KR101501616B1

KR101501616B1 - 차량용 공조 장치

Info

Publication number: KR101501616B1
Application number: KR1020137025906A
Authority: KR
Inventors: 마사히코 모리카와; 요시미 이와타; 고이치 다베이; 게이지 야스이; 고이치 아오이시
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2011-04-19
Filing date: 2012-04-09
Publication date: 2015-03-11
Also published as: EP2700518A1; JP2012224198A; CN103492202A; EP2700518A4; WO2012144154A1; US20140034266A1; KR20130130853A; CN103492202B; JP5533772B2; EP2700518B1

Abstract

제어부(10)는 수온 검출부(75)에 의하여 검출된 냉각수 수온이 한계값보다도 낮다고 판정했을 때, 엔진의 시동을 요구하는 신호를 출력한다. 상기 제어부는 사전 설정된 좌석 및 다른 좌석에 대하여 공조풍을 분출하고 있는 통상 상태에서는 보조 가열 장치(65)의 작동 상태에 기초하여 상기 보조 가열 장치의 발열량의 증가량에 따라서 상기 한계값을 내리도록 조정한다. 상기 제어부는 사전 설정된 좌석을 공조하는 사전 설정된 좌석 공조 지령이 주어진 경우에는 사전 설정된 좌석 상태의 제어로 하여 공기 분출구 개폐부(34∼36)를 차단 상태로 제어하고, 또한, 상기 한계값을 통상 상태에 있어서 조정된 한계값보다도 더욱 내리도록 조정한다.

Description

차량용 공조 장치{AIR-CONDITIONER FOR VEHICLE}

관련 출원의 상호 참조

본 개시는 2011년 4월 19일에 출원된 일본 출원 번호2011―93281호에 기초하는 것으로, 여기에 그 기재 내용을 원용한다.

본 개시는 차량용 공조 장치에 관한 것이다.

종래, 하이브리드 자동차의 공조 장치에 있어서, 내기온 센서 및 외기온 센서로부터의 센서 신호 등에 기초하여 차실내를 난방할 필요가 있는지의 여부를 판정하고 있다. 그리고 차실내를 난방할 필요가 있다고 판정한 경우로서, 엔진의 냉각수온이 낮은 경우에는 하이브리드 자동차의 운전 상태가 발진 시 또는 저속 주행 시에서 엔진이 정지하고 있는 경우이어도 엔진을 작동시킨다. 이에 따라서, 엔진의 워터 재킷 내에서 충분히 데워진 냉각수를 히터 코어 내에 공급하여 차실내를 난방하기 위한 열원을 확보한다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

특허 문헌 1에 기재된 공조 장치에서는 차실내를 난방할 필요가 있다고 판정한 경우에는 엔진을 작동시킴으로써 난방 능력을 확보할 수 있지만, 연비의 악화를 초래한다.

엔진 냉각수를 이용한 히터 코어뿐만 아니라, 좌석을 데우는 시트 히터를 구비하는 차량용 공조 장치가 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조). 특허 문헌 2에 기재된 공조 장치에서는 시트 히터의 난방 레벨이 높은 경우에는 차실내가 난방되어 있다고 간주하고, 냉각수가 낮아도 엔진 시동을 억제하고 있다.

상기의 특허 문헌 2에 기재된 기술에서는 시트 히터 등의 보조 난방 장치가 동작하고 있는 경우, 탑승자의 승차 인원수 등에 관계없이 엔진 시동의 빈도를 작게 하여 수온을 내리고 있다. 반대로 말하면, 보조 난방 장치가 정지하고 있는 경우에는 엔진 시동의 빈도를 크게 하여 수온을 설정 수온까지 올리고 있다. 그러나 탑승자가 운전자뿐인 경우에는 전체 좌석에 승차하고 있는 경우에 비하여 난방 능력을 저감할 수 있다. 이와 같은 경우에도 일률적으로 엔진 시동의 빈도를 크게 하여 수온을 설정 수온까지 올리고 있기 때문에 에너지 효율이 나쁘다.

특허 문헌 1: 일본국 특개평10―278569호 공보 특허 문헌 2: 일본국 특개2008―174042호 공보

본 개시는 난방 성능을 확보하면서 연비의 악화를 억제하는 차량용 공조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 개시의 제 1 양태에 있어서, 차량용 공조 장치는,

제 1 측에 공기 흡입구가 형성되고, 제 2 측에 차실내를 향하는 공기가 통과하는 복수의 공기 분출구가 형성되는 공조 케이스로서, 복수의 공기 분출구는 적어도 운전석을 포함하는 사전 설정된 좌석과 다른 좌석들을 포함하는 복수의 좌석에 대응하여 개구(open)되고, 공기 흡입구와 복수의 공기 분출구의 사이에 송풍 공기가 통과하는 통풍로를 갖는 공조 케이스와,

공조 케이스의 통풍로에 대하여 공기를 송풍하는 공조용 송풍기와,

공조용 송풍기로부터 송풍된 공기를, 엔진의 냉각수를 열원으로 하는 주 가열 장치로 가열하고, 공조용 송풍기로부터 송풍된 공기를 공조풍으로서 복수의 공기 분출구로 보내는 공조부와,

난방을 위해, 엔진의 폐열 이외의 열원을 이용하는 보조 가열 장치와,

복수의 공기 분출구 중, 사전 설정된 좌석을 제외한 다른 좌석을 공조 범위로 하는 공기 분출구로부터 분출하는 공조풍의 통과를 허가하는 허가 상태와, 통과를 차단하고, 사전 설정된 좌석을 공조 범위로 하는 공기 분출구로부터 분출하는 공조풍의 통과를 허가하는 차단 상태에 걸쳐서 전환하는 개폐부와,

냉각수의 수온을 검출하는 수온 검출부와,

수온 검출부에 의하여 검출된 냉각수의 수온에 기초하여 주 가열 장치 및 보조 가열 장치를 제어해서 차실내의 공조를 실시하고, 수온이 한계값보다도 낮다고 판정했을 때, 엔진의 시동을 요구하는 요구 신호를 출력하는 제어부를 포함하고,

제어부는,

사전 설정된 좌석 및 다른 좌석에 대하여 공조풍을 분출하고 있는 통상 상태에서는 보조 가열 장치의 작동 상태에 기초하여 보조 가열 장치의 발열량의 증가량에 따라서 한계값을 내리도록 조정하고,

사전 설정된 좌석을 공조하는 사전 설정된 좌석 공조 지령이 주어진 경우에는 사전 설정된 좌석 상태의 제어로서 개폐부를 차단 상태로 제어하고, 또한, 한계값을 통상 상태에 있어서의 조정된 한계값보다도 더욱 내리도록 조정한다.

공조부는 공조용 송풍기로부터 송풍된 공기를 가열하는 주 가열 장치를 구비한다. 또, 난방을 위해 보조 가열 장치도 구비한다. 주 가열 장치는 엔진의 냉각수를 열원으로 하고, 보조 가열 장치는 엔진의 폐열 이외의 열원을 가진다. 따라서, 주 가열 장치와 보조 가열 장치간에는 열원이 다르기 때문에 주 가열 장치에서의 열원이 부족한 경우에는 보조 가열 장치에서 부족분을 보충할 수 있다. 이와 같은 주 가열 장치 및 보조 가열 장치는 제어부에 의하여 제어된다. 제어부는 냉각수의 수온이 한계값보다도 낮다고 판정했을 때, 엔진의 시동을 요구하는 요구 신호를 출력한다. 엔진을 시동하면, 엔진의 폐열에 의하여 냉각수가 가열된다. 따라서, 제어부가 요구 신호를 출력하여 엔진의 냉각수의 온도를 한계값 이상으로 하면 난방을 위한 열원을 확보할 수 있다.

또, 제어부는 사전 설정된 좌석 및 다른 좌석에 대하여 공조풍을 분출하고 있는 통상 상태에서는 보조 가열 장치의 작동 상태에 기초하여 보조 가열 장치의 발열량의 증가량에 따라서 한계값을 내리도록 조정한다. 따라서, 보조 가열 장치의 발열량이 증가할수록 엔진의 냉각수의 온도가 한계값보다도 낮다고 판정하기 어려워지기 때문에 엔진의 시동을 요구하는 요구 신호를 출력하기 어려워진다. 이에 따라서, 통상 상태에 있어서, 보조 가열 장치의 발열량이 고려되기 때문에 엔진의 시동이 실시되기 어려워진다. 따라서, 난방 성능을 확보하면서 연비의 악화를 억제할 수 있다.

또, 제어부는 사전 설정된 좌석을 공조하는 사전 설정된 좌석 공조 지령이 주어진 경우에는 개폐부를 차단 상태로 제어한다. 사전 설정된 좌석은 적어도 운전석을 포함하기 때문에 예를 들면, 단지 운전석만이거나, 또는 운전석 및 조수석의 둘 모두이다. 개폐부를 차단 상태로 함으로써 사전 설정된 좌석에 착석하는 탑승자(이하, “사전 설정된 탑승자”라고 하는 일이 있다)에 대해서만 공조풍을 송풍할 수 있다. 따라서, 통상 상태보다도 공조 범위가 좁아지기 때문에 공조 능력을 저감할 수 있다. 또, 제어부는 사전 설정된 좌석 상태의 한계값을 통상 상태에 있어서 조정된 한계값보다도 더욱 내리도록 조정한다. 따라서, 사전 설정된 좌석 상태에 있어서, 보조 가열 장치의 발열량이 증가할수록 엔진의 냉각수의 온도가 한계값보다도 낮다고 판정하기가 더욱 어려워지기 때문에 엔진의 시동을 요구하는 요구 신호를 출력하기 어려워진다. 이에 따라서, 사전 설정된 좌석 상태에 있어서 공조 범위가 좁아지고 보조 가열 장치의 발열량이 고려되기 때문에 엔진의 시동이 실시되기 더욱 어려워진다. 따라서, 난방 성능을 확보하면서 연비의 악화를 억제할 수 있다.

상기 차량용 공조 장치는 예를 들면, 사전 설정된 좌석 공조 지령을 입력하기 위한 입력부를 더 포함한다.

사전 설정된 좌석 공조 지령을 입력하기 위한 입력부를 포함하기 때문에 탑승자가 입력부를 조작함으로써 통상 상태의 제어로부터 사전 설정된 좌석 상태의 제어로 이행할 수 있다. 따라서, 탑승자를 검출하는 센서 등을 이용하지 않고, 탑승자가 임의의 타이밍에 사전 설정된 좌석 상태에 있어서의 제어를 실시할 수 있다. 이에 따라서, 탑승자를 검출하는 센서를 이용하지 않는 간단한 구성으로 사전 설정된 좌석 상태의 제어로 이행할 수 있는 차량용 공조 장치를 실현할 수 있다.

상기 차량용 공조 장치는 예를 들면, 복수의 좌석 중, 적어도 하나의 좌석의 탑승자의 존재 여부를 검출하는 탑승자 검출부를 더 포함하고,

제어부는 탑승자 검출부의 검출 결과에 기초하여 사전 설정된 좌석에만 탑승자가 있다고 판단하면, 사전 설정된 좌석 상태에 있어서의 제어를 실시한다.

탑승자 검출부의 검출 결과에 기초하여 사전 설정된 좌석에만 탑승자가 있다고 판정된 경우, 말하자면 자동적으로 사전 설정된 좌석을 집중하여 공조할 수 있다. 이에 따라서, 탑승자의 조작이 불필요해지기 때문에 조작에 있어서의 편리성을 향상시킬 수 있다.

예를 들면, 탑승자 검출부는,

적어도 하나의 좌석에 제공된 시트 벨트의 장착을 검출하는 벨트 검출부와,

벨트 검출부가 설치되는 좌석의 좌석면에 가해지는 부하를 검출하는 부하 검출부를 포함하고,

제어부는 벨트 검출부에 의하여 장착이 검출된 경우 및 부하 검출부가 미리 설정된 설정값 이상의 부하를 검출한 경우 중 적어도 어느 하나의 경우에는 좌석에 탑승자가 있다고 판단한다.

탑승자 검출부는 벨트 검출부와 부하 검출부를 포함한다. 따라서, 2개의 검출부에 의하여 운전석에 있어서의 탑승자의 유무를 검출하고 있다. 제어부는 벨트 검출부에 의하여 시트 벨트의 장착이 검출된 경우 및 부하 검출부가 미리 설정된 설정값 이상의 부하를 검출한 경우 중 적어도 어느 하나의 경우에는 운전석에 탑승자가 있다고 판단한다. 따라서, 시트 벨트의 장착이 검출되지 않은 경우에도 설정값 이상의 부하가 검출된 경우에는 좌석에 탑승자가 있다고 판단한다. 이에 따라서 예를 들면, 차량의 정차 중에 시트 벨트를 장착하지 않고 있는 경우이어도 부하 검출부에 의하여 탑승자의 유무를 검출할 수 있어서, 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 실시 형태의 차량용 공조 장치의 전체 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는 차량용 공조 장치가 설치되는 차량의 차실내를 나타내는 사시도이다.
도 3은 차량용 공조 장치의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 컨트롤 패널을 나타내는 정면도이다.
도 5는 통상 모드에 있어서의 처리의 일례를 나타낸 흐름도이다.
도 6은 온도 제어 프로그램의 일례를 나타낸 흐름도이다.
도 7은 시트 히터 상태 취득 처리의 일례를 나타낸 흐름도이다.
도 8은 탑승자 승차 상태 취득 처리의 일례를 나타낸 흐름도이다.
도 9는 집중 제어 모드에 있어서의 차실내를 간략화하여 나타내는 모식도이다.
도 10은 앞좌석 모드에 있어서의 차실내를 간략화하여 나타내는 모식도이다.
도 11은 PTC히터 설정 처리의 일례를 나타낸 흐름도이다.
도 12는 수온 설정 처리의 일례를 나타낸 흐름도이다.
도 13은 수온 제어 처리의 일례를 나타낸 흐름도이다.
도 14는 시트 히터와의 협조에 관한 판정 맵을 나타내는 도면이다.
도 15는 수온의 설정 맵을 나타내는 도면이다.

실시 형태에 관하여, 도 1∼도 15를 이용해서 설명한다. 본 실시 형태의 차량용 공조 장치(100)는 하이브리드 자동차에 적용된다. 하이브리드 자동차는 엔진(60), 엔진 시동 장치(도시하지 않음), 주행용 전동 모터(61), 하이브리드 ECU(도시하지 않음) 및 엔진 ECU(63)를 포함하여 구성된다.

엔진(60)은 하이브리드 자동차의 차축을 구동하도록 그 차축에 착탈 자유롭게 연결되어 있다. 주행용 전동 모터(61)는 하이브리드 자동차의 차축을 구동하도록 그 차축에 착탈 자유롭게 연결되어 있다. 주행용 전동 모터(61)는 엔진(60)과 차축이 연결되어 있지 않을 때에 차축과 연결되게 되어 있다. 따라서, 차축에는 엔진(60) 및 주행용 전동 모터(61)의 어느 한쪽이 연결되고, 다른쪽이 연결 해제된다. 주행용 전동 모터(61)는 하이브리드 ECU에 의해 자동 제어(예를 들면, 인버터 제어)되도록 구성되어 있다. 엔진 시동 장치는 엔진(60)을 시동시킨다. 엔진 ECU(63)는 하이브리드 자동차의 주행 및 배터리의 충전이 필요한 때에 엔진 시동 장치를 통전 제어하여 엔진(60)을 가동한다. 하이브리드 ECU는 엔진 ECU(63)와 통신하여 가솔린(연료)의 연소 효율이 최적으로 되도록, 주행 시에 필요에 따라서 엔진(60)을 정지하고 주행용 전동 모터(61)를 가동시킨다.

다음으로, 차량용 공조 장치(100)에 관하여 설명한다. 차량용 공조 장치(100)는 주행용으로 수냉 엔진을 탑재하는 자동차 등의 차량에 있어서, 차실내를 공조하는 공조 유닛(1)을 에어컨 ECU(10)가 제어하도록 구성된, 이른바 오토 에어컨 시스템이다.

공조 유닛(1)은 차실내의 운전석측 공조 공간과 조수석측 공조 공간의 온도 조절 및 공기 분출구 모드의 변경을 서로 독립하여 실시하는 것이 가능한 에어컨 유닛이다. 운전석측 공조 공간은 운전석과 운전석 후방의 후부 좌석을 포함하는 공간이다. 또, 조수석측 공조 공간은 조수석과 조수석 후방의 후부 좌석을 포함하는 공간이다.

공조 유닛(1)은 차량의 차실내 전방에 배치되어, 내부를 송풍 공기가 통과하는 공조 케이스(2)를 구비하고 있다. 공조 케이스(2)는 제 1 측에 공기 흡입구가 형성되고, 제 2 측에 차실내를 향하는 공기가 통과하는 복수의 공기 분출구가 형성된다. 공조 케이스(2)는 공기 흡입구와 공기 분출구의 사이에 송풍 공기가 통과하는 통풍로를 갖는다. 공조 케이스(2)의 상류측(한쪽)에는 송풍기 유닛(13)이 설치된다. 송풍기 유닛(공조용 송풍기)(13)은 내외기 전환 도어(3) 및 송풍기(4)를 포함한다. 내외기 전환 도어(3)는 서보 모터(5)와 같은 액츄에이터에 의하여 구동되고, 공기 흡입구인 내기 흡입구(6)와 외기 흡입구(7)의 개도(opening degree)를 변경하는 흡입구 전환부이다.

공조 유닛(1)은 구체적으로는 도시하지 않지만, 완전 중앙 배치라 불리는 타입(complete center layout type)의 것이고, 차실내 전방의 계기반 아래쪽 및 차량 좌우 방향의 중앙 위치에 탑재되어 있다. 송풍기 유닛(13)은 공조 유닛(1)의 차량 전방측에 설치된다. 송풍기 유닛(13)의 내기 흡입구(6)는 운전석측의 아래쪽에 개구(oepn)해 있으며, 운전석측으로부터 차실내 공기를 흡입한다.

송풍기(4)는 송풍기 구동 회로(8)에 의하여 제어되는 송풍기 모터(9)에 의해 회전 구동되어, 공조 케이스(2) 내에 있어서 차실내를 향하는 공기류(air flow)를 발생시키는 원심식 송풍기(centrifugal type fan)이다. 송풍기(4)는 후술하는 운전석측 및 조수석측의 각 공기 분출구(20∼23, 30∼33)로부터 차실내의 운전석측 공조 공간 및 조수석측 공조 공간을 향하여 각각 분출되는 공조풍의 분출 풍량을 변경하는 기능도 갖는다.

공조 케이스(2)에는 송풍기 유닛(13)으로부터 송풍된 공기를 가열 또는 냉각하여 공조풍으로 하고, 복수의 공기 분출구에 보내는 공조부로서 증발기(41), 히터 코어및 PTC히터(43)가 설치된다. 증발기(41)는 공조 케이스(2)를 통과하는 공기를 냉각하는 냉각기로서 기능한다.

또, 공기 흐름 방향에 있어서 증발기(41)의 하류측에는, 제 1 공기 통로(11) 및 제 2 공기 통로(12)를 통과하는 공기를 엔진(60)의 냉각수와 열교환하여 가열하는, 가열기로서의 히터 코어(42)가 설치되어 있다. 엔진(60)의 냉각수가 순환하는 냉각수 회로(62)는 워터 펌프(도시하지 않음)에 의하여 엔진(60)의 워터 재킷(water jacket)에 의해 데워진 냉각수를 순환시키는 회로이고, 라디에이터(도시하지 않음), 서모스탯(도시하지 않음) 및 히터 코어(42)를 갖고 있다. 히터 코어(42)는 본 개시의 주 가열 장치에 상당하는 것으로, 내부에 엔진(60)을 냉각한 냉각수가 흐르고, 이 냉각수를 난방용 열원으로 하여 냉풍을 재가열한다. 히터 코어(42)는 제 1 공기 통로(11) 및 제 2 공기 통로(12)를 부분적으로 막도록 공조 케이스 내에 있어서 증발기의 하류측에 설치되어 있다.

히터 코어(42)의 공기의 하류측에는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터(43)가 설치된다. PTC히터(43)는 난방을 위해 엔진(60)의 폐열 이외의 열원을 이용하여 공기를 가열하는 보조 가열 장치에 상당하는 것으로, 전력을 열원으로 한다. PTC히터(43)는 난방용 열원으로서 히터 코어(42)를 통과한 공기를 가열한다. PTC히터(43)는 통전 발열 소자부(도시하지 않음)를 구비하며, 통전 발열 소자부에 통전됨으로써 발열하여, 주위의 공기를 데울 수 있다. 이 통전 발열 소자부는 내열성을 갖는 수지 재료(예를 들면, 66나일론이나 폴리부타디엔테레프탈레이트 등)에 의해 성형된 수지 프레임(resin frame) 안에 복수개의 PTC소자를 끼워넣음으로써 구성한 것이다. PTC히터(43)는 에어컨 ECU(10)에 의하여 제어된다. PTC히터(43)는 단계적으로 와트수(wattage number)를 조정 가능하게 구성된다. PTC히터(43)의 출력은 필요한 열량에 따라서 에어컨 ECU(10)에 의하여 본 실시 형태에서는 300W, 450W 및 600W로부터 선택된다.

제 1 및 제 2 공기 통로(11, 12)의 각각은 구획판(14)에 의해 구획되어 있다. 히터 코어(42)의 공기 상류측에는 차실내의 운전석측 공조 공간과 조수석측 공조 공간의 온도 조절을 서로 독립하여 실시하기 위한 운전석측 에어믹스(air mixing) 도어(15) 및 조수석측 에어믹스 도어(16)가 설치되어 있다.

각 에어믹스 도어(15, 16)는 서보 모터(17, 18)와 같은 액츄에이터에 의해 구동되며, 운전석측 및 조수석측의 각 공기 분출구(20∼23, 30∼33)로부터 차실내의 각 공조 공간을 향하여 각각 분출되는 공조풍의 분출 온도를 변경한다. 바꾸어 말하면, 에어믹스 도어(15, 16)는 증발기(41)를 통과하는 공기와 히터 코어(42)를 통과하는 공기의 풍량 비율을 조정하는 에어믹스부로서 기능한다.

증발기(41)는 냉동 사이클(44)의 1구성 부품을 이룬다. 냉동 사이클(44)은 차량의 엔진 룸 내에 탑재된 엔진(60)의 출력축에 의해 벨트 구동되어, 냉매를 압축하여 토출하는 압축기(45)와, 이 압축기(45)로부터 토출된 냉매를 응축 액화시키는 콘덴서(46)와, 이 콘덴서(46)로부터 유입된 액 냉매를 기액(gas and liquid) 분리하는 리시버(47)와, 이 리시버(47)로부터 유입된 액 냉매를 단열 팽창시키는 팽창 밸브(48)와, 이 팽창 밸브(48)로부터 유입된 기액 2상 상태(gas-liquid two phase state)의 냉매를 증발 기화시키는 증발기(41)를 포함한다.

냉동 사이클(44) 중의 압축기(45)에는 엔진(60)으로부터 압축기(45)로의 회전 동력의 전달을 단속하는 클러치부로서의 전자 클러치(45a)가 연결되어 있다. 이 전자 클러치(45a)는 클러치 구동 회로(45b)에 의해 제어된다.

전자 클러치(45a)가 통전(ON)되었을 때에 엔진(60)의 회전 동력이 압축기(45)에 전달되어 증발기(41)에 의한 공기 냉각 작용이 실시되고, 전자 클러치(45a)의 통전이 정지(OFF)되었을 때에 엔진(60)과 압축기(45)가 차단되어 증발기(41)에 의한 공기 냉각 작용이 정지된다. 전자 클러치(45a)의 온/오프(ON/OFF)는 증발 후 온도 센서(74)가 검출하는 증발 후 온도(after-eva temperture: TE)와 목표 증발 후 온도(target after-eva temperture:TEO)의 비교 결과에 따라서 제어된다.

또, 콘덴서(46)는 하이브리드 자동차가 주행할 때에 발생하는 주행풍을 받기 쉬운 장소에 설치되고, 내부를 흐르는 냉매와 냉각 팬(49)에 의해 송풍되는 외기 및 주행풍을 열교환하는 실외 열교환기이다.

공조 케이스(2)의 제 2 측, 즉, 제 1 공기 통로(11)의 공기 하류측에는 도 1에 도시된 바와 같이, 운전석측 디프로스터(defroster) 공기 분출구(20), 운전석측 센터 페이스(center face) 공기 분출구(21), 운전석측 사이드 페이스(side face) 공기 분출구(22) 및 운전석측 풋(foot) 공기 분출구(23)가 각 분출 덕트(blow-off duct)를 통하여 연통해 있다. 또, 제 2 공기 통로(12)의 공기 하류측에는 도 1에 도시된 바와 같이, 조수석측 디프로스터 공기 분출구(30), 조수석측 센터 페이스 공기 분출구(31), 조수석측 사이드 페이스 공기 분출구(32) 및 조수석측 풋 공기 분출구(33)가 각 분출 덕트를 통하여 연통해 있다.

운전석측 및 조수석측 디프로스터 공기 분출구(20, 30)는 차량 전방 유리창으로 공조풍을 분출하기 위한 공기 분출구를 구성한다. 운전석측 및 조수석측 페이스 공기 분출구(21, 22, 31, 32)는 운전자 및 조수석 탑승자의 머리와 가슴부로 공조풍을 분출하기 위한 공기 분출구를 구성한다. 운전석측 및 조수석측 풋 공기 분출구(23, 33)는 운전자 및 조수석 탑승자의 발을 향해 공조풍을 분출하기 위한 공기 분출구를 구성한다.

또, 도 1에서는 도시는 생략하지만, 도 2에 도시된 바와 같이, 후부 좌석으로의 공기 분출구로서, 후부 좌석측 센터 페이스 공기 분출구(91), 후부 좌석측 페이스 공기 분출구(92), 후부 좌석측 풋 공기 분출구(93)가 제 1 공기 통로(11) 및 제 2 공기 통로(12)의 하류측에 각각 형성되어 있다.

제 1 및 제 2 공기 통로(11, 12) 내에는 차실내의 운전석측과 조수석측의 분출 모드의 설정을 서로 독립하여 실시하는 운전석측 및 조수석측 공기 분출구 전환 도어로서, 운전석측 디프로스터 도어(24) 및 조수석측 디프로스터 도어(34), 운전석측 페이스 도어(25) 및 조수석측 페이스 도어(35), 운전석측 풋 도어(26) 및 조수석측 풋 도어(36)가 설치되어 있다.

운전석측 및 조수석측 공기 분출구 전환 도어(24∼26, 34∼36)는 서보 모터(28, 29, 38, 39) 등의 액츄에이터에 의해 구동되고, 운전석측 및 조수석측의 분출 모드를 각각 전환한다. 조수석측 공기 분출구 전환 도어(34∼36)는 복수의 공기 분출구(20∼23, 30∼33) 중, 차량의 운전수의 좌석(운전석)을 제외한 잔여의 좌석을 공조 범위로 하는 공기 분출구(30∼33)로부터 분출하는 공조풍의 통과를 허가하는 허가 상태와 통과를 차단하는 차단 상태에 걸쳐서 전환하는 개폐부이다. 공조 범위란, 각 공기 분출구(20∼23, 30∼33)로부터 분출되는 공조풍이 주로 유통하는 범위를 말하고, 각 공기 분출구(20∼23, 30∼33)의 분출 방향 및 분출 방향에 있는 좌석 등의 장애물에 의하여 결정된다. 운전석측 및 조수석측의 공기 분출구 모드로서는 예를 들면, 페이스 모드, 바이레벨(B／L) 모드, 풋 모드, 풋／디프로스터 모드 및 디프로스터 모드가 있다.

또, 차량의 모든 좌석, 예를 들면, 운전석, 조수석, 운전 뒷좌석, 조수 뒷좌석에는 시트 히터가 설치된다. 시트 히터(65)는 난방을 위해 엔진(60)의 폐열 이외의 열원을 이용하여 공기를 가열하는 보조 가열 장치에 상당하는 것으로, 전력을 열원으로 한다. 시트 히터(65)는 각 좌석에 설치되어, 각 좌석을 개별로 가열한다. 시트 히터(65)는 각 시트에 내장되는 PTC히터에 의하여 실현되고, PTC히터에 의하여 시트(좌석의 바닥 부위 및 등 부위)를 따뜻하게 하도록 되어 있다. 시트 히터(65)는 에어컨 ECU(10)에 의하여 제어된다.

다음으로, 차량용 공조 장치(100)의 전기적 구성에 관하여 설명한다. 에어컨 ECU(10)는 제어부로서, 엔진(60)의 시동 및 정지를 담당하는 이그니션 스위치(ignition switch)가 켜졌을 때에 차량에 탑재된 차량 탑재 전원인 배터리(도시하지 않음)로부터 직류 전원이 공급되고, 연산 처리나 제어 처리를 개시하도록 구성되어 있다. 에어컨 ECU(10)에는 엔진 ECU(63)로부터 출력되는 통신 신호, 차실내 전면에 설치된 컨트롤 패널 상의 각 스위치로부터의 스위치 신호 및 각 센서로부터의 센서 신호가 입력된다. 엔진 ECU(63)는 EFI(Electronic Fuel Injection) ECU라고도 한다.

여기에서, 컨트롤 패널(90)에 관하여 설명한다. 도 4는 컨트롤 패널(90)을 나타내는 정면도이다. 컨트롤 패널(90)은 인스트루먼트 패널(50)에 일체적으로 설치된다. 컨트롤 패널(90)에는 예를 들면, 액정 디스플레이(81), 내외기 전환 스위치(82), 프런트 디프로스터 스위치(83), 리어 디프로스터 스위치(84), 듀얼 스위치(85), 분출 모드 전환 스위치(86), 송풍기 풍량 전환 스위치(87), 에어컨 스위치(88), 오토 스위치(89), 오프 스위치(51), 운전석측 온도 설정 스위치(52), 조수석측 온도 설정 스위치(53), 시트 히터 스위치(54) 및 집중 제어 스위치(55)(운전석 공조 스위치, 1석 우선 스위치, 1석 집중 스위치라고도 한다) 등이 설치되어 있다.

액정 디스플레이(81)에는 운전석측 및 조수석측 공조 공간의 설정 온도를 시각 표시하는 설정 온도 표시부(81a), 분출 모드를 시각 표시하는 분출 모드 표시부(81b) 및 송풍기 풍량을 시각 표시하는 풍량 표시부(81c) 등이 설치되어 있다. 액정 디스플레이(81)에는 예를 들면, 외기온 표시부, 흡입 모드 표시부 및 시각 표시부 등이 설치되어 있어도 좋다. 또, 컨트롤 패널(90) 상의 각종 조작 스위치는 액정 디스플레이(81)에 설치되어 있어도 좋다.

컨트롤 패널(90)상의 각종 스위치에 관하여 설명한다. 프런트 디프로스터 스위치(3)는 전면 유리창의 김서림 방지 능력을 올리는지의 여부를 지령하는 공조 스위치에 상당하는 것으로, 분출 모드를 디프로스터 모드로 설정하도록 요구하는 디프로스터 모드 요구부이다. 듀얼 스위치(85)는 운전석측 공조 공간 내의 온도 조절과 조수석측 공조 공간 내의 온도 조절을 서로 독립하여 실시하는 좌우 독립 온도 컨트롤을 지령하는 좌우 독립 제어 지령부이다. 모드 전환 스위치는 탑승자의 매뉴얼 조작에 따라서 분출 모드를 페이스 모드, 바이레벨(B／L) 모드, 풋 모드, 풋／디프로스터 모드 중 어느 하나로 설정하도록 요구하는 모드 요구부이다. 에어컨 스위치(88)는 냉동 사이클(44)의 압축기(45)의 가동 또는 정지를 지령하는 공조 조작 스위치이다. 에어컨 스위치(88)는 압축기(45)를 가동 중지시켜 엔진(60)의 회전 부하를 줄이는 것으로 연비 효율을 높이기 위해 설치되어 있다. 각 온도 설정 스위치(52, 53)는 운전석측 공조 공간 내와 조수석측 공조 공간 내의 각각의 온도를 원하는 온도(Tset)로 설정하기 위한 운전석측 및 조수석측 온도 설정부이다. 시트 히터 스위치(54)는 시트 히터(65)의 조작 스위치이고, 운전석 시트와 조수석 시트를 개별로 조작할 수 있도록 구성되어 있다. 집중 제어 스위치(55)는 탑승자의 매뉴얼 조작에 따라서 공조 모드를 후술하는 집중 제어 모드로 설정하도록 요구하는 입력부이다.

에어컨 ECU(10)의 내부에는 도시는 생략하지만, 연산 처리나 제어 처리를 실시하는 CPU(중앙 연산 장치), ROM이나 RAM 등의 메모리 및 I／O포트(입력／출력 회로) 등의 기능을 포함하여 구성되는 주지의 마이크로컴퓨터가 설치되어 있다. 각종 센서로부터의 센서 신호가 I／O포트 또는 A／D변환 회로에 의하여 A／D변환된 후에 마이크로컴퓨터에 입력된다. 에어컨 ECU(10)에는 운전석 주위의 공기 온도(내기온)(Tr)를 검출하는 내기 온도 검출부로서의 내기온 센서(71), 차실외 온도(외기온)를 검출하는 외기온 검출부로서의 외기온 센서(72), 각 좌석의 온도를 검출하는 시트 온도 센서(73) 및 일사 검출부(solar radiation detecting element)로서의 일사 센서(도시하지 않음)가 접속되어 있다. 또, 에어컨 ECU(10)에는 증발기(41)를 통과한 직후의 공기 온도(증발 후 온도(TE))를 검출하는 증발 후 온도 검출부로서의 증발 후 온도 센서(74), 차실내의 상대 습도를 검출하는 습도 검출부로서의 습도 센서(도시하지 않음)가 접속되어 있다.

또, 에어컨 ECU(10)는 다른 ECU와 협조하여, 상기의 엔진 ECU(63)와 탑승자의 착석 상태를 검출하는 착석 ECU(17)의 다중 통신에 의하여 상호 정보를 송수신한다. 엔진 ECU(63)는 송풍 공기의 가열 온도로서 차량의 엔진 냉각수온을 검출하는 수온 검출부로서의 냉각수온 센서(75)가 접속되어 있다. 에어컨 ECU(10)는 엔진 ECU(63)를 통하여 수온을 취득한다.

또, 에어컨 ECU(10)는 컨트롤 패널(90)의 조작에 따라서 시트 히터(65)를 온/오프(ON／OFF)제어한다. 에어컨 ECU(10)는 시트 히터(65)가 온(ON)인 경우에는 시트 좌석면에 설치되는 시트 온도 센서(73)에 의하여 검출되는 온도에 기초해서 시트 온도를 상시 감시한다. 그리고 에어컨 ECU(10)는 시트의 온도가 일정한 온도로 되도록 시트 히터(65)의 온/오프(ON／OFF)를 전환 제어한다.

또, 착석 ECU(17)는 조수석 착석 센서(77) 및 조수석 버클 센서(78)가 접속되어 있다. 조수석 착석 센서(77)는 조수석에 탑승자가 착석하면, 시트 좌석면에 가해지는 하중에 의해 전기 접점이 접촉하는 전기 접점식의 검출부, 또는 시트 좌석면에 가해지는 하중에 의한 변형량을 검출하는 검출부(변형 게이지)이다. 따라서, 조수석 착석 센서(77)는 조수석의 좌석면에 가해지는 부하를 검출하는 부하 검출부(중량 검지 센서)로서의 기능을 갖는다. 조수석 착석 센서(77)는 가해진 부하가 설정값 이상인 경우에는 설정값 이상인 것을 나타내는 신호를 착석 ECU(17)에 출력한다.

조수석 버클 센서(78)는 조수석의 시트 벨트가 장착되어 있는지의 여부를 검출하는 센서이다. 따라서, 조수석 버클 센서(78)는 조수석의 시트 벨트의 장착을 검출하는 벨트 검출부로서 기능한다. 조수석 버클 센서(78)는 시트 벨트가 장착되면, 장착 상태인 것을 나타내는 신호를 착석 ECU(17)에 출력한다.

착석 ECU(17)에는 조수석 착석 센서(77)와 조수석 버클 센서(78)로부터의 신호가 개별로 입력된다. 바꾸어 말하면, 조수석 착석 센서(77)와 조수석 버클 센서(78)는 착석 ECU(17)에 병렬로 접속되어 있다. 착석 ECU(17)는 조수석 착석 센서(77) 및 조수석 버클 센서(78) 중, 적어도 어느 한쪽의 센서가 착석해 있는 것을 검출하면, 조수석에 탑승자가 있다고 판단한다. 따라서, 예를 들면, 정차 중 또는 주차 중에 시트 벨트를 풀고 있는 경우이어도 조수석 착석 센서(77)에 의하여 착석이 검출된다. 에어컨 ECU(10)는 착석 ECU(17)를 통하여 착석 상태에 관한 정보를 취득한다.

내기온 센서(71), 외기온 센서(72), 증발 후 온도 센서 및 냉각수온 센서(75)는 예를 들면, 서미스터 등의 감온 소자(temperature sensitive element)가 사용되고 있다. 내기온 센서(71)는 운전석 부근(예를 들면, 스티어링 부근의 인스트루먼트 패널(50) 내부)의, 운전석 이외의 공기 분출구를 닫아도 거의 영향받지 않는 부위에 배치된다. 또, 일사 센서는 운전석측 공조 공간 내에 조사되는 일사량(일사 강도(solar radiation degree))을 검출하는 운전석측 일사 강도 검출부와, 조수석측 공조 공간 내에 조사되는 일사량(일사 강도)을 검출하는 조수석측 일사 강도 검출부를 갖고 있으며, 예를 들면, 포토다이오드 등이 사용되고 있다. 습도 센서는 예를 들면, 내기온 센서(71)와 함께, 운전석 근처의 인스트루먼트 패널(50)의 전면에 형성된 오목부 내에 수용되어 있으며, 전면 유리창의 김서림 방지를 위해 디프로스터 분출의 필요성에 대한 판정에 이용된다.

다음으로, 에어컨 ECU(10)에 의한 제어 방법을 도 5를 이용하여 설명한다. 도 5는 에어컨 ECU(10)의 통상 모드(전체 좌석 모드)에 있어서의 처리의 일례를 나타낸 흐름도이다. 우선, 이그니션 스위치가 온되어 에어컨 ECU(10)에 직류 전원이 공급되면, 미리 메모리에 기억되어 있는 도 5에 도시된 제어 프로그램이 실행된다.

단계 S11에서는 에어컨 ECU(10) 내부의 마이크로컴퓨터에 내장된 데이터 처리용 메모리의 기억 내용 등을 초기화하고, 단계 S12로 이동한다. 단계 S12에서는 각종 데이터를 데이터 처리용 메모리내로 읽어들이고, 단계 S13으로 이동한다. 따라서, 단계 S12에서는 컨트롤 패널(90) 상의 각종 조작 스위치로부터의 스위치 신호 및 각종 센서로부터의 센서 신호가 입력된다. 센서 신호로서는 예를 들면, 내기온 센서(71)가 검지하는 차실내 온도(Tr), 외기온 센서(72)가 검지하는 외기온(Tam), 일사 센서가 검지하는 일사량(Ts), 증발 후 온도 센서가 검지하는 증발 후 온도(Te) 및 냉각수온 센서(75)가 검지하는 냉각수온(Tw)이다.

단계 S13에서는 기억하고 있는 연산식에 입력 데이터를 대입하여, 운전석측의 목표 분출 온도(TAO(Dr)) 및 조수석측의 목표 분출 온도(TAO(Pa))를 연산하고, 그 운전석측 및 조수석측의 목표 분출 온도(TAO(Dr), TAO(Pa))와 외기온(Tam)으로부터 목표 증발 후 온도(TEO)를 연산하고, 단계 S14으로 이동한다.

단계 S13에서 이용되는 연산식의 일례를 수식 1에 나타낸다.

TAO＝Kset×Tset－Kr×Tr－Kam×Tam－Ks×Ts＋C …(1)

여기에서, Tset는 각 온도 설정 스위치에서 설정된 설정 온도, Tr은 내기온 센서(71)에서 검출된 내기 온도, Tam은 외기온 센서(72)에서 검출된 외기 온도, Ts는 일사 센서에서 검출된 일사량이다. 또, Kset, Kr, Kam 및 Ks는 각 게인이고, C는 전체에 관련되는 보정 상수이다. 따라서, 에어컨 ECU(10)는 내기온 센서(71)에 의하여 검출된 공기 온도를 이용하여 목표 분출 온도를 결정하는 목표 분출 온도 결정부로서의 기능을 갖는다.

단계 S14에서는 연산한 운전석측 및 조수석측의 목표 분출 온도(TAO(Dr), TAO(Pa))에 기초하여 송풍기 풍량, 즉, 송풍기 모터(9)에 인가되는 송풍기 제어 전압(VA)을 연산하고, 단계 S15으로 이동한다. 송풍기 제어 전압(VA)은 운전석측 및 조수석측의 목표 분출 온도(TAO(Dr), TAO(Pa))에 각각 적합한 송풍기 제어 전압(VA(Dr), VA(Pa))을 미리 정한 특성 패턴에 기초하여 구하는 것과 함께, 그들의 송풍기 제어 전압(VA(Dr), VA(Pa))을 평균화 처리함으로써 획득된다.

단계 S15에서는 운전석측 및 조수석측의 목표 분출 온도(TAO(Dr), TAO(Pa))와 단계 S12에 있어서의 입력 데이터를, 메모리에 기억되어 있는 연산식에 대입하여, 운전석측 에어믹스 도어(15)의 에어믹스 개도(SW(Dr))(％) 및 조수석측 에어믹스 도어(16)의 에어믹스 개도(SW(Pa))(％)를 연산하고, 단계 S16으로 이동한다. 따라서, 에어컨 ECU(10)는 목표 분출 온도를 이용하여 에어믹스 개도를 결정하는 풍량 비율 결정부로서의 기능을 갖는다.

단계 S16에서는 단계 S13에서 연산된 운전석측 및 조수석측의 목표 분출 온도(TAO(Dr), TAO(Pa))에 기초하여 차실에 대한 공기류의 흡입 모드와 분출 모드를 결정하고, 단계 S17으로 이동한다.

단계 S17에서는 단계 S13에서 연산된 운전석측 및 조수석측의 목표 분출 온도(TAO(Dr), TAO(Pa))와 증발 후 온도 센서(74)가 검지하는 실제의 증발 후 온도(Te)가 일치하도록 피드백 제어(PI제어)로 압축기(45)의 온/오프를 제어하고, 단계 S18으로 이동한다.

단계 S18에서는 단계 S14에서 연산된 송풍기 제어 전압(VA)을 인가하도록 송풍기 구동 회로(8)에 제어 신호를 출력하고, 단계 S19으로 이동한다. 단계 S19에서는 단계 S15에서 결정된 에어믹스 개도(SW(Dr), SW(Pa))를 갖도록 서보 모터(17, 18)에 제어 신호를 출력하고, 단계 S110으로 이동한다.

단계 S110에서는 단계 S16에서 결정된 흡입 모드와 분출 모드를 설정하도록 서보 모터(28, 29, 38, 39)에 제어 신호를 출력하고, 단계 S111으로 이동한다. 단계 S111에서는 단계 S17에서 결정된 온 오프 제어를 클러치 구동 회로(45b)에 출력하고, 단계 S12로 되돌아가서 단계 S12∼단계 S111까지의 처리를 반복한다. 이와 같은 일련의 처리를 반복함으로써 탑승자가 설정한 차실내 온도가 달성될 수 있다.

다음으로, 에어컨 ECU(10)에 의해 실행된 냉각수의 수온의 제어의 일례를 도 6을 이용하여 설명한다. 도 6은 에어컨 ECU(10)의 냉각수의 온도 제어 프로그램의 일례를 나타낸 흐름도이다. 도 6에 도시된 처리는 상기의 도 5에 있어서의 처리와 병행하여 실시된다.

흐름이 개시되면, 단계 S21에서는 시트 히터(65)의 상태를 취득하고, 단계 S22로 이동한다. 시트 히터(65)의 상태는 각 좌석의 시트 히터(65)의 가동 상태, 시트 히터(65)의 설치 상태 등이다. 단계 S21의 상세한 처리에 대해서는 후술한다.

단계 S22에서는 탑승자 승차 상태를 취득하고, 단계 S23로 이동한다. 탑승자 승차 상태는 어느 좌석에 탑승자가 착석하고 있는지에 대한, 탑승자와 좌석간의 승차 정보를 나타낸다. 단계 S23의 상세한 처리에 대해서는 후술한다.

단계 S23에서는 PTC히터(43)의 상태를 취득하고, 단계 S24로 이동한다. PTC히터(43)의 상태는 PTC히터(43)의 가동 상태, PTC히터(43)의 설정 출력을 포함한다. PTC히터(43)의 설정의 상세한 처리에 대해서는 후술한다.

단계 S24에서는 수온의 상한값 및 하한값을 설정하고, 단계 S25로 이동한다. 간헐 허가 수온은 필요한 난방 능력을 얻기 위해 냉각수온을 유지하는 범위이다. 간헐 허가 수온은 단계 S21에서 취득한 시트 히터 상태, 단계 S22에서 취득한 탑승자 승차 상태, 단계 S23에서 취득한 PTC히터(43)의 설정에 기초하여 결정된다. 그 수온의 결정에 관한 상세한 처리에 대해서는 후술한다.

단계 S25에서는 간헐 허가 수온에 기초하여 냉각수온을 제어하기 위한 처리를 실시하고, 본 흐름을 종료한다. 이에 따라서, 냉각수온이 간헐 허가 수온의 하한값보다도 낮은 경우에는 엔진(60)을 시동할 것을 요구하는 엔진 온(ON) 신호를 엔진 ECU(63)에 출력한다. 또, 냉각수온이 간헐 허가 수온의 상한값보다도 높은 경우에는 엔진(60)의 작동을 정지할 것을 요구하는 엔진 오프(OFF) 신호를 엔진 ECU(63)에 출력한다.

이와 같은 냉각수온의 온도 제어에 의하여 탑승자 승차 상태에 기초해서 간헐 허가 수온이 설정되게 된다.

다음으로, 단계 S21의 시트 히터 상태 취득 처리에 관하여 도 7을 이용해서 설명한다. 도 7은 온도 제어 프로그램에 있어서의 시트 히터 상태 취득 처리의 일례를 나타낸 흐름도이다. 도 7에 도시된 처리는 상기의 도 6에 있어서의 온도 제어 프로그램이 실행되면 개시된다.

흐름이 개시되면, 단계 S31에서는 운전석(Fr-Dr)에 시트 히터(65)(SH)가 설치되어 있는지의 여부를 판단하고, 설치되어 있는 경우에는 단계 S32로 이동한다. 설치되어 있지 않은 경우에는 단계 S34로 이동한다. 단계 S34에서는 운전석에 시트 히터(65)가 설치되어 있지 않기 때문에 운전석에는 시트 히터 없음이라는 정보를 메모리에 기억시키고, 단계 S36로 이동한다.

단계 S32에서는 운전석에 시트 히터(65)가 설치되어 있기 때문에 시트 히터(65)가 온(ON)(작동 중)인지의 여부를 판단하고, 작동하고 있는 경우에는 단계 S33로 이동한다. 작동하고 있지 않은 경우에는 단계 S35로 이동한다. 단계 S35에서는 운전석의 시트 히터(65)가 오프(OFF)(정지 중)이기 때문에 운전석에는 시트 히터(65)가 있고, 또한, 오프(OFF) 상태라는 정보를 메모리에 기억시키고, 단계 S36로 이동한다. 단계 S33에서는 운전석의 시트 히터(65)가 온(ON)이기 때문에 운전석에는 시트 히터(65)가 있고, 또한, 온(ON) 상태라는 정보를 메모리에 기억시키고, 단계 S36로 이동한다.

단계 S36에서는 조수석(Fr-Pa)에 시트 히터(65)가 설치되어 있는지의 여부를 판단하고, 설치되어 있는 경우에는 단계 S37으로 이동한다. 설치되어 있지 않은 경우에는 단계 S39으로 이동한다. 단계 S39에서는 조수석에 시트 히터(65)가 설치되어 있지 않기 때문에 조수석에는 시트 히터 없음이라는 정보를 메모리에 기억시키고, 단계 S311으로 이동한다.

단계 S37에서는 조수석에 시트 히터(65)가 설치되어 있기 때문에 조수석의 시트 히터(65)가 온(ON)(작동 중)인지의 여부를 판단하고, 작동하고 있는 경우에는 단계 S38으로 이동한다. 작동하고 있지 않은 경우에는 단계 S310으로 이동한다. 단계 S310에서는 조수석의 시트 히터(65)가 오프(OFF)(정지 중)이기 때문에 조수석에는 시트 히터(65)가 있고, 또한, 오프(OFF) 상태라는 정보를 메모리에 기억시키고, 단계 S311으로 이동한다. 단계 S38에서는 조수석의 시트 히터(65)가 온(ON)이기 때문에 조수석에는 시트 히터(65)가 있고, 또한, 온(ON) 상태라는 정보를 메모리에 기억시키고, 단계 S311으로 이동한다.

단계 S311에서는 운전 뒷좌석(Rr-Dr)에 시트 히터(65)가 설치되어 있는지의 여부를 판단하고, 설치되어 있는 경우에는 단계 S312로 이동한다. 설치되어 있지 않은 경우에는 단계 S314으로 이동한다. 단계 S314에서는 운전 뒷좌석에 시트 히터(65)가 설치되어 있지 않기 때문에 운전 뒷좌석에는 시트 히터 없음이라는 정보를 메모리에 기억시키고, 단계 S316으로 이동한다.

단계 S312에서는 운전 뒷좌석에 시트 히터(65)가 설치되어 있기 때문에 운전 뒷좌석의 시트 히터(65)가 온(ON)(작동 중)인지의 여부를 판단하고, 작동하고 있는 경우에는 단계 S313으로 이동한다. 작동하고 있지 않은 경우에는 단계 S315으로 이동한다. 단계 S315에서는 운전 뒷좌석의 시트 히터(65)가 오프(OFF)(정지 중)이기 때문에 운전 뒷좌석에는 시트 히터(65)가 있고, 또한, 오프(OFF) 상태라는 정보를 메모리에 기억시키고, 단계 S316으로 이동한다. 단계 S313에서는 운전 뒷좌석의 시트 히터(65)가 온(ON)이기 때문에 운전 뒷좌석에는 시트 히터(65)가 있고, 또한, 온(ON) 상태라는 정보를 메모리에 기억시키고, 단계 S316으로 이동한다.

단계 S316에서는 조수 뒷좌석(Rr-Pa)에 시트 히터(65)가 설치되어 있는지의 여부를 판단하고, 설치되어 있는 경우에는 단계 S317으로 이동한다. 설치되어 있지 않은 경우에는 단계 S319으로 이동한다. 단계 S319에서는 조수 뒷좌석에 시트 히터(65)가 설치되어 있지 않기 때문에 조수 뒷좌석에는 시트 히터 없음이라는 정보를 메모리에 기억시키고, 본 흐름을 종료한다.

단계 S317에서는 조수 뒷좌석에 시트 히터(65)가 설치되어 있기 때문에 조수 뒷좌석의 시트 히터(65)가 온(ON)(작동 중)인지의 여부를 판단하고, 작동하고 있는 경우에는 단계 S318으로 이동한다. 작동하고 있지 않은 경우에는 단계 S320로 이동한다. 단계 S320에서는 조수 뒷좌석의 시트 히터(65)가 오프(OFF)(정지 중)이기 때문에 조수 뒷좌석에는 시트 히터(65)가 있고, 또한, 오프(OFF) 상태라는 정보를 메모리에 기억시키고, 본 흐름을 종료한다. 단계 S318에서는 조수 뒷좌석의 시트 히터(65)가 온(ON)이기 때문에 조수 뒷좌석에는 시트 히터(65)가 있고, 또한, 온(ON) 상태라는 정보를 메모리에 기억시키고, 본 흐름을 종료한다.

이와 같이, 도 7에 도시된 시트 히터 상태 취득 처리에서는 시트 히터(65)의 상태를 취득하고, 취득한 상태가 메모리에 기억된다. 또, 설치의 유무를 판정함으로써 시트 히터(65)가 설치되어 있는 차량과 설치되어 있지 않은 차량에서 시트 히터 상태 취득 처리를 공통화할 수 있다.

다음으로, 단계 S22의 탑승자 승차 상태 취득 처리에 관하여 도 8∼도 10을 이용해서 설명한다. 도 8은 온도 제어 프로그램에 있어서의 탑승자 승차 상태 취득 처리의 일례를 나타낸 흐름도이다. 도 9는 집중 제어 모드에 있어서의 차실내를 간략화하여 나타내는 모식도이다. 도 10은 앞좌석 모드에 있어서의 차실내를 간략화하여 나타내는 모식도이다. 도 8에 도시된 처리는 상기의 도 6에 있어서의 단계 S22로 이동하면 개시된다.

흐름이 개시되면, 단계 S41에서는 현재가 집중 제어 모드(집중 제어 중)인지의 여부를 판단하고, 집중 제어 모드인 경우에는 단계 S42로 이동하고, 집중 제어 모드가 아닌 경우에는 단계 S45로 이동한다. 집중 제어 모드인지의 여부의 판단은 집중 제어 스위치(55)가 조작되어 집중 제어 모드가 온(ON)되어 있는지의 여부에 따라서 판단한다. 집중 제어 모드는 각 좌석(전체 좌석) 중의 적어도 하나의 사전 설정된 좌석을 집중하여 공조하는 제어 모드이다. 본 실시 형태에서는 사전 설정된 좌석은 운전석 또는 앞좌석(운전석 및 조수석)으로 설정되어 있다.

단계 S42에서는 집중 제어 모드를 실시 중이기 때문에 조수석에 탑승자가 착석해 있는지의 여부를 판단하고, 착석해 있는 경우에는 단계 S43로 이동하고, 착석해 있지 않은 경우에는 단계 S44로 이동한다. 조수석에 착석해 있는지의 여부는 착석 ECU(17)로부터 주어지는 정보에 기초하여 판단한다.

단계 S43에서는 조수석에 탑승자가 있고, 또한, 집중 제어 모드이기 때문에 탑승자가 앞좌석에만 있다고 판단하여, 앞좌석만을 공조 범위로 하는 앞좌석 모드로 이행하고, 또한, 앞좌석에 탑승자가 있는 것을 메모리에 기억시키고, 본 흐름을 종료한다. 탑승자가 운전자와 조수석 탑승자만인 경우이기 때문에 흡입 분출 모드를 앞좌석 공간을 온도 조절하는 모드로서의“앞좌석 모드”로 변경한다. 예를 들면, 흡입 모드는 내기 모드(insid air mode)로 설정되어, 내외기 전환 도어(3)에서 운전석측 아래쪽 및 조수석측 아래쪽에 있는 내기 흡입구(6)를 개구시킨다. 또, 탑승자가 없는 후부 좌석 공조 공간에 개구한 공기 분출구는 대응하는 각 도어에 의해 모두 닫혀진다. 예를 들면, 도 2에 있어서의 후부 좌석측 센터 페이스 공기 분출구(91)(도 2에 있어서의 화살표 C1, C2), 후부 좌석 사이드 페이스 공기 분출구(92)(도 2에 있어서의 화살표 D1) 및 후부 좌석측 풋 공기 분출구(93)(도 2에 있어서의 화살표 F1, F2)를 닫고, 잔여의 공기 분출구(20, 21, 22, 23, 30, 31, 32, 33)(도 2에 있어서의 화살표 A1, A2, B1, B2, E1, E2, G1, G2, H1)는 연다. 또, 예를 들면, 도 10에 도시된 바와 같이, 흡입 분출 모드를 “앞좌석 모드”로 하여 공기 분출구(91, 93)를 닫고, 잔여의 공기 분출구(21, 22, 31, 32)를 열어서 공조 범위를 앞좌석으로 한정한다. 또한, 도 2에서는 화살표 D1, H1밖에 도시되어 있지 않지만, 조수석측에는 마찬가지로 화살표 D2, H2로 도시된 공조 공기의 흐름이 있는 것으로 한다.

단계 S44에서는 조수석에 탑승자가 없고, 또한, 집중 제어 모드이기 때문에 탑승자가 운전석에만 있다고 판단하여, 운전석만을 공조 범위로 하는 집중 제어 모드로 이행하고, 또한, 운전석에만 탑승자가 있다는 정보를 메모리에 기억시키고, 본 흐름을 종료한다. 탑승자가 운전자만인 경우이기 때문에 운전석 공간을 온도 조절하는 모드로서, 흡입 분출 모드를 “집중 제어 모드”로 변경한다. 예를 들면, 흡입 모드는 내기 모드로 설정되어, 내외기 전환 도어(3)에서 운전석측 아래쪽에 있는 내기 흡입구(6)를 개구시킨다. 또, 탑승자가 없는 조수석측 공조 공간의 공기 분출구(30∼33)는 대응하는 각 도어(34∼36)에 의해 모두 닫혀진다. 예를 들면, 도 2에 있어서 가상선으로 둘러싸는 공기 분출구(30, 31, 32, 33, 91, 92, 93)를 닫고, 실선으로 둘러싼 공기 분출구(20, 21, 22, 23)는 연다. 또, 예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이, 흡입 분출 모드를 “집중 제어 모드”로 하여 공기 분출구(31, 32, 91, 93)를 닫고, 잔여의 공기 분출구(21, 22)를 열어서 공조 범위를 운전석으로 한정한다.

단계 S45에서는 집중 제어 모드를 실시하고 있지 않기 때문에 탑승자가 후부 좌석에 있다고 판단하여, 후부 좌석과 적어도 운전석에 탑승자가 있다는 정보를 메모리에 기억시키고, 본 흐름을 종료한다.

이와 같이, 도 8에 도시된 탑승자 승차 정보 취득 처리에서는 탑승자 승차 상태를 취득하여 탑승자가 (1) 운전석만, (2) 앞좌석만, 또는 (3) 그 외(예를 들면, 탑승자가 뒷좌석에도 있는)의 3가지의 상태 중, 어느 하나의 상태인지가 판단되고, 판단 결과가 메모리에 기억된다.

다음으로, 단계 S23의 PTC히터 설정 처리에 관하여 도 11을 이용해서 설명한다. 도 11은 온도 제어 프로그램에 있어서의 PTC히터 설정 처리의 일례를 나타낸 흐름도이다. 도 11에 도시된 처리는 상기의 도 6에 있어서의 단계 S23로 이동하면 개시된다.

흐름이 개시되면, 단계 S51에서는 MAXHOT조건을 만족하고 있는지의 여부를 판단하고, 만족하고 있는 경우에는 단계 S52로 이동하고, 만족하고 있지 않은 경우에는 단계 S517으로 이동한다. MAXHOT조건은 최대의 난방 부하가 요구되고 있을 때에 만족한다. 따라서, MAXHOT조건을 만족한 경우에는 난방을 위해 최대의 난방 능력이 필요한 상태이다. 단계 S517에서는 MAXHOT조건을 만족하고 있지 않고, 열량이 부족하지 않기 때문에 PTC히터(43)의 와트수를 0W(즉, 정지)로 설정하고, 본 흐름을 종료한다.

단계 S52에서는 외기온이 －9℃ 미만인지의 여부를 판단하고, －9℃ 미만인 경우에는 단계 S53로 이동하고, －9℃ 미만이 아닌 경우에는 단계 S510으로 이동한다. 단계 S53에서는 냉각수온이 68℃ 미만인지의 여부를 판단하고, 68℃ 미만인 경우에는 단계 S54로 이동하고, 68℃ 미만이 아닌 경우에는 단계 S55로 이동한다. 단계 S54에서는 외기온 및 냉각수온이 낮기 때문에 PTC히터(43)의 와트수를 최대 레벨인 600W로 설정하고, 본 흐름을 종료한다.

단계 S55에서는 냉각수온이 68℃ 이상 73℃ 미만인지의 여부를 판단하고, 68℃ 이상 73℃ 미만인 경우에는 단계 S56로 이동하고, 68℃ 이상 73℃ 미만이 아닌 경우에는 단계 S57으로 이동한다. 단계 S56에서는 외기온이 낮고, 냉각수온이 비교적 낮기 때문에 PTC히터(43)의 와트수를 중간 레벨인 450W로 설정하고, 본 흐름을 종료한다.

단계 S57에서는 냉각수온이 73℃ 이상 78℃ 미만인지의 여부를 판단하고, 73℃ 이상 78℃ 미만인 경우에는 단계 S58으로 이동하고, 73℃ 이상 78℃ 미만이 아닌 경우에는 단계 S59으로 이동한다. 단계 S58에서는 외기온이 낮지만, 냉각수온이 비교적 따뜻하기 때문에 PTC히터(43)의 와트수를 최저 레벨인 350W로 설정하고, 본 흐름을 종료한다. 단계 S59에서는 외기온이 낮지만, 냉각수온이 따뜻하기 때문에 열량이 부족하지 않다고 판단하고, PTC히터(43)의 와트수를 0W(즉, 정지)로 설정하고, 본 흐름을 종료한다.

단계 S510에서는 외기온이 －9℃ 이상 －7℃ 미만인지의 여부를 판단하고, －9℃ 이상 －7℃ 미만인 경우에는 단계 S511으로 이동하고, －9℃ 이상 －7℃ 미만이 아닌 경우에는 단계 S514으로 이동한다. 단계 S511에서는 냉각수온이 63℃ 미만인지의 여부를 판단하고, 63℃ 미만인 경우에는 단계 S512로 이동하고, 68℃ 미만이 아닌 경우에는 단계 S513으로 이동한다. 단계 S512에서는 외기온이 비교적 낮고, 냉각수온이 비교적 낮기 때문에 PTC히터(43)의 와트수를 중간 레벨인 450W로 설정하고, 본 흐름을 종료한다. 단계 S513에서는 외기온이 비교적 낮지만, 냉각수온이 따뜻하기 때문에 열량이 부족하지 않다고 판단하고, PTC히터(43)의 와트수를 0W(즉, 정지)로 설정하고, 본 흐름을 종료한다.

단계 S514에서는 외기온이 －7℃ 이상 10℃ 미만인지의 여부를 판단하고, －7℃ 이상 10℃ 미만인 경우에는 단계 S515으로 이동하고, －7℃ 이상 10℃ 미만이 아닌 경우에는 단계 S517으로 이동한다. 단계 S515에서는 냉각수온이 60℃ 미만인지의 여부를 판단하고, 60℃ 미만인 경우에는 단계 S516으로 이동하고, 68℃ 미만이 아닌 경우에는 단계 S517으로 이동한다. 단계 S516에서는 외기온이 비교적 높지만, 냉각수온이 낮기 때문에 PTC히터(43)의 와트수를 최저 레벨인 300W로 설정하고, 본 흐름을 종료한다. 단계 S517에서는 열량이 부족하지 않다고 판단하고, PTC히터(43)의 와트수를 0W(즉, 정지)로 설정하고, 본 흐름을 종료한다.

이와 같이, 도 9에 도시된 PTC히터 설정 처리에서는 PTC히터(43)의 설정 출력을 외기온과 냉각수온에 기초하여 0W, 300W, 450W 및 600W 중 어느 하나의 값으로 설정한다. 설정한 값은 메모리에 기억된다.

따라서, 동계 극저 외기온(very low outside air temperature)(예를 들면, －9℃ 이하) 및 저수온(low water temperature) 시(예를 들면, 68℃ 이하)에서 이그니션을 온(ON)하여 에어컨 ECU(10)를 자동(AUTO)설정으로 하면, MAXHOT조건에 들어가서 최대 난방 능력이 기대되어 PTC히터(43)는 와트수의 상한(예를 들면, 600W)을 가진다. 그러나 같은 외기온이라도 수온이 올라가면, 난방의 열부하는 줄기 때문에 PTC히터(43)의 와트수도 비례하여 줄어들어(450W⇒300W⇒0W), 난방 효과와 실용 연비의 균형을 맞춘다. 또, 냉각수온뿐만 아니라, 외기온도 올라가면(예를 들면, －9℃ 이상 7℃ 미만), 열부하가 줄기 때문에 상한이 완화(450W)된다.

다음으로, 단계 S24의 수온 설정 처리에 관하여 도 12를 이용해서 설명한다. 도 12는 온도 제어 프로그램에 있어서의 간헐 허가 수온 설정 처리의 일례를 나타낸 흐름도이다. 도 12에 도시된 처리는 상기의 도 6에 있어서의 단계 S24로 이동하면 개시된다.

흐름이 개시되면, 단계 S61에서는 메모리로부터 시트 히터 상태와 탑승자 승차 상태를 읽어내어, 시트 히터(65)와 협조할 수 있는지의 여부를 결정하고, 단계 S62로 이동한다. 시트 히터(65)와의 협조를 할 수 있는 경우란, 시트 히터(65)가 온(ON)되어 있는 경우로서, 히터 코어(42) 및 PTC히터(43)의 열량을 시트 히터(65)에 의한 난방 효과로 보충할 수 있는 경우이다. 협조의 유무는 구체적으로는, 메모리에 미리 기억되어 있는 제어 맵에 기초하여 판단된다. 도 14는 단계 S61에 이용되는 협조 판정표이다. 도 14에서는 판단의 조건에 관계되지 않는 부분에는 “―”를 기재하고 있다.

도 14에 도시된 바와 같이, 전체 좌석의 시트 히터(65)가 온(ON) 상태인 경우에는 시트 히터(65)로부터의 발열량이 많기 때문에 난방 효과를 보충할 수 있다고 판단하고 있다(협조 있음). 또, 집중 제어가 온(ON)(앞좌석 모드)이고, 앞좌석 시트 히터(65)만이 온(ON)인 경우에도 시트 히터(65)로부터의 발열량이 많고, 공조 범위가 앞좌석만으로 좁기 때문에 난방 효과를 보충할 수 있다고 판단하고 있다(협조 있음). 또한, 집중 제어가 온(ON)(집중 제어 모드)이고, 운전석 시트 히터(65)만 온(ON)인 경우에도 시트 히터(65)로부터의 발열량이 있고, 공조 범위가 운전석뿐이기 때문에 난방 효과를 보충할 수 있다고 판단하고 있다(협조 있음).

도 14에 도시된 바와 같이, 이와 같은 협조 있음의 3가지 패턴(조건의 조합) 이외의 7가지의 패턴에서는 모두 시트 히터(65)의 열량으로는 보충할 수 없다고 판단하고, 협조 없음으로 판단한다.

따라서, 에어컨 ECU(10)는 시트 히터(65) 유무와 시트 있음의 히터 온ㆍ오프(ON·OFF) 상태와, 탑승자 승차 상태를 입력 조건으로 하여 시트 히터(65), 탑승자 승차 유무의 협조 유무를 관계짓는 판정을 실시한다. 협조 있음의 사고 방식은 표의 비고에 기재하고 있다. 협조 없음의 조건은,

(1) Fr―Dr에 시트 히터 설정 없음의 경우에는 협조를 실시하지 않는다.

(2) Fr―Dr 시트 히터 설정 있음이어도 오프(OFF)인 경우, 협조는 실시하지 않는다.

(3) Fr―Pa 시트 히터 설정 있음이어도 마찬가지로 협조는 실시하지 않는다.

(4) 집중 제어 오프(OFF)(＝뒷좌석 탑승자 유)의 경우에 Rr―Dr 또는 Rr―Pa측이 시트 히터 설정 무인 때는 협조하지 않는다.

(5) 집중 제어 오프(OFF)(＝뒷좌석 탑승자 유)의 경우에 Rr―Dr 또는 Rr―Pa측이 시트 히터 오프(OFF) 시에는 협조하지 않는다. 이와 같이, (1)부터 (5)의 조건에 있어서 협조하지 않는 이유는 탑승자가 쾌적감을 유지할 수 없기 때문이다.

그에 대하여, 협조 있음의 조건은,

(6) 전체 좌석 시트 히터 온(ON)하고 있기 때문에 협조한다.

(7) 집중 제어 온(ON)(＝뒷좌석 탑승자 없음)에서 Fr―Pa 시트 히터 온(ON)인 경우 협조한다.

(8) 집중 제어 온(ON)(＝뒷좌석 탑승자 없음), Fr―Pa 탑승자 없음 및 Fr―Pa 시트 히터 오프(OFF)인 경우에도 협조한다.

이와 같이, (6)에서 (8)의 조건에 있어서 협조하는 이유는 쾌적감을 유지할 수 있기 때문이다.

단계 S62에서는 결정된 협조 유무와 메모리로부터 읽어낸 PTC히터(43)의 설정 와트수에 기초하여 그 수온의 상한값 및 하한값을 설정하고, 본 흐름을 종료한다. 구체적인 PTC히터(43)의 설정은 메모리에 미리 기억되어 있는 제어 맵에 기초하여 판단된다. 도 15는 단계 S62에 이용되는 PTC히터 설정표이다.

도 15에 도시된 바와 같이, 설정된 PTC히터(43)의 와트수가 많아짐에 따라서 냉각수의 열원을 PTC히터(43)에 의하여 보다 많이 보충할 수 있다. 따라서, PTC히터(43)의 와트수가 많아지면, 그 수온이 낮아진다. 또, 시트 히터(65)와의 협조가 있는 경우에는 같은 PTC히터(43)의 와트수이어도 그 수온을 더욱 낮게 할 수 있다. 따라서, PTC히터(43)의 설정 와트수와 협조 유무에 따라서 그 수온의 상한값 및 하한값을 설정할 수 있다. 따라서, PTC히터(43)의 설정 와트수가 최대 레벨인 600W이고 협조 있음인 경우에는 그 수온의 상한값이 67℃, 하한값이 62℃로 설정된다. 따라서, PTC히터(43)가 정지하고 있는 경우(0W)에 비하여 18℃나 냉각수온을 내릴 수 있다.

다음으로, 단계 S25의 수온 제어 처리에 관하여 도 13을 이용해서 설명한다. 도 13은 온도 제어 프로그램에 있어서의 수온 제어 처리의 일례를 나타낸 흐름도이다. 도 13에 도시된 처리는 상기의 도 6에 있어서의 단계 S25로 이동하면 개시된다.

흐름이 개시되면, 단계 S71에서는 냉각수온을 EFIECU(엔진 ECU(63))로부터의 다중 통신에 의하여 취득하고, 단계 S72로 이동한다. 단계 S72에서는 설정된 그 수온의 하한값과 취득한 냉각수온을 비교하고, 하한값보다도 냉각수온이 낮은 경우에는 단계 S73로 이동하고, 낮지 않은 경우에는 단계 S74로 이동한다.

단계 S73에서는 냉각수온이 낮아서 냉각수를 가열할 필요가 있기 때문에 엔진(60)을 시동할 것을 요구하는 엔진 온(ON) 신호를 엔진 ECU(63)에 출력하고, 단계 S71으로 되돌아간다.

단계 S74에서는 설정된 수온의 상한값과 취득한 냉각수온을 비교하고, 상한값보다도 냉각수온이 높은 경우에는 단계 S75로 이동하고, 높지 않은 경우에는 단계 S71으로 이동한다. 높지 않은 경우는 냉각수온이 상한값 및 하한값의 사이에 있는 경우이다.

단계 S75에서는 냉각수온이 높아서 냉각수를 가열할 필요가 없기 때문에 엔진(60)을 정지할 것을 요구하는 엔진 오프(OFF) 신호를 엔진 ECU(63)에 출력하고, 단계 S71으로 되돌아간다.

이와 같이, 도 13에 도시된 수온 제어 처리에서는 엔진 온(ON) 신호 또는 엔진 오프(OFF) 신호를 출력함으로써 냉각수온이 간헐 허가 수온의 상한값 및 하한값의 사이로 되도록 제어할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 차량용 공조 장치(100)에서는 공조용 송풍기로부터 송풍된 공기를 가열하는 장치로서 히터 코어(42)(주 가열 장치)를 구비하고, 차실내를 난방하는 장치로서 시트 히터(65)(보조 가열 장치)를 구비한다. 히터 코어(42)는 엔진(60)의 냉각수를 열원으로 하고, 시트 히터(65)는 엔진(60)의 폐열을 이용하지 않고 전력에 의하여 발열한다. 따라서, 히터 코어(42)와 시트 히터(65)에서는 열원이 다르기 때문에 히터 코어(42)에서의 열원이 부족한 경우에는 시트 히터(65)에서 부족분을 보충할 수 있다. 이와 같은 히터 코어(42) 및 시트 히터(65)는 에어컨 ECU(10)에 의하여 제어된다. 에어컨 ECU(10)는 엔진(60)의 냉각수의 온도가 한계값(간헐 허가 수온의 하한값)보다도 낮다고 판정했을 때, 엔진(60)의 시동을 요구하는 엔진 온(ON) 신호를 요구 신호로서 출력한다. 엔진(60)을 시동하면, 엔진(60)의 폐열에 의하여 냉각수가 가열된다. 따라서, 에어컨 ECU(10)는 요구 신호를 출력함으로써 엔진(60)의 냉각수의 온도를 한계값 이상으로 하여 난방을 위한 열원을 확보할 수 있다.

또, 에어컨 ECU(10)는 사전 설정된 좌석 및 다른 좌석에 대하여 공조풍을 분출하고 있는 통상 상태(협조 없음)에서는 시트 히터(65)의 작동 상태에 기초하여 시트 히터(65)의 발열량의 증가량에 따라서 한계값(간헐 허가 수온)을 내리도록 조정한다(도 14 참조). 본 실시 형태에서는 간헐 허가 수온을 발열량의 증가량에 따라서 단계적으로 내리고 있다. 따라서, 시트 히터(65)의 발열량이 증가할수록 엔진(60)의 냉각수의 온도가 한계값보다도 낮다고 판정하기 어려워지기 때문에 엔진(60)의 시동을 요구하는 요구 신호를 출력하기 어려워진다. 이에 따라서, 통상 상태에 있어서 시트 히터(65)의 발열량이 고려되기 때문에 엔진(60)의 시동이 실시되기 어려워진다. 따라서, 난방 성능을 확보하면서 연비의 악화를 억제할 수 있다.

또, 에어컨 ECU(10)는 사전 설정된 좌석을 공조하는 사전 설정된 좌석 공조 지령이 주어진 경우에는 사전 설정된 좌석 상태의 제어로서 각 도어를 차단 상태로 제어한다. 차단 상태로 함으로써 사전 설정된 좌석에 착석하는 사전설정된 탑승자에 대해서만 공조풍을 송풍할 수 있다. 따라서, 통상 상태보다도 공조 범위가 좁아지기 때문에 공조 능력을 저감할 수 있다. 또, 에어컨 ECU(10)는 사전 설정된 좌석 상태에 있어서, 한계값을 통상 상태에 있어서의 조정된 한계값보다도 더욱 내리도록 조정한다(도 14 참조). 따라서, 사전 설정된 좌석 상태에 있어서, 시트 히터(65)의 발열량이 증가할수록 엔진(60)의 냉각수의 온도가 한계값보다도 낮으면 통상 상태보다도 더욱 판정하기 어려워지기 때문에 엔진(60)의 시동을 요구하는 요구 신호를 출력하기 어려워진다. 이에 따라서, 사전 설정된 좌석 상태에 있어서 공조 범위가 좁아져 있다는 점 및 시트 히터(65)의 발열량이 고려되기 때문에 엔진(60)의 시동이 더욱 실시되기 어려워진다. 따라서, 난방 성능을 확보하면서 연비의 악화를 억제할 수 있다.

또, 본 실시 형태에서는 사전 설정된 좌석 공조 지령을 입력하기 위한 입력부로서, 컨트롤 패널(90)을 더 포함하기 때문에 탑승자가 컨트롤 패널(90)의 집중 제어 스위치(55)를 조작함으로써 통상 상태의 제어로부터 사전 설정된 좌석 상태의 제어로 이행할 수 있다. 따라서, 탑승자를 검출하는 센서 등을 이용하지 않고, 탑승자가 적절한 타이밍에 사전 설정된 좌석 상태에 있어서의 제어를 실시할 수 있다. 이에 따라서, 탑승자를 검출하는 센서를 이용하지 않는 간단한 구성으로 사전 설정된 좌석 상태의 제어로 이행할 수 있는 차량용 공조 장치(100)를 실현할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 탑승자 검출부인 조수석 착석 센서(77) 및 조수석 버클 센서(78)의 검출 결과에 기초하여 사전 설정된 좌석에만 탑승자가 있다고 판정된 경우, 자동적으로 사전 설정된 좌석을 집중하여 공조할 수 있다. 이에 따라서, 탑승자의 조작이 불필요해지기 때문에 조작에 있어서의 편리성을 향상시킬 수 있다.

또, 본 실시 형태에서는 탑승자 검출부는 조수석 착석 센서(77) 및 조수석 버클 센서(78)이다. 따라서, 2개의 검출부에 의하여 조수석에 있어서의 탑승자의 유무를 검출하고 있다. 에어컨 ECU(10)는 조수석 버클 센서(78)에 의하여 시트 벨트의 장착이 검출된 경우 및 조수석 착석 센서(77)에 의하여 착석이 검출된 경우의 적어도 어느 한쪽의 경우에는 조수석에 탑승자가 있다고 판단한다. 따라서, 조수석의 시트 벨트의 장착이 검출되지 않은 경우에도 조수석 착석 센서(77)에 의하여 착석이 검출된 경우에는 좌석에 탑승자가 있다고 판단한다. 이에 따라서 예를 들면, 차량의 정차 중에 시트 벨트를 장착하고 있지 않은 경우이어도 조수석 착석 센서(77)에 의하여 탑승자의 유무를 검출할 수 있어서, 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또, 본 실시 형태에서는 조수석에만 탑승자 검출부를 설치하고 있다. 도 6에 도시된 처리는 이그니션 온(ON)하지 않으면 제어하지 않기 때문에 이그니션 온(ON)된 경우에는 운전석에 탑승자가 있다고 판단할 수 있다. 따라서, 운전석에 탑승자 검출부는 불필요하다. 또, 집중 제어 스위치(55)에 의해 기동하는 제어는 후부 좌석에 탑승자가 착석하지 않는 것이 전제이기 때문에 후부 좌석의 탑승자 검출은 집중 제어 스위치(55)의 온/오프 상태에 의해 검출될 수 있다. 따라서, 후부 좌석에 탑승자 검출부는 불필요하다. 따라서, 탑승자 검출부가 조수석뿐이어도 운전석 및 후부 좌석의 탑승자 승차 상태를 검출할 수 있다.

본 실시 형태의 작용 및 효과를 바꾸어 말하면, 운전석(Fr―Dr석), 조수석(Fr―Pa석) 및 후부 좌석(Rr석)의 승차 상태가 병렬 접속된 조수석 착석 센서(77) 및 조수석 버클 센서(78)와 집중 제어 스위치(55)에 의해 검출된다. 그리고 종래 일률적으로 내리고 있던 간헐 허가 수온을 운전석, 조수석 및 후부 좌석의 탑승자 승차 상태와 시트 히터(65)의 온／오프(ON/OFF) 상태의 조합 조건으로 단계적으로 내리며, 그에 따라 종래보다 공조에 의한 쾌적감과 연비 절약을 양립할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태는 시트 히터(65)가 온(ON)하고 있으면 히터 코어(42)의 수온을 내려도 쾌적감과 연비 절약이 달성될 수 있다.

또, 조수석 버클 센서(78)와 조수석 착석 센서(77)를 직렬 접속하고 있는 구성의 경우에는 휴게 중(정차 중)에 조수석 버클을 푼 착석 상태에서 착석을 검출할 수 없었다. 그러나 본 실시 형태에서는 조수석 버클 센서(78)와 조수석 착석 센서(77)를 병렬화함에 의해, 예를 들면, 휴게 중의 버클하지 않는 착석 상태에서도 본 제어를 실행할 수 있다. 따라서, 휴게 중의 버클을 하고 있지 않은 착석 상태에서도 본 제어가 작용하여 연비 절약 제어의 빈도를 늘릴 수 있다.

이상, 본 개시에 대하여 설명했지만, 본 개시는 상기한 실시 형태에 전혀 제한되지 않고, 본 개시의 주요 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하다.

상기의 실시 형태에서는 수온을 발열량의 증가량에 따라서 단계적으로 내린다. 대안적으로, 발열량이 증가할수록 한계값을 서서히 내리도록 설정해도 좋다.

상기의 실시 형태에서는 집중 제어 스위치(55)가 눌린 경우에는 후부 좌석에 탑승자가 없다고 판단하고 있지만, 후부 좌석에 탑승자 검출부를 설치하고, 후부 좌석의 착석 상태를 검출해도 좋다. 바꾸어 말하면, 실시 형태에서는 탑승자 검출부가 조수석에만 설치되고, 다른 좌석에는 설치되어 있지 않지만, 이와 같은 구성에 한정하는 것은 아니고, 모든 좌석에 탑승자 검출부를 설치해도 좋다. 또, 상기의 실시 형태에서는 탑승자 검출부가 시트에 배치된 착석 센서 및 버클 센서를 이용하고 있지만, 인스트루먼트 패널 등에 배치한 IR(비접촉 적외선 온도) 센서에 의해 각 좌석의 탑승자의 존재 여부를 검지하도록 해도 좋다. 또, 각 좌석의 도어의 개폐 신호를 이용하여 각 좌석의 탑승자의 존재 여부를 추정하도록 해도 좋고, 이들의 수단을 조합하여 각 좌석의 탑승자의 존재 여부를 판단하는 것이어도 좋다.

또, 상기의 실시 형태에서는 보조 난방 장치가 PTC히터(43) 및 시트 히터(65)이었지만, PTC히터(43) 및 시트 히터(65)에 한정하는 것은 아니고, 스티어링 히터이어도 좋다. 또, PTC히터(43)에 한정하는 것은 아니고, 수과열 히터(water overheating heater) 및 연소식 히터(combustion type heater)이어도 좋다.

상기의 실시 형태에서는 액츄에이터가 서보 모터에 의하여 실현되어 있는데, 서보 모터에 한정하지 않고, 잔여의 액츄에이터, 예를 들면, 바이메탈 및 형상 기억 합금을 이용해도 좋다.

상기의 실시 형태에서는 차실내의 운전석측의 공간과 조수석측의 공간을 독립적으로 공조할 수 있는 차량용 공조 장치(100)인데, 이와 같은 구성에 한정하는 것은 아니고, 독립적으로 공조하지 않는 차량용 공조 장치이어도 좋다.

본 개시는 실시예에 준거하여 기술되었지만, 본 개시는 해당 실시예나 구조에 한정되는 것은 아니라고 이해된다. 본 개시는 여러 가지 변형예나 균등 범위 내의 변형도 포함한다. 덧붙여서, 적합한 여러 가지 조합이나 형태, 나아가서는 그들에 1요소만, 그 이상 또는 그 이하를 포함하는 다른 조합이나 형태도 본 개시의 범주나 사상 범위에 들어가는 것이다.

Claims

제 1 측에 공기 흡입구(6, 7)가 형성되고, 제 2 측에 차실내를 향하는 공기가 통과하는 복수의 공기 분출구가 형성되는 공조 케이스(2)로서, 상기 복수의 공기 분출구(20∼23, 30∼33, 91∼93)는 적어도 운전석을 포함하는 사전 설정된 좌석과 다른 좌석들을 포함하는 복수의 좌석에 대응하여 개구(open)하고, 상기 공기 흡입구와 상기 공기 분출구의 사이에 송풍 공기가 통과하는 통풍로를 갖는 공조 케이스(2)와,
상기 공조 케이스의 상기 통풍로에 대하여 공기를 송풍하는 공조용 송풍기(13)와,
상기 공조용 송풍기로부터 송풍된 공기를, 엔진(60)의 냉각수를 열원으로 하는 주 가열 장치(42) 또는 열원으로서 전력을 이용하는 히터(43)에 의하여 가열해서 상기 공조용 송풍기로부터 송풍된 공기를 공조풍으로서, 상기 복수의 공기 분출구에 보내는 공조부(41, 42)와,
난방을 위해, 열원으로서 전력을 이용하고, 각 좌석을 개별로 가열하는 시트 히터(65)와,
상기 복수의 공기 분출구 중, 상기 사전 설정된 좌석을 제외한 상기 다른 좌석들을 공조 범위로 하는 공기 분출구로부터 분출하는 공조풍의 통과를 허가하는 허가 상태와, 상기 통과를 차단하고, 상기 사전 설정된 좌석을 공조 범위로 하는 공기 분출구로부터 분출하는 공조풍의 통과를 허가하는 차단 상태에 걸쳐서 전환하는 개폐부(34∼36)와,
상기 냉각수의 수온을 검출하는 수온 검출부(75)와,
상기 수온 검출부에 의하여 검출된 수온에 기초하여 상기 주 가열 장치 및 상기 히터를 제어해서 상기 차실내의 공조를 실시하고, 상기 수온이 한계값보다도 낮다고 판정했을 때, 상기 엔진의 시동을 요구하는 요구 신호를 출력하는 제어부(10)를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 사전 설정된 좌석 및 상기 다른 좌석에 대하여 상기 공조풍을 분출하고 있는 통상 상태에서는 상기 히터의 작동 상태에 기초하여 상기 히터의 발열량의 증가량에 따라서 상기 한계값을 내리도록 조정하고,
상기 사전 설정된 좌석을 공조하는 사전 설정된 좌석 공조 지령이 주어진 경우에는 사전 설정된 좌석 상태의 제어로서 상기 사전 설정된 좌석의 상기 시트 히터를 동작시키고, 상기 개폐부를 상기 차단 상태로 제어하고, 또한, 상기 한계값을 상기 통상 상태에 있어서의 조정된 상기 한계값보다도 더욱 내리도록 조정하며,
상기 사전 설정된 좌석의 상태에 있어서의 상기 한계값은 상기 히터의 와트수가 높아짐에 따라 더욱 내려가는 것을 특징으로 하는,
차량용 공조 장치.
제1항에 있어서,
상기 사전 설정된 좌석 공조 지령을 입력하기 위한 입력부(90)를 더 포함하는
차량용 공조 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복수의 좌석 중, 적어도 하나의 좌석의 탑승자의 존재 여부를 검출하는 탑승자 검출부(77, 78)를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 탑승자 검출부의 검출 결과에 기초하여 상기 사전 설정된 좌석에만 탑승자가 있다고 판단하면, 상기 사전 설정된 좌석 상태에 있어서의 상기 제어를 실시하는
차량용 공조 장치.
제3항에 있어서,
상기 탑승자 검출부는,
상기 적어도 하나의 좌석에 제공된 시트 벨트의 장착을 검출하는 벨트 검출부(78)와,
상기 벨트 검출부가 설치되는 좌석의 좌석면에 가해지는 부하를 검출하는 부하 검출부(77)를 포함하고,
상기 제어부는 상기 벨트 검출부에 의하여 상기 장착이 검출된 경우 또는 상기 부하 검출부에 의하여 미리 설정되는 설정값 이상의 부하가 검출된 경우에는 상기 좌석에 탑승자가 있다고 판단하는
차량용 공조 장치.