JP2014054933A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウォームアップ状態であるか否かに応じて適切に送風量を調整する。
【解決手段】空気を車室内へ向けて送風する送風手段３２と、送風手段３２によって送風された空気を加熱する空気加熱手段１３と、空気加熱手段１３が空気を加熱し始めて間もないウォームアップ状態であるか否かを空気加熱手段１３、２１、２２からの吹出空気温度ＴＡＶと空調負荷とに基づいて判定し、その判定結果に基づいて送風手段３２の目標送風量を決定する送風量決定手段Ｓ６とを備える。送風量決定手段Ｓ６は、空調負荷ＴＡＯに基づいて第１仮目標送風量ｆ（ＴＡＯ）を算出するとともに、空気加熱手段１３からの吹出空気温度ＴＡＶに基づいて第２仮目標送風量ｆ（ＷＵ）を算出し、ウォームアップ状態であると判定した場合、第１仮目標送風量ｆ（ＷＵ）および第２仮目標送風量ｆ（ＴＡＯ）のうち値の小さい方を送風手段３２の目標送風量として選択する。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両用空調装置に関する。

従来、車両走行用エンジンの廃熱を加熱源として車室内への送風空気を加熱する車両用空調装置が特許文献１に記載されている。この従来技術では、エンジンが始動して間もないウォームアップ状態と判定された場合、車室内空気温度状態に対応してブロワの風量制御モードが変更されるようになっている。

例えば、車室内温度の低い状態では、吹出し温度がより上昇してからブロワ風量が増大されるように制御される。したがって、車室内の温度が低い状況で充分に加熱されていない空気（冷風）の吹出し量が増大されることがないので、充分に加熱されていない空気の吹き出しによって乗員の寒さ感がさらに強められてしまうことを抑制できる。

特開平５−５８１４２号公報

エンジンを備えない電気自動車や、エンジンの廃熱が少ないハイブリッド自動車に適用される車両用空調装置では、エンジンの廃熱に代わる加熱源が採用されている。具体的には、ヒートポンプサイクルの高圧側熱交換器で高温冷媒と車室内への送風空気とを熱交換させて車室内への送風空気を加熱したり、電力が供給されることによって発熱する電気ヒータによって送風空気を加熱するようになっている。

このような車両用空調装置においては、ヒートポンプサイクルや電気ヒータが始動して間もないウォームアップ状態では、送風空気の加熱能力を充分に発揮することができないので吹出空気温度が低くなる。そのため、ウォームアップ状態では送風量を低下させて乗員の寒さ感を強めないようにするのが望ましい。このようなウォームアップ状態における送風量制御の手法としては、例えば上記従来技術と同様に、吹出空気温度が低い場合、送風量を低下させるといった手法が考えられる。

一方、ヒートポンプサイクルや電気ヒータで送風空気を加熱する車両用空調装置では、上記従来技術のような車両走行用エンジンの廃熱を加熱源とする車両用空調装置とは異なり、送風空気の加熱能力を状況に応じて調整することができるので、例えば空調負荷が小さい場合、送風空気の加熱能力を低く抑えて吹出空気温度を低く抑えるといった吹出空気温度制御が可能である。

しかしながら、このような吹出空気温度制御の手法を、上述のウォームアップ状態における送風量制御の手法と組み合わせた場合を考えると、ウォームアップが完了しても、空調負荷が小さくなると吹出空気温度が低く抑えられるので再びウォームアップ状態における送風量制御が行われてしまうこととなる。そのため、空調負荷に応じた送風量にならず、乗員の快適性が損なわれてしまうという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、ウォームアップ状態であるか否かに応じて適切に送風量を調整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、
空気を車室内へ向けて送風する送風手段（３２）と、
送風手段（３２）によって送風された空気を加熱する空気加熱手段（１３、２１、２２）と、
空気加熱手段（１３、２１、２２）の空気加熱能力を制御する加熱能力制御手段（５０ｂ、５０ｃ）と、
空気加熱手段（１３、２１、２２）が空気を加熱し始めて間もないウォームアップ状態であるか否かを空気加熱手段（１３、２１、２２）からの吹出空気温度（ＴＡＶ）と空調負荷（ＴＡＯ）とに基づいて判定し、その判定結果に基づいて送風手段（３２）の目標送風量を決定する送風量決定手段（Ｓ６）とを備えることを特徴とする。

これによると、ウォームアップ状態であるか否かを空気加熱手段（１３、２１、２２）からの吹出空気温度（ＴＡＶ）と空調負荷とに基づいて判定するので、空気加熱手段（１３、２１、２２）からの吹出空気温度（ＴＡＶ）のみに基づいて判定する場合と比較して、ウォームアップ状態であるか否かを適切に判定することができる。そして、その判定結果に基づいて送風手段（３２）の目標送風量を決定するので、ウォームアップ状態であるか否かに応じて適切に送風量を調整することができる。

具体的には、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の発明において、送風量決定手段（Ｓ６）は、空調負荷（ＴＡＯ）に基づいて第１仮目標送風量（ｆ（ＴＡＯ））を算出するとともに、空調負荷（ＴＡＯ）に基づいて第１仮目標送風量（ｆ（ＴＡＯ））を算出するとともに、吹出空気温度（ＴＡＶ）に基づいて第２仮目標送風量（ｆ（ＷＵ））を算出し、ウォームアップ状態であると判定した場合、第１仮目標送風量（ｆ（ＴＡＯ））および第２仮目標送風量（ｆ（ＷＵ））のうち値の小さい方を送風手段（３２）の目標送風量として選択するので、ウォームアップ状態である場合、乗員への送風量を小さく抑えることができ、ひいては充分に加熱されていない空気（冷風）の吹き出しによって乗員に対する寒さ感を強めてしまうことを抑制できる。

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。

第１実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。 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。 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。 第１実施形態において、運転モードを決定するための制御処理に用いられる制御特性図である。 第１実施形態の車両用空調装置の制御処理のうち、送風機電圧を決定するためのフローチャートである。 第１実施形態において、吹出口モードを決定するための制御処理に用いられる制御特性図である。 第２実施形態の車両用空調装置の制御処理のうち、送風機電圧を決定するためのフローチャートである。 第３実施形態の車両用空調装置の制御処理のうち、送風機電圧を決定するためのフローチャートである。

（第１実施形態）
以下、図１〜図６により第１実施形態を説明する。本実施形態の車両用空調装置１は、車両走行用の駆動力を走行用電動モータから得る電気自動車に適用されている。この電気自動車では、車両停止時に外部電源（商用電源）から供給される電力を蓄電手段であるバッテリＢに充電し、車両走行時にバッテリＢに蓄えられた電力を走行用電動モータへ供給することによって走行する。

さらに、本実施形態の電気自動車では、バッテリＢに蓄えられた電力（電気エネルギ）を、後述する空調制御装置５０を介して車両用空調装置１の各種電動式構成機器へ供給することによって、車両用空調装置１を作動させている。換言すると、本実施形態の車両用空調装置１は、バッテリＢに蓄えられた電力が供給されることによって作動する。

次に、図１、図２を用いて車両用空調装置１の詳細構成を説明する。車両用空調装置１は、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としてのヒートポンプサイクル（蒸気圧縮式の冷凍サイクル）１０、ヒートポンプサイクル１０によって温度調整された送風空気を車室内へ吹き出すための室内空調ユニット３０、および車両用空調装置１の各種電動式の構成機器の作動を制御する空調制御装置５０等を備えている。

まず、ヒートポンプサイクル１０は、送風空気を加熱して車室内を暖房する暖房モードの冷媒回路、送風空気を冷却して車室内を冷房する冷房モードの冷媒回路、さらに、暖房モード時にヒートポンプサイクル１０にて冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する室外熱交換器１６に着霜が生じた際に、これを除霜する除霜モードの冷媒回路を切替可能に構成されている。

なお、図１では、暖房モードにおける冷媒の流れを白抜き矢印で示し、冷房モードにおける冷媒の流れを黒塗り矢印で示し、さらに、除霜モードにおける冷媒の流れを網掛けハッチング付き矢印で示している。

ヒートポンプサイクル１０は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機１１、送風空気を加熱あるいは冷却する室内熱交換器としての室内凝縮器１３および室内蒸発器１８、冷媒を減圧膨張させる減圧手段としての暖房用固定絞り１４および冷房用固定絞り１７、並びに、冷媒回路切替手段としての開閉弁１５ａおよび三方弁２０等を備えている。

また、このヒートポンプサイクル１０では、冷媒としてＨＦＣ系冷媒（具体的には、Ｒ１３４ａ）を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。もちろん、ＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）等を採用してもよい。さらに、冷媒には圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。

圧縮機１１は、車室外となる車両ボンネット内に配置され、ヒートポンプサイクル１０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するもので、吐出容量が固定された固定容量型圧縮機構１１ａを電動モータ１１ｂにて駆動する電動圧縮機として構成されている。固定容量型圧縮機構１１ａとしては、具体的に、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用できる。

電動モータ１１ｂ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、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、この周波数（回転数）制御によって、圧縮機１１の冷媒吐出能力が変更される。従って、電動モータ１１ｂは、圧縮機１１の吐出能力変更手段を構成している。

圧縮機１１の吐出口側には、室内凝縮器１３の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器１３は、室内空調ユニット３０において車室内へ送風される送風空気の空気通路を形成するケーシング３１内に配置されて、その内部を流通する冷媒と送風空気とを熱交換させることで送風空気を加熱する加熱用熱交換器（空気加熱手段）である。

室内凝縮器１３の冷媒出口側には、暖房モード時に冷媒を減圧させる暖房用固定絞り１４を介して室外熱交換器１６の冷媒入口側が接続されている。この暖房用固定絞り１４としては、オリフィス、キャピラリチューブ等を採用できる。もちろん、暖房モード時に冷媒を減圧させる機能を発揮できれば、固定絞りに限定されることなく全開機能付き電気式膨張弁等の可変絞り機構を採用してもよい。

さらに、本実施形態では、室内凝縮器１３から流出した冷媒を、暖房用固定絞り１４を迂回させて室外熱交換器１６の冷媒入口側へ導くバイパス通路１５が設けられている。このバイパス通路１５には、バイパス通路１５を開閉する開閉弁１５ａが配置されている。

開閉弁１５ａは、冷房モードにおける冷媒回路、暖房モードにおける冷媒回路、および除霜モードにおける冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段を構成するもので、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電磁弁である。具体的には、本実施形態の開閉弁１５ａは、冷房モード時および除霜モード時に開き、暖房モード時に閉じる。

なお、開閉弁１５ａが開いた状態で冷媒がバイパス通路１５を通過する際に生じる圧力損失は、開閉弁１５ａが閉じた状態で冷媒が暖房用固定絞り１４を通過する際に生じる圧力損失に対して極めて小さい。従って、開閉弁１５ａが開いた状態では、室外熱交換器１６から流出した冷媒のほぼ全流量がバイパス通路１５を介して室外熱交換器１６の冷媒入口側へ流れる。

室外熱交換器１６は、車両ボンネット内に配置されて、内部を流通する室内凝縮器１３下流側の冷媒と送風ファン１６ａから送風された車室外空気（外気）とを熱交換させるものである。送風ファン１６ａ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（送風能力）が制御される電動式送風機である。

室外熱交換器１６の冷媒出口側には、三方弁２０が接続されている。この三方弁２０は、開閉弁１５ａとともに上述した各運転モードにおける冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段を構成しており、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電気式の三方弁である。

具体的には、本実施形態の三方弁２０は、冷房モード時には室外熱交換器１６の冷媒出口側と冷房用固定絞り１７とを接続する冷媒回路に切り替え、暖房モード時および除霜モード時には室外熱交換器１６の冷媒出口側と圧縮機１１の吸入口側に配置されたアキュムレータ１９の冷媒入口側とを接続する冷媒回路に切り替える。

冷房用固定絞り１７は、暖房用固定絞り１４と同様の構成の減圧手段である。室内蒸発器１８は、室内空調ユニット３０のケーシング３１内のうち、室内凝縮器１３の送風空気流れ上流側に配置されて、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。

室内蒸発器１８の冷媒出口側には、アキュムレータ１９の入口側が接続されている。アキュムレータ１９は、内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰冷媒を蓄える気液分離器である。さらに、アキュムレータ１９の気相冷媒出口には、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。

次に、室内空調ユニット３０について説明する。室内空調ユニット３０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、その外殻を形成するケーシング３１内に送風機３２、前述の室内蒸発器１８、室内凝縮器１３、エアミックスドア３４等を収容して構成されたものである。

ケーシング３１は、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）にて成形されており、その内部に車室内へ送風される送風空気の空気通路を形成している。このケーシング３１の送風空気流れ最上流側には、ケーシング３１内へ内気（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装置３３が配置されている。

内外気切替装置３３は、ケーシング３１内へ内気を導入させる内気導入口および外気を導入させる外気導入口の開口面積を、内外気切替ドアによって連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を連続的に変化させるものである。内外気切替ドアは、内外気切替ドア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。

内外気切替装置３３の空気流れ下流側には、内外気切替装置３３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）３２が配置されている。この送風機３２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３２の空気流れ下流側には、前述の室内蒸発器１８および室内凝縮器１３が、送風空気の流れに対して、室内蒸発器１８→室内凝縮器１３の順に配置されている。換言すると、室内蒸発器１８は、室内凝縮器１３に対して、空気流れ上流側に配置されている。

室内凝縮器１３の空気流れ下流側には、ヒータコア２１およびＰＴＣヒータ２２が配置されている。ヒータコア２１は、水加熱用ヒータ２３で加熱された温水を熱媒体として室内蒸発器１８通過後の送風空気を加熱する加熱用熱交換器（空気加熱手段）である。

水加熱用ヒータ２３は、電力が供給されることによって発熱する電気ヒータであり、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。なお、水加熱用ヒータ２３は、燃料を燃焼することによって熱を発生する燃焼器等であってもよい。

ヒータコア２１と水加熱用ヒータ２３は、温水配管によって接続されて、ヒータコア２１と水加熱用ヒータ２３との間を温水が循環する温水回路２４が構成されている。そして、この温水回路２４には、温水を循環させるための温水ポンプ２５が配置されている。この温水ポンプ２５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（冷却水循環流量）が制御される電動式の水ポンプである。

ＰＴＣヒータ２２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、室内蒸発器１８通過後の空気を加熱する空気加熱手段としての電気ヒータである。ＰＴＣヒータ２２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、ケーシング３１内には、室内蒸発器１８通過後の送風空気のうち、室内凝縮器１３、ヒータコア２１およびＰＴＣヒータ２２を通過させる風量と室内凝縮器１３を通過させない風量との風量割合を調整するエアミックスドア３４が配置されている。エアミックスドア３４は、エアミックスドア駆動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３１の空気流れ最下流部には、室内凝縮器１３、ヒータコア２１およびＰＴＣヒータ２２を通過した送風空気あるいは室内凝縮器１３、ヒータコア２１およびＰＴＣヒータ２２を迂回させる冷風バイパス通路３６を通過した送風空気を、空調対象空間である車室内へ吹き出すための開口穴が設けられている。この開口穴としては、具体的に、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開口穴３７ａ、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開口穴３７ｂ、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット開口穴３７ｃが設けられている。

これらのデフロスタ開口穴３７ａ、フェイス開口穴３７ｂおよびフット開口穴３７ｃの空気流れ下流側は、それぞれ空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられたフェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口（いずれも図示せず）に接続されている。

従って、冷房モード時には、エアミックスドア３４の開度が調整されることによって、室内蒸発器１８にて冷却された送風空気のうち室内凝縮器１３にて再加熱される温風と室内凝縮器を迂回する冷風との風量割合が調整される。そして、この風量割合の調整によって、温風と冷風とを混合させた混合空気、すなわち車室内へ吹き出される送風空気の温度が調整される。

なお、冷房モード時には、室内蒸発器１８通過後の送風空気の全風量を室内凝縮器１３を迂回させて冷風バイパス通路３６側へ流す位置に、エアミックスドア３４を変位させるようにしてもよい。

また、デフロスタ開口穴３７ａ、フェイス開口穴３７ｂおよびフット開口穴３７ｃの空気流れ上流側には、それぞれ、デフロスタ開口穴３７ａの開口面積を調整するデフロスタドア３８ａ、フェイス開口穴３７ｂの開口面積を調整するフェイスドア３８ｂ、フット開口穴３７ｃの開口面積を調整するフットドア３８ｃが配置されている。

これらのデフロスタドア３８ａ、フェイスドア３８ｂおよびフットドア３８ｃは、吹出口モードを切替える吹出口モード切替手段を構成するものであって、リンク機構等を介して、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、吹出口モード切替手段によって切り替えられる吹出口モードとしては、フェイス吹出口を全開してフェイス吹出口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、フェイス吹出口とフット吹出口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、フット吹出口を全開するとともにデフロスタ吹出口を小開度だけ開口して、フット吹出口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およびデフロスタ吹出口を同程度開口して、フット吹出口およびデフロスタ吹出口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。

さらに、乗員が操作パネルに設けられた吹出モード切替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。

次に、本実施形態の電気制御部について説明する。図２に示す空調制御装置５０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ている。そして、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、その出力側に接続された圧縮機１１用のインバータ、冷媒回路切替手段を構成する開閉弁１５ａおよび三方弁２０、送風ファン１６ａ、送風機３２、前述した各種電動アクチュエータ６２〜６５といった各種空調制御機器の作動を制御する。

また、空調制御装置５０の入力側には、車室内温度（内気温）Ｔｒを検出する内気温検出手段としての内気センサ５１、車室外温度（外気温）Ｔａｍを検出する外気温検出手段としての外気センサ５２、車室内へ照射される日射量Ｔｓを検出する日射量検出手段としての日射センサ５３、圧縮機１１吐出冷媒の吐出冷媒温度Ｔｄを検出する吐出温度センサ５４、圧縮機１１吐出冷媒の吐出冷媒圧力Ｐｄを検出する吐出圧力センサ５５、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度（蒸発器温度）ＴＥを検出する蒸発器温度センサ５６、室外熱交換器１６の室外器温度Ｔｏｕｔを検出する室外熱交換器温度センサ５７等の空調制御用のセンサ群の検出信号が入力される。

なお、本実施形態では、吐出圧力センサ５５は、室内凝縮器１３と暖房用固定絞り１４および開閉弁１５ａとの間に配置されている。本実施形態の吐出冷媒圧力Ｐｄは、冷房モードでは、圧縮機１１の冷媒吐出口側から冷房用固定絞り１７入口側へ至るサイクルの高圧側冷媒圧力となり、暖房モードでは、圧縮機１１の冷媒吐出口側から暖房用固定絞り１７入口側へ至るサイクルの高圧側冷媒圧力となる。

また、本実施形態の蒸発器温度センサ５６は、具体的には、室内蒸発器１８の熱交換フィン部に配置され、室内蒸発器１８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、室内蒸発器１８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、室内蒸発器１８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。このことは室外熱交換器温度センサ５７についても同様である。

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。この操作パネル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、運転モードを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６０ａ、吹出口モードを切り替える吹出モード切替スイッチ、送風機３２の風量設定スイッチ、車室内の設定温度Ｔｓｅｔを設定する温度設定手段としての温度設定スイッチ６０ｂ、空調のために消費されるエネルギの低減を要求する省エネルギ化要求手段であるエコノミースイッチ等がある。

なお、この空調制御装置５０は、その出力側に接続された各種空調用構成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、それぞれの空調用構成機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が、それぞれの空調用構成機器の作動を制御する制御手段を構成している。

例えば、本実施形態では、空調制御装置５０のうち、冷媒回路切替手段を構成する開閉弁１５ａおよび三方弁２０の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が冷媒回路制御手段５０ａを構成している。

また、本実施形態では、圧縮機１１用のインバータ６１の作動を制御することによって、室内凝縮器１３の空気加熱能力が制御される。したがって、空調制御装置５０のうち、圧縮機１１用のインバータ６１の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が加熱能力制御手段５０ｂを構成している。

また、本実施形態では、空調制御装置５０のうちＰＴＣヒータ２２および水加熱用ヒータ２３の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が、ＰＴＣヒータ２２の空気加熱能力およびヒータコア２１の空気加熱能力を制御する加熱能力制御手段５０ｃを構成している。

次に、図３〜図６のフローチャートを用いて、上記構成における本実施形態の作動を説明する。この制御処理は、車両停止時であっても、バッテリから空調制御装置５０に電力が供給されていれば実行される。なお、図３〜図６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。

まず、ステップＳ１では、フラグ、タイマー等の初期化、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の作動終了時あるいは車両システムの停止時に記憶された値が維持されるものもある。

次に、ステップＳ２では、操作パネル６０の操作信号等を読み込んでステップＳ３へ進む。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、すなわち上述の空調制御用のセンサ群５１〜５７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、車室内へ吹き出される空気（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、内気温Ｔｒを速やかに乗員の所望の目標温度Ｔｓｅｔに近づけるために決定される値であって、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の目標温度であり、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）であり、Ｔａｍは外気センサ５２によって検出された車室外温度（外気温）であり、Ｔｓは日射センサ５３によって検出された日射量である。また、Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインであり、Ｃは補正用の定数である。

目標吹出温度ＴＡＯは、車室内を所望の温度に保つために車両用空調装置１が生じさせる必要のある熱量に相当するもので、車両用空調装置１に要求される空調負荷（空調熱負荷）として捉えることができる。

なお、上記数式Ｆ１にて算出された目標吹出温度ＴＡＯは、冷房モード時および暖房モード時の双方において用いることのできる制御目標値であるが、暖房モード時には消費電力の抑制のために上記数式Ｆ１にて算出された目標吹出温度ＴＡＯよりも若干低い値とする補正を行ってもよい。

次に、ステップＳ５では、ヒートポンプサイクル１０の運転モードが決定される。具体的には、図４に示す制御特性図に示すように、外気温度Ｔａｍの高温側領域および目標吹出温度ＴＡＯの低温側領域では運転モードが冷房モードに決定され、外気温度Ｔａｍの低温側領域および目標吹出温度ＴＡＯの高温側領域では運転モードが暖房モードに決定される。

なお、ステップＳ５では、暖房モード時に室外熱交換器１６に着霜が生じた際に、運転モードを除霜モードへ切り替える。このような着霜の判定は、室外熱交換器温度センサ５７によって検出された室外器温度Ｔｏｕｔが予め０℃以下に定めた着霜基準温度（例えば、−１０℃）以下となった際に、室外熱交換器１６に着霜が生じていると判定するようにすればよい。

続くステップＳ６〜Ｓ１１では、空調制御装置５０の出力側に接続された各種空調用構成機器の制御状態が決定される。まず、ステップＳ６では、送風機３２により送風される空気の目標送風量、すなわち送風機３２の電動モータに印加するブロワモータ電圧を決定する。

ステップＳ６の詳細な制御内容については、図５を用いて説明する。まず、ステップＳ６０１では、操作パネル６０のオートスイッチが投入されているか否かが判定される。ステップＳ６０１にて、オートスイッチが投入されていないと判定された場合は、ステップＳ６０２へ進み、操作パネル６０の風量設定スイッチによって設定された乗員の所望の風量となるブロワモータ電圧が決定されて、ステップＳ７へ進む。

具体的には、本実施形態の風量設定スイッチは、Ｌｏ→Ｍ１→Ｍ２→Ｍ３→Ｈｉの５段階の風量を設定することができ、それぞれ４Ｖ→６Ｖ→８Ｖ→１０Ｖ→１２Ｖの順にブロワモータ電圧が高くなるように決定される。

一方、ステップＳ６０１にてオートスイッチが投入されていると判定された場合は、ステップＳ６０３へ進み、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、ステップＳ４で決定された目標吹出温度ＴＡＯに基づいて第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）を決定する。

より詳細には、図５のステップＳ６０３に記載された制御特性図に示すように、目標吹出温度ＴＡＯの極低温域（最大冷房域）および極高温域（最大暖房域）で第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）を最大値付近として、送風機３２の風量を最大値に近づける。

また、目標吹出温度ＴＡＯが極低温域から中間温度域に向かって上昇するに伴って、第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）を減少させ、さらに、目標吹出温度ＴＡＯが極高温域から中間温度域に向かって低下するに伴って、第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）を減少させて送風機３２の風量を減少させる。また、目標吹出温度ＴＡＯが中間温度域内に入ると、第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）を最小値付近にして送風機３２の風量を最小値に近づける。

すなわち、第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）は、車室内を所望の温度（快適温度）に保つために車両用空調装置１が生じさせる必要のある送風量（快適性送風量）に相当するもので、車両用空調装置１に要求される空調負荷に応じた送風量として捉えることができる。

ステップＳ６０４では、目標吹出温度ＴＡＯが、予め設定された閾値（例えば４５℃）を超えているか否かを判定する。目標吹出温度ＴＡＯが閾値を超えていないと判定された場合、ウォームアップ状態ではないと判断してステップＳ６０５へ進み、ブロワレベル＝第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）に決定する。

すなわち、室内凝縮器１３が送風空気を加熱し始めて間もないウォームアップ状態では空調負荷（換言すれば目標吹出温度ＴＡＯ）が大きくなるが、時間が経過して室内凝縮器１３が加熱能力を充分に発揮できるようになると空調負荷が小さくなることから、目標吹出温度ＴＡＯが閾値を超えていないと判定された場合、ウォームアップ状態ではない、すなわちウォームアップが完了したと判断する。

ステップＳ６０６では、ステップＳ６０５にて決定されたブロワレベルに基づいて、予め空調制御装置５０のＲＯＭ内に記憶された制御マップを参照して、実際に送風機３２の電動モータに印加されるブロワモータ電圧を決定して、ステップＳ７へ進む。

一方、ステップＳ６０４にて目標吹出温度ＴＡＯが閾値を超えていると判定された場合、ステップＳ６０７へ進み、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、室内凝縮器１３からの吹出空気温度ＴＡＶ（凝縮器温度）に基づいて、第２仮ブロワレベルｆ（ＷＵ）を決定する。

より詳細には、図５のステップＳ６０７に記載された制御特性図に示すように、凝縮器温度ＴＡＶが上昇するに伴って、第２仮ブロワレベルｆ（ＷＵ）を上昇させる。なお、図５のステップＳ６０７に記載された制御特性図では、制御ハンチング防止のためのヒステリシス幅が設定されている。

すなわち、第２仮ブロワレベルｆ（ＷＵ）は、ウォームアップ状態のときに充分に加熱されていない空気（冷風）の吹き出しによって乗員の寒さ感を強めてしまうことを抑制するように設定される送風量（ウォームアップ送風量）に相当するものであり、凝縮器温度ＴＡＶが低いときに送風量を小さく抑えるように決定される。

なお、本実施形態では、室内凝縮器１３からの吹出空気温度ＴＡＶ、すなわち室内凝縮器１３における冷媒凝縮温度を、吐出圧力センサ５５が検出した吐出冷媒圧力Ｐｄに基づいて算出している。具体的には、吐出冷媒圧力Ｐｄによって決まる冷媒の飽和温度を吹出空気温度ＴＡＶとして用いている。吹出空気温度ＴＡＶとして、吐出温度センサ５４が検出した吐出冷媒温度Ｔｄを用いてもよい。

ステップＳ６０８では、ステップＳ６０３で決定された第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）が、ステップＳ６０７で決定された第２仮ブロワレベルｆ（ＷＵ）以下であるか否かを判定する。

第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）が第２仮ブロワレベルｆ（ＷＵ）以下であると判定された場合、ウォームアップ状態ではない、すなわちウォームアップが完了したと判断してステップＳ６０５へ進み、ブロワレベル＝第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）に決定する。

すなわち、第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）が第２仮ブロワレベルｆ（ＷＵ）以下であると判定された場合、小さい送風量でも車室内を所望の温度（快適温度）に保つことができる状態にあると判断できることから、ウォームアップが完了したと判断する。

一方、第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）が第２仮ブロワレベルｆ（ＷＵ）を上回っていると判定された場合、ステップＳ６０９へ進む。ステップＳ６０９では、ブロワレベル＝第２仮ブロワレベルｆ（ＷＵ）に決定して、ステップＳ６０６へ進む。ステップＳ６０６では、上述のようにブロワレベルに基づいてブロワモータ電圧を決定してステップＳ７へ進む。

以上の説明からわかるように、ブロワレベルの値は、ブロワモータ電圧すなわち目標送風量に対応している。従って、第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）を第１仮目標送風量と表現することができ、第２仮ブロワレベルｆ（ＷＵ）を第２仮目標送風量と表現することができる。

次に、図３に示すステップＳ７では、吸込口モード、すなわち内外気切替ドア駆動用の電動アクチュエータ６２に出力される制御信号を決定する。この吸込口モードも目標吹出温度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、目標吹出温度ＴＡＯが極低温域となって高い冷房性能を得たい場合等には内気を導入する内気モードが選択される。

ステップＳ８では、吹出口モード、すなわち吹出モードドア駆動用の電動アクチュエータ６３に出力される制御信号を決定する。この吹出口モードも目標吹出温度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決定する。本実施形態では、目標吹出温度ＴＡＯが低温域から高温域へと上昇するに伴って吹出口モードをフェイスモード→バイレベルモード→フットモードへと順次切り替える。

従って、目標吹出温度ＴＡＯが低温域となりやすい夏季は主にフェイスモード、目標吹出温度ＴＡＯが中温域となりやすい春秋季は主にバイレベルモード、そして、目標吹出温度ＴＡＯが高温域となりやすい冬季は主にフットモードが選択される。

さらに、車両窓ガラス近傍の相対湿度を検出する湿度検出手段を設け、湿度検出手段の検出値から算出される窓ガラス表面の相対湿度ＲＨＷに基づいて、窓ガラスに曇りが発生する可能性が高いと判定された場合に、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、エアミックスドア３４の開度、すなわちエアミックスドア駆動用の電動アクチュエータ６３に出力される制御信号を決定する。本実施形態では、暖房モード時には、室内蒸発器１８通過後の送風空気の全風量が室内凝縮器１３、ヒータコア２１およびＰＴＣヒータ２２へ流入するようにエアミックスドア３４を変位させる。

また、除霜モード時には、室内蒸発器１８通過後の送風空気の全風量が室内凝縮器１３、ヒータコア２１およびＰＴＣヒータ２２を迂回するようにエアミックスドア３４を変位させる。さらに、冷房モード時には、車室内へ吹き出される空気の温度（車室内吹出空気温度）が目標吹出温度ＴＡＯに近づくようにエアミックスドア３４を変位させる。

なお、本実施形態では、車室内吹出空気温度として、吐出冷媒圧力Ｐｄより求めた飽和温度もしくは吐出冷媒温度Ｔｄから算出された値を用いている。もちろん、車室内吹出空気温度を検出する吹出空気温度検出手段を設け、これによって検出された値を車室内吹出空気温度としてもよい。

ステップＳ１０では、圧縮機１１の冷媒吐出能力、すなわち圧縮機１１の回転数を決定する。ここで、圧縮機１１の基本的な回転数の決定手法を説明する。例えば、冷房モードでは、ステップＳ５で決定した目標吹出温度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、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度（蒸発器温度）ＴＥの目標吹出温度ＴＥＯを決定する。

そして、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、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Δｆ＿Ｃを求める。

また、暖房モードでは、ステップＳ５で決定した目標吹出温度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、吐出側冷媒圧力（高圧側冷媒圧力）Ｐｄの目標高圧ＰＤＯを決定する。

そして、この目標高圧ＰＤＯと吐出側冷媒圧力Ｐｄの偏差Ｐｎ（ＰＤＯ−Ｐｄ）を算出し、今回算出された偏差Ｐｎから前回算出された偏差Ｐｎ−１を減算した偏差変化率Ｐｄｏｔ（Ｐｎ−（Ｐｎ−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ｆＨｎ−１に対する回転数変化量Δｆ＿Ｈを求める。

このステップＳ１０のより詳細な制御内容については、図６を用いて説明する。まず、ステップＳ１０１では、冷房モード時の回転数変化量Δｆ＿Ｃを求める。図６のステップＳ１０１には、ルールとして用いるファジールール表を記載している。このルール表では、上述の偏差Ｅｎと偏差変化率Ｅｄｏｔに基づいて室内蒸発器２６の着霜が防止されるようにΔｆ＿Ｃが決定される。

ステップＳ１０２では、暖房モード時および除霜モード時の回転数変化量Δｆ＿Ｈを求める。図６のステップＳ１０２には、ルールとして用いるファジールール表を記載している。このルール表では、上述の偏差Ｐｎと偏差変化率Ｐｄｏｔに基づいて高圧側冷媒圧力Ｐｄの異常上昇が防止されるようにΔｆ＿Ｈが決定される。

次に、ステップＳ１０３では、ステップＳ５で決定された運転モードが冷房モードであるか否かが判定される。ステップＳ１０３にて、ステップＳ５で決定された運転モードが冷房モードであると判定された場合は、ステップＳ１０４へ進み、Δｆ＿Ｃを圧縮機１１の回転数変化量Δｆに決定して、ステップＳ１０６へ進む。

一方、ステップＳ１０３にてステップＳ５で決定された運転モードが冷房モードでないと判定された場合は、ステップＳ１０５へ進み、Δｆ＿Ｈを圧縮機１１の回転数変化量Δｆに決定して、ステップＳ１０６へ進む。

ステップＳ１０６では、操作パネル６０のエコノミースイッチが投入されているか否かが判定される。ステップＳ１０６にて、エコノミースイッチが投入されていない場合は、ステップＳ１０７へ進み、圧縮機１１の回転数の上限値ＩＶＯｍａｘを１００００ｒｐｍとし、エコノミースイッチが投入されている場合は、ステップＳ１０８へ進み、圧縮機１１の回転数の上限値ＩＶＯｍａｘを７０００ｒｐｍとする。

次のステップＳ１０９では、前回の圧縮機回転数ｆｎ−１に回転数変化量Δｆを加えた値と圧縮機１１の回転数の上限値ＩＶＯｍａｘとを比較して、小さい方の値を、今回の圧縮機回転数ｆｎと決定して、ステップＳ１１へ進む。なお、ステップＳ１０における圧縮機回転数ｆｎの決定は、図３のメインルーチンが繰り返される制御周期τ毎に行われるものではなく、所定の制御間隔（本実施形態では１秒）毎に行われる。

次に、図３に示すステップＳ１１では、冷媒回路切替手段の作動状態、すなわち開閉弁１５ａおよび三方弁２０の作動状態が決定される。具体的には、前述の如く、本実施形態の開閉弁１５ａは、冷房モード時および除霜モード時に開き、暖房モード時に閉じる。

また、三方弁２０は、冷房モード時には室外熱交換器１６の冷媒出口側と冷房用固定絞り１７とを接続する冷媒回路に切り替え、暖房モード時には室外熱交換器１６の冷媒出口側と圧縮機１１の吸入口側に配置されたアキュムレータ１９の冷媒入口側とを接続する冷媒回路に切り替える。

ステップＳ１２では、上述のステップＳ６〜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より各種空調用構成機器１１（６１）、１５ａ、２０、１６ａ、３２、６２〜６４に対して制御信号および制御電圧が出力される。続くステップ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Ｓ３へ戻る。

本実施形態の車両用空調装置１は、以上の如く制御処理が実行されるので、運転モードに応じて以下のように作動する。

（ａ）暖房モード
暖房モードでは、ヒートポンプサイクル１０の冷媒回路が、図１の白抜き矢印で示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１３→暖房用固定絞り１４→室外熱交換器１６（→三方弁２０）→アキュムレータ１９→圧縮機１１の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。つまり、室内凝縮器１３を放熱器として機能させ、室外熱交換器１６を蒸発器として機能させる冷凍サイクルが構成される。

従って、暖房モード時のヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１にて圧縮された冷媒は、室内凝縮器１３にて送風機３２から送風された送風空気に放熱する。これにより、室内凝縮器１３を通過する送風空気が加熱され、車室内の暖房が実現される。また、室内凝縮器１３から流出した冷媒は、暖房用固定絞り１４にて減圧されて室外熱交換器１６へ流入する。

室外熱交換器１６へ流入した冷媒は、送風ファン１６ａから送風された車室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器１６から流出した冷媒は、三方弁２０を介してアキュムレータ１９へ流入する。アキュムレータ１９にて気液分離された気相冷媒は、圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される。

上記の如く、本実施形態の暖房モードでは、室内側熱交換器に対応する室内蒸発器１８へ冷媒が流入しないので、室内蒸発器１８にて送風空気が冷却されることはない。

（ｂ）冷房モード
冷房モードでは、ヒートポンプサイクル１０の冷媒回路が、図１の黒塗り矢印で示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１３（→バイパス通路１５）→室外熱交換器１６（→三方弁２０）→冷房用固定絞り１７→室内蒸発器１８→アキュムレータ１９→圧縮機１１の順に冷媒が循環する冷凍サイクルが構成される。つまり、室内凝縮器１３および室外熱交換器１６を冷媒に放熱させる放熱器として機能させ、室内蒸発器１８を冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させる冷凍サイクルが構成される。

従って、冷房モード時のヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１にて圧縮された高圧高温冷媒が、室内凝縮器１３にて室内蒸発器１８通過後の送風空気の一部と熱交換して送風空気の一部が加熱される。さらに、室内蒸発器１８から流出した冷媒は、バイパス通路１５を介して室外熱交換器１６へ流入し、室外熱交換器１６にて送風ファン１６ａから送風された外気と熱交換して放熱する。

室外熱交換器１６から流出した冷媒は、三方弁２０を介して冷房用固定絞り１７へ流入し、冷房用固定絞り１７にて減圧膨張される。冷房用固定絞り１７にて減圧された低圧冷媒は室内蒸発器１８へ流入し、送風機３２から送風された送風空気から吸熱して蒸発する。この冷媒の吸熱作用により、室内蒸発器１８を通過する送風空気が冷却される。

そして、前述の如く、室内蒸発器１８にて冷却された送風空気の一部が室内凝縮器１３にて加熱されることによって、車室内へ送風される送風空気が目標吹出温度ＴＡＯに近づくように調整され、車室内の冷房が実現される。また、室内蒸発器１８から流出した冷媒は、アキュムレータ１９へ流入する。アキュムレータ１９にて気液分離された気相冷媒は、圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される。

上記の如く、本実施形態の冷房モードでは、室内側熱交換器に対応する室内蒸発器１８にて冷媒を蒸発させることによって送風空気が冷却される。

（ｃ）除霜モード
除霜モードは、室外熱交換器１６に着霜が生じたことが判定された場合に実行される。なお、本実施形態では、一旦、除霜モードに切り替えられると、予め定めた所定時間（本実施形態では、５分間）が経過するまでは他の運転モードに切り替えられることはない。

除霜モードでは、ヒートポンプサイクル１０の冷媒回路が、図１の網掛けハッチング付き矢印で示すように、圧縮機１１（→室内凝縮器１３→バイパス通路１５）→室外熱交換器１６（→三方弁２０）→アキュムレータ１９→圧縮機１１の順に冷媒が循環するホットガスサイクルが構成される。

なお、除霜モードでは、送風空気の全風量が室内凝縮器１３を迂回するようにエアミックスドア３４の作動が制御されているので、室内凝縮器１３では冷媒は殆ど放熱しない。従って、室内凝縮器１３にて送風空気が加熱されて車室内の暖房が実現されることもない。

従って、除霜モード時のヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１にて圧縮された高圧高温冷媒が、室外熱交換器１６へ流入して放熱する。これにより、室外熱交換器１６が加熱されて室外熱交換器１６の除霜が実現される。室外熱交換器１６から流出した冷媒は、三方弁２０を介してアキュムレータ１９へ流入する。アキュムレータ１９にて気液分離された気相冷媒は、圧縮機１１に吸入される。

上記の如く、本実施形態の除霜モードでは、室内側熱交換器に対応する室内蒸発器１８へ冷媒が流入しないので、室内蒸発器１８にて送風空気が冷却されることはない。

本実施形態の車両用空調装置１は、以上の如く作動して、車室内の冷房、暖房を実現することができるとともに、室外熱交換器１６に着霜が生じた際には、除霜モードでの運転を実行することで室外熱交換器１６を除霜することもできる。また、エコノミースイッチが投入された際には、圧縮機１１の回転数の上限値ＩＶＯｍａｘを低下させることで、車室内空調のために消費されるエネルギを低減できる。

さらに、本実施形態の車両用空調装置１では、制御ステップＳ６にて説明したように、ウォームアップ状態であるか否かを室内凝縮器１３からの吹出空気温度ＴＡＶと目標吹出温度ＴＡＯ（換言すれば空調負荷）とに基づいて判定するので、室内凝縮器１３からの吹出空気温度ＴＡＶのみに基づいて判定する場合と比較して、ウォームアップ状態であるか否かを適切に判定することができる。

そして、その判定結果に基づいて送風機３２の目標送風量を決定するので、ウォームアップ状態であるか否かに応じて適切に送風量を決定することができる。

具体的には、ステップＳ６０８、Ｓ６０９に示したように、ウォームアップ状態であると判定した場合、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて算出された第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）、および室内凝縮器１３からの吹出空気温度ＴＡＶに基づいて算出された第２仮ブロワレベルｆ（ＷＵ）のうち、値の小さい第２仮ブロワレベルｆ（ＷＵ）を送風機３２の目標送風量として選択する。

そのため、ウォームアップ状態である場合、乗員への送風量を小さく抑えることができるので、充分に加熱されていない空気（冷風）の吹き出しによって乗員の寒さ感を強めてしまうことを抑制できる。

しかも、ステップＳ６０４、Ｓ６０５に示したように、目標吹出温度ＴＡＯが所定値よりも低い場合、すなわちウォームアップが完了したと判断される場合、ウォームアップ状態であるか否かの判定とは無関係に、第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）をブロワレベルとして選択する。そのため、ウォームアップの完了後は、車室内を所望の温度（快適温度）に保つために必要な送風量を確実に確保することができる。

また、ステップＳ６０７にて説明したように、室内凝縮器１３からの吹出空気温度ＴＡＶを、ヒートポンプサイクル１０の高圧側冷媒圧力Ｐｄに基づいて算出するので、室内凝縮器１３からの吹出空気温度ＴＡＶを検出するためのセンサを新たに設ける必要がない。

（第２実施形態）
本第２実施形態では、図７に示すように、上記第１実施形態のステップＳ６にステップＳ６１１、Ｓ６１２、Ｓ６１３を追加している。

本実施形態におけるステップＳ６の詳細な制御内容について、上記第１実施形態と異なる点を説明する。まず、ステップＳ６０８にて第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）が第２仮ブロワレベルｆ（ＷＵ）を上回っていると判定された場合、ウォームアップが完了したと判断してステップＳ６１１でウォームアップ完了フラグをＯＮにして、ステップＳ６０５へ進む。

ステップＳ６０４にて目標吹出温度ＴＡＯが閾値を超えていると判定された場合、ステップＳ６１２へ進み、ウォームアップ完了フラグがＯＮされているか否かを判定する。ウォームアップ完了フラグがＯＮされていないと判定された場合、ウォームアップ状態であると判断してステップＳ６０７へ進む。

一方、ウォームアップ完了フラグがＯＮされていると判定された場合、ウォームアップが完了したと判断してステップＳ６１３へ進み、第２仮ブロワレベルｆ（ＷＵ）を、ステップＳ６０３における第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）の最大値（本例では３１）と同じ値または当該最大値よりも大きな値（本例では３１）に決定して、ステップＳ６０８へ進む。この場合、ステップＳ６０８にて第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）が、第２仮ブロワレベルｆ（ＷＵ）以下であると判定されることとなるので、ステップＳ６０５にて第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）がブロワレベルとして選択されることとなる。

すなわち、本実施形態によると、ウォームアップが完了したと一度判断した後は、ブロワレベルとして第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）が選択され、第２仮ブロワレベルｆ（ＷＵ）は選択されない。

そのため、ウォームアップの完了後は、ブロワレベルとして第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）が選択されたり第２仮ブロワレベルｆ（ＷＵ）が選択されたりするといった制御ハンチングが発生することを防止できるので、車室内を所望の温度（快適温度）に保つために必要な送風量を確実に確保することができる。

（第３実施形態）
本第３実施形態では、図８に示すように、上記第１実施形態のステップＳ６にステップＳ６２１、Ｓ６２２を追加している。

本実施形態におけるステップＳ６の詳細な制御内容について、上記第１実施形態と異なる点を説明する。まず、ステップＳ６０９にてブロワレベル＝第２仮ブロワレベルｆ（ＷＵ）に決定した場合、ステップＳ６２１へ進み、タイマーカウントを行う。

ステップＳ６０８にて第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）が第２仮ブロワレベルｆ（ＷＵ）以下であると判定された場合、ステップＳ６２２へ進み、タイマーカウント時間が３０秒以上であるか否かを判定する。

タイマーカウント時間が３０秒以上であると判定された場合、ウォームアップが完了したと判断してステップＳ６０５へ進む。一方、タイマーカウント時間が３０秒未満であると判定された場合、ウォームアップ状態であると判断してステップＳ６０９へ進む。

すなわち、本実施形態によると、第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）が第２仮ブロワレベルｆ（ＷＵ）よりも小さい状態が所定時間以上継続した場合、ウォームアップが完了したと判定する。

これにより、第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）と第２仮ブロワレベルｆ（ＷＵ）とが近い値になったときに、ブロワレベルとして第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）が選択されたり第２仮ブロワレベルｆ（ＷＵ）が選択されたりするといった制御ハンチングが発生することを防止できる。

（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、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の実施形態では、ウォームアップ状態であるか否かを室内凝縮器１３からの吹出空気温度ＴＡＶと目標吹出温度ＴＡＯ（換言すれば空調負荷）とに基づいて判定するが、ウォームアップ状態であるか否かをヒータコア２１からの吹出空気温度と目標吹出温度ＴＡＯとに基づいて判定してもよい。また、ウォームアップ状態であるか否かをＰＴＣヒータ２２からの吹出空気温度と目標吹出温度ＴＡＯとに基づいて判定してもよい。

（２）圧縮機１１として電動圧縮機を採用した例を説明したが、圧縮機１１の形式はこれに限定されない。例えば、ベルトおよび電磁クラッチ等を介してエンジンから駆動力を得る圧縮機１１を採用してもよい。従って、本発明の車両用空調装置１の適用は電気自動車に限定されない。

例えば、内燃機関（エンジン）から走行用の駆動力を得て走行する通常の車両、内燃機関および走行用電動モータの双方から車両走行用の駆動力を得るいわゆるハイブリッド車両、さらに、車両停車時に外部電源（商用電源）から供給される電力をバッテリＢに充電することのできる、いわゆるプラグインハイブリッド車両に適用してもよい。

また、エンジンを備える車両では、送風空気の補助加熱手段として、室内凝縮器１３に加えて、エンジン冷却水を熱源として送風空気を加熱する加熱用熱交換器（ヒーターコア）を設けてもよい。

（３）上述の実施形態では、ヒートポンプサイクル１０が切替可能な冷媒回路として、暖房モード、冷房モードおよび除霜モードの冷媒回路を説明したが、ヒートポンプサイクル１０は、冷却して除湿した送風空気を再加熱して車室内を除湿暖房する除湿暖房モードの冷媒回路にも切替可能である。

具体的には、除湿暖房モード時には、冷媒回路切替手段を構成する開閉弁１５ａを閉じ、三方弁２０を室外熱交換器１６の冷媒出口側と冷房用固定絞り１７とを接続する冷媒回路に切り替えればよい。

これにより、除湿暖房モードでは、ヒートポンプサイクル１０の冷媒回路が、圧縮機１１→室内凝縮器１３→暖房用固定絞り１４→室外熱交換器１６（→三方弁２０）→冷房用固定絞り１７→室内蒸発器１８→アキュムレータ１９→圧縮機１１の順に冷媒が循環する冷凍サイクルが構成される。

従って、除湿暖房モード時のヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１にて圧縮された高圧高温冷媒が、室内凝縮器１３にて室内蒸発器１８通過後の送風空気の一部と熱交換して送風空気の一部が加熱される。さらに、室内蒸発器１８から流出した冷媒は、暖房用固定絞り１４にて減圧されて室外熱交換器１６へ流入する。室外熱交換器１６へ流入した冷媒は送風ファン１６ａから送風された外気と熱交換して放熱する。

室外熱交換器１６から流出した冷媒は、三方弁２０を介して冷房用固定絞り１７へ流入し、冷房用固定絞り１７にて減圧膨張される。冷房用固定絞り１７にて減圧された低圧冷媒は室内蒸発器１８へ流入し、送風機３２から送風された送風空気から吸熱して蒸発する。この冷媒の吸熱作用により、室内蒸発器１８を通過する送風空気が冷却されて除湿される。以降の作動は冷房モードと同様である。

上記の如く、除湿暖房モードでは、室内側熱交換器に対応する室内蒸発器１８にて冷媒を蒸発させることによって送風空気が冷却される。

１０ ヒートポンプサイクル
１３ 室内凝縮器（空気加熱手段）
２１ ヒータコア（空気加熱手段）
２２ ＰＴＣヒータ（空気加熱手段）
３２ 送風機（送風手段）
５０ｂ 加熱能力制御手段
Ｓ６ 送風量決定手段

Claims (10)

1. 空気を車室内へ向けて送風する送風手段（３２）と、
   前記送風手段（３２）によって送風された前記空気を加熱する空気加熱手段（１３、２１、２２）と、
   前記空気加熱手段（１３、２１、２２）の空気加熱能力を制御する加熱能力制御手段（５０ｂ、５０ｃ）と、
   前記空気加熱手段（１３、２１、２２）が前記空気を加熱し始めて間もないウォームアップ状態であるか否かを前記空気加熱手段（１３、２１、２２）からの吹出空気温度（ＴＡＶ）と空調負荷（ＴＡＯ）とに基づいて判定し、その判定結果に基づいて前記送風手段（３２）の目標送風量を決定する送風量決定手段（Ｓ６）とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記送風量決定手段（Ｓ６）は、
   前記空調負荷（ＴＡＯ）に基づいて第１仮目標送風量（ｆ（ＴＡＯ））を算出するとともに、前記吹出空気温度（ＴＡＶ）に基づいて第２仮目標送風量（ｆ（ＷＵ））を算出し、
   前記ウォームアップ状態であると判定した場合、前記第１仮目標送風量（ｆ（ＴＡＯ））および前記第２仮目標送風量（ｆ（ＷＵ））のうち値の小さい方を前記目標送風量として選択す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. 前記送風量決定手段（Ｓ６）は、前記ウォームアップ状態でないと一度判定した後は、前記第１仮目標送風量（ｆ（ＴＡＯ））を前記目標送風量として選択し、前記第２仮目標送風量（ｆ（ＷＵ））を前記目標送風量として選択しないことを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記送風量決定手段（Ｓ６）は、前記第１仮目標送風量（ｆ（ＴＡＯ））が前記第２仮目標送風量（ｆ（ＷＵ））よりも大きい場合、前記ウォームアップ状態であると判定することを特徴とする請求項２または３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
5. 前記送風量決定手段（Ｓ６）は、
   前記空調負荷（ＴＡＯ）に基づいて第１仮目標送風量（ｆ（ＴＡＯ））を算出するとともに、前記吹出空気温度（ＴＡＶ）に基づいて第２仮目標送風量（ｆ（ＷＵ））を算出し、
   前記第１仮目標送風量（ｆ（ＴＡＯ））が前記第２仮目標送風量（ｆ（ＷＵ））よりも小さい状態が所定時間以上継続した場合、前記ウォームアップ状態でないと判定することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
6. 前記空気加熱手段は、ヒートポンプサイクル（１０）の冷媒と前記空気とを熱交換させることによって前記空気を加熱する加熱用熱交換器（１３）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つに記載の車両用空調装置。
7. 前記送風量決定手段（Ｓ６）は、前記ヒートポンプサイクル（１０）の高圧側冷媒圧力（Ｐｄ）に基づいて前記吹出空気温度（ＴＡＶ）を算出することを特徴とする請求項６に記載の車両用空調装置。
8. 前記空気加熱手段は、熱媒体加熱手段（２３）で加熱された熱媒体と前記空気とを熱交換させることによって前記空気を加熱するヒータコア（２１）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つに記載の車両用空調装置。
9. 前記空気加熱手段は、電力が供給されることによって発熱して前記空気を加熱する電気ヒータ（２２）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つに記載の車両用空調装置。
10. 前記送風量決定手段（Ｓ６）は、前記空調負荷（ＴＡＯ）が所定値よりも低い場合、前記ウォームアップ状態であるか否かの判定とは無関係に、前記第１仮目標送風量（ｆ（ＴＡＯ））を前記目標送風量として選択することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

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