WO2013031379A1 - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】日射が強い時の乗員の快適性を向上できる車両用空調装置を提供する。 【解決手段】送風空気を発生する送風機３２と、送風空気と熱媒体とを熱交換させて送風空気を加熱する加熱用熱交換器３６と、送風機３２の稼働率を決定する制御手段５０と、乗員の上半身に向けて送風空気を吹き出すフェイス吹出口３９ａおよび乗員の下半身に向けて送風空気を吹き出すフット吹出口３９ｂを含む複数の吹出口３９ａ、３９ｂ、３９ｃから吹き出される風量割合を切り替えることによって、複数の吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段３９ｄ、３９ｅ、３９ｆとを備え、制御手段５０は、熱媒体の温度に基づいて送風機３２の稼働率を制限し、吹出口モードが、フェイス吹出口３９ａおよび フット吹出口３９ｂの双方から送風空気を吹き出すバイレベルモードとなっている際に、送風機３２の稼働率の制限を緩和する。

Description

車両用空調装置

　本発明は、車両用空調装置に関するものである。

　従来、車両用空調装置において、エンジン冷却水温度が所定温度以下の時には送風機の作動を停止するとともに、エンジン冷却水温度が所定温度を上回った際に送風機を始動させ、冷却水温度が上昇するに伴い送風機の送風量を増加させる制御が行われている（例えば、特許文献１参照）。これにより、暖房起動時等のエンジン冷却水温度が低い場合に、送風空気が充分加熱されないまま乗員の足元に吹き出されて乗員の暖房感が損なわれることを抑制している。

特許第２７６９０７３号公報

　しかしながら、上記特許文献１に記載の発明では、風量を増加させるためにはエンジン冷却水（送風空気を加熱するための熱媒体）の温度を高くする必要があるので、エンジン冷却水温度の温度が低い場合には、バイレベルモード時、フェイス吹出口からの風量が少なすぎて、日射が強い時に乗員の上半身（特に顔）が暑くなって快適性が損なわれるという問題がある。

　本発明は上記点に鑑みて、日射が強い時の乗員の快適性を向上できる車両用空調装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明の第１の側面では、送風空気を発生する送風機（３２）と、　送風空気と熱媒体とを熱交換させて送風空気を加熱する加熱用熱交換器（３６）と、　送風機（３２）の稼働率を決定する制御手段（５０）と、　乗員の上半身に向けて送風空気を吹き出すフェイス吹出口（３９ａ）および乗員の下半身に向けて送風空気を吹き出すフット吹出口（３９ｂ）を含む複数の吹出口（３９ａ、３９ｂ、３９ｃ）から吹き出される風量割合を切り替えることによって、複数の吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段（３９ｄ、３９ｅ、３９ｆ）とを備え、　制御手段（５０）は、　熱媒体の温度に基づいて送風機（３２）の稼働率を制限し、　吹出口モードが、フェイス吹出口（３９ａ）およびフット吹出口（３９ｂ）の双方から送風空気を吹き出すバイレベルモードとなっている際に、送風機（３２）の稼働率の制限を緩和することを特徴とする。

　これによると、バイレベルモード時には送風機（３２）の稼働率の制限が緩和されるので、熱媒体の温度が十分に高くなくてもフェイス吹出口（３９ａ）からの吹出風量を増加させることができる。このため、日射が強い時の乗員の快適性を向上できる。

　本発明の第２の側面では、本発明の第１の側面において、制御手段（５０）は、　送風機（３２）の稼働率を空調負荷に基づいて決定し、　送風機（３２）の稼働率の上限値を熱媒体の温度に基づいて決定し、　吹出口モードが、少なくともフット吹出口（３９ｂ）から送風空気を吹き出すモードとなっている際に送風機（３２）の稼働率を上限値以下に制限し、　吹出口モードがバイレベルモードになっている際に、上限値を、空調負荷に基づいて決定した送風機（３２）の稼働率以上の値に決定することを特徴とする。

　これにより、バイレベルモード時に、熱媒体の温度に基づく送風機（３２）の稼働率の制限をかけないようにすることができるので、フェイス吹出口（３９ａ）からの吹出風量を確実に増加させることができる。

　本発明の第３の側面では、本発明の第１または第２の側面において、制御手段（５０）は、吹出口モードがバイレベルモードになっている際であっても、熱媒体の温度が所定温度未満である場合には送風機（３２）の稼働率の制限を緩和しないことを特徴とする。

　これによると、熱媒体の温度が所定温度未満である場合にフット吹出口（３９ｂ）からの吹出風量が増加することを防止できる。このため、吹出空気温度が非常に低くなる場合に、乗員の足元の冷風感を緩和することができる。

　本発明の第４の側面では、本発明の第３の側面において、送風空気を加熱する補助加熱手段（３７）を備え、　制御手段（５０）は、補助加熱手段（３７）の作動時に、補助加熱手段（３７）の停止時に比べて所定温度を低くすることを特徴とする。

　これによると、補助加熱手段（３７）の作動時は、熱媒体の温度が低くても送風機（３２）の稼働率の制限を緩和させることができる。さらに、補助加熱手段（３７）が作動していれば、熱媒体の温度が低くても吹出空気温度を上昇させることができるので乗員の足元の冷風感が少ない。従って、乗員の暖房感を損なうことなく、日射が強い時の乗員の快適性を向上できる。

　本発明の第５の側面では、本発明の第１ないし第４のいずれか１つの側面において、制御手段（５０）は、　吹出口モードがバイレベルモードとなっている際に熱媒体の温度に基づいて送風機（３２）の稼働率を制限し、　吹出口モードがフェイス吹出口（３９ａ）から送風空気を吹き出すフェイスモードになっている際に、バイレベルモード時に比べて、熱媒体の温度に基づく送風機（３２）の稼働率の制限を少なくし、　日射量が多い程、吹出口モードがバイレベルモードに決定されにくく、且つフェイスモードに決定されやすくすることを特徴とする。

　本発明の第６の側面では、送風空気を発生する送風機（３２）と、　送風空気と熱媒体とを熱交換させて送風空気を加熱する加熱用熱交換器（３６）と、　乗員の上半身に向けて送風空気を吹き出すフェイス吹出口（３９ａ）および乗員の下半身に向けて送風空気を吹き出すフット吹出口（３９ｂ）を含む複数の吹出口（３９ａ、３９ｂ、３９ｃ）から吹き出される風量割合を切り替えることによって、複数の吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段（３９ｄ、３９ｅ、３９ｆ）と、　送風機（３２）の稼働率、および吹出口モードを決定する制御手段（５０）とを備え、　制御手段（５０）は、　吹出口モードがフェイス吹出口（３９ａ）およびフット吹出口（３９ｂ）の双方から送風空気を吹き出すバイレベルモードとなっている際に熱媒体の温度に基づいて送風機（３２）の稼働率を制限し、　吹出口モードがフェイス吹出口（３９ａ）から送風空気を吹き出すフェイスモードになっている際に、バイレベルモード時に比べて、熱媒体の温度に基づく送風機（３２）の稼働率の制限を少なくし、　日射量が多い程、吹出口モードがバイレベルモードに決定されにくく、且つフェイスモードに決定されやすくすることを特徴とする。

　これによると、日射量が多い程、吹出口モードがバイレベルモードに決定されにくく、且つフェイスモードに決定されやすくするので、日射が強い時にフェイス吹出口（３９ａ）からの吹出風量を増加させて乗員の快適性を向上できる。

　さらに、フェイスモードでは、バイレベルモードに比べてフット吹出口（３９ｂ）から吹き出される風量割合が小さいことから、フェイスモードに決定されやすくすれば乗員の足元の冷風感を少なくすることができる。

　本発明の第７の側面では、本発明の第６の側面において、制御手段（５０）は、　空調負荷に応じて吹出口モードを決定し、　日射量が多い程、吹出口モードがバイレベルモードに決定される空調負荷領域を狭くし、且つ吹出口モードがフェイスモードになる空調負荷領域を広くすることを特徴とする。

　これにより、日射量が多い程、吹出口モードがバイレベルモードに決定されにくく、且つフェイスモードに決定されやすくすることができる。

　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冷房モード時の冷媒回路を示す全体構成図である。 第１実施形態の車両用空調装置の暖房モード時の冷媒回路を示す全体構成図である。 第１実施形態の車両用空調装置の第１除湿モード時の冷媒回路を示す全体構成図である。 第１実施形態の車両用空調装置の第２除湿モード時の冷媒回路を示す全体構成図である。 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ＰＴＣヒータの回路図である。 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要部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別の要部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別の要部を示すフローチャートである。 第１実施形態の各運転モードにおける各電磁弁の作動状態を示す図表である。 第２実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。

　以下、実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

　（第１実施形態）
　図１～１１により、第１実施形態を説明する。図１～４は、本実施形態の車両用空調装置１の全体構成図であり、図５は、車両用空調装置１の電気制御部を示すブロック図である。本実施形態では、車両用空調装置を、内燃機関（エンジン）ＥＧおよび走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車両に適用している。

　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８１に充電することのできる、いわゆ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８１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８１の蓄電残量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（以下、この運転モードをＥＶ運転モードという）。

　一方、車両走行中にバッテリ８１の蓄電残量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（以下、この運転モードをＨＶ運転モードという）。このように、ＥＶ運転モードとＨＶ運転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。

　なお、ＥＶ運転モードは、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運転モードであるが、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。同様に、ＨＶ運転モードは、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運転モードであるが、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。このようなエンジンＥＧおよび走行用電動モータの作動は、図示しないエンジン制御装置によって制御される。

　また、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８１に蓄えることができ、バッテリ８１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を構成する各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、本実施形態の車両用空調装置１の詳細構成を説明する。この車両用空調装置１は、車両走行時に車室内の空調を行う通常空調の他に、外部電源からバッテリ８１への充電中に、乗員が車両に乗り込む前に車室内の空調を行うプレ空調を行うことができる。

　車両用空調装置１は、通常空調およびプレ空調において、車室内を冷房する冷房モード（ＣＯＯＬサイクル）、車室内を暖房する暖房モード（ＨＯＴサイクル）、車室内を除湿する第１除湿モード（ＤＲＹ＿ＥＶＡサイクル）および第２除湿モード（ＤＲＹ＿ＡＬＬサイクル）の冷媒回路を切替可能に構成された蒸気圧縮式の冷凍サイクル１０を備えている。

　図１～４は、それぞれ、冷房モード、暖房モード、第１、第２除湿モード時の冷媒の流れを実線矢印で示している。なお、第１除湿モードは、暖房能力に対して除湿能力を優先する除湿モードであり、第２除湿モードは、除湿能力に対して暖房能力を優先する除湿モードである。従って、第１除湿モードを低温除湿モードあるいは単なる除湿モード、第２除湿モードを高温除湿モードあるいは除湿暖房モードと表現することもできる。

　冷凍サイクル１０は、圧縮機１１、室内熱交換器としての室内凝縮器１２および室内蒸発器２６、冷媒を減圧膨張させる減圧手段としての温度式膨張弁２７および固定絞り１４、並びに、冷媒回路切替手段としての複数（本実施形態では５つ）の電磁弁１３、１７、２０、２１、２４等を備え、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機能を果たす。

　また、この冷凍サイクル１０では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。さらに、この冷媒には圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されており、この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、エンジンルーム内に配置され、冷凍サイクル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、後述する空調制御装置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の吐出側には、室内凝縮器１２の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器１２は、車両用空調装置の室内空調ユニット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後述する室内蒸発器２６通過後の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。なお、室内空調ユニット３０の詳細については後述する。

　室内凝縮器１２の冷媒出口側には、電気式三方弁１３が接続されている。この電気式三方弁１３は、空調制御装置５０から出力される制御電圧によって、その作動が制御される冷媒回路切替手段である。

　より具体的には、電気式三方弁１３は、電力が供給される通電状態では、室内凝縮器１２の冷媒出口側と固定絞り１４の冷媒入口側との間を接続する冷媒回路に切り替え、電力の供給が停止される非通電状態では、室内凝縮器１２の冷媒出口側と第１三方継手１５の１つの冷媒流入出口との間を接続する冷媒回路に切り替える。

　固定絞り１４は、暖房モード、第１および第２除湿モード時に、電気式三方弁１３から流出した冷媒を減圧膨張させる暖房除湿用の減圧手段である。この固定絞り１４としては、キャピラリチューブ、オリフィス等を採用できる。もちろん、暖房除湿用の減圧手段として、空調制御装置５０から出力される制御信号によって絞り通路面積が調整される電気式の可変絞り機構を採用してもよい。固定絞り１４の冷媒出口側には、後述する第３三方継手２３の冷媒流入出口が接続されている。

　第１三方継手１５は、３つの冷媒流入出口を有し、冷媒流路を分岐する分岐部として機能するものである。このような三方継手は、冷媒配管を接合して構成してもよいし、金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けて構成してもよい。また、第１三方継手１５の別の冷媒流入出口には、室外熱交換器１６の一方の冷媒流入出口が接続され、さらに別の冷媒流入出口には、低圧電磁弁１７の冷媒入口側が接続されている。

　低圧電磁弁１７は、冷媒流路を開閉する弁体部と、弁体部を駆動するソレノイド（コイル）を有し、空調制御装置５０から出力される制御電圧によって、その作動が制御される冷媒回路切替手段である。より具体的には、低圧電磁弁１７は、通電状態で開弁して非通電状態で閉弁する、いわゆるノーマルクローズ型の開閉弁として構成されている。

　低圧電磁弁１７の冷媒出口側には、第１逆止弁１８を介して、後述する第５三方継手２８の１つの冷媒流入出口が接続されている。この第１逆止弁１８は、低圧電磁弁１７側から第５三方継手２８側へ冷媒が流れることのみを許容している。

　室外熱交換器１６は、エンジンルーム内に配置されて、内部を流通する冷媒と送風ファン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（送風空気量）が制御される電動式送風機である。

　さらに、本実施形態の送風ファン１６ａは、室外熱交換器１６のみならず、エンジンＥＧの冷却水を放熱させるラジエータ（図示せず）にも室外空気を送風している。具体的には、送風ファン１６ａから送風された車室外空気は、室外熱交換器１６→ラジエータの順に流れる。ラジエータは、図１～４の破線で示す冷却水回路４０を構成する冷却水配管に接続されている。この冷却水回路４０については後述する。

　また、図１～４の破線で示す冷却水回路には、冷却水を循環させるための冷却水ポンプが配置されている。この冷却水ポンプ４０ａ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（冷却水循環量）が制御される電動式の水ポンプである。

　室外熱交換器１６の他方の冷媒流入出口には、第２三方継手１９の１つの冷媒流入出口が接続されている。この第２三方継手１９の基本的構成は、第１三方継手１５と同様である。また、第２三方継手１９の別の冷媒流入出口には、高圧電磁弁２０の冷媒入口側が接続され、さらに別の冷媒流入出口には、熱交換器遮断電磁弁２１の一方の冷媒流入出口が接続されている。

　高圧電磁弁２０および熱交換器遮断電磁弁２１は、空調制御装置５０から出力される制御電圧によって、その作動が制御される冷媒回路切替手段であり、その基本的構成は、低圧電磁弁１７と同様である。但し、高圧電磁弁２０および熱交換器遮断電磁弁２１は、通電状態で閉弁して非通電状態で開弁する、いわゆるノーマルオープン型の開閉弁として構成されている。

　高圧電磁弁２０の冷媒出口側には、第２逆止弁２２を介して、後述する温度式膨張弁２７の絞り機構部入口側が接続されている。この第２逆止弁２２は、高圧電磁弁２０側から温度式膨張弁２７側へ冷媒が流れることのみを許容している。

　熱交換器遮断電磁弁２１の他方の冷媒流入出口には、第３三方継手２３の１つの冷媒流入出口が接続されている。この第３三方継手２３の基本的構成は、第１三方継手１５と同様である。また、第３三方継手２３の別の冷媒流入出口には、前述の如く、固定絞り１４の冷媒出口側が接続され、さらに別の冷媒流入出口には、除湿電磁弁２４の冷媒入口側が接続されている。

　除湿電磁弁２４は、空調制御装置５０から出力される制御電圧によって、その作動が制御される冷媒回路切替手段であり、その基本的構成は、低圧電磁弁１７と同様である。さらに、除湿電磁弁２４もノーマルクローズ型の開閉弁として構成されている。そして、本実施形態の冷媒回路切替手段は、電力の供給が停止されると予め定めた開弁状態あるいは閉弁状態となる電気式三方弁１３、低圧電磁弁１７、高圧電磁弁２０、熱交換器遮断電磁弁２１、除湿電磁弁２４の複数（５つ）の電磁弁によって構成されている。

　除湿電磁弁２４の冷媒出口側には、第４三方継手２５の１つの冷媒流入出口が接続されている。この第４三方継手２５の基本的構成は、第１三方継手１５と同様である。また、第４三方継手２５の別の冷媒流入出口には、温度式膨張弁２７の絞り機構部出口側が接続され、さらに別の冷媒流入出口には、室内蒸発器２６の冷媒入口側が接続されている。

　室内蒸発器２６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１２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２６の冷媒出口側には、温度式膨張弁２７の感温部入口側が接続されている。温度式膨張弁２７は、絞り機構部入口から内部へ流入した冷媒を減圧膨張させて絞り機構部出口から外部へ流出させる冷房用の減圧手段である。

　より具体的には、本実施形態では、温度式膨張弁２７として、室内蒸発器２６出口側冷媒の温度および圧力に基づいて室内蒸発器２６出口側冷媒の過熱度を検出する感温部２７ａと、感温部２７ａの変位に応じて室内蒸発器２６出口側冷媒の過熱度が予め定めた所定範囲となるように絞り通路面積（冷媒流量）を調整する可変絞り機構部２７ｂとを１つのハウジング内に収容した内部均圧型膨張弁を採用している。

　温度式膨張弁２７の感温部出口側には、第５三方継手２８の１つの冷媒流入出口が接続されている。この第５三方継手２８の基本的構成は、第１三方継手１５と同様である。また、第５三方継手２８の別の冷媒流入出口には、前述の如く、第１逆止弁１８の冷媒出口側が接続され、さらに別の冷媒流入出口には、アキュムレータ２９の冷媒入口側が接続されている。

　アキュムレータ２９は、第５三方継手２８から、その内部に流入した冷媒の気液を分離して、余剰冷媒を蓄える低圧側気液分離器である。さらに、アキュムレータ２９の気相冷媒出口には、圧縮機１１の冷媒吸入口が接続されている。

　 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）の内側に配置されて、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２６、室内凝縮器１２、ヒータコア３６、ＰＴＣヒータ３７等を収容したものである。

　ケーシング３１は、車室内に送風される送風空気の空気通路を形成しており、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）にて成形されている。ケーシング３１内の送風空気流れ最上流側には、内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入する図示しない内外気切替箱が配置されている。

　より具体的には、内外気切替箱には、ケーシング３１内に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が形成されている。さらに、内外気切替箱の内部には、内気導入口および外気導入口の開口面積を連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる内外気切替ドアが配置されている。

　従って、内外気切替ドアは、ケーシング３１内に導入される内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる吸込口モードを切り替える風量割合変更手段を構成する。より具体的には、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。

　また、吸込口モードとしては、内気導入口を全開とするとともに外気導入口を全閉としてケーシング３１内へ内気を導入する内気モード、内気導入口を全閉とするとともに外気導入口を全開としてケーシング３１内へ外気を導入する外気モード、さらに、内気モードと外気モードとの間で、内気導入口および外気導入口の開口面積を連続的に調整することにより、内気と外気の導入比率を連続的に変化させる内外気混入モードがある。

　内外気切替箱の空気流れ下流側には、内外気切替箱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（稼働率）が制御される。このため、空調制御装置５０は、送風機制御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２６が配置されている。さらに、室内蒸発器２６の空気流れ下流側には、室内蒸発器２６通過後の空気を流す加熱用冷風通路３３、冷風バイパス通路３４といった空気通路、並びに、加熱用冷風通路３３および冷風バイパス通路３４から流出した空気を混合させる混合空間３５が形成されている。

　加熱用冷風通路３３には、室内蒸発器２６通過後の空気を加熱するための加熱手段としてのヒータコア３６、室内凝縮器１２、およびＰＴＣヒータ３７が、送風空気流れ方向に向かってこの順で配置されている。ヒータコア３６は、冷却水回路４０を構成する冷却水配管に接続されており、エンジンＥＧの冷却水（熱媒体）と室内蒸発器２６通過後の空気とを熱交換させて、室内蒸発器２６通過後の空気を加熱する加熱用熱交換器である。

　ここで、冷却水回路４０について説明する。冷却水回路４０は、エンジンＥＧを冷却する冷却水を循環させる回路である。さらに、冷却水回路４０の冷却水配管には、冷却水を圧送する電動式の冷却水ポンプ４０ａが配置されている。この冷却水ポンプ４０ａ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（水圧送能力）が制御される。

　そして、空調制御装置５０が冷却水ポンプ４０ａを作動させることによって、エンジンＥＧの廃熱によって加熱された冷却水が、ラジエータあるいはヒータコア３６へ流入することによって冷却され、ラジエータあるいはヒータコア３６にて冷却された冷却水が、再びエンジンＥＧへ戻るように構成されている。

　つまり、冷却水は、ヒータコア３６にて車室内へ送風される送風空気を加熱する熱源媒体であり、冷却水回路４０のうち、図１～４の破線で示す冷却水ポンプ４０ａ→ヒータコア３６→エンジンＥＧ→冷却水ポンプ４０ａの順に冷却水を循環させる回路は、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。

　また、ＰＴＣヒータ３７は、ＰＴＣ素子（正特性サーミスタ）を有し、このＰＴＣ素子に電力を供給されることによって発熱して、室内凝縮器１２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。なお、本実施形態のＰＴＣヒータ３７は、複数本（具体的には３本）設けられており、空調制御装置５０が、通電するＰＴＣヒータ３７の本数を変化させることによって、複数のＰＴＣヒータ３７全体としての加熱能力（稼働率）が制御される。

　より具体的には、このＰＴＣヒータ３７は、図６に示すように、複数（本実施形態では、３本）のＰＴＣヒータ３７ａ、３７ｂ、３７ｃから構成されている。なお、図５は、本実施形態のＰＴＣヒータ３７の電気的接続態様を示す回路図である。また、本実施形態のＰＴＣヒータ３７を作動させるために必要な消費電力は、冷凍サイクル１０の圧縮機１１を作動させるために必要な消費電力よりも少ない。

　図６に示すように、各ＰＴＣヒータ３７ａ、３７ｂ、３７ｃの正極側はバッテリ８１側に接続され、負極側は各ＰＴＣヒータ３７ａ、３７ｂ、３７ｃが有する各スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を介して、グランド側へ接続されている。各スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３は、各ＰＴＣヒータ３７ａ、３７ｂ、３７ｃが有する各ＰＴＣ素子ｈ１、ｈ２、ｈ３の通電状態（ＯＮ状態）と非通電状態（ＯＦＦ状態）とを切り替えるものである。

　さらに、各スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３の作動は、空調制御装置５０から出力される制御信号によって、独立して制御される。従って、空調制御装置５０は、各スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３の通電状態と非通電状態とを独立に切り替えることによって、各ＰＴＣヒータ３７ａ、３７ｂ、３７ｃのうち、通電状態となり加熱能力を発揮するものを切り替えて、ＰＴＣヒータ３７全体としての加熱能力を変化させることができる。

　一方、冷風バイパス通路３４は、室内蒸発器２６通過後の空気を、ヒータコア３６、室内凝縮器１２、およびＰＴＣヒータ３７を通過させることなく、混合空間３５に導くための空気通路である。従って、混合空間３５にて混合された送風空気の温度は、加熱用冷風通路３３を通過する空気および冷風バイパス通路３４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２６の空気流れ下流側であって、加熱用冷風通路３３および冷風バイパス通路３４の入口側に、加熱用冷風通路３３および冷風バイパス通路３４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３８を配置している。

　従って、エアミックスドア３８は、混合空間３５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する。より具体的には、エアミックスドア３８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、こ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の送風空気流れ最下流部には、混合空間３５から冷却対象空間である車室内へ温度調整された送風空気を吹き出す吹出口３９が配置されている。この吹出口としては、具体的に、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吹出口、乗員の下半身（特に足元）に向けて空調風を吹き出すフット吹出口、および、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吹出口（いずれも図示せず）が設けられている。

　また、フェイス吹出口、フット吹出口、およびデフロスタ吹出口の空気流れ上流側には、それぞれ、フェイス吹出口の開口面積を調整するフェイスドア、フット吹出口の開口面積を調整するフットドア、デフロスタ吹出口の開口面積を調整するデフロスタドア（いずれも図示せず）が配置されている。

　これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、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、図示しないリンク機構を介して、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。このため、空調制御装置５０は、吹出口モード切替制御手段を構成している。

　また、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。

　換言すると、バイレベルモードは、フェイス吹出口およびフット吹出口の双方から記送風空気を吹き出す吹出口モードであり、フェイスモードは、バイレベルモードに比べて、フェイス吹出口から吹き出される風量割合が大きく、且つフット吹出口から吹き出される風量割合が小さい吹出口モードである。

　さらに、乗員が後述する操作パネル６０の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。

　なお、本実施形態の車両用空調装置１が適用されるハイブリッド車両は、車両用空調装置とは別に、図示しない電熱デフォッガを備えている。電熱デフォッガとは、車室内窓ガラスの内部あるいは表面に配置された電熱線であって、窓ガラスを加熱することで防曇あるいは窓曇り解消を行うものである。この電熱デフォッガについても空調制御装置５０から出力される制御信号によって、その作動を制御できるようになっている。

　次に、図５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圧縮機１１の電動モータ１１ｂ用のインバータ６１、冷媒回路切替手段を構成する各電磁弁１３、１７、２０、２１、２４、送風ファン１６ａ、送風機３２、各種電動アクチュエータ６２、６３、６４等の作動を制御する。

　なお、空調制御装置５０は、上述した各種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、本実施形態では、特に、圧縮機１１の吐出能力変更手段である電動モータ１１ｂの作動（冷媒吐出能力）を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）を吐出能力制御手段５０ａとする。もちろん、吐出能力制御手段５０ａを空調制御装置５０に対して別体で構成してもよい。

　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の吐出冷媒温度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の吐出側冷媒圧力（高圧側冷媒圧力）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２６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）、第１三方継手１５と低圧電磁弁１７との間を流通する冷媒の温度Ｔｓｉを検出する吸入温度センサ５７、エンジン冷却水温度Ｔｗを検出する冷却水温度センサ、車室内の窓ガラス近傍の車室内空気の相対湿度を検出する湿度センサ、窓ガラス近傍の車室内空気の温度を検出する窓ガラス近傍温度センサ、および窓ガラス表面温度を検出する窓ガラス表面温度センサ等のセンサ群の検出信号が入力される。

　なお、本実施形態の圧縮機１１の吐出側冷媒圧力（高圧側冷媒圧力）Ｐｄは、冷房モードでは、圧縮機１１の冷媒吐出口側から温度式膨張弁２７の可変絞り機構部２７ｂ入口側へ至るサイクルの高圧側冷媒圧力であり、その他の運転モードでは、圧縮機１１の冷媒吐出口側から固定絞り１４入口側へ至るサイクルの高圧側冷媒圧力となる。なお、吐出圧力センサ５５は、一般的な冷凍サイクルにおいても、高圧側冷媒圧力の異常上昇を監視するために設けられている。

　また、蒸発器温度センサ５６は、具体的に室内蒸発器２６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２６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２６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。また、湿度センサ、窓ガラス近傍温度センサ、および窓ガラス表面温度センサの検出値は、窓ガラス表面の相対湿度ＲＨＷを算出するために用いられる。

　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、運転モードの切替スイッチ、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、車室内温度設定スイッチ、エコノミースイッチ等が設けられている。

　オートスイッチは、車両用空調装置１の自動制御を設定あるいは解除するスイッチである。車室内温度設定スイッチは、乗員の操作によって車室内目標温度Ｔｓｅｔを設定する目標温度設定手段である。また、エコノミースイッチは、乗員の投入操作によって車室内の空調に必要とされる動力の省動力化を要求する省動力化要求信号を出力させる省動力化要求手段である。

　さらに、エコノミースイッチを投入することにより、ＥＶ運転モード時に、走行用電動モータを補助するために作動させるエンジンＥＧの作動頻度を低下させる信号がエンジン制御装置に出力される。

　また、図示しないエンジン制御装置は、空調制御装置５０と同様に、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内に記憶されたエンジン制御用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エンジン制御機器の作動を制御する。

　エンジン制御装置の出力側には、エンジンＥＧを構成する各種エンジン構成機器等が接続されている。具体的には、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。

　エンジン制御装置７０の入力側には、バッテリ８１の端子間電圧ＶＢを検出する電圧計、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（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。

　さらに、空調制御装置５０およびエンジン制御装置は、電気的接続されて、電気的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がエンジン制御装置へエンジンＥＧの作動要求指令を出力することによって、エンジンＥＧを作動させることができる。

　なお、空調制御装置５０およびエンジン制御装置は、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、空調制御装置５０のうち、圧縮機１１の電動モータ１１ｂに接続されたインバータ６１から出力される交流電圧の周波数を制御して、圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御する構成が圧縮機制御手段を構成し、送風手段である送風機３２の作動を制御して、送風機３２の送風能力を制御する構成が送風機制御手段を構成している。

　次に、図７により、上記構成における本実施形態の作動を説明する。図７は、本実施形態の車両用空調装置１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、車両システムが停止している場合でも、バッテリから空調制御装置５０に電力が供給されていれば実行される。

　まず、ステップＳ１では、車両用空調装置１の作動スイッチが投入（ＯＮ）されているか否か、および、プレ空調のスタートスイッチが投入されているか否かを判定する。そして、車両用空調装置１の作動スイッチ、あるいはプレ空調のスタートスイッチが投入されていると判定されるとステップＳ２へ進む。

　また、プレ空調のスタートスイッチは、乗員が携帯する無線端末（リモコン）あるいは移動体通信手段（具体的には、携帯電話）等に設けられている。従って、乗員は車両から離れた場所から車両用空調装置１を始動させることができる。

　例えば、無線端末のプレ空調のスタートスイッチが投入された際には、車両側が無線端末から送信されるプレ空調スタート信号を直接受信することによって、また、移動体通信手段のプレ空調のスタートスイッチが投入された際には、車両側が携帯電話基地局等を介して送信されるプレ空調スタート信号を直接受信することによって、プレ空調のスタートスイッチが投入されたことが判定される。

　さらに、本実施形態の車両用空調装置１は、プラグインハイブリッド車両に適用されているので、プレ空調は、車両に外部電源から電力が供給されている場合は、ユーザからプレ空調の停止が要求されるまで継続され、外部電源から電力が供給されていない場合は、バッテリ８１の蓄電残量が所定量以下となるまで行うようになっている。

　ステップＳ２では、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が行われる。なお、フラグの初期化には、現在のフラグの状態を維持することも含まれる。次のステップＳ３では、操作パネル６０の操作信号を読み込んでステップＳ４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によって設定される車室内設定温度Ｔｓｅｔ、吹出口モードの選択信号、吸込口モードの選択信号、送風機３２の風量の設定信号等がある。

　ステップＳ４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５１～５７の検出信号を読み込んで、ステップＳ５へ進む。ステップＳ５では、車室内吹出空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する。さらに、暖房モードでは、暖房用熱交換器目標温度を算出する。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によって設定された車室内設定温度、Ｔｒは内気センサ５１によって検出された内気温、Ｔａｍは外気センサ５２によって検出された外気温、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。

　また、暖房用熱交換器目標温度は、基本的に上述の数式Ｆ１にて算出される値となるが、消費電力の抑制のために数式Ｆ１にて算出されＴＡＯよりも低い値とする補正が行われる場合もある。

　続くステップＳ６～Ｓ１６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、空調環境状態に応じて、冷房モード、暖房モード、第１除湿モードおよび第２除湿モードの選択が行われる。

　例えば、冷房モードについては、吹出口モードがフェイスモードになっている際に選択され、暖房モード、第１除湿モードおよび第２除湿モードについては、吸込口モードが内気モードになっている際に選択されるようにすればよい。さらに、蒸発器温度センサ５６によって検出された室内蒸発器２６からの吹出空気温度（蒸発器温度）Ｔｅに応じて、暖房モード、第１除湿モードおよび第２除湿モードを切り換えるようにすればよい。

　具体的には、吹出空気温度Ｔｅが第１基準吹出空気温度（例えば、０℃）よりも高いときには、除湿の必要性はないものとして、暖房モードを選択し、Ｔｅが第１基準吹出空気温度以下であって、第２基準吹出空気温度（例えば、－１℃）よりも高いときには、除湿の必要性があるものとして、第１除湿モードを選択し、さらに、Ｔｅが第２基準吹出空気温度以下のときには、暖房よりも除湿を優先させる第２除湿モードを選択すればよい。

　ステップＳ７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モータ電圧を決定する。このステップ７のより詳細な制御内容については、図８を用いて説明する。まず、ステップＳ７０１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Ｓ７０１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Ｓ７０２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モータ電圧が決定されて、ステップＳ８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の順にブロワモータ電圧が高くなるように決定される。

　一方、ステップＳ７０１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Ｓ７０３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、空調負荷に基づいて送風機３２の稼働率を決定する。

　より詳細には、本実施形態では、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。

　次のステップＳ７０４では、暖房モードにおいてエンジン冷却水温度ＴｗおよびＰＴＣヒータ３７の作動本数に応じてブロワレベルを調整するための第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）ｄを決定する。換言すると、送風機３２の稼働率の上限値をエンジン冷却水温度Ｔｗに基づいて決定する。

　本実施形態では、ステップＳ７０４中に記載のエンジン冷却水温度Ｔｗと第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）ｄとの関係図の通り、エンジン冷却水温度Ｔｗが予め定めた第１基準温度Ｔ１より低い低温領域ではブロワレベルを０、すなわち送風機３２を停止させ、エンジン冷却水温度Ｔｗが第１基準温度Ｔ１以上になった場合には、エンジン冷却水温度Ｔｗの上昇に伴ってブロワレベルが上昇するように、第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）ｄを決定する。換言すると、エンジン冷却水温度Ｔｗが第１基準温度Ｔ１以上になった場合には、エンジン冷却水温度Ｔｗが低い程、送風機３２の稼働率が制限されるように、第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）ｄを決定する。

　これによれば、ヒータコア３６を流れる冷却水の温度が第１基準温度Ｔ１より低く、ヒータコア３６により送風空気を加熱することができない場合に、送風機３２の作動を停止することができるので、充分加熱されていない送風空気が乗員に吹き出されて乗員の空調フィーリングが悪化することを抑制できる。

　このとき、ＰＴＣヒータ３７が作動している場合は、エンジン冷却水温度Ｔｗが低くても、ＰＴＣヒータ３７により送風空気を加熱することができる。したがって、本ステップＳ７０４では、後述するステップＳ１２で決定されるＰＴＣヒータ３７の作動本数が増加するに伴って、上記第１基準温度Ｔ１を低下させている。換言すると、ＰＴＣヒータ３７の稼働率が高くなるに応じて送風機３２の稼働率を増加させている。これにより、ＰＴＣヒータ３７の作動本数が多い程、より低いエンジン冷却水温度Ｔｗにおいて、送風機３２の作動が開始される。

　また、エンジン冷却水温度Ｔｗが第１基準温度Ｔ１以上になる高温領域では、ＰＴＣヒータ３７の作動の有無に関わらず、エンジン冷却水温度Ｔｗの上昇に伴うブロワレベルの上昇度合が一定になっている。換言すると、エンジン冷却水温度Ｔｗが第１基準温度Ｔ１以上になると、ＰＴＣヒータ３７の稼働率が高くなるに応じた送風機３２の稼働率の増加度合を小さくしている。

　具体的には、エンジン冷却水温度Ｔｗが上昇過程にある場合には、エンジン冷却水温度Ｔｗが第１基準温度Ｔ１を下回っているとき、第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）ｄを０レベルに設定し、送風機３２の作動を停止させておく。ここで、第１基準温度Ｔ１は、ＰＴＣヒータ３７の作動本数が０本→１本→２本→３本と増加するに伴い、それぞれ４０℃→３７℃→３４℃→３０℃の順に低くなるように設定される。

　また、エンジン冷却水温度Ｔｗが第１基準温度Ｔ１以上のとき、ＰＴＣヒータ３７の作動本数に関わらず、エンジン冷却水温度Ｔｗの上昇に伴い徐々に第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）ｄを上昇させる。そして、エンジン冷却水温度Ｔｗが第２基準温度Ｔ２（例えば７０℃）以上になると、第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）ｄを最大値（例えば３０レベル）に設定する。

　一方、エンジン冷却水温度Ｔｗが下降過程にある場合には、エンジン冷却水温度Ｔｗが第３基準温度Ｔ３（例えば６５℃）以下になると、エンジン冷却水温度Ｔｗの低下に伴い徐々に第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）ｄを低下させる。そして、エンジン冷却水温度Ｔｗが第４基準温度Ｔ４より低く、第５基準温度Ｔ５以上の範囲では、第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）ｄを極小値（例えば１レベル）に設定する。

　ここで、第４基準温度Ｔ４は、ＰＴＣヒータ３７の作動本数が０本→１本→２本→３本と増加するに伴い、それぞれ３６℃→３３℃→３０℃→２６℃の順に低くなるように設定される。また、第５基準温度Ｔ５は、ＰＴＣヒータ３７の作動本数が０本→１本→２本→３本と増加するに伴い、それぞれ２９℃→２６℃→２３℃→１９℃の順に低くなるように設定される。

　そして、エンジン冷却水温度Ｔｗが第５基準温度Ｔ５を下回っているとき、第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）ｄを０レベルに設定し、送風機３２の作動を停止させる。なお、各基準温度には、Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ１＞Ｔ４＞Ｔ５の関係がある。また、各基準温度の温度差は、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。

　次のステップＳ７０５では、後述するステップＳ９で決定される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モードのいずれかであるか否かを判定する。ステップＳ７０５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モードのいずれかであると判定された場合は、ステップＳ７０６へ進む。

　ステップＳ７０６では、吹出口モードおよびステップＳ７０４で決定された第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）ｄ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、第３仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）を決定する。

　具体的には、ステップＳ７０６では、吹出口モードがバイレベルモード以外の場合には、第３仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）を第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）ｄと同一の値にし、吹出口モードがバイレベルモード且つ第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）ｄが最小値（本例では０レベル）の場合には、第３仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）を最小値（本例では０レベル）にする。

　そして、吹出口モードがバイレベルモード且つ第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）ｄが最小値以外（本例では０レベル以外）の場合には、第３仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）を最大値（本例では３０レベル）にする。換言すると、送風機３２の稼働率の上限値を、空調負荷に基づいて決定した送風機３２の稼働率以上の値に決定する。

　これによれば、吹出口モードがバイレベルモードの場合、ステップＳ７０４の第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）ｄによる送風機３２の稼働率の制限をかけないようにすることができるので、ヒータコア３６を流れる冷却水の温度が十分に高くなくてもフェイス吹出口からの吹出風量を増加させることができる。このため、日射が強い時の乗員の快適性を向上できる。

　また、ヒータコア３６を流れる冷却水の温度が第１基準温度Ｔ１または第５基準温度Ｔ５より低く、ヒータコア３６により送風空気を加熱することができない場合には、吹出口モードがバイレベルモードの場合であってもステップＳ７０４の第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）ｄによる送風機３２の稼働率の制限をかけるので、加熱されていない送風空気がフット吹出口から乗員の足元に吹き出されて乗員の空調フィーリングが悪化することを抑制できる。

　このとき、ステップＳ７０４で説明したように、ＰＴＣヒータ３７の作動本数が増加するに伴って、第１基準温度Ｔ１および第５基準温度Ｔ５を低下させている。これにより、ＰＴＣヒータ３７の作動本数が多い程、より低いエンジン冷却水温度Ｔｗにおいて、ステップＳ７０４の第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）ｄによる送風機３２の稼働率の制限をかけないようにして、日射が強い時の乗員の快適性を向上できる。

　ステップＳ７０７では、ステップＳ７０３にて決定された第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）と、ステップＳ７０６にて決定された第３仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）とを比較して、小さい方の値を今回のブロワレベルと決定して、ステップＳ７０８へ進む。

　ステップＳ７０８では、ステップＳ７０７にて決定された今回の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モータ電圧を決定して、ステップＳ８へ進む。

　具体的には、ステップＳ７０８では、ブロワレベルが１レベルを下回っている場合には、ブロワモータ電圧を０Ｖに設定する。一方、ブロワレベルが１レベル以上になる場合には、ブロワレベルの上昇とともにブロワ電圧を上昇させる。そして、ブロワレベルが３０レベルより高くなると、ブロワ電圧を最大電圧（１２Ｖ）に設定する。

　一方、ステップＳ７０５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モードのいずれでもないと判定された場合は、ステップＳ７０９へ進む。

　ステップＳ７０９では、ステップＳ７０３にて決定された第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）を今回のブロワレベルと決定して、ステップＳ７１０へ進む。すなわち、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モードのいずれでもない、すなわち暖房モードが選択されていない場合には、暖房モードにおいてブロワレベルを調整するための第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）ｄに関わらず、第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）を今回のブロワレベルと決定する。

　ステップＳ７１０では、ステップＳ７０８と同様に、ステップＳ７０９にて決定された今回の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モータ電圧を決定して、ステップＳ８へ進む。なお、本ステップＳ７１０で用いる制御マップは、上述のステップＳ７０８で用いる制御マップと同様であるため説明を省略する。

　ステップＳ８では、吸込口モード、すなわち内外気切替箱の切替状態を決定する。この吸込口モードも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する。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、ＴＡＯが極低温域となって高い冷房性能を得たい場合等に内気を導入する内気モードが選択される。さらに、外気の排ガス濃度を検出する排ガス濃度検出手段を設け、排ガス濃度が予め定めた基準濃度以上となったときに、内気モードを選択するようにしてもよい。

　ステップＳ９では、吹出口モードを決定する。このステップＳ９のより詳細な制御内容については、図９を用いて説明する。まず、ステップＳ９１では、日射量に基づいて、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、後述するステップＳ９２で用いる補正値αを決定する。

　具体的には、日射量が予め定めた第１基準値（本例では０Ｗ／ｍ² ）より低い低日射量領域では補正値αを最小レベル（本例では０）に決定し、日射量が予め定めた第２基準値（本例では７００Ｗ／ｍ² ）より高い高日射量領域では補正値αを最大レベル（本例では１０）に決定し、日射量が第１基準値以上且つ第２基準値以下になった場合には、日射量の上昇に伴って補正値αが増加するように、補正値αを決定する。

　次のステップＳ９２では、ＴＡＯおよび補正値α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、今回の吹出口モードｆ１（ＴＡＯ）を決定し、ステップＳ１０へ進む。

　具体的には、ＴＡＯが上昇過程にあるときは、ＴＡＯ≦第１所定温度Ｔ’１＋補正値α（例えば３０＋α℃）であればフェイスモードに決定し、第１所定温度Ｔ’１＋補正値α＜ＴＡＯ≦第２所定温度Ｔ’２（例えば４０℃）であればバイレベルモードに決定し、第２所定温度Ｔ’２＜ＴＡＯであればフットモードに決定する。

　一方、ＴＡＯが下降過程にあるときは、第３所定温度Ｔ’３（例えば３８℃）≦ＴＡＯであればフットモードに決定し、第４所定温度Ｔ’４＋補正値α（例えば２７＋α℃）≦ＴＡＯ＜第３所定温度Ｔ’３であればバイレベルモードに決定し、ＴＡＯ＜第４所定温度Ｔ’４＋補正値αであればフェイスモードに決定する。なお、各所定温度には、Ｔ’４＜Ｔ’１＜Ｔ’３＜Ｔ’２の関係がある。また、各所定温度の温度差は、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。

　これによれば、日射量が多い程、吹出口モードがバイレベルモードに決定される空調負荷領域を狭くし、且つ吹出口モードがフェイスモードになる空調負荷領域を広くするので、日射量が多い程、吹出口モードがバイレベルモードに決定されにくく、且つフェイスモードに決定されやすくなる。このため、日射が強い時にフェイス吹出口からの吹出風量を増加させて乗員の快適性を向上できる。

　さらに、フェイスモードでは、バイレベルモードに比べてフット吹出口から吹き出される風量割合が小さいことから、フェイスモードに決定されやすくすれば乗員の足元の冷風感を少なくすることができる。

　ステップＳ１０では、エアミックスドア３８の目標開度ＳＷを上記ＴＡＯ、蒸発器温度センサ５６によって検出された室内蒸発器２６からの吹出空気温度Ｔｅ、加熱器温度に基づいて算出する。

　ここで、加熱器温度とは、加熱用冷風通路３３に配置された加熱手段（ヒータコア３６、室内凝縮器１２、およびＰＴＣヒータ３７）の加熱能力に応じて決定される値であって、一般的には、エンジン冷却水温度Ｔｗを採用できる。従って、目標開度ＳＷは、次の数式Ｆ２により算出できる。
ＳＷ＝［（ＴＡＯ－Ｔｅ）／（Ｔｗ－Ｔｅ）］×１００（％）…（Ｆ２）
　なお、ＳＷ＝０（％）は、エアミックスドア３８の最大冷房位置であり、冷風バイパス通路３４を全開し、加熱用冷風通路３３を全閉する。これに対し、ＳＷ＝１００（％）は、エアミックスドア３８の最大暖房位置であり、冷風バイパス通路３４を全閉し、加熱用冷風通路３３を全開する。

　ステップＳ１１では、圧縮機１１の冷媒吐出能力（具体的には、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、冷房モードでは、ステップＳ４で決定した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２６からの吹出空気温度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、暖房モード、第１除湿モードおよび第２除湿モードでは、ステップＳ４で決定した暖房用熱交換器目標温度等に基づいて、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Ｓ１１のより詳細な制御内容については、図１０を用いて説明する。まず、ステップＳ１１１では、冷房モード（ＣＯＯＬサイクル）時の回転数変化量Δｆ＿Ｃを求める。図１０のステップＳ１１１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Ｓ１１２では、暖房モード（ＨＯＴサイクル）、第１除湿モード（ＤＲＹ＿ＥＶＡサイクル）および第２除湿モード（ＤＲＹ＿ＡＬＬサイクル）時の回転数変化量Δｆ＿Ｈを求める。図１０のステップＳ１１２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。

　続くステップＳ１１３では、ステップＳ６で決定された運転モードが冷房モードであるか否かが判定される。ステップＳ１１３にて、ステップＳ６で決定された運転モードが冷房モードであると判定された場合は、ステップＳ１１４へ進み、圧縮機１１の回転数変化量ΔｆをΔｆ＿Ｃに決定して、ステップＳ１１６へ進む。

　一方、ステップＳ１１３にてステップＳ６で決定された運転モードが冷房モードでないと判定された場合は、ステップＳ１１５へ進み、圧縮機１１の回転数変化量ΔｆをΔｆ＿Ｈに決定してステップＳ１１６へ進む。

　ステップＳ１１６では、前回の圧縮機回転数ｆｎ－１に回転数変化量Δｆを加えた値を、今回の圧縮機回転数ｆｎと決定して、ステップＳ１２へ進む。なお、ステップＳ１１９における仮の圧縮機回転数の決定は、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。

　ステップＳ１２では、ＰＴＣヒータ３７の作動本数の決定および電熱デフォッガの作動状態の決定が行われる。ＰＴＣヒータ３７の作動本数は、例えば、ステップＳ６にてＰＴＣヒータ３７への通電の必要があるとされたときに、暖房モード時にエアミックスドア３８の目標開度ＳＷが１００％となっても、暖房用熱交換器目標温度を得られない場合に、内気温Ｔｒと暖房用熱交換器目標温度との差に応じて決定すればよい。

　また、車室内の湿度および温度から窓ガラスに曇りが発生する可能性が高い場合、あるいは窓ガラスに曇りが発生している場合は、電熱デフォッガを作動させる。

　ステップＳ１３では、上述のステップＳ６で決定された運転モードに応じて、冷媒回路切替手段である各電磁弁１３～２４の作動状態を決定する。

　具体的には、図１１の図表に示すように、運転モードが冷房モードに決定されている場合は、全ての電磁弁を非通電状態とする。また、暖房モードに決定されている場合は、電気式三方弁１３、高圧電磁弁２０、低圧電磁弁１７を通電状態とし、残りの電磁弁２１、２４を非通電状態とする。

　また、第１除湿モードに決定されている場合は、電気式三方弁１３、低圧電磁弁１７、除湿電磁弁２４および熱交換器遮断電磁弁２１を通電状態とし、高圧電磁弁２０を非通電状態とする。また、第２除湿モードに決定されている場合は、電気式三方弁１３、低圧電磁弁１７、除湿電磁弁２４を通電状態とし、残りの電磁弁２０、２１を非通電状態とする。

　つまり、本実施形態では、いずれの運転モードの冷媒回路に切り替えた場合であっても、各電磁弁１３～２４のうち少なくとも１つの電磁弁に対する電力の供給が停止されるように構成されている。これにより、本実施形態の各電磁弁１３～２４の合計消費電力を低減できるようにしている。

　ステップＳ１４では、上述のステップＳ６～Ｓ１３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より各種機器６１、１３、１７、２０、２１、２４、１６ａ、３２、６２、６３、６４に対して制御信号および制御電圧が出力される。例えば、圧縮機１１の電動モータ１１ｂ用のインバータ６１に対しては、圧縮機１１の回転数がステップＳ１１で決定された回転数となるように制御信号が出力される。

　ステップＳ１５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Ｓ１６へ進む。なお、本実施形態は制御周期τを２５０ｍｓとしている。これは、車室内の空調制御は、エンジン制御等と比較して遅い制御周期であってもその制御性に悪影響を与えないからである。さらに、車両内における空調制御のための通信量を抑制して、エンジン制御等のように高速制御を行う必要のある制御系の通信量を充分に確保することができる。

　ここで、本実施形態のプラグインハイブリッド車両のように、外部電源から供給された電力をバッテリ８１に充電することができる車両では、外部電源からの過度な電力供給によって過充電が生じると、バッテリ８１の発熱、発煙、発火および劣化といった不具合が生じる。そのため、エンジン制御装置では、外部電源から供給される電力量を検出する電力計の検出信号等に基づいて外部電源から供給される電力量、換言すると、外部電源に要求する要求電力の量を制御している。

　さらに、外電電源から電力が供給されている時であっても、車両用空調装置１の各種電動式構成機器１１、１６ａ、３２、４０ａの過度な電力消費による過放電が生じると、バッテリ８１の寿命低下といった不具合が生じる。そこで、本実施形態の空調制御装置５０では、ステップＳ１６にて、外部電源から電源が供給された状態で車両用空調装置１を作動させた際に、エンジン制御装置に対して要求電力を変更させる信号を出力している。

　本実施形態の車両用空調装置１は、以上の如く制御されるので、制御ステップＳ６にて選択された運転モードに応じて以下のように作動する。

　（ａ）冷房モード（ＣＯＯＬサイクル：図１参照）　冷房モードでは、空調制御装置５０が全ての電磁弁を非通電状態とするので、電気式三方弁１３が室内凝縮器１２の冷媒出口側と第１三方継手１５の１つの冷媒流入出口との間を接続し、低圧電磁弁１７が閉弁し、高圧電磁弁２０が開弁し、熱交換器遮断電磁弁２１が開弁し、除湿電磁弁２４が閉弁する。

　これにより、図１の矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→電気式三方弁１３→第１三方継手１５→室外熱交換器１６→第２三方継手１９→高圧電磁弁２０→第２逆止弁２２→温度式膨張弁２７の可変絞り機構部２７ｂ→第４三方継手２５→室内蒸発器２６→温度式膨張弁２７の感温部２７ａ→第５三方継手２８→アキュムレータ２９→圧縮機１１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式冷凍サイクルが構成される。

　この冷房モードの冷媒回路では、電気式三方弁１３から第１三方継手１５へ流入した冷媒は、低圧電磁弁１７が閉弁しているので低圧電磁弁１７側へ流出することはない。また、室外熱交換器１６から第２三方継手１９へ流入した冷媒は、除湿電磁弁２４が閉弁しているので熱交換器遮断電磁弁２１側へ流出することはない。また、温度式膨張弁２７の可変絞り機構部２７ｂから流出した冷媒は、除湿電磁弁２４が閉弁しているので除湿電磁弁２４側へ流出することはない。さらに、温度式膨張弁２７の感温部２７ａから第５三方継手２８へ流入した冷媒は、第２逆止弁２２の作用によって第２逆止弁２２側に流出することはない。

　従って、圧縮機１１にて圧縮された冷媒は、室内凝縮器１２にて室内蒸発器２６通過後の送風空気（冷風）と熱交換して冷却され、さらに、室外熱交換器１６にて外気と熱交換して冷却され、温度式膨張弁２７にて減圧膨張される。温度式膨張弁２７にて減圧された低圧冷媒は室内蒸発器２６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。これにより、室内蒸発器２６を通過する送風空気が冷却される。

　この際、前述の如くエアミックスドア３８の開度が調整されるので、室内蒸発器２６にて冷却された送風空気の一部（または全部）が冷風バイパス通路３４から混合空間３５へ流入し、室内蒸発器２６にて冷却された送風空気の一部（または全部）が加熱用冷風通路３３へ流入してヒータコア３６、室内凝縮器１２、ヒータコア３６を通過する際に再加熱されて混合空間３５へ流入する。

　これにより、混合空間３５にて混合されて車室内へ吹き出す送風空気の温度が所望の温度に調整されて、車室内の冷房を行うことができる。なお、冷房モードでは、送風空気の除湿能力も高いが、暖房能力は殆ど発揮されない。

　また、室内蒸発器２６から流出した冷媒は、温度式膨張弁２７の感温部２７ａを介して、アキュムレータ２９へ流入する。アキュムレータ２９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。

　さらに、この冷房モードの冷媒回路では、図１の記載から明らかなように、冷凍サイクル１０の冷媒流路内の異なる２箇所の部位が互いに連通している。換言すると、冷房モードの冷媒回路では、冷凍サイクル１０を構成する冷媒流路内に他の部位と連通しない閉塞回路が形成されていない。

　（ｂ）暖房モード（ＨＯＴサイクル：図２参照）　暖房モードでは、空調制御装置５０が電気式三方弁１３、高圧電磁弁２０、低圧電磁弁１７を通電状態とし、残りの電磁弁２１、２４を非通電状態とするので、電気式三方弁１３が室内凝縮器１２の冷媒出口側と固定絞り１４の冷媒入口側との間を接続し、低圧電磁弁１７が開弁し、高圧電磁弁２０が閉弁し、熱交換器遮断電磁弁２１が開弁し、除湿電磁弁２４が閉弁する。

　これにより、図２の矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→電気式三方弁１３→固定絞り１４→第３三方継手２３→熱交換器遮断電磁弁２１→第２三方継手１９→室外熱交換器１６→第１三方継手１５→低圧電磁弁１７→第１逆止弁１８→第５三方継手２８→アキュムレータ２９→圧縮機１１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式冷凍サイクルが構成される。

　この暖房モードの冷媒回路では、固定絞り１４から第３三方継手２３へ流入した冷媒は、除湿電磁弁２４が閉弁しているので除湿電磁弁２４側へ流出することはない。また、熱交換器遮断電磁弁２１から第２三方継手１９へ流入した冷媒は、高圧電磁弁２０が閉弁しているので高圧電磁弁２０側へ流出することはない。また、室外熱交換器１６から第１三方継手１５へ流入した冷媒は、電気式三方弁１３が室内凝縮器１２の冷媒出口側と固定絞り１４の冷媒入口側との間を接続しているので電気式三方弁１３側へ流出することはない。第１逆止弁１８から第５三方継手２８へ流入した冷媒は、除湿電磁弁２４が閉じているので温度式膨張弁２７側へ流出することはない。

　従って、圧縮機１１にて圧縮された冷媒は、室内凝縮器１２にて送風機３２から送風された送風空気と熱交換して冷却される。これにより、室内凝縮器１２を通過する送風空気が加熱される。この際、エアミックスドア３８の開度が調整されるので、冷房モードと同様に、混合空間３５にて混合されて車室内へ吹き出す送風空気の温度が所望の温度に調整されて、車室内の暖房を行うことができる。なお、暖房モードでは、送風空気の除湿能力は発揮されない。

　また、室内凝縮器１２から流出した冷媒は、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、低圧電磁弁１７、第１逆止弁１８等を介して、アキュムレータ２９へ流入する。アキュムレータ２９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）第１除湿モード（ＤＲＹ＿ＥＶＡサイクル：図３参照）　第１除湿モードでは、空調制御装置５０が電気式三方弁１３、低圧電磁弁１７、熱交換器遮断電磁弁２１および除湿電磁弁２４を通電状態とし、高圧電磁弁２０を非通電状態とするので、電気式三方弁１３が室内凝縮器１２の冷媒出口側と固定絞り１４の冷媒入口側との間を接続し、低圧電磁弁１７が開弁し、高圧電磁弁２０が開弁し、熱交換器遮断電磁弁２１が閉弁し、除湿電磁弁２４が開弁する。

　これにより、図３の矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→電気式三方弁１３→固定絞り１４→第３三方継手２３→除湿電磁弁２４→第４三方継手２５→室内蒸発器２６→温度式膨張弁２７の感温部２７ａ→第５三方継手２８→アキュムレータ２９→圧縮機１１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式冷凍サイクルが構成される。

　この第１除湿モードの冷媒回路では、固定絞り１４から第３三方継手２３へ流入した冷媒は、熱交換器遮断電磁弁２１が閉弁しているので熱交換器遮断電磁弁２１側へ流出することはない。また、除湿電磁弁２４から第４三方継手２５へ流入した冷媒は、第２逆止弁２２の作用によって温度式膨張弁２７の可変絞り機構部２７ｂ側へ流出することはない。また、温度式膨張弁２７の感温部２７ａから第５三方継手２８へ流入した冷媒は、第１逆止弁１８の作用によって第１逆止弁１８側へ流出することはない。

　従って、圧縮機１１にて圧縮された冷媒は、室内凝縮器１２にて室内蒸発器２６通過後の送風空気（冷風）と熱交換して冷却される。これにより、室内凝縮器１２を通過する送風空気が加熱される。室内凝縮器１２から流出した冷媒は、固定絞り１４にて減圧されて室内蒸発器２６へ流入する。

　室内蒸発器２６へ流入した低圧冷媒は、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。これにより、室内蒸発器２６を通過する送風空気が冷却されて除湿される。従って、室内蒸発器２６にて冷却されて除湿された送風空気は、ヒータコア３６、室内凝縮器１２、ヒータコア３６を通過する際に再加熱されて、混合空間３５から車室内へ吹き出される。すなわち、車室内の除湿を行うことができる。なお、第１除湿モードでは、送風空気の除湿能力を発揮できるが、暖房能力は小さい。

　また、室内蒸発器２６から流出した冷媒は、温度式膨張弁２７の感温部２７ａを介して、アキュムレータ２９へ流入する。アキュムレータ２９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。

　（ｄ）第２除湿モード（ＤＲＹ＿ＡＬＬサイクル：図４参照）　第２除湿モードでは、空調制御装置５０が電気式三方弁１３、低圧電磁弁１７、除湿電磁弁２４を通電状態とし、残りの電磁弁２０、２１を非通電状態とするので、電気式三方弁１３が室内凝縮器１２の冷媒出口側と固定絞り１４の冷媒入口側との間を接続し、低圧電磁弁１７が開弁し、高圧電磁弁２０が開弁し、熱交換器遮断電磁弁２１が開弁し、除湿電磁弁２４が開弁する。

　これにより、図４の矢印に示すように、圧縮機１１→室内凝縮器１２→電気式三方弁１３→固定絞り１４→第３三方継手２３→熱交換器遮断電磁弁２１→第２三方継手１９→室外熱交換器１６→第１三方継手１５→低圧電磁弁１７→第１逆止弁１８→第５三方継手２８→アキュムレータ２９→圧縮機１１の順に冷媒が循環するとともに、圧縮機１１→室内凝縮器１２→電気式三方弁１３→固定絞り１４→第３三方継手２３→除湿電磁弁２４→第４三方継手２５→室内蒸発器２６→温度式膨張弁２７の感温部２７ａ→第５三方継手２８→アキュムレータ２９→圧縮機１１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式冷凍サイクルが構成される。

　つまり、第２除湿モードでは、固定絞り１４から第３三方継手２３へ流入した冷媒が熱交換器遮断電磁弁２１側および除湿電磁弁２４側の双方に流出して、第１逆止弁１８から第５三方継手２８へ流入した冷媒および温度式膨張弁２７の感温部２７ａから第５三方継手２８へ流入した冷媒の双方が第５三方継手２８にて合流してアキュムレータ２９側へ流出する。

　なお、この第２除湿モードの冷媒回路では、室外熱交換器１６から第１三方継手１５へ流入した冷媒は、電気式三方弁１３が室内凝縮器１２の冷媒出口側と固定絞り１４の冷媒入口側との間を接続しているので電気式三方弁１３側へ流出することはない。また、除湿電磁弁２４から第４三方継手２５へ流入した冷媒は、第２逆止弁２２の作用によって温度式膨張弁２７の可変絞り機構部２７ｂ側へ流出することはない。

　従って、圧縮機１１にて圧縮された冷媒は、室内凝縮器１２にて室内蒸発器２６通過後の送風空気（冷風）と熱交換して冷却される。これにより、室内凝縮器１２を通過する送風空気が加熱される。室内凝縮器１２から流出した冷媒は、固定絞り１４にて減圧された後、第３三方継手２３にて分岐されて室外熱交換器１６および室内蒸発器２６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、低圧電磁弁１７、第１逆止弁１８等を介して、第５三方継手２８へ流入する。室内蒸発器２６へ流入した低圧冷媒は、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。これにより、室内蒸発器２６を通過する送風空気が冷却されて除湿される。

　従って、室内蒸発器２６にて冷却されて除湿された送風空気は、ヒータコア３６、室内凝縮器１２、ヒータコア３６を通過する際に再加熱されて、混合空間３５から車室内へ吹き出される。この際、第２除湿モードでは、第１除湿モードに対して、室外熱交換器１６にて吸熱した熱量を室内凝縮器１２にて放熱することができるので、送風空気を第１除湿モードよりも高温に加熱できる。すなわち、第２除湿モードでは、高い暖房能力を発揮させながら除湿能力も発揮させる除湿暖房を行うことができる。

　また、室内蒸発器２６から流出した冷媒は、第５三方継手２８へ流入して室外熱交換器１６から流出した冷媒と合流し、アキュムレータ２９へ流入する。アキュムレータ２９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。

　さらに、上記の如く、冷房モードの冷媒回路、暖房モードの冷媒回路、および第１除湿モードの冷媒回路は、いずれも圧縮機１１に吸入される冷媒を室外熱交換器１６と室内熱交換器（具体的には、室内凝縮器１２、室内蒸発器２６）とのうちいずれか一方に流通させる単独熱交換器モードの冷媒回路であり、第２除湿モードの冷媒回路は、圧縮機１１に吸入される冷媒を室外熱交換器１６と室内熱交換器（具体的には、室内蒸発器２６）との双方に流通させる複合熱交換器モードの冷媒回路であると表現することもできる。

　本実施形態の車両用空調装置は、以上の如く作動するので、以下のような効果を発揮することができる。

　まず、制御ステップＳ７（具体的には、ステップＳ７０４）にて説明したように、ＰＴＣヒータ３７の作動本数が多い程、より低いエンジン冷却水温度Ｔｗにおいて送風機３２の作動が開始される。

　したがって、暖房起動時のように、エンジン冷却水温度Ｔｗが低いためにヒータコア３６において送風空気を充分に加熱できない場合であっても、ＰＴＣヒータ３７により送風空気を加熱することができるので、エンジン冷却水温度Ｔｗの上昇を待つことなく、ＰＴＣヒータ３７により加熱された送風空気を乗員に対して早期に吹き出すことができる。このため、車室内空調（暖房）の即効性を向上させることが可能となる。

　さらに、エンジン冷却水温度Ｔｗが低温の場合でも、ＰＴＣヒータ３７により充分に加熱された送風空気を乗員に対して吹き出すことができるので、車室内空調（暖房）のためのエンジン作動の頻度を低減して省燃費化を図ることが可能となる。

　ところで、送風機３２の稼働率が増加し過ぎる、すなわち送風量が多くなり過ぎると、ヒータコア３６においてエンジン冷却水が奪われる熱量が増大し、エンジン冷却水を昇温させるために必要なエネルギが増大するという問題がある。

　これに対し、本実施形態では、制御ステップＳ７（具体的には、ステップＳ７０４）にて説明したように、エンジン冷却水温度Ｔｗが第１基準温度Ｔ１より高くなると、ＰＴＣヒータ３７の稼働率が高くなるに応じた送風機３２の稼働率の増加度合を小さくする。これにより、エンジン冷却水温度Ｔｗが高い場合に、送風機３２の稼働率を制限して、送風空気の送風量が増加し過ぎることを抑制できる。このため、エンジン冷却水が奪われる熱量が増大してエンジン冷却水を昇温させるために必要なエネルギが増大することを抑制できるので、空調の省エネルギ化を図ることが可能となる。特に、ハイブリッド車では、空調（暖房）のためのエンジン作動の頻度を低減して省燃費化を図ることができるので、実用上の利益が大である。

　さらに、本実施形態の車両用空調装置は、以下のような優れた効果を発揮することができる。

　まず、制御ステップＳ７０６にて説明したように、吹出口モードがバイレベルモードとなっている際に、送風機３２の稼働率の制限を緩和するので、ヒータコア３６を流れるエンジン冷却水の温度が十分に高くなくてもフェイス吹出口からの吹出風量を増加させることができる。このため、日射が強い時の乗員の快適性を向上できる。

　また、制御ステップＳ７０６にて説明したように、吹出口モードがバイレベルモードになっている際であっても、エンジン冷却水の温度が所定温度（本例では第１基準温度Ｔ１または第５基準温度Ｔ５）未満である場合には送風機３２の稼働率の制限を緩和しないので、吹出空気温度が非常に低くなる場合にフット吹出口からの吹出風量が増加することを防止して、乗員の足元の冷風感を防止することができる。

　また、制御ステップＳ７０４、Ｓ７０６にて説明したように、ＰＴＣヒータ３７の作動時に、ＰＴＣヒータ３７の停止時に比べて所定温度（本例では第１基準温度Ｔ１または第５基準温度Ｔ５）を低くするので、ＰＴＣヒータ３７の作動時は、エンジン冷却水の温度が低くても送風機３２の稼働率の制限を緩和させることができる。さらに、ＰＴＣヒータ３７が作動していれば、エンジン冷却水の温度が低くても吹出空気温度を上昇させることができるので乗員の足元の冷風感が少ない。従って、乗員の暖房感を損なうことなく、日射が強い時の乗員の快適性を向上できる。

　また、制御ステップＳ９２にて説明したように、日射量が多い程、吹出口モードがバイレベルモードに決定されにくく、且つフェイスモードに決定されやすくするので、日射が強い時にフェイス吹出口からの吹出風量を増加させて乗員の快適性を向上できる。

　さらに、フェイスモードでは、バイレベルモードに比べてフット吹出口から吹き出される風量割合が小さいことから、フェイスモードに決定されやすくすれば乗員の足元の冷風感を少なくすることができる。

　（第２実施形態）
　上述の実施形態では、冷房モード、暖房モード、第１除湿モードおよび第２除湿モードの冷媒回路を切替可能に構成された冷凍サイクル１０を採用した例を説明したが、本実施形態では、図１２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１０を採用している。

　具体的には、本実施形態の冷凍サイクル１０は、圧縮機１１、室外熱交換器１６、温度式膨張弁２７、室内蒸発器２６をこの順で環状に接続したもので、送風機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、上述の各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。

　従って、本実施形態の冷凍サイクル１０では、冷媒回路切替手段である各電磁弁１３～２４は廃止されている。さらに、圧縮機１１の冷媒吸入口に接続されたアキュムレータ２９を廃止して、室外熱交換器１６流出冷媒の気液を分離して余剰冷媒を蓄える高圧側気液分離器であるレシーバ２９ａを設けている。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

　なお、図１２では、図１～図４で図示を省略したフェイス吹出口３９ａ、フット吹出口３９ｂ、デフロスタ吹出口３９ｃ、フェイスドア３９ｄ、フットドア３９ｅおよびデフロスタドア３９ｆが図示されている。

　さらに、本実施形態の作動は、基本的に第１実施形態の図７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、冷媒回路切替手段である各電磁弁１３～２４が廃止されているので、ステップＳ６、Ｓ１３等の冷媒回路の切り替えに関する制御は廃止されている。また、例えば、第１実施形態の図１０のステップＳ１１２等の冷房モード以外の運転モードに関する制御も廃止されている。

　さらに、例えば、第１実施形態の図１０の制御ステップＳ１１３等に示す、運転モードが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１０の制御ステップＳ１１３等は廃止してもよいし、ステップＳ１１３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）上述の第１実施形態では、制御ステップＳ７０６において、吹出口モードがバイレベルモード且つ第２仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）ｄが最小値以外（本例では０レベル以外）の場合には、第３仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）を最大値（本例では３０レベル）にすることによって送風機３２の稼働率の制限をかけないようにする例を説明したが、これに限らず、第３仮ブロワレベルｆ（ＴＷ）を最大値よりも小さく且つ第１仮ブロワレベルｆ（ＴＡＯ）よりも大きい値にすることによって送風機３２の稼働率の制限を緩和するようにしても良い。

　（２）上述の第１実施形態では、冷媒回路を切り替えることによって車室内へ送風される送風空気を加熱あるいは冷却する冷凍サイクル１０を採用し、第２実施形態では、送風空気を冷却する冷凍サイクル１０を採用した例を説明したが、もちろん、圧縮機１１吐出冷媒を放熱させる放熱器を室内熱交換器として、冷媒を蒸発させる蒸発器を室外熱交換器として送風空気を加熱するヒートポンプサイクルを採用してもよい。

　（３）上述の各実施形態では、車両用空調装置１を、プラグインハイブリッド車両の車両走行用の駆動力について詳細を述べていないが、車両用空調装置１は、エンジンＥＧおよび走行用電動モータの双方から直接駆動力を得て走行可能な、いわゆるパラレル型のハイブリッド車両に適用してもよいし、エンジンＥＧを発電機８０の駆動源として用い、発電された電力をバッテリ８１に蓄え、さらに、バッテリ８１に蓄えられた電力を供給されることによって作動する走行用電動モータから駆動力を得て走行する、いわゆるシリアル型のハイブリッド車両に適用してもよい。

　また、車両用空調装置１を、エンジンＥＧを備えることなく車両走行用の駆動力を走行用電動モータのみから得る電気自動車に適用してもよい。

　３２　　送風機
　３６　　ヒータコア（加熱用熱交換器）
　５０　　制御手段
　３７　　ＰＴＣヒータ（補助加熱手段）
　３９ａ　フェイス吹出口
　３９ｂ　フット吹出口
　３９ｄ　フェイスドア（吹出口モード切替手段）
　３９ｅ　フットドア（吹出口モード切替手段）

Claims (7)

1. 　送風空気を発生する送風機（３２）と、
   　前記送風空気と熱媒体とを熱交換させて前記送風空気を加熱する加熱用熱交換器（３６）と、
   　前記送風機（３２）の稼働率を決定する制御手段（５０）と、
   　乗員の上半身に向けて前記送風空気を吹き出すフェイス吹出口（３９ａ）および乗員の下半身に向けて前記送風空気を吹き出すフット吹出口（３９ｂ）を含む複数の吹出口（３９ａ、３９ｂ、３９ｃ）から吹き出される風量割合を切り替えることによって、複数の吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段（３９ｄ、３９ｅ、３９ｆ）とを備え、
   　前記制御手段（５０）は、
   　前記熱媒体の温度に基づいて前記送風機（３２）の稼働率を制限し、
   　前記吹出口モードが、前記フェイス吹出口（３９ａ）および前記フット吹出口（３９ｂ）の双方から前記送風空気を吹き出すバイレベルモードとなっている際に、前記送風機（３２）の稼働率の制限を緩和することを特徴とする車両用空調装置。
2. 　前記制御手段（５０）は、
   　前記送風機（３２）の稼働率を空調負荷に基づいて決定し、
   　前記送風機（３２）の稼働率の上限値を前記熱媒体の温度に基づいて決定し、
   　前記吹出口モードが、少なくとも前記フット吹出口（３９ｂ）から前記送風空気を吹き出すモードとなっている際に前記送風機（３２）の稼働率を前記上限値以下に制限し、
   　前記吹出口モードが前記バイレベルモードになっている際に、前記上限値を、前記空調負荷に基づいて決定した前記送風機（３２）の稼働率以上の値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. 　前記制御手段（５０）は、前記吹出口モードが前記バイレベルモードになっている際であっても、前記熱媒体の温度が所定温度未満である場合には前記送風機（３２）の稼働率の制限を緩和しない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. 　前記送風空気を加熱する補助加熱手段（３７）を備え、
   　前記制御手段（５０）は、前記補助加熱手段（３７）の作動時に、前記補助加熱手段（３７）の停止時に比べて前記所定温度を低くすることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
5. 　前記制御手段（５０）は、
   　前記吹出口モードが前記バイレベルモードとなっている際に前記熱媒体の温度に基づいて前記送風機（３２）の稼働率を制限し、
   　前記吹出口モードが前記フェイス吹出口（３９ａ）から前記送風空気を吹き出すフェイスモードになっている際に、前記バイレベルモード時に比べて、前記熱媒体の温度に基づく前記送風機（３２）の稼働率の制限を少なくし、
   　日射量が多い程、前記吹出口モードが前記バイレベルモードに決定されにくく、且つ前記フェイスモードに決定されやすく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。
6. 　送風空気を発生する送風機（３２）と、
   　前記送風空気と熱媒体とを熱交換させて前記送風空気を加熱する加熱用熱交換器（３６）と、
   　乗員の上半身に向けて前記送風空気を吹き出すフェイス吹出口（３９ａ）および乗員の下半身に向けて前記送風空気を吹き出すフット吹出口（３９ｂ）を含む複数の吹出口（３９ａ、３９ｂ、３９ｃ）から吹き出される風量割合を切り替えることによって、複数の吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段（３９ｄ、３９ｅ、３９ｆ）と、
   　前記送風機（３２）の稼働率、および前記吹出口モードを決定する制御手段（５０）とを備え、
   　前記制御手段（５０）は、
   　前記吹出口モードが前記フェイス吹出口（３９ａ）および前記フット吹出口（３９ｂ）の双方から前記送風空気を吹き出すバイレベルモードとなっている際に前記熱媒体の温度に基づいて前記送風機（３２）の稼働率を制限し、
   　前記吹出口モードが前記フェイス吹出口（３９ａ）から前記送風空気を吹き出すフェイスモードになっている際に、前記バイレベルモード時に比べて、前記熱媒体の温度に基づく前記送風機（３２）の稼働率の制限を少なくし、
   　日射量が多い程、前記吹出口モードが前記バイレベルモードに決定されにくく、且つ前記フェイスモードに決定されやすくすることを特徴とする車両用空調装置。
7. 　前記制御手段（５０）は、
   　空調負荷に応じて前記吹出口モードを決定し、
   　日射量が多い程、前記吹出口モードが前記バイレベルモードに決定される空調負荷領域を狭くし、且つ前記吹出口モードが前記フェイスモードになる空調負荷領域を広く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。

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