本申请基于2016年1月29日申请的日本专利申请2016-015608，并通过参照将其公开内容编入本申请。
本发明涉及一种以在工作时伴有发热的车载设备的冷却水为热源来加热被向车室内吹送的送风空气的车辆用空调装置。
背景技术：
以往，在专利文献1中公开有一种车辆用空调装置，以在工作时伴有发热的车载设备即内燃机(即，输出车辆行驶用的驱动力的发动机)的冷却水为热源来加热被向车室内吹送的送风空气从而进行车室内的制热。
更具体而言，专利文献1的车辆用空调装置具备作为使冷却水与送风空气进行热交换而加热送风空气的加热用热交换器的加热器芯。此外，在专利文献1中还记载有伴随冷却水的温度上升而使对送风空气进行吹送的送风机的送风能力增加的情况。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-20478号公报
但是，若在发动机的起动时如专利文献1的车辆用空调装置那样伴随冷却水的温度上升而使送风机的送风能力增加，则导致冷却水所具有的热变得容易由加热器芯散热，因此会有冷却水的温度变得难以上升的情况。其结果是，有发动机的暖机延迟而使车辆燃油经济性恶化的担忧。
技术实现要素：
本发明鉴于上述点而完成，其目的在于提供一种能够实现车载设备的快速的暖机而不损害乘员的制热感的车辆用空调装置。
根据本发明的一形态，车辆用空调装置具备送风机、加热用热交换器、辅助制热装置、送风机控制部。送风机向车室内吹送送风空气。加热用热交换器使在工作时伴有发热的车载设备的冷却水与送风空气进行热交换而对送风空气进行加热。辅助制热装置给予乘员制热感。送风机控制部对送风机的工作进行控制。送风机控制部使送风机的送风能力伴随冷却水的温度上升而增加。此外，在辅助制热装置工作时，在从车辆系统的起动开关接通起到经过待机时间之后，送风机控制部使送风能力增加，该待机时间是禁止所述送风能力增加的时间。
由此，在辅助制热装置工作时，从车辆系统的起动开关接通起到经过待机时间，送风机控制部不使送风机的送风能力增加。因此，能够抑制冷却水所具有的热量中的由加热用热交换器向送风空气散热的热量的增加。其结果是，能够使冷却水的温度快速地上升而促进车载设备的暖机。
此外，由于能够使送风机的能量消耗量降低，因此能够使车辆燃油经济性提高。除此之外，至少到经过待机时间为止，辅助制热装置工作，因此能够抑制损害乘员的制热间的情况。
即，根据本形态，能够提供一种可实现车载设备的快速的暖机而不损害乘员的制热感的车辆用空调装置。
作为本形态中的车载设备，具体的可以采用输出车辆行驶用的驱动力的内燃机。另外，本形态中的“车辆系统”不仅是指车辆用空调装置，还是指包含输出车辆行驶用的驱动力的驱动装置(即，发动机)等的搭载于车辆的控制对象系统整体。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的车辆用空调装置的图。
图2是表示一实施方式的车辆用空调装置的电控制部的框图。
图3是表示一实施方式的车辆用空调装置的空调控制装置的控制处理的流程图。
图4是表示一实施方式的空调控制装置的控制处理中的对鼓风电压进行确定的控制处理的流程图。
图5是表示一实施方式的空调控制装置的控制处理中的对鼓风电压进行确定的控制处理的子程序的流程图。
图6是表示一实施方式的空调控制装置的控制处理中的对吸入口模式进行确定的控制处理的流程图。
图7是表示一实施方式的空调控制装置的控制处理中的对吹出口模式进行确定的控制处理的流程图。
图8是表示一实施方式的空调控制装置的控制处理中的对水泵的工作状态进行确定的控制处理的流程图。
图9是表示一实施方式的空调控制装置的控制处理中的对目标蒸发器温度进行确定的控制处理的流程图。
图10是表示一实施方式的空调控制装置的控制处理中的对压缩机的转速进行确定的控制处理的流程图。
具体实施方式
以下，使用图1～图10来对本发明的一实施方式进行说明。本实施方式的车辆用空调装置1搭载于能够从内燃机(发动机)eg得到车辆行驶用的驱动力的车辆。该发动机eg是在工作时伴有发热的车载设备。
如图1所示，本实施方式的车辆用空调装置1具备制冷循环装置10、室内空调单元30、空调控制装置50等。室内空调单元30是将用于向车室内吹出空调风的各种构成设备一体化(即，单元化)而得到的。室内空调单元30配置于车室内最前部的仪表盘(即，仪表板)的内侧。
室内空调单元30具有壳体31，该壳体31形成室内空调单元30的外壳并且在内部形成供被向车室内吹送的送风空气流通的空气通路。壳体31由具有一定程度的弹性且强度也优秀的树脂(例如，聚丙烯)成形。
在形成于壳体31内的空气通路配置有送风机32、蒸发器15、空气混合门39、加热器芯36、ptc加热器37等。在壳体31的送风空气流最上游侧配置有内外部气体切换装置20。内外部气体切换装置20对内部气体(即，车室内空气)和外部气体(即，车室外空气)进行切换导入。
在内外部气体切换装置20形成有内部气体导入口21及外部气体导入口22。内部气体导入口21是用于使内部气体导入壳体31内的开口孔。外部气体导入口22是用于使外部气体导入壳体31内的开口孔。此外，在内外部气体切换装置20的内部配置有内外部气体切换门23。
内外部气体切换门23是使内部气体导入口21的开口面积及外部气体导入口22的开口面积连续地变化而对吸入口模式进行切换的门。作为由该内外部气体切换门23切换的吸入口模式，有全内部气体模式、全外部气体模式及内外部气体混入模式。
在全内部气体模式下，以将内部气体导入口21全开并将外部气体导入口22全闭的方式向壳体31内的空气通路导入内部气体。在全外部气体模式下，以将内部气体导入口21全闭并将外部气体导入口22全开的方式向壳体31内的空气通路导入外部气体。
此外，在内外部气体混入模式下，通过连续地调整内部气体导入口21及外部气体导入口22的开口面积，使向壳体31内的空气通路导入的内部气体的风量与外部气体的风量的风量比例连续地变化。内外部气体切换门23由内外部气体切换门用的电动致动器62驱动。该电动致动器62的工作由从后述的空调控制装置50输出的控制信号控制。
在壳体31内的内外部气体切换装置20的空气流下游侧配置有送风机32。送风机32将经由内外部气体切换装置20吸入的空气朝向车室内吹送。送风机32是以电动机驱动离心多翼风扇的电动式的送风机。送风机32的转速(即，送风能力)由从空调控制装置50输出的控制电压控制。
在送风机32的空气流下游侧配置有蒸发器15。蒸发器15构成制冷循环装置10。蒸发器15是如下的冷却用热交换器：在制冷循环装置10中，以使低压制冷剂与从送风机32吹送的送风空气进行热交换的方式使低压制冷剂蒸发而发挥吸热作用，从而对送风空气进行冷却。
在此，对制冷循环装置10进行说明。如图1所示，制冷循环装置10通过经由制冷剂配管而将压缩机11、冷凝器12、接收器13、膨胀阀14、蒸发器15连接为环状而构成。
压缩机11在制冷循环装置10中吸入制冷剂并进行压缩且排出。压缩机11配置于发动机室内。压缩机11是利用电动机11b来对排出容量被固定的固定容量型压缩机构11a进行驱动的电动压缩机。电动机11b是转速由从逆变器61输出的交流电压控制的交流电动机。
逆变器61输出与从空调控制装置50输出的控制信号对应的频率的交流电压。由此，电动机11b的转速被控制，从而压缩机11的制冷剂排出能力被调整。
在压缩机11的排出口连接有冷凝器12的制冷剂入口侧。冷凝器12配置于发动机室内的车辆前方侧。冷凝器12是使高压制冷剂与从送风风扇12a吹送的外部气体进行热交换而使高压制冷剂散热冷凝的散热用热交换器。送风风扇12a是转速(即，送风能力)由从空调控制装置50输出的控制电压控制的电动式的送风机。
在冷凝器12的制冷剂出口连接有接收器13的入口侧。接收器13是将由冷凝器12冷凝了的制冷剂气液分离并对循环的剩余制冷剂进行存储且使分离了的液相制冷剂向下游侧流出的气液分离器。
在接收器13的液相制冷剂出口连接有膨胀阀14的入口侧。膨胀阀14配置于发动机室内。膨胀阀14是使从接收器13流出的液相制冷剂减压膨胀的减压装置。在本实施方式中，采用对制冷剂流量进行调整以使蒸发器15出口侧制冷剂的过热度接近预先确定的基准过热度的温度式膨胀阀作为膨胀阀14。
在膨胀阀14的出口连接有蒸发器15的制冷剂入口侧。在蒸发器15的制冷剂出口连接有压缩机11的制冷剂吸入口侧。由此，构成制冷剂沿着压缩机11的排出口→冷凝器12→接收器13→膨胀阀14→蒸发器15→压缩机11的吸入口的顺序进行循环的蒸汽压缩式的制冷循环。并且，能够利用蒸发器15来对送风空气进行冷却。因此，本实施方式的制冷循环装置10是对送风空气进行冷却的冷却装置。
接着，在壳体31的蒸发器15的空气流下游侧，相对于送风空气流彼此并列地形成有冷风加热用通路33及冷风旁通通路34。此外，在冷风加热用通路33及冷风旁通通路34的送风空气流下游侧形成有混合空间35。混合空间35是使从冷风加热用通路33流出的送风空气与从冷风旁通通路34流出的送风空气混合的空间。
在冷风加热用通路33，用于对通过蒸发器15后的空气进行加热的加热器芯36及ptc加热器37朝向送风空气的流动方向依次配置。加热器芯36是使对发动机eg进行冷却的发动机冷却水(以下，仅称为冷却水。)与流入冷风加热用通路33的送风空气进行热交换而对送风空气进行加热的加热用热交换器。
加热器芯36与发动机eg由冷却水配管41连接。因此，在加热器芯36与发动机eg之间构成使冷却水进行循环的冷却水回路40。
此外，在冷却水回路40配置有将冷却水向加热器芯36压送的冷却水泵40a。冷却水泵40a是转速(即，压送能力)由从空调控制装置50输出的控制电压控制的电动式的水泵。冷却水泵40a实现作为对向加热器芯36流入的冷却水的流量进行调整的流量调整装置的功能。
ptc加热器37是具有ptc元件(即，正特性热敏电阻)的电加热器。ptc加热器37是通过从空调控制装置50向ptc元件供给电力而发热从而对通过加热器芯36后的空气进行加热的辅助加热装置。ptc加热器37具有多个(在本实施方式中为三个)ptc元件。因此，空调控制装置50能够通过对供给电力的ptc元件的个数进行变更而使作为ptc加热器37整体的加热能力变化。
冷风旁通通路34是用于将通过蒸发器15后的空气以不通过加热器芯36及ptc加热器37的方式向混合空间35引导的空气通路。因此，在混合空间35混合后的送风空气的温度能够根据通过冷风加热用通路33的送风空气的风量与通过冷风旁通通路34的送风空气的风量的风量比例而变化。
因此，在本实施方式中，在空气通路内配置空气混合门39来作为使该风量比例变化而对在混合空间35混合后的送风空气的温度进行调整的送风空气温度调整部。
空气混合门39配置于蒸发器15的空气流下游侧且冷风加热用通路33及冷风旁通通路34的入口侧。空气混合门39使冷风加热用通路33的入口的开口面积及冷风旁通通路34的入口的开口面积连续地变化。
因此，能够通过使空气混合门39的开度变化来对在混合空间35混合的送风空气的温度进行调整。空气混合门39由空气混合门用的电动致动器63驱动。该电动致动器63的工作由从空调控制装置50输出的控制信号控制。
接着，在壳体31的送风空气流最下游部形成有多个开口孔。这些开口孔是用于使温度调整后的送风空气从混合空间35向车室内侧流出的开口孔。在本实施方式中，设置有面部开口孔24、脚部开口孔25、除霜开口孔26来作为开口孔。
面部开口孔24是用于朝向落座于前座侧的乘员的上半身吹出空调风的开口孔。脚部开口孔25是用于朝向落座于前座侧的乘员的脚边吹出空调风的开口孔。除霜开口孔26是用于朝向车辆前面窗玻璃w的内侧面吹出空调风的开口孔。这些开口孔24～26经由分别形成空气通路的通道而与设置于车室内的专用的吹出口(均未图示)连接。
另外，在面部开口孔24、脚部开口孔25、除霜开口孔26的空气流上游侧配置有对各开口孔的开口面积进行调整的吹出口模式门24a～26a。这些吹出口模式门24a～26a是通过对各开口孔的开口面积进行调整来切换吹出口模式的吹出口模式切换装置。
更具体而言，吹出口模式门24a～26a中的面部门24a是对面部开口孔24的开口面积进行调整的门。脚部门25a是对脚部开口孔25的开口面积进行调整的门。除霜门26a是对除霜开口孔26的开口面积进行调整的门。
这些吹出口模式门24a～26a与未图示的连杆机构连结并由吹出口模式门用的电动致动器64连动驱动。该电动致动器64的工作由从空调控制装置50输出的控制信号控制。
另外，作为由吹出口模式门24a～26a切换的吹出口模式，有面部模式、双层模式、脚部模式、脚部除霜模式、除霜模式。
面部模式是将面部开口孔24全开而从面部开口孔24朝向乘员的上半身吹出空调风的模式。双层模式是将面部开口孔24及脚部开口孔25这两方开口而朝向乘员的上半身及脚边这两方吹出空调风的模式。脚部模式是将脚部开口孔25全开并且将除霜开口孔26小开度地开口而主要从脚部开口孔25吹出空调风的模式。脚部除霜模式是将脚部开口孔25及除霜开口孔26同程度地开口而从脚部开口孔25及除霜开口孔26这两方吹出空调风的模式。除霜模式是将除霜开口孔26全开而从除霜开口孔26朝向车辆前面窗玻璃w的内表面吹出空气的模式。
此外，如图2所示，本实施方式的车辆用空调装置1具备座椅加热器90。
座椅加热器90是配置于供乘员落座的座椅且通过供给电力而发热从而对座位进行加热的电热加热器。因此，座椅加热器90是通过使座椅的表面温度上升而给予乘员制热感的辅助制热装置。座椅加热器90的工作由从空调控制装置50供给的电力控制。
接着，使用图2对本实施方式的电控制部的概要进行说明。图2所示的空调控制装置50由包含cpu、rom及ram等的众所周知的微型计算机和其周边电路构成。并且，空调控制装置50是基于存储于该rom内的控制程序来进行各种运算、处理从而对连接于输出侧的各种控制对象设备的工作进行控制的空调控制部。
在空调控制装置50的输出侧连接有送风机32、压缩机11的电动机11b用的逆变器61、送风风扇12a、各种电动致动器62、63、64、ptc加热器37、冷却水泵40a等。
在空调控制装置50的输入侧连接有内部气体传感器51、外部气体传感器52、日照传感器53、排出温度传感器54、排出压力传感器55、蒸发器温度传感器56、冷却水温度传感器57、窗表面湿度传感器58等的各种空调控制用的传感器群。
内部气体传感器51是对车室内温度(即，内部气体温度)tr进行检测的内部气体温度检测部。外部气体传感器52是对车室外温度(即，外部气体温度)tam进行检测的外部气体温度检测部。日照传感器53是对车室内的日照量ts进行检测的日照量检测部。排出温度传感器54是对压缩机11排出制冷剂的温度td进行检测的排出温度检测部。排出压力传感器55是对压缩机11排出制冷剂的压力pd进行检测的排出压力检测部。蒸发器温度传感器56是对从蒸发器15吹出的吹出空气温度te(实质上为蒸发器温度)进行检测的蒸发器温度检测部。冷却水温度传感器57是对从发动机eg流出的冷却水的冷却水温度tw进行检测的冷却水温度检测部。窗表面湿度传感器58是对车室内的窗玻璃附近的空气的湿度即窗附近湿度rh进行检测的湿度检测部。
在此，具体而言，本实施方式的蒸发器温度传感器56对蒸发器15的热交换翅片温度进行检测。当然，作为蒸发器温度传感器56，可以采用对蒸发器15的其他部位的温度进行检测的温度检测部，也可以采用对在蒸发器15流通的制冷剂自身的温度进行检测的温度检测部。
此外，在空调控制装置50的输入侧连接有在车室内前部的仪表盘附近配置的操作面板60。在操作面板60设置的各种开关的操作信号被输入空调控制装置50。
作为设置于操作面板60的操作开关，具体的有空调开关、自动开关、吸入口模式的切换开关、吹出口模式的切换开关、风量设定开关、温度设定开关、座椅加热器开关60s等。
空调开关是根据乘员的操作来切换压缩机11的工作或停止的压缩机工作设定部。自动开关是根据乘员的操作来设定或解除车辆用空调装置1的自动控制的自动控制设定部。吸入口模式的切换开关是根据乘员的操作来切换吸入口模式的吸入口模式设定部。吹出口模式的切换开关是根据乘员的操作来切换吹出口模式的吹出口模式设定部。风量设定开关是用于手动设定送风机32的送风量的风量设定部。温度设定开关是根据乘员的操作来设定车室内目标温度tset的目标温度设定部。座椅加热器开关60s是根据乘员的操作来切换座椅加热器90的工作或停止的加热器设定部。
在此，本实施方式的空调控制装置50是对连接于空调控制装置50的输出侧的各种控制对象设备的工作进行控制的控制部一体地构成的。此外，空调控制装置50中的对各控制对象设备的工作进行控制的结构(硬件及软件)构成各控制对象设备的控制部。
例如，在本实施方式中，对压缩机11的制冷剂排出能力进行控制的结构构成排出能力控制部50a。另外，对送风机32的工作进行控制而对送风机32的送风能力进行控制的结构构成送风机控制部50b。另外，对驱动吹出口模式门24a～26a的电动致动器64的工作进行控制的结构构成吹出口模式控制部50c。另外，对冷却水泵40a的工作进行控制而调整向加热器芯36流入的冷却水的流量的结构构成流量调整控制部50d。
在此，排出能力控制部50a是对压缩机11的制冷剂排出能力进行控制的结构，因此也是对制冷循环装置10的冷却能力进行控制的结构。即，排出能力控制部50a是制冷循环装置10的冷却能力控制部。另外，这些的控制部也可以由彼此独立的控制装置构成。
接着，使用图3～图10来对上述结构中的本实施方式的车辆用空调装置1的工作进行说明。图3～图10所示的流程图表示空调控制装置50所执行的空调控制。此外，图3～图10的流程图所示的各控制步骤构成空调控制装置50所具有的各种功能实现部。
图3的流程图所示的控制处理是作为空调控制的主程序而被执行的控制处理。在车辆系统的起动开关(即，ig开关)接通的状态下，若操作面板60的自动开关等接通则执行该控制处理。在此，车辆系统并不限于对发动机eg、发动机的工作进行控制的发动机控制装置等，而是指包含车辆用空调装置1等的搭载于车辆的控制对象系统整体。
首先，在步骤s1中，进行标志、计时器等的初始化及构成上述的电动致动器的步进电动机的初始定位等的初始化。在该步骤s1中，并不进行全部的标志、运算值的初始化。例如，对于一部分的标志、运算值，维持在上一次的车辆用空调装置1的工作结束时所存储的值。
接着，在步骤s2中，读入操作面板60的操作信号等并向步骤s3前进。在步骤s3中，读入被用于空调控制的车辆环境状态的信号、即由上述的传感器群51～58检测出的传感器信号，并向步骤s4前进。
在步骤s4中，算出前座侧的车室内吹出空气的目标吹出温度tao。目标吹出温度tao由以下的数学式f1算出。
tao＝kset×tset-kr×tr-kam×tam-ks×ts+c…(f1)
在此，tset是由温度设定开关设定的车室内设定温度，tr是由内部气体传感器51检测出的内部气体温度。tam是由外部气体传感器52检测出的外部气体温度。ts是由日照传感器53检测出的日照量。kset、kr、kam、ks是控制增益，c是修正用的常数。
该目标吹出温度tao是与为了将车室内保持为所期望的温度而需要使车辆用空调装置1产生的热量相关的值。因此，目标吹出温度tao能够作为表示车辆用空调装置1所要求的空调负载(换言之，空调热负载)的指标而使用。
在接下来的步骤s4～s13中，确定与空调控制装置50连接的各种设备的控制状态。
首先，在步骤s4中，确定空气混合门39的目标开度sw。具体而言，在步骤s5中，通过以下数学式f2算出假设的空气混合开度swdd。swdd＝{tao-(te+2)}/{max(10，tw-(te+2))}×100(％)…(f2)
在此，te是由蒸发器温度传感器56检测出的吹出空气温度。tw是由冷却水温度传感器57检测出的冷却水温度。另外，数学式f2的{max(10，tw-(te+2))}是指10及tw-(te+2)中的更大的一方的值。
并且，基于由上述数学式f2算出的假设的空气混合开度swdd并参照预先存储于空调控制装置50的控制映射来确定空气混合开度sw。在该控制映射中，非线性地确定与假设的空气混合开度swdd对应的空气混合开度sw。
这是由于：在本实施方式中，由于采用悬臂门作为空气混合门39，因此相对于空气混合开度sw的变化，冷风加热用通路33的入口的开口面积及冷风旁通通路34的入口的开口面积非线性地变化。
另外，在sw＝0％时，空气混合门39向最大制冷位置位移。即，空气混合门39向将冷风旁通通路34全开并将冷风加热用通路33全闭的位置位移。在sw＝100％时，空气混合门39向最大制热位置位移。即，空气混合门39向将冷风旁通通路34全闭并将冷风加热用通路33全开的位置位移。
接着，在步骤s6中，确定送风机32的送风能力。更具体而言，在步骤s6中，确定对送风机32的电动机施加的鼓风电压。对于步骤s6的详细内容，使用图4、图5的流程图来进行说明。
首先，在步骤s61中，判定操作面板60的自动开关是否接通。在步骤s61判定为自动开关未接通的情况下，向步骤s62前进。在步骤s62中，确定由操作面板60的风量设定开关设定的为乘员所期望的风量的鼓风电压并向步骤s7前进。
另一方面，在步骤s61判定为自动开关接通的情况下，向步骤s63前进。在步骤s63中，执行用于确定第一假设鼓风电压f(时间)的子程序。f(时间)是根据从车辆系统的起动开关(以下，记载为ig开关。)接通起的经过时间而确定的假设的鼓风电压。对于该子程序的详细内容，使用图5来进行说明。
首先，在步骤s631中，基于操作面板60的座椅加热器开关60s的操作信号来判定座椅加热器90是否工作。当在步骤s631判定为座椅加热器90未工作时，向步骤s632前进，将f(时间)确定为12(v)并返回主程序。
另一方面，当在步骤s631判定为座椅加热器90工作时，向步骤s633前进。在步骤s633中，基于由窗表面湿度传感器58检测出的窗附近湿度rh并参照预先存储于空调控制装置50的控制映射来确定f(玻璃附近湿度)。f(玻璃附近湿度)是为了确定后述的待机时间wtm而被使用的参数α。
在该控制映射中，如图5的步骤s633所记载的控制特性图所示，以伴随窗附近湿度rh的上升而阶段性增加的方式确定f(玻璃附近湿度)。此外，在步骤s633所示的控制特性图中，设定有用于防止控制振荡的滞后宽度。
在接下来的步骤s634中，基于外部气体温度tam并参照预先存储于空调控制装置50的控制映射来确定f(外部气体温度)。f(外部气体温度)是为了确定待机时间wtm而被使用的参数β。此外，在步骤s634中，希望存储ig开关接通时的外部气体温度tam、即车辆系统的起动时的外部气体温度tam来使用。
在该控制映射中，如图5的步骤s634所记载的控制特性图所示，在外部气体温度tam处于规定的范围内的情况下，以伴随外部气体温度tam的上升而增加的方式确定f(外部气体温度)。此外，在步骤s634所示的控制特性图中，设定有用于防止控制振荡的滞后宽度。
在接下来的步骤s635中，基于内部气体温度tr并参照预先存储于空调控制装置50的控制映射来确定f(室温)。f(室温)是为了确定待机时间wtm而被使用的参数γ。此外，在步骤s635中，希望存储ig开关接通时的内部气体温度tr、即车辆系统的起动时的内部气体温度tr来使用。
在该控制映射中，如图5的步骤s635所记载的控制特性图所示，在内部气体温度tr处于规定的范围内的情况下，以伴随内部气体温度tr的上升而增加的方式确定f(室温)。此外，在步骤s635所示的控制特性图中，设定有用于防止控制振荡的滞后宽度。
在接下来的步骤s636中，使用以下的数学式f3来算出待机时间wtm。此外，基于算出的待机时间wtm并参照预先存储于空调控制装置50的控制映射来确定f(时间)，并返回主程序。
wtm＝120-α+β+γ…(f3)
在此，待机时间wtm是从ig开关接通(on)起禁止送风机32的送风能力增加的时间。
因此，在该控制映射中，如图5的步骤s636所记载的控制特性图所示，从ig开关接通起到经过待机时间wtm为止，以成为送风机32工作的最低工作电压vmin(具体而言，2v)的方式确定f(时间)。此外，在经过待机时间wtm后，以伴随时间经过而增加的方式确定f(时间)。
换言之，在该控制映射中，在从ig开关接通起到经过待机时间wtm为止，确定第一假设鼓风电压f(时间)以不使送风机32的送风能力增加。此外，在经过待机时间wtm后，以伴随时间经过而使送风机32的送风能力增加的方式确定第一假设送风机电压f(时间)。
另外，数学式f3中的α是在步骤s633中确定的f(玻璃附近湿度)。因此，在本实施方式中，伴随窗附近湿度rh的上升而使α增加，从而使待机时间wtm减少。
另外，数学式f3中的β是在步骤s634中确定的f(外部气体温度)。因此，在本实施方式中，伴随外部气体温度tam的上升而使β增加，从而使待机时间wtm增加。
另外，数学式f3中的γ是在步骤s635中确定的f(室温)。因此，在本实施方式中，伴随内部气体温度tr的上升而使γ增加，从而使待机时间wtm增加。
接着，在图4的步骤s64中，确定第二假设鼓风电压f(tao)及第三假设鼓风电压(水温)。基于目标吹出温度tao并参照预先存储于空调控制装置50的控制映射来确定第二假设鼓风电压f(tao)。
在该控制映射中，如图4的步骤s64所记载的控制特性图所示，在tao的极低温区域(最大制冷区域)及极高温区域(最大制热区域)使第二假设鼓风电压f(tao)上升而使送风机32的风量增加。另外，当tao落入中间温度区域内时，使第二假设鼓风电压f(tao)下降而使送风机32的风量减少。
即，在对车辆用空调装置1要求高的制冷能力、制热能力时，确定第二假设鼓风电压f(tao)以使送风机32的送风能力增加。
另外，基于冷却水温度tw并参照预先存储于空调控制装置50的控制映射来确定第三假设鼓风电压f(水温)。
在该控制映射中，如图4的步骤s64所记载的控制特性图所示，在冷却水温度tw处于较低的第一基准冷却水温度(在本实施方式中为40℃)以下的情况下，将第三假设鼓风电压f(水温)设为0。此外，伴随从第一基准冷却水温度向第二基准冷却水温度(在本实施方式中为65℃)上升而使第三假设鼓风电压f(水温)上升。
即，第三假设鼓风电压f(水温)以伴随冷却水的温度上升而使送风机32的风量增加的方式被确定。
在步骤s65中，判定在后述的图7的步骤s83中确定的吹出口模式是否是双层模式(在图4中记载为b/l)、脚部模式(在图4中记载为foot)及面部模式(在图4中记载为face)中的某一种模式。
当在步骤s65判定为吹出口模式是双层模式时，向步骤s66前进。在步骤s66中，将第二假设鼓风电压f(tao)及第三假设鼓风电压(水温)中的小的一方的值确定为鼓风电压，并向步骤s7前进。
另外，当在步骤s65判定为吹出口模式是脚部模式时，向步骤s67前进。在步骤s67中，将第二假设鼓风电压f(tao)、第三假设鼓风电压f(水温)及第一假设鼓风电压f(时间)中的最小的值确定为鼓风电压，并向步骤s7前进。
另外，当在步骤s66判定为吹出口模式是面部模式时，向步骤s68前进。在步骤s68中，将第二假设鼓风电压f(tao)确定为鼓风电压，并向步骤s7前进。
接着，在步骤s7中确定吸入口模式。更具体而言，确定向内外部气体切换门用的电动致动器62输出的控制信号。对于步骤s7的详细内容，使用图6的流程图来进行说明。
首先，在步骤s71中，判定操作面板60的自动开关是否接通。在步骤s71判定为自动开关未接通的情况下，向步骤s72前进。在步骤s72中，判定是否通过操作面板60的吸入口模式的切换开关而设定为外部气体导入(在图6中记载为frs)。
在步骤s72判定为设定为外部气体导入的情况下，向步骤s73前进。在步骤s73中，将外部气体率设为100％(即，全外部气体模式)，并向步骤s8前进。另外，在步骤s72没有判定为设定为外部气体导入的情况下，向步骤s74前进。在步骤s74中，将外部气体率设为0％(即，全内部气体模式)，并向步骤s8前进。
在此，外部气体率是被导入内外部气体切换装置20内的送风空气中的外部气体所占的比例。因此，外部气体率也能够表现为外部气体导入率。
另一方面，在步骤s71判定为操作面板60的自动开关接通的情况下，向步骤s75前进。在步骤s75中，基于目标吹出温度tao来判定成为制冷运转还是成为制热运转。
具体而言，在本实施方式中，在目标吹出温度tao变得高于25℃的情况下，判定为制热运转并向步骤s76前进。在步骤s76中，基于窗附近湿度rh并参照预先存储于空调控制装置50的控制映射来确定外部气体率，并向步骤s8前进。
在该控制映射中，如图6的步骤s76所记载的控制特性图所示，伴随窗附近湿度rh的上升而使外部气体率增加。更具体而言，在本实施方式中，若rh≦70％则将外部气体率设为50％，若rh≧85％则将外部气体率设为100％。此外，在50％<rh<85％的范围内，伴随窗附近湿度rh的上升而使外部气体率增加。
由此，窗附近湿度越高，则增高外部气体的导入率而使车室内空间的湿度下降，从而抑制窗雾。
另外，在步骤s75，在tao不高于25℃的情况下判定为制冷运转并向步骤s77前进。在步骤s77中，基于目标吹出温度tao并参照预先存储于空调控制装置50的控制映射来确定外部气体率，并向步骤s8前进。
在该控制映射中，如图6的步骤s77所记载的控制特性图所示，伴随目标吹出温度tao的上升而使外部气体率增加。更具体而言，在本实施方式中，若tao≦0℃则将外部气体率设为0％，若tao≧15℃则将外部气体率设为100％。此外，在0℃<tao<15℃的范围内，伴随目标吹出温度tao的上升而使外部气体率增加。
由此，伴随目标吹出温度tao降低(即，伴随制冷负载增加)而提高内部气体的导入率从而使制冷效率提高。
接着，在步骤s8中，确定吹出口模式。更具体而言，确定向吹出口模式门用的电动致动器64输出的控制信号。对于步骤s8的详细内容，使用图7的流程图来进行说明。
首先，在步骤s81中，判定操作面板60的自动开关是否接通。在判定为自动开关未接通的情况下，向步骤s82前进。在步骤s82中，确定为通过操作面板60的吹出口模式的切换开关而设定的吹出口模式，并向步骤s9前进。
另一方面，在步骤s81判定为操作面板60的自动开关接通的情况下，向步骤s83前进。在步骤s83中，基于目标吹出温度tao并参照预先存储于空调控制装置50的控制映射来确定假设的吹出口模式。
在该控制映射中，如图7的步骤s83所记载的控制特性图所示，伴随tao从低温区域向高温区域上升而将假设的吹出口模式依次切换为面部模式(在图7中记载为face)→双层模式(在图7中记载为b/l)→脚部模式(在图7中记载为foot)。
因此，夏季主要容易选择面部模式，春秋季主要容易选择双层模式，并且冬季主要容易选择脚部模式。此外，在步骤s83所示的控制特性图中，设定有用于防止控制振荡的滞后宽度。
在接下来的步骤s84中，判定在步骤s6中确定的鼓风电压是否成为最低工作电压vmin(在本实施方式中为2v)以下。在步骤s84判定为鼓风电压未成为最低工作电压vmin以下的情况下，向步骤s85前进。在步骤s85中，将吹出口模式确定为在步骤s83中确定的假设的吹出口模式，并向步骤s9前进。
另一方面，在步骤s84判定为鼓风电压如从ig开关的接通后起到经过待机时间wtm之前那样成为最低工作电压vmin(在本实施方式中为2v)以下的情况下，向步骤s86前进。在步骤s86中，将吹出口模式确定为除霜模式，并向步骤s9前进。
接着，在步骤s9中确定ptc加热器37的加热能力。更具体而言，确定ptc元件的通电个数。在该步骤s9中，根据外部气体温度tam、假设的空气混合开度swdd、冷却水温度tw来确定ptc元件的通电个数。
在本实施方式中，在外部气体温度tam为基准外部气体温度(在本实施方式中为26℃)以下且假设的空气混合开度swdd为基准开度(在本实施方式中为100％)以上时，伴随冷却水温度tw的下降而使ptc元件的通电个数增加。
由此，在外部气体温度tam较低而导致即使空气混合门39位移到最大制热位置也不能充分地将送风空气加热时，使ptc加热器37作为送风空气的辅助加热装置工作。
接着，在步骤s10中，确定座椅加热器90的工作状态。在步骤s10中，在操作面板60的座椅加热器开关60s接通(on)时，确定对座椅加热器90供给电力。另一方面，在座椅加热器开关60s为非接通(off)时，确定停止对于座椅加热器90的电力的供给。
接着，在步骤s11中，确定是否使冷却水回路40的冷却水泵40a工作。对于该步骤s11的详细内容，使用图8的流程图来进行说明。首先，在步骤s111中，判定冷却水温度tw是否高于来自蒸发器15的吹出空气温度te。
在步骤s111冷却水温度tw成为吹出空气温度te以下的情况下，向步骤s114前进。在步骤s114中，使冷却水泵40a停止，并向步骤s12前进。其理由为：当在冷却水温度tw成为吹出空气温度te以下的情况下使冷却水向加热器芯36流动时，会导致流经加热器芯36的冷却水将通过蒸发器15后的空气冷却，因此反而降低向室内吹出的送风空气的温度。
在步骤s111冷却水温度tw高于吹出空气温度te的情况下，向步骤s112前进。在步骤s112中，判定在步骤s6中确定的鼓风电压是否变得高于最低工作电压vmin。在步骤s112判定为鼓风电压如从ig开关的接通后起到经过待机时间wtm之前那样未高于最低工作电压vmin的情况下，前进到步骤s114。在步骤s114中，为了省动力化而确定使冷却水泵40a停止。
在步骤s112判定为鼓风电压变得高于最低工作电压vmin的情况下，向步骤s113前进。在步骤s113中，确定使冷却水泵40a工作，并向步骤s12前进。由此，冷却水泵40a工作而使冷却水在冷却水回路内进行循环，因此能够使流经加热器芯36的冷却水与通过加热器芯36的空气进行热交换而加热送风空气。
接着，在步骤s12中，确定目标蒸发器温度teo。目标蒸发器温度teo是蒸发器15中的制冷剂蒸发温度的目标值。对于该步骤s12的详细内容，使用图9的流程图来进行说明。
首先，在步骤s121中，基于目标吹出温度tao并参照预先存储于空调控制装置50的控制映射来确定第一假设目标蒸发器温度teo1。在该控制映射中，如图9的步骤s121所记载的控制特性图所示，伴随tao上升而使第一假设目标蒸发器温度teo1上升。
在接下来的步骤s122中，基于窗附近湿度rh并参照预先存储于空调控制装置50的控制映射来确定假设的第二假设目标蒸发器温度teo2。在该控制映射中，如图9的步骤s122所记载的控制特性图所示，伴随rh上升而使第二假设目标蒸发器温度teo2下降。
在接下来的步骤s123中，将第一假设目标蒸发器温度teo1及第二假设目标蒸发器温度teo2中的小的一方的值确定为目标蒸发器温度teo，并向步骤s13前进。由此，伴随窗附近湿度rh上升，能够使目标蒸发器温度teo下降而进行送风空气的除湿。因此，能够有效地抑制车辆窗玻璃w的结雾。
接着，在步骤s13中，确定压缩机11的制冷剂排出能力。更具体而言，确定压缩机11的转速。此外，步骤s13中的压缩机转速的确定以每规定的控制间隔(在本实施方式中为1秒)进行一次，而非以每图3的主程序被反复执行的控制周期τ进行一次。
对于该步骤s13的详细内容，使用图10的流程图来进行说明。首先，在步骤s131中，求出相对于上一次的压缩机转速fn-1的转速变化量δf。
具体而言，算出目标吹出温度teo与吹出空气温度te的偏差en(teo-te)，并算出从此次算出的偏差en减去上一次算出的偏差en-1而得到的偏差变化率edot(en-(en-1))，使用偏差en和偏差变化率edot并基于模糊推理来求出相对于上一次的压缩机转速fn-1的转速变化量δf，该模糊推理基于预先存储于空调控制装置50的隶属函数和规则。
接着，在步骤s132中，判定在步骤s6中确定的鼓风电压是否成为最低工作电压vmin以下。在步骤s132判定为鼓风电压如从ig开关的接通后起到经过待机时间wtm之前那样成为最低工作电压vmin以下的情况下，向步骤s133前进。在步骤s133中，将此次的压缩机转速确定为0。即，使压缩机11停止。
在步骤s132判定为鼓风电压未成为最低工作电压vmin以下的情况下，向步骤s134前进。在步骤s134中，通过下面的数学式f4算出此次的压缩机转速。
此次的压缩机转速＝min{(上一次的压缩机转速+δf)，max转速}…(f4)
此外，数学式f4的min{(上一次的压缩机转速+δf)，max转速}是指上一次的压缩机转速+δf及max转速中的小的一方的值。另外，在本实施方式中，将max转速设为10000rpm。
接着，在步骤s14中，由空调控制装置50对各种设备12a、32、37、40a、61、62、63、64、90输出控制信号及控制电压，以得到在上述的步骤s5～s13中确定的控制状态。
接着，在步骤s15中，在控制周期τ期间待机，并在判定经过控制周期τ时返回步骤s2。此外，本实施方式将控制周期τ设为250ms。这是由于：即使是与发动机控制等相比慢的控制周期，也不会对车室内的空调控制的控制性造成不良影响。
由此，能够使用于车辆内的空调控制的通信量减少从而充分地确保如发动机控制等的需要进行高速控制的控制系统的通信量。
本实施方式的车辆用空调装置1如以上那样工作，因此从送风机32吹送的送风空气由蒸发器15冷却。并且，由蒸发器15冷却了的冷风根据空气混合门39的开度而向冷风加热用通路33及冷风旁通通路34流入。
流入冷风加热用通路33的冷风在通过加热器芯36及ptc加热器37时被加热，并在混合空间35与通过冷风旁通通路34后的冷风混合。并且，在混合空间35调整温度后的空调风从混合空间35经由各吹出口而向车室内吹出。
并且，在车室内的空气由吹出到车室内的空调风冷却的情况下，实现车室内的制冷。另一方面，在车室内的空气由空调风加热的情况下，实现车室内的制热。
在此，在如本实施方式的车辆用空调装置1那样以发动机eg的冷却水为热源对送风空气进行加热的车辆用空调装置中，如果冷却水的温度不上升，就无法加热送风空气。因此，在本实施方式中，如图4的步骤s64所说明的那样，以送风机32的送风能力伴随冷却水温度tw的上升而增加的方式确定第三假设鼓风电压f(水温)。
然而，当在发动机eg的起动时也使送风机32的送风能力伴随冷却水温度tw的上升而增加时，冷却水所具有的热变得容易由加热器芯36散热，因此冷却水的温度变得难以上升。其结果是，发动机eg的暖机延迟，导致发动机油、自动变速器用油(所谓的atf)的粘度变得难以下降而使车辆燃油经济性恶化。
与此相对，在本实施方式的车辆用空调装置1中，在座椅加热器90工作时且吹出口模式成为在较高的目标吹出温度tao时所选择的脚部模式时，从ig开关接通(on)起到经过待机时间wtm为止，不使送风机32的送风能力增加。
因此，到经过待机时间wtm为止，能够抑制冷却水所具有的热量中的由加热器芯36向送风空气散热的热量的增加。其结果是，能够使冷却水的温度快速地上升。由此，能够促进发动机eg的暖机而实现车辆燃油经济性的提高。此外，能够降低送风机32的消耗能量，从而能够进一步实现车辆燃油经济性的提高。
除此之外，至少到经过待机时间wtm为止，座椅加热器90工作，因此能够抑制损害乘员的制热感。即，根据本实施方式的车辆用空调装置1，能够实现发动机eg的快速的暖机而不损害乘员的制热感。
另外，根据本发明的发明人的研究，能够判断，当仅由作为辅助制热装置的座椅加热器90进行的制热长时间持续时，不能温暖乘员的脚边等而导致乘员的制热感受到损害。与此相对，在本实施方式的车辆用空调装置1中，通过恰当地确定待机时间wtm而能够抑制乘员的制热感受到损害。
即，在本实施方式中，如图5的步骤s634所说明的那样，伴随外部气体温度tam的上升而使待机时间wtm增加。若外部气体温度tam上升，则乘员变得难以感觉到寒冷并且能够使冷却水的温度快速地上升，因此即使使待机时间wtm增加，也能够抑制乘员的制热感受到损害。
此外，在本实施方式中，如图5的步骤s635所说明的那样，伴随内部气体温度tr的上升而使待机时间wtm增加。若内部气体温度tr上升，则乘员变得难以感觉到寒冷并且能够使冷却水的温度快速地上升，因此即使使待机时间wtm增加，也能够抑制乘员的制热感受到损害。
除此之外，在本实施方式中，如图5的步骤s633所说明的那样，伴随窗附近湿度rh的上升而使待机时间wtm减少。由此，能够快速地使送风机32工作，从而通过使换气量增加而使车辆窗玻璃w的防雾性提高。
另外，在本实施方式的车辆用空调装置1中，如图4的步骤s65～s68所说明的那样，在吹出口模式成为双层模式时，以不使用第一假设鼓风电压f(时间)的方式确定鼓风电压。因此，在成为双层模式时，能够不从ig开关接通起等待待机时间wtm的经过就使鼓风电压上升。
换言之，在本实施方式的车辆用空调装置1中，与脚部模式时相比，在双层模式时使待机时间wtm减少。如前所述，双层模式是在春秋季时容易被选择的吹出口模式。因此，与脚部模式时相比，在双层模式时制热的必要性减少，能够将送风空气快速地吹出，从而能够实现对于乘员来说舒适的空调。
另外，在本实施方式的车辆用空调装置1中，如使用图7所说明的那样，在判定为鼓风电压如在座椅加热器90工作时从ig开关接通起到经过待机时间wtm为止那样成为最低工作电压vmin以下的情况下，将吹出口模式切换为除霜模式。由此，到经过待机时间wtm为止，能够将最低限度的风量的送风空气向车辆窗玻璃w的内表面喷吹而使车辆窗玻璃w的防雾性提高。
另外，在本实施方式的车辆用空调装置1中，如使用图8所说明的那样，在判定为鼓风电压如在座椅加热器90工作时从ig开关接通起到经过待机时间wtm为止那样成为最低工作电压vmin以下的情况下，使冷却水泵40a停止。由此，能够抑制冷却水所具有的热由加热器芯36散热，从而能够进一步促进发动机eg的暖机。
另外，在本实施方式的车辆用空调装置1中，如使用图10所说明的那样，在判定为鼓风电压如在座椅加热器90工作时从ig开关接通起到经过待机时间wtm为止那样成为最低工作电压vmin以下的情况下，使压缩机11停止。即，使制冷循环装置10停止。
由此，向加热器芯36流入的送风空气不由蒸发器15冷却。因此，能够抑制冷却了的送风空气被向车室内吹送。此外，也能够抑制极端冷的送风空气向车辆窗玻璃w的内表面喷吹而在车辆窗玻璃w的外侧产生结露从而产生窗雾的情况。
本发明不限于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够如以下那样进行各种变形。
在上述的实施方式中，对采用座椅加热器90作为辅助制热装置的例子进行了说明，但辅助制热装置不限于此。例如，也可以采用以电加热器加热转向装置的转向装置加热器来作为辅助制热装置。另外，也可以采用将热源光朝向乘员照射的辐射加热器(卤素加热器)来作为辅助制热装置。
另外，在上述的实施方式中，未对成为辅助制热装置给予制热感的对象的乘员进行说明，但当然，为落座于驾驶座的乘员即可。另外，也可以是，设置对落座于驾驶座、副驾驶座、后部座位的各个座位的乘员给予制热感的专用的辅助制热装置，并在任一个辅助制热装置工作时，在从ig开关接通起到经过待机时间wtm之后使送风能力增加。
在上述的实施方式中，如图8的步骤s112～s114所说明的那样，对在鼓风电压成为最低工作电压vmin以下时使冷却水泵40a停止的例子进行了说明，但不限于此。
例如，在冷却水回路40配置旁通通路及回路切换阀，该旁通通路使冷却水以绕过加热器芯36的方式流动，回路切换阀切换冷却水向加热器芯36侧流动的回路和向旁通通路侧流动的回路。并且，也可以是，在鼓风电压成为最低工作电压vmin以下时使冷却水向旁通通路侧流入，并在鼓风电压成为最低工作电压vmin以下时使冷却水向加热器芯36侧流入。此外，在该情况下，回路切换阀成为流量调整装置。
在上述的实施方式中，对将本发明所涉及的车辆用空调装置1应用于从内燃机得到车辆行驶用的驱动力的车辆的例子进行了说明，但车辆用空调装置1的应用不限于此。例如，也可以应用于从内燃机及行驶用电动机这两方得到车辆行驶用的驱动力的混合动力车辆。此外，也可以应用于从行驶用电动机得到驱动力而行驶的电动汽车(包含燃料电池车辆)。
此外，在工作时伴有发热的车载设备不限于内燃机。例如，在上述的电动汽车中，行驶用电动机、对行驶用电动机供给电力的逆变器成为在工作时伴有发热的车载设备。能够通过使行驶用电动机、逆变器的暖机快速地结束而使行驶用电动机、逆变器的工作效率提高。另外，在燃料电池车辆中，也可以将燃料电池作为在工作时伴有发热的车载设备。通过使燃料电池的暖机快速地结束，能够使燃料电池的发电效率提高。
本发明以实施例为依据进行了记述，但应当理解，本发明不限于该实施例、构造。本发明也包含各种变形例、均等范围内的变形。此外，也将各种组合、方式、以及在其中仅包含一个要素、一个以上或一个以下的其他的组合、方式纳入本发明的范畴、思想范围。