WO2014041953A1 - 車両用空調装置及び車両用空調方法 - Google Patents

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air
vehicle
conditioning
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outside air
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孝佳 松岡
健一郎 南
上原　尚文
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日産自動車株式会社
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    • B60H2001/2234—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant controlling the operation of heaters when vehicle is parked, preheating

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioning apparatus (air conditioning apparatus) and an air conditioning method for a vehicle, and more particularly, an air conditioning apparatus for a vehicle and an air conditioning method for a vehicle that operate before a passenger gets on and provide a comfortable interior space when riding. About.
  • a user sets a scheduled departure time, and before the scheduled departure time, before the scheduled departure time, the air conditioning system automatically activates the air conditioner so that the passenger compartment temperature becomes the set temperature (hereinafter, A technique for performing pre-air conditioning is known (for example, Patent Document 1).
  • the vehicle air conditioner closes the air outlet other than the air outlet that opens to the driver's seat during pre-air conditioning,
  • the air conditioning is given priority.
  • an object of the present invention is to provide a vehicle air-conditioning apparatus and a vehicle air-conditioning method in which window fog does not occur even when heating is performed during air-conditioning and the vehicle can be moved immediately upon boarding. .
  • the vehicle air conditioning apparatus and the vehicle air conditioning method control the inside / outside air switching means for switching between the inside air and the outside air when there is a heating request in the vehicle interior during air conditioning, Switching between the inside air circulation mode and the outside air introduction mode during the second predetermined time is alternately performed.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram illustrating the configuration of a vehicle air conditioner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a control flowchart for explaining the control contents in the vehicle air conditioner according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a control flowchart for explaining the control contents in the vehicle air conditioner according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a control flowchart for explaining the control contents in the vehicle air conditioner according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a control flowchart illustrating a procedure for correcting the time ⁇ t1 and the time ⁇ t2 according to the embodiment of the present invention.
  • a vehicle equipped with a vehicle air conditioner is an electric vehicle that travels by driving a drive wheel by operating a drive motor with electric power of a battery.
  • the vehicle equipped with the vehicle air conditioner of the present invention includes a vehicle equipped with an internal combustion engine such as an engine, a hybrid vehicle using both an engine and a motor, a plug-in hybrid vehicle capable of external charging, and a fuel cell. It may be a fuel cell vehicle.
  • the pre-air conditioning in the present embodiment is performed in a state where an external power source for charging is connected to the electric vehicle so as not to reduce the travelable distance by consuming the stored amount of the battery. It is preferable to supply power.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram illustrating a configuration example of a vehicle air conditioner according to the present invention.
  • the vehicle air conditioner includes a heating and air conditioning (HVAC: Heating and Air-conditioning) unit 4 that blows out temperature-adjusted air into the passenger compartment.
  • HVAC Heating and Air-conditioning
  • the vehicle air conditioner also includes a cooling system including an indoor heat exchanger 6, an expansion valve 7, a condenser 8 and a compressor 9 as cooling means, and a heater core 10, an electric water pump 11 and a PTC heater 12 as heating means.
  • a heater system is a system configuration diagram illustrating a configuration example of a vehicle air conditioner according to the present invention.
  • HVAC Heating and Air-conditioning
  • the air-conditioning / air-conditioning unit 4 includes, as air intake ports, an inside air introduction port 1 that introduces air in the vehicle interior, an outside air introduction port 2 that introduces outside air that is outside the vehicle interior, an inside air introduction port 1, and an outside air introduction port 2. And an intake door 3 as a switching means for switching the inside / outside air.
  • the state where the intake door 3 opens the inside air inlet 1 and closes the outside air inlet 2 is the inside air circulation mode
  • the state where the outside air inlet 2 is opened and the inside air inlet 1 is closed is the outside air introduction. Mode.
  • the intake door 3 is appropriately controlled to be opened and closed by the A / C controller 20 which is a control unit of the vehicle air conditioner based on the inside air mixing rate set by the driver or required by the automatic air conditioner control.
  • the A / C controller 20 also serves as air conditioning control means and pre-air conditioning control means.
  • the air introduced from the air intake is supplied to the indoor heat exchanger 6 by the blower fan 5 driven by the motor 5a.
  • the motor 5a for driving the blower fan 5 is appropriately driven by the A / C controller 20 based on the air flow amount set by the driver or required by the automatic air conditioner control.
  • the indoor heat exchanger 6 constitutes a cooling system as a cooling means together with the expansion valve 7, the condenser 8 and the compressor 9.
  • the cooling system exchanges heat with the air flowing through the indoor heat exchanger 6 by removing the heat of vaporization when the pressurized liquefied refrigerant is discharged from the expansion valve 7 into the indoor heat exchanger 6 in the form of a mist. Cool the air.
  • the refrigerant whose heat exchange has been completed in the indoor heat exchanger 6 is compressed by a compressor 9 which is an electric refrigerant compressor.
  • the compressor 9 is driven by an electric motor (not shown) and has a compression capacity corresponding to the supplied power.
  • the refrigerant that has been compressed by the compressor 9 and has reached a high temperature is radiated and cooled by the condenser 8 to be liquefied, and is supplied again into the indoor heat exchanger 6 by the expansion valve 7. Since the cooling system itself has a well-known configuration, details are omitted.
  • the air that has passed through the indoor heat exchanger 6 is supplied to the heater core 10 installed downstream of the air passage, and the air is heated.
  • the heater system includes a heater core 10, a PTC heater 12, and a pump 11. Hot water flows through the heater core 10.
  • the heater core 10 heats the air by exchanging heat between the introduced air and the hot water.
  • the pump 11 is driven by an electric motor 11 a and circulates hot water between the heater core 10 and the PTC heater 12.
  • the PTC heater 12 is a heating element using a resistor having a positive temperature coefficient characteristic.
  • the resistance value increases as the temperature rises, and the amount of heat generation decreases as the current decreases. For this reason, when the temperature rises and reaches a predetermined temperature, the PTC heater 12 has a function of maintaining this temperature.
  • the air mix door 13 provided immediately before the heater core 10 has a function of controlling a ratio of air passing through the heater core 10 out of air passing through the indoor heat exchanger 6.
  • the A / C controller 20 controls the opening degree of the air mix door 13 so as to adjust the temperature of the air blown out from the air outlet 14 into the vehicle interior to the target temperature.
  • a plurality of outlets (ventilators) and defrosters (DEF) are provided in the passenger compartment, and the driver selects or The number of air outlets through which air-conditioned air is blown out is appropriately controlled according to the air blowing mode required by the automatic air conditioner control.
  • the air volume increases because the amount of blown air increases.
  • the air volume decreases because the amount of air blown decreases.
  • a display unit 21 having a touch panel is connected to the A / C controller 20.
  • the user can switch the auto or manual air conditioning operation mode, the inside air circulation mode / the outside air introduction mode, the set air volume, the set temperature, the air outlet for the conditioned air, and the defroster on / off via the display unit 21. It is possible to input the settings. Further, from the display unit 21, a scheduled departure time when the user performs pre-air conditioning and a set temperature at the time of pre-air conditioning can be input as necessary.
  • the display unit 21 can display the air conditioning mode, set temperature, room temperature, outside air temperature, scheduled departure time, and the like.
  • the A / C controller 20 includes an outside air temperature sensor 15 that is disposed in the vicinity of the outside air introduction port 2 and detects the outside air temperature, a room temperature sensor 16 that is disposed in the vicinity of the inside air introduction port 1 and detects the vehicle interior temperature, and detects the amount of solar radiation.
  • a solar radiation sensor 17 is connected.
  • the A / C controller 20 receives the detected values from the outside air temperature sensor 15, the room temperature sensor 16, and the solar radiation sensor 17, and calculates the target blowing temperature, blower fan 5, air mix door 13, compressor 9, PTC heater 12. And the electric water pump 11 is controlled.
  • the A / C controller 20 can receive pre-air conditioning settings from the display unit 21 and control the pre-air conditioning.
  • Pre-air conditioning is a function that operates a vehicle air conditioner at a preset time to make the passenger compartment in a comfortable state before boarding, and operates in an ignition-off state.
  • operation is basically performed in the inside air circulation mode (REC) in order to minimize the power consumption of the air conditioning.
  • REC inside air circulation mode
  • the compressor 9 In the cooling operation during pre-air conditioning, the compressor 9 is turned on, and the PTC heater 12 and the electric water pump 11 are turned off. In the heating operation during pre-air conditioning, the compressor 9 is turned off and the PTC heater 12 and the electric water pump 11 are turned on.
  • the air conditioning state such as the presence / absence of pre-air conditioning setting, the air volume, the set temperature, and the number of outlets is displayed on the display unit 21.
  • the PTC heater that heats the hot water is used, but a PTC heater that is provided at the position of the heater core 10 and directly heats the air may be used.
  • the vehicle air conditioner used the cooling system provided with one indoor heat exchanger in the air conditioning air conditioning unit 4, even if it uses the cooling system which arrange
  • the A / C controller 20 includes a microprocessor including a CPU, a working RAM, an EEPROM that is a nonvolatile memory, and an input / output interface. Then, the control function of the A / C controller 20 is realized by the CPU executing the control program stored in the EEPROM.
  • the A / C controller 20 reads the detection value of each sensor in step S220. Specifically, the A / C controller 20 detects the outside air temperature from the outside air temperature sensor 15, detects the vehicle interior temperature from the room temperature sensor 16, and detects the amount of solar radiation from the solar radiation sensor 17.
  • step S230 the A / C controller 20 determines whether or not the ignition switch position is ON. If the ignition is on, the process proceeds to step S240 to perform normal air conditioning control. If the ignition is off, the process proceeds to step S310.
  • a switch for turning on / off a power source that supplies electric power from a driving battery is provided instead of the ignition switch.
  • the switch for turning on / off the power is also called an ignition switch according to the custom from the conventional internal combustion engine automobile, the switch for turning on / off the power is also called an ignition switch in this embodiment.
  • step S240 it is determined whether or not immediately after the ignition is switched from off to on. If the ignition is immediately after being switched from OFF to ON, the process proceeds to step S250. If the ignition is not immediately after being switched from off to on, the process proceeds to step S270.
  • step S250 the A / C controller 20 resets the flag Fcomp ⁇ on for indicating that the compressor 9 is turned on to 0, and proceeds to step S260.
  • step S260 the A / C controller 20 resets the timer Tcomp ⁇ on for counting the accumulated operation time of the compressor 9 to 0, and proceeds to step S270.
  • step S270 the A / C controller 20 performs normal air conditioning control.
  • the A / C controller 20 controls the compressor 9, the PTC heater 12, the electric water pump 11, the blower fan 5, the air mix door 13, the intake door 3, and the outlet 14 to adjust the temperature of the room to the set temperature. To do.
  • step S280 the A / C controller 20 determines whether or not the compressor 9 is turned on in the operation using the indoor heat exchanger 6 as a heat absorber.
  • the process proceeds to step S290.
  • the indoor heat exchanger 6 is not operated as a heat absorber, the process returns to step S220 and the control is repeated.
  • step S290 the A / C controller 20 sets 1 to a flag Fcomp ⁇ on for indicating that the compressor 9 is turned on, and proceeds to step S300.
  • step S300 the A / C controller 20 counts up the timer Tcomp ⁇ on for counting the accumulated operation time of the compressor 9, returns to step S220, and repeats the control.
  • step S230 If it is determined in step S230 that the ignition is off, the process proceeds to step S310.
  • step S310 the A / C controller 20 determines whether to start pre-air conditioning. First, the A / C controller 20 determines whether or not pre-air conditioning is set. If pre-air conditioning is not set, the process returns to step S220 and the control is repeated. If pre-air conditioning is set, the A / C controller 20 determines whether to start pre-air conditioning. Specifically, the A / C controller 20 sets the vehicle interior temperature to a set temperature by pre-air conditioning based on the outside air temperature by the outside air temperature sensor 15 or the room temperature by the room temperature sensor 16 and the amount of solar radiation by the solar radiation sensor 17. Calculate the time required for Since the calculation method of the time required for this pre-air conditioning is known from Japanese Patent Laid-Open No.
  • the details are omitted. Then, when the current time indicated by the clock incorporated in the A / C controller 20 reaches a time that is traced back from the scheduled departure time to the time required for the pre-air conditioning, the A / C controller 20 determines to start the pre-air conditioning. If it is determined to start pre-air conditioning, the process proceeds to step S320. If it is not determined to start pre-air conditioning, the process returns to step S220 and the control is repeated.
  • step S320 the A / C controller 20 calculates the target blowing temperature XM based on the outside air temperature or the indoor temperature detected in step S220, the amount of solar radiation, and the set temperature of the A / C controller 20.
  • step S330 the A / C controller 20 performs the heating operation (H) or the cooling operation based on the temperature difference (XM ⁇ Tamb) between the target outlet temperature XM calculated in step S320 and the outside air temperature Tamb detected in step S220.
  • C The operation state is selected. As shown in the graph in step S330, when the temperature difference (XM ⁇ Tamb) is larger than the predetermined value ⁇ T2, the heating operation (H) is selected. When the temperature difference (XM ⁇ Tamb) is smaller than the predetermined value ⁇ T1, the cooling operation (C) is selected. Further, once the heating operation (H) is selected, the heating operation (H) is continued until the temperature difference (XM ⁇ Tamb) reaches a predetermined value ⁇ T1.
  • the cooling operation (C) is continued until the temperature difference (XM ⁇ Tamb) reaches a predetermined value ⁇ T2.
  • the selection of the operating state has a hysteresis characteristic. This characteristic is for preventing frequent switching between the heating operation and the cooling operation in a state where the target blowing temperature is close to the outside air temperature.
  • step S340 the process proceeds to step S350 or S440 depending on the operating state selected in step S330. Specifically, when the heating operation (H) is selected, the process proceeds to step S350 (FIG. 3). When the cooling operation (C) is selected, the process proceeds to step S440 (FIG. 4).
  • step S350 the A / C controller 20 determines whether or not it is immediately after the start of the heating operation. If it is immediately after the start of the heating operation, the process proceeds to step S360. If not immediately after the start of the heating operation, the process proceeds to step S370.
  • step S360 the A / C controller 20 resets the timer Thot for measuring the heating operation time during pre-air conditioning to zero.
  • the measured value of the timer Thot is used to determine whether to switch between the inside air circulation mode and the outside air introduction mode in the heating operation during pre-air conditioning.
  • step S370 the A / C controller 20 counts up the timer Thot for measuring the heating operation time during pre-air conditioning, and proceeds to step S380.
  • step S380 the A / C controller 20 determines whether or not the timer Thot is within a first predetermined time that is between 0 and ⁇ t1. If the timer Thot is within the first predetermined time of 0 to ⁇ t1, the process proceeds to step S420 to perform the heating operation in the inside air circulation mode. If the timer Thot is not within the first predetermined time of 0 to ⁇ t1, the process proceeds to step S390.
  • step S390 the A / C controller 20 determines whether or not the timer Thot is within a second predetermined time that is between ⁇ t1 and ( ⁇ t1 + ⁇ t2). If the timer Thot is between the second predetermined times ⁇ t1 to ( ⁇ t1 + ⁇ t2), the process proceeds to step S410. If the timer Thot is not between the second predetermined times ⁇ t1 to ( ⁇ t1 + ⁇ t2), that is, if the timer Thot exceeds ( ⁇ t1 + ⁇ t2), the process proceeds to step S400.
  • step S400 the A / C controller 20 completes the heating operation time during pre-air conditioning because one cycle of the inside air circulation mode for the first predetermined time ( ⁇ t1) and the outside air introduction mode for the second predetermined time ( ⁇ t2) has been completed. Reset timer Thot for measurement to zero.
  • step S410 the A / C controller 20 determines whether or not the value of the flag Fcomp ⁇ on for indicating that the compressor 9 is turned on is 1.
  • the value of Fcomp ⁇ on is 1, since the compressor 9 was turned on and the indoor heat exchanger 6 was operated as a heat absorber, condensed water (drain) adhering to the indoor heat exchanger 6 was evaporated. Window fogging may occur. Therefore, when the value of Fcomp ⁇ on is 1, the process proceeds to step S430 to avoid window fogging.
  • step S430 the A / C controller 20 operates the vehicle air conditioner in the outside air introduction mode (FRE), the defroster (DEF) blowing, and the blower fan high speed rotation (HI).
  • step S420 the A / C controller 20 operates the vehicle air conditioner with the setting of the inside air circulation mode (REC), the set temperature of 25 ° C., and the auto mode (AUTO).
  • the A / C controller 20 operates in the inside air circulation mode in step S420 during the first predetermined time ( ⁇ t1), and the second predetermined time ( During ⁇ t2), switching to the operation in the outside air introduction mode in step S430 is alternately repeated. For this reason, moisture in the passenger compartment is discharged outside the vehicle during the pre-air conditioning, so that it is possible to maintain a state in which window fog does not occur even if a passenger gets into the vehicle during the pre-air conditioning.
  • ⁇ t1 and ⁇ t2 in step S380 and step S390 are the timer Tcomp ⁇ on, the amount of solar radiation (Qsun), and the outside air temperature (Tam) for counting the accumulated operation time of the compressor 9, as shown in the flowchart of FIG. It is corrected accordingly.
  • step S420 when the value of Fcomp ⁇ on is 0, the process proceeds to step S420, and the operation of the vehicle air conditioner is performed with the setting of the inside air circulation mode (REC), the set temperature 25 ° C., and the auto mode (AUTO).
  • the process may proceed to step S430 even when the value of Fcomp ⁇ on is 0. That is, regardless of the determination result of Fcomp ⁇ on in step S410, the process proceeds to step S430, and the A / C controller 20 operates in the outside air introduction mode (FRE), the defroster (DEF) blowing, and the blower fan high speed rotation (HI). May be.
  • FRE outside air introduction mode
  • DEF defroster
  • HI blower fan high speed rotation
  • step S420 the auto mode (AUTO) operation is performed at a set temperature of 25 ° C.
  • the set temperature may be arbitrarily set when the occupant sets the scheduled departure time during pre-air conditioning.
  • the set temperature in step S420 and step S470 described later is the temperature set by the passenger.
  • step S430 the A / C controller 20 does not turn on the compressor 9, but if the compressor 9 is turned on and operated while dehumidifying the indoor heat exchanger 6, ⁇ t2 is shortened, and the window is more reliably An effect of removing fogging can be obtained.
  • step S440 the A / C controller 20 determines whether or not the compressor 9 is turned on in the operation using the indoor heat exchanger 6 as a heat absorber.
  • the process proceeds to step S450. If the indoor heat exchanger 6 is not operated as a heat absorber, the process proceeds to step S470.
  • step S450 the A / C controller 20 sets 1 to a flag Fcomp ⁇ on for indicating that the compressor 9 is turned on, and proceeds to step S460.
  • step S460 the A / C controller 20 counts up the timer Tcomp ⁇ on for counting the accumulated operation time of the compressor 9, and proceeds to step S470. Since the timer Tcomp ⁇ on is reset to 0 only immediately after the ignition is turned on in step S260, in step S460, the A / C controller 20 starts counting up from the value before the start of pre-air conditioning (before the ignition is turned off). Thereby, the A / C controller 20 can integrate the time during which the indoor heat exchanger 6 is operated as the heat absorber during the normal operation and the subsequent pre-air conditioning.
  • step S470 the A / C controller 20 operates the vehicle air conditioner with the settings of the inside air circulation mode (REC), the set temperature 25 ° C., and the auto mode (AUTO).
  • REC inside air circulation mode
  • AUTO auto mode
  • FIG. 5 shows a flow of correction of ⁇ t1 (first predetermined time) and ⁇ t2 (second predetermined time) in step S380 and step S390.
  • step S510 the A / C controller 20 sets a time that is an initial value of ⁇ t1.
  • ⁇ t1 10 minutes is set.
  • step S520 a time as an initial value of ⁇ t2 is set.
  • ⁇ t2 5 minutes is set.
  • step S530 the A / C controller 20 calculates a correction value ⁇ 1 (t1) for ⁇ t1 and a correction value ⁇ 1 (t2) for ⁇ t2 in accordance with the timer Tcomp ⁇ on that counts the accumulated operation time of the compressor 9.
  • the correction value is set so that ⁇ t1 decreases and ⁇ t2 increases as the timer Tcomp ⁇ on increases.
  • the compressor integrated operation time timer Tcomp ⁇ on is set to the correction value stored in the table in advance in three categories of less than 30 minutes, 30 minutes to less than 60 minutes, and 60 minutes or more. It is not limited to this, but may be classified by other numbers.
  • the correction value may be calculated from the value of the timer Tcomp ⁇ on based on a previously stored calculation formula.
  • step S540 the A / C controller 20 calculates a correction value ⁇ 2 (t1) for ⁇ t1 and a correction value ⁇ 2 (t2) for ⁇ t2 according to the amount of solar radiation (Qsun) detected in step S220.
  • the correction value is set so that ⁇ t1 increases and ⁇ t2 decreases as the amount of solar radiation increases.
  • the correction value stored in the table in advance is selected according to three categories of the solar radiation amount (Qsun) of less than 300 W / m2, 300 W / m2 or more and less than 500 W / m2, and 500 W / m2 or more. Not only the division but also other divisions may be used. Further, the correction value may be calculated from the value of solar radiation (Qsun) based on a pre-stored calculation formula.
  • step S550 the A / C controller 20 calculates a correction value ⁇ 3 (t1) for ⁇ t1 and a correction value ⁇ 3 (t2) for ⁇ t2 according to the outside air temperature (Tamb) detected in step S220.
  • the correction value is set so that ⁇ t1 decreases and ⁇ t2 increases as the outside air temperature decreases.
  • the correction value stored in the table in advance is selected according to the four categories of the outside air temperature (Tamb) of less than 5 ° C., 5 ° C. or more and less than 20 ° C., 20 ° C. or more and less than 25 ° C., and 25 ° C. or more.
  • the number of divisions is not limited to four, but may be other numbers.
  • step S560 the A / C controller 20 corrects ⁇ t1 (first predetermined time) using the correction value calculated in steps S530 to S550.
  • step S570 the A / C controller 20 corrects ⁇ t2 (second predetermined time) using the correction value calculated in steps S530 to S550.
  • the intake door when there is a heating request in the passenger compartment during pre-air conditioning, the intake door is controlled to enter the inside air circulation mode for the first predetermined time and the outside air introduction mode for the second predetermined time.
  • the switching was performed alternately. For this reason, even if an occupant gets into the vehicle before the preset scheduled departure time, there is no window fogging and the vehicle can be started immediately.
  • the initial value of the first predetermined time is set to be longer than the initial value of the second predetermined time. For this reason, basic operation can be made into inside air circulation mode, and there is an effect that ventilation heat loss can be reduced and power consumption can be suppressed.
  • the pre-air-conditioning control means determines the operation start time of the heating means based on the vehicle interior temperature or the outside air temperature and the scheduled departure time. For this reason, there is an effect that it is possible to provide pre-air conditioning without window fogging without providing a humidity sensor or a judgment control logic using a humidity detection value.
  • the operation in the outside air introduction mode is performed only when the cooling means is operated before the ignition is turned off or during the pre-air conditioning. For this reason, the window fogging by the condensed water on the surface of the indoor heat exchanger is prevented, and when there is no condensed water, there is an effect that the heat loss of ventilation can be reduced and the power consumption can be suppressed.
  • the first predetermined time and the second predetermined time are corrected according to the cumulative operation time of the cooling means before ignition off and during pre-air conditioning. For this reason, the operation time in the inside air circulation mode and the operation time in the outside air introduction mode can be corrected according to the amount of liquid water adhering to the indoor heat exchanger, reducing ventilation heat loss and reducing power consumption. There is an effect that it can be suppressed.
  • the first predetermined time and the second predetermined time are corrected according to the amount of solar radiation detected by the solar radiation sensor. For this reason, under conditions where the amount of solar radiation is large and window fogging is unlikely to occur, it is possible to correct the operating time in the inside air circulation mode and shorten the operating time in the outside air introduction mode, further reducing ventilation heat loss, There is an effect that can be suppressed.
  • the first predetermined time and the second predetermined time are corrected according to the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor. For this reason, under conditions where the outside air temperature is low and window fogging is likely to occur, the operating time in the inside air circulation mode is shortened and the operating time in the outside air introduction mode is corrected to be longer, so that window fogging can be reliably prevented and ventilation heat loss There is an effect that power consumption can be reduced.
  • the vehicle air-conditioning apparatus and the vehicle air-conditioning method of the present invention are not limited to this embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.

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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

車両用空調装置及び車両用空調方法
　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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