JP2014054931A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エコノミー運転モードに切り替えることによる消費エネルギ低減効果を効果的に得ることのできる車両用空調装置を提供する。
【解決手段】乗員の空調感を優先するノーマル運転モードおよび空調のために消費されるエネルギの低減を優先させるエコノミー運転モードのうち実際に実行される実行運転モードを決定する実行運転モード決定手段が、車両システムの起動時には、実行運転モードをエコノミー運転モードに決定する。これにより、乗員がエコノミースイッチ６０ａを操作してエコノミー運転モードの選択を行わなくてもエコノミー運転モードでの運転が実行されるので、消費エネルギ低減効果を効果的に得ることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、空調のために消費されるエネルギの低減を優先させる運転モードを有する車両用空調装置に関する。

従来、乗員の空調感の向上を優先させながら車室内の空調を行う運転モード（以下、ノーマル運転モードという）と、ノーマル運転モードよりも車室内空調のために消費されるエネルギの低減を優先させる運転モード（以下、エコノミー運転モードという）とを切替可能に構成された車両用空調装置が知られている。

例えば、特許文献１の車両用空調装置では、乗員の操作によってノーマル運転モードあるいはエコノミー運転モードを選択するエコノミースイッチを備えており、このエコノミースイッチによってエコノミー運転モードが選択された際には、暖房用熱源としてのエンジン冷却水を加熱するためにエンジンを作動させる頻度を低減させる等の手段によって、空調のために消費されるエネルギの低減を図っている。

特許第４３８２７６１号公報

しかしながら、特許文献１の車両用空調装置では、乗員がエコノミースイッチによってエコノミー運転モードを選択しなければ、ノーマル運転モードが継続されてしまうので、エコノミー運転モードに切り替えることによる省エネルギ効果を得ることができない。

そのため、例えば、特許文献１の車両用空調装置を電気自動車に搭載し、車載バッテリに蓄えられた電力を消費して空調を行うようにした場合、乗員がエコノミースイッチによるエコノミー運転モードの選択操作を行わないと、バッテリの蓄電残量が乗員の想定以上の速さで減少して車両航続距離が短くなってしまうことが懸念される。

上記点に鑑み、本発明では、空調のために消費されるエネルギの低減を優先させる運転モードに切り替えることによる省エネルギ効果を効果的に得ることを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項１に記載の発明では、車室内の空調を行うノーマル運転モードと、ノーマル運転モードに対して空調を行うために消費されるエネルギの低減を優先させるエコノミー運転モードとを切替可能に構成された車両用空調装置であって、
乗員の操作によって、ノーマル運転モードおよびエコノミー運転モードの一方を選択する運転モード選択手段（６０ａ）と、ノーマル運転モードおよびエコノミー運転モードのうち実際に実行される実行運転モードを決定する実行運転モード決定手段（Ｓ５）とを備え、
実行運転モード決定手段（Ｓ５）は、車両システムの起動時には、実行運転モードをエコノミー運転モードに決定することを特徴とする。

これによれば、車両システムの起動時には、実行運転モード決定手段（Ｓ５）が、実行運転モードをエコノミー運転モードに決定するので、乗員が運転モード選択手段（６０ａ）による選択操作を行わなくてもエコノミー運転モードでの運転が実行される。その結果、エコノミー運転モードに切り替えることによる消費エネルギ低減効果を効果的に得ることができる。

さらに、車両システムの起動後に運転モード選択手段（６０ａ）が操作された際には、実行運転モード決定手段（Ｓ５）が、実行運転モードを運転モード選択手段（６０ａ）によって選択された運転モードに決定するようにしてもよい。これによれば、車両システムの起動後に乗員の要求に応じて空調感の向上を優先させたノーマル運転モードでの運転を実行することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。 第１実施形態の車両用空調装置の電気制御部を示すブロック図である。 第１実施形態の車両用空調装置の制御処理を示すフローチャートである。 第１実施形態の車両用空調装置の制御処理のうち、運転モードを決定するためのフローチャートである。 第１実施形態の車両用空調装置の制御処理のうち、送風機電圧を決定するためのフローチャートである。 第１実施形態の車両用空調装置の制御処理のうち、圧縮機の回転数を決定するためのフローチャートである。 第１実施形態の車両用空調装置の制御処理のうち、要求信号を決定するためのフローチャートである。 第１実施形態の車両用空調装置の制御処理のうち、水ポンプの作動状態を決定するためのフローチャートである。 第２実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。

（第１実施形態）
以下、図１〜図８により、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態の車両用空調装置１は、内燃機関（エンジン）ＥＧおよび走行用電動モータの双方から車両走行用の駆動力を得ることのできるハイブリッド車両に適用されている。また、本実施形態のハイブリッド車両は、車両停車時に外部電源（商用電源）から供給された電力をバッテリＢに充電することのできるプラグインハイブリッド車両として構成されている。

このプラグインハイブリッド車両は、車両走行開始前の車両停車時に外部電源からバッテリＢに充電しておくことによって、走行開始時のようにバッテリＢの蓄電残量ＳＯＣが予め定めた走行用基準残量以上になっているときには、主に走行用電動モータの駆動力によって走行するＥＶ走行モードとなる。一方、車両走行中にバッテリＢの蓄電残量ＳＯＣが走行用基準残量よりも低くなっているときには、主にエンジンＥＧの駆動力によって走行するＨＶ走行モードとなる。

より詳細には、ＥＶ走行モードは、主に走行用電動モータが出力する駆動力によって車両を走行させる走行モードであるが、車両走行負荷が高負荷となった際にはエンジンＥＧを作動させて走行用電動モータを補助する。つまり、走行用電動モータから出力される走行用の駆動力（モータ側駆動力）がエンジンＥＧから出力される走行用の駆動力（内燃機関側駆動力）よりも大きくなる走行モードである。

一方、ＨＶ走行モードは、主にエンジンＥＧが出力する駆動力によって車両を走行させる走行モードであるが、車両走行負荷が高負荷となった際には走行用電動モータを作動させてエンジンＥＧを補助する。つまり、内燃機関側駆動力がモータ側駆動力よりも大きくなる走行モードである。

本実施形態のプラグインハイブリッド車両では、このようにＥＶ走行モードとＨＶ走行モードとを切り替えることによって、車両走行用の駆動力をエンジンＥＧのみから得る通常の車両に対してエンジンＥＧの燃料消費量を抑制して、車両燃費を向上させている。また、このようなＥＶ走行モードとＨＶ走行モードとの切り替えは、後述する駆動力制御装置７０によって制御される。

さらに、エンジンＥＧから出力される駆動力は、車両走行用として用いられるのみならず、発電機８０を作動させるためにも用いられる。そして、発電機８０にて発電された電力および外部電源から供給された電力は、バッテリＢに蓄えることができ、バッテリＢに蓄えられた電力は、走行用電動モータのみならず、車両用空調装置１を構成する電動式構成機器をはじめとする各種車載機器に供給できる。

次に、図１、図２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、車室内へ送風される送風空気の温度を調整する温度調整手段としてのヒートポンプサイクル（蒸気圧縮式の冷凍サイクル）１０、この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空調制御装置５０等を備えている。

まず、ヒートポンプサイクル１０は、送風空気を加熱して車室内を暖房する暖房運転時の冷媒回路、送風空気を冷却して車室内を冷房する冷房運転時の冷媒回路、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運転時の冷媒回路、さらに、暖房運転時に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運転時の冷媒回路に切替可能に構成されている。

なお、図１では、暖房運転時の冷媒回路に切り替えた際の冷媒の流れを白抜き矢印で示し、冷房運転時の冷媒回路に切り替えた際の冷媒の流れを黒塗り矢印で示し、除湿暖房運転時の冷媒回路に切り替えた際の冷媒の流れを斜線ハッチング付き矢印で示し、さらに、除霜運転時の冷媒回路に切り替えた際の冷媒の流れを網掛けハッチング付き矢印で示している。

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室内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、冷媒回路切替手段としての開閉弁１５ａおよび三方弁２０等を備えている。

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、Ｒ１３４ａ）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。

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。

電動モータ１１ｂは、インバータ６１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６１は、空調制御装置５０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、この周波数（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。

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加熱用熱交換器である。

室内凝縮器１３の冷媒出口側には、暖房運転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、暖房運転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。

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。

開閉弁１５ａは、冷房運転時の冷媒回路、暖房運転時の冷媒回路、除湿暖房運転時の冷媒回路、および除霜運転時の冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段を構成するもので、空調制御装置５０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、冷房運転時および除霜運転時に開き、暖房運転時および除湿暖房運転時に閉じる。

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の冷媒入口側へ流れる。

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５０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。

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時の冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段を構成しており、空調制御装置５０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。

具体的には、本実施形態の三方弁２０は、冷房運転時および除湿暖房運転時には室外熱交換器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り替え、暖房運転時および除霜運転時には室外熱交換器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り替える。

冷房用固定絞り１７の基本的構成は暖房用固定絞り１４と同様である。冷房用固定絞り１７の出口側には、室内蒸発器１８の冷媒入口側が接続されている。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。

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、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。

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。

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）とを切替導入する内外気切替手段としての内外気切替装置３３が配置されている。

内外気切替装置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、内外気切替ドアによって調整して、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。内外気切替ドアは、内外気切替ドア用の電動アクチュエータ６２によって駆動され、この電動アクチュエータ６２は、空調制御装置５０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。

内外気切替装置３３の空気流れ下流側には、内外気切替装置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５０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。従って、この電動モータは、送風機３２の送風能力変更手段を構成している。

送風機３２の空気流れ下流側には、前述の室内蒸発器１８が配置されている。さらに、ケーシング３１内の室内蒸発器１８の空気流れ下流側には、室内蒸発器１８通過後の空気を流す加熱用冷風通路３５ａ、冷風バイパス通路３５ｂといった空気通路、並びに、加熱用冷風通路３５ａおよび冷風バイパス通路３５ｂから流出した空気を混合させる混合空間３６が形成されている。

加熱用冷風通路３５ａには、室内蒸発器１８通過後の空気を加熱するためのヒータコア４６、前述の室内凝縮器１３、およびＰＴＣヒータ４７が、送風空気流れ方向に向かってこの順に配置されている。ヒータコア４６は、エンジンＥＧを冷却する冷却水（熱媒体）と室内蒸発器１８通過後の送風空気とを熱交換させて、室内蒸発器１８通過後の送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。

このヒータコア４６とエンジンＥＧは、冷却水配管によって接続されて、ヒータコア４６とエンジンＥＧとの間を冷却水が循環する冷却水回路４０が構成されている。そして、この冷却水回路４０には、冷却水を循環させるための水ポンプ４５が配置されている。この水ポンプ４５は、空調制御装置５０から出力される制御電圧によって回転数（冷却水循環流量）が制御される電動式の水ポンプである。

ＰＴＣヒータ４７は、ＰＴＣ素子（正特性サーミスタ）を有し、このＰＴＣ素子に電力が供給されることによって発熱して、ヒータコア４６通過後の空気を加熱する補助加熱手段としての電気ヒータである。より具体的には、このＰＴＣヒータ４７は複数（本実施形態では、３本）のＰＴＣヒータから構成されている。本実施形態では、通電本数を変化させることによりＰＴＣヒータ４７全体としての加熱能力を変化させている。

一方、冷風バイパス通路３５ｂは、室内蒸発器１８通過後の空気を、ヒータコア４６およびＰＴＣヒータ４７を通過させることなく、混合空間３６に導くための空気通路である。従って、混合空間３６にて混合された送風空気の温度は、加熱用冷風通路３５ａを通過する空気、および冷風バイパス通路３５ｂを通過する空気の風量割合によって変化する。

そこで、本実施形態では、室内蒸発器１８の空気流れ下流側であって、加熱用冷風通路３５ａおよび冷風バイパス通路３５ｂの入口側に、加熱用冷風通路３５ａおよび冷風バイパス通路３５ｂへ流入させる冷風の風量割合を連続的に変化させるエアミックスドア３４を配置している。従って、エアミックスドア３４は、混合空間３６内の空気温度（車室内へ送風される送風空気の温度）を調整する温度調整手段を構成している。

より具体的には、エアミックスドア３４は、エアミックスドア用の電動アクチュエータ６３によって駆動される回転軸と、その一端側に回転軸が連結された板状のドア本体部を有して構成される、いわゆる片持ちドアで構成されている。また、エアミックスドア用の電動アクチュエータ６３は、空調制御装置５０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。

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を迂回させる冷風バイパス通路を通過した送風空気を、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。

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フェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口（いずれも図示せず）に接続されている。

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。

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６４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６４も、空調制御装置５０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。

また、吹出口モード切替手段によって切り替えられる吹出口モードとしては、フェイス吹出口を全開してフェイス吹出口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、フェイス吹出口とフット吹出口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、フット吹出口を全開するとともにデフロスタ吹出口を小開度だけ開口して、フット吹出口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およびデフロスタ吹出口を同程度開口して、フット吹出口およびデフロスタ吹出口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。

さらに、乗員が操作パネルに設けられた吹出口モード切替スイッチをマニュアル操作することによって、デフロスタ吹出口を全開してデフロスタ吹出口から車両フロント窓ガラス内面に空気を吹き出すデフロスタモードとすることもできる。

次に、図２により、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５０および駆動力制御装置７０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、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、出力側に接続された各種機器の作動を制御する。

駆動力制御装置７０の出力側には、エンジンＥＧを構成する各種エンジン構成機器および走行用電動モータへ交流電流を供給する走行用インバータ等が接続されている。各種エンジン構成機器としては、具体的に、エンジンＥＧを始動させるスタータ、エンジンＥＧに燃料を供給する燃料噴射弁（インジェクタ）の駆動回路（いずれも図示せず）等が接続されている。

また、駆動力制御装置７０の入力側には、バッテリＢの端子間電圧ＶＢを検出する電圧計、バッテリＢへ流れ込む電流ＡＢｉｎあるいはバッテリＢから流れる電流ＡＢｏｕｔを検出する電流計、アクセル開度Ａｃｃを検出するアクセル開度センサ、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ、車速Ｖｖを検出する車速センサ（いずれも図示せず）等の種々のエンジン制御用のセンサ群が接続されている。

空調制御装置５０の出力側には、送風機３２、圧縮機１１の電動モータ１１ｂ用のインバータ６１、送風ファン１６ａ、各種電動アクチュエータ６２、６３、６４、ＰＴＣヒータ４７、水ポンプ４５等が接続されている。

また、空調制御装置５０の入力側には、車室内温度Ｔｒを検出する内気センサ５１、外気温Ｔａｍを検出する外気センサ５２（外気温検出手段）、車室内の日射量Ｔｓを検出する日射センサ５３、圧縮機１１吐出冷媒温度Ｔｄを検出する吐出温度センサ５４（吐出温度検出手段）、圧縮機１１吐出冷媒圧力Ｐｄを検出する吐出圧力センサ５５（吐出圧力検出手段）、室内蒸発器１８からの吹出空気温度（蒸発器温度）ＴＥを検出する蒸発器温度センサ５６（蒸発器温度検出手段）、エンジンＥＧから流出した冷却水の冷却水温度ＴＷを検出する冷却水温度センサ５７、室外熱交換器１６の室外器温度Ｔｏｕｔを検出する室外熱交換器温度センサ５８等の種々の空調制御用のセンサ群が接続されている。

なお、本実施形態の吐出冷媒圧力Ｐｄは、冷房運転時には、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、暖房運転時には、圧縮機１１の冷媒吐出口側から暖房用固定絞り１７入口側へ至るサイクルの高圧側冷媒圧力となる。

また、本実施形態の蒸発器温度センサ５６は、具体的には、室内蒸発器１８の熱交換フィン温度を検出している。もちろん、蒸発器温度センサ５６として、室内蒸発器１８のその他の部位の温度を検出する温度検出手段を採用してもよいし、室内蒸発器１８を流通する冷媒自体の温度を直接検出する温度検出手段を採用してもよい。このことは室外熱交換器温度センサ５８についても同様である。

さらに、空調制御装置５０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６０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。操作パネル６０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、オートスイッチ、運転切替スイッチ、吹出口モードの切替スイッチ、送風機３２の風量設定スイッチ、エコノミースイッチ６０ａ、車室内温度設定スイッチ６０ｂ、現在の車両用空調装置１の作動状態等を表示する表示部等が設けられている。

オートスイッチは、乗員の操作によって車両用空調装置１の自動制御を設定あるいは解除する自動制御設定手段である。車室内温度設定スイッチ６０ｂは、乗員の操作によって車室内の目標温度である車室内設定温度Ｔｓｅｔを設定する目標温度設定手段である。運転切替スイッチは、乗員の操作によって暖房運転、冷房運転、除湿暖房運転を選択する運転切替手段である。

エコノミースイッチ６０ａは、乗員の操作によって、ノーマル運転モードおよびエコノミー運転モードの一方を選択する運転モード選択手段である。なお、ノーマル運転モードは、乗員の空調感の向上を優先させた空調を行う運転モードであり、エコノミー運転モードは、ノーマル運転モードに対して空調のために消費されるエネルギの低減を優先させる運転モードである。

また、空調制御装置５０および駆動力制御装置７０は、電気的に接続されて互いに通信可能に構成されている。これにより、一方の制御装置に入力された検出信号あるいは操作信号に基づいて、他方の制御装置が出力側に接続された各種機器の作動を制御することもできる。例えば、空調制御装置５０が駆動力制御装置７０へエンジンＥＧの作動要求信号を出力することによって、エンジンＥＧを作動させること、あるいは、エンジンＥＧの回転数を変化させることができる。

なお、空調制御装置５０および駆動力制御装置７０は、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御手段を構成している。

例えば、本実施形態では、空調制御装置５０のうち、吹出口モード切替手段を構成する各ドア３８ａ〜３８ｃを駆動する吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータ６４の作動を制御する構成が、吹出口モード切替手段５０ａを構成している。さらに、本実施形態では、駆動力制御装置７０と制御信号の送受信を行ってエンジンＥＧの作動要求信号を出力する構成が作動要求信号出力手段５０ｂを構成している。

次に、図３〜図８により、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。図３は、本実施形態の車両用空調装置１のメインルーチンとしての制御処理を示すフローチャートである。この制御処理は、車両用空調装置１の作動スイッチが投入さるとスタートする。なお、図３〜図８の各制御ステップは、空調制御装置５０が有する各種の機能実現手段を構成している。

まず、図３のステップＳ１では、空調制御装置５０の記憶回路によって構成されるフラグ、タイマ等の初期化、および上述した電動アクチュエータを構成するステッピングモータの初期位置合わせ等のイニシャライズが行われる。なお、ステップＳ１のイニシャライズでは、フラグや演算値のうち、前回の車両用空調装置の停止時や車両システム終了時に記憶された値が読み出されるものもある。

本実施形態では、具体的に、前回の車両システムの終了時に記憶された吹出口モードが読み出される。つまり、本実施形態の空調制御装置５０の記憶回路は、車両システムの終了時における吹出口モードを記憶する吹出口モード記憶手段としての機能を果たす。

次に、ステップＳ２では、操作パネル６０の操作信号等を読み込んでステップＳ３へ進む。具体的な操作信号としては、車室内温度設定スイッチ６０ｂによって設定される車室内設定温度Ｔｓｅｔ、吸込口モードスイッチの設定信号、エコノミースイッチ６０ａの操作信号等がある。

次に、ステップＳ３では、空調制御に用いられる車両環境状態の信号、すなわち上述のセンサ群５１〜５８等の検出信号を読み込む。また、このステップＳ３では、駆動力制御装置７０の入力側に接続されたセンサ群の検出信号、および駆動力制御装置７０から出力される制御信号等の一部も、駆動力制御装置７０から読み込んでいる。

次に、ステップＳ４では、車室内へ吹き出される送風空気の目標温度としての目標吹出温度ＴＡＯを算出する。目標吹出温度ＴＡＯは、下記数式Ｆ１により算出される。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ…（Ｆ１） ここで、Ｔｓｅｔは車室内温度設定スイッチ６０ｂによって設定された車室内設定温度であり、Ｔｒは内気センサ５１によって検出された車室内温度（内気温）であり、Ｔａｍは外気センサ５２によって検出された外気温であり、Ｔｓは日射センサ５３によって検出された日射量である。Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインであり、Ｃは補正用の定数である。

次に、ステップＳ５では、運転モードおよび冷媒回路の決定を行う。より具体的には、ステップＳ５では、ノーマル運転モードあるいはエコノミー運転モードといった省エネルギ化に関する運転モードと、暖房運転時の冷媒回路、冷房運転時の冷媒回路、除湿暖房運転時の冷媒回路あるいは除霜運転時の冷媒回路といった冷媒回路の決定を行う。

ステップＳ５における消費エネルギに関する運転モードの決定については、基本的には、乗員がエコノミースイッチ６０ａにて選択した運転モードが、実際に実行される実行運転モードに決定されるが、本実施形態では、さらに、車両システムの起動時に、実行運転モードをエコノミー運転モードに決定する。この制御フローについては、図４を用いて説明する。

まず、ステップＳ５１では、車両システムのスタートスイッチ（ＩＧスイッチ）が、乗員の操作によって非投入状態（ＯＦＦ）から投入状態（ＯＮ）へ変更されたか否かが判定される。ステップＳ５１にて、スタートスイッチがＯＮに変更されたと判定されなかった場合は、実際に実行される実行運転モードを変更することなく、ステップＳ６へ進む。

一方、ステップＳ５１にて、スタートスイッチがＯＮに変更されたと判定された場合は、ステップＳ５２へ進む。ステップＳ５２では、カスタマイズキャンセルが設定されているか否かが判定される。カスタマイズキャンセルとは、車両システムの起動時に車両用空調装置１の運転モードがエコノミー運転モードになってしまうことをキャンセルする設定であり、この設定はカーディーラー等が有するカスタマイズツール等を用いて行われる。

ステップＳ５２にて、カスタマイズキャンセルが設定されていると判定されない場合は、ステップＳ５３へ進み、実際に実行される実行運転モードをエコノミー運転モードに決定して、ステップＳ６へ進む。一方、ステップＳ５２にてカスタマイズキャンセルが設定されていると判定された場合は、実際に実行される実行運転モードを変更することなく、ステップＳ６へ進む。

上記説明から明らかなように、本実施形態の制御ステップＳ５は、ノーマル運転モードおよびエコノミー運転モードのうち実際に実行される実行運転モードを決定する実行運転モード決定手段を構成している。

また、図４には図示していないが、冷媒回路の決定については、基本的に、乗員が操作パネル６０の運転切替スイッチによって選択された運転を実行する冷媒回路に決定される。

さらに、暖房運転時に室外熱交換器１６に着霜が生じたと判定された際に、除霜運転の冷媒回路に切り替えることを決定する。なお、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、室外熱交換器１６の温度を検出する温度センサによって検出された温度が０℃以下に設定された予め定めた基準温度以下となった際に、室外熱交換器１６に着霜が生じていると判定してもよい。

続くステップＳ６〜Ｓ１４では、空調制御装置５０に接続された各種機器の制御状態が決定される。まず、ステップＳ６では、送風機３２により送風される空気の目標送風量を決定する。具体的には、送風機３２の電動モータに印加するブロワ電圧（送風機電圧）を決定する。このステップＳ６の詳細については、図５を用いて説明する。

ステップＳ６１では、操作パネル６０のオートスイッチが投入されているか否かが判定される。ステップＳ６１にてオートスイッチが投入されていないと判定された場合は、ステップＳ６２へ進み、操作パネル６０の風量設定スイッチによって設定された乗員の所望の風量となるブロワ電圧が決定されて、ステップＳ７へ進む。

具体的には、本実施形態の風量設定スイッチは、Ｌｏ→Ｍ１→Ｍ２→Ｍ３→Ｈｉの５段階の風量を設定することができ、それぞれ４Ｖ→６Ｖ→８Ｖ→１０Ｖ→１２Ｖの順にブロワ電圧が高くなるように決定される。

一方、ステップＳ６１にてオートスイッチが投入されていると判定された場合は、ステップＳ６３へ進み、予め空調制御装置５０に記憶された制御マップを参照して、ステップＳ４で決定された目標吹出温度ＴＡＯに基づいて第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）を決定する。換言すると、空調熱負荷に基づいて送風機３２の稼働率（送風能力）の上限値を決定する。

より具体的には、図５のステップＳ６３に記載された制御特性図に示すように、ＴＡＯの極低温域（最大冷房域）および極高温域（最大暖房域）で第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）を最大値にして、送風機３２の風量を最大風量付近に制御する。また、ＴＡＯが極低温域から中間温度域に向かって上昇すると、ＴＡＯの上昇に応じて第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）を低下させて、送風機３２の風量を減少させる。

さらに、ＴＡＯが極高温域から中間温度域に向かって低下すると、ＴＡＯの低下に応じて第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）を低下させて、送風機３２の風量を減少させる。また、ＴＡＯが所定の中間温度域内に入ると、第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）を最小値にして送風機３２の風量を最小値にする。

なお、図５の制御ステップＳ６３の制御特性図では、操作パネル６０のノーマル運転モードでの制御特性を太実線で示し、エコノミー運転モードでの制御特性を太破線で示している。この制御特性図から明らかなように、エコノミー運転モードでは、ノーマル運転モードよりも、第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）を低い値に設定するようにして車室内の空調を行うために消費されるエネルギ（電気エネルギ）の低減を図っている。

続くステップＳ６４では、予め空調制御装置５０に記憶された制御マップを参照して、冷却水温度センサ５７によって検出された冷却水温度ＴＷに基づいて第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）を決定する。より詳細には、このステップＳ６４では、図５のステップＳ６４に記載された制御特性図に示すように、冷却水温度ＴＷの上昇に伴って、第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）を増加させている。

なお、ステップＳ６４では、ＰＴＣヒータ４７の作動本数に応じて、冷却水温度ＴＷと第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）を変化させてもよい。例えば、ＰＴＣヒータ４７の作動本数の増加に伴って、同じ冷却水温度ＴＷにおける第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）が低くなるように決定してもよい。

これにより、ヒータコア４６を流通する冷却水の温度が低く、ヒータコア４６にて送風空気を充分に加熱することができない場合に、送風機３２の風量を低下させることができる。従って、暖房運転時等に充分に加熱されていない送風空気が車室内へ吹き出されて乗員の暖房フィーリングが悪化することを抑制できる。

続くステップＳ６５では、後述するステップＳ８で決定された吹出口モードがフットモード、バイレベルモードおよびフットデフロスタモードのいずれかであるか否かを判定する。ステップＳ６５にて吹出口モードがフットモード、バイレベルモードおよびフットデフロスタモードのいずれかであると判定された場合は、ステップＳ６６へ進む。

ステップＳ６６では、ステップＳ６３にて決定された第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）と、ステップＳ６４にて決定された第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）とを比較して小さい方の値をブロワレベルに決定して、ステップＳ６７へ進む。ステップＳ６７では、ステップＳ６６にて決定されたブロワレベルに基づいて、予め空調制御装置５０に記憶された制御マップを参照してブロワ電圧を決定して、ステップＳ７へ進む。

一方、ステップＳ６５にて吹出口モードがフットモード、バイレベルモードおよびフットデフロスタモードのいずれでもないと判定された場合は、ステップＳ６８へ進む。ステップＳ６８では、ステップＳ６３にて決定された第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）をブロワレベルと決定して、ステップＳ６９へ進む。

ここで、ステップＳ６５にて吹出口モードがフットモード、バイレベルモードおよびフットデフロスタモードのいずれでもないと判定された場合は、車室内の暖房が行われていないことを意味している。従って、ステップＳ６８では、冷却水温度ＴＷが低い時に乗員の暖房フィーリングが悪化してしまうことを抑制するために決定される第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）を用いることなく、空調熱負荷に基づいて決定される第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）を用いてブロワレベルを決定している。

ステップＳ６９では、ステップＳ６７と全く同様に、ステップＳ６８にて決定されたブロワレベルに基づいて、予め空調制御装置５０に記憶された制御マップを参照してブロワ電圧を決定して、ステップＳ７へ進む。

次に、ステップＳ７では、吸込口モード、すなわち内外気切替ドア用の電動アクチュエータ６２に出力される制御信号を決定する。吸込口モードは、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置５０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。

次に、ステップＳ８では、吹出口モード、ずなわち吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータ６４に出力される制御信号を決定する。吹出口モードは、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置５０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、吹出口モードをフットモード→バイレベルモード→フェイスモードへと順次切り替える。従って、夏季は主にフェイスモード、春秋季は主にバイレベルモード、そして冬季は主にフットモードが選択される。

次に、ステップＳ９では、エアミックスドア３４の開度、すなわちエアミックスドア用の電動アクチュエータ６３へ出力される制御信号を決定する。本実施形態では、暖房運転時には、室内蒸発器１８通過後の送風空気の全風量が加熱用冷風通路３５ａ側へ流入するようにエアミックスドア３４を変位させ、除霜運転時には、室内蒸発器１８通過後の送風空気の全風量が加熱用冷風通路３５ａ側へ流入するようにエアミックスドア３４を変位させる。

さらに、冷房運転時および除湿暖房運転時には、室内へ送風される送風空気の温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくようにエアミックスドア３４を変位させる。なお、送風空気の温度ＴＡＶとして、蒸発器温度Ｔｅおよび吐出冷媒温度Ｔｄから算出された値を用いることができる。もちろん、車室内へ吹き出される送風空気の温度を検出する送風空気温度検出手段を設け、これによって検出された値を送風空気温度ＴＡＶとしてもよい。

次に、ステップＳ１０では、圧縮機１１の冷媒吐出能力、すなわち圧縮機１１の回転数を決定する。ここで、圧縮機１１の基本的な回転数の決定手法を説明する。例えば、冷房運転時には、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、予め空調制御装置５０に記憶されている制御マップを参照して、室内蒸発器１８における冷媒蒸発温度（蒸発器温度）Ｔｅの目標吹出温度ＴＥＯを決定する。

そして、この目標吹出温度ＴＥＯと吹出空気温度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５０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Δｆ＿Ｃを求める。

また、暖房運転時には、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、予め空調制御装置５０に記憶されている制御マップを参照して、吐出側冷媒圧力（高圧側冷媒圧力）Ｐｄの目標高圧ＰＤＯを決定する。

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５０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Δｆ＿Ｈを求める。

このステップＳ１０のより詳細な制御内容については、図６を用いて説明する。まず、ステップＳ１０１では、冷房運転時の回転数変化量Δｆ＿Ｃを求める。図６のステップＳ１０１には、ルールとして用いるファジールール表を記載している。このルール表では、上述の偏差Ｅｎと偏差変化率Ｅｄｏｔに基づいて室内蒸発器２６の着霜が防止されるようにΔｆ＿Ｃが決定される。

ステップＳ１０２では、暖房運転時および除湿暖房運転時の回転数変化量Δｆ＿Ｈを求める。図６のステップＳ１０２には、ルールとして用いるファジールール表を記載している。このルール表では、上述の偏差Ｐｎと偏差変化率Ｐｄｏｔに基づいて高圧側冷媒圧力Ｐｄの異常上昇が防止されるようにΔｆ＿Ｈが決定される。

次に、ステップＳ１０３では、ステップＳ５で決定された冷媒回路が冷房運転時の冷媒回路であるか否かが判定される。ステップＳ１０３にて、ステップＳ５で決定された冷媒回路が冷房運転時の冷媒回路であると判定された場合は、ステップＳ１０４へ進み、Δｆ＿Ｃを圧縮機１１の回転数変化量Δｆに決定して、ステップＳ１０６へ進む。

一方、ステップＳ１０３にてステップＳ５で決定された冷媒回路が冷房運転時の冷媒回路でないと判定された場合は、ステップＳ１０５へ進み、Δｆ＿Ｈを圧縮機１１の回転数変化量Δｆに決定して、ステップＳ１０６へ進む。ステップＳ１０６では、実行運転モードがエコノミー運転モードになっているか否かが判定される。

ステップＳ１０６にて、エコノミー運転モードになっていない場合は、ステップＳ１０７へ進み、圧縮機１１の回転数の上限値（ＭＡＸ回転数）を１００００ｒｐｍとし、エコノミー運転モードになっている場合は、ステップＳ１０８へ進み、圧縮機１１の回転数の上限値（ＭＡＸ回転数）を７０００ｒｐｍとする。つまり、本実施形態では、エコノミー運転モードでは、ノーマル運転モードよりも圧縮機１１の回転数の上限値を低下させて車室内の空調を行うために消費されるエネルギ（電気エネルギ）を低減させている。

次のステップＳ１０９では、前回の圧縮機回転数ｆｎ−１に回転数変化量Δｆを加えた値と圧縮機１１の回転数の上限値（ＭＡＸ回転数）とを比較して、小さい方の値を、今回の圧縮機回転数ｆｎと決定して、ステップＳ１１へ進む。なお、ステップＳ１０における圧縮機回転数ｆｎの決定は、図３のメインルーチンが繰り返される制御周期τ毎に行われるものではなく、所定の制御間隔（本実施形態では１秒）毎に行われる。

次に、ステップＳ１１では、ＰＴＣヒータ４７の作動本数を決定する。具体的には、ＰＴＣヒータ４７の作動本数は、エアミックスドア３４の目標開度ＳＷが１００％となっても、送風空気の温度が目標吹出温度ＴＡＯより低い場合に、冷却水温度ＴＷに応じて決定する。

具体的には、冷却水温度ＴＷが上昇過程にあるときは、冷却水温度ＴＷの上昇に伴って作動本数が減少するように決定し、冷却水温度が下降過程にあるときは、冷却水温度ＴＷの下降に伴って作動本数が増加するように決定する。もちろん、上昇過程および下降過程における作動本数を決める冷却水温度ＴＷの基準温度にヒステリシス幅を設けることで、制御ハンチングの防止を図るようにしてもよい。

次に、ステップＳ１２では、空調制御装置５０から駆動力制御装置７０へ出力される要求信号を決定する。この要求信号としては、エンジンＥＧの作動要求信号（ＯＮ要求信号）、エンジンＥＧの作動停止信号（ＯＦＦ要求信号）等がある。

ここで、車両走行用の駆動力をエンジンＥＧのみから得る通常の車両では、走行時に常時エンジンを作動させているので冷却水も常時高温となる。従って、通常の車両では冷却水をヒータコア４６に流通させることで十分な暖房能力を発揮することができる。

これに対して、本実施形態のプラグインハイブリッド車両では、ＥＶ走行モードで走行している際に、走行用電動モータのみから走行用の駆動力を得て走行することがある。また、ＨＶ走行モードであっても走行用電動モータのアシスト量が増加してエンジンＥＧの出力が低下することがある。このため、高い暖房能力が必要な場合であっても、冷却水温度ＴＷが暖房用の熱源として充分な温度となるまで上昇していないことがある。

そこで、本実施形態の車両用空調装置１では、高い暖房能力が必要であるにもかかわらず冷却水温度ＴＷが暖房用の熱源として充分な温度となるまで上昇していないときは、冷却水温度ＴＷを上昇させるために、空調制御装置５０から駆動力制御装置７０に対して、エンジンＥＧを所定の回転数で作動させるように要求信号を出力している。これにより、エンジンＥＧを作動させて冷却水温度ＴＷを上昇させるようにしている。

ステップＳ１２の詳細については、図７のフローチャートを用いて説明する。なお、この制御ステップＳ１１は、ヒートポンプサイクル１０の冷媒回路が暖房運転時の冷媒回路に決定されている際に実行される。

まず、ステップＳ１２１では、冷却水温度ＴＷに基づくエンジンＥＧの作動要求信号あるいは作動停止信号の出力を行うか否かの判定に用いる判定閾値を決定する。具体的には、作動要求信号を出力することを決定する判定基準となる閾値としてエンジンＯＮ水温、および作動停止信号を出力することを決定する判定基準となる閾値としてエンジンＯＦＦ水温を決定する。

換言すると、エンジンＯＦＦ水温は、駆動力制御装置７０がエンジンＥＧを作動させて冷却水温度ＴＷを昇温させる際の上限温度となる値である。つまり、駆動力制御装置７０は、冷却水温度ＴＷを昇温させる際に、冷却水温度ＴＷがエンジンＯＦＦ水温となるまでエンジンＥＧを作動させることになる。

具体的には、エンジンＯＦＦ水温は、車両用空調装置１が充分な暖房能力を発揮するために望ましい冷却水温度ＴＷＤと、予め定められた基準温度（本実施形態では７０℃）のうち小さい方の値に決定する。

ここで、車両用空調装置１が充分な暖房能力を発揮するために望ましい冷却水温度ＴＷＤは、以下の数式Ｆ２を用いて算出する。
ＴＷＤ＝｛（ＴＡＯ−ΔＴｐｔｃ）−（ＴＥ×０．２）｝／０．８…（Ｆ２）
なお、ΔＴｐｔｃは、ＰＴＣヒータ４７の作動による吹出温上昇量、すなわち、各吹出口２４〜２６から車室内へ吹き出される空気の温度（吹出温）のうち、ＰＴＣヒータ４７の発熱分が寄与した温度上昇量である。このΔＴｐｔｃは、ＰＴＣヒータ４７の作動本数の増加に伴って高い値が設定される。例えば、ＰＴＣヒータ４７の作動本数が０本であればΔＴｐｔｃ＝０℃、作動本数が１本であればΔＴｐｔｃ＝３℃、作動本数が２本であればΔＴｐｔｃ＝６℃、作動本数が３本であればΔＴｐｔｃ＝９℃となるように設定されている。

一方、エンジンＯＮ水温は、頻繁にエンジンがＯＮ／ＯＦＦするのを防止するため、エンジンＯＦＦ水温よりも所定値（本実施形態では、５℃）だけ低く決定されている。つまり、この所定値は、制御ハンチング防止のためのヒステリシス幅として設定されている。

続くステップＳ１２２では、冷却水温度ＴＷに応じて、エンジンＥＧの作動要求信号あるいは作動停止信号を出力するか否かの仮要求信号フラグｆ（ＴＷ）を決定する。具体的には、冷却水温度ＴＷがステップＳ１２１で決定されたエンジンＯＮ水温より低ければ、仮要求信号フラグｆ（ＴＷ）＝ＯＮとしてエンジンＥＧの作動要求信号を出力することを仮決定し、冷却水温度ＴＷがエンジンＯＦＦ水温より高ければ、仮要求信号フラグｆ（ＴＷ）＝ＯＦＦとしてエンジンＥＧの作動停止信号を出力することを仮決定する。

続くステップＳ１２３では、消費エネルギに関する運転モード（実行運転モード）、目標吹出温度ＴＡＯ、仮要求信号フラグｆ（ＴＷ）、車室内設定温度Ｔｓｅｔに基づいて、予め空調制御装置５０に記憶されている制御マップを参照して、駆動力制御装置７０へ出力される要求信号を決定する。

具体的には、図７のステップＳ１２３に記載されているように、エコノミー運転モード以外の運転モード（すなわち、ノーマル運転モード）となっており、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた基準目標温度ＫＴＡＯ（本実施形態では、２０℃）以上となっており、さらに、仮要求信号フラグｆ（ＴＷ）がＯＮになっている場合は、車室内設定温度Ｔｓｅｔによらず、駆動力制御装置７０へエンジンＥＧの作動を要求するＯＮ要求信号を出力することを決定する。

また、エコノミー運転モードとなっており、目標吹出温度ＴＡＯが基準温度ＫＴＡＯ（本実施形態では、２０℃）以上となっており、仮要求信号フラグｆ（ＴＷ）がＯＮになっており、さらに、車室内設定温度Ｔｓｅｔが予め定めた基準設定温度ＫＴｓｅｔ（本実施形態では、２８℃）以上となっている場合は、駆動力制御装置７０へエンジンＥＧの作動を要求するＯＮ要求信号を出力することを決定する。

そして、これ以外では、駆動力制御装置７０へエンジンＥＧの停止を要求するＯＦＦ要求信号を出力することを決定して、ステップＳ１３へ進む。

つまり、制御ステップＳ１２３では、エコノミー運転モードになっているときは、車室内設定温度Ｔｓｅｔが基準設定温度ＫＴｓｅｔ以上となっている場合に、ＯＮ要求信号を出力することを決定するようにして、ノーマル運転モードになっているときよりもＯＮ要求信号を出力する頻度を低下させている。これにより、空調のために消費されるエネルギを低減させている。

次に、ステップＳ１３では、冷却水回路４０にてヒータコア４６とエンジンＥＧとの間で冷却水を循環させる水ポンプ４５を作動させるか否かを決定する。このステップＳ１３の詳細については、図８のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ１３１では、冷却水温度ＴＷが吹出空気温度ＴＥより高いか否かを判定する。

ステップＳ１３１にて、冷却水温度ＴＷが吹出空気温度ＴＥ以下となっている場合は、ステップＳ１３４へ進み、水ポンプ４５を停止（ＯＦＦ）させることを決定する。その理由は、冷却水温度ＴＷが吹出空気温度ＴＥ以下となっている場合に冷却水をヒータコア４６へ流すと、ヒータコア４６を流れる冷却水が室内蒸発器１８通過後の空気を冷却してしまうことになるため、かえって吹出口からの吹出空気温度を低くしてしまうからである。

一方、ステップＳ１３１にて、冷却水温度ＴＷが吹出空気温度ＴＥより高い場合は、ステップＳ１３２へ進む。ステップＳ１３２では、送風機３２が作動しているか否かが判定される。ステップＳ１３２にて、送風機３２が作動していないと判定された場合は、ステップＳ１３４に進み、省動力化のために水ポンプ４５を停止（ＯＦＦ）させることを決定する。

一方、ステップＳ１３２にて送風機３２が作動していると判定された場合は、ステップＳ１３３へ進み、水ポンプ４５を作動（ＯＮ）させることを決定する。これにより、水ポンプ４５が作動して、冷却水が冷媒回路内を循環するので、ヒータコア４６を流れる冷却水とヒータコア４６を通過する空気とを熱交換させて送風空気を加熱することができる。

次に、ステップＳ１４では、冷媒回路切替手段の作動状態、すなわち開閉弁１５ａおよび三方弁２０の作動状態が決定される。具体的には、前述の如く、本実施形態の開閉弁１５ａは、冷房運転時および除霜運転時に開き、暖房運転時および除湿暖房運転時に閉じる。

また、三方弁２０は、冷房運転時および除湿暖房運転時には室外熱交換器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り替え、暖房運転時および除霜運転時には室外熱交換器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り替える。

ステップＳ１５では、上述のステップＳ６〜Ｓ１４で決定された制御状態が得られるように、空調制御装置５０より各種空調用構成機器１１（６１）、１５ａ、２０、１６ａ、３２、６２〜６４に対して制御信号および制御電圧が出力される。続くステップＳ１６では、制御周期τの間待機し、制御周期τの経過を判定するとステップＳ２へ戻る。

本実施形態の車両用空調装置１は、以上の如く制御処理が実行されるので、暖房運転、冷房運転、除湿暖房運転および除霜運転では、それぞれ以下のように作動する。

（ａ）暖房運転
暖房運転時には、ヒートポンプサイクル１０の冷媒回路が、図１の白抜き矢印で示すように、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媒回路に切り替えられる。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。

従って、暖房運転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、送風空気が、ヒータコア４６→室内凝縮器１３→ＰＴＣヒータ４７を通過する際に加熱されて、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。

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。

（ｂ）冷房運転
冷房運転時には、ヒートポンプサイクル１０の冷媒回路が、図１の黒塗り矢印で示すように、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媒回路に切り替えられる。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。

従って、冷房運転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、室内蒸発器１８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。

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。

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ヒータコア４６、室内凝縮器１３、ＰＴＣヒータ４７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。

（ｃ）除湿暖房運転
除湿暖房運転時には、ヒートポンプサイクル１０の冷媒回路が、図１の斜線ハッチング付き矢印で示すように、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媒回路に切り替えられる。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。

従って、除湿暖房運転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、室内蒸発器１８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。

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。以降の作動は冷房運転と同様である。

上記の如く、除湿暖房運転では、冷房運転と同様に、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、除湿暖房運転では、開閉弁１５ａを閉じるので、冷房運転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。

従って、室外熱交換器１６における冷媒の温度と外気温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、除湿暖房運転では、室内凝縮器１２における冷媒の放熱量を増加させて、冷房運転よりも室内凝縮器１２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。

（ｄ）除霜運転
除霜運転は、暖房運転中に、室外熱交換器１６に着霜が生じたことが判定されるとに実行される。なお、本実施形態では、一旦、除霜運転が開始されると、予め定めた所定時間（本実施形態では、５分間）が経過するまでは他の運転に切り替えられることはない。

除霜運転では、ヒートポンプサイクル１０の冷媒回路が、図１の網掛けハッチング付き矢印で示すように、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、除霜運転では、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の作動が制御されているので、室内凝縮器１３では冷媒は殆ど放熱しない。このため、室内凝縮器１３にて送風空気が加熱されることはない。

従って、除霜運転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。

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、除霜運転に切り替えることによって室外熱交換器１６を除霜することもできる。

さらに、本実施形態の車両用空調装置１では、実行運転モード決定手段を構成する制御ステップＳ５にて説明したように、車両システムの起動時には、カスタマイズキャンセルがなされていなければ、実行運転モードがエコノミー運転モードに決定される。従って、乗員がエコノミースイッチ６０ａによる選択操作を行わなくてもエコノミー運転モードでの運転を実行できる。その結果、エコノミー運転モードに切り替えることによる消費エネルギ低減効果を効果的に得ることができる。

また、車両システムの起動後にエコノミースイッチ６０ａが操作された際には、実行運転モードがエコノミースイッチ６０ａによって選択された運転モードに決定される。従って、車両システムの起動後には、乗員の要求に応じて空調感の向上を優先させたノーマル運転モードでの運転を実行することができる。

（第２実施形態）
上述の実施形態では、暖房運転、冷房運転、除湿暖房運転および除霜運転の冷媒回路を切替可能に構成されたヒートポンプサイクル１０を採用した例を説明したが、本実施形態では、図９に示すように、冷媒回路の切替機能を有していない冷凍サイクル１０ａを採用している。なお、図９では、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。

具体的には、本実施形態の冷凍サイクル１０ａは、圧縮機１１、室外熱交換器１６、室外熱交換器１６にて凝縮した冷媒の気液を分離して余剰液冷媒を蓄えるレシーバ１９ａ、レシーバ１９ａから流出した液相冷媒を減圧させる温度式膨張弁２７、室内蒸発器１８をこの順で環状に接続したもので、車室内へ送風される送風空気を冷却する機能を果たす。つまり、上述の実施形態における冷房モードを実現可能に構成されている。

さらに、本実施形態の作動は、基本的に第１実施形態の図６に示す制御フローに基づいて実行されるが、本実施形態では、冷媒回路切替手段を構成する開閉弁１５ａおよび三方弁２０が廃止されているので、制御ステップＳ５における冷媒回路の決定および制御ステップＳ１４の冷媒回路切替手段の作動状態の決定等の制御は廃止されている。

また、例えば、第１実施形態の図６のＳ１０３等の冷房モードであるか否かの判定は実施されない。具体的には、図６の制御ステップＳ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０５等は廃止してもよいし、制御ステップＳ１０３の判定時に、常時、冷房モードであると判定されるようにすればよい。

従って、本実施形態のように、送風機車室内へ送風される送風空気を冷却する冷房モードを実現する機能に特化された冷凍サイクル１０を採用する車両用空調装置１であっても、上述の実施形態に記載された制御態様を適用することで、上述の実施形態に記載された効果を得ることができる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の実施形態では、車両システムの起動時に、カスタマイズキャンセルがなされていなければ、実行運転モードがエコノミー運転モードに決定される例を説明した。つまり、この例では、車両システムの起動時には原則として実行運転モードをエコノミー運転モードとし、カスタマイズキャンセルがなされているときを例外としている。このような例外はカスタマイズキャンセルに限定されない。

例えば、吹出口モード記憶手段によって記憶された前回の車両システムの終了時における吹出口モードがデフロスタモードであるときを例外としてもよい。換言すると、実行運転モード決定手段（Ｓ５）が、車両システムの起動時には、吹出口モード記憶手段によって記憶された吹出口モードがデフロスタモード以外になっているときに、実行運転モードをエコノミー運転モードに決定するようになっていてもよい。

これによれば、吹出口モード記憶手段によって記憶された吹出口モードがデフロスタモードになっているときのように、車両窓ガラスに曇りが発生しやすい場合には、起動時からノーマル運転モードで車両用空調装置１を作動させることができるので、乗員の安全性（視認性）を向上できる。

また、車室内温度設定スイッチ６０ｂによって設定された車室内設定温度Ｔｓｅｔと予め定めた基準目標温度（例えば、２５℃）との差の絶対値が予め定めた基準目標温度差（例えば、５℃）以上であるときを例外としてもよい。換言すると、実行運転モード決定手段（Ｓ５）は、車両システムの起動時には、車室内設定温度Ｔｓｅｔと基準目標温度との差の絶対値が基準目標温度差以下であるときに、実行運転モードをエコノミー運転モードに決定するようになっていてもよい。

これによれば、乗員の所望の車室内温度が基準目標温度から基準目標温度差以上に大きく乖離している場合には、起動時からノーマル運転モードで車両用空調装置１を作動させることができるので、即効空調を実現できる。

また、車室内温度設定スイッチ６０ｂによって設定された車室内設定温度Ｔｓｅｔと内気温Ｔｒとの差の絶対値が予め定めた基準温度差（例えば、５℃）より大きいときを例外としてもよい。換言すると、実行運転モード決定手段（Ｓ５）は、車両システムの起動時には、車室内設定温度Ｔｓｅｔと内気温Ｔｒとの差の絶対値が予め定めた基準温度差以下であるときに、実行運転モードをエコノミー運転モードに決定するようになっていてもよい。

これによれば、乗員の所望の車室内温度と実際の内気温Ｔｒが基準温度差以上に大きく乖離している場合には、起動時からノーマル運転モードで車両用空調装置１を作動させることができるので、即効空調を実現できる。

（２）上述の第１実施形態では、制御ステップＳ５にて説明したように、ヒートポンプサイクル１０の冷媒回路を、乗員が操作パネル６０の運転切替スイッチによって選択した冷媒回路に切り替える例を説明したが、ヒートポンプサイクル１０の冷媒回路の切り替えは、これに限定されない。例えば、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置５０に記憶されている制御マップを参照して、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、冷房運転→除湿暖房運転→暖房運転に順に切り替えるようにしてもよい。

（３）上述の実施形態では、一旦、除霜運転に切り替えられると、予め定めた所定時間が経過するまで除霜運転での運転が継続される例を説明したが、除霜運転から通常モードへの切り替えは、これに限定されない。例えば、室外器温度Ｔｏｕｔが予め定めた切替用基準温度以上となった際に、除霜運転から通常モードへ切り替えるようにしてもよい。

（４）上述の実施形態では、本発明の車両用空調装置１をプラグインハイブリッド車両に適用した例を説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。例えば、内燃機関（エンジン）から車両走行用の駆動力を得て走行する通常の車両、走行用電動モータから駆動力を得て走行する電気自動車（燃料電池車両を含む）に適用してもよい。

１０ ヒートポンプサイクル
３０ 室内空調ユニット
５０ 空調制御装置
６０ａ エコノミースイッチ
６０ｂ 車室内温度設定スイッチ

Claims (5)

1. 車室内の空調を行うノーマル運転モードと、前記ノーマル運転モードに対して前記空調を行うために消費されるエネルギの低減を優先させるエコノミー運転モードとを切替可能に構成された車両用空調装置であって、
   乗員の操作によって、前記ノーマル運転モードおよび前記エコノミー運転モードの一方を選択する運転モード選択手段（６０ａ）と、
   前記ノーマル運転モードおよび前記エコノミー運転モードのうち実際に実行される実行運転モードを決定する実行運転モード決定手段（Ｓ５）とを備え、
   前記実行運転モード決定手段（Ｓ５）は、車両システムの起動時には、前記実行運転モードを前記エコノミー運転モードに決定することを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記実行運転モード決定手段（Ｓ５）は、車両システムの起動後に前記運転モード選択手段（６０ａ）が操作された際には、前記実行運転モードを前記運転モード選択手段（６０ａ）によって選択された運転モードに決定することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記車室内に送風される送風空気の空気通路を形成するとともに、前記車室内へ前記送風空気を吹き出す複数の開口穴（３７ａ〜３７ｃ）が形成されたケーシング（３１）と、
   前記複数の開口穴（３７ａ〜３７ｃ）を開閉して吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段（３８ａ〜３８ｃ）と、
   車両システムの終了時における吹出口モードを記憶する吹出口モード記憶手段とを備え、
   前記複数の開口穴（３７ａ〜３７ｃ）として、少なくとも車両窓ガラス側に向けて前記送風空気を吹き出すデフロスタ開口穴（３７ａ）が含まれており、
   さらに、前記吹出口モードとして、少なくともデフロスタ開口穴（３７ａ〜３７ｃ）から車両窓ガラスに向けて前記送風空気を吹き出すデフロスタモードが設けられており、
   前記実行運転モード決定手段（Ｓ５）は、車両システムの起動時には、前記吹出口モード記憶手段によって記憶された吹出口モードがデフロスタモード以外になっているときに、前記実行運転モードを前記エコノミー運転モードに決定することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
4. 乗員の操作によって車室内設定温度（Ｔｓｅｔ）を設定する目標温度設定手段（６０ｂ）を備え、
   前記実行運転モード決定手段（Ｓ５）は、車両システムの起動時には、前記車室内設定温度（Ｔｓｅｔ）と予め定めた基準目標温度との差の絶対値が予め定めた基準目標温度差以下であるときに、前記実行運転モードを前記エコノミー運転モードに決定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
5. 乗員の操作によって車室内設定温度（Ｔｓｅｔ）を設定する目標温度設定手段（６０ｂ）を備え、
   前記実行運転モード決定手段（Ｓ５）は、車両システムの起動時には、前記車室内設定温度（Ｔｓｅｔ）と前記車室内の内気温（Ｔｒ）との差の絶対値が予め定めた基準温度差以下であるときに、前記実行運転モードを前記エコノミー運転モードに決定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

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