JP5750797B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Description

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。

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。

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。

そこで、電気自動車に適用することができる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、車室内側に設けられ、冷媒を放熱させる放熱器と、車室内側に設けられ、冷媒を吸熱させる吸熱器と、車室外側に設けられ、冷媒を放熱または吸熱させる室外熱交換器と、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、放熱器において放熱した冷媒を室外熱交換器において吸熱させる暖房運転と、圧縮機が吐出した冷媒を放熱器において放熱させ、放熱器において放熱した冷媒を吸熱器及び室外熱交換器の少なくとも吸熱器において吸熱させる除湿暖房運転と、圧縮機が吐出した冷媒を室外熱交換器において放熱させ、吸熱器において吸熱させる冷房運転と、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器及び室外熱交換器において放熱させ、吸熱器において吸熱させる除湿冷房運転と、を切換え可能としたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平０６−２７８４５１号公報

前記電気自動車では、車両用空気調和装置の運転によって車両走行用の電力が消費される。このため、車両用空気調和装置で特に電力の消費量が大きい除湿暖房運転の時間が継続する場合には、車両用空気調和装置の運転によって消費される電力量の割合が大きくなるため、車両の走行可能距離が短くなるおそれがある。

本発明の目的とするところは、車両の走行可能距離の低下を防止するとともに、車室内の空気調和を継続することのできる車両用空気調和装置を提供することにある。

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、車室内側に設けられ、冷媒を放熱させる放熱器と、車室内側に設けられ、冷媒を吸熱させる吸熱器と、車室外側に設けられ、冷媒を放熱または吸熱させる室外熱交換器と、を備え、圧縮機が吐出した冷媒を室外熱交換器において放熱させ、室外熱交換器において放熱させた冷媒を膨張手段によって減圧させた後に吸熱器において吸熱させる冷房運転と、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器および室外熱交換器において放熱させ、放熱器および室外熱交換器において放熱させた冷媒を膨張手段によって減圧させた後に吸熱器において吸熱させる除湿冷房運転と、圧縮機が吐出した冷媒を放熱器において放熱させ、放熱器において放熱させた冷媒を膨張手段によって減圧させた後に室外熱交換器において吸熱させる暖房運転と、圧縮機が吐出した冷媒を放熱器において放熱させ、放熱器において放熱させた冷媒を膨張手段によって減圧させた後に吸熱器及び室外熱交換器の少なくとも吸熱器において吸熱させる除湿暖房運転と、を切換え可能な車両用空気調和装置において、車室外の温度、車室内の温度、車室内の湿度、日射量の少なくとも１つの環境条件を検出可能な環境条件検出手段と、車室を構成する窓ガラスの曇りの発生の有無を判定可能な曇り判定手段と、環境条件検出手段によって検出される環境条件に基づいて、暖房運転、除湿暖房運転、冷房運転、除湿冷房運転を切換える第１切換えモードと、環境条件検出手段によって検出される環境条件に基づいて、暖房運転、除湿暖房運転、冷房運転、除湿冷房運転を切換えるとともに、曇り判定手段によって窓ガラスに曇りが発生すると判定した場合のみ除湿暖房運転を行う第２切換えモードと、環境条件検出手段によって検出される環境条件に基づいて、暖房運転、冷房運転、除湿冷房運転を切換える第３切換えモードと、第１切換えモード、第２切換えモード及び第３切換えモードを切り換え可能なモード切換え手段と、を備えている。

これにより、消費電力量の異なる第１切換えモード、第２切換えモード及び第３切換えモードが切り換え可能となることから、搭乗者によって第１切換えモード、第２切換えモードまたは第３切換えモードが任意に選択可能となる。

本発明によれば、車両の搭乗者によって第１切換えモード、第２切換えモードまたは第３切換えモードが任意に選択可能となるので、第１切換えモードと比較して消費電力量が小さい第２切換えモードまたは第３切換えモードを選択することによって、車両の走行可能距離の低下を防止するとともに、車室内の空気調和を継続することが可能となる。

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。 制御系を示すブロック図 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。 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。 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。 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。 除霜運転を示す車両用空気調和装置の概略構成図である。 通常モードにおける運転切換え制御処理を示すフローチャートである。 第１省エネモードにおける運転切換え制御処理を示すフローチャートである。 第２省エネモードにおける運転切換え制御処理を示すフローチャートである。

図１乃至図１０は、本発明の一実施形態を示すものである。

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。

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。

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。

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に流入する内外気吸入モードとなる。

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に、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。

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。

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。

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から流出する、または室外熱交換器２２を流通した冷媒と吸熱器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、冷媒の流路を切換えるための電動の三方弁２４、第１〜第４電磁弁２５ａ〜２５ｄ及び第１〜第２逆止弁２６ａ〜２６ｂ、流通する冷媒を減圧するための第１及び第２膨張弁２７ａ，２７ｂ、余剰となる冷媒を貯留するためのレシーバタンク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。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。第１膨張弁２７ａは、弁開度を調整可能な電子膨張弁である。

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、室外熱交換器２２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。冷媒流通路２０ｂには、三方弁２４が設けられ、三方弁２４の一方の冷媒流出側と他方の冷媒流出側が互いに並列に室外熱交換器２２の冷媒流入側に接続され、それぞれ冷媒流通路２０ｃ，２０ｄが設けられている。冷媒流通路２０ｄには、冷媒流通方向の上流側から順に、レシーバタンク２８、第１膨張弁２７ａ、第１逆止弁２６ａが設けられている。室外熱交換器２２の冷媒流出側には、圧縮機２１の冷媒吸入側と、冷媒流通路２０ｄの三方弁２４とレシーバタンク２８との間と、が互いに並列に接続されることによって、それぞれ冷媒流通路２０ｅ，２０ｆ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２５ａ、アキュムレータ２９が設けられている。また、冷媒流通路２０ｆには、冷媒流通方向の上流側から順に、第２電磁弁２５ｂ、第２逆止弁２６ｂが設けられている。また、冷媒流通路２０ｄのレシーバタンク２８と第１膨張弁２７ａとの間には、内部熱交換器２３の高圧冷媒流入側が接続され、冷媒流通路２０ｇが設けられている。冷媒流通路２０ｇには、第３電磁弁２５ｃ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膨張弁２７ｂ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２０ｉ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２５ａ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２０ｊが設けられている。冷媒流通路２０ａには、室外熱交換器２２の冷媒流入側が接続されることによって、冷媒流通路２０ｋが設けられている。冷媒流通路２０ｋには、第４電磁弁２５ｄが設けられている。

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。

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。

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、三方弁２４、第１〜第４電磁弁２５ａ〜２５ｄ、第１膨張弁２７ａ、室外送風機３０駆動用の電動モータ３０ａが接続されている。

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、空気流通路１１に流入する空気の温度Ｔｉを検出するための吸気温度センサ４３、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空気温度センサ４４、放熱器１５において加熱された後の空気の温度Ｔｃを検出するための加熱空気温度センサ４５、車室内の湿度Ｔｈを検出するための内気湿度センサ４６、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４７、車両の移動速度Ｖを検出するための速度センサ４８、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４９が接続されている。

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、除霜運転が行われる。以下、それぞれの運転について説明する。

冷房運転及び除湿冷房運転において、冷媒回路２０では、三方弁２４の流路を冷媒流通路２０ｃ側に設定し、第２及び第３電磁弁２５ｂ，２５ｃを開放するとともに、第１及び第４電磁弁２５ａ，２５ｄ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，２０ｃ、室外熱交換器２２、冷媒流通路２０ｆ，２０ｇ、内部熱交換器２３の高圧側、冷媒流通路２０ｈ、吸熱器１４、冷媒流通路２０ｉ、内部熱交換器２３の低圧側、冷媒流通路２０ｊ，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、室外熱交換器２２において放熱し、吸熱器１４において吸熱するとともに、除湿冷房運転としてエアミックスダンパ１６が開放されている場合には放熱器１５において放熱する。

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４７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。

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。

暖房運転において、冷媒回路２０では、三方弁２４の流路を冷媒流通路２０ｄ側に設定し、第１電磁弁２５ａを開放するとともに、第２〜第４電磁弁２５ｂ〜２５ｄ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、２０ｄ、室外熱交換器２２、冷媒流通路２２ｅ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。

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。

第１除湿暖房運転において、冷媒回路２０では、三方弁２４の流路を冷媒流通路２０ｄ側に設定し、第１及び第３電磁弁２５ａ，２５ｃを開放するとともに、第２及び第４電磁弁２５ｂ，２５ｄ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，２０ｄを順に流通する。冷媒流通路２０ｄを流通する冷媒の一部は、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２０ｄを流通するその他の冷媒は、冷媒流通路２０ｇ、内部熱交換器２３の高圧側、冷媒流通路２０ｈ、吸熱器１４、冷媒流通路２０ｉ、内部熱交換器２３の低圧側、冷媒流通路２０ｊ，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及び室外熱交換器２２において吸熱する。

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。

第２除湿暖房運転において、冷媒回路２０では、三方弁２４の流路を冷媒流通路２０ｄ側に設定し、第３電磁弁２５ｃを開放するとともに、第１、第２及び第４電磁弁２５ａ，２５ｂ，２５ｄ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，２０ｄ，２０ｇ、内部熱交換器２３の高圧側、冷媒流通路２０ｈ、吸熱器１４、冷媒流通路２０ｉ、内部熱交換器２３の低圧側、冷媒流通路２０ｊ，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。

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。

除霜運転において、冷媒回路２０では、三方弁２４の流路を冷媒流通路２０ｄ側に設定し、第１及び第４電磁弁２５ａ，２５ｄを開放するとともに、第２及び第３電磁弁２５ｂ，２５ｃ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の一部は、図７に示すように、冷媒流通路２０ａ、放熱器１５、冷媒流通路２０ｂ，２０ｄを順に流通して室外熱交換器２２に流入する。また、圧縮機２１から吐出されたその他の冷媒は、冷媒流路２０ａ，２０ｋを流通して室外熱交換器２２に流入する。室外熱交換器２２から流出した冷媒は、冷媒流通路２０ｅを流通して圧縮機２１に吸入される。冷媒回路２０を流通する冷媒は、放熱器１５において放熱するとともに、室外熱交換器２２において放熱と同時に吸熱する。

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において放熱する冷媒と熱交換することによって加熱され、車室内に吹き出される。

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、除霜運転を車室外の温度Ｔａｍ、車室内の温度Ｔｒ、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。

運転切換え制御処理は、空気調和装置によって消費される電力量に応じて３段階に設定可能であり、通常モード、第１省エネモード、第２省エネモードの３つのモードが搭乗者の操作部４９の操作によって選択される。第１省エネモードは、窓ガラスの曇りの有無を判定し、窓ガラスに曇りが発生すると判定した場合に第１除湿暖房運転または第２除湿暖房運転を行うモードであり、通常モードと比較して消費電力量が小さい。また、第２省エネモードは、第１除湿暖房運転及び第２除湿暖房運転を行わないモードであり、通常モード及び第１省エネモードと比較して消費電力量が小さい。

まず、通常モードにおける運転切換え制御処理を図８のフローチャートを用いて説明する。

（ステップＳ１）
ステップＳ１においてＣＰＵは、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１（例えば、５℃）未満か否かを判定する。外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１未満と判定した場合にはステップＳ２に処理を移し、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１以上と判定した場合にはステップＳ３に処理を移す。

（ステップＳ２）
ステップＳ１において外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１未満と判定した場合に、ステップＳ２においてＣＰＵは、暖房運転を行う決定をして運転切換え制御処理を終了する。

（ステップＳ３）
ステップＳ１において外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１以上と判定した場合に、ステップＳ３においてＣＰＵは、目標吹出温度ＴＡＯが所定温度Ｔ２（例えば、２５℃）以上か否かを判定する。目標吹出温度ＴＡＯが所定温度Ｔ２以上と判定した場合にはステップＳ４に処理を移し、目標吹出温度ＴＡＯが所定温度Ｔ２未満と判定した場合にはステップＳ６に処理を移す。

（ステップＳ４）
ステップＳ３において目標吹出温度ＴＡＯが所定温度Ｔ２以上と判定した場合に、ステップＳ４においてＣＰＵは、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ３（例えば、１５℃、Ｔ２＞Ｔ３）未満か否かを判定する。外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ３未満と判定した場合にはステップＳ５に処理を移し、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ３以上と判定した場合にはステップＳ８に処理を移す。

（ステップＳ５）
ステップＳ４において外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ３未満と判断した場合に、ステップＳ５においてＣＰＵは、第１除湿暖房運転を行う決定をして運転切換え制御処理を終了する。

（ステップＳ６）
ステップＳ３において目標吹出温度ＴＡＯが所定温度Ｔ２未満と判定した場合に、ステップＳ６においてＣＰＵは、目標吹出温度ＴＡＯが外気温度Ｔａｍより高いか否かを判定する。目標吹出温度ＴＡＯが外気温度Ｔａｍより高いと判定した場合にはステップＳ７に処理を移し、目標吹出温度ＴＡＯが外気温度Ｔａｍ以下と判定した場合にはステップＳ９に処理を移す。

（ステップＳ７）
ステップＳ６において目標吹出温度ＴＡＯが外気温度Ｔａｍより高いと判定した場合に、ステップＳ７においてＣＰＵは、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ４（例えば、２０〜２５℃）未満か否かを判定する。外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ４未満と判定した場合にはステップＳ８に処理を移し、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ４以上と判定した場合にはステップＳ９に処理を移す。

（ステップＳ８）
ステップＳ４において外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ３以上と判定した場合、または、ステップＳ７において外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ４未満と判定した場合に、ステップＳ８においてＣＰＵは、第２除湿暖房運転を行う決定をして運転切換え制御処理を終了する。

（ステップＳ９）
ステップＳ６において目標吹出温度ＴＡＯが外気温度Ｔａｍ以下と判定した場合、または、ステップＳ７において外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ４以上と判定した場合に、ステップＳ９においてＣＰＵは、冷房運転または除湿冷房運転を行う決定をして運転切換え制御処理を終了する。

次に、第１省エネモードにおける運転切換え制御処理を図９のフローチャートを用いて説明する。

（ステップＳ１１）
ステップＳ１１においてＣＰＵは、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１（例えば、５℃）未満か否かを判定する。外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１未満と判定した場合にはステップＳ１２に処理を移し、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１以上と判定した場合にはステップＳ１３に処理を移す。

（ステップＳ１２）
ステップＳ１１において外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１未満と判定した場合、または、後述するステップＳ１５及びステップＳ１９における窓ガラスの曇りの有無の判定によって曇りがないと判定された場合に、ステップＳ１２においてＣＰＵは、暖房運転を行う決定をして運転切換え制御処理を終了する。

（ステップＳ１３）
ステップＳ１１において外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１以上と判定した場合に、ステップＳ１３においてＣＰＵは、目標吹出温度ＴＡＯが所定温度Ｔ２（例えば、２５℃）以上か否かを判定する。目標吹出温度ＴＡＯが所定温度Ｔ２以上と判定した場合にはステップＳ１４に処理を移し、目標吹出温度ＴＡＯが所定温度Ｔ２未満と判定した場合にはステップＳ１７に処理を移す。

（ステップＳ１４）
ステップＳ１３において目標吹出温度ＴＡＯが所定温度Ｔ２以上と判定した場合に、ステップＳ１４においてＣＰＵは、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ３（例えば、１５℃、Ｔ２＞Ｔ３）未満か否かを判定する。外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ３未満と判定した場合にはステップＳ１５に処理を移し、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ３以上と判定した場合にはステップＳ１９に処理を移す。

（ステップＳ１５）
ステップＳ１４において外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ３未満と判定した場合に、ステップＳ１５においてＣＰＵは、窓ガラスの曇りの有無の判定を行う。窓ガラスに曇りが発生すると判定した場合にはステップＳ１６に処理を移し、窓ガラスに曇りが発生しないと判定した場合にはステップＳ１２に処理を移す。
ここで、窓ガラスの曇りの有無の判定は、車室外の温度Ｔａｍ、車室内の温度Ｔｒ、日射量Ｔｓ及び車両の移動速度Ｖから算出された窓ガラス表面の推定温度と、車室内の温度Ｔｒと車室内の湿度Ｔｈとから算出された露点温度とに基づいて行われる。具体的には、窓ガラス表面の推定温度が車室内の空気の露点温度以下の場合に窓ガラスに曇りが発生すると判定する。また、窓ガラスの表面の推定温度が車室内の空気の露点温度よりも高い場合に窓ガラスに曇りが発生しないと判定する。

（ステップＳ１６）
ステップＳ１５において窓ガラスに曇りが発生すると判定した場合に、ステップＳ１６においてＣＰＵは、第１除湿暖房運転を行う決定をして運転切換え制御処理を終了する。

（ステップＳ１７）
ステップＳ１３において目標吹出温度ＴＡＯが所定温度Ｔ２未満と判定した場合に、ステップＳ１７においてＣＰＵは、目標吹出温度ＴＡＯが外気温度Ｔａｍより高いか否かを判定する。目標吹出温度ＴＡＯが外気温度Ｔａｍより高いと判定した場合にはステップＳ１８に処理を移し、目標吹出温度ＴＡＯが外気温度Ｔａｍ以下と判定した場合にはステップＳ２１に処理を移す。

（ステップＳ１８）
ステップＳ１７において目標吹出温度ＴＡＯが外気温度Ｔａｍより高いと判定した場合に、ステップＳ１８においてＣＰＵは、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ４（例えば、２０〜２５℃）未満か否かを判定する。外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ４未満と判定した場合にはステップＳ１９に処理を移し、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ４以上と判定した場合にはステップＳ２１に処理を移す。

（ステップＳ１９）
ステップＳ１４において外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ３以上と判定した場合、または、ステップＳ１８において外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ４未満と判定した場合に、ステップＳ１９においてＣＰＵは、窓ガラスの曇りの有無を判定する。窓ガラスに曇りが発生すると判定した場合にはステップＳ２０に処理を移し、窓ガラスに曇りが発生しないと判定した場合にはステップＳ１２に処理を移す。

（ステップＳ２０）
ステップＳ１９において窓ガラスに曇りが発生すると判定した場合に、ステップＳ２０においてＣＰＵは、第２除湿暖房運転を行う決定をして運転切換え制御処理を終了する。

（ステップＳ２１）
ステップＳ１７において目標吹出温度ＴＡＯが外気温度Ｔａｍ以下と判定した場合、または、ステップＳ１８において外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ４以上と判定した場合に、ステップＳ２１においてＣＰＵは、冷房運転または除湿冷房運転を行う決定をして運転切換え制御処理を終了する。

さらに、第２省エネモードにおける運転切換え制御処理を図１０のフローチャートを用いて説明する。

（ステップＳ３１）
ステップＳ３１においてＣＰＵは、目標吹出温度ＴＡＯが外気温度Ｔａｍより高いか否かを判定する。目標吹出温度ＴＡＯが外気温度Ｔａｍより高いと判定した場合にはステップＳ３２に処理を移し、目標吹出温度ＴＡＯが外気温度Ｔａｍ以下と判定した場合にはステップＳ３３に処理を移す。

（ステップＳ３２）
ステップＳ３１において目標吹出温度ＴＡＯが外気温度Ｔａｍより高いと判定した場合に、ステップＳ３２においてＣＰＵは、暖房運転を行う決定をして運転切換え制御処理を終了する。

（ステップＳ３３）
ステップＳ３１において目標吹出温度ＴＡＯが外気温度Ｔａｍ以下と判定した場合に、ステップＳ３３においてＣＰＵは、冷房運転または除湿冷房運転を行う決定をして運転切換え制御処理を終了する。

次に、吹出口１１ｃ，１１ｄ，１１ｅから目標吹出温度ＴＡＯの空気を吹き出すために、圧縮機２１を駆動する電動モータ２１ａ及びエアミックスダンパ１６を駆動する電動モータ１６ａの制御方法を説明する。

まず、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３１、内気温度センサ３２、日射センサ３４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。

冷房運転及び除湿冷房運転において、通常モード及び第２省エネモードの場合には、吸熱器１４において冷却された後の空気の温度Ｔｅが、所定の目標温度Ｔｅｔとなるように、冷却空気温度センサ４４が検出する温度に基づいて電動モータ２１ａの回転数を制御する。

また、冷房運転及び除湿冷房運転において、第１省エネモードの場合には、吸熱器１４において冷却された後の空気の温度Ｔｅが、車室内の窓ガラスに曇りを生じないようにするために必要な絶対湿度となる空気の露点温度である目標温度Ｔｅｔとなるように、冷却空気温度センサ４４の検出温度に基づいて電動モータ２１ａの回転数を制御する。ここで、目標温度Ｔｅｔは、外気温度センサ４１及び内気温度センサ４２によって検出される車室外の温度Ｔａｍ及び車室内の温度Ｔｒに基づいて算出される。

冷房運転及び除湿冷房運転において、放熱器１５を流通する冷媒の温度は、車室外の温度Ｔａｍに従って変化するため、放熱器１５において加熱された後の空気の推定温度Ｔｃｔは、車室外の温度Ｔａｍに基づいて推定される。

冷房運転及び除湿冷房運転において、吹出口切換えダンパ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄはベントモードに設定される。また、エアミックスダンパ１６は、目標吹出温度ＴＡＯ、推定温度Ｔｃｔ及び目標温度Ｔｅｔから求められる開度ＳＷ（ＳＷ＝（ＴＡＯ−Ｔｅｔ）／（Ｔｃｔ−Ｔｅｔ））となるように制御される。

暖房運転において、吸熱器１４には冷媒が流通しないため、吸熱器１４において冷却された後の空気の目標温度Ｔｅｔを設定しない。暖房運転において、吹出口切換えダンパ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄがフットモードに設定されている場合には、放熱器１５において加熱された後の空気の温度Ｔｃが、目標吹出温度ＴＡＯに所定温度αを加えた目標加熱温度Ｔｃｔとなるように、加熱空気温度センサ４５の検出温度に基づいて電動モータ２１ａの回転数を制御する。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となる。この場合、エアミックスダンパ１６の開度は１００％に設定される。

また、暖房運転において、吹出口切換えダンパ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄがバイレベルモードに設定されている場合には、放熱器１５において加熱された後の空気の温度Ｔｃが、目標吹出温度ＴＡＯに所定値β（α＜β）を加えた目標加熱温度Ｔｃｔとなるように、加熱空気温度センサ４５の検出温度に基づいて電動モータ２１ａの回転数を制御する。ここで、バイレベルモードの場合には、フット吹出口１１ｃから吹き出される空気の温度とベント吹出口１１ｄから吹き出される空気の温度との間に所定の温度差を生じさせているために、空気流通路１１を流通する空気の一部が放熱器１５において熱交換しない。このため、所定値βは、空気流通路１１を流通する空気全体の平均温度を目標吹出温度ＴＡＯとするために必要な熱量に相当する温度となる。

前述したように、エアミックスダンパ１６の開度ＳＷは、目標吹出温度ＴＡＯ、吸熱器１４において冷却された後の空気の温度Ｔｅ及び放熱器１５において加熱された後の空気の温度Ｔｃから求められる（ＳＷ＝（ＴＡＯ−Ｔｅ）／（Ｔｃ−Ｔｅ））。暖房運転において、吸熱器１４には冷媒が流通しないため、温度Ｔｅは、車室外の空気温度Ｔａｍ及び車室内の温度Ｔｒの一方の温度、または、車室外の空気と車室内の空気が混合された空気の温度となる。この開度ＳＷを固定値（０．５〜０．７）とした場合、エアミックスダンパ１６の開度ＳＷ、目標吹出温度ＴＡＯ及び温度Ｔｅから温度Ｔｃ（Ｔｃ＝（ＴＡＯ−Ｔｅ）／ＳＷ＋Ｔｅ）が求められる。
したがって、吹出口切換えダンパ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄがバイレベルモードに設定されている場合において、放熱器１５の目標加熱温度Ｔｃｔは、次式のように求められる。
Ｔｃｔ＝ＴＡＯ＋β＝（ＴＡＯ−Ｔｅ）／ＳＷ＋Ｔｅ

この場合、エアミックスダンパ１６の開度ＳＷは、例えば５０％〜７０％の範囲内で開度が制御される。

第１除湿暖房運転において、通常モードの場合には、吸熱器１４において冷却された後の空気の温度Ｔｅが、所定の目標温度Ｔｅｔとなるように、冷却空気温度センサ４４の検出温度に基づいて第１膨張弁２７ａの開度を制御する。また、第１省エネモードの場合には、吸熱器１４において冷却された後の空気の温度Ｔｅが、車室内の窓ガラスに曇りを生じないようにするために必要な絶対湿度となる空気の露点温度である目標温度Ｔｅｔとなるように、冷却空気温度センサ４４の検出温度に基づいて第１膨張弁２７ａの開度を制御する。

また、第１除湿暖房運転において、吹出口切換えダンパ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄがフットモード、ベントモード、デフモード、デフフットモードに設定されている場合には、放熱器１５において加熱された後の空気の温度Ｔｃが、前記暖房運転のフットモードの場合と同様に、目標吹出温度ＴＡＯに所定値αを加えた目標加熱温度Ｔｃｔとなるように、加熱空気温度センサ４５の検出温度に基づいて電動モータ２１ａの回転数を制御する。この場合、エアミックスダンパ１６の開度ＳＷは１００％に設定される。

さらに、第１除湿暖房運転において、吹出口切換えダンパ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄがバイレベルモードに設定されている場合には、放熱器１５において加熱された後の空気の温度Ｔｃが、前記暖房運転のバイレベルモードの場合と同様に、目標吹出温度ＴＡＯに所定値β（α＜β）を加えた目標加熱温度Ｔｃｔとなるように、加熱空気温度センサ４５の検出温度に基づいて電動モータ２１ａの回転数を制御する。

この場合、エアミックスダンパ１６の開度ＳＷは、暖房運転のバイレベルモードと同様に、例えば５０％〜７０％の範囲内で開度が制御される。

第２除湿暖房運転においては、吸熱器１４において冷却された後の空気の温度Ｔｅが、所定の目標温度Ｔｅｔとなるように、電動モータ２１ａの回転数を制御する。

また、第２除湿暖房運転においては、各吹出口１１ｃ，１１ｄ，１１ｅから吹出される空気が目標吹出温度ＴＡＯとなるように、エアミックスダンパ１６の開度ＳＷを制御する。

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を設定する。

このように、本実施形態の車両用空気調和装置によれば、環境条件に基づいて、暖房運転、除湿暖房運転、冷房運転、除湿冷房運転を切換える通常モードと、環境条件に基づいて、暖房運転、除湿暖房運転、冷房運転、除湿冷房運転を切換えるとともに、曇り判定手段によって窓ガラスに曇りが発生すると判定した場合のみ除湿暖房運転を行う第１省エネモードと、環境条件に基づいて、暖房運転、冷房運転、除湿冷房運転を切換える第２省エネモードとを備え、操作部４９によって通常モード、第１省エネモード及び第２省エネモードを切り換え可能としている。これにより、車両の搭乗者によって通常モード、第１省エネモードまたは第２省エネモードが任意に選択可能となるので、通常モードと比較して消費電力量が小さい第１省エネモードまたは第２省エネモードを選択することによって、車両の走行可能距離の低下を防止するとともに、車室内の空気調和を継続することが可能となる。

また、通常モードでは、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１未満の場合に暖房運転を行い、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１以上で、目標吹出温度ＴＡＯが所定温度Ｔ２以上であり、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ３未満の場合に第１除湿暖房運転を行い、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１以上で、目標吹出温度ＴＡＯが所定温度Ｔ２以上であり、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ３以上の場合に第２除湿暖房運転を行い、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１以上で、目標吹出温度ＴＡＯが、所定温度Ｔ２未満且つ外気温度Ｔａｍより高く、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ４未満の場合に第２除湿暖房運転を行い、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１以上で、目標吹出温度ＴＡＯが、所定温度Ｔ２未満且つ外気温度Ｔａｍより高く、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ４以上の場合に、冷房運転または除湿冷房運転を行い、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１以上で、目標吹出温度ＴＡＯが、所定温度Ｔ２未満且つ外気温度Ｔａｍ以下の場合に冷房運転または除湿冷房運転を行うようにしている。これにより、暖房運転、第１除湿暖房運転、第２除湿暖房運転、冷房運転または除湿暖房運転の切換えを確実に行うことができるので、車室内を搭乗者にとって最適な温度及び湿度に保持することが可能となる。

また、第１省エネモードでは、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１未満の場合に暖房運転を行い、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１以上で、目標吹出温度ＴＡＯが所定温度Ｔ２以上であり、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ３未満で、窓ガラスの曇りが発生しないと判定した場合に暖房運転を行い、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１以上で、目標吹出温度ＴＡＯが所定温度Ｔ２以上であり、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ３未満で、窓ガラスの曇りが発生すると判定した場合に第１除湿暖房運転を行い、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１以上で、目標吹出温度ＴＡＯが所定温度Ｔ２以上であり、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ３以上で、窓ガラスの曇りが発生しないと判定した場合に暖房運転を行い、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１以上で、目標吹出温度ＴＡＯが所定温度Ｔ２以上であり、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ３以上で、窓ガラスの曇りが発生すると判定した場合に第２除湿暖房運転を行い、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１以上で、目標吹出温度ＴＡＯが、所定温度Ｔ２未満且つ外気温度Ｔａｍより高く、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ４未満で、窓ガラスの曇りが発生しないと判定した場合に暖房運転を行い、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１以上で、目標吹出温度ＴＡＯが、所定温度Ｔ２未満且つ外気温度Ｔａｍより高く、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ４未満で、窓ガラスの曇りが発生すると判定した場合に第２除湿暖房運転を行い、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１以上で、目標吹出温度ＴＡＯが、所定温度Ｔ２未満且つ外気温度Ｔａｍより高く、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ４以上の場合に、冷房運転または除湿冷房運転を行い、外気温度Ｔａｍが所定温度Ｔ１以上で、目標吹出温度ＴＡＯが、所定温度Ｔ２未満且つ外気温度Ｔａｍ以下の場合に冷房運転または除湿冷房運転を行うようにしている。これにより、通常モードにおいて第１除湿暖房運転や第２除湿暖房運転に切り替えられる条件においても、窓ガラスの曇りが発生しないと判定した場合には、第１除湿暖房運転や第２除湿暖房運転を行うことなく暖房運転を行うので、通常モードと比較して消費電力量を低減することが可能となる。

また、第２省エネモードは、目標吹出温度ＴＡＯが外気温度Ｔａｍより高い場合に暖房運転を行い、目標吹出温度ＴＡＯが外気温度Ｔａｍ以下の場合に冷房運転または除湿冷房運転を行うようにしている。これにより、通常モードや第１省エネモードにおいて第１除湿暖房運転や第２除湿暖房運転に切り換えられる条件においても、第１除湿暖房運転や第２除湿暖房運転を行わないので、通常モード及び第１省エネモードと比較して消費電力量を低減することが可能となる。

また、暖房運転時のフットモードにおいて、放熱器１５において熱交換された後の空気の温度Ｔｃが目標加熱温度Ｔｃｔとなるように電動モータ２１ａの回転数を制御するとともに、放熱器１５において冷媒と熱交換する空気の割合が最大となるようにエアミックスダンパ１６の開度を制御し、暖房運転時のバイレベルモードにおいて、放熱器１５において熱交換された後の空気の温度Ｔｃが目標加熱温度Ｔｃｔとなるように電動モータ２１ａの回転数を制御するとともに、５０％〜７０％の開度の範囲内で、且つ、目標加熱温度Ｔｃｔ、空気流通路に流入する空気の温度Ｔｅ、及び、目標吹出温度ＴＡＯから算出される開度となるようにエアミックスダンパ１６を制御するようにしている。これにより、吹出口切換えダンパ１３ｂ，１３ｃ，１３のモードによって電動モータ２１ａの回転数及びエアミックスダンパ１６の開度が制御されるので、車室内に吹出す空気を確実に目標吹出温度ＴＡＯとすることが可能となる。

また、暖房運転時のフットモードにおける目標加熱温度Ｔｃｔを、目標吹出温度ＴＡＯに対して、車室内に吹出される空気が空気流通路１１を流通する際の熱損失に相当する熱量を加えた温度とし、暖房運転時のバイレベルモードにおける目標加熱温度Ｔｃｔを、目標吹出温度ＴＡＯ、空気流通路１１に流入する空気の温度、及び、エアミックスダンパ１６の開度に基づいて算出される温度としている。これにより、吹出口切換えダンパ１３ｂ，１３ｃ，１３のモードによって目標加熱温度Ｔｃｔを設定しているので、車室内に吹出す空気を確実に目標吹出温度ＴＡＯとすることが可能となる。

また、第１除湿暖房運転時において、吸熱器１４において熱交換された後の空気の温度Ｔｅが除湿冷却後に目標温度Ｔｅｔとなるように室外熱交換器２２の冷媒流入側に設けられた第１膨張弁２７ａの開度を制御し、第１除湿暖房運転のフットモード、ベントモード、デフモード及びデフフットモードにおいて、放熱器１５において熱交換された後の空気の温度Ｔｃが除湿後に目標加熱温度Ｔｃｔとなるように電動モータ２１ａの回転数を制御するとともに、放熱器１５において冷媒と熱交換する空気の割合が最大となるようにエアミックスダンパ１６の開度を制御し、第１除湿暖房運転のバイレベルモードにおいて、放熱器１５において熱交換された後の空気の温度Ｔｃが除湿後に目標加熱温度Ｔｃｔとなるように電動モータ２１ａの回転数を制御するとともに、５０％〜７０％の開度の範囲内で、且つ、目標吹出温度ＴＡＯ、除湿冷却後の空気の目標温度Ｔｅｔ、及び、除湿後の目標加熱温度Ｔｃｔから算出される開度となるようにエアミックスダンパ１６の開度を制御している。これにより、吹出口切換えダンパ１３ｂ，１３ｃ，１３のモードによって電動モータ２１ａの回転数及びエアミックスダンパ１６の開度が制御されるので、車室内に吹出す空気を確実に目標吹出温度ＴＡＯとすることが可能となる。

また、第１除湿暖房運転時の除湿冷却後の目標温度Ｔｅｔを、第１切換えモードにおいて、所定の除湿冷却後の目標温度Ｔｅｔとし、第２切換えモードにおいて、車室内の湿度Ｔｈを所定の湿度以下とするために、車室内の温度Ｔｒ、車室内の湿度Ｔｈ、目標吹出温度ＴＡＯから算出される除湿冷却後の目標温度Ｔｅｔとし、第１除湿暖房運転のフットモード、ベントモード、デフモード及びデフフットモードにおける除湿後の目標加熱温度Ｔｃｔを、目標吹出温度ＴＡＯに対して、車室内に吹出される空気が空気流通路１１を流通する際の熱損失に相当する熱量を加えた温度とし、除湿暖房運転のバイレベルモードにおける除湿後の目標加熱温度Ｔｃｔを、目標吹出温度ＴＡＯ、除湿冷却後の目標温度Ｔｅｔ、及び、エアミックスダンパ１６の開度に基づいて算出される温度としている。これにより、吹出口切換えダンパ１３ｂ，１３ｃ，１３のモードによって除湿冷却後の目標温度Ｔｅｔ及び除湿後の目標加熱温度Ｔｃｔを設定しているので、車室内に吹出す空気を確実に目標吹出温度ＴＡＯとすることが可能となる。

また、冷房運転及び除湿冷房運転時において、吸熱器１４において熱交換された後の空気の温度Ｔｅが冷却後の目標温度Ｔｅｔとなるように電動モータ２１ａの回転数を制御するとともに、放熱器１５において熱交換された後の空気の温度Ｔｃを推定温度Ｔｃｔとして推定し、目標吹出温度ＴＡＯ、冷却後の目標温度Ｔｅｔ、及び、推定温度Ｔｃｔから算出される開度となるようにエアミックスダンパ１６の開度を制御している。これにより、吹出口切換えダンパ１３ｂ，１３ｃ，１３のモードによって電動モータ２１ａの回転数及びエアミックスダンパ１６の開度が制御されるので、車室内に吹出す空気を確実に目標吹出温度ＴＡＯとすることが可能となる。

また、前記冷却後の目標温度Ｔｅｔを、第１切換えモード及び第３切換えモードにおいて、所定の冷却後の目標温度Ｔｅｔとし、第２切換えモードにおいて、車室内の湿度Ｔｈを所定の湿度以下とするために、車室内の温度Ｔｒ、車室内の湿度Ｔｈ、目標吹出温度ＴＡＯから算出される冷却後の目標温度Ｔｅｔとしている。これにより、吹出口切換えダンパ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄのモードによって冷却後の目標温度Ｔｅｔ及び推定温度Ｔｃｔを設定しているので、車室内に吹出す空気を確実に目標吹出温度ＴＡＯとすることが可能となる。

尚、前記実施形態では、空気流通路１１を流通する空気が放熱器１５において冷媒と熱交換する熱量を暖房、第１及び第２除湿暖房及び除湿冷房の熱源としたものを示したが、熱量が不足する場合には補助の熱源を設けるようにしてもよい。例えば、放熱器１５とは別に、熱源として空気流通路１内に空気流通路１１を流通する空気を直接加熱可能な電気ヒータを備えるようにしてもよい。また、空気流通路１１の内外に亘って温水回路を構成し、温水回路内を流通する温水を空気流通路１１外において加熱して、空気流通路１１において放熱させるようにしてもよい。

また、前記実施形態では、冷媒回路２０において、冷媒流路２０ｃ，２０ｄを切換えるために三方弁２４を用いたものを示したが、三方弁２４の代わりに２台の電磁弁の開閉によって冷媒流路２０ｃ，２０ｄを切換えるようにしてもよい。

また、前記実施形態では、運転切換え制御処理を、車室外の温度Ｔａｍ、環境条件に基づいて算出される目標吹出し温度ＴＡＯおよび窓ガラスの曇りの有無の判定に基づいて行っている。環境条件としては、車室外の温度Ｔａｍ、車室内の温度Ｔｒ、車室内の湿度Ｔｈ、日射量Ｔｓの少なくとも１つの条件が用いられるものである。

また、前記実施形態では、第１除湿暖房運転時の除湿冷却後の目標温度Ｔｅｔを、第２切換えモードにおいて、車室内の温度Ｔｒ、車室内の湿度Ｔｈ、目標吹出温度ＴＡＯから算出される除湿冷却後の目標温度Ｔｅｔとしている。第１除湿暖房運転時の除湿冷却後の目標温度Ｔｅｔは、第２切換えモードにおいて、車室外の温度Ｔａｍ、車室内の温度Ｔｒ、車室内の湿度Ｔｈ、日射量Ｔｓ、車両の移動速度Ｖ、目標吹出温度ＴＡＯの少なくとも１つの条件に基づいて算出されるものである。

また、前記実施形態では、冷房運転及び除湿冷房運転時の冷却後の目標温度Ｔｅｔを、第２切換えモードにおいて、車室内の温度Ｔｒ、車室内の湿度Ｔｈ、目標吹出温度ＴＡＯから算出される冷却後の目標温度Ｔｅｔとしている。冷房運転および除湿冷房運転時の冷却後の目標温度Ｔｅｔは、第２切換えモードにおいて、車室外の温度Ｔａｍ、車室内の温度Ｔｒ、車室内の湿度Ｔｈ、日射量Ｔｓ、車両の移動速度Ｖ、目標吹出温度ＴＡＯの少なくとも１つの条件に基づいて算出されるものである。

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…三方弁、２５ａ〜２５ｄ…第１〜第４電磁弁、２６ａ〜２６ｃ…第１〜第３逆止弁、２７ａ…第１膨張弁、２７ｂ…第２膨張弁、４０…コントローラ、４１…外気温度センサ、４２…内気温度センサ、４３…吸気温度センサ、４４…冷却空気温度センサ、４５…加熱空気温度センサ、４６…内気湿度センサ、４７…日射センサ、４８…速度センサ、４９…操作部。

Claims (10)

1. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
   車室内側に設けられ、冷媒を放熱させる放熱器と、
   車室内側に設けられ、冷媒を吸熱させる吸熱器と、
   車室外側に設けられ、冷媒を放熱または吸熱させる室外熱交換器と、を備え、
   圧縮機が吐出した冷媒を室外熱交換器において放熱させ、室外熱交換器において放熱させた冷媒を膨張手段によって減圧させた後に吸熱器において吸熱させる冷房運転と、
   圧縮機から吐出された冷媒を放熱器および室外熱交換器において放熱させ、放熱器および室外熱交換器において放熱させた冷媒を膨張手段によって減圧させた後に吸熱器において吸熱させる除湿冷房運転と、
   圧縮機が吐出した冷媒を放熱器において放熱させ、放熱器において放熱させた冷媒を膨張手段によって減圧させた後に室外熱交換器において吸熱させる暖房運転と、
   圧縮機が吐出した冷媒を放熱器において放熱させ、放熱器において放熱させた冷媒を膨張手段によって減圧させた後に吸熱器及び室外熱交換器の少なくとも吸熱器において吸熱させる除湿暖房運転と、を切換え可能な車両用空気調和装置において、
   車室外の温度、車室内の温度、車室内の湿度、日射量の少なくとも１つの環境条件を検出可能な環境条件検出手段と、
   車室を構成する窓ガラスの曇りの発生の有無を判定可能な曇り判定手段と、
   環境条件検出手段によって検出される環境条件に基づいて、暖房運転、除湿暖房運転、冷房運転、除湿冷房運転を切換える第１切換えモードと、
   環境条件検出手段によって検出される環境条件に基づいて、暖房運転、除湿暖房運転、冷房運転、除湿冷房運転を切換えるとともに、曇り判定手段によって窓ガラスに曇りが発生すると判定した場合のみ除湿暖房運転を行う第２切換えモードと、
   環境条件検出手段によって検出される環境条件に基づいて、暖房運転、冷房運転、除湿冷房運転を切換える第３切換えモードと、
   第１切換えモード、第２切換えモード及び第３切換えモードを切り換え可能なモード切換え手段と、を備えた
   ことを特徴とする車両用空気調和装置。
2. 前記除湿暖房運転は、放熱器において放熱させた冷媒を膨張手段によって減圧させた後に吸熱器及び室外熱交換器において吸熱させる第１除湿暖房運転と、放熱器において放熱させた冷媒を膨張手段によって減圧させた後に吸熱器において吸熱させる第２除湿暖房運転と、を有し、
   前記環境条件検出手段は、車室外の温度を検出する外気温検出手段であり、
   前記第１モードは、
   外気温度検出手段によって検出された温度が第１所定温度未満の場合に暖房運転を行い、
   車室外の温度が第１所定温度以上で、車室内の温度を設定温度とするために必要な車室内に向かって吹出す空気の温度である目標吹出温度が第２所定温度以上であり、車室外の温度が第３所定温度未満の場合に第１除湿暖房運転を行い、
   車室外の温度が第１所定温度以上で、目標吹出温度が第２所定温度以上であり、車室外の温度が第３所定温度以上の場合に第２除湿暖房運転を行い、
   車室外の温度が第１所定温度以上で、目標吹出温度が、第２所定温度未満且つ車室外の温度より高く、車室外の温度が第４所定温度未満の場合に第２除湿暖房運転を行い、
   車室外の温度が第１所定温度以上で、目標吹出温度が、第２所定温度未満且つ車室外の温度より高く、車室外の温度が第４所定温度以上の場合に、冷房運転または除湿冷房運転を行い、
   車室外の温度が第１所定温度以上で、目標吹出温度が、第２所定温度未満且つ車室外の温度以下の場合に冷房運転または除湿冷房運転を行う
   ことを特徴とする請求項１記載の車両用空気調和装置。
3. 前記第２モードは、
   外気温度検出手段によって検出された温度が第１所定温度未満の場合に暖房運転を行い、
   車室外の温度が第１所定温度以上で、目標吹出温度が第２所定温度以上であり、車室外の温度が第３所定温度未満で、曇り判定手段によって窓ガラスの曇りが発生しないと判定した場合に暖房運転を行い、
   車室外の温度が第１所定温度以上で、目標吹出温度が第２所定温度以上であり、車室外の温度が第３所定温度未満で、曇り判定手段によって窓ガラスの曇りが発生すると判定した場合に第１除湿暖房運転を行い、
   車室外の温度が第１所定温度以上で、目標吹出温度が第２所定温度以上であり、車室外の温度が第３所定温度以上で、曇り判定手段によって窓ガラスの曇りが発生しないと判定した場合に暖房運転を行い、
   車室外の温度が第１所定温度以上で、目標吹出温度が第２所定温度以上であり、車室外の温度が第３所定温度以上で、曇り判定手段によって窓ガラスの曇りが発生すると判定した場合に第２除湿暖房運転を行い、
   車室外の温度が第１所定温度以上で、目標吹出温度が、第２所定温度未満且つ車室外の温度より高く、車室外の温度が第４所定温度未満で、曇り判定手段によって窓ガラスの曇りが発生しないと判定した場合に暖房運転を行い、
   車室外の温度が第１所定温度以上で、目標吹出温度が、第２所定温度未満且つ車室外の温度より高く、車室外の温度が第４所定温度未満で、曇り判定手段によって窓ガラスの曇りが発生すると判定した場合に第２除湿暖房運転を行い、
   車室外の温度が第１所定温度以上で、目標吹出温度が、第２所定温度未満且つ車室外の温度より高く、車室外の温度が第４所定温度以上の場合に、冷房運転または除湿冷房運転を行い、
   車室外の温度が第１所定温度以上で、目標吹出温度が、第２所定温度未満且つ車室外の温度以下の場合に冷房運転または除湿冷房運転を行う
   ことを特徴とする請求項２記載の車両用空気調和装置。
4. 前記第３モードは、
   目標吹出温度が車室外の温度より高い場合に暖房運転を行い、
   目標吹出温度が車室外の温度以下の場合に冷房運転または除湿冷房運転を行う
   ことを特徴とする請求項２または３記載の車両用空気調和装置。
5. 放熱器及び吸熱器が配置された空気流通路を有し、空気流通路を流通する空気を車室内に吹き出させるための複数の吹出口が設けられた空調ユニットと、
   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き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き出させるフットモードと、車室内の搭乗者の頭部側及び足元側のそれぞれに向かって吹き出させるバイレベルモードと、が切換え可能な吹出口切換え手段と、
   開度を変更することによって、空気流通路を流通する空気の放熱器において冷媒と熱交換する割合を変更可能なエアミックスダンパと、を備え、
   暖房運転時のフットモードにおいて、放熱器において熱交換された後の空気の温度が加熱目標温度となるように圧縮機を駆動する電動モータの回転数を制御するとともに、放熱器において冷媒と熱交換する空気の割合が最大となるようにエアミックスダンパの開度を制御し、
   暖房運転時のバイレベルモードにおいて、放熱器において熱交換された後の空気の温度が加熱目標温度となるように圧縮機を駆動する電動モータの回転数を制御するとともに、所定範囲内の開度で、且つ、目標吹出温度、空気流通路に流入する空気の温度、及び、加熱目標温度から算出される開度となるようにエアミックスダンパの開度を制御する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の車両用空気調和装置。
6. 前記暖房運転時のフットモードにおける加熱目標温度を、目標吹出温度に対して、車室内に吹出される空気が空気流通路を流通する際の熱損失に相当する熱量を加えた温度とし、
   前記暖房運転時のバイレベルモードにおける加熱目標温度を、目標吹出温度、空気流通路に流入する空気の温度、及び、エアミックスダンパの開度に基づいて算出される温度とした
   ことを特徴とする請求項５記載の車両用空気調和装置。
7. 吹出口切換え手段は、空気流通路を流通する空気を、車室内の窓ガラスに向かって吹出させるデフモードと、車室内の窓ガラス及び搭乗者の足元側のそれぞれに向かって吹出させるデフフットモードと、を有し、
   除湿暖房運転時において、吸熱器において熱交換された後の空気の温度が除湿冷却目標温度となるように吸熱器または室外熱交換器の冷媒流入側に設けられた冷媒を減圧する冷媒減圧手段を制御し、
   除湿暖房運転のフットモード、ベントモード、デフモード及びデフフットモードにおいて、放熱器において熱交換された後の空気の温度が除湿後加熱目標温度となるように圧縮機を駆動する電動モータの回転数を制御するとともに、放熱器において冷媒と熱交換する空気の割合が最大となるようにエアミックスダンパの開度を制御し、
   除湿暖房運転のバイレベルモードにおいて、放熱器において熱交換された後の空気の温度が除湿後加熱目標温度となるように圧縮機を駆動する電動モータの回転数を制御するとともに、所定範囲内の開度で、且つ、目標吹出温度、除湿冷却目標温度、及び、除湿後加熱目標温度から算出される開度となるようにエアミックスダンパの開度を制御する
   ことを特徴とする請求項５または６記載の車両用空気調和装置。
8. 前記除湿暖房運転時の除湿冷却目標温度を、第１切換えモードにおいて、所定の除湿冷却目標温度とし、第２切換えモードにおいて、車室内の湿度を所定の湿度以下とするために、車室外の温度、車室内の温度、車室内の湿度、日射量、車両の移動速度、目標吹出温度のうち少なくとも１つの条件から算出される除湿冷却目標温度とし、
   前記除湿暖房運転のフットモード、ベントモード、デフモード及びデフフットモードにおける除湿後加熱目標温度を、目標吹出温度に対して、車室内に吹出される空気が空気流通路を流通する際の熱損失に相当する熱量を加えた温度とし、
   前記除湿暖房運転のバイレベルモードにおける除湿後加熱目標温度を、目標吹出温度、除湿冷却目標温度、及び、エアミックスダンパの開度に基づいて算出される温度とした
   ことを特徴とする請求項７記載の車両用空気調和装置。
9. 冷房運転及び除湿冷房運転時において、吸熱器において熱交換された後の空気の温度が冷却目標温度となるように圧縮機を駆動する電動モータの回転数を制御するとともに、放熱器において熱交換された後の空気の温度を推定加熱温度として推定し、目標吹出温度、冷却目標温度、及び、推定加熱温度から算出される開度となるようにエアミックスダンパの開度を制御する
   ことを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項記載の車両用空気調和装置。
10. 前記冷却目標温度を、第１切換えモード及び第３切換えモードにおいて、所定の冷却目標温度とし、第２切換えモードにおいて、車室内の湿度を所定の湿度以下とするために、車室外の温度、車室内の温度、車室内の湿度、日射量、車両の移動速度、目標吹出温度のうち少なくとも１つの条件から算出される冷却目標温度とした
    ことを特徴とする請求項９記載の車両用空気調和装置。

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