(57)【要約】【課題】ウォームアップ制御中は冷却能力の上限を規制した冷却手段を作動させるように制御することで、フロントガラスの曇りを防止することのできる車両用空調装置を実現する。【解決手段】外部から冷媒吐出容量を制御可能な電動圧縮機１８を有し、空調ケース２内を流れる空気を冷却する冷却手段Ｓと、空調ケース２内を流れる空気を加熱するヒータコア５と、ウォームアップ制御中において、加熱能力が第２所定値以下のときにデフロスタモードが設定されるように吹出口開閉手段１２ａ、１３ａ、１４ａの作動を制御する第１制御手段２６０と、ウォームアップ制御の開始から所定時間の間だけ、電動圧縮機１８の回転数の上限を規制して冷凍サイクルＳを作動させる第２制御手段２８０とを有する。これにより、フロントガラスの曇りを防止することのできる。【選択図】        図１
2004196266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の窓ガラスに向かって開口するデフロスタ吹出口（９）を含め、車室内の各所に開口する複数の吹出口（９、１０、１１）と、
前記デフロスタ吹出口（９）を選択するデフロスタモードを含む各吹出口モードに応じて前記複数の吹出口（９、１０、１１）を選択的に開閉する吹出口開閉手段（１２ａ、１３ａ、１４ａ）と、
車室内へ送風するための送風手段（３）と、
前記送風手段（３）より前記吹出口（９、１０、１１）に送風空気を導く空調ケース（２）と、
外部から冷媒吐出容量を制御可能な圧縮機（１８）を有し、前記空調ケース（２）内を流れる空気を冷却する冷却手段（Ｓ）と、
前記空調ケース（２）内を流れる空気を加熱する加熱手段（５）とを備え、
前記加熱手段（５）における加熱能力が第１所定値以下のときは、前記送風手段（３）を停止させ、前記加熱能力が第１所定値以上のときは、前記加熱能力の増加に応じて送風能力を増加させるウォームアップ制御を行なう車両用空調装置において、
ウォームアップ制御中において、前記加熱能力が第２所定値以下のときに前記デフロスタモードが設定されるように前記吹出口開閉手段（１２ａ、１３ａ、１４ａ）の作動を制御する第１制御手段（２６０）と、
ウォームアップ制御の開始から所定時間の間だけ、前記圧縮機（１８）の冷媒吐出容量の上限を規制して前記冷却手段（Ｓ）を作動させる第２制御手段（２８０）とを有することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記圧縮機（１８）は、前記冷媒吐出容量を回転速度の変化により可変する電動圧縮機（１８）であって、前記第２制御手段（２８０）は、前記電動圧縮機（１８）の回転数の上限を規制して前記冷却手段（Ｓ）を作動させ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】
前記第２制御手段（２８０）は、前記送風手段（３）の風量が所定値以下のときに、前記電動圧縮機（１８）の回転数の上限を規制して前記冷却手段（Ｓ）を作動させ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】
前記圧縮機（１８）は、前記冷媒吐出容量を回転速度の変化により可変する電動圧縮機（１８）であって、前記第２制御手段（２８０）は、前記電動圧縮機（１８）の回転数を所定の回転数に固定して前記冷却手段（Ｓ）を作動させ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５】
前記第２制御手段（２８０）は、前記送風手段（３）の風量が所定値以下のときに、前記電動圧縮機（１８）の回転数を所定の回転数に固定して前記冷却手段（Ｓ）を作動させることを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記圧縮機（１８）は、前記冷媒吐出容量を回転速度の変化により可変する電動圧縮機（１８）であって、かつ前記加熱手段（５）の温度を検出する加熱温度検出手段（３７）が設けられ、前記第２制御手段（２８０）は、前記加熱温度検出手段（３７）により検出された温度が所定値以下のときに、前記電動圧縮機（１８）の回転数の上限を規制して前記冷却手段（Ｓ）を作動させ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７】
前記圧縮機（１８）は、前記冷媒吐出容量を回転速度の変化により可変する電動圧縮機（１８）であって、かつ前記加熱手段（５）の温度を検出する加熱温度検出手段（３７）が設けられ、前記第２制御手段（２８０）は、前記加熱温度検出手段（３７）により検出された温度が所定値以下のときに、前記電動圧縮機（１８）の回転数を所定の回転数に固定して前記冷却手段（Ｓ）を作動させることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暖房運転開始時にウォームアップ制御を行なう車両用空調装置に関するものであり、特に、ウォームアップ制御中に冷却手段を作動させる制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用空調装置では、車両走行中にエアコンを作動（圧縮機を作動させる）させて暖房運転を行なった後、一旦エンジンを停止（駐車）し、再びエンジンを作動させて所謂ウォームアップ制御が行なわれた時に、デフロスタモードが設定されることで生じるフロントガラスの曇りを防止することを目的としたものがある。
【０００３】
その構成は、車両の窓ガラスに向かって開口するデフロスタ吹出口を含め、車室内の各所に開口する複数の吹出口と、デフロスタ吹出口を選択するデフロスタモードを含む各吹出口モードに応じて複数の吹出口を選択的に開閉する吹出口開閉手段と、車室内へ送風するための送風手段と、この送風手段より吹出口に送風空気を導く空調ケースと、この空調ケース内を流れる空気を冷却する冷却手段と、エンジン冷却水を熱源として、空調ケース内を流れる空気を加熱する加熱手段と、エンジン冷却水の温度を検出する水温検出手段と、暖房運転が開始され、かつ水温検出手段の検出値が所定値以下のときには、送風手段の作動を停止するとともに、デフロスタモードが設定されるように吹出口開閉手段の作動を制御する第１制御手段と、冷却手段を暖房運転開始から所定時間だけ作動させる第２制御手段とを備えている。
【０００４】
これにより、暖房運転が行なわれるときでエンジン冷却水の温度が所定値以下のとき、つまり、ウォームアップ制御が行なわれるときには、デフロスタモードが設定されて、送風手段の作動が停止される。そして、例えば、走行風が空調ケース内に導入され、空気が空調ケース内を車室内へ向かって流れても、その空気は冷却手段で除湿されてからデフロスタ吹出口より窓ガラスに向かって吹き出されるため窓ガラスの防曇ができるものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、冷却手段を構成する圧縮機を、例えば、外部から冷媒吐出容量を制御可能な容量可変式の圧縮機で構成すると、冷却手段の冷却能力を可変するために、冷却手段を構成する蒸発器を通過した直後の空気温度（以下、エバ後温度と称す。）に応じて、圧縮機の冷媒吐出容量を可変する制御が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
この特許文献２では、冷媒吐出容量を回転速度の変化により可変する電動圧縮機を冷却手段として構成させて、蒸発器を通過した直後のエバ後温度が目標温度となるように圧縮機の回転数を可変することで冷媒吐出容量を可変させている。
【０００７】
【特許文献１】
特許第２７６９０７３号公報  （第４−５頁、第６図）
【０００８】
【特許文献２】
特開平８−２２３６号公報  （第５頁、第２図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された車両用空調装置において、その圧縮機を特許文献２に開示された容量可変式の圧縮機で冷却手段を構成した場合について検証すると、暖房運転が開始され、水温が所定値以下のときには、まず、デフロスタモードが設定されて送風手段の作動が停止された状態となる。この状態で冷却手段を作動させると、水温が上昇するまで送風手段が停止状態であるため蒸発器に風が流通しない。すなわち、エバ後温度が低下せず目標温度とかけ離れた状態となっている。
【００１０】
そこで、エバ後温度を目標温度に近づけるために圧縮機の回転数を上昇するように制御される。そして、水温が所定温度に達して蒸発器に風が流通されると、エバ後温度が急速に降下して目標温度に近づいていく。これにより、今度は逆に、圧縮機の回転数を下降するように制御される。そして、エバ後温度が目標温度を下回るとともに圧縮機が停止してしまう。
【００１１】
従って、容量可変式の圧縮機を冷却手段として構成すると、短時間の間に、高速作動、低速作動、停止等、急激なハンチングを伴う作動状態が発生する問題がある。さらに、圧縮機が停止されると、デフロスタ吹出口から吹き出される高温高湿の空気の除湿が低下することで、ウォームアップ時における防曇性が低下する問題がある。
【００１２】
ところで、発明者ら研究によると、ウォームアップ時におけるフロントガラスに曇りを発生させる高温高湿の空気は、冷却手段が定格冷却能力を発揮しなくても小能力で除湿できることを見出した。つまり、冷却能力の上限を規制するように冷却手段を作動させることにより急激なハンチングが解消できることが分かった。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、上記点を鑑みたものであり、ウォームアップ制御中は冷却能力の上限を規制した冷却手段を作動させるように制御することで、フロントガラスの曇りを防止することのできる車両用空調装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記、目的を達成するために、請求項１ないし請求項７に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、車両の窓ガラスに向かって開口するデフロスタ吹出口（９）を含め、車室内の各所に開口する複数の吹出口（９、１０、１１）と、デフロスタ吹出口（９）を選択するデフロスタモードを含む各吹出口モードに応じて複数の吹出口（９、１０、１１）を選択的に開閉する吹出口開閉手段（１２ａ、１３ａ、１４ａ）と、車室内へ送風するための送風手段（３）と、この送風手段（３）より前記吹出口（９、１０、１１）に送風空気を導く空調ケース（２）と、外部から冷媒吐出容量を制御可能な圧縮機（１８）を有し、空調ケース（２）内を流れる空気を冷却する冷却手段（Ｓ）と、空調ケース（２）内を流れる空気を加熱する加熱手段（５）とを備え、加熱手段（５）における加熱能力が第１所定値以下のときは、送風手段（３）を停止させ、加熱能力が第１所定値以上のときは、加熱能力の増加に応じて送風能力を増加させるウォームアップ制御を行なう車両用空調装置において、
ウォームアップ制御中において、加熱能力が第２所定値以下のときにデフロスタモードが設定されるように吹出口開閉手段（１２ａ、１３ａ、１４ａ）の作動を制御する第１制御手段（２６０）と、ウォームアップ制御の開始から所定時間の間だけ、圧縮機（１８）の冷媒吐出容量の上限を規制して冷却手段（Ｓ）を作動させる第２制御手段（２８０）とを有することを特徴としている。
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、ウォームアップ制御の開始から所定時間の間だけ、圧縮機（１８）の冷媒吐出容量の上限を規制して冷却手段（Ｓ）を作動させるので、空調ケース（２）内が高湿状態のときに、空調ケース（２）内を空気が流れてデフロスタ吹出口（９）から車両の窓ガラスに向かって吹き出されても、その空気は冷却手段（Ｓ）によって除湿されるため窓ガラスの防曇ができる。
【００１６】
さらに、空調ケース（２）内の高湿状態の空気のみを除湿することのできる冷却手段（Ｓ）を作動させることでよいため、圧縮機（１８）の冷媒吐出容量の上限を規制して冷却手段（Ｓ）を作動させることにより、従来の定格冷却能力を発揮する圧縮機（１８）を作動させるよりもこの冷却能力の上限を規制することにより急激なハンチングが解消できる。
【００１７】
なお、加熱手段（５）における加熱能力の第１所定値と第２所定値とは、第１所定値の方が第２所定値よりも大きいが、第２所定値が第１所定値に近似していても良い。
【００１８】
請求項２に記載の発明では、圧縮機（１８）は、冷媒吐出容量を回転速度の変化により可変する電動圧縮機（１８）であって、第２制御手段（２８０）は、電動圧縮機（１８）の回転数の上限を規制して冷却手段（Ｓ）を作動させることを特徴としている。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、この種の電動圧縮機（１８）は、一般的に、蒸発器を通過した直後のエバ後温度を検出し、そのエバ後温度を目標温度となるように圧縮機（１８）の回転数を可変させることで冷媒吐出容量が可変される。そこで、送風手段（３）の送風能力が低下しているウォームアップ制御中のときに、エバ後温度に基づく回転数の可変指令があっても、このときは電動圧縮機（１８）の回転数の上限を規制して冷却手段（Ｓ）を作動させることにより、例えば、送風手段（３）が停止、もしくは送風能力が低下したときであっても回転数の上限を規制することで回転数の変動幅が縮小されるため急激なハンチングが解消できるとともに、空調ケース（２）内の高湿状態の空気を除湿することのできる。
【００２０】
請求項３に記載の発明では、第２制御手段（２８０）は、送風手段（３）の風量が所定値以下のときに、電動圧縮機（１８）の回転数の上限を規制して冷却手段（Ｓ）を作動させることを特徴としている。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、送風手段（３）の風量が所定値以下のとき、つまり、送風手段（３）が停止、もしくは低風量のときには、エバ後温度が正確に検出できない。そこで、このときにはエバ後温度に基づく回転数の可変指令があっても、このときは電動圧縮機（１８）の回転数の上限を規制して冷却手段（Ｓ）を作動させることにより、請求項２と同様な効果を奏する。
【００２２】
請求項４に記載の発明では、圧縮機（１８）は、冷媒吐出容量を回転速度の変化により可変する電動圧縮機（１８）であって、第２制御手段（２８０）は、電動圧縮機（１８）の回転数を所定の回転数に固定して冷却手段（Ｓ）を作動させることを特徴としている。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、上述の請求項２では、電動圧縮機（１８）の回転数の上限を規制したが、回転数を所定の回転数に固定して冷却手段（Ｓ）を作動させても良い。これにより、請求項２よりも一定の冷却能力を保つ冷却手段（Ｓ）を作動させることでハンチングが皆無となる。
【００２４】
請求項５に記載の発明では、第２制御手段（２８０）は、送風手段（３）の風量が所定値以下のときに、電動圧縮機（１８）の回転数を所定の回転数に固定して冷却手段（Ｓ）を作動させることを特徴としている。
【００２５】
請求項５に記載の発明によれば、上述の請求項３と同様な効果を奏する。
【００２６】
請求項６に記載の発明では、圧縮機（１８）は、冷媒吐出容量を回転速度の変化により可変する電動圧縮機（１８）であって、かつ加熱手段（５）の温度を検出する加熱温度検出手段（３７）が設けられ、第２制御手段（２８０）は、加熱温度検出手段（３７）により検出された温度が所定値以下のときに、電動圧縮機（１８）の回転数の上限を規制して冷却手段（Ｓ）を作動させることを特徴としている。
【００２７】
請求項６に記載の発明によれば、上記請求項３および請求項５では送風手段（３）の風量が所定値以下のときであったが、加熱手段（５）の温度として、例えば、エンジン冷却水の温度が所定値以下のときであっても良い。すなわち、エンジン冷却水の温度が所定値以下のときにウォームアップ制御が行なわれるためこのエンジン冷却水の温度を検出させても良い。
【００２８】
請求項７に記載の発明では、圧縮機（１８）は、冷媒吐出容量を回転速度の変化により可変する電動圧縮機（１８）であって、かつ加熱手段（５）の温度を検出する加熱温度検出手段（３７）が設けられ、第２制御手段（２８０）は、加熱温度検出手段（３７）により検出された温度が所定値以下のときに、電動圧縮機（１８）の回転数を所定の回転数に固定して冷却手段（Ｓ）を作動させることを特徴としている。
【００２９】
請求項７に記載の発明によれば、上記請求項６と同様な効果を奏する。
【００３０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両用空気調和装置を図１ないし図１２に示す一実施形態に基づいて説明する。図１および図２は、本実施形態の車両用空調装置の全体構成を示す模式図である。
【００３２】
まず、図１に示すように、車両用空気調和装置１は、車室内へ送風空気を導く空調ケース２、この空調ケース２内に空気を導入して車室内へ送る送風手段である送風機３、空調ケース２内に配設された冷媒蒸発器４を含む冷却手段である冷凍サイクルＳ、空調ケース２内で冷媒蒸発器４の下流（風下）に配設された加熱手段であるヒータコア５を備える。
【００３３】
空調ケース２は、その上流端に内気導入口６および外気導入口７が設けられ、各導入口６、７は、選択された内外気モードに応じて作動する内外気切替ドア８によって開閉される。そして、空調ケース２の下流端には、車室内に開口する各吹出口（車室内のフロントガラスに向かって開口するデフロスタ吹出口９、乗員の足元に開口するフット吹出口１０、乗員の上半身に向かって開口するフェイス吹出口１１）に送風空気を導くための分岐ダクト１２、１３、１４が接続されている。
【００３４】
各分岐ダクト１２〜１４の上流側開口部には、選択された吹出口モードに応じて各分岐ダクト１２〜１４を開閉する吹出口開閉手段である各吹出口ドア１２ａ、１３ａ、１４ａが設けられている。そして、吹出口モードは、フェイス吹出口１１より乗員の上半身および顔面に冷風を吐出するフェイスモード、フェイス吹出口１１より冷風を吐出し、フット吹出口１０より温風を吐出して頭寒足熱の心地良い暖房を行なうバイレベルモード、フット吹出口１０より温風を吐出して室内暖房を行なうフットモード、およびデフロスタ吹出口９より空調空気を吐出してフロントガラスのくもり取りを行なうデフロスタモードが設定されている。
【００３５】
送風機３は、遠心式ファン３ａと、このファン３ａを回転駆動するファンモータ３ｂより成り、このファンモータ３ｂへの印加電圧に応じて回転速度が決定される。なお、ファンモータ３ｂへの印加電圧は、モータ駆動回路１５を介して後述する制御装置１６からの出力信号に基づいて制御される。
【００３６】
冷却手段である冷凍サイクルＳは、図示しない電動モータにより駆動される圧縮機である電動圧縮機１８、この電動圧縮機１８で圧縮された高温高圧の冷媒をクーリングファン１９の送風を受けて凝縮液化する冷媒凝縮器２０、冷媒凝縮器２０より導かれた冷媒を一時蓄えて液冷媒のみを流すレシーバ２１、レシーバ２１より導かれた冷媒を減圧膨脹する膨脹弁２２、この膨脹弁２２で減圧された冷媒を送風機３の送風を受けて蒸発させる冷媒蒸発器４より構成され、それぞれ冷媒配管２３によって環状に接続されている。
【００３７】
電動圧縮機１８は、冷媒の吸入、圧縮、吐出を行なうもので、例えば、電動モータ（図示せず）一体的に密封ケース内に配設されている。そして、図示しない直流電源であるバッテリーから電力が供給されて駆動するインバータ２４の制御によって回転速度が連続的に可変するもので、電動モータの回転速度によって電動圧縮機１８の冷媒吐出容量が連続的に変化するものである。なお、インバータ２４は後述する制御装置１６からの出力信号に基づいて制御される。
【００３８】
次に、ヒータコア５は、温水配管２５を介してエンジン１７の冷却水回路（図示しない）と接続されており、エンジン１７を冷却して加熱されたエンジン冷却水を熱源として、ヒータコア５を通過する空気を加熱する。このヒータコア５を通過する空気量は、エアミックスドア２６によって調節される。
【００３９】
上記の内外気切替ドア８、各吹出口ドア１２ａ〜１４ａ、エアミックスドア２６は、それぞれ各アクチュエータ２７、２８、２９、３０、３１によって操作され、その各アクチュエータ２７〜３１は、それぞれ各駆動回路２７ａ、２８ａ、２９ａ、３０ａ、３１ａを介して、後述する制御装置１６からの制御信号に基づいて制御される。また、制御装置１６には、操作パネル３２で選択された選択信号が入力されるとともに、各センサ（車室内の温度を検出する内気温センサ３３、車室外の温度を検出する外気温センサ３４、車室内に差し込む日射量を検出する日射センサ３５、冷媒蒸発器４の出口側空気温度を検出するエバ後温センサ３６、エンジン冷却水の温度を検出する加熱温度検出手段である水温センサ３７、エアミックスドア２６の開度を検出するポテンショメータ３８）からの検出信号が入力インターフェイス３９を介して入力される。
【００４０】
操作パネル３２は、運転席前方のインストルメントパネル（図示しない）に設けられている。操作パネル３２には、図２に示すように、オートスイッチ４０、オフスイッチ４１、温度設定スイッチ４２、設定温度表示部４３、内外気切替スイッチ４４、エアコンスイッチ４５、風量設定スイッチ４６、４７、４８および吹出口切替スイッチ４９、５０、５１、５２が設けられている。
【００４１】
オートスイッチ４０は、車両用空調装置１を構成する各空調機器を自動制御する指令を出力するスイッチであり、オフスイッチ４１は、車両用空調装置１の停止指令を出力するスイッチである。温度設定スイッチ４２は、車室内の温度を所望の温度に設定するスイッチであり、設定温度表示部４３は、温度設定スイッチ４２で設定された設定温度をデジタル表示するものである（図中では２５℃を表示する）。内外気切替スイッチ４４は、外気導入を指定する外気モードと、内気循環を指定する内気モードのどちらかを乗員が手動により設定するためのスイッチで、外気モードに設定した場合には表示器４４ａが点灯し、内気モードに設定した場合には表示器４４ｂが点灯する。
【００４２】
エアコンスイッチ４５は、冷凍サイクルＳの作動、停止を手動によって切り替えるスイッチ、すなわち、電動圧縮機１８およびインバータ２４への通電（オン）、通電の停止（オフ）を手動により切り替えるスイッチである。このエアコンスイッチ４５によって電動圧縮機１８をオンさせた時には表示器４５ａが点灯し、電動圧縮機１８をオフさせた時には表示器４５ａが消灯する。
【００４３】
風量設定スイッチ４６〜４８は、送風機３の風量レベルを段階的に切り替えるスイッチで、本実施形態では、Ｈｉレベル（最大風量）、Ｍｅレベル（中間風量）、Ｌｏレベル（最小風量）の３段階に設定することができる。各風量設定スイッチ４６〜４８には、それぞれ表示器４６ａ、４７ａ、４８ａが設けられており、各風量設定スイッチ４６〜４８によって設定された送風機３の風量レベルに対応して点灯する。
【００４４】
吹出口切替スイッチ４９〜５２は、吹出口モードを乗員が手動で設定するためのスイッチである。各吹出口切替スイッチ４９〜５２には、それぞれ表示器４９ａ、５０ａ、５１ａ、５２ａが設けられており、各吹出口切替スイッチ４９〜５２によって設定された吹出口モードに対応して点灯する。なお、本実施形態では、オートスイッチ４０を押した後に、例えば、内外気切替スイッチ４４を押した場合には、内外気モード以外の空調機器はオートで制御される。
【００４５】
また、入力インターフェイス３９（図１参照）は、内気温センサ３３、外気温センサ３４、日射センサ３５、エバ後温センサ３６、水温センサ３７、ポテンショメータ３８からのアナログ信号をデジタル信号に変換して制御装置１６に出力する。制御装置１６は、ＲＯＭ１６ａ、ＲＡＭ１６ｂ、ＣＰＵ１６ｃより構成され、水晶発振子を使用した基準信号発生器５３よりタイミングを取るための基準信号を得ている。
【００４６】
ＲＯＭ１６ａは、読出し専用のメモリで、目標吹出温度ＴＡＯの演算式、エアミックスドア２６の目標開度ＳＷの演算式、目標エバ後温度ＴＥＯの演算式、吸込口モード制御特性の初期データ、吹出口モード制御特性の初期データ、送風機制御特性の初期データ、空調形態制御特性の初期データ、圧縮機制御特性の初期データ、水温制御特性の初期データ、所定の制御プログラム等が記憶保持されている。ＲＡＭ１６ｂは、データの読み出し、書き込みを自由に行なうことのできるメモリで、処理の途中に現れる一時的なデータの保持に使用される。ＣＰＵ１６ｃは、ＲＯＭ１６ａに記憶された制御プログラムに基づいて各種の演算、処理を行なう中央処理装置である。
【００４７】
次に、以上の構成による車両用空調装置１の作動をオートスイッチ４０がオンされた時、つまりオート制御時における制御装置１６の制御処理に基づき説明する。図３は制御装置１６の制御処理を示すフローチャートである。まず、各種データおよびフラグの初期値を設定（ステップ２１０）した後、温度設定スイッチ４２、内気温センサ３３、外気温センサ３４、日射センサ３５、エバ後温センサ３６、水温センサ３７より、それぞれ設定温度Ｔset、内気温度Ｔｒ、外気温度Ｔam、日射量Ｔｓ、エバ後温度Ｔｅ、冷却水温Ｔｗを入力する（ステップ２２０）。次に、入力された各データと予めＲＯＭ１６ａに記憶された下記の数式１より目標吹出温度ＴＡＯを算出し、数式２よりエアミックスドア２６の目標開度ＳＷを算出する（ステップ２３０）。
【００４８】
【数１】ＴＡＯ＝Ｋset・Ｔset−Ｋｒ・Ｔｒ−Ｋam・Ｔam−Ｋｓ・Ｔｓ＋Ｃ
なお、Ｋset：温度設定定数、Ｋｒ：内気温度定数、Ｋam：外気温度定数、Ｋｓ：日射定数、Ｃ：補正定数である。
【００４９】
【数２】ＳＷ＝（ＴＡＯ−Ｔｅ）×１００（％）／（Ｔｗ−Ｔｅ）
また、このステップ２３０においては、算出された目標吹出温度ＴＡＯと入力された外気温度Ｔamに基づいて、目標エバ後温度ＴＥＯについても算出する。この目標エバ後温度ＴＥＯの算出は、予めＲＯＭ１６ａに記憶された図４（ａ）および図４（ｂ）の示す目標エバ後温度ＴＥＯの特性より求めるものである。
【００５０】
図４（ａ）は、目標エバ後温度ＴＥＯと目標吹出温度ＴＡＯとの関係を示す特性図であり、図４（ｂ）は、目標エバ後温度ＴＥＯと外気温度Ｔamとの関係を示す特性図である。ここでは、上述で求めた目標吹出温度ＴＡＯおよび入力された外気温度Ｔamからそれぞれの目標吹出温度ＴＡＯを求めて低い方を選択するものである。
【００５１】
そして、次のステップ２４０では、求めた目標開度ＳＷが得られるように、エアミックスドア２６を駆動するアクチュエータ３１の駆動回路３１ａへ制御信号を出力する。これにより、エアミックスドア２６が目標開度ＳＷとなるように制御される。
【００５２】
次に、ステップ２５０において、目標吹出温度ＴＡＯと吸込口モードとの関係を示す吸込口モード制御特性（図５参照）に基づいて吸込口モードを選択する。この吸込口モードは、内外気の導入割合を決定し、この決定された内外気の導入割合が得られるように内外気切替ドア８を駆動するアクチュエータ２７の駆動回路２７ａへ制御信号を出力するものである。この吸込口モード制御特性によれば、暖房運転時（つまりＴＡＯの値が高い時）に外気モードが選択されることになる。
【００５３】
次のステップ２６０は、吹出モード制御と送風機制御とを実行するものであって、詳細な制御処理を図６に示すフローチャートに基づいて説明する。図６に示すように、まず、ステップ２６１にて、目標吹出温度ＴＡＯと送風機３の風量レベルとの関係を示す送風機制御特性（図７参照）に基づいてファンモータ３ｂの回転数（例えば、ファンモータ３ｂへの印加電圧ＶＡ１）を算出する。
【００５４】
そして、次のステップ２６２にて、目標吹出温度ＴＡＯと吹出口モードとの関係を示す吹出口モード制御特性（図８参照）に基づいて吸込口モードを選択する。この吹出口モード制御特性では、例えば、日射量が多く、外気温度の高い夏期には、目標吹出温度ＴＡＯの値が小さくなることで、フェイスモードあるいはバイレベルモードが選択され、日射量が少なく、外気温度の低い冬期には、目標吹出温度ＴＡＯの値が大きくなることで、フットモードあるいはバイレベルモードが選択される。
【００５５】
次に、ステップ２６３にて、選択された吹出口モードがフットモードもしくはバイレベルモードか否かを判定し、ステップ２６４にて、目標吹出温度ＴＡＯと冷房形態、暖房形態との関係を示す空調形態制御特性（図９参照）に基づいて、目標吹出温度ＴＡＯが暖房形態か否かを判定する。ここで、図９に示す空調形態制御特性は、目標吹出温度ＴＡＯの値が大きくなることで暖房形態（１）、目標吹出温度ＴＡＯの値が小さくなることで冷房形態（０）を選択するものである。これにより、ステップ２６２にて選択されたバイレベルモードが暖房形態（１）か、または冷房形態（０）のいずれか選択できる。
【００５６】
そして、選択された吹出口モードがフットモードあるいはバイレベルモードの時（ステップ２６３でＹＥＳ）および空調形態が暖房形態のとき（ステップ２６４でＹＥＳ）には、ステップ２６３にて、水温制御特性（図１０参照）に基づいて、水温センサ３７によって検出される冷却水温Ｔｗが第１所定温度Ｔｗ２（例えば、５５℃）以下か否かを判定する。これは、暖房運転の開始時に冷却水温Ｔｗが上昇しているか否かを判定するものであり、冷却水温Ｔｗが第１所定温度Ｔｗ２（例えば、５５℃）以下であれば、ステップ２６１で求めた風量ＶＡ１を変更するようにしている。
【００５７】
なお、以上の判定手段であるステップ２６３、２６４、２６５は、暖房運転を開始するあたり、ウォームアップ制御が必要か否かを判定する判定手段である。これにより、暖房運転開始時にウォームアップ制御が必要とする場合には、これらの判定手段ステップ２６３、２６４、２６５が全て満足したときにウォームアップ制御するようにしている。
【００５８】
ところで、これらの判定手段のうち、ステップ２６３およびステップ２６４にて、それぞれがＮＯであれば、ステップ２６９ｃおよび２７０ｃに移行する。つまり、ステップ２６９ｃは、吹出口モードの出力であって、ステップ２６２にて選択されたフェイスモードあるいはバイレベルモードが得られるように、各吹出口ドア１２ａ〜１４ａを駆動する各アクチュエータ２８〜３０の駆動回路２８ａ〜３０ａへ制御信号を出力して制御される。
【００５９】
また、ステップ２７０ｃは、ファンモータ３ｂへの回転数（ファンモータ３ｂへの印加電圧ＶＡ１）を出力であって、ステップ２６１で算出したファンモータ３ｂの回転数（ファンモータ３ｂへの印加電圧ＶＡ１）を決定し、その決定された回転数が得られるようにモータ駆動回路１５へ制御信号を出力して制御される。
【００６０】
一方、ステップ２６５において、ウォームアップ制御が必要であると判定されると、ステップ２６６にて、再び水温制御特性（図１０参照）に基づいて、冷却水温Ｔｗが第２所定温度Ｔｗ１（例えば、３２〜３５℃程度）以上か否かを判定する。因みに、冷却水温Ｔｗが第２所定温度Ｔｗ１（例えば、３２〜３５℃程度）以下のとき（ＮＯ）には、ステップ２６７ａにおいて、風量レベルＶＡ０（風量０）を求め、ステップ２７０ａにて、モータ駆動回路１５へファンモータ３ｂのオフ信号を出力する。さらに、このときには、ステップ２６９ａにて、デフロスタモードが得られるように、各吹出口ドア１２ａ〜１４ａを駆動する各アクチュエータ２８〜３０の駆動回路２８ａ〜３０ａへ制御信号を出力して制御される。これにより、フット吹出口１０、フェイス吹出口１１より冷風が吹き出されることはない。
【００６１】
また、ステップ２６６にて、冷却水温Ｔｗが第２所定温度Ｔｗ１（例えば、３２〜３５℃程度）を超えてから第１所定温度Ｔｗ２（例えば、５５℃程度）に到達するまでの間は、図１０に示すように、ファンモータ３ｂへの印加電圧を除々に増加していく。つまり、冷却水温Ｔｗが第２所定温度Ｔw1を超えてからは、冷却水温Ｔｗの上昇に伴って、風量レベルが風量レベル１から風量レベル３１（Ｈｉ）まで増加するようにしてある。
【００６２】
従って、このときには、ステップ２６７ｂにおいて、水温制御特性（図１０参照）に基づいて、風量レベルＶＡ２を求め、次のステップ２６８にて、目標吹出温度ＴＡＯから求めた風量レベルＶＡ１（ステップ２６１）と比較し、低い風量レベルの方を決定し、ステップ２７０ｂにて、低い風量レベルＶＡ１ｏｒＶＡ２の方をモータ駆動回路１５へ出力する。また、ステップ２６９ｂにおいては、ステップ２６２にて選択されたフットモードあるいはバイレベルモードが得られるように、各吹出口ドア１２ａ〜１４ａを駆動する各アクチュエータ２８〜３０の駆動回路２８ａ〜３０ａへ制御信号を出力する。以上がウォームアップ制御を必要とするときの送風機制御と吹出口制御である。
【００６３】
また、ウォームアップ制御を必要としない通常の暖房運転のとき、つまり、冷却水温Ｔｗが第１所定温度Ｔｗ２（例えば、５５℃程度）以上に上昇した時（ステップ２６５にて、ＮＯのとき）には、ステップ２６１にて求めた風量レベルＶＡ１をステップ２７０ｂにて出力するとともに、ステップ２６９ｂにおいては、ステップ２６２にて選択されたフットモードあるいはバイレベルモードをステップ２６９ｂにて出力する。以上が吹出モード制御と送風機制御との制御処理であって、本発明の第１制御手段である。
【００６４】
なお、本実施形態では上述した第１所定温度Ｔｗ２（例えば、５５℃程度）と、第２所定温度Ｔｗ１（例えば、３２〜３５℃程度）とが、第１所定温度Ｔｗ２が第２所定温度Ｔｗ１よりも、例えば、２０℃程度の温度差を設けたが、これに限らず、第１所定温度Ｔｗ２と第２所定温度Ｔｗ１とが近似しても良いし、温度差を大きくしても良い。
【００６５】
次に、ステップ２８０は、圧縮機制御を実行するものであり、図１１に示すフローチャートに基づいて説明する。ここでは、エバ後温度Ｔｅが目標エバ後温度ＴＥＯとなるように圧縮機１８の回転数を可変するように圧縮機駆動回路２４へ制御信号が出力されるものであり、ただし、暖房運転開始時（上記ステップ判定手段ステップ２６３、２６４、２６５にてウォームアップ制御が選択された時）における圧縮機制御は予め設定された回転数（上限値）を出力するものである。
【００６６】
まず、ステップ２８１にて、オートスイッチ４０がオン状態であるか否かを判定し、オートスイッチ４０がオフの場合（ＮＯ）は、ステップ２８９にて圧縮機１８をオフする制御信号を出力する。オートスイッチ４０がオンの場合（ＹＥＳ）は、つづいて、ステップ２８２にて、エアコンスイッチ４５がオン状態であるか否かを判定し、エアコンスイッチ４５がオフの場合（ＮＯ）は、ステップ２８９にて圧縮機１８をオフする制御信号を出力する。
【００６７】
エアコンスイッチ４５がオンの場合（ＹＥＳ）は、次のステップ２８３にて、エバ後温度Ｔｅが目標エバ後温度ＴＥＯよりも大きいか否かを判定する。エバ後温度Ｔｅが目標エバ後温度ＴＥＯに達しておれば（ＮＯ）、ステップ２８９にて圧縮機１８をオフする制御信号を出力する。未達であれば（ＹＥＳ）ステップ２８４にてエバ後温度Ｔｅが目標エバ後温度ＴＥＯとなる回転数Ｎ１を求める。
【００６８】
なお，本実施形態のこの回転数Ｎ１の算出は、ＲＯＭに記憶されたメンバーシップ関数およびファジールール表を用いたファージー推論（特願平６−１３９７９０号公報にて記載した方法による。）よりＴ秒前の圧縮機回転数ｆｎ−１に対して増減する回転数Δｆを求めるようになっている。従って、ここでは、実際の回転数Ｎ１が（＝（ｆｎ−１）±Δｆ）となる。
【００６９】
そして、ステップ２８５にてウォームアップ制御中で風量が所定値以下か否かを判定する。このウォームアップ制御中は、所謂暖房運転開始時であるか否かを判定するもので、上述したステップ判定手段ステップ２６３、２６４、２６５にてウォームアップ制御が選択されているか否かを判定するものである。
【００７０】
ウォームアップ制御中で風量が所定値以下であれば、ステップ２８６にて、定格の冷媒吐出容量よりも低めの吐出量を冷凍サイクルＳに流通させる予め設定した上限を規制した回転数Ｎ２に対して、ステップ２８４で求めた回転数Ｎ１が高めの時には、回転数Ｎ２をインバータ２４に出力する。また、回転数Ｎ１が回転数Ｎ２よりも低めであれば回転数Ｎ１をインバータ２４に出力する。つまり、暖房運転開始時における回転数は、定格能力にならないように、例えば、フロントガラスに吹き出される空気を除湿するための能力に見合う少能力の回転数（例えば、１０００ｒｐｍ程度）を上限として、この上限を超えないように規制している。
【００７１】
これは、発明者らの研究によると、蒸発器を通過した直後のエバ後温度Ｔｅが目標エバ後温度ＴＡＯとなるように圧縮機の回転数を可変すると、冷却水温Ｔｗが第２所定温度Ｔｗ１以下のときの暖房運転開始時では、冷風を吹き出さないようにデフロスタモードが設定され、かつ送風手段の作動が停止された状態である。
【００７２】
この状態で冷凍サイクルＳを作動させると、冷却水温Ｔｗが上昇するまで送風手段が停止状態であるため冷媒蒸発器４に風が流通しない。従って、エバ後温度Ｔｅが低下せず目標エバ温度ＴＥＯとかけ離れた状態となっている。そこで、エバ後温度Ｔｅを目標エバ温度ＴＥＯに近づけるために電動圧縮機１８の回転数を上昇するように制御させる。次に、冷却水温Ｔｗが第２所定温度Ｔｗ１に上昇して冷媒蒸発器４に風が流通されると、エバ後温度Ｔｅが急速に降下して目標エバ温度ＴＥＯに近づいていく。これにより、今度は逆に、電動圧縮機１８の回転数を下降するように制御させる。そして、エバ後温度Ｔｅが目標エバ温度ＴＥＯを下回るとともに電動圧縮機１８が停止してしまう。従って、この容量可変式の電動圧縮機１８においては、短時間の間に、高速作動、低速作動、停止等、急激なハンチングを伴う作動状態が発生する問題があることを見出した。
【００７３】
しかも、電動圧縮機１８が停止されると、デフロスタ吹出口９から吹き出される高温高湿の空気の除湿が低下することで、ウォームアップ時における防曇性が低下する問題があることも分かった。そこで、本発明では、暖房運転開始のウォームアップ制御中は上限を規制した回転数Ｎ２をインバータ２４に出力するようにしたものである。なお、この回転数Ｎ２の出力は所定時間経過（例えば、１分程度）まで継続される（ステップ２８７）。
【００７４】
これにより、水温センサ３７で検出される冷却水温Ｔｗが第１所定温度Ｔｗ２（５５℃程度）以下の場合は、暖房運転開始時から所定時間経過（例えば、１分程度）するまで上限を規制した回転数Ｎ２によって電動圧縮機１８が駆動されることになる。また、ステップ２８５にてウォームアップ制御中でなければステップ２８８にてステップ２８４で求めた回転数Ｎ１がインバータ２４に出力される。なお、以上が圧縮機制御の制御処理であって、本発明の第２制御手段である。
【００７５】
ここで、車両走行中に車両用空調装置１を作動させて暖房運転を行い、その後一旦停止（エンジン１７をオフする）し、再びエンジン１７を始動して暖房運転を開始した場合の湿度変化を図１２に示す。この図１２に示すように、車両用空調装置１を作動させた状態で走行した後、エンジン１７を一旦オフすると、ヒータコア５からの放熱によって空調ケース２内の温度が上昇することにより、冷媒蒸発器４に付着している水分が蒸発して空調ケース２内が高温、高湿状態となる。
【００７６】
このため、エンジン１７の停止後、次第に湿度が高くなる。その後、再びエンジン１７をオン（再始動）して暖房運転を開始した場合、エンジン冷却水の温度が低い時（本実施形態では３２〜３５℃程度以下）には、吹出口モードがデフロスタモードとなるが、冷凍サイクルＳが所定時間、上限を規制した回転数Ｎ２により電動圧縮機１８が運転されることにより、空調ケース２内の空気が除湿されて、その除湿された空気がデフロスタ吹出口９よりフロントガラスに向かって吹き出されることにより、フロントガラスの曇りを防止することができる。
【００７７】
以上の一実施形態の車両用空調装置１によれば、ウォームアップ制御の開始から所定時間の間だけ、電動圧縮機１８の冷媒吐出容量の上限、つまり、回転数の上限を規制して冷凍サイクルＳを作動させるので、空調ケース２内が高湿状態のときに、空調ケース２内を空気が流れてデフロスタ吹出口９から車両の窓ガラスに向かって吹き出されても、その空気は冷凍サイクルＳによって除湿されるため窓ガラスの防曇ができる。
【００７８】
さらに、空調ケース２内の高湿状態の空気のみを除湿することのできる冷凍サイクルＳを作動させることでよいため、電動圧縮機１８の回転数の上限を規制して冷凍サイクルＳを作動させることにより、従来の定格冷却能力を発揮する電動圧縮機１８を作動させるよりもこの冷却能力の上限を規制することにより急激なハンチングが解消できる。
【００７９】
なお、この種の電動圧縮機１８は、蒸発器を通過した直後のエバ後温度Ｔｅを検出し、そのエバ後温度Ｔｅを目標エバ後温度ＴＥＯとなるように電動圧縮機１８の回転数を可変させることで冷媒吐出容量が可変される。そこで、送風機３の送風能力が低下しているウォームアップ制御中のときに、エバ後温度Ｔｅに基づく回転数の可変指令があっても、このときは電動圧縮機１８の回転数の上限を規制して冷凍サイクルＳを作動させることにより、例えば、送風手段３が停止、もしくは送風能力が低下したときであっても回転数の上限を規制することで回転数の変動幅が縮小されるため急激なハンチングが解消できるとともに、空調ケース２内の高湿状態の空気を除湿することのできる。
【００８０】
しかも、送風機３の風量が所定値以下のとき、つまり、送風機３が停止、もしくは低風量のときには、エバ後温度Ｔｅが正確に検出できない。そこで、このときにはエバ後温度Ｔｅに基づく回転数の可変指令があっても、このときは電動圧縮機１８の回転数の上限を規制して冷凍サイクルＳを作動させることにより、上述した効果が大きい。
【００８１】
また、ウォームアップ制御中において、冷却水温Ｔｗが低いときにはヒータコア５を通過する空気が十分に加熱することなく吹き出されるので乗員の暖房フィーリングが著しく損なわれる。そこで、送風機３の作動を停止することにより、暖房フィーリングの低下を防止できる。
【００８２】
（他の実施形態）
以上の一実施形態では、暖房運転開始時には、冷凍サイクルＳを作動させる電動圧縮機１８の回転数をステップ２８６において、予め設定された上限を規制した回転数Ｎ２を超えないように算出された回転数Ｎ１をインバータ２４に出力させたが、この上限の回転数を固定させておいて、暖房運転開始のウォームアップ制御中には固定された回転数をインバータ２４に出力させてもよい。これにより、一実施形態よりも電動圧縮機１８の回転数が一定となるため、回転数の変動がないためハンチングが皆無となる。
【００８３】
また、以上の実施形態では、図示しない直流電源であるバッテリーから電力が供給されて駆動するインバータ２４の制御によって回転速度が連続的に可変させて、冷媒吐出容量が連続的に変化する電動圧縮機１８を用いたが、これに限らず、圧縮機内のシリンダなどの容積を外部から制御させて冷媒吐出容量を可変する冷媒容積可変式の圧縮機にも適用できる。
【００８４】
また、以上の実施形態では、加熱手段であるヒータコア５の熱源をエンジン１７の冷却水回路（図示せず）に接続してエンジン１７を冷却するエンジン冷却水を用いたが、これに限らず、例えば、燃料電池車に搭載される燃料電池を冷却させる冷却水を熱源として用いても良い。さらに、これらの冷却水を用いる他に、電力を電源とする電気ヒータを加熱手段としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態における操作パネル３２を示す正面図である。
【図３】本発明の一実施形態における制御装置１６の制御処理を示すフローチャートである。
【図４】（ａ）は目標エバ後温度ＴＥＯと目標吹出温度ＴＡＯとの関係を示す特性図、（ｂ）は目標エバ後温度ＴＥＯと外気温度Ｔａｍとの関係を示す特性図である。
【図５】吸込口モードと目標吹出温度ＴＡＯとの関係を示す特性図である。
【図６】吹出モード制御と送風機制御との制御処理を示すフローチャートである。
【図７】風量レベルと目標吹出温度ＴＡＯとの関係を示す特性図である。
【図８】吹出口モードと目標吹出温度ＴＡＯとの関係を示す特性図である。
【図９】空調形態と目標吹出温度ＴＡＯとの関係を示す特性図である。
【図１０】風量レベルと冷却水温Ｔｗとの関係を示す特性図である。
【図１１】圧縮機制御の制御処理を示すフローチャートである。
【図１２】車両の走行状態に対応するデフロスタ吹出湿度の変化と電動圧縮機１８の運転状態を示す特性図である。
【符号の説明】
２…空調ケース
３…送風機（送風手段）
５…ヒータコア（加熱手段）
９…デフロスタ吹出口（吹出口）
１０…フット吹出口（吹出口）
１１…フェイス吹出口（吹出口）
１２ａ、１３ａ、１４ａ…吹出口ドア（吹出口開閉手段）
１８…電動圧縮機（圧縮機）
３７…水温センサ（加熱温度検出手段）
２６０…第１制御手段
２８０…第２制御手段
Ｓ…冷凍サイクル（冷却手段）
【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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【図８】
2004196266.tif 000010
【図９】
2004196266.tif 000011
【図１０】
2004196266.tif 000012
【図１１】
2004196266.tif 000013
【図１２】
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