(57)【要約】【課題】複数段階に能力切替可能な電気式ヒータで空気を加熱する場合に、電気式ヒータの能力切り替え時に吹出空気温度が目標温度から大幅に外れないようにすることにより、乗員の快適性を向上させる。【解決手段】車両用空調装置は、電気式ヒータと、エアミックスダンパと、エアミックスダンパを駆動する駆動装置と、電気式ヒータ及び駆動装置を制御する制御装置とを備えている。制御装置は、電気式ヒータの加熱能力を切り替える場合には吹出空気の温度が目標温度に近づくようにエアミックスダンパの目標開度を設定する加熱能力切替制御を行うように構成されている。【選択図】図７
2014034324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調用空気を冷却するための冷却用熱交換器と、
空調用空気を加熱する加熱能力を有し、加熱能力を複数段階に切り替え可能に構成された電気式ヒータと、
上記冷却用熱交換器を通過した空気と上記電気式ヒータを通過した空気との混合量を変更するためのエアミックスダンパと、
上記エアミックスダンパを駆動する駆動装置と、
上記電気式ヒータ及び上記駆動装置を制御する制御装置とを備え、
上記制御装置により上記電気式ヒータの加熱能力を切り替えるとともに、上記エアミックスダンパの目標開度を求めて目標開度となるように上記駆動装置を動作させて目標温度の吹出空気を得るように構成された車両用空調装置において、
上記制御装置は、上記電気式ヒータの加熱能力を切り替える場合には吹出空気の温度が目標温度に近づくように上記エアミックスダンパの目標開度を設定する加熱能力切替制御を行うように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用空調装置において、
上記制御装置は、最大冷房領域及び最大暖房領域以外の領域で加熱能力切替制御を行うように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両用空調装置において、
日射量を検出するための日射センサを備え、
上記制御装置は、上記日射センサにより検出された日射量により上記エアミックスダンパの開度を補正するように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、
車室外の気温を検出するための外気温度センサを備え、
上記制御装置は、上記外気温度センサにより検出された車室外の気温により上記エアミックスダンパの開度を補正するように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、
上記制御装置は、上記電気式ヒータの加熱能力を上昇させる場合には、上記エアミックスダンパが加熱能力の上昇前に比べて冷房側に動作するように目標開度を設定し、上記電気式ヒータの加熱能力を低下させる場合には、上記エアミックスダンパが加熱能力の低下前に比べて暖房側に動作するように目標開度を設定するように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、
上記制御装置は、上記電気式ヒータの加熱能力切替前における吹出空気の目標温度に応じて上記エアミックスダンパの開度を変更するように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、
上記制御装置は、上記電気式ヒータの加熱能力を、上記エアミックスダンパのヒータ切替用開度に応じて切り替えるように構成され、
上記制御装置は、上記電気式ヒータの加熱能力切替タイミングに近づくほど、上記エアミックスダンパの目標開度と上記ヒータ切替用開度との差を大きくするように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、
上記電気式ヒータにより加熱された空気の温度を検出する空気温度センサを備え、
上記制御装置は、上記空気温度センサにより検出された空気の温度が第１所定温度以上の場合には、上記電気式ヒータの加熱能力を低下させるように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項９】
請求項８に記載の車両用空調装置において、
上記制御装置は、上記空気温度センサにより検出された空気の温度が第１所定温度よりも高い第２所定温度以上の場合には、上記電気式ヒータへの電力供給を停止するように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、
車室内の空気温度を検出する内気温度センサを備え、
上記制御装置は、車室内の空気を導入する内気導入時に、上記内気温度センサにより検出された車室内の空気温度が所定温度よりも高い場合には、上記電気式ヒータの加熱能力を低下させるように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、
車室外の気温を検出するための外気温度センサを備え、  
上記制御装置は、車室外の空気を導入する外気導入時に、上記外気温度センサにより検出された車室外の気温が所定温度よりも高い場合には、上記電気式ヒータの加熱能力を低下させるように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項１２】
請求項１から９のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、
車室内の空気温度を検出する内気温度センサと、
車室外の気温を検出するための外気温度センサとを備え、  
上記制御装置は、上記内気温度センサにより検出された車室内の空気温度と、上記外気温度センサにより検出された車室外の気温との少なくとも一方が所定温度よりも高い場合には、上記電気式ヒータの加熱能力を低下させるように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、
上記電気式ヒータにより加熱された空気の温度を検出する空気温度センサを備え、
上記制御装置は、上記空気温度センサにより検出された空気の温度が吹出空気の目標温度よりも高い場合には、上記電気式ヒータの加熱能力を低下させるように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、
上記冷却用熱交換器を通過した空気の温度を検出する冷却側温度センサを備え、
上記制御装置は、上記冷却側温度センサにより検出された温度が所定温度よりも高い場合には、上記電気式ヒータの加熱能力を低下させるように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、
上記制御装置は、上記電気式ヒータの加熱能力切替後、所定の遅延時間を経過した後に上記エアミックスダンパを動作させるように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、
上記制御装置は、送風量に応じて上記電気式ヒータの加熱能力切替のヒステリシスを変更するように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、
上記制御装置は、上記電気式ヒータの加熱能力を、上記エアミックスダンパのヒータ切替用開度に応じて切り替えるように構成され、
上記制御装置は、上記電気式ヒータの加熱能力切替タイミングを、送風量が多いほど上記ヒータ切替用開度の冷房側となるようにする一方、送風量が少ないほど上記ヒータ切替用開度の暖房側となるようにすることを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等に搭載される車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、例えば内燃機関を備えた車両では、内燃機関の冷却水を循環させて空調用空気を加熱するように構成された車両用空調装置が搭載されているが、内燃機関を備えていない車両、例えば電気自動車では、複数のＰＴＣ素子を有する電気式ヒータにより空調用空気を加熱する車両用空調装置が搭載されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の空調装置では、空調用空気が導入されるケーシング内に電気式ヒータが配設されており、さらに、電気式ヒータの空気流れ方向下流側には、外部電源の供給によって蓄熱する蓄熱装置が配設されている。そして、乗員による温度調節レバーの操作に応じて電気式ヒータの暖房能力を変更している。
【０００４】
また、車両用空調装置では、冷却用熱交換器を通過した冷風と、上記電気式ヒータによって加熱された温風との混合量を変更するためのエアミックスダンパが設けられている。エアミックスダンパの開度は乗員による設定温度や外気温度等によって決定される。エアミックスダンパは、決定された開度となるようにアクチュエータによって駆動され、これにより、所望温度の空調風を生成して車室に供給することができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−８６１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように電気式ヒータが複数のＰＴＣ素子を有している場合、加熱能力の切り替えは、例えば、１段目のＰＴＣ素子、２段目のＰＴＣ素子、３段目のＰＴＣ素子の順に電力を供給して行う。
【０００７】
ところが、１段目のＰＴＣ素子に電力が供給されている状態で２段目のＰＴＣ素子に電力の供給を開始すると、電気式ヒータの加熱能力は急に上昇することになる。この暖房能力の急な上昇によって電気式ヒータを通過した空気の温度が急に高まり、エアミックスダンパが２段目のＰＴＣ素子に電力を供給するまでの開度のままだと、吹出空気温度が目標温度よりも高くなり、その結果、乗員の快適性が損なわれるという問題がある。
【０００８】
本発明は、係る点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数段階に能力切替可能な電気式ヒータで空気を加熱する場合に、電気式ヒータの能力切り替え時に吹出空気温度が目標温度から大幅に外れないようにすることにより、乗員の快適性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明では、電気式ヒータの能力切り替えを行う場合にエアミックスダンパの開度を変更するようにした。
【００１０】
第１の発明は、空調用空気を冷却するための冷却用熱交換器と、
空調用空気を加熱する加熱能力を有し、加熱能力を複数段階に切り替え可能に構成された電気式ヒータと、
上記冷却用熱交換器を通過した空気と上記電気式ヒータを通過した空気との混合量を変更するためのエアミックスダンパと、
上記エアミックスダンパを駆動する駆動装置と、
上記電気式ヒータ及び上記駆動装置を制御する制御装置とを備え、
上記制御装置により上記電気式ヒータの加熱能力を切り替えるとともに、上記エアミックスダンパの目標開度を求めて目標開度となるように上記駆動装置を動作させて目標温度の吹出空気を得るように構成された車両用空調装置において、
上記制御装置は、上記電気式ヒータの加熱能力を切り替える場合には吹出空気の温度が目標温度に近づくように上記エアミックスダンパの目標開度を設定する加熱能力切替制御を行うように構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
例えば、電気式ヒータの加熱能力を１段目の加熱能力から２段目の加熱能力に高める場合には、加熱能力が急に高まることになるが、本発明によれば、吹出空気温度が目標温度に近づくようにエアミックスダンパの目標開度を設定することで、吹出空気温度が目標温度から大幅に外れてしまうのを防止することが可能になる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、
上記制御装置は、最大冷房領域及び最大暖房領域以外の領域で加熱能力切替制御を行うように構成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
この構成によれば、最大冷房領域では電気式ヒータがＯＦＦ状態であるので、加熱能力が切り替えられることはなく、また、最大暖房領域では電気式ヒータの加熱能力が最大とされているので、加熱能力が切り替えられることはない。従って、電気式ヒータの加熱能力が切り替えられない領域で加熱能力切替制御を行わないようにすることで誤制御を防止することが可能になる。
【００１４】
第３の発明は、第１または２の発明において、
日射量を検出するための日射センサを備え、
上記制御装置は、上記日射センサにより検出された日射量により上記エアミックスダンパの開度を補正するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
この構成によれば、エアミックスダンパの開度が日射量を考慮した開度となるので、調和空気の温度を適切に設定することが可能になる。
【００１６】
第４の発明は、第１から３のいずれか１つの発明において、
車室外の気温を検出するための外気温度センサを備え、
上記制御装置は、上記外気温度センサにより検出された車室外の気温により上記エアミックスダンパの開度を補正するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
この構成によれば、エアミックスダンパの開度が車室外の気温を考慮した開度となるので、調和空気の温度を適切に設定することが可能になる。
【００１８】
第５の発明は、第１から４のいずれか１つの発明において、
上記制御装置は、上記電気式ヒータの加熱能力を上昇させる場合には、上記エアミックスダンパが加熱能力の上昇前に比べて冷房側に動作するように目標開度を設定し、上記電気式ヒータの加熱能力を低下させる場合には、上記エアミックスダンパが加熱能力の低下前に比べて暖房側に動作するように目標開度を設定するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
この構成によれば、電気式ヒータの加熱能力が上昇する側、及び低下する側のいずれに切り替わったとしても、吹出空気温度が目標温度から大幅に外れてしまうのを防止することが可能になる。
【００２０】
第６の発明は、第１から５のいずれか１つの発明において、
上記制御装置は、上記電気式ヒータの加熱能力切替前における吹出空気の目標温度に応じて上記エアミックスダンパの開度を変更するように構成されていることを特徴とするものである。
【００２１】
この構成によれば、電気式ヒータの加熱能力切替前における目標吹出空気温度が高めであれば、エアミックスダンパの開度を暖房側にすることが可能になる。また、電気式ヒータの加熱能力切替前における目標吹出空気温度が低めであれば、エアミックスダンパの開度を冷房側にすることが可能になる。よって、エアミックスダンパの開度が目標吹出空気温度を考慮した開度となるので、調和空気の温度を適切に設定することが可能になる。
【００２２】
第７の発明は、第１から６のいずれか１つの発明において、
上記制御装置は、上記電気式ヒータの加熱能力を、上記エアミックスダンパのヒータ切替用開度に応じて切り替えるように構成され、
上記制御装置は、上記電気式ヒータの加熱能力切替タイミングに近づくほど、上記エアミックスダンパの目標開度と上記ヒータ切替用開度との差を大きくするように構成されていることを特徴とするものである。
【００２３】
この構成によれば、電気式ヒータの加熱能力をエアミックスダンパのヒータ切替用開度に応じて切り替えることが可能になる。そして、電気式ヒータの加熱能力が切り替えられる前に、ヒータ切替用開度とは異なる開度の目標開度となるまでエアミックスダンパが動作することになり、ヒータ切替用開度と目標開度との差が次第に大きくなる。これにより、電気式ヒータの加熱能力が切り替えたとき、ヒータ切替用開度で動作させていた場合に比べて、目標吹出空気温度により近づけることが可能になる。
【００２４】
第８の発明は、第１から７のいずれか１つの発明において、
上記電気式ヒータにより加熱された空気の温度を検出する空気温度センサを備え、
上記制御装置は、上記空気温度センサにより検出された空気の温度が第１所定温度以上の場合には、上記電気式ヒータの加熱能力を低下させるように構成されていることを特徴とするものである。
【００２５】
この構成によれば、第１所定温度を、例えば空調装置のケーシングに熱害を与える可能性がある温度とすることで、その温度以上となったときに電気式ヒータの加熱能力を低下させて熱害を回避することが可能になる。
【００２６】
第９の発明は、第８の発明において、
上記制御装置は、上記空気温度センサにより検出された空気の温度が第１所定温度よりも高い第２所定温度以上の場合には、上記電気式ヒータへの電力供給を停止するように構成されていることを特徴とするものである。
【００２７】
この構成によれば、熱害を未然に防止することが可能になる。
【００２８】
第１０の発明は、第１から９のいずれか１つの発明において、
車室内の空気温度を検出する内気温度センサを備え、
上記制御装置は、車室内の空気を導入する内気導入時に、上記内気温度センサにより検出された車室内の空気温度が所定温度よりも高い場合には、上記電気式ヒータの加熱能力を低下させるように構成されていることを特徴とするものである。
【００２９】
この構成によれば、車室内の空気温度が所定温度よりも高く、空調装置による暖房能力が低くて済む場合に電気式ヒータの加熱能力を低下させることで消費電力を低減することが可能になる。
【００３０】
第１１の発明は、第１から１０のいずれか１つの発明において、
車室外の気温を検出するための外気温度センサを備え、  
上記制御装置は、車室外の空気を導入する外気導入時に、上記外気温度センサにより検出された車室外の気温が所定温度よりも高い場合には、上記電気式ヒータの加熱能力を低下させるように構成されていることを特徴とするものである。
【００３１】
この構成によれば、車室外の気温が所定温度よりも高く、空調装置による暖房能力が低くて済む場合に電気式ヒータの加熱能力を低下させることで消費電力を低減することが可能になる。
【００３２】
第１２の発明は、第１から９のいずれか１つの発明において、
車室内の空気温度を検出する内気温度センサと、
車室外の気温を検出するための外気温度センサとを備え、  
上記制御装置は、上記内気温度センサにより検出された車室内の空気温度と、上記外気温度センサにより検出された車室外の気温との少なくとも一方が所定温度よりも高い場合には、上記電気式ヒータの加熱能力を低下させるように構成されていることを特徴とするものである。
【００３３】
この構成によれば、空調装置による暖房能力が低くて済む場合に電気式ヒータの加熱能力を低下させることで消費電力を低減することが可能になる。
【００３４】
第１３の発明は、第１から１２のいずれか１つの発明において、
上記電気式ヒータにより加熱された空気の温度を検出する空気温度センサを備え、
上記制御装置は、上記空気温度センサにより検出された空気の温度が吹出空気の目標温度よりも高い場合には、上記電気式ヒータの加熱能力を低下させるように構成されていることを特徴とするものである。
【００３５】
この構成によれば、電気式ヒータにより加熱された空気の温度が目標吹出空気温度よりも高い場合には、空調装置による暖房能力が低くて済む状況であり、この場合に電気式ヒータの加熱能力を低下させることで消費電力を低減することが可能になる。
【００３６】
第１４の発明は、第１から１３のいずれか１つの発明において、
上記冷却用熱交換器を通過した空気の温度を検出する冷却側温度センサを備え、
上記制御装置は、上記冷却側温度センサにより検出された温度が所定温度よりも高い場合には、上記電気式ヒータの加熱能力を低下させるように構成されていることを特徴とするものである。
【００３７】
この構成によれば、冷却用熱交換器を通過した空気の温度が所定温度よりも高く、空調装置による暖房能力が低くて済む場合に電気式ヒータの加熱能力を低下させることで消費電力を低減することが可能になる。
【００３８】
第１５の発明は、第１から１４のいずれか１つの発明において、
上記制御装置は、上記電気式ヒータの加熱能力切替後、所定の遅延時間を掛けて徐々に上記エアミックスダンパを動作させるように構成されていることを特徴とするものである。
【００３９】
この構成によれば、電気式ヒータの加熱能力を切り替えた後、電気式ヒータの加熱能力は徐々に変化することになる。これに対応するように遅延時間を設定してエアミックスダンパを遅れて動作させることで、電気式ヒータの加熱能力切替時に吹出空気温度の急変を抑制することが可能になる。
【００４０】
第１６の発明は、第１から１５のいずれか１つの発明において、
上記制御装置は、送風量に応じて上記電気式ヒータの加熱能力切替のヒステリシスを変更するように構成されていることを特徴とするものである。
【００４１】
この構成によれば、例えば送風量が多い場合には少ない場合に比べて強めの空調が要求されており、この場合に、電気式ヒータの加熱能力切替のヒステリシスを短くすることで、能力の切替を素早く行って所望の空調能力が得られる。
【００４２】
第１７の発明は、第１から１６のいずれか１つの発明において、
上記制御装置は、上記電気式ヒータの加熱能力を、上記エアミックスダンパのヒータ切替用開度に応じて切り替えるように構成され、
上記制御装置は、上記電気式ヒータの加熱能力切替タイミングを、送風量が多いほど上記ヒータ切替用開度の冷房側となるようにする一方、送風量が少ないほど上記ヒータ切替用開度の暖房側となるようにすることを特徴とするものである。
【００４３】
この構成によれば、暖房時、送風量が多いと暖房能力が高いので、電気式ヒータの加熱能力切替タイミングをヒータ切替用開度の冷房側としても、所望の暖房能力を確保することが可能になる。また、送風量が少ないと暖房能力が低いので、電気式ヒータの加熱能力切替タイミングをヒータ切替用開度の暖房側とすることで、所望の暖房能力を確保することが可能になる。
【発明の効果】
【００４４】
第１の発明によれば、電気式ヒータの加熱能力を切り替える場合に目標吹出空気温度に近づくようにエアミックスダンパの目標開度を設定するようにしたので、電気式ヒータの能力切り替え時に調和空気の温度が目標温度から大幅に外れないようにして乗員の快適性を向上できる。
【００４５】
第２の発明によれば、電気式ヒータの加熱能力が切り替えられない領域で加熱能力切替制御を行わないようにすることができるので、誤制御を防止できる。
【００４６】
第３の発明によれば、日射量によりエアミックスダンパの開度を補正するようにしたので、乗員の快適性をより一層向上できる。
【００４７】
第４の発明によれば、車室外の気温によりエアミックスダンパの開度を補正するようにしたので、乗員の快適性をより一層向上できる。
【００４８】
第５の発明によれば、電気式ヒータの加熱能力が上昇する側、及び低下する側のいずれに切り替わったとしても、目標吹出空気温度から大幅に外れてしまうのを防止でき、乗員の快適性をより一層向上できる。
【００４９】
第６の発明によれば、エアミックスダンパの開度が目標吹出空気温度を考慮した開度となるので、調和空気の温度を適切に設定することができ、乗員の快適性をより一層向上できる。
【００５０】
第７の発明によれば、電気式ヒータの加熱能力が切り替えたときに目標吹出空気温度により近づけることができるので、乗員の快適性をより一層向上できる。
【００５１】
第８の発明によれば、空気温度センサにより検出された空気の温度が第１所定温度以上の場合に電気式ヒータの加熱能力を低下させるようにしているので、熱害を回避することができる。
【００５２】
第９の発明によれば、空気温度センサにより検出された空気の温度が第１所定温度よりも高い第２所定温度以上の場合に電気式ヒータへの電力供給を停止させるようにしているので、熱害を未然に防止することができる。
【００５３】
第１０の発明によれば、車室内の空気温度が所定温度よりも高い場合に電気式ヒータの加熱能力を低下させるようにしたので、乗員の快適性を低下させることなく、消費電力を低減することができる。
【００５４】
第１１の発明によれば、車室外の気温が所定温度よりも高い場合に電気式ヒータの加熱能力を低下させるようにしたので、乗員の快適性を低下させることなく、消費電力を低減することができる。
【００５５】
第１２の発明によれば、車室内の空気温度が所定温度よりも高い場合や、車室外の気温が所定温度よりも高い場合に、電気式ヒータの加熱能力を低下させることができるので、乗員の快適性を低下させることなく、消費電力を低減することができる。
【００５６】
第１３の発明によれば、電気式ヒータにより加熱された空気の温度が高い場合に電気式ヒータの加熱能力を低下させるようにしたので、乗員の快適性を低下させることなく、消費電力を低減することができる。
【００５７】
第１４の発明によれば、冷却用熱交換器を通過した空気の温度が高い場合に電気式ヒータの加熱能力を低下させるようにしたので、乗員の快適性を低下させることなく、消費電力を低減することができる。
【００５８】
第１５の発明によれば、電気式ヒータの加熱能力切替後、所定の遅延時間を経過した後にエアミックスダンパを動作させるようにしたので、吹出空気温度の急変を抑制することができ、乗員の快適性をより一層向上できる。
【００５９】
第１６の発明によれば、送風量に応じて電気式ヒータの加熱能力切替のヒステリシスを変更するようにしたので、要求される空調能力を得ることができ、乗員の快適性をより一層向上できる。
【００６０】
第１７の発明によれば、空調装置による暖房能力を低下させることなく、電気式ヒータの加熱能力切替タイミングを変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用空調装置の概略構造を示す図である。
【図２】車両用制御装置のブロック図である。
【図３】電気式ヒータの斜視図である。
【図４】制御装置によるメインの制御のフローチャートである。
【図５】制御装置によるサブの制御のフローチャートである。
【図６】吹出空気温度とヒータ切替用開度との関係を示す図である。
【図７】エアミックスダンパの目標開度設定用第１テーブルを示す図である。
【図８】エアミックスダンパの目標開度設定用第２テーブルを示す図である。
【図９】エアミックスダンパの目標開度設定用第３テーブルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００６３】
図１は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置１の概略構造を示す図である。この車両用空調装置１は、例えば自動車等の車両に搭載されるものであり、車室内または車室外の空気を導入して所望温度の空調風を生成した後、車室の各部に供給することができるようになっている。
【００６４】
尚、この空調装置１が搭載される車両は、走行用モータ（図示せず）とバッテリＢとを備えた電気自動車である。
【００６５】
車両用空調装置１は、室外ユニット２と、室内ユニット３と、室外ユニット２及び室内ユニット３を制御する制御装置４とを備えている。室外ユニット２は、例えば走行用モータが搭載されるモータルームに配設されており、冷凍サイクル装置の構成要素である凝縮器１０及び電動コンプレッサ１１と、凝縮器１０に空気を送る送風機１２とを備えている。電動コンプレッサ１１は、制御装置４によってＯＮ及びＯＦＦの切替と、回転数の変更とが行われる。電動コンプレッサ１１にはバッテリＢから電力が供給される。
【００６６】
室内ユニット３は、ケーシング２０と、ケーシング２０の内部に収容される送風機２１と、エバポレータ（冷却用熱交換器）２２と、電気式ヒータ２３と、内外気切替ダンパ２４と、エアミックスダンパ２５と、吹出方向切替ダンパ２６とを備えている。
【００６７】
ケーシング２０の内部には空気通路が形成されている。ケーシング２０の空気流れ方向上流側には、内外気切替部３０が設けられている。内外気切替部３０には、車室内の空気をケーシング２０の内部に導入するための内気取入口３１と、車室外の空気をケーシング２０の内部に導入するための外気取入口３２とが形成されている。
【００６８】
上記内外気切替ダンパ２４は、内外気切替部３０の内部に配設されており、内気取入口３１と外気取入口３２との一方を開放し、他方を閉塞するように構成されている。
【００６９】
送風機２１は、ケーシング２０の内部において内外気切替ダンパ２４よりも下流側に配置されている。送風機２１は、ブロアモータ２８により回転駆動される。ブロアモータ２８は、制御装置４によってＯＮ及びＯＦＦの切替と、回転数の変更（送風量の変更）とが行われる。
【００７０】
ケーシング２０の内部には、該ケーシング２０の内部に導入された空調用空気を冷却するための冷却通路Ｒ１と、空調用空気を加熱するための加熱通路Ｒ２と、空調用空気が該加熱通路Ｒ２をバイパスして流れるバイパス通路Ｒ３と、加熱通路Ｒ２及びバイパス通路Ｒ３を流れた空気を混合させるエアミックス空間Ｒ４とが形成されている。
【００７１】
詳しくは、冷却通路Ｒ１は送風機２１よりも空気流れ方向下流側に形成されている。冷却通路Ｒ１の下流側は２つに分岐しており、そのうちの一方に加熱通路Ｒ２の上流側が接続され、他方にバイパス通路Ｒ３の上流側が接続されている。また、加熱通路Ｒ２の下流側及びバイパス通路Ｒ３の下流側がエアミックス空間Ｒ４に接続されている。さらに、エアミックス空間Ｒ４の下流側は３つに分岐しており、デフロスタ吹出口３３、ベント吹出口３４、ヒート吹出口３５に接続されている。
【００７２】
上記エバポレータ２２は、冷却通路Ｒ１に配置されている。ケーシング２０に導入された空調用空気の全量がエバポレータ２２を通過する。エバポレータ２２は、冷凍サイクル装置の構成要素としての蒸発器である。また、このエバポレータ２２には、膨張弁装置３７が設けられており、凝縮器１０から排出された冷媒は膨張弁装置３７を通過して減圧されてからエバポレータ２２に流入するようになっている。エバポレータ２２を循環した冷媒は電動コンプレッサ１１に吸入される。
【００７３】
エバポレータ２２には、該エバポレータ２２を通過した空気の温度を検出するためのエバセンサ（冷却側温度センサ）４０が設けられている。図２にも示すように、エバセンサ４０は、制御装置４に接続されており、検出した温度を制御装置４に対して出力するようになっている。
【００７４】
電気式ヒータ２３は、図３に示すように、第１〜第６発熱ユニット５１〜５６と、多数のフィン５７と、電極ホルダ５８とを備えている。第１〜第６発熱ユニット５１〜５６は、電気式ヒータ２３の幅方向に順に並んでおり、これら第１〜第６発熱ユニット５１〜５６の間にフィン５７が配設されており、空調用空気が通過するようになっている。
【００７５】
第１〜第６発熱ユニット５１〜５６は同じものであり、発熱量もほぼ同じである。各ユニット５１〜５６の内部には、電力を流すことによって発熱するＰＴＣ素子が設けられている。
【００７６】
第１〜第６発熱ユニット５１〜５６は３つのグループに分けられている。すなわち、第１及び第２発熱ユニット５１，５２には、第１陽極側電極５８ａと、陰極側電極５８ｄとが接続されている。また、第３及び第４発熱ユニット５３，５４には、第２陽極側電極５８ｂと、陰極側電極５８ｄとが接続されている。さらに、第５及び第６発熱ユニット５５，５６には、第３陽極側電極５８ｃと、陰極側電極５８ｄとが接続されている。
【００７７】
第１及び第２発熱ユニット５１，５２のＰＴＣ素子は、第１発熱素子５１ａ，５２ａである。第３及び第４発熱ユニット５３，５４のＰＴＣ素子は、第２発熱素子５３ａ，５４ａである。第５及び第６発熱ユニット５５，５６のＰＴＣ素子は、第３発熱素子５５ａ，５６ａである。
【００７８】
第１〜第３陽極側電極５８ａ〜５８ｃ及び陰極側電極５８ｄは制御装置４に接続されており、第１〜第３陽極側電極５８ａ〜５８ｃには独立して電力を供給するようになっている。第１陽極側電極５８ａに電力を供給することで、第１及び第２発熱ユニット５１，５２の第１発熱素子５１ａ，５２ａに電流が流れて該第１発熱素子５１ａ，５２ａが発熱し、また、第１陽極側電極５８ａ及び第２陽極側電極５８ｂに電力を供給することで第１〜第４発熱ユニット５１〜５４の第１及び第２発熱素子５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａに電流が流れて該発熱素子５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａが発熱し、また、第１〜第３陽極側電極５８ａ〜５８ｃに電力を供給することで第１〜第６発熱ユニット５１〜５６の第１〜第３発熱素子５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａ，５６ａに電流が流れて該発熱素子５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａ，５６ａが発熱する。このように電気式ヒータ２３の加熱能力は、大きく３段階に調節することができる。
【００７９】
ケーシング２０の内部には、電気式ヒータ２３よりも空気流れ方向下流側に、電気式ヒータ２３を通過した空気の温度を検出する温風センサ（空気温度センサ）４４が配設されている。この温風センサ４４は、制御装置４に接続され、検出した温度を制御装置４に対して出力するようになっている。
【００８０】
エアミックスダンパ２５は、加熱通路Ｒ２及びバイパス通路Ｒ３の一部である上流端開口を開閉するように構成されている。エアミックスダンパ２５は、空調装置１の構成要素であるエアミックスダンパアクチュエータ４３により駆動されるようになっている。エアミックスダンパアクチュエータ４３は制御装置４に接続され、後述する目標開度を算出した制御装置４から出力される信号によって動作し、エアミックスダンパ２５を目標開度となるまで動作させる。
【００８１】
図１に実線で示すように、エアミックスダンパ２５を、加熱通路Ｒ２を全閉にするまで動作させると、冷却通路Ｒ１を流通した空調用空気は全量がバイパス通路Ｒ３を流れてエアミックス空間Ｒ４に流入する。一方、図１に仮想線で示すようにエアミックスダンパ２５を、バイパス通路Ｒ３を全閉にするまで動作させると、冷却通路Ｒ１を流通した空調用空気は全量が加熱通路Ｒ２を流れてエアミックス空間Ｒ４に流入する。このエアミックスダンパ２５の動作により、加熱通路Ｒ２及びバイパス通路Ｒ３の開度を調整してエアミックス空間Ｒ４に流入する冷風量と温風量とが変更される。
【００８２】
この実施形態では、エアミックスダンパ２５の開度を加熱通路Ｒ２の開度で表すこととする。例えば、エアミックスダンパ２５の開度が１００％とは、加熱通路Ｒ２の開度が１００％で、かつ、冷却通路Ｒ１の開度が０％であり、エアミックスダンパ２５の開度が０％とは、加熱通路Ｒ２の開度が０％で、かつ、冷却通路Ｒ１の開度が１００％である。エアミックスダンパ２５の開度は、０％〜１００％の間で任意の値に設定することができるようになっている。
【００８３】
エアミックス空間Ｒ４では、エバポレータ２２で冷却された冷風と電気式ヒータ２３で加熱された温風とが混ざり、これにより調和空気が生成される。
【００８４】
エアミックス空間Ｒ４で生成された調和空気は、吹出方向切替ダンパ２６の開閉状態に応じて車室の各部に供給される。このときの吹出モードとしては、例えばデフロスタモードやベントモード、ヒートモード等がある。
【００８５】
また、上記車両には、車室内に配設されて車室内の空気温度を検出する内気温度センサ６０と、車室外に配設されて車室外の空気温度を検出する外気温度センサ６１とが設けられている。内気温度センサ６０及び外気温度センサ６１は、車両用空調装置１の構成要素である。内気温度センサ６０及び外気温度センサ６１は制御装置４に接続されており、検出した温度を制御装置４に対して出力するようになっている。
【００８６】
また、上記車両には、日射量を検出する日射センサ４２も設けられている。日射センサ４２は車両用空調装置１の構成要素であり、制御装置４に接続され、検出した日射量を制御装置４に対して出力するようになっている。
【００８７】
制御装置４は、冷凍サイクル装置を制御するとともに、送風機２１、電気式ヒータ２３、エアミックスダンパアクチュエータ４３も制御する。冷凍サイクル装置の制御では、基本的には、空調負荷（冷房負荷）に応じて電動コンプレッサ１１のＯＮ、ＯＦＦの切替と、回転数を制御する。このとき、エバセンサ４０の出力信号からエバポレータ２２の温度を得て、これに基づいて電動コンプレッサ１１を制御する。
【００８８】
また、強めの空調が要求される場合にはブロアモータ２８への印加電圧を増大させてブロア２１の回転数を高める。強めの空調が要求されているか否かは、例えば、乗員による設定温度、車室内の空気温度、車室外の空気温度等に基づいて制御装置４が周知の手順に従って判定する。
【００８９】
また、制御装置４は、基本的には、上記演算したエアミックスダンパ２５の目標開度を得て、該エアミックスダンパ２５の目標開度が暖房側（５０％以上１００％以下）にあるときには冷房側（０％以上５０未満）にあるときに比べて電気式ヒータ２３への電力供給量を多くするようにしているが、この目標開度は変更される。
【００９０】
制御装置４は、暖房が要求されているときには、電気式ヒータ２３に電力を供給する。      
【００９１】
制御装置４による電気式ヒータ２３の制御要領について、図４に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、この制御は、空調装置１が作動を開始した直後からスタートし、空調装置１の作動中は繰り返し行われる。
【００９２】
スタート後のステップＳＡ１では、各センサの出力値を読み込む。すなわち、エバセンサ４０から出力されたエバポレータ２２通過後の空気の温度、日射センサ４２から出力された日射量、温風センサ４４から出力された電気式ヒータ２３通過後の空気の温度、内気温度センサ６０から出力された車室内の空気温度、外気温度センサ６１から出力された車室外の気温をそれぞれ読み込む。
【００９３】
ステップＳＡ１に続くステップＳＡ２では、車室内に供給する空調風の温度である目標吹出空気温度を算出する。目標吹出空気温度は、例えば乗員による設定温度、車室内の空気温度、車室外の気温、日射量等に基づいて設定する。乗員が強めの暖房を要求している場合や車室外の気温が低い場合、車室内の空気温度が低い場合には目標吹出温度を高く設定し、一方、強めの冷房を要求している場合や車室外の気温が高い場合、車室内の空気温度が高い場合、日射量が多い場合には低く設定する。
【００９４】
ステップＳＡ２に続くステップＳＡ３では、エアミックスダンパ２５のヒータ切替用開度を算出する。この制御では、電気式ヒータ２３の加熱能力をエアミックスダンパ２５の開度で設定するようにしている。電気式ヒータ２３の加熱能力の設定時に使用されるエアミックスダンパ２５の開度がヒータ切替用開度である。
【００９５】
図６に示すように、基本的には、エアミックスダンパ２５のヒータ切替用開度が０％〜３５％までの範囲にある場合には、電気式ヒータ２３の第１及び第２発熱ユニット５１，５２にのみ電力を供給する最小加熱能力を選択する。エアミックスダンパ２５のヒータ切替用開度が３６％〜７０％までの範囲にある場合には、電気式ヒータ２３の第１〜第４発熱ユニット５１〜５４にのみ電力を供給する中間加熱能力を選択する。エアミックスダンパ２５のヒータ切替用開度が７１％〜１００％までの範囲にある場合には、電気式ヒータ２３の第１〜第６発熱ユニット５１〜５６に電力を供給する最大加熱能力を選択する。加熱能力切替の境界値（３０％、７０％）は、後のステップで変更される場合もある。
【００９６】
また、電気式ヒータ２３の加熱能力を最小加熱能力から中間加熱能力に切り替えた後、最小加熱能力に戻す場合には、ハンチング防止のため、所定のヒステリシスが設けられている。同様に、電気式ヒータ２３の加熱能力を中間加熱能力から最大加熱能力に切り替えた後、中間加熱能力に戻す場合、最大加熱能力から中間加熱能力に切り替えた後、最大加熱能力に戻す場合、中間加熱能力から最小加熱能力に切り替えた後、中間加熱能力に戻す場合にも所定のヒステリシスが設けられている。このヒステリシスは後述するように変更可能となっている。
【００９７】
ヒータ切替用開度は、ケーシング２０からの吹出空気温度を、ステップＳＡ２で算出した目標吹出温度とするためのエアミックスダンパ２５の開度である。
【００９８】
ステップＳＡ３でヒータ切替用開度を算出した後、ステップＳＡ４ではヒータ切替用開度を日射量と外気温度とで補正する。日射量が多いほど、また、外気温度が高いほど、ヒータ切替用開度を小さくし、反対に日射量が少ないほど、また、外気温度が低いほど、ヒータ切替用開度を大きくするように補正する。
【００９９】
ステップＳＡ４に続くステップＳＡ５では、送風機２１の送風量に基づいて電気式ヒータ２３の加熱能力の切替タイミング（境界値）及びヒステリシスの幅を決定する。送風機２１の送風量はブロアモータ２８への印加電圧によって得ることが可能である。
【０１００】
電気式ヒータ２３の加熱能力切替タイミングを、送風機２１の送風量が多いほど、ヒータ切替用開度の冷房側となるようにする一方、送風量が少ないほどヒータ切替用開度の暖房側となるようにする。また、送風量に応じて電気式ヒータ２３の加熱能力切替のヒステリシスを変更する。具体的には、送風量が多い場合には少ない場合に比べて強めの空調が要求されており、この場合に、電気式ヒータ２３の加熱能力切替のヒステリシスの幅を短くすることで、能力の切替を素早く行って所望の空調能力が得られる。
【０１０１】
次いで、ステップＳＡ６に進み、図６に示すグラフに基づいて電気式ヒータ２３の加熱能力を決定する。このステップＳＡ６で決定された加熱能力は後のステップＳＡ７で変更される場合があるので、電気式ヒータ２３への出力はせずに、仮に決定した加熱能力として一旦記憶しておく。
【０１０２】
ステップＳＡ７では、エアミックスダンパ２５の目標開度を設定する目標開度設定制御が行われる。この目標開度設定制御について、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。
【０１０３】
スタート後のステップＳＢ１では、上記ステップＳＡ３で算出したエアミックスダンパ２５のヒータ切替用開度が最大冷房領域、または最大暖房領域にあるか否かを判定する。最大冷房領域とは、ヒータ切替用開度が０％〜３％の領域のことである。最大暖房領域とは、ヒータ切替用開度は９７％〜１００％の領域のことである。
【０１０４】
ステップＳＢ１でＹＥＳと判定されてエアミックスダンパ２５のヒータ切替用開度が最大冷房領域、または最大暖房領域にある場合には、ステップＳＢ２に進み、ヒータ切替用開度をエアミックスダンパ２５の目標開度とする。目標開度とは、エアミックスダンパ２５を最終的に動作させる目標となる開度である。この目標開度は、上述のようにステップＳＡ４において日射量と外気温度とで補正された値となる。
【０１０５】
ステップＳＢ１でＮＯと判定されてエアミックスダンパ２５のヒータ切替用開度が最大冷房領域、または最大暖房領域にない場合には、ステップＳＢ３に進み、送風機２１の風量が小風量であるか、中風量であるか、大風量であるかを判定する。送風量が小風量である場合にはステップＳＢ４に進み、中風量である場合にはステップＳＢ５に進み、大風量である場合にはステップＳＢ６に進む。
【０１０６】
ステップＳＢ４では、エアミックスダンパ２５の目標開度を設定するための目標開度設定用第１テーブルを選択し、ステップＳＢ５では、エアミックスダンパ２５の目標開度を設定するための目標開度設定用第２テーブルを選択し、ステップＳＢ６では、エアミックスダンパ２５の目標開度を設定するための目標開度設定用第３テーブルを選択する。
【０１０７】
目標開度設定用第１〜第３テーブルは、図７〜図９にそれぞれ示す。各テーブルでは、エアミックスダンパ２５の目標開度が、ステップＳＡ６で決定された電気式ヒータ２３の加熱能力に対応するように、最小暖房開度領域、中間暖房開度領域、最大暖房加熱領域の３つの領域に分けられている。最小暖房開度領域と中間暖房開度領域とは重複しており、また、中間暖房開度領域と最大暖房開度領域とも重複している。目標開度設定用第１テーブルの最小暖房開度領域、中間暖房開度領域、最大暖房加熱領域は、目標開度設定用第２テーブルや目標開度設定用第３テーブルに比べて、互いに重複する部分が縦軸方向に離れている。一方、目標開度設定用第３テーブルの最小暖房開度領域、中間暖房開度領域、最大暖房加熱領域は、目標開度設定用第１テーブルや目標開度設定用第２テーブルに比べて互いに重複する部分が縦軸方向に接近している。
【０１０８】
目標開度設定用第１〜第３テーブルの各々では、横軸のヒータ切替用開度（ステップＳＡ３で算出された開度）に基づいて縦軸のエアミックスダンパ２５の目標開度を算出する。
【０１０９】
エアミックスダンパ２５の目標開度は、電気式ヒータ２３の加熱能力を切り替える場合に吹出空気の温度が目標温度に近づくように設定されることになる。
【０１１０】
すなわち、例えば、目標開度設定用第１テーブルにおいて、電気式ヒータ２３の加熱能力を最小加熱能力から中間加熱能力に切り替える際には、最小加熱能力領域である最小暖房開度領域のグラフに基づいて、ヒータ切替用開度より算出した目標開度から中間加熱能力領域である中間暖房開度領域のグラフに基づいて、ヒータ切替用開度より算出した目標開度にエアミックスダンパ２５を動作させる。
【０１１１】
この最小加熱能力から中間加熱能力に切り替わった際の中間暖房開度領域の目標開度は、最小暖房開度領域での目標開度よりも小さめに設定されている。
【０１１２】
このように、電気式ヒータ２３の加熱能力を最小加熱能力から中間加熱能力に段階的に切り替えて暖房能力が高くなった分、エアミックスダンパ２５の実際の開度が冷房側に設定されることになる。
【０１１３】
すなわち、この最小加熱能力から中間加熱能力に切り替わった際には、目標開度が小さめに設定されることになる。これにより、電気式ヒータ２３の加熱能力を切り替える場合に吹出空気の温度が目標温度に近づくことになる。
【０１１４】
また、電気式ヒータ２３の加熱能力を中間加熱能力から最小加熱能力に切り替える際には、中間加熱能力領域である中間暖房開度領域のグラフに基づいて、ヒータ切替用開度より算出した目標開度から最小加熱能力領域である最小暖房開度領域のグラフに基づいて、ヒータ切替用開度より算出した目標開度にエアミックスダンパ２５を動作させる。
【０１１５】
この中間加熱能力から最小加熱能力に切り替わった際の最小暖房開度領域の目標開度は、中間暖房開度領域での目標開度よりも大きめに設定されている。
【０１１６】
このように、電気式ヒータ２３の加熱能力を中間加熱能力から最小加熱能力に段階的に切り替えて暖房能力が低くなった分、エアミックスダンパ２５の実際の開度が暖房側に設定されることになる。
【０１１７】
すなわち、この中間加熱能力から最小加熱能力に切り替わった際には、目標開度が大きめに設定されることになる。これにより、電気式ヒータ２３の加熱能力を切り替える場合に吹出空気の温度が目標温度に近づくことになる。
【０１１８】
電気式ヒータ２３の加熱能力を中間加熱能力から最大加熱能力に切り替える場合や、最大加熱能力から中間加熱能力に切り替える場合も同様である。
【０１１９】
目標開度設定用第２、第３テーブルによるエアミックスダンパ２５の目標開度の設定も同様に行われる。上記ステップＳＢ４〜６は、本発明の加熱能力切替制御である。
【０１２０】
ステップＳＢ４〜ＳＢ６を経た後、ステップＳＢ７に進み、ステップＳＢ４〜ＳＢ６で選択したテーブルに基づいてエアミックスダンパ２５の目標開度を最終的に設定する。
【０１２１】
エアミックスダンパ２５の目標開度を設定した後、ステップＳＢ８に進み、ヒータ後空気温度（ＨＴ）、即ち、温風センサ４４から出力された電気式ヒータ２３通過後の空気の温度が第１所定温度（Ｔ１）以上であるか否か判定する。第１所定温度（Ｔ１）は、ケーシング２０等に熱害を与える可能性のある温度に設定されており、例えば、８０℃くらいが好ましい。
【０１２２】
ステップＳＢ８でＹＥＳと判定されてヒータ後空気温度（ＨＴ）が第１所定温度（Ｔ１）以上である場合には、ステップＳＢ９に進み、ヒータ切替用開度から算出した加熱能力よりも低い加熱能力を選択してエンドに進み、ステップＳＢ９で算出した加熱能力となるように電気式ヒータ２３を制御する。これにより、電気式ヒータ２３の発熱量が低下するので、ケーシング２０等の熱害を回避することが可能になる。
【０１２３】
ステップＳＢ８でＮＯと判定された場合には、ステップＳＢ１０に進み、ヒータ後空気温度（ＨＴ）が第２所定温度（Ｔ２）以上であるか否か判定する。第２所定温度（Ｔ２）は、第１所定温度（Ｔ１）よりも高い温度に設定されており、ケーシング２０等に熱害を与えてしまう温度に設定されており、例えば、１００℃くらいが好ましい。
【０１２４】
ステップＳＢ１０でＹＥＳと判定されてヒータ後空気温度（ＨＴ）が第２所定温度（Ｔ２）以上である場合には、ステップＳＢ１６に進み、電気式ヒータ２３への電力供給を停止する。これにより、ケーシング２０等の熱害を未然に防止することが可能になる。
【０１２５】
ステップＳＢ１０でＮＯと判定されてヒータ後空気温度（ＨＴ）が第２所定温度（Ｔ２）よりも低い場合には、ステップＳＢ１１に進み、内気温度センサ６０で検出された車室内温度が第３所定温度（Ｔ３）以上であるか否か判定する。第３所定温度（Ｔ３）は、車室内の温度が、弱い暖房で済む温度であるか否かを判定するための温度であり、例えば、４５℃くらいが好ましい。
【０１２６】
ステップＳＢ１１でＹＥＳと判定されて車室内温度が所定温度（Ｔ３）以上である場合には、ステップＳＢ９に進み、ヒータ切替用開度から算出した加熱能力よりも低い加熱能力を選択してエンドに進み、ステップＳＢ９で算出した加熱能力となるように電気式ヒータ２３を制御する。これにより、電気式ヒータ２３の消費電力が低下する。
【０１２７】
ステップＳＢ１１でＮＯと判定されて車室内温度が第３所定温度（Ｔ３）よりも低い場合には、ステップＳＢ１２に進み、外気温度センサ６１で検出された車室外温度が第４所定温度（Ｔ４）以上であるか否か判定する。第４所定温度（Ｔ４）は、車室外の温度が、弱い暖房で済む温度であるか否かを判定するための温度であり、例えば、４５℃くらいが好ましい。
【０１２８】
ステップＳＢ１２でＹＥＳと判定されて車室外温度が所定温度（Ｔ４）以上である場合には、ステップＳＢ９に進み、ヒータ切替用開度から算出した加熱能力よりも低い加熱能力を選択してエンドに進み、ステップＳＢ９で算出した加熱能力となるように電気式ヒータ２３を制御する。これにより、電気式ヒータ２３の消費電力が低下する。
【０１２９】
ステップＳＢ１２でＮＯと判定されて車室外温度が所定温度（Ｔ４）よりも低い場合には、ステップＳＢ１３に進み、ヒータ後空気温度（ＨＴ）が目標吹出温度以上であるか否か判定する。
【０１３０】
ステップＳＢ１３でＹＥＳと判定されてヒータ後空気温度（ＨＴ）が目標吹出温度以上である場合には、ステップＳＢ９に進み、ヒータ切替用開度から算出した加熱能力よりも低い加熱能力を選択してエンドに進み、ステップＳＢ９で算出した加熱能力となるように電気式ヒータ２３を制御する。これにより、電気式ヒータ２３の消費電力が低下する。
【０１３１】
ステップＳＢ１３でＮＯと判定されてヒータ後空気温度（ＨＴ）が目標吹出温度よりも低い場合には、ステップＳＢ１４に進み、エバセンサ４０で検出されたエバポレータ２２通過後の空気の温度、即ち、エバポレータ後温度が第５所定温度（Ｔ５）以上であるか否か判定する。Ｔ５としては、例えば、４５℃くらいが好ましい。
【０１３２】
ステップＳＢ１４でＹＥＳと判定されてエバポレータ後温度が所定温度（Ｔ５）以上である場合には、ステップＳＢ９に進み、ヒータ切替用開度から算出した加熱能力よりも低い加熱能力を選択してエンドに進み、ステップＳＢ９で算出した加熱能力となるように電気式ヒータ２３を制御する。これにより、電気式ヒータ２３の消費電力が低下する。
【０１３３】
ステップＳＢ１４でＮＯと判定されてエバポレータ後温度が所定温度（Ｔ５）よりも低い場合には、ステップＳＢ１５に進み、ヒータ切替用開度から算出した加熱能力を選択してエンドに進み、ステップＳＢ９で算出した加熱能力となるように電気式ヒータ２３を制御する。
【０１３４】
したがって、図４に示すフローチャートのステップＳＡ６において例えば電気式ヒータ２３の加熱能力を最小加熱能力から中間加熱能力に高める場合には、電気式ヒータ２３単体で見ると加熱能力が急に高まって吹出温度が目標とする温度以上に上昇してしまうことが考えられるが、本実施形態では、ステップＳＢ４〜７において吹出空気温度が目標温度に近づくようにエアミックスダンパ２５の目標開度を設定することで、吹出空気温度が目標温度から大幅に外れてしまうのを防止することが可能になる。これにより、電気式ヒータ２３の能力切り替え時に調和空気の温度が目標温度から大幅に外れないようにして乗員の快適性を向上できる。
【０１３５】
また、ステップＳＢ１においてヒータ切替用開度が最大冷房領域及び最小暖房領域にあるときには、ステップＳＢ２に進んでステップＳＢ４〜６の加熱能力切替制御を行わないようにしている。
【０１３６】
最大冷房領域では電気式ヒータ２３がＯＦＦ状態であるので、加熱能力が切り替えられることはなく、また、最大暖房領域では電気式ヒータ２３の加熱能力が最大とされているので、加熱能力が切り替えられることはない。従って、電気式ヒータ２３の加熱能力が切り替えられない領域で加熱能力切替制御を行わないようにすることで誤制御を防止することが可能になる。
【０１３７】
また、制御装置４は、ステップＳＡ４において、ヒータ切替用開度を日射量と外気温度とで補正するようにしている。これにより、エアミックスダンパ２５の開度が日射量を考慮した開度及び車室外の気温を考慮した開度となるので、調和空気の温度を適切に設定することができ、乗員の快適性をより一層向上できる。
【０１３８】
また、制御装置４は、ステップＳＢ４〜ＳＢ６において、電気式ヒータ２３の加熱能力を上昇させる場合には、エアミックスダンパ２５が上昇前に比べて冷房側に動作するように目標開度を設定し、電気式ヒータ２３の加熱能力を低下させる場合には、エアミックスダンパ２５が低下前に比べて暖房側に動作するように目標開度を設定するようにしている。これにより、電気式ヒータ２３の加熱能力が上昇する側、及び低下する側のいずれに切り替わったとしても、吹出空気温度が目標温度から大幅に外れてしまうのを防止することが可能になり、乗員の快適性をより一層向上できる。
【０１３９】
また、制御装置４は、電気式ヒータ２３の加熱能力切替前における目標吹出空気温度に応じてエアミックスダンパ２５の開度を変更するように構成してもよい。すなわち、電気式ヒータ２３の加熱能力切替前における目標吹出空気温度が高めであれば、エアミックスダンパ２５の開度を暖房側にし、また、電気式ヒータ２３の加熱能力切替前における目標吹出空気温度が低めであれば、エアミックスダンパ２５の開度を冷房側にする。これにより、エアミックスダンパ２５の開度が目標吹出空気温度を考慮した開度となるので、調和空気の温度を適切に設定することが可能になる。
【０１４０】
また、制御装置４は、電気式ヒータ２３の加熱能力を、エアミックスダンパ２５のヒータ切替用開度に応じて切り替えるようにしている。そして、制御装置４は、例えば図７に示すように、電気式ヒータ２３の加熱能力切替タイミングに近づくほど、エアミックスダンパ２５の目標開度とヒータ切替用開度との差を大きくするようにしている。すなわち、電気式ヒータ２３の加熱能力が切り替えられる前に、ヒータ切替用開度とは異なる開度の目標開度となるまでエアミックスダンパ２５が動作することになり、ヒータ切替用開度と目標開度との差が次第に大きくなる。これにより、電気式ヒータ２３の加熱能力を切り替えたとき、ヒータ切替用開度で動作させていた場合に比べて、目標吹出空気温度により近づけることが可能になる。
【０１４１】
また、制御装置４は、ステップＳＢ８において電気式ヒータ２３を通過した空気の温度が、ケーシング２０等に熱害を与える可能性のある温度（Ｔ１）以上であると判定した場合には、ステップＳＢ９において電気式ヒータ２３の加熱能力を低下させる。これにより、熱害を回避することが可能になる。
【０１４２】
また、制御装置４は、ステップＳＢ１０において電気式ヒータ２３を通過した空気の温度が、第１所定温度（Ｔ１）よりも高い第２所定温度（Ｔ２）以上の場合には、ステップＳＢ９において電気式ヒータ２３への電力供給を停止する。これにより、熱害を未然に防止することが可能になる。
【０１４３】
また、制御装置４は、ステップＳＢ１１において内気温度センサ６０により検出された車室内の空気温度が所定温度（Ｔ３）よりも高い場合には、ステップＳＢ９において電気式ヒータ２３の加熱能力を低下させる。車室内の空気温度が所定温度（Ｔ３）よりも高い場合は、空調装置１による暖房能力が低くて済むということであり、この場合に電気式ヒータ２３の加熱能力を低下させることで乗員の快適性を低下させることなく、消費電力を低減することが可能になる。
【０１４４】
また、制御装置４は、ステップＳＢ１２において外気温度センサ６１により検出された車室外の気温が所定温度（Ｔ４）よりも高い場合には、ステップＳＢ９において電気式ヒータ２３の加熱能力を低下させる。室外の気温が所定温度（Ｔ４）よりも高い場合は、空調装置１による暖房能力が低くて済むということであり、この場合に電気式ヒータ２３の加熱能力を低下させることで乗員の快適性を低下させることなく、消費電力を低減することが可能になる。
【０１４５】
また、制御装置４は、内気温度センサ６０により検出された車室内の空気温度と、外気温度センサ６１により検出された車室外の気温との少なくとも一方が所定温度よりも高い場合には、電気式ヒータ２３の加熱能力を低下させるように構成してもよい。これにより、乗員の快適性を低下させることなく、消費電力を低減することが可能になる。
【０１４６】
また、制御装置４は、温風センサ４４により検出された空気の温度が吹出空気の目標温度よりも高い場合には、電気式ヒータ２３の加熱能力を低下させる。電気式ヒータ２３により加熱された空気の温度が目標吹出空気温度よりも高い場合には、空調装置１による暖房能力が低くて済む状況であり、この場合に電気式ヒータ２３の加熱能力を低下させることで乗員の快適性を低下させることなく、消費電力を低減することが可能になる。
【０１４７】
また、制御装置４は、エバセンサ４０により検出された温度が所定温度（Ｔ５）よりも高い場合には、電気式ヒータ２３の加熱能力を低下させる。エバポレータ２２を通過した空気の温度が所定温度（Ｔ５）よりも高い場合は、空調装置１による暖房能力が低くて済む場合であり、この場合に電気式ヒータ２３の加熱能力を低下させることで消費電力を低減することが可能になる。
【０１４８】
また、制御装置４は、電気式ヒータの２３加熱能力切替後、所定の遅延時間を掛けて徐々にエアミックスダンパ２５を動作させるように構成してもよい。すなわち、一般に、電気式ヒータ２３の加熱能力を切り替えた後、電気式ヒータ２３の加熱能力は徐々に変化することになる。これに対応するように遅延時間を設定してエアミックスダンパ２５を遅れて動作させることで、電気式ヒータ２３の加熱能力切替時に吹出空気温度の急変を抑制することが可能になる。よって、乗員の快適性をより一層向上できる。
【０１４９】
また、制御装置４は、送風量に応じて電気式ヒータの加熱能力切替のヒステリシスを変更するように構成してもよい。例えば送風量が多い場合には少ない場合に比べて強めの空調が要求されている状況であり、この場合に、電気式ヒータ２３の加熱能力切替のヒステリシスを短くすることで、能力の切替を素早く行って所望の空調能力が得られる。
【０１５０】
また、制御装置４は、電気式ヒータ２３の加熱能力を、エアミックスダンパ２５のヒータ切替用開度に応じて切り替えるようにしている。そして、制御装置４は、電気式ヒータ２３の加熱能力切替タイミングを、送風量が多いほどヒータ切替用開度の冷房側となるようにする一方、送風量が少ないほどヒータ切替用開度の暖房側となるように構成してもよい。この構成によれば、暖房時、送風量が多い場合には暖房能力が高い状態であり、この場合には、電気式ヒータ２３の加熱能力切替タイミングをヒータ切替用開度の冷房側としても、所望の暖房能力を確保することが可能になる。また、送風量が少ないと暖房能力が低いので、電気式ヒータ２３の加熱能力切替タイミングをヒータ切替用開度の暖房側とすることで、所望の暖房能力を確保することが可能になる。よって、空調装置１による空調能力を低下させることなく、電気式ヒータ２３の加熱能力切替タイミングを変更することができる。
【０１５１】
尚、上記実施形態では、電気式ヒータ２３の暖房能力を３段階、即ち、最低暖房能力、中間暖房能力、最大暖房能力に変更可能に構成しているが、これに限らず、２段階であってもよいし、４段階以上であってもよい。
【０１５２】
また、本発明は、例えば、エンジンと走行用モータとを備えたハイブリッド自動車の空調装置にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５３】
以上説明したように、本発明に係る車両用空調装置は、例えば、電気自動車の空調装置として使用できる。
【符号の説明】
【０１５４】
１        車両用空調装置
２        室内ユニット
３        室外ユニット
４        制御装置
２２      エバポレータ（冷却用熱交換器）
２３      電気式ヒータ
２５      エアミックスダンパ
２８      ブロアモータ
４０      エバセンサ（冷却側温度センサ）
４２      日射センサ
４３      エアミックスダンパアクチュエータ（駆動装置）
４４      温風センサ（空気温度センサ）
６０      内気温度センサ
６１      外気温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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