JP2011063248A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃費の悪化を十分に抑制しつつ、車室内の暖房を実現できる車両用空調装置を提供する。
【解決手段】エンジンＥＧの冷却水を熱源として車室内へ送風される送風空気を加熱するヒータコア１４と、ヒータコア１４にて加熱された送風空気をさらに加熱するＰＴＣヒータ１５と、エンジンＥＧの作動を制御するエンジン制御手段７０に対して、エンジンＥＧを作動させる作動要求信号を出力する要求信号出力手段５０ａと、車室内へ吹き出される空調風の温度のうちＰＴＣヒータ１５の作動が寄与した温度上昇量である吹出温上昇量ΔＴｐｔｃを算出する吹出温上昇量算出手段Ｓ３２とを備え、要求信号出力手段５０ａは、吹出温上昇量ΔＴｐｔｃが増加するに伴って、エンジン制御手段７０に対して作動要求信号を出力する頻度を低下させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用空調装置に関するものである。

従来、特許文献１に、エンジンおよび走行用電動モータから走行用駆動力を得るハイブリッド自動車に適用可能な車両用空調装置において、エンジン冷却水を熱源とするヒータコア、および通電により発熱するＰＴＣヒータの双方の加熱手段にて車室内へ送風される送風空気を加熱し、車室内の暖房を行うものが開示されている。

ここで、特許文献１のハイブリッド車両では、エンジン冷却水温度が閾値よりも低くなったときに、エンジンを停止した状態で走行用電動モータの駆動力のみによって走行する、いわゆるＥＶ走行状態であってもエンジンを作動させて、エンジン冷却水の温度を上昇させている。さらに、特許文献１の車両用空調装置では、ＰＴＣヒータの発熱量の増加に伴って閾値を低下させることによって、エンジンの作動頻度を低下させ、エンジン冷却水の温度を上昇させるためのエンジンの作動に起因する燃費の悪化を抑制している。

特開２００８−１７４０４２号公報

ここで、上記特許文献１の車両用空調装置では、ＥＶ走行中にエンジンを作動させるか否かの判定において、ＰＴＣヒータの発熱量を考慮しているが、ＰＴＣヒータの発熱量は、吹出口から車室内へ吹き出される空調風の温度のうち電気ヒータの作動が寄与した温度上昇量と完全には一致しない。このため、実際にはエンジンを作動させる必要のないときでも、エンジンを作動させてしまう可能性がある。その結果、燃費悪化の抑制効果を十分に得られなくなってしまう。

本発明は上記点に鑑みて、燃費の悪化を十分に抑制しつつ、車室内の暖房を実現できる車両用空調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、内燃機関（ＥＧ）の冷却水を熱源として車室内へ送風される送風空気を加熱する加熱手段（１４）と、加熱手段（１４）にて加熱された送風空気をさらに加熱する補助加熱手段（１５）と、内燃機関（ＥＧ）の作動を制御する内燃機関制御手段（７０）に対して、内燃機関（ＥＧ）を作動させる作動要求信号を出力する要求信号出力手段（５０ａ）と、車室内へ吹き出される空調風の温度のうち補助加熱手段（１５）の作動が寄与した温度上昇量である吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）を算出する吹出温上昇量算出手段（Ｓ３２）とを備え、要求信号出力手段（５０ａ）は、吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）が増加するに伴って、内燃機関制御手段（７０）に対して作動要求信号を出力する頻度を低下させることを特徴としている。

これによれば、補助加熱手段（１５）による吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）を直接算出するとともに、この吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）が増加するに伴って、内燃機関制御手段（７０）に対して作動要求信号を出力する頻度を低下させるので、内燃機関制御手段（７０）が内燃機関（ＥＧ）を作動させてしまう頻度を確実に抑制できる。従って、内燃機関（ＥＧ）の作動頻度を確実に低下させて、車両全体としての燃費を向上できる。

さらに、吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）が低下した場合には、内燃機関制御手段（７０）に対して作動要求信号を出力する頻度を増加させるので、内燃機関制御手段（７０）が内燃機関（ＥＧ）を作動させる頻度を増加させることができる。このため、補助加熱手段（１５）の加熱能力が低下して、車室内を暖房するために不十分になっている場合には、冷却水の温度を上昇させて加熱手段（１４）の加熱能力を上昇させることにより、送風空気の温度を上昇させて車室内の暖房を実現できる。その結果、燃費の悪化を十分に抑制しつつ、車室内の暖房を実現できる。

さらに、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の車両用空調装置において、内燃機関（ＥＧ）から流出する冷却水の基準冷却水温度を算出する基準冷却水温度算出手段（Ｓ３３）を備え、要求信号出力手段（５０ａ）は、内燃機関（ＥＧ）から流出する冷却水の冷却水温度（ＴＷ）が基準冷却水温度より低いときに、内燃機関制御手段（７０）に対して作動要求信号を出力するようになっており、基準冷却水温度算出手段（Ｓ３３）は、吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）が増加するに伴って、基準冷却水温度を低下させるようにしてもよい。

これによれば、補助加熱手段（１５）による吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）が増加するほど、冷却水温度（ＴＷ）が基準冷却水温度よりも低いと判断され難くなるので、内燃機関制御手段（７０）に対して作動要求信号を出力する頻度が低下する。その結果、内燃機関（ＥＧ）の作動頻度が低下するので、燃費の悪化を十分に抑制しつつ、車室内の暖房を実現できる。

ここで、補助加熱手段（１５）による吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）は、補助加熱手段（１５）を通過する補助加熱手段通過風量（Ｖａ）により変化する。そして、補助加熱手段通過風量（Ｖａ）は、送風機（１２）の稼働率が同一であっても、吹出口モードによって異なる。その理由は、送風空気の圧力損失が吹出口モードによって異なるからである。

そこで、請求項３に記載の発明のように、請求項１または２に記載の車両用空調装置において、送風空気を送風する送風機（１２）と、送風空気を車室内に吹き出す複数の吹出口（２４〜２６）と、複数の吹出口（２４〜２６）から吹き出される送風空気の吹出風量割合を切り替えることで、複数の吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段（２４ａ〜２６ａ）と、送風機（１２）の稼働率および吹出口モードに基づいて、補助加熱手段（１５）を通過する補助加熱手段通過風量（Ｖａ）を算出する補助加熱手段通過風量算出手段（Ｓ３１、Ｓ３２）とを備え、吹出温上昇量算出手段（Ｓ３２）は、補助加熱手段通過風量（Ｖａ）に基づいて吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）を算出するようにしてもよい。

これによれば、補助加熱手段通過風量算出手段（Ｓ３１、Ｓ３２）は、吹出口モードに基づいて補助加熱手段通過風量（Ｖａ）を算出するので、補助加熱手段（１５）を実際に通過する送風空気の風量と、補助加熱手段通過風量算出手段（Ｓ３１、Ｓ３２）により算出された補助加熱手段通過風量（Ｖａ）とが乖離することを抑制できる。その結果、実際の補助加熱手段（１５）による吹出温上昇量と、吹出温上昇量算出手段（Ｓ３２）により算出された吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）との乖離を抑制できるので、より確実に燃費の悪化を抑制できる。

さらに、請求項４に記載の発明のように、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、加熱手段（１４）および補助加熱手段（１５）を収容するケーシング（１１）と、ケーシング（１１）に形成され、送風空気が加熱手段（１４）および補助加熱手段（１５）を通過して流れる加熱用冷風通路（１６）と、ケーシング（１１）に形成され、送風空気が加熱手段（１４）および補助加熱手段（１５）をバイパスして流れる冷風バイパス通路（１７）と、加熱用冷風通路（１６）を流れる送風空気と、冷風バイパス通路（１７）を流れる送風空気との風量割合を変化させて送風空気の温度を調整する温度調整手段（１９）と、温度調整手段（１９）の目標開度（ＳＷ）を決定する目標開度決定手段（Ｓ５）と、送風機（１２）からの送風量および目標開度（ＳＷ）に基づいて、補助加熱手段（１５）を通過する補助加熱手段通過風量（Ｖａ）を算出する補助加熱手段通過風量算出手段（Ｓ３１、Ｓ３２）とを備え、吹出温上昇量算出手段（Ｓ３２）は、補助加熱手段通過風量（Ｖａ）に基づいて吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）を算出するようにしてもよい。

ここで、補助加熱手段（１５）を通過する補助加熱手段通過風量（Ｖａ）は、温度調整手段（１９）の目標開度（ＳＷ）に基づいて変化する。このため、請求項４に記載の発明のように、補助加熱手段通過風量算出手段（Ｓ３１、Ｓ３２）を、温度調整手段（１９）の目標開度（ＳＷ）に基づいて、補助加熱手段通過風量（Ｖａ）を算出するように構成することで、補助加熱手段（１５）を実際に通過する送風空気の風量と、補助加熱手段通過風量算出手段（Ｓ３１、Ｓ３２）により算出された補助加熱手段通過風量（Ｖａ）とが乖離することを抑制できる。その結果、実際の補助加熱手段（１５）による吹出温上昇量と、吹出温上昇量算出手段（Ｓ３２）により算出された吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）との乖離を抑制できるので、より確実に燃費の悪化を抑制できる。

また、請求項５に記載の発明では、走行用動力を出力するために用いられるエネルギー源を消費して発熱を伴いながら作動する発熱機器（ＥＧ）によって加熱された熱媒体を熱源として、車室内へ送風される送風空気を加熱する加熱手段（１４）と、送風空気加熱手段（１４）にて加熱された送風空気をさらに加熱する補助加熱手段（１５）と、発熱機器（ＥＧ）の作動を制御する発熱機器制御手段（７０）に対して作動要求信号を出力する要求信号出力手段（５０ａ）と、車室内へ吹き出される空調風の温度のうち補助加熱手段（１５）の作動が寄与した温度上昇量である吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）を算出する吹出温上昇量算出手段（Ｓ３２）とを備え、要求信号出力手段（５０ａ）は、吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）が増加するに伴って、発熱機器制御手段（７０）に対して作動要求信号を出力する頻度を低下させることを特徴としている。

これによれば、車室内へ吹き出される空調風の温度のうち補助加熱手段（１５）の作動が寄与した温度上昇量である吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）を直接算出するとともに、この吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）が増加するに伴って、発熱機器制御手段（７０）に対して作動要求信号を出力する頻度を低下させるので、発熱機器制御手段（７０）が発熱機器（ＥＧ）を作動させてしまう頻度を確実に抑制できる。従って、発熱機器（ＥＧ）の作動頻度を確実に低下させて、車両全体としての燃費を向上できる。

さらに、吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）が低下した場合には、請求項１に記載の発明と同様に、発熱機器制御手段（７０）に対して作動要求信号を出力する頻度を増加させるので、発熱機器制御手段（７０）が発熱機器（ＥＧ）を作動させる頻度を増加させることができる。このため、補助加熱手段（１５）の加熱能力が低下して、車室内を暖房するために不十分になっている場合には、冷却水の温度を上昇させて加熱手段（１４）の加熱能力を上昇させることにより、送風空気の温度を上昇させて車室内の暖房を実現できる。その結果、燃費の悪化を十分に抑制しつつ、車室内の暖房を実現できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

一実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。 一実施形態の車両用空調装置の電気制御部を示すブロック図である。 一実施形態のＰＴＣヒータの回路図である。 一実施形態の車両用空調装置の制御処理を示すフローチャートである。 一実施形態の車両用空調装置の制御処理の要部を示すフローチャートである。 一実施形態の車両用空調装置の制御処理の別の要部を示すフローチャートである。 一実施形態の車両用空調装置の制御処理の別の要部を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態について図に基づいて説明する。図１に、本実施形態における車両用空調装置の全体構成を示し、図２に、この車両用空調装置の電気制御部の構成を示す。本実施形態の車両用空調装置は、エンジン（内燃機関）ＥＧおよび走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車に搭載されるものである。

本実施形態のハイブリッド車両は、車両の走行負荷等に応じてエンジンＥＧを作動あるいは停止させて、エンジンＥＧおよび走行用電動モータの双方から駆動力を得て走行する走行状態や、エンジンＥＧを停止させて走行用電動モータのみから駆動力を得て走行する走行状態等を切り替えることができる。これにより、車両走行用の駆動力をエンジンＥＧのみから得る通常の車両に対して車両燃費を向上させている。

また、このようなエンジンＥＧの作動あるいは停止といったエンジンＥＧの作動は、後述するエンジン制御装置７０によって制御される。さらに、本実施形態のエンジンＥＧから出力される駆動力は、車両走行用として用いられるのみならず、図示しない発電機を作動させるためにも用いられる。

そして、発電機にて発電された電力は図示しないバッテリに蓄えることができ、バッテリに蓄えられた電力は、走行用電動モータのみならず、車両用空調装置１を構成する各構成機器をはじめとする各種車載機器に供給できる。

次に、本実施形態の車両用空調装置１の詳細構成を説明する。本実施形態の車両用空調装置１は、図１に示す室内空調ユニット１０、図２に示す空調制御装置５０等を備えている。まず、室内空調ユニット１０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されて、その外殻を形成するケーシング１１内に送風機１２、蒸発器１３、ヒータコア１４、ＰＴＣヒータ１５等を収容したものである。

ケーシング１１は、車室内に送風される送風空気の空気通路を形成しており、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。ケーシング１１内の送風空気流れ最上流側には、内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入する内外気切替箱２０が配置されている。

より具体的には、内外気切替箱２０には、ケーシング１１内に内気を導入させる内気導入口２１および外気を導入させる外気導入口２２が形成されている。さらに、内外気切替箱２０の内部には、内気導入口２１および外気導入口２２の開口面積を連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる内外気切替ドア２３が配置されている。

したがって、内外気切替ドア２３は、ケーシング１１内に導入される内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる吸込口モードを切り替える風量割合変更手段を構成する。より具体的には、内外気切替ドア２３は、内外気切替ドア２３用の電動アクチュエータ６２によって駆動され、この電動アクチュエータ６２は、空調制御装置５０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

また、吸込口モードとしては、内気導入口２１を全開とするとともに外気導入口２２を全閉としてケーシング１１内へ内気を導入する内気モード、内気導入口２１を全閉とするとともに外気導入口２２を全開としてケーシング１１内へ外気を導入する外気モード、さらに、内気モードと外気モードとの間で、内気導入口２１および外気導入口２２の開口面積を連続的に調整することにより、内気と外気の導入比率を連続的に変化させる内外気混入モードがある。

内外気切替箱２０の空気流れ下流側には、内外気切替箱２０を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風機（ブロワ）１２が配置されている。この送風機１２は、遠心多翼ファン（シロッコファン）を電動モータにて駆動する電動送風機であって、空調制御装置５０から出力される制御電圧によって回転数（送風量）が制御される。

送風機１２の空気流れ下流側には、蒸発器１３が配置されている。蒸発器１３は、その内部を流通する冷媒と送風空気とを熱交換させて送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。蒸発器１３は、圧縮機（コンプレッサ）３１、凝縮器３２、気液分離器３３、膨張弁３４等とともに、冷凍サイクル３０を構成している。

圧縮機３１は、エンジンルーム内に配置され、冷凍サイクル３０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものであり、吐出容量が固定された固定容量型圧縮機構３１ａを電動モータ３１ｂにて駆動する電動圧縮機として構成されている。電動モータ３１ｂは、インバータ６１から出力される交流電圧によって、その作動（回転数）が制御される交流モータである。

また、インバータ６１は、後述する空調制御装置５０から出力される制御信号に応じた周波数の交流電圧を出力する。そして、この回転数制御によって、圧縮機３１の冷媒吐出能力が変更される。したがって、電動モータ３１ｂは、圧縮機３１の吐出能力変更手段を構成している。

凝縮器３２は、エンジンルーム内に配置されて、内部を流通する冷媒と、室外送風機としての送風ファン３５から送風された車室外空気（外気）とを熱交換させることにより、圧縮された冷媒を凝縮液化させるものである。送風ファン３５は、空調制御装置５０から出力される制御電圧によって稼働率、すなわち、回転数（送風空気量）が制御される電動式送風機である。

気液分離器３３は、凝縮液化された冷媒を気液分離して余剰液冷媒を蓄えるとともに、液冷媒のみを下流に流すものである。膨張弁３４は、液冷媒を減圧膨張させる減圧手段である。蒸発器１３は、冷媒と送風空気との熱交換により、減圧膨張された冷媒を蒸発気化させるものである。

また、ケーシング１１内において、蒸発器１３の空気流れ下流側には、蒸発器１３通過後の空気を流す加熱用冷風通路１６、冷風バイパス通路１７といった空気通路、並びに、加熱用冷風通路１６および冷風バイパス通路１７から流出した空気を混合させる混合空間１８が形成されている。

加熱用冷風通路１６には、蒸発器１３通過後の空気を加熱するための加熱手段としてのヒータコア１４、およびヒータコア１４通過後の空気を再加熱するための補助加熱手段としてのＰＴＣヒータ１５が、送風空気流れ方向に向かってこの順で配置されている。

ヒータコア１４は、車両走行用駆動力を出力するエンジンＥＧの冷却水と蒸発器１３通過後の空気とを熱交換させて、蒸発器１３通過後の空気を加熱する加熱用熱交換器である。

具体的には、ヒータコア１４とエンジンＥＧとの間に冷却水流路４１が設けられて、ヒータコア１４とエンジンＥＧとの間を冷却水が循環する冷却水回路４０が構成されている。そして、この冷却水回路４０には、冷却水を循環させるための電動ウォータポンプ４２が設置されている。電動ウォータポンプ４２は、空調制御装置５０から出力される制御電圧によって回転数（冷却水循環量）が制御される電動式の水ポンプである。

また、ＰＴＣヒータ１５は、ＰＴＣ素子（正特性サーミスタ）を有し、このＰＴＣ素子に電力が供給されることによって発熱して、ヒータコア１４通過後の空気を加熱する電気ヒータである。

ここで、図３に、本実施形態のＰＴＣヒータ１５の電気的構成を示す。本実施形態では、ＰＴＣヒータ１５として、複数本、例えば、３本のＰＴＣヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃを用いている。空調制御装置５０が、第１ＰＴＣヒータ１５ａ、第２ＰＴＣヒータ１５ｂ、第３ＰＴＣヒータ１５ｃの各ＰＴＣ素子ｈ１、ｈ２、ｈ３に対して設けられているスイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３のＯＮ／ＯＦＦを制御することで、各ＰＴＣヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃへの通電・非通電を制御するようになっている。そして、空調制御装置５０が、通電するＰＴＣヒータ１５の本数を変化させることによって、複数のＰＴＣヒータ１５全体としての加熱能力が制御される。

一方、冷風バイパス通路１７は、蒸発器１３通過後の空気を、ヒータコア１４およびＰＴＣヒータ１５を通過させることなく、混合空間１８に導くための空気通路である。したがって、混合空間１８にて混合された送風空気の温度は、加熱用冷風通路１６を通過する空気および冷風バイパス通路１７を通過する空気の風量割合によって変化する。

そこで、本実施形態では、蒸発器１３の空気流れ下流側であって、加熱用冷風通路１６および冷風バイパス通路１７の入口側に、加熱用冷風通路１６および冷風バイパス通路１７へ流入させる冷風の風量割合を連続的に変化させるエアミックスドア１９を配置している。

したがって、エアミックスドア１９は、混合空間１８内の空気温度（車室内へ送風される送風空気の温度）を調整する温度調整手段を構成する。より具体的には、エアミックスドア１９は、エアミックスドア用の電動アクチュエータ６３によって駆動され、この電動アクチュエータ６３は、空調制御装置５０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

さらに、ケーシング１１の送風空気流れ最下流部には、混合空間１８から空調対象空間である車室内へ温度調整された送風空気を吹き出す吹出口２４〜２６が配置されている。この吹出口２４〜２６としては、具体的に、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス吹出口２４、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット吹出口２５、および、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ吹出口２６が設けられている。

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

これらのフェイスドア２４ａ、フットドア２５ａ、デフロスタドア２６ａは、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段を構成するものであって、図示しないリンク機構を介して、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータ６４に連結されて連動して回転操作される。なお、この電動アクチュエータ６４も、空調制御装置５０から出力される制御信号によってその作動が制御される。

また、吹出口モードとしては、フェイス吹出口２４を全開してフェイス吹出口２４から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出すフェイスモード、フェイス吹出口２４とフット吹出口２５の両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出すバイレベルモード、フット吹出口２５を全開するとともにデフロスタ吹出口２６を小開度だけ開口して、フット吹出口２５から主に空気を吹き出すフットモード、およびフット吹出口２５およびデフロスタ吹出口２６を同程度開口して、フット吹出口２５およびデフロスタ吹出口２６の双方から空気を吹き出すフットデフロスタモードがある。

次に、図２により、本実施形態の電気制御部について説明する。空調制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された送風機１２、圧縮機３１の電動モータ３１ｂ用のインバータ６１、送風ファン３５、各種電動アクチュエータ６２、６３、６４、第１ＰＴＣヒータ１５ａ、第２ＰＴＣヒータ１５ｂ、第３ＰＴＣヒータ１５ｃ、電動ウォータポンプ４２等の作動を制御する。

また、空調制御装置５０の入力側には、車室内温度Ｔｒを検出する内気センサ５１、外気温Ｔａｍを検出する外気センサ５２（外気温検出手段）、車室内の日射量Ｔｓを検出する日射センサ５３、圧縮機３１吐出冷媒温度Ｔｄを検出する吐出温度センサ５４（吐出温度検出手段）、圧縮機３１吐出冷媒圧力Ｐｄを検出する吐出圧力センサ５５（吐出圧力検出手段）、蒸発器１３からの吹出空気温度（蒸発器温度）ＴＥを検出する蒸発器温度センサ５６（蒸発器温度検出手段）、圧縮機３１に吸入される冷媒の温度Ｔｓｉを検出する吸入温度センサ５７、エンジン冷却水温度ＴＷを検出する冷却水温度センサ５８等のセンサ群の検出信号が入力される。

なお、本実施形態の蒸発器温度センサ５６は、具体的に蒸発器１３の熱交換フィン温度を検出している。もちろん、蒸発器温度センサ５６として、蒸発器１３のその他の部位の温度を検出する温度検出手段を採用してもよいし、蒸発器１３を流通する冷媒自体の温度を直接検出する温度検出手段を採用してもよい。

さらに、空調制御装置５０の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル６０に設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネル６０に設けられた各種空調操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置１の作動スイッチ（図示せず）、エアコンのオン・オフ（具体的には圧縮機３１のオン・オフ）を切り替えるエアコンスイッチ６０ａ、車両用空調装置１の自動制御を設定・解除するオートスイッチ６０ｂ、運転モードの切替スイッチ（図示せず）、吸込口モードを切り替える吸込口モードスイッチ（図示せず）、吹出口モードを切り替える吹出口モードスイッチ（図示せず）、送風機１２の風量設定スイッチ（図示せず）、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ６０ｃ、冷凍サイクルの省動力化を優先させる指令を出力するエコノミースイッチ６０ｄ等が設けられている。

従って、本実施形態の車室内温度設定スイッチ６０ｃは、車室内の目標温度（車室内設定温度）Ｔｓｅｔを設定する目標温度設定手段を構成しており、エコノミースイッチ６０ｄは、乗員の操作によって、車室内の空調に必要とされる動力の省動力化を要求する指令を出力する省動力化要求手段を構成している。

さらに、空調制御装置５０は、エンジンＥＧの作動を制御するエンジン制御装置７０に電気的接続されており、空調制御装置５０およびエンジン制御装置７０は互いに電気的に通信可能に構成されている。これにより、一方の制御装置に入力された検出信号あるいは操作信号に基づいて、他方の制御装置が出力側に接続された各種機器の作動を制御することもできる。例えば、空調制御装置５０がエンジン制御装置７０へエンジンＥＧの作動要求信号を出力することによって、エンジンＥＧを作動させることができる。

空調制御装置５０は、上述した各種空調制御機器を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、本実施形態では、特に、エンジン制御装置７０に対して、エンジンＥＧの作動を要求する作動要求信号や、エンジンＥＧの停止を要求する作動停止信号等の要求信号を出力する構成を要求信号出力手段５０ａとする。また、要求信号出力手段５０ａを空調制御装置５０に対して別体で構成してもよい。

次に、上記構成における本実施形態の作動を説明する。まず、エンジン制御装置７０の基本的作動を説明する。車両スタートスイッチが投入されて車両が起動すると、エンジン制御装置７０は、上述のエンジン制御用のセンサ群の検出信号に基づいて車両の走行負荷を検出し、走行負荷に応じてエンジンＥＧを作動あるいは停止させる。

さらに、エンジン制御装置７０は、空調制御装置５０の要求信号出力手段５０ａから出力される要求信号に基づいて、エンジンＥＧを作動あるいは停止させる。この要求信号出力手段５０ａから出力される要求信号に基づくエンジンＥＧの作動あるいは停止については後述する。

次に、図４〜７により、上記構成における本実施形態の作動を説明する。図４は、本実施形態の車両用空調装置１の制御処理を示すフローチャートである。なお、図４〜７中の各ステップは、空調制御装置５０が有する各種の機能実現手段を構成している。

まず、図４のステップＳ１では、フラグ、タイマ等の初期化、および上述した電動アクチュエータを構成するステッピングモータの初期位置合わせ等のイニシャライズが行われる。なお、このイニシャライズでは、フラグや演算値のうち、前回の車両用空調装置１の作動終了時に記憶された値が維持されるものもある。

次のステップＳ２では、操作パネル６０の操作信号を読み込んでステップＳ３へ進む。具体的な操作信号としては、車室内温度設定スイッチ６０ｃによって設定される車室内設定温度Ｔｓｅｔ、吹出口モードの選択信号、吸込口モードの選択信号、送風機１２の風量の設定信号等がある。

ステップＳ３では、空調制御に用いられる車両環境状態の信号、すなわち上述のセンサ群５１〜５８等の検出信号を読み込んで、ステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、車室内吹出空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する。目標吹出温度ＴＡＯは、下記数式Ｆ１により算出される。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ…（Ｆ１）
ここで、Ｔｓｅｔは車室内温度設定スイッチ６０ｃによって設定された車室内設定温度、Ｔｒは内気センサ５１によって検出された車室内温度（内気温）、Ｔａｍは外気センサ５２によって検出された外気温、Ｔｓは日射センサ５３によって検出された日射量である。Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインであり、Ｃは補正用の定数である。

続くステップＳ５〜Ｓ１２では、空調制御装置５０に接続された各種機器の制御状態が決定される。

まず、ステップＳ５では、エアミックスドア１９の目標開度ＳＷを上記ＴＡＯ、蒸発器温度センサ５６によって検出された蒸発器１３からの吹出空気温度ＴＥ、エアミックス前の温風温度ＴＷＤに基づいて算出する。

具体的には、目標開度ＳＷは、次の数式Ｆ２により算出できる。
ＳＷ＝［｛ＴＡＯ−（ＴＥ＋２）｝／｛ＴＷＤ−（ＴＥ＋２）｝］×１００（％）…（Ｆ２）
ここで、エアミックス前の温風温度ＴＷＤとは、加熱用冷風通路１６に配置された加熱手段（ヒータコア１４、およびＰＴＣヒータ１５）の加熱能力に応じて決定される値であって、具体的には、次の数式Ｆ３により算出できる。
ＴＷＤ＝ＴＷ×０．８＋ＴＥ×０．２＋ΔＴｐｔｃ…（Ｆ３）
ここで、ＴＷは冷却水温度センサ５８によって検出されたエンジン冷却水温度、ＴＥは蒸発器温度センサ５６によって検出された蒸発器１３からの吹出空気温度、ΔＴｐｔｃはＰＴＣヒータ１５の作動による吹出温上昇量である。また、０．８はヒータコア１４の熱交換効率αの一例であり、０．２はヒータコア１４からの吹出空気温度に対する蒸発器１３からの吹出空気温度ＴＥの寄与度βの一例である。

吹出温上昇量ΔＴｐｔｃは、吹出口から車室内へ吹き出される空調風の温度（吹出温）のうちＰＴＣヒータ１５の作動が寄与した温度上昇量である。この吹出温上昇量ΔＴｐｔｃは、ＰＴＣヒータ１５の消費電力Ｗ（Ｋｗ）、空気密度ρ（ｋｇ／ｍ３）、空気比熱Ｃｐ、ＰＴＣヒータ１５を通過する風量であるＰＴＣ通過風量Ｖａ（ｍ３／ｈ）を用いて、数式Ｆ４により演算できる。
ΔＴｐｔｃ＝Ｗ／ρ／Ｃｐ／Ｖａ×３６００…（Ｆ４）
ここで、ＰＴＣヒータ１５の消費電力Ｗとしては、ＰＴＣヒータ１５の定格消費電力を、ＰＴＣヒータ１５に流入する空気の温度と、ＰＴＣ素子の温度特性とに基づいて補正した値を用いることができる。

ＰＴＣ通過風量Ｖａとしては、単純にブロワ風量を用いるのではなく、下記数式Ｆ５により演算したもの、すなわち、ブロワ風量に対して、前回のステップＳ５で算出したエアミックス開度ＳＷ＿ＯＬＤ（％）を考慮したものを用いる。
Ｖａ（ｍ^３／ｈ）＝ブロワ風量（ｍ^３／ｈ）×ｆ（ＳＷ＿ＯＬＤ／１００）…（Ｆ５）
ここで、ｆ（ＳＷ＿ＯＬＤ／１００）としては、ＳＷ＿ＯＬＤ（％）が１０以上１００以下の間は、ＳＷ＿ＯＬＤ／１００によって算出した結果を用い、ＳＷ＿ＯＬＤ（％）＜１０のとき、ｆ（ＳＷ＿ＯＬＤ／１００）を０．１とし、ＳＷ＿ＯＬＤ（％）＞１００のとき、ｆ（ＳＷ＿ＯＬＤ／１００）を１とする（後述するステップＳ３２中に記載のｆ（ＳＷ／１００）とＳＷとの関係図を参照）。

このようにして、実際のＰＴＣヒータ１５の作動による吹出温上昇量とずれないように、吹出温上昇量ΔＴｐｔｃを演算することができる。なお、ΔＴｐｔｃは、３０秒の時定数をもって１秒毎に更新される。また、ステップＳ５を初めて実行する場合には、前回のエアミックス開度ＳＷ＿ＯＬＤ＝１００％として数式Ｆ５の演算を行う。

なお、ＳＷ＝０（％）は、エアミックスドア１９の最大冷房位置であり、冷風バイパス通路１７を全開し、加熱用冷風通路１６を全閉する。これに対し、ＳＷ＝１００（％）は、エアミックスドア１９の最大暖房位置であり、冷風バイパス通路１７を全閉し、加熱用冷風通路１６を全開する。

次のステップＳ６では、送風機１２により送風される空気の目標送風量を決定する。具体的には電動モータに印加するブロワモータ電圧をステップＳ４にて決定されたＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置５０に記憶された制御マップを参照して決定する。

より具体的には、本実施形態では、ＴＡＯの極低温域（最大冷房域）および極高温域（最大暖房域）でブロワモータ電圧を最大値付近の高電圧にして、送風機１２の風量を最大風量付近に制御する。また、ＴＡＯが極低温域から中間温度域に向かって上昇すると、ＴＡＯの上昇に応じてブロワモータ電圧を減少して、送風機１２の風量を減少させる。

さらに、ＴＡＯが極高温域から中間温度域に向かって低下すると、ＴＡＯの低下に応じてブロワモータ電圧を減少して、送風機１２の風量を減少させる。また、ＴＡＯが所定の中間温度域内に入ると、ブロワモータ電圧を最小値にして送風機１２の風量を最小値にするようになっている。

次のステップＳ７では、吸込口モード、すなわち内外気切替箱２０の切替状態を決定する。この吸込口モードもＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置５０に記憶された制御マップを参照して決定する。本実施形態では、基本的に外気を導入する外気モードが優先されるが、ＴＡＯが極低温域となって高い冷房性能を得たい場合等に内気を導入する内気モードが選択される。さらに、外気の排ガス濃度を検出する排ガス濃度検出手段を設け、排ガス濃度が予め定めた基準濃度以上となったときに、内気モードを選択するようにしてもよい。

次のステップＳ８では、吹出口モードを決定する。この吹出口モードも、ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置５０に記憶された制御マップを参照して決定する。本実施形態では、ＴＡＯが低温域から高温域へと上昇するにつれて吹出口モードをフットモード→バイレベルモード→フェイスモードへと順次切り替える。

したがって、夏季は主にフェイスモード、春秋季は主にバイレベルモード、そして冬季は主にフットモードが選択される。さらに、湿度センサの検出値から窓ガラスに曇りが発生する可能性が高い場合には、フットデフロスタモードあるいはデフロスタモードを選択するようにしてもよい。

ステップＳ９では、圧縮機３１の冷媒吐出能力（具体的には、回転数）を決定する。本実施形態の基本的な圧縮機３１の回転数の決定手法は以下の通りである。

例えば、ステップＳ４で決定したＴＡＯ等に基づいて、予め空調制御装置５０に記憶されている制御マップを参照して、蒸発器１３からの吹出空気温度ＴＥの目標吹出温度ＴＥＯを決定する。

さらに、この目標吹出温度ＴＥＯと吹出空気温度ＴＥの偏差Ｅｎ（ＴＥＯ−ＴＥ）を算出し、この偏差Ｅｎと、今回算出された偏差Ｅｎから前回算出された偏差Ｅｎ−１を減算した偏差変化率Ｅｄｏｔ（Ｅｎ−（Ｅｎ−１））とを用いて、予め空調制御装置５０に記憶されたメンバシップ関数とルールとに基づいたファジー推論に基づいて、前回の圧縮機回転数ｆＣｎ−１に対する回転数変化量ΔｆＣを求める。そして、前回の圧縮機回転数ｆＣｎ−１に回転数変化量ΔｆＣを加算したものを今回の圧縮機回転数ｆＣｎとする。

次のステップＳ１０では、外気温、エアミックス開度、冷却水温度に応じて、ＰＴＣヒータ１５の作動本数を決定する。このステップＳ１０の詳細については、図５のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ２１では、外気温に基づいてＰＴＣヒータ１５の作動が不要か否かを判定する。具体的には、外気センサ５２が検出した外気温が所定温度、本例では、２６℃よりも高いか否かを判定する。

ステップＳ２１にて、外気温が２６℃よりも高いと判定された場合は、ＰＴＣヒータ１５による吹出温アシストは必要無いと判断して、ステップＳ２５に進み、ＰＴＣヒータ１５の作動本数を０本に決定する。一方、ステップＳ２１で、外気温が２６℃よりも低いと判定された場合は、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２、Ｓ２３では、エアミックス開度ＳＷに基づいてＰＴＣヒータ１５作動の要否を決定する。ここで、エアミックス開度ＳＷが小さくなることは、加熱用冷風通路１６にて送風空気を加熱する必要性が少なくなることを意味していることから、エアミックス開度ＳＷが小さくなるに伴ってＰＴＣヒータ１５を作動させる必要性も少なくなる。

そこで、ステップＳ２２では、ステップＳ５で決定したエアミックス開度ＳＷを予め定めた基準開度と比較して、エアミックス開度ＳＷが第１基準開度（本実施形態では、３０％）以下であれば、ＰＴＣヒータ１５を作動させる必要は無いものとして、ＰＴＣヒータ作動フラグｆ（ＳＷ）＝ＯＦＦとする。

一方、エアミックス開度が第２基準開度（本実施形態では、４０％）以上であれば、ＰＴＣヒータ１５を作動させる必要が有るものとして、ＰＴＣヒータ作動フラグｆ（ＳＷ）＝ＯＮとする。なお、第１基準開度と第２基準開度との開度差は、制御ハンチング防止のためのヒステリシス幅として設定されている。

そして、ステップＳ２３では、ステップＳ２２で決定したＰＴＣヒータ作動フラグｆ（ＳＷ）がＯＦＦであれば、ステップＳ２５に進み、ＰＴＣヒータの作動本数を０本に決定する。一方、ＰＴＣヒータ作動フラグｆ（ＳＷ）がＯＮであれば、ステップＳ２４へ進み、ＰＴＣヒータ１５の作動本数を決定する。

ステップＳ２４では、冷却水温度ＴＷに応じてＰＴＣヒータ１５の作動本数を決定する。具体的には、冷却水温度ＴＷが上昇過程にあるときは、冷却水温度ＴＷ≧第１所定温度Ｔ１であれば作動本数を０本とし、第１所定温度Ｔ１＞冷却水温度ＴＷ≧第２所定温度Ｔ２であれば作動本数を１本とし、第２所定温度Ｔ２＞冷却水温度ＴＷ≧第３所定温度Ｔ３であれば作動本数を２本とし、第３所定温度Ｔ３＞冷却水温度ＴＷ≧第２所定温度Ｔ４であれば作動本数を３本とする。

一方、冷却水温度ＴＷが下降過程にあるときは、第４所定温度Ｔ４≦冷却水温度ＴＷであれば作動本数を３本とし、第４所定温度Ｔ４＜冷却水温度ＴＷ≦第３所定温度Ｔ３であれば作動本数を２本とし、第３所定温度Ｔ３＜冷却水温度ＴＷ≦第２所定温度Ｔ２であれば作動本数を１本とし、第２所定温度Ｔ１＜冷却水温度ＴＷであれば作動本数を０本としてステップＳ１１へ進む。

なお、各所定温度には、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ４の関係があり、本実施形態では、具体的に、Ｔ１＝６７．５℃、Ｔ２＝６５℃、Ｔ３＝６２．５℃、Ｔ４＝６０℃としている。また、各所定温度の温度差は、制御ハンチング防止のためのヒステリシス幅として設定されている。

ステップＳ１１では、空調制御装置５０からエンジン制御装置７０へ出力される要求信号を決定する。つまり、ステップＳ１１では、エンジンＥＧの作動要求（エンジンＯＮ要求）の要否を決定する。このステップＳ１１では、バッテリ残量および走行条件によってエンジンＥＧが停止している場合に、空調のためのエンジンＥＧの作動および停止を決定する。このステップＳ１１の詳細については、図６のフローチャートを用いて説明する。

ここで、車両走行用の駆動力をエンジンＥＧのみから得る通常の車両では、常時エンジンＥＧを作動させているのでエンジン冷却水も常時高温となる。したがって、通常の車両ではエンジン冷却水をヒータコア１４に流通させることで充分な暖房性能を発揮することができる。

これに対して、本実施形態のようなハイブリッド車両では、バッテリ残量に余裕があれば、走行用電動モータのみから走行用の駆動力を得て走行することができる。このため、高い暖房性能が必要な場合であっても、エンジンＥＧが停止しているとエンジン冷却水温度が４０℃程度にしか上昇せず、ヒータコア１４にて充分な暖房性能が発揮できなくなる。

そこで、本実施形態では、高い暖房性能が必要な場合であってもエンジン冷却水温度ＴＷが予め定めた基準冷却水温度（後述するステップＳ３３におけるエンジンＯＮ水温）よりも低いときは、エンジン冷却水温度ＴＷを所定温度以上に維持するため、空調制御装置５０からエンジンＥＧの制御に用いられるエンジン制御装置７０に対して、エンジンＥＧを作動するように作動要求信号（エンジンＯＮ要求信号）を出力する。これにより、エンジン冷却水温度ＴＷを上昇させて高い暖房性能を得るようにしている。

ただし、このようなエンジンＯＮ要求信号の出力は、車両走行用の駆動源としてエンジンＥＧを作動させる必要の無い場合であってもエンジンＥＧを作動させることになるので、車両燃費を悪化させる要因となる。このため、エンジンＯＮ要求信号を出力する頻度は極力低減させることが望ましい。

そこで、本実施形態では、まず、ステップＳ３１で、ステップＳ６で決定したブロワモータ電圧とステップＳ８で決定した吹出口モードとに基づいて、ブロワ１２からの総風量（以下、ブロワ風量と呼ぶ）を演算する。具体的には、図６のステップＳ３１中に記載のように、吹出口モード毎に作成されたブロワモータ電圧とブロワ風量との関係を示すマップがＥＣＵに予め記憶されており、このマップに基づいて、ブロワ電圧Ｖの増加に伴って、送風機１２からの送風量が増加するように決定する。

このように、ステップＳ３１の送風量の決定にて、吹出口モードを考慮するのは、送風機１２の送風能力が同一であっても、例えば、吹出口モードによって、ケーシング１１内を流通する送風空気の圧力損失が異なるからである。本実施形態では、フェイスモード時にフットモード時よりも送風量が多くなるように、ケーシング１１内の圧力損失が設定されている。

次に、ステップＳ３２で、ＰＴＣヒータ１５の作動による吹出温上昇量ΔＴｐｔｃを演算する。この吹出温上昇量ΔＴｐｔｃの演算は、前述のステップＳ５にて説明した数式Ｆ４によって求められる。従って、本実施形態の制御ステップＳ３２は、吹出温上昇量算出手段を構成している。

ここで、数式Ｆ４に用いられるＰＴＣ通過風量Ｖａの算出について説明する。ＰＴＣ通過風量Ｖａは、ステップＳ３１にて決定された送風量に対して、エアミックス開度ＳＷ（％）を考慮して下記数式Ｆ６により算出する。従って、本実施形態の制御ステップＳ３１、Ｓ３２は、補助加熱手段通過風量算出手段を構成している。
Ｖａ＝（送風機１２からの送風量）×ｆ（ＳＷ／１００）…（Ｆ６）
なお、ｆ（ＳＷ／１００）は、単に、パーセンテージで示されるＳＷを１００で除した値であるが、０．１≦ｆ（ＳＷ／１００）≦１の範囲となるように、（ＳＷ／１００）の上限値および下限値を設けた関数である。

さらに、本実施形態では、０≦ΔＴｐｔｃ≦１５の範囲となるように、数式Ｆ４にて得られた結果にも上限値および下限値とを設けている。これらの上限値および下限値の設定により、実際のＰＴＣヒータ１５の作動による吹出温上昇量とステップＳ３２にて演算される吹出温上昇量ΔＴｐｔｃとの乖離を抑制している。さらに、ΔＴｐｔｃは、３０秒の時定数をもって１秒毎に更新される。

このように、ステップＳ３２のＰＴＣ通過風量Ｖａの算出にて、エアミックス開度ＳＷを考慮するのは、送風機１２の送風能力が同一であっても、エアミックス開度ＳＷによって、ＰＴＣヒータ１５を通過する風量が異なるからである。

続いて、ステップＳ３３では、冷却水温度ＴＷに基づくエンジンＥＧの作動要求信号あるいは作動停止信号の出力を行うか否かの判定に用いる判定閾値としてのエンジンＯＮ水温およびエンジンＯＦＦ水温を算出する。

エンジンＯＮ水温は、エンジン制御装置７０に対してエンジンＥＧの作動要求信号を出力することを決定する判定基準となる冷却水温度であり、エンジンＯＦＦ水温は、エンジン制御装置７０に対してエンジンＥＧの作動停止信号を出力することを決定する判定基準となる冷却水温度である。なお、エンジンＯＮ水温が、本発明の基準冷却水温度に相当している。従って、本実施形態の制御ステップＳ３３は、基準冷却水温度算出手段に相当している。

ここで、エンジンＯＦＦ水温は、下記数式Ｆ７を用いて実吹出温がおおよそ目標吹出温度ＴＡＯとなるように演算された仮のエンジンＯＦＦ水温ＴＷＯと７０℃とのうちの小さい方が採用される。一方、エンジンＯＮ水温は、頻繁にエンジンがＯＮ／ＯＦＦするのを防止するため、エンジンＯＦＦ水温よりも所定の値、本例では５℃低く設定される。つまり、この所定の値は、制御ハンチング防止のためのヒステリシス幅として設定されている。
ＴＷＯ＝｛（ＴＡＯ−ΔＴｐｔｃ）−（ＴＥ×０．２）｝／０．８…（Ｆ７）
なお、仮のエンジンＯＦＦ水温ＴＷＯは、エアミックス前の温風温度ＴＷＤが目標吹出温度ＴＡＯになるものと仮定したときに、必要とされる冷却水温度である。ＴＥは、蒸発器温度センサ５６が検出した蒸発器１３からの吹出空気温度である。

ここで、数式Ｆ７は、ヒータコア１４から吹き出された直後の送風空気の温度Ｔａについての２つの下記数式Ｆ８、Ｆ９から導かれる。すなわち、数式Ｆ７は、数式Ｆ９の右辺を数式Ｆ８の左辺に代入し、ＴＷＯについて解くことで導かれる。
Ｔａ＝ＴＷＯ×α＋ＴＥ×β…（Ｆ８）
Ｔａ＝ＴＡＯ−ΔＴｐｔｃ…（Ｆ９）
なお、数式Ｆ８のαはヒータコア１４の熱交換効率であり、βはヒータコア１４からの吹出空気温度Ｔａに対する蒸発器１３からの吹出空気温度ＴＥの寄与度である。本例では、αを０．８、βを０．２としている。

続いて、ステップＳ３４では、冷却水温度ＴＷに応じて、エンジンＥＧの作動要求信号あるいは作動停止信号を出力するか否かの仮の要求信号フラグｆ（ＴＷ）を決定する。具体的には、冷却水温度ＴＷがステップＳ３３で決定されたエンジンＯＮ水温より低ければ、仮の要求信号フラグｆ（ＴＷ）＝ＯＮとしてエンジンＥＧの作動要求信号を出力することを仮決定し、冷却水温度ＴＷがエンジンＯＦＦ水温より高ければ、仮の要求信号フラグｆ（ＴＷ）＝ＯＦＦとしてエンジンＥＧの作動停止信号を出力することを仮決定する。

続いて、ステップＳ３５では、ステップＳ８で決定された吹出口モード、ステップＳ１０で決定されたＰＴＣヒータ１５の作動本数、ステップＳ４で算出された目標吹出温度ＴＡＯ、ステップＳ３４で決定された仮の要求信号フラグｆ（ＴＷ）に基づいて、実際にエンジン制御装置７０に対して出力する要求信号を決定する。

具体的には、ステップＳ３５では、吹出口モードがＦＡＣＥモード以外の場合であれば、仮の要求信号フラグｆ（ＴＷ）に応じて、実際にエンジン制御装置７０に対して出力する要求信号を決定する。

通常、暖房時の吹出口モードはＦＯＯＴモードかＢ／Ｌモードであるので、暖房時はＦＡＣＥモード以外に該当する。この場合、冷却水温度ＴＷがステップＳ３３で算出されたエンジンＯＮ水温よりも低いと、足元から冷風が出て快適性を損ねてしまう。

したがって、吹出口モードがＦＯＯＴモードやＢ／Ｌモードであって、かつ、冷却水温度ＴＷがステップＳ３３で算出されたエンジンＯＮ水温より低い、すなわちステップＳ３４で決定された仮の要求信号フラグｆ（ＴＷ）がＯＮとなっている場合には、エンジン制御装置７０に対してエンジンＥＧの作動要求信号を出力することを決定する。

また、吹出口モードがＦＯＯＴモードやＢ／Ｌモードであって、かつ、冷却水温度ＴＷがステップＳ３２で算出されたエンジンＯＦＦ水温よりも高い、すなわちステップＳ３４で決定された仮の要求信号フラグｆ（ＴＷ）がＯＦＦとなっている場合には、エンジンＥＧの作動停止信号を出力することを決定する。

ここで、ステップＳ３３では、ＰＴＣヒータ１５による吹出温上昇量ΔＴｐｔｃを考慮して、エンジンＯＦＦ水温およびエンジンＯＮ水温を算出している、具体的には、ＰＴＣヒータ１５による吹出温上昇量ΔＴｐｔｃが大きいほど、エンジンＯＦＦ水温およびエンジンＯＮ水温が小さくなるように演算しているので、ＰＴＣヒータ１５の作動時では、ＰＴＣヒータ１５の停止時よりもエンジンＯＮ要求の頻度が低下し、燃費が向上する。

一方、吹出口モードがＦＡＣＥモードの場合では、以下の通り、ステップＳ１０で決定されたＰＴＣヒータ１５の作動本数、ステップＳ４で算出された目標吹出温度ＴＡＯ、ステップＳ３４で決定された仮の要求信号フラグｆ（ＴＷ）に基づいて、実際にエンジン制御装置７０に対して出力する要求信号を決定する。

具体的には、ＰＴＣヒータ１５の作動本数が所定本数（本例では１本）以上の場合には、仮の要求信号フラグｆ（ＴＷ）によらず、エンジンＥＧの作動停止信号を出力することを決定する。

ここで、ＦＡＣＥモード以外の他の吹出口モード時では、冷却水温度ＴＷがエンジンＯＦＦ水温よりも低い場合に、エンジンＥＧの作動要求信号を出力することを決定するのに対して、ＦＡＣＥモード時では、冷却水温度ＴＷに関わらず、エンジンＥＧの作動停止信号を出力することを決定するのは、ＦＡＣＥモード時では、冷却水温度ＴＷが目標吹出温度ＴＡＯを得るのに必要な温度よりも低くても、乗員の快適性への影響は小さいからである。すなわち、ＦＡＣＥモードは、そもそも、ＦＯＯＴモードやＢ／Ｌモードと比較して低い温度の空調風をフェイス吹出口２４から吹き出す吹出口モードであり、ＦＡＣＥモード時に、目標吹出温度ＴＡＯよりも低い温度の風がフェイス吹出口２４から乗員の上半身に向けて吹き出されても、乗員が不快に感じる可能性は小さいからである。

ただし、実際のフェイス吹出口２４からの吹出空気温度と目標吹出温度ＴＡＯとの差が大きすぎると、室温が下がり過ぎてしまい、その結果、目標吹出温度ＴＡＯが変わって、吹出口モードがＦＡＣＥモードからＢ／Ｌモードに変更されてしまう。そこで、本実施形態の車両用空調装置１では、エンジンＥＧが停止して冷却水温度ＴＷが低くても、室温が下がり過ぎないように、ＦＡＣＥモードであって、かつ、ＰＴＣヒータ１５の作動時に、エンジンＥＧの作動要求信号を出力しないこととしている。

また、ＰＴＣヒータ１５の作動本数が０本、すなわち、ＰＴＣヒータ１５が停止しており、かつ、目標吹出温度ＴＡＯが所定温度（本例では２０℃）未満の場合のように、目標吹出温度ＴＡＯが比較的低いときは、ヒータコア１４による空気の加熱は必要無いため、エンジンＥＧの作動停止信号を出力することを決定する。

また、ＰＴＣヒータ１５の作動本数が０本で、かつ、目標吹出温度ＴＡＯが所定温度（本例では２０℃）以上の場合は、ＦＡＣＥモード以外の場合と同様に、仮の要求信号グラフｆ（ＴＷ）に基づいて、エンジン制御装置７０に対して出力する要求信号を決定する。これにより、冷却水温度ＴＷがエンジンＯＮ水温よりも低ければ、エンジンＥＧの作動要求信号を出力することを決定する。これは、ＰＴＣヒータ１５の作動本数が０本で、かつ、目標吹出温度ＴＡＯが所定温度以上のときは、冷却水温度ＴＷが低いと、時間の経過と共に少しずつ室温が低くなるので、室温の低下を抑制するためである。

ステップＳ１２では、ヒータコア１４とエンジンＥＧとの間で冷却水を循環させる電動ウォータポンプ４２の作動の要否を決定する。このステップＳ１２の詳細については、図７のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ４１では、冷却水温度ＴＷが吹出空気温度ＴＥより高いか否かを判定する。

ステップＳ４１にて、冷却水温度ＴＷが吹出空気温度ＴＥ以下となっている場合は、ステップＳ４４へ進み、電動ウォータポンプ４２を停止（ＯＦＦ）させることを決定する。その理由は、冷却水温度ＴＷが吹出空気温度ＴＥ以下となっている場合に冷却水をヒータコア１４へ流すと、ヒータコア１４を流れる冷却水が蒸発器１３通過後の空気を冷却してしまうことになるため、かえって吹出口２４〜２６からの吹出空気温度を低くしてしまうからである。

一方、ステップＳ４１にて、冷却水温度ＴＷが吹出空気温度ＴＥより高い場合は、ステップＳ４２へ進む。ステップＳ４２では、送風機１２が作動しているか否かが判定される。ステップＳ４２にて、送風機１２が作動していないと判定された場合は、ステップＳ４４に進み、省動力化のために電動ウォータポンプ４２を停止（ＯＦＦ）させることを決定する。

一方、ステップＳ４２にて送風機１２が作動していると判定された場合は、ステップＳ４３へ進み、電動ウォータポンプ４２を作動（ＯＮ）させることを決定する。これにより、電動ウォータポンプ４２が作動して、冷却水が冷媒回路内を循環するので、ヒータコア１４を流れる冷却水とヒータコア１４を通過する空気とを熱交換させて送風空気を加熱することができる。

次に、ステップＳ１３では、上述のステップＳ５〜Ｓ１２で決定された制御状態が得られるように、空調制御装置５０より各種機器１２、６１、３５、６２、６３、６４、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、４２やエンジン制御装置７０に対して制御信号および制御電圧が出力される。

これにより、要求信号出力手段５０ａからエンジン制御装置７０に対して、エンジンの作動要求信号が出力されれば、走行条件によってエンジンＥＧが停止している場合であっても、エンジンＥＧが作動する。また、要求信号出力手段５０ａからエンジン制御装置７０に対して、エンジンＥＧの停止要求信号が出力されれば、ヒータコア１４の熱源を確保するためにエンジンＥＧが作動して場合であっても、エンジンＥＧを停止させることができる。

次に、ステップＳ１４では、制御周期τの間待機し、制御周期τの経過を判定するとステップＳ２に戻るようになっている。なお、本実施形態は制御周期τを２５０ｍｓとしている。これは、車室内の空調制御は、エンジン制御等と比較して遅い制御周期であってもその制御性に悪影響を与えないからである。これにより、車両内における空調制御のための通信量を抑制して、エンジン制御等のように高速制御を行う必要のある制御系の通信量を十分に確保することができる。

本実施形態の車両用空調装置１は、以上の如く作動するので、送風機１２から送風された送風空気が、蒸発器１３にて冷却される。そして蒸発器１３にて冷却された冷風は、エアミックスドア１９の開度に応じて、加熱用冷風通路１６および冷風バイパス通路１７へ流入する。

加熱用冷風通路１６へ流入した冷風は、ヒータコア１４およびＰＴＣヒータ１５を通過する際に加熱されて、混合空間１８にて冷風バイパス通路１７を通過した冷風と混合される。そして、混合空間１８にて温度調整された空調風が、混合空間１８から各吹出口を介して車室内に吹き出される。

この車室内に吹き出される空調風によって車室内の内気温Ｔｒが外気温Ｔａｍより低く冷やされる場合には、車室内の冷房が実現されており、一方、内気温Ｔｒが外気温Ｔａｍより高く加熱される場合には、車室内の暖房が実現されることになる。

この際、本実施形態の車両用空調装置１では、ステップＳ１１にて説明したように、ＦＡＣＥモード以外の他の吹出口モード時で、かつ、冷却水温度ＴＷがエンジンＯＮ水温よりも低い場合、および、ＦＡＣＥモード時で、かつ、ＰＴＣヒータ１５が１本以上作動している場合に、エンジンＥＧを作動させる頻度を低下させるように、要求信号出力手段５０ａがエンジン制御装置７０に対して作動停止信号を出力する。

従って、エンジン制御装置７０が、例えば、冷却水温度を上昇させてヒータコア１４の加熱能力を向上させるためにエンジンＥＧを作動させてしまう頻度を抑制することができる。つまり、エンジンＥＧの作動頻度を確実に低下させて、車両全体としての燃費を向上できる。

また、本実施形態の車両用空調装置１では、ステップＳ３３にて説明したように、ＰＴＣヒータ１５による吹出温上昇量ΔＴｐｔｃを考慮して、エンジンＯＦＦ水温およびエンジンＯＮ水温を算出している。より詳細には、ＰＴＣヒータ１５による吹出温上昇量ΔＴｐｔｃが大きいほど、エンジンＯＦＦ水温およびエンジンＯＮ水温が小さくなるように演算している。これにより、ＰＴＣヒータ１５による吹出温上昇量ΔＴｐｔｃが大きいほど、エンジンＥＧの作動頻度を低下させることができるので、車両全体としての燃費を十分に向上できる。

一方、ＰＴＣヒータ１５による吹出温上昇量ΔＴｐｔｃが低下した場合には、エンジンＯＦＦ水温およびエンジンＯＮ水温を上昇させるように演算しているので、ＰＴＣヒータ１５による吹出温上昇量ΔＴｐｔｃが小さいほど、エンジンＥＧの作動頻度を増加させることができる。このため、ＰＴＣヒータ１５の加熱能力が低下して、車室内を暖房するために不十分になっている場合には、冷却水の温度を上昇させてヒータコア１４の加熱能力を上昇させることにより、送風空気の温度を上昇させて車室内の暖房を実現できる。その結果、燃費の悪化を十分に抑制しつつ、車室内の暖房を実現できる。

さらに、本実施形態の車両用空調装置１では、ステップＳ３２にて説明したように、ＰＴＣヒータ１５による吹出温上昇量ΔＴｐｔｃにはＰＴＣ通過風量Ｖａが加味されているので、ＰＴＣ通過風量Ｖａが低風量の場合、エンジンＯＦＦ水温およびエンジンＯＮ水温を大きく低減でき、省燃費効果を大きくできる。

さらに、このＰＴＣ通過風量Ｖａには吹出口モードおよびエアミックス開度ＳＷが加味されているので、実際のＰＴＣヒータ１５を通過する風量とステップＳ３２にて演算されるＰＴＣ通過風量Ｖａとの乖離を抑制できる。その結果、実際のＰＴＣヒータ１５の作動による吹出温上昇量とステップＳ３２にて演算される吹出温上昇量ΔＴｐｔｃとの乖離を抑制できるので、より確実に燃費を向上させることができる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の実施形態では、制御ステップＳ３２において、数式Ｆ４を用いてＰＴＣヒータ１５による吹出温上昇量ΔＴｐｔｃを算出した例を説明しているが、これに限定されるものではない。

例えば、ＰＴＣヒータ１５から吹き出された直後の送風空気の温度Ｔｂを検出する検出手段を設け、ＰＴＣヒータ１５による吹出温上昇量ΔＴｐｔｃを算出する際に、下記の数式Ｆ１０を用いてもよい。
ΔＴｐｔｃ＝Ｔｂ−（ＴＷ×０．８＋ＴＥ×０．２）…（Ｆ１０）
なお、０．８はヒータコア１４の熱交換効率αの一例であり、０．２はヒータコア１４からの吹出空気温度に対する蒸発器１３からの吹出空気温度ＴＥの寄与度βの一例である。

さらに、ヒータコア１４から吹き出された直後の送風空気の温度Ｔａを検出する検出手段を設け、ＰＴＣヒータ１５による吹出温上昇量ΔＴｐｔｃを算出する際に、下記の数式Ｆ１１を用いてもよい。
ΔＴｐｔｃ＝Ｔｂ−Ｔａ…（Ｆ１１）
これにより、実際の送風空気の温度に基づいてＰＴＣヒータ１５による吹出温上昇量ΔＴｐｔｃを算出できるので、複雑なＰＴＣヒータ１５による吹出温上昇量ΔＴｐｔｃの推定において演算誤差が出なくなる。このため、制御ステップＳ３３において、エンジンＯＮ水温およびエンジンＯＦＦ水温の算出精度を向上できる。その結果、エンジンＯＮ水温を可能な限り低下させて、燃費向上に寄与できる。

（２）上述の実施形態では、本発明の車両用空調装置をハイブリッド車に搭載される車両用空調装置に適用したが、本発明は、ハイブリッド車に限らず、停止時にエンジンを自動停止するアイドリングストップ車、燃料電池車、電気自動車等に搭載される車両用空調装置にも適用可能である。

燃料電池車に搭載される車両用空調装置は、上述した車両用空調装置に対して、図１中のエンジンＥＧを燃料電池に変更し、ヒータコアが燃料電池の冷却水を熱源として送風空気を加熱するように変更し、エンジン制御装置を燃料電池制御装置に変更したものである。この場合、燃料電池が本発明における発熱機器に相当し、燃料電池の冷却水が本発明の熱媒体に相当し、燃料電池制御装置が本発明の発熱機器制御装置に相当する。

また、電気自動車に搭載される車両用空調装置は、上述した車両用空調装置に対して、図１中のエンジンＥＧを水加熱式電気ヒータに変更し、ヒータコアを水加熱式電気ヒータによって加熱された温水を熱源として送風空気を加熱するように変更し、エンジン制御装置を水加熱式電気ヒータの作動を制御する水加熱式電気ヒータ制御装置に変更したものである。この場合、水加熱式電気ヒータが本発明における発熱機器に相当し、水加熱式電気ヒータによって加熱された温水が本発明の熱媒体に相当し、水加熱式電気ヒータ制御装置が本発明の発熱機器制御装置に相当する。

（３）上述の実施形態では、補助加熱手段としてＰＴＣヒータ１５を採用した例を説明したが、補助加熱手段はこれに限定されず、例えば、抵抗加熱方式、誘電加熱方式等のヒータを採用することができる。

（４）上述の実施形態では、本発明の車両用空調装置を、ハイブリッド車両のうちエンジンＥＧおよび走行用電動モータの双方から直接駆動力を得て走行可能な、いわゆるパラレル型のハイブリッド車両に適用した例を説明しているが、本発明の車両用空調装置の適用はこれに限定されない。例えば、エンジンＥＧを発電機の駆動源として用い、発電された電力をバッテリに蓄え、さらに、バッテリに蓄えられた電力を供給されることによって作動する走行用電動モータから駆動力を得て走行する、いわゆるシリアル型のハイブリッド車両に適用してもよい。

ＥＧ エンジン（発熱機器）
１４ ヒータコア（加熱手段）
１５ ＰＴＣヒータ（補助加熱手段）
５０ａ 要求信号出力手段
７０ エンジン制御装置（発熱機器制御手段）

Claims (5)

1. 内燃機関（ＥＧ）の冷却水を熱源として車室内へ送風される送風空気を加熱する加熱手段（１４）と、
   前記加熱手段（１４）にて加熱された前記送風空気をさらに加熱する補助加熱手段（１５）と、
   前記内燃機関（ＥＧ）の作動を制御する内燃機関制御手段（７０）に対して、前記内燃機関（ＥＧ）を作動させる作動要求信号を出力する要求信号出力手段（５０ａ）と、
   前記車室内へ吹き出される空調風の温度のうち前記補助加熱手段（１５）の作動が寄与した温度上昇量である吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）を算出する吹出温上昇量算出手段（Ｓ３２）とを備え、
   前記要求信号出力手段（５０ａ）は、前記吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）が増加するに伴って、前記内燃機関制御手段（７０）に対して前記作動要求信号を出力する頻度を低下させることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記内燃機関（ＥＧ）から流出する前記冷却水の基準冷却水温度を算出する基準冷却水温度算出手段（Ｓ３３）を備え、
   前記要求信号出力手段（５０ａ）は、前記内燃機関（ＥＧ）から流出する前記冷却水の冷却水温度（ＴＷ）が前記基準冷却水温度より低いときに、前記内燃機関制御手段（７０）に対して前記作動要求信号を出力するようになっており、
   前記基準冷却水温度算出手段（Ｓ３３）は、前記吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）が増加するに伴って、前記基準冷却水温度を低下させ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. さらに、前記送風空気を送風する送風機（１２）と、
   前記送風空気を前記車室内に吹き出す複数の吹出口（２４〜２６）と、
   前記複数の吹出口（２４〜２６）から吹き出される前記送風空気の吹出風量割合を切り替えることで、複数の吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段（２４ａ〜２６ａ）と、
   前記送風機（１２）の稼働率および前記吹出口モードに基づいて、前記補助加熱手段（１５）を通過する補助加熱手段通過風量（Ｖａ）を算出する補助加熱手段通過風量算出手段（Ｓ３１、Ｓ３２）とを備え、
   前記吹出温上昇量算出手段（Ｓ３２）は、前記補助加熱手段通過風量（Ｖａ）に基づいて前記吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
4. さらに、前記送風空気を送風する送風機（１２）と、
   前記加熱手段（１４）および前記補助加熱手段（１５）を収容するケーシング（１１）と、
   前記ケーシング（１１）に形成され、前記送風空気が前記加熱手段（１４）および前記補助加熱手段（１５）を通過して流れる加熱用冷風通路（１６）と、
   前記ケーシング（１１）に形成され、前記送風空気が前記加熱手段（１４）および前記補助加熱手段（１５）をバイパスして流れる冷風バイパス通路（１７）と、
   前記加熱用冷風通路（１６）を流れる前記送風空気と、前記冷風バイパス通路（１７）を流れる前記送風空気との風量割合を変化させて前記送風空気の温度を調整する温度調整手段（１９）と、
   前記温度調整手段（１９）の目標開度（ＳＷ）を決定する目標開度決定手段（Ｓ５）と、
   前記送風機（１２）からの送風量および前記目標開度（ＳＷ）に基づいて、前記補助加熱手段（１５）を通過する前記補助加熱手段通過風量（Ｖａ）を算出する補助加熱手段通過風量算出手段（Ｓ３１、Ｓ３２）とを備え、
   前記吹出温上昇量算出手段（Ｓ３２）は、前記補助加熱手段通過風量（Ｖａ）に基づいて前記吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）を算出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
5. 走行用動力を出力するために用いられるエネルギー源を消費して発熱を伴いながら作動する発熱機器（ＥＧ）によって加熱された熱媒体を熱源として、車室内へ送風される送風空気を加熱する加熱手段（１４）と、
   前記送風空気加熱手段（１４）にて加熱された前記送風空気をさらに加熱する補助加熱手段（１５）と、
   前記発熱機器（ＥＧ）の作動を制御する発熱機器制御手段（７０）に対して作動要求信号を出力する要求信号出力手段（５０ａ）と、
   前記車室内へ吹き出される空調風の温度のうち前記補助加熱手段（１５）の作動が寄与した温度上昇量である吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）を算出する吹出温上昇量算出手段（Ｓ３２）とを備え、
   前記要求信号出力手段（５０ａ）は、前記吹出温上昇量（ΔＴｐｔｃ）が増加するに伴って、前記発熱機器制御手段（７０）に対して前記作動要求信号を出力する頻度を低下させることを特徴とする車両用空調装置。

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