
ち、本発明の車両用空調装置は、エンジンの暖機運転時
における空調装置の暖房能力を補償するための補助暖房
熱源と、該補助暖房熱源の作動を制御する制御装置とを
備え、該制御装置は、エンジンの暖機運転時に行われる
空調装置の暖房制御の間に乗員が体感する快適性を快適
度指数として指数化する快適度指数演算手段と、該快適
度指数演算手段によって算定された快適度指数の値の変
化により前記補助暖房熱源の作動及び停止を決定する補
助暖房熱源作動判定手段とを備えたことを特徴としてい
る。

【０００９】本発明の上記構成によれば、暖機運転中に
乗員が体感する快適性を快適度指数として指数化し、快
適度指数の変化に基づいて補助暖房熱源の作動又は停止
が決定される。従って、車両用空調装置は、暖機運転時
における乗員の快適性と関連して補助暖房熱源の作動時
期又は停止時期を決定するので、暖機運転時の暖房自動
制御による乗員の快適性を確保するように補助暖房熱源
の作動を制御できる。

【００１０】本発明の或る好適な実施態様においては、
前記制御装置は、暖機運転完了後のエンジンの定常運転
時の暖房自動制御下に乗員が体感する快適性を指数化し
た第２快適度指数を求める第２快適度指数演算手段を有
し、前記補助暖房熱源作動判定手段は、前記暖機運転時
に前記快適度指数演算手段によって演算される快適度指
数と、該暖機運転時に前記第２快適度指数演算手段によ
って試算される前記第２快適度指数とを比較し、前記補
助暖房熱源の作動及び停止を決定する。

【００１１】かかる構成によれば、空調装置は、暖機運
転完了後の乗員の快適性を考慮して補助暖房熱源の停止
時期を決定できるので、暖機運転時の所謂ウォームアッ
プ制御から定常運転時の暖房自動制御に乗員の違和感な
くして移行できる。本発明の他の好適な実施態様におい
ては、前記快適度指数演算手段は、前記快適度指数を前
記補助暖房熱源の出力の関数として求め、前記制御装置
は、該快適度指数の値の変化に基づいて、前記補助暖房
熱源の出力を変化させる補助暖房熱源出力変更手段を備
える。

【００１２】かかる構成の空調装置によれば、補助暖房
熱源による暖房補助を段階的又はリニアに行うことがで
き、暖機運転時の乗員の快適性を確保するための繊細又
は緻密な制御を行うことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について詳細
に説明する。図１は、本発明に係る車両用空調装置の第
１実施例を示す全体構成図である。図１に示すように、
車両用空調装置（以下、空調装置という）は通風ダクト
１を備え、通風ダクト１の上流側部分には、外気を導入
する外気導入口２と、車室内の空気を導入する内気導入
口３と、これら導入口２、３を選択的に開閉制御する内
外気切換ダンパ４とが配設されている。また、通風ダク
ト１の下流側部分には、ベント吹出口５と、フット吹出
口６と、デフロスタ吹出口７と、これら吹出口５、６、
７に吹出空気を選択的に導く３つのモード切換ダンパ
８、９、１０とが設けられている。

【００１４】ベント吹出口５は、乗員の上半身に向かっ
て開口し、主に冷房運転時に空調空気を吹出す。フット
吹出口６は、乗員の足元付近に開口し、主に暖房運転時
に空調空気を吹出す。また、デフロスタ吹出口７は、フ
ロントガラスや、ドアガラスの車室側表面に向かって開
口し、これらのガラスの表面に沿って空調空気流を形成
する。

【００１５】可変風量式の送風機１１が通風ダクト１の
上流側部分に配設されており、空調装置は、送風機１１
の作動により、内気導入口２又は外気導入口３から取入
れた吸気を、通風ダクト１及び上記吹出口５、６、７を
介して、車室内へ吹出すように構成されている。空調装
置は、通風ダクト１内に配設された冷却用熱交換器１２
及び加熱用熱交換器１４を備え、冷却用熱交換器１２
は、送風機１１の下流側に配置され、加熱用熱交換器１
４は、冷却用熱交換器１２の下流側に配置されている。
冷却用熱交換器１２は、コンプレッサ１５、コンデンサ
１６及びレシーバ１７を含む冷媒循環回路Ｘに接続さ
れ、エバポレータとして働く。コンプレッサ１５は、電
磁クラッチのＯＮ／ＯＦＦによりエンジン１８の回転要
素に選択的に連結される。また、加熱用熱交換器１４
は、エンジン１８の冷却水が通水されるヒータコアとし
て構成されており、加熱用熱交換器１４を通るエンジン
冷却水の通水量は、エアミックスダンパ１３と関連して
制御される開閉制御弁（図示せず）によって制御され
る。

【００１６】エアミックスダンパ１３が加熱用熱交換器
１４の上流側に配設され、エアミックスダンパ１３の開
閉位置は、全送風量を加熱用熱交換器１４に通す暖房位
置と、加熱用熱交換器１４を迂回させて全送風量を送風
する冷房位置との間の所望の位置に可変設定される。エ
アミックスダンパ１３が暖房位置に位置するとき、全風
量が加熱用熱交換器１４を通されるので、最高の吹出温
度が得られ、エアミックスダンパ１３が冷房位置に位置
するとき、全風量が冷却用熱交換器１２のみを通される
ので、最低の吹出温度が得られ、エアミックスダンパ１
３が暖房位置と冷房位置との間の中間位置に位置すると
き、各熱交換器１２、１４の通風割合により、加熱用熱
交換器１４にて加温される空気と熱交換器１４を迂回す
る空気との混合比が調節され、吹出温度が所望の温度に
制御される。

【００１７】空調装置は、各種ダンパの駆動装置とし
て、内外気切換ダンパ４を駆動するための電動モータ１
９、モード切換ダンパ８、９、１０を駆動するための電
動モータ２０、およびエアミックスダンパ１３を駆動す
るためのサーボモータ２１を有し、また、これらの駆動
装置の制御手段として、上記モータ１９、２０、２１の
作動、更には、送風機１１の送風量を制御する制御装置
２２と、空調条件をマニュアル設定するための操作盤２
３とを備えている。操作盤２３は、乗員が操作可能な各
種スイッチ類、例えば、空調の自動制御又はマニュアル
制御を選択するためのオートスイッチ２３a 、希望の車
室温度Ｔ_SETをマニュアル設定するための車室内温度設
定スイッチ２３b 、内外気の導入割合をマニュアル設定
するための内外気切換スイッチ２３c 、吹出モードを選
択するための吹出モード切換スイッチ２３d 、そして、
デフロスタ吹出口の開度をマニュアル設定するためのデ
フロフタスイッチ２３e などを備えている。

【００１８】本例の空調装置は更に、暖房用補助熱源と
して、スポットヒータ５０を備えている。スポットヒー
タ５０は、フット吹出口６とモード切換ダンパ９との間
に配置され、フット吹出口６から吹出す空調空気を補助
的に加温するように構成されている。スポットヒータ５
０は、例えば、通風ダクト１内の送風空気との熱交換に
よって空調空気を加熱するセラミックヒータ又は電熱器
により構成され、スポットヒータ５０の作動及び停止
は、制御装置２２によって制御される。

【００１９】図２は、制御装置２２の全体構成を示す概
略構成図である。本例の制御装置２２は、安定化電源３
２に接続され、操作盤２３に表示データを出力するマイ
クロプロセッサ（以下、ＣＰＵという）３０と、所定の
データを記憶するＲＡＭ及びＲＯＭ（図示せず）とを備
えている。制御装置２２は、ＣＰＵ３０からの出力信号
に基づき、ドライバー３５〜３７を介して上記モータ１
９、２０、２１を駆動するとともに、コンプレッサ１５
とエンジン１８との間に介設された電磁クラッチ３１の
締結又は解放をドライバー３８を介して制御する。モー
タ１９、２０の制御により、空調装置の空調モードが切
換えられ、また、サーボモータ２１の制御によりエアミ
ックスダンパ１３の開度、即ち開閉位置が制御される。

【００２０】制御装置２２は、Ｄ／Ａ変換器３３及びド
ライバー３４を介してブロアモータ１１a を駆動し、ブ
ロアモータ１１a に対する印加電圧の制御により、吹出
風量Ｖa に実質的に相当する送風機１１の送風量を制御
する。制御装置２２は更に、フット吹出口６から吹出す
空調空気を加温すべく、ドライバー３９を介して、スポ
ットヒータ５０を印加する。

【００２１】各種環境条件を検出する各種センサ類が制
御装置２２に接続されており、センサ類は、通風ダクト
１に吸い込まれる内気の温度を車室内温度Ｔr として検
出する室温センサ２４、外気温度Ｔa を検出する外気温
センサ２５、日射量を検出する日射センサ２６、冷却用
熱交換器１２の出口空気温度Ｔe を検出するダクトセン
サ２７、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ２
８、およびエアミックスダンパ１３の開度を検出するポ
テンシオメータ２９を含む。

【００２２】このように構成された制御装置２２は、夏
期、冬季および中間期を通じて、空調装置の作動を自動
制御することができる。制御装置２２により実行される
暖房運転の自動制御は、エンジン始動直後の暖機運転時
に過渡的に実行される所謂ウォームアップ制御を含む。
以下、ウォームアップ制御について説明する。ウォーム
アップ制御では、暖機運転時に乗員が体感する快適性の
指標となる快適度指数Ｆ₅に基づき、吹出風量、吹出温
度及び吹出モードが制御される。

【００２３】快適度指数Ｆ₅は、下式により定義され
る。Ｆ₅＝−Ｋ₁・Ｖa ＋Ｋ₂・Ｔ_o＋Ｋ₃・Ｔ_r＋Ｋ₄・
Ｔa ＋Ｃ₁ ここに、Ｖa ：吹出風量Ｔo ：吹出温度Ｔr ：車室内温度Ｔa ：外気温度上式におけるＣ₁は定数、Ｋ₁〜Ｋ₄は重み付け係数で
あり、これら定数Ｃ₁及び係数Ｋ₁〜Ｋ₄は、実験によ
り決定された値である。快適度指数Ｆ₅は、暖機運転時
の暖房運転下に乗員が体感する快適性を指数化すること
により得られた快適性の指標であり、上記定数Ｃ₁及び
係数Ｋ₁〜Ｋ₄は、乗員が最も快適な雰囲気を体感する
空調条件の下で、上式の演算がＦ₅＝数値「５」に結果
するように設定されている。従って、上式の演算結果Ｆ
₅が数値「５」から増大又は減少するにつれて、乗員が
不快感を強く体感する。例えば、吹出温度Ｔ₀を一定と
仮定したとき、吹出風量Ｖa が増大すると、乗員が気流
によって寒さを体感する雰囲気が車室に形成される。こ
のとき、上式の演算結果Ｆ₅は減少し、ついには、数値
「５」より大きく低減してしまう（例えば、「２」）。

【００２４】図３乃至図６は、制御装置２２によって実
行されるウォームアップ制御を示すフローチャートであ
る。各図において、ステップ番号は、符号「Ｓ」を付し
て示されている。先ず、制御装置２２は、ウォームアッ
プ制御が初めて実行されたか否かを判定する（図３、Ｓ
１）。初回のルーチンでは、全風量Ｖa の７５％をフッ
ト吹出口６から吹出し、全風量Ｖa の２５％をデフロス
タ吹出口７から吹出すヒートモードが想定され、予め設
定された最低風量ＶaLに基づき、フット吹出口６の吹出
風量が、式0.７５×ＶaLにより算定され、更に、吹出温
度Ｔo がエンジン冷却水温Ｔw に設定される（Ｓ２、
３）。

【００２５】かくして得られた吹出風量Ｖa （＝0.７５
×ＶaL）及び吹出温度Ｔo （＝Ｔw）に基づき、前記快
適度指数Ｆ₅が演算され（Ｓ４）、快適度指数Ｆ₅の値
が「３」よりも小さい場合、冷却水温Ｔw がかなり低温
であると想定され、フラグ「００」がセットされ（Ｓ
６）、快適度指数Ｆ₅の値が「３」以上且つ「４」より
も小さい場合、冷却水温Ｔw が中程度の温度であると想
定され、フラグ「０１」がセットされ（Ｓ８）、快適度
指数Ｆ₅の値が「４」以上である場合、冷却水温Ｔw が
比較的高温であるとして、フラグ「１０」がセットされ
る（Ｓ９）。

【００２６】図４に示すルーチンは、最適な吹出風量Ｖ
a 及び吹出温度Ｔ_Oの組合せを選択するためのものであ
り、吹出風量Ｖa が最低風量ＶaLに設定され（Ｓ１
０）、吹出温度Ｔo がエンジン冷却水温Ｔw に設定され
る（Ｓ１２）。制御装置２２は、最低風量ＶaLから最高
風量ＶaHまで所定加算風量ΔＶa 毎に段階的に増大し
（Ｓ１７）、各段階で設定された各吹出風量Ｖa に基づ
き、吹出風量Ｖa を、フット吹出口６から吹出される吹
出風量（0.７５×Ｖa ）に段階的に設定し（Ｓ１３）、
かくして計算されたフット吹出口６の各吹出風量に基づ
いて、ウォームアップ運転における上記快適度指数Ｆ₅
と、第２の快適度指数Ｆ₄とを夫々演算する（Ｓ１４、
１５）。

【００２７】第２の快適度指数Ｆ₄は暖機運転完了後の
定常的な暖房運転時における乗員の快適性を指示する指
標であり、下式により定義される。Ｆ₄＝Ｋ₅・Ｖa −Ｋ₆・Ｔ_O＋Ｋ₇・Ｔ_r＋Ｋ₈・Ｔ
a ＋Ｃ₂ ここに、Ｖa ：吹出風量Ｔ_O：吹出温度Ｔ_r：車室内温度Ｔa ：外気温度また、上式におけるＣ₂は定数、Ｋ₅〜Ｋ₈は重み付け
係数であり、これら定数定数Ｃ₂及び係数Ｋ₅〜Ｋ
₈は、実験により決定された値である。快適度指数Ｆ₄
は、暖機運転完了後の暖房運転において乗員が体感する
快適性を指数化することにより得られた指標であり、上
記定数Ｃ₂及び係数Ｋ₅〜Ｋ₈は、乗員が最も快適な雰
囲気を体感する空調条件の下で、上式の演算がＦ₄＝数
値「５」に結果するように設定されている。従って、上
式の演算結果Ｆ₄が数値「５」から増大又は減少するに
つれて、乗員が不快感を強く体感する。

【００２８】かかる第２の快適度指数Ｆ₄は、暖機運転
完了後の定常的な暖房運転時における快適性の指標であ
り、従って、ウォームアップ制御時における快適度指数
Ｆ₄の演算は、仮にウォームアップ制御から定常的な暖
房運転に移行した場合に想定される乗員の快適性を予め
想定した試算にすぎない。このように快適度指数Ｆ
₄は、あくまで仮想の指標であって、現実の快適性を示
す指標ではないが、ウォームアップ制御を終了可能な時
期には、快適度指数Ｆ₄は、現実の快適性の指標として
見做し得る。従って、本例のウォームアップ制御では、
第２の快適度指数Ｆ ₄は、ウォームアップ制御を終了可
能な時期を判定するための要素として用いられる。

【００２９】また、このルーチンにおいて、暖機運転時
の快適度指数Ｆ₅と所定値α_oとの偏差の絶対値が算出
される（Ｓ１６）。ここに、α_oは、初期値として
「２」に設定されている。かかる一連の反復処理によ
り、エンジン冷却水温Ｔ_wを吹出温度Ｔ_oに仮定した上
で、最小風量ＶaLから最大風量ＶaHまで段階的に増大さ
れた各吹出風量Ｖaと、各吹出風量Ｖa に相応する（快
適度指数Ｆ₅ーα_o）の絶対値とが求められ、（快適度
指数Ｆ₅ーα_o）の絶対値を最小の値に算定可能な吹出
温度Ｔ_o及び吹出風量Ｖa が、目標吹出風量「Ｖao」及
び目標吹出温度「Ｔoo」として選択される（Ｓ１８）。

【００３０】図５は、ウォームアップ制御下における吹
出モード等の空調条件を決定するためのルーチンを示す
フローチャートである。フラグが「００」であり、即
ち、冷却水温Ｔw がかなり低温であり、しかも、吹出風
量Ｖaoが所定の風量ＶaML よりも小さい場合（Ｓ１９、
Ｓ２０）、空調条件が吹出風量Ｖao、吹出温度Ｔoo及び
デフモードに設定され、これらの空調条件を達成すべ
く、送風機１１の送風量と、エアミックスダンパ１３お
よびモード切換ダンパ８、９、１０の開閉位置とが調節
される（Ｓ２１）。なお、風量ＶaMLは、空調装置のマ
ニュアル運転における所謂「中の小」（ミドルロー）程
度の風量に設定されており、また、デフモードは、デフ
ロスタ吹出口７から全風量が吹出される吹出モードであ
る。

【００３１】更に、快適度指数Ｆ₅が快適度指数Ｆ₄よ
りも「0.５」以上大きい場合（Ｓ２２）、スポットヒー
タ５０が作動され（Ｓ５０）、スポットヒータ５０によ
り暖房能力が高められる。エンジンの冷却水温Ｔw の上
昇に伴って、快適度指数Ｆ₅は比較的急激に増大し、他
方、車室内温度Ｔ_r等の環境条件又は空調条件の上昇又
は増大に伴って、快適度指数Ｆ₄は比較的緩慢に増大す
る。ウォームアップ制御下の暖房運転の初期段階には、
一般に、快適度指数Ｆ₅は快適度指数Ｆ₄よりもかなり
大きく設定される傾向があるので、快適度指数Ｆ₅は快
適度指数Ｆ₄よりも「0.５」以上大きく、スポットヒー
タ５０は確実に作動される。

【００３２】一般的には、暖機運転の経過に伴ってエン
ジン冷却水温Ｔ_wや車室内温度Ｔ_rが上昇し、快適度指
数Ｆ₅、Ｆ₄の値や、選択される目標吹出風量Ｖaoが徐
々に増大する。吹出モードは、快適度指数Ｆ₅の値及び
目標吹出風量Ｖaoの増大により、快適度指数Ｆ₅が３を
超えた時点で、デフモードからデフ／ヒートモードに変
更され、快適度指数Ｆ₅が４を超え且つ目標吹出風量Ｖ
aoが所定の風量ＶaMH、即ち、所謂「中の大」（空調装
置のマニュアル運転における所謂「中の大」（ミドルハ
イ）程度の吹出風量）を超えた時点で、デフ／ヒートモ
ードからヒートモードに変更される（Ｓ２５〜Ｓ３
３）。また、所定値α_oの値は、上記吹出モードの変更
に関連して、「３」及び「４」に段階的に増大される。
かかる段階的な吹出モード等の変更については、本出願
人による特願平４─１１５４１７号明細書に詳細に説明
されているので、更なる詳細な説明は省略する。

【００３３】上記快適度指数Ｆ₄の値は、快適度指数Ｆ
₅に追随して増大し、次第に快適度指数Ｆ₅の値に接近
する傾向があるので、暖機運転に伴って車室内温度Ｔ_r
等が上昇するにつれて、快適度指数Ｆ₄の値が快適度指
数Ｆ₅に接近し、ついには、快適度指数Ｆ₅と快適度指
数Ｆ₄との差が「0.５」未満に縮まる（Ｆ₅−Ｆ₄＜
５）（Ｓ２２）。このとき、制御装置２２はウォームア
ップ制御を終了し（Ｓ２３）、フラグの値を初期値にリ
セットし（Ｓ２４）、更に、スポットヒータ５０の作動
を停止する（Ｓ５１）。

【００３４】図６は、上記フラグが「０１」又は「１
０」に設定された場合（Ｓ８、Ｓ９）のウォームアップ
制御のルーチンを示すフローチャートである。上述の如
く、ウォームアップ制御の開始時点におけるエンジン冷
却水温Ｔ_wがかなり高く、快適度指数Ｆ₅が既に５に近
似している場合（Ｓ９）、フラグは「１０」にセットさ
れており、ヒートモードが設定され、目標吹出風量Ｖao
及び目標吹出温度Ｔooに基づく暖房自動制御が実行され
る（Ｓ４１）。また、ウォームアップ制御の開始時点に
おけるエンジン冷却水温Ｔ_wが中程度の温度であると想
定され、フラグ「０１」がセットされた場合（Ｓ８）、
目標吹出風量Ｖaoに応じて、デフ／ヒートモード及びヒ
ートモードが段階的に設定され、目標吹出風量Ｖao及び
目標吹出温度Ｔoo、或いは、所定の風量ＶaMH 及び吹出
温度ＴoMH に基づく暖房自動制御が実行される（Ｓ３５
〜Ｓ４０）。

【００３５】このようにウォームアップ制御の開始時点
にエンジン冷却水温Ｔ_wが比較的高い場合には、スポッ
トヒータ５０は作動されず、補助熱源なくして一般的な
ウォームアップ制御が実行される。なお、図６に示す段
階的な吹出モード等の変更についても又、上記特願平４
−１１５４１７号明細書に詳細に説明されているので、
更なる詳細な説明は省略する。

【００３６】以上説明したように、上記空調装置は、エ
ンジンの暖機運転時における空調装置の暖房能力を補償
するスポットヒータ５０と、スポットヒータ５０の作動
を制御する制御装置２２とを備えており、制御装置２２
は、エンジンの暖機運転時に行われるウォームアップ制
御下の暖房運転の間に乗員が体感する快適性を快適度指
数Ｆ₅として指数化するとともに、暖機運転完了後の定
常的な暖房運転により乗員が体感する快適性を想定した
快適度指数Ｆ₄を用いて、ウォームアップ制御下の暖房
運転の間に乗員が体感する快適性を快適度指数Ｆ₄によ
り指数化する。制御装置２２は更に、快適度指数Ｆ
₅が、快適度指数Ｆ₄よりも０．５以上大きいときに、
スポットヒータ５０を作動させ、該快適度指数Ｆ₄との
差が０．５未満に減少したときに、スポットヒータ５０
を停止させる。従って、上記構成によれば、制御装置２
２は、エンジンの暖機運転における暖房運転の快適性を
指数化した快適度指数Ｆ₅に基づいてスポットヒータ５
０の作動又は停止を決定するので、空調装置は、ウォー
ムアップ制御下の暖機運転時における乗員の快適性を確
保できる。また、制御装置２２は、エンジンの定常運転
時における暖房運転による快適性を示す快適度指数Ｆ₄
を試算し、これと関連して、スポットヒータ５０の作動
又は停止を制御するので、空調装置は、乗員の違和感な
くして、一般的な定常運転時の暖房自動制御に移行する
ことが可能となる。

【００３７】次に、本発明に係る車両用空調装置の第２
実施例について説明する。本例の車両用空調装置の全体
的な構造及び制御装置の構造は、第１実施例と実質的に
同一であり、上記図１乃至図２及び同図に関する上記説
明を引用することにより、説明を省略する。図７及び図
９は、本例の制御装置によって実行されるウォームアッ
プ制御を示すフローチャートである。各図において、上
記第１実施例の各ステップと実質的に同等又は同様なス
テップについては、対応する１００番台のステップ番号
（Ｓ）が付されている。

【００３８】図７を参照すると、制御装置２２は、ウォ
ームアップ制御が初めて実行されたか否かを判定する
（Ｓ１０１）。上記第１実施例と同様に、初回のルーチ
ンにおいて、ヒートモードが想定され、フット吹出口６
の吹出風量が式0.７５×ＶaLにより算定されるととも
に、吹出温度Ｔo がエンジン冷却水温Ｔw に設定される
（Ｓ１０２、１０３）。

【００３９】しかしながら、本例の制御装置２２は、第
１実施例の如く快適度指数Ｆ₅を算定するのではなく、
下式により定義される快適度指数Ｆ_SPOTを算定する（Ｓ
１０４─１）。Ｆ_SPOT＝−Ｋ₁₁・Ｖa ＋Ｋ₁₂・Ｔ_o＋Ｋ₁₃・Ｔ_r＋Ｋ₁₄
・Ｔa ＋Ｃ₃＋Ｋ₁₅・Ｔ_SPOT ここに、Ｖa ：吹出風量Ｔo ：吹出温度Ｔr ：車室内温度Ｔa ：外気温度Ｔ_SPOT：スポットヒータ出力の温度換算値快適度指数Ｆ₅と同様に、上式におけるＣ₃は定数、Ｋ
₁₁〜Ｋ₁₅は重み付け係数であり、これら定数Ｃ₃及び係
数Ｋ₁₁〜Ｋ₁₅は、実験により決定された値である。快適
度指数Ｆ_SPOTは、スポットヒータ５０の作動時に乗員が
体感する快適性を指数化した指標であり、上記定数Ｃ₃
及び係数Ｋ₁₁〜Ｋ₁₅は、乗員が最も快適な雰囲気を体感
する空調条件の下で、上式の演算がＦ_SPOT＝数値「５」
に結果するように設定されている。従って、上式の演算
結果Ｆ_SPOTが数値「５」から増大又は減少するにつれ
て、乗員が不快感を強く体感する。例えば、快適度指数
Ｆ_SP _OTが数値「５」より大きく低下したとき（例えば、
「２」）、乗員が寒さを体感する雰囲気が車室に形成さ
れていると想定される。

【００４０】また、Ｔ_SPOTは、スポットヒータ５０の出
力を所定のマップ或いは換算式によって温度に換算した
値である。本例のＴ_SPOTには、スポットヒータ５０の出
力が１００Ｗ、２００Ｗ及び３００Ｗのとき、各出力に
基づき換算された温度換算値Ｔ_SPOT100、Ｔ_SPOT200及
びＴ_SPOT300が代入され、各々の出力に対応する３種類
の快適度指数Ｆ_SPOT100、Ｆ_SPOT200及びＦ_SPOT300が
夫々算定される。

【００４１】初回のルーチンでは、快適度指数Ｆ
_SPOTは、３００Ｗのスポットヒータ出力に対応する快適
度指数Ｆ_SPOT300に設定され（Ｓ１０４─２）、快適度
指数Ｆ_SPOT ₃₀₀が３未満であるとき、かなり寒い車室内
の雰囲気が想定され、フラグ「００」がセットされ（Ｓ
１０６）、快適度指数Ｆ_SPOT300が「３」以上且つ
「４」未満であるとき、中位の寒さの車室内雰囲気が想
定され、フラグ「０１」がセットされ（Ｓ１０８）、快
適度指数Ｆ_SPOT300の値が「４」以上である場合、比較
的快適な車室内の雰囲気が想定され、フラグ「１０」が
セットされる（Ｓ１０９）。

【００４２】制御装置２２は更に、図８に示すルーチン
に移行し、最適な吹出風量Ｖa 及び吹出温度Ｔ_Oの組合
せを選択し、目標吹出風量「Ｖao」及び目標吹出温度
「Ｔoo」を決定する（Ｓ１１８）。目標吹出風量「Ｖa
o」及び目標吹出温度「Ｔoo」を決定するための処理
は、第１実施例（図４）と実質的に同じ処理であるが、
本例では、快適度指数Ｆ₅に代えて、上記快適度指数Ｆ
_SPOTに基づいて目標吹出風量「Ｖao」及び目標吹出温度
「Ｔoo」が決定される（Ｓ１１４〜Ｓ１１８）。

【００４３】次いで、制御装置２２は、ウォームアップ
制御における吹出モード及びウォームアップ制御の判定
を決定するためのルーチン（図９）に移行する。吹出モ
ード及びウォームアップ制御の判定は、第１実施例（図
５）と実質的に同様な概念の下で行われる。しかしなが
ら、本例では、快適度指数Ｆ_SPOTに基づいて、一連の処
理が実行される。

【００４４】暖機運転の初期に一般に観られる条件が成
立したとき、即ち、フラグが「００」であり、目標吹出
風量Ｖaoが、所定の風量ＶaML よりも小さい場合（Ｓ１
１９、Ｓ１２０）、吹出風量Ｖao、吹出温度Ｔoo及びデ
フモードの空調条件を達成すべく、送風機１１の送風量
と、エアミックスダンパ１３およびモード切換ダンパ
８、９、１０の開閉位置とが調節される（Ｓ１２１）。

【００４５】更に、快適度指数Ｆ_SPOT200が５に達して
いない場合（Ｓ１２２）、スポットヒータ５０は出力３
００Ｗで作動されるとともに（Ｓ１５０）、快適度指数
Ｆ_SP _OTは、３００Ｗのスポットヒータ出力に相当する快
適度指数Ｆ_SPOT300に再設定される（Ｓ１５２）。快適
度指数Ｆ_SPOT200が５以上であり且つ快適度指数Ｆ
_SPOT100が５に達していない場合（Ｓ１２２、Ｓ１５
４）、スポットヒータ５０は出力２００Ｗで作動される
とともに（Ｓ１５５）、快適度指数Ｆ_SPOTは、２００Ｗ
のスポットヒータ出力に相当する快適度指数Ｆ_SPOT200
に設定される（Ｓ１５６）。

【００４６】快適度指数Ｆ_SPOT200及び快適度指数Ｆ
_SPOT100が共に５以上である場合（Ｓ１２２、Ｓ１５
４）、快適度指数Ｆ_SPOT100と、暖機運転完了後の快適
性を指示する快適度指数Ｆ₄（図８、Ｓ１１５）との差
が判定される。なお、快適度指数Ｆ₄は第１実施例と実
質的に同じであり、第１実施例において説明した算定方
法によって求められる。

【００４７】快適度指数Ｆ_SPOT100の値が快適度指数Ｆ
₄よりも「0.５」以上大きい場合（Ｓ２２）、定常的な
自動制御による暖房運転に切換える時期に至っておら
ず、依然としてウォームアップ制御下の空調を要する環
境条件が成立しているものと解される。従って、スポッ
トヒータ５０は低出力、即ち、出力１００Ｗで作動され
る（Ｓ１５８）。また、快適度指数Ｆ_SPOTは、１００Ｗ
のスポットヒータ出力に関連する快適度指数Ｆ_SPOT100
に設定される（Ｓ１５９）。

【００４８】なお、スポットヒータ５０の作動制御とと
もに行われる段階的な吹出風量、吹出温度及び吹出モー
ドの制御（Ｓ１２５〜Ｓ１３３）については、上記第１
実施例（図５）と実質的に同様になされるので、説明を
省略する。暖機運転に伴って車室内温度Ｔ_r等が上昇又
は増大し、快適度指数Ｆ_SPOTと、快適度指数Ｆ_SPOT100
に追随して増大する快適度指数Ｆ₄との差が「0.５」未
満に縮まる。このとき、制御装置２２はウォームアップ
制御を終了し（Ｓ１５７、Ｓ１２３）、フラグの値を初
期値にリセットするとともに（Ｓ１２４）、スポットヒ
ータ５０の作動を停止する（Ｓ１５１）。

【００４９】なお、上記フラグが「０１」又は「１０」
に設定された場合（Ｓ１０８、Ｓ１０９、Ｓ１１９）、
第１実施例の図６に示すルーチンと実質的に同じルーチ
ン（図示せず）が実行される。但し、図６における快適
度指数Ｆ₅は快適度指数Ｆ_SP _OTに置換される。かかる構
成の空調装置によれば、スポットヒータ５０の出力に関
連する快適度指数Ｆ_SPOTに基づいて、スポットヒータ５
０の出力が段階的に可変制御され、エンジンが暖機運転
から定常運転に移行するにつれて、スポットヒータ５０
による暖房補助能力が段階的に低減される。従って、空
調装置は、暖機運転時におけるウォームアップ制御から
定常運転時における一般的な暖房自動制御に円滑に移行
でき、かくして、暖機運転時の乗員の快適性を確保する
ための繊細又は緻密な暖房自動制御を達成することがで
きる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
車両用空調装置は、暖機運転時における乗員の快適性と
関連して補助暖房熱源の作動時期又は停止時期を決定
し、暖機運転時における乗員の快適性を確保できる補助
暖房熱源の作動制御を実行できる。従って、本発明の車
両用空調装置は、暖機運転時の暖房自動制御による乗員
の快適性を確保しつつ、補助暖房熱源の作動を制御でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る車両用空調装置の構造を
示す全体構成図である。

【図２】空調装置の制御装置の概略全体構成図である。

【図３】本発明の第１実施例に係る制御装置のウォーム
アップ制御を部分的に示すフローチャートである。

【図４】本発明の第１実施例に係る制御装置のウォーム
アップ制御を部分的に示すフローチャートである。

【図５】本発明の第１実施例に係る制御装置のウォーム
アップ制御を部分的に示すフローチャートである。

【図６】本発明の第１実施例に係る制御装置のウォーム
アップ制御を部分的に示すフローチャートである。

【図７】本発明の第２実施例に係る制御装置のウォーム
アップ制御を部分的に示すフローチャートである。

【図８】本発明の第２実施例に係る制御装置のウォーム
アップ制御を部分的に示すフローチャートである。

【図９】本発明の第２実施例に係る制御装置のウォーム
アップ制御を部分的に示すフローチャートである。

【符号の説明】

１通風ダクト６フット吹出口７デフロスタ吹出口１１送風機１２冷却用熱交換器１３エアミックスダンパ１４加熱用熱交換器２２制御装置５０スポットヒータＦ₄、Ｆ₅、Ｆ_SPOT 快適度指数

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者遠野安広広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者土田貴志広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者石川俊和広島県安芸郡府中町新地３番１号ナルデック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの暖機運転時における空調装置
の暖房能力を補償するための補助暖房熱源と、該補助暖
房熱源の作動を制御する制御装置とを備え、該制御装置
は、エンジンの暖機運転時に行われる空調装置の暖房制
御の間に乗員が体感する快適性を快適度指数として指数
化する快適度指数演算手段と、該快適度指数演算手段に
よって算定された快適度指数の値の変化により前記補助
暖房熱源の作動及び停止を決定する補助暖房熱源作動判
定手段とを備えたことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】前記制御装置は、暖機運転完了後のエン
ジンの定常運転時の暖房自動制御下に乗員が体感する快
適性を指数化した第２快適度指数を求める第２快適度指
数演算手段を有し、前記補助暖房熱源作動判定手段は、
前記暖機運転時に前記快適度指数演算手段によって演算
される快適度指数と、該暖機運転時に前記第２快適度指
数演算手段によって試算される前記第２快適度指数とを
比較し、前記補助暖房熱源の作動及び停止を決定するこ
とを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】前記快適度指数演算手段は、前記快適度
指数を前記補助暖房熱源の出力の関数として求め、前記
制御装置は、該快適度指数の値の変化に基づいて、前記
補助暖房熱源の出力を変化させる補助暖房熱源出力変更
手段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。