(57)【要約】【課題】蒸発器の氷結状態を事前に予測して対策するフィードフォワード制御により氷結を防止する車両用空調装置を提供する。【解決手段】車両用空調装置は、圧縮機１１から吐出された冷媒を蒸発器９内で蒸発させて車室内に送風する空気を冷却する車両用冷凍サイクル装置１０と、圧縮機１１が停止状態のときに所定温度以上の蒸発器下流空気温度を検出すると、圧縮機１１を作動させるエアコンＥＣＵ２８と、を備え、エアコンＥＣＵ２８は、圧縮機１１が停止状態のときに第２所定温度以上の蒸発器下流空気温度を検出すると圧縮機１１を作動させ、蒸発器下流空気温度の変化率が所定値以上であることを検出したときは、圧縮機１１の運転を一旦停止し、次に圧縮機１１を作動させるときの蒸発器下流空気温度を当該第２所定温度よりも高い第３所定温度（５℃）に変更して圧縮機１１を作動させる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（１１）から吐出された冷媒を蒸発器（９）内で蒸発させて車室内に送風する空気を冷却する車両用冷凍サイクル装置（１０）と、
前記圧縮機（１１）が停止状態のときに所定温度以上の蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を検出すると前記圧縮機（１１）を作動させる制御手段（２８）と、を備え、
前記制御手段（２８）は、前記蒸発器表面温度の変化率、または前記蒸発器下流空気温度の変化率が所定値以上であることを検出したときは、前記圧縮機（１１）の運転を一旦停止し、次に前記圧縮機（１１）を作動させるときの前記蒸発器表面温度または前記蒸発器下流空気温度を前記所定温度よりも高い温度に変更することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
圧縮機（１１）から吐出された冷媒を蒸発器（９）内で蒸発させて車室内に送風する空気を冷却する車両用冷凍サイクル装置（１０）と、
前記圧縮機（１１）が停止状態のときに所定温度以上の蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を検出すると前記圧縮機（１１）を作動させる制御手段（２８）と、を備え、
前記制御手段（２８）は、前記圧縮機（１１）の駆動源であるエンジンの回転数が所定回転数以上であることを検出したときは、前記検出されたエンジンの回転数に基づいて蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を算出し、前記算出した蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を前記圧縮機（１１）を作動させる制御に用いることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
圧縮機（１１）から吐出された冷媒を蒸発器（９）内で蒸発させて車室内に送風する空気を冷却する車両用冷凍サイクル装置（１０）と、
前記圧縮機（１１）が停止状態のときに所定温度以上の蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を検出すると前記圧縮機（１１）を作動させる制御手段（２８）と、を備え、
前記制御手段（２８）は、車室外の外気温度が所定温度以下であることを検出したときは、前記検出された外気温度に基づいて蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を算出し、前記算出した蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を前記圧縮機（１１）を作動させる制御に用いることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項４】
圧縮機（１１）から吐出された冷媒を蒸発器（９）内で蒸発させて車室内に送風する空気を冷却する車両用冷凍サイクル装置（１０）と、
前記圧縮機（１１）が停止状態のときに所定温度以上の蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を検出すると前記圧縮機（１１）を作動させる制御手段（２８）と、を備え、
前記制御手段（２８）は、前記蒸発器（９）に送風空気を供給するブロワ（８）に印加される電圧が所定電圧値以下であることを検出したときは、前記検出された電圧値に基づいて蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を算出し、前記算出した蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を前記圧縮機（１１）を作動させる制御に用いることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項５】
圧縮機（１１）から吐出された冷媒を蒸発器（９）内で蒸発させて車室内に送風する空気を冷却する車両用冷凍サイクル装置（１０）と、
前記圧縮機（１１）が停止状態のときに所定温度以上の蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を検出すると前記圧縮機（１１）を作動させる制御手段（２８）と、を備え、
前記制御手段（２８）は、前記圧縮機（１１）の駆動源である前記エンジンの回転数が所定回転数以上であること、外気温度が所定温度以下であること、および前記蒸発器（９）に送風空気を供給するブロワ（８）に印加される電圧が所定電圧値以下であることのうち、少なくとも二つの条件を検出したとき、検出された条件に基づいて蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度をそれぞれ算出し、前記算出された蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度のうち最も高い温度を前記圧縮機（１１）を作動させる制御に用いることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項６】
圧縮機（１１）から吐出された冷媒を蒸発器（９）内で蒸発させて車室内に送風する空気を冷却する車両用冷凍サイクル装置（１０）と、
蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を検出して、前記圧縮機（１１）の運転を制御する制御手段（２８）と、を備え、
前記制御手段（２８）は、後に前記蒸発器（９）に氷結が発生することを、前記蒸発器（９）が冷却されて最低温度状態に向かう途中で予測する氷結発生条件を検出するとともに、前記氷結発生条件を検出したときには、前記圧縮機（１１）を作動させる基準となる前記蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度をより高い温度に変更して前記圧縮機（１１）の制御を継続することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項７】
前記氷結発生条件は前記圧縮機（１１）の駆動源である前記エンジンの回転数が所定回転数以上であることとする請求項６に記載の車両用空調装置。
【請求項８】
前記氷結発生条件は外気温度が所定温度以下であることとする請求項６に記載の車両用空調装置。
【請求項９】
前記氷結発生条件は、前記蒸発器（９）に送風空気を供給するブロワ（８）に印加される電圧が所定電圧値以下であることとする請求項６に記載の車両用空調装置。
【請求項１０】
前記制御手段（２８）は、前記圧縮機（１１）の駆動源である前記エンジンの回転数が所定回転数以上であること、外気温度が所定温度以下であること、および前記蒸発器（９）に送風空気を供給するブロワ（８）に印加される電圧が所定電圧値以下であることのうち、いずれか少なくとも一つの条件を検出したとき、前記氷結発生条件を検出したと判断することを特徴とする請求項６に記載の車両用空調装置。
【請求項１１】
前記制御手段（２８）は、前記圧縮機（１１）の駆動源である前記エンジンの回転数が所定回転数以上であること、外気温度が所定温度以下であること、および前記蒸発器（９）に送風空気を供給するブロワ（８）に印加される電圧が所定電圧値以下であることのうち、少なくとも二つの条件を検出したとき、検出された条件に基づいて蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度をそれぞれ算出し、前記算出された蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度のうち最も高い温度を、前記圧縮機（１１）を作動させる制御に用いることを特徴とする請求項６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、車両用冷凍サイクルの蒸発器の氷結を防止するために圧縮機の停止、作動を制御する車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用空調装置は、圧縮機の温度または蒸発器下流の空気温度を検出するダクトセンサによって検出された認識温度の最低値を検知し、圧縮機の稼動、停止判定温度に対して当該認識温度の最低値の偏差量を演算し、この偏差量が所定量以上である場合に、圧縮機の稼動、停止判定温度を高温側に変更することにより、蒸発器の氷結を防止する装置である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この技術は、圧縮機を停止した後も既存のダクトセンサによる認識温度が実際の蒸発器温度に追従してしばらく低下し続け、この認識温度の最低値は実際の蒸発器温度の低下度合いが大きいほど低くなることに着眼してなされたものである。
【特許文献１】特開平７−２４６８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の車両用空調装置においては、ダクトセンサによる認識温度の最低値を一旦、検出してからその偏差量の判定がなされるので、認識温度が当該最低値に向かっているときに氷結が起こり得る状態になった場合には、その状態を回避することができないという問題があった。つまり、上記従来の車両用空調装置における制御は、フィードバック制御であり、上記のような氷結状態は看過されてしまうことになる。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、蒸発器が氷結し得る状態を事前に予測して対策するフィードフォワード制御により氷結を防止する車両用空調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。すなわち、車両用空調装置の第１の発明は、圧縮機（１１）から吐出された冷媒を蒸発器（９）内で蒸発させて車室内に送風する空気を冷却する車両用冷凍サイクル装置（１０）と、圧縮機（１１）が停止状態のときに所定温度以上の蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を検出すると、圧縮機（１１）を作動させる制御手段（２８）と、を備えたものであり、この制御手段（２８）は、蒸発器表面温度の変化率、または蒸発器下流空気温度の変化率が所定値以上であることを検出したときは、圧縮機（１１）の運転を一旦停止し、次に圧縮機（１１）を作動させるときの蒸発器下流空気温度を前記所定温度よりも高い温度に変更して圧縮機（１１）を作動させるものである。
【０００７】
なお、蒸発器表面温度の変化率、または前記蒸発器下流空気温度の変化率は、蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度の挙動を表したグラフ等の各点における単位時間当たりの温度変化量であり、言い換えれば、当該各点におけるグラフ等の傾きのことである。蒸発器表面温度の変化率、または蒸発器下流空気温度の変化率が所定値以上である条件とは、蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度の挙動を監視している中で、その後に蒸発器に氷結が発生することが予測されるような条件である。この条件は、実験により蒸発器表面温度と、センサによる蒸発器表面温度または蒸発器下流空気の検知温度との挙動を検証して求めたものであり、後述する実施形態において説明している。
【０００８】
第１の発明によれば、蒸発器表面温度の変化率、または蒸発器下流空気温度の変化率を検出してその変化率が所定値以上であることを検出することにより、事前に蒸発器の氷結が起こり得ること、換言すれば、蒸発器が冷却されて最低温度に向かう途中でその後に氷結が起こり得ることを予測することができるので、氷結防止の実効性を高めることができる。
【０００９】
さらに、この氷結発生条件が満たされたときに圧縮機の運転を一旦停止し、次回に作動させるときの蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を当該所定温度よりも高い温度に変更することにより、氷結が発生しにくい制御を提供できるので、乗員に対する吹出し空気のフィーリングを改善でき、また、冷凍サイクルの運転時間を短縮して省電力効果を高めることができる。
【００１０】
車両用空調装置の第２の発明は、制御手段（２８）が、圧縮機（１１）の駆動源であるエンジンの回転数が所定回転数以上であることを検出したときは、検出されたエンジンの回転数に基づいて蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を算出し、この算出した蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を圧縮機（１１）を作動させる制御に用いることを特徴とする。なお、当該所定回転数は、圧縮機による冷媒の圧縮能力が高く、その後に蒸発器の氷結が発生し得る状況を引き起こす回転数である。
【００１１】
この発明によれば、エンジンの回転数が所定回転数以上であることを検出することにより、圧縮機による冷媒の圧縮能力が高く、その後に氷結が起こり得ることを予測することができるとともに、冷媒の圧縮能力に応じて算出された蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を圧縮機を作動させる制御に用いることにより、氷結防止の実効性を高めることができる。
【００１２】
車両用空調装置の第３の発明は、制御手段（２８）が、車室外の外気温度が所定温度以下であることを検出したときは、検出された外気温度に基づいて蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を算出し、この算出した蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を圧縮機（１１）を作動させる制御に用いることを特徴とする。なお、当該所定温度は、凝縮器の冷却能力が高く、その後に蒸発器の氷結が発生し得る状況を引き起こす外気温度である。
【００１３】
この発明によれば、外気温度が所定温度以下であることを検出することにより、凝縮器の冷却能力が高く、その後に氷結が起こり得ることを予測することができるとともに、外気温度に応じて算出された蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を圧縮機を作動させる制御に用いることにより、氷結防止の実効性を高めることができる。
【００１４】
車両用空調装置の第４の発明は、制御手段（２８）が、蒸発器（９）に送風空気を供給するブロワ（８）に印加される電圧が所定電圧値以下であることを検出したときは、検出された電圧値に基づいて蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を算出し、この算出した蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を圧縮機（１１）を作動させる制御に用いることを特徴とする。なお、当該所定電圧値は、蒸発器の冷却速度が高く、その後に蒸発器の氷結が発生し得る状況を引き起こす電圧値である。
【００１５】
この発明によれば、ブロワに印加される電圧が所定電圧値以下であることを検出することにより、蒸発器の冷却速度が高く、その後に氷結が起こり得ることを予測することができるとともに、ブロワへの印加電圧に応じて算出された蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を圧縮機を作動させる制御に用いることにより、氷結防止の実効性を高めることができる。
【００１６】
車両用空調装置の第５の発明は、制御手段（２８）が、圧縮機（１１）の駆動源であるエンジンの回転数が所定回転数以上であること、外気温度が所定温度以下であること、および前記蒸発器（９）に送風空気を供給するブロワ（８）に印加される電圧が所定電圧値以下であることのうち、少なくとも二つの条件を検出したとき、検出された条件に基づいて蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度をそれぞれ算出し、当該算出された蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度のうち最も高い温度を、圧縮機（１１）を作動させる制御に用いることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、冷媒の圧縮能力が高い場合、蒸発器の冷却速度が高い場合、および凝縮器の冷却能力が高い場合のうち、複数の氷結が発生しやすい状態を検出して、算出された最も高い温度を圧縮機の作動制御に用いることにより、さらに氷結防止の実効性が高い車両用空調装置を提供できる。
【００１８】
車両用空調装置の第６の発明は、圧縮機（１１）から吐出された冷媒を蒸発器（９）内で蒸発させて車室内に送風する空気を冷却する車両用冷凍サイクル装置（１０）と、蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を検出して、圧縮機（１１）の運転を制御する制御手段（２８）と、を備えたものであり、この制御手段（２８）は、後に蒸発器（９）に氷結が発生することを蒸発器（９）が冷却されて最低温度状態に向かう途中で予測する氷結発生条件を検出するとともに、この氷結発生条件を検出したときには、圧縮機（１１）を作動させる基準となる蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度をより高い温度に変更して圧縮機（１１）の制御を継続することを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、蒸発器が冷却されて最低温度に向かう途中でその後に氷結が起こり得ることを予測することにより、氷結を事前に防止したフィードフォワード制御を実行することができる。
【００２０】
さらに、圧縮機を停止状態から作動させるときの蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を当該所定温度よりも高い温度に変更することにより、氷結が発生しにくい制御を提供でき、乗員に対する吹出し空気のフィーリングを改善でき、また、冷凍サイクルの運転時間を短縮して省電力効果を高めることができる。
【００２１】
さらに第６の発明における氷結発生条件は、圧縮機（１１）の駆動源であるエンジンの回転数が所定回転数以上であることとするのが好ましい。なお、当該所定回転数は、圧縮機による冷媒の圧縮能力が高く、その後に蒸発器の氷結が発生し得る状況を引き起こす回転数である。
【００２２】
この発明によれば、圧縮機による冷媒の圧縮能力が高いときは氷結が発生し得るとみなして当該所定温度をより安全度が高い温度に変更することにより、事前に蒸発器の氷結を防止する実効性を高めることができる。また、乗員に対する吹出し空気のフィーリングを改善でき、冷凍サイクルの運転時間を短縮して省電力効果を高めることができる。
【００２３】
さらに第６の発明における氷結発生条件は、外気温度が所定温度以下であることとするのが好ましい。なお、当該所定温度は、凝縮器の冷却能力が高く、その後に蒸発器の氷結が発生し得る状況を引き起こす外気温度である。
【００２４】
この発明によれば、凝縮器の冷却能力が高いときは氷結が発生し得るとみなして当該所定温度をより高い温度に変更することにより、事前に蒸発器の氷結を防止する実効性を高めることができる。また、乗員に対する吹出し空気のフィーリングを改善でき、冷凍サイクルの運転時間を短縮して省電力効果を高めることができる。
【００２５】
さらに第６の発明における氷結発生条件は、蒸発器（９）に送風空気を供給するブロワ（８）に印加される電圧が所定電圧値以下であることとするのが好ましい。なお、当該所定電圧値は、蒸発器の冷却速度が高く、その後に蒸発器の氷結が発生し得る状況を引き起こす電圧値である。
【００２６】
この発明によれば、ブロワの印加電圧が小さく蒸発器の冷却速度が高いときは氷結が発生し得るとみなして当該所定温度をより安全度が高い温度に変更することにより、事前に蒸発器の氷結を防止する実効性を高めることができる。また、乗員に対する吹出し空気のフィーリングを改善でき、冷凍サイクルの運転時間を短縮して省電力効果を高めることができる。
【００２７】
さらに第６の発明において、制御手段（２８）は、圧縮機（１１）の駆動源であるエンジンの回転数が所定回転数以上であること、外気温度が所定温度以下であること、および蒸発器（９）に送風空気を供給するブロワ（８）に印加される電圧が所定電圧値以下であることのうち、いずれか少なくとも一つの条件を検出したとき、当該氷結発生条件を検出したと判断することが好ましい。
【００２８】
この発明によれば、その後に氷結が発生し得る複数の条件が満されるか否かを監視して、いずれかの条件を満たすことが検出されたときには、高温に変更した蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度のときに圧縮機を作動させることにより、事前に氷結を防止する実効性をさらに高めることができる。
【００２９】
さらに第６の発明において、制御手段（２８）は、圧縮機（１１）の駆動源であるエンジンの回転数が所定回転数以上であること、外気温度が所定温度以下であること、および蒸発器（９）に送風空気を供給するブロワ（８）に印加される電圧が所定電圧値以下であることのうち、少なくとも二つの条件を検出したとき、検出された条件に基づいて蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度をそれぞれ算出し、算出された蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度のうち最も高い温度を、圧縮機（１１）を作動させる制御に用いることが好ましい。
【００３０】
この発明によれば、さらに高い温度の蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度のときに圧縮機を作動させることにより、事前に氷結を防止する実効性をさらに高めることができる。
【００３１】
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一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態における車両用空調装置の概略構成を図１および図２を用いて説明する。図１は本実施形態における車両用空調装置の概略構成を示した模式図である。
【００３３】
本実施形態の車両用空調装置は、空調ユニット１と、空調ユニット１の内部に収納された蒸発器９内を流れ、送風空気を冷却する冷媒が流動する車両用冷凍サイクル装置１０と、を備えている。なお、空調ユニット１は、車両前方のインストルメントパネル内に設けられて車室内前席側の領域を空調する前席用空調ユニットとして使用してもよいし、車室内後席側の領域を空調するように、トランクルーム内やサイドトリムなどに設けられる後席用空調ユニットとして使用してもよい。
【００３４】
空調ユニット１はケース２を有し、このケース２内に車室内の乗員に向けて空気が送風される空気通路を有し、このケース２の空気通路の最上流部には内気導入口３および外気導入口４を有する内外気切替箱５を備えている。この内外気切替箱５内には、内外気切替手段としての内外気切替ドア６が回転自在に配置されている。この内外気切替ドア６はサーボモータ７により駆動されるものであり、内気導入口３より内気（車室内空気）を導入する内気モードと、外気導入口４より外気（車室外空気）を導入する外気モードとを切り替えることができる。
【００３５】
内外気切替箱５の下流側には車室内に向かう空気流れを発生させるブロワ８が配置されている。ブロワ８は、遠心式の送風ファン８ａをモータ８ｂにより駆動するように構成されている。ブロワ８の下流側にはケース２内を流れる空気を冷却する蒸発器９が配置されている。この蒸発器９はブロワ８による送風空気を冷却する冷房用熱交換器である。
【００３６】
車両用冷凍サイクル装置１０は、圧縮機１１の吐出側から、凝縮器１２、受液器１３、および減圧手段である温度式膨張弁１４を介して蒸発器９に冷媒が循環するように形成されたサイクルを構成している。
【００３７】
車両用冷凍サイクル装置１０において、圧縮機１１により冷媒は高温高圧に圧縮され、この圧縮機１１から吐出された高圧ガス冷媒は凝縮器１２に導入され、この凝縮器１２においてガス冷媒は冷却用電動ファン１２ａにより送風される外気と熱交換して放熱され、凝縮される。凝縮器１２を通過した冷媒は受液器１３において液相冷媒と気相冷媒とに分離されるとともに、液相冷媒が受液器１３内に貯留される。
【００３８】
そして、受液器１３からの高圧液冷媒は、温度式膨張弁１４にて低圧の気液２相状態に減圧され、この減圧後の低圧冷媒は蒸発器９において送風空気から吸熱して蒸発させられる。蒸発器９において蒸発した後のガス冷媒は再度圧縮機１１に吸入され、圧縮されることになる。
【００３９】
なお、温度式膨張弁１４は蒸発器９の出口の冷媒過熱度が所定値に維持されるように弁開度が自動調節されるものである。なお、車両用冷凍サイクル装置１０のうち、圧縮機１１、凝縮器１２、受液器１３などは、図示しないエンジンルーム内に配置されている。
【００４０】
蒸発器９の下流側で、空調ユニット１内には、ケース２内を流れる空気を加熱するヒータコア１５が配置されている。このヒータコア１５は車両エンジン（図示せず）の冷却水を熱源として、蒸発器９を通過後の空気を加熱する暖房用熱交換器であり、その側方にはヒータコア１５迂回する空気が流れるバイパス通路１６が形成されている。
【００４１】
また、蒸発器９とヒータコア１５との間には、エアミックスドア１７が回転自在に配置されている。このエアミックスドア１７はサーボモータ１８により駆動されて、その回転位置や開度が連続的に調節可能に構成されている。エアミックスドア１７の開度を調整することにより、ヒータコア１５を通る空気量（温風量）と、バイパス通路１６を通過してヒータコア１５を迂回する空気量（冷風量）とを調節することができる。このようにして車室内に吹き出す空気の吹出温度を調整する。
【００４２】
ケース２の空気通路の最下流部には車両の窓ガラスに向けて空調風を吹き出すデフロスタ吹出口１９、乗員の上半身に向けて空調風吹き出すフェイス吹出口２０、および乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット吹出口２１が設けられている。
【００４３】
そして、各吹出口１９、２０、２１の上流部には、デフロスタドア２２、フェイスドア２３、およびフットドア２４が回転自在に配置されている。また、各ドア２２、２３、および２４は図示しないリンク機構を介して共通のサーボモータ２５によって開閉操作される。
【００４４】
圧縮機１１は、プーリー１１ａ、図示しないベルトなどを介して車両用エンジンの回転動力が伝達されて回転駆動される構成である。圧縮機１１は、外部からの制御信号により吐出容量を連続的に可変制御できる可変容量型圧縮機が採用される。具体的には、斜板式の圧縮機において吐出圧と吸入圧を利用して斜板室の圧力を制御することにより、斜板の傾斜角度を可変してピストンのストロークを変化させ、これにより、圧縮機吐出容量を略０％から１００％の範囲で連続的に変化させることができるように構成されている。
【００４５】
次に、本実施形態の制御手段であるエアコンＥＣＵ２８を図２に基づいて説明する。図２は本実施形態の車両用空調装置における制御構成を示したブロック図である。図２に示すように、車両用空調装置の制御手段であるエアコンＥＣＵ２８は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなど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、かつそのＲＯＭ内に空調制御のための制御プログラムが設けられ、その制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行なう電気制御部である。
【００４６】
エアコンＥＣＵ２８の入力側には、センサ群２６からのセンサ検出信号、空調パネル２７からの操作信号が入力される。センサ群２６は、蒸発器９の表面温度Ｔｅを検出する蒸発器温度センサ２６ａと、外気温Ｔａｍ、内気温Ｔｒ、日射量Ｔｓ、冷却水温度Ｔｗをそれぞれ検出する外気温センサ２６ｂ、内気温センサ２６ｃ、日射センサ２６ｄ、および水温センサ２６ｅである。また、エアコンＥＣＵ２８には、図示しないが蒸発器９の空気吹出部に配置されて蒸発器下流空気温度を検出する蒸発器吹出温度センサからのセンサ信号も入力される。
【００４７】
空調パネル２７は、車室内の運転席前方のインストルメントパネル（図示せず）近傍に配置され、運転手をはじめとする乗員により操作されるスイッチ２７ａ〜２７ｅを有している。温度設定スイッチ２７ａは車室内の設定温度の信号を出力するスイッチであり、内外気切替スイッチ２７ｂは内外気切替ドア６による内気モードと外気モードとをマニュアル設定する信号を出力する。
【００４８】
吹出モードスイッチ２７ｃは、吹出モードとしてフェイスモード、バイレベルモード、フットモード、フットデフロスタモード、およびデフロスタモードをマニュアル設定する信号を出力する。風量切替スイッチ２７ｄは、ブロワ８のオン・オフ、およびブロワ８の風量切替をマニュアル設定する信号を出力する。
【００４９】
エアコンスイッチ２７ｅは圧縮機１１の作動状態と停止状態を切り替えるスイッチであり、エアコンスイッチ２７ｅをオフ状態にすると、制御弁１１０の制御電流Ｉｎを強制的に零にして、圧縮機１１の吐出容量をほぼ零容量にし、圧縮機１１が実質的に停止状態となる。エアコンスイッチ２７ｅをオン状態にすると、制御弁１１０にエアコンＥＣＵ２８で演算された所定の制御電流Ｉｎが出力される状態となる。
【００５０】
そして、エアコンＥＣＵ２８の出力側には、圧縮機１１の容量制御弁１１０の電磁コイル１１２ａ、各機器の電気駆動手段をなすサーボモータ７、１８、２５、およびモータ８ｂなどが接続され、これらの機器の動作がエアコンＥＣＵ２８の出力信号により制御される。
【００５１】
次に、本実施形態の車両用空調装置の作動を説明する。空調パネル２７の風量切替スイッチ２７ｄを投入するとブロワ８が作動し、空調ユニット１内に送風空気を形成する。そして、空調パネル２７の圧縮機作動スイッチであるエアコンスイッチ２７ｅを投入すると、圧縮機１１の制御弁１１０にエアコンＥＣＵ２８で演算された所定の制御電流Ｉｎが出力される状態となって、圧縮機１１が所定の吐出容量の状態で車両エンジンにより回転駆動され、圧縮機１１が作動状態となる。
【００５２】
そして、圧縮機１１の作動により車両用冷凍サイクル装置１０において蒸発器９に冷媒が循環し、空調ユニット１では送風空気が蒸発器９により冷却、除湿され、車室内空間へ空調空気を吹き出すことができる。
【００５３】
エアコンＥＣＵ２８により実行される圧縮機１１の容量制御の流れについて概要を説明する。エアコンＥＣＵ２８は、センサ群２６の検出信号、空調パネル２７の操作信号などを読み込み、車室内への吹出空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する。この目標吹出温度ＴＡＯは、空調熱負荷変動にかかわらず空調パネル２７の温度設定スイッチ２７ａにより乗員が設定した設定温度Ｔｓｅｔに車室内温度を維持するために必要な車室内への吹出空気温度であって、設定温度Ｔｓｅｔ、外気温Ｔａｍ、内気温Ｔｒ、日射量Ｔｓに基づいて算出される。
【００５４】
さらにエアコンＥＣＵ２８は、蒸発器９の目標蒸発器吹出温度を算出した後、圧縮機１１の容量制御のための制御電流Ｉｎを算出する。この制御電流Ｉｎは基本的には、蒸発器吹出温度センサにより検出される実際の蒸発器下流空気温度が目標蒸発器温度となるように決定される。そして、制御電流Ｉｎが容量制御弁１１０のコイル１１２ａに出力され、圧縮機１１の容量制御が実行されることになる。
【００５５】
次に、本実施形態の車両用空調装置において、圧縮機１１をオン・オフ制御したときの蒸発器表面温度と、センサによる蒸発器表面温度の検出温度（以下、センサ検出温度とする）との挙動を検証した結果について図３〜図５に基づいて説明する。図３〜図５に示したグラフは、圧縮機のオン・オフ制御時の蒸発器表面温度に対するセンサ検出温度の応答遅れ、温度変化率、および温度差を様々な運転条件の中から抽出した９条件について示したものである。
【００５６】
なお、グラフ中のセンサ検出温度は蒸発器温度センサ２６ａによって計測した蒸発器表面温度である。蒸発器表面温度の変化率の計測は、少なくとも３、４回のサンプリングデータを取得し、これらを平均化して算出している。グラフ中の二点鎖線は圧縮機のオン・オフタイミングを示し、破線、実線はそれぞれ蒸発器表面温度の挙動、センサ検出温度の挙動を示している。また、グラフ中のＡ、Ｂ、またはＣで示した領域は、氷結発生時の挙動を示している。
【００５７】
まず、図３（ａ）〜（ｃ）は、蒸発器吸込み空気が低負荷であるときの各条件における蒸発器表面温度およびセンサ検出温度の挙動を示したグラフであり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各条件は、ブロワ８の印加電圧を変えることにより設定している。図３（ａ）に示すように、センサ検出温度の変化率は０．６℃／ｓｅｃ、蒸発器表面温度とセンサ検出温度の最大温度差は３．０℃である。図３（ｂ）に示すように、センサ検出温度の変化率は０．６℃／ｓｅｃ、蒸発器表面温度とセンサ検出温度の最大温度差は４．０℃である。図３（ｃ）に示すように、センサ検出温度の変化率は０．６℃／ｓｅｃ、蒸発器表面温度とセンサ検出温度の最大温度差は４．８℃である。
【００５８】
次に、図４（ａ）〜（ｃ）は、蒸発器吸込み空気が中負荷であるときの各条件における蒸発器表面温度およびセンサ検出温度の挙動を示したグラフであり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各条件は、ブロワ８の印加電圧を変えることにより設定している。図４（ａ）に示すように、センサ検出温度の変化率は０．７℃／ｓｅｃ、蒸発器表面温度とセンサ検出温度の最大温度差は３．７℃である。図４（ｂ）に示すように、センサ検出温度の変化率は０．８℃／ｓｅｃ、蒸発器表面温度とセンサ検出温度の最大温度差は５．１℃である。図４（ｃ）に示すように、センサ検出温度の変化率は０．８℃／ｓｅｃ、蒸発器表面温度とセンサ検出温度の最大温度差は５．２℃である。
【００５９】
次に、図５（ａ）〜（ｃ）は、蒸発器吸込み空気が高負荷であるときの各条件における蒸発器表面温度およびセンサ検出温度の挙動を示したグラフであり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各条件は、ブロワ８の印加電圧を変えることにより設定している。図５（ａ）に示すように、センサ検出温度の変化率は０．４℃／ｓｅｃ、蒸発器表面温度とセンサ検出温度の最大温度差は１．５℃である。図５（ｂ）に示すように、センサ検出温度の変化率は０．７℃／ｓｅｃ、蒸発器表面温度とセンサ検出温度の最大温度差は３．５℃である。図５（ｃ）に示すように、センサ検出温度の変化率は０．７℃／ｓｅｃ、蒸発器表面温度とセンサ検出温度の最大温度差は４．２℃である。
【００６０】
また、検証結果から、蒸発器表面温度に対してセンサ検出温度は、応答遅れによって最大５℃程度高くなることがわかる。さらに、圧縮機オン・オフ制御時に蒸発器に氷結が発生しない温度の下限値は、経験上−２℃である。これらを考慮すると、蒸発器の冷却速度が高い場合などの氷結が発生し得る場合に、氷結が発生しない状態で圧縮機をオフするには、センサ検出温度が５℃（最大温度差）−２℃（氷結限界温度）＝３℃以上のときに圧縮機をオフする必要がある。
【００６１】
さらに、図３〜図５に示した９条件の検証から、センサ検出温度の変化率が０．５℃／ｓｅｃ以上のときに氷結の発生（Ａ、Ｂ、またはＣで示した領域）が確認されているため、これを氷結発生の限界速度とする。また、蒸発器表面温度はその変化率を計測している間にも冷却が進んでいるため、圧縮機１１のオフ判定温度の設定については、これを考慮して１℃／ｓｅｃ程度の余裕値を確保しておく必要がある。
【００６２】
以上より、圧縮機１１のオフ判定は、３℃（氷結限界温度のセンサ検出値）＋１℃（余裕値）＝４℃より小さいときに行うべきである。
【００６３】
次に、上述の検証を元に、蒸発器９の氷結を事前に防止するための圧縮機１１の制御を図６に基づいて説明する。図６は、本実施形態の車両用空調装置における圧縮機のオン・オフ制御を示したフローチャートである。
【００６４】
まず、エアコンスイッチ２７ｅがオン状態となると、エアコンＥＣＵ２８は、蒸発器温度センサ２６ａによって検出したセンサ検出温度ＴＥが第１所定温度（一例として、４℃）より小さいか否かを判断する（ステップＳ１００）。エアコンＥＣＵ２８は、センサ検出温度ＴＥが第１所定温度（４℃）より小さいと判断できるまでステップＳ１００を繰り返すが、第１所定温度（４℃）より小さいと判断すると、次にセンサ検出温度ＴＥの変化率が所定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１１０）。ここでは、一例として、サンプリング間の温度変化量が０．６℃／ｓｅｃ以上であるか否かをもって判断する。
【００６５】
エアコンＥＣＵ２８は、ステップＳ１１０で、センサ検出温度ＴＥの変化率が所定値よりも小さいと判断すると、その後に蒸発器の氷結が発生しないとみなして、通常の圧縮機１１のオン・オフ制御を実行する（ステップＳ１７０）。この通常の圧縮機１１のオン・オフ制御は、図６に示す制御特性マップに基づいて実行され、検出されたＴＥをマップ上のＴＥＯに当てはめて、圧縮機１１のオン時には当てはめたＴＥＯの温度のときにオフし、オフ時には当該ＴＥＯに１℃プラスした温度（所定温度）のときにオンする制御である。また、この制御特性マップはエアコンＥＣＵ２８にあらかじめプログラムされている。
【００６６】
このときのＴＥは、４℃より小さい温度であるので、圧縮機１１をオンする時の温度は、１℃プラスした５℃よりも低い温度になる。このようにエアコンＥＣＵ２８は、ステップＳ１７０のマップにしたがって、圧縮機１１が停止状態のときに、センサ検出温度ＴＥが第２所定温度（ＴＥＯ＋１℃）以上であることを検出すると、圧縮機１１を作動させる初期設定の制御を実行する。
【００６７】
エアコンＥＣＵ２８は、ステップＳ１１０で、センサ検出温度ＴＥの変化率が所定値（０．６℃／ｓｅｃ）以上であると判断すると、蒸発器９の冷却速度が氷結が起こり得るほど高い状態、換言すれば、その後に蒸発器の氷結が発生するものとみなして、まず圧縮機１１をオフする制御を実行する（ステップＳ１２０）。これにより、車両用冷凍サイクル装置１０内の冷媒の流動が停止し、その後、蒸発器９の表面温度が上昇することになる。そして、エアコンＥＣＵ２８は、検出したセンサ検出温度ＴＥが第２所定温度より高い温度の第３所定温度（一例として５℃）以上であるか否かを判断する処理を実行する（ステップＳ１３０）。
【００６８】
エアコンＥＣＵ２８は、センサ検出温度ＴＥが第３所定温度（５℃）以上と判断するまで圧縮機１１をオフしたままにして、第３所定温度（５℃）以上と判断できるまでステップＳ１３０の処理を繰り返す。そして、エアコンＥＣＵ２８は、センサ検出温度ＴＥが第３所定温度（５℃）以上と判断すると、蒸発器９が氷結状態になることが回避され、蒸発器９が冷却を必要とする温度まで上昇したとみなして圧縮機１１をオンする制御を実行する（ステップＳ１４０）。このようにエアコンＥＣＵ２８は、エアコンの運転中、上述のステップＳ１００〜Ｓ１７０までの処理を継続して実行する。
【００６９】
なお、本実施形態におけるセンサ検出温度としては、蒸発器温度センサ２６ａにより検出する蒸発器表面温度、または蒸発器吹出温度センサにより検出する蒸発器下流空気温度を採用することとする。いずれのセンサによって検出した場合でも、そのセンサ検出値は、変動する実際の蒸発器表面温度に対して、上述の説明のような応答遅れがみられ、エアコンＥＣＵ２８はこの傾向を考慮した圧縮機の動作制御を行う。
【００７０】
このように本実施形態の車両用空調装置にかかるエアコンＥＣＵ２８は、圧縮機１１が停止状態のときに第２所定温度（ＴＥＯ＋１℃）以上の蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を検出すると圧縮機１１を作動させ、蒸発器表面温度の変化率または蒸発器下流空気温度の変化率が所定値（０．６℃／ｓｅｃ）以上であることを検出したときは、圧縮機１１の運転を一旦停止し、次に圧縮機１１を作動させるときの蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を当該第２所定温度（ＴＥＯ＋１℃）よりも高い第３所定温度（５℃）に変更して圧縮機１１を作動させるものである。
【００７１】
この制御によれば、事前に蒸発器９の氷結が起こり得ること、換言すれば、蒸発器９が冷却されて最低温度に向かう途中でその後に氷結が起こり得ることを予測することができるので、フィードフォワード制御を採用して氷結防止の実効を高めることができる。
【００７２】
さらに、圧縮機１１を作動させるときの蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を高い温度に変更することにより、氷結が発生しにくい制御を提供できるので、吹出し空気温度の上昇や、臭気成分の車室内への流入を防止して乗員に対する吹出し空気のフィーリングを改善でき、また、冷凍サイクルの運転時間を短縮して省電力効果を高めることができる。
【００７３】
（第２実施形態）
本実施形態の車両用空調装置における圧縮機１１の制御について図７および図８を用いて説明する。図７は本実施形態の車両用空調装置における圧縮機１１の制御を示したフローチャートである。図８は本実施形態のメインルーチンにおけるサブルーチンＡ（ステップＳ１５０）の処理手順を示したフローチャートである。なお、本実施形態の車両用空調装置は、各部の構成や、図７および図８に示す処理を除く制御については、第１実施形態の車両用空調装置と同様である。
【００７４】
本実施形態の圧縮機１１の制御は、エアコンスイッチ２７ｅがオン状態となると、エアコンＥＣＵ２８は、図８に示すサブルーチンＡを実行する(ステップＳ１５０)。
【００７５】
サブルーチンＡは、図８に示すように、まず、エアコンＥＣＵ２８が車両エンジンの回転数Ｎｅ（ｒｐｍ）を検出する処理を実行する（ステップＳ１５１）。次に、エアコンＥＣＵ２８は、検出されたＮｅが所定回転数以上（一例として、ここではＮ１以上）であるときは、検出されたＮｅをステップＳ１５２に示す制御特性マップに当てはめ、蒸発器表面温度ＴＥＯＡを算出する。なお、当該所定回転数は、圧縮機１１による冷媒の圧縮能力が高く、その後に蒸発器９の氷結が発生し得る状況を引き起こす回転数であり、実験による検証に基づいて決められるものである。また、エアコンＥＣＵ２８にあらかじめ記憶させた値である。
【００７６】
この蒸発器表面温度ＴＥＯＡは、ＮｅがＮ１からＮ２の範囲の数値であるときは１℃から４℃の範囲で補間された値として算出され、ＮｅがＮ２以上の数値のときは４℃の一定値として算出される。また、このマップはエアコンＥＣＵ２８にあらかじめプログラムされている。
【００７７】
このＳ１５２においてエンジンの回転数が所定回転数Ｎ１以上であることを検出する処理は、少なくとも蒸発器９が冷却されて最低温度状態に向かう途中で実行され、後に蒸発器９に氷結が発生することを予測する氷結発生条件を検出する処理でもある。そして、このようにして氷結発生条件が検出されたときには、ステップＳ１５２で用いる制御特性マップによってＴＥＯＡを算出することにより、圧縮機１１を作動させる基準の蒸発器表面温度をより高い温度に変更する制御が行われる。
【００７８】
次に、エアコンＥＣＵ２８は、サブルーチンＡで算出した蒸発器表面温度ＴＥＯＡを次のステップＳ１５３の制御特性図のＴＥＯに当てはめ、蒸発器温度センサ２６ａにより検出する蒸発器表面温度がＴＥＯＡの温度のときに圧縮機１１をオンからオフし、ＴＥＯＡに１℃プラスした温度のときに圧縮機１１をオフからオンすることにより圧縮機１１の制御を継続する。そして、エアコンＥＣＵ２８は、この一連の氷結防止のためのフィードフォワード制御を、エアコンスイッチ２７ｅがオン状態の間、繰り返し実行する。
【００７９】
なお、本実施形態における圧縮機１１を作動させる基準温度としては、蒸発器温度センサ２６ａにより検出する蒸発器表面温度の他に、蒸発器吹出温度センサにより検出する蒸発器下流空気温度を採用することもできる。蒸発器下流空気温度を採用した場合でも、蒸発器表面温度と同様にサブルーチンＡによる処理手順を経て当該基準温度を決定する。
【００８０】
このように本実施形態の車両用空調装置にかかるエアコンＥＣＵ２８は、蒸発器９が冷却されて最低温度状態に向かう途中で、後に蒸発器９に氷結が発生することを予測する氷結発生条件を検出し、この氷結発生条件を検出したときには、圧縮機１１を作動させる基準の蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度をより高い温度に変更して圧縮機１１の制御を継続する。
【００８１】
この制御によれば、氷結を事前に防止したフィードフォワード制御を実行することができる。圧縮機１１を停止状態から作動させるときの蒸発器下流空気温度を高い温度に変更することにより、乗員に対する吹出し空気のフィーリングを改善でき、また、冷凍サイクルの運転時間を短縮して省電力効果を高めることができる。
【００８２】
また、本実施形態の車両用空調装置にかかるエアコンＥＣＵ２８は、エンジンの回転数が所定回転数以上であることを検出したときは、検出されたエンジンの回転数に基づいて蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度をより高い温度に変更するように算出し、この算出した蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を圧縮機１１を作動させる制御に用いる。なお、当該所定回転数は、圧縮機による冷媒の圧縮能力が高く、その後に蒸発器の氷結が発生し得る状況を引き起こす回転数Ｎ１である。
【００８３】
この制御によれば、エンジンの回転数が所定回転数以上であることを検出することにより、圧縮機による冷媒の圧縮能力が高く、その後に氷結が起こり得ることを予測することができる。さらに、冷媒の圧縮能力に応じて算出された蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を圧縮機を作動させる制御に用いることにより、氷結防止の実効性を高めることができる。
【００８４】
（第３実施形態）
本実施形態の車両用空調装置における圧縮機１１の制御について図９および図１０を用いて説明する。図９は本実施形態の車両用空調装置における圧縮機１１の制御を示したフローチャートである。図１０は本実施形態のメインルーチンにおけるサブルーチンＢ（ステップＳ１５４）の処理手順を示したフローチャートである。なお、本実施形態の車両用空調装置は、各部の構成や、図９および図１０に示す処理を除く制御については、第１実施形態の車両用空調装置と同様である。
【００８５】
本実施形態の圧縮機１１の制御は、エアコンスイッチ２７ｅがオン状態となると、エアコンＥＣＵ２８は、図１０に示すサブルーチンＢを実行する(ステップＳ１５４)。
【００８６】
サブルーチンＢは、図１０に示すように、まず、エアコンＥＣＵ２８が外気温センサ２６ｂにより外気温度ＴＡＭ（℃）を検出する処理を実行する（ステップＳ１５５）。次に、エアコンＥＣＵ２８は、検出されたＴＡＭが所定温度以下（一例として、ここではＴ２以下）であるときは、検出されたＴＡＭをステップＳ１５６に示す制御特性マップに当てはめ、蒸発器表面温度ＴＥＯＢを算出する。なお、当該所定温度は、凝縮器１２の冷却能力が高く、その後に蒸発器９の氷結が発生し得る状況を引き起こす外気温度であり、実験による検証に基づいて決められるものである。また、エアコンＥＣＵ２８にあらかじめ記憶させた値である。
【００８７】
この蒸発器表面温度ＴＥＯＢは、ＴＡＭがＴ２からＴ１の範囲の数値であるときは１℃から４℃の範囲で補間された値として算出され、ＴＡＭがＴ１以下の数値のときは４℃の一定値として算出される。また、この制御特性マップはエアコンＥＣＵ２８にあらかじめプログラムされている。
【００８８】
このＳ１５６において外気温度ＴＡＭが所定温度Ｔ２以下であることを検出する処理は、少なくとも蒸発器９が冷却されて最低温度状態に向かう途中で実行され、後に蒸発器９に氷結が発生することを予測する氷結発生条件を検出する処理でもある。そして、このようにして氷結発生条件が検出されたときには、ステップＳ１５６で用いる制御特性マップによってＴＥＯＢを算出することにより、圧縮機１１を作動させる基準の蒸発器表面温度をより高い温度に変更する制御が行われる。
【００８９】
次に、エアコンＥＣＵ２８は、サブルーチンＢで算出した蒸発器表面温度ＴＥＯＢを次のステップＳ１５７の制御特性マップのＴＥＯに当てはめ、蒸発器温度センサ２６ａにより検出する蒸発器表面温度がＴＥＯＢの温度のときに圧縮機１１をオンからオフし、ＴＥＯＢに１℃プラスした温度のときに圧縮機１１をオフからオンすることにより、圧縮機１１の制御を継続する。そして、エアコンＥＣＵ２８は、この一連の氷結防止のためのフィードフォワード制御を、エアコンスイッチ２７ｅがオン状態の間、繰り返し実行する。
【００９０】
なお、本実施形態における圧縮機１１を作動させる基準温度としては、蒸発器温度センサ２６ａにより検出する蒸発器表面温度の他に、蒸発器吹出温度センサにより検出する蒸発器下流空気温度を採用することもできる。蒸発器下流空気温度を採用した場合でも、蒸発器表面温度と同様にサブルーチンＢによる処理手順を経て当該基準温度を決定する。
【００９１】
このように本実施形態の車両用空調装置にかかるエアコンＥＣＵ２８は、車室外の外気温度が所定温度以下であることを検出したときは、検出された外気温度に基づいて蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度をより高い温度に変更するように算出し、この算出した蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を圧縮機１１を作動させる制御に用いる。なお、当該所定温度は、凝縮器の冷却能力が高く、その後に蒸発器の氷結が発生し得る状況を引き起こす外気温度Ｔ２である。
【００９２】
この制御によれば、外気温度が所定温度以下であることを検出することにより、凝縮器の冷却能力が高く、その後に氷結が起こり得ることを予測することができる。さらに、外気温度に応じて算出された蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を圧縮機を作動させる制御に用いることにより、氷結防止の実効性を高めることができる。
【００９３】
（第４実施形態）
本実施形態の車両用空調装置における圧縮機１１の制御について図１１および図１２を用いて説明する。図１１は本実施形態の車両用空調装置における圧縮機１１の制御を示したフローチャートである。図１２は本実施形態のメインルーチンにおけるサブルーチンＣ（ステップＳ１５８）の処理手順を示したフローチャートである。なお、本実施形態の車両用空調装置は、各部の構成や、図１１および図１２に示す処理を除く制御については、第１実施形態の車両用空調装置と同様である。
【００９４】
本実施形態の圧縮機１１の制御は、エアコンスイッチ２７ｅがオン状態となると、エアコンＥＣＵ２８は、図１２に示すサブルーチンＣを実行する(ステップＳ１５８)。
【００９５】
サブルーチンＣは、図１２に示すように、まず、エアコンＥＣＵ２８が蒸発器９に送風するブロワ８への印加電圧Ｖｂ（Ｖ）を検出する処理を実行する（ステップＳ１５９）。次に、エアコンＥＣＵ２８は、検出されたＶｂが所定電圧値以下（一例として、ここではＶ２以下）であるときは、検出されたＶｂをステップＳ１６０に示す制御特性マップに当てはめ、蒸発器表面温度ＴＥＯＣを算出する。なお、当該所定値は、蒸発器９の冷却速度が高く、その後に蒸発器９の氷結が発生し得る状況を引き起こす電圧値であり、実験による検証に基づいて決められるものである。また、エアコンＥＣＵ２８にあらかじめ記憶させた値である。
【００９６】
この蒸発器表面温度ＴＥＯＣは、ＶｂがＶ１からＶ２の範囲の数値であるときは４℃から１℃の範囲で補間された値として算出され、ＶｂがＶ１以下の数値のときは４℃の一定値として算出される。また、このマップはエアコンＥＣＵ２８にあらかじめプログラムされている。
【００９７】
このステップＳ１６０においてブロワ８への印加電圧Ｖｂが所定電圧値Ｖ２以下であることを検出する処理は、少なくとも蒸発器９が冷却されて最低温度状態に向かう途中で実行され、後に蒸発器９に氷結が発生することを予測する氷結発生条件を検出する処理でもある。そして、このようにして氷結発生条件が検出されたときには、ステップＳ１６０で用いる制御特性マップによってＴＥＯＣを算出することにより、圧縮機１１を作動させる基準の蒸発器下流空気温度をより高い温度に変更する制御が行われる。
【００９８】
次に、エアコンＥＣＵ２８は、サブルーチンＣで算出した蒸発器表面温度ＴＥＯＣを次のステップＳ１６１の制御特性マップのＴＥＯに当てはめ、ＴＥＯＣの温度のときに圧縮機１１をオンからオフし、ＴＥＯＣに１℃プラスした温度のときに圧縮機１１をオフからオンすることにより圧縮機１１の制御を継続する。そして、エアコンＥＣＵ２８は、この一連の氷結防止のためのフィードフォワード制御を、エアコンスイッチ２７ｅがオン状態の間、繰り返し実行する。
【００９９】
なお、本実施形態における圧縮機１１を作動させる基準温度としては、蒸発器温度センサ２６ａにより検出する蒸発器表面温度の他に、蒸発器吹出温度センサにより検出する蒸発器下流空気温度を採用することもできる。蒸発器下流空気温度を採用した場合でも、蒸発器表面温度と同様にサブルーチンＣによる処理手順を経て当該基準温度を決定する。
【０１００】
このように本実施形態の車両用空調装置にかかるエアコンＥＣＵ２８は、ブロワ８に印加される電圧が所定電圧値以下であることを検出したときは、検出された電圧値に基づいて蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度をより高い温度に変更するように算出し、この算出した蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を圧縮機１１を作動させる制御に用いる。なお、当該所定電圧値は、蒸発器の冷却速度が高く、その後に蒸発器の氷結が発生し得る状況を引き起こす電圧値Ｖ２である。
【０１０１】
この制御によれば、ブロワに印加される電圧が所定電圧値以下であることを検出することにより、蒸発器の冷却速度が高く、その後に氷結が起こり得ることを予測することができる。さらに、ブロワへの印加電圧に応じて算出された蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度を圧縮機を作動させる制御に用いることにより、氷結防止の実効性を高めることができる。
【０１０２】
（第５実施形態）
本実施形態の車両用空調装置における圧縮機１１の制御について図１３、図８、図１０、および図１２を用いて説明する。図１３は本実施形態の車両用空調装置における圧縮機１１の制御を示したフローチャートである。なお、本実施形態の車両用空調装置は、各部の構成や、図１３、図８、図１０、および図１２に示す処理を除く制御については、第１実施形態の車両用空調装置と同様である。
【０１０３】
図１３に示すように、本実施形態の圧縮機１１の制御は、前述の第２実施形態における圧縮機１１の制御に対して、第３実施形態のサブルーチンＢおよび第４実施形態のサブルーチンＣを加えた処理を実行した後、これらのサブルーチンで算出された蒸発器表面温度の中から最大の温度をステップ１６３で用いるＴＥＯに決定するステップＳ１６２を実行する。
【０１０４】
なお、サブルーチンＡ、サブルーチンＢ、およびサブルーチンＣの処理順番は、これに限定するものではなく、例えばこれらを並行して処理してもよい。また、サブルーチンＡ、サブルーチンＢ、およびサブルーチンＣのうち、いずれか２つのサブルーチンを実行するフローチャートを構成した制御としてもよい。
【０１０５】
このように本実施形態の車両用空調装置にかかるエアコンＥＣＵ２８は、エンジンの回転数Ｎｅが所定回転数Ｎ１以上であること、外気温度ＴＡＭが所定温度Ｔ２以下であること、および蒸発器９に送風空気を供給するブロワ８に印加される電圧Ｖｂが所定電圧値Ｖ２以下であることのうち、いずれか少なくとも一つの条件を検出したときは氷結発生条件を検出したと判断することが好ましい。
【０１０６】
この制御を採用した場合には、その後に氷結が発生し得る複数の条件が満されるか否かを監視していずれかの条件を満たすことが検出されたときには、高温に変更した蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度のときに圧縮機を作動させることになるので、フィードフォワード制御による氷結防止の精度をさらに高めることができる。
【０１０７】
また、エアコンＥＣＵ２８は、エンジンの回転数Ｎｅが所定回転数Ｎ１以上であること、外気温度ＴＡＭが所定温度Ｔ２以下であること、および蒸発器９に送風空気を供給するブロワ８に印加される電圧Ｖｂが所定電圧値Ｖ２以下であることのうち、少なくとも二つの条件を検出したとき、検出された条件に基づいて蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度をそれぞれ算出し、算出された蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度のうち最も高い温度を、圧縮機１１を作動させる制御に用いることが好ましい。
【０１０８】
この制御を採用した場合には、さらに高い温度の蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度のときに圧縮機１１を作動させることにより、事前に氷結を防止する実効性をさらに高めることができ、また、冷凍サイクルの運転時間を短縮して省電力効果をさらに高めることができる。
【０１０９】
また、車両用空調装置のエアコンＥＣＵ２８は、エンジンの回転数が所定回転数以上であること、外気温度が所定温度以下であること、およびブロワ８に印加される電圧が所定電圧値以下であることのうち、少なくとも二つの条件を検出したとき、検出された条件に基づいて蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度をそれぞれより高い温度に変更するように算出し、当該算出された蒸発器表面温度または蒸発器下流空気温度のうち最も高い温度を、圧縮機１１を作動させる制御に用いる。
【０１１０】
この制御によれば、複数の氷結が発生しやすい状態を検出して、算出された最も高い温度を圧縮機の作動制御に用いることにより、さらに氷結防止の実効性の高い制御を実行できる。
【０１１１】
（その他の実施形態）
以上、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。
【０１１２】
例えば、上記実施形態における圧縮機は可変容量型の圧縮機であるが、これに限らず、固定容量型の圧縮機で構成してもよい。
【０１１３】
また、上記実施形態における圧縮機は、圧縮機の制御フローの氷結発生条件の検出において、エンジンの回転数をパラメータに用いない場合には、バッテリなどの電力を利用する電動式圧縮機で構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の第１実施形態における車両用空調装置の概略構成を示した模式図である。
【図２】第１実施形態の車両用空調装置における制御構成を示したブロック図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、第１実施形態の車両用空調装置の蒸発器吸込み空気が低負荷時の各条件における圧縮機の運転と、蒸発器表面温度および蒸発器下流空気温度の挙動との関係を示したグラフである。
【図４】（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、第１実施形態の車両用空調装置の蒸発器吸込み空気が中負荷時の各条件における圧縮機の運転と、蒸発器表面温度および蒸発器下流空気温度の挙動との関係を示したグラフである。
【図５】（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、第１実施形態の車両用空調装置の蒸発器吸込み空気が高負荷時の各条件における圧縮機の運転と、蒸発器表面温度および蒸発器下流空気温度の挙動との関係を示したグラフである。
【図６】第１実施形態の車両用空調装置における圧縮機の制御を示したフローチャートである。
【図７】第２実施形態の車両用空調装置における圧縮機の制御を示したフローチャートである。
【図８】第２および第５実施形態の圧縮機の制御において用いるサブルーチンＡを示したフローチャートである。
【図９】第３実施形態の車両用空調装置における圧縮機の制御を示したフローチャートである。
【図１０】第３および第５実施形態の圧縮機の制御において用いるサブルーチンＢを示したフローチャートである。
【図１１】第４実施形態の車両用空調装置における圧縮機の制御を示したフローチャートである。
【図１２】第４および第５実施形態の圧縮機の制御において用いるサブルーチンＣを示したフローチャートである。
【図１３】第５実施形態の車両用空調装置における圧縮機の制御を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１５】
８      ブロワ
９      蒸発器
１０    車両用冷凍サイクル装置
１１    圧縮機
２８    エアコンＥＣＵ（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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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