車両用空調装置
【課題】プレ空調時に消費されるエネルギを有効に利用可能な車両用空調装置を提供する。
【解決手段】プレ空調の運転モードとして、冷凍サイクル３０の圧縮機３１と送風機１２を作動との双方させるプレ空調運転モード、および圧縮機３１の作動を禁止するとともに送風機１２を作動させるプレ送風運転モードの２つの運転モードを設け、さらに、乗員の意思によって、プレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードのうち一方の運転モードを選択する運転モード切替スイッチ９０ｂを設ける。これにより、プレ送風運転モード時に、圧縮機３１の不必要なエネルギ消費を抑制して、プレ空調のために消費されるエネルギを有効に利用できる。
【解決手段】プレ空調の運転モードとして、冷凍サイクル３０の圧縮機３１と送風機１２を作動との双方させるプレ空調運転モード、および圧縮機３１の作動を禁止するとともに送風機１２を作動させるプレ送風運転モードの２つの運転モードを設け、さらに、乗員の意思によって、プレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードのうち一方の運転モードを選択する運転モード切替スイッチ９０ｂを設ける。これにより、プレ送風運転モード時に、圧縮機３１の不必要なエネルギ消費を抑制して、プレ空調のために消費されるエネルギを有効に利用できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗員が車両に乗り込む前に車室内の空調を開始するプレ空調を行う車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に、乗員が車両に乗り込む前に車室内の空調を開始するプレ空調を行う車両用空調装置が開示されている。この特許文献１の車両用空調装置では、車室内送風空気の温度を調整するための冷凍サイクルにおいて冷媒を圧縮して吐出する圧縮機として、バッテリから電力を供給されて作動する電動圧縮機を採用している。
【０００３】
そして、プレ空調時にバッテリに蓄電残量に応じて、電動圧縮機の冷媒吐出能力（具体的には、回転数）の上限値を設定し、この上限値を超えない範囲で電動圧縮機を作動させている。これにより、ある程度の空調能力を発揮させつつ電動圧縮機の消費電力を低減して、乗員の快適性とバッテリの消費電力の低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−７６５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の空調装置では、バッテリの蓄電残量の低下に伴って電動圧縮機の冷媒吐出能力を低下させているため、バッテリの蓄電残量が低下に伴って車室内の空調を十分に行うことができなくなる。しかも、バッテリの蓄電残量が所定残量よりも低下すると電動圧縮機を停止させてしまうため、車室内空調を行うことができない（特許文献１の図６参照）。
【０００６】
従って、特許文献１の空調装置では、実施的に、バッテリの蓄電残量が少なくなると、十分なプレ空調を行うことができなくなり、バッテリに蓄えられている電力を有効に利用することができない。さらに、十分な空調を行うことができない状態で電動圧縮機を作動させることは、不必要なエネルギ消費（電力消費）につながり、自然環境に対する保護意識の高い乗員の満足感を損なう。
【０００７】
上記点に鑑みて、本発明は、プレ空調時に消費される不必要なエネルギ消費を抑制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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車室内へ空気を送風する送風機（１２）と、送風機（１２）に車室外空気を吸入させる外気モードおよび車室内空気を吸入させる内気モードを切り替える内外気切替手段（２０）と、送風機（１２）によって送風された送風空気の温度を調整する蒸気圧縮式の冷凍サイクル（３０）とを備え、乗員が車両に乗り込む前に車室内の空調を開始するプレ空調を実行可能な車両用空調装置であって、プレ空調を行う際の運転モードとして、送風機（１２）を作動させるとともに冷凍サイクル（３０）の圧縮機（３１）を作動させるプレ空調運転モード、および、送風機（１２）を作動させるとともに圧縮機（３１）の作動を禁止するプレ送風運転モードを有し、
プレ送風運転モード時に車室内の温度を低下させる際には、内外気切替手段（２０）を外気モードへ切り替え、さらに、プレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードのうち、いずれか一方の運転モードを乗員が選択する運転モード選択手段（９０ｂ）を備える車両用空調装置を特徴とする。
【０００９】
これによれば、プレ空調を行う際の運転モードとして、プレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードを有しているので、プレ空調時に消費されるエネルギを有効に利用することができる。つまり、車室内の十分な空調を行う際には、プレ空調運転モードを選択することによって、送風機（１２）および冷凍サイクル（３０）の圧縮機（３１）を作動させて、車室内の十分な空調を行うためにエネルギを利用できる。
【００１０】
一方、車室内の温度をある程度低下させる際には、プレ送風運転モードを選択することによって、圧縮機（３１）よりも消費エネルギの少ない送風機（１２）を作動させて車室内に車室外空気を取り入れ、ある程度車室内温度を低下させることができる。従って、プレ送風運転モードでは、冷凍サイクル（３０）の圧縮機（３１）の不必要なエネルギ消費を抑制して、プレ空調のために消費されるエネルギを有効に利用できる。
【００１１】
さらに、運転モード選択手段（９０ｂ）を備えているので、乗員の意思によって、プレ送風運転モードを選択することができる。従って、自然環境に対する保護意識の高い乗員の満足感を損なうこともない。なお、本請求項における乗員とは車両に乗り込んでいる乗員のみならず、車両に乗り込む前の乗員等を含む意味である。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両用空調装置において、圧縮機（３１）よりも少ない消費エネルギで送風空気を加熱する加熱手段（１５）を備え、プレ送風運転モード時に車室内の温度を上昇させる際には、加熱手段（１５）を作動させるとともに、内外気切替手段（２０）を内気モードへ切り替えることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、プレ送風運転モードを選択することによって、圧縮機（３１）よりも消費エネルギの少ない送風機（１２）および加熱手段（１５）を作動させて温度上昇させた送風空気を車室内に循環送風させることができる。従って、車室内の温度を上昇させる際にも、プレ空調時に消費されるエネルギを有効に利用できる。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の車両用空調装置において、プレ空調運転モード時に、内外気切替手段（２０）を内気モードへ切り替えることを特徴とする。これによれば、冷凍サイクル（３０）によって温度調整された送風空気を車室内に循環送風させることができ、より一層、プレ空調時に消費されるエネルギを有効に利用できる。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３いずれか１つに記載の車両用空調装置において、運転モード選択手段は、プレ空調運転モードが選択されていることを示す状態とプレ送風運転モードが選択されていることを示す状態とを選択的に切り替える単一のスイッチ（９０ｂ）で構成されていることを特徴とする。
【００１６】
これによれば、乗員がプレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードを切り替える際の操作性を向上できる。さらに、２つのスイッチを採用する場合に対して、車両用空調装置の製造コストを低減できる。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、運転モード選択手段（９０ｂ）は、プレ空調が開始される前であっても、予めプレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードのうち、いずれか一方のモードを選択可能であること特徴とする。
【００１８】
これによれば、予めプレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードのうち、いずれか一方を選択しておくことで、乗員がプレ空調の作動開始操作を行うだけで、所望の運転モードでプレ空調を行うことができる。
【００１９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。
【図２】第１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。
【図３】第１実施形態のＰＴＣヒータの回路図である。
【図４】第１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。
【図５】第１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。
【図６】第１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。
【図７】第１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。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１実施形態）
以下、図面を用いて本発明の第１実施形態を説明する。図１は、本実施形態の車両用空調装置１の全体構成図であり、図２は、車両用空調装置１の電気制御部の構成を示すブロック図である。本実施形態の車両用空調装置１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ている。
【００２２】
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。
【００２３】
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、発電機８０を作動させるためにも用いられる。
【００２４】
そして、発電機８０にて発電された電力はバッテリ８１に蓄えることができ、バッテリ８１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。
【００２５】
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、冷凍サイクル３０、図２に示す空調制御装置５０等を備えている。また、この車両用空調装置１は、乗員が車両に乗り込む前に車室内の温度を低下させるための空調（冷房）を開始するプレ空調を行うことができる。
【００２６】
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。
【００２７】
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手段としての内外気切替箱２０が配置されている。
【００２８】
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、ケーシング１１内へ導入させる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。
【００２９】
従って、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、後述する空調制御装置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。
【００３０】
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。
【００３１】
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手段である送風機１２（ブロア）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。従って、この電動モータは、送風機１２の送風能力変更手段を構成している。
【００３２】
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機１２から送風された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として機能するものである。具体的には、蒸発器１３は、圧縮機３１、凝縮器３２、気液分離器３３および膨張弁３４等とともに、蒸気圧縮式の冷凍サイクル３０を構成している。
【００３３】
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。
【００３４】
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。従って、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。なお、本実施形態の圧縮機３１を作動させるために必要な消費電力は、前述の送風機１２に送風を作動させるために必要な消費電力よりも大きい。
【００３５】
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、圧縮機３１吐出冷媒を凝縮させるものである。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。
【００３６】
気液分離器３３は、凝縮器３２にて凝縮された冷媒を気液分離して余剰冷媒を蓄えるとともに、液相冷媒のみを下流側に流すものである。膨張弁３４は、気液分離器３３から流出した液相冷媒を減圧膨張させる減圧手段である。蒸発器１３は、膨張弁３４にて減圧膨張された冷媒を蒸発させて、冷媒に吸熱作用を発揮させるものである。これにより、蒸発器１３は、送風空気を冷却する冷却用熱交換器として機能する。
【００３７】
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。
【００３８】
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ヒータコア１４およびＰＴＣヒータ１５が、送風空気流れ方向に向かってこの順に配置されている。ヒータコア１４は、エンジンＥＧを冷却するエンジン冷却水（以下、単に冷却水という。）と蒸発器１３通過後の送風空気とを熱交換させて、蒸発器１３通過後の送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。
【００３９】
具体的には、ヒータコア１４とエンジンＥＧは、冷却水流路４１によって接続されて、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が配置されている。この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。
【００４０】
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。なお、本実施形態のＰＴＣヒータ１５を作動させるために必要な消費電力は、冷凍サイクル３０の圧縮機３１を作動させるために必要な消費電力よりも少ない。
【００４１】
より具体的には、このＰＴＣヒータ１５は、図３に示すように、複数（本実施形態では、３本）のＰＴＣヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃから構成されている。なお、図３は、本実施形態のＰＴＣヒータ１５の電気的接続態様を示す回路図である。
【００４２】
図３に示すように、各ＰＴＣヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃの正極側はバッテリ８１側に接続され、負極側は各ＰＴＣヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃが有する各スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を介して、グランド側へ接続されている。各スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３は、各ＰＴＣヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃが有する各ＰＴＣ素子ｈ１、ｈ２、ｈ３の通電状態（ＯＮ状態）と非通電状態（ＯＦＦ状態）とを切り替えるものである。
【００４３】
さらに、各スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３の作動は、空調制御装置５０から出力される制御信号によって、独立して制御される。従って、空調制御装置５０は、各スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３の通電状態と非通電状態とを独立に切り替えることによって、各ＰＴＣヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃのうち、通電状態となり加熱能力を発揮するものを切り替えて、ＰＴＣヒータ１５全体としての加熱能力を変化させることができる。
【００４４】
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。従って、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。
【００４５】
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。
【００４６】
従って、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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
さらに、乗員が後述する操作パネル６０のスイッチをマニュアル操作することによって、デフロスタ吹出口を全開してデフロスタ吹出口から車両フロント窓ガラス内面に空気を吹き出すデフロスタモードとすることもできる。
【００５２】
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およびエンジン制御装置７０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各種機器の作動を制御する。
【００５３】
エンジン制御装置７０の出力側には、エンジンＥＧを構成する各種エンジン構成機器等が接続されている。具体的には、エンジンＥＧを始動させるスタータ、エンジンＥＧに燃料を供給する燃料噴射弁（インジェクタ）の駆動回路（いずれも図示せず）等が接続されている。
【００５４】
また、エンジン制御装置７０の入力側には、バッテリ８１の端子間電圧ＶＢを検出する電圧計、アクセル開度Ａｃｃを検出するアクセル開度センサ、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ（いずれも図示せず）等の種々のエンジン制御用のセンサ群が接続されている。
【００５５】
空調制御装置５０の出力側には、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１〜第３ＰＴＣヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、電動ウォータポンプ４２等が接続されている。
【００５６】
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）、エンジンＥＧから流出した冷却水の冷却水温度Ｔｗを検出する冷却水温度センサ５８等の種々の空調制御用のセンサ群の検出信号が接続されている。
【００５７】
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。
【００５８】
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、車両用空調装置１の自動制御を設定あるいは解除するオートスイッチ、吸込口モードを切り替える吸込口モードスイッチ、吹出口モードを切り替える吹出口モードスイッチ、送風機１２の風量設定スイッチ、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ、冷凍サイクルの省動力化を優先させる省動力化要求信号を出力するエコノミースイッチ等が設けられている。
【００５９】
また、空調制御装置５０は、乗員が携帯する無線端末９０（リモコン）からの信号を受信するリモコン信号受信部５０ａを有している。無線端末９０は、乗員が前述のプレ空調を行うことの要求信号を出力するものである。従って、乗員は車両から離れた場所からプレ空調のために車両用空調装置１を始動させることができる。
【００６０】
さらに、無線端末９０には、プレ空調のスタートスイッチ９０ａと、プレ空調の運転モードをプレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードのうち、いずれか一方の運転モードに切り替える運転モード選択手段としての運転モード切替スイッチ９０ｂが設けられている。
【００６１】
プレ空調運転モードとは、送風機１２、冷凍サイクル３０およびＰＴＣヒータ１５を作動させた状態で、送風空気の温度調整を行って車室内の空調を行う運転モードである。なお、プレ空調運転モードでは、ＰＴＣヒータ１５を常時作動させる必要はなく、必要に応じてＰＴＣヒータ１５の作動させるか否かを決定すればよい。換言すると、プレ空調運転モードは、少なくとも送風機１２および圧縮機３１を作動させる運転モードである。
【００６２】
一方、プレ送風運転モードとは、冷凍サイクル３０を作動させることなく、送風機１２を作動させた状態で、送風空気の温度調整を行って車室内の空調を行う運転モードである。換言すると、圧縮機３１の作動を禁止して、少なくとも送風機１２を作動させる運転モードである。
【００６３】
また、無線端末９０に設けられた運転モード切替スイッチ９０ｂは、運転モード選択手段は、プレ空調運転モードが選択されていることを示す状態とプレ送風運転モードが選択されていることを示す状態とを選択的に切り替える単一のスイッチで構成されている。
【００６４】
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の作動要求指令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。
【００６５】
また、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、圧縮機３１の電動モータ３１ｂに接続されたインバータ６１から出力される交流電圧の周波数を制御して、圧縮機３１の冷媒吐出能力を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）を吐出能力制御手段５０ｂとし、送風手段である送風機１２の作動を制御して、送風機１２の送風能力を制御する構成を送風能力制御手段５０ｃとする。もちろん、吐出能力制御手段５０ｂ等を空調制御装置５０に対して別体で構成してもよい。
【００６６】
次に、図４〜図７により、上記構成における本実施形態の車両用空調装置１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。この制御処理は、車両システムが停止している場合でも、バッテリから空調制御装置５０に電力が供給されることによって実行される。なお、図４〜図７中の各制御ステップは、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。
【００６７】
まず、ステップＳ１では、プレ空調のスタートスイッチ９０ａ、あるいは操作パネル６０の車両用空調装置１の作動スイッチが投入（ＯＮ）されたか否かを判定する。そして、プレ空調のスタートスイッチ９０ａ、あるいは車両用空調装置の作動スイッチが投入されるとステップＳ２へ進む。
【００６８】
ステップＳ２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。
【００６９】
次に、ステップＳ３では、操作パネル６０の操作信号等を読み込んでステップＳ４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によって設定される車室内設定温度Ｔｓｅｔ、オートスイッチによる設定信号（自動制御要求信号、自動制御解除信号）、吸込口モードスイッチの設定信号、エコノミースイッチの操作に応じて出力される省動力化要求信号、運転モード切替スイッチ９０ｂによって選択される運転モード選択信号がある。
【００７０】
なお、運転モード切替スイッチ９０ｂによって選択される運転モード選択信号は、プレ空調のスタートスイッチ９０ａが投入された際に、同時に無線端末９０から出力される信号である。
【００７１】
次に、ステップＳ４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む。また、このステップＳ４では、エンジン制御装置７０の入力側に接続されたセンサ群の検出信号、およびエンジン制御装置７０から出力される制御信号等の一部も、エンジン制御装置７０から読み込んでいる。
【００７２】
次に、ステップＳ５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。
【００７３】
続くステップＳ６〜Ｓ１３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Ｓ６では、エアミックスドア１９の目標開度ＳＷを目標吹出温度ＴＡＯ、蒸発器温度センサ５６によって検出された吹出空気温度ＴＥ、エアミックス前の温風温度ＴＷＤに基づいて算出する。
【００７４】
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）
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冷却水温度、ΔＴｐｔｃは、ＰＴＣヒータ１５の作動による吹出温上昇量、すなわち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。
【００７５】
つまり、式Ｆ３では、エアミックス前の温風温度ＴＷＤを、ヒータコア１４による吹出温上昇量（Ｔｗ×０．８＋ＴＥ×０．２）とＰＴＣヒータ１５の作動による吹出温上昇量ΔＴｐｔｃとの合計値として求めている。
【００７６】
ヒータコア１４による吹出温上昇量（Ｔｗ×０．８＋ＴＥ×０．２）は、ヒータコア１４の熱交換効率が１００％とすれば、送風空気はヒータコア１４にて冷却水温度Ｔｗまで上昇すると考えられる。これに対して、実際のヒータコア１４では、熱交換効率が８０％前後となってしまうことから０．８という係数を決定している。
【００７７】
また、本発明者らの検討により、ヒータコア１４へ流入する送風空気の温度によっても、ヒータコア１４による吹出温上昇量が変化することが判っている。ヒータコア１４へ流入する送風空気の温度は、蒸発器１３にて冷却された冷風の温度であるから、吹出空気温度ＴＥを採用することができる。そして、このヒータコア１４へ流入する送風空気の温度の吹出温上昇量に対する寄与度として実験的に求められた０．２という係数を採用している。
【００７８】
一方、ＰＴＣヒータ１５の作動による吹出温上昇量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通過風量Ｖａとしては、送風機１２の送風空気量に対して、前回のステップＳ５で算出したエアミックス開度ＳＷを考慮したものを用いている。
【００７９】
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。
【００８０】
次のステップＳ７では、送風機１２の送風能力（送風量）を決定する。具体的には、ステップＳ５にて決定された目標吹出温度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、送風機１２の送風能力（具体的には、電動モータに印加するブロワモータ電圧）を決定する。
【００８１】
より詳細には、本実施形態の制御マップでは、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にして、送風機３２の送風量Ｇａを最大風量に制御する。さらに、ＴＡＯが極低温域あるいは極高温域から中間温度域に向かうに伴って、ブロワモータ電圧を減少させて送風量を減少させる。
【００８２】
次のステップＳ８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。このステップＳ８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、ステップＳ１にてプレ空調のスタートスイッチ９０ａが投入されていると判定されたプレ空調状態であるか否かを判定する。
【００８３】
ステップＳ２１にて、プレ空調状態であると判定された場合には、ステップＳ２２へ進み、運転モード切替スイッチ９０ｂによって選択された運転モードが、プレ空調運転モードであるかプレ送風運転モードであるかを判定する。
【００８４】
ステップＳ２２にて、選択された運転モードがプレ空調運転モードであるとされた際には、ステップＳ２３へ進み内外気切替箱２０を内気モードとすることが決定されて、ステップＳ９へ進む。また、選択された運転モードがプレ送風運転モードであるとされた際には、ステップＳ２４へ進み内外気切替箱２０を外気モードとすることが決定されて、ステップＳ９へ進む。
【００８５】
一方、ステップＳ２１にて、プレ空調状態でないと判定された場合には、ステップＳ２５へ進み、ステップＳ３で読み込んだオートスイッチによる設定信号が自動制御要求信号であるか自動制御解除信号であるかを判定する。ステップＳ２５にて、オートスイッチによる設定信号が、自動制御要求信号であると判定された場合は、ステップＳ２６へ進む。
【００８６】
ステップＳ２６では、目標吹出温度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、吸込口モードを決定する。具体的には、ＴＡＯが上昇過程にあるときは、ＴＡＯ≧第１所定温度Ｔ１であれば外気モードとし、第１所定温度Ｔ１＞ＴＡＯ≧第２所定温度Ｔ２であれば内外気混入モードとし、第２所定温度Ｔ２＞ＴＡＯであれば内気モードとする。
【００８７】
一方、ＴＡＯが下降過程にあるときは、第３所定温度Ｔ３≧ＴＡＯであれば内気モードとし、第３所定温度Ｔ３≧ＴＡＯ＞第２所定温度Ｔ２であれば内外気混入モードとし、ＴＡＯ＞第２所定温度Ｔ２であれば、外気モードとしてステップＳ９へ進む。なお、各所定温度には、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３の関係がある。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。
【００８８】
また、ステップＳ２５にて、オートスイッチによる設定信号が、自動制御解除信号であると判定された場合は、ステップＳ２７へ進む。ステップＳ２７では、ステップＳ３で読み込んだ吸込口モードスイッチの設定信号に応じて、内気モードあるいは外気モードが決定されて、ステップＳ９へ進む。
【００８９】
次のステップＳ９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。
【００９０】
従って、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。
【００９１】
次のステップＳ１０では、圧縮機３１の冷媒吐出能力（具体的には、回転数（ｒｐｍ））を決定する。このステップＳ１０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。まず、ステップＳ３１では、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。
【００９２】
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ｆｎ−１に対する仮の回転数変化量Δｆ＿Ｃ（ｒｐｍ）を決定する。
【００９３】
次のステップＳ３２では、前述の制御ステップＳ２１と同様に、プレ空調状態であるか否かを判定する。ステップＳ３２にて、プレ空調状態であると判定された場合には、ステップＳ３３へ進み、運転モード切替スイッチ９０ｂによって選択された運転モードが、プレ空調運転モードであるかプレ送風運転モードであるかを判定する。
【００９４】
ステップＳ３３にて、選択された運転モードがプレ空調運転モードであるとされた際には、ステップＳ３４へ進み、前回の圧縮機回転数ｆｎ−１（ｒｐｍ）に対するプレ空調運転モードにおける仮の回転数変化量Δｆ＿ＰＲＥ（ｒｐｍ）を決定する。
【００９５】
具体的には、バッテリ８１の使用許可電力から圧縮機３１の消費電力を減算した値に基づいて、予め空調制御装置７０に記憶されている制御マップを参照して、プレ空調運転モード時の仮の回転数変化量Δｆ＿ＰＲＥを決定する。本実施形態の制御マップでは、バッテリ８１の使用許可電力から圧縮機３１の消費電力を減算した値の増加に伴って、プレ空調運転モード時の仮の回転数変化量Δｆ＿ＰＲＥを増加させるように決定する。
【００９６】
ここで、バッテリ８１の使用許可電力は、エンジン制御装置７０から取得したバッテリ８１の端子間電圧ＶＢから算定することができる。さらに、圧縮機３１の消費電力は、例えば、前回の圧縮機回転数ｆｎ−１、あるいは前回の圧縮機回転数ｆｎ−１にステップＳ３１で決定した仮の回転数変化量Δｆ＿Ｃを加算した仮の圧縮機回転数に基づいて、予め予め空調制御装置７０に記憶されている制御マップを参照して決定することができる。
【００９７】
次のステップＳ３５では、ステップＳ３１で決定された仮の回転数変化量Δｆ＿Ｃと、ステップＳ３４で決定されたプレ空調運転モード時の仮の回転数変化量Δｆ＿ＰＲＥとのうち、小さい値を今回の回転数変化量Δｆと決定する。
【００９８】
次のステップＳ３６では、乗員の要求を反映する要求圧縮機回転数ｆ（ＵＳＥＲ）（ｒｐｍ）の値を設定する。ステップＳ３６は、ステップＳ３２にて、乗員がプレ空調運転モードを選択して、圧縮機３１を作動させることを要求していることを反映するため、要求圧縮機回転数ｆ（ＵＳＥＲ）＝１００００として、ステップＳ３９へ進む。なお、本実施形態の圧縮機３１としては、実際の最高回転数が１００００ｒｐｍ以下となるものが採用されている。
【００９９】
一方、ステップＳ３２にて、運転モード切替スイッチ９０ｂによって選択された運転モードが、プレ送風運転モードであると判定された場合は、ステップＳ３７へ進み、乗員がプレ空調運転モードを選択して、圧縮機３１を作動させることを要求していないことを反映させるために、要求圧縮機回転数ｆ（ＵＳＥＲ）＝０として、ステップＳ３９へ進む。
【０１００】
また、ステップＳ３２にて、プレ空調状態でないと判定された場合には、ステップＳ３８へ進み、ステップＳ３１で決定された仮の回転数変化量Δｆ＿Ｃを今回の回転数変化量Δｆと決定して、ステップＳ３９へ進む。
【０１０１】
そして、ステップＳ３９では、前回の圧縮機回転数ｆｎ−１に回転数変化量Δｆを加算した値および要求圧縮機回転数ｆ（ＵＳＥＲ）のうち、小さい方の回転数を今回の圧縮機回転数ｆｎとして更新する。なお、この圧縮機回転数ｆｎの更新は、１秒毎の制御周期で実行される。
【０１０２】
つまり、本実施形態の制御ステップＳ１０では、乗員によってプレ空調運転モードが要求されている際には、バッテリ８１の電力残量に応じて、圧縮機３１の回転数変化量を決定し、プレ送風運転モードが要求されている際には、バッテリ８１の電力残量によらず、圧縮機３１の回転数を０（ｒｐｍ）とすることができる。
【０１０３】
次のステップＳ１１では、ＰＴＣヒータ１５の作動本数を決定する。ＰＴＣヒータ１５の作動本数は、エアミックス開度ＳＷおよび冷却水温度Ｔｗに応じて決定される。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。従って、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。
【０１０４】
そこで、本実施形態では、まず、エアミックス開度ＳＷが予め定めた基準開度（本実施形態では、４０％）より小さい場合は、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１５の作動状態を非通電（ＯＦＦ）に決定する。一方、エアミックス開度ＳＷが予め定めた基準開度以上であれば、ＰＴＣヒータ１５を作動させる必要があるものとして、ＰＴＣヒータ１５の作動状態を通電（ＯＮ）に決定する。
【０１０５】
次に、ＰＴＣヒータ１５の作動状態が通電（ＯＮ）に決定された場合は、冷却水温度Ｔｗに基づいて、予め定めた制御マップを参照して、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の低下に伴って、ＰＴＣヒータ１５の作動本数を増加させる。
【０１０６】
次のステップＳ１２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の作動要求信号（エンジンＯＮ要求）を出力するか否かを決定する。
【０１０７】
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、走行時に常時エンジンを作動させているので冷却水も常時高温となる。従って、通常の車両では冷却水をヒータコア１４に流通させることで十分な暖房性能を発揮することができる。
【０１０８】
これに対して、本実施形態のハイブリッド車両では、バッテリ８１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の停止頻度が高くなると冷却水温度が４０℃程度となってしまい、ヒータコア１４にて十分な暖房性能が発揮できなくなる。
【０１０９】
そこで、本実施形態では、高い暖房性能が必要にもかかわらず冷却水温度Ｔｗが予め定めた基準冷却水温度よりも低いときは、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を出力している。
【０１１０】
なお、このような作動要求信号の出力は、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、燃費を悪化させる要因となる。このため、作動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。
【０１１１】
従って、本実施形態では、プレ空調時には、空調制御装置５０からエンジン制御装置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禁止している。さらに、例えば、エコノミースイッチによって省動力化要求信号が出力されている場合には、エンジンＥＧの作動要求信号を出力する頻度を低下させるようにしてもよい。
【０１１２】
次のステップ１３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の作動させるか否かを決定する。このステップＳ１３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。
【０１１３】
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、かえって吹出口からの吹出空気温度を低くしてしまうからである。
【０１１４】
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Ｓ５２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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
また、本実施形態では、プレ空調時にプレ送風運転モードが選択されている場合は、電動ウォータポンプ４２を停止（ＯＦＦ）させている。なお、プレ空調時であっても、前回、車両を停止してからの経過時間が短い場合は、エンジンＥＧおよび冷却水回路４０を構成する各機器の熱容量によって、冷却水温度Ｔｗが吹出空気温度ＴＥより高い場合もある。従って、プレ空調運転モードでは、図７と同様の制御を行うことができる。
【０１１７】
ステップＳ１４では、上述のステップＳ５〜Ｓ１３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。
【０１１８】
これにより、例えば、空調制御装置５０の吐出能力制御手段５０ｂからインバータ６１に対して制御信号が出力され、送風能力制御手段５０ｃから送風機１２の電動モータに対して制御電圧（ブロア電圧Ｖ）が出力される。さらに、空調制御装置５０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。
【０１１９】
次のステップＳ１５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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
さらに、本実施形態の車両用空調装置では、プレ空調時にプレ空調運転モードが選択されると、ステップＳ１０にて説明したように、バッテリ８１の電力残量に応じて、圧縮機３１の回転数を決定している。つまり、プレ空調運転モードでは、送風機１２および冷凍サイクル３０を作動させて、バッテリ８１に蓄えられた電力（エネルギ）を車室内の空調（冷房）を行うために適切に利用できる。
【０１２５】
しかも、プレ空調運転モードでは、ステップＳ８にて説明したように内外気切替箱２０を内気モードに切り替えるので、温度調整された送風空気を車室内に循環送風させて、効率的に車室内の空調を行うことができる。
【０１２６】
一方、プレ空調時にプレ送風運転モードが選択されると、ステップＳ１０にて説明したように、圧縮機３１の回転数を０（ｒｐｍ）として圧縮機３１の作動を禁止している。さらに、ステップＳ８にて説明したように、内外気切替箱２０を外気モードに切り替えるので、車室内に車室外空気を取り入れることができる。
【０１２７】
従って、プレ送風運転モードでは、車室内を換気することによって、ある程度車室内の温度を低下させることができる。さらに、圧縮機３１の不必要なエネルギ消費を抑制して、プレ空調のために消費されるエネルギを有効に利用できる。
【０１２８】
しかも、本実施形態では、乗員が運転モード切替スイッチ９０ｂによって、プレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードを選択することができる。従って、例えば、プレ空調時に消費される電力の残量に十分な余裕がある場合であっても乗員の意思によって、プレ送風運転モードを選択することができる。
【０１２９】
その結果、プレ空調時に消費される電力の残量に十分な余裕がある場合であっても、圧縮機３１の不必要なエネルギ消費を抑制することができるので、自然環境に対する保護意識の高い乗員の満足感を向上することができる。
【０１３０】
また、本実施形態の運転モード切替スイッチ９０ｂは、プレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードを選択的に切り替える単一のスイッチとして構成されているので、乗員がプレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードを切り替える際の操作性を向上できる。さらに、２つのスイッチを採用する場合に対して、車両用空調装置１の製造コストを低減できる。
【０１３１】
さらに、この運転モード切替スイッチ９０ｂは、プレ空調のスタートスイッチ９０ａに対して独立して設けられているので、乗員が予めプレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードのうち、いずれか一方を選択しておくことができる。従って、乗員はプレ空調のスタートスイッチ９０ａを操作するだけで、所望の運転モードでプレ空調を行うことができる。
【０１３２】
（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、乗員が車両に乗り込む前に車室内の温度を低下させるためのプレ空調、すなわち冷房としてのプレ空調を前提とした例を説明したが、本実施形態では、乗員が車両に乗り込む前に車室内の温度を上昇させるプレ空調、すなわち暖房としてのプレ空調も実行可能としたものである。
【０１３３】
具体的には、図５のステップＳ２２にて、選択された運転モードがプレ送風運転モードであるとされた際には、外気温Ｔａｍと車室内温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度Ｔｓｅｔとを比較する。
【０１３４】
外気温Ｔａｍが車室内設定温度Ｔｓｅｔよりも高い場合は、車室内の温度を低下させる必要があるので、第１実施形態と同様に内外気切替箱２０を外気モードとする。一方、外気温Ｔａｍが車室内設定温度Ｔｓｅｔよりも低い場合は、車室内の温度を上昇させる必要があるので、外気を車室内に導入させることは、かえって車室内の温度を低下させてしまうので望ましくない。
【０１３５】
そこで、外気温Ｔａｍが車室内設定温度Ｔｓｅｔよりも低い場合は、エアミックス開度ＳＷおよび冷却水温度Ｔｗによらず、ＰＴＣヒータ１５を作動させることを決定するとともに、ステップＳ２４へ進み内外気切替箱２０を内気モードとすることが決定されて、ステップＳ９へ進む。その他の構成および制御態様は、第１実施形態と同様である。
【０１３６】
従って、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得られるだけでなく、乗員によってプレ送風運転モードが選択されると、圧縮機３１よりも消費電力の少ない送風機１２およびＰＴＣヒータ１５を作動させて車室内の温度を上昇させることができる。従って、車室内の温度を低下させる冷房用のプレ空調のみならず、車室内の温度を上昇させる暖房用のプレ空調においても、プレ空調のために消費されるエネルギを有効に利用できる。
【０１３７】
（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。
【０１３８】
（１）上述の実施形態では、乗員が運転モード切替スイッチ９０ｂを操作することによって、プレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードを選択した例を説明したが、プレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードを選択はこれに限定されない。
【０１３９】
例えば、バッテリ８１の端子間電圧ＶＢから推定されるバッテリ８１の蓄電残量が予め定めた基準蓄電量以上の場合は、乗員の選択した運転モードとし、バッテリ８１の蓄電残量が基準蓄電量より少ない場合は、乗員の選択した運転モードによらずプレ送風運転モードを優先するようにしてもよい。
【０１４０】
（２）上述の実施形態では、本発明のハイブリッド車両に適用した例を説明しているが、本発明の適用はこれに限定されない。例えば、通常のガソリン車両、ディーゼル車両、および電気自動車等に適用してもよい。また、上述の実施形態では、加熱手段としてＰＴＣヒータ１５を採用した例を説明したが、加熱手段はこれに限定されない。電力を供給することによって発熱する加熱手段であれば、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。
【０１４１】
（３）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。
【０１４２】
例えば、エンジンＥＧを発電機８０の駆動源として用い、発電された電力をバッテリ８１に蓄え、さらに、バッテリ８１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。
【符号の説明】
【０１４３】
１２ 送風機
１５ ＰＴＣヒータ
２０ 内外気切替箱
３０ 冷凍サイクル
３１ 圧縮機
９０ｂ 運転モード切替スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗員が車両に乗り込む前に車室内の空調を開始するプレ空調を行う車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に、乗員が車両に乗り込む前に車室内の空調を開始するプレ空調を行う車両用空調装置が開示されている。この特許文献１の車両用空調装置では、車室内送風空気の温度を調整するための冷凍サイクルにおいて冷媒を圧縮して吐出する圧縮機として、バッテリから電力を供給されて作動する電動圧縮機を採用している。
【０００３】
そして、プレ空調時にバッテリに蓄電残量に応じて、電動圧縮機の冷媒吐出能力（具体的には、回転数）の上限値を設定し、この上限値を超えない範囲で電動圧縮機を作動させている。これにより、ある程度の空調能力を発揮させつつ電動圧縮機の消費電力を低減して、乗員の快適性とバッテリの消費電力の低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−７６５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の空調装置では、バッテリの蓄電残量の低下に伴って電動圧縮機の冷媒吐出能力を低下させているため、バッテリの蓄電残量が低下に伴って車室内の空調を十分に行うことができなくなる。しかも、バッテリの蓄電残量が所定残量よりも低下すると電動圧縮機を停止させてしまうため、車室内空調を行うことができない（特許文献１の図６参照）。
【０００６】
従って、特許文献１の空調装置では、実施的に、バッテリの蓄電残量が少なくなると、十分なプレ空調を行うことができなくなり、バッテリに蓄えられている電力を有効に利用することができない。さらに、十分な空調を行うことができない状態で電動圧縮機を作動させることは、不必要なエネルギ消費（電力消費）につながり、自然環境に対する保護意識の高い乗員の満足感を損なう。
【０００７】
上記点に鑑みて、本発明は、プレ空調時に消費される不必要なエネルギ消費を抑制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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車室内へ空気を送風する送風機（１２）と、送風機（１２）に車室外空気を吸入させる外気モードおよび車室内空気を吸入させる内気モードを切り替える内外気切替手段（２０）と、送風機（１２）によって送風された送風空気の温度を調整する蒸気圧縮式の冷凍サイクル（３０）とを備え、乗員が車両に乗り込む前に車室内の空調を開始するプレ空調を実行可能な車両用空調装置であって、プレ空調を行う際の運転モードとして、送風機（１２）を作動させるとともに冷凍サイクル（３０）の圧縮機（３１）を作動させるプレ空調運転モード、および、送風機（１２）を作動させるとともに圧縮機（３１）の作動を禁止するプレ送風運転モードを有し、
プレ送風運転モード時に車室内の温度を低下させる際には、内外気切替手段（２０）を外気モードへ切り替え、さらに、プレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードのうち、いずれか一方の運転モードを乗員が選択する運転モード選択手段（９０ｂ）を備える車両用空調装置を特徴とする。
【０００９】
これによれば、プレ空調を行う際の運転モードとして、プレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードを有しているので、プレ空調時に消費されるエネルギを有効に利用することができる。つまり、車室内の十分な空調を行う際には、プレ空調運転モードを選択することによって、送風機（１２）および冷凍サイクル（３０）の圧縮機（３１）を作動させて、車室内の十分な空調を行うためにエネルギを利用できる。
【００１０】
一方、車室内の温度をある程度低下させる際には、プレ送風運転モードを選択することによって、圧縮機（３１）よりも消費エネルギの少ない送風機（１２）を作動させて車室内に車室外空気を取り入れ、ある程度車室内温度を低下させることができる。従って、プレ送風運転モードでは、冷凍サイクル（３０）の圧縮機（３１）の不必要なエネルギ消費を抑制して、プレ空調のために消費されるエネルギを有効に利用できる。
【００１１】
さらに、運転モード選択手段（９０ｂ）を備えているので、乗員の意思によって、プレ送風運転モードを選択することができる。従って、自然環境に対する保護意識の高い乗員の満足感を損なうこともない。なお、本請求項における乗員とは車両に乗り込んでいる乗員のみならず、車両に乗り込む前の乗員等を含む意味である。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両用空調装置において、圧縮機（３１）よりも少ない消費エネルギで送風空気を加熱する加熱手段（１５）を備え、プレ送風運転モード時に車室内の温度を上昇させる際には、加熱手段（１５）を作動させるとともに、内外気切替手段（２０）を内気モードへ切り替えることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、プレ送風運転モードを選択することによって、圧縮機（３１）よりも消費エネルギの少ない送風機（１２）および加熱手段（１５）を作動させて温度上昇させた送風空気を車室内に循環送風させることができる。従って、車室内の温度を上昇させる際にも、プレ空調時に消費されるエネルギを有効に利用できる。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の車両用空調装置において、プレ空調運転モード時に、内外気切替手段（２０）を内気モードへ切り替えることを特徴とする。これによれば、冷凍サイクル（３０）によって温度調整された送風空気を車室内に循環送風させることができ、より一層、プレ空調時に消費されるエネルギを有効に利用できる。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３いずれか１つに記載の車両用空調装置において、運転モード選択手段は、プレ空調運転モードが選択されていることを示す状態とプレ送風運転モードが選択されていることを示す状態とを選択的に切り替える単一のスイッチ（９０ｂ）で構成されていることを特徴とする。
【００１６】
これによれば、乗員がプレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードを切り替える際の操作性を向上できる。さらに、２つのスイッチを採用する場合に対して、車両用空調装置の製造コストを低減できる。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、運転モード選択手段（９０ｂ）は、プレ空調が開始される前であっても、予めプレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードのうち、いずれか一方のモードを選択可能であること特徴とする。
【００１８】
これによれば、予めプレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードのうち、いずれか一方を選択しておくことで、乗員がプレ空調の作動開始操作を行うだけで、所望の運転モードでプレ空調を行うことができる。
【００１９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。
【図２】第１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。
【図３】第１実施形態のＰＴＣヒータの回路図である。
【図４】第１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。
【図５】第１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。
【図６】第１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。
【図７】第１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。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１実施形態）
以下、図面を用いて本発明の第１実施形態を説明する。図１は、本実施形態の車両用空調装置１の全体構成図であり、図２は、車両用空調装置１の電気制御部の構成を示すブロック図である。本実施形態の車両用空調装置１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ている。
【００２２】
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。
【００２３】
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、発電機８０を作動させるためにも用いられる。
【００２４】
そして、発電機８０にて発電された電力はバッテリ８１に蓄えることができ、バッテリ８１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。
【００２５】
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、冷凍サイクル３０、図２に示す空調制御装置５０等を備えている。また、この車両用空調装置１は、乗員が車両に乗り込む前に車室内の温度を低下させるための空調（冷房）を開始するプレ空調を行うことができる。
【００２６】
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。
【００２７】
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手段としての内外気切替箱２０が配置されている。
【００２８】
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、ケーシング１１内へ導入させる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。
【００２９】
従って、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、後述する空調制御装置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。
【００３０】
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。
【００３１】
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手段である送風機１２（ブロア）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。従って、この電動モータは、送風機１２の送風能力変更手段を構成している。
【００３２】
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機１２から送風された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として機能するものである。具体的には、蒸発器１３は、圧縮機３１、凝縮器３２、気液分離器３３および膨張弁３４等とともに、蒸気圧縮式の冷凍サイクル３０を構成している。
【００３３】
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。
【００３４】
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。従って、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。なお、本実施形態の圧縮機３１を作動させるために必要な消費電力は、前述の送風機１２に送風を作動させるために必要な消費電力よりも大きい。
【００３５】
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、圧縮機３１吐出冷媒を凝縮させるものである。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。
【００３６】
気液分離器３３は、凝縮器３２にて凝縮された冷媒を気液分離して余剰冷媒を蓄えるとともに、液相冷媒のみを下流側に流すものである。膨張弁３４は、気液分離器３３から流出した液相冷媒を減圧膨張させる減圧手段である。蒸発器１３は、膨張弁３４にて減圧膨張された冷媒を蒸発させて、冷媒に吸熱作用を発揮させるものである。これにより、蒸発器１３は、送風空気を冷却する冷却用熱交換器として機能する。
【００３７】
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。
【００３８】
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ヒータコア１４およびＰＴＣヒータ１５が、送風空気流れ方向に向かってこの順に配置されている。ヒータコア１４は、エンジンＥＧを冷却するエンジン冷却水（以下、単に冷却水という。）と蒸発器１３通過後の送風空気とを熱交換させて、蒸発器１３通過後の送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。
【００３９】
具体的には、ヒータコア１４とエンジンＥＧは、冷却水流路４１によって接続されて、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が配置されている。この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。
【００４０】
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。なお、本実施形態のＰＴＣヒータ１５を作動させるために必要な消費電力は、冷凍サイクル３０の圧縮機３１を作動させるために必要な消費電力よりも少ない。
【００４１】
より具体的には、このＰＴＣヒータ１５は、図３に示すように、複数（本実施形態では、３本）のＰＴＣヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃから構成されている。なお、図３は、本実施形態のＰＴＣヒータ１５の電気的接続態様を示す回路図である。
【００４２】
図３に示すように、各ＰＴＣヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃの正極側はバッテリ８１側に接続され、負極側は各ＰＴＣヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃが有する各スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を介して、グランド側へ接続されている。各スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３は、各ＰＴＣヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃが有する各ＰＴＣ素子ｈ１、ｈ２、ｈ３の通電状態（ＯＮ状態）と非通電状態（ＯＦＦ状態）とを切り替えるものである。
【００４３】
さらに、各スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３の作動は、空調制御装置５０から出力される制御信号によって、独立して制御される。従って、空調制御装置５０は、各スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３の通電状態と非通電状態とを独立に切り替えることによって、各ＰＴＣヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃのうち、通電状態となり加熱能力を発揮するものを切り替えて、ＰＴＣヒータ１５全体としての加熱能力を変化させることができる。
【００４４】
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。従って、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。
【００４５】
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。
【００４６】
従って、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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
さらに、乗員が後述する操作パネル６０のスイッチをマニュアル操作することによって、デフロスタ吹出口を全開してデフロスタ吹出口から車両フロント窓ガラス内面に空気を吹き出すデフロスタモードとすることもできる。
【００５２】
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およびエンジン制御装置７０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各種機器の作動を制御する。
【００５３】
エンジン制御装置７０の出力側には、エンジンＥＧを構成する各種エンジン構成機器等が接続されている。具体的には、エンジンＥＧを始動させるスタータ、エンジンＥＧに燃料を供給する燃料噴射弁（インジェクタ）の駆動回路（いずれも図示せず）等が接続されている。
【００５４】
また、エンジン制御装置７０の入力側には、バッテリ８１の端子間電圧ＶＢを検出する電圧計、アクセル開度Ａｃｃを検出するアクセル開度センサ、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ（いずれも図示せず）等の種々のエンジン制御用のセンサ群が接続されている。
【００５５】
空調制御装置５０の出力側には、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１〜第３ＰＴＣヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、電動ウォータポンプ４２等が接続されている。
【００５６】
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）、エンジンＥＧから流出した冷却水の冷却水温度Ｔｗを検出する冷却水温度センサ５８等の種々の空調制御用のセンサ群の検出信号が接続されている。
【００５７】
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。
【００５８】
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、車両用空調装置１の自動制御を設定あるいは解除するオートスイッチ、吸込口モードを切り替える吸込口モードスイッチ、吹出口モードを切り替える吹出口モードスイッチ、送風機１２の風量設定スイッチ、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ、冷凍サイクルの省動力化を優先させる省動力化要求信号を出力するエコノミースイッチ等が設けられている。
【００５９】
また、空調制御装置５０は、乗員が携帯する無線端末９０（リモコン）からの信号を受信するリモコン信号受信部５０ａを有している。無線端末９０は、乗員が前述のプレ空調を行うことの要求信号を出力するものである。従って、乗員は車両から離れた場所からプレ空調のために車両用空調装置１を始動させることができる。
【００６０】
さらに、無線端末９０には、プレ空調のスタートスイッチ９０ａと、プレ空調の運転モードをプレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードのうち、いずれか一方の運転モードに切り替える運転モード選択手段としての運転モード切替スイッチ９０ｂが設けられている。
【００６１】
プレ空調運転モードとは、送風機１２、冷凍サイクル３０およびＰＴＣヒータ１５を作動させた状態で、送風空気の温度調整を行って車室内の空調を行う運転モードである。なお、プレ空調運転モードでは、ＰＴＣヒータ１５を常時作動させる必要はなく、必要に応じてＰＴＣヒータ１５の作動させるか否かを決定すればよい。換言すると、プレ空調運転モードは、少なくとも送風機１２および圧縮機３１を作動させる運転モードである。
【００６２】
一方、プレ送風運転モードとは、冷凍サイクル３０を作動させることなく、送風機１２を作動させた状態で、送風空気の温度調整を行って車室内の空調を行う運転モードである。換言すると、圧縮機３１の作動を禁止して、少なくとも送風機１２を作動させる運転モードである。
【００６３】
また、無線端末９０に設けられた運転モード切替スイッチ９０ｂは、運転モード選択手段は、プレ空調運転モードが選択されていることを示す状態とプレ送風運転モードが選択されていることを示す状態とを選択的に切り替える単一のスイッチで構成されている。
【００６４】
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の作動要求指令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。
【００６５】
また、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、圧縮機３１の電動モータ３１ｂに接続されたインバータ６１から出力される交流電圧の周波数を制御して、圧縮機３１の冷媒吐出能力を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）を吐出能力制御手段５０ｂとし、送風手段である送風機１２の作動を制御して、送風機１２の送風能力を制御する構成を送風能力制御手段５０ｃとする。もちろん、吐出能力制御手段５０ｂ等を空調制御装置５０に対して別体で構成してもよい。
【００６６】
次に、図４〜図７により、上記構成における本実施形態の車両用空調装置１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。この制御処理は、車両システムが停止している場合でも、バッテリから空調制御装置５０に電力が供給されることによって実行される。なお、図４〜図７中の各制御ステップは、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。
【００６７】
まず、ステップＳ１では、プレ空調のスタートスイッチ９０ａ、あるいは操作パネル６０の車両用空調装置１の作動スイッチが投入（ＯＮ）されたか否かを判定する。そして、プレ空調のスタートスイッチ９０ａ、あるいは車両用空調装置の作動スイッチが投入されるとステップＳ２へ進む。
【００６８】
ステップＳ２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。
【００６９】
次に、ステップＳ３では、操作パネル６０の操作信号等を読み込んでステップＳ４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によって設定される車室内設定温度Ｔｓｅｔ、オートスイッチによる設定信号（自動制御要求信号、自動制御解除信号）、吸込口モードスイッチの設定信号、エコノミースイッチの操作に応じて出力される省動力化要求信号、運転モード切替スイッチ９０ｂによって選択される運転モード選択信号がある。
【００７０】
なお、運転モード切替スイッチ９０ｂによって選択される運転モード選択信号は、プレ空調のスタートスイッチ９０ａが投入された際に、同時に無線端末９０から出力される信号である。
【００７１】
次に、ステップＳ４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む。また、このステップＳ４では、エンジン制御装置７０の入力側に接続されたセンサ群の検出信号、およびエンジン制御装置７０から出力される制御信号等の一部も、エンジン制御装置７０から読み込んでいる。
【００７２】
次に、ステップＳ５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。
【００７３】
続くステップＳ６〜Ｓ１３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Ｓ６では、エアミックスドア１９の目標開度ＳＷを目標吹出温度ＴＡＯ、蒸発器温度センサ５６によって検出された吹出空気温度ＴＥ、エアミックス前の温風温度ＴＷＤに基づいて算出する。
【００７４】
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）
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冷却水温度、ΔＴｐｔｃは、ＰＴＣヒータ１５の作動による吹出温上昇量、すなわち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。
【００７５】
つまり、式Ｆ３では、エアミックス前の温風温度ＴＷＤを、ヒータコア１４による吹出温上昇量（Ｔｗ×０．８＋ＴＥ×０．２）とＰＴＣヒータ１５の作動による吹出温上昇量ΔＴｐｔｃとの合計値として求めている。
【００７６】
ヒータコア１４による吹出温上昇量（Ｔｗ×０．８＋ＴＥ×０．２）は、ヒータコア１４の熱交換効率が１００％とすれば、送風空気はヒータコア１４にて冷却水温度Ｔｗまで上昇すると考えられる。これに対して、実際のヒータコア１４では、熱交換効率が８０％前後となってしまうことから０．８という係数を決定している。
【００７７】
また、本発明者らの検討により、ヒータコア１４へ流入する送風空気の温度によっても、ヒータコア１４による吹出温上昇量が変化することが判っている。ヒータコア１４へ流入する送風空気の温度は、蒸発器１３にて冷却された冷風の温度であるから、吹出空気温度ＴＥを採用することができる。そして、このヒータコア１４へ流入する送風空気の温度の吹出温上昇量に対する寄与度として実験的に求められた０．２という係数を採用している。
【００７８】
一方、ＰＴＣヒータ１５の作動による吹出温上昇量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通過風量Ｖａとしては、送風機１２の送風空気量に対して、前回のステップＳ５で算出したエアミックス開度ＳＷを考慮したものを用いている。
【００７９】
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。
【００８０】
次のステップＳ７では、送風機１２の送風能力（送風量）を決定する。具体的には、ステップＳ５にて決定された目標吹出温度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、送風機１２の送風能力（具体的には、電動モータに印加するブロワモータ電圧）を決定する。
【００８１】
より詳細には、本実施形態の制御マップでは、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にして、送風機３２の送風量Ｇａを最大風量に制御する。さらに、ＴＡＯが極低温域あるいは極高温域から中間温度域に向かうに伴って、ブロワモータ電圧を減少させて送風量を減少させる。
【００８２】
次のステップＳ８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。このステップＳ８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、ステップＳ１にてプレ空調のスタートスイッチ９０ａが投入されていると判定されたプレ空調状態であるか否かを判定する。
【００８３】
ステップＳ２１にて、プレ空調状態であると判定された場合には、ステップＳ２２へ進み、運転モード切替スイッチ９０ｂによって選択された運転モードが、プレ空調運転モードであるかプレ送風運転モードであるかを判定する。
【００８４】
ステップＳ２２にて、選択された運転モードがプレ空調運転モードであるとされた際には、ステップＳ２３へ進み内外気切替箱２０を内気モードとすることが決定されて、ステップＳ９へ進む。また、選択された運転モードがプレ送風運転モードであるとされた際には、ステップＳ２４へ進み内外気切替箱２０を外気モードとすることが決定されて、ステップＳ９へ進む。
【００８５】
一方、ステップＳ２１にて、プレ空調状態でないと判定された場合には、ステップＳ２５へ進み、ステップＳ３で読み込んだオートスイッチによる設定信号が自動制御要求信号であるか自動制御解除信号であるかを判定する。ステップＳ２５にて、オートスイッチによる設定信号が、自動制御要求信号であると判定された場合は、ステップＳ２６へ進む。
【００８６】
ステップＳ２６では、目標吹出温度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、吸込口モードを決定する。具体的には、ＴＡＯが上昇過程にあるときは、ＴＡＯ≧第１所定温度Ｔ１であれば外気モードとし、第１所定温度Ｔ１＞ＴＡＯ≧第２所定温度Ｔ２であれば内外気混入モードとし、第２所定温度Ｔ２＞ＴＡＯであれば内気モードとする。
【００８７】
一方、ＴＡＯが下降過程にあるときは、第３所定温度Ｔ３≧ＴＡＯであれば内気モードとし、第３所定温度Ｔ３≧ＴＡＯ＞第２所定温度Ｔ２であれば内外気混入モードとし、ＴＡＯ＞第２所定温度Ｔ２であれば、外気モードとしてステップＳ９へ進む。なお、各所定温度には、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３の関係がある。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。
【００８８】
また、ステップＳ２５にて、オートスイッチによる設定信号が、自動制御解除信号であると判定された場合は、ステップＳ２７へ進む。ステップＳ２７では、ステップＳ３で読み込んだ吸込口モードスイッチの設定信号に応じて、内気モードあるいは外気モードが決定されて、ステップＳ９へ進む。
【００８９】
次のステップＳ９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。
【００９０】
従って、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。
【００９１】
次のステップＳ１０では、圧縮機３１の冷媒吐出能力（具体的には、回転数（ｒｐｍ））を決定する。このステップＳ１０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。まず、ステップＳ３１では、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。
【００９２】
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ｆｎ−１に対する仮の回転数変化量Δｆ＿Ｃ（ｒｐｍ）を決定する。
【００９３】
次のステップＳ３２では、前述の制御ステップＳ２１と同様に、プレ空調状態であるか否かを判定する。ステップＳ３２にて、プレ空調状態であると判定された場合には、ステップＳ３３へ進み、運転モード切替スイッチ９０ｂによって選択された運転モードが、プレ空調運転モードであるかプレ送風運転モードであるかを判定する。
【００９４】
ステップＳ３３にて、選択された運転モードがプレ空調運転モードであるとされた際には、ステップＳ３４へ進み、前回の圧縮機回転数ｆｎ−１（ｒｐｍ）に対するプレ空調運転モードにおける仮の回転数変化量Δｆ＿ＰＲＥ（ｒｐｍ）を決定する。
【００９５】
具体的には、バッテリ８１の使用許可電力から圧縮機３１の消費電力を減算した値に基づいて、予め空調制御装置７０に記憶されている制御マップを参照して、プレ空調運転モード時の仮の回転数変化量Δｆ＿ＰＲＥを決定する。本実施形態の制御マップでは、バッテリ８１の使用許可電力から圧縮機３１の消費電力を減算した値の増加に伴って、プレ空調運転モード時の仮の回転数変化量Δｆ＿ＰＲＥを増加させるように決定する。
【００９６】
ここで、バッテリ８１の使用許可電力は、エンジン制御装置７０から取得したバッテリ８１の端子間電圧ＶＢから算定することができる。さらに、圧縮機３１の消費電力は、例えば、前回の圧縮機回転数ｆｎ−１、あるいは前回の圧縮機回転数ｆｎ−１にステップＳ３１で決定した仮の回転数変化量Δｆ＿Ｃを加算した仮の圧縮機回転数に基づいて、予め予め空調制御装置７０に記憶されている制御マップを参照して決定することができる。
【００９７】
次のステップＳ３５では、ステップＳ３１で決定された仮の回転数変化量Δｆ＿Ｃと、ステップＳ３４で決定されたプレ空調運転モード時の仮の回転数変化量Δｆ＿ＰＲＥとのうち、小さい値を今回の回転数変化量Δｆと決定する。
【００９８】
次のステップＳ３６では、乗員の要求を反映する要求圧縮機回転数ｆ（ＵＳＥＲ）（ｒｐｍ）の値を設定する。ステップＳ３６は、ステップＳ３２にて、乗員がプレ空調運転モードを選択して、圧縮機３１を作動させることを要求していることを反映するため、要求圧縮機回転数ｆ（ＵＳＥＲ）＝１００００として、ステップＳ３９へ進む。なお、本実施形態の圧縮機３１としては、実際の最高回転数が１００００ｒｐｍ以下となるものが採用されている。
【００９９】
一方、ステップＳ３２にて、運転モード切替スイッチ９０ｂによって選択された運転モードが、プレ送風運転モードであると判定された場合は、ステップＳ３７へ進み、乗員がプレ空調運転モードを選択して、圧縮機３１を作動させることを要求していないことを反映させるために、要求圧縮機回転数ｆ（ＵＳＥＲ）＝０として、ステップＳ３９へ進む。
【０１００】
また、ステップＳ３２にて、プレ空調状態でないと判定された場合には、ステップＳ３８へ進み、ステップＳ３１で決定された仮の回転数変化量Δｆ＿Ｃを今回の回転数変化量Δｆと決定して、ステップＳ３９へ進む。
【０１０１】
そして、ステップＳ３９では、前回の圧縮機回転数ｆｎ−１に回転数変化量Δｆを加算した値および要求圧縮機回転数ｆ（ＵＳＥＲ）のうち、小さい方の回転数を今回の圧縮機回転数ｆｎとして更新する。なお、この圧縮機回転数ｆｎの更新は、１秒毎の制御周期で実行される。
【０１０２】
つまり、本実施形態の制御ステップＳ１０では、乗員によってプレ空調運転モードが要求されている際には、バッテリ８１の電力残量に応じて、圧縮機３１の回転数変化量を決定し、プレ送風運転モードが要求されている際には、バッテリ８１の電力残量によらず、圧縮機３１の回転数を０（ｒｐｍ）とすることができる。
【０１０３】
次のステップＳ１１では、ＰＴＣヒータ１５の作動本数を決定する。ＰＴＣヒータ１５の作動本数は、エアミックス開度ＳＷおよび冷却水温度Ｔｗに応じて決定される。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。従って、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。
【０１０４】
そこで、本実施形態では、まず、エアミックス開度ＳＷが予め定めた基準開度（本実施形態では、４０％）より小さい場合は、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１５の作動状態を非通電（ＯＦＦ）に決定する。一方、エアミックス開度ＳＷが予め定めた基準開度以上であれば、ＰＴＣヒータ１５を作動させる必要があるものとして、ＰＴＣヒータ１５の作動状態を通電（ＯＮ）に決定する。
【０１０５】
次に、ＰＴＣヒータ１５の作動状態が通電（ＯＮ）に決定された場合は、冷却水温度Ｔｗに基づいて、予め定めた制御マップを参照して、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の低下に伴って、ＰＴＣヒータ１５の作動本数を増加させる。
【０１０６】
次のステップＳ１２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の作動要求信号（エンジンＯＮ要求）を出力するか否かを決定する。
【０１０７】
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、走行時に常時エンジンを作動させているので冷却水も常時高温となる。従って、通常の車両では冷却水をヒータコア１４に流通させることで十分な暖房性能を発揮することができる。
【０１０８】
これに対して、本実施形態のハイブリッド車両では、バッテリ８１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の停止頻度が高くなると冷却水温度が４０℃程度となってしまい、ヒータコア１４にて十分な暖房性能が発揮できなくなる。
【０１０９】
そこで、本実施形態では、高い暖房性能が必要にもかかわらず冷却水温度Ｔｗが予め定めた基準冷却水温度よりも低いときは、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を出力している。
【０１１０】
なお、このような作動要求信号の出力は、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、燃費を悪化させる要因となる。このため、作動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。
【０１１１】
従って、本実施形態では、プレ空調時には、空調制御装置５０からエンジン制御装置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禁止している。さらに、例えば、エコノミースイッチによって省動力化要求信号が出力されている場合には、エンジンＥＧの作動要求信号を出力する頻度を低下させるようにしてもよい。
【０１１２】
次のステップ１３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の作動させるか否かを決定する。このステップＳ１３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。
【０１１３】
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、かえって吹出口からの吹出空気温度を低くしてしまうからである。
【０１１４】
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Ｓ５２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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
また、本実施形態では、プレ空調時にプレ送風運転モードが選択されている場合は、電動ウォータポンプ４２を停止（ＯＦＦ）させている。なお、プレ空調時であっても、前回、車両を停止してからの経過時間が短い場合は、エンジンＥＧおよび冷却水回路４０を構成する各機器の熱容量によって、冷却水温度Ｔｗが吹出空気温度ＴＥより高い場合もある。従って、プレ空調運転モードでは、図７と同様の制御を行うことができる。
【０１１７】
ステップＳ１４では、上述のステップＳ５〜Ｓ１３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。
【０１１８】
これにより、例えば、空調制御装置５０の吐出能力制御手段５０ｂからインバータ６１に対して制御信号が出力され、送風能力制御手段５０ｃから送風機１２の電動モータに対して制御電圧（ブロア電圧Ｖ）が出力される。さらに、空調制御装置５０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。
【０１１９】
次のステップＳ１５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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
さらに、本実施形態の車両用空調装置では、プレ空調時にプレ空調運転モードが選択されると、ステップＳ１０にて説明したように、バッテリ８１の電力残量に応じて、圧縮機３１の回転数を決定している。つまり、プレ空調運転モードでは、送風機１２および冷凍サイクル３０を作動させて、バッテリ８１に蓄えられた電力（エネルギ）を車室内の空調（冷房）を行うために適切に利用できる。
【０１２５】
しかも、プレ空調運転モードでは、ステップＳ８にて説明したように内外気切替箱２０を内気モードに切り替えるので、温度調整された送風空気を車室内に循環送風させて、効率的に車室内の空調を行うことができる。
【０１２６】
一方、プレ空調時にプレ送風運転モードが選択されると、ステップＳ１０にて説明したように、圧縮機３１の回転数を０（ｒｐｍ）として圧縮機３１の作動を禁止している。さらに、ステップＳ８にて説明したように、内外気切替箱２０を外気モードに切り替えるので、車室内に車室外空気を取り入れることができる。
【０１２７】
従って、プレ送風運転モードでは、車室内を換気することによって、ある程度車室内の温度を低下させることができる。さらに、圧縮機３１の不必要なエネルギ消費を抑制して、プレ空調のために消費されるエネルギを有効に利用できる。
【０１２８】
しかも、本実施形態では、乗員が運転モード切替スイッチ９０ｂによって、プレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードを選択することができる。従って、例えば、プレ空調時に消費される電力の残量に十分な余裕がある場合であっても乗員の意思によって、プレ送風運転モードを選択することができる。
【０１２９】
その結果、プレ空調時に消費される電力の残量に十分な余裕がある場合であっても、圧縮機３１の不必要なエネルギ消費を抑制することができるので、自然環境に対する保護意識の高い乗員の満足感を向上することができる。
【０１３０】
また、本実施形態の運転モード切替スイッチ９０ｂは、プレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードを選択的に切り替える単一のスイッチとして構成されているので、乗員がプレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードを切り替える際の操作性を向上できる。さらに、２つのスイッチを採用する場合に対して、車両用空調装置１の製造コストを低減できる。
【０１３１】
さらに、この運転モード切替スイッチ９０ｂは、プレ空調のスタートスイッチ９０ａに対して独立して設けられているので、乗員が予めプレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードのうち、いずれか一方を選択しておくことができる。従って、乗員はプレ空調のスタートスイッチ９０ａを操作するだけで、所望の運転モードでプレ空調を行うことができる。
【０１３２】
（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、乗員が車両に乗り込む前に車室内の温度を低下させるためのプレ空調、すなわち冷房としてのプレ空調を前提とした例を説明したが、本実施形態では、乗員が車両に乗り込む前に車室内の温度を上昇させるプレ空調、すなわち暖房としてのプレ空調も実行可能としたものである。
【０１３３】
具体的には、図５のステップＳ２２にて、選択された運転モードがプレ送風運転モードであるとされた際には、外気温Ｔａｍと車室内温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度Ｔｓｅｔとを比較する。
【０１３４】
外気温Ｔａｍが車室内設定温度Ｔｓｅｔよりも高い場合は、車室内の温度を低下させる必要があるので、第１実施形態と同様に内外気切替箱２０を外気モードとする。一方、外気温Ｔａｍが車室内設定温度Ｔｓｅｔよりも低い場合は、車室内の温度を上昇させる必要があるので、外気を車室内に導入させることは、かえって車室内の温度を低下させてしまうので望ましくない。
【０１３５】
そこで、外気温Ｔａｍが車室内設定温度Ｔｓｅｔよりも低い場合は、エアミックス開度ＳＷおよび冷却水温度Ｔｗによらず、ＰＴＣヒータ１５を作動させることを決定するとともに、ステップＳ２４へ進み内外気切替箱２０を内気モードとすることが決定されて、ステップＳ９へ進む。その他の構成および制御態様は、第１実施形態と同様である。
【０１３６】
従って、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得られるだけでなく、乗員によってプレ送風運転モードが選択されると、圧縮機３１よりも消費電力の少ない送風機１２およびＰＴＣヒータ１５を作動させて車室内の温度を上昇させることができる。従って、車室内の温度を低下させる冷房用のプレ空調のみならず、車室内の温度を上昇させる暖房用のプレ空調においても、プレ空調のために消費されるエネルギを有効に利用できる。
【０１３７】
（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。
【０１３８】
（１）上述の実施形態では、乗員が運転モード切替スイッチ９０ｂを操作することによって、プレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードを選択した例を説明したが、プレ空調運転モードおよびプレ送風運転モードを選択はこれに限定されない。
【０１３９】
例えば、バッテリ８１の端子間電圧ＶＢから推定されるバッテリ８１の蓄電残量が予め定めた基準蓄電量以上の場合は、乗員の選択した運転モードとし、バッテリ８１の蓄電残量が基準蓄電量より少ない場合は、乗員の選択した運転モードによらずプレ送風運転モードを優先するようにしてもよい。
【０１４０】
（２）上述の実施形態では、本発明のハイブリッド車両に適用した例を説明しているが、本発明の適用はこれに限定されない。例えば、通常のガソリン車両、ディーゼル車両、および電気自動車等に適用してもよい。また、上述の実施形態では、加熱手段としてＰＴＣヒータ１５を採用した例を説明したが、加熱手段はこれに限定されない。電力を供給することによって発熱する加熱手段であれば、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。
【０１４１】
（３）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。
【０１４２】
例えば、エンジンＥＧを発電機８０の駆動源として用い、発電された電力をバッテリ８１に蓄え、さらに、バッテリ８１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。
【符号の説明】
【０１４３】
１２ 送風機
１５ ＰＴＣヒータ
２０ 内外気切替箱
３０ 冷凍サイクル
３１ 圧縮機
９０ｂ 運転モード切替スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内へ空気を送風する送風機（１２）と、
前記送風機（１２）に車室外空気を吸入させる外気モードおよび車室内空気を吸入させる内気モードを切り替える内外気切替手段（２０）と、
前記送風機（１２）によって送風された送風空気の温度を調整する蒸気圧縮式の冷凍サイクル（３０）とを備え、
乗員が車両に乗り込む前に前記車室内の空調を開始するプレ空調を実行可能な車両用空調装置であって、
前記プレ空調を行う際の運転モードとして、前記送風機（１２）を作動させるとともに前記冷凍サイクル（３０）の圧縮機（３１）を作動させるプレ空調運転モード、および、前記送風機（１２）を作動させるとともに前記圧縮機（３１）の作動を禁止するプレ送風運転モードを有し、
前記プレ送風運転モード時に前記車室内の温度を低下させる際には、前記内外気切替手段（２０）を外気モードへ切り替え、
さらに、前記プレ空調運転モードおよび前記プレ送風運転モードのうち、いずれか一方の運転モードを乗員が選択する運転モード選択手段（９０ｂ）を備えることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記圧縮機（３１）よりも少ない消費エネルギで前記送風空気を加熱する加熱手段（１５）を備え、
前記プレ送風運転モード時に前記車室内の温度を上昇させる際には、前記加熱手段（１５）を作動させるとともに、前記内外気切替手段（２０）を内気モードへ切り替えることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記プレ空調運転モード時に、前記内外気切替手段（２０）を内気モードへ切り替え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。
【請求項４】
前記運転モード選択手段は、前記プレ空調運転モードが選択されていることを示す状態と前記プレ送風運転モードが選択されていることを示す状態とを選択的に切り替える単一のスイッチ（９０ｂ）で構成されてい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。
【請求項５】
前記運転モード選択手段（９０ｂ）は、前記プレ空調が開始される前であっても、予め前記プレ空調運転モードおよび前記プレ送風運転モードのうち、いずれか一方のモードを選択可能であること特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項１】
車室内へ空気を送風する送風機（１２）と、
前記送風機（１２）に車室外空気を吸入させる外気モードおよび車室内空気を吸入させる内気モードを切り替える内外気切替手段（２０）と、
前記送風機（１２）によって送風された送風空気の温度を調整する蒸気圧縮式の冷凍サイクル（３０）とを備え、
乗員が車両に乗り込む前に前記車室内の空調を開始するプレ空調を実行可能な車両用空調装置であって、
前記プレ空調を行う際の運転モードとして、前記送風機（１２）を作動させるとともに前記冷凍サイクル（３０）の圧縮機（３１）を作動させるプレ空調運転モード、および、前記送風機（１２）を作動させるとともに前記圧縮機（３１）の作動を禁止するプレ送風運転モードを有し、
前記プレ送風運転モード時に前記車室内の温度を低下させる際には、前記内外気切替手段（２０）を外気モードへ切り替え、
さらに、前記プレ空調運転モードおよび前記プレ送風運転モードのうち、いずれか一方の運転モードを乗員が選択する運転モード選択手段（９０ｂ）を備えることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記圧縮機（３１）よりも少ない消費エネルギで前記送風空気を加熱する加熱手段（１５）を備え、
前記プレ送風運転モード時に前記車室内の温度を上昇させる際には、前記加熱手段（１５）を作動させるとともに、前記内外気切替手段（２０）を内気モードへ切り替えることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記プレ空調運転モード時に、前記内外気切替手段（２０）を内気モードへ切り替え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。
【請求項４】
前記運転モード選択手段は、前記プレ空調運転モードが選択されていることを示す状態と前記プレ送風運転モードが選択されていることを示す状態とを選択的に切り替える単一のスイッチ（９０ｂ）で構成されてい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。
【請求項５】
前記運転モード選択手段（９０ｂ）は、前記プレ空調が開始される前であっても、予め前記プレ空調運転モードおよび前記プレ送風運転モードのうち、いずれか一方のモードを選択可能であること特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−６３０５７（Ｐ２０１１−６３０５７Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１３１６４（Ｐ２００９−２１３１６４）
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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