JP2011068152A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の電気ヒータ全体としての寿命を延長できる車両用空調装置を提供する。
【解決手段】複数の電気ヒータを備え、電気ヒータによる加熱の必要性に応じて、作動させる電気ヒータの数を変更し、複数の電気ヒータのうち一部の電気ヒータを作動させる場合、複数の電気ヒータのいずれを優先して作動させるかを定めた優先順位に従って、作動させる電気ヒータを決定する車両用空調装置であって、イグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮになった場合に、その優先順位を変更する。これにより、優先順位を固定している場合と比較して、特定の電気ヒータの作動頻度、作動時間が他の電気ヒータよりも多くなることを抑制でき、特定の電気ヒータが他の電気ヒータよりも先に故障するのを抑制できる。よって、複数の電気ヒータ全体としての寿命を延長できる。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両用空調装置に関するものである。

エンジン冷却水等の熱媒体を熱源として送風空気を加熱する主暖房装置の他に、暖房に必要な熱量を補う補助暖房用装置としてＰＴＣヒータ等の電気ヒータを用いる車両用空調装置がある（例えば、特許文献１参照）。また、補助暖房用に複数の電気ヒータを用い、電気ヒータによる加熱の必要性に応じて、作動させる電気ヒータの数を変更するようにした車両用空調装置がある（例えば、特許文献２）。

特開２００９−８３７６３号公報 特開２００８−８３７６３号公報（第１４−１５頁、第２２図）

ところで、上述した特許文献２に記載のように、複数の電気ヒータを備え、電気ヒータによる加熱の必要性に応じて、作動させる電気ヒータの数を変更する車両用空調装置においては、以下の通り、特定の電気ヒータだけが故障するという問題が生じることがわかった。

すなわち、加熱の必要性に応じて電気ヒータの作動数を変更する車両用空調装置では、複数の電気ヒータのうち一部のみが作動し、残りが作動しないときがある。このとき、複数の電気ヒータのいずれを優先して作動させるかを定めた作動優先順位が、車両の使用耐久年数の期間内で固定されていると、特定の電気ヒータがいつも作動することとなり、他の電気ヒータよりも、特定の電気ヒータの使用頻度が多く、作動時間の合計が多くなる。この結果、特定の電気ヒータが他の電気ヒータよりも先に故障し、電気ヒータ全体としての寿命が短くなってしまうという問題が生じる。

本発明は上記点に鑑みて、複数の電気ヒータ全体としての寿命を延長できる車両用空調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、制御手段（５０）は、複数の電気ヒータ（１５）のうち一部の電気ヒータを作動させる場合、複数の電気ヒータ（１５）のいずれを優先して作動させるかを定めた優先順位に従って、複数の電気ヒータ（１５）の中から作動させる電気ヒータ（１５）を決定するとともに、優先順位を変更するようになっていることを特徴としている。

これによれば、電気ヒータを作動させる優先順位を、固定せず、変更するようにしているので、優先順位を固定している場合と比較して、特定の電気ヒータの作動頻度、作動時間が他の電気ヒータよりも多くなることを抑制できる。よって、本発明によれば、特定の電気ヒータが他の電気ヒータよりも先に故障するのを抑制でき、複数の電気ヒータ全体としての寿命を延長させることができる。

請求項１に記載の発明においては、例えば、請求項２のように、制御手段（５０）は、記憶手段（５０ａ）に記憶された複数の優先順位パターンのうち一の優先順位パターンを選択して優先順位を決定し、決定した優先順位に従って、複数の電気ヒータ（１５）の中から作動させる電気ヒータ（１５）を決定するとともに、選択した一の優先順位パターンを複数の優先順位パターンのうち他の優先順位パターンに変更することで、優先順位を変更するようになっている構成を採用できる。

さらに、請求項３のように、制御手段（５０）は、複数の電気ヒータ（１５）のそれぞれの優先順位を１つずつずらすように、選択した一の優先順位パターンを複数の優先順位パターンのうち他の優先順位パターンに変更する構成を採用できる。このように、各電気ヒータの優先順位をローテーションさせることで、複数の電気ヒータの作動時間、作動頻度を近づけることができる。

また、請求項１に記載の発明においては、例えば、請求項４のように、制御手段（５０）は、複数の電気ヒータのそれぞれの作動時間を計測する計測手段（Ｓ６２）を有し、制御手段（５０）は、作動時間が短い順に優先順位を決定することで、優先順位を変更する構成を採用できる。このように優先順位を変更することでも、複数の電気ヒータの作動時間、作動頻度を近づけることができる。

また、請求項１〜４に記載の発明においては、請求項５のように、制御手段（５０）は、制御手段（５０）への電力供給が開始された場合に、優先順位を変更するとともに、制御手段（５０）への電力供給が維持されている間は、優先順位を変更しない構成を採用することもできる。

これによれば、空調装置の作動開始時に、電気ヒータを作動させる優先順位を変更することとなり、空調装置の作動中は、優先順位が入れ替わらないので、空調装置の吹出口から吹き出される空調風の温度変動を防止することができる。

また、請求項１〜５に記載の発明は、請求項６のように、温度上昇手段（ＥＧ）によって温度上昇した熱媒体と空気との熱交換により、車室内への送風空気を加熱する主暖房用の加熱用熱交換器（１４）を備え、複数の電気ヒータ（１５）が、加熱用熱交換器による車室内への送風空気の加熱に伴って作動して、加熱用熱交換器による加熱を補助する補助暖房用として用いられる車両用空調装置に適用可能である。さらに、請求項７のように、 加熱用熱交換器（１４）は、熱媒体としてエンジン（ＥＧ）の冷却水を用いるものであり、 温度上昇手段はエンジン（ＥＧ）である車両用空調装置に適用可能である。

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ものである。

本発明の第１実施形態における車両用空調装置の構成図である。 図１の車両用空調装置の電気制御部の構成図である。 図１中の電気ヒータの構成図である。 図１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４のステップＳ１０の詳細を示すフローチャートである。 図４のステップＳ１１の詳細を示すフローチャートである。 図４のステップＳ１２の詳細を示すフローチャートである。 第２実施形態における図４のステップＳ１０の詳細を示す図である。 第３実施形態における図４のステップＳ１０の詳細を示す図である。

（第１実施形態）
図１に、本実施形態における車両用空調装置の全体構成を示し、図２に、この車両用空調装置の電気制御部の構成を示す。本実施形態の車両用空調装置は、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るものである。

本実施形態のハイブリッド車両は、車両の走行負荷に応じてエンジン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。

車両用空調装置１は、図１に示す室内空調ユニット１０と、本発明の制御手段としての図２に示す空調制御装置（エアコンＥＣＵ）５０とを備えている。

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。

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箱２０が配置されている。

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、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。

したがって、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、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。

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。

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機（ブロワ）１２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。

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である。蒸発器１３は、圧縮機（コンプレッサ）３１、凝縮器３２、気液分離器３３、膨張弁３４等とともに、冷凍サイクル３０を構成している。

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。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。したがって、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。

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、圧縮された冷媒を凝縮液化させるものである。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。

気液分離器３３は、凝縮液化された冷媒を気液分離して液冷媒のみを下流に流すものである。膨張弁３４は、液冷媒を減圧膨張させる減圧手段である。蒸発器１３は、冷媒と送風空気との熱交換により、減圧膨張された冷媒を蒸発気化させるものである。

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。

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加熱手段としてのヒータコア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で配置されている。

ヒータコア１４は、車両走行用駆動力を出力するエンジンＥＧの冷却水と蒸発器１３通過後の空気とを熱交換させて、蒸発器１３通過後の空気を加熱する加熱用熱交換器である。

具体的には、ヒータコア１４とエンジンＥＧとの間に冷却水流路４１が設けられて、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が設置されている。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。

また、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補助暖房用の電気ヒータである。

ここで、図３に、本実施形態のＰＴＣヒータ１５の電気的構成を示す。本実施形態では、ＰＴＣヒータ１５として、複数本、例えば、３本のＰＴＣヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃを用いている。空調制御装置５０が、第１ＰＴＣヒータ１５ａ、第２ＰＴＣヒータ１５ｂ、第３ＰＴＣヒータ１５ｃの各ＰＴＣ素子ｈ１、ｈ２、ｈ３に対して設けられているスイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３のＯＮ／ＯＦＦを制御することで、各ＰＴＣヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃへの通電・非通電を制御するようになっている。そして、空調制御装置５０が、通電するＰＴＣヒータ１５の本数を変化させることによって、複数のＰＴＣヒータ１５全体としての加熱能力が制御される。

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。したがって、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。

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。

したがって、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。

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。

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。

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。

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。

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は、ＣＰＵや、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のメモリ５０ａ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１ＰＴＣヒータ１５ａ、第２ＰＴＣヒータ１５ｂ、第３ＰＴＣヒータ１５ｃ、電動ウォータポンプ４２等の作動を制御する。

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）、圧縮機３１に吸入される冷媒の温度Ｔｓｉを検出する吸入温度センサ５７、エンジン冷却水温度ＴＷを検出する冷却水温度センサ５８等のセンサ群の検出信号が入力される。

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。

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（図示せず）、エアコンのオン・オフ（具体的には圧縮機３１のオン・オフ）を切り替えるエアコンスイッチ６０ａ、車両用空調装置１の自動制御を設定・解除するオートスイッチ６０ｂ、運転モードの切替スイッチ（図示せず）、吸込口モードを切り替える吸込口モードスイッチ（図示せず）、吹出口モードを切り替える吹出口モードスイッチ（図示せず）、送風機１２の風量設定スイッチ（図示せず）、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ６０ｃ、冷凍サイクルの省動力化を優先させる指令を出力するエコノミースイッチ６０ｄ等が設けられている。

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の作動要求信号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。

次に、図４により、上記構成における本実施形態の作動を説明する。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。図４の制御処理は、イグニッションスイッチ（ＩＧ）がＯＦＦからＯＮになって、空調制御装置５０の電源が自動投入されたときに開始される。空調制御装置５０の作動スイッチがＯＦＦであっても、空調制御装置５０は図４の制御処理を実行し、ステップＳ１３で制御信号を出力しない、もしくは、停止信号を出力する等によって、車両用空調装置１を作動させないようになっている。なお、図４中の各ステップＳ１〜Ｓ１４は、空調制御装置５０が有する各機能手段Ｓ１〜Ｓ１４に相当する。

まず、ステップＳ１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が行われる。

次のステップＳ２では、操作パネル６０の操作信号を読み込んでステップＳ３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６０ｃによって設定される車室内設定温度Ｔｓｅｔ、吹出口モードの選択信号、吸込口モードの選択信号、送風機１２の風量の設定信号等がある。

ステップＳ３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んで、ステップＳ４へ進む。ステップＳ４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６０ｃ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。

続くステップＳ５〜Ｓ１２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Ｓ５では、エアミックスドア１９の目標開度ＳＷを上記ＴＡＯ、蒸発器温度センサ５６によって検出された蒸発器１３からの吹出空気温度ＴＥ、エアミックス前の温風温度ＴＷＤに基づいて算出する。

具体的には、目標開度ＳＷは、次の数式Ｆ２−１により算出できる。
ＳＷ＝［｛ＴＡＯ−（ＴＥ＋２）｝／｛ＴＷＤ−（ＴＥ＋２）｝］×１００（％）…（Ｆ２−１）
ここで、エアミックス前の温風温度ＴＷＤとは、加熱用冷風通路１６に配置された加熱手段（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Ｆ２−２により算出できる。
ＴＷＤ＝ＴＷ×０．８＋ＴＥ×０．２＋ΔＴｐｔｃ…（Ｆ２−２）
ここで、ＴＥは蒸発器温度センサ５６によって検出された蒸発器１３からの吹出空気温度、ＴＷは冷却水温度センサ５８によって検出されたエンジン冷却水温度、ΔＴｐｔｃは、ＰＴＣヒータ１５の作動による吹出温上昇量である。また、０．８はヒータコア１４の熱交換効率αの一例であり、０．２はヒータコア１４からの吹出空気温度に対する蒸発器１３からの吹出空気温度ＴＥの寄与度βの一例である。

この吹出温上昇量ΔＴｐｔｃとは、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。この吹出温上昇量ΔＴｐｔｃは、ＰＴＣヒータ１５の消費電力Ｗ（Ｋｗ）、空気密度ρ（ｋｇ／ｍ^３）、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（ｍ^３／ｈ）を用いて、数式Ｆ２−３により演算できる。
ΔＴｐｔｃ＝Ｗ／ρ／Ｃｐ／Ｖａ×３６００・・・（Ｆ２−３）
ここで、ＰＴＣヒータ１５の消費電力Ｗとしては、ＰＴＣヒータ１５の定格消費電力を、ＰＴＣヒータ１５に流入する空気の温度と、ＰＴＣ素子の温度特性とに基づいて補正した値を用いることができる。

ＰＴＣ通過風量Ｖａとしては、単純にブロワ風量を用いるのではなく、数式Ｆ２−４により演算したもの、すなわち、ブロワ風量に対して、前回のステップＳ５で算出したエアミックス開度ＳＷ＿ＯＬＤ（％）を考慮したものを用いる。
Ｖａ（ｍ^３／ｈ）＝ブロワ風量（ｍ^３／ｈ）×ｆ（ＳＷ＿ＯＬＤ／１００）・・・（Ｆ２−４）
ここで、ｆ（ＳＷ＿ＯＬＤ／１００）としては、ＳＷ＿ＯＬＤ（％）が１０以上１００以下の間は、ＳＷ＿ＯＬＤ／１００によって算出した結果を用い、ＳＷ＿ＯＬＤ（％）＜１０のとき、ｆ（ＳＷ＿ＯＬＤ／１００）を０．１とし、ＳＷ＿ＯＬＤ（％）＞１００のとき、ｆ（ＳＷ＿ＯＬＤ／１００）を１とする（後述するステップＳ３１中に記載のｆ（ＳＷ／１００）とＳＷとの関係図を参照）。

このようにして、実際のＰＴＣヒータ１５の作動による吹出温上昇量とずれないように、吹出温上昇量ΔＴｐｔｃを演算することができる。なお、ΔＴｐｔｃは、３０秒の時定数をもって１秒毎に更新される。また、ステップＳ５を初めて実行する場合には、前回のエアミックス開度ＳＷ＿ＯＬＤ＝１００％として数式Ｆ２−４の演算を行う。

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。

ステップＳ６では、送風機１２により送風される空気の目標送風量を決定する。具体的には電動モータに印加するブロワモータ電圧をステップＳ４にて決定された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。

具体的には、本実施形態では、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付近の高電圧にして、送風機１２の風量を最大風量付近に制御する。また、ＴＡＯが極低温域から中間温度域に向かって上昇すると、ＴＡＯの上昇に応じてブロワモータ電圧を減少して、送風機１２の風量を減少させる。

さらに、ＴＡＯが極高温域から中間温度域に向かって低下すると、ＴＡＯの低下に応じてブロワモータ電圧を減少して、送風機１２の風量を減少させる。また、ＴＡＯが所定の中間温度域内に入ると、ブロワモータ電圧を最小値にして送風機１２の風量を最小値にするようになっている。

ステップＳ７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。この吸込口モードも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、基本的に外気を導入する外気モードが優先されるが、ＴＡＯが極低温域となって高い冷房性能を得たい場合等に内気を導入する内気モードが選択される。さらに、外気の排ガス濃度を検出する排ガス濃度検出手段を設け、排ガス濃度が予め定めた基準濃度以上となったときに、内気モードを選択するようにしてもよい。

ステップＳ８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。

したがって、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。

ステップＳ９では、圧縮機３１の冷媒吐出能力（具体的には、回転数）を決定する。本実施形態の基本的な圧縮機３１の回転数の決定手法は以下の通りである。例えば、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。

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ｆＣｎ−１に対する回転数変化量ΔｆＣを求める。そして、前回の圧縮機回転数ｆＣｎ−１に回転数変化量ΔｆＣを加算したものを今回の圧縮機回転数ｆＣｎとする。

ステップＳ１０では、ＰＴＣヒータ１５の作動本数およびＰＴＣヒータ１５を作動させる順番を決定する。図５は、このステップＳ１０の詳細を示すフローチャートである。以下、図５を用いて、このステップＳ１０の詳細な内容を説明する。

まず、ステップＳ２０〜Ｓ２４で、ＰＴＣヒータ１５が作動（ＯＮ）する順番（ＰＴＣヒータのＯＮ順番）を決定する。

具体的には、ステップＳ２０で、車両製造後の初回の電源投入（初回ＩＧスイッチのＯＦＦ→ＯＮ）か否かを判定する。初回の電源投入であれば、ＹＥＳ判定して、ステップＳ２１に進み、初回用のＰＴＣヒータのＯＮ順番を決定する。

ここで、空調制御装置５０が備える記憶手段としてのメモリ５０ａには、予め、複数のＰＴＣヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃのいずれを優先して作動させるかの優先順位を定めた優先順位パターンが複数記憶されている。

ステップＳ２１では、初回用のＰＴＣヒータのＯＮ順番として、複数の優先順位パターンのうちパターン１を選択し決定する。その後、ステップＳ２４で、このパターン１をＰＴＣヒータのＯＮ順番として記憶する。優先順位パターンが変更されない限り、パターン１がＰＴＣヒータのＯＮ順番として使用される。

このパターン１は、１番目、２番目、３番目にＯＮするＰＴＣヒータを、それぞれ、第１ＰＴＣヒータ（ＰＴＣ１）１５ａ、第２ＰＴＣヒータ（ＰＴＣ２）１５ｂ、第３ＰＴＣヒータ（ＰＴＣ３）１５ｃとしている。これによれば、例えば、ＰＴＣヒータ１５の作動本数が１本のとき、第１ＰＴＣヒータ１５ａが作動し、ＰＴＣヒータの作動本数が２本のとき、第１ＰＴＣヒータ１５ａと第２ＰＴＣヒータ１５ｂが作動することとなる。

一方、ステップＳ２０において、初回の電源投入以外であれば、ＮＯ判定して、ステップ２２に進む。例えば、初回ではなく２回目以降の電源投入時や、電源投入状態が維持され続けて、図４に示す一連の制御処理の２回目以降を実行している場合が、初回の電源投入以外となる。

ステップＳ２２では、電源投入時であるか否か、すなわち、ＩＧがＯＦＦからＯＮになったか否かを判定する。このとき、ＩＧがＯＦＦからＯＮになった後の最初に実行される図４の制御処理であれば、ＹＥＳ判定してステップＳ２３に進む。

ステップＳ２３では、前回のＩＧのＯＮ時とは異なるＰＴＣヒータのＯＮ順番を決定する。ここでは、前回の優先順位パターンと異なる優先順位パターンを選択する。

具体的には、優先順位（１番目、２番目、３番目）に対して、複数のＰＴＣヒータをローテーションさせるように、優先順位パターンの選択順が予め決められている。例えば、前回がパターン１であれば、今回はパターン２を選択し、次回はパターン３を順番に選択する。パターン１からパターン２に変更すると、パターン１で定められた各電気ヒータの順位が繰り下がり、最下位のものは最上位となる。このように、優先順位パターンをパターン１から順次選択することにより、第１ＰＴＣヒータ（ＰＴＣ１）の優先順位は、１番目→２番目→３番目のように、１つずつ変動し、第２ＰＴＣヒータ（ＰＴＣ２）の優先順位は、２番目→３番目→１番目のように、１つずつ変動し、第３ＰＴＣヒータ（ＰＴＣ３）の優先順位は、３番目→１番目→２番目のように、１つずつ変動する。

その後、ステップＳ２４で、ＰＴＣヒータのＯＮ順番として、今回の優先順位パターン、例えば、パターン２をメモリに記憶する。このようにして、ＰＴＣヒータのＯＮ順番を変更する。したがって、ステップＳ２３が優先順位の変更手段を構成し、ステップＳ２４が変更後の優先順位を記憶する手段を構成している。

ステップＳ２２において、ＩＧがＯＦＦからＯＮになった場合以外、ＮＯ判定して、ＰＴＣヒータのＯＮ順番を変更せずに、ステップＳ２５に進む。例えば、電源投入後、電力の供給が維持され続けて、図４に示す一連の制御処理の２回目以降を実行している場合では、ステップＳ２３に進まず、ＰＴＣヒータのＯＮ順番を変更しない。

このようにして、ステップＳ２０〜Ｓ２４で、ＰＴＣヒータのＯＮ順番を決定した後、ステップＳ２５〜２９で、ＰＴＣヒータ１５による車室内への送風空気の加熱の必要性に応じて、ＰＴＣヒータ１５の作動本数を決定する。例えば、外気温、エアミックス開度、冷却水温度に応じて、ＰＴＣヒータ１５の作動本数を決定する。

ステップＳ２５では、外気温に基づいてＰＴＣヒータ１５の作動が不要か否かを判定する。具体的には、外気センサ５２が検出した外気温が所定温度、本例では、２６℃よりも高いか否かを判定する。外気温が２６℃よりも高いと判定した場合（ＹＥＳ判定の場合）、ＰＴＣヒータ１５による吹出温アシストは必要無いと判断して、ステップＳ２９に進み、ＰＴＣヒータ１５の作動本数を０本に決定する。一方、ステップＳ２５で、外気温が２６℃よりも低いと判定した場合（ＮＯ判定の場合）、ステップＳ２６に進む。

ステップＳ２６では、エアミックス開度ＳＷに基づいてＰＴＣヒータ作動の要否（ｆ（ＳＷ）＝ＯＮｏｒＯＦＦ）を決定する。エアミックス開度ＳＷが小さいほど、暖風割合が少ないことから、エアミックス開度ＳＷが小さければ、ＰＴＣヒータの作動は不要であると考えられる。そこで、ステップＳ２６では、ステップＳ５で決定したエアミックス開度ＳＷを予め定められた所定開度と比較して、エアミックス開度ＳＷが所定開度、本例では、３０％よりも小さければ、ＰＴＣヒータ停止（ｆ（ＳＷ）＝ＯＦＦ）とする。一方、エアミックス開度が所定開度、本例では、４０％よりも大きければ、ＰＴＣヒータ作動（ｆ（ＳＷ）＝ＯＮ）とする。

そして、ステップＳ２７では、ステップＳ２６で決定したＰＴＣヒータ作動の要否結果がＰＴＣヒータ停止（ｆ（ＳＷ）＝ＯＦＦ）か否かを判定する。このとき、ｆ（ＳＷ）＝ＯＦＦの場合（ＹＥＳ判定の場合）、ステップＳ２９に進み、ＰＴＣヒータの作動本数を０本に決定する。一方、ｆ（ＳＷ）＝ＯＮの場合（ＮＯ判定の場合）、ステップＳ２８に進む。

ステップＳ２８では、冷却水温度ＴＷに応じてＰＴＣヒータ１５の作動本数を決定する。具体的には、第１所定温度Ｔ１＞第２所定温度Ｔ２＞第３所定温度Ｔ３として予め定めておき、ＴＷ＞Ｔ１のとき、作動本数を０本とし、Ｔ１＞ＴＷ＞Ｔ２のとき、作動本数を１本とし、Ｔ２＞ＴＷ＞Ｔ３のとき、作動本数を２本とし、Ｔ３＞ＴＷのとき、作動本数を３本とする。本例では、作動本数を増加させる場合（冷却水温度の下降時）に用いるＴ１、Ｔ２、Ｔ３をそれぞれ６５℃、６２．５℃、６０℃としており、作動本数を減少させる場合（冷却水温度の上昇時）に用いるＴ１、Ｔ２、Ｔ３をそれぞれ６７．５℃、６５℃、６２．５℃としている。

そして、このステップＳ２８で決定したＰＴＣヒータ１５の作動本数が１本または２本のように、複数のＰＴＣヒータ１５のうち一部のＰＴＣヒータ１５を作動させる場合では、ステップＳ２１、Ｓ２３で決定したＰＴＣヒータのＯＮ順番に従って、複数のＰＴＣヒータ１５の中から作動させるＰＴＣヒータ１５を決定する。例えば、ステップＳ２８で決定したＰＴＣヒータ１５の作動本数が１本で、今回の優先順位パターンがパターン２であれば、ＯＮ順番が１番目である第３ＰＴＣヒータ１５ｃをＯＮさせることとなる。

続いて、図４のステップＳ１１では、エンジンＥＧの作動要求（エンジンＯＮ要求）の要否を決定する。このステップＳ１１では、バッテリ残量および走行条件によってエンジンＥＧが停止している場合に、空調のためのエンジンＥＧの作動および停止を決定する。

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、常時エンジンを作動させているのでエンジン冷却水も常時高温となる。したがって、通常の車両ではエンジン冷却水をヒータコア１４に流通させることで充分な暖房性能を発揮することができる。

これに対して、本実施形態のようなハイブリッド車両では、バッテリ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が停止しているとエンジン冷却水温度が４０℃程度にしか上昇せず、ヒータコア１４にて充分な暖房性能が発揮できなくなる。

そこで、本実施形態では、高い暖房性能が必要な場合であってもエンジン冷却水温度ＴＷが予め定めた基準冷却水温度よりも低いときは、エンジン冷却水温度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ＥＧの制御に用いられるエンジン制御装置７０に対して、エンジンＥＧを作動するようにエンジン作動要求信号（エンジンＯＮ要求信号）を出力する。これにより、エンジン冷却水温度ＴＷを上昇させて高い暖房性能を得るようにしている。

ただし、このようなエンジンＯＮ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、車両燃費を悪化させる要因となる。このため、エンジンＯＮ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。

そこで、本実施形態では、後述するように、吹出口モードがフェイスモード時では、フェイスモード以外の他の吹出口モード時と比較して、エンジンＯＮ要求信号の出力頻度が低下するように、他の吹出口モード時に用いるエンジンＯＮ要求信号の出力条件とは異なる出力条件を用いるようになっている。

図６は、このステップＳ１１の詳細を示すフローチャートである。この図６を用いて、ステップＳ１１の詳細な内容を説明する。図６に示すステップＳ３０〜Ｓ３２では、ステップＳ３３で行うエンジン冷却水温度に基づく仮のエンジンＯＮ要求の要否決定に用いる判定しきい値を算出する。

まず、ステップＳ３０で、ステップＳ６で決定したブロワモータ電圧とステップＳ８で決定した吹出口モードとに基づいて、送風機（ブロワ）１２からの総風量（以下、ブロワ風量と呼ぶ）を演算する。具体的には、図６のステップＳ３０中に記載のように、吹出口モード毎に作成されたブロワモータ電圧とブロワ風量との関係を示すマップがＥＣＵに予め記憶されており、このマップに基づいて、ブロワ風量を推定する。

このように、ブロワ風量の演算において、吹出口モードを考慮するのは、同じブロワ稼働率であっても、例えば、ＦＡＣＥモード時の方がＦＯＯＴモード時よりもブロワ風量が多くなるように、吹出口モードによって、ケーシング１１内を流れる風の圧力損失が異なることによって、ブロワ風量が異なるからである。

続いて、ステップＳ３１で、ＰＴＣヒータ１５の作動による吹出温上昇量ΔＴｐｔｃを演算する。この吹出温上昇量ΔＴｐｔｃは、上述した数式Ｆ２−３により演算できる。すなわち、この吹出温上昇量ΔＴｐｔｃは、ＰＴＣヒータ１５の消費電力Ｗ（Ｋｗ）、空気密度ρ（ｋｇ／ｍ^３）、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（ｍ^３／ｈ）を用いて演算できる。
ΔＴｐｔｃ＝Ｗ／ρ／Ｃｐ／Ｖａ×３６００・・・（Ｆ３）
ここで、ＰＴＣ通過風量Ｖａとしては、単純にブロワ風量を用いるのではなく、数式Ｆ４により演算したもの、すなわち、ブロワ風量に対してエアミックス開度ＳＷ（％）を考慮したものを用いる。
Ｖａ（ｍ^３／ｈ）＝ブロワ風量（ｍ^３／ｈ）×ｆ（ＳＷ／１００）・・・（Ｆ４）
また、ｆ（ＳＷ／１００）としては、ステップＳ３１中に記載のｆ（ＳＷ／１００）とＳＷとの関係図の通り、ＳＷ（％）が１０以上１００以下の間は、ＳＷ／１００によって算出した結果を用い、ＳＷ（％）＜１０のとき、ｆ（ＳＷ／１００）を０．１とし、ＳＷ（％）＞１００のとき、ｆ（ＳＷ／１００）を１とする。

例えば、ブロワ風量＝２５０ｍ^３／ｈ、ＰＴＣヒータの消費電力Ｗ＝８４０Ｗ時、エアミックス開度ＳＷ＝１００％のとき、ΔＴｐｔｃ＝０．８４／１．２９／１／２５０×３６００＝９．３℃となる。

このようにして、実際のＰＴＣヒータ１５の作動による吹出温上昇量とずれないように、吹出温上昇量ΔＴｐｔｃを演算することができる。なお、ΔＴｐｔｃは、３０秒の時定数１秒毎に更新される。

続いて、ステップＳ３２では、ステップＳ３３で行うエンジン冷却水温度に基づく仮のエンジンＯＮ要求の要否判定に用いる判定しきい値であるエンジンＯＦＦ水温と、エンジンＯＮ水温を算出する。エンジンＯＦＦ水温は、エンジンを停止させるときの判定基準となるエンジン冷却水温度であり、エンジンＯＮ水温は、エンジンを作動させるときの判定基準となるエンジン冷却水温度である。

ここで、エンジンＯＦＦ水温は、数式Ｆ５−１を用いて実吹出温がおおよそ目標吹出温度ＴＡＯとなるように演算された基準冷却水温度ＴＷＯと７０℃とのうちの小さい方が採用される。一方、エンジンＯＮ水温は、頻繁にエンジンがＯＮ／ＯＦＦするのを防止するため、エンジンＯＦＦ水温よりも所定温度、本例では、５℃低く設定される。
ＴＷＯ＝｛（ＴＡＯ−ΔＴｐｔｃ）−（ＴＥ×０．２）｝／０．８・・・（Ｆ５−１）
なお、基準冷却水温度ＴＷＯは、エアミックス前の温風温度ＴＷＤが目標吹出温度ＴＡＯになるものと仮定したときに、必要とされる冷却水温度である。ＴＥは、蒸発器温度センサ５６が検出した蒸発器１３からの吹出空気温度である。

ここで、数式Ｆ５−１は、ヒータコア１４からの吹出空気温度Ｔａについての２つの下記数式Ｆ５−２、Ｆ５−３から導かれる。すなわち、数式Ｆ５−１は、数式Ｆ５−３の右辺を数式Ｆ５−２の左辺に代入し、ＴＷＯについて解くことで導かれる。
Ｔａ＝ＴＷＯ×α＋ＴＥ×β・・・（Ｆ５−２）
Ｔａ＝ＴＡＯ−ΔＴｐｔｃ・・・（Ｆ５−３）
なお、数式Ｆ５−２中のαはヒータコア１４の熱交換効率であり、βはヒータコア１４からの吹出空気温度Ｔａに対する蒸発器１３からの吹出空気温度ＴＥの寄与度である。本例では、αを０．８、βを０．２としている。

続いて、ステップＳ３３では、エンジン冷却水温度に基づく仮のエンジンＯＮ要求の要否決定を行う。この決定結果ｆ（ＴＷ）は、次のステップＳ３４でのエンジンＯＮ要求の要否決定の際のパラメータとなる。

具体的には、冷却水温度センサ５８で検出した実際の冷却水温度を、ステップＳ３２で求めたエンジンＯＦＦ水温、エンジンＯＮ水温と比較する。そして、冷却水温度がエンジンＯＮ水温より低ければ、ｆ（ＴＷ）＝ＯＮとしてエンジン作動を仮決定し、冷却水温度がエンジンＯＦＦ水温より高ければ、ｆ（ＴＷ）＝ＯＦＦとしてエンジン停止を仮決定する。

続いて、ステップＳ３４では、吹出口モード、ＰＴＣヒータ１５の作動本数、目標吹出温度ＴＡＯ、ステップＳ３３の決定結果ｆ（ＴＷ）に基づいて、空調のためのエンジン作動（ＯＮ）要求の要否決定を行う。

具体的には、吹出口モードがＦＡＣＥモード以外の場合であれば、ｆ（ＴＷ）に応じて、エンジンＯＮ要求の要否を決定する。

通常、暖房時の吹出口モードはＦＯＯＴモードかＢ／Ｌモードであるので、暖房時はＦＡＣＥモード以外に該当する。この場合、冷却水温度がステップＳ３２で算出のエンジンＯＮ水温よりも低いと、足元から冷風が出て快適性を損ねるため、エンジンＯＮが選択される。これにより、エンジンＯＮ要求信号が出力されて、エンジン冷却水の温度が上昇するので、暖房時では、空気がヒータコア１４を通過する際に、空気がエンジン冷却水を熱源として加熱され、ヒータコア通過後の空気の温度に対して、ＰＴＣヒータ１５による吹出温上昇量が上乗せされることによって、目標吹出温度ＴＡＯにおおよそ等しい吹出温を作り出すことが可能になり、乗員の快適性が維持される。

また、ＦＯＯＴモードやＢ／Ｌモード時で、冷却水温度がステップＳ３２で算出のエンジンＯＦＦ水温よりも高いと、エンジンＯＦＦが選択される。この場合、例えば、エンジン停止信号が出力され、空調のためのエンジン作動時であれば、エンジンが停止される。

ここで、ステップＳ３２では、ＰＴＣヒータ１５による吹出温上昇量ΔＴｐｔｃが大きいほど、エンジンＯＦＦ水温およびエンジンＯＮ水温が小さくなるように演算しているので、ＰＴＣヒータ作動時では、ＰＴＣヒータ１５の停止時よりもエンジンＯＮ要求の頻度が低下し、燃費が向上する。さらに、この吹出温上昇量ΔＴｐｔｃにはＰＴＣ通過風量が加味されているので、ＰＴＣ通過風量が低風量の場合、エンジンＯＦＦ水温およびエンジンＯＮ水温を大きく低減でき、省燃費効果を大きくできる。

一方、吹出口モードがＦＡＣＥモードの場合では、以下の通り、ＰＴＣヒータ１５の作動本数や、目標吹出温度ＴＡＯや、ｆ（ＴＷ）に応じて、空調のためのエンジンＯＮ要求の要否を決定する。

ＰＴＣヒータの作動本数が所定本数、本例では１本以上の場合、冷却水温度ＴＷや目標吹出温度ＴＡＯに関わらず、エンジン停止（ＯＦＦ）を選択し、エンジンＯＮ要求信号を出力しない。

これにより、後述するステップＳ１３で、エンジンＯＮ要求信号が出力されないので、冷却水温度がエンジンＯＮ水温よりも低くても、エンジンは停止されたままとなる。もしくは、空調のためのエンジン作動時であれば、エンジン停止信号が出力され、エンジンが停止される。この結果、ＦＡＣＥモード時であって、ＰＴＣヒータの作動本数が１本以上の場合では、バッテリ残量がある限り、電動モータによる走行（ＥＶ走行）が可能になり、ゼロエミッション（排ガスの排出量が０）が可能になる。

ここで、ＦＡＣＥモード以外の他の吹出口モード時では、冷却水温度がエンジンＯＦＦ水温よりも低い場合に、エンジン作動を選択するのに対して、ＦＡＣＥモード時では、冷却水温度に関わらず、エンジン停止を選択するのは、ＦＡＣＥモード時では、冷却水温度が目標吹出温度ＴＡＯを得るのに必要な温度よりも低くても、乗員の快適性への影響は小さいからである。すなわち、ＦＡＣＥモードは、そもそも、ＦＯＯＴモードやＢ／Ｌモードと比較して低い温度の空調風をフェイス吹出口から吹き出す吹出口モードであり、ＦＡＣＥモード時に、目標吹出温度ＴＡＯよりも低い温度の風がフェイス吹出口から乗員の上半身に向けて吹き出されても、乗員が不快に感じる可能性は小さいからである。

ただし、実際のフェイス吹出口からの吹出空気温度と目標吹出温度ＴＡＯとの差が大きすぎると、室温が下がり過ぎてしまい、その結果、目標吹出温度ＴＡＯが変わって、吹出口モードがＦＡＣＥモードからＢ／Ｌモードに変更されてしまう。そこで、本実施形態では、エンジンが停止して冷却水温度が低くても、室温が下がり過ぎないように、ＦＡＣＥモードの場合であって、ＰＴＣヒータ１５の作動時に、エンジンＯＮ要求信号を出力しないこととしている。

また、ＰＴＣヒータ１５の作動本数が０本、すなわち、ＰＴＣヒータ１５が停止している場合で、目標吹出温度ＴＡＯが所定温度、本例では２０℃未満の場合のように、目標吹出温度ＴＡＯが比較的低いときは、ヒータコア１４による空気の加熱は必要無いため、エンジン停止（ＯＦＦ）を選択し、エンジンＯＮ要求信号を出力しない。この場合、空調のためのエンジン作動時であれば、エンジン停止信号が出力され、エンジンＥＧが停止される。

また、ＰＴＣヒータ１５の作動本数が０本の場合であって、目標吹出温度ＴＡＯが所定温度、本例では２０℃以上のときは、ＦＡＣＥモード以外の場合と同様に、空調のためのエンジンＯＮ要求の要否をｆ（ＴＷ）に応じて決定する。これにより、冷却水温度がエンジンＯＮ水温よりも低ければ、エンジンＯＮ要求信号が出力され、エンジン作動によってエンジン冷却水が加熱される。これは、ＰＴＣヒータ１５の作動本数が０本で、目標吹出温度ＴＡＯが所定温度以上のときは、冷却水温度が低いと、時間の経過と共に少しずつ室温が低くなるので、室温の低下を抑制するためである。

図４のステップ１２では、ヒータコア１４とエンジンＥＧとの間でエンジン冷却水を循環させる電動ウォータポンプ４２の作動の要否を決定する。図７は、このステップＳ１２の詳細を示すフローチャートである。この図７を用いて、ステップＳ１２の詳細な内容を説明する。なお、このステップＳ１２は、エンジンＥＧのＯＮ、ＯＦＦ状態や、吹出口モードに関わらず、実行される。

図７に示すように、ステップＳ４０では、冷却水温度センサ５８が検出した冷却水温度ＴＷが、蒸発器温度センサ５６が検出した蒸発器１３からの吹出空気温度ＴＥより高いか否かを判定する。このとき、冷却水温度ＴＷが蒸発器１３からの吹出空気温度ＴＥより低い場合（ＮＯ判定の場合）、ステップＳ４３に進み、電動ウォータポンプ４２の停止（ＯＦＦ）を選択する。この結果、電動ウォータポンプ４２は停止状態となるので、冷却水回路４０での冷却水の循環が停止される。これは、冷却水温度ＴＷが蒸発器１３からの吹出空気温度ＴＥより低いときに、冷却水をヒータコア１４に流すと、ヒータコア１４を流れる冷却水によって蒸発器通過後の空気を冷却してしまい、かえって吹出口からの吹出空気温度を低くしてしまうためである。

一方、冷却水温度ＴＷが蒸発器１３からの吹出空気温度ＴＥより高い場合（ＹＥＳ判定の場合）、ステップＳ４１に進む。

ステップＳ４１では、ブロワ作動（ブロワＯＮ）が選択されているか否かを判定する。

このとき、ブロワ停止が選択されている場合、ＮＯ判定し、省動力のため、ステップＳ４３に進み、電動ウォータポンプ４２の停止（ＯＦＦ）を選択する。この結果、ブロワ停止時は電動ウォータポンプ４２も停止状態となる。

一方、ブロワ作動が選択されている場合、ＹＥＳ判定して、ステップＳ４２に進み、電動ウォータポンプ４２の作動（ＯＮ）を選択する。この結果、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ことにより、ヒータコア１４を流れる冷却水とヒータコア１４を通過する空気との熱交換により、送風空気が加熱される。

図４のステップＳ１３では、上述のステップＳ５〜Ｓ１２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。

これにより、例えば、ＰＴＣヒータ１５は、ステップ１０で決定された作動本数で作動するとともに、電動ウォータポンプ４２は、ステップＳ１２で決定された通りに作動もしくは停止する。

また、エンジン制御装置７０に対して、空調のためのエンジンＯＮ要求信号が出力されれば、バッテリ残量が所定量以上であって、走行条件によってエンジンＥＧが停止している場合、エンジンＥＧが作動する。また、空調のためにエンジンＥＧが作動している際では、エンジン冷却水温度等の条件によって、例えば、エンジン停止信号（エンジンＯＦＦ信号）が出力された場合に、エンジンＥＧが停止する。

次のステップＳ１４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。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。さらに、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充分に確保することができる。

次に、本実施形態の主な特徴点について説明する。

図５に示すステップＳ２２、Ｓ２３の通り、空調制御装置５０は、イグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮになった場合に、ＰＴＣヒータ１５をＯＮさせる優先順位パターンを変更し、ＰＴＣヒータ１５をＯＮさせる優先順位に対して、複数のＰＴＣヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃをローテーションさせるようにしているので、複数のＰＴＣヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃの作動頻度、作動時間を近づけることができる。

ここで、ＰＴＣヒータ１５の故障原因としては、作動時間や作動頻度が挙げられる。作動時間が長くなると、ＰＴＣ素子を狭持する正極側電極板と負極側電極板との間にイオンが流れて漏電が生じるマイグレーション現象が発生し、作動頻度が多くなると、ＰＴＣヒータ１５の通電開始時の電圧上昇・電流量上昇等の影響によって、ＰＴＣヒータ１５に劣化が生じるからである。

したがって、本実施形態によれば、複数のＰＴＣヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃの作動頻度、作動時間を近づけることができるので、特定のＰＴＣヒータが他のＰＴＣヒータよりも先に故障するのを抑制でき、複数のＰＴＣヒータ全体としての寿命を延長させることができる。

また、空調制御装置５０は、ステップＳ２２を実行することで、イグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮに切り替わった場合に、ＰＴＣヒータのＯＮ順番を変更し、イグニッションスイッチのＯＮ状態が維持されている間は、ＰＴＣヒータのＯＮ順番を変更しないようにしている。

ここで、空調装置の作動時であって空調風の吹出時に、ＰＴＣヒータのＯＮ順番を変更すると、ＰＴＣヒータ１５の作動本数が１本や２本の場合に、作動するＰＴＣヒータ１５が入れ替わることで、吹出温の変動が考えられる。これは、例えば、作動していたＰＴＣヒータが停止し、停止していた別のＰＴＣヒータが作動するからである。

これに対して、本実施形態によれば、空調開始段階で、ＰＴＣヒータのＯＮ順番を決定しており、空調中は、ＰＴＣヒータのＯＮ順番が入れ替わらないので、吹出温の変動を防止することができる。

なお、本実施形態では、イグニッションスイッチのＯＮ時に空調制御装置５０の電源が自動投入されるので、イグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮに切り替わった場合に、ＰＴＣヒータのＯＮ順番を変更し、イグニッションスイッチのＯＮ状態が維持されている間は、ＰＴＣヒータのＯＮ順番を変更しないようにした。これに対して、イグニッションスイッチのＯＮ時に空調制御装置５０の電源が自動投入されない車両用空調装置では、空調制御装置５０の電源投入時、すなわち、空調制御装置５０への電力供給の開始時にＰＴＣヒータのＯＮ順番を変更し、空調制御装置５０への電力供給が維持されている間は、ＰＴＣヒータのＯＮ順番を変更しないようにすれば良い。

（第２実施形態）
図８に、本実施形態におけるＰＴＣヒータ１５の作動本数および順番を決定するステップＳ１０のフローチャートを示す。図８は、図５に対応しており、以下では、第１実施形態と異なる点を説明する。

本実施形態では、図５の制御フローに対して、ステップＳ２２の代わりに、ステップＳ５１を実行し、さらに、ステップＳ２８、Ｓ２９の後に、ステップＳ５２〜Ｓ５５を追加している。

ステップＳ５１よりも先に、ステップＳ５２〜Ｓ５５について説明すると、ステップＳ２８、Ｓ２９で、ＰＴＣヒータ１５の作動本数を決定した後に、ステップＳ５２で、決定したＰＴＣヒータ１５の作動本数を記憶する。

その後、ステップＳ５３で、前回実行した図４の制御処理で決定したＰＴＣヒータ１５の作動本数と、今回決定した作動本数とを比較し、０本から０本以外に変化したか否かを判定する。すなわち、ＰＴＣヒータ１５の状態が停止（ＯＦＦ）から作動（ＯＮ）に切り替わったか否かを判定する。

このとき、作動本数が０本から０本以外、例えば、１本、２本等に変化した場合であれば、ＹＥＳ判定して、ステップＳ５４に進み、フラグを１（フラグ＝１）とする。一方、作動本数が０本のまま変化しなかったり、前回の作動本数が１本以上であれば、ＮＯ判定して、ステップＳ５５に進み、フラグを０（フラグ＝０）とする。このように、ＰＴＣヒータ１５の作動を開始させるときにフラグ＝１となり、ＰＴＣヒータ１５の状態がそれ以外の場合にフラグ＝０となる。

そして、ステップＳ５１では、前回実行した図４の制御処理において、ステップＳ５３〜Ｓ５５で決定したフラグが１であるか否かを判定する。このとき、フラグが１となっていれば、ＹＥＳ判定して、ステップＳ２３に進み、第１実施形態と同様に、前回のＩＧのＯＮ時とは異なるＰＴＣヒータのＯＮ順番を決定する。一方、フラグが０であれば、ＮＯ判定して、ＰＴＣヒータのＯＮ順番を変更せずに、ステップＳ２５に進む。

ここで、第１実施形態では、イグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮになった場合に、ＰＴＣヒータのＯＮ順番を変更していたので、ＰＴＣヒータを全く使用していなくても、ＰＴＣヒータのＯＮ順番が変更される場合が考えられる。このため、ＰＴＣヒータのＯＮ順番を変更しても、複数のＰＴＣヒータの使用頻度や使用時間に多少の偏りが生じる可能性がある。

これに対して、本実施形態では、ステップＳ５１、Ｓ２３で、ＰＴＣヒータ１５の作動が開始した場合、すなわち、ＰＴＣヒータ１５を使用した場合に、ＰＴＣヒータのＯＮ順番を変更するので、ＰＴＣヒータを全く使用していないのに、ＰＴＣヒータのＯＮ順番を変更してしまうことを避けることができる。この結果、本実施形態によれば、第１実施形態よりも、各ＰＴＣヒータの作動頻度、作動時間をより近づけることができる。

（第３実施形態）
図９に、本実施形態におけるＰＴＣヒータ１５の作動本数および順番を決定するステップＳ１０のフローチャートを示す。図９は、図５に対応しており、以下では、第１実施形態と異なる点を説明する。

本実施形態では、図５の制御フローに対して、ステップＳ２２を省略し、ステップＳ２３をステップＳ６１に変更し、ステップＳ２８の後にステップＳ６２を追加している。

ステップＳ６１よりも先に、ステップＳ６２を説明すると、ステップＳ２８で、ＰＴＣヒータの作動本数を決定した後に、ステップＳ６２で、各ＰＴＣヒータ毎に作動時間（ＯＮ時間）を、カウントして、メモリに記憶する。このとき、メモリの増大防止のため、５分毎に１ビットずつカウントするのが望ましい。なお、このカウントは、ＰＴＣヒータ１５が交換されない限り、リセットされない。このように、ステップＳ６２では、現在第１〜第３ＰＴＣヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃのそれぞれの作動時間の合計を計測する。したがって、このステップＳ６２が複数のＰＴＣヒータのそれぞれの作動時間を計測する計測手段を構成する。

そして、次に実行する図４の制御処理において、ステップＳ２０でＮＯ判定の場合、ステップＳ６１に進み、ＰＴＣヒータのＯＮ順番を、初回用のＯＮ順番とは異なるＯＮ順番に変更する。

このステップＳ６１では、前回の図４の制御処理までに計測した各ＰＴＣヒータの作動時間の合計に基づいて、優先順位を決定する。具体的には、最も作動時間が短いＰＴＣヒータを優先して作動させるように、優先順位を作動時間の合計が短い順とする。

このように、本実施形態では、複数のＰＴＣヒータ１５の作動時間合計に応じて、ＰＴＣヒータのＯＮ順番を決定しているので、第１、第２実施形態と比較して、各ＰＴＣヒータの作動頻度、作動時間をより近づけることができる。

（他の実施形態）
（１）第３実施形態では、図５のステップＳ２２を省略したので、図４の制御フローでステップＳ１０を実行する度に、ＰＴＣヒータのＯＮ順番を変更することとなるが、第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、ステップＳ６１の前に図５のステップＳ２２を実行しても良い。すなわち、イグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮに切り替わった場合に、ＰＴＣヒータのＯＮ順番を変更するようにしても良く、イグニッションスイッチのＯＮ状態が維持されている間は、ＰＴＣヒータのＯＮ順番を変更しないようにしても良い。

（２）上述の各実施形態では、電気ヒータとして、ＰＴＣヒータを用いていたが、ニクロム線等を用いた他の電気ヒータを採用しても良い。

また、上述の各実施形態では、電気ヒータとして、空調ケース内に配置されて、車室内への送風空気を直接加熱する電気ヒータを用いていたが、この代わりに、エンジン冷却水回路に設けられ、エンジン冷却水を加熱する水加熱式電気ヒータを用いても良い。この場合、水加熱式電気ヒータは、エンジン冷却水を介して、車室内への送風空気を間接的に加熱することとなる。

（３）上述の各実施形態では、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。例えば、エンジンＥＧを発電機の駆動源として用い、発電された電力をバッテリに蓄え、さらに、バッテリ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。

（４）また、本発明をハイブリッド車に搭載される車両用空調装置に適用したが、本発明は、ハイブリッド車に限らず、走行駆動手段としてエンジンのみを有するエンジン自動車、停止時にエンジンを自動停止するアイドリングストップ車、燃料電池車、電気自動車等に搭載される車両用空調装置にも適用可能である。

燃料電池車に搭載される車両用空調装置は、上述した車両用空調装置に対して、図１中のエンジンＥＧを燃料電池に変更し、ヒータコアが燃料電池の冷却水を熱源として送風空気を加熱するように変更したものである。この場合、燃料電池が本発明における熱媒体の温度上昇手段に相当し、燃料電池の冷却水が本発明の熱媒体に相当する。

また、電気自動車に搭載される車両用空調装置は、上述した車両用空調装置に対して、図１中のエンジンＥＧを水加熱式電気ヒータに変更し、ヒータコアが水加熱式電気ヒータによって加熱された温水を熱源として送風空気を加熱するように変更したものである。この場合、水加熱式電気ヒータが本発明における熱媒体の温度上昇手段に相当し、水加熱式電気ヒータによって加熱された温水が本発明の熱媒体に相当する。

これらの車両用空調装置においても、ＦＡＣＥモード時では、ＦＡＣＥモード以外の他の吹出口モード時と比較して、温度上昇手段の作動頻度が少なくなるように、他の吹出口モード時における温度上昇手段の作動要求信号の出力条件とは異なる出力条件を用いることで、吹出口モードを考慮せずに、温度上昇手段に対して作動要求をするものと比較して、温度上昇手段の作動時に消費するエネルギーを節約することができ、省エネルギー化を実現できる。

（５）また、上述の各実施形態では、複数のＰＴＣヒータ１５を補助暖房用の電気ヒータとして用いていたが、複数のＰＴＣヒータ１５を、ヒータコア１４の代わりに、主暖房用として用いても良い。この場合、複数のＰＴＣヒータ１５のみによって車室内への送風空気を加熱する。

１４ ヒータコア（主暖房用の加熱用熱交換器）
１５ ＰＴＣヒータ（補助暖房用の電気ヒータ）
５０ 空調制御装置（制御手段）
ＥＧ エンジン

Claims (7)

1. 車室内への送風空気を加熱するための複数の電気ヒータ（１５）と、
   前記複数の電気ヒータ（１５）による加熱の必要性に応じて、作動させる前記電気ヒータ（１５）の数を決定する制御手段（５０）とを備える車両用空調装置において、
   前記制御手段（５０）は、前記複数の電気ヒータ（１５）のうち一部の前記電気ヒータを作動させる場合、前記複数の電気ヒータ（１５）のいずれを優先して作動させるかを定めた優先順位に従って、前記複数の電気ヒータ（１５）の中から作動させる前記電気ヒータ（１５）を決定するとともに、前記優先順位を変更するようになっていることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記制御手段（５０）は、異なる前記優先順位を定めた複数の優先順位パターンを予め記憶する記憶手段（５０ａ）を有し、
   前記制御手段（５０）は、前記記憶手段（５０ａ）に記憶された前記複数の優先順位パターンのうち一の優先順位パターンを選択して前記優先順位を決定し、決定した前記優先順位に従って、前記複数の電気ヒータ（１５）の中から作動させる前記電気ヒータ（１５）を決定するとともに、
   選択した前記一の優先順位パターンを前記複数の優先順位パターンのうち他の優先順位パターンに変更することで、前記優先順位を変更するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記制御手段（５０）は、前記複数の電気ヒータ（１５）のそれぞれの前記優先順位を１つずつずらすように、選択した前記一の優先順位パターンを前記複数の優先順位パターンのうち他の優先順位パターンに変更することを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記制御手段（５０）は、前記複数の電気ヒータのそれぞれの作動時間を計測する計測手段（Ｓ６２）を有し、
   前記制御手段（５０）は、前記作動時間が短い順に前記優先順位を決定することで、前記優先順位を変更するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
5. 前記制御手段（５０）は、前記制御手段（５０）への電力供給が開始された場合に、前記優先順位を変更するとともに、前記制御手段（５０）への電力供給が維持されている間は、前記優先順位を変更しないようになっていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
6. 温度上昇手段（ＥＧ）によって温度上昇した熱媒体と空気との熱交換により、車室内への送風空気を加熱する主暖房用の加熱用熱交換器（１４）を備え、
   前記複数の電気ヒータ（１５）は、前記加熱用熱交換器による車室内への送風空気の加熱に伴って作動して、前記加熱用熱交換器による加熱を補助する補助暖房用であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つ記載の車両用空調装置。
7. 前記加熱用熱交換器（１４）は、前記熱媒体としてエンジン（ＥＧ）の冷却水を用いるものであり、
   前記温度上昇手段は前記エンジン（ＥＧ）であることを特徴とする請求項６に記載の車両用空調装置。
   

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