JPWO2014041953A1 - 車両用空調装置及び車両用空調方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、空調時に暖房を行っても窓曇りが発生せず、乗車時に直ちに車両を動かすことができる車両用空調装置及び車両用空調方法を提供することを目的とする。冷暖房空調ユニット（４）は、内気導入口（１）または外気導入口（２）を切り替えるインテークドア（３）と、ブロアファン（５）と、室内熱交換器（６）と、ヒータコア（１０）と、エアミックスドア（１３）を備える。エアミックスドア（１３）は、冷却された空気と加熱された空気を混合して目標温度の空気を作る。目標温度の空気は、吹出口（１４）から吹き出される。プレ空調時に車室内の暖房要求がある場合には、Ａ／Ｃコントローラ（２０）は、ＰＴＣヒータ（１２）と電動ウォータポンプ（１１）とを作動させて、ヒータコア（１０）に空気加熱させる。この時、Ａ／Ｃコントローラ（２０）は、インテークドア（３）を制御して、第１所定時間の間は内気循環モードとし、第２所定時間の間は外気導入モードとする切替を交互に行う。

Description

本発明は、車両用の空調装置（空気調和装置）及び空調方法に係り、特に、乗員が乗車する前に作動して、乗車時に快適な車内空間を提供する車両用空調装置及び車両用空調方法に関する。

車両用空調装置において、ユーザが出発予定時刻を設定しておき、この出発予定時刻に至る前に、車室内温度が設定温度となるように自動的に空調装置を作動させる乗車前空調（以下、プレ空調と略す）を行う技術が知られている（例えば、特許文献１）。

この従来技術によれば、限られたエネルギーで効果的に車室内を空調するために、車両用空調装置は、プレ空調時に運転席側に開口する吹出口以外の吹出口を閉じて、運転席を優先的に空調している。

特開２００６−２４８３８６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術によれば、限られたエネルギーでプレ空調を行うという要請の中で、換気による熱損失を低減するために内気循環モードで暖房を行うと、フロントガラスなどが曇る窓曇りが発生する場合がある。このため、出発予定時刻前に運転者が乗車しても直ちに車両を動かすことができないという問題点があった。

上記問題点に鑑み、本発明は、空調時に暖房を行っても窓曇りが発生せず、乗車時に直ちに車両を動かすことができる車両用空調装置及び車両用空調方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る車両用空調装置及び車両用空調方法は、空調時に車室内の暖房要求がある場合には、内気と外気を切り替える内外気切替手段を制御して、第１所定時間の間は内気循環モードとし、第２所定時間の間は外気導入モードとする切替を交互に行う。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置の構成を説明するシステム構成図である。 図２は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置における制御内容を説明する制御フローチャートである。 図３は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置における制御内容を説明する制御フローチャートである。 図４は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置における制御内容を説明する制御フローチャートである。 図５は、本発明の実施形態に係る時間Δｔ１と時間Δｔ２の補正手順を説明する制御フローチャートである。

以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。本実施形態においては車両用空調装置を搭載する車両は、バッテリの電力によって駆動モータを作動させ、駆動輪を駆動して走行する電気自動車である。尚、本発明の車両用空調装置を搭載する車両としては、エンジン等の内燃機関を備えた車両、エンジンとモータとを併用するハイブリッド車両、外部充電可能なプラグインハイブリッド車両、燃料電池で駆動される燃料電池車両であっても構わない。

本実施形態におけるプレ空調は、バッテリの蓄電量を消費して走行可能距離を低減させないために、電気自動車に充電用の外部電源が接続されている状態で実行し、外部電源からプレ空調のための電力供給することが好ましい。

（車両用空調装置について）
図１は、本発明に係る車両用空調装置の構成例を説明するシステム構成図である。図１において、車両用空調装置は、車室内に温度調整された空気を吹き出す冷暖房空調（ＨＶＡＣ：Heating Ventilation and Air-conditioning）ユニット４を備えている。また車両用空調装置は、冷却手段として、室内熱交換器６、膨張弁７、コンデンサ８及びコンプレッサ９を備えた冷却システムと、加熱手段として、ヒータコア１０，電動ウォータポンプ１１及びＰＴＣヒータ１２を備えたヒータシステムと、を備える。

冷暖房空調ユニット４は、空気取り入れ口として、車室内の空気を導入する内気導入口１と、車室外の空気である外気を導入する外気導入口２と、内気導入口１と外気導入口２を切り替える内外気切替手段としてのインテークドア３とを有する。プレ空調時に、インテークドア３が内気導入口１を開いて外気導入口２を閉じている状態が内気循環モードであり、外気導入口２を開いて内気導入口１を閉じている状態が外気導入モードである。

インテークドア３は運転者によって設定された、もしくはオートエアコン制御によって要求される内気混入率に基づいて、車両用空調装置の制御部であるＡ／Ｃコントローラ２０により適宜開閉制御される。Ａ／Ｃコントローラ２０は、空調制御手段及びプレ空調制御手段を兼ねている。

空気取り入れ口から導入された空気は、モータ５ａにより駆動されるブロワファン５により室内熱交換器６に供給される。ブロワファン５の駆動を行うモータ５ａは、運転者によって設定された、もしくはオートエアコン制御によって要求される送風量に基づいてＡ／Ｃコントローラ２０により適宜駆動される。

（冷却システムについて）
室内熱交換器６は、膨張弁７、コンデンサ８、コンプレッサ９とともに、冷却手段である冷却システムを構成している。冷却システムは、加圧液化された冷媒が膨張弁７から霧状に室内熱交換器６へ放出される際に気化熱を奪うことで、室内熱交換器６に流通する空気と熱交換を行い、空気の冷却を行う。室内熱交換器６において熱交換が終了した冷媒は、電動冷媒圧縮機であるコンプレッサ９により圧縮される。コンプレッサ９は、図示しない電動モータによって駆動され、供給される電力に応じた圧縮能力を備えている。

コンプレッサ９により圧縮され高温となった冷媒は、コンデンサ８により放熱冷却されて液化され、膨張弁７により再び室内熱交換器６内に供給される。この冷却システム自体は周知の構成であるため、詳細は省略する。

（ヒータシステムについて）
室内熱交換器６を通過した空気は、空気通路の下流に設置されたヒータコア１０に供給されて、空気の加熱が行われる。ヒータシステムは、ヒータコア１０と、ＰＴＣヒータ１２と、ポンプ１１を有する。ヒータコア１０には温水が流通する。ヒータコア１０は、導入された空気と温水との間で熱交換を行って、空気の加熱を行う。ポンプ１１は電動モータ１１ａにより駆動され、ヒータコア１０とＰＴＣヒータ１２との間の温水の循環を行う。

ＰＴＣヒータ１２は、正の温度係数（positive temperature coefficient）特性を有する抵抗体を用いた発熱体である。ＰＴＣヒータ１２を定電圧で駆動すると、温度上昇につれて抵抗値が増加し、電流が減少することにより発熱量が減少する。このため、ＰＴＣヒータ１２は、温度が上昇して所定温度に到達すると、この温度を保つ機能を有する。

（空調機能について）
ヒータコア１０の直前に設けられたエアミックスドア１３は、室内熱交換器６を通過した空気の内、ヒータコア１０を通過する空気の比率を制御する機能を有する。Ａ／Ｃコントローラ２０は、エアミックスドア１３の開度を制御することにより、吹出口１４から車室内へ吹き出す空気の温度が目標温度となるように調整する。図１には、１つの吹出口１４のみを示しているが、実際には、車室内には複数の吹出口（ベンチレータ）及びデフロスタ（ＤＥＦ）が設けられており、運転者が選択する、もしくはオートエアコン制御によって要求される吹き出しモードに応じて、空調された空気が吹き出す吹出口の数が適宜制御される。

吹出口の数が多いモードが選択されたときには、吹き出し空気量が増えることから風量は大きくなり、吹出口の数が少ないモードが選択されたときには、吹き出し空気量が減少することから風量は小さくなる。

Ａ／Ｃコントローラ２０には、タッチパネルを備えた表示ユニット２１が接続されている。ユーザは、表示ユニット２１を介して、オートまたはマニュアルの空調運転モード、内気循環モード／外気導入モードの切替、設定風量、設定温度、空調された空気の吹出口の選択、デフロスタの作動／非作動の設定等を入力できるようになっている。また表示ユニット２１からは、ユーザがプレ空調を行う際の出発予定時刻や、必要に応じてプレ空調時の設定温度を入力できるようになっている。また、表示ユニット２１には、空調モード、設定温度、室内温度、外気温度、出発予定時刻等の表示が可能となっている。

また、Ａ／Ｃコントローラ２０には、外気導入口２近傍に配置され外気温度を検出する外気温センサ１５、内気導入口１近傍に配置され車室内温度を検出する室温センサ１６、日射量を検出する日射センサ１７が接続されている。

Ａ／Ｃコントローラ２０は、外気温センサ１５、室温センサ１６及び日射センサ１７からそれぞれの検出値を受信し、目標吹出温度の演算や、ブロアファン５、エアミックスドア１３、コンプレッサ９、ＰＴＣヒータ１２や電動ウォータポンプ１１の制御を行なう。

また、Ａ／Ｃコントローラ２０は、表示ユニット２１からプレ空調の設定を受け付けて、プレ空調の制御を行なうことができる。プレ空調は、予め設定された時間に車両用空調装置を運転して乗車前に車室内を快適な状態にする機能で、イグニション・オフ状態で作動する。プレ空調時は、空調の消費電力を最小限にするために基本的に内気循環モード（ＲＥＣ）で運転を行なう。プレ空調時の冷房運転は、コンプレッサ９をオンし、ＰＴＣヒータ１２と電動ウォータポンプ１１はオフする。プレ空調時の暖房運転はコンプレッサ９をオフし、ＰＴＣヒータ１２と電動ウォータポンプ１１をオンする。プレ空調の設定の有無や風量や設定温度や吹出口の数等の空調状態は、表示ユニット２１に表示される。

尚、図１では、温水を加熱するＰＴＣヒータを用いたが、ヒータコア１０の位置に設けられた、空気を直接加熱するＰＴＣヒータを用いてもよい。また、車両用空調装置は、冷暖房空調ユニット４内に１つの室内熱交換器を備えた冷却システムを用いたが、冷暖房空調ユニット４内に複数の熱交換器を配置する冷却システムを用いてもよい。

（Ａ／Ｃコントローラの制御）
次に、図２〜５の制御フローチャートを参照して、本発明の車両用空調装置の制御部であるＡ／Ｃコントローラ２０による制御内容を説明する。尚、特に限定されないが、本実施形態では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、ＣＰＵと、作業用ＲＡＭと、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭと、入出力インタフェースとを備えたマイクロプロセッサで構成されている。そして、ＣＰＵがＥＥＰＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、Ａ／Ｃコントローラ２０の制御機能が実現されている。

図２において、まず、ステップS210で制御を開始すると、ステップS220では、Ａ／Ｃコントローラ２０は各センサの検出値を読み込む。具体的には、Ａ／Ｃコントローラ２０は、外気温センサ１５から外気温度を検出し、室温センサ１６から車室内温度を検出し、日射センサ１７から日射量を検出する。

ステップS230では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、イグニション・スイッチのポジションがオンか否かを判断する。イグニションがオンならば、通常の空調制御を行なうためにステップS240に進む。イグニションがオフならばステップS310に進む。尚、電気自動車においては、内燃機関の点火がないので、イグニッション・スイッチの代わりに、駆動用バッテリから電力を供給する電源をオン・オフするスイッチが設けられている。しかし、従来の内燃機関自動車からの慣習で、電源をオン・オフするスイッチもイグニッション・スイッチと呼んでいるので、本実施形態でも電源をオン・オフするスイッチをイグニッション・スイッチと呼ぶ。

ステップS240では、イグニションがオフからオンに切り替えられた直後が否かを判断する。イグニションがオフからオンに切り替えられた直後ならば、ステップS250に進む。イグニションがオフからオンに切り替えられた直後でなければ、ステップS270に進む。

ステップS250では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、コンプレッサ９がオンされたことを表すためのフラグFcomp・onを０にリセットして、ステップS260に進む。

ステップS260では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、コンプレッサ９の積算運転時間をカウントするためのタイマーTcomp・onを０にリセットして、ステップS270に進む。

ステップS270では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、通常の空調制御を行なう。ここで、Ａ／Ｃコントローラ２０は、コンプレッサ９、ＰＴＣヒータ１２、電動ウォータポンプ１１、ブロアファン５、エアミックスドア１３、インテークドア３、及び吹出口１４を制御して室内を設定温度に温度調整する。

ステップS280では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、室内熱交換器６を吸熱器とする運転でコンプレッサ９をオンしたか否かを判断する。室内熱交換器６を吸熱器として運転した場合には、ステップS290に進む。室内熱交換器６を吸熱器として運転していない場合には、ステップS220に戻って、制御を繰り返す。

ステップS290では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、コンプレッサ９がオンされたことを表すためのフラグFcomp・onに１をセットして、ステップS300に進む。

ステップS300では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、コンプレッサ９の積算運転時間をカウントするためのタイマーTcomp・onをカウントアップして、ステップS220に戻って、制御を繰り返す。

ステップS230でイグニションがオフと判定された場合には、ステップS310に進む。

ステップS310では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、プレ空調を開始するか否かを判断する。まず、Ａ／Ｃコントローラ２０は、プレ空調が設定されているか否かを判断する。プレ空調が設定されていない場合には、ステップS220に戻って、制御を繰り返す。プレ空調が設定されている場合には、Ａ／Ｃコントローラ２０は、プレ空調を開始するか否かを判断する。具体的には、Ａ／Ｃコントローラ２０は、外気温センサ１５による外気温度または室温センサ１６による室内温度と、日射センサ１７による日射量とに基づいて、プレ空調により車室内温度を設定温度とするのに必要な時間を計算する。このプレ空調に必要な時間の計算方法は、特開平８−２３０４４１号公報等により公知であるので、詳細は省略する。そして、Ａ／Ｃコントローラ２０が内蔵する時計が示す現在時刻が、出発予定時刻からプレ空調に必要な時間まで遡った時刻に達すると、Ａ／Ｃコントローラ２０は、プレ空調を開始すると判断する。プレ空調を開始すると判断した場合は、ステップS320に進む。プレ空調を開始すると判断しない場合は、ステップS220に戻って、制御を繰り返す。

ステップS320では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、ステップS220で検出した、外気温度または室内温度と、日射量と、Ａ／Ｃコントローラ２０の設定温度とに基づいて、目標吹出温度ＸＭを演算する。

ステップS330では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、ステップS320で演算した目標吹出温度ＸＭとステップS220で検出した外気温度Tambとの温度差（ＸＭ−Tamb）に基づいて、暖房運転（Ｈ）か冷房運転（Ｃ）かの運転状態を選択する。ステップS330中のグラフに示すように、温度差（ＸＭ−Tamb）が所定値ΔＴ２より大きい場合には、暖房運転（Ｈ）が選択される。温度差（ＸＭ−Tamb）が所定値ΔＴ１より小さい場合には、冷房運転（Ｃ）が選択される。さらに、一旦、暖房運転（Ｈ）が選択された場合には、温度差（ＸＭ−Tamb）が所定値ΔＴ１に達するまでは暖房運転（Ｈ）が継続される。一旦、冷房運転（Ｃ）が選択された場合には、温度差（ＸＭ−Tamb）が所定値ΔＴ２に達するまでは冷房運転（Ｃ）が継続される。このように、運転状態の選択には、ヒステリシス特性を持たせてある。この特性は、目標吹出温度が外気温度に近い状態において、頻繁に暖房運転と冷房運転が切り替わることを防止するためである。

ステップS340では、ステップS330で選択された運転状態に応じて、ステップS350又はS440に進む。具体的には、暖房運転（Ｈ）が選択された場合にはステップS350に進む（図３）。冷房運転（Ｃ）が選択された場合にはステップS440に進む（図４）。

ステップS350では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、暖房運転開始直後か否かを判断する。暖房運転開始直後ならば、ステップS360に進む。暖房運転開始直後でなければ、ステップS370に進む。

ステップS360では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、プレ空調時の暖房運転時間を計測するためのタイマーThotを０にリセットする。タイマーThotの計測値は、プレ空調時の暖房運転における内気循環モードと外気導入モードとの切り替え判断に使用される。

ステップS370では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、プレ空調時の暖房運転時間を計測するためのタイマーThotをカウントアップし、ステップS380に進む。

ステップS380では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、タイマーThotが０〜Δｔ１の間である第１所定時間の間にあるか否かを判断する。タイマーThotが０〜Δｔ１の第１所定時間の間にある場合には、内気循環モードで暖房運転を行うためにステップS420に進む。タイマーThotが０〜Δｔ１の第１所定時間の間にない場合には、ステップS390に進む。

ステップS390では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、タイマーThotがΔｔ１〜（Δｔ１＋Δｔ２）の間である第２所定時間の間にあるか否かを判断する。タイマーThotがΔｔ１〜（Δｔ１＋Δｔ２）の第２所定時間の間にある場合には、ステップS410に進む。タイマーThotがΔｔ１〜（Δｔ１＋Δｔ２）の第２所定時間の間にない場合、すなわちタイマーThotが（Δｔ１＋Δｔ２）を超えている場合には、ステップS400に進む。

ステップS400では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、第１所定時間（Δｔ１）の内気循環モードと第２所定時間（Δｔ２）の外気導入モードによる１サイクルが終了したので、プレ空調時の暖房運転時間を計測するためのタイマーThotを０にリセットする。

ステップS410では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、コンプレッサ９がオンされたことを表すためのフラグFcomp・onの値は１であるか否かを判定する。Fcomp・onの値が１である場合には、コンプレッサ９をオンして室内熱交換器６を吸熱器として運転していたため、室内熱交換器６に付着する凝結水（ドレーン）が蒸発して窓曇りが発生する可能性がある。それゆえ、Fcomp・onの値が１である場合には、窓曇りを回避するためにステップS430に進む。ステップS430では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、外気導入モード（FRE）、デフロスタ（DEF）吹出、ブロアファン高速回転（HI）で車両用空調装置を運転する。Fcomp・onの値が０である場合には、室内熱交換器６を吸熱器として運転していないので、室内熱交換器６の表面に付着する凝結水の蒸発によって窓曇りが発生する可能性は低い。それゆえ、Fcomp・onの値が０である場合には、ステップS420に進む。ステップS420では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、内気循環モード（REC）、設定温度２５℃、オートモード（AUTO）の設定で車両用空調装置の運転を行なう。

ステップS380からステップS410の条件判断により、プレ空調時の暖房運転中、Ａ／Ｃコントローラ２０は、第１所定時間（Δｔ１）の間はステップS420の内気循環モードの運転とし、第２所定時間（Δｔ２）の間はステップS430の外気導入モードの運転とする切替えを交互に繰り返す。このため、プレ空調中に車室内の湿気が車外へ排出されるので、プレ空調の途中で乗員が車両に乗り込んでも窓曇りの発生が無い状態を維持することが可能になる。

ステップS380やステップS390のΔｔ１やΔｔ２は、後述の図５のフローチャートに示すように、コンプレッサ９の積算運転時間をカウントするためのタイマーTcomp・onや日射量（Ｑsun ）や外気温度（Ｔamb ）に応じて補正される。

なお、本実施形態ではFcomp・onの値が０である場合にはステップS420に進んで、内気循環モード（REC ）、設定温度２５℃、オートモード（AUTO）の設定で車両用空調装置の運転を行なうとしたが、Fcomp・onの値が０である場合にもステップS430に進んでもよい。すなわち、ステップS410のFcomp・onの判定結果にかかわらず、ステップS430に進んで、Ａ／Ｃコントローラ２０は、外気導入モード（FRE）、デフロスタ（DEF）吹出、ブロアファン高速回転（HI）で運転してもよい。

また、ステップS420では、設定温度２５℃のオートモード（AUTO）運転としたが、乗員がプレ空調時の出発予定時刻を設定する際に、設定温度を任意に設定してもよい。この場合には、ステップS420及び後述するステップS470の設定温度は、乗員が設定した温度となる。

また、ステップS430では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、コンプレッサ９をオンしていないが、コンプレッサ９をオンして室内熱交換器６で除湿しながら運転すれば、Δｔ２を短縮し、さらに確実に窓曇りを除去する効果を得ることができる。

ステップS440では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、室内熱交換器６を吸熱器とする運転でコンプレッサ９をオンしたか否かを判断する。室内熱交換器６を吸熱器として運転した場合には、ステップS450に進む。室内熱交換器６を吸熱器として運転していない場合には、ステップS470に進む。

ステップS450では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、コンプレッサ９がオンされたことを表すためのフラグFcomp・onに１をセットして、ステップS460に進む。

ステップS460では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、コンプレッサ９の積算運転時間をカウントするためのタイマーTcomp・onをカウントアップし、ステップS470に進む。タイマーTcomp・onはステップS260でイグニッション・オン直後のみ０にリセットされるので、ステップS460では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、プレ空調開始前（イグニッション・オフ前）の値からカウントアップを始める。これにより、Ａ／Ｃコントローラ２０は、通常運転時とその後のプレ空調時で室内熱交換器６を吸熱器として運転した時間を積算することができる。

ステップS470では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、内気循環モード（REC）、設定温度２５℃、オートモード（AUTO）の設定で車両用空調装置の運転を行なう。

（Δｔ１（第１所定時間）とΔｔ２（第２所定時間）の補正）
図５は、ステップS380やステップS390のΔｔ１（第１所定時間）やΔｔ２（第２所定時間）の補正のフローを示している。

ステップS510では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、Δｔ１の初期値となる時間を設定する。ここではΔｔ１＝１０分を設定する。ステップS520では、Δｔ２の初期値となる時間を設定する。ここではΔｔ２＝５分を設定する。

ステップS530では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、コンプレッサ９の積算運転時間をカウントしたタイマーTcomp・onに応じて、Δｔ１の補正値α１(t1)と、Δｔ２の補正値α１(t2)を算出する。タイマーTcomp・onが大きくなると室内熱交換器６に付着する凝結水（ドレーン）量が増えるので、タイマーTcomp・onの増加にしたがってΔｔ１が小さく、Δｔ２が大きくなるように補正値を設定している。本実施形態では、コンプレッサ積算運転時間タイマーTcomp・onを３０分未満、３０分以上６０分未満、６０分以上の３区分により、予めテーブルに記憶した補正値を選択するようにしたが、３区分に限らず他の数による区分でもよい。また、予め記憶した計算式に基づいて、タイマーTcomp・onの値から補正値を計算してもよい。

ステップS540では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、ステップS220で検出した日射量（Qsun）に応じてΔｔ１の補正値α２(t1)とΔｔ２の補正値α２(t2)を算出する。日射量が増えれば窓曇りは発生し難くなるので、日射量の増加にしたがってΔｔ１が大きく、Δｔ２が小さくなるように補正値を設定している。本実施形態では、日射量（Qsun）を３００Ｗ／ｍ２未満、３００Ｗ／ｍ２以上５００Ｗ／ｍ２未満、５００Ｗ／ｍ２以上の３区分により、予めテーブルに記憶した補正値を選択するようにしたが、３区分に限らず他の数による区分でもよい。また、予め記憶した計算式に基づいて、日射量（Qsun）の値から補正値を計算してもよい。

ステップS550では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、ステップS220で検出した外気温度（Tamb）に応じてΔｔ１の補正値α３(t1)とΔｔ２の補正値α３(t2)を算出する。外気温が低下すると窓曇りが発生しやすくなるので、外気温の低下にしたがってΔｔ１が小さく、Δｔ２が大きくなるように補正値を設定している。本実施形態では、外気温度（Tamb）を５℃未満、５℃以上２０℃未満、２０℃以上２５℃未満、２５℃以上の４区分により、予めテーブルに記憶した補正値を選択するようにしたが、４区分に限らず他の数による区分でもよい。また、予め記憶した計算式に基づいて、外気温度（Tamb）の値から補正値を計算してもよい。

ステップS560では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、ステップS530からステップS550で演算した補正値を使ってΔｔ１（第１所定時間）を補正する。 ステップS570では、Ａ／Ｃコントローラ２０は、ステップS530からステップS550で演算した補正値を使ってΔｔ２（第２所定時間）を補正する。

本実施形態では、プレ空調時に車室内の暖房要求がある場合には、インテークドアを制御して、第１所定時間の間は内気循環モードとし、第２所定時間の間は外気導入モードとする切替を交互に行わせるようにした。このため、予め設定した出発予定時刻前に乗員が車両に乗り込んでも、窓曇りがなく、直ちに車両を発車させることができるという効果を奏することができる。

本実施形態では、第１所定時間の初期値は、記第２所定時間の初期値より長くなるように設定した。このため、基本動作を内気循環モードとすることができ、換気熱損失を低減し、電力消費を抑制することができるという効果がある。

本実施形態にでは、プレ空調制御手段は、車室内温度または外気温度と、出発予定時刻とに基づいて加熱手段の作動開始時刻を決定するようにした。このため、湿度センサや湿度検出値を用いた判断制御ロジックを設けることなく、窓曇りの無いプレ空調を提供することができるという効果がある。

本実施形態では、イグニッション・オフ前又はプレ空調中に冷却手段を運転する場合にのみ、外気導入モードの運転を行うようにした。このため、室内熱交換器表面の凝結水による窓曇りも防止し、かつ、凝結水がない場合には、換気熱損失を低減し、電力消費を抑制することができるという効果がある。

本実施形態では、イグニッション・オフ前及びプレ空調中の冷却手段の累積運転時間に応じて、第１所定時間と第２所定時間とを補正するようにした。このため、室内熱交換器に付着した液水の量に応じて、内気循環モードの運転時間と、外気導入モードの運転時間とを補正することができ、換気熱損失を低減し、電力消費を抑制することができるという効果がある。

本実施形態では、日射センサが検出した日射量に応じて、第１所定時間と第２所定時間とを補正するようにした。このため、日射量が多くて窓曇りが発生し難い条件では、内気循環モードの運転時間を長く、外気導入モードの運転時間を短く補正することができ、更に換気熱損失を低減し、電力消費を抑制することができるという効果がある。

本実施形態では、外気温センサが検出した外気温度に応じて、第１所定時間と第２所定時間とを補正するようにした。このため、外気温度が低く、窓曇りが発生し易い条件では、内気循環モードの運転時間を短く、外気導入モードの運転時間を長く補正し、確実に窓曇りの防止が図れるとともに、換気熱損失を低減し、電力消費を抑制することができるという効果がある。

本発明によれば、空調時に暖房を行っても窓曇りが発生せず、出発予定時刻前に乗車しても直ちに車両を動かすことができる車両用空調装置及び車両用空調方法を提供することができるという効果がある。

本発明の車両用空調装置及び車両用空調方法は、本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更することが可能である。

本出願は、２０１２年９月１４日に出願された日本国特許願第２０１２−２０２３３９号に基づく優先権を主張しており、これらの出願の全内容がここに援用される。

１ 内気導入口
２ 外気導入口
３ インテークドア（内外気切替手段）
５ ブロアファン（送風手段）
６ 室内熱交換器（冷却手段）
８ コンデンサ（冷却手段）
９ コンプレッサ（冷却手段）
１０ ヒータコア（加熱手段）
１１ 電動ウォータポンプ（加熱手段）
１２ ＰＴＣヒータ（加熱手段）
１３ エアミックスドア
１５ 外気温センサ
１６ 室温センサ
１７ 日射センサ
２０ Ａ／Ｃコントローラ（空調制御手段、プレ空調制御手段）

Claims (8)

1. 内気導入口から空気を取り込む内気循環モードと、外気導入口から空気を取り込む外気導入モードとを切り替える内外気切替手段と、
   前記内気導入口又は前記外気導入口を通して導入される空気を車室内に向かって送風する送風手段と、
   前記送風手段が送風する空気を加熱する加熱手段と、
   前記車室内の暖房要求がある場合に前記加熱手段を作動させる空調制御手段と、
   設定された出発予定時刻までに車室内環境が所望の環境となるように空調を制御するプレ空調制御手段と、
   前記空調時に前記車室内の暖房要求がある場合には、前記内外気切替手段を制御して、第１所定時間の間は内気循環モードとし、第２所定時間の間は外気導入モードとする切替を交互に行わせる内外気切替制御手段と、
   を備えたことを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記第１所定時間の初期値は、前記第２所定時間の初期値より長くなるように設定されることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記プレ空調制御手段は、車室内温度または外気温度と、前記出発予定時刻とに基づいて前記加熱手段の作動開始時刻を決定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記送風手段が送風する空気を冷却する室内熱交換器を有する冷却手段を更に備え、
   前記空調中に前記冷却手段を運転する場合に、前記外気導入モードの運転を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両用空調装置。
5. イグニッション・オフ前及び前記空調中の前記冷却手段の累積運転時間に応じて、前記第１所定時間と前記第２所定時間とを補正することを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。
6. 日射量を検出する日射センサを更に備え、
   検出された日射量に応じて、前記第１所定時間と前記第２所定時間とを補正することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車両用空調装置。
7. 外気温度を検出する外気温センサを更に備え、
   検出された外気温度に応じて、前記第１所定時間と前記第２所定時間とを補正することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の車両用空調装置。
8. 出発予定時刻までに車室内環境が所望の環境となるように空調を制御するか否かを判断し、
   前記空調を制御する場合には、車室内の暖房要求があるか否かを判定し、
   前記車室内の暖房要求がある場合には、第１所定時間の間は内気導入口から空気を取り込む内気循環モードとし、第２所定時間の間は外気導入口から空気を取り込む外気導入モードとする切替を交互に行って、前記内気導入口又は前記外気導入口を通して取り込まれた空気を加熱し、
   前記加熱された空気を前記車室内に向かって送風することを特徴とする車両用空調方法。

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