(57)【要約】【課題】窓用の電気発熱体が作動している低外気温のあらゆるシーンにて電気発熱体の機能を最大限活用できるようにする車両用空調装置を提供する。【解決手段】車両用空調装置１は、車両の窓１０２を加熱する発熱部を有する電気発熱体１０２ｅと、デフロスタ吹出口１０３と、ブロワ装置３２と、暖房用熱交換器１３と、デフロスタ吹出口１０３から吹出される空調風の温度を計測または推定する手段Ｓ０２ｐと、制御装置１００とを備える。制御装置１００は、デフロスタ吹出口１０３から空調風が吹出され、電気発熱体１０２ｅにて窓１０２が加熱され、暖房運転の指示状態にある場合に、吹出温度が予め定められた所定温度よりも低いか否かを判定し、吹出温度が予め定められた所定温度よりも低いと判定した場合に、オートモードであろうとマニュアルモードであろうと、ブロワ装置３２の風量をゼロに設定する。【選択図】図１
2014061800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電されることにより車両の窓（１０２）を加熱する発熱部を有する電気発熱体（１０２ｅ）と、
前記窓（１０２）に向けて空調風を吹出すデフロスタ吹出口（１０３）を備えたケーシング（３１）と、
前記ケーシング（３１）内に前記空調風を流すブロワ手段（３２）と、
前記ケーシング（３１）内に設けられ暖房運転時に前記空調風を加熱する暖房用熱交換器（１３）と、
前記デフロスタ吹出口（１０３）から吹出される前記空調風の温度を計測または推定する吹出温度決定手段（Ｓ０２ｐ）と、
デフロスタ吹出口（１０３）から前記空調風を吹出す吹出モードの制御ならびに前記暖房運転を含む前記空調風の温度制御を実行する制御手段（１００）と、を備え、
前記制御手段（１００）は、
前記デフロスタ吹出口（１０３）から前記空調風が吹出されるデフモードが設定され、前記電気発熱体（１０２ｅ）に通電されて前記窓（１０２）が加熱され、前記暖房運転の指示状態にある場合に、前記吹出温度決定手段（Ｓ０２ｐ）が計測または推定した前記吹出温度が予め定められた所定温度よりも低いか否かを判定する判定手段（Ｓ０２）と、
前記判定手段（Ｓ０２）が、前記吹出温度が予め定められた所定温度よりも低いと判定した場合に、前記制御手段（１００）による前記ブロワ手段（３２）の制御がオートモードで制御されている場合であろうとマニュアルモードで制御されている場合であろうと、前記ブロワ手段（３２）の風量をゼロに設定する無風量設定手段（Ｓ０３）と、を有することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記暖房用熱交換器（１３）は、ヒートポンプサイクルの加熱部から成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】
吹出温度決定手段（Ｓ０２ｐ）は、前記吹出温度を、前記ヒートポンプサイクルの高圧側の圧力を検出する高圧センサ（４１）が検出した前記ヒートポンプサイクルの高圧圧力に基づいて演算することを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記デフロスタ吹出口（１０３）から吹出される前記空調風の温度を計測または推定する吹出温度決定手段（Ｓ０２ｐ）は、前記デフロスタ吹出口（１０３）またはフェイス吹出口（１０４）から吹出される前記空調風の温度を温度センサ（１０５）で直接計測して、前記デフロスタ吹出口（１０３）から吹出される前記空調風の温度を計測または推定するすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記無風量設定手段（Ｓ０３）が、前記ブロワ手段（３２）の風量をゼロに設定している場合において、ブロワ風量を変更する操作が操作スイッチ（１０６）を介して行われた場合に、前記操作スイッチ（１０６）による操作の受付けを車室内に向けて報知する報知手段（１０６ｄ）が設けられたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記報知手段（１０６ｄ）は、前記風量を変更する操作が行われた前記操作スイッチ（１０６）の表示部分を点灯または点滅させることを特徴とする請求項５に記載の車両用空調装置。
【請求項７】
前記デフロスタ吹出口（１０３）を開閉するデフロスタドア（３８ａ）を備え、
前記無風量設定手段（Ｓ０３）が、前記ブロワ手段（３２）の風量をゼロに設定している場合において、前記デフロスタドア（３８ａ）が前記デフロスタ吹出口（１０３）を閉じることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項８】
前記ケーシング（３１）内に外気を取り込むか内気を取り込むかを切替える内外気切替え手段（３３）を備え、
前記無風量設定手段（Ｓ０３）が、前記ブロワ手段（３２）の風量をゼロに設定し、かつ前記内外気切替え手段（３３）が内気側に切替えられることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項９】
前記ケーシング（３３）内の空調風を前記車両に乗車した乗員の足元に吹出すフット吹出口（１０７）および前記フット吹出口（１０７）を開閉するフットドア（３８ｃ）を備え、
前記無風量設定手段（Ｓ０３）が、前記ブロワ手段（３２）の風量をゼロに設定し、かつ前記フットドア（３８ｃ）が前記フット吹出口（１０７）を開くことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項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、車両の窓に、この窓を加熱する電気発熱体が設けられ、かつ窓に向けて空調風を吹出すデフロスタモードを備えた車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載の車両用空調装置が知られている。この装置は、窓加熱用の電気発熱体による発熱量が低温空気の吹出により発散して、窓ガラス除氷時間が長くなるのを抑制するものである。そのために、上記装置は、ヒータコアにて加熱された温風を送風機により車両の窓ガラスに吹きつけるデフロスタ手段と、窓ガラスを直接加熱する電気発熱体とを設け、デフロスタスイッチを投入して、温風を車両の窓ガラスに吹きつけるデフロスタ吹出モードを設定した時に、デフロスタ手段および電気発熱体の併用運転が設定された場合には、送風機を第１設定風量で運転する。一方、デフロスタ吹出モードの設定時に、ヒータコアの加熱作用が停止状態とされ、電気発熱体の単独運転が設定された場合には、送風機を第１設定風量より小さい第２設定風量で運転するものである。
【０００３】
また、上記装置は、ヒートポンプシステムと窓加熱用の電気発熱体を備えた車両用空調装置において、圧縮機の状態や燃焼式ヒータの状態を判定して、低温で空調能力が低下した場合には、ブロワ風量を低下またはゼロに制御するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２９５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の技術のように、低温で空調能力が低下した場合を特定するために、圧縮機の状態および燃焼式ヒータの状態を判定するだけでは、実際の窓ガラスに対する吹出温度が正確に判明せず、過渡的に吹出温度が低いままでブロワ風量がアップし、電気発熱体の性能を阻害する場合がある。また、上記ブロワ風量制御が行われるのは、通常車両用空調装置のオートモードでの作動が設定されている時のみであり、マニュアルモードでブロワ操作がなされた時には、ユーザのマニュアル操作を優先するために風量がアップする場合があり、その場合も電気発熱体の働きが阻害される。
【０００６】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、窓用の電気発熱体が作動している低外気温のあらゆるシーンにて電気発熱体の機能を最大限活用できるようにする車両用空調装置を提供することにある。
【０００７】
従来技術として列挙された特許文献の記載内容は、この明細書に記載された技術的要素の説明として、参照によって導入ないし援用することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、本願に記載の発明では、通電されることにより車両の窓（１０２）を加熱する発熱部を有する電気発熱体（１０２ｅ）と、窓（１０２）に向けて空調風を吹出すデフロスタ吹出口（１０３）を備えたケーシング（３１）と、ケーシング（３１）内に空調風を流すブロワ手段（３２）と、ケーシング（３１）内に設けられ暖房運転時に空調風を加熱する暖房用熱交換器（１３）と、デフロスタ吹出口（１０３）から吹出される空調風の温度を計測または推定する吹出温度決定手段（Ｓ０２ｐ）と、デフロスタ吹出口（１０３）から空調風を吹出す吹出モードの制御ならびに暖房運転を含む空調風の温度制御を実行する制御手段（１００）と、を備え、制御手段（１００）は、デフロスタ吹出口（１０３）から空調風が吹出されるデフモードが設定され、電気発熱体（１０２ｅ）に通電されて窓（１０２）が加熱され、暖房運転の指示状態にある場合に、吹出温度決定手段（Ｓ０２ｐ）が計測または推定した吹出温度が予め定められた所定温度よりも低いか否かを判定する判定手段（Ｓ０２）と、
判定手段（Ｓ０２）が、吹出温度が予め定められた所定温度よりも低いと判定した場合に、制御手段（１００）によるブロワ手段（３２）の制御がオートモードで制御されている場合であろうとマニュアルモードで制御されている場合であろうと、ブロワ手段（３２）の風量をゼロに設定する無風量設定手段（Ｓ０３）と、を有することを特徴としている。
【０００９】
この発明によれば、デフモードが設定され、電気発熱体に通電されて窓が加熱され、暖房運転の指示状態である場合に、窓に向かう吹出温度が予め定められた所定温度よりも低い場合に、ブロワの制御がオートモードであろうとマニュアルモードであろうと、ブロワの風量を強制的にゼロに設定するから、例えば、冷媒量の不足、発熱源の温度低下、圧縮機の不調等により生じる窓に向かう低温吹出風により、電気発熱体が窓を加熱する作用を阻害しないようにすることができる。
【００１０】
また、本願に記載の発明では、無風量設定手段（Ｓ０３）が、ブロワ手段（３２）の風量をゼロに設定している場合において、ブロワ風量を変更する操作が操作スイッチ（１０６）を介して行われた場合に、操作スイッチ（１０６）による操作の受付けを車室内に向けて報知する報知手段（１０６ｄ）が設けられたことを特徴としている。
【００１１】
この発明によれば、無風量設定手段が、ブロワ手段の風量をゼロに設定している場合において、ブロワ風量を変更する操作が行われた場合に、操作受け付けを車室内に向けて報知するから、操作者が機器の故障と間違うことを防止できる。
【００１２】
本願に記載の発明では、デフロスタ吹出口（１０３）を開閉するデフロスタドア（３８ａ）を備え、無風量設定手段（Ｓ０３）が、ブロワ手段（３２）の風量をゼロに設定している場合において、デフロスタドア（３８ａ）がデフロスタ吹出口（１０３）を閉じることを特徴としている。
【００１３】
この発明によれば、ブロワ手段の風量をゼロに設定している場合において、デフロスタドアがデフロスタ吹出口を閉じるから、走行風等により窓に向けて低温吹出風が吹出されるのを防止でき、電気発熱体が窓を加熱する作用を阻害しないようにすることができる。
【００１４】
本願に記載の発明では、ケーシング（３１）内に外気を取り込むか内気を取り込むかを切替える内外気切替え手段（３３）を備え、無風量設定手段（Ｓ０３）が、ブロワ手段（３２）の風量をゼロに設定し、かつ内外気切替え手段（３３）が内気側に切替えられることを特徴としている。
【００１５】
この発明によれば、ブロワ手段の風量をゼロに設定し、かつ内外気切替え手段が内気側に切替えられるから、走行風等により、窓に向けて低温吹出風が吹出されるのを防止でき、電気発熱体が窓を加熱する作用を阻害しないようにすることができる
本願に記載の発明では、ケーシング（３３）内の空調風を車両に乗車した乗員の足元に吹出すフット吹出口（１０７）およびフット吹出口（１０７）を開閉するフットドア（３８ｃ）を備え、無風量設定手段（Ｓ０３）が、ブロワ手段（３２）の風量をゼロに設定し、かつフットドア（３８ｃ）がフット吹出口（１０７）を開くことを特徴としている。
【００１６】
この発明によれば、ブロワ手段の風量をゼロに設定し、かつフットドアがフット吹出口を開くから、走行風等を乗員の足元側に逃がせるため、窓に向けて低温吹出風が吹出されるのを防止でき、電気発熱体が窓を加熱する作用を阻害しないようにすることができる。
【００１７】
なお、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号ないし説明は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を分かり易く示す一例であり、発明の内容を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態における車両用空調装置の全体構成図である。
【図２】上記実施形態において実行される制御を説明するフローチャートである。
【図３】上記実施形態において用いる温度圧力変換マップである。
【図４】本発明の第３実施形態における操作パネルの正面図である。
【図５】本発明の第４実施形態の制御を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第５実施形態の制御を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の第６実施形態の制御を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第７実施形態の制御を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。
【００２０】
各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００２１】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１および図２を用いて詳細に説明する。図１に記載された電気自動車のための車両用空調装置は、ケーシング３１（空調ダクト）内に蒸発器１８、エアーミックスダンパ３４、凝縮器（コンデンサ）１３を有する。１５ａは高圧弁（開閉弁とも言う）であり暖房時は閉じられ暖房用固定絞り１４が冷媒の流れを絞るため室外熱交換器１６が蒸発器（エバポレータ）として作用する。冷房時は高圧弁１５ａが開かれ室外熱交換器１６が凝縮器（コンデンサ）として作用する。２０は３方弁であり、暖房時は実線矢印のように冷媒が流れて蒸発器１８をバイパスする。冷房時は破線矢印のように冷媒を流す。１７は冷房用固定絞り、１９はアキュムレータ、１１は圧縮機である。１６は室外熱交換器であり、この室外熱交換器１６の冷媒流れ下流側には室外熱交換器後流温度センサ４３が設けられている。
【００２２】
車両前方の窓（ウインドシールド）１０２には重ねられたガラス層の内部に透明導電膜がから成る電気発熱体１０２ｅがはりめぐらされている。この電気発熱体１０２ｅに直流電圧が印加され、電気発熱体１０２ｅが熱線となり、窓１０２の外側に付着した霜を除霜する。
【００２３】
制御手段を成す制御装置１００には、操作パネル１００ｐが接続されている。制御装置１００には複数のセンサが接続されているが、図１では外気温センサ（外気温度センサとも言う）１０１が代表して図示されている。デフロスタ吹出口１０３から吹出された空調風１０３ｆが窓１０２に吹きつけられる。１０４はフェイス吹出口である。
【００２４】
操作パネル１００ｐ内にはブロワ手段を成す送風機３２の風量をマニュアルモードで指示する操作スイッチ１０６が設けられ、この操作スイッチ１０６と一体に報知手段１０６ｄを成す発光表示部が設けられている。１０７は、乗員の足元に空調風を吹出すフット吹出口である。
【００２５】
本実施形態では、ヒートポンプサイクル（蒸気圧縮式の冷凍サイクル）１０を車両用空調装置１に適用している。このヒートポンプサイクル１０は、車両用空調装置１において、空調対象空間である車室内へ送風される送風空気を冷却あるいは加熱する機能を果たす。従って、本実施形態の熱交換対象流体は送風空気である。
【００２６】
また、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に充電し、車両走行時にバッテリ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。
【００２７】
次に、図１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、前述したヒートポンプサイクル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制御手段を成す空調制御装置１００等を備えている。
【００２８】
まず、ヒートポンプサイクル１０は、送風空気を冷却して車室内を冷房運転する冷房モード（冷却モード）の冷媒回路、送風空気を加熱して車室内を暖房する暖房モード（加熱モード）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、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に切替え可能に構成されている。
【００２９】
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、除湿暖房モードにおける冷媒の流れを二重破線矢印で示し、さらに、除霜モードにおける冷媒の流れを二重実線矢印で示している。
【００３０】
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暖房用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、冷媒回路切替え手段（切替弁）としての開閉弁１５ａおよび三方弁２０等を備えている。
【００３１】
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、ＨＦＣ１３４ａ）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。
【００３２】
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。
【００３３】
電動モータ１１ｂは、図示しないインバータ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、インバータは、空調制御装置１００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、可変周波数による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。
【００３４】
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暖房用熱交換器である。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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のそれぞれを切替える冷媒回路切替え手段（切替弁）を構成するもので、空調制御装置１００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。
【００３８】
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側へ流れる。
【００３９】
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１００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。
【００４０】
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替える冷媒回路切替え手段（切替弁）を構成しており、空調制御装置１００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。
【００４１】
具体的には、三方弁２０は、冷房モード時および除湿暖房モード時には図１の破線矢印あるいは二重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とを接続する冷媒回路に切替え、暖房モード時および除霜モード時には図１の実線矢印あるいは二重実線矢印で示すように室外熱交換器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替える。
【００４２】
この三方弁２０は運転モードに応じて冷媒回路を完全に切替えることができる。なお、冷媒回路を完全に切替えることができるとは、具体的には、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から流出した冷媒の全流量を冷房用固定絞り１７の冷媒入口側へ導く冷媒回路に切替え、暖房モード時および除霜モード時には室外熱交換器１６から流出した冷媒の全流量を冷房用固定絞り１７および室内蒸発器１８を迂回させて圧縮機１１の吸入口側に配置されたアキュムレータ１９の冷媒入口側へ導く冷媒回路に切替えることを意味する。
【００４３】
冷房用固定絞り１７の基本的構成は暖房用固定絞り１４と同様であり、減圧手段を構成している。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。
【００４４】
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、冷凍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。
【００４５】
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（ブロワ手段）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。
【００４６】
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）とを切替え導入する内外気切替え装置（内外気切替え手段）３３が配置されている。
【００４７】
内外気切替え装置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、内外気切替え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。内外気切替えドアは、内外気切替えドア用の電動アクチュエータによって駆動され、この電動アクチュエータは、空調制御装置１００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。
【００４８】
内外気切替え装置３３の空気流れ下流側には、内外気切替え装置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１００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。
【００４９】
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。
【００５０】
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によって駆動され、この電動アクチュエータは、空調制御装置１００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。
【００５１】
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１０３ｆ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。
【００５２】
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デフロスタ吹出口１０３、フェイス吹出口１０４およびフット吹出口１０７に接続されている。
【００５３】
従って、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１３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。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。
【００５４】
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。
【００５５】
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え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も、空調制御装置１００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。
【００５６】
また、吹出口モード切替え手段によって切替えられる吹出口モードとしては、フェイス吹出口１０４を全開してフェイス吹出口１０４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１０４とフット吹出口１０７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１０７を全開するとともにデフロスタ吹出口１０３を小開度だけ開口して、フット吹出口１０７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１０７およびデフロスタ吹出口１０３を同程度開口して、フット吹出口１０７およびデフロスタ吹出口１０３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。
【００５７】
さらに、乗員が操作パネル１００ｐに設けられた吹出モード切替えスイッチ３１０をマニュアル操作することによって、デフロスタ吹出口１０３を全開してデフロスタ吹出口１０３から車両フロントの窓１０５内面に空気を吹き出すデフロスタモード（ＤＥＦ）とすることもできる。
【００５８】
次に、本実施形態の電気制御部について説明する。空調制御装置１００を成す制御装置（制御手段）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、冷媒回路切替え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といった各種空調制御機器の作動を制御する。
【００５９】
また、空調制御装置１００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、車室外温度（外気温または外気温度）Ｔａｍを検出する外気温検出手段としての外気温センサ１０１、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、圧縮機１１の吐出冷媒における吐出冷媒温度Ｔｄを検出する吐出温度センサ、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、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４２、室外熱交換器１６の室外熱交換器後流温度Ｔ１６を検出する室外機交換器後流れ温度センサ４３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、図１においては外気温Ｔａｍを検出する外気温センサ１０１のみが代表して図示されている。
【００６０】
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１４入口側へ至るサイクルの高圧側冷媒圧力となる。
【００６１】
さらに、空調制御装置１００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１００ｐ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、運転モードを切替える運転モード切替えスイッチ、吹出口モードを切替える吹出モード切替えスイッチ、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等がある。
【００６２】
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。前述の如く、本実施形態の車両用空調装置１では、車室内を冷房する冷房モード、車室内を暖房する暖房モード、並びに、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運転を切替えることができる。以下に、各運転モードにおける作動を説明する。
【００６３】
（ａ）冷房モード
冷房モードは、操作パネルのオートスイッチが投入（ＯＮ）された状態で、選択スイッチによって冷房モードが選択されると開始される。冷房モードでは、空調制御装置１００が、開閉弁１５ａ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２０の作動を制御する。
【００６４】
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（→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凍サイクルが構成される。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。
【００６５】
なお、本実施形態の三方弁２０は完全に冷媒回路を切替えることができるので、冷房モードでは、室外熱交換器１６から流出した冷媒の全流量が冷房用固定絞り１７を介して室内蒸発器１８へ流入する。
【００６６】
この冷媒回路の構成で、空調制御装置１００が上述の空調制御用のセンサ群の検出信号および操作パネル１００ｐの操作信号を読み込む。そして、検出信号および操作信号の値に基づいて車室内へ吹き出す空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯを算出する。さらに、算出された目標吹出温度ＴＡＯおよびセンサ群の検出信号に基づいて、空調制御装置１００の出力側に接続された各種空調制御機器の作動状態を決定する。
【００６７】
例えば、送風機３２の送風量（すなわち、送風機３２の電動モータに出力されるブロワモータ電圧）については、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置１００のＲＯＭ内に記憶された制御マップを参照して決定される。具体的には、本実施形態では、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。
【００６８】
また、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に出力される制御信号）は、室内へ送風される送風空気の温度が目標吹出温度ＴＡＯに近づくように決定される。
【００６９】
また、吹出口モード（すなわち、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータに出力される制御信号）は、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置１００に記憶された制御マップを参照して決定される。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替える。
【００７０】
また、吸込口モード（すなわち、内外気切替え装置３３の電動アクチュエータに出力される制御信号）も、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置１００に記憶された制御マップを参照して決定される。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。
【００７１】
また、圧縮機１１の冷媒吐出能力（すなわち、圧縮機１１の電動モータ１１ｂに接続されたインバータに出力される制御信号）については、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、予め空調制御装置１００に記憶されている制御マップを参照して、空調フィーリングを悪化させないように、蒸発器温度センサ４２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。
【００７２】
さらに、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１００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ΔｆＣを求め、これに応じてインバータに出力される制御信号が決定される。
【００７３】
そして、上記の如く決定された制御信号等を各種空調制御機器へ出力する。その後、操作パネル１００ｐによって車両用空調装置１の作動停止が要求されるまで、所定の制御周期毎に、検出信号および操作信号の読み込み→目標吹出温度ＴＡＯの算出→各種空調制御機器の作動状態決定→制御電圧および制御信号の出力といった制御ルーチンが繰り返される。なお、このような制御ルーチンの繰り返しは、他の運転時にも基本的に同様に行われる。
【００７４】
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、室内凝縮器１３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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
（ｂ）暖房モード
暖房モードは、操作パネル１００ｐのオートスイッチが投入（ＯＮ）された状態で、選択スイッチによって暖房モードが選択されると開始される。暖房モードでは、空調制御装置１００が、開閉弁１５ａ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２０の作動を制御する。さらに、空調制御装置１００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。
【００７８】
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。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。
【００７９】
なお、本実施形態の三方弁２０は完全に冷媒回路を切替えることができるので、暖房モードでは、室外熱交換器１６から流出した冷媒の全流量が圧縮機１１の吸入口側に配置されたアキュムレータ１９へ流入する。従って、僅かな流量の冷媒が冷房用固定絞り１７を介して室内蒸発器１８へ流れ込んでしまうことはない。
【００８０】
また、暖房モードでは、圧縮機１１の冷媒吐出能力を以下のように決定する。暖房モードでは、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、予め空調制御装置１００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。
【００８１】
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１００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ΔｆＨを求め、これに応じてインバータに出力される制御信号が決定される。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
（ｃ）除湿暖房モード
除湿暖房モードは、操作パネル１００ｐのオートスイッチが投入（ＯＮ）された状態で、選択スイッチによって除湿暖房モードが選択されると開始される。除湿暖房モードでは、空調制御装置１００が、開閉弁１５ａを閉じ、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２０の作動を制御する。
【００８５】
これにより、図１の二重破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凍サイクルが構成される。この除湿暖房モードにおいても、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。
【００８６】
なお、本実施形態の三方弁２０は完全に冷媒回路を切替えることができるので、除湿暖房モードでは、室外熱交換器１６から流出した冷媒の全流量が冷房用固定絞り１７を介して室内蒸発器１８へ流入する。
【００８７】
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から送風された外気と熱交換して放熱する。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
従って、室外熱交換器１６における冷媒の温度と外気温Ｔａｍ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１３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１３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。
【００９１】
（ｄ）除霜モード
除霜モードは、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開始される。このような着霜の判定は、様々な手法を採用できる。例えば、室外機交換器後流温度センサ４３によって検出された室外熱交換器後流温度（室外熱交換器後流の冷媒温度）Ｔ１６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してもよい。
【００９２】
除霜モードでは、空調制御装置１００が、開閉弁１５ａ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２０の作動を制御する。さらに、空調制御装置１００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。
【００９３】
これにより、図１の二重実線矢印に示すように、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。なお、除霜モードでは、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。
【００９４】
また、本実施形態の三方弁２０は完全に冷媒回路を切替えることができるので、除霜モードでは、室外熱交換器１６から流出した冷媒の全流量が圧縮機１１の吸入口側に配置されたアキュムレータ１９へ流入する。従って、僅かな流量の冷媒が冷房用固定絞り１７を介して室内蒸発器１８へ流れ込んでしまうことはない。
【００９５】
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、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。
【００９６】
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、除霜モードの運転を実行することで室外熱交換器１６を除霜することもできる。
【００９７】
さらに、本実施形態のヒートポンプサイクル１０では、冷媒回路切替え手段である三方弁２０が、暖房モード時および除霜モード時に室外熱交換器１６から流出した冷媒の全流量を室内蒸発器１８を迂回させて圧縮機１１の吸入口側へ導く冷媒回路に切替えるので、僅かな流量の冷媒が室内蒸発器１８へ流れ込むことを防止できる。従って、冷媒に混入している冷凍機油が室内蒸発器１８内に滞留してしまう、いわゆる冷凍機油の寝込み現象が発生してしまうことを抑制できる。
【００９８】
その結果、圧縮機１１へ供給される冷凍機油の量が減少してしまうことを抑制できるので、圧縮機１１の保護を図ることができる。さらに、冷凍機油の寝込み現象によって室内蒸発器１８の熱交換性能が低下してしまうことを抑制して、暖房モードあるいは除霜モードから冷房モードあるいは除湿暖房モードに切替えた際に室内蒸発器１８にて発揮される冷却能力が低下してしまうことを抑制できる。
【００９９】
また、本実施形態のヒートポンプサイクル１０では、冷媒回路切替え手段として、室外熱交換器１６の冷媒出口側と圧縮機１１の吸入口側（具体的には、アキュムレータ１９の入口側）とを接続する冷媒回路、および室外熱交換器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を切替える三方弁２０を採用している。
【０１００】
従って、極めて容易に、暖房モード時に室外熱交換器１６ から流出した冷媒の全流量を圧縮機１１の吸入口側へ導く冷媒回路を実現できる。さらに、冷媒回路切替え手段を複数の開閉弁を組み合わせて構成する場合に対して、サイクル全体を簡素化できるとともに、冷媒回路を切替える際の制御の複雑化を抑制できる。
【０１０１】
また、本実施形態のヒートポンプサイクル１０では、暖房モード時のみならず、除霜モード時にも室外熱交換器１６から流出した冷媒の全流量を圧縮機１１の吸入口側へ導く冷媒回路に切替えるので、より一層確実に、冷凍機油が室内蒸発器１８内に滞留してしまうことを抑制できる。
【０１０２】
また、４１は高圧センサ、４２は蒸発器温度センサ、４３は室外熱交換器後流温度センサであり、夫々冷凍システムに既存のもの、つまり冷凍サイクルに必須のものである。高圧センサ４１は、通常の冷房のみを行うエアコンサイクルでも存在し、圧縮機１１の保護のため、高圧が高くなりすぎたときに、圧縮機１１を停止させるものである。同様の機器保護としてリリーフバルブがある。リリーフバルブによる機械的な保護は圧力が３．５ＭＰａで作動し、高圧センサ４１による制御装置１００のプログラムを介しての保護は、圧力が３．０４ＭＰａで作動するようになっている。
【０１０３】
蒸発器温度センサ（エバポレータ後センサ）４２は、通常の冷房のみを行うエアコンサイクルでも存在し、蒸発器１８が凍結するのを防止する機器保護を行い、かつ凍結臭の臭いを防止する。室外機交換器後流れ温度センサ４３は、ヒートポンプサイクル特有のセンサであり、暖房時に室外機熱交換器１６が着霜しているか否かを判定するものである。
（第１実施形態の作動）
次に、フローチャートに基づいて、第１実施形態の作動を説明する。図２において、制御装置１００が実行する電気発熱体阻害防止制御のロジックがスタートすると、ステップＳ０１において、暖房または冷房等の現在の運転状態、操作パネル１００ｐ内のデフロスタスイッチ（ＤＥＦボタン）の操作状態、外気温センサ１０１で計測した外気温Ｔａｍ、高圧センサ４１で測定した高圧圧力、高圧弁（開閉弁）１５ａの開閉状態、三方弁２０の切替え状態、圧縮機１１の回転数（圧縮機回転数）等の情報が制御手段１００を成す空調制御装置（エアコンＥＣＵとも言う）によって取得される。
【０１０４】
次に、ステップＳ０２ｐにおいて、デフロスタ吹出口１０３から窓１０２に向けて吹出される空調風１０３ｆの吹出温度Ｔｆが、高圧センサ４１で測定した高圧圧力からマップで演算された冷媒温度の値から求められる。
【０１０５】
次に、ステップＳ０２において、ステップＳ０１で検出した各種の値に基づいて、デフロスタ吹出口１０３から窓１０２に向けて空調風１０３ｆを吹出すデフモードが設定されており、かつ窓１０２用の電気発熱体１０２ｅが通電されて発熱しており、冷凍サイクル（ヒートポンプ）が暖房運転指示状態であり、かつデフロスタ吹出口１０３から窓１０２に向けて吹出される空調風１０３ｆの温度である吹出温度Ｔｆが所定温度（例えば３６℃）より小さいかどうかを判定する。なお、吹出温度Ｔｆの検出は、前述のように高圧センサ４１が検出した高圧圧力から制御マップを用いて検出する。
【０１０６】
ここで、ステップＳ０２で判定される条件とは、条件１が、デフロスタ吹出口１０３から窓１０２に向けて空調風１０３ｆを吹出すデフモードが設定されていること、条件２が、窓１０２用の電気発熱体１０２ｅに通電されて窓１０２が加熱されていること、条件３が、冷凍サイクル（ヒートポンプ）が暖房運転指示状態であること（なお、暖房運転指示はしているが、圧縮機が動作せず、未だ暖房運転していない場合があるため、「暖房運転指示状態」であればよい。）、条件４が、デフロスタ吹出口１０３から窓１０２に向けて吹出される空調風１０３ｆの温度である吹出温度Ｔｆが所定温度（例えば３６℃）より小さいことである。そしてこれらの条件１から条件４が全て満たされているときに、ステップＳ０２での判断結果がＹＥＳと成り、次のステップＳ０３に進む。
【０１０７】
ステップＳ０３では、オートモードで車両用空調装置が作動していようがマニュアルモードで車両用空調装置１が作動していようが送風機３２から成るブロワ手段のブロワ風量をゼロにする。そして電気発熱体阻害防止制御のロジックを終了する。なお、ステップＳ０２での判断結果がＮＯと成ったときは、ステップＳ０４でブロワ手段３２の作動を通常作動として電気発熱体阻害防止制御のロジックを終了する。
【０１０８】
ちなみに、従来の制御では、圧縮機の状態や燃焼式ヒータの状態を判定するだけで、実際の吹出温度が不明であり、過渡的に吹出温度が低いままで、オートモードにより、あるいは乗員のマニュアル操作によりブロワ風量がアップし、窓の電気発熱体の性能を阻害する場合があったが、上記第１実施形態においては、吹出温度Ｔｆが所定温度（例えば３６℃）より低いか否かを判定してブロワ風量をゼロにし、窓１０２の電気発熱体１０２ｅによる加熱がデフロスタ吹出口１０３からの冷風により阻害されないので、確実に電気発熱体１０２ｅの効果を発揮することができる。
【０１０９】
また、上記従来制御は、圧縮機の状態や燃焼式ヒータの状態を判定して、低温で空調能力が低下した場合には、ブロワ風量を低下またはゼロに制御するといえども、その制御は、車両用空調装置がオートモードに設定されている場合のみであり、乗員が手動でブロワ風量を増加したような、いわゆる、マニュアルブロワ操作時には、ユーザの操作を優先するため、風量がアップする場合があり、その場合も電気発熱体の動作が阻害される。しかし、上記第１実施形態においては、窓１０２用の電気発熱体１０２ｅが通電されて作動している低外気温のあらゆるシーンにて、電気発熱体１０２ｅの機能を最大限活用でき、窓１０２の外側に付着した霜（外霜）が晴れるまでの時間短縮と、電気発熱体１０２ｅの機能不全とを未然に防止することができる。
【０１１０】
なお、吹出温度Ｔｆは、高圧センサ４１が検出した高圧圧力の関数であるとしてマップで演算される冷媒温度から求められる。この場合において、図３（ａ）の圧力温度変換マップあるいは図３（ｂ）の圧力温度換算表が使用される。これらのマップまたは変換表は、制御装置１００内のメモリに記憶されている。図３において、冷媒の種類（ＨＦＣ１３４ａ、１２３４ｙｆ）に応じて若干マップの値が異なる。図４（ｂ）の圧力温度換算表の値（ポイント値）をメモリから読み出して、ポイント値とポイント値の間の値が直線補完により求められるようにしてもよい。
【０１１１】
上記第１実施形態においては、通電されることにより車両の窓１０２を加熱する発熱部を有する電気発熱体１０２ｅと、窓１０２に向けて空調風を吹出すデフロスタ吹出口１０３を備えたケーシング３１と、ケーシング３１内に空調風を流すブロワ手段３２と、ケーシング３１内に設けられ暖房運転時に空調風を加熱する暖房用熱交換器１３と、デフロスタ吹出口１０３から吹出される空調風の温度を計測または推定する吹出温度決定手段Ｓ０２ｐと、デフロスタ吹出口１０３から空調風を吹出す吹出モードの制御ならびに暖房運転を含む空調風の温度制御を実行する制御手段１００と、を備えている。
【０１１２】
そして、制御手段１００は、デフロスタ吹出口１０３から空調風が吹出されるデフモードが設定され、電気発熱体１０２ｅに通電されて窓１０２が加熱され、暖房運転の指示状態にある場合に、吹出温度決定手段Ｓ０２ｐが計測または推定した吹出温度が予め定められた所定温度よりも低いか否かを判定する判定手段Ｓ０２と、判定手段Ｓ０２が、吹出温度が予め定められた所定温度よりも低いと判定した場合に、制御手段１００によるブロワ手段３２の制御がオートモードで制御されている場合であろうとマニュアルモードで制御されている場合であろうと、ブロワ手段３２の風量をゼロに設定する無風量設定手段Ｓ０３と、を有する。
【０１１３】
これによれば、デフモードが設定され、電気発熱体に通電されて窓が加熱され、暖房運転の指示状態である場合に、窓に向かう吹出温度が予め定められた所定温度よりも低い場合に、ブロワの制御がオートモードであろうとマニュアルモードであろうと、ブロワの風量を強制的にゼロに設定するから、例えば、冷媒量の不足、発熱源の温度低下、圧縮機の不調等により生じる窓に向かう低温吹出風により、電気発熱体が窓を加熱する作用を阻害しないようにすることができる。
【０１１４】
また、暖房用熱交換器１３は、ヒートポンプサイクルの加熱部から成る。従って、外気温が低いときに暖房不足が発生し易く、この暖房不足時においても、窓に向かう低温吹出風を停止できることにより、電気発熱体が窓を加熱する作用を阻害しないようにすることができる。
【０１１５】
吹出温度決定手段Ｓ０２ｐは、吹出温度を、ヒートポンプサイクルの高圧側の圧力を検出する高圧センサ４１が検出したヒートポンプサイクルの高圧圧力に基づいて演算する。従って、特別な温度センサが無い場合に対応し易い。
【０１１６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以降の各実施形態においては、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成および特徴について説明する。上記第１実施形態では吹出温度の検出を、高圧センサが検出した高圧圧力から制御マップを用いて検出したが、この第２実施形態では、吹出温度センサを用いる。
【０１１７】
以下、図１を援用して説明する。ケーシング３１内の空調風が吹出されるデフロスタ吹出口またはフェイス吹出口に吹出温度センサ１０５を図１の破線部のように設けている（図１ではフェイス吹出口１０４内に設けた例を図示している）。この吹出温度センサ１０５のセンシング値を吹出温度Ｔｆとして、ステップＳ０２において吹出温度Ｔｆと所定温度と比較して、センシング値から求めた吹出温度Ｔｆが所定温度よりも低い場合に、ステップＳ０３で、いかなる場合においてもブロワ風量をゼロにしている。
【０１１８】
なお、吹出温度センサ１０５の取り付け位置は、デフロスタ吹出口１０３内でなくてもよく、図１のようにフェイス吹出口１０４（ベント吹出口）内であってもよい。フェイス吹出口１０４に取付けた温度フィード制御用の温度センサ１０５が既存のものとしてあれば、そのセンサをデフロスタ吹出口１０３からの吹出温度を推定する吹出温度センサ１０５とすることができる。
【０１１９】
上記第２実施形態においては、デフロスタ吹出口１０３から吹出される空調風の温度を計測または推定する吹出温度決定手段Ｓ０２ｐは、デフロスタ吹出口１０３またはフェイス吹出口１０４から吹出される空調風の温度を温度センサ１０５で直接計測して、デフロスタ吹出口１０３から吹出される空調風の温度を計測または推定するする。従って、より正確に吹出口から窓に向けて吹出される空調風の温度を実測または推定できる。
【０１２０】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。図４は、制御装置１００に操作情報を提供し、車両用空調装置１の作動状態を表示する操作パネル１００ｐを示している。図４において、操作パネル１００ｐを説明すると、本例の操作パネル１００ｐは、冷房、暖房、送風の運転モード切換、吹出モードの切換、風量切換、内外気切換等を１つのオートスイッチ３０１の投入によりオートモードで自動的に行うオートエアコン用のパネルとして構成されている。３０２は車両用空調装置１の作動を停止するためのオフスイッチである。
【０１２１】
３０３、３０４は室温の目標温度設定用スイッチ（温度設定手段）で、スイッチ３０３は目標温度上昇用のスイッチであり、スイッチ３０４は目標温度下降用のスイッチである。そして、この両スイッチ３０３、３０４により設定された目標温度は温度表示部３０５にてディジタル表示される。
【０１２２】
３０６は吹出モード設定スイッチで、吹出モードドア３８ｂ、３８ｃを制御してデフロスタモード以外の吹出モードを手動設定するためのものである。１０６は風量設定スイッチで、送風機３２のファンモータを制御して車室内への送風量を手動設定するためのものである。３０８は温水回路５０の燃焼式ヒータ５２の作動を手動操作にて強制的に停止するための燃焼式ヒータオフスイッチである。３０９は内外気切換スイッチで、内外気切換手段３３を制御して車室内への内外気吸入を手動にて切り換えるためのものである。
【０１２３】
３１０はデフスロタスイッチ（ＤＥＦボタンとも言う）で、デフロスタドア３８ａを制御してデフスロタ吹出モード（デフスロタ吹出口１０３のみを開口する状態）を手動設定するとともに、空調機器をデフスロタ作動状態に手動設定するものである。すなわち、本実施形態では、上記デフスロタスイッチ３１０が手動操作されて、オン状態になると、制御装置（エアコンＥＣＵ）１００は、内外気吸入を外気モードに設定するとともに、吹出モードをデフロスタ吹出モードとし、所定の風量にて送風機３２を作動させ、かつ外気温Ｔａｍが所定値以下のときに前述した電気発熱体１０２ｅに通電するようにプログラミングされている。
【０１２４】
この第３実施形態においても、上述したステップＳ０３の状態では、手動によるブロワ操作を受け付けないため、風量設定スイッチ１０６でブロワ操作した場合、ユーザが故障と勘違いすることが考えられる。そのため、この第３実施形態においては、ステップＳ０３の状態において、風量設定スイッチ１０６でブロワ操作した場合、ブロワ操作自体は受付けられたことをユーザにインフォメーションするようにファンマーク１０６ｍを点灯あるいは点滅する等の表示を行っている。この表示は、ブロワ風量を変更する操作スイッチである風量設定スイッチ１０６を介して行われた場合に、操作スイッチ１０６による操作の受付けを車室内に向けて報知する報知手段１０６ｄによって行われる。この報知手段１０６ｄは、風量設定スイッチ１０６のファンマーク１０６ｍの裏側に配置された発光ダイオードが制御装置１００からの信号によって点滅または点灯することによってなされる。
【０１２５】
上記第３実施形態においては、無風量設定手段Ｓ０３が、ブロワ手段３２の風量をゼロに設定している場合において、ブロワ風量を変更する操作が操作スイッチ１０６を介して行われた場合に、操作スイッチ１０６による操作の受付けを車室内に向けて報知する報知手段１０６ｄが設けられている。
【０１２６】
これによれば、無風量設定手段が、ブロワ手段の風量をゼロに設定している場合において、ブロワ風量を変更する操作が行われた場合に、操作受け付けを車室内に向けて報知するから、操作者が機器の故障と間違うことを防止できる。また報知手段１０６ｄは、風量を変更する操作が行われた操作スイッチ１０６の表示部分を点灯または点滅させる。従って、容易に、操作者が機器の故障と間違うことを防止できる。
【０１２７】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。この第４実施形態では、図５のように、ステップＳ０２で判定される複数の条件とは、条件１が、デフロスタ吹出口１０３から窓１０２に向けて空調風１０３ｆを吹出すデフモードが設定されていること、条件２が、図示しない窓曇りセンサからの信号で窓１０２の外側に付着した霜で窓１０２の内側が曇る可能性大と判定されていること（窓の外の外霜の影響で窓内側が曇る可能性大であること）、条件３が、窓１０２用の電気発熱体１０２ｅに通電されて窓１０２が加熱されていること、条件４が、冷凍サイクル（ヒートポンプ）が暖房運転指示状態であること（なお、暖房運転指示はしているが、圧縮機が動作せず、運転していない場合があるため、「暖房運転指示状態」であればよい。）、条件５が、デフロスタ吹出口１０３から窓１０２に向けて吹出される空調風１０３ｆの温度である吹出温度Ｔｆが所定温度（例えば３６℃）より小さいことである。そしてこれらの条件１から条件５が全て満たされているときに、ステップＳ０２での判断結果がＹＥＳと成り、次のステップＳ０３に進む。
【０１２８】
ステップＳ０３では、オートモードで車両用空調装置１が作動していようがマニュアルモードで車両用空調装置１が作動していようが送風機３２から成るブロワ手段のブロワ風量をゼロにする。そして電気発熱体阻害防止制御のロジックを終了する。なお、ステップＳ０２での判断結果がＮＯと成ったときはステップＳ０４でブロワ手段３２の作動を通常作動として電気発熱体阻害防止制御のロジックを終了する。なお、窓曇りセンサは、窓１０２のガラス面に取付けられた公知の湿度センサ等、ケーシング３３内を含む車室内の湿度を検出する種々のものを採用できる。
【０１２９】
この第４実施形態においては、窓１０２の内側に湿度の高い空気があり外霜が除去されていないまま、デフロスタ吹出口１０３から風が窓１０２に向けて吹出され、窓１０２の内側に水分が付着し、電気発熱体１０２ｅによる外霜の速やかな除去が阻害される（電気発熱体１０２ｅの熱が水分の蒸発に一部費やされる）のを防止することができる。
【０１３０】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。車両が高速走行しているときは、ブロワ手段３２を停止させていても走行によるラム圧で車外の空気が車室内に吹出口を介して侵入することがある。よって、この第５実施形態においては、図６のように、ステップＳ０３において、ブロワ風量をゼロに設定すると共に、デフロスタ吹出口１０３を開閉するデフロスタドア３８ａによってデフロスタ吹出口１０３を閉じている。
【０１３１】
この第５実施形態においては、窓１０２の外霜が一部除去されていないまま、車両が高速走行した場合、走行風により窓１０２に向けて吹出される低風を遮断できるため、より確実に外霜を電気発熱体１０２ｅで除去することができる。
【０１３２】
すなわち、上記第５実施形態では、デフロスタ吹出口１０３を開閉するデフロスタドア３８ａを備え、無風量設定手段Ｓ０３が、ブロワ手段３２の風量をゼロに設定している場合において、デフロスタドア３８ａがデフロスタ吹出口１０３を閉じる。これによれば、ブロワ手段の風量をゼロに設定している場合において、デフロスタドアが前記デフロスタ吹出口を閉じるから、走行風等により、窓に向けて低温吹出風が吹出されるのを防止でき、電気発熱体が窓を加熱する作用を阻害しないようにすることができる。
【０１３３】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。車両が高速走行しているときは、ブロワを停止させていても走行によるラム圧で車外の空気が車室内に吹出口を介して侵入することがある。これは特に内外気切替えモードが外気導入側に設定されているときに顕著である。
【０１３４】
よって、この第６実施形態においては、図７のように、ステップＳ０３において、ブロワ風量をゼロに設定すると共に、内外気切替え手段３３の内外気切替えドアを内気循環側（図１と反対側）に切替えている。なお、この制御を上記第５実施形態の制御（デフロスタ吹出口１０３を閉じる）と併用すると効果が大きい。
【０１３５】
上記第６実施形態においては、ケーシング３１内に外気を取り込むか内気を取り込むかを切替える内外気切替え手段３３を備え、無風量設定手段Ｓ０３が、ブロワ手段３２の風量をゼロに設定し、かつ内外気切替え手段３３が内気側に切替えられる。これによれば、ブロワ手段の風量をゼロに設定し、かつ内外気切替え手段が内気側に切替えられるから、走行風等により、窓に向けて低温吹出風が吹出されるのを防止でき、電気発熱体が窓を加熱する作用を阻害しないようにすることができる。
【０１３６】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。車両が高速走行しているときは、ブロワを停止させていても走行によるラム圧で車外の空気が車室内に吹出口を介して侵入することがある。
【０１３７】
よって、この第７実施形態においては、図８のように、ステップＳ０３において、ブロワ風量をゼロに設定すると共に、フット吹出口のフットドア３８ｃを駆動してフット吹出口１０７を開放し、ラム圧が足元に逃げるようにしている。なお、この制御を上記第５実施形態（デフロスタ吹出口１０３を閉じる）、第６実施形態（内気循環側に切替える）の各制御または両制御と併用すると効果が大きい。
【０１３８】
上記第７実施形態においては、ケーシング３３内の空調風を車両に乗車した乗員の足元に吹出すフット吹出口１０７およびフット吹出口１０７を開閉するフットドア３８ｃを備え、無風量設定手段Ｓ０３が、ブロワ手段３２の風量をゼロに設定し、かつフットドア３８ｃがフット吹出口１０７を開く。従って、走行風等を乗員の足元側に逃がせるため、窓に向けて低温吹出風が吹出されるのを防止でき、電気発熱体が窓を加熱する作用を阻害しないようにすることができる。
【０１３９】
（他の実施形態）
上述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものである。
【０１４０】
上記実施形態においてはヒートポンプを用いた車両用空調装置に適用したが、ケーシング内で冷媒を蒸発器によって蒸発させて冷却を行い、暖房はケーシング内に設けたヒートコアを流れるエンジン等の発熱源からの温水で行う車両用空調装置、または、暖房はケーシング内に設けた電気ヒータで行う車両用空調装置にも本発明を適用することができる。
【０１４１】
つまり、冷凍サイクルはヒートポンプサイクルでなくエアコンサイクルであっても良い。この場合、ハイブリッド自動車のように、エンジンの発熱量が少ない車両に搭載される車両用空調装置に有益である。
【符号の説明】
【０１４２】
１３  暖房用熱交換器（室内凝縮器）
３２  ブロワ手段
４１  高圧センサ
１０２ｅ  電気発熱体
１０３  デフロスタ吹出口
１０６  操作スイッチ
１０６ｄ  報知手段
Ｓ０２  判定手段
Ｓ０２ｐ  吹出温度決定手段
Ｓ０３  無風量設定手段
【図１】
2014061800.tif 000003
【図２】
2014061800.tif 000004
【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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【図８】
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