JP5888126B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルにて車室内へ送風される送風空気の温度を調整する車両用空調装置に関する。

従来、特許文献１に、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蒸気圧縮式の冷凍サイクルを備える車両用空調装置が開示されている。この特許文献１の車両用空調装置では、空調負荷に応じて冷凍サイクルの電動圧縮機が消費する消費電力の上限値を決定して、冷凍サイクルの成績係数（ＣＯＰ）が不必要に悪化してしまうことを抑制している。

より詳細には、特許文献１の車両用空調装置では、空調負荷が高くなるに伴って電動圧縮機の消費電力の上限値を上昇させるように決定している。これにより、冷凍サイクルのＣＯＰを所定値以上に確保しながら、空調負荷が高くなった場合に、冷凍サイクルの送風空気の冷却能力あるいは加熱能力を増加させて、車室内の速やかな冷房あるいは暖房を実現しようとしている。

特開平９−１８８１２１号公報

しかしながら、特許文献１の車両用空調装置では、室外空気温度（外気温）、乗員によって設定された設定温度から室内空気温度（内気温）を減算した偏差、あるいは、外気温および設定温度といったパラメータを用いて空調負荷に対応した判定基準値を決定しているだけなので、電動圧縮機の消費電力の上限値を決定する際に空調負荷を適切に判断することが難しい。

例えば、特許文献１の車両用空調装置では、空調負荷に対応した判定基準値を決定する際に、空調負荷に影響を及ぼす日射量が考慮されていないため、日射量が多い時に車室内の速やかな冷房を実現できず、空調フィーリングが悪化してしまう。また、複数のパラメータを用いて空調負荷に対応した判定基準値を決定するためには、制御マップを作成するための評価が煩雑になるとともに、制御プログラム自体の複雑化が懸念される。

上記点に鑑み、本発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルにて車室内へ送風される送風空気の温度を調整する車両用空調装置において、空調フィーリングの悪化を招くことなく冷凍サイクルの成績係数の悪化を抑制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、車室内へ送風される送風空気の温度を調整する蒸気圧縮式の冷凍サイクル（１０）を有する車両用空調装置であって、
車室内へ吹き出される送風空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定する目標吹出温度決定手段（Ｓ４）と、駆動用エネルギを供給されることによって車室内の空調を行うために作動する空調用構成機器（１１、１２、２０ａ、１６ａ、３２、６２〜６４）と、空調用構成機器（１１…６４）に供給される駆動用エネルギの上限値を決定する上限値決定手段（Ｓ１１４）とを備え、
空調用構成機器（１１…６４）として、少なくとも冷凍サイクル（１０）にて冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）が含まれており、上限値決定手段（Ｓ１１４）は、少なくとも目標吹出温度決定手段（Ｓ４）によって決定された目標吹出温度（ＴＡＯ）を用いて上限値（ＶＡＭＡＸ）を決定するものであり、
さらに、目標吹出温度（ＴＡＯ）および上限値（ＶＡＭＡＸ）に基づいて圧縮機（１１）の作動を制御する圧縮機制御手段（５０ａ）を備え、
上限値決定手段（Ｓ１１４）は、目標吹出温度（ＴＡＯ）が予め定めた第１所定温度よりも上昇するに伴って上限値（ＶＡＭＡＸ）を上昇させるように決定し、さらに、目標吹出温度（ＴＡＯ）が予め定めた第２所定温度よりも低下するに伴って上限値（ＶＡＭＡＸ）を上昇させるように決定するものであることを特徴としている。

これによれば、上限値決定手段（Ｓ１１４）が、少なくとも冷凍サイクル（１０）の圧縮機（１１）を含む空調用構成機器（１１…６４）に供給される駆動用エネルギの上限値（ＶＡＭＡＸ）を決定するので、圧縮機（１１）の消費動力が不必要に上昇してしまうことを抑制できる。

この際、上限値決定手段（Ｓ１１４）が車室内へ吹き出される送風空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を用いて上限値（ＶＡＭＡＸ）を決定するので、空調負荷に応じて適切に上限値（ＶＡＭＡＸ）を決定することができる。その結果、空調フィーリングの悪化を招くことなく冷凍サイクル（１０）の成績係数（ＣＯＰ）の悪化を抑制できる。さらに、車両用空調装置全体として、不必要なエネルギ消費を抑制できる。

なお、冷凍サイクル（１０）の成績係数（ＣＯＰ）とは、冷凍サイクル（１０）にて発揮される冷凍能力を圧縮機（１１）の消費動力で除した値と定義される。

ここで、目標吹出温度（ＴＡＯ）は、車室内温度（Ｔｒ）を速やかに乗員の所望の目標温度（Ｔｓｅｔ）に近づけるための決定される値である。従って、目標吹出温度（ＴＡＯ）は、車室内温度（Ｔｒ）、車室外温度（Ｔａｍ）、車室内に照射される日射量（Ｔｓ）、乗員が所望する車室内の目標温度（Ｔｓｅｔ）等の空調負荷に相関を有するパラメータを用いて決定された値であることが望ましい。

また、目標吹出温度（ＴＡＯ）が比較的低い場合（例えば、１０℃以下）には、目標吹出温度（ＴＡＯ）が低下するに伴って車室内を冷房するための空調負荷が増加することになるので、上限値決定手段（Ｓ１１４）は目標吹出温度（ＴＡＯ）の低下に伴って上限値（ＶＡＭＡＸ）を上昇させればよい。

一方、目標吹出温度（ＴＡＯ）が比較的高い場合（例えば、５５℃以上）には、目標吹出温度（ＴＡＯ）が上昇するに伴って車室内を暖房するための空調負荷が増加することになるので、上限値決定手段（Ｓ１１４）は目標吹出温度（ＴＡＯ）の上昇に伴って上限値（ＶＡＭＡＸ）を上昇させればよい。
また、請求項２に記載の発明では、車室内へ送風される送風空気の温度を調整する蒸気圧縮式の冷凍サイクル（１０）を有する車両用空調装置であって、
車室内へ吹き出される送風空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定する目標吹出温度決定手段（Ｓ４）と、駆動用エネルギを供給されることによって車室内の空調を行うために作動する空調用構成機器（１１、１２、２０ａ、１６ａ、３２、６２〜６４）と、空調用構成機器（１１…６４）に供給される駆動用エネルギの上限値を決定する上限値決定手段（Ｓ１１４）とを備え、
空調用構成機器（１１…６４）として、少なくとも冷凍サイクル（１０）にて冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）が含まれており、上限値決定手段（Ｓ１１４）は、少なくとも目標吹出温度決定手段（Ｓ４）によって決定された目標吹出温度（ＴＡＯ）を用いて上限値（ＶＡＭＡＸ）を決定するものであり、
さらに、目標吹出温度（ＴＡＯ）および上限値（ＶＡＭＡＸ）に基づいて圧縮機（１１）の作動を制御する圧縮機制御手段（５０ａ）を備え、
上限値決定手段（Ｓ１１４）は、目標吹出温度（ＴＡＯ）と車室内温度（Ｔｒ）との差の絶対値の増加に伴って上限値を上昇させるように決定するものであることを特徴としている。
これによれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
また、請求項５に記載の発明では、車室内へ送風される送風空気の温度を調整する蒸気圧縮式の冷凍サイクル（１０）を有する車両用空調装置であって、
車室内へ吹き出される送風空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定する目標吹出温度決定手段（Ｓ４）と、駆動用エネルギを供給されることによって車室内の空調を行うために作動する空調用構成機器（１１、１２、２０ａ、１６ａ、３２、６２〜６４）と、空調用構成機器（１１…６４）に供給される駆動用エネルギの上限値を決定する上限値決定手段（Ｓ１１４）とを備え、
空調用構成機器（１１…６４）として、少なくとも冷凍サイクル（１０）にて冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）が含まれており、上限値決定手段（Ｓ１１４）は、少なくとも目標吹出温度決定手段（Ｓ４）によって決定された目標吹出温度（ＴＡＯ）を用いて上限値（ＶＡＭＡＸ）を決定するものであり、
圧縮機は、電力を供給されることによって冷媒を圧縮して吐出する電動圧縮機（１１）であり、駆動用エネルギは電気エネルギであり、
さらに、電動圧縮機（１１）の作動を制御する圧縮機制御手段（５０ａ）を備え、
圧縮機制御手段（５０ａ）は、上限値（ＶＡＭＡＸ）から実際に電動圧縮機（１１）へ供給されている電気エネルギ（ＶＡ）を減算した減算値（ＶＡＭＡＸ−ＶＡ）が、予め定めた第１所定減算値よりも増加するに伴って単位時間あたりの圧縮機（１１）の回転数の変化量（ΔＩＶＲＬＩＭＩＴ）を増加させ、さらに、減算値（ＶＡＭＡＸ−ＶＡ）が、予め定めた第２所定減算値よりも減少するに伴って単位時間あたりの圧縮機（１１）の回転数の変化量（ΔＩＶＲＬＩＭＩＴ）を増加させることを特徴としている。
これによれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

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実施形態の車両用空調装置の制御処理のうち、圧縮機の回転数を決定するためのフローチャートである。 第１実施形態の車両用空調装置の制御処理のうち、圧縮機へ供給される電力の上限値を決定する際の制御特性を示す説明図である。 第１実施形態の車両用空調装置の制御処理のうち、圧縮機の回転数の変化量を決定する際の制御特性を示す説明図である。 第２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）
以下、図面を用いて、本発明の第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Ｖに充電し、車両走行時にバッテリＶに蓄えられた電力を走行用電動モータへ供給して走行する。

さらに、本実施形態の電気自動車では、バッテリＶ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の各種電動式の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Ｖに蓄えられた電力を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。本実施形態の車両用空調装置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蒸気圧縮式の冷凍サイクル１０、冷凍サイクル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、冷凍サイクル１０は、送風空気を冷却して車室内を冷房する冷房モードにおける冷媒回路と送風空気を加熱して車室内を暖房する暖房モードにおける冷媒回路とを切替可能に構成されている。なお、図１では、冷房モードにおける冷媒の流れを破線矢印で示し、暖房モードにおける冷媒の流れを実線矢印で示している。

冷凍サイクル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四方弁１４および開閉弁２０ａ等を備えている。

また、この冷凍サイクル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、冷凍サイクル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、四方弁１２が接続されている。この四方弁１２は、冷房モードにおける冷媒回路と暖房モードにおける冷媒回路とを切り替える冷媒回路切替手段であって、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四方弁である。

具体的には、四方弁１２は、冷房モード時には図１の破線矢印で示すように圧縮機１１の吐出口側と室外熱交換器１６の冷媒入口側との間を接続する冷媒回路に切り替え、暖房モード時には図１の実線矢印で示すように圧縮機１１の吐出口側と室内凝縮器１３の冷媒入口側との間を接続する冷媒回路に切り替える。

なお、四方弁１２と室外熱交換器１６の冷媒入口側とを接続する冷媒通路には、四方弁１２側から室外熱交換器１６の冷媒入口側へ冷媒が流れることのみを許容する第１逆止弁１５ａが配置されており、室外熱交換器１６の冷媒入口側から四方弁１２側へ冷媒が逆流することが防止されている。

また、図１の実線矢印で示す冷媒回路のように、暖房モードにおける圧縮機１１の吐出口側には、四方弁１２を介して室内凝縮器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および第２逆止弁１５ｂ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。

また、第２逆止弁１５ｂは、暖房用固定絞り１４側から室外熱交換器１６側へ冷媒が流れることのみを許容している。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、冷房モード時に冷媒を減圧させる冷房用固定絞り１７を介して室内蒸発器１８の冷媒入口側が接続されている。冷房用固定絞り１７の基本的構成は暖房用固定絞り１４と同様である。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。

また、本実施形態の冷凍サイクル１０には、室外熱交換器１６から流出した冷媒を、冷房用固定絞り１７および室内蒸発器１８とを迂回させてアキュムレータ１９の冷媒入口側へ導くバイパス通路２０が設けられている。換言すると、このバイパス通路２０は、冷房用固定絞り１７の上流側と室内蒸発器１８の下流側とを接続するように設けられている。

さらに、バイパス通路２０には、バイパス通路２０を開閉する開閉弁２０ａが配置されている。この開閉弁２０ａは、四方弁１２とともに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電圧によって、その作動が制御される電磁弁である。具体的には、開閉弁２０ａは、冷房モード時には図１の破線矢印で示すようにバイパス通路２０を閉じ、暖房モード時には図１の実線矢印で示すようにバイパス通路２０を開く。

なお、開閉弁２０ａが開いた状態で冷媒がバイパス通路２０を通過する際に生じる圧力損失は、開閉弁２０ａが閉じた状態で冷媒が冷房用固定絞り１７および室内蒸発器１８を通過する際に生ずる圧力損失に対して極めて小さい。従って、開閉弁２０ａ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２０を介してアキュムレータ１９側へ流れる。

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。

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。

具体的には、本実施形態では、冷房モード時には図１の破線で示すように、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を迂回させて下流側へ流す冷房位置にエアミックスドア３４を変位させ、暖房モード時には図１の実線で示すように、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へ流入させる暖房位置にエアミックスドア３４を変位させる。

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を通過した送風空気あるいは室内凝縮器１３を迂回した送風空気を、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。

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、乗員が後述する操作パネル６０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６１、冷媒回路切替手段を構成する四方弁１２および開閉弁２０ａ、送風ファン１６ａ、送風機３２、各種電動アクチュエータ６２〜６４の作動を制御する。

つまり、本実施形態の圧縮機１１（インバータ６１）、四方弁１２、開閉弁２０ａ、送風ファン１６ａ、送風機３２、各種電動アクチュエータ６２〜６４は、空調制御装置５０を介してバッテリＶから駆動用エネルギ（電気エネルギ）を供給されることによって車室内の空調を行うために作動する空調用構成機器を構成している。

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、圧縮機１１の消費電力ＶＡを検出する電力計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。

さらに、空調制御装置５０の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル６０に設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。この操作パネル６０に設けられた各種空調操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置１の作動スイッチ、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切替スイッチ、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、車室内の目標温度Ｔｓｅｔを設定する目標温度設定手段としての車室内温度設定スイッチ６０ａ等がある。

なお、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、圧縮機１１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）が圧縮機制御手段５０ａを構成し、冷媒回路切替手段を構成する四方弁１２および開閉弁２０ａの作動を制御する構成が冷媒回路制御手段５０ｂを構成している。

次に、図３、図４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、操作パネル６０の作動スイッチが投入された状態で、オートスイッチが投入されるとスタートする。なお、図３、図４中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６０ａ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。

つまり、本実施形態の制御ステップＳ４は、車室内へ吹き出される送風空気の目標吹出温度ＴＡＯを決定する目標吹出温度決定手段を構成している。換言すると、本実施形態の目標吹出温度決定手段では、内気温Ｔｒ、外気温Ｔａｍ、日射量Ｔｓおよび目標温度Ｔｓｅｔを用いて目標吹出温度ＴＡＯを決定している。

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。

続くステップＳ５〜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Ｓ５では、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０のＲＯＭ内に記憶された制御マップを参照して、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。

具体的には、この制御マップでは、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）でブロワモータ電圧を最大値付近の高電圧にして、送風機３２の送風量が最大風量に近づくように制御する。さらに、目標吹出温度ＴＡＯが極低温域あるいは極高温域から中間温度域に向かうに伴って、ブロワモータ電圧を減少させて送風量を減少させるように制御する。

ステップＳ６では、吸込口モード、すなわち内外気切替装置３３の切替状態を決定する。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Ｓ７では、吹出口モードを決定する。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つれ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Ｓ８では、エアミックスドア３４の制御状態が決定される。前述の如く、本実施形態では、冷房モード時に室内蒸発器１８通過後の送風空気の全風量を室内凝縮器１３を迂回させるようにエアミックスドア３４を変位させ、暖房モード時に室内蒸発器１８通過後の送風空気の全風量を室内凝縮器１３へ流入させるようにエアミックスドア３４を変位させる。

ステップＳ９では、圧縮機１１の吐出冷媒温度Ｔｄ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送風ファン１６ａの稼働率、すなわち送風ファン１６ａの回転数を決定する。具体的には、この制御マップでは、吐出冷媒温度Ｔｄの上昇に伴って送風ファン１６ａの稼働率（回転数）が増加するように決定する。

ステップＳ１０では、運転モード切替スイッチによって設定された運転モードに応じて、冷媒回路切替手段である四方弁１２および開閉弁２０ａの作動状態を決定する。具体的には、冷房モード時には、圧縮機１１の吐出口側と室外熱交換器１６の冷媒入口側との間を接続するように四方弁１２の作動を制御するとともに、開閉弁２０ａを閉じる。一方、暖房モード時には、圧縮機１１の吐出口側と室内凝縮器１３の冷媒入口側との間を接続するように四方弁１２の作動を制御するとともに、開閉弁２０ａを開く。

ステップＳ１１では、圧縮機１１の冷媒吐出能力（具体的には、圧縮機１１の回転数）を決定する。このステップＳ１１のより詳細な制御内容については、図４を用いて説明する。まず、図４に示すステップＳ１１１では、現在の運転モードが冷房モードであるか暖房モードであるかが判定される。

ステップＳ１１１にて現在の運転モードが暖房モードであると判定された場合には、ステップＳ１１２へ進み、暖房モード時における圧縮機１１の回転数変化量ΔＩＶＲｃａｌが決定される。一方、ステップＳ１１１にて現在の運転モードが冷房モードであると判定された場合には、ステップＳ１１３へ進み、冷房モード時における圧縮機１１の回転数変化量ΔＩＶＲｃａｌが決定される。

より詳細には、ステップＳ１１１にて暖房モードであると判定された場合のステップＳ１１２では、ステップＳ４にて決定された目標吹出温度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、吐出圧力センサ５５によって検出される吐出冷媒圧力（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（現在）の圧縮機回転数ＩＶＯｏｕｔに対する回転数変化量ΔＩＶＲｃａｌを求めて、ステップＳ１１４へ進む。

一方、ステップＳ１１１にて冷房モードであると判定された場合のステップＳ１１３では、ステップＳ４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、蒸発器温度センサ５６によって検出される冷媒蒸発温度Ｔｅの目標蒸発温度ＴＥＯを決定する。

そして、この目標蒸発温度ＴＥＯと冷媒蒸発温度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（現在）の圧縮機回転数ＩＶＯｏｕｔに対する回転数変化量ΔＩＶＲｃａｌを求めて、ステップＳ１１４へ進む。

ステップＳ１１４では、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置５０に記憶されている制御マップを参照して、圧縮機１１の消費電力の上限値ＶＡＭＡＸを決定する。より詳細には、ステップＳ１１４では、図５に示すように、目標吹出温度ＴＡＯが極低温域（具体的には、ＴＡＯ≦−１８）および極高温域（具体的には、９０≦ＴＡＯ）で、上限値ＶＡＭＡＸを最大値（約２０００Ｗ）とする。

また、目標吹出温度ＴＡＯが極低温域から中間温度域（具体的には、１０≦ＴＡＯ≦５５）に向かって上昇した際には、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に応じて上限値ＶＡＭＡＸを減少させる。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した際には、目標吹出温度ＴＡＯの低下に応じて上限値ＶＡＭＡＸを減少させる。目標吹出温度ＴＡＯが中間温度域内に入ると、上限値ＶＡＭＡＸを最小値（約７００Ｗ）にする。

次のステップＳ１１５では、上限値ＶＡＭＡＸと電力計５７によって検出された圧縮機１１の消費電力ＶＡを用いて圧縮機１１の最大回転数変化量ΔＩＶＲＬＩＭＩＴを決定する。より詳細には、ステップＳ１１５では、図６に示すように、上限値ＶＡＭＡＸから消費電力ＶＡを減算した減算値（ＶＡＭＡＸ−ＶＡ）の低下に伴って、最大回転数変化量ΔＩＶＲＬＩＭＩＴが小さくなるように決定している。

なお、図６の説明図から明らかなように、減算値（ＶＡＭＡＸ−ＶＡ）が負の値になっているときは、圧縮機１１の消費電力ＶＡが上限値ＶＡＭＡＸを超えている時であるから、圧縮機１１の消費電力ＶＡを減らすため、最大回転数変化量ΔＩＶＲＬＩＭＩＴも負の値になる。

つまり、減算値（ＶＡＭＡＸ−ＶＡ）が負（マイナス）の値になっているときは、最大回転数変化量ΔＩＶＲＬＩＭＩＴは圧縮機１１の回転数を低下させるように決定される。従って、本実施形態の制御ステップＳ１１４は、圧縮機１１へ供給される駆動用エネルギの上限値を決定する上限値決定手段を構成している。

次のステップＳ１１６では、前回（現在）の圧縮機回転数ＩＶＯｏｕｔに対して、制御ステップＳ１１２あるいはＳ１１３にて決定された回転数変化量ΔＩＶＲｃａｌおよび制御ステップＳ１１５にて決定された最大回転数変化量ΔＩＶＲＬＩＭＩＴのうち、小さい方の値を加算した値を、次回の圧縮機回転数ＩＶＯｏｕｔと決定して、図３のステップＳ１２へ進む
ステップＳ１２では、上述のステップＳ５〜Ｓ１１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）、１２、２０ａ、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Ｓ１３では、制御周期τの間待機し、制御周期τの経過を判定するとステップＳ２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）冷房モード
冷房モードでは、空調制御装置５０が、圧縮機１１の吐出口側と室外熱交換器１６の冷媒入口側との間を接続するように四方弁１２の作動を制御し、開閉弁２０ａを閉じる。さらに、空調制御装置５０が、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を迂回するようにエアミックスドア３４を変位させる。

これにより、図１の破線矢印に示すように、圧縮機１１（→四方弁１２→第１逆止弁１５ａ）→室外熱交換器１６→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。

なお、この冷房モードの冷媒回路では、第２逆止弁１５ｂの作用によって、圧縮機１１から室外熱交換器１６側へ流入した冷媒が室内凝縮器１３側へ逆流することはない。

従って、圧縮機１１にて圧縮された高圧高温冷媒は、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冷却され、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、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。

（ｂ）暖房モード
暖房モードでは、空調制御装置５０が、圧縮機１１の吐出口側と室内凝縮器１３の冷媒入口側との間を接続するように四方弁１２の作動を制御し、開閉弁２０ａを開く。さらに、空調制御装置５０が、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へ流入するようにエアミックスドア３４を変位させる。

これにより、図１の実線矢印に示すように、圧縮機１１（→四方弁１２）→室内凝縮器１３→暖房用固定絞り１４（→第２逆止弁１５ｂ）→室外熱交換器１６→バイパス通路２０（開閉弁２０ａ）→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。

なお、この暖房モードの冷媒回路では、第１逆止弁１５ａの作用によって、暖房用固定絞り１４から室外熱交換器１６側へ流入した冷媒がアキュムレータ１９側へ逆流することはない。また、開閉弁２０ａが開いているので、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２０を介してアキュムレータ１９側へ流れる。

従って、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、開閉弁２０ａが開いているので、バイパス通路２０（開閉弁２０ａ）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。

本実施形態の車両用空調装置１は、以上の如く作動して、車室内の冷房および暖房を実現することができる。さらに、本実施形態の車両用空調装置１では、乗員の空調フィーリングの悪化を招くことなく、冷凍サイクル１０の成績係数（ＣＯＰ）の悪化を抑制することができる。

このことをより詳細に説明すると、本実施形態では、上限値決定手段を構成する制御ステップＳ１１４にて、圧縮機１１に供給される駆動用エネルギ（電気エネルギ）の上限値ＶＡＭＡＸを決定しているので、圧縮機１１の消費電力ＶＡが不必要に上昇してしまうことを抑制できる。

この際、制御ステップＳ１１４では、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た目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、上限値ＶＡＭＡＸを決定しているので、空調負荷に応じて適切に上限値ＶＡＭＡＸを決定することができる。

具体的には、目標吹出温度ＴＡＯは、目標吹出温度決定手段を構成する制御ステップＳ４にて、内気温Ｔｒ、外気温Ｔａｍ、日射量Ｔｓ、目標温度Ｔｓｅｔを用いて決定されているので、上限値ＶＡＭＡＸを決定する際に、内気温Ｔｒや外気温Ｔａｍのみならず、日射量Ｔｓの影響も反映させることができる。

さらに、制御ステップＳ１１４では、図５を用いて説明したように、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた第１所定温度（本実施形態では５５℃）よりも上昇するに伴って上限値ＶＡＭＡＸを上昇させるように決定するとともに、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた所定値（本実施形態では１０℃）よりも低下するに伴って上限値ＶＡＭＡＸを上昇させるように決定している。

従って、車室内の暖房時にも冷房時にも空調負荷の増加に伴って、上限値ＶＡＭＡＸを上昇させることができ、空調フィーリングの悪化を招くことなく冷凍サイクルのＣＯＰの悪化を抑制できる。さらに、車両用空調装置１全体として、不必要なエネルギ消費を抑制できる。このことは、本実施形態の車両用空調装置１が適用される電気自動車では、航続距離（航行可能距離）を短縮化させないという点で極めて有効である。

さらに、本実施形態では、制御ステップＳ１１５にて図６を用いて説明したように、減算値（ＶＡＭＡＸ−ＶＡ）が、予め定めた第１所定減算値（本実施形態では１０）よりも増加するに伴って圧縮機１１の回転数を増加させる側の最大回転数変化量ΔＩＶＲＬＩＭＩＴを大きくし、減算値（ＶＡＭＡＸ−ＶＡ）が、予め定めた第２所定減算値（本実施形態では０）よりも減少するに伴って圧縮機１１の回転数を減少させる側の最大回転数変化量ΔＩＶＲＬＩＭＩＴを大きくしている。

従って、減算値（ＶＡＭＡＸ−ＶＡ）が０に近いときの圧縮機１１の回転数の変化量を縮小させることができ、圧縮機１１の回転数のハンチングを防止することができる。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、図７の全体構成図に示すように冷凍サイクル１０の構成を変更している。本実施形態の冷凍サイクル１０では、冷房モードの冷媒回路および暖房モードの冷媒回路の他に、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に切り替えることができる。なお、図７では、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。

具体的には、本実施形態の冷凍サイクル１０では、第１実施形態に対して、四方弁１２、開閉弁２０ａ、第１、第２逆止弁１５ａ、１５ｂが廃止されている。従って、圧縮機１１の吐出口には、室内凝縮器１３の冷媒入口側が接続され、室内凝縮器１３の冷媒出口側には、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。

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上流側バイパス通路２１が設けられている。この上流側バイパス通路２１には、上流側バイパス通路２１を開閉する上流側開閉弁２１ａが配置されている。上流側開閉弁２１ａの基本的構成は、第１実施形態の開閉弁２０ａと同様である。

従って、上流側開閉弁２１が閉じている場合は、室内凝縮器１３から流出した冷媒の全流量が暖房用固定絞り１４へ流入し、上流側開閉弁２１が開いている場合は、室内凝縮器１３から流出した冷媒のほぼ全流量が上流側バイパス通路２１を介して室外熱交換器１６側へ流れる。つまり、上流側開閉弁２１ａは、本実施形態の冷媒回路切替手段を構成している。

なお、以下の説明では、上流側バイパス通路２１と第１実施形態にて説明したバイパス通路２０との相違を明確化するため、室外熱交換器１６の冷媒流れ下流側に位置付けられるバイパス通路２０を下流側バイパス通路２０と表記する。

本実施形態では、下流側バイパス通路２０の冷媒流れ最上流部に、三方弁２０ｂを配置している。三方弁２０ｂは、上流側開閉弁２１ａとともに本実施形態の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気式の三方弁である。

具体的には、三方弁２０ｂは、第１実施形態の開閉弁２０ａと同様に、冷房モード時には図７の破線矢印で示すように室外熱交換器１６の冷媒出口側と冷房用固定絞り１７の冷媒入口側とを接続する冷媒回路に切り替え、暖房モード時には図７の実線で示すように室外熱交換器１６の冷媒出口側とアキュムレータ１９の冷媒入口側とを接続する冷媒回路に切り替える機能を果たす。

次に、上記構成における本実施形態の車両用空調装置１の作動を説明する。本実施形態においても第１実施形態の図３、図４で説明した制御処理と同様に、操作パネル６０の操作信号およびセンサ群５１〜５７等の検出信号の読み込み→目標吹出温度ＴＡＯの算出→各種空調用構成機器の作動状態の決定→決定された作動状態が得られるように制御信号の出力といった制御ルーチンが繰り返される。

さらに、本実施形態では、暖房モード時に室外熱交換器１６に着霜が生じていると判定されると除霜モードでの運転に切り替えられる。このような着霜の判定は、室外熱交換器１６の温度あるいは室外熱交換器１６を流通する冷媒の温度を検出する室外熱交換器温度検出手段を設け、これによって検出された温度が予め定めた基準温度（例えば、０℃）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。

以下に、本実施形態の各運転モードにおける作動を説明する。

（ａ）冷房モード
冷房モードでは、空調制御装置５０が、上流側開閉弁２１ａを開き、室外熱交換器１６の冷媒出口側と冷房用固定絞り１７の冷媒入口側とを接続するように三方弁２０ｂの作動を制御する。さらに、空調制御装置５０が、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を迂回するようにエアミックスドア３４を変位させる。

これにより、図１の破線矢印に示すように、圧縮機１１（→室内凝縮器１３→上流側バイパス通路２１）→室外熱交換器１６（→三方弁２０ｂ）→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。なお、冷房モードでは、エアミックスドア３４の作用によって、送風空気が室内凝縮器１３へ流入しないので、室内凝縮器１３では冷媒は殆ど放熱しない。

従って、第１実施形態と同様に、圧縮機１１にて圧縮された高圧高温冷媒は、室外熱交換器１６にて放熱し、冷房用固定絞り１７にて減圧膨張され、室内蒸発器１８にて送風機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、車室内の冷房が実現される。その他の作動は第１実施形態と同様である。

（ｂ）暖房モード
暖房モードでは、空調制御装置５０が、上流側開閉弁２１ａを閉じ、室外熱交換器１６の冷媒出口側とアキュムレータ１９の冷媒入口側とを接続するように三方弁２０ｂの作動を制御する。さらに、空調制御装置５０が、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へ流入するようにエアミックスドア３４を変位させる。

これにより、図１の実線矢印に示すように、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２０ｂ）→下流側バイパス通路２０→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。なお、本実施形態の暖房モードでは、三方弁２０ｂを採用しているので、室外熱交換器１６から流出した冷媒の全流量がアキュムレータ１９側へ流れる。

従って、第１実施形態と同様に、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。その他の作動は第１実施形態と同様である。

（ｃ）除霜モード
除霜モードでは、空調制御装置５０が、上流側開閉弁２１ａを開き、室外熱交換器１６の冷媒出口側とアキュムレータ１９の冷媒入口側とを接続するように三方弁２０ｂの作動を制御する。さらに、空調制御装置５０が、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を迂回するようにエアミックスドア３４を変位させる。

これにより、図１の二重線矢印に示すように、圧縮機１１（→室内凝縮器１３→上流側バイパス通路２１）→室外熱交換器１６（→三方弁２０ｂ）→下流側バイパス通路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、冷房モードでは、エアミックスドア３４の作用によって、送風空気が室内凝縮器１３へ流入しないので、室内凝縮器１３では冷媒は殆ど放熱しない。

従って、圧縮機１１にて圧縮された高圧高温冷媒は、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、下流側バイパス通路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。

本実施形態のような構成の冷凍サイクル１０を備える車両用空調装置１であっても、第１実施形態と同様に、内気温Ｔｒ、外気温Ｔａｍ、日射量Ｔｓ、目標温度Ｔｓｅｔを用いて算出された目標吹出温度ＴＡＯを用いて、圧縮機１１に供給される駆動用エネルギ（電気エネルギ）の上限値ＶＡＭＡＸを決定することで、乗員の空調フィーリングの悪化を招くことなく、冷凍サイクル１０の成績係数（ＣＯＰ）の悪化を抑制することができる。

（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、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、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、上限値決定手段を構成する制御ステップＳ１１４にて、目標吹出温度決定手段を構成する制御ステップＳ４にて決定（算出）された目標吹出温度ＴＡＯそのものを用いて上限値ＶＡＭＡＸを決定した例を説明したが、上限値ＶＡＭＡＸの決定はこれに限定されない。

例えば、上限値決定手段にて、目標吹出温度ＴＡＯと車室内温度Ｔｒとの差の絶対値の増加に伴って上限値ＶＡＭＡＸを上昇させるように決定してもよい。目標吹出温度ＴＡＯと車室内温度Ｔｒとの差の絶対値が増加することは、冷房モードであっても暖房モードであっても空調負荷が増加していることを意味するので、このように上限値ＶＡＭＡＸを決定しても、空調負荷に応じて上限値ＶＡＭＡＸを適切に決定できる。

また、目標吹出温度ＴＡＯと車室内温度Ｔｒとの差の絶対値が比較的大きい時は、空調の開始時のような過渡状態であることが多く、このような過渡状態に上限値ＶＡＭＡＸを上昇させることで、より一層空調フィーリングの悪化を抑制できる。

（２）上述の実施形態では、冷凍サイクル１０として、冷房モードの冷媒回路と暖房モードの冷媒回路とを切替可能に構成されたものを採用した例を説明したが、もちろん、冷凍サイクル１０は冷媒回路を切替可能に構成されたものに限定されない。

また、冷房モードの冷媒回路と暖房モードの冷媒回路とを切替可能に構成された冷凍サイクルにおいて、いずれか一方のモードにおいて、目標吹出温度ＴＡＯを用いて空調用構成機器（圧縮機１１）に供給される駆動用エネルギの上限値を決定する制御を行ってもよい。

この場合は、暖房モードにて当該制御を行うことが望ましい。その理由は、暖房モードでは、一般的に、冷房モードよりも冷凍サイクルにおける高圧側冷媒圧力と低圧側冷媒圧力との圧力差（高低圧差）が広がるため、圧縮機の成績係数が悪くなりやすいからである。

（３）上述の実施形態の冷凍サイクル１０では、冷媒回路切替手段を、四方弁１２および開閉弁２０ａ、あるいは、三方弁２０ｂおよび開閉弁２１ａにて構成した例を説明したが、冷媒回路切替手段はこれに限定されない例えば、第２実施形態では、三方弁２０ｂを廃止して、第１実施形態と同様の開閉弁２０ａを採用してもよいし、この他にも複数の開閉弁を組み合わせることによって構成してもよい。

（４）上述の実施形態では、上限値決定手段を構成する制御ステップＳ１１４にて、圧縮機１１の駆動用エネルギの上限値を決定した例を説明したが、制御ステップＳ１１４では、圧縮機１１の駆動用エネルギの上限値に加えて、他の空調用構成機器の駆動用エネルギの上限値を決定するようにしてもよい。

この際、空調用構成機器のなかで比較的消費電力の大きい送風機３２および冷却ファン１６ａの駆動用エネルギ（消費電力）の上限値を決定するようにすれば、車両用空調装置１全体としての不必要なエネルギ消費を効果的に抑制できる。

さらに、冷凍サイクル１０の他にも車室内へ送風される送風空気の温度を調整する別の温度調整手段を備える場合は、上限値決定手段にて、この別の温度調整手段の駆動用エネルギの上限値を決定するようにしてもよい。なお、別の温度調整手段としては、電力を供給されることによって発熱して送風空気を加熱する電気ヒータ（ＰＴＣヒータ）や、熱媒体（冷却水等）を電気ヒータ（ＰＴＣヒータ）にて加熱して加熱された熱媒体と送風空気を熱交換させて送風空気を加熱するヒータコア（加熱用熱交換器）等を採用できる。

（５）上述の実施形態では、圧縮機１１として電動圧縮機を採用しているので、上限値決定手段にて圧縮機１１に供給される電気エネルギの上限値を決定した例を説明したが、駆動用エネルギ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を採用する場合には、電磁クラッチの稼働率（通電率）の上限値を決定することで、実質的に、エンジンから圧縮機１１へ伝達される回転エネルギの上限値を決定するようになっていてもよい。

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ることなく、例えば、内燃機関（エンジン）および走行用電動モータの双方から走行用の駆動力を得て走行するハイブリッド車両や、内燃機関から走行用の駆動力を得て走行する通常の車両に適用することができる。

（６）上述の実施形態では、各運転モード時におけるエアミックスドア３４の位置を固定した例を説明したが、例えば、第２実施形態の冷房モード時にエアミックスドア３４の開度を調整することによって、室内蒸発器１８にて冷却された送風空気の一部を室内凝縮器１３にて再加熱して、車室内へ吹き出される送風空気の温度を調整してもよい。

１０ 冷凍サイクル
１１ 圧縮機
Ｓ４ 目標吹出温度決定手段
ＴＡＯ 目標吹出温度
Ｓ１１４ 上限値決定手段
ＶＡＭＡＸ 上限値

Claims (6)

1. 車室内へ送風される送風空気の温度を調整する蒸気圧縮式の冷凍サイクル（１０）を有する車両用空調装置であって、
   前記車室内へ吹き出される送風空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定する目標吹出温度決定手段（Ｓ４）と、
   駆動用エネルギを供給されることによって前記車室内の空調を行うために作動する空調用構成機器（１１、１２、２０ａ、１６ａ、３２、６２〜６４）と、
   前記空調用構成機器（１１…６４）に供給される前記駆動用エネルギの上限値を決定する上限値決定手段（Ｓ１１４）とを備え、
   前記空調用構成機器（１１…６４）として、少なくとも前記冷凍サイクル（１０）にて冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）が含まれており、
   前記上限値決定手段（Ｓ１１４）は、少なくとも前記目標吹出温度（ＴＡＯ）を用いて前記上限値（ＶＡＭＡＸ）を決定するものであり、
   さらに、少なくとも前記目標吹出温度（ＴＡＯ）および前記上限値（ＶＡＭＡＸ）に基づいて前記圧縮機（１１）の作動を制御する圧縮機制御手段（５０ａ）を備え、
   前記上限値決定手段（Ｓ１１４）は、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）が予め定めた第１所定温度よりも上昇するに伴って前記上限値（ＶＡＭＡＸ）を上昇させるように決定し、さらに、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）が予め定めた第２所定温度よりも低下するに伴って前記上限値（ＶＡＭＡＸ）を上昇させるように決定するものであることを特徴とする車両用空調装置。
2. 車室内へ送風される送風空気の温度を調整する蒸気圧縮式の冷凍サイクル（１０）を有する車両用空調装置であって、
   前記車室内へ吹き出される送風空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定する目標吹出温度決定手段（Ｓ４）と、
   駆動用エネルギを供給されることによって前記車室内の空調を行うために作動する空調用構成機器（１１、１２、２０ａ、１６ａ、３２、６２〜６４）と、
   前記空調用構成機器（１１…６４）に供給される前記駆動用エネルギの上限値を決定する上限値決定手段（Ｓ１１４）とを備え、
   前記空調用構成機器（１１…６４）として、少なくとも前記冷凍サイクル（１０）にて冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）が含まれており、
   前記上限値決定手段（Ｓ１１４）は、少なくとも前記目標吹出温度（ＴＡＯ）を用いて前記上限値（ＶＡＭＡＸ）を決定するものであり、
   さらに、少なくとも前記目標吹出温度（ＴＡＯ）および前記上限値（ＶＡＭＡＸ）に基づいて前記圧縮機（１１）の作動を制御する圧縮機制御手段（５０ａ）を備え、
   前記上限値決定手段（Ｓ１１４）は、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）と車室内温度（Ｔｒ）との差の絶対値の増加に伴って前記上限値を上昇させるように決定するものであることを特徴とする車両用空調装置。
3. 前記圧縮機は、電力を供給されることによって冷媒を圧縮して吐出する電動圧縮機（１１）であって、
   前記駆動用エネルギは電気エネルギであることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
4. さらに、前記電動圧縮機（１１）の作動を制御する圧縮機制御手段（５０ａ）を備え、
   前記圧縮機制御手段（５０ａ）は、前記上限値（ＶＡＭＡＸ）から実際に前記電動圧縮機（１１）へ供給されている電気エネルギ（ＶＡ）を減算した減算値（ＶＡＭＡＸ−ＶＡ）が、予め定めた第１所定減算値よりも増加するに伴って単位時間あたりの前記圧縮機（１１）の回転数の変化量（ΔＩＶＲＬＩＭＩＴ）を増加させ、さらに、減算値（ＶＡＭＡＸ−ＶＡ）が、予め定めた第２所定減算値よりも減少するに伴って単位時間あたりの前記圧縮機（１１）の回転数の変化量（ΔＩＶＲＬＩＭＩＴ）を増加させることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
5. 車室内へ送風される送風空気の温度を調整する蒸気圧縮式の冷凍サイクル（１０）を有する車両用空調装置であって、
   前記車室内へ吹き出される送風空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定する目標吹出温度決定手段（Ｓ４）と、
   駆動用エネルギを供給されることによって前記車室内の空調を行うために作動する空調用構成機器（１１、１２、２０ａ、１６ａ、３２、６２〜６４）と、
   前記空調用構成機器（１１…６４）に供給される前記駆動用エネルギの上限値を決定する上限値決定手段（Ｓ１１４）とを備え、
   前記空調用構成機器（１１…６４）として、少なくとも前記冷凍サイクル（１０）にて冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）が含まれており、
   前記上限値決定手段（Ｓ１１４）は、少なくとも前記目標吹出温度（ＴＡＯ）を用いて前記上限値（ＶＡＭＡＸ）を決定するものであり、
   前記圧縮機は、電力を供給されることによって冷媒を圧縮して吐出する電動圧縮機（１１）であり、
   前記駆動用エネルギは電気エネルギであり、
   さらに、前記電動圧縮機（１１）の作動を制御する圧縮機制御手段（５０ａ）を備え、
   前記圧縮機制御手段（５０ａ）は、前記上限値（ＶＡＭＡＸ）から実際に前記電動圧縮機（１１）へ供給されている電気エネルギ（ＶＡ）を減算した減算値（ＶＡＭＡＸ−ＶＡ）が、予め定めた第１所定減算値よりも増加するに伴って単位時間あたりの前記圧縮機（１１）の回転数の変化量（ΔＩＶＲＬＩＭＩＴ）を増加させ、さらに、減算値（ＶＡＭＡＸ−ＶＡ）が、予め定めた第２所定減算値よりも減少するに伴って単位時間あたりの前記圧縮機（１１）の回転数の変化量（ΔＩＶＲＬＩＭＩＴ）を増加させることを特徴とする車両用空調装置。
6. さらに、車室内温度（Ｔｒ）を検出する内気温検出手段（５１）と、
   車室外温度（Ｔａｍ）を検出する外気温検出手段（５２）と、
   前記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（５３）と、
   乗員の操作によって前記車室内の目標温度（Ｔｓｅｔ）を設定する目標温度設定手段（６０ａ）とを備え、
   前記目標吹出温度決定手段（Ｓ４）は、少なくとも前記内気温検出手段（５１）によって検出された前記車室内温度（Ｔｒ）、前記外気温検出手段（５２）によって検出された前記車室外温度（Ｔａｍ）、前記日射量検出手段（５３）によって検出された前記日射量（Ｔｓ）、および前記目標温度設定手段（６０ａ）によって設定された前記目標温度（Ｔｓｅｔ）を用いて、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定す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。

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