(57)【要約】【課題】降水由来の水が室外熱交換部で凍結することを改善可能な車両用空調装置を提供する。【解決手段】車両用空調装置１は、冷凍装置２と、コントローラ５と、天候情報取得装置１０と、を備える。コントローラ５は、降水の有無を判定する。コントローラ５及び天候情報取得装置１０は、過去の所定の時点から現在に至るまでの降水量の天候情報を取得する。車両用空調装置１はさらに、冷凍装置２の暖房モードとして、第１運転と、コンプレッサ２０の運転負荷を第１運転時よりも低下させた暖房運転を行う第２運転と、を含む暖房モードを有する。当該暖房モードでは、現在において降水がある場合、又は、取得された天候情報の範囲内において所定期間内に所定の降水量があった場合に、第２運転を行う。【選択図】図１
2016120760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮部と、前記圧縮部流通後の前記冷媒を凝縮させる室内凝縮部と、前記室内凝縮部流通後の前記冷媒と車室外空気との間で熱交換を行う室外熱交換部と、前記室外熱交換部流通後の前記冷媒を蒸発させる室内蒸発部と、を有する冷凍装置と、
現在における降雨又は降雪としての降水の有無を判定する降水判定部と、
過去の所定の時点から現在に至るまでの降水量を含む天候情報を取得する天候情報取得部と、
を備え、
前記冷凍装置の暖房モードとして、
車室内温度と暖房目標温度に基づき暖房運転を行う第１運転と、
前記圧縮部の運転負荷を前記第１運転時よりも低下させた暖房運転を行う第２運転と、
を含み、
現在において降水がある場合、又は、前記天候情報所得部によって取得された天候情報の範囲内において所定期間内に所定の降水量があった場合に、前記第２運転を行う暖房モードを有する、
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であって、
補助暖房装置をさらに備え、
前記第２運転では、前記室外熱交換部の排出側の冷媒温度が０℃以上になるように前記圧縮部の運転負荷を制限し、
前記補助暖房装置は、前記第２運転で前記圧縮部の運転負荷の制限に応じて不足する暖房熱を補う、
ことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両用空調装置であって、
前記所定の降水量は、路面に水たまりができる量である、
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いずれか１項に記載の車両用空調装置であって、
前記所定期間内に前記所定の降水量があった後に、路面が乾いたか否かを推定する路面状態推定部をさらに備え、
前記暖房モードでは、前記路面状態推定部によって路面が乾いたと推定された場合に前記第１運転が行われる、
ことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車両用空調装置であって、
前記路面状態推定部は、取得された前記天候情報に基づく降水量と、外気温と、日射量と、降水時からの経過時間と、に基づき路面状態を推定する、
ことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項６】
請求項５に記載の車両用空調装置であって、
前記路面状態推定部は、取得された前記天候情報に基づく直近の降水の総降水量が多く、外気温が低く、且つ日射量が少ない場合ほど、長い間路面が濡れていると推定する、
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】
本発明は車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
室外熱交換器の表面に霜が発生し得る状況にあると判定したときに、循環させる冷媒の流量を減少させる蒸気圧縮式冷凍機が特許文献１で開示されている。この冷凍機では、室外熱交換器から流出する冷媒の温度が、室外空気の温度及び相対湿度に基づき算出される室外空気の露点温度未満であり、且つ水の凝固点以下である場合に、室外熱交換器の表面に霜が発生し得る状況にあると判定する。そしてこの場合に、コンプレッサの目標回転数を所定値分減算して設定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１９８０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、室外熱交換器で結露した凝縮水が凍結する場面が想定されている。しかしながら、室外熱交換器で凍結が発生する場面はこれに限られない。
【０００５】
例えば、雨天時に室外熱交換器に雨が付着したり、水たまりで跳ね返った水が室外熱交換器に付着したりした際にも、室外熱交換器で凍結が発生する可能性がある。すなわち、降雨又は降雪としての降水由来の水が室外熱交換器で凍結する可能性がある。
【０００６】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、降水由来の水が室外熱交換部で凍結することを改善可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様の車両用空調装置は、冷媒を圧縮する圧縮部と、前記圧縮部流通後の前記冷媒を凝縮させる室内凝縮部と、前記室内凝縮部流通後の前記冷媒と車室外空気との間で熱交換を行う室外熱交換部と、前記室外熱交換部流通後の前記冷媒を蒸発させる室内蒸発部と、を有する冷凍装置と、現在における降雨又は降雪としての降水の有無を判定する降水判定部と、過去の所定の時点から現在に至るまでの降水量を含む天候情報を取得する天候情報取得部と、を備える。また、前記冷凍装置の暖房モードとして、車室内温度と暖房目標温度に基づき暖房運転を行う第１運転と、前記圧縮部の運転負荷を前記第１運転時よりも低下させた暖房運転を行う第２運転と、を含み、現在において降水がある場合、又は、前記天候情報所得部によって取得された天候情報の範囲内において所定期間内に所定の降水量があった場合に、前記第２運転を行う暖房モードを有する。
【発明の効果】
【０００８】
上記態様の車両用空調装置によれば、暖房時に、降水がある場合や上記所定期間内に所定の降水量があった場合に、圧縮部の運転負荷を低下させるので、降水由来の水が室外熱交換部で凍結することを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】車両用空調装置の概略構成図である。
【図２】コントローラを示す図である。
【図３】コントローラが行う制御の一例をフローチャートで示す図である。
【図４】第２運転時のパラメータ変化の一例を示す図である。
【図５】蒸発速度を規定するマップデータの一例を模式的に示す図である。
【図６】第２コンデンサにおける凍結の影響を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は車両用空調装置１の概略構成図である。車両用空調装置１は車両に搭載されている。車両用空調装置１は、冷凍装置２を備える。
【００１１】
冷凍装置２は、コンプレッサ２０と、第１コンデンサ２１と、膨張弁２２と、第２コンデンサ２３と、エバポレータ２４と、冷媒流路２５と、第１バイパス流路２６と、バイパス弁２７と、第２バイパス流路２８と、三方弁２９と、を有する。
【００１２】
冷凍装置２の回路構成は概略、次の通りである。すなわち、コンプレッサ２０、第１コンデンサ２１、膨張弁２２、第２コンデンサ２３及びエバポレータ２４は、冷媒の流通方向に沿ってこの順に設けられる。冷媒流路２５は、これらを冷媒が循環可能になるように接続する。第１バイパス流路２６は、膨張弁２２をバイパスする。第１バイパス流路２６には、バイパス弁２７が設けられる。第２バイパス流路２８は、エバポレータ２４をバイパスする。第２バイパス流路２８の一端部は、三方弁２９を介して冷媒流路２５に接続される。
【００１３】
次に冷凍装置２の各構成について説明する。コンプレッサ２０は、冷媒を圧縮する圧縮部の一例である。コンプレッサ２０は具体的には、ロータの回転運動によって冷媒を圧縮する回転作動式のコンプレッサであり、電動コンプレッサである。
【００１４】
第１コンデンサ２１は、コンプレッサ２０流通後の冷媒を凝縮させる室内凝縮部の一例である。第１コンデンサ２１は具体的には、冷媒と車室内空調に利用する空気との間で熱交換を行うことで当該空気を加熱する。
【００１５】
膨張弁２２は、第１コンデンサ２１流通後の冷媒を膨張させる膨張部の一例である。膨張弁２２は具体的には、暖房時に冷媒を膨張させる。
【００１６】
第２コンデンサ２３は、第１コンデンサ２１流通後の冷媒と車室外空気との間で熱交換を行う室外熱交換部の一例である。第２コンデンサ２３は暖房時には、さらに膨張弁２２流通後の冷媒と車室外空気との間で熱交換を行う。第２コンデンサ２３は、冷房時には冷媒を圧縮する凝縮部として機能し、暖房時には冷媒を蒸発させる蒸発部として機能する。
【００１７】
エバポレータ２４は、第２コンデンサ２３流通後の冷媒を蒸発させる室内蒸発部の一例である。エバポレータ２４は具体的には、冷房時に冷媒と車室内空調に利用する空気との間で熱交換を行うことで、当該空気から吸熱し冷媒を蒸発させる。
【００１８】
冷媒流路２５は、冷媒の循環回路を形成する。冷媒流路２５のうち第２コンデンサ２３の排出側の部分には、冷媒温度センサ６１が設けられる。冷媒温度センサ６１は、第２コンデンサ２３の排出側の冷媒温度を検出する。
【００１９】
第１バイパス流路２６は、冷媒流路２５のうち第１コンデンサ２１及び膨張弁２２間の部分と膨張弁２２及び第２コンデンサ２３間の部分とを接続する。したがって、第１バイパス流路２６は、膨張弁２２を迂回しつつ、第１コンデンサ２１と第２コンデンサ２３とを連通させる。バイパス弁２７は、第１バイパス流路２６を開閉する開閉弁である。バイパス弁２７は開度調整弁であってもよい。
【００２０】
第２バイパス流路２８は、冷媒流路２５のうち第２コンデンサ２３及びエバポレータ２４間の部分とエバポレータ２４及びコンプレッサ２０間の部分とを接続する。したがって、第２バイパス流路２８は、エバポレータ２４を迂回しつつ、第２コンデンサ２３とコンプレッサ２０とを連通させる。
【００２１】
三方弁２９は、冷媒流路２５のうち第２コンデンサ２３及びエバポレータ２４間の部分に設けられる。三方弁２９は、冷媒流路２５を分岐して第２バイパス流路２８に接続する。三方弁２９には、第２バイパス流路２８の上流側端部が接続される。
【００２２】
第１バイパス流路２６及びバイパス弁２７は、冷媒流路２５が形成する冷媒の循環回路に対し、膨張弁２２を迂回するように変更した冷房回路を形成する。第２バイパス流路２８及び三方弁２９は、冷媒流路２５が形成する冷媒の循環回路に対し、エバポレータ２４を迂回するように変更した暖房回路を形成する。
【００２３】
車両用空調装置１は、ブロアファン３０と、ミックスドア３１と、ＰＴＣヒータ３２と、をさらに備える。
【００２４】
ブロアファン３０は、車室内に空気を送る。ブロアファン３０が送る空気は、車室内空調に利用する空気である。当該空気は、車室内空気及び車室外空気のうちから選択的に取り入れることができる。すなわち、当該空気は、外気導入又は内気循環によって取り入れることができる。
【００２５】
ブロアファン３０が送る空気の流通経路には、エバポレータ２４、ミックスドア３１、第１コンデンサ２１及びＰＴＣヒータ３２が上流側からこの順に設けられる。ブロアファン３０が送る空気は、エバポレータ２４や第１コンデンサ２１やＰＴＣヒータ３２で熱交換をした後、所定の吹き出し口を介して車室内に吹き出される。
【００２６】
ミックスドア３１は、エバポレータ２４通過後の空気の加熱度合いを調整する。ミックスドア３１の開度は、目標吹き出し温度に応じて設定される。実際の吹き出し温度は、吹き出し温度センサ６２によって検出される。
【００２７】
ＰＴＣヒータ３２は、通電発熱素子部に通電されることによって発熱し、周囲の空気を加熱する。ＰＴＣヒータ３２は、エバポレータ２４、さらには第１コンデンサ２１を通過した空気を加熱する。ＰＴＣヒータ３２は補助暖房装置の一例であり、冷凍装置２が行う暖房に対して補助的な暖房を行うことができる。
【００２８】
次に、車両用空調装置１のコントローラ５について図２を用いて説明する。
【００２９】
車両用空調装置１は、コントローラ５をさらに備える。また、車両用空調装置１は、以下に示す各種センサ・スイッチ類や天候情報取得装置１０を備える。
【００３０】
コントローラ５は電子制御装置であり、コントローラ５には各種センサ・スイッチ類からの信号が入力される。各種センサ・スイッチ類は、冷媒温度センサ６１や吹き出し温度センサ６２のほか、車室外空気の温度である外気温を検出する外気温センサ６３や、雨滴を含む水滴を検出する雨滴センサ６４や、日射量を検出する日射量センサ６５を含む。各種センサ・スイッチ類はこのほか例えば、コンプレッサ２０の作動、停止に用いられるＡ／Ｃスイッチ６６や、車室内温度の調節に用いられる温度調節スイッチ６７を含む。
【００３１】
コントローラ５は、上述した各種センサ・スイッチ類からの信号に基づき、コンプレッサ２０や、バイパス弁２７や、三方弁２９や、ブロアファン３０や、ミックスドア３１や、ＰＴＣヒータ３２を含む各種の制御対象を制御する。
【００３２】
例えば、コントローラ５は、冷房時には第１バイパス流路２６を解放し、第２バイパス流路２８を遮断することで、冷房回路を形成するようにバイパス弁２７及び三方弁２９を制御する。具体的には、バイパス弁２７を開弁するとともに、エバポレータ２４及びコンプレッサ２０のうちエバポレータ２４に選択的に冷媒を流通させるように三方弁２９を制御する。
【００３３】
また、コントローラ５は、暖房時には第１バイパス流路２６を遮断し、第２バイパス流路２８を解放することで、暖房回路を形成するようにバイパス弁２７及び三方弁２９を制御する。具体的には、バイパス弁２７を閉弁するとともに、エバポレータ２４及びコンプレッサ２０のうちコンプレッサ２０に選択的に冷媒を流通させるように三方弁２９を制御する。
【００３４】
コントローラ５には、さらに天候情報取得装置１０から天候情報が入力される。天候情報取得装置１０は、少なくとも現在地に応じた天候情報を取得する。現在地は、ＧＰＳ（Global Positioning System）によって検出することができる。天候情報の取得は、無線通信によって行うことができる。天候情報取得装置１０は具体的には例えば、天候情報を取得するように構成されたナビゲーション装置である。天候情報取得装置１０は、天候情報を取得するように構成されたＶＩＣＳ（登録商標）などの道路交通情報通信システムや、インターネットを介して天候情報を取得するように構成された情報通信装置であってもよい。
【００３５】
天候情報取得装置１０は、過去の所定の時点から現在に至るまでの降水量を含む天候情報を取得する。現在に至るまでとは、天候情報によって提供される現在又は最新の過去の降水量まで含むことを意味する。
【００３６】
過去の所定の時点は、天候情報の提供元が提供するすべての期間内、又は過去数時間以内や過去数日以内など一部の期間内の降水量を取得することで、決まってくる時点であってよい。すなわち、降水量を取得しようとする期間に応じて決まってくる時点であってよい。
【００３７】
天候情報によって提供される降水量は、１時間当たりの降水量である時間降水量のほか、１０分降水量など１時間以外の所定期間毎の降水量や、降水強度や、直近の降り始め時などある時点からの総降水量であってもよい。総降水量は、取得した天候情報に基づく降水量から算出されてもよい。降水は、降雨又は降雪としての降水であればよい。天候情報は、降水量についてのみの情報であってもよい。
【００３８】
コントローラ５は、上述した各種センサ・スイッチ類からの信号に加え、さらに天候情報取得装置１０からの天候情報に基づき、以下に示す制御を行う。
【００３９】
図３は、コントローラ５が行う制御の一例をフローチャートで示す図である。コントローラ５は、本フローチャートに示す処理を繰り返し実行する。この例では、天候情報が降水量として降雨量と降雪量とを含む場合を示す。降雨量は例えば、転倒ます型雨量計によって計測される。降雪量は例えば、さらにヒータによって雪を溶してから計測を行う温水式或いは溢水式の雨量計によって計測される。
【００４０】
ステップＳ１でコントローラ５は、Ａ／Ｃスイッチ６６がＯＮであるか否かを判定する。ステップＳ１で否定判定であれば、本フローチャートの処理は一旦終了する。ステップＳ１で肯定判定であれば、コントローラ５はステップＳ２で暖房すべきか否かを判定する。暖房すべきか否かは例えば、実際の吹き出し温度が目標吹き出し温度よりも低いか否かで判定することができる。
【００４１】
目標吹き出し温度は、温度調節スイッチ６７によって運転者が設定する設定温度、すなわち暖房目標温度を含む空調目標温度等に応じて設定される。このため、目標吹き出し温度は、暖房目標温度に基づく温度として算出される。実際の吹き出し温度は、暖房目標温度に基づく温度として算出される目標吹き出し温度に対し、車室内温度として用いることができる。車室内温度と暖房目標温度とは例えば、車室内温度を検出する内気温センサの出力と温度調節スイッチ６７の出力とに基づき検出されてもよい。
【００４２】
ステップＳ２で否定判定であれば、本フローチャートの処理は一旦終了する。この場合、コントローラ５は、車両用空調装置１を運転するための運転モードとして、冷房モードを選択することができる。冷房モードでは、冷凍装置２で冷房回路が形成され、冷房運転が行われる。
【００４３】
ステップＳ２で肯定判定であれば、処理はステップＳ３に進む。この場合、コントローラ５は車両用空調装置１を運転するための運転モードとして、暖房モードを選択する。暖房モードでは、冷凍装置２で暖房回路が形成され、暖房運転が行われる。暖房モードは、後述する第１運転及び第２運転を含む。
【００４４】
ステップＳ４で、コントローラ５は現在における降水の有無を判定する。現在における降水の有無は例えば、雨滴センサ６４の出力に基づき判定することができる。現在における降水の有無は、車両のワイパーが作動しているか否かで判定されてもよい。或いは、雨滴センサ６４が水滴を検出しており且つ車両のワイパーが作動しているか否かで判定されてもよい。ステップＳ４で否定判定であれば、現在における降水はないと判断される。この場合、処理はステップＳ５に進む。
【００４５】
ステップＳ５で、コントローラ５は外気温が０℃よりも高いか否かを判定する。ステップＳ５で肯定判定であれば、外気温に起因する凍結は発生しないと判断される。この場合、コントローラ５はステップＳ６で、天候情報取得装置１０から天候情報を取得する。また、ステップＳ７で、取得した天候情報に基づき降雨の有無を判定する。
【００４６】
ステップＳ７では、ステップＳ４の否定判定を経て降雨の有無を判定することで、取得した天候情報の範囲内において、過去に降雨があったか否かを判定することができる。コントローラ５は、取得した天候情報に含まれる降雨量がすべてゼロである場合に降雨なしと判定し、そうでない場合に降雨ありと判定する。
【００４７】
ステップＳ７で否定判定であった場合、処理はステップＳ８に進む。この場合、コントローラ５は取得した天候情報に基づき降雪の有無を判定する。降雪の有無は、ステップＳ７における降雨の有無と同様に判定することができる。
【００４８】
ステップＳ８で否定判定であった場合、処理はステップＳ９に進む。この場合、コントローラ５は、第１運転を行う。第１運転は通常のヒートポンプ運転であり、第１運転では、実際の吹き出し温度と目標吹き出し温度に基づき、すなわち車室内温度と暖房目標温度に基づき暖房運転を行う。第１運転では、実際の吹き出し温度が目標吹き出し温度になるように暖房運転を行う。ステップＳ５で否定判定であった場合、すなわち外気温が０℃よりも高い場合も同様である。ステップＳ９の後には、本フローチャートの処理は一旦終了する。
【００４９】
ステップＳ７で肯定判定であった場合、処理はステップＳ１１に進む。この場合、コントローラ５は、取得した天候情報に基づき所定期間内の降雨量を取得する。所定期間は例えば、取得した天候情報の範囲内において、ゼロよりも大きい降雨量が計測された直近の降雨の計測期間全体とすることができる。
【００５０】
ステップＳ１２で、コントローラ５は、ステップＳ１１で取得した降雨量が、所定の降雨量以上であるか否かを判定する。所定の降雨量は、路面に水たまりができる量であり、例えば１０ｍｍ／ｈである。降雨量１０ｍｍ／ｈの雨は、予報用語でやや強い雨に相当する。所定の降雨量は例えば、天候情報によって提供される降雨量の計測期間に応じた時間の降雨量として、実験などに基づき予め設定することができる。
【００５１】
ステップＳ１２で否定判定であった場合、所定期間内に所定の降雨量がなかったと判定される。この場合、処理はステップＳ９に進み、コントローラ５は第１運転を行う。ステップＳ１２で肯定判定であった場合、所定期間内に所定の降雨量があったと判定される。この場合、処理はステップＳ１５に進む。
【００５２】
ステップＳ１１で取得した降雨量が複数ある場合、ステップＳ１２でコントローラ５は、取得した複数の降雨量のうち少なくともいずれかが所定の降雨量以上である場合に、所定期間内に所定の降雨量があったと判定することができる。ステップＳ１２で、コントローラ５は、天候情報に基づく降雨量から直近の降雨の総降雨量を算出し、算出した総降雨量を所定の降雨量と比較してもよい。
【００５３】
ステップＳ８で肯定判定であった場合、処理はステップＳ１３に進む。この場合、コントローラ５は、取得した天候情報に基づき所定期間内の降雪量を取得する。所定期間内の降雪量は、ステップＳ１１で取得する降雨量と同様にして取得することができる。
【００５４】
ステップＳ１４で、コントローラ５は、ステップＳ１３で取得した降雪量が、所定の降雪量以上であるか否かを判定する。所定の降雪量は、所定の降雨量と同様、路面に水たまりができる量である。降雪があった場合、水たまりは雪解けによってできる。所定の降雪量は、所定の降雨量と同様、実験などに基づき予め設定することができる。所定の降雪量は、所定の降雨量と同じ値であってよい。
【００５５】
ステップＳ１４で否定判定であった場合、所定期間内に所定の降雪量がなかったと判定される。この場合、処理はステップＳ９に進み、コントローラ５は第１運転を行う。ステップＳ１４で肯定判定であった場合、所定期間内に所定の降雪量があったと判定される。この場合、処理はステップＳ１５に進む。
【００５６】
ステップＳ１２又はステップＳ１４の肯定判定に続き、ステップＳ１５で、コントローラ５は、路面が乾いたか否かを判定する。路面が乾いたか否かの判定は、路面状態を推定することで、推定により行うことができる。路面状態の推定方法については後述する。
【００５７】
ステップＳ１５で否定判定であれば、処理はステップＳ１６に進む。この場合、コントローラ５は、第２運転を行う。第２運転は、凍結防止運転としてのヒートポンプ運転であり、第２運転では、コンプレッサ２０の運転負荷を第１運転時よりも低下させた暖房運転を行う。第２運転では具体的には、コンプレッサ２０の運転負荷を第１運転時よりも低下させることで、コンプレッサ２０の回転速度を第１運転時よりも低下させる。ステップＳ４で肯定判定であった場合、すなわち現在における降水があると判断された場合も同様である。
【００５８】
ステップＳ１７で、コントローラ５は、ＰＴＣヒータ３２を制御する。具体的には、実際の吹き出し温度が目標吹き出し温度になるようにＰＴＣヒータ３２を制御することで、ＰＴＣヒータ３２によって吹き出し温度の制御を行う。これにより、ＰＴＣヒータ３２は、第２運転によって不足する暖房熱を補う。ステップＳ１７の後には、本フローチャートの処理は一旦終了する。
【００５９】
その後のルーチンでは、処理がステップＳ６に進む限り、路面が乾いたと推定されるまでの間、ステップＳ１５で否定判定される。結果、第２運転が継続される。一方、路面が乾いたと推定された場合には、ステップＳ１５で肯定判定される。この場合、処理はステップＳ９に進み、コントローラ５は第１運転を行う。
【００６０】
本フローチャートに示すように、暖房モードでは、ステップＳ４の肯定判定に続いてステップＳ１６の処理を行うことで、現在において降水がある場合に第２運転を行う。また、ステップＳ１２やステップＳ１４の肯定判定を経てステップＳ１６の処理を行うことで、所定期間内に所定の降水量があった場合に第２運転を行う。また、ステップＳ１５の肯定判定を経てステップＳ９の処理を行うことで、路面が乾いたと推定された場合に第１運転を行う。
【００６１】
図４は、第２運転時のパラメータ変化の一例を示す図である。図４では、パラメータとして、コンプレッサ２０の回転速度と、第２コンデンサ２３の排出側の冷媒温度を示す。図４に示すように、第２運転では具体的には、冷媒温度が０℃以上になるようにコンプレッサ２０の運転負荷、したがってコンプレッサ２０の回転速度を制限する。このような第２運転は例えば、冷媒温度が０℃以上の所定の目標温度になるようにコンプレッサ２０の運転負荷を制限することで行うことができる。所定の目標温度は、実験などに基づき予め設定することができる。所定の目標温度は一定値であってもよく、可変値であってもよい。
【００６２】
次に、路面状態の推定方法について説明する。
【００６３】
ここで、水たまりの増加量は、降水量や、降水時からの経過時間に応じて変化する。また、水たまりの減少量は、蒸発速度や、降水時からの経過時間に応じて変化する。このため、路面が乾いたか否かを推定するにあたっての路面状態は、取得された天候情報に基づく降水量と、蒸発速度と、降水時からの経過時間と、に基づき推定することができる。
【００６４】
さらに、蒸発速度は、水たまりの表面積や、外気温や、日射量に応じて変化する。また、水たまりの表面積は、水たまりの増加量に応じて変化する。したがって、降水量や、降水時からの経過時間に応じて変化する。このため、路面が乾いたか否かを推定するにあたっての路面状態は、降水量と、外気温と、日射量と、降水時からの経過時間と、に基づき推定することができる。
【００６５】
路面は、直近の降水の総降水量が多い場合ほど乾き難くなる。また、外気温が低い場合ほど乾き難くなり、日射量が少ない場合ほど乾き難くなる。そして、路面が乾き難くなると、その分、路面が乾いたと推定するまでの降水時からの経過時間は長くなる。
【００６６】
このため、路面が乾いたか否かを推定するにあたっては、取得された天候情報に基づく直近の降水の総降水量が多く、外気温が低く、且つ日射量が少ない場合ほど、長い間、路面が濡れていると推定することができる。
【００６７】
路面が乾いたか否かは具体的には、水たまりの減少量が水たまりの増加量に達したか否かを判定することで推定することができる。
【００６８】
水たまりの増加量は、換言すれば、直近の降水の総降水量に応じて変化するといえる。このため、水たまりの増加量は、総降水量に応じて予め規定することができる。また、水たまりの減少量を算出するにあたっては、図５に示すように、総降水量と、外気温と、日射量と、に応じて予め規定した蒸発速度を用いることができる。総降水量には、取得された天候情報に基づく直近の降水の総降水量を適用することができる。蒸発速度は、さらに他のパラメータに応じて規定されてもよい。降水が降雨ではなく降雪の場合、水たまりの減少量にはさらに実験等で把握した雪溶けの影響を反映させることができる。
【００６９】
次に、車両用空調装置１の主な作用効果について説明する。
【００７０】
図６は、第２コンデンサ２３における凍結の影響を説明する図である。図６では、第２コンデンサ２３に水滴が付着した状態で第１運転を行った場合と、水滴が付着していない状態で第１運転を行った場合とを示す。第１運転時に第２コンデンサ２３に水滴が付着している場合、付着した水滴は第２コンデンサ２３で行われる吸熱によって冷却され、凍結する。結果、第２コンデンサ２３における吸熱量が大幅に低下する。すなわち、第２コンデンサ２３の性能が大幅に低下し、ＣＯＰ（成績係数）が悪化する。
【００７１】
このような事情に鑑み、車両用空調装置１は、コンプレッサ２０と第１コンデンサ２１と第２コンデンサ２３とエバポレータ２４とを有する冷凍装置２と、コントローラ５と、天候情報取得装置１０と、を備える。コントローラ５は、降水の有無を判定する。コントローラ５及び天候情報取得装置１０は、過去の所定の時点から現在に至るまでの降水量の天候情報を取得する。車両用空調装置１は、冷凍装置２の暖房モードとして、実際の吹き出し温度と目標吹き出し温度に基づき暖房運転を行う第１運転と、コンプレッサ２０の運転負荷を第１運転時よりも低下させた暖房運転を行う第２運転と、を含む暖房モードを有する。当該暖房モードでは、現在において降水がある場合、又は、取得された天候情報の範囲内において所定期間内に所定の降水量があった場合に、第２運転を行う。
【００７２】
このような構成の車両用空調装置１によれば、降水がある場合や取得された天候情報の範囲内において所定期間内に所定の降水量があった場合に、コンプレッサ２０の運転負荷を低下させるので、第２コンデンサ２３で行われる吸熱を抑制することができる。結果、降水由来の水が第２コンデンサ２３で凍結することを改善することができる。
【００７３】
車両用空調装置１は、ＰＴＣヒータ３２をさらに備える。そして、第２運転では、第２コンデンサ２３の排出側の冷媒温度が０℃以上になるようにコンプレッサ２０の運転負荷を制限する。ＰＴＣヒータ３２は、第２運転でコンプレッサ２０の運転負荷の制限に応じて不足する暖房熱を補う。
【００７４】
このような構成の車両用空調装置１によれば、上記のようにコンプレッサ２０の運転負荷を制限するので、降水由来の水が第２コンデンサ２３で凍結しないようにすることができる。また、ＰＴＣヒータ３２によって暖房熱を補うので、コンプレッサ２０の運転負荷を制限しても、車室内の暖房を適切に行うことができる。
【００７５】
車両用空調装置１では、所定の降水量は、路面に水たまりができる量とされる。
【００７６】
このような構成の車両用空調装置１によれば、降水由来の水として、水たまりから跳ねた水が第２コンデンサ２３に付着する結果第２コンデンサ２３で凍結が発生することを改善することができる。
【００７７】
車両用空調装置１では、コントローラ５がさらに所定期間内に所定の降水量があった後に、路面が乾いたか否かを推定する。また、暖房モードでは、コントローラ５によって路面が乾いたと推定された場合に第１運転が行われる。
【００７８】
このような構成の車両用空調装置１によれば、降水由来の水が第２コンデンサ２３に付着しなくなるような段階で、第２運転から第１運転に暖房運転を適切に移行することができる。結果、例えばＰＴＣヒータ３２で必要以上に電力を消費しないようにすることができる。
【００７９】
車両用空調装置１では、コントローラ５は、取得された天候情報に基づく降水量と、外気温と、日射量と、降水時からの経過時間と、に基づき路面状態を推定する。
【００８０】
車両用空調装置１は、このような構成である場合に、路面が乾いたか否かについての路面状態を推定することができる。
【００８１】
車両用空調装置１では、コントローラ５は、取得された天候情報に基づく直近の降水の総降水量が多く、外気温が低く、且つ日射量が少ない場合ほど、長い間路面が濡れていると推定する。
【００８２】
車両用空調装置１は、このような構成である場合に、路面が乾いたか否かを適切に推定することができる。
【００８３】
コントローラ５は、予測降水量をさらに含む天候情報を取得してもよい。この場合、コントローラ５は、次のように天候情報を取得することが好ましい。
【００８４】
すなわち、例えば日本国内における時間降水量の最大値は統計上、１５０ｍｍ程度である。そして、このような激しい降水時に、水たまりができる量である１０ｍｍに降水量が達するまでの時間は計算上、４分程度となる。
【００８５】
したがって、例えば予測降水量が天候情報によって３０分先まで５分間隔で提供されるとした場合、更新時から４分後に天候情報をすると、すでに水たまりができる量の降水が始まっている可能性がある。結果、予測降水量に基づき第２運転を行おうとしても、第２運転の開始が遅れる可能性がある。
【００８６】
このため、コントローラ５は、例えば４分など、最大降水量の降水で水たまりができる量に降水量が達する時間よりも先の予測降水量を天候情報によって取得することが好ましい。この場合、例えば当該先の予測降水量のうち直近の予測降水量やその次の予測降水量などいずれかが所定の降水量である場合に、第２運転を行うことができる。最大降水量は、車両用空調装置１が使用される地域で統計上、認められるものであればよい。また、最大降水量は、時間降水量や他の計測期間の降水量のうちから適宜選択されてよい。
【００８７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【００８８】
１    車両用空調装置
２    冷凍装置
５    コントローラ
１０  天候情報取得装置
２０  コンプレッサ
２１  第１コンデンサ
２３  第２コンデンサ
２４  エバポレータ
３２  ＰＴＣヒータ
【図１】
2016120760.tif 000003
【図２】
2016120760.tif 000004
【図３】
2016120760.tif 000005
【図４】
2016120760.tif 000006
【図５】
2016120760.tif 000007
【図６】
2016120760.tif 000008