車両用空調装置
【課題】空調の快適性を損なうことなく、車両側の発電効率も損なうことがない車両用空調装置を実現する。
【解決手段】発電機３７により充電される高電圧バッテリ３８、温水と車室内へ送風する空気とを熱交換するヒータコア２、温水を加熱する電気ヒータ２２、ヒータコア２と電気ヒータ２２へ温水を循環させるポンプ３１、電気ヒータ２２を制御する空調制御装置４０、発電機３７を制御する車両側制御装置５０とを備える車両用空調装置において、空調制御装置４０は、温水が目標水温ＴＷＯとなる電気ヒータ２２の必要電力ＷＯを求めるとともに、その必要電力ＷＯから必要電圧ＶＯを求め、その必要電圧ＶＯが高電圧バッテリ３８の電源電圧よりも小さいときに、必要電圧ＶＯで、車両側制御装置５０に発電要求を行う。これにより、空調の快適性を損なうことなく、車両側の発電効率も損なうことがない。
【解決手段】発電機３７により充電される高電圧バッテリ３８、温水と車室内へ送風する空気とを熱交換するヒータコア２、温水を加熱する電気ヒータ２２、ヒータコア２と電気ヒータ２２へ温水を循環させるポンプ３１、電気ヒータ２２を制御する空調制御装置４０、発電機３７を制御する車両側制御装置５０とを備える車両用空調装置において、空調制御装置４０は、温水が目標水温ＴＷＯとなる電気ヒータ２２の必要電力ＷＯを求めるとともに、その必要電力ＷＯから必要電圧ＶＯを求め、その必要電圧ＶＯが高電圧バッテリ３８の電源電圧よりも小さいときに、必要電圧ＶＯで、車両側制御装置５０に発電要求を行う。これにより、空調の快適性を損なうことなく、車両側の発電効率も損なうことがない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機により充電される車両用バッテリを有する車両に搭載される車両用空調装置に関するものであり、特に、加熱手段に供給する電源の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両用空調装置として、例えば、特許文献１に示すものが知られている。すなわち、この装置では、熱媒体である温水と車室内へ送風する空気とを熱交換する温水式熱交換手段と、この温水式熱交換手段へ供給する温水を加熱する温水生成装置と、温水を温水式熱交換手段と温水生成装置へ循環させる温水循環手段とを備えている。
【０００３】
そして、温水生成装置には、車両用バッテリの電源電圧によって発熱する抵抗式の発熱体からなる電気ヒータ等の加熱手段によって、水を加熱するように構成されている。温水式熱交換手段は、ヒータコアであって、温水生成装置によって生成された温水にて室内に吹き出す空気を加熱する熱交換器である。
【特許文献１】特開２００４−１０６６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば、ニクロム線等からなる抵抗式の電気ヒータ等の加熱手段は、電気ヒータの出力Ｗと電源電圧Ｖとの関係が、図６に示す特性となっている。この特性により、出力Ｗは電源電圧Ｖの２乗に比例しているため、電気ヒータの出力Ｗが車両用バッテリの電源電圧Ｖによって左右される。つまり、電源電圧Ｖが大きいほど電気ヒータの出力Ｗ、即ち加熱能力Ｗが大きくなるようになっている。
【０００５】
言い換えると、冬季に加熱能力Ｗが多く必要な場合において、車両用バッテリの電源電圧Ｖが低下すると、充分な加熱能力Ｗを出力することができないため、ヒータコアの暖房能力不足に陥ってしまうという問題がある。
【０００６】
また、高電圧（５０Ｖ〜３００Ｖ程度）の車両用バッテリを充電する発電機を有する、例えば電気自動車の車両においては、無駄な発電をしないような間欠制御により効率的に発電を行っているため、車両用バッテリの電源電圧Ｖが比較的大きく変動する。そのため、電気ヒータの加熱能力Ｗが電源電圧Ｖに左右されるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、空調の快適性を損なうことなく、車両側の発電効率を損なうことがない車両用空調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、発電機（３７）によって充電される車両用バッテリ（３８）と、熱媒体である温水と車室内へ送風する空気とを熱交換する温水式熱交換手段（２）と、車両用バッテリ（３８）から電源が供給され、温水式熱交換手段（２）へ供給する温水を加熱する加熱手段（２２）と、温水を温水式熱交換手段（２）と加熱手段（２２）へ循環させる温水循環手段（３１）と、温水の目標水温（ＴＷＯ）に基づいて、加熱手段（２２）を制御する空調制御手段（４０）と、車両用バッテリ（３８）の電源電圧に基づいて、発電機（３７）を制御する車両側制御手段（５０）とを備える車両用空調装置において、
空調制御手段（４０）及び車両側制御手段（５０）は、通信線（５５）を介して電気的に接続されており、空調制御手段（４０）は、加熱手段（２２）の電源電圧が不足したときに、車両側制御手段（５０）に発電要求を行うことを特徴としている。
【０００９】
この発明によれば、発電機（３７）を駆動して発電を行い、車両用バッテリ（３８）の電源電圧を上昇させることができる。その結果、加熱手段（２２）の加熱能力を大とすることができる。これにより、空調の快適性を損なうことなく、かつ車両側の発電効率を損なうことがない。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、空調制御手段（４０）は、温水が目標水温（ＴＷＯ）となる加熱手段（２２）の必要電力（ＷＯ）を求めるとともに、その必要電力（ＷＯ）から必要電圧（ＶＯ）を求め、その必要電圧（ＶＯ）が車両用バッテリ（３８）の電源電圧よりも小さいときに、要求フラグによって、車両側制御手段（５０）に発電要求を行うことを特徴としている。この発明によれば、加熱手段（２２）の電源電圧が不足したときに、発電機（３７）を駆動して発電を行い、車両用バッテリ（３８）の電源電圧を上昇させることができる。これにより、温水式熱交換手段（２）の暖房能力を確保することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、空調制御手段（４０）は、温水が目標水温（ＴＷＯ）となる加熱手段（２２）の必要電力（ＷＯ）を求めるとともに、その必要電力（ＷＯ）から必要電圧（ＶＯ）を求め、その必要電圧（ＶＯ）が車両用バッテリ（３８）の電源電圧よりも小さいときに、必要電圧（ＶＯ）によって、車両側制御手段（５０）に発電要求を行うことを特徴としている。この発明によれば、発電機（３７）を駆動させて、車両用バッテリ（３８）の電源電圧を必要電圧（ＶＯ）に上昇させることができる。これにより、温水式熱交換手段（２）の暖房能力を確保することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、発電機（３７）によって充電される車両用バッテリ（３８）と、この車両用バッテリ（３８）から電源が供給され、車室内へ送風する空気を加熱する加熱手段（２７）と、車室内に送風する空気を目標吹出空気温度（ＴＡＯ）に基づいて、加熱手段（２７）を制御する空調制御手段（４０）と、車両用バッテリ（３８）の電源電圧に基づいて、発電機（３７）を制御する車両側制御手段（５０）とを備える車両用空調装置において、
空調制御手段（４０）及び車両側制御手段（５０）は、通信線（５５）を介して電気的に接続されており、空調制御手段（４０）は、加熱手段（２７）の電源電圧が不足したときに、車両側制御手段（５０）に発電要求を行うことを特徴としている。
【００１３】
この発明によれば、空気を加熱する加熱手段（２７）においても、上記請求項１と同じように、発電機（３７）を駆動して発電を行い、車両用バッテリ（３８）の電源電圧を上昇させることができる。その結果、加熱手段（２２）の加熱能力を大とすることができる。これにより、空調の快適性を損なうことなく、かつ車両側の発電効率を損なうことがない。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、空調制御手段（４０）は、車室内に送風する空気が目標吹出空気温度（ＴＡＯ）となる加熱手段（２７）の必要電力（ＷＯ）を求めるとともに、その必要電力（ＷＯ）から必要電圧（ＶＯ）を求め、必要電圧（ＶＯ）が車両用バッテリ（３８）の電源電圧よりも小さいときに、要求フラグによって、車両側制御手段（５０）に発電要求を行うことを特徴としている。この発明によれば、加熱手段（２７）の電源電圧が不足したときに、発電機（３７）を駆動して発電を行い、車両用バッテリ（３８）の電源電圧を上昇させることができる。これにより、加熱手段（２７）の暖房能力を確保することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明では、空調制御手段（４０）は、車室内に送風する空気が目標吹出空気温度（ＴＡＯ）となる加熱手段（２７）の必要電力（ＷＯ）を求めるとともに、その必要電力（ＷＯ）から必要電圧（ＶＯ）を求め、必要電圧（ＶＯ）が車両用バッテリ（３８）の電源電圧よりも小さいときに、必要電圧（ＶＯ）によって、車両側制御手段（５０）に発電要求を行うことを特徴としている。この発明によれば、発電機（３７）を駆動させて、車両用バッテリ（３８）の電源電圧を必要電圧（ＶＯ）に上昇させることができる。これにより、加熱手段（２７）の暖房能力を確保することができる。
【００１６】
請求項７に記載の発明では、車両側制御手段（５０）は、空調制御手段（４０）からの発電要求を受けたときに、その発電要求に応じて発電機（３７）を制御することを特徴としている。この発明によれば、暖房熱負荷に応じて、必要なときに、必要な温水の加熱能力を確保することができる。これにより、温水式熱交換手段（２）もしくは加熱手段（２７）の暖房能力を確実に確保することができる。
【００１７】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態における車両用空調装置を図１乃至図３に基づいて説明する。図１は、車両用空調装置の全体構成を示す模式図である。図２は、空調制御装置における発電要求の制御を示すフローチャートである。図３は、空調制御装置における電気ヒータの制御を示すフローチャートである。
【００１９】
本実施形態の車両用空調装置は、例えば、電気自動車等の高電圧（５０Ｖ〜３００Ｖ程度）の車両用バッテリを充電する発電機を有する車両に適用される。車両用空調装置は、図１に示すように、温水式熱交換手段であるヒータコア２を収納する空調ユニット１、温水を加熱する温水生成装置２０、温水をヒータコア２と温水生成装置２０へ循環させる循環回路３０、温水生成装置２０に電源を供給する電源供給装置３５、空調制御手段である空調制御装置（ＥＣＵ）４０及び車両側制御手段である車両側制御装置５０から構成されている。
【００２０】
空調ユニット１は、自動車の車室内前部の計器盤下方において、車両左右方向の略中央部から助手席側にわたって配置されている。本実施形態の空調ユニット１の通風系は、大別すると、送風機８と空調ダクト３との２つの部分に分かれている。
【００２１】
送風機８は、空調ダクト３の空気流れの上流側に配置されて、ブロワ８ａとブロワモータ８ｂとから構成されている。送風機８は、空調ダクト３内において、車室内に向かう空気流を発生させる送風手段である。ブロワモータ８ｂは、空調制御装置４０により制御される。送風機８の吸入側には、送風機８に導く車室内空気（内気）及び車室外空気（外気）のいずれか一方の空気を切り替える内外気切替箱９が設けられている。
【００２２】
内外気切替箱９には、内外気切替ドア９ａが配設されており、この内外気切替ドア９ａは、サーボモータ等のアクチュエータにより駆動されて、内気導入口と外気導入口の開度を変更する吸込口切替手段である。
【００２３】
空調ダクト３は、車室内に吹き出す空気の通路を構成するダクト手段であって、この空調ダクト３の空気流れの上流側には、車室内に吹き出す空気を冷却する蒸発器４が配置されている。蒸発器４は、低温側の熱を高温側に移動させる蒸気圧縮式冷凍機の低圧側熱交換器である。蒸気圧縮式冷凍機は、圧縮機５、この圧縮機５から吐出した高温高圧の冷媒を冷却する放熱器６、放熱器６にて冷却された高圧冷媒を減圧膨張させる減圧器７等からなるもので、本実施形態では、圧縮機５を電動モータにて駆動している。
【００２４】
蒸発器４の空気流れの下流側には、ヒータコア２が設けられている。ヒータコア２は、蒸発器４を通過した空気を温水と熱交換して加熱する加熱用熱交換器である。本実施形態のヒータコア２には、温水生成装置２０で加熱された温水を循環するようになっている。
【００２５】
また、ヒータコア２の空気流れの上流側には、ヒータコア２を迂回して冷風が流れる冷風と、ヒータコア２を通過して温風が流れる温風との混合割合を調整するエアミックスドア１０が回動自在に配設されている。エアミックスドア１０は、サーボモータ等のアクチュエータにより駆動されて、車室内に吹き出す空調風の吹出温度を調整する吹出温度調節手段である。
【００２６】
次に、温水生成装置２０について述べる。温水生成装置２０は、加熱手段である電気ヒータ２２と内部を温水が流れるパイプ２１とから構成されている。温水が流れるパイプ２１のうち、上側が凸となるように略Ｕ字状に屈曲した部位には、シーズヒータ等の電気ヒータ２２が外壁面に接触した状態で配置されている。パイプ２１と電気ヒータ２２とは、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属内に埋設された状態で一体化されている。
【００２７】
保護ケーシング２３は、電気ヒータ２２部分を覆って電気ヒータ２２及びパイプ１０を保護するカバーである。保護ケーシング２３の内壁側には、樹脂やグラスウール等の断熱材が設けられている。
【００２８】
循環回路３０は、上記パイプ２１を延出させて、温水生成装置２０とヒータコア２との間を接続するように形成されている。循環回路３０には、温水循環手段であるポンプ３１及びリザーブタンク３２が配設されている。ポンプ３１は、温水を循環させる電気式のポンプであり、パイプ２１内を流れる温水を温水生成装置２０からヒータコア２へと循環させる。リザーブタンク３２は、循環回路３０内を循環する温水量の変動を吸収するものであり、ポンプ３１とヒータコア２との間に配置されている。
【００２９】
循環回路３０には、加熱保護温度センサ２４と水温センサ２５とが設けられている。加熱保護温度センサ２４は、パイプ２１のうち、電気ヒータ２２によって加熱される部位の温水出口２１ａ側にてパイプ２１の壁面温度を検出することにより、間接的に温水出口２１ａ側における温水温度、即ち電気ヒータ２２の発熱温度上昇に応じて上昇変化する温度を検出する温度検出手段を成すものである。
【００３０】
水温センサ２５は、加熱保護温度センサ２４と同じように、パイプ２１のうち、ヒータコア２の温水入口２ａにてパイプ２１の壁面温度を検出することにより、間接的に温水の温度を検出する。水温センサ２５は、加熱保護温度センサ２４より温水流れ下流側の温水の温度を検出する。
【００３１】
電源供給装置３５は、パワーアンプ３６、発電機３７及び車両用バッテリである高電圧バッテリ３８から構成されており、パワーアンプ３６と高電圧バッテリ３８及び高電圧バッテリ３８と発電機３７は、それぞれ電源供給線５４により電気的に接続されている。パワーアンプ３６は、電圧増幅器であり、電気ヒータ２２に電力を供給するように接続されるとともに、空調制御装置４０により制御されるように接続されている。
【００３２】
発電機３７は、高電圧バッテリ３８を高電圧（例えば、５０Ｖ〜３００Ｖ程度）に充電するための発電手段であり、車両側制御装置５０より制御される。高電圧バッテリ３８は、車両に搭載された各種電気部品に電源を供給するための上記高電圧の電源電圧Ｖを有する蓄電池である。
【００３３】
また、電源供給装置３５には、高電圧バッテリ３８の電源電圧Ｖを検出するための電圧センサ３９が設けられている。電圧センサ３９で検出された電圧情報が車両側制御装置５０に入力するように電気的に接続されている。そして、車両側制御装置５０は、電圧センサ３９で検出された電圧情報に応じて、発電機３７の駆動を制御している。
【００３４】
空調制御装置４０は、加熱保護温度センサ２４及び水温センサ２５で検出された温度情報を入力するとともに、パワーアンプ３６及びポンプ３１等の空調用電気機器を制御している。空調制御装置４０と車両側制御装置５０とは、通信線５５により電気的に接続されている。この通信線５５を介して、例えば、電圧センサ３９で検出された高電圧バッテリ３８の電圧情報が車両側制御装置５０から空調制御装置４０に発信され、更に、空調制御装置４０から車両側制御装置５０に発電要求を指令するようになっている。
【００３５】
ところで、本実施形態の空調制御装置４０では、電気ヒータ２２を駆動させるときにおいて、高電圧バッテリ３８の電源電圧Ｖを監視し、その電源電圧Ｖが不足している場合に、電源電圧Ｖを高めるように制御している。そのため、図２に示す発電要求の制御プログラムを設けている。本実施形態の特徴的作動を図２に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３６】
空調装置の始動（または暖房）スイッチが投入されると、ステップＳ１１０にて、入力処理が行われる。ここでは、電圧センサ３９で検出された高電圧バッテリ３８の電圧情報が読み込まれる。具体的には、車両側制御装置５０から空調制御装置４０に発信された高電圧バッテリ３８の電圧情報、即ち電源電圧Ｖを読み込む。
【００３７】
そして、ステップＳ１２０にて、電気ヒータ２２の必要電力ＷＯを算出する。具体的には、水温センサ２５で検出された水温が目標温度ＴＷＯとなる必要電力（目標加熱能力）ＷＯを算出する。そして、ステップＳ１３０にて、電気ヒータ２２の必要電圧ＶＯを算出する。例えば、ニクロム線等の抵抗式のこの種の電気ヒータ２２は、電気ヒータ２２の出力Ｗと電源電圧Ｖとの関係が、Ｗ＝Ｖ２／Ｒとなっている（図６参照）。この式において、Ｒはニクロム線の抵抗である。
【００３８】
このため、Ｗ＝Ｖ２／Ｒから必要電圧ＶＯ＝√ＷＯ×Ｒを算出する。そして、ステップＳ１４０にて、ステップＳ１１０で読み込まれた高電圧バッテリ３８の電源電圧Ｖと必要電力ＷＯから算出した必要電圧ＶＯとを比較する。ここで、電源電圧Ｖが必要電圧ＶＯよりも同等もしくは大きければ、ステップＳ１５０を迂回してステップＳ１１０に戻る。
【００３９】
ここで、電源電圧Ｖが必要電圧ＶＯよりも小さければ、即ち、電源電圧Ｖが不足していれば、ステップＳ１５０の制御処理を実行する。ステップＳ１５０は、車両側制御装置５０に必要電圧ＶＯで発電要求を行う制御である。発電要求を受けた車両側制御装置５０では、発電機３７を駆動して、高電圧バッテリ３８の電源電圧Ｖを必要電圧ＶＯとなるように発電を行う。
【００４０】
これにより、高電圧バッテリ３８の電源電圧Ｖが必要電圧ＶＯに上昇し、結果として電気ヒータ２２の加熱能力を確保することが可能となる。つまり、暖房機能確保を優先することができる。従って、車両側の発電効率も損なわなくすることができる。
【００４１】
ここで、電気ヒータ２２の特徴的作動を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、空調装置の始動（または暖房）スイッチが投入されると、電気ヒータ２２の作動の制御処理が開始されるとともに、ポンプ３１が駆動される。ポンプ３１が駆動されることにより、循環回路３０内の水が、ヒータコア２と温水生成装置２０との間で循環される。
【００４２】
ステップＳ２１０にて、入力処理が行われる。ここでは、水温センサ２５で検出された温水の温度ＴＷを読み込む。そして、ステップＳ２２０にて、目標水温ＴＷＯを算出する。目標水温ＴＷＯは、ヒータコア２に流入する温水の温度であって、別途ヒータコア２の必要暖房能力に基づいて算出される。
【００４３】
また、ヒータコア２の必要暖房能力は、空調ダクト３から吹き出される目標吹出空気温度ＴＡＯに基づいて算出される。更に、目標吹出空気温度ＴＡＯは、車両の空調熱負荷（または暖房熱負荷）に基づいて算出されている。
【００４４】
そして、ステップＳ２３０及びＳ２４０にて、水温センサ２５で検出された温水の温度ＴＷが目標水温ＴＷＯとなる必要能力（目標加熱能力）ＷＯを算出する。そして、電気ヒータ２２の出力値（ＶＯ（ｎ））として、前述したように、Ｗ＝Ｖ２／Ｒから必要電圧ＶＯ＝√ＷＯ×Ｒを算出する。より具体的には、ステップＳ２３０にて、Ｅ（ｎ）＝ＴＷ−ＴＷＯを算出するとともに、ステップＳ２４０にて、電気ヒータ２２への出力値『ＶＯ（ｎ）＝ＶＯ（ｎ−１）＋Ｋ（Ｅ（ｎ）−Ｅ（ｎ−１）＋Θ／Ｔ×Ｅ（ｎ））』を算出する。
【００４５】
この算出式において、ＶＯ（ｎ−１）は先回の電気ヒータへの出力値、Ｋは比例定数、Ｅ（ｎ−１）は前回のＥ（ｎ）値、Ｔは積分定数、Θはサンプリング周期である。これにより、電気ヒータ２２は、フィードバック制御によって制御できる。
【００４６】
そして、ステップＳ２５０にて、パワーアンプ３６に出力値（ＶＯ（ｎ））を送信する。パワーアンプ３６では、出力値（ＶＯ（ｎ））が電気ヒータ２２に印加される。このようなフィードバック制御を行うことにより、必要電圧ＶＯを電気ヒータ２２に印加させることができる。つまり、暖房熱負荷に応じて、必要なときに、必要な温水の加熱能力を確保することができる。これにより、空調装置の暖房の快適性を損なうことはない。
【００４７】
（第２実施形態）
以上の第１実施形態では、ステップＳ１５０にて、必要電圧ＶＯで車両側制御装置５０に発電要求を行う制御処理を実行したが、要求フラグにより車両側制御装置５０に発電要求を行う制御処理を実行させても良い。図４は、本実施形態における空調制御装置の発電要求の制御を示すフローチャートである。
【００４８】
本実施形態のステップＳ１５０ａでは、車両側制御装置５０に要求フラグで発電要求を行う制御である。発電要求を受けた車両側制御装置５０では、発電要求を受信し続けている間は、発電機３７の発電を続ける。そして、充分な電源電圧が得られると、発電要求は取り下げられて通常の発電を行う。
【００４９】
これにより、高電圧バッテリ３８の電源電圧Ｖが必要電圧ＶＯに上昇し、結果として電気ヒータ２２の加熱能力を確保することが可能となる。つまり、暖房機能確保を優先することができる。従って、車両側の発電効率も損なわなくすることができる。
【００５０】
（第３実施形態）
以上の実施形態では、加熱手段である電気ヒータ２２を用いてヒータコア２に流入する温水を加熱するように構成したが、加熱手段である電気ヒータ２７を用いて空調ダクト３内に送風される空気を加熱するように構成しても良い。
【００５１】
図５は、本実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す模式図である。本実施形態の車両用空調装置では、図５に示すように、ヒータコア２の代わりに電気ヒータ２７を配置している。これにより、電気ヒータ２７を通過した空気が加熱されるように構成される。
【００５２】
例えば、電気ヒータ２２は、電気ヒータ本体２７ａと熱交換部２７ｂとから構成されている。電気ヒータ本体２７ａは、シーズヒータ等の抵抗式の発熱部から構成されている。そして、発熱部の外郭には、複数の板状のフィンからなる熱交換部２７ｂが一体的に設けられている。加熱された熱交換部２７ｂに空調ダクト３内に送風される空気が加熱される。
【００５３】
また、電気ヒータ２７は、以上の実施形態と同じように、パワーアンプ３６を介して高電圧バッテリ３８に接続されている。ここで、本実施形態の電気ヒータ２７の必要暖房能力は、空調ダクト３から吹き出される目標吹出空気温度ＴＡＯに基づいて算出される。従って、必要電力ＶＯは、必要暖房能力から求めるようになっている。つまり、必要暖房能力＝必要電力ＶＯとなっている。
【００５４】
以上の構成による車両用空調装置によれば、温水生成装置２０及び循環回路３０等を設けることがないため、温水式熱交換手段を設けるよりも製造コストの安い暖房装置を形成することができる。
【００５５】
（他の実施形態）
以上の実施形態では、空調ダクト３内に蒸発器４とヒータコア２とを配置させた空調装置に適用させたが、ヒータコア２のみを空調ダクト３内に配置させる暖房装置に適用させても良い。
【００５６】
また、以上の実施形態では、本発明の車両用空調装置を電気自動車等の高電圧（例えば、５０Ｖ〜３００Ｖ）程度の車両用バッテリを充電する発電機を有する車両に適用させたが、これに限らず、空冷式のエンジンを搭載する車両に適用させても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】第１実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態における空調制御装置の発電要求の制御を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態における電気ヒータの制御を示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態における空調制御装置の発電要求の制御を示すフローチャートである。
【図５】第３実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す模式図である。
【図６】電気ヒータの出力Ｗと電源電圧Ｖとの関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００５８】
２…ヒータコア（温水式熱交換手段）
２２…電気ヒータ（加熱手段）
２７…電気ヒータ（加熱手段）
３１…ポンプ（温水循環手段）
３７…発電機
３８…高電圧バッテリ（車両用バッテリ）
４０…空調制御装置（空調制御手段）
５０…車両側制御装置（車両側制御手段）
５５…通信線
ＴＡＯ…目標吹出空気温度
ＴＷＯ…目標水温
ＶＯ…必要電圧
ＷＯ…必要電力
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機により充電される車両用バッテリを有する車両に搭載される車両用空調装置に関するものであり、特に、加熱手段に供給する電源の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両用空調装置として、例えば、特許文献１に示すものが知られている。すなわち、この装置では、熱媒体である温水と車室内へ送風する空気とを熱交換する温水式熱交換手段と、この温水式熱交換手段へ供給する温水を加熱する温水生成装置と、温水を温水式熱交換手段と温水生成装置へ循環させる温水循環手段とを備えている。
【０００３】
そして、温水生成装置には、車両用バッテリの電源電圧によって発熱する抵抗式の発熱体からなる電気ヒータ等の加熱手段によって、水を加熱するように構成されている。温水式熱交換手段は、ヒータコアであって、温水生成装置によって生成された温水にて室内に吹き出す空気を加熱する熱交換器である。
【特許文献１】特開２００４−１０６６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば、ニクロム線等からなる抵抗式の電気ヒータ等の加熱手段は、電気ヒータの出力Ｗと電源電圧Ｖとの関係が、図６に示す特性となっている。この特性により、出力Ｗは電源電圧Ｖの２乗に比例しているため、電気ヒータの出力Ｗが車両用バッテリの電源電圧Ｖによって左右される。つまり、電源電圧Ｖが大きいほど電気ヒータの出力Ｗ、即ち加熱能力Ｗが大きくなるようになっている。
【０００５】
言い換えると、冬季に加熱能力Ｗが多く必要な場合において、車両用バッテリの電源電圧Ｖが低下すると、充分な加熱能力Ｗを出力することができないため、ヒータコアの暖房能力不足に陥ってしまうという問題がある。
【０００６】
また、高電圧（５０Ｖ〜３００Ｖ程度）の車両用バッテリを充電する発電機を有する、例えば電気自動車の車両においては、無駄な発電をしないような間欠制御により効率的に発電を行っているため、車両用バッテリの電源電圧Ｖが比較的大きく変動する。そのため、電気ヒータの加熱能力Ｗが電源電圧Ｖに左右されるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、空調の快適性を損なうことなく、車両側の発電効率を損なうことがない車両用空調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、発電機（３７）によって充電される車両用バッテリ（３８）と、熱媒体である温水と車室内へ送風する空気とを熱交換する温水式熱交換手段（２）と、車両用バッテリ（３８）から電源が供給され、温水式熱交換手段（２）へ供給する温水を加熱する加熱手段（２２）と、温水を温水式熱交換手段（２）と加熱手段（２２）へ循環させる温水循環手段（３１）と、温水の目標水温（ＴＷＯ）に基づいて、加熱手段（２２）を制御する空調制御手段（４０）と、車両用バッテリ（３８）の電源電圧に基づいて、発電機（３７）を制御する車両側制御手段（５０）とを備える車両用空調装置において、
空調制御手段（４０）及び車両側制御手段（５０）は、通信線（５５）を介して電気的に接続されており、空調制御手段（４０）は、加熱手段（２２）の電源電圧が不足したときに、車両側制御手段（５０）に発電要求を行うことを特徴としている。
【０００９】
この発明によれば、発電機（３７）を駆動して発電を行い、車両用バッテリ（３８）の電源電圧を上昇させることができる。その結果、加熱手段（２２）の加熱能力を大とすることができる。これにより、空調の快適性を損なうことなく、かつ車両側の発電効率を損なうことがない。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、空調制御手段（４０）は、温水が目標水温（ＴＷＯ）となる加熱手段（２２）の必要電力（ＷＯ）を求めるとともに、その必要電力（ＷＯ）から必要電圧（ＶＯ）を求め、その必要電圧（ＶＯ）が車両用バッテリ（３８）の電源電圧よりも小さいときに、要求フラグによって、車両側制御手段（５０）に発電要求を行うことを特徴としている。この発明によれば、加熱手段（２２）の電源電圧が不足したときに、発電機（３７）を駆動して発電を行い、車両用バッテリ（３８）の電源電圧を上昇させることができる。これにより、温水式熱交換手段（２）の暖房能力を確保することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、空調制御手段（４０）は、温水が目標水温（ＴＷＯ）となる加熱手段（２２）の必要電力（ＷＯ）を求めるとともに、その必要電力（ＷＯ）から必要電圧（ＶＯ）を求め、その必要電圧（ＶＯ）が車両用バッテリ（３８）の電源電圧よりも小さいときに、必要電圧（ＶＯ）によって、車両側制御手段（５０）に発電要求を行うことを特徴としている。この発明によれば、発電機（３７）を駆動させて、車両用バッテリ（３８）の電源電圧を必要電圧（ＶＯ）に上昇させることができる。これにより、温水式熱交換手段（２）の暖房能力を確保することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、発電機（３７）によって充電される車両用バッテリ（３８）と、この車両用バッテリ（３８）から電源が供給され、車室内へ送風する空気を加熱する加熱手段（２７）と、車室内に送風する空気を目標吹出空気温度（ＴＡＯ）に基づいて、加熱手段（２７）を制御する空調制御手段（４０）と、車両用バッテリ（３８）の電源電圧に基づいて、発電機（３７）を制御する車両側制御手段（５０）とを備える車両用空調装置において、
空調制御手段（４０）及び車両側制御手段（５０）は、通信線（５５）を介して電気的に接続されており、空調制御手段（４０）は、加熱手段（２７）の電源電圧が不足したときに、車両側制御手段（５０）に発電要求を行うことを特徴としている。
【００１３】
この発明によれば、空気を加熱する加熱手段（２７）においても、上記請求項１と同じように、発電機（３７）を駆動して発電を行い、車両用バッテリ（３８）の電源電圧を上昇させることができる。その結果、加熱手段（２２）の加熱能力を大とすることができる。これにより、空調の快適性を損なうことなく、かつ車両側の発電効率を損なうことがない。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、空調制御手段（４０）は、車室内に送風する空気が目標吹出空気温度（ＴＡＯ）となる加熱手段（２７）の必要電力（ＷＯ）を求めるとともに、その必要電力（ＷＯ）から必要電圧（ＶＯ）を求め、必要電圧（ＶＯ）が車両用バッテリ（３８）の電源電圧よりも小さいときに、要求フラグによって、車両側制御手段（５０）に発電要求を行うことを特徴としている。この発明によれば、加熱手段（２７）の電源電圧が不足したときに、発電機（３７）を駆動して発電を行い、車両用バッテリ（３８）の電源電圧を上昇させることができる。これにより、加熱手段（２７）の暖房能力を確保することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明では、空調制御手段（４０）は、車室内に送風する空気が目標吹出空気温度（ＴＡＯ）となる加熱手段（２７）の必要電力（ＷＯ）を求めるとともに、その必要電力（ＷＯ）から必要電圧（ＶＯ）を求め、必要電圧（ＶＯ）が車両用バッテリ（３８）の電源電圧よりも小さいときに、必要電圧（ＶＯ）によって、車両側制御手段（５０）に発電要求を行うことを特徴としている。この発明によれば、発電機（３７）を駆動させて、車両用バッテリ（３８）の電源電圧を必要電圧（ＶＯ）に上昇させることができる。これにより、加熱手段（２７）の暖房能力を確保することができる。
【００１６】
請求項７に記載の発明では、車両側制御手段（５０）は、空調制御手段（４０）からの発電要求を受けたときに、その発電要求に応じて発電機（３７）を制御することを特徴としている。この発明によれば、暖房熱負荷に応じて、必要なときに、必要な温水の加熱能力を確保することができる。これにより、温水式熱交換手段（２）もしくは加熱手段（２７）の暖房能力を確実に確保することができる。
【００１７】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態における車両用空調装置を図１乃至図３に基づいて説明する。図１は、車両用空調装置の全体構成を示す模式図である。図２は、空調制御装置における発電要求の制御を示すフローチャートである。図３は、空調制御装置における電気ヒータの制御を示すフローチャートである。
【００１９】
本実施形態の車両用空調装置は、例えば、電気自動車等の高電圧（５０Ｖ〜３００Ｖ程度）の車両用バッテリを充電する発電機を有する車両に適用される。車両用空調装置は、図１に示すように、温水式熱交換手段であるヒータコア２を収納する空調ユニット１、温水を加熱する温水生成装置２０、温水をヒータコア２と温水生成装置２０へ循環させる循環回路３０、温水生成装置２０に電源を供給する電源供給装置３５、空調制御手段である空調制御装置（ＥＣＵ）４０及び車両側制御手段である車両側制御装置５０から構成されている。
【００２０】
空調ユニット１は、自動車の車室内前部の計器盤下方において、車両左右方向の略中央部から助手席側にわたって配置されている。本実施形態の空調ユニット１の通風系は、大別すると、送風機８と空調ダクト３との２つの部分に分かれている。
【００２１】
送風機８は、空調ダクト３の空気流れの上流側に配置されて、ブロワ８ａとブロワモータ８ｂとから構成されている。送風機８は、空調ダクト３内において、車室内に向かう空気流を発生させる送風手段である。ブロワモータ８ｂは、空調制御装置４０により制御される。送風機８の吸入側には、送風機８に導く車室内空気（内気）及び車室外空気（外気）のいずれか一方の空気を切り替える内外気切替箱９が設けられている。
【００２２】
内外気切替箱９には、内外気切替ドア９ａが配設されており、この内外気切替ドア９ａは、サーボモータ等のアクチュエータにより駆動されて、内気導入口と外気導入口の開度を変更する吸込口切替手段である。
【００２３】
空調ダクト３は、車室内に吹き出す空気の通路を構成するダクト手段であって、この空調ダクト３の空気流れの上流側には、車室内に吹き出す空気を冷却する蒸発器４が配置されている。蒸発器４は、低温側の熱を高温側に移動させる蒸気圧縮式冷凍機の低圧側熱交換器である。蒸気圧縮式冷凍機は、圧縮機５、この圧縮機５から吐出した高温高圧の冷媒を冷却する放熱器６、放熱器６にて冷却された高圧冷媒を減圧膨張させる減圧器７等からなるもので、本実施形態では、圧縮機５を電動モータにて駆動している。
【００２４】
蒸発器４の空気流れの下流側には、ヒータコア２が設けられている。ヒータコア２は、蒸発器４を通過した空気を温水と熱交換して加熱する加熱用熱交換器である。本実施形態のヒータコア２には、温水生成装置２０で加熱された温水を循環するようになっている。
【００２５】
また、ヒータコア２の空気流れの上流側には、ヒータコア２を迂回して冷風が流れる冷風と、ヒータコア２を通過して温風が流れる温風との混合割合を調整するエアミックスドア１０が回動自在に配設されている。エアミックスドア１０は、サーボモータ等のアクチュエータにより駆動されて、車室内に吹き出す空調風の吹出温度を調整する吹出温度調節手段である。
【００２６】
次に、温水生成装置２０について述べる。温水生成装置２０は、加熱手段である電気ヒータ２２と内部を温水が流れるパイプ２１とから構成されている。温水が流れるパイプ２１のうち、上側が凸となるように略Ｕ字状に屈曲した部位には、シーズヒータ等の電気ヒータ２２が外壁面に接触した状態で配置されている。パイプ２１と電気ヒータ２２とは、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属内に埋設された状態で一体化されている。
【００２７】
保護ケーシング２３は、電気ヒータ２２部分を覆って電気ヒータ２２及びパイプ１０を保護するカバーである。保護ケーシング２３の内壁側には、樹脂やグラスウール等の断熱材が設けられている。
【００２８】
循環回路３０は、上記パイプ２１を延出させて、温水生成装置２０とヒータコア２との間を接続するように形成されている。循環回路３０には、温水循環手段であるポンプ３１及びリザーブタンク３２が配設されている。ポンプ３１は、温水を循環させる電気式のポンプであり、パイプ２１内を流れる温水を温水生成装置２０からヒータコア２へと循環させる。リザーブタンク３２は、循環回路３０内を循環する温水量の変動を吸収するものであり、ポンプ３１とヒータコア２との間に配置されている。
【００２９】
循環回路３０には、加熱保護温度センサ２４と水温センサ２５とが設けられている。加熱保護温度センサ２４は、パイプ２１のうち、電気ヒータ２２によって加熱される部位の温水出口２１ａ側にてパイプ２１の壁面温度を検出することにより、間接的に温水出口２１ａ側における温水温度、即ち電気ヒータ２２の発熱温度上昇に応じて上昇変化する温度を検出する温度検出手段を成すものである。
【００３０】
水温センサ２５は、加熱保護温度センサ２４と同じように、パイプ２１のうち、ヒータコア２の温水入口２ａにてパイプ２１の壁面温度を検出することにより、間接的に温水の温度を検出する。水温センサ２５は、加熱保護温度センサ２４より温水流れ下流側の温水の温度を検出する。
【００３１】
電源供給装置３５は、パワーアンプ３６、発電機３７及び車両用バッテリである高電圧バッテリ３８から構成されており、パワーアンプ３６と高電圧バッテリ３８及び高電圧バッテリ３８と発電機３７は、それぞれ電源供給線５４により電気的に接続されている。パワーアンプ３６は、電圧増幅器であり、電気ヒータ２２に電力を供給するように接続されるとともに、空調制御装置４０により制御されるように接続されている。
【００３２】
発電機３７は、高電圧バッテリ３８を高電圧（例えば、５０Ｖ〜３００Ｖ程度）に充電するための発電手段であり、車両側制御装置５０より制御される。高電圧バッテリ３８は、車両に搭載された各種電気部品に電源を供給するための上記高電圧の電源電圧Ｖを有する蓄電池である。
【００３３】
また、電源供給装置３５には、高電圧バッテリ３８の電源電圧Ｖを検出するための電圧センサ３９が設けられている。電圧センサ３９で検出された電圧情報が車両側制御装置５０に入力するように電気的に接続されている。そして、車両側制御装置５０は、電圧センサ３９で検出された電圧情報に応じて、発電機３７の駆動を制御している。
【００３４】
空調制御装置４０は、加熱保護温度センサ２４及び水温センサ２５で検出された温度情報を入力するとともに、パワーアンプ３６及びポンプ３１等の空調用電気機器を制御している。空調制御装置４０と車両側制御装置５０とは、通信線５５により電気的に接続されている。この通信線５５を介して、例えば、電圧センサ３９で検出された高電圧バッテリ３８の電圧情報が車両側制御装置５０から空調制御装置４０に発信され、更に、空調制御装置４０から車両側制御装置５０に発電要求を指令するようになっている。
【００３５】
ところで、本実施形態の空調制御装置４０では、電気ヒータ２２を駆動させるときにおいて、高電圧バッテリ３８の電源電圧Ｖを監視し、その電源電圧Ｖが不足している場合に、電源電圧Ｖを高めるように制御している。そのため、図２に示す発電要求の制御プログラムを設けている。本実施形態の特徴的作動を図２に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３６】
空調装置の始動（または暖房）スイッチが投入されると、ステップＳ１１０にて、入力処理が行われる。ここでは、電圧センサ３９で検出された高電圧バッテリ３８の電圧情報が読み込まれる。具体的には、車両側制御装置５０から空調制御装置４０に発信された高電圧バッテリ３８の電圧情報、即ち電源電圧Ｖを読み込む。
【００３７】
そして、ステップＳ１２０にて、電気ヒータ２２の必要電力ＷＯを算出する。具体的には、水温センサ２５で検出された水温が目標温度ＴＷＯとなる必要電力（目標加熱能力）ＷＯを算出する。そして、ステップＳ１３０にて、電気ヒータ２２の必要電圧ＶＯを算出する。例えば、ニクロム線等の抵抗式のこの種の電気ヒータ２２は、電気ヒータ２２の出力Ｗと電源電圧Ｖとの関係が、Ｗ＝Ｖ２／Ｒとなっている（図６参照）。この式において、Ｒはニクロム線の抵抗である。
【００３８】
このため、Ｗ＝Ｖ２／Ｒから必要電圧ＶＯ＝√ＷＯ×Ｒを算出する。そして、ステップＳ１４０にて、ステップＳ１１０で読み込まれた高電圧バッテリ３８の電源電圧Ｖと必要電力ＷＯから算出した必要電圧ＶＯとを比較する。ここで、電源電圧Ｖが必要電圧ＶＯよりも同等もしくは大きければ、ステップＳ１５０を迂回してステップＳ１１０に戻る。
【００３９】
ここで、電源電圧Ｖが必要電圧ＶＯよりも小さければ、即ち、電源電圧Ｖが不足していれば、ステップＳ１５０の制御処理を実行する。ステップＳ１５０は、車両側制御装置５０に必要電圧ＶＯで発電要求を行う制御である。発電要求を受けた車両側制御装置５０では、発電機３７を駆動して、高電圧バッテリ３８の電源電圧Ｖを必要電圧ＶＯとなるように発電を行う。
【００４０】
これにより、高電圧バッテリ３８の電源電圧Ｖが必要電圧ＶＯに上昇し、結果として電気ヒータ２２の加熱能力を確保することが可能となる。つまり、暖房機能確保を優先することができる。従って、車両側の発電効率も損なわなくすることができる。
【００４１】
ここで、電気ヒータ２２の特徴的作動を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、空調装置の始動（または暖房）スイッチが投入されると、電気ヒータ２２の作動の制御処理が開始されるとともに、ポンプ３１が駆動される。ポンプ３１が駆動されることにより、循環回路３０内の水が、ヒータコア２と温水生成装置２０との間で循環される。
【００４２】
ステップＳ２１０にて、入力処理が行われる。ここでは、水温センサ２５で検出された温水の温度ＴＷを読み込む。そして、ステップＳ２２０にて、目標水温ＴＷＯを算出する。目標水温ＴＷＯは、ヒータコア２に流入する温水の温度であって、別途ヒータコア２の必要暖房能力に基づいて算出される。
【００４３】
また、ヒータコア２の必要暖房能力は、空調ダクト３から吹き出される目標吹出空気温度ＴＡＯに基づいて算出される。更に、目標吹出空気温度ＴＡＯは、車両の空調熱負荷（または暖房熱負荷）に基づいて算出されている。
【００４４】
そして、ステップＳ２３０及びＳ２４０にて、水温センサ２５で検出された温水の温度ＴＷが目標水温ＴＷＯとなる必要能力（目標加熱能力）ＷＯを算出する。そして、電気ヒータ２２の出力値（ＶＯ（ｎ））として、前述したように、Ｗ＝Ｖ２／Ｒから必要電圧ＶＯ＝√ＷＯ×Ｒを算出する。より具体的には、ステップＳ２３０にて、Ｅ（ｎ）＝ＴＷ−ＴＷＯを算出するとともに、ステップＳ２４０にて、電気ヒータ２２への出力値『ＶＯ（ｎ）＝ＶＯ（ｎ−１）＋Ｋ（Ｅ（ｎ）−Ｅ（ｎ−１）＋Θ／Ｔ×Ｅ（ｎ））』を算出する。
【００４５】
この算出式において、ＶＯ（ｎ−１）は先回の電気ヒータへの出力値、Ｋは比例定数、Ｅ（ｎ−１）は前回のＥ（ｎ）値、Ｔは積分定数、Θはサンプリング周期である。これにより、電気ヒータ２２は、フィードバック制御によって制御できる。
【００４６】
そして、ステップＳ２５０にて、パワーアンプ３６に出力値（ＶＯ（ｎ））を送信する。パワーアンプ３６では、出力値（ＶＯ（ｎ））が電気ヒータ２２に印加される。このようなフィードバック制御を行うことにより、必要電圧ＶＯを電気ヒータ２２に印加させることができる。つまり、暖房熱負荷に応じて、必要なときに、必要な温水の加熱能力を確保することができる。これにより、空調装置の暖房の快適性を損なうことはない。
【００４７】
（第２実施形態）
以上の第１実施形態では、ステップＳ１５０にて、必要電圧ＶＯで車両側制御装置５０に発電要求を行う制御処理を実行したが、要求フラグにより車両側制御装置５０に発電要求を行う制御処理を実行させても良い。図４は、本実施形態における空調制御装置の発電要求の制御を示すフローチャートである。
【００４８】
本実施形態のステップＳ１５０ａでは、車両側制御装置５０に要求フラグで発電要求を行う制御である。発電要求を受けた車両側制御装置５０では、発電要求を受信し続けている間は、発電機３７の発電を続ける。そして、充分な電源電圧が得られると、発電要求は取り下げられて通常の発電を行う。
【００４９】
これにより、高電圧バッテリ３８の電源電圧Ｖが必要電圧ＶＯに上昇し、結果として電気ヒータ２２の加熱能力を確保することが可能となる。つまり、暖房機能確保を優先することができる。従って、車両側の発電効率も損なわなくすることができる。
【００５０】
（第３実施形態）
以上の実施形態では、加熱手段である電気ヒータ２２を用いてヒータコア２に流入する温水を加熱するように構成したが、加熱手段である電気ヒータ２７を用いて空調ダクト３内に送風される空気を加熱するように構成しても良い。
【００５１】
図５は、本実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す模式図である。本実施形態の車両用空調装置では、図５に示すように、ヒータコア２の代わりに電気ヒータ２７を配置している。これにより、電気ヒータ２７を通過した空気が加熱されるように構成される。
【００５２】
例えば、電気ヒータ２２は、電気ヒータ本体２７ａと熱交換部２７ｂとから構成されている。電気ヒータ本体２７ａは、シーズヒータ等の抵抗式の発熱部から構成されている。そして、発熱部の外郭には、複数の板状のフィンからなる熱交換部２７ｂが一体的に設けられている。加熱された熱交換部２７ｂに空調ダクト３内に送風される空気が加熱される。
【００５３】
また、電気ヒータ２７は、以上の実施形態と同じように、パワーアンプ３６を介して高電圧バッテリ３８に接続されている。ここで、本実施形態の電気ヒータ２７の必要暖房能力は、空調ダクト３から吹き出される目標吹出空気温度ＴＡＯに基づいて算出される。従って、必要電力ＶＯは、必要暖房能力から求めるようになっている。つまり、必要暖房能力＝必要電力ＶＯとなっている。
【００５４】
以上の構成による車両用空調装置によれば、温水生成装置２０及び循環回路３０等を設けることがないため、温水式熱交換手段を設けるよりも製造コストの安い暖房装置を形成することができる。
【００５５】
（他の実施形態）
以上の実施形態では、空調ダクト３内に蒸発器４とヒータコア２とを配置させた空調装置に適用させたが、ヒータコア２のみを空調ダクト３内に配置させる暖房装置に適用させても良い。
【００５６】
また、以上の実施形態では、本発明の車両用空調装置を電気自動車等の高電圧（例えば、５０Ｖ〜３００Ｖ）程度の車両用バッテリを充電する発電機を有する車両に適用させたが、これに限らず、空冷式のエンジンを搭載する車両に適用させても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】第１実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態における空調制御装置の発電要求の制御を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態における電気ヒータの制御を示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態における空調制御装置の発電要求の制御を示すフローチャートである。
【図５】第３実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す模式図である。
【図６】電気ヒータの出力Ｗと電源電圧Ｖとの関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００５８】
２…ヒータコア（温水式熱交換手段）
２２…電気ヒータ（加熱手段）
２７…電気ヒータ（加熱手段）
３１…ポンプ（温水循環手段）
３７…発電機
３８…高電圧バッテリ（車両用バッテリ）
４０…空調制御装置（空調制御手段）
５０…車両側制御装置（車両側制御手段）
５５…通信線
ＴＡＯ…目標吹出空気温度
ＴＷＯ…目標水温
ＶＯ…必要電圧
ＷＯ…必要電力
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機（３７）によって充電される車両用バッテリ（３８）と、
熱媒体である温水と車室内へ送風する空気とを熱交換する温水式熱交換手段（２）と、
前記車両用バッテリ（３８）から電源が供給され、前記温水式熱交換手段（２）へ供給する温水を加熱する加熱手段（２２）と、
前記温水を前記温水式熱交換手段（２）と前記加熱手段（２２）へ循環させる温水循環手段（３１）と、
前記温水の目標水温（ＴＷＯ）に基づいて、前記加熱手段（２２）を制御する空調制御手段（４０）と、
前記車両用バッテリ（３８）の電源電圧に基づいて、前記発電機（３７）を制御する車両側制御手段（５０）とを備える車両用空調装置において、
前記空調制御手段（４０）及び前記車両側制御手段（５０）は、通信線（５５）を介して電気的に接続されており、
前記空調制御手段（４０）は、前記加熱手段（２２）の電源電圧が不足したときに、前記車両側制御手段（５０）に発電要求を行うことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記空調制御手段（４０）は、前記温水が目標水温（ＴＷＯ）となる前記加熱手段（２２）の必要電力（ＷＯ）を求めるとともに、その必要電力（ＷＯ）から必要電圧（ＶＯ）を求め、前記必要電圧（ＶＯ）が前記車両用バッテリ（３８）の電源電圧よりも小さいときに、要求フラグによって、前記車両側制御手段（５０）に発電要求を行う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】
前記空調制御手段（４０）は、前記温水が目標水温（ＴＷＯ）となる前記加熱手段（２２）の必要電力（ＷＯ）を求めるとともに、その必要電力（ＷＯ）から必要電圧（ＶＯ）を求め、前記必要電圧（ＶＯ）が前記車両用バッテリ（３８）の電源電圧よりも小さいときに、前記必要電圧（ＶＯ）によって、前記車両側制御手段（５０）に発電要求を行う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４】
発電機（３７）によって充電される車両用バッテリ（３８）と、
前記車両用バッテリ（３８）から電源が供給され、車室内へ送風する空気を加熱する加熱手段（２７）と、
車室内に送風する空気を目標吹出空気温度（ＴＡＯ）に基づいて、前記加熱手段（２７）を制御する空調制御手段（４０）と、
前記車両用バッテリ（３８）の電源電圧に基づいて、前記発電機（３７）を制御する車両側制御手段（５０）とを備える車両用空調装置において、
前記空調制御手段（４０）及び前記車両側制御手段（５０）は、通信線（５５）を介して電気的に接続されており、
前記空調制御手段（４０）は、前記加熱手段（２７）の電源電圧が不足したときに、前記車両側制御手段（５０）に発電要求を行うことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項５】
前記空調制御手段（４０）は、前記車室内に送風する空気が前記目標吹出空気温度（ＴＡＯ）となる前記加熱手段（２７）の必要電力（ＷＯ）を求めるとともに、その必要電力（ＷＯ）から必要電圧（ＶＯ）を求め、前記必要電圧（ＶＯ）が前記車両用バッテリ（３８）の電源電圧よりも小さいときに、要求フラグによって、前記車両側制御手段（５０）に発電要求を行うことを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記空調制御手段（４０）は、前記車室内に送風する空気が前記目標吹出空気温度（ＴＡＯ）となる前記加熱手段（２７）の必要電力（ＷＯ）を求めるとともに、その必要電力（ＷＯ）から必要電圧（ＶＯ）を求め、前記必要電圧（ＶＯ）が前記車両用バッテリ（３８）の電源電圧よりも小さいときに、前記必要電圧（ＶＯ）によって、前記車両側制御手段（５０）に発電要求を行うことを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。
【請求項７】
前記車両側制御手段（５０）は、前記空調制御手段（４０）からの発電要求を受けたときに、その発電要求に応じて前記発電機（３７）を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項１】
発電機（３７）によって充電される車両用バッテリ（３８）と、
熱媒体である温水と車室内へ送風する空気とを熱交換する温水式熱交換手段（２）と、
前記車両用バッテリ（３８）から電源が供給され、前記温水式熱交換手段（２）へ供給する温水を加熱する加熱手段（２２）と、
前記温水を前記温水式熱交換手段（２）と前記加熱手段（２２）へ循環させる温水循環手段（３１）と、
前記温水の目標水温（ＴＷＯ）に基づいて、前記加熱手段（２２）を制御する空調制御手段（４０）と、
前記車両用バッテリ（３８）の電源電圧に基づいて、前記発電機（３７）を制御する車両側制御手段（５０）とを備える車両用空調装置において、
前記空調制御手段（４０）及び前記車両側制御手段（５０）は、通信線（５５）を介して電気的に接続されており、
前記空調制御手段（４０）は、前記加熱手段（２２）の電源電圧が不足したときに、前記車両側制御手段（５０）に発電要求を行うことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記空調制御手段（４０）は、前記温水が目標水温（ＴＷＯ）となる前記加熱手段（２２）の必要電力（ＷＯ）を求めるとともに、その必要電力（ＷＯ）から必要電圧（ＶＯ）を求め、前記必要電圧（ＶＯ）が前記車両用バッテリ（３８）の電源電圧よりも小さいときに、要求フラグによって、前記車両側制御手段（５０）に発電要求を行う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】
前記空調制御手段（４０）は、前記温水が目標水温（ＴＷＯ）となる前記加熱手段（２２）の必要電力（ＷＯ）を求めるとともに、その必要電力（ＷＯ）から必要電圧（ＶＯ）を求め、前記必要電圧（ＶＯ）が前記車両用バッテリ（３８）の電源電圧よりも小さいときに、前記必要電圧（ＶＯ）によって、前記車両側制御手段（５０）に発電要求を行う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４】
発電機（３７）によって充電される車両用バッテリ（３８）と、
前記車両用バッテリ（３８）から電源が供給され、車室内へ送風する空気を加熱する加熱手段（２７）と、
車室内に送風する空気を目標吹出空気温度（ＴＡＯ）に基づいて、前記加熱手段（２７）を制御する空調制御手段（４０）と、
前記車両用バッテリ（３８）の電源電圧に基づいて、前記発電機（３７）を制御する車両側制御手段（５０）とを備える車両用空調装置において、
前記空調制御手段（４０）及び前記車両側制御手段（５０）は、通信線（５５）を介して電気的に接続されており、
前記空調制御手段（４０）は、前記加熱手段（２７）の電源電圧が不足したときに、前記車両側制御手段（５０）に発電要求を行うことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項５】
前記空調制御手段（４０）は、前記車室内に送風する空気が前記目標吹出空気温度（ＴＡＯ）となる前記加熱手段（２７）の必要電力（ＷＯ）を求めるとともに、その必要電力（ＷＯ）から必要電圧（ＶＯ）を求め、前記必要電圧（ＶＯ）が前記車両用バッテリ（３８）の電源電圧よりも小さいときに、要求フラグによって、前記車両側制御手段（５０）に発電要求を行うことを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記空調制御手段（４０）は、前記車室内に送風する空気が前記目標吹出空気温度（ＴＡＯ）となる前記加熱手段（２７）の必要電力（ＷＯ）を求めるとともに、その必要電力（ＷＯ）から必要電圧（ＶＯ）を求め、前記必要電圧（ＶＯ）が前記車両用バッテリ（３８）の電源電圧よりも小さいときに、前記必要電圧（ＶＯ）によって、前記車両側制御手段（５０）に発電要求を行うことを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。
【請求項７】
前記車両側制御手段（５０）は、前記空調制御手段（４０）からの発電要求を受けたときに、その発電要求に応じて前記発電機（３７）を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２７４６７９（Ｐ２００９−２７４６７９Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３００１０（Ｐ２００８−１３００１０）
【出願日】平成２０年５月１６日（２００８．５．１６）
【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２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１６日（２００８．５．１６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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