JPH0966736A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 窓ガラスの防曇の必要があるときには、防曇
の必要がないときに比べて防曇効果を高める。 【解決手段】 暖房運転モード時にデフロスタスイッチ
の入力があったときは、圧縮機２１の吐出冷媒温度が予
め設定された温度以下であれば、電気式の暖房用膨張弁
２４の開度を、それまでの開度よりも小さくなるように
制御する。これによって、暖房用室内熱交換器１２にお
ける液冷媒の過冷却度が大きくなり、熱交換器１２の温
度が高くなって、デフロスタ吹出口１４から吹き出され
る空気温度が高くなる。従って、フロントガラスの防曇
効果を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気通路内の空気
を加熱する凝縮器の加熱度合いを電気式膨張弁の開度で
調節するとともに、防曇時には、上記凝縮器による加熱
風をデフロスタ吹出口から吹き出すように構成された車
両用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平３−１７０７５３号公報には、冷
凍サイクルの凝縮器として機能する熱交換器の中央の冷
媒配管上に第１の温度センサ、およびこの凝縮器の出口
の冷媒配管上に第２の温度センサをそれぞれ設け、これ
ら各温度センサの検出温度差から、この凝縮器における
凝縮液冷媒の過冷却度を算出し、この算出過冷却度が所
定の一定範囲内となるように電子膨張弁開度を制御する
空調装置が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術を、車室
内に空気を導く空気通路内の空気を、凝縮器の凝縮熱で
加熱するように構成された車両用空調装置、例えば上記
空気通路内に上記凝縮器を配設した車両用空調装置とし
て用いた場合を考える。上記一定範囲の過冷却度を、例
えば冷凍サイクルの成績係数が極力大きくなるように設
定し、過冷却度がこの一定範囲内となるように電子膨張
弁開度を制御した場合、通常の冷暖房時には省動力とな
って良いが、窓ガラスの防曇時にはその能力が足らず、
その結果、窓ガラスの防曇を行うことができなくなるこ
とがある。

【０００４】特に、一般に冬場には防曇のために外気導
入モードとする。この場合、凝縮器の吸込側には低温の
外気が導かれ、凝縮器の負荷が大きくなるので、上記問
題の起こる可能性がより高くなる。そこで本発明は上記
問題に鑑み、車室内に空気を導く空気通路内の空気を凝
縮器の凝縮熱で加熱するように構成され、さらにこの凝
縮器における加熱度合いを電気式膨張弁の開度で調節す
るように構成された車両用空調装置において、窓ガラス
の防曇の必要があるときには、防曇の必要がないときに
比べて防曇効果を高めることのできる車両用空調装置を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１ないし１１記載の発明は、冷凍サイクル内
の冷媒は、圧縮機によって圧縮され、凝縮器内で凝縮
し、電気式膨張弁にて減圧膨張され、蒸発器にて蒸発し
た後、再び圧縮機に戻って圧縮される。そして、防曇指
示信号発生手段が防曇指示信号を発生していない通常時
には、電気式膨張弁の開度を第１の開度とし、防曇指示
信号発生手段が防曇指示信号を発生している防曇時に
は、電気式膨張弁の開度を、上記第１の開度よりも小さ
な第２の開度とすることを特徴としている。

【０００６】ここで、上記防曇とは、窓ガラスの曇りを
事前に防止することはもちろんのこと、既に発生した曇
りを除去すること、および窓ガラス外表面の氷を解氷す
ることを意味する。従って、防曇指示信号の発生が有る
ときは、防曇指示信号の発生が無いときに比べて電気式
膨張弁の開度が小さくなり、凝縮器内の冷媒圧力が高く
なる。その結果、凝縮器内の冷媒温度が高くなって、凝
縮器の凝縮熱で加熱される空気通路内の空気の温度が高
くなり、ひいては、デフロスタ吹出口から窓ガラス内面
に向けて吹き出される空気温度が高くなる。

【０００７】このように本発明では、窓ガラスの防曇を
行うべく、防曇指示信号発生手段が防曇指示信号を発生
したときには、電気式膨張弁の開度を通常時よりも小さ
くして、デフロスタ吹出口からの吹出風温度を高くする
ので、より高い防曇効果を得ることができる。また、請
求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上
記第１の開度が、冷凍サイクルの成績係数が最大となる
開度であることを特徴としている。

【０００８】従って、窓ガラスの防曇を行う防曇時に
は、窓ガラスの防曇効果がより高くなるのはもちろんの
こと、窓ガラスの防曇を行わない通常時には、成績係数
が最大となるように冷凍サイクルを運転して、冷凍サイ
クルの省動力効果を高くめることができる。また、請求
項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、上記
第１の開度が、凝縮器における液冷媒の過冷却度が所定
の過冷却度となる開度であることを特徴としている。

【０００９】また、請求項４記載の発明は、請求項２記
載の発明において、上記第１の開度が、加熱度合い検出
手段が検出した加熱度合いが所定の加熱度合いとなる開
度であることを特徴としている。また、請求項５記載の
発明は、請求項４記載の発明において、上記第２の開度
が、上記所定の加熱度合いよりも大きな加熱度合いとな
る開度であることを特徴としている。

【００１０】ここで、上記所定の加熱度合いよりも大き
な加熱度合いとは、凝縮器の加熱度合いがこの加熱度合
いであれば、凝縮器の凝縮熱で加熱された空気通路内の
空気を、デフロスタ吹出口から窓ガラスに向けて吹き出
したときに、窓ガラスの防曇を十分に行うことができ
る、といった意味を有する加熱度合いである。また、請
求項６記載の発明は、請求項１ないし５いずれか１つ記
載の発明において、上記第２の開度が、吐出温度検出手
段が検出した吐出冷媒温度が所定の温度となる開度であ
ることを特徴とする。

【００１１】ここで、上記所定の温度とは、上記吐出冷
媒温度がこの所定の温度であれば、凝縮器の凝縮熱で加
熱された空気通路内の空気を、デフロスタ吹出口から窓
ガラス内面に向けて吹き出したときに、窓ガラスの防曇
を十分に行うことができる、といった意味を有する温度
である。従って、窓ガラスの防曇を行うべく、防曇指示
信号発生手段が防曇指示信号を発生したときには、電気
式膨張弁の開度は、上記吐出冷媒温度が上記所定の温度
となる開度となるので、窓ガラスの防曇を十分に行うこ
とができる。また、言い換えれば、吐出冷媒温度は上記
所定の温度までしか上がらず、必要以上には上がらない
ので、電動モータにおける消費電力を最小限とすること
ができる。

【００１２】また、請求項７記載の発明は、請求項１な
いし５いずれか１つ記載の発明において、上記第２の開
度が、通電電流検出手段が検出した電流量が所定の電流
量となる開度であることを特徴としている。ここで、上
記所定の電流量とは、インバータに通電される電流量を
この所定の電流量以下としておけば、インバータの発熱
量が抑えられ、インバータが正常に作動し得る、といっ
た意味を有する電流量である。

【００１３】従って、防曇時においては、インバータを
正常に作動させ得る範囲内で窓ガラス内面に温風を吹き
出すことができる。また、請求項８記載の発明は、請求
項１ないし７いずれか１つ記載の発明において、防曇指
示信号の発生が有る防曇時で、かつ外気温度が所定の低
外気温度以上のときには、電気式膨張弁の開度を上記第
１の開度とし、防曇指示信号の発生がある防曇時で、か
つ外気温度が上記所定の低外気温度以下のときには、電
気式膨張弁の開度を上記第２の開度とすることを特徴と
している。

【００１４】ここで、上記所定の低外気温度とは、外気
温度がこの所定の低外気温度以下のときには、防曇指示
信号の発生が無いときに行われる通常制御では、窓ガラ
スの防曇を十分に行うことができなくなる、といった意
味を有する温度である。従って、防曇指示信号の発生が
ある防曇時でも、さらに外気温度が上記所定の低外気温
度以下のとき、すなわち窓ガラスの防曇を十分に行うこ
とができないときに限って、電気式膨張弁の開度を第２
の開度とする。言い換えれば、上記防曇時であっても、
外気温度が上記所定の低外気温度以上であれば、電気式
膨張弁の開度は第１の開度とする。従って、電気式膨張
弁の開度を第２の開度とすることに伴う圧縮機消費動力
増加を、必要最小限に抑えることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明を電気自動車用空調
装置として用いた第１実施形態を図１〜１４に基づいて
説明する。図１の空調ユニット１における空調ダクト２
は、車室内に空気を導く空気通路を構成するもので、一
端側に内外気切換手段３および送風手段４が設けられ、
他端側に車室内へ通ずる複数の吹出口１４〜１６が形成
されている。

【００１６】上記内外気切換手段３は、車室内の空気
（内気）を吸入する内気吸入口５と、車室外の空気（外
気）を吸入する外気吸入口６とが形成された内外気切換
箱内に、各吸入口５、６を選択的に開閉する内外気切換
ドア７が設けられ、この内外気切換ドア７がその駆動手
段（図示しない、例えばサーボモータ）によって駆動さ
れる構成である。

【００１７】上記送風手段４は、上記内気吸入口５また
は外気吸入口６から上記各吹出口１４〜１６に向かっ
て、空調ダクト２内に空気流を発生させるもので、具体
的には、スクロールケーシング８内に多翼ファン９が設
けられ、このファン９がその駆動手段であるブロワモー
タ１０によって駆動される構成である。また、ファン９
よりも空気下流側における空調ダクト２内には冷房用室
内熱交換器１１が設けられている。この冷房用室内熱交
換器１１は、冷凍サイクル２０の一部を構成する熱交換
器であり、後述する冷房運転モード時に、内部を流れる
冷媒の吸熱作用によって、空調ダクト２内の空気を除
湿、冷却する蒸発器として機能する。なお、後述する暖
房運転モード時にはこの冷房用室内熱交換器１１内には
冷媒は流れない。

【００１８】また、冷房用室内熱交換器１１よりも空気
下流側における空調ダクト２内には暖房用室内熱交換器
１２が設けられている。この暖房用室内熱交換器１２
は、冷凍サイクル２０の一部を構成する熱交換器であ
り、後述する暖房運転モード時に、内部を流れる冷媒の
放熱作用によって、空調ダクト２内の空気を加熱する凝
縮器として機能する。なお、後述する冷房運転モード時
にはこの暖房用室内熱交換器１２内には冷媒は流れな
い。

【００１９】また空調ダクト２内のうち、暖房用室内熱
交換器１２と隣接した位置には、ファン９から圧送され
てくる空気のうち、暖房用室内熱交換器１２を流れる量
とこれをバイパスする量とを調節するエアミックスドア
１３が設けられている。また上記各吹出口１４〜１６
は、具体的には、車両フロントガラスの内面に空調空気
を吹き出すデフロスタ吹出口１４と、車室内乗員の上半
身に向かって空調空気を吹き出すフェイス吹出口１５
と、車室内乗員の下半身に向かって空調空気を吹き出す
フット吹出口１６である。またこれらの吹出口１４〜１
６の空気上流側部位には、これらの吹出口１４〜１６を
開閉するドア１７〜１９が設けられている。これらのド
ア１７〜１９は、それぞれの駆動手段３２〜３４（具体
的にはサーボモータ、図２参照）にて駆動される。

【００２０】ところで上記冷凍サイクル２０は、上記冷
房用室内熱交換器１１と暖房用室内熱交換器１２とで車
室内の冷房および暖房を行うヒートポンプ式冷凍サイク
ルで、これらの熱交換器１１、１２の他に、冷媒圧縮機
２１、室外熱交換器２２、冷房用膨張弁２３、暖房用膨
張弁２４、アキュムレータ２５、および冷媒の流れを切
り換える四方弁２６を備え、これらが冷媒配管２７で接
続された構成となっている。また、図中２８は電磁弁、
２９は室外ファンである。

【００２１】ところで上記室外熱交換器は、後述する冷
房運転モード時に凝縮器として機能する熱交換器であ
る。また上記冷媒圧縮機２１は、電動モータ３０によっ
て駆動されたときに冷媒の吸入、圧縮、吐出を行う。こ
の電動モータ３０は、冷媒圧縮機２１と一体的に密封ケ
ース内に配置されており、インバータ３１に制御される
ことによって回転速度が連続的に可変する。またこのイ
ンバータ３１は、制御装置４０（図２）によって通電制
御される。

【００２２】また、上記冷房用膨張弁２３および暖房用
膨張弁２４はともに、制御装置４０（図２）によって通
電制御されることによって、その弁開度が可変する電気
式膨張弁である。上記制御装置４０には、図２に示すよ
うに、外気温度を検出する外気温センサ４１、暖房用室
内熱交換器１２の吸込側（具体的には冷房用室内熱交換
器１１の吸込側）の空気温度を検出する吸込温度センサ
４２、圧縮機２１が吐出した冷媒圧力を検出する吐出圧
センサ４３、および室外熱交換器２２を出た後の冷媒温
度を検出する冷房用出口温センサ４４が入力される。

【００２３】また制御装置４０には、暖房用室内熱交換
器１２を出た後の冷媒温度を検出する暖房用出口温セン
サ４５、冷房用室内熱交換器１１における空気冷却度合
い（具体的には熱交換器１１を通過した直後の空気温
度）を検出する蒸発器後センサ４６、および圧縮機２１
が吐出した冷媒温度を検出する吐出温センサ４７からの
各信号が入力されるとともに、車室内前面に設けられた
コントロールパネル５１の各レバー、スイッチからの信
号も入力される。

【００２４】上記吐出圧センサ４３は、圧縮機２１と四
方弁２６との間の吐出配管に設置されている。また上記
冷房用出口温センサ４４は、断熱材等で包まれて冷媒温
度の検出誤差が小さくなるようにされた上で、室外熱交
換器２２の出口配管の表面にクランプ等で密着固定され
ている。また上記暖房用出口温センサ４５も同様に、断
熱材等で包まれて冷媒温度の検出誤差が小さくなるよう
にされた上で、暖房用室内熱交換器１２の出口配管の表
面にクランプ等で密着固定されている。

【００２５】また上記コントロールパネル５１は図３に
示すように、各吹出モードの設定を行う吹出モード設定
スイッチ５２、車室内へ吹き出される風量を設定する風
量設定スイッチ５３、内外気切換モードを設定する内外
気切換スイッチ５４、冷凍サイクル２０の運転モードを
設定する運転モード設定スイッチ５５、車室内への吹出
風温度を設定する温度設定レバー５６、および電動モー
タ３０での消費電力を節約するモードを設定する節電ス
イッチ５７が設けられている。

【００２６】上記吹出モード設定スイッチ５２は、空調
風をフェイス吹出口１５から吹き出すフェイスモードと
するフェイススイッチ５２ａ、空調風をフェイス吹出口
１５およびフット吹出口１６から吹き出すバイレベルモ
ードとするバイレベルスイッチ５２ｂ、空調風をフット
吹出口１６から吹き出すフットモードとするフットスイ
ッチ５２ｃ、空調風をフット吹出口１６およびデフロス
タ吹出口１４から吹き出すフットデフモードとするフッ
トデフスイッチ５２ｄ、および空調風をデフロスタ１４
から吹き出すデフロスタモードとするデフスイッチ５２
ｅから成る。

【００２７】なお、上記デフスイッチ５２ｅは、窓ガラ
スの防曇、除曇、解氷を指示するスイッチである。また
上記運転モード設定スイッチ５５は、圧縮機２１の運転
を停止させる停止スイッチ５５ａ、冷凍サイクル２０の
運転モードを冷房運転モードにする冷房スイッチ５５
ｂ、および冷凍サイクル２０の運転モードを暖房運転モ
ードにする暖房スイッチ５５ｃ等から成る。

【００２８】また上記温度設定レバー５６は、車室内乗
員が車室内の目標温度を設定するためのもので、制御装
置４０は、このレバー５６の設定位置に応じて、冷房運
転モード時には、冷房用室内熱交換器１１における空気
冷却度合い（具体的にはこの熱交換器１１を通過した直
後の空気温度）の目標値を決定し、暖房運転モード時に
は、暖房用室内熱交換器１２における空気冷却度合い
（圧縮機２１の吐出冷媒圧力）の目標値を決定する。

【００２９】なお、この制御装置４０は、冷房運転モー
ド時には、上記蒸発器後センサ４６の検出値が上記目標
値となるようにインバータ３１を制御し、暖房運転モー
ド時には、上記吐出圧センサ４３の検出値が上記目標値
となるようにインバータ３１を制御する。また、デフロ
スタスイッチ５２ｅが入力されたときには、デフロスタ
モードとなるようにサーボモータ３２を制御する。

【００３０】また、制御装置４０の内部には、図示しな
いＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコ
ンピュータが設けられ、上記各センサ４１〜４７および
コントロールパネル５１からの各信号は、ＥＣＵ内の図
示しない入力回路を経て、上記マイクロコンピュータへ
入力される。そして、このマイクロコンピュータが後述
する所定の処理を実行し、その処理結果に基づいて、ブ
ロワモータ１０、冷房用膨張弁２３、暖房用膨張弁２
４、電磁弁２８、室外ファン２９、インバータ３１、お
よびサーボモータ３２〜３４を制御する。なお、制御装
置４０は、図示しないバッテリーから電源が供給され
る。

【００３１】ところで、車室内乗員が上記冷房スイッチ
５５ｂをオンしたときは、上記マイクロコンピュータが
圧縮機２１を運転させるとともに四方弁２６、電磁弁２
８を制御することによって、冷凍サイクル２０は冷房運
転モードとなる。このモードのときの冷媒の流れは、圧
縮機２１→室外熱交換器２２→冷房用膨張弁２３→冷房
用室内熱交換器１１→アキュムレータ２５→圧縮機２１
の順である。

【００３２】また、車室内乗員が上記暖房スイッチ５５
ｃをオンしたときは、上記マイクロコンピュータが圧縮
機２１を運転させるとともに四方弁２６、電磁弁２８を
制御することによって、冷凍サイクル２０は暖房運転モ
ードとなる。このモードのときの冷媒の流れは、圧縮機
２１→暖房用室内熱交換器１２→暖房用膨張弁２４→室
外熱交換器２２→電磁弁２８→アキュムレータ２５→圧
縮機２１の順である。

【００３３】次に、上記マイクロコンピュータが行う膨
張弁２３、２４の制御処理について、図４を用いて説明
する。まず、キースイッチがオンされて制御装置４０に
電源が供給されると図４のルーチンが起動され、最初の
ステップ１１０にて初期設定を行う。そしてステップ１
２０にて、上記各センサ４１〜４７およびコントロール
パネル５１の各レバー、スイッチからの信号を読み込
む。

【００３４】そして次にステップ１３０にて、上記ステ
ップ１２０で読み込んだ運転モード設定スイッチ５５の
入力状態に応じて、冷凍サイクル２０の運転モードを決
定する。例えば、冷房スイッチ５５ｂが入力されていれ
ば冷房運転モードに決定し、暖房スイッチ５５ｃが入力
されていれば暖房運転モードに決定する。そしてステッ
プ１４０では、上記ステップ１３０で決定された運転モ
ードが暖房運転モードであるか否かを判定する。またス
テップ１５０では、デフスイッチ５２ｅがオンされてい
るか否かを判定する。

【００３５】これらステップ１４０と１５０の両方でＹ
ＥＳと判定されたときは、本実施形態の特徴であるステ
ップ２７０〜３００の処理を行い、いずれかのステップ
でＮＯと判定されたときは、ステップ１６０〜２００あ
るいはステップ２１０〜２６０の処理を行う。ここでは
まず、ステップ１６０〜２００の処理について説明し、
次にステップ２１０〜２６０の処理について説明し、最
後に本実施形態の特徴であるステップ２７０〜３００の
処理について説明する。

【００３６】ステップ１４０でＹＥＳと判定され、次の
ステップ１５０でＮＯと判定されたとき、すなわち暖房
運転モードでかつデフロスタスイッチ５２ｅの入力が無
い通常暖房時には、まずステップ１６０にて、暖房用室
内熱交換器１２における凝縮液冷媒の過冷却度（以下、
ＳＣという）を、下記数式１に基づいて算出する。

【００３７】

【数１】ＳＣ＝ｆ（Ｐd ）−Ｔcs なお、ｆ（Ｐd ）は吐出圧センサ４３の検出値から算出
される凝縮温度のことで、Ｔcsは暖房時出口温センサ４
５の検出値のことである。すなわち、吐出圧センサ４３
が検出する吐出冷媒圧力は、冷凍サイクル２０のモリエ
ル線図（図５）でいうとＡ点の圧力である。すなわちＢ
点の圧力である。このように、吐出圧センサ４３の検出
値からＢ点の圧力が分かるので、本実施形態では、ＲＯ
Ｍに記憶された図示しない冷媒圧力と凝縮温度との関係
を示すマップから、上記Ｂ点における凝縮温度を求め
る。これが上記ｆ（Ｐd ）である。

【００３８】また、暖房時出口温センサ４５が検出する
冷媒温度は、図５でいうとＣ点の冷媒温度である。従っ
て本実施形態では、上記数式１の計算を行うことによっ
て、図５でいうＢ点の冷媒温度とＣ点の冷媒温度との
差、つまりＳＣを算出する。そしてステップ１７０で
は、過冷却度の目標値（以下、ＳＣＯという）を、冷凍
サイクル２０の効率が最大となるように算出して、省電
力となるようにする。具体的には、暖房用室内熱交換器
１２における放熱能力Ｑを最適としながら、冷凍サイク
ル２０の成績係数（＝上記放熱能力Ｑ／圧縮機１２の動
力Ｗ）を最大とする。

【００３９】ここでのＳＣＯの算出は、上記ステップ１
２０で読み込んだ外気温センサ４１、吸込温度センサ４
２、風量設定スイッチ５３の各信号に基づいて、図６に
示すように、外気温度が低い程、暖房用室内熱交換器１
２の吸込側空気温度が低い程、およびこの熱交換器１２
を通過する風量が多い程、上記ＳＣＯを大きな値として
算出する。

【００４０】すなわち、外気温度が低い冬場では、通
常、防曇のために外気導入モードとする。従ってこのと
きは、外気温度が低くなる程、暖房用室内熱交換器１２
の吸込側空気温度が低くなる。つまり、この熱交換器１
２を通過する空気の温度が低くなる。このように、熱交
換器１２を通過する空気温度が低いということは、熱交
換器１２内の冷媒の温度とこの通過空気温度との温度差
が大きい、すなわち上記放熱能力Ｑが大きいということ
である。

【００４１】従って、熱交換器１２の吸込側空気温度が
低いときには、ＳＣＯを大きな値として算出すれば、上
記動力Ｗの増加分以上に能力Ｑの増加分の方が大きくな
って成績係数ＣＯＰが大きくなる。反対に、熱交換器１
２の吸込側空気温度が高いときには、ＳＣＯを大きな値
として算出すると、かえってＣＯＰが小さくなる。つま
り図７の実線に示すように、外気温度が高いときには、
ＣＯＰが最大となるときのＳＣは小さく、外気温度が低
くなるに応じて、ＣＯＰが最大となるときのＳＣが大き
くなる。ちなみに図７の一点鎖線は、ＣＯＰが最大とな
る点を結んだ線である。

【００４２】従って本実施形態では、図６に示すよう
に、上記のように外気温度または吸込温度が低いときに
は、これらの温度が高いときに比べてＳＣＯを大きな値
として算出する。また、熱交換器１２を通過する風量が
多い程、高圧圧力は下がる。このように上記風量が多い
ときは、風量が少ないときに比べてもともとの高圧圧力
が低いので、ＳＣＯを大きな値として算出して能力Ｑを
上げたときに、上記動力Ｗが大きくなっても、もともと
の動力Ｗが小さいことから、結果的に成績係数が大きく
なる。従って、熱交換器１２の通過風量が多い程、ＳＣ
Ｏを大きな値として算出する。

【００４３】そしてステップ１８０では、まず上記ＳＣ
とＳＣＯとの偏差ΔＳＣ（＝ＳＣ−ＳＣＯ）を算出し、
次にこの偏差ΔＳＣに対応する暖房用膨張弁２４の弁開
度増減値ΔＥＶＨを、ＲＯＭに記憶された図８のマップ
から算出する。ここで、ΔＥＶＨに上限値ＥＶＨ１およ
び下限値ＥＶＨ２が決められているのは、ＳＣがハンチ
ングしないようにするためである。

【００４４】そしてステップ１９０にて、現在の膨張弁
開度に上記ΔＥＶＨを加えることによって、膨張弁開度
ＥＶＨを算出し、次のステップ２００にて、実際の開度
が上記ＥＶＨとなるように暖房用膨張弁２４を制御す
る。その後、ステップ１２０に戻る。一方、上記ステッ
プ１４０にてＮＯと判定されたときは、ステップ２１０
にジャンプし、上記ステップ１３０で決定された運転モ
ードが冷房運転モードであるか否かを判定する。ここで
ＮＯと判定されたとき、すなわち暖房運転モードでも冷
房運転モードでもないときはステップ１２０に戻り、Ｙ
ＥＳと判定されたときは次のステップ２２０にて、室外
熱交換器２２における凝縮液冷媒の過冷却度ＳＣを下記
数式２に基づいて算出する。

【００４５】

【数２】ＳＣ＝ｆ（Ｐd ）−Ｔos なお、Ｔosは冷房時出口温センサ４４の検出値のことで
ある。そしてステップ２３０では、過冷却度の目標値Ｓ
ＣＯを算出する。ここでのＳＣＯの算出は、図９に示す
ように、外気温度が高い程、あるいは冷房用室内熱交換
器１１を通過する風量が多い程、上記ＳＣＯを大きな値
として算出する。

【００４６】すなわち、一般的に外気温度が高い夏場で
は、外気温度が高くなる程、車室内を冷房するために圧
縮機２１を働かせて冷房能力を確保する。従ってこのと
きには高圧が高くなり、室外熱交換器２２内の冷媒温度
も高くなるので、結果的にこの冷媒温度と外気温度との
温度差が大きくなる。すなわち室外熱交換器２２におけ
る放熱能力Ｑが大きくなる。

【００４７】従って、ＳＣＯを大きな値として算出し
て、その結果、圧縮機２１の動力Ｗが大きくなっても、
それ以上に能力Ｑが大きくなって成績係数が大きくなる
ので、外気温度が高いときには、これらの温度が低いと
きに比べてＳＣＯを大きな値として算出する。また、冷
房用室内熱交換器１１を通過する風量が多い程、この熱
交換器１１における吸熱量が多くなり、室外熱交換器２
２における放熱量も多くなる。従って、ＳＣＯを大きな
値として算出して、その結果上記動力Ｗが大きくなって
も、それ以上に能力Ｑが大きくなって成績係数が大きく
なるので、この場合はＳＣＯを大きな値として算出す
る。

【００４８】そしてステップ２４０では、まず上記ＳＣ
とＳＣＯとの偏差ΔＳＣ（＝ＳＣ−ＳＣＯ）を算出し、
次にこの偏差ΔＳＣに対応する冷房用膨張弁２３の増減
開度ΔＥＶＣを、ＲＯＭに記憶された図１０のマップか
ら算出する。ここで、ΔＥＶＣに上限値ＥＶＣ１および
下限値ＥＶＣ２が決められているは、ＳＣがハンチング
しないようにするためである。

【００４９】そしてステップ２５０にて、現在の膨張弁
開度に上記ΔＥＶＣを加えることによって、膨張弁開度
ＥＶＣを算出し、次のステップ２６０にて、実際の開度
が上記ＥＶＣとなるように冷房用膨張弁２３を制御す
る。その後、ステップ１２０に戻る。ところで、上記ス
テップ１４０、１５０の両方でＹＥＳと判定されたと
き、すなわち暖房運転モードでかつデフロスタスイッチ
５２ｅの入力がある防曇時には、本実施形態の特徴であ
るステップ２７０〜３００の処理を行う。具体的には、
まずステップ２７０にて、下記数式３に基づいて吐出温
度偏差ΔＴd を算出する。

【００５０】

【数３】ΔＴd ＝Ｔd1−Ｔ1 ここで、Ｔd1は吐出温センサ４７が検出した吐出冷媒温
度である。またＴ1 は、フロントガラスの防曇を行うの
に十分な温度として予め設定された設定温度である。つ
まり、吐出冷媒温度がこのＴ1 以上のときに、暖房用室
内熱交換器１２を通過した温風をデフロスタ吹出口１４
からフロントガラス内面に向かって吹き出せば、フロン
トガラスの防曇を十分行うことができる、という温度で
ある。

【００５１】そして次のステップ２８０にて、上記ステ
ップ２７０で算出した吐出温度偏差ΔＴd に対応する暖
房用膨張弁２４の弁開度増減値ΔＫＦを、ＲＯＭに記憶
された図１１のマップからサーチすることによって決定
する。そしてステップ２９０にて、現在の膨張弁開度に
上記ΔＫＦを加えることによって、暖房用膨張弁の開度
ＫＦを算出し、次のステップ３００にて、実際の開度が
上記ＫＦとなるように暖房用膨張弁２４を制御する。そ
の後、ステップ１２０に戻る。

【００５２】なお、上記各ステップは、それぞれの機能
を実現する手段を構成する。ここで、図１１のマップ
は、ΔＴd ＜０のときにΔＫＦ＜０となり、ΔＴd ＝０
のときにΔＫＦ＝０となるように作られている。従っ
て、ステップ２７０〜３００の処理を繰り返していく結
果、暖房用膨張弁２４の開度は、ΔＴd ＝０となるとこ
ろ、すなわち圧縮機２１の吐出冷媒温度が上記設定温度
Ｔ1 となるところまで小さくなる。

【００５３】このように、吐出冷媒温度が設定温度Ｔ１
となるように暖房用膨張弁２４の開度を制御する防曇時
には、外気温度が低ければ（例えば−１８℃）、図１２
に示すようにＳＣはｂ4 となり、ＣＯＰが最大となるよ
うに暖房用膨張弁２４の開度を制御する通常暖房時にお
けるＳＣ（＝ｂ3 ）よりも大きくなる。ここで、図１３
からも分かるように、ＳＣが大きくなれば、暖房用膨張
弁２４の開度が小さくなる。従って、外気温度が低けれ
ば、防曇時における暖房用膨張弁２４の開度（第２の開
度）は、通常暖房時における暖房用膨張弁２４の開度
（第１の開度）よりも小さくなる。

【００５４】また、上記のように、ＳＣが大きくなる
と、図１４に示すように、ＣＯＰは下がる反面、吐出冷
媒圧力および車室内への吹出空気温度は高くなる。つま
り、本実施形態では、防曇時には、圧縮機２１の吐出冷
媒温度が設定温度Ｔ１となるところまでＳＣが上がり、
その結果、吹出空気温度が高くなる。なお、図１２にお
いて、外気温度が高いとき（例えば０℃）には、防曇時
におけるＳＣ（＝ｂ1 ）は、通常暖房時におけるＳＣ
（＝ｂ2 ）によりも小さくなるため、防曇時における暖
房用膨張弁２４の開度（第２の開度）は、通常暖房時に
おける暖房用膨張弁２４の開度（第１の開度）よりも大
きくなる。また、図１３は、外気温度が０℃でかつ上記
放熱能力Ｑが３．１５kWのときの実験データで、図１４
は、外気温度が−１８℃のときの実験データである。

【００５５】以上説明したように本実施形態では、冷凍
サイクル２０の運転モードが暖房運転モード以外のと
き、あるいは暖房モードであってもデフロスタスイッチ
５２ｅの入力が無い通常時には、ＣＯＰが最大となるよ
うに膨張弁２３または２４の開度を制御し、暖房運転モ
ード中にデフロスタスイッチ５２ｅの入力があった防曇
時には、多少ＣＯＰが小さくなってでも吹出空気温度を
高くするように制御するので、通常時は省電力運転とし
ながら、防曇時にはフロントガラスの防曇を十分に行う
ことができる。

【００５６】また本実施形態では、デフロスタスイッチ
５２ｅが入力されたときの膨張弁２４の開度を、防曇効
果を高めるためにむやみに小さくするのではなく、圧縮
機２１の吐出冷媒温度Ｔd1が上記設定温度Ｔ1 となると
ころまでとしたので、膨張弁開度を小さくすることに伴
う圧縮機消費電力の増加を必要最小限とすることができ
る。

【００５７】次に本発明の第２実施形態を説明する。上
記第１実施形態では、ステップ２７０で用いる設定温度
Ｔ1 を、フロントガラスの防曇を十分に行うことのでき
る温度として設定したが、インバータ３１への入力電流
あるいはインバータ３１からの出力電流を検出し、この
電流量が所定電流量となる温度として設定しても良い。
但し、ここでいう所定電流量とは、インバータ３１の発
熱量が許容範囲の上限となる温度である。従ってこの場
合、インバータ３１の発熱量が抑えられ、インバータ３
１を正常に作動し続けることができる。

【００５８】なお、本実施形態においても、外気温度が
低ければ、防曇時における暖房用膨張弁２４の開度（第
２の開度）は、通常暖房時における暖房用膨張弁２４の
開度（第１の開度）よりも小さくなる。次に本発明の第
３実施形態を説明する。図１５に示すように、上記各実
施形態において、ステップ１５０とステップ２７０との
間に、外気温センサ４１の検出値が所定温度αより低い
か否か、すなわち、通常制御ではフロントガラスの防
曇、除曇、解氷を十分に行うことができなくなる程度の
外気温度か否かを判定するステップ１５５を設け、ステ
ップ１４０、１５０、１５５の全てでＹＥＳと判定され
たときのみ、ステップ２７０〜３００の処理を行うよう
にしても良い。

【００５９】この場合、ステップ１４０、１５０の両方
でＹＥＳと判定されたときでも、ステップ１５５でＮＯ
と判定されたとき、すなわちフロントガラスが曇りにく
いときにはステップ１６０〜２００の処理を行うので、
極力省電力運転を行うことができる。次に本発明の第４
実施形態を説明する。

【００６０】上記各実施形態では、過冷却度ＳＣが目標
過冷却度ＳＣＯとなるように膨張弁開度を制御するシス
テムについて説明したが、暖房用室内熱交換器１２にお
ける空気加熱度合い（具体的にはこの熱交換器１２を通
過した直後の空気温度）を検出する手段を設け、フロン
トガラスの防曇、除曇、解氷を行わない通常時には、膨
張弁の開度（第１の開度）を、上記検出手段の検出値に
基づいて、ＣＯＰが最大となるように制御するシステム
としても良い。

【００６１】そして、デフロスタスイッチ５２ｅの入力
があった防曇時には、膨張弁の開度（第２の開度）を、
上記検出手段の検出値が、フロントガラスの防曇、除
曇、解氷を十分に行い得る温度となるように制御した
り、上記第１実施形態のように、吐出冷媒温度が設定温
度Ｔ１となるように制御したり、上記第２実施形態のよ
うに、インバータ３１に通電される電流量が所定電流量
となるように制御したり、あるいはこれらを組み合わせ
て制御しても良い。

【００６２】なお、本実施形態においても、防曇時にお
ける暖房用膨張弁２４の開度（第２の開度）は、通常暖
房時における暖房用膨張弁２４の開度（第１の開度）よ
りも小さくなる。次に、本発明の第５実施形態を説明す
る。上記各実施形態では、凝縮器（暖房用室内熱交換器
１２）を空調ダクト２内に設け、この凝縮器の凝縮熱で
直接、空調ダクト２内の空気を加熱する構成としたが、
図１６に示すように、凝縮器を、温水回路６０内の温水
と熱交換する冷媒水熱交換器６２として構成し、この冷
媒水熱交換器６２で発生した凝縮熱を温水回路６０内の
温水に供給して温水を暖め、この温水を、空調ダクト２
内に設けられた温水式熱交換器６３内に流すことによっ
て、空調ダクト２内の空気を加熱するようにしても良い
なお、図１６に示す空調装置において、上記各実施形態
と同じ機能であるものには、同じ符号を付ける。そし
て、６１は燃焼式ヒータ、６３はウォーターポンプ、６
４は温水配管である、また、６５、６６は電磁弁であっ
て、冷房運転モードには６５は開、６６は閉、暖房運転
モードには６５は閉、６６は開となる。

【００６３】（変形例）ステップ２７０で用いる設定温
度Ｔ1 を、圧縮機２１の保護できる温度として設定して
も良い。また、ステップ２７０では、この吐出圧センサ
４３の検出値と、高圧保護のために設定された設定圧力
との偏差を算出し、ステップ２８０ではこの高圧圧力偏
差に基づいて弁開度増減値を算出するようにしても良
い。この場合、暖房用室内熱交換器１２や暖房用膨張弁
２４に異常に高い圧力が加わらない範囲で、防曇効果を
高めることができる。

【００６４】また、請求項１記載の発明でいう防曇指示
信号発生手段を、フロントガラスの曇り度合いが所定値
以上となったときに信号を出力するセンサのようなもの
で構成しても良い。また、上記実施形態は電気自動車用
空調装置について説明したものだが、エンジン駆動の車
両用空調装置としても適用できるし、室内用の空調装置
にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１実施形態の全体構成図である。

【図２】上記実施形態の制御系のブロック図である。

【図３】上記実施形態のコントロールパネルの正面図で
ある。

【図４】上記実施形態の膨張弁の制御処理手順を示すフ
ローチャートである。

【図５】上記実施形態の冷凍サイクルのモリエル線図で
ある。

【図６】上記実施形態の暖房運転モード時における各環
境要因と目標過冷却度ＳＣＯとの関係を示すマップであ
る。

【図７】各外気温度における過冷却度ＳＣと冷凍サイク
ルの成績係数ＣＯＰとの関係を示すグラフである。

【図８】上記実施形態の暖房運転モード時における偏差
ΔＳＣと暖房用膨張弁増減開度ΔＥＶＨとの関係を示す
マップである。

【図９】上記実施形態の冷房運転モード時における各環
境要因と目標過冷却度ＳＣＯとの関係を示すマップであ
る。

【図１０】上記実施形態の冷房運転モード時における偏
差ΔＳＣと冷房用膨張弁増減開度ΔＥＶＨとの関係を示
すマップである。

【図１１】吐出温度偏差ΔＴd と膨張弁開度増減値ΔＫ
Ｆとの関係を示すマップである。

【図１２】上記実施形態の過冷却度ＳＣと、吐出冷媒温
度、成績係数ＣＯＰ、外気温度との関係を示す実験グラ
フである。

【図１３】膨張弁開度と過冷却度ＳＣとの関係を示す図
である。

【図１４】上記実施形態の過冷却度ＳＣと、吐出冷媒圧
力、成績係数ＣＯＰ、車室内への吹出空気温度との関係
を示す図である。

【図１５】本発明第３実施形態の膨張弁の制御処理手順
を示すフローチャートである。

【図１６】本発明第５実施形態の全体構成図である。

【符号の説明】

２…空調ダクト、４…送風手段、１２…暖房用室内熱交
換器、１４…デフロスタ吹出口、２０…冷凍サイクル、
２１…圧縮機、２２…室外熱交換器、２３…冷房用膨張
弁、２４…暖房用膨張弁、３０…電動モータ、３１…イ
ンバータ、４０…制御装置、４１…外気温センサ、４２
…吸込温度センサ、４３…吐出圧センサ、４４…冷房用
出口温センサ、４５…暖房用出口温センサ、４６…蒸発
器後センサ、４７…吐出温センサ、５２ｅ…デフロスタ
スイッチ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を圧縮する圧縮機（２１）、この圧
   縮機（２１）からの冷媒を凝縮させる凝縮器（１２）、
   この凝縮器（１２）からの冷媒を減圧する電気式膨張弁
   （２４）、およびこの電気式膨張弁（２４）からの冷媒
   を蒸発させる蒸発器（２２）を有する冷凍サイクル（２
   ０）と、 空気流を発生する送風手段（４）と、 この送風手段（４）で発生した空気を、少なくとも車両
   の窓ガラス内面に向かって空気を吹き出すデフロスタ吹
   出口（１４）へ導く空気通路（２）と、 前記デフロスタ吹出口（１４）を開閉するデフロスタ吹
   出口開閉手段（１７、３２）と、 前記窓ガラスの防曇を指示する防曇指示信号を発生する
   防曇指示信号発生手段（５２ｅ）とを備え、 前記空気通路（２）内の空気を、前記凝縮器（１２）の
   凝縮熱で加熱するように構成され、 前記防曇指示信号発生手段（５２ｅ）が前記防曇指示信
   号を発生しているときに、前記デフロスタ吹出口開閉手
   段（１７、３２）が前記デフロスタ吹出口（１４）を開
   いて、前記窓ガラスの防曇を行うように構成された車両
   用空調装置であって、 前記防曇指示信号発生手段（５２ｅ）での前記防曇指示
   信号の発生有無を判定する防曇指示信号有無判定手段
   （１５０）と、 この防曇指示信号有無判定手段（１５０）によって前記
   防曇指示信号の発生が無いと判定されたとき、前記電気
   式膨張弁（２４）の開度を第１の開度とする通常時膨張
   弁制御手段（１６０〜２００）と、 前記防曇指示信号有無判定手段（１５０）によって前記
   防曇指示信号の発生が有ると判定されたとき、前記電気
   式膨張弁（２４）の開度を、前記第１の開度よりも小さ
   な第２の開度とする防曇時膨張弁制御手段（２７０〜３
   ００）とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】 前記第１の開度は、前記冷凍サイクル
   （２０）の成績係数が最大となる開度であることを特徴
   とする請求項１記載の車両用空調装置。
3. 【請求項３】 前記冷凍サイクル（２０）の成績係数が
   最大となる前記第１の開度は、前記凝縮器（１２）にお
   ける液冷媒の過冷却度が所定の過冷却度となる開度であ
   ることを特徴とする請求項２記載の車両用空調装置。
4. 【請求項４】 前記凝縮器（１２）における加熱度合い
   を検出する加熱度合い検出手段を備え、 前記冷凍サイクル（２０）の成績係数が最大となる前記
   第１の開度は、前記加熱度合い検出手段が検出した加熱
   度合いが所定の加熱度合いとなる開度であることを特徴
   とする請求項２記載の車両用空調装置。
5. 【請求項５】 前記第２の開度は、前記加熱度合いが検
   出した加熱度合いが、前記所定の加熱度合いよりも大き
   な加熱度合いとなる開度であることを特徴とする請求項
   ４記載の車両用空調装置。
6. 【請求項６】 前記圧縮機（２１）は電動モータ（３
   ０）によって駆動され、 前記圧縮機（２１）が吐出した冷媒の温度を検出する吐
   出温度検出手段（４７）を備え、 前記第２の開度は、前記吐出温度検出手段（４７）が検
   出した吐出冷媒温度が所定の温度となる開度であること
   を特徴とする請求項１ないし５いずれか１つ記載の車両
   用空調装置。
7. 【請求項７】 前記圧縮機（２１）は電動モータ（３
   ０）によって駆動され、 この電動モータ（３０）はインバータ（３１）によって
   通電制御され、 このインバータ（３１）に通電される電流量を検出する
   通電電流検出手段を備え、 前記第２の開度は、前記通電電流検出手段が検出した電
   流量が所定の電流量となる開度であることを特徴とする
   請求項１ないし５いずれか１つ記載の車両用空調装置。
8. 【請求項８】 外気温度を検出する外気温度検出手段
   （４１）と、 この外気温度検出手段（４１）が検出した外気温度が所
   定の低外気温度以下か否かを判定する外気温度判定手段
   （１５５）とを備え、 前記防曇時膨張弁制御手段（２７０〜３００）は、 前記防曇指示信号有無判定手段（１５０）によって前記
   防曇指示信号の発生が有ると判定され、かつ前記外気温
   度判定手段（１５５）によって前記検出外気温度が前記
   低外気温度以上であると判定されたとき、前記電気式膨
   張弁（２４）の開度を前記第１の開度とし、 前記防曇指示信号有無判定手段（１５０）によって前記
   防曇指示信号の発生が有ると判定され、かつ前記外気温
   度判定手段（１５５）によって前記検出外気温度が前記
   低外気温度以下であると判定されたとき、前記電気式膨
   張弁（２４）の開度を前記第２の開度とするように構成
   されたことを特徴とする請求項１ないし７いずれか１つ
   記載の車両用空調装置。
9. 【請求項９】 前記凝縮器（１２）が前記空気通路
   （２）内に設けられることによって、この空気通路
   （２）内の空気を、前記凝縮器（１２）の凝縮熱で加熱
   するように構成されたことを特徴とする請求項１ないし
   ８いずれか１つ記載の車両用空調装置。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし９いずれか１つ記載の
    車両用空調装置が電気自動車用であることを特徴とする
    電気自動車用空調装置。
11. 【請求項１１】 冷媒を圧縮する圧縮機（２１）、この
    圧縮機（２１）からの冷媒を凝縮させる凝縮器（１
    ２）、この凝縮器（１２）からの冷媒を減圧する電気式
    膨張弁（２４）、およびこの電気式膨張弁（２４）から
    の冷媒を蒸発させる蒸発器（２２）を有する冷凍サイク
    ル（２０）と、 空気流を発生する送風手段（４）と、 この送風手段（４）で発生した空気を、少なくとも車両
    の窓ガラス内面に向かって空気を吹き出すデフロスタ吹
    出口（１４）へ導く空気通路（２）と、 前記デフロスタ吹出口（１４）を開閉するデフロスタ吹
    出口開閉手段（１７、３２）と、 前記窓ガラスの防曇を指示する防曇指示信号を発生する
    防曇指示信号発生手段（５２ｅ）とを備え、 前記空気通路（２）内の空気を、前記凝縮器（１２）の
    凝縮熱で加熱するように構成され、 前記防曇指示信号発生手段（５２ｅ）が前記防曇指示信
    号を発生しているときに、前記デフロスタ吹出口開閉手
    段（１７、３２）が前記デフロスタ吹出口（１４）を開
    いて、前記窓ガラスの防曇を行うように構成された車両
    用空調装置であって、 前記防曇指示信号発生手段（５２ｅ）が前記防曇指示信
    号を発生していないときには、前記電気式膨張弁（２
    ４）の開度を第１の開度とし、前記防曇指示信号発生手
    段（５２ｅ）が前記防曇指示信号を発生しているときに
    は、前記電気式膨張弁（２４）の開度を、前記第１の開
    度よりも小さな第２の開度とすることを特徴とする車両
    用空調装置。