(57)【要約】【課題】ヒートポンプサイクルを備える車両用空調装置において、室外熱交換器の除霜を行う際の乗員の暖房感の悪化を抑制する。【解決手段】室外熱交換器１６に着霜が生じたことが判定され、かつ、プレ空調が実施されている際に、室外熱交換器１６の除霜を行う。これにより、室外熱交換器１６に着霜が生じたことが判定されても、乗員が車室内に乗車していてプレ空調が実行されていない際には、除霜モードの冷媒回路に切り替えることを禁止するようにして、室外熱交換器１６の除霜を行う際の乗員の暖房感の悪化を抑制する。【選択図】図４
2014051110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）、冷媒と車室内へ送風される送風空気とを熱交換させる室内凝縮器（１３）、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１６）、および冷媒が循環する冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段（１５ａ、２０）を有するヒートポンプサイクル（１０）を備え、
前記冷媒回路切替手段（１５ａ、２０）は、前記車室内の暖房を行う際には、前記圧縮機（１１）から吐出された冷媒を前記室内凝縮器（１３）へ流入させるとともに前記室外熱交換器（１６）にて冷媒を蒸発させる暖房モードの冷媒回路に切り替え、前記室外熱交換器（１６）の除霜を行う際には、前記圧縮機（１１）から吐出された冷媒を前記室外熱交換器（１６）へ流入させる除霜モードの冷媒回路に切り替えるように構成されており、
さらに、乗員が車両に乗り込む前に前記車室内の空調を開始するプレ空調を実行可能に構成された車両用空調装置であって、
前記室外熱交換器（１６）に着霜が生じたことを判定する着霜判定手段（Ｓ６２、Ｓ６５）と、
前記冷媒回路切替手段（１５ａ、２０）の作動を制御する冷媒回路制御手段（５０ｃ）とを備え、
前記冷媒回路制御手段（５０ｃ）は、前記着霜判定手段（Ｓ６２、Ｓ６５）によって前記着霜が生じたことが判定され、かつ、前記プレ空調が実行されている際に、前記除霜モードの冷媒回路に切り替えるように前記冷媒回路切替手段（１５ａ、２０）の作動を制御することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記着霜判定手段（Ｓ６２、Ｓ６５）は、前記室外熱交換器（１６）の室外器温度（Ｔｏｕｔ）が予め定めた基準温度（ＫＴ１〜ＫＴ３）より低くなっている際に、前記室外熱交換器（１６）に着霜が生じたと判定するものであり、
前記基準温度（ＫＴ１〜ＫＴ３）は、前記プレ空調の開始からの経過時間に伴って低い温度となるように定められていることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記車室内へ向けて前記送風空気を送風する送風機（３２）と、
前記送風機（３２）の作動を制御する送風機制御手段（５０ｂ）とを備え、
前記送風機制御手段（５０ｂ）は、前記着霜判定手段（Ｓ６２、Ｓ６５）によって前記着霜が生じたことが判定され、かつ、前記プレ空調が実行されていない際に、前記送風機（３２）の送風能力を低下させ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプサイクルを備える車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に、ヒートポンプサイクルにて車室内へ送風される送風空気を加熱して、車室内の暖房を行う車両用空調装置が開示されている。さらに、この特許文献１のヒートポンプサイクルでは、暖房運転時に冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する室外熱交換器に着霜が生じた際に、圧縮機から吐出された高温高圧冷媒を室外熱交換器へ流入させる除霜モードの冷媒回路に切り替えて、室外熱交換器の除霜を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平６−６１５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１の車両用空調装置では、暖房運転中に室外熱交換器の除霜を行うためにヒートポンプサイクルを除霜モードの冷媒回路に切り替えてしまうと、送風空気を加熱することができなくなってしまうので、室外熱交換器の除霜を行っている間は乗員の暖房感を悪化させてしまう。
【０００５】
上記点に鑑み、本発明では、ヒートポンプサイクルを備える車両用空調装置において、室外熱交換器の除霜を行う際に乗員の暖房感が悪化してしまうことの抑制を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項１に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）、冷媒と車室内へ送風される送風空気とを熱交換させる室内凝縮器（１３）、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（１６）、および冷媒が循環する冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段（１５ａ、２０）を有するヒートポンプサイクル（１０）を備え、冷媒回路切替手段（１５ａ、２０）は、車室内の暖房を行う際には、圧縮機（１１）から吐出された冷媒を室内凝縮器（１３）へ流入させるとともに室外熱交換器（１６）にて冷媒を蒸発させる暖房モードの冷媒回路に切り替え、室外熱交換器（１６）の除霜を行う際には、圧縮機（１１）から吐出された冷媒を室外熱交換器（１６）へ流入させる除霜モードの冷媒回路に切り替えるように構成されており、さらに、乗員が車両に乗り込む前に車室内の空調を開始するプレ空調を実行可能に構成された車両用空調装置であって、
室外熱交換器（１６）に着霜が生じたことを判定する着霜判定手段（Ｓ６２、Ｓ６５）と、冷媒回路切替手段（１５ａ、２０）の作動を制御する冷媒回路制御手段（５０ｃ）とを備え、
冷媒回路制御手段（５０ｃ）は、着霜判定手段（Ｓ６２、Ｓ６５）によって着霜が生じたことが判定され、かつ、プレ空調が実行されている際に、除霜モードの冷媒回路に切り替えるように冷媒回路切替手段（１５ａ、２０）の作動を制御することを特徴とする。
【０００７】
これによれば、冷媒回路制御手段（５０ｃ）が、着霜判定手段（Ｓ６２、Ｓ６５）によって室外熱交換器（１６）に着霜が生じたことが判定され、かつ、プレ空調が実行されている際に、除霜モードの冷媒回路に切り替えるので、室外熱交換器（１６）の除霜は、乗員が車両に乗り込む前のプレ空調中に実行されることになる。
【０００８】
換言すると、この冷媒回路制御手段（５０ｃ）は、着霜判定手段（Ｓ６２、Ｓ６５）によって室外熱交換器（１６）に着霜が生じたことが判定されても、プレ空調が実行されていない際には、除霜モードの冷媒回路に切り替えることを禁止するように構成されている。
【０００９】
従って、乗員が乗車している際に除霜モードの冷媒回路に切り替えられることがなく、室外熱交換器（１６）の除霜を行う際の乗員の暖房感の悪化を抑制することができる。
【００１０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。
【図２】一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。
【図３】一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。
【図４】一実施形態の車両用空調装置の制御処理のうち、運転モードを決定するためのフローチャートである。
【図５】一実施形態の車両用空調装置の制御処理のうち、送風機電圧を決定するためのフローチャートである。
【図６】一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。
【図７】一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別のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図１〜図７により、本発明の一実施形態を説明する。本実施形態の車両用空調装置１は、車両走行用の駆動力を走行用電動モータから得る電気自動車に適用されている。この電気自動車では、車両停止時に外部電源（商用電源）から供給される電力を蓄電手段であるバッテリＢに充電し、車両走行時にバッテリＢに蓄えられた電力を走行用電動モータへ供給することによって走行する。
【００１３】
さらに、本実施形態の電気自動車では、バッテリＢに蓄えられた電力（電気エネルギ）を、後述する空調制御装置５０を介して車両用空調装置１の各種電動式構成機器へ供給することによって、車両用空調装置１を作動させている。換言すると、本実施形態の車両用空調装置１は、バッテリＢに蓄えられた電力を供給されることによって作動する。
【００１４】
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、車両走行時に車室内の空調を行う通常空調の他に、乗員が車両に乗り込む前に車室内の空調を行うプレ空調を行うことができる。さらに、この車両用空調装置１では、バッテリＢの充電中に、バッテリＢに蓄えられた電力だけでなく外部電源から供給される電力によってプレ空調を行うこともできる。
【００１５】
車両用空調装置１は、車室内へ送風される送風空気の温度を調整する温度調整手段としてのヒートポンプサイクル（蒸気圧縮式の冷凍サイクル）１０、ヒートポンプサイクル１０によって温度調整された送風空気を車室内へ吹き出すための室内空調ユニット３０、および車両用空調装置１の各種電動式の構成機器の作動を制御する空調制御装置５０等を備えている。
【００１６】
まず、ヒートポンプサイクル１０は、送風空気を加熱して車室内を暖房する暖房モードの冷媒回路、送風空気を冷却して車室内を冷房する冷房モードの冷媒回路、冷却して除湿した送風空気を再加熱して車室内を除湿暖房する除湿暖房モードの冷媒回路、さらに、暖房モード時にヒートポンプサイクル１０にて冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する室外熱交換器１６に着霜が生じた際に、これを除霜する除霜モードの冷媒回路を切替可能に構成されている。
【００１７】
なお、図１では、暖房モードにおける冷媒の流れを白抜き矢印で示し、冷房モードにおける冷媒の流れを黒塗り矢印で示し、除湿暖房モードにおける冷媒の流れを斜線ハッチング付き矢印で示し、さらに、除霜モードにおける冷媒の流れを網掛けハッチング付き矢印で示している。
【００１８】
ヒートポンプサイクル１０は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機１１、送風空気を加熱あるいは冷却する室内熱交換器としての室内凝縮器１３および室内蒸発器１８、冷媒を減圧膨張させる減圧手段としての暖房用固定絞り１４および冷房用固定絞り１７、並びに、冷媒回路切替手段としての開閉弁１５ａおよび三方弁２０等を備えている。
【００１９】
また、このヒートポンプサイクル１０では、冷媒としてＨＦＣ系冷媒（具体的には、Ｒ１３４ａ）を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。もちろん、ＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）等を採用してもよい。さらに、冷媒には圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。
【００２０】
圧縮機１１は、車室外となる車両ボンネット内に配置され、ヒートポンプサイクル１０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するもので、吐出容量が固定された固定容量型圧縮機構１１ａを電動モータ１１ｂにて駆動する電動圧縮機として構成されている。固定容量型圧縮機構１１ａとしては、具体的に、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用できる。
【００２１】
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。
【００２２】
圧縮機１１の吐出口側には、室内凝縮器１３の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器１３は、室内空調ユニット３０において車室内へ送風される送風空気の空気通路を形成するケーシング３１内に配置されて、その内部を流通する冷媒と送風空気とを熱交換させることで送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。
【００２３】
室内凝縮器１３の冷媒出口側には、暖房モード時に冷媒を減圧させる暖房用固定絞り１４を介して室外熱交換器１６の冷媒入口側が接続されている。この暖房用固定絞り１４としては、オリフィス、キャピラリチューブ等を採用できる。もちろん、暖房モード時に冷媒を減圧させる機能を発揮できれば、固定絞りに限定されることなく全開機能付き電気式膨張弁等の可変絞り機構を採用してもよい。
【００２４】
さらに、本実施形態では、室内凝縮器１３から流出した冷媒を、暖房用固定絞り１４を迂回させて室外熱交換器１６の冷媒入口側へ導くバイパス通路１５が設けられている。このバイパス通路１５には、バイパス通路１５を開閉する開閉弁１５ａが配置されている。
【００２５】
開閉弁１５ａは、冷房モードにおける冷媒回路、暖房モードにおける冷媒回路、除湿暖房モードにおける冷媒回路、および除霜モードにおける冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段を構成するもので、空調制御装置５０から出力される制御信号によって、その作動が制御される電磁弁である。具体的には、本実施形態の開閉弁１５ａは、冷房モード時および除霜モード時に開き、暖房モード時および除湿暖房モード時に閉じる。
【００２６】
なお、開閉弁１５ａが開いた状態で冷媒がバイパス通路１５を通過する際に生じる圧力損失は、開閉弁１５ａが閉じた状態で冷媒が暖房用固定絞り１４を通過する際に生じる圧力損失に対して極めて小さい。従って、開閉弁１５ａが開いた状態では、室外熱交換器１６から流出した冷媒のほぼ全流量がバイパス通路１５を介して室外熱交換器１６の冷媒入口側へ流れる。
【００２７】
室外熱交換器１６は、車両ボンネット内に配置されて、内部を流通する室内凝縮器１３下流側の冷媒と送風ファン１６ａから送風された車室外空気（外気）とを熱交換させるものである。送風ファン１６ａは、空調制御装置５０から出力される制御電圧によって回転数（送風能力）が制御される電動式送風機である。
【００２８】
室外熱交換器１６の冷媒出口側には、三方弁２０が接続されている。この三方弁２０は、開閉弁１５ａとともに上述した各運転モードにおける冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段を構成しており、空調制御装置５０から出力される制御信号によって、その作動が制御される電気式の三方弁である。
【００２９】
具体的には、本実施形態の三方弁２０は、冷房モード時および除湿暖房モード時には室外熱交換器１６の冷媒出口側と冷房用固定絞り１７とを接続する冷媒回路に切り替え、暖房モード時および除霜モード時には室外熱交換器１６の冷媒出口側と圧縮機１１の吸入口側に配置されたアキュムレータ１９の冷媒入口側とを接続する冷媒回路に切り替える。
【００３０】
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。冷房用固定絞り１７の出口側には、室内蒸発器１８の冷媒入口側が接続されている。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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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を迂回させる冷風バイパス通路を通過した送風空気を、空調対象空間である車室内へ吹き出すための開口穴が設けられている。この開口穴としては、具体的に、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ開口穴３７ａ、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス開口穴３７ｂ、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット開口穴３７ｃが設けられている。
【００３９】
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。
【００４０】
そして、冷房モード時および除湿暖房モード時には、エアミックスドア３４の開度が調整されることによって、室内蒸発器１８にて冷却された送風空気のうち室内凝縮器１３にて再加熱される温風と室内凝縮器を迂回する冷風との風量割合が調整される。そして、この風量割合の調整によって、温風と冷風とを混合させた混合空気、すなわち車室内へ吹き出される送風空気の温度が調整される。
【００４１】
なお、冷房モード時には、室内蒸発器１８通過後の送風空気の全風量を室内凝縮器１３を迂回させる位置に、エアミックスドア３４を変位させるようにしてもよい。
【００４２】
また、デフロスタ開口穴３７ａ、フェイス開口穴３７ｂおよびフット開口穴３７ｃの空気流れ上流側には、それぞれ、デフロスタ開口穴３７ａの開口面積を調整するデフロスタドア３８ａ、フェイス開口穴３７ｂの開口面積を調整するフェイスドア３８ｂ、フット開口穴３７ｃの開口面積を調整するフットドア３８ｃが配置されている。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
さらに、乗員が操作パネルに設けられた吹出モード切替スイッチをマニュアル操作することによって、デフロスタ吹出口を全開してデフロスタ吹出口から車両フロント窓ガラス内面に空気を吹き出すデフロスタモードとすることもできる。
【００４６】
次に、本実施形態の電気制御部について説明する。図２に示す空調制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。そして、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、その出力側に接続された圧縮機１１用のインバータ、冷媒回路切替手段を構成する開閉弁１５ａおよび三方弁２０、送風ファン１６ａ、送風機３２、前述した各種電動アクチュエータ６２〜６５といった各種空調用構成機器の作動を制御する。
【００４７】
また、空調制御装置５０の入力側には、車室内温度（内気温）Ｔｒを検出する内気温検出手段としての内気センサ５１、車室外温度（外気温）Ｔａｍを検出する外気温検出手段としての外気センサ５２、車室内へ照射される日射量Ｔｓを検出する日射量検出手段としての日射センサ５３、圧縮機１１吐出冷媒の吐出冷媒温度Ｔｄを検出する吐出温度センサ５４、圧縮機１１吐出冷媒の吐出冷媒圧力Ｐｄを検出する吐出圧力センサ５５、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度（蒸発器温度）Ｔｅを検出する蒸発器温度センサ５６、室外熱交換器１６の室外器温度Ｔｏｕｔを検出する室外熱交換器温度センサ５７等の空調制御用のセンサ群の検出信号が入力される。
【００４８】
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。
【００４９】
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。このことは室外熱交換器温度センサ５７についても同様である。
【００５０】
さらに、空調制御装置５０の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。この操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置１の作動スイッチ、車両用空調装置１の自動制御を設定あるいは解除するオートスイッチ、運転モードを切り替える運転モード切替スイッチ、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、空調のために消費されるエネルギの低減を要求する省エネルギ化要求手段であるエコノミースイッチ等がある。
【００５１】
また、本実施形態の空調制御装置５０は、乗員が携帯する無線端末７０（具体的には、リモコン）あるいは移動体通信手段（具体的には、携帯電話、スマートフォン）と制御信号の送受信を行う送受信部５０ａを有している。
【００５２】
そして、操作パネル６０および無線端末７０には、それぞれプレ空調運転を開始させるプレ空調スタートスイッチおよび予め定めた時刻にプレ空調運転を開始させるためのタイマー設定スイッチといったプレ空調運転の実行を要求するプレ空調要求手段が設けられている。
【００５３】
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。
【００５４】
例えば、本実施形態では、空調制御装置５０のうち、冷媒回路切替手段を構成する開閉弁１５ａおよび三方弁２０の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が冷媒回路制御手段５０ｃを構成し、車室内へ向けて送風空気を送風する送風機３２の作動を制御する構成が送風機制御手段５０ｂを構成している。
【００５５】
次に、図３〜図７のフローチャートを用いて、上記構成における本実施形態の作動を説明する。この制御処理は、車両停止時であっても、バッテリから空調制御装置５０に電力が供給されていれば実行される。なお、図３〜図７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。
【００５６】
まず、ステップＳ１では、車両用空調装置１を作動させるか否か、すなわち、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（ＯＮ）されているか否か、あるいは、プレ空調スタートスイッチが投入（ＯＮ）されているか否かを判定する。そして、車両用空調装置１を作動させると判定された際にステップＳ２へ進む。なお、プレ空調スタートスイッチが投入されていることには、前述のタイマー設定によるプレ空調運転の開始も含まれる。
【００５７】
ステップＳ２では、フラグ、タイマー等の初期化、および上述した電動アクチュエータを構成するステッピングモータの初期位置合わせ等のイニシャライズが行われる。なお、このイニシャライズでは、フラグや演算値のうち、前回の車両用空調装置１の作動終了時あるいは車両システムの停止時に記憶された値が維持されるものもある。
【００５８】
次に、ステップＳ３では、操作パネル６０の操作信号等を読み込んでステップＳ４へ進む。ステップＳ４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Ｓ５へ進む。
【００５９】
ステップＳ５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。
【００６０】
なお、目標吹出温度ＴＡＯは、車室内を所望の温度に保つために車両用空調装置１に要求される空調熱負荷を示す指標であると表現することもできる。また、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。
【００６１】
ステップＳ６では、ヒートポンプサイクル１０の運転モードが決定される。ステップＳ６の詳細な制御内容については、図４を用いて説明する。ステップＳ６では、基本的には、乗員が操作パネル６０の運転モード切替スイッチにて選択した運転モード（以下、乗員によって選択された運転モードを通常モードという）に決定し、室外熱交換器１６に着霜が生じたと判定された際に除霜モードに決定する。
【００６２】
まず、図４のステップＳ６１では、室外熱交換器温度センサ５７によって検出された室外器温度Ｔｏｕｔに基づいて、予め空調制御装置５０のＲＯＭ内に記憶された制御マップを参照して、着霜レベルＦＬを決定する。より具体的には、本実施形態では、室外器温度Ｔｏｕｔの低下に伴って、着霜レベルＦＬを増加させるように決定している。
【００６３】
この着霜レベルＦＬは、室外熱交換器１６に着霜が生じている可能性が高くなるに伴って増加する変数（パラメータ）であって、着霜レベルＦＬが１以上となっている場合に実際に着霜が生じている可能性が高いことを示している。
【００６４】
具体的には、図４のステップＳ６１に記載された制御特性図に示すように、室外器温度Ｔｏｕｔが下降過程にあるときは、室外器温度Ｔｏｕｔ≦第１基準温度ＫＴ１であれば着霜レベルＦＬ＝３とし、第１基準温度ＫＴ１＜室外器温度Ｔｏｕｔ≦第２基準温度ＫＴ２であれば着霜レベルＦＬ＝２とし、第２基準温度ＫＴ２＜室外器温度Ｔｏｕｔ≦第３基準温度ＫＴ２であれば着霜レベルＦＬ＝１とし、第３基準温度ＫＴ３＜室外器温度Ｔｏｕｔであれば着霜レベルＦＬ＝０とする。
【００６５】
一方、室外器温度Ｔｏｕｔが上昇過程にあるときは、第４基準温度ＫＴ４≦室外器温度Ｔｏｕｔであれば着霜レベルＦＬ＝０とし、第３基準温度ＫＴ３≦室外器温度Ｔｏｕｔ＜第４基準温度ＫＴ４であれば着霜レベルＦＬ＝１とし、第２基準温度ＫＴ２≦室外器温度Ｔｏｕｔ＜第３基準温度ＫＴ３であれば着霜レベルＦＬ＝２とし、室外器温度Ｔｏｕｔ＜第２基準温度ＫＴ２であれば着霜レベルＦＬ＝３とする。
【００６６】
なお、各所定温度には、ＫＴ１＜ＫＴ２＜ＫＴ３＜ＫＴ４の関係があり、本実施形態では、具体的に、ＫＴ１＝−２０℃、ＫＴ２＝−１７℃、ＫＴ３＝−１４℃、ＫＴ４＝−１１℃としている。また、各所定温度の温度差は、制御ハンチング防止のためのヒステリシス幅として設定されている。
【００６７】
次に、ステップＳ６２では、前回の車両システム停止時の着霜レベルＦＬを記憶した値ＦＬ＿ＯＬＤが１以上であるか否かを判定する。ステップＳ６２にて、前回の車両システム停止時の着霜レベルＦＬ＿ＯＬＤが１以上であると判定された場合は、ステップＳ６３へ進む。一方、前回の車両システム停止時の着霜レベルＦＬが１より小さい、すなわち０であると判定された場合は、ステップＳ６５へ進む。
【００６８】
ステップＳ６３では、プレ空調の開始時であるか否かが判定される。ステップＳ６３にて、プレ空調の開始時であると判定された場合は、ステップＳ６４へ進み、ヒートポンプサイクル１０の運転モードを除霜モードに決定してステップＳ６５へ進む。一方、プレ空調の開始時ではないと判定された場合は、ステップＳ６５へ進む。
【００６９】
なお、ステップＳ６３におけるプレ空調の開始時とは、プレ空調スタートスイッチが投入（ＯＮ）されて、車両用空調装置１が車室内の空調を開始するタイミング（すなわち、起動時）を意味する。従って、ステップＳ６３にて、プレ空調の開始時であることが判定されることは、車両用空調装置１が起動して停止するまで１回しか生じない。
【００７０】
ステップＳ６５では、着霜レベルＦＬが２以上であるか否かを判定する。ステップＳ６５にて、着霜レベルＦＬが２以上であると判定された場合は、ステップＳ６６へ進む。一方、着霜レベルＦＬが２以上でないと判定された場合は、ステップＳ６８へ進み、ヒートポンプサイクル１０の運転モードが通常モードに決定され、ステップＳ７へ進む。
【００７１】
ステップＳ６６では、プレ空調運転の実行中であるか否かが判定される。ステップＳ６６にて、プレ空調運転の実行中であると判定された場合は、ステップＳ６７へ進み、運転モードを除霜モードに決定してステップＳ７へ進む。一方、プレ空調運転の実行中ではないと判定された場合は、ステップＳ６８へ進み、運転モードが通常モードに決定される。
【００７２】
上述の如く、着霜レベルＦＬあるいはＦＬ＿ＯＬＤが１以上となっている場合は、室外熱交換器１６に着霜が生じている可能性が高い。そこで、本実施形態の制御ステップＳ６２、Ｓ６５では、着霜レベルＦＬあるいはＦＬ＿ＯＬＤが１以上となっている場合に、室外熱交換器１６に着霜が生じたと判定するようにしている。つまり、本実施形態の制御ステップＳ６２、Ｓ６５は特許請求の範囲に記載された着霜判定手段を構成している。
【００７３】
続くステップＳ７〜Ｓ１２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Ｓ７では、送風機３２により送風される空気の目標送風量、すなわち送風機３２の電動モータに印加するブロワモータ電圧を決定する。
【００７４】
ステップＳ７の詳細な制御内容については、図５を用いて説明する。まず、ステップＳ７１では、操作パネル６０のオートスイッチが投入されているか否かが判定される。ステップＳ７１にて、オートスイッチが投入されていないと判定された場合は、ステップＳ７２へ進み、操作パネル６０の風量設定スイッチによって設定された乗員の所望の風量となるブロワモータ電圧が決定されて、ステップＳ８へ進む。
【００７５】
具体的には、本実施形態の風量設定スイッチは、Ｌｏ→Ｍ１→Ｍ２→Ｍ３→Ｈｉの５段階の風量を設定することができ、それぞれ４Ｖ→６Ｖ→８Ｖ→１０Ｖ→１２Ｖの順にブロワモータ電圧が高くなるように決定される。
【００７６】
一方、ステップＳ７１にてオートスイッチが投入されていると判定された場合は、ステップＳ７３へ進み、予め空調制御装置５０に記憶された制御マップを参照して、ステップＳ４で決定された目標吹出温度ＴＡＯに基づいて仮のブロワレベルｆ（ＴＡＯ）を決定する。
【００７７】
より詳細には、図５のステップＳ７３に記載された制御特性図に示すように、目標吹出温度ＴＡＯの極低温域（本実施形態では、−３０℃以下）および極高温域（本実施形態では、８０℃以上）で仮のブロワレベルｆ（ＴＡＯ）を最大値付近として、送風機３２の風量を最大値に近づける。
【００７８】
また、目標吹出温度ＴＡＯが極低温域から中間温度域（本実施形態では、１０℃〜４０℃）に向かって上昇するに伴って、仮のブロワレベルｆ（ＴＡＯ）を減少させ、さらに、目標吹出温度ＴＡＯが極高温域から中間温度域に向かって低下するに伴って、仮のブロワレベルｆ（ＴＡＯ）を減少させて送風機３２の風量を減少させる。また、目標吹出温度ＴＡＯが中間温度域内に入ると、仮のブロワレベルｆ（ＴＡＯ）を最小値付近にして送風機３２の風量を最小値に近づける。
【００７９】
次のステップＳ７４では、プレ空調運転の実行中であるか否かが判定される。ステップＳ７４にて、プレ空調運転の実行中でないと判定された場合は、ステップＳ７５へ進み、ブロワレベルの上限値ｆ（室外熱交換器）を３０（最大値）として、ステップＳ７７へ進む。一方、プレ空調運転の実行中であると判定された場合は、ステップＳ７６へ進み、室外器温度Ｔｏｕｔに応じた上限値ｆ（室外熱交換器）を決定する。
【００８０】
具体的には、図５のステップＳ７６に記載された制御特性図に示すように、室外熱交換器１６の室外器温度Ｔｏｕｔの低下に伴って、ブロワレベルの上限値ｆ（室外熱交換器）を低下させる。さらに、室外器温度Ｔｏｕｔが、図４のステップＳ６１で説明した着霜レベルＦＬが３となる第１基準温度ＫＴ１（具体的には、−２０℃）よりも低くなった際に、ブロワレベルの上限値ｆ（室外熱交換器）を低下させるようにしている。
【００８１】
続くステップＳ７７では、ステップＳ７３にて決定された仮のブロワレベルｆ（ＴＡＯ）とステップＳ７５あるいはＳ７６にて決定されたブロワレベルの上限値ｆ（室外熱交換器）とを比較して小さい方の値を、ブロワレベルと決定して、ステップＳ７８へ進む。ステップＳ７８では、ブロワレベルに応じて、実際に送風機３２の電動モータに印加されるブロワモータ電圧を決定して、ステップＳ８へ進む。
【００８２】
次に、図３に示すステップＳ８では、吸込口モード、すなわち内外気切替ドア駆動用の電動アクチュエータ６２に出力される制御信号を決定する。この吸込口モードも目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置５０に記憶された制御マップを参照して決定する。本実施形態では、基本的に外気を導入する外気モードが優先されるが、目標吹出温度ＴＡＯが極低温域となって高い冷房性能を得たい場合等には内気を導入する内気モードが選択される。
【００８３】
ステップＳ９では、吹出口モード、すなわち吹出モードドア駆動用の電動アクチュエータ６３に出力される制御信号を決定する。この吹出口モードも目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置５０に記憶された制御マップを参照して決定する。本実施形態では、目標吹出温度ＴＡＯが低温域から高温域へと上昇するに伴って吹出口モードをフェイスモード→バイレベルモード→フットモードへと順次切り替える。
【００８４】
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。
【００８５】
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は、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。
【００８６】
ステップＳ１０では、エアミックスドア３４の開度、すなわちエアミックスドア駆動用の電動アクチュエータ６３に出力される制御信号を決定する。本実施形態では、暖房モード時には、室内蒸発器１８通過後の送風空気の全風量が室内凝縮器１３へ流入するようにエアミックスドア３４を変位させる。
【００８７】
また、除霜モード時には、室内蒸発器１８通過後の送風空気の全風量が室内凝縮器１３を迂回するようにエアミックスドア３４を変位させる。さらに、冷房モード時および除湿暖房モード時には、室内へ送風される送風空気の温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくようにエアミックスドア３４を変位させる。
【００８８】
なお、本実施形態では、送風空気の温度ＴＡＶとして、蒸発器温度Ｔｅおよび吐出冷媒温度Ｔｄから算出された値を用いている。もちろん、車室内へ吹き出される送風空気の温度を検出する送風空気温度検出手段を設け、これによって検出された値を送風空気温度ＴＡＶとしてもよい。
【００８９】
ステップＳ１１では、圧縮機１１の冷媒吐出能力、すなわち圧縮機１１の回転数を決定する。ここで、圧縮機１１の基本的な回転数の決定手法を説明する。例えば、冷房モードでは、ステップＳ５で決定した目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、予め空調制御装置５０に記憶されている制御マップを参照して、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度（蒸発器温度）Ｔｅの目標吹出温度ＴＥＯを決定する。
【００９０】
そして、この目標吹出温度ＴＥＯと吹出空気温度Ｔｅの偏差Ｅｎ（ＴＥＯ−Ｔｅ）を算出し、今回算出された偏差Ｅｎから前回算出された偏差Ｅｎ−１を減算した偏差変化率Ｅｄｏｔ（Ｅｎ−（Ｅｎ−１））とを用いて、予め空調制御装置５０に記憶されたメンバシップ関数とルールとに基づいたファジー推論に基づいて、前回の圧縮機回転数ｆＣｎ−１に対する回転数変化量Δｆ＿Ｃを求める。
【００９１】
また、暖房モードおよび除湿暖房モードでは、ステップＳ５で決定した目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、予め空調制御装置５０に記憶されている制御マップを参照して、吐出側冷媒圧力（高圧側冷媒圧力）Ｐｄの目標高圧ＰＤＯを決定する。
【００９２】
そして、この目標高圧ＰＤＯと吐出側冷媒圧力Ｐｄの偏差Ｐｎ（ＰＤＯ−Ｐｄ）を算出し、今回算出された偏差Ｐｎから前回算出された偏差Ｐｎ−１を減算した偏差変化率Ｐｄｏｔ（Ｐｎ−（Ｐｎ−１））とを用いて、予め空調制御装置５０に記憶されたメンバシップ関数とルールとに基づいたファジー推論に基づいて、前回の圧縮機回転数ｆＨｎ−１に対する回転数変化量Δｆ＿Ｈを求める。
【００９３】
このステップＳ１１のより詳細な制御内容については、図６、図７を用いて説明する。まず、ステップＳ１１１では、冷房モード時の回転数変化量Δｆ＿Ｃを求める。図６のステップＳ１１１には、ルールとして用いるファジールール表を記載している。このルール表では、上述の偏差Ｅｎと偏差変化率Ｅｄｏｔに基づいて室内蒸発器２６の着霜が防止されるようにΔｆ＿Ｃが決定される。
【００９４】
ステップＳ１１２では、暖房モード時および除湿モード時の回転数変化量Δｆ＿Ｈを求める。図６のステップＳ１１２には、ルールとして用いるファジールール表を記載している。このルール表では、上述の偏差Ｐｎと偏差変化率Ｐｄｏｔに基づいて高圧側冷媒圧力Ｐｄの異常上昇が防止されるようにΔｆ＿Ｈが決定される。
【００９５】
次に、ステップＳ１１３では、現在の車両用空調装置１の作動がプレ空調としての作動であるか否かを判定する。ステップＳ１１３にて、プレ空調としての作動であると判定された際には、ステップＳ１１４へ進み、ステップＳ１１３にて、プレ空調としての作動ではないと判定された際には、後述するステップＳ１２５へ進む。
【００９６】
ステップＳ１１４では、車両用空調装置１の作動が禁止されていることを示す空調停止フラグｆ（Ａ／Ｃ）が１になっているか否かを判定する。なお、この空調停止フラグｆ（Ａ／Ｃ）は、車両用空調装置１の作動が禁止されている際に１となる。
【００９７】
ステップＳ１１４にて、空調停止フラグｆ（Ａ／Ｃ）が１になっていると判定された際には、ステップＳ１１５へ進み、車両システムのスタートスイッチ（ＩＧスイッチ）が、ユーザの操作によって非投入状態（ＯＦＦ）から投入状態（ＯＮ）へ変更されたか否かが判定される。一方、ステップＳ１１４にて、空調停止フラグｆ（Ａ／Ｃ）が１になっていないと判定された際には、ステップＳ１１７へ進む。
【００９８】
さらに、ステップＳ１１５にて、スタートスイッチがＯＮに変更されたと判定された場合は、ステップＳ１１６にて、空調停止フラグｆ（Ａ／Ｃ）を０として、ステップＳ１１７へ進む。一方、ステップＳ１１５にて、スタートスイッチがＯＮに変更されたと判定されない場合は、空調停止フラグｆ（Ａ／Ｃ）は変更されることなく、ステップＳ１１７へ進む。
【００９９】
ステップＳ１１７では、バッテリＢの蓄電残量ＳＯＣが基準蓄電残量ＫＳＯＣ（本実施形態では、ＫＳＯＣ＝２４％）より高くなっているか否かが判定される。ステップＳ１１７にて、バッテリＢの蓄電残量ＳＯＣが基準蓄電残量ＫＳＯＣより高くなっていない、すなわちバッテリＢの蓄電残量ＳＯＣが基準蓄電残量ＫＳＯＣ以下になっていると判定された場合はステップＳ１１８にて、外部電源の電源電圧を判定する。
【０１００】
ステップＳ１１８では、外部電源の電圧（実行値）が１００Ｖ（誤差範囲±１０Ｖ程度）であるか、２００Ｖ（誤差範囲±２０Ｖ程度）であるかを判定する。ステップＳ１１８にて、電源電圧が２００Ｖであると判定された場合にはステップＳ１１９へ進み、車両用空調装置１の各種電動式構成機器が空調を行うために消費してもよい電力の上限値としての使用許可電力ｆ（ＰＯＷＥＲ）を１６００Ｗとして、ステップＳ１２４へ進む。
【０１０１】
一方、ステップＳ１１８にて、電源電圧が１００Ｖであると判定された場合あるいは充電されていない場合にはステップＳ１２０へ進み、空調停止フラグｆ（Ａ／Ｃ）を１として、ステップＳ１２１へ進む。ステップＳ１２１では、使用許可電力ｆ（ＰＯＷＥＲ）を０Ｗとして、ステップＳ１２４へ進む。すなわち、ステップＳ１２１では、車両用空調装置１の作動を停止させることを決定している。
【０１０２】
また、ステップＳ１１７にて、バッテリＢの蓄電残量ＳＯＣが基準蓄電残量ＫＳＯＣより高くなっていると判定された場合は、ステップＳ１２２へ進む。ステップＳ１２２では、空調停止フラグｆ（Ａ／Ｃ）が０になっているか否かが判定される。ステップＳ１２２にて、空調停止フラグｆ（Ａ／Ｃ）が０になっていると判定された場合はステップＳ１２３へ進み、空調停止フラグｆ（Ａ／Ｃ）が０になっていないと判定された場合はステップＳ１２１へ進む。
【０１０３】
ステップＳ１２３では、図７に示すように、使用許可電力ｆ（ＰＯＷＥＲ）を決定して、ステップＳ１２４へ進む。具体的には、ステップＳ１２３では、操作パネル６０のエコノミースイッチが投入されていない場合は、車両が外部電力から電力の供給を受けているか否かを問わず、使用許可電力ｆ（ＰＯＷＥＲ）を２５００Ｗに決定する。一方、エコノミースイッチが投入されており、さらに、車両が外部電力から電力の供給を受けていない場合は、使用許可電力ｆ（ＰＯＷＥＲ）を８００Ｗに決定する。
【０１０４】
また、エコノミースイッチが投入されており、さらに、車両が１００Ｖ（実効値）の外部電力から電力の供給を受けている場合は、使用許可電力ｆ（ＰＯＷＥＲ）を９００Ｗに決定し、エコノミースイッチが投入されており、さらに、車両が２００Ｖ（実効値）の外部電力から電力の供給を受けている場合は、使用許可電力ｆ（ＰＯＷＥＲ）を１７００Ｗに決定する。
【０１０５】
ステップＳ１２４では、使用許可電力ｆ（ＰＯＷＥＲ）から各種電動式構成機器の実際の消費電力を減算した消費電力差に基づいて、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、圧縮機１１の回転数変化量の上限値Δｆ＿ＰＲＥを決定して、ステップＳ１２５へ進む。具体的には、図７のステップＳ１２４に示すように、消費電力差の増加に伴って上限値Δｆ＿ＰＲＥが増加するように決定する。
【０１０６】
ステップＳ１２５では、ステップＳ６で決定された運転モードが冷房モードであるか否かが判定される。ステップＳ１２５にて、ステップＳ６で決定された運転モードが冷房モードであると判定された場合は、ステップＳ１２６へ進み、Δｆ＿ＣとΔｆ＿ＰＲＥとを比較して小さい方の値を圧縮機１１の回転数変化量Δｆに決定して、ステップＳ１２８へ進む。
【０１０７】
一方、ステップＳ１２５にてステップＳ６で決定された運転モードが冷房モードでないと判定された場合は、ステップＳ１２７へ進み、Δｆ＿ＨとΔｆ＿ＰＲＥとを比較して小さい方の値を圧縮機１１の回転数変化量Δｆに決定して、ステップＳ１２８へ進む。
【０１０８】
ステップＳ１２８では、操作パネル６０のエコノミースイッチが投入されているか否かが判定される。ステップＳ１２８にて、エコノミースイッチが投入されていない場合は、ステップＳ１２９へ進み、圧縮機１１の回転数の上限値ＩＶＯｍａｘを１００００ｒｐｍとし、エコノミースイッチが投入されている場合は、ステップＳ１３０へ進み、圧縮機１１の回転数の上限値ＩＶＯｍａｘを７０００ｒｐｍとする。
【０１０９】
次のステップＳ１３１では、前回の圧縮機回転数ｆｎ−１に回転数変化量Δｆを加えた値と圧縮機１１の回転数の上限値ＩＶＯｍａｘとを比較して、小さい方の値を、今回の圧縮機回転数ｆｎと決定して、ステップＳ１２へ進む。なお、ステップＳ１１における圧縮機回転数ｆｎの決定は、図７のメインルーチンが繰り返される制御周期τ毎に行われるものではなく、所定の制御間隔（本実施形態では１秒）毎に行われる。
【０１１０】
次に、図３に示すステップＳ１２では、冷媒回路切替手段の作動状態、すなわち開閉弁１５ａおよび三方弁２０の作動状態が決定される。具体的には、前述の如く、本実施形態の開閉弁１５ａは、冷房モード時および除霜モード時に開き、暖房モード時および除湿暖房モード時に閉じる。
【０１１１】
また、三方弁２０は、冷房モード時および除湿暖房モード時には室外熱交換器１６の冷媒出口側と冷房用固定絞り１７とを接続する冷媒回路に切り替え、暖房モード時および除霜モード時には室外熱交換器１６の冷媒出口側と圧縮機１１の吸入口側に配置されたアキュムレータ１９の冷媒入口側とを接続する冷媒回路に切り替える。
【０１１２】
ステップＳ１３では、上述のステップＳ７〜Ｓ１２で決定された制御状態が得られるように、空調制御装置５０より各種空調用構成機器１１（６１）、１５ａ、２０、１６ａ、３２、６２〜６４に対して制御信号および制御電圧が出力される。続くステップＳ１４では、制御周期τの間待機し、制御周期τの経過を判定するとステップＳ３へ戻る。
【０１１３】
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。
【０１１４】
（ａ）暖房モード
暖房モードでは、ヒートポンプサイクル１０の冷媒回路が、図１の白抜き矢印で示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１３→暖房用固定絞り１４→室外熱交換器１６（→三方弁２０）→アキュムレータ１９→圧縮機１１の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。つまり、室内凝縮器１３を放熱器として機能させ、室外熱交換器１６を蒸発器として機能させる冷凍サイクルが構成される。
【０１１５】
従って、暖房モード時のヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１にて圧縮された冷媒は、室内凝縮器１３にて送風機３２から送風された送風空気に放熱する。これにより、室内凝縮器１３を通過する送風空気が加熱され、車室内の暖房が実現される。また、室内凝縮器１３から流出した冷媒は、暖房用固定絞り１４にて減圧されて室外熱交換器１６へ流入する。
【０１１６】
室外熱交換器１６へ流入した冷媒は、送風ファン１６ａから送風された車室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器１６から流出した冷媒は、三方弁２０を介してアキュムレータ１９へ流入する。アキュムレータ１９にて気液分離された気相冷媒は、圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される。
【０１１７】
（ｂ）冷房モード
冷房モードでは、ヒートポンプサイクル１０の冷媒回路が、図１の黒塗り矢印で示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１３（→バイパス通路１５）→室外熱交換器１６（→三方弁２０）→冷房用固定絞り１７→室内蒸発器１８→アキュムレータ１９→圧縮機１１の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。つまり、室内凝縮器１３および室外熱交換器１６を冷媒に放熱させる放熱器として機能させ、室内蒸発器１８を冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させる冷凍サイクルが構成される。
【０１１８】
従って、冷房モード時のヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１にて圧縮された高圧高温冷媒が、室内凝縮器１３にて室内蒸発器１８通過後の送風空気の一部と熱交換して送風空気の一部が加熱される。さらに、室内蒸発器１８から流出した冷媒は、バイパス通路１５を介して室外熱交換器１６へ流入し、室外熱交換器１６にて送風ファン１６ａから送風された外気と熱交換して放熱する。
【０１１９】
室外熱交換器１６から流出した冷媒は、三方弁２０を介して冷房用固定絞り１７へ流入し、冷房用固定絞り１７にて減圧膨張される。冷房用固定絞り１７にて減圧された低圧冷媒は室内蒸発器１８へ流入し、送風機３２から送風された送風空気から吸熱して蒸発する。この冷媒の吸熱作用により、室内蒸発器１８を通過する送風空気が冷却される。
【０１２０】
そして、前述の如く、室内蒸発器１８にて冷却された送風空気の一部が室内凝縮器１３にて加熱されることによって、車室内へ送風される送風空気が目標吹出温度ＴＡＯに近づくように調整され、車室内の冷房が実現される。また、室内蒸発器１８から流出した冷媒は、アキュムレータ１９へ流入する。アキュムレータ１９にて気液分離された気相冷媒は、圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される。
【０１２１】
（ｃ）除湿暖房モード
除湿暖房モードでは、ヒートポンプサイクル１０の冷媒回路が、図１の斜線ハッチング付き矢印で示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１３→暖房用固定絞り１４→室外熱交換器１６（→三方弁２０）→冷房用固定絞り１７→室内蒸発器１８→アキュムレータ１９→圧縮機１１の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。つまり、室内凝縮器１３および室外熱交換器１６を冷媒に放熱させる放熱器として機能させ、室内蒸発器１８を冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させる冷凍サイクルが構成される。
【０１２２】
従って、除湿暖房モード時のヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１にて圧縮された高圧高温冷媒が、室内凝縮器１３にて室内蒸発器１８通過後の送風空気の一部と熱交換して送風空気の一部が加熱される。さらに、室内蒸発器１８から流出した冷媒は、暖房用固定絞り１４にて減圧されて室外熱交換器１６へ流入する。室外熱交換器１６へ流入した冷媒は送風ファン１６ａから送風された外気と熱交換して放熱する。
【０１２３】
室外熱交換器１６から流出した冷媒は、三方弁２０を介して冷房用固定絞り１７へ流入し、冷房用固定絞り１７にて減圧膨張される。冷房用固定絞り１７にて減圧された低圧冷媒は室内蒸発器１８へ流入し、送風機３２から送風された送風空気から吸熱して蒸発する。この冷媒の吸熱作用により、室内蒸発器１８を通過する送風空気が冷却されて除湿される。以降の作動は冷房モードと同様である。
【０１２４】
上記の如く、除湿暖房モードでは、冷房モードと同様に、室内蒸発器１８にて冷却された送風空気を室内凝縮器１３にて加熱して車室内へ吹き出すことで、車室内の除湿暖房を行うことができる。この際、除湿暖房モードでは、開閉弁１５ａを閉じるので、冷房モードよりも室外熱交換器１６へ流入する冷媒の圧力および温度を低下させることができる。
【０１２５】
従って、室外熱交換器１６における冷媒の温度と外気温との温度差を縮小して、室外熱交換器１６における冷媒の放熱量を低減できる。これにより、除湿暖房モードでは、室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を増加させて、冷房モードよりも室内凝縮器１２における送風空気の加熱能力を向上させることができる。
【０１２６】
（ｄ）除霜モード
除霜モードは、着霜判定手段を構成する制御ステップＳ６２、Ｓ６５にて、室外熱交換器１６に着霜が生じたことが判定され、かつ、プレ空調の開始時あるいはプレ空調中に実行される。なお、本実施形態では、一旦、除霜モードに切り替えられると、予め定めた所定時間（本実施形態では、５分間）が経過するまでは通常モードに切り替えられることはない。
【０１２７】
除霜モードでは、ヒートポンプサイクル１０の冷媒回路が、図１の網掛けハッチング付き矢印で示すように、圧縮機１１（→室内凝縮器１３→バイパス通路１５）→室外熱交換器１６（→三方弁２０）→アキュムレータ１９→圧縮機１１の順に冷媒が循環するホットガスサイクルが構成される。
【０１２８】
なお、除霜モードでは、送風空気の全風量が室内凝縮器１３を迂回するようにエアミックスドア３４の作動が制御されているので、室内凝縮器１３では冷媒は殆ど放熱しない。このため、室内凝縮器１３にて送風空気が加熱されることはない。
【０１２９】
従って、除霜モード時のヒートポンプサイクル１０では、圧縮機１１にて圧縮された高圧高温冷媒が、室外熱交換器１６へ流入して放熱する。これにより、室外熱交換器１６が加熱されて室外熱交換器１６の除霜が実現される。室外熱交換器１６から流出した冷媒は、三方弁２０を介してアキュムレータ１９へ流入する。アキュムレータ１９にて気液分離された気相冷媒は、圧縮機１１に吸入される。
【０１３０】
本実施形態の車両用空調装置１は、以上の如く作動して、車室内の冷房、暖房および除湿暖房を実現することができるとともに、室外熱交換器１６に着霜が生じた際に、除霜モードに切り替えることによって室外熱交換器１６を除霜することもできる。
【０１３１】
さらに、本実施形態の車両用空調装置１では、開閉弁１５ａおよび三方弁２０の作動を制御する冷媒回路制御手段５０ｃが、着霜判定手段を構成する制御ステップＳ６２、Ｓ６５にて室外熱交換器１６に着霜が生じたことが判定され、かつ、プレ空調が実行されている際（プレ空調の開始時を含む）に、除霜モードの冷媒回路に切り替えるようにしている。
【０１３２】
換言すると、本実施形態の冷媒回路制御手段５０ｃは、制御ステップＳ６２、Ｓ６５にて室外熱交換器１６に着霜が生じたことが判定されても、プレ空調が実行されていない際には、除霜モードの冷媒回路に切り替えることを禁止するように構成されている。
【０１３３】
従って、本実施形態の室外熱交換器１６の除霜は、乗員が車両に乗り込む前のプレ空調が実行されている際になされることになる。これにより、ヒートポンプサイクル１０が除霜モードの冷媒回路に切り替えられることによって、乗員の暖房感が悪化してしまうことを抑制できる。
【０１３４】
また、本実施形態の車両用空調装置では、制御ステップＳ６１にて説明したように、室外熱交換器１６の室外器温度Ｔｏｕｔが予め定めた基準温度ＫＴ１〜ＫＴ３より低くなっている際に、室外熱交換器１６に着霜が生じたものと判定している。そして、各基準温度に、ＫＴ１＜ＫＴ２＜ＫＴ３の関係を持たせている。
【０１３５】
さらに、制御ステップＳ６３では、着霜レベルＦＬ（具体的には、ＦＬ＿ＯＬＤ）が１以上であるときに、プレ空調の開始時であるか否かを判定し、制御ステップＳ６５では、着霜レベルＦＬが２以上であるときに、プレ空調中であるか否かを判定している。
【０１３６】
つまり、本実施形態では、プレ空調の開始から時間経過に伴って、低い基準温度（高い着霜レベルＦＬ）を用いて室外熱交換器１６に着霜が生じているか否かを判定していることになる。このため、プレ空調の開始から時間経過に伴って、室外熱交換器１６に着霜が生じていることが判定されにくくなる。
【０１３７】
従って、制御ステップＳ６では、プレ空調の開始からの時間経過に伴って（すなわち乗員が車両に乗り込むまでの時間が近づくに伴って）、運転モードが除霜モードに決定されにくくなる。その結果、乗員が車両に乗り込む直前に除霜モードでの運転が実行されてしまうことを抑制し、乗員が車室内へ乗り込んだ際の暖房感の悪化を抑制できる。
【０１３８】
また、本実施形態の車両用空調装置１では、制御ステップＳ７６にて説明したように、室外器温度Ｔｏｕｔが、着霜レベルＦＬを３とする第１基準温度ＫＴ１（具体的には、−２０℃）よりも低くなった際に、ブロワレベルの上限値ｆ（室外熱交換器）を低下させるようにしている。
【０１３９】
従って、室外熱交換器１６に着霜が生じたことが判定され、かつ、プレ空調が実行されていない場合であっても、送風機３２の送風能力を低下させることにより、室内凝縮器１３における冷媒放熱量を低減させて、室外熱交換器１６における冷媒吸熱量を低減させて、室外熱交換器１６の着霜の進行を遅らせることができる。
【０１４０】
これにより、プレ空調が実行されていない場合、すなわち乗員が車室内に乗車している際に、除霜モードでの運転が実行されてしまうことを抑制できるだけでなく、通常モード（暖房モード）での運転を継続することができるので、車両窓ガラスに曇りが発生してしまうことを抑制して乗員の視認性（安全性）を確保することもできる。
【０１４１】
以上の如く、本実施形態の車両用空調装置１によれば、着霜が生じていることを判定するための基準温度ＫＴ１〜ＫＴ３を段階的に低下させて、プレ空調の開始時には、着霜レベルＦＬ＝１となっている際に除霜モードへ切り替え、プレ空調中には、着霜レベルＦＬ＝２となっている際に除霜モードへ切り替え、さらに、プレ空調の終了後は着霜レベルＦＬ＝３となっている際に送風機３２の送風能力を低下させている。これにより、乗員が車室内に乗り込んだ際に、室外熱交換器１６を除霜するために空調風の温度が急低下してしまうこと効果的に抑制できる。
【０１４２】
また、本実施形態の車両用空調装置１では、制御ステップＳ１１にて説明したように、プレ空調中であっても、バッテリＢの蓄電残量ＳＯＣが基準蓄電残量ＫＳＯＣ以下になっており、外部電源から充分な電力が供給されていない場合には、制御ステップＳ１２０にて空調停止フラグｆ（Ａ／Ｃ）を１として、車両用空調装置１の作動を停止させている。これにより、乗員にバッテリＢの充電を促すこともできる。
【０１４３】
さらに、プレ空調中であっても、エコノミースイッチが投入されている場合には、制御ステップＳ１２３にて説明したように、車両用空調装置１の各種電動式構成機器が消費してもよい電力の上限値である使用許可電力ｆ（ＰＯＷＥＲ）を低下させている。これにより、車室内の空調のために消費されるエネルギの低減を図ることができる。
【０１４４】
（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。
【０１４５】
（１）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た例を説明したが、圧縮機１１の形式はこれに限定されない。例えば、ベルトおよび電磁クラッチ等を介してエンジンから駆動力を得る圧縮機１１を採用してもよい。従って、本発明の車両用空調装置１の適用は電気自動車に限定されない。
【０１４６】
例えば、内燃機関（エンジン）から走行用の駆動力を得て走行する通常の車両、内燃機関および走行用電動モータの双方から車両走行用の駆動力を得るいわゆるハイブリッド車両、さらに、車両停車時に外部電源（商用電源）から供給される電力をバッテリＢに充電することのできる、いわゆるプラグインハイブリッド車両に適用してもよい。
【０１４７】
また、エンジンを備える車両では、送風空気の補助加熱手段として、室内凝縮器１３に加えて、エンジン冷却水を熱源として送風空気を加熱する加熱用熱交換器（ヒーターコア）を設けてもよい。
【０１４８】
（２）上述の実施形態では、暖房モード、冷房モード、除湿暖房モード、および除霜モードの冷媒回路を切替可能に構成されたヒートポンプサイクル１０を説明したが、本発明は、少なくとも暖房モードの冷媒回路と除霜モードの冷媒回路とを切替可能に構成されたヒートポンプサイクルを備える車両用空調装置に適用可能である。
【０１４９】
また、上述の実施形態では、室外熱交換器１６を除霜する際に除霜モードの冷媒回路に切り替える例を説明したが、室外熱交換器１６を除霜する際に、冷房モードの冷媒回路に切り替えるようにしてもよい。
【０１５０】
（３）上述の実施形態では、一旦、除霜モードに切り替えられると、予め定めた所定時間が経過するまで除霜モードでの運転が継続される例を説明したが、除霜モードから通常モードへの切り替えは、これに限定されない。例えば、室外器温度Ｔｏｕｔが予め定めた切替用基準温度以上となった際に、除霜モードから通常モードへ切り替えるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１５１】
１０      ヒートポンプサイクル
１１      圧縮機
１３      室内凝縮器
１５ａ    開閉弁（冷媒回路切替手段）
１６      室外熱交換器
２０      三方弁（冷媒回路切替手段）
５０ｃ    冷媒回路制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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