(57)【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と、
車室内に供給する空気を流通させるための空気流通路に設けられ、冷媒を放熱させる放熱器と、
空気流通路の放熱器の空気流通方向上流側に設けられ、冷媒を吸熱させる吸熱器と、
車室外側に設けられ、冷媒を放熱させることが可能な室外熱交換器と、
空気流通路を流通する空気のうち、放熱器を流通する冷媒と熱交換する空気の割合が可変に設けられ、開度が大きくなるに従って放熱器を流通する冷媒と熱交換する空気の割合が大きくなるエアミックスダンパと、を備え、
圧縮機から吐出した冷媒を放熱器および室外熱交換器に順に流通させることでそれぞれにおいて放熱させ、放熱器および室外熱交換器において放熱した冷媒を膨張弁によって減圧して吸熱器において吸熱させることにより、吸熱器において冷却した空気を放熱器において加熱して車室内に供給する車両用空気調和装置において、
放熱器と室外熱交換器との間の冷媒流通路に設けられ、冷媒流通路を流通する冷媒の流量を調整する冷媒流量調整弁と、
車室内の温度を設定温度とするために必要な車室内に供給する空気の温度である目標吹出温度を算出する目標吹出温度算出手段と、
放熱器において加熱された後の空気の温度を検出する加熱温度検出手段と、
吸熱器において冷却された後の空気の温度を検出する冷却温度検出手段と、
目標吹出温度算出手段の算出温度、加熱温度検出手段の検出温度および冷却温度検出手段の検出温度に基づいてエアミックスダンパの開度を算出する開度算出手段と、
開度算出手段の算出開度が所定開度以上の場合に、算出開度が所定開度未満の場合よりも冷媒流量調整弁の弁開度を小さくする弁開度制御手段と、を備えた
ことを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項２】
空気流通路を流通する空気を、車室内の搭乗者の頭部側に向かって吹出させるベントモードと、車室内の搭乗者の足元側に向かって吹出させるフットモードと、車室内の搭乗者の頭部側および足元側のそれぞれに向かって吹出させるバイレベルモードと、を切換え可能な吹出口切換手段を備え、
開度算出手段の算出開度の所定開度は、吹出口切換手段によって設定されたモードに応じて異なる
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用空気調和装置。
【請求項３】
弁開度制御手段は、車室内に供給する空気の温度を目標吹出温度まで加熱するために必要な放熱器における冷媒の温度である目標放熱器温度を算出する目標放熱器温度算出手段を有している
ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空気調和装置。
【請求項４】
目標放熱器温度算出手段の算出温度に基づいて放熱器における目標となる冷媒の圧力を算出する目標放熱器圧力算出手段を備え、
弁開度制御手段は、目標放熱器圧力算出手段の算出圧力と、実際の放熱器における冷媒の圧力である実放熱器圧力と、に基づいて弁開度を制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の車両用空気調和装置。
【請求項５】
弁開度制御手段は、目標放熱器温度算出手段の算出温度と、実際の放熱器における冷媒の温度である実放熱器温度と、に基づいて弁開度を制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の車両用空気調和装置。
【請求項６】
実放熱器温度は、放熱器の冷媒流出側の圧力、放熱器の冷媒流出側の冷媒の温度、エアミックスダンパの開度、吸熱器において冷却された後の空気の温度のうち、少なくとも放熱器の冷媒流出側の圧力に基づいて算出される
ことを特徴とする請求項５に記載の車両用空気調和装置。
【請求項７】
弁開度制御手段は、目標放熱器温度、車室内に供給する供給する空気の温度を目標吹出温度まで加熱するために必要な放熱器における冷媒の圧力である目標放熱器圧力、車室内に供給する供給する空気の温度を目標吹出温度まで加熱するために必要な圧縮機の回転数である目標圧縮機回転数、空気流通路に空気を流通させる室内側送風機の風量、車室外の温度、車両の走行速度、および、室外熱交換器を流通する冷媒と熱交換させる空気を流通させる室外側送風機の風量に基づいて、フィードフォワード値を算出する
ことを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の車両用空気調和装置。
【請求項８】
冷媒流量調整弁は、弁開度を操作する操作部を有し、
弁開度制御手段は、冷媒流量調整弁に設けられた冷媒流通路の開口面積を基準として、所定面積毎に冷媒流通路を開閉するような操作量となるように操作部を操作する
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の車両用空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電気自動車に適用可能な車両用空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両用空気調和装置では、車両の動力源としてのエンジンによって駆動する圧縮機と、車室外に設けられた放熱器と、車室内に設けられた吸熱器と、を備え、圧縮機が吐出した冷媒を放熱器において放熱させるとともに、吸熱器において吸熱させ、吸熱器において冷媒と熱交換した空気を車室内に供給することで冷房運転を行っている。また、従来の車両用空気調和装置では、車室内にヒータコアを備え、エンジンの冷却に用いた冷却水の排熱をヒータコアにおいて放熱させ、ヒータコアにおいて冷却水と熱交換した空気を車室内に向かって吹出すことで暖房運転を行っている。さらに、従来の車両用空気調和装置では、車室内に供給する空気を吸熱器において要求される絶対湿度まで冷却して除湿し、吸熱器において冷却して除湿された空気をヒータコアにおいて所望の温度まで加熱した後に車室内に向かって吹出す除湿暖房運転を行っている。
【０００３】
前記車両用空気調和装置では、暖房運転及び除湿暖房運転において空気を加熱する熱源としてエンジンの排熱を利用している。車両の動力源が電動モータである電気自動車は、エンジンのように空気を十分に加熱可能な排熱が発生しないため、前記車両用空気調和装置を適用することができない。
【０００４】
そこで、電気自動車に適用可能な車両用空気調和装置として、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、冷媒を放熱させる放熱器と、冷媒を吸熱させる吸熱器と、冷媒を放熱または吸熱させる室外熱交換器と、圧縮機が吐出した冷媒を放熱器に流入させ、放熱器を流通した冷媒を室外熱交換器に流入させ、室外熱交換器を流通した冷媒を膨張手段を介して吸熱器に流入させ、吸熱器を流通した冷媒を圧縮機に吸入させる冷房・除湿冷房用冷媒回路と、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３２４２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記電気自動車に適用可能な車両用空気調和装置の冷房・除湿冷房用冷媒回路では、圧縮機から吐出された冷媒が放熱器を流通した後に室外熱交換器を流通している。圧縮機から吐出された冷媒は、放熱器および室外熱交換器のそれぞれにおいて放熱するが、それぞれの放熱量はそれぞれを流通する冷媒と熱交換する空気の風量に応じて変化する。このため、例えば車両の走行中など、車室外に設けられた室外熱交換器を流通する冷媒と熱交換する空気の風量が大きくなると、室外熱交換器における放熱量が大きくなって放熱器における放熱量が小さくなる。放熱器では、除湿冷房運転時に放熱量が小さくなると、吸熱器において冷却されることによって除湿された空気を目的の温度まで加熱することができなくなり、車室内の温度を設定温度とすることが困難となる。
【０００７】
本発明の目的とするところは、除湿冷房運転時に放熱器における必要な放熱量を確保することで、車室内に供給する空気の温度を確実に設定温度とすることが可能となる車両用空気調和装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記目的を達成するために、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、車室内に供給する空気を流通させるための空気流通路に設けられ、冷媒を放熱させる放熱器と、空気流通路の放熱器の空気流通方向上流側に設けられ、冷媒を吸熱させる吸熱器と、車室外側に設けられ、冷媒を放熱させることが可能な室外熱交換器と、空気流通路を流通する空気のうち、放熱器を流通する冷媒と熱交換する空気の割合が可変に設けられ、開度が大きくなるに従って放熱器を流通する冷媒と熱交換する空気の割合が大きくなるエアミックスダンパと、を備え、圧縮機から吐出した冷媒を放熱器および室外熱交換器に順に流通させることでそれぞれにおいて放熱させ、放熱器および室外熱交換器において放熱した冷媒を膨張弁によって減圧して吸熱器において吸熱させることにより、吸熱器において冷却した空気を放熱器において加熱して車室内に供給する車両用空気調和装置において、放熱器と室外熱交換器との間の冷媒流通路に設けられ、冷媒流通路を流通する冷媒の流量を調整する冷媒流量調整弁と、車室内の温度を設定温度とするために必要な車室内に供給する空気の温度である目標吹出温度を算出する目標吹出温度算出手段と、放熱器において加熱された後の空気の温度を検出する加熱温度検出手段と、吸熱器において冷却された後の空気の温度を検出する冷却温度検出手段と、目標吹出温度算出手段の算出温度、加熱温度検出手段の検出温度および冷却温度検出手段の検出温度に基づいてエアミックスダンパの開度を算出する開度算出手段と、開度算出手段の算出開度が所定開度以上の場合に、算出開度が所定開度未満の場合よりも冷媒流量調整弁の弁開度を小さくする弁開度制御手段と、を備えている。
【０００９】
これにより、放熱器における冷媒の凝縮圧力が上昇して放熱器における放熱量が増加することから、車室内に吹出す空気の加熱に必要な加熱量が確保される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、放熱器における加熱量が不足する場合に、放熱器における冷媒の凝縮圧力を上昇させて放熱器の温度を高くすることができるので、車室内に吹出す空気の加熱に必要な加熱量を確保することができ、車室内に供給する空気の温度を確実に設定温度とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態を示す車両用空気調和装置の概略構成図である。
【図２】制御系を示すブロック図。
【図３】冷房運転及び除湿冷房運転を示す車両用空気調和装置の概略構成図である。
【図４】暖房運転を示す車両用空気調和装置の概略構成図である。
【図５】第１除湿暖房運転を示す車両用空気調和装置の概略構成図である。
【図６】第２除湿暖房運転を示す車両用空気調和装置の概略構成図である。
【図７】弁開度制御処理を示すフローチャートである。
【図８】第１制御弁の凝縮圧力調整手段側の駆動モータの操作量と開口面積との関係を示す図である。
【図９】本発明のその他の車両用空気調和装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１乃至図８は、本発明の一実施形態を示すものである。
【００１３】
本発明の車両用空気調和装置は、図１に示すように、車室内に設けられた空調ユニット１０と、車室内および車室外に亘って構成された冷媒回路２０と、を備えている。
【００１４】
空調ユニット１０は、車室内に供給する空気を流通させるための空気流通路１１を有している。空気流通路１１の一端側には、車室外の空気を空気流通路１１に流入させるための外気吸入口１１ａと、車室内の空気を空気流通路１１に流入させるための内気吸入口１１ｂと、が設けられている。また、空気流通路１１の他端側には、空気流通路１１を流通する空気を車室内の搭乗者の足元に向かって吹き出させるフット吹出口１１ｃと、空気流通路１１を流通する空気を車室内の搭乗者の上半身に向かって吹き出させるベント吹出口１１ｄと、空気流通路１１を流通する空気を車両のフロントガラスの車室内側の面に向かって吹き出させるデフ吹出口１１ｅと、が設けられている。
【００１５】
空気流通路１１内の一端側には、空気を空気流通路１１の一端側から他端側に向かって流通させるためのシロッコファン等の室内送風機１２が設けられている。この室内送風機１２は電動モータ１２ａによって駆動される。
【００１６】
空気流通路１１の一端側には、外気吸入口１１ａ及び内気吸入口１１ｂの一方を開放して他方を閉鎖することが可能な吸入口切換えダンパ１３が設けられている。この吸入口切換えダンパ１３は電動モータ１３ａによって駆動される。吸入口切換えダンパ１３によって内気吸入口１１ｂが閉鎖されて外気吸入口１１ａが開放されると、外気吸入口１１ａから空気が空気流通路１１に流入する外気供給モードとなる。また、吸入口切換えダンパ１３によって外気吸入口１１ａが閉鎖されて内気吸入口１１ｂが開放されると、内気吸入口１１ｂから空気が空気流通路１１に流入する内気循環モードとなる。さらに、吸入口切換えダンパ１３が外気吸入口１１ａと内気吸入口１１ｂとの間に位置し、外気吸入口１１ａと内気吸入口１１ｂがそれぞれ開放されると、吸入口切換えダンパ１３による外気吸入口１１ａ及び内気吸入口１１ｂのそれぞれの開口率に応じた割合で、外気吸入口１１ａと内気吸入口１１ｂとから空気が空気流通路１１に流入する外内気吸入モードとなる。
【００１７】
空気流通路１１の他端側のフット吹出口１１ｃ、ベント吹出口１１ｄ及びデフ吹出口１１ｅのそれぞれには、各吹出口１１ｃ，１１ｄ，１１ｅを開閉するための吹出口切換えダンパ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが設けられている。この吹出口切換えダンパ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、図示しないリンク機構によって連動するように構成され、電動モータ１３ｅによってそれぞれ開閉される。ここで、吹出口切換えダンパ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄによってフット吹出口１１ｃが開放されてベント吹出口１１ｄが閉鎖され、デフ吹出口１１ｅが僅かに開放されると、空気流通路１１を流通する空気の大部分がフット吹出口１１ｃから吹き出されると共に残りの空気がデフ吹出口１１ｅから吹き出されるフットモードとなる。また、吹出口切換えダンパ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄによってフット吹出口１１ｃ及びデフ吹出口１１ｅが閉鎖されてベント吹出口１１ｄが開放されると、空気流通路１１を流通する空気の全てがベント吹出口１１ｄから吹き出されるベントモードとなる。さらに、吹出口切換えダンパ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄによってフット吹出口１１ｃ及びベント吹出口１１ｄが開放されてデフ吹出口１１ｅが閉鎖されると、空気流通路１１を流通する空気がフット吹出口１１ｃ及びベント吹出口１１ｄから吹き出されるバイレベルモードとなる。また、吹出口切換えダンパ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄによってフット吹出口１１ｃ及びベント吹出口１１ｄが閉鎖されてデフ吹出口１１ｅが開放されると、空気流通路１１を流通する空気がデフ吹出口１１ｅから吹き出されるデフモードとなる。また、吹出口切換えダンパ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄによってベント吹出口１１ｄが閉鎖されてフット吹出口１１ｃ及びデフ吹出口１１ｅが開放されると、空気流通路１１を流通する空気がフット吹出口１１ｃ及びデフ吹出口１１ｅから吹き出されるデフフットモードとなる。尚、バイレベルモードにおいては、フット吹出口１１ｃから吹き出される空気の温度がベント吹出口１１ｄから吹き出される空気の温度よりも高温となる温度差が生じるような、空気流通路１１、フット吹出口１１ｃ、ベント吹出口１１ｄ、後述する吸熱器及び放熱器の互いの位置関係や構造となっている。
【００１８】
室内送風機１２の空気流通方向下流側の空気流通路１１には、空気流通路１１を流通する空気を冷却及び除湿するための吸熱器１４が設けられている。また、吸熱器１４の空気流通方向下流側の空気流通路１１には、空気流通路１１を流通する空気を加熱するための放熱器１５が設けられている。吸熱器１４及び放熱器１５は、それぞれ内部を流通する冷媒と空気流通路１１を流通する空気とを熱交換させるためのフィンとチューブ等からなる熱交換器である。
【００１９】
吸熱器１４と放熱器１５との間の空気流通路１１には、空気流通路１１を流通する空気の放熱器１５において加熱される割合を調整するためのエアミックスダンパ１６が設けられている。エアミックスダンパ１６は電動モータ１６ａによって駆動される。エアミックスダンパ１６は、空気流通路１１の放熱器１５の上流側に位置することによって、放熱器１５において熱交換する空気の割合が減少し、空気流通路１１の放熱器１５以外の部分側に移動させることによって、放熱器１５において熱交換する空気の割合が増加する。エアミックスダンパ１６は、空気流通路１１の放熱器１５の上流側を閉鎖して放熱器１５以外の部分を開放した状態で開度が０％となり、空気流通路１１の放熱器１５の上流側を開放し、放熱器１５以外の部分を閉鎖した状態で開度が１００％となる。
【００２０】
冷媒回路２０は、前記吸熱器１４、前記放熱器１５、冷媒を圧縮するための圧縮機２１、冷媒と車室外の空気とを熱交換するための室外熱交換器２２、放熱器１５および室外熱交換器２２の少なくとも放熱器１５から流出する冷媒と吸熱器１４から流出する冷媒とを熱交換させるための内部熱交換器２３、暖房運転時に室外熱交換器２２に流入する冷媒を減圧するための膨張手段と除湿冷房運転時に放熱器における冷媒の凝縮圧力を制御するための冷媒流量調整弁としての凝縮圧力調整手段とを有する第１制御弁２４と、吸熱器１４における冷媒の蒸発温度を調整するための第２制御弁２５と、第１〜第３電磁弁２６ａ，２６ｂ，２６ｃ、第１〜第２逆止弁２７ａ，２７ｂ、室内側膨張弁としての膨張弁２８、気体の冷媒と液体の冷媒を分離して液冷媒が圧縮機２１に吸入されることを防止するためのアキュムレータ２９を有し、これらは銅管やアルミニウム管によって接続されている。
【００２１】
具体的には、圧縮機２１の冷媒吐出側に放熱器１５の冷媒流入側が接続されることによって、冷媒流通路２０ａが設けられている。また、放熱器１５の冷媒流出側には、第１制御弁２４の冷媒流入側が接続されることによって、冷媒流通路２０ｂが設けられている。第１制御弁２４の膨張手段側の冷媒流出側には、室外熱交換器２２の一端側が接続されることによって、冷媒流通路２０ｃが設けられている。冷媒流通路２０ｃには、第１逆止弁２７ａが設けられている。また、第１制御弁２４の凝縮圧力調整手段側の冷媒流出側には、室外熱交換器２２の他端側が接続されることによって、冷媒流通路２０ｄが設けられている。室外熱交換器２２の他端側には、冷媒流通路２０ｄと並列に、圧縮機２１の冷媒吸入側が接続されることによって、冷媒流通路２０ｅが設けられている。冷媒流通路２０ｅには、冷媒流通方向の上流側から順に、第１電磁弁２６ａ、アキュムレータ２９が設けられている。冷媒流通路２０ｂには、内部熱交換器２３の高圧冷媒流入側が接続されることによって、冷媒流通路２０ｆが設けられている。冷媒流通路２０ｆには、第２電磁弁２６ｂが設けられている。内部熱交換器２３の高圧冷媒流出側には、吸熱器１４の冷媒流入側接続されることによって、冷媒流通路２０ｇが設けられている。冷媒流通路２０ｇには、膨張弁２８が設けられている。吸熱器１４の冷媒流出側には、内部熱交換器２３の低圧冷媒流入側が接続されることによって、冷媒流通路２０ｈが設けられている。冷媒流通路２０ｈには、第２制御弁２５が設けられている。内部熱交換器２３の低圧冷媒流出側には、冷媒流通路２０ｅの第１電磁弁２６ａとアキュムレータ２９との間が接続されることによって、冷媒流通路２０ｉが設けられている。室外熱交換器２２の一端側には、冷媒流通路２０ｃと並列に、冷媒流通路２０ｆの第２電磁弁２６ｂの冷媒流通方向の下流側が接続されることによって、冷媒流通路２０ｊが設けられている。冷媒流通路２０ｊには、冷媒流通方向の上流側から順に、第３電磁弁２６ｃ、第２逆止弁２７ｂが設けられている。
【００２２】
圧縮機２１及び室外熱交換器２２は、車室外に配置されている。また、圧縮機２１は電動モータ２１ａによって駆動される。室外熱交換器２２には、車両の停止時に車室外の空気と冷媒とを熱交換させるための室外送風機３０が設けられている。室外送風機３０は、電動モータ３０ａによって駆動される。
【００２３】
第１制御弁２４には、膨張手段側の冷媒流路と凝縮圧力調整手段側の冷媒流路がそれぞれ形成されている。膨張手段側および凝縮圧力調整手段側の冷媒流路は、それぞれ冷媒流路の開度を調整する弁によって完全に閉鎖可能に構成されている。
【００２４】
第２制御弁２５は、弁開度が２段階に設定可能に構成され、冷媒流通路２０ｈを流通する冷媒の流量を２段階に調整することが可能である。
【００２５】
膨張弁２８は、冷媒流通路２０ｈ（吸熱器１４の冷媒流出側）を流通する冷媒の過熱度を適正に保つための温度式膨張弁である。
【００２６】
さらに、車両用空気調和装置は、車室内の温度及び湿度を設定された温度及び設定された湿度とする制御を行うためのコントローラ４０を備えている。
【００２７】
コントローラ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭを有している。コントローラ４０は、入力側に接続された装置からの入力信号を受信すると、ＣＰＵが、入力信号に基づいてＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出すとともに、入力信号によって検出された状態をＲＡＭに記憶したり、出力側に接続された装置に出力信号を送信したりする。
【００２８】
コントローラ４０の出力側には、図２に示すように、室内送風機１２駆動用の電動モータ１２ａ、吸入口切換えダンパ１３駆動用の電動モータ１３ａ、吹出口切換えダンパ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ駆動用の電動モータ１３ｅ、エアミックスダンパ１６駆動用の電動モータ１６ａ、圧縮機２１駆動用の電動モータ２１ａ、第１制御弁２４、第２制御弁２５、第１〜第３電磁弁２６ａ，２６ｂ，２６ｃ、室外送風機３０駆動用の電動モータ３０ａが接続されている。
【００２９】
コントローラ４０の入力側には、図２に示すように、車室外の温度Ｔａｍを検出するための外気温度センサ４１、車室内の温度Ｔｒを検出するための内気温度センサ４２、日射量Ｔｓを検出するための例えばフォトセンサ式の日射センサ４３、吸熱器１４における冷媒の蒸発温度Ｔｅを検出するための温度検出手段としての吸熱器温度センサ４４、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出するための吸入圧力センサ４５、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出するための吸入温度センサ４６、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力を検出するための吐出圧力センサ４７、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度を検出するための吐出温度センサ４８、冷媒流通路２０ｂを流通する高圧冷媒の圧力を検出するための高圧圧力センサ４９、冷媒流通路２０ｂを流通する高圧冷媒の温度ＴＨを検出するための高圧温度センサ５０、目標設定温度Ｔｓｅｔや運転の切換えに関するモードを設定するための操作部５１、吸熱器１４において冷却された後の空気の温度Ｔｅを検出するための冷却温度検出手段としての冷却空気温度センサ５２、放熱器１５において加熱された後の空気の温度ＴＨを検出するための加熱温度検出手段としての加熱空気温度センサ５３が接続されている。
【００３０】
以上のように構成された車両用空気調和装置では、冷房運転、除湿冷房運転、暖房運転、第１除湿暖房運転、第２除湿暖房運転が行われる。以下、それぞれの運転について説明する。
【００３１】
冷房運転及び除湿冷房運転において、冷媒回路２０では、第１制御弁２４の膨張手段側の流路を閉鎖するとともに、凝縮圧力調整手段側の流路を開放し、第３電磁弁２６ｃを開放するとともに、第１及び第２電磁弁２６ａ，２６ｂを閉鎖し、圧縮機２１を運転する。
これにより、圧縮機２１から吐出された冷媒は、図３に示すように、冷媒流通路２０ａ、放熱器１５、冷媒流通路２０ｂ，２０ｄ、室外熱交換器２２、冷媒流通路２０ｊ，２０ｆ、内部熱交換器２３の高圧側、冷媒流通路２０ｇ、吸熱器１４、冷媒流通路２０ｈ、内部熱交換器２３の低圧側、冷媒流通路２０ｉ，２０ｅの順に流通して圧縮機２１に吸入される。冷媒回路２０を流通する冷媒は、冷房運転において、室外熱交換器２２において放熱して吸熱器１４において吸熱する。除湿冷房運転として図３の一点鎖線に示すようにエアミックスダンパ１６が開放されると、冷媒回路２０を流通する冷媒は放熱器１５においても放熱する。
【００３２】
このとき、冷房運転中の空調ユニット１０において、室内送風機１２を運転することによって流通する空気流通路１１の空気は、吸熱器１４において冷媒と熱交換して冷却され、車室内の温度を目標設定温度Ｔｓｅｔとするために吹出口１１ｃ，１１ｄ，１１ｅから吹き出すべき空気の温度である目標吹出温度ＴＡＯとなって車室内に吹き出される。
目標吹出温度ＴＡＯは、車室外の温度Ｔａｍ、車室内の温度Ｔｒ、日射量Ｔｓ等の環境条件を、外気温度センサ４１、内気温度センサ４２、日射センサ４３等によって検出し、検出された環境条件と目標設定温度Ｔｓｅｔに基づいて算出されるものである（目標吹出温度算出手段）。
【００３３】
また、除湿冷房運転中の空調ユニット１０において、室内送風機１２を運転することによって流通する空気流通路１１の空気は、吸熱器１４において吸熱する冷媒と熱交換して冷却されることによって除湿される。吸熱器１４において除湿された空気は、放熱器１５おいて放熱する冷媒と熱交換して加熱され、目標吹出温度ＴＡＯの空気となって車室内に吹き出される。
【００３４】
暖房運転において、冷媒回路２０では、第１制御弁２４の膨張手段側の冷媒流路を開放するとともに、凝縮圧力調整手段側の冷媒流路を閉鎖し、第１電磁弁２６ａを開放するとともに、第２および第３電磁弁２６ｂ，２６ｃを閉鎖し、圧縮機２１を運転する。
これにより、圧縮機２１から吐出された冷媒は、図４に示すように、冷媒流通路２０ａ、放熱器１５、冷媒流通路２０ｂ、２０ｃ、室外熱交換器２２、冷媒流通路２０ｅの順に流通して圧縮機２１に吸入される。冷媒回路２０を流通する冷媒は、放熱器１５において放熱し、室外熱交換器２２において吸熱する。
【００３５】
このとき、空調ユニット１０において、室内送風機１２を運転することによって流通する空気流通路１１の空気は、吸熱器１４において冷媒と熱交換することなく、放熱器１５において冷媒と熱交換して加熱され、目標吹出温度ＴＡＯの空気となって車室内に吹き出される。
【００３６】
第１除湿暖房運転において、冷媒回路２０では、第１制御弁２４の膨張手段側の冷媒流路を開放するとともに、凝縮圧力調整手段側の冷媒流路を閉鎖し、第１及び第２電磁弁２６ａ，２６ｂを開放するとともに、第３電磁弁２６ｃを閉鎖し、圧縮機２１を運転する。
これにより、圧縮機２１から吐出された冷媒は、図５に示すように、冷媒流通路２０ａ、放熱器１５、冷媒流通路２０ｂを順に流通する。冷媒流通路２０ｂを流通する冷媒の一部は、第１制御弁２４、冷媒流通路２０ｃ、室外熱交換器２２、冷媒流通路２０ｅの順に流通して圧縮機２１に吸入される。また、冷媒流通路２０ｂを流通するその他の冷媒は、冷媒流通路２０ｆ、内部熱交換器２３の高圧側、冷媒流通路２０ｇ、吸熱器１４、冷媒流通路２０ｈ、内部熱交換器２３の低圧側、冷媒流通路２０ｉの順に流通して圧縮機２１に吸入される。冷媒回路２０を流通する冷媒は、放熱器１５において放熱し、吸熱器１４及び室外熱交換器２２において吸熱する。
【００３７】
このとき、空調ユニット１０において、室内送風機１２を運転することによって流通する空気流通路１１の空気は、吸熱器１４において冷媒と熱交換して冷却されることにより除湿される。吸熱器１４において除湿された空気は、一部の空気が放熱器１５において冷媒と熱交換することによって加熱され、目標吹出温度ＴＡＯの空気となって車室内に吹き出される。
【００３８】
第２除湿暖房運転において、冷媒回路２０では、第１制御弁２４の膨張手段側および凝縮圧力調整手段側の両方の冷媒流路を閉鎖し、第２電磁弁２６ｂを開放するとともに、第１及び第３電磁弁２６ａ，２６ｃを閉鎖し、圧縮機２１を運転する。
これにより、圧縮機２１から吐出された冷媒は、図６に示すように、冷媒流通路２０ａ、放熱器１５、冷媒流通路２０ｂ，２０ｆ、内部熱交換器２３の高圧側、冷媒流通路２０ｇ、吸熱器１４、冷媒流通路２０ｈ、内部熱交換器２３の低圧側、冷媒流通路２０ｉ，２０ｅの順に流通して圧縮機２１に吸入される。冷媒回路２０を流通する冷媒は、放熱器１５において放熱し、吸熱器１４において吸熱する。
【００３９】
このとき、空調ユニット１０において、室内送風機１２を運転することによって流通する空気流通路１１の空気は、前記第１除湿暖房運転と同様に、吸熱器１４において冷媒と熱交換して冷却されることにより除湿される。吸熱器１４において除湿された空気は、一部の空気が放熱器１５において冷媒と熱交換することによって加熱され、目標吹出温度ＴＡＯとなって車室内に吹き出される。
【００４０】
コントローラ４０は、オートエアコンスイッチがオンの状態に設定されている場合に、冷房運転、除湿冷房運転、暖房運転、第１除湿暖房運転、第２除湿暖房運転を、車室外の温度Ｔａｍ、車室内の温度Ｔｒ、車室外の湿度、車室内の湿度Ｔｈ、日射量Ｔｓ等の環境条件に基づいて切換える運転切換え制御処理を行う。
【００４１】
また、コントローラ４０は、吹出口切換えダンパ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄによって吹出口１１ｃ，１１ｄ，１１ｅのモードを切換えるとともに、吹出口１１ｃ，１１ｄ，１１ｅから吹出される空気の温度を目標吹出温度ＴＡＯとするために、エアミックスダンパ１６の開度を制御する。
【００４２】
また、コントローラ４０は、運転切換え制御処理によって切り換えられる各運転において、目標吹出温度ＴＡＯに応じてフットモード、ベントモード、バイレベルモードの切り替えを行う。具体的には、目標吹出温度ＴＡＯが例えば４０℃以上など、高温となる場合にフットモードに設定する。また、コントローラ４０は、目標吹出温度ＴＡＯが例えば２５℃未満など、低温となる場合にベントモードに設定する。さらに、コントローラ４０は、目標吹出温度ＴＡＯが、フットモードが設定される目標吹出温度ＴＡＯとベントモードが設定される目標吹出温度ＴＡＯとの間の温度の場合にバイレベルモードに設定する。
【００４３】
また、コントローラ４０は、冷房運転および除湿冷房運転において、第１制御弁２４の凝縮圧力調整手段側の弁開度を制御する弁開度制御処理を行う。このときのコントローラ４０の動作を図７のフローチャートを用いて説明する。
【００４４】
（ステップＳ１）
ステップＳ１においてＣＰＵは、運転が冷房運転または除湿冷房運転であるか否かを判定する。冷房運転または除湿冷房運転であると判定した場合にはステップＳ２に処理を移し、冷房運転または除湿冷房運転であると判定しなかった場合には弁開度制御処理を終了する。
【００４５】
（ステップＳ２）
ステップＳ１において運転が冷房運転または除湿冷房運転であると判定した場合に、ステップＳ２においてＣＰＵは、目標吹出温度ＴＡＯ、加熱空気温度センサ５３の検出温度ＴＨおよび冷却空気温度センサ５２の検出温度Ｔｅに基づいてエアミックスダンパ１６の開度ＳＷを算出する（開度算出手段）。
具体的には、エアミックスダンパ１６の開度ＳＷが次式のように求められる。
ＳＷ＝（ＴＡＯ−Ｔｅ）／（ＴＨ−Ｔｅ）
【００４６】
（ステップＳ３）
ステップＳ３においてＣＰＵは、フット吹出口１１ｃ、ベント吹出口１１ｄ及びデフ吹出口１１ｅがバイレベルモードに設定されているか否かを判定する。各吹出口１１ｃ，１１ｄ，１１ｅがバイレベルモードに設定されていないと判定した場合にはステップＳ４に処理を移し、各吹出口１１ｃ，１１ｄ，１１ｅがバイレベルモードに設定されていると判定した場合にはステップＳ５に処理を移す。
【００４７】
（ステップＳ４）
ステップＳ３において各吹出口１１ｃ，１１ｄ，１１ｅがバイレベルモードに設定されていないと判定した場合に、ステップＳ４においてＣＰＵは、算出されたエアミックスダンパ１６の開度ＳＷが第１所定開度（例えば、ＳＷ＝１（開度１００％））以上か否かを判定する。開度ＳＷが第１所定開度以上と判定した場合にはステップＳ６に処理を移し、開度ＳＷが第１所定開度未満と判定した場合には弁開度制御処理を終了する。
ここで、算出された開度ＳＷが第１所定開度以上と判定された場合には、放熱器１５における放熱量が不足していると判断する。また、第１所定開度は、１に限られず、０．６〜１（６０％〜１００％）の範囲内で設定され得る。
【００４８】
（ステップＳ５）
ステップＳ３において各吹出口１１ｃ，１１ｄ，１１ｅがバイレベルモードに設定されていると判定した場合に、ステップＳ５においてＣＰＵは、エアミックスダンパ１６の開度ＳＷが第２所定開度（例えば、ＳＷ＝０．７（開度７０％））以上か否かを判定する。開度ＳＷが第２所定開度以上と判定した場合にはステップＳ６に処理を移し、開度ＳＷが第２所定開度未満と判定した場合には弁開度制御処理を終了する。
ここで、算出された開度ＳＷが第２所定開度以上と判定された場合には、放熱器１５における放熱量が不足していると判断する。また、第２所定開度は、０．７に限られず、０．３〜０．７（３０％〜７０％）の範囲内で設定され得る。
【００４９】
（ステップＳ６）
ステップＳ４においてエアミックスダンパ１６の開度ＳＷが第１所定開度以上と判定した場合、または、ステップＳ５においてエアミックスダンパ１６の開度ＳＷが第２所定開度以上と判定した場合に、ステップＳ６においてＣＰＵは、目標吹出温度ＴＡＯおよび冷却空気温度センサ５２の検出温度Ｔｅに基づいて放熱器１５における冷媒の温度である目標放熱器温度ＴＣＯを算出する（目標放熱器温度算出手段）。目標放熱器温度ＴＣＯは、次式のように求められる。
ＴＣＯ＝ＴＡＯ−Ｔｅ＋α
ここで、所定値αは、空気流通路１１を流通することによって失われる熱量に相当する温度である。
【００５０】
（ステップＳ７）
ステップＳ７においてＣＰＵは、ステップＳ６において算出された目標放熱器温度ＴＣＯに基づいて、目標放熱器圧力ＰＣＯを算出する（目標放熱器圧力算出手段）。目標放熱器圧力ＰＣＯは、冷媒が飽和液の状態における目標放熱器温度ＴＣＯに対応する圧力であり、例えば圧力‐比エンタルピ線図のデータから算出可能である。
【００５１】
（ステップＳ８）
ステップＳ８においてＣＰＵは、放熱器１５の圧力がステップＳ７において算出された目標放熱器圧力ＰＣＯとなるように、第１制御弁２４の凝縮圧力調整手段側の弁開度の目標開度を算出して弁開度を調整し、弁開度制御処理を終了する。
具体的には、ステップＳ４またはステップＳ５において放熱器１５における加熱量が不足していると判断すると、加熱量が不足していない状態よりも第１制御弁２４の凝縮圧力調整手段側の弁開度が小さくなるように制御する。第１制御弁２４の凝縮圧力調整手段側の弁開度の目標開度ＴＧＥＣＣＶは、フィードバック目標値ＴＧＥＣＣＶＦＢおよびフィードフォワード目標値ＴＧＥＣＣＶＦＦに基づいて、次式のように求められる。
ＴＧＥＣＣＶ＝ＴＧＥＣＣＶＦＢ＋ＴＧＥＣＣＶＦＦ
ここで、フィードバック目標値ＴＧＥＣＣＶＦＢは、目標放熱器圧力ＰＣＯおよび高圧圧力センサ４９の検出圧力Ｐｄに基づいて算出される比例積分制御（ＰＩ制御）の出力値である（ＴＧＥＣＣＶＦＢ＝ＴＧＥＣＣＶｆｂｐ＋ＴＧＥＣＣＶｆｂｉ、ＴＧＥＣＣＶｆｂｐ＝Ｋｐ×（ＰＣＯ−Ｐｄ）、ＴＧＥＣＣＶｆｂｉ＝ＴＧＥＣＣＶｆｂｉ＿ｎ−１＋Ｋｉ×（ＰＣＯ−Ｐｄ）、Ｋｐ：比例ゲインとしての定数、Ｋｉ：積分ゲインとしての定数、ＴＧＥＣＣＶｆｂｉ＿ｎ−１：ＴＧＥＣＣＶｆｂｉの前回値）。
また、フィードフォワード目標値ＴＧＥＣＣＶＦＦは、目標放熱器圧力ＰＣＯ、圧縮機２１を駆動する電動モータ２１ａの目標回転数Ｎｃ、室内送風機１２の風量Ｑ、車室外の温度Ｔａｍ、車速Ｖ、室外送風機３０を駆動する電動モータ３０ａの電圧ＦＡＮＶに基づいて算出される（ＴＧＥＣＣＶＦＦ＝Ｋ１×ＰＣＯ＋Ｋ２×Ｎｃ＋Ｋ３×Ｑ＋Ｋ４×Ｔａｍ＋Ｋ５×Ｖ＋Ｋ６×ＦＡＮＶ、Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６：それぞれ予め設定された定数）。
また、第１制御弁２４の凝縮圧力調整手段側は、図８に示すように、弁体を移動させるための弁体駆動用モータの操作量と冷媒流通路の開口面積との関係が非線形の関係となる。したがって、第１制御弁２４の凝縮圧力調整手段側の弁開度の制御は、冷媒流路の開口面積を基準として行われ、所定面積毎に冷媒流路を開閉するような操作量で弁体駆動用モータが操作される。また、弁体を移動させるための弁体駆動用モータの操作量と冷媒流通路の開口面積との関係が非線形の関係となる場合、非線形系を線形化した式に基づいて弁体駆動用モータの操作量を決定してもよい。
【００５２】
このように、本実施形態の車両用空気調和装置によれば、算出されたエアミックスダンパ１６の開度ＳＷが所定開度以上の場合に、開度ＳＷが所定開度未満の場合よりも第１制御弁２４の凝縮圧力調整手段側の弁開度を小さくしている。これにより、冷房運転および除湿冷房運転において放熱器１５における放熱量が不足する場合に、放熱器１５における冷媒の凝縮圧力を上昇させて放熱器１５の温度を高くすることができるので、車室内に吹出す空気の加熱に必要な加熱量を確保することができ、車室内に供給する空気の温度を確実に設定温度とすることが可能となる。
【００５３】
また、放熱器１５における放熱量が不足しているとの判断に用いられる算出されたエアミックスダンパ１６の開度ＳＷを、吹出口１１ｃ，１１ｄ，１１ｅのモードによって異なる開度ＳＷとしている。これにより、吹出口１１ｃ，１１ｄ，１１ｅのモードのそれぞれに対して正確に放熱器１５における放熱量の不足を判定することができるので、制御性能を向上させることが可能となる。
【００５４】
また、目標吹出温度ＴＡＯまで加熱するために必要な放熱器１５における冷媒の温度である目標放熱器温度ＴＣＯを算出するようにしている。これにより、目標放熱器温度ＴＣＯに基づいて第１制御弁２４の凝縮圧力調整手段側の弁開度を調整することができるので、制御性能を向上させることが可能となる。
【００５５】
また、目標放熱器温度ＴＣＯから得られる目標放熱器圧力ＰＣＯと実際の放熱器１５における冷媒の温度である高圧圧力センサ４９の検出圧力Ｐｄとに基づいて第１制御弁２４の凝縮圧力調整手段側の弁開度を算出している。これにより、実際の放熱器１５における冷媒の圧力を目標放熱器圧力ＰＣＯとするように第１制御弁２４の凝縮圧力調整手段側の弁開度を調整することができるので、放熱器１５における放熱量を最適な熱量とすることが可能となる。
【００５６】
また、目標放熱器圧力ＰＣＯ、圧縮機２１を駆動する電動モータ２１ａの目標回転数Ｎｃ、室内送風機１２の風量Ｑ、車室外の温度Ｔａｍ、車速Ｖ、室外送風機３０を駆動する電動モータ３０ａの電圧ＦＡＮＶに基づいて算出されたフィードフォワード目標値ＴＧＥＣＣＶＦＦに基づいて第１制御弁２４の凝縮圧力調整手段側の弁開度を算出している。これにより、より正確な第１制御弁２４の凝縮圧力調整手段側の弁開度を算出が可能となり、制御性能を向上させることが可能となる。
【００５７】
第１制御弁２４の凝縮圧力調整手段側の弁開度は、冷媒流路の開口面積を基準として制御され、所定面積毎に冷媒流路を開閉するような操作量となるように弁体駆動用モータを操作している。これにより、弁体を移動させるための弁体駆動用モータの操作量と冷媒流通路の開口面積との関係が非線形の関係となる場合においても、放熱器１５における放熱量を正確に制御することができるので、制御性能を向上させることが可能となる。
【００５８】
尚、前記実施形態では、目標放熱器温度ＴＣＯから得られる目標放熱器圧力ＰＣＯと実際の放熱器１５における冷媒の温度である高圧圧力センサ４９の検出圧力Ｐｄとに基づいて第１制御弁２４の凝縮圧力調整手段側の弁開度を算出するようにしたものを示したが、これに限られるものではない。例えば、目標放熱器温度ＴＣＯと実際の放熱器１５における冷媒の温度である高圧温度センサ５０の検出温度とに基づいて第１制御弁２４の凝縮圧力調整手段側の弁開度を算出することも可能である。
ここで、実際の放熱器１５における温度は、高圧温度センサ５０の検出温度である実測値に限られず、放熱器１５の冷媒流出側の圧力、放熱器１５の冷媒流出側の冷媒の温度、エアミックスダンパ１６の開度、吸熱器１４において冷却された後の空気の温度のうち、少なくとも放熱器１５の冷媒流出側の圧力に基づいて推定することも可能である。
【００５９】
また、前記実施形態では、圧縮機２１から流出する冷媒が、暖房運転および第１除湿暖房運転時に、室外熱交換器２２を一端側から他端側に向かって流通するようにしたものを示したがこれに限られるものではない。例えば、図９に示すように、圧縮機２１から流出する冷媒が、暖房運転および第１除湿暖房運転時に、室外熱交換器２２を一端側から他端側に向かって流通するようにしてもよい。
【００６０】
図９の車両用空気調和装置は、前記実施形態における冷媒流通路２０ｃの代わりに、第１制御弁２４の膨張手段側の冷媒流出側と室外熱交換器２２の他端側とを接続する冷媒流通路２０ｋが設けられている。また、車両用空気調和装置は、前記実施形態における冷媒流通路２０ｅの代わりに、室外熱交換器２２の一端側と圧縮機２１の冷媒吸入側とを接続する冷媒流通路２０ｌが設けられている。
【００６１】
以上のように構成された車両用空気調和装置において、放熱器１５から流出する冷媒は、暖房運転および第１除湿暖房運転時に、前記実施形態の場合と異なり、室外熱交換器２２を他端側から一端側に向かって流通する。その他の運転については、前記実施形態と同様に冷媒が流通する。
【００６２】
また、前記実施形態では、暖房運転時に室外熱交換器２２に流入する冷媒を減圧するための膨張手段と、除湿冷房運転時に放熱器における冷媒の凝縮圧力を調整するための凝縮圧力調整手段と、が一体に設けられた第１制御弁２４を示したが、これに限られるものではない。例えば、膨張手段としての電子式膨張弁と、凝縮圧力調整手段としての凝縮圧力調整弁を互いに並列に室外熱交換器２２の冷媒流通方向上流側に接続するようにしても前記実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００６３】
また、前記実施形態では、第２制御弁２５の弁開度を２段階に設定可能に構成し、冷媒流通路２０ｈを流通する冷媒の流量を２段階に調整するようにしたものを示したが、これに限られるものではない。例えば、第２制御弁２５の弁開度を、任意の開度に設定可能に構成してもよい。この場合には、吸熱器１４における吸熱量を任意に設定することができるので、吸熱器１４における吸熱量の制御の精度を向上させることが可能となる。
【符号の説明】
【００６４】
１０…空調ユニット、１４…吸熱器、１５…放熱器、２０…冷媒回路、２１…圧縮機、２２…室外熱交換器、２４…第１制御弁、２５…第２制御弁、２６ａ〜２６ｃ…第１〜第３電磁弁、２７ａ，２６ｂ…第１〜第２逆止弁、２８…膨張弁、２９…アキュムレータ、４０…コントローラ、４１…外気温度センサ、４２…内気温度センサ、４３…日射センサ、４４…吸熱器温度センサ、４５…吸入圧力センサ、４６…吸入温度センサ、４７…吐出圧力センサ、４８…吐出温度センサ、５１…操作部、５２…冷却空気温度センサ、５３…加熱空気温度センサ。
【図１】
0005944135.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0005944135.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005944135.tif 000007
【図７】
0005944135.tif 000008
【図８】
0005944135.tif 000009
【図９】
0005944135.tif 000010