JP3812042B2 - 電気自動車用空気調和装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばエンジン冷却水を有しない電気自動車の車室内を除湿する電気自動車用空気調和装置に関するもので、特に電気自動車の車室内を暖房気味除湿する電気自動車用空気調和装置に係わる。
【０００２】
【先行の技術】
本出願人は、エンジン冷却水を有しない電気自動車や空冷式エンジン搭載車等の車両の車室内を空調する車両用空気調和装置として、例えば特願平８−１５８５０２号（出願日平成８年６月１９日）に記載された電気自動車用空気調和装置を提案した。この電気自動車用空気調和装置は、車室内を除湿（特にフロント窓ガラスの曇りを除去）する必要のある時に、吸込口モードを外気導入モードおよび吹出口モードをデフロスタモードに固定し、冷凍サイクル中の冷媒経路を変更することにより、冷却用室内熱交換器を蒸発器として単独運転する除湿暖房モード、あるいは室外熱交換器を蒸発器として運転する外気暖房モードのいずれかの空調運転モードに切り替えて、フロント窓ガラスの曇りを除去するようにしている。
【０００３】
ここで、除湿暖房モード時には、冷媒圧縮機の吐出口より吐出された冷媒は、加熱用室内熱交換器→減圧手段→冷却用室内熱交換器→冷媒圧縮機のように循環する（除湿サイクル）。また、外気暖房モード時には、冷媒圧縮機の吐出口より吐出された冷媒は、加熱用室内熱交換器→減圧手段→室外熱交換器→冷媒圧縮機のように循環する（暖房サイクル）。
【０００４】
そして、上記の電気自動車用空気調和装置においては、車室内を除湿する必要のある時でも、冷却用室内熱交換器の着霜（フロスト）を防止するために、除湿暖房モードと外気暖房モードとの切替条件（選択条件）は外気温度のみである。すなわち、外気温度が切替温度（例えば８℃）以上の高温の時には、フロスト防止よりも除湿を優先するため、除湿暖房モードを選択して車室内を暖房気味除湿し、外気温度が切替温度（例えば８℃）よりも低温の時には、除湿よりもフロストを防止するため、外気暖房モードを選択して車室内を暖房している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の電気自動車用空気調和装置においては、外気温度に基づいて除湿暖房モードと外気暖房モードとを切り替えているので、仮にフロントガラスまたはサイドガラスが曇っているため、乗員がデフロスタスイッチを押して曇りの除去を行う場合でも、外気温度が０℃〜７℃程度の時には、除湿モードとして外気暖房モードが選択されるため、車室内に吹き出す空気の減湿がなされず、フロント窓ガラスやサイド窓ガラスの曇りを迅速に取り除けないという問題が生じてしまう。
【０００６】
また、電気自動車用空気調和装置の場合には、電動式の冷媒圧縮機が使用されているため、この冷媒圧縮機の回転速度を、冷却用室内熱交換器の温度を着霜限界温度（例えば３℃）に保ちながら、車室内に吹き出す空気の吹出温度を目標吹出温度ＴＡＯになるようにＴＡＯ制御することにより、外気温度が３℃〜７℃程度であれば除湿暖房モードから外気暖房モードに切り替える必要なく、車室内の暖房気味除湿を継続できるものと考えられるが、そのような制御は行われていなかった。
【０００７】
【発明の目的】
本発明の目的は、乗員が車室内の除湿を希望している時に、除湿暖房モードと外気暖房モードとの選択条件を最適化することにより、冷却用室内熱交換器の着霜を防止しながら、車室内の暖房気味除湿を継続することのできる電気自動車用空気調和装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、車室内の除湿が希望されると、吸込口モードが外気導入モードに切り替えられ、吹出口モードがデフロスタモードに切り替えられる。
そして、車室内の除湿が希望されている時に、冷却用室内熱交換器の温度が、冷却用室内熱交換器の着霜限界温度よりも高温の第１所定温度以上の場合には、冷却用室内熱交換器を蒸発器として単独運転する第１除湿暖房モード用循環回路に切り替えられる。それによって、冷媒圧縮機より吐出された冷媒が、冷媒熱媒体熱交換器、減圧手段、冷却用室内熱交換器を流れて冷媒圧縮機に吸入されることにより、車室内が暖房気味除湿される。
また、冷却用室内熱交換器の温度が、着霜限界温度よりも低温の第２所定温度以下の場合には、室外熱交換器を蒸発器として単独運転する外気暖房モード用循環回路に切り替えられる。それによって、冷媒圧縮機より吐出された冷媒が、冷媒熱媒体熱交換器、減圧手段、室外熱交換器を流れて冷媒圧縮機に吸入されることにより、車室内が外気暖房される。
さらに、冷却用室内熱交換器の温度が、第１所定温度と第２所定温度との間の温度の場合には、室外熱交換器と冷却用室内熱交換器とを並列または直列して蒸発器として運転する第２除湿暖房モード用循環回路に切り替えられる。それによって、冷媒圧縮機より吐出された冷媒が、冷媒熱媒体熱交換器、減圧手段、室外熱交換器または冷却用室内熱交換器を流れて冷媒圧縮機に吸入されることにより、車室内が暖房気味除湿される。
したがって、車室内の除湿が希望されている時に、冷却用室内熱交換器の温度が、冷却用室内熱交換器の着霜限界温度よりも低温の第２所定温度以下とならない限り、外気暖房モード用循環回路に切り替えられず、第１、第２除湿暖房モード用循環回路に維持される。それによって、冷媒圧縮機より吐出された冷媒が、冷媒熱媒体熱交換器、減圧手段、冷却用室内熱交換器を流れて冷媒圧縮機に吸入されることにより、外気温度に応じて除湿暖房モードと外気暖房モードとを選択するものと比較して、冷却用室内熱交換器が着霜する限界まで、車室内の暖房気味除湿、例えばフロント窓ガラスの曇りの除去を継続することができる。
【０００９】
また、冷媒圧縮機の回転速度の変化によって、冷媒の流量を調節することにより、冷媒圧縮機より吐出される冷媒の吐出量の変更、つまり冷媒熱媒体熱交換器を循環する冷媒量、および第２室内熱交換器を循環する冷媒量を容易に調節することができる。したがって、冷媒圧縮機の回転速度を変更するだけで、冷媒熱媒体熱交換器の加熱能力や第２室内熱交換器の除湿能力を制御できる。また、燃焼式ヒータは、燃料を燃焼用空気と混合して燃焼し、その燃焼時に生成される燃焼ガスとの熱交換によって熱媒体を加熱する。この燃焼式ヒータは、外気温度が低い（例えば０℃以下の）時に、冷媒熱媒体熱交換器だけでは十分に温水を加熱できない時に補助加熱装置として使用される。
【００１０】
さらに、冷却用室内熱交換器の温度が、第１所定温度と第２所定温度との間の温度の場合には、第２除湿暖房モード用循環回路に切り替えられる。それによって、冷媒圧縮機より吐出された冷媒は、冷媒熱媒体熱交換器、減圧手段、室外熱交換器または冷却用室内熱交換器を流れて冷媒圧縮機に吸入されることにより、車室内が暖房気味除湿される。この第２除湿暖房モード用循環回路では、冷却用室内熱交換器と室外熱交換器とを並列または直列して蒸発器として運転することになるので、冷却用室内熱交換器を蒸発器として単独運転する第１除湿暖房モード用循環回路を使用する場合と比べて、室外熱交換器で冷媒がダクト外の空気より吸熱する分だけヒートポンプ能力（暖房能力）が高くなる。このため、例えば冷却用室内熱交換器に吸い込まれる外気温度が低外気温であっても、冷却用室内熱交換器の温度を着霜限界温度に保ちながら目標吹出温度を作り出すこともできる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、室外熱交換器は、電気自動車が走行する際に生じる走行風を受け易い車室外に設置されている。このため、電気自動車が走行中であれば、室外熱交換器内を流れる冷媒は、室外熱交換器を蒸発器として運転する際には冷却用室内熱交換器内を流れる冷媒よりも吸熱量が大きく、室外熱交換器を凝縮器として運転する際には冷媒熱媒体熱交換器内を流れる冷媒よりも放熱量が大きくなる。
請求項３に記載の発明によれば、冷媒圧縮機として、駆動モータにより回転駆動される電動式の冷媒圧縮機を利用することにより、例えばエンジン冷却水を有しない電気自動車や空冷式エンジン搭載車等の車両の車室内を除湿することができる。また、駆動モータを駆動電源としてのインバータによって通電制御することにより、冷媒圧縮機より吐出される冷媒の吐出量の変更、つまり冷媒熱媒体熱交換器を循環する冷媒量、および第２室内熱交換器を循環する冷媒量を容易に調節することができる。したがって、駆動モータの回転速度を変更するだけで、車室内に吹き出す空気の吹出温度を目標吹出温度に略一致させることもできる。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、循環回路切替手段により第１除湿暖房モード用循環回路に切り替えられると、ダクト内に吸い込まれた空気（外気）は、第２室内熱交換器内に流入する冷媒の蒸発熱により冷却除湿された後に第１室内熱交換器内に流入する熱媒体により再加熱されて車室内を暖房気味除湿する。さらに、室外熱交換器を蒸発器として運転しないため、室外熱交換器の除霜を行うこともできる。
【００１３】
また、循環回路切替手段により第２除湿暖房モード用循環回路に切り替えられると、ダクト内に吸い込まれた空気（外気）は、第２室内熱交換器内に流入する冷媒の蒸発熱により冷却除湿された後に第１室内熱交換器内に流入する熱媒体により再加熱されて車室内を暖房気味除湿する。
【００１４】
また、循環回路切替手段により外気暖房モード用循環回路に切り替えられると、ダクト内に吸い込まれた空気（外気）は、第２室内熱交換器を通過する際に第２室内熱交換器の表面に付着した霜を解かして、第１室内熱交換器を通過する際に加熱されて車室内を外気暖房する。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、蒸発器温度検出手段で検出する第２室内熱交換器の温度を着霜限界温度に保ちながら、目標吹出温度決定手段で決定した目標吹出温度となるように、冷媒圧縮機の回転速度を目標熱媒体温度決定手段で決定した目標熱媒体温度に応じて制御することにより、除湿暖房モード循環回路により運転を継続しても、第２室内熱交換器の着霜を防ぐことができる。このため、車室内の暖房気味除湿を継続することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態の構成〕
図１ないし図７は本発明の第１実施形態を示したもので、図１は電気自動車用空気調和装置の全体構成を示した図で、図２は電気自動車用空気調和装置の制御系を示した図である。
【００１７】
電気自動車用空気調和装置は、走行用モータＭを搭載する電気自動車（車両）の車室内を空調するエアコンユニット（空調ユニット）１における各空調機器（アクチュエータ）を、エアコン制御装置（以下ＥＣＵと呼ぶ）１０によって制御するように構成された車両用オートエアコンである。
【００１８】
エアコンユニット１は、内部に電気自動車の車室内に空調空気を導く空気通路を形成する空調ダクト２、この空調ダクト２内において空気流を発生させる遠心式送風機、空調ダクト２内を流れる空気を加熱して車室内を暖房するためのブラインサイクル、および空調ダクト２内を流れる空気を冷却除湿して車室内を除湿するための冷凍サイクル等から構成されている。
【００１９】
空調ダクト２は、電気自動車の車室内の前方側に配設されている。その空調ダクト２の最も上流側（風上側）は、内外気切替箱を構成する部分で、車室内空気（以下内気と言う）を取り入れる内気吸込口３、および車室外空気（以下外気と言う）を取り入れる外気吸込口４を有している。さらに、内気吸込口３および外気吸込口４の内側には、内外気切替ダンパ５が回転自在に支持されている。この内外気切替ダンパ５は、サーボモータ等のアクチュエータ（図示せず）により駆動されて、吸込口モードを内気循環モード、外気導入モード等に切り替える。なお、内外気切替ダンパ５は、内外気切替箱と共に内外気切替手段を構成する。
【００２０】
また、空調ダクト２の下流側（風下側）は、吹出口切替箱を構成する部分で、電気自動車のフロント窓ガラスの内面に向かって主に温風を吹き出すデフロスタ（ＤＥＦ）吹出口１１、乗員の頭胸部に向かって主に冷風を吹き出すフェイス（ＦＡＣＥ）吹出口１２、および乗員の足元部に向かって主に温風を吹き出すフット（ＦＯＯＴ）吹出口１３を有している。さらに、各吹出口の内側には、デフロスタ（ＤＥＦ）ダンパ１４、フェイス（ＦＡＣＥ）ダンパ１５およびフット（ＦＯＯＴ）ダンパ１６が回転自在に支持されている。ＤＥＦ、ＦＡＣＥ、ＦＯＯＴダンパ１４〜１６よりなる吹出口切替ドアは、サーボモータ等のアクチュエータ（図示せず）により駆動されて、吹出口モードをフェイス（ＦＡＣＥ）モード、バイレベル（Ｂ／Ｌ）モード、フット（ＦＯＯＴ）モード、フットデフ（Ｆ／Ｄ）モードまたはデフロスタ（ＤＥＦ）モードに切り替える。
【００２１】
遠心式送風機は、空調ダクト２と一体的に構成されたスクロールケースに回転自在に収容された遠心式ファン１７、およびこの遠心式ファン１７を駆動するブロワモータ１８を有し、ブロワ駆動回路（図示せず）を介して印加されるブロワモータ端子電圧（ブロワ電圧）に基づいて送風量（ブロワモータ１８の回転速度）が制御される。
【００２２】
ブラインサイクルは、温水式ヒータ６、ブライン冷媒熱交換器７、ウォータポンプ８、燃焼式ヒータ９、およびこれらを環状に接続する温水配管（ブライン配管）等から構成されている。なお、本実施形態では、ブラインサイクル内を循環する温水（熱媒体、ブライン）として不凍液（例えばエチレングリコール水溶液）やＬＬＣ（ロングライフクーラント）を使用している。
【００２３】
温水式ヒータ６は、本発明の加熱用室内熱交換器、第１室内熱交換器に相当するもので、空調ダクト２内に設置され、内部を流れる温水との熱交換によって通過する空気を加熱する室内空気加熱器である。温水式ヒータ６の空気の入口部および出口部には、温水式ヒータ６を通過する空気量（温風量）と温水式ヒータ６を迂回する空気量（冷風量）とを調節して車室内へ吹き出す空気の吹出温度を調整する２個のエアミックス（Ａ／Ｍ）ダンパ１９が回転自在に支持されている。これらのＡ／Ｍダンパ１９は、本発明の加熱量調節手段に相当するもので、ステッピングモータやサーボモータ等のアクチュエータ（図示せず）により駆動される。
【００２４】
ブライン冷媒熱交換器７は、本発明の冷媒熱媒体熱交換器に相当するもので、アルミニウム合金等の熱伝導性に優れる金属パイプよりなる二重管構造を成し、内周側に温水通路、外周側に冷媒通路が形成されている。このブライン冷媒熱交換器７は、車室外に設置され、温水通路内を流れる低温の温水（ブライン：熱媒体）と冷媒通路内を流れる高温高圧のガス冷媒とを熱交換させることにより、温水を加熱する温水加熱器として運転されると共に、冷凍サイクルの凝縮器として運転される。
【００２５】
ウォータポンプ８は、本発明の熱媒体循環手段に相当するもので、通電を受けて起動することによりブラインサイクル内に温水の循環流を発生するウォータポンプである。燃焼式ヒータ９は、図示しない燃料ポンプから圧送された燃料を燃焼用空気と混合して燃焼し、その燃焼時に生成される燃焼ガスとの熱交換によって温水を加熱する。温水との熱交換を終えた燃焼ガスは、大気に排出される。但し、この燃焼式ヒータ９は、外気温度が低い（例えば０℃以下の）時に、ブライン冷媒熱交換器７だけでは十分に温水を加熱できない時に補助加熱装置として使用される。なお、燃焼式ヒータ９は、燃料ポンプから圧送される燃料供給量および燃焼用空気量を調節することにより、燃焼量（発熱量）の高い「Ｈｉ」、燃焼量の低い「Ｌｏ」の２段階に切り替えて使用することができる。
【００２６】
冷凍サイクルは、ヒートポンプサイクルでもあり、冷媒圧縮機２０、ブライン冷媒熱交換器７、後記する減圧手段、室外熱交換器２３、エバポレータ２４、アキュームレータ２５、後記する循環回路切替手段、およびこれらを環状に接続する冷媒配管等から構成されて、各空調運転モードに基づいて冷媒の循環方向が変わる。なお、本実施形態の通常の空調運転モードとしては、車室内を冷房する冷房モード、ヒートポンプのみで車室内を暖房する（ヒートポンプ）暖房モード、燃焼式ヒータ９のみで車室内を暖房する燃焼暖房モード等が設定されている。また、本実施形態のＤＥＦ制御（除湿モード、ＤＥＦモード）の時の空調運転モードとしては、フロント窓ガラスの防曇を行う外気冷房モード、車室内を冷房気味除湿する除湿冷房モード、車室内を暖房気味除湿する第１、第２除湿暖房モード、フロント窓ガラスの防曇とエバポレータ２４のフロスト防止を行う外気暖房モード、燃焼式ヒータ９のみで車室内を除湿暖房する燃焼暖房モード等が設定されている。
【００２７】
冷媒圧縮機２０は、吸入したガス冷媒を圧縮する電動式の冷媒圧縮機（コンプレッサ）であって、ＥＣＵ１０の出力信号に基づいて冷媒圧縮機２０の駆動モータ（図示せず）の回転速度を制御する回転速度制御手段としてのエアコン用インバータ３０を備えている。そして、駆動モータは、エアコン用インバータ３０によって車載電源Ｖから印加される電力が連続的あるいは段階的に可変制御される。したがって、冷媒圧縮機２０は、印加電力の変化による駆動モータの回転速度の変化によって、冷媒吐出容量を変化させて冷凍サイクル内を循環する冷媒の流量を調節することによりブライン冷媒熱交換器７（温水式ヒータ６）の加熱能力やエバポレータ２４の冷却能力（除湿能力）が制御される。
【００２８】
本実施形態では、本発明の減圧手段に相当する部品として２個の第１、第２減圧手段２１、２２を備えている。第１減圧手段２１は、暖房モード時および除湿モード（第１、第２除湿暖房モード、外気暖房モード）時にブライン冷媒熱交換器７より流入した冷媒を減圧するキャピラリチューブである。第２減圧手段２２は、冷房モード時および除湿モード（除湿冷房モード、外気冷房モード）時に室外熱交換器２３より流入した冷媒を減圧するキャピラリチューブである。
【００２９】
室外熱交換器２３は、車室外に設置されて、内部を流れる冷媒と電動ファン２６により送風される外気とを熱交換する。なお、室外熱交換器２３は、暖房モード時および除湿モード（第２除湿暖房モード、外気暖房モード）時には、第１減圧手段２１で減圧された低温低圧の冷媒を外気との熱交換により蒸発気化させる蒸発器として運転され、冷房モードおよび除湿モード（除湿冷房モード、外気冷房モード）時には、ブライン冷媒熱交換器７より流入した冷媒を外気との熱交換により凝縮液化させる凝縮器として運転される。ここで、一般的に、室外熱交換器２３は、電気自動車が走行する際に生じる走行風を受け易い車室外に設置されている。このため、電気自動車が走行中であれば、室外熱交換器２３内を流れる冷媒は、室外熱交換器２３を蒸発器として運転する際にはエバポレータ２４内を流れる冷媒よりも吸熱量が大きく、室外熱交換器２３を凝縮器として運転する際にはブライン冷媒熱交換器７内を流れる冷媒よりも放熱量が大きくなる。
【００３０】
エバポレータ２４は、本発明の冷却用室内熱交換器、第２室内熱交換器に相当するもので、空調ダクト２内において温水式ヒータ６よりも下流側（風下側）に設置され、冷房モードおよび除湿モード（第１除湿暖房モード、除湿冷房モード、外気冷房モード）時に第２減圧手段２２および第１減圧手段２１で減圧された低温低圧の冷媒を空調ダクト２内の空気との熱交換により蒸発気化させる蒸発器として運転される。これにより、エバポレータ２４の内部を流れる冷媒がエバポレータ２４を通過する空気から蒸発潜熱を奪って（吸熱して）蒸発することで、エバポレータ２４を通過する空気が冷却除湿される。
アキュームレータ２５は、内部に流入した冷媒を液冷媒とガス冷媒とに気液分離して液冷媒を貯溜し、ガス冷媒のみを冷媒圧縮機２０へ供給する気液分離器として運転される。
【００３１】
循環回路切替手段は、冷凍サイクル中の冷媒の循環方向を冷房サイクル（図１において矢印Ｃの経路）、暖房サイクル（図１において矢印Ｈの経路）、除湿サイクル（図１において矢印Ｄの経路）および除湿暖房サイクル（図１において矢印Ｈ・Ｄの経路）等のいずれかのサイクルに切り替えるものである。ここで、除湿サイクルは、本発明の第１除湿暖房モード用循環回路に相当する。また、除湿暖房サイクルは、本発明の第２除湿暖房モード用循環回路に相当する。さらに、暖房サイクルは、本発明の外気暖房モード用循環回路に相当する。本実施形態では、循環回路切替手段として、通電（ＯＮ、オン）されると開弁し、通電が停止（ＯＦＦ、オフ）されると閉弁する３個の電磁式開閉弁（以下電磁弁と略す）ＶＣ、ＶＨ、ＶＤが使用されている。
【００３２】
電磁弁ＶＣは、第１減圧手段２１を迂回し、ブライン冷媒熱交換器７と室外熱交換器２３とを結ぶ冷房用冷媒流路に設置されている。そして、電磁弁ＶＣは、冷房サイクル時に、冷媒圧縮機２０より吐出された冷媒を、ブライン冷媒熱交換器７→室外熱交換器２３→第２減圧手段２２→エバポレータ２４→アキュームレータ２５→冷媒圧縮機２０の順に流す第３冷媒流路を開く冷房用開閉手段である。電磁弁ＶＨは、第２減圧手段２２およびエバポレータ２４を迂回し、室外熱交換器２３とアキュームレータ２５とを結ぶ暖房用冷媒流路に設置されている。そして、電磁弁ＶＨは、暖房サイクル時および除湿暖房サイクル時に、冷媒圧縮機２０より吐出された冷媒を、ブライン冷媒熱交換器７→第１減圧手段２１→室外熱交換器２３→アキュームレータ２５→冷媒圧縮機２０に順に流す第１冷媒流路を開く暖房用開閉手段である。電磁弁ＶＤは、第２減圧手段２２を迂回し、第１減圧手段２１とエバポレータ２４とを結ぶ除湿用冷媒流路に設置されている。そして、電磁弁ＶＤは、除湿サイクル時および除湿暖房サイクル時に、冷媒圧縮機２０より吐出された冷媒を、ブライン冷媒熱交換器７→第１減圧手段２１→エバポレータ２４→アキュームレータ２５→冷媒圧縮機２０に順に流す第２冷媒流路を開く除湿用開閉手段である。
【００３３】
ＥＣＵ１０は、本発明の空調制御装置、目標吹出温度決定手段に相当するもので、中央演算処理装置（以下ＣＰＵと言う）３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、Ａ／Ｄ変換器３４、インターフェイス３５、３６等を持ち、それ自体は周知のものである。また、ＥＣＵ１０は、走行用モータＭの回転速度を制御する走行用インバータＩにも接続するジャンクションボックスＪを介して車載電源Ｖより電力が供給されて作動する。
【００３４】
そして、ＥＣＵ１０は、内気温センサ４１、外気温センサ４２、日射センサ４３、冷媒圧力センサ４４、エバ後温度センサ４５、水温センサ４６、除霜センサ４７、水温センサ４８および操作パネル５０より入力される入力信号と予めインプットされた制御プログラムに基づいて、各空調機器を制御する。すなわち、ＥＣＵ１０は、各センサの検出値（検出信号）および操作パネル５０の操作値（操作信号）などの入力信号と予めインプットされた制御プログラムに基づいて、各冷凍機器（アクチュエータ）の運転状態を制御する。
【００３５】
内気温センサ４１は、例えばサーミスタ等の感温素子よりなり、車室内の空気温度（内気温度）を検出する内気温度検出手段である。外気温センサ４２は、例えばサーミスタ等の感温素子よりなり、車室外の空気温度（外気温度）を検出する外気温度検出手段である。日射センサ４３は、車室内への日射量を検出する日射量検出手段である。冷媒圧力センサ４４は、冷媒圧縮機２０の吐出圧力である冷凍サイクルの高圧圧力を検出する冷媒圧力検出手段である。
【００３６】
エバ後温度センサ４５は、本発明の蒸発器温度検出手段に相当するもので、例えばサーミスタ等の感温素子よりなり、エバポレータ２４を通過した直後の空気温度を検出するエバ後温度検出手段である。水温センサ４６は、例えばサーミスタ等の感温素子よりなり、温水式ヒータ６の入口水温を検出する熱媒体温度検出手段である。除霜センサ４７は、例えばサーミスタ等の感温素子よりなり、暖房モード時および除湿暖房モード時に室外熱交換器２３の入口部の冷媒温度を検出する。水温センサ４８は、例えばサーミスタ等の感温素子よりなり、燃焼式ヒータ９の出口水温を検出する。
【００３７】
操作パネル５０には、図３に示したように、温度設定スイッチ５１、ブロワオフスイッチ５２、オートスイッチ５３、風量設定スイッチ５４、モード設定スイッチ５５、液晶表示器５６、内気循環設定スイッチ５７、フロントデフロスタスイッチ（以下ＤＥＦスイッチと言う）５８、リヤデフォッガスイッチ５９、エアコンスイッチ６０、燃焼式ヒータ切替スイッチ６１および燃焼式ヒータオフスイッチ６２が配置されている。
【００３８】
このうち、温度設定スイッチ５１は、冷媒圧縮機２０の回転速度の設定、またはＡ／Ｍダンパ１９の開度設定を行って車室内へ吹き出す空気の吹出温度を設定する吹出温度設定手段である。モード設定スイッチ５５は、ＤＥＦ、ＦＡＣＥ、ＦＯＯＴダンパ１４〜１６を開閉制御することによって、吹出口モードを、フェイス（ＦＡＣＥ）モード、バイレベル（Ｂ／Ｌ）モード、フット（ＦＯＯＴ）モードまたはフットデフ（Ｆ／Ｄ）モードのうちのいずれかに設定するように指令するスイッチである。
【００３９】
内気循環設定スイッチ５７は、内外気切替ダンパ５を開閉制御することによって吸込口モードを内気循環モードに設定するスイッチである。ＤＥＦスイッチ５８は、本発明の除湿モード設定手段に相当するもので、吹出口モードをデフロスタ（ＤＥＦ、除湿）モードに設定するように指令する吹出口モード切替指令手段である。なお、ＤＥＦスイッチ５８の代わりに、除湿スイッチやフロント窓ガラスの曇りを検出する防曇センサ等の除湿モード設定手段を設けても良い。
【００４０】
〔第１実施形態の作用〕
次に、本実施形態の電気自動車用空気調和装置の作動を図１ないし図７に基づいて説明する。先ず、本実施形態のＥＣＵ１０の制御処理を図１ないし図４に基づいて説明する。ここで、図４はＥＣＵ１０による主要な制御処理を示したフローチャートである。
【００４１】
先ず、ＥＣＵ１０に車載電源Ｖから電力が供給されると、図４のルーチンが起動され、各イニシャライズおよび初期設定を行う（ステップＳ１）。
続いて、温度設定スイッチ５１で設定された設定吹出温度Ｔｓｅｔを読み込む（吹出温度設定手段：ステップＳ２）。
続いて、操作パネル５０からの各操作信号（例えば風量設定スイッチ５４で設定される遠心式送風機の送風量信号、モード設定スイッチ５５やＤＥＦスイッチ５８で設定される吹出口モード信号、内気循環設定スイッチ５７で設定される内気循環モード信号）を読み込む（除湿モード設定手段：ステップＳ３）。
【００４２】
続いて、内気温センサ４１で検出した内気温度ＴＲ、外気温センサ４２で検出した外気温度ＴＡＭ、日射センサ４３で検出した日射量ＴＳ、エバ後温度センサ４５で検出したエバ後温度ＴＥ、水温センサ４６で検出した温水温度ＴＷ等の各種センサから各センサ信号を読み込む（内気温度検出手段、外気温度検出手段、蒸発器温度検出手段：ステップＳ４）。
続いて、予めＲＯＭ３２に記憶された下記の数１の式に基づいて、電気自動車の車室内に吹き出す空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する（目標吹出温度決定手段：ステップＳ５）。
【数１】
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−ＫＲ×ＴＲ−ＫＡＭ×ＴＡＭ−ＫＳ×ＴＳ＋Ｃ
【００４３】
なお、Ｔｓｅｔは温度設定スイッチ５１で設定された設定吹出温度、ＴＲは内気温センサ４１で検出した内気温度、ＴＡＭは外気温センサ４２で検出した外気温度、ＴＳは日射センサ４３で検出した日射量である。また、Ｋｓｅｔ、ＫＲ、ＫＡＭおよびＫＳはゲインで、Ｃは補正用の定数である。
【００４４】
続いて、予めＲＯＭ３２に記憶された図示しない特性図（マップ）から、目標吹出温度（ＴＡＯ）に対応するブロワ電圧（ブロワモータ１８に印加する電圧）を決定する（ステップＳ６）。
続いて、予めＲＯＭ３２に記憶された図示しない特性図（マップ）から、目標吹出温度（ＴＡＯ）に対応する吹出口モードを決定する（ステップＳ７）。なお、ＤＥＦスイッチ５８が押された場合には、ＤＥＦダンパ１４を図１の一点鎖線位置、ＦＡＣＥダンパ１５を図１の一点鎖線位置およびＦＯＯＴダンパ１６を図１の実線位置に設定して、空調風をフロント窓ガラスの内面に吹き出すＤＥＦモードに設定される。また、モード設定スイッチ５５を乗員が操作した場合には、その操作に対応した吹出口モードに決定される。
【００４５】
ここで、吹出口モードの決定においては、目標吹出温度（ＴＡＯ）または目標温水温度（ＴＷＯ）が低い温度から高い温度にかけて、ＦＡＣＥモード、Ｂ／Ｌモード、ＦＯＯＴモードおよびＦ／Ｄモードとなるように決定される。なお、ＦＡＣＥモードとは、ＤＥＦダンパ１４を図１の実線位置、ＦＡＣＥダンパ１５を図１の実線位置およびＦＯＯＴダンパ１６を図１の一点鎖線位置に設定して、空調風を車室内の乗員の頭胸部に向けて吹き出す吹出口モードである。Ｂ／Ｌモードとは、ＤＥＦダンパ１４を図１の実線位置、ＦＡＣＥダンパ１５を図１の実線位置およびＦＯＯＴダンパ１６を図１の一点鎖線位置に設定して、空調風を車室内の乗員の頭胸部および足元部に向けて吹き出す吹出口モードである。
【００４６】
ＦＯＯＴモードとは、ＤＥＦダンパ１４を若干量開く位置、ＦＡＣＥダンパ１５を図１の一点鎖線位置およびＦＯＯＴダンパ１６を図１の一点鎖線位置に設定して、空調風の約８割を乗員の足元部に向けて吹き出し、空調風の約２割をフロント窓ガラスの内面に向けて吹き出す吹出口モードである。Ｆ／Ｄモードとは、ＤＥＦダンパ１４を図１の一点鎖線位置、ＦＡＣＥダンパ１５を図１の一点鎖線位置およびＦＯＯＴダンパ１６を図１の一点鎖線位置に設定して、空調風を乗員の足元部とフロント窓ガラスの内面に同量ずつ吹き出す吹出口モードである。
【００４７】
続いて、予めＲＯＭ３２に記憶された図示しない特性図（マップ）から、目標吹出温度（ＴＡＯ）に対応する吸込口モードを決定する（ステップＳ８）。ここで、吸込口モードの決定においては、内気循環設定スイッチ５７が押された場合には吸込口モードが内気循環モードに設定される。なお、ＤＥＦスイッチ５８が押された場合には、内気循環設定スイッチ５７が押されていても外気導入モードに設定されるが、その後に内気循環設定スイッチ５７が押された場合には吸込口モードが内気循環モードに設定される。
【００４８】
なお、内気循環モードとは、内外気切替ダンパ５を図１の一点鎖線位置に設定して、内気吸込口３を開き、外気吸込口４を閉じて空調ダクト２内に１００％内気を導入する吸込口モードである。また、外気導入モードとは、内外気切替ダンパ５を図１の実線位置に設定して、内気吸込口３を閉じ、外気吸込口４を開いて空調ダクト２内に１００％外気を導入する吸込口モードである。また、内外気切替ダンパ５を中立位置に設定して、内気吸込口３および外気吸込口４の両方とも開いて空調ダクト２内に内気および外気を導入する内外気モードを設定しても良い。
【００４９】
続いて、図５に示すサブルーチンがコールされ、図４のフローチャートのステップＳ５で算出された目標吹出温度ＴＡＯおよび外気温センサ４２で検出した外気温度ＴＡＭに応じて、空調運転モードを決定する（ステップＳ９）。
続いて、図６に示すサブルーチンがコールされ、冷媒圧縮機２０の目標回転速度を決定して、車室内に吹き出す空気の吹出温度制御を行う（回転速度制御手段：ステップＳ１０）。
【００５０】
続いて、各ステップＳ５〜ステップＳ８にて算出または決定した各制御状態が得られるように、内外気切替ダンパ５、ウォータポンプ８、燃焼式ヒータ９、ＤＥＦ、ＦＡＣＥ、ＦＯＯＴダンパ１４〜１６、ブロワモータ１８、エアコン用インバータ３０、電動ファン２６、電磁弁ＶＣ、ＶＨ、ＶＤおよびＡ／Ｍダンパ１９等の各アクチュエータに対して制御信号を出力する（ステップＳ１１）。そして、ステップＳ１２で、制御サイクル時間であるτ（例えば０．５秒間〜２．５秒間の経過を待ってステップＳ２の処理に戻る。
【００５１】
〔第１実施形態の空調運転モード決定制御〕
次に、本実施形態のＥＣＵ１０による空調運転モード決定制御を図１ないし図５に基づいて説明する。ここで、図５はＥＣＵ１０による空調運転モード決定制御を示したサブルーチンである。
【００５２】
先ず、ＤＥＦスイッチ５８が押されたか否かを判断する（ステップＳ２１）。この判断結果がＮＯの場合には、図４のフローチャートのステップＳ５で算出された目標吹出温度ＴＡＯと外気温センサ４２で検出した外気温度ＴＡＭに応じた空調運転モードを選択する（ステップＳ２２）。その後に、図５のサブルーチンを抜ける。
【００５３】
また、ステップＳ３１の判断結果がＹＥＳの場合には、外気温センサ４２で検出した外気温度ＴＡＭをエバポレータ２４に吸い込まれる空気の吸込温度Ｔｉｎとする（吸込温度検出手段：ステップＳ２３）。ここで、ＤＥＦ制御時には、吸込口モードは１００％外気導入モードのため、吸込温度Ｔｉｎとして外気温度ＴＡＭを使用する。
続いて、図４のステップＳ５で算出された目標吹出温度ＴＡＯ、外気温度ＴＡＭおよび吸込温度Ｔｉｎに応じた空調運転モードを選択する（ステップＳ２４）。その後に、図５のサブルーチンを抜ける。
【００５４】
ここで、操作パネル５０のＤＥＦスイッチ５８が押された場合には、ＥＣＵ１０は下記の表１に示したＤＥＦ制御を行う。表１はＤＥＦ制御の各空調機器（アクチュエータ）の作動状態を示す。
【表１】

【００５５】
なお、ＤＥＦ制御開始前に仮にマニュアルで内気循環設定スイッチ５７が押されて内気循環モードが指令されていたとしても１００％外気導入モードに固定してＤＥＦ制御を開始する。但し、ＤＥＦ制御の外気冷房モード時はオートエアコンの場合に必ず１００％外気導入モードに固定するが、マニュアルで内気循環設定スイッチ５７が押されて内気循環モードが指令されたらこれを受け付ける。
【００５６】
上記のＤＥＦ制御の空調運転モードの選択は後述したように成される。すなわち、下記の数２の式または数３の式に示された関係を満足する場合には、表１の▲１▼に示したように、ウォータポンプ８をＯＦＦし、冷凍サイクルを冷房サイクルに切り替える外気冷房モードを選択する。なお、（ＴＡＭ−１５℃）が（３℃）よりも高温の場合には数２の式を採用し、（ＴＡＭ−１５℃）が（３℃）よりも低温の場合には数３の式を採用する。
【数２】
ＴＡＯ≦ＴＡＭ−１５℃
【数３】
ＴＡＯ≦３℃
【００５７】
また、下記の数４の式に示された関係を満足する場合には、表１の▲２▼に示したように、ウォータポンプ８をＯＮし、冷凍サイクルを冷房サイクルに切り替える除湿冷房モードを選択する。
【数４】
ＴＡＭ−１５℃＜ＴＡＯ≦Ｔｉｎ
【００５８】
そして、下記の数５の式に示された関係を満足する場合には、表１の▲３▼に示したように、ウォータポンプ８をＯＮし、冷凍サイクルを除湿サイクルに切り替える除湿暖房モードを選択する。
【数５】
ＴＡＯ＞Ｔｉｎ
【００５９】
〔第１実施形態のＤＥＦ制御時の吹出温度制御〕
次に、本実施形態のＥＣＵ１０によるＤＥＦ制御時の吹出温度制御を図１ないし図６に基づいて説明する。ここで、図６はＥＣＵ１０によるＤＥＦ制御時の吹出温度制御（冷媒圧縮機の回転速度制御）を示したサブルーチンである。
【００６０】
先ず、ＤＥＦスイッチ５８が押されたか否かを判断する（ステップＳ３１）。
この判断結果がＮＯの場合には、図６のサブルーチンを抜ける。
また、ステップＳ３１の判断結果がＹＥＳの場合には、空調運転モードとして除湿暖房モードが選択されているか否かを判断する（ステップＳ３２）。この判断結果がＹＥＳの場合には、温水式ヒータ６を通過する空気の風量Ｖ（ｍ³ ／ｈ）から温度効率φを決定する（温度効率決定手段：ステップＳ３３）。ここでは、遠心式送風機の運転状態によって求めた遠心式送風機の風量Ｖと温度効率φとの特性図（図示せず）に基づいて温度効率φを算出する。
【００６１】
続いて、目標温水温度ＴＷＯを後述の方法で決定する（目標熱媒体温度決定手段：ステップＳ３４）。すなわち、エバ後温度センサ４５で検出したエバ後温度ＴＥ、図４のフローチャートのステップＳ５で決定した目標吹出温度ＴＡＯ、およびステップＳ２１で決定した温度効率φから目標温水温度ＴＷＯを下記の数６の式に基づいて算出する。
【数６】
ＴＷＯ＝（ＴＡＯ−ＴＥ）／φ＋ＴＥ
【００６２】
続いて、目標温水温度ＴＷＯと水温センサ４６で検出した温水式ヒータ６の入口水温（以下温水温度と言う）ＴＷとの温度偏差に基づいて、冷媒圧縮機２０の目標回転速度を決定する（目標回転速度決定手段：ステップＳ３５）。その後に、図６のサブルーチンを抜ける。そして、図４のフローチャートのステップＳ１１では、エバ後温度センサ４５で検出したエバ後温度ＴＥを凍結限界温度（着霜限界温度、例えば２℃）保ちながら、車室内に吹き出す実際の吹出温度ＴＡが目標吹出温度ＴＡＯになるように、冷媒圧縮機２０の回転速度が、目標温水温度ＴＷＯと温水温度ＴＷとの温度偏差に応じて制御される（ＴＷＯ制御）。
【００６３】
ここで、図６のサブルーチンのステップＳ３４で決定される目標温水温度ＴＷＯを、例えばＤＥＦ吹出口１１よりフロント窓ガラスの内面に向けて吹き出す空気の吹出温度と関連させておけば、温度設定スイッチ５１等により乗員が希望する吹出温度を設定するのみで、フロント窓ガラスの内面へ吹き出す空気の吹出温度が乗員の希望に合った温度に到達する。
【００６４】
また、ステップＳ３２の判断結果がＮＯの場合には、空調運転モードとして除湿冷房モードが選択されているか否かを判断する（ステップＳ３６）。この判断結果がＹＥＳの場合には、Ａ／Ｍダンパ１９の目標ダンパ開度（ＳＷ）が０（％）であるか否かを判断する（ステップＳ３７）。この判断結果がＮＯの場合には、前述の方法で、温水式ヒータ６を通過する空気の風量Ｖ（ｍ³ ／ｈ）から温度効率φを決定する（温度効率決定手段：ステップＳ３８）。
【００６５】
続いて、下記の数７の式に基づいて２個のＡ／Ｍダンパ１９の目標ダンパ開度（ＳＷ）を算出する（ステップＳ３９）。
【数７】
ＳＷ＝｛（ＴＡＯ−ＴＥ）／φ（ＴＷ−ＴＥ）｝×１００（％）
ここで、ＳＷはＭＡＸＣＯＯＬ（全閉）を０（％）とし、ＭＡＸＨＯＴ（全開）を１００（％）とする。
【００６６】
続いて、エバ後温度センサ４５で検出したエバ後温度ＴＥが凍結限界温度（例えば２℃）付近に接近するように冷媒圧縮機２０の目標回転速度を決定する（ステップＳ４０）。その後に、図６のサブルーチンを抜ける。そして、図４のフローチャートのステップＳ１１では、エバ後温度センサ４５で検出したエバ後温度ＴＥを凍結限界温度（例えば２℃）に保ちながら冷媒圧縮機２０の回転速度が制御されると共に、車室内に吹き出す実際の吹出温度ＴＡが目標吹出温度ＴＡＯになるように、Ａ／Ｍダンパ１９の目標ダンパ開度（ＳＷ）が、目標吹出温度ＴＡＯとエバ後温度ＴＥと温水温度ＴＷに応じて制御される（Ａ／Ｍダンパ制御）。
【００６７】
また、ステップＳ３６の判断結果がＮＯの場合、ステップＳ３７の判断結果がＹＥＳの場合には、空調運転モードとして外気冷房モードが選択されているので、エバ後温度センサ４５で検出するエバ後温度ＴＥが目標吹出温度ＴＡＯに一致（ＴＥ＝ＴＡＯ）するように、冷媒圧縮機２０の目標回転速度を決定する（ステップＳ４１）。その後に、図６のサブルーチンを抜ける。そして、図４のフローチャートのステップＳ１１では、エバ後温度センサ４５で検出するエバ後温度ＴＥが目標吹出温度ＴＡＯに一致するように、冷媒圧縮機２０の回転速度が、目標吹出温度ＴＡＯに応じて制御される（ＴＥ＝ＴＡＯ制御）。
【００６８】
〔第１実施形態のＤＥＦ制御〕
次に、本実施形態のＥＣＵ１０によるＤＥＦ制御時の各アクチュエータの作動を図１ないし図７に基づいて説明する。
【００６９】
（外気冷房モード）
乗員がＤＥＦスイッチ５８を押してフロント窓ガラスの曇りの除去を希望した時に、空調運転モードとして外気冷房モードが選択された場合には、ウォータポンプ８がＯＦＦされ、冷媒圧縮機２０がＯＮされ、２個のＡ／Ｍダンパ１９がＭＡＸＣＯＯＬに固定され、電磁弁ＶＣがＯＮされ、電磁弁ＶＨ、ＶＤがＯＦＦされる。このとき、吸込口モードは外気導入モードに設定され、吹出口モードはＤＥＦモードに設定される。
【００７０】
したがって、冷媒圧縮機２０の吐出口より吐出された冷媒は、冷房サイクル（矢印Ｃ方向）を流れ、冷媒圧縮機２０→ブライン冷媒熱交換器７（単に冷媒通路として使用）→電磁弁ＶＣ→室外熱交換器２３→第２減圧手段２２→エバポレータ２４→アキュームレータ２５→冷媒圧縮機２０のように循環する。このとき、外気吸込口４から空調ダクト２内に吸い込まれた外気は、エバポレータ２４を通過する際に冷却除湿されて低湿度の空気となって、温水式ヒータ６を迂回した後に、ＤＥＦ吹出口１１よりフロント窓ガラスの内面に向けて吹き出される。これにより、フロント窓ガラスの防曇性能も十分得られると共に、電動式のウォータポンプ８の作動を止めることができるので省動力および省消費電力となり、電気自動車の走行距離も延びる。
【００７１】
（除湿冷房モード）
乗員がＤＥＦスイッチ５８を押してフロント窓ガラスの曇りの除去を希望した時に、空調運転モードとして除湿冷房モードが選択された場合には、ウォータポンプ８および冷媒圧縮機２０がＯＮされ、目標吹出温度ＴＡＯやエバ後温度ＴＥ等に応じて２個のＡ／Ｍダンパ１９がＭＡＸＨＯＴ〜ＭＡＸＣＯＯＬ間で可変され、電磁弁ＶＣがＯＮされ、電磁弁ＶＨ、ＶＤがＯＦＦされる。このときも、吸込口モードは外気導入モードに固定され、吹出口モードはＤＥＦモードに固定される。
【００７２】
したがって、冷媒圧縮機２０の吐出口より吐出された冷媒は、冷房サイクル（矢印Ｃ方向）を流れ、ブライン冷媒熱交換器７→電磁弁ＶＣ→室外熱交換器２３→第２減圧手段２２→エバポレータ２４→アキュームレータ２５→冷媒圧縮機２０のように循環する。一方、ブライン冷媒熱交換器７で冷媒の凝縮熱によって加熱された温水は、同様に温水式ヒータ６に循環される。このとき、外気吸込口４から空調ダクト２内に吸い込まれた外気は、エバポレータ２４を通過する際に冷却除湿されて低湿度の空気となる。そして、エバポレータ２４を通過した空気は、Ａ／Ｍダンパ１９の開度に応じて温水式ヒータ６を通過し再加熱された後に、ＤＥＦ吹出口１１よりフロント窓ガラスの内面に向けて吹き出される。これにより、フロント窓ガラスの曇りが除去される。
【００７３】
ここで、除湿冷房モード時には室外熱交換器２３が凝縮器として運転される。また、同様に、電気自動車が走行中であれば走行風も室外熱交換器２３に吹き付けられるので、ブライン冷媒熱交換器７での冷媒の放熱量よりも室外熱交換器２３での冷媒の放熱量が多くなり、ブライン冷媒熱交換器７での冷媒から温水に与えられる熱量が少なくなる。したがって、空調ダクト２内に吸い込まれた外気はエバポレータ２４で冷却除湿された後に温水式ヒータ６を通過する際に再加熱される量が小さくなる。このため、除湿暖房モードの目標吹出温度ＴＡＯよりも低い温度が算出される、除湿冷房モード時の目標吹出温度ＴＡＯを作り易くなり、車室内が冷房気味除湿される。
【００７４】
（除湿暖房モード）
乗員がＤＥＦスイッチ５８を押してフロント窓ガラスの曇りの除去を希望した時に、空調運転モードとして除湿暖房モードが選択された場合には、ウォータポンプ８および冷媒圧縮機２０がＯＮされ、２個のＡ／Ｍダンパ１９がＭＡＸＨＯＴに固定され、電磁弁ＶＣがＯＦＦされ、電磁弁ＶＨ、ＶＤがエバ後温度ＴＥに応じてＯＮ−ＯＦＦ制御される。このとき、吸込口モードは外気導入モードに固定され、吹出口モードはＤＥＦモードに固定される。
【００７５】
１）第１除湿暖房モード
エバ後温度ＴＥが凍結限界温度（例えば２℃）よりも高温の第１所定温度（例えば２．５℃）以上の場合には、図７の特性図に示したように、電磁弁ＶＨがＯＦＦされ、電磁弁ＶＤがＯＮされることによって、エバポレータ２４を蒸発器として単独運転する第１除湿暖房モードに設定される。したがって、冷媒圧縮機２０の吐出口より吐出された冷媒は、除湿サイクル（矢印Ｄ方向）を流れ、ブライン冷媒熱交換器７→第１減圧手段２１→電磁弁ＶＤ→エバポレータ２４→アキュームレータ２５→冷媒圧縮機２０のように循環する。一方、ブライン冷媒熱交換器７を通過する際に冷媒の凝縮熱によって加熱された温水は、エバポレータ２４の風下側に配置された温水式ヒータ６に循環される。
【００７６】
このとき、外気吸込口４から空調ダクト２内に吸い込まれた外気は、エバポレータ２４を通過する際に冷却除湿されて低湿度の空気となる。そして、エバポレータ２４を通過した全ての空気は、温水式ヒータ６を通過する際に再加熱された後に、ＤＥＦ吹出口１１よりフロント窓ガラスの内面に向けて吹き出される。これによりフロント窓ガラスの曇りが除去されると共に、車室内が暖房気味除湿される。さらに、室外熱交換器２３を蒸発器として運転しないため、室外熱交換器２３の除霜を行うこともできる。
【００７７】
２）第２除湿暖房モード
エバ後温度ＴＥが第１所定温度と第２所定温度との間の温度（例えば１．５℃〜２．５℃）の場合には、図７の特性図に示したように、電磁弁ＶＨ、ＶＤが共にＯＮされることによって、室外熱交換器２３とエバポレータ２４とを並列して蒸発器として運転する第２除湿暖房モードに設定される。したがって、冷媒圧縮機２０の吐出口より吐出された冷媒は、除湿暖房サイクル（図１において矢印Ｈ・Ｄの経路）を冷媒が流れ、ブライン冷媒熱交換器７→第１減圧手段２１を通過した後に、室外熱交換器２３→電磁弁ＶＨを通るものと、電磁弁ＶＤ→エバポレータ２４を通るものとに分かれる。一方、ブライン冷媒熱交換器７で冷媒の凝縮熱によって加熱された温水は温水式ヒータ６に循環される。
【００７８】
このとき、外気吸込口４から空調ダクト２内に吸い込まれた外気は、エバポレータ２４を通過する際に冷却除湿されて低湿度の空気となる。そして、エバポレータ２４を通過した全ての空気は、温水式ヒータ６を通過する際に再加熱された後に、ＤＥＦ吹出口１１よりフロント窓ガラスの内面に向けて吹き出される。これにより、フロント窓ガラスの曇りが除去されると共に、車室内が暖房気味除湿される。
【００７９】
ここで、上述したように、第２除湿暖房モードでは、室外熱交換器２３がエバポレータ２４と並列して蒸発器として運転される。また、電気自動車が走行中であれば走行風も室外熱交換器２３に吹き付けられるので、エバポレータ２４よりも室外熱交換器２３の吸熱量が多くなることにより、空調ダクト２内に吸い込まれた外気からのエバポレータ２４内を通過する冷媒の吸熱量は少なくなる。さらに、ブライン冷媒熱交換器７での冷媒から温水に与えられる熱量は、エバポレータ２４を蒸発器として単独運転する第１除湿暖房モードと比較して、室外熱交換器２３を蒸発器として運転することによる吸熱量の増加分だけ上昇する。これにより、車室内の暖房能力が向上するので目標吹出温度ＴＡＯを作り易くなる。
【００８０】
３）外気暖房モード
エバ後温度ＴＥが凍結限界温度（例えば２℃）よりも低温の第２所定温度（例えば１．５℃）以下の場合には、電磁弁ＶＨがＯＮされ、電磁弁ＶＤがＯＦＦされることによって、室外熱交換器２３を蒸発器として単独運転する外気暖房モードに設定される。したがって、冷媒圧縮機２０の吐出口より吐出された冷媒は、暖房サイクル（矢印Ｈ方向）を流れ、ブライン冷媒熱交換器７→第１減圧手段２１→室外熱交換器２３→電磁弁ＶＨ→アキュームレータ２５→冷媒圧縮機２０のように循環する。一方、ブライン冷媒熱交換器７で冷媒の凝縮熱によって加熱された温水が温水式ヒータ６に循環する。
【００８１】
そして、外気吸込口４から空調ダクト２内に吸い込まれた外気は、エバポレータ２４を通過する際にエバポレータ２４の表面に付着した霜を解かして、温水式ヒータ６を通過する際に加熱された後に、ＤＥＦ吹出口１１よりフロント窓ガラスの内面に向けて吹き出される。これにより、フロント窓ガラスの曇りが除去されると共に、外気温度ＴＡＭ（吸込温度Ｔｉｎ）が低温でもエバポレータ２４の着霜（フロスト）を抑えられ、且つ車室内を外気暖房できる。ここで、外気温度ＴＡＭ（吸込温度Ｔｉｎ）が例えば０℃以下に低下した場合には、冷媒圧縮機２０をＯＦＦして燃焼式ヒータ９をＨｉ−Ｌｏ運転制御する。
【００８２】
〔第１実施形態の効果〕
以上のように、本実施形態では、フロント窓ガラスの曇りを除去するために、乗員が除湿暖房モードを希望した時に、除湿暖房モードによるＤＥＦ制御の初期の段階で外気温度ＴＡＭが８℃以上の場合には、エバ後温度ＴＥは８℃以上となり、第１除湿暖房モードが選択される。このとき、エアコンユニット１では、エバ後温度ＴＥを凍結限界温度（例えば２℃）に保ちながら、目標吹出温度ＴＡＯとなるように冷媒圧縮機２０の回転速度を目標温水温度ＴＷＯに応じて制御することにより、エバ後温度ＴＥが２℃まで低下する。これにより、エバ後温度ＴＥが２．５℃以下に低下した場合には、第２除湿暖房モードが選択される。
【００８３】
また、除湿暖房モードによるＤＥＦ制御の初期の段階で外気温度ＴＡＭが５℃〜８℃の場合には、エバ後温度ＴＥを２℃に保ちながら、目標吹出温度ＴＡＯとなるように冷媒圧縮機２０の回転速度を目標温水温度ＴＷＯに応じて制御しようとしても、エバポレータ２４での冷媒の吸熱量が少ないため、温水式ヒータ６で十分なリヒート量をとることができず、目標吹出温度ＴＡＯが得られない。このため、エバ後温度ＴＥが２℃よりも低下しようとするが、エバ後温度ＴＥが２．５℃以下に低下した場合には、第２除湿暖房モードが選択されることによって、室外熱交換器２３で冷媒が吸熱することができるので、エバ後温度ＴＥを２℃に保ちながら、目標吹出温度ＴＡＯを作ることができる。
【００８４】
そして、エバポレータ２４に吸い込まれる外気温度ＴＡＭが２℃〜５℃の場合には、一旦エバポレータ２４で冷却除湿してから温水式ヒータ６でリヒート（再加熱）して目標吹出温度ＴＡＯを得ることが困難であるため、この場合には、エバ後温度ＴＥが２℃よりも低下してエバポレータ２４がフロストする可能性がある。そこで、本実施形態では、エバ後温度ＴＥが１．５℃以下に低下した場合には、第２除湿暖房モードから外気暖房モードに切り替えて、低湿度の外気導入による除湿を行うようにすることにより、エバポレータ２４のフロストを防止している。
【００８５】
したがって、エバ後温度ＴＥを凍結限界温度に保ちながら、目標吹出温度ＴＡＯとなるように冷媒圧縮機２０の回転速度を目標温水温度ＴＷＯに応じて制御することにより、外気温度ＴＡＭに応じて除湿暖房モードと外気暖房モードとを選択するものと比較して、エバポレータ２４が着霜する限界まで、第１除湿暖房モードまたは第２除湿暖房モードが継続され、外気暖房モードに切り替わらないので、フロント窓ガラスの曇りの除去を継続することができる。すなわち、エバポレータ２４の着霜（凍結）を抑えながらも連続的に除湿を行うことができる。
【００８６】
そして、ＤＥＦ吹出口１１より吹き出される空気の吹出温度は、設定吹出温度Ｔｓｅｔ、内気温度ＴＲ、外気温度ＴＡＭおよび日射量ＴＳ等を考慮した数１の式で求められる目標吹出温度ＴＡＯとなるように、冷媒圧縮機２０の回転速度を目標温水温度ＴＷＯに応じて制御（ＴＷＯ制御）しているので、エンジン搭載車用オートエアコンの空調制御方法を、この電気自動車用空気調和装置に適用することができる。
【００８７】
さらに、冷媒圧縮機２０として電動式の冷媒圧縮機を利用し、冷媒圧縮機２０を駆動電源としてのエアコン用インバータ３０によって通電制御することにより、冷媒圧縮機２０より吐出される冷媒の吐出量の変更、つまり温水式ヒータ６でのリヒート量、およびエバポレータ２４での冷却量を容易に調節することができる。したがって、冷媒圧縮機２０の回転速度を変更するだけで、車室内に吹き出す空気の吹出温度を目標吹出温度ＴＡＯに略一致させることができる。
【００８８】
〔第１比較例の構成〕
図８は本発明の第１実施形態に対する第１比較例を示したもので、電気自動車用空気調和装置の全体構成を示した図である。
【００８９】
本実施形態に対する第１比較例の冷凍サイクルは、回転速度がインバータ制御される冷媒圧縮機２０、この冷媒圧縮機２０の吐出口より吐出された冷媒が流入するコンデンサ７１、このコンデンサ７１より流出冷媒を減圧する第１、第２減圧手段２１、２２よりなる減圧手段、空調ダクト２外に設置された室外熱交換器２３、空調ダクト２内に設置されたエバポレータ２４、気液分離するアキュームレータ２５、冷凍サイクル中の冷媒の流れ方向を切り替える電磁弁ＶＣ、ＶＨ、ＶＤよりなる循環回路切替手段、およびこれらを環状に接続する冷媒配管等から構成されている。
【００９０】
コンデンサ７１は、空調ダクト２内においてエバポレータ２４よりも下流側に設置され、内部を流れる冷媒の凝縮熱によって通過する空気を加熱する凝縮器である。コンデンサ７１には、コンデンサ７１を通過する空気量（温風量）とコンデンサ７１を迂回する空気量（冷風量）とを調節して車室内へ吹き出す空気の吹出温度を調整する空気量調節手段としての２個のエアミックス（Ａ／Ｍ）ダンパ７２が回転自在に支持されている。これらのＡ／Ｍダンパ７２は、ステッピングモータやサーボモータ等のアクチュエータ（図示せず）により駆動される。
【００９１】
ここで、本実施形態に対する第１比較例では、ＤＥＦ制御時に、冷凍サイクルを除湿冷房サイクルにて運転する除湿冷房モードと、冷凍サイクルを除湿サイクル、除湿暖房サイクルまたは暖房サイクルにて運転する除湿暖房モードとが選択される。なお、冷房サイクルとして、冷媒圧縮機２０の吐出口より吐出された冷媒をコンデンサ７１を迂回させて電磁弁ＶＣを経て室外熱交換器２３に直接流入させることのできる冷媒流路を設ければ、第１実施形態の除湿モード時の外気冷房モードと同じ作用効果を得ることができる。そして、本実施形態に対する第１比較例でも、ＤＥＦスイッチ５８が押されて車室内の除湿（特にフロント窓ガラスの曇りの除去）を希望している場合に、エバ後温度ＴＥに応じて除湿暖房モードと外気暖房モードとを選択するようにしている。
【００９２】
〔他の実施形態〕
本実施形態では、除湿モード設定手段としてのＤＥＦスイッチ５８を押してＤＥＦ制御（除湿モード制御）を実行する際にのみ本発明の制御方法を利用したが、除湿モード設定手段としてモード設定スイッチ５５を押して吹出口モードとしてＦＯＯＴモードまたはＦ／Ｄモードを選択した際に本発明の制御方法を利用しても良い。
【００９３】
本実施形態では、目標吹出温度決定手段として、設定吹出温度Ｔｓｅｔ、内気温度ＴＲ、外気温度ＴＡＭおよび日射量ＴＳに基づいて目標吹出温度ＴＡＯを算出するようにしているが、目標吹出温度決定手段として、設定吹出温度Ｔｓｅｔ、内気温度ＴＲ、外気温度ＴＡＭおよび外気湿度に基づいて目標吹出温度ＴＡＯを算出するようにしても良い。また、エバポレータ２４に吸い込む空気の吸込温度を目標吹出温度ＴＡＯに考慮しても良い。
【００９４】
本実施形態では、蒸発器温度検出手段としてエバポレータ２４を通過した直後の空気温度を検出するエバ後温度センサ４５を用いたが、蒸発器温度検出手段としてエバポレータ（第２室内熱交換器）２４の表面温度（フィン温度）や蒸発温度を検出する温度センサを用いても良い。
本実施形態では、凍結限界温度（着霜限界温度）を２℃に設定し、第１所定温度を２．５℃に設定し、第２所定温度を１．５℃に設定したが、着霜限界温度を２℃〜４℃のいずれかの温度に設定して第１所定温度と第２所定温度とを着霜限界温度に合わせて０．５℃〜１．５℃の範囲で変更しても良い。
【００９５】
本実施形態では、温水温度ＴＷとして水温センサ４６で検出する温水式ヒータ６の入口水温を用いたが、温水温度ＴＷとして水温センサ４８で検出する燃焼式ヒータ９の出口水温を用いても良い。なお、ブラインサイクルのいずれの箇所の水温を温水温度ＴＷとして読み込んでも良い。
本実施形態では、除湿冷房モード時に、Ａ／Ｍダンパ１９の開度を調節して車室内に吹き出す空気の吹出温度を調整するエアミックス温度コントロール方式を利用したが、除湿冷房モード時に、温水式ヒータ６に流入する温水量を調節して車室内に吹き出す空気の吹出温度を調整するリヒート式温度コントロールを利用しても良い。
【００９６】
そして、第２除湿暖房モード時に、冷媒圧縮機２０→ブライン冷媒熱交換器７またはコンデンサ７１→第１減圧手段２１→室外熱交換器２３→エバポレータ２４→冷媒圧縮機２０のように冷媒が循環する除湿暖房サイクルが形成できるように冷凍サイクルを変更しても良い。すなわち、第２除湿暖房モード時に、室外熱交換器２３とエバポレータ２４とを直列に蒸発器として運転する除湿暖房サイクルが形成できるように冷凍サイクルを変更しても良い。
【００９７】
そして、図１に示したブラインサイクルに、ラジエータ等の放熱装置、電動器具の排熱を回収する排気回収器や電気ヒータ等の補助加熱装置、流路切替弁等の付属装置を追加しても良い。さらに、減圧手段として、温度自動膨張弁、電動式の膨張弁、オリフィス等の減圧手段を用いても良いが、安価で、故障のないキャピラリチューブやオリフィス等の固定絞りを用いることが望ましい。そして、気液分離器として、レシーバ（受液器）を使用しても良い。このレシーバの接続箇所は、ブライン冷媒熱交換器７と第１減圧手段２１との間に接続するか、あるいは室外熱交換器２３と第２減圧手段２２との間に接続する。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気自動車用空気調和装置の全体構成を示した模式図である（第１実施形態）。
【図２】電気自動車用空気調和装置の制御系を示したブロック図である（第１実施形態）。
【図３】操作パネルを示した正面図である（第１実施形態）。
【図４】ＥＣＵによる主要な制御処理を示したフローチャートである（第１実施形態）。
【図５】空調運転モード決定制御を示したサブルーチンである（第１実施形態）。
【図６】ＤＥＦ制御時の吹出温度制御を示したサブルーチンである（第１実施形態）。
【図７】除湿暖房モードと外気暖房モードとの選択条件を示した特性図である（第１実施形態）。
【図８】 電気自動車用空気調和装置の全体構成を示した模式図である（第１比較例）。
【符号の説明】
１ エアコンユニット
２ 空調ダクト
６ 温水式ヒータ（加熱用室内熱交換器、第１室内熱交換器）
７ ブライン冷媒熱交換器（冷媒熱媒体熱交換器）
８ ウォータポンプ（熱媒体循環手段）
９ 燃焼式ヒータ
１０ ＥＣＵ（空調制御装置、目標吹出温度決定手段、目標熱媒体温度決定手段）
２０ 冷媒圧縮機
２１ 第１減圧手段
２２ 第２減圧手段
２３ 室外熱交換器
２４ エバポレータ（冷却用室内熱交換器、第２室内熱交換器）
３０ エアコン用インバータ（回転速度制御手段）
４１ 内気温センサ（内気温度検出手段）
４２ 外気温センサ（外気温度検出手段）
４５ エバ後温度センサ（蒸発器温度検出手段）
５０ 操作パネル
５１ 温度設定スイッチ（吹出温度設定手段）
５８ ＤＥＦスイッチ（除湿モード設定手段）
ＶＣ 電磁弁（循環回路切替手段）
ＶＨ 電磁弁（循環回路切替手段）
ＶＤ 電磁弁（循環回路切替手段）

Claims (5)

1. （ａ）電気自動車の車室内へ向かって空気を送るためのダクトと、
   （ｂ）このダクト内において車室内へ送風する送風機と、
   （ｃ）吸入した冷媒を圧縮する冷媒圧縮機、前記冷媒圧縮機より吐出された冷媒と熱媒体とを熱交換させて冷媒を凝縮させる凝縮器として運転される冷媒熱媒体熱交換器、この冷媒熱媒体熱交換器より流入した冷媒を減圧する減圧手段、この減圧手段で減圧された冷媒を外気との熱交換により蒸発させる蒸発器として運転される室外熱交換器、前記減圧手段より流入した冷媒を蒸発させる蒸発器として運転される冷却用室内熱交換器を有する冷凍サイクルと、
   （ｄ）前記冷媒熱媒体熱交換器、前記冷媒熱媒体熱交換器より流入する熱媒体により前記ダクト内の空気を加熱する加熱用室内熱交換器、および前記冷媒熱媒体熱交換器と前記加熱用室内熱交換器との間で熱媒体を循環させる熱媒体循環手段を有するブラインサイクルと、
   （ｅ）車室内の除湿を希望する除湿モード設定手段と、
   （ｆ）この除湿モード設定手段により車室内の除湿が希望されている時に、吸込口モードを外気導入モードに切り替える吸込口切替手段と、
   （ｇ）前記除湿モード設定手段により車室内の除湿が希望されている時に、吹出口モードをデフロスタモードに切り替える吹出口切替ドアと、
   （ｈ）前記冷却用室内熱交換器の温度を検出する蒸発器温度検出手段と、
   （ｉ）前記冷媒圧縮機より吐出される冷媒の吐出量を変化させて前記冷凍サイクル内を循環する冷媒の流量を調節することにより前記加熱用室内熱交換器の加熱能力や前記冷却用室内熱交換器の除湿能力を制御する空調制御装置と
   を備えた電気自動車用空気調和装置において、
   前記冷凍サイクルは、
   前記冷媒圧縮機より吐出された冷媒を、前記冷媒熱媒体熱交換器、前記減圧手段、前記冷却用室内熱交換器の順に流して前記冷媒圧縮機に戻し、前記冷却用室内熱交換器を蒸発器として単独運転する第１除湿暖房モード用循環回路と、
   前記冷媒圧縮機より吐出された冷媒を、前記冷媒熱媒体熱交換器、前記減圧手段、前記室外熱交換器または前記冷却用室内熱交換器の順に流して前記冷媒圧縮機に戻し、前記室外熱交換器と前記冷却用室内熱交換器とを並列または直列して蒸発器として運転する第２除湿暖房モード用循環回路と、
   前記冷媒圧縮機より吐出された冷媒を、前記冷媒熱媒体熱交換器、前記減圧手段、前記室外熱交換器の順に流して前記冷媒圧縮機に戻す外気暖房モード用循環回路と、
   少なくとも前記第１除湿暖房モード用循環回路、前記第２除湿暖房モード用循環回路または前記外気暖房モード用循環回路のいずれかの循環回路に切り替える循環回路切替手段とを備え、
   前記ブラインサイクルは、前記冷媒熱媒体熱交換器だけでは十分に熱媒体を加熱できない時に前記ブラインサイクル内を循環する熱媒体を加熱する燃焼式ヒータを備え、
   前記空調制御装置は、前記除湿モード設定手段により車室内の除湿が希望されている時に、
   前記蒸発器温度検出手段で検出した前記冷却用室内熱交換器の温度が、前記冷却用室内熱交換器の着霜限界温度よりも高温の第１所定温度以上の場合は、前記第１除湿暖房モード用循環回路に切り替えるように前記循環回路切替手段を制御し、
   前記蒸発器温度検出手段で検出した前記冷却用室内熱交換器の温度が前記着霜限界温度よりも低温の第２所定温度以下の場合は、前記外気暖房モード用循環回路に切り替えるように前記循環回路切替手段を制御し、
   前記蒸発器温度検出手段で検出した前記冷却用室内熱交換器の温度が前記第１所定温度と前記第２所定温度との間の温度の場合は、前記第２除湿暖房モード用循環回路に切り替えるように前記循環回路切替手段を制御することを特徴とする電気自動車用空気調和装置。
2. 請求項１に記載の電気自動車用空気調和装置において、
   前記冷媒熱媒体熱交換器は、車室外に設置され、
   前記室外熱交換器は、前記電気自動車が走行する際に生じる走行風を受け易い車室外に設置されていることを特徴とする電気自動車用空気調和装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の電気自動車用空気調和装置において、
   前記冷媒圧縮機は、駆動モータにより回転駆動される電動式の冷媒圧縮機であって、前記駆動モータの回転速度を制御する回転速度制御手段としてのインバータを備えていることを特徴とする車両用空気調和装置。
4. 請求項３に記載の電気自動車用空気調和装置において、
   前記冷媒熱媒体熱交換器は、前記ダクト外に配設されたブライン冷媒熱交換器であって、
   前記加熱用室内熱交換器は、前記ダクト内に配設された第１室内熱交換器であって、
   前記冷却用室内熱交換器は、前記ダクト内において前記第１室内熱交換器よりも空気の流れ方向の上流側に配設された第２室内熱交換器であることを特徴とする車両用空気調和装置。
5. 請求項４に記載の電気自動車用空気調和装置において、
   前記空調制御装置は、車室内に吹き出す空気の吹出温度を所望の吹出温度に設定する吹出温度設定手段、およびこの吹出温度設定手段で設定された設定吹出温度に基づいて車室内に吹き出す空気の目標吹出温度を決定する目標吹出温度決定手段、前記目標吹出温度決定手段で決定した目標吹出温度に基づいて目標熱媒体温度を決定する目標熱媒体温度決定手段を有し、
   前記蒸発器温度検出手段で検出する前記第２室内熱交換器の温度を前記着霜限界温度に保ちながら、前記目標吹出温度決定手段で決定した目標吹出温度となるように前記冷媒圧縮機の回転速度を前記目標熱媒体温度決定手段で決定した目標熱媒体温度に応じて制御することを特徴とする電気自動車用空気調和装置。

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