JP7363405B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、吹出口から車室内に吹き出す風量を車室内の浮遊粒子状物質の濃度に応じて更に風量を増加させてフィルタ通過風量を増やすことによって車室内の浮遊粒子状物質の濃度を低下させる空気清浄制御を行うことができる車両用空調装置に関する。

外気の汚染度に応じて内外気モードを自動的に切り替える機能を備える車両用空調装置が、特許文献１に開示されている。

特開２００３－０２５８３１号公報

冬期など気温が低い時期の乗車直後など室温の上昇が大きく求められる空調条件で、暖房の熱源となる液体の液温が低い場合に、風量を増加させてフィルタ通過風量を増やすことによって車室内の浮遊粒子状物質の濃度を低下させる空気清浄制御を実行すると、暖房の熱源となる液体がチューブ内を通るヒータコアを通過する風量が増加し、液体の温度上昇が妨げられる。このように暖房の熱源となる液体の温度上昇が妨げられると、液温上昇に時間がかかって燃費が悪化したり、液体を加熱する加熱ヒータの消費電力が増加したり、ヒートポンプの動作点が変わり効率の良い定常運転ができなくなって消費電力が増加したりすることがあるため、車両の燃費や電費が悪化することがある。

また、上記のように室温の上昇が大きく求められる空調条件で、暖房の熱源となる液体の液温が低い場合に、風量を増加させると、吹出口から車室内に吹き出す冷風を車両の乗員が浴びることになり、乗員に不快感を与える。

そこで、本発明は、室温の上昇が大きく求められる空調条件で、暖房の熱源となる液体の液温が低い場合に、空気清浄制御による車両の燃費や電費の悪化を抑制し、冷風による乗員の不快感を低減することを目的とする。

本発明に係る車両用空調装置は、暖房用にヒートポンプを備え、吹出口から車室内に吹き出す風量について室温制御のために必要な風量又は車両の乗員が設定した風量から前記車室内の浮遊粒子状物質の濃度に応じて更に風量を増加させてフィルタ通過風量を増やすことによって前記車室内の浮遊粒子状物質の濃度を低下させる空気清浄制御を行うことができる車両用空調装置であって、室温の上昇が大きく求められる空調条件では、暖房の熱源となる液体の液温が所定の液温よりも低く、前記車室内に吹き出す空気を前記ヒートポンプが加熱している場合に、前記空気清浄制御による風量増加量として許容される上限値を外気温度によって変動させることによって、前記上限値を抑制し、前記空気清浄制御による風量増加量に応じて前記ヒートポンプの室外機ファンの風速を増加させること、を特徴とする。

このように、吹出口から車室内に吹き出す風量について室温制御のために必要な風量又は車両の乗員が設定した風量から車室内の浮遊粒子状物質の濃度に応じて更に風量を増加させてフィルタ通過風量を増やすことによって車室内の浮遊粒子状物質の濃度を低下させる空気清浄制御を行うことができる車両用空調装置において、室温の上昇が大きく求められる空調条件では、暖房の熱源となる液体の液温が所定の液温よりも低い場合に、空気清浄制御による風量増加量として許容される上限値を抑制するため、ヒータコアで奪われる熱量を低減させて空気清浄制御による車両の燃費や電費の悪化を抑制し、冷風による乗員の不快感を低減することができる。

本発明に係る車両用空調装置の一態様において、外気温度が所定の外気温度よりも低く、かつ、前記室温が所定の室温よりも低い場合に、前記空調条件を満たすと判定してもよい。

この態様によれば、外気温が所定の外気温よりも低く、かつ、室温が所定の室温よりも低い場合に、室温の上昇が大きく求められる空調条件であると判定し、暖房の熱源となる液体の液温が所定の液温よりも低い場合は、空気清浄制御による風量増加量として許容される上限値を抑制するため、空気清浄制御による車両の燃費や電費の悪化を抑制し、冷風による乗員の不快感を低減することができる。

本発明に係る車両用空調装置の一態様において、前記室温を設定温度に保持するために前記吹出口から前記車室内に吹き出される空気の目標温度である目標吹出温度が所定の温度よりも高い場合に、前記空調条件を満たすと判定してもよい。

この態様によれば、室温を設定温度に保持するために吹出口から車室内に吹き出される空気の目標温度である目標吹出温度が所定の温度よりも高い場合に、室温の上昇が大きく求められる空調条件であると判定し、暖房の熱源となる液体の液温が所定の液温よりも低い場合は、空気清浄制御による風量増加量として許容される上限値を抑制するため、空気清浄制御による車両の燃費や電費の悪化を抑制し、冷風による乗員の不快感を低減することができる。

本発明に係る車両用空調装置の一態様において、前記液体を加熱する加熱ヒータを備え、前記加熱ヒータが前記液体を加熱している場合には、室温の上昇が大きく求められる空調条件で、暖房の熱源となる液体の液温が所定の液温よりも低い場合に、前記上限値を抑制してもよい。

この態様によれば、暖房の熱源となる液体を加熱する加熱ヒータを備える車両用空調装置において、加熱ヒータが液体を加熱しており、室温の上昇が大きく求められる空調条件では、暖房の熱源となる液体の液温が所定の液温よりも低い場合に、空気清浄制御による風量増加量として許容される上限値を抑制することにより、加熱ヒータの消費電力の増加を抑制できるため、空気清浄制御による車両の燃費や電費の悪化を抑制することができる。

本発明に係る車両用空調装置の一態様において、暖房用にヒートポンプを備え、前記車室内に吹き出す空気を前記ヒートポンプが加熱している場合には、室温の上昇が大きく求められる空調条件で、暖房の熱源となる液体の液温が所定の液温よりも低い場合に、前記上限値を抑制してもよい。

この態様によれば、暖房用にヒートポンプを備える車両用空調装置において、車室内に吹き出す空気を前記ヒートポンプが加熱しており、室温の上昇が大きく求められる空調条件では、暖房の熱源となる液体の液温が所定の液温よりも低い場合に、空気清浄制御による風量増加量として許容される上限値を抑制することにより、ヒートポンプの消費電力の増加を抑制できるため、空気清浄制御による車両の燃費や電費の悪化を抑制することができる。

本発明に係る車両用空調装置の一態様において、標準モードより燃費向上を狙ったエコノミーモードが車両の走行モードとして選択されている場合には、室温の上昇が大きく求められる空調条件で、暖房の熱源となる液体の液温が所定の液温よりも低い場合に、前記上限値を抑制してもよい。

この態様によれば、標準モードより燃費向上を狙ったエコノミーモードが車両の走行モードとして選択されており、室温の上昇が大きく求められる空調条件では、暖房の熱源となる液体の液温が所定の液温よりも低い場合に、空気清浄制御による風量増加量として許容される上限値を抑制するため、空気清浄制御による車両の燃費や電費の悪化を抑制し、冷風による乗員の不快感を低減することができる。

本発明に係る車両用空調装置の一態様において、ハイブリッド車両に搭載され、メインバッテリを走行用の動力源とするＥＶモードが前記ハイブリッド車両の走行モードとして選択されている場合には、室温の上昇が大きく求められる空調条件で、暖房の熱源となる液体の液温が所定の液温よりも低い場合に、前記上限値を抑制してもよい。

この態様によれば、ハイブリッド車両において、メインバッテリを走行用の動力源とするＥＶモードが前記ハイブリッド車両の走行モードとして選択されており、室温の上昇が大きく求められる空調条件では、暖房の熱源となる液体の液温が所定の液温よりも低い場合に、空気清浄制御による風量増加量として許容される上限値を抑制するため、空気清浄制御による車両の燃費や電費の悪化を抑制し、冷風による乗員の不快感を低減することができる。

本発明は、室温の上昇が大きく求められる空調条件では、暖房の熱源となる液体の液温が所定の液温よりも低い場合に、空気清浄制御による風量増加量として許容される上限値を抑制するため、ヒータコアで奪われる熱量を低減させて空気清浄制御による車両の燃費や電費の悪化を抑制し、車両の乗員に冷風を浴びせて不快感を与えることを抑制することができる。

第１の形態の車両用空調装置の制御装置の制御系統を示す図である。 第１の形態の車両用空調装置の制御装置が実行する制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。 車室内の浮遊粒子状物質の濃度のレベルと空気清浄制御による風量増加量のレベルとの関係を示した図である。 風量増加量の上限値を抑制しない空気清浄制御における風量増加量の上限値と外気温度との関係を示した図である。 風量増加量の上限値を抑制する空気清浄制御における風量増加量の上限値と外気温度との関係を示した図である。 第２の形態の車両用空調装置の制御装置が実行する制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。 第３の形態の車両用空調装置の制御装置が実行する制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。 第４の形態の車両用空調装置の制御装置が実行する制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。 風量増加量の上限値を抑制する空気清浄制御における風量増加量とヒートポンプの室外機ファンのｄｕｔｙ比の補正量との関係を示す図である。 第５の形態の車両用空調装置の制御装置が実行する制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。 第６の形態の車両用空調装置の制御装置が実行する制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。

＜第１の形態＞
以下、図１～図５を参照しながら、第１の形態の車両用空調装置１０について説明する。車両用空調装置１０は、車室内の空調を行う装置であり、エンジンを走行用動力源とした車両の他、ハイブリッド車両や電気自動車にも搭載することができる。エンジンを走行用動力源とした車両では、車両用空調装置１０は、エンジン冷却液がチューブ内を通るヒータコアを暖房用熱交換器として備える。ハイブリッド車両では、更にエンジン冷却液を加熱する加熱ヒータ１やヒートポンプ２を車両用空調装置１０が備えていてもよい。また、電気自動車では、車両用空調装置１０は、暖房用のヒータコアと共にヒータコアのチューブ内を通る液体を加熱する加熱ヒータ１を備えていてもよいし、暖房用にヒートポンプ２を備えていてもよい。

図１に示すように、車両用空調装置１０は、内外気切替ドア３、送風機４、エアミックスドア５、インジケータ６、空気清浄制御スイッチ７、室温センサ１１、外気温度センサ１２、液温センサ１３、日射量センサ１４、内気汚染度センサ１５、操作部２０及び制御装置３０を備える。制御装置３０は、内外気切替ドア３、送風機４、エアミックスドア５及びインジケータ６を制御する。更に、車両用空調装置１０が加熱ヒータ１やヒートポンプ２を備える場合は、加熱ヒータ１やヒートポンプ２も制御装置３０によって制御される。

車両用空調装置１０は、車室内に向かって空気が送風される空気通路を備えており、この空気通路の最上流部に内気導入口、外気導入口及び内外気切替ドア３が配置されている。そして、車両用空調装置１０では、内外気切替ドア３を動作させることによって、内気導入口から内気を導入して内気循環させる内気モードと、外気導入口から外気を導入する外気モードとに切り替えることができる。

上記の空気通路には、車室内に向かう空気流を発生させる送風機４が内外気切替ドア３より下流側に配置されている。送風機４の下流側には、空気通路を流れる空気を加熱するヒータコアが配置され、また、ヒータコアをバイパスして空気が流れるバイパス通路が形成されている。そして、送風機４とヒータコアとの間にはエアミックスドア５が回動自在に配置されている。そのため、車両用空調装置１０では、エアミックスドア５の開度によりヒータコアを通る空気量（温風量）とバイパス通路を通ってヒータコアをバイパスする空気量（冷風量）との比率を調節し、これにより、吹出口から車室内に吹き出す空気の温度を調節することができる。

室温センサ１１は車室内の空気の温度を検出し、外気温度センサ１２は車外の空気の温度を検出し、液温センサ１３はヒータコアのチューブ内を循環する液体の温度を検出し、日射量センサ１４は日射量を検出し、内気汚染度センサ１５は車室内の空気に含まれるＰＭ２．５等の浮遊粒子状物質の濃度を検出する。そして、図１に示すように、これらのセンサの出力信号は制御装置３０に入力される。

車両の乗員は、車室内の設定温度や送風機４の設定風量を、操作部２０を操作することによって入力することができる。例えば、乗員が操作部２０に設定風量を入力した場合、制御装置３０は乗員が設定した風量を流すように送風機４を制御する。

また、乗員が操作部２０に設定温度を入力した場合、制御装置３０は設定温度、内気温度、外気温度及び日射量から、車室内に吹出口から吹き出す空気の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ａｉｒ Ｏｕｔｌｅｔ）を算出し、ＴＡＯ及び液温から送風機４の風量及びエアミックスドア５の開度を決定して、送風機４及びエアミックスドア５を制御する。

内気汚染度センサ１５が検出した浮遊粒子状物質の濃度は、車室内に配置されたインジケータ６に表示される。車両の乗員は、インジケータ６の表示を見て、車室内の空気清浄が必要と判断した時に空気清浄制御スイッチ７をＯＮにすることによって、車室内の浮遊粒子状物質の濃度を低下させる空気清浄制御を開始することができる。

空気清浄制御を実行する際は、制御装置３０は内外気切替ドア３を内気モードとした上で、室温制御のために必要な風量又は車両の乗員が設定した風量から車室内の浮遊粒子状物質の濃度に応じて更に増加した風量を吹出口から車室内に流し、空気通路に設けられたフィルタを通過する風量を増やすことによって、車室内の浮遊粒子状物質の濃度を低下させる。そして、車両の乗員がインジケータ６の表示を見て、車室内の浮遊粒子状物質の濃度が低下したために空気清浄制御を終了させるべきであると判断した場合は、空気清浄制御スイッチ７をＯＦＦにすることによって空気清浄制御を終了させることができる。

しかし、空気清浄制御のために送風機４の風量を増加すると、ヒータコアの通過風量が増えてしまう。そのため、冬期など気温が低い時期の乗車直後など室温の上昇が大きく求められる空調条件では、暖房の熱源となる液体の液温が所定の液温よりも低い場合に、液体の温度上昇が妨げられる。このように暖房の熱源となる液体の温度上昇が妨げられると、液温上昇に時間がかかって燃費が悪化したり、液体を加熱する加熱ヒータ１の消費電力が増加したり、ヒートポンプ２の動作点が変わり効率の良い定常運転ができなくなって消費電力が増加したりすることがあるため、車両の燃費や電費が悪化することがある。また、室温の上昇が大きく求められる空調条件で、暖房の熱源となる液体の液温が低い場合に、風量を増加させると、吹出口から車室内に吹き出す冷風を車両の乗員が浴びることになり、乗員に不快感を与える。

そこで、制御装置３０は、室温の上昇が大きく求められる空調条件では、暖房の熱源となる液体の液温が所定の液温よりも低い場合に、空気清浄制御による風量増加量として許容される上限値を抑制するように送風機４を制御する。以下、空気清浄制御に関する制御装置３０の制御について詳細を説明する。

制御装置３０は、演算処理部であるＣＰＵと、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶部を有し、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、車両用空調装置１０を制御する。図２は、制御装置３０の制御ルーチンを示すフローチャートである。図２の制御ルーチンのプログラムは制御装置３０のＲＯＭに保持されており、例えば数ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。

図２に示す制御ルーチンにおいて、車両のイグニッションスイッチがＯＮとなり制御装置３０がスタートすると、まずステップＳ１１において、空気清浄制御スイッチ７がＯＮの状態であるか判定する。そして、空気清浄制御スイッチ７がＯＮの場合は、ステップＳ１１からステップＳ１２に進む。また、空気清浄制御スイッチ７がＯＦＦの場合は、ステップＳ１１からステップＳ１７に進み、空気清浄制御を実行せず、通常の空調制御を行う。通常の空調制御とは、例えば、車両の乗員が操作部２０で設定温度を入力している場合であれば、室温が設定温度となるように制御装置３０が送風機４及びエアミックスドア５を制御することを意味する。

ステップＳ１１からステップＳ１２に進んだ場合、ステップＳ１２において、外気温度が所定の外気温度よりも低いか判定する。そして、外気温度が所定の外気温度よりも低い場合は、ステップＳ１２からステップＳ１３に進み、外気温度が所定の外気温度以上の場合は、ステップＳ１２からステップＳ１６に進む。所定の外気温度は制御装置３０のＲＯＭに記憶されており、ＲＯＭに記憶された所定の外気温度に基づき、制御装置３０はステップＳ１２で判定する。

ステップＳ１２からステップＳ１３に進んだ場合、ステップＳ１３において、車室内の空気の温度（以下、室温と呼ぶ）が所定の室温よりも低いか判定する。そして、室温が所定の室温よりも低い場合は、ステップＳ１３からステップＳ１４に進み、室温が所定の室温以上の場合は、ステップＳ１３からステップＳ１６に進む。所定の室温は制御装置３０のＲＯＭに記憶されており、ＲＯＭに記憶された所定の室温に基づき、制御装置３０はステップＳ１３で判定する。

ステップＳ１３からステップＳ１４に進んだ場合、ステップＳ１４において、液温が所定の液温よりも低いか判定する。そして、液温が所定の液温よりも低い場合は、ステップＳ１４からステップＳ１５に進み、液温が所定の液温以上の場合は、ステップＳ１４からステップＳ１６に進む。所定の液温は制御装置３０のＲＯＭに記憶されており、ＲＯＭに記憶された所定の液温に基づき、制御装置３０はステップＳ１４で判定する。

ステップＳ１２、ステップＳ１３又はステップＳ１４からステップＳ１６に進んだ場合、ステップＳ１６において、制御装置３０は、「風量増加量の上限値を抑制しない空気清浄制御」を行う。「風量増加量の上限値を抑制しない空気清浄制御」では、まず、制御装置３０は内外気切替ドア３を内気モードとする。

そして、内外気切替ドア３を内気モードとした後、制御装置３０はアンサーバック風量ＵＰを行う。アンサーバック風量ＵＰとは、一時的に送風機４の風量を一気に増加することを指す。アンサーバック風量ＵＰを行う理由は、車両の乗員が操作部２０を操作して空気清浄制御を開始させた直後に、車室内の浮遊粒子状物質の濃度によらず風量を一律に増加することにより、空気清浄制御を開始したことを乗員に認識させるためである。

このようにアンサーバック風量ＵＰを実行した後、制御装置３０は、車室内の浮遊粒子状物質の濃度に応じた風量増加量を算出する。図３は、車室内の浮遊粒子状物質の濃度のレベルと風量増加量のレベルとの関係を示した図である。この関係は制御装置３０のＲＯＭに記憶されており、ＲＯＭに記憶された図３に示す関係に基づき、制御装置３０は車室内の浮遊粒子状物質の濃度のレベルから風量増加量のレベルを算出する。

なお、図３に示すように風量増加量のレベルは０、＋５、及び＋１１の３段階で変化し、図３の実線の矢印で示すように、車室内の浮遊粒子状物質の濃度が上昇している場合と下降している場合では、図３のグラフ上の経路が異なる。例えば、浮遊粒子状物質の濃度のレベルが２から４まで上昇する間は風量増加量のレベルは＋５で、浮遊粒子状物質の濃度のレベルが４まで到達すると風量増加量のレベルは＋１１となり、その後、浮遊粒子状物質の濃度のレベルが４から１まで下降する間は風量増加量のレベルは＋１１に維持されることになる。

そして、上記のように車室内の浮遊粒子状物質の濃度に応じた風量増加量を算出した後、制御装置３０は、室温制御のために必要な風量又は車両の乗員が設定した風量から浮遊粒子状物質の濃度に応じて算出した風量増加量を更に増加した風量を流すように制御装置３０が送風機４を制御する。図４に示すように、空気清浄制御による風量増加量として許容される上限値は、外気温度によらず＋１１のレベルで一定となる。

これに対して、ステップＳ１４からステップＳ１５に進んだ場合は、制御装置３０は、「風量増加量の上限値を抑制する空気清浄制御」を行う。

「風量増加量の上限値を抑制する空気清浄制御」は、内外気切替ドア３を内気モードとした後にアンサーバック風量ＵＰを行い、図３に示す関係に基づき車室内の浮遊粒子状物質の濃度に応じた風量増加量を算出する点は、上記の「風量増加量の上限値を抑制しない空気清浄制御」と共通する。

しかし、「風量増加量の上限値を抑制する空気清浄制御」は、図５に示すように外気温度によって変動する上限値が風量増加量として許容される上限値として設けられ、この上限値を超えない範囲内で室温制御のために必要な風量又は車両の乗員が設定した風量から浮遊粒子状物質の濃度に応じて算出した風量増加量を更に増加した風量を流すように制御装置３０が送風機４を制御する点が「風量増加量の上限値を抑制しない空気清浄制御」とは異なる。図５に示す風量増加量の上限値と外気温度との関係は制御装置３０のＲＯＭに記憶されており、ＲＯＭに記憶された図５に示す関係に基づき、制御装置３０は外気温度から風量増加量の上限値を算出する。

このように車両用空調装置１０では、外気温度が所定の外気温度よりも低く、かつ、室温が所定の室温よりも低く、かつ、液温が所定の液温よりも低い場合に、図２に示すステップＳ１５に至り、図５に示すように空気清浄制御による風量増加量として許容される上限値が抑制される。所定の外気温度とは、図５に示すように＋５℃である。車両用空調装置１０では、外気温度が＋５℃よりも低く、かつ、室温が所定の室温よりも低ければ、暖房のために熱源が必要であり、室温の上昇が大きく求められる空調条件であると判断される。そして、このように室温の上昇が大きく求められる空調条件において、更に液温が所定の液温よりも低ければ、熱源が不足しているものとして、図５に示すように外気温度によって変動する上限値が風量増加量として許容される上限値として設けられる。

そのため、車両用空調装置１０では、室温の上昇が大きく求められる空調条件では、暖房の熱源となる液体の液温が所定の液温よりも低い場合に、空気清浄制御による風量増加量として許容される上限値を抑制することにより、空気清浄制御による車両の燃費や電費の悪化を抑制し、冷風による乗員の不快感を低減することができる。

＜第２の形態＞
次に、図３～図６を参照しながら、第２の形態の車両用空調装置について説明する。第２の形態の車両用空調装置は、第１の形態の車両用空調装置１０と同じ構成を有し、第１の形態の車両用空調装置１０とは、制御装置３０が実行する制御ルーチンのみが異なる。そのため、第２の形態の車両用空調装置の制御装置３０が実行する制御ルーチンのみを以下に記載し、その他の説明を省略する。

図６は、制御装置３０の制御ルーチンを示すフローチャートである。図６の制御ルーチンのプログラムは制御装置３０のＲＯＭに保持されており、例えば数ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。

図６に示す制御ルーチンにおいて、車両のイグニッションスイッチがＯＮとなり制御装置３０がスタートすると、まずステップＳ２１において、空気清浄制御スイッチ７がＯＮの状態であるか判定する。そして、空気清浄制御スイッチ７がＯＮの場合は、ステップＳ２１からステップＳ２２に進む。また、空気清浄制御スイッチ７がＯＦＦの場合は、ステップＳ２１からステップＳ２６に進み、空気清浄制御を実行せず、通常の空調制御を行う。通常の空調制御とは、例えば、車両の乗員が操作部２０で設定温度を入力している場合であれば、室温が設定温度となるように制御装置３０が送風機４及びエアミックスドア５を制御することを意味する。

ステップＳ２１からステップＳ２２に進んだ場合、ステップＳ２２において、ＴＡＯが所定の温度よりも高いか判定する。そして、ＴＡＯが所定の温度よりも高い場合は、ステップＳ２２からステップＳ２３に進み、ＴＡＯが所定の温度以下の場合は、ステップＳ２２からステップＳ２５に進む。所定の温度は制御装置３０のＲＯＭに記憶されており、ＲＯＭに記憶された所定の温度に基づき、制御装置３０はステップＳ２２で判定する。

ステップＳ２２からステップＳ２３に進んだ場合、ステップＳ２３において、液温が所定の液温よりも低いか判定する。そして、液温が所定の液温よりも低い場合は、ステップＳ２３からステップＳ２４に進み、液温が所定の液温以上の場合は、ステップＳ２３からステップＳ２５に進む。所定の液温は制御装置３０のＲＯＭに記憶されており、ＲＯＭに記憶された所定の液温に基づき、制御装置３０はステップＳ２３で判定する。

ステップＳ２２又はステップＳ２３からステップＳ２５に進んだ場合、ステップＳ２５において、制御装置３０は、図２に示すステップＳ１６と同様に「風量増加量の上限値を抑制しない空気清浄制御」を行う。「風量増加量の上限値を抑制しない空気清浄制御」では、まず、制御装置３０は内外気切替ドア３を内気モードとする。そして、内外気切替ドア３を内気モードとした後、制御装置３０はアンサーバック風量ＵＰを行う。

このようにアンサーバック風量ＵＰを実行した後、制御装置３０は、第１の形態の車両用空調装置１０と同様に、車室内の浮遊粒子状物質の濃度に応じた風量増加量を算出する。図３は、車室内の浮遊粒子状物質の濃度のレベルと風量増加量のレベルとの関係を示した図である。この関係は制御装置３０のＲＯＭに記憶されており、ＲＯＭに記憶された図３に示す関係に基づき、制御装置３０は車室内の浮遊粒子状物質の濃度のレベルから風量増加量のレベルを算出する。

そして、車室内の浮遊粒子状物質の濃度に応じた風量増加量を算出した後、制御装置３０は、室温制御のために必要な風量又は車両の乗員が設定した風量から浮遊粒子状物質の濃度に応じて算出した風量増加量を更に増加した風量を流すように制御装置３０が送風機４を制御する。図４に示すように、空気清浄制御による風量増加量として許容される上限値は、外気温度によらず＋１１のレベルで一定となる。

これに対して、ステップＳ２３からステップＳ２４に進んだ場合は、制御装置３０は、図２に示すステップＳ１５と同様に「風量増加量の上限値を抑制する空気清浄制御」を行う。

「風量増加量の上限値を抑制する空気清浄制御」は、内外気切替ドア３を内気モードとした後にアンサーバック風量ＵＰを行い、図３に示す関係に基づき車室内の浮遊粒子状物質の濃度に応じた風量増加量を算出する点は、上記の「風量増加量の上限値を抑制しない空気清浄制御」と共通する。

しかし、「風量増加量の上限値を抑制する空気清浄制御」は、図５に示すように外気温度によって変動する上限値が風量増加量として許容される上限値として設けられ、この上限値を超えない範囲内で室温制御のために必要な風量又は車両の乗員が設定した風量から浮遊粒子状物質の濃度に応じて算出した風量増加量を更に増加した風量を流すように制御装置３０が送風機４を制御する点が「風量増加量の上限値を抑制しない空気清浄制御」とは異なる。図５に示す風量増加量の上限値と外気温度との関係は制御装置３０のＲＯＭに記憶されており、ＲＯＭに記憶された図５に示す関係に基づき、制御装置３０は液温から風量増加量の上限値を算出する。

このように第２の形態の車両用空調装置では、ＴＡＯが所定の温度よりも高く、かつ、液温が所定の液温よりも低い場合に、図６に示すステップＳ２４に至り、図５に示すように空気清浄制御による風量増加量として許容される上限値が抑制される。第２の形態の車両用空調装置では、ＴＡＯが所定の温度よりも高ければ、室温の上昇が大きく求められる空調条件であると判断される。そして、このように室温の上昇が大きく求められる空調条件において、更に液温が所定の液温よりも低ければ、熱源が不足しているものとして、図５に示すように外気温度によって変動する上限値が風量増加量として許容される上限値として設けられる。

そのため、第２の形態の車両用空調装置では、室温の上昇が大きく求められる空調条件では、暖房の熱源となる液体の液温が所定の液温よりも低い場合に、空気清浄制御による風量増加量として許容される上限値を抑制することにより、空気清浄制御による車両の燃費や電費の悪化を抑制し、冷風による乗員の不快感を低減することができる。

＜第３の形態＞
次に、図５及び図７を参照しながら、第３の形態の車両用空調装置について説明する。第３の形態の車両用空調装置は、必ず加熱ヒータ１を備える点を除いて第１の形態の車両用空調装置１０と同じ構成を有し、第１の形態の車両用空調装置１０とは、制御装置３０が実行する制御ルーチンが異なる。そのため、第３の形態の車両用空調装置の制御装置３０が実行する制御ルーチンを以下に記載し、その他の説明を省略する。

第３の形態の車両用空調装置の制御装置３０が実行する制御ルーチンを図７に示す。この制御ルーチンは、第１の形態の車両用空調装置１０の制御装置３０が実行する図２に示す制御ルーチンと比較すると、ステップＳ１１とステップＳ１２との間にステップＳ３０が入る点のみが異なる。そのため、第３の形態の車両用空調装置の制御装置３０が実行する図７に示す制御ルーチンについて、ステップＳ３０に関わる点のみを以下に記載し、図２に示す制御ルーチンと共通する部分の説明を省略する。

第３の形態の車両用空調装置の制御装置３０が実行する制御ルーチンでは、図７に示すように、ステップＳ１１からステップＳ３０に進んだ場合、ステップＳ３０において、加熱ヒータ１が加熱しているか判定する。そして、加熱ヒータ１が加熱している場合は、ステップＳ３０からステップＳ１２に進む。また、加熱ヒータ１が加熱していない場合は、ステップＳ３０からステップＳ１６に進む。

このように第３の形態の車両用空調装置では、加熱ヒータ１が加熱しており、室温の上昇が大きく求められる空調条件において、更に液温が所定の液温よりも低ければ、図５に示すように外気温度によって変動する上限値が風量増加量として許容される上限値として設けられる。

そのため、第３の形態の車両用空調装置では、加熱ヒータ１が液体を加熱しており、室温の上昇が大きく求められる空調条件では、暖房の熱源となる液体の液温が所定の液温よりも低い場合に、空気清浄制御による風量増加量として許容される上限値を抑制することにより、加熱ヒータ１の消費電力の増加を抑制できるため、空気清浄制御による車両の燃費や電費の悪化を抑制することができる。

＜第４の形態＞
次に、図５、図８及び図９を参照しながら、第４の形態の車両用空調装置について説明する。第４の形態の車両用空調装置は、必ずヒートポンプ２を備える点を除いて第１の形態の車両用空調装置１０と同じ構成を有し、第１の形態の車両用空調装置１０とは、制御装置３０が実行する制御ルーチンが異なる。そのため、第４の形態の車両用空調装置の制御装置３０が実行する制御ルーチンを以下に記載し、その他の説明を省略する。

第４の形態の車両用空調装置の制御装置３０が実行する制御ルーチンを図８に示す。この制御ルーチンは、第１の形態の車両用空調装置１０の制御装置３０が実行する図２に示す制御ルーチンと比較すると、ステップＳ１１とステップＳ１２との間にステップＳ４０が入る点と、ステップＳ１５でヒートポンプ２も制御する点のみが異なる。そのため、第４の形態の車両用空調装置の制御装置３０が実行する図７に示す制御ルーチンについて、ステップＳ４０に関わる点と、ステップＳ１５におけるヒートポンプ２の制御を以下に記載し、図２に示す制御ルーチンと共通する部分の説明を省略する。

第４の形態の車両用空調装置の制御装置３０が実行する制御ルーチンでは、図８に示すように、ステップＳ１１からステップＳ４０に進んだ場合、ステップＳ４０において、吹出口から車室内に吹き出す空気をヒートポンプ２が加熱しているか判定する。そして、ヒートポンプ２が加熱している場合は、ステップＳ４０からステップＳ１２に進む。また、ヒートポンプ２が加熱していない場合は、ステップＳ４０からステップＳ１６に進む。

また、ステップＳ１４からステップＳ１５に進んだ場合、第１の形態の車両用空調装置１０と同様に、制御装置３０は「風量増加量の上限値を抑制する空気清浄制御」を行う。更に、第４の形態の車両用空調装置では、ステップＳ１５において、空気清浄制御による風量増加量に応じてヒートポンプ２の室外機ファンの風速を増加させて暖房能力と暖房効率を上昇させる。図９は、空気清浄制御による送風機４の風量増加量のレベルとヒートポンプ２の室外機ファンのｄｕｔｙ比の補正量のレベルとの関係を示した図である。この関係は制御装置３０のＲＯＭに記憶されており、ＲＯＭに記憶された図９に示す関係に基づき、制御装置３０は空気清浄制御による送風機４の風量増加量のレベルから室外機ファンのｄｕｔｙ比の補正量のレベルを算出し、送風機４及びヒートポンプ２を制御する。

このように第４の形態の車両用空調装置では、車室内に吹き出す空気をヒートポンプ２が加熱しており、室温の上昇が大きく求められる空調条件において、更に液温が所定の液温よりも低ければ、図５に示すように外気温度によって変動する上限値が風量増加量として許容される上限値として設けられる。

そのため、第４の形態の車両用空調装置では、車室内に吹き出す空気をヒートポンプ２が加熱しており、室温の上昇が大きく求められる空調条件では、暖房の熱源となる液体の液温が所定の液温よりも低い場合に、空気清浄制御による風量増加量として許容される上限値を抑制することにより、ヒートポンプ２の消費電力の増加を抑制できるため、空気清浄制御による車両の燃費や電費の悪化を抑制することができる。

更に、外気温度と室外機ファンの風量とコンプレッサ仕事によりヒートポンプ２のヒートポンプ能力が決定されるため、第４の形態の車両用空調装置では、上記のようにヒータコア通過風量が増えた時にヒートポンプ２の室外機ファンの風速を増加させて暖房能力と暖房効率を上昇させることによって、車両の燃費や電費を向上させることができる。

＜第５の形態＞
次に、図５及び図１０を参照しながら、第５の形態の車両用空調装置について説明する。第５の形態の車両用空調装置は、第１の形態の車両用空調装置１０と同じ構成を有し、第１の形態の車両用空調装置１０とは、制御装置３０が実行する制御ルーチンのみが異なる。そのため、第５の形態の車両用空調装置の制御装置３０が実行する制御ルーチンを以下に記載し、その他の説明を省略する。

第５の形態の車両用空調装置の制御装置３０が実行する制御ルーチンを図１０に示す。この制御ルーチンは、第１の形態の車両用空調装置１０の制御装置３０が実行する図２に示す制御ルーチンと比較すると、ステップＳ１１とステップＳ１２との間にステップＳ５０が入る点のみが異なる。そのため、第５の形態の車両用空調装置の制御装置３０が実行する図１０に示す制御ルーチンについて、ステップＳ５０に関わる点のみを以下に記載し、図２に示す制御ルーチンと共通する部分の説明を省略する。

第５の形態の車両用空調装置の制御装置３０が実行する制御ルーチンでは、図１０に示すように、ステップＳ１１からステップＳ５０に進んだ場合、ステップＳ５０において、標準モードより燃費向上を狙ったエコノミーモードが車両の走行モードとして選択されているか判定する。そして、エコノミーモードが選択されている場合は、ステップＳ５０からステップＳ１２に進む。また、エコノミーモードが選択されていない場合は、ステップＳ５０からステップＳ１６に進む。

このように第５の形態の車両用空調装置では、エコノミーモードが車両の走行モードとして選択されており、室温の上昇が大きく求められる空調条件において、更に液温が所定の液温よりも低ければ、図５に示すように外気温度によって変動する上限値が風量増加量として許容される上限値として設けられる。

そのため、第５の形態の車両用空調装置では、エコノミーモードが車両の走行モードとして選択されており、室温の上昇が大きく求められる空調条件では、暖房の熱源となる液体の液温が所定の液温よりも低い場合に、空気清浄制御による風量増加量として許容される上限値を抑制するため、空気清浄制御による車両の燃費や電費の悪化を抑制し、冷風による乗員の不快感を低減することができる。

＜第６の形態＞
次に、図５及び図１１を参照しながら、第６の形態の車両用空調装置について説明する。第６の形態の車両用空調装置はハイブリッド車両に搭載される。第６の形態の車両用空調装置は、第１の形態の車両用空調装置１０と同じ構成を有し、第１の形態の車両用空調装置１０とは、制御装置３０が実行する制御ルーチンのみが異なる。そのため、第６の形態の車両用空調装置の制御装置３０が実行する制御ルーチンを以下に記載し、その他の説明を省略する。

第６の形態の車両用空調装置の制御装置３０が実行する制御ルーチンを図１１に示す。この制御ルーチンは、第１の形態の車両用空調装置１０の制御装置３０が実行する図２に示す制御ルーチンと比較すると、ステップＳ１１とステップＳ１２との間にステップＳ６０が入る点のみが異なる。そのため、第６の形態の車両用空調装置の制御装置３０が実行する図１１に示す制御ルーチンについて、ステップＳ６０に関わる点のみを以下に記載し、図２に示す制御ルーチンと共通する部分の説明を省略する。

第６の形態の車両用空調装置の制御装置３０が実行する制御ルーチンでは、図１１に示すように、ステップＳ１１からステップＳ６０に進んだ場合、ステップＳ６０において、メインバッテリを走行用の動力源とするＥＶモードがハイブリッド車両の走行モードとして選択されているか判定する。そして、ＥＶモードが選択されている場合は、ステップＳ６０からステップＳ１２に進む。また、ＥＶモードが選択されていない場合は、ステップＳ６０からステップＳ１６に進む。

このように第６の形態の車両用空調装置では、ＥＶモードがハイブリッド車両の走行モードとして選択されており、室温の上昇が大きく求められる空調条件において、更に液温が所定の液温よりも低ければ、図５に示すように外気温度によって変動する上限値が風量増加量として許容される上限値として設けられる。

そのため、第６の形態の車両用空調装置では、ＥＶモードがハイブリッド車両の走行モードとして選択されており、室温の上昇が大きく求められる空調条件では、暖房の熱源となる液体の液温が所定の液温よりも低い場合に、空気清浄制御による風量増加量として許容される上限値を抑制するため、空気清浄制御による車両の燃費や電費の悪化を抑制し、冷風による乗員の不快感を低減することができる。

＜実施形態の補足＞
本開示の車両用空調装置は、上述した形態に限定されず、本開示の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。例えば、上述の形態では、室温の上昇が大きく求められる空調条件において、暖房の熱源となる液体の液温が所定の液温よりも低い場合に、空気清浄制御による風量増加量として許容される上限値として図５に示すように外気温度によって変動する上限値が設けられているが、外気温度ではなく室温や液温によって変動する上限値が設けられていてもよい。

１ 加熱ヒータ、２ ヒートポンプ、３ 内外気切替ドア、４ 送風機、５ エアミックスドア、６ インジケータ、７ 空気清浄制御スイッチ、１０ 車両用空調装置、１１ 室温センサ、１２ 外気温度センサ、１３ 液温センサ、１４ 日射量センサ、１５ 内気汚染度センサ、２０ 操作部、３０ 制御装置。

Claims (6)

1. 暖房用にヒートポンプを備え、
   吹出口から車室内に吹き出す風量について室温制御のために必要な風量又は車両の乗員が設定した風量から前記車室内の浮遊粒子状物質の濃度に応じて更に風量を増加させてフィルタ通過風量を増やすことによって前記車室内の浮遊粒子状物質の濃度を低下させる空気清浄制御を行うことができる車両用空調装置であって、
   室温の上昇が大きく求められる空調条件では、暖房の熱源となる液体の液温が所定の液温よりも低く、前記車室内に吹き出す空気を前記ヒートポンプが加熱している場合に、前記空気清浄制御による風量増加量として許容される上限値を外気温度によって変動させることによって、前記上限値を抑制し、
   前記空気清浄制御による風量増加量に応じて前記ヒートポンプの室外機ファンの風速を増加させることを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１に記載の車両用空調装置であって、
   前記外気温度が所定の外気温度よりも低く、かつ、前記室温が所定の室温よりも低い場合に、前記空調条件を満たすと判定することを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項１に記載の車両用空調装置であって、
   前記室温を設定温度に保持するために前記吹出口から前記車室内に吹き出される空気の目標温度である目標吹出温度が所定の温度よりも高い場合に、前記空調条件を満たすと判定することを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の車両用空調装置であって、
   前記液体を加熱する加熱ヒータを備え、前記加熱ヒータが前記液体を加熱している場合に、前記上限値を抑制することを特徴とする車両用空調装置。
5. 請求項２又は請求項３に記載の車両用空調装置であって、
   標準モードより燃費向上を狙ったエコノミーモードが車両の走行モードとして選択されている場合に、前記上限値を抑制することを特徴とする車両用空調装置。
6. 請求項２又は請求項３に記載の車両用空調装置であって、
   ハイブリッド車両に搭載され、メインバッテリを走行用の動力源とするＥＶモードが前記ハイブリッド車両の走行モードとして選択されている場合に、前記上限値を抑制することを特徴とする車両用空調装置。

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