JPH10258632A

JPH10258632A - 車両用空気調和装置

Info

Publication number: JPH10258632A
Application number: JP6860597A
Authority: JP
Inventors: Akira Isaji; 晃伊佐治
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-03-21
Filing date: 1997-03-21
Publication date: 1998-09-29
Anticipated expiration: 2017-03-21
Also published as: JP3812042B2

Abstract

(57)【要約】【課題】乗員が車室内の除湿暖房を希望している時
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、エバポレータ２４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
電気自動車用のエアコンユニット１を提供する。【解決手段】ＤＥＦスイッチが押されている時に、エ
バ後温度ＴＥが、エバポレータ２４の着霜限界温度（例
えば２℃）よりも低下しない限り、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除
湿暖房モードから室外熱交換器２３を蒸発器として単独
運転する外気暖房モードに切り替えられないので、外気
温度に応じて切替条件を設定しているエアコンユニット
と比較して、エバポレータ２４が着霜する限界まで、フ
ロント窓ガラスの曇りを除去するため、車室内を暖房気
味除湿できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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車両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
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１
９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
することのできる車両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
度よりも低下しない限り、外気暖房モード用循環回路に
切り替えられず、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は、
加熱用熱交換器、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】請求項２に記載の発明によれば、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、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、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は、
加熱用熱交換器、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所定温度以上の場合には、
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は、加熱用熱交換
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。

【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、加熱用熱交
換器、減圧手段、室外熱交換器および冷却用室内熱交換
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、つまり加熱用室内熱交換器を循環する冷媒量、およ
び冷却用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冷媒の凝縮熱により再
加熱されて車室内を暖房気味除湿する。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は、第１室内熱交
換器内に流入する冷媒の凝縮熱により加熱されて車室内
を外気暖房する。

【００１３】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
標吹出温度決定手段で決定した目標吹出温度に応じて制
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、冷却用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。

【００１４】請求項６に記載の発明によれば、循環回路
切替手段により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。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は、第１室内熱交換器
内に流入する熱媒体により加熱されて車室内を外気暖房
する。

【００１５】請求項７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、冷却用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ＥＣ
Ｕ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（ＦＯＯ
Ｔ）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（ＦＡ
ＣＥ）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、本発明の加熱
用室内熱交換器、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２
４、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２
３内を流れる冷媒は、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、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、本発明の除湿暖房モード用循環回路、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、本発明の除湿暖房モード用循環回路、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Ｖ
Ｃ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２
３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２
０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、ＲＡＭ３
３、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、ＥＣＵ１
０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４
１、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、Ｅ
ＣＵ１０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Ｔ
ｓｅｔを読み込む（吹出温度設定手段：ステップＳ
２）。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５
８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ＴＡ
Ｍ、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Ｒ
ＯＭ３２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−Ｋ
ＡＭ×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ＲＯＭ
３２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Ｆ
ＯＯＴ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１
５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、Ｄ
ＥＦ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１
９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ＴＡ
Ｍをエバポレータ２４に吸い込まれる空気の吸込温度Ｔ
ｉｎ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ＴＡ
Ｍ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Ｓ
２４）。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Ｓ３
４）。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２
０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Ｓ
３４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−Ｔ
Ｅ）｝×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Ｓ１
１では、エバ後温度センサ４５で検出したエバ後温度Ｔ
Ｅ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（Ｔ
Ｅ＝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ＭＡＸＣ
ＯＯＬに固定され、電磁弁ＶＣがＯＮされ、電磁弁Ｖ
Ｈ、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〜ＭＡＸＣ
ＯＯＬ間で可変され、電磁弁ＶＣがＯＮされ、電磁弁Ｖ
Ｈ、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２
４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ＴＷ
Ｏ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ＴＡ
Ｏ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２
４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ＴＡ
Ｏ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２
４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２実施形態の構成〕図８は本発明の第
２実施形態を示したもので、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、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ので、第１実施形態と同様な効果を
達成することができる。

【００９２】〔他の実施形態〕本実施形態では、本発明
を電気自動車用空気調和装置に適用したが、本発明を空
冷式エンジン搭載車または水冷式エンジン搭載車用空気
調和装置に適用しても良い。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７
１→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２
２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２実施形態）。

【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（加熱用室内熱交換器、冷媒
熱媒体熱交換器）８ウォータポンプ（熱媒体循環手段）１０ＥＣＵ（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）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）５８ＤＥＦスイッチ（除湿モード設定手段）７１コンデンサ（加熱用室内熱交換器、第１室内熱交
換器）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

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）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）冷媒圧縮機より吐出された冷媒を、加熱用室内熱
交換器、減圧手段、冷却用室内熱交換器の順に流して前
記冷媒圧縮機に戻す除湿暖房モード用循環回路と、（ｄ）冷媒圧縮機より吐出された冷媒を、前記加熱用室
内熱交換器、前記減圧手段、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、（ｅ）少なくとも前記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、（ｆ）車室内の除湿を希望する除湿モード設定手段と、（ｇ）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、（ｈ）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
以上の場合は、前記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い場合は、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する空調制御装置とを備えた車両用
空気調和装置。
【請求項２】請求項１に記載の車両用空気調和装置にお
いて、前記除湿暖房モード用循環回路は、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、および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を有し、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
とを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の車両用空
気調和装置において、前記冷媒圧縮機は、駆動電源としてのインバータによっ
て通電制御される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ることを特徴とする車両用空気調和
装置。
【請求項４】請求項３に記載の車両用空気調和装置にお
いて、前記加熱用室内熱交換器は、前記ダクト内に配設され、
前記冷媒圧縮機より吐出された冷媒と前記ダクト内の空
気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、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。
【請求項５】請求項４に記載の車両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吹出温度決定手段で
決定した目標吹出温度に応じて制御することを特徴とす
る車両用空気調和装置。
【請求項６】請求項３に記載の車両用空気調和装置にお
いて、前記加熱用室内熱交換器は、前記ダクト外に配設され、
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、前記ダクト内に配設され、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
気を加熱する第１室内熱交換器、および前記冷媒熱媒体
熱交換器と前記第１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し、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、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。
【請求項７】請求項６に記載の車両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
とする車両用空気調和装置。