特許 7080014 車両用空調システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-26

(45)【発行日】2022-06-03

(54)【発明の名称】車両用空調システム

(51)【国際特許分類】

   B60H 1/22 20060101AFI20220527BHJP

   B60H 1/00 20060101ALI20220527BHJP

【ＦＩ】

B60H1/22 651C

B60H1/00 102P

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2017054984

(22)【出願日】2017-03-21

(65)【公開番号】P2018154309

(43)【公開日】2018-10-04

【審査請求日】2020-03-04

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】516299338

【氏名又は名称】三菱重工サーマルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】片山 康雄

(72)【発明者】

【氏名】中川 信也

(72)【発明者】

【氏名】羽瀬 知樹

【審査官】安島 智也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－２０３２４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３１３２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１７４４７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２１０２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１５５２７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３３２５０４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｈ １／００ － ３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両用空調システムを制御する制御装置であって、
冷媒系統における熱交換器の一つであって室外に配される室外熱交換器の流出冷媒温度がデフロスト条件閾値以下となった場合に、前記冷媒系統においてデフロスト運転を行うデフロスト運転制御部と、
前記デフロスト運転が所定の時間継続した後、前記流出冷媒温度が前記デフロスト運転を解除する条件閾値以下であった場合に、デフロスト運転の性能を強化するためのデフロスト強化運転を行うデフロスト強化運転制御部と、
を備え、
前記デフロスト強化運転制御部は、
前記デフロスト強化運転として、エンジンの回転数を増加させるとともにエンジン冷却水系統を循環する冷却水を室内ユニット内に配されるヒータに循環させ、車両の室内空気を介してエバポレータに吸熱される熱量を増加させることで前記室外熱交換器に供給される熱量を増加させる、
制御装置。

【請求項2】

前記デフロスト強化運転制御部は、
前記デフロスト強化運転として、前記冷媒系統における圧縮機の回転数を増加させる
請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記デフロスト強化運転制御部は、
前記デフロスト強化運転として、前記冷媒系統における熱交換器の一つであって室内ユニット内に配されるエバポレータに対する室内空気の送風量を増加させる
請求項１又は請求項２に記載の制御装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３の何れか一項に記載の制御装置と、
前記冷媒系統と、
を備える車両用空調システム。

【請求項5】

室内ユニット内に配されるヒータによって温められた温風の少なくとも一部を、前記冷媒系統における熱交換器の一つであって当該室内ユニット内に配されるエバポレータへと
導く流路を形成する温風戻しダクトと、
前記温風戻しダクトが形成する流路を開閉可能なダンパと、を更に備え、
前記デフロスト強化運転制御部は、
前記デフロスト強化運転として、前記ダンパを開く制御を行う
請求項４に記載の車両用空調システム。

【請求項6】

車両用空調システムを制御する方法であって、
冷媒系統における熱交換器の一つであって室外に配される室外熱交換器の流出冷媒温度がデフロスト条件閾値以下となった場合に、前記冷媒系統においてデフロスト運転を行うデフロスト運転制御ステップと、
前記デフロスト運転が所定の時間継続した後、前記流出冷媒温度が前記デフロスト条件閾値以下であった場合に、デフロスト運転の性能を強化するためのデフロスト強化運転を行うデフロスト強化運転制御ステップと、
を有し、
前記デフロスト強化運転制御ステップは、
前記デフロスト強化運転として、エンジンの回転数を増加させるとともにエンジン冷却水系統を循環する冷却水を室内ユニット内に配されるヒータに循環させ、車両の室内空気を介してエバポレータに吸熱される熱量を増加させることで前記室外熱交換器に供給される熱量を増加させる、
車両用空調システム制御方法。

【請求項7】

車両用空調システムを制御するコンピュータを、
冷媒系統における熱交換器の一つであって室外に配される室外熱交換器の流出冷媒温度がデフロスト条件閾値以下となった場合に、前記冷媒系統においてデフロスト運転を行うデフロスト運転制御部、
前記デフロスト運転が所定の時間継続した後、前記流出冷媒温度が前記デフロスト運転を解除する条件閾値以下であった場合に、デフロスト運転の性能を強化するためのデフロスト強化運転を行うデフロスト強化運転制御部、
として機能させ、
前記デフロスト強化運転制御部は、
前記デフロスト強化運転として、エンジンの回転数を増加させるとともにエンジン冷却水系統を循環する冷却水を室内ユニット内に配されるヒータに循環させ、車両の室内空気を介してエバポレータに吸熱される熱量を増加させることで前記室外熱交換器に供給される熱量を増加させる、
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用空調システムに関する。

【背景技術】

【0002】

一般的な空調システム（ヒートポンプシステム）において暖房運転を行う際、外気温が低い場合、蒸発器（エバポレータ）として機能する室外熱交換器に着霜し、吸熱能力が低下することが知られている。空調システムは、この霜を除去する目的でデフロスト運転を実施する。このデフロスト運転においては、例えば、圧縮機から吐出される高温高圧冷媒を室外熱交換器に巡らせる。この高温高圧冷媒の熱により、室外熱交換器表面に形成された霜が融解する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－１６２１４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

車両用空調システムにおいては、デフロスト運転中に、車両が走行していることが想定される。デフロスト運転中において車両が走行中であると、室外熱交換器が風（走行風）にさらされることになるため、当該室外熱交換器に流入する高温高圧冷媒の熱が風に奪われてしまう。そうすると、デフロスト性能が低下してしまい、室外熱交換器に付いた霜を完全に除去できない現象が起こり得る。

【0005】

上記課題の対策として、走行風流入口にシャッター（遮風装置）を設けることが考えられる。しかしながら、シャッターの装着は、コストの増大を招くばかりでなく、冷却が必要な他の装置（ラジエータ等）に悪影響を及ぼす可能性がある。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、走行中においても十分なデフロスト性能を確保できる制御装置、車両用空調システム、車両用空調システム制御方法及びプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１の態様によれば、車両用空調システムを制御する制御装置は、冷媒系統における熱交換器の一つであって室外に配される室外熱交換器の流出冷媒温度がデフロスト条件閾値以下となった場合に、前記冷媒系統においてデフロスト運転を行うデフロスト運転制御部と、デフロスト運転中における前記流出冷媒温度の上昇の度合いが所定の判定閾値以下であった場合に、デフロスト運転の性能を強化するためのデフロスト強化運転を行うデフロスト強化運転制御部と、を備える。

【0008】

また、本発明の第２の態様によれば、上述の制御装置において、前記デフロスト強化運転制御部は、前記デフロスト強化運転として、前記冷媒系統における圧縮機の回転数を増加させる。

【0009】

また、本発明の第３の態様によれば、上述の制御装置において、前記デフロスト強化運転制御部は、前記デフロスト強化運転として、前記冷媒系統における熱交換器の一つであって室内ユニット内に配されるエバポレータに対する室内空気の送風量を増加させる。

【0010】

また、本発明の第４の態様によれば、上述の制御装置において、前記デフロスト強化運転制御部は、前記デフロスト強化運転として、エンジンの回転数を増加させるとともに、エンジン冷却水系統を循環する冷却水を、室内ユニット内に配されるヒータに循環させる。

【0011】

また、本発明の第５の態様によれば、車両用空調システムは、上述の制御装置と、前記冷媒系統と、を備える。

【0012】

また、本発明の第６の態様によれば、上述の車両用空調システムは、室内ユニット内に配されるヒータによって温められた温風の少なくとも一部を、前記冷媒系統における熱交換器の一つであって当該室内ユニット内に配されるエバポレータへと導く流路を形成する温風戻しダクトと、前記温風戻しダクトが形成する流路を開閉可能なダンパと、を更に備え、前記デフロスト強化運転制御部は、前記デフロスト強化運転として、前記ダンパを開く制御を行う。

【0013】

また、本発明の第７の態様によれば、車両用空調システムを制御する方法は、冷媒系統における熱交換器の一つであって室外に配される室外熱交換器の流出冷媒温度がデフロスト条件閾値以下となった場合に、前記冷媒系統においてデフロスト運転を行うデフロスト運転制御ステップと、デフロスト運転中における前記流出冷媒温度の上昇の度合いが所定の判定閾値以下であった場合に、デフロスト運転の性能を強化するためのデフロスト強化運転を行うデフロスト強化運転制御ステップと、を有する。

【0014】

また、本発明の第８の態様によれば、プログラムは、車両用空調システムを制御するコンピュータを、冷媒系統における熱交換器の一つであって室外に配される室外熱交換器の流出冷媒温度がデフロスト条件閾値以下となった場合に、前記冷媒系統においてデフロスト運転を行うデフロスト運転制御部、デフロスト運転中における前記流出冷媒温度の上昇の度合いが所定の判定閾値以下であった場合に、デフロスト運転の性能を強化するためのデフロスト強化運転を行うデフロスト強化運転制御部、として機能させる。

【0015】

また、本発明の第９の態様によれば、車両用空調システムは、室内ユニット内に配されるヒータによって温められた温風の少なくとも一部を、冷媒系統における熱交換器の一つであって当該室内ユニット内に配されるエバポレータへと導く流路を形成する温風戻しダクトと、前記温風戻しダクトが形成する前記流路を開閉可能なダンパと、前記冷媒系統における熱交換器の一つであって室外に配される室外熱交換器の流出冷媒温度がデフロスト条件閾値以下となった場合に、前記冷媒系統においてデフロスト運転を行うデフロスト運転制御部と、を備え、前記デフロスト運転制御部は、前記デフロスト運転時に前記ダンパを開く制御を行う。

【発明の効果】

【0016】

上述の制御装置、車両用空調システム、車両用空調システム制御方法及びプログラムによれば、走行中においても十分なデフロスト性能を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１の実施形態に係る車両用空調システムの全体構成を示す図である。

【図2】第１の実施形態に係る制御部の機能構成を示す図である。

【図3】第１の実施形態に係る制御部の処理フローを示す図である。

【図4】第１の実施形態に係る制御部の機能を説明するための図である。

【図5】第２の実施形態に係る車両用空調システムの構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態に係る車両用空調システムについて、図１～図４を参照しながら説明する。

【0019】

（全体構成）
図１は、第１の実施形態に係る車両用空調システムの全体構成を示す図である。
図１に示す車両用空調システム１は、例えば、蓄電池とエンジンとを搭載するハイブリッド車両に搭載される空調システムである。
図１に示すように、車両用空調システム１は、冷媒が巡る冷媒系統Ｐ１と、車両室内への温風を生成するための温水が巡る温水系統Ｐ２と、エンジン１８を冷却するための冷却水が巡るエンジン冷却水系統Ｐ３と、を有してなる。

【0020】

冷媒系統Ｐ１には、圧縮機１０と、水／冷媒熱交換器１１と、レシーバ１２と、室外熱交換器１３と、エバポレータ１４と、膨張弁Ｅ１、Ｅ２と、が設けられている。
圧縮機１０は、室外熱交換器１３又はエバポレータ１４を通じて得られた低温低圧冷媒を吸入して圧縮し、高温高圧冷媒を吐出する。
水／冷媒熱交換器１１は、冷媒系統Ｐ１における熱交換器の一つであって、冷媒系統Ｐ１と温水系統Ｐ２とに跨って配される。水／冷媒熱交換器１１は、冷媒系統Ｐ１を巡る冷媒と温水系統Ｐ２を巡る温水との間で熱交換を行う。
レシーバ１２は、水／冷媒熱交換器１１又は室外熱交換器１３によって凝縮された冷媒の気液分離を行い、液体冷媒のみを膨張弁Ｅ１又は膨張弁Ｅ２に送出する。
室外熱交換器１３は、冷媒系統Ｐ１における熱交換器の一つであって、車両の室外に配される熱交換器である。
エバポレータ１４は、冷媒系統Ｐ１における熱交換器の一つであって、車両の室内（室内ユニットＵ内）に配される熱交換器である。
膨張弁Ｅ１は、暖房運転時において、水／冷媒熱交換器１１を通じて凝縮された低温高圧冷媒を減圧して室外熱交換器１３に送出する。また、膨張弁Ｅ２は、デフロスト運転時において、室外熱交換器１３を通じて凝縮された冷媒を減圧してエバポレータ１４に送出する。

【0021】

冷媒系統Ｐ１は、更に、二方電磁弁Ｖ１、Ｖ２と、三方電磁弁Ｖ３と、逆止弁Ｖ５と、冷媒温度センサＴ１、Ｔ２とを備えている。
二方電磁弁Ｖ１、Ｖ２、三方電磁弁Ｖ３及び逆止弁Ｖ５は、暖房運転時における冷媒の循環経路と、デフロスト運転時における冷媒の循環経路とを切り替えるために用いられる電磁弁である。
冷媒温度センサＴ１は、圧縮機１０の吐出側から水／冷媒熱交換器１１の冷媒入口を繋ぐ配管に設けられた温度センサである。冷媒温度センサＴ２は、室外熱交換器１３の冷媒出口から圧縮機１０の吸入側を繋ぐ配管に設けられた温度センサである。

【0022】

冷媒系統Ｐ１は、一般に良く知られているヒートポンプシステムを構成する。即ち、暖房運転時には、冷媒は、冷媒系統Ｐ１を、圧縮機１０、水／冷媒熱交換器１１、レシーバ１２、膨張弁Ｅ１、室外熱交換器１３の順に巡ることで、室外熱交換器１３にて吸熱した熱を水／冷媒熱交換器１１にて放熱する。この場合において、室外熱交換器１３は蒸発器（エバポレータ）として機能し、水／冷媒熱交換器１１は凝縮器（コンデンサ）として機能する。これにより、水／冷媒熱交換器１１を通じて温水系統Ｐ２を巡る温水が加熱される。
また、外気温が低い場合、上記暖房運転時において室外熱交換器１３に着霜する場合がある。この場合、この霜を除去（融解）する目的でデフロスト運転が行われる。デフロスト運転時には、冷媒は、冷媒系統Ｐ１を、圧縮機１０、水／冷媒熱交換器１１、室外熱交換器１３、レシーバ１２、膨張弁Ｅ２、エバポレータ１４の順に巡ることで、エバポレータ１４にて吸熱した熱を室外熱交換器１３にて放熱する。この場合において、室外熱交換器１３は凝縮器（コンデンサ）として機能する。これにより、室外熱交換器１３が加熱されて霜が融解する。
また、通常の冷房運転時における冷媒の循環経路は、上述のデフロスト運転時と同様である。冷媒がデフロスト運転時と同様に循環することで、エバポレータ１４を通じて車両室内の熱が吸熱され、車両室内が冷却される。

【0023】

温水系統Ｐ２には、ウォータポンプ１７と、ヒータ１５と、水／冷媒熱交換器１１が設けられる。
ウォータポンプ１７は、温水系統Ｐ２内の温水を循環させる。ウォータポンプ１７によって循環する温水は、水／冷媒熱交換器１１を通じて、冷媒系統Ｐ１を巡る冷媒の熱を吸熱し、加熱される。
ヒータ１５は、水／冷媒熱交換器１１を通じて加熱された温水が巡ることで熱源として機能する。ヒータ１５は、車両室内の空気を循環させる流路を形成する室内ユニットＵ内に配される。

【0024】

エンジン冷却水系統Ｐ３には、冷却対象とするエンジン１８と、ラジエータ１９とが設けられる。
エンジン１８は、車両の動力源として必要なとき（例えば、ハイブリッド車両において、蓄電池の容量が減少した場合など）に起動される。エンジン１８が駆動（回転）することで、エンジン１８が熱源となりエンジン冷却水系統Ｐ３を巡る冷却水が加熱される。
ラジエータ１９は、加熱された冷却水を外気にさらして放熱させ、冷却させる。
また、エンジン冷却水系統Ｐ３と温水系統Ｐ２との間には、互いの配管の接続／切り離しを切替可能な四方弁Ｖ４が設けられている。温水系統Ｐ２とエンジン冷却水系統Ｐ３とが四方弁Ｖ４によって接続されると、エンジン冷却水系統Ｐ３を循環していた冷却水は、温水系統Ｐ２に設けられた水／冷媒熱交換器１１、ヒータ１５を巡るようになる。

【0025】

室内ユニットＵは、暖房運転（冷房運転）に応じた温風（冷風）を生成し、通風口を通じて当該温風（冷風）を車両室内に送出するユニットである。図１に示すように、室内ユニットＵには、内部にエバポレータ１４、ヒータ１５、エアミクスダンパ１６及びブロアＢが配される。
ブロアＢは、車両室内への送風を行う。暖房運転の場合、ブロアＢにより、ヒータ１５によって温められた空気（温風）が車両室内に送風される。その際、エアミクスダンパ１６の開度に応じて送風温度の調整がなされる。また、冷房運転の場合、ブロアＢにより、エバポレータ１４によって冷却された空気（冷風）が車両室内に送風される。

【0026】

制御部２は、車両用空調システム１全体の動作を制御する制御装置である。即ち、制御部２は、車両の搭乗者の操作に従い、圧縮機１０、ウォータポンプ１７、膨張弁Ｅ１、Ｅ２、各種電磁弁（二方電磁弁Ｖ１、Ｖ２、三方電磁弁Ｖ３、四方電磁弁Ｖ４）、エアミクスダンパ１６等を制御して、暖房運転を行ったり冷房運転を行ったりする。その際、制御部２は、冷媒温度センサＴ１、Ｔ２を通じて各所の冷媒温度をモニタリングする。また、制御部２は、必要に応じてエンジン１８を駆動させる。
制御部２は、所定の条件を満たした場合にデフロスト運転を行う。このデフロスト運転に係る制御部２の機能の詳細については後述する。

【0027】

（制御部の機能構成）
図２は、第１の実施形態に係る制御部の機能構成を示す図である。
図２に示す制御部２は、例えば、ＣＰＵ（マイコン）であって、車両用空調システム１全体の動作を制御する。制御部２は、予め用意されたプログラムに従って動作することで暖房運転制御部２０、デフロスト運転制御部２１及びデフロスト強化運転制御部２２としての機能を発揮する。

【0028】

暖房運転制御部２０は、搭乗者により暖房運転の要求操作がなされた場合に、冷媒系統Ｐ１に設けられた圧縮機１０及び各種弁（膨張弁Ｅ１、Ｅ２、二方電磁弁Ｖ１、Ｖ２、三方電磁弁Ｖ３等）を制御して暖房運転を行う。
デフロスト運転制御部２１は、暖房運転中に、室外熱交換器１３の流出冷媒温度がデフロスト条件閾値以下となった場合に、冷媒系統Ｐ１に設けられた圧縮機１０及び各種弁を制御してデフロスト運転を行う。ここで、「室外熱交換器１３の流出冷媒温度」とは、室外熱交換器１３から流出する冷媒の温度であって、具体的には、冷媒温度センサＴ２を通じて検出される温度である。
デフロスト強化運転制御部２２は、デフロスト運転中における流出冷媒温度の上昇の度合いが所定の判定閾値以下であった場合に、デフロスト運転の性能を強化するためのデフロスト強化運転を行う。
また、図示を省略しているが、制御部２は、更に、搭乗者により冷房運転の要求操作された場合に、冷媒系統Ｐ１に設けられた圧縮機１０及び各種弁を制御して冷房運転を行う冷房運転制御部を有している。

【0029】

（制御部の処理フロー）
図３は、第１の実施形態に係る制御部の処理フローを示す図である。
また、図４は、第１の実施形態に係る制御部の機能を説明するための図である。
以下、図３、図４を参照しながら、第１の実施形態に係る制御部２の処理フローについて説明する。

【0030】

本実施形態において、図３に示す処理フローは、車両の搭乗者によって暖房運転の要求操作がなされた時点から開始される。

【0031】

搭乗者によって暖房運転の要求操作がなされると、図３に示すように、制御部２の暖房運転制御部２０は、暖房運転を開始する（ステップＳ００）。
暖房運転制御部２０は、暖房運転を開始するに際し、二方電磁弁Ｖ１を開放し、二方電磁弁Ｖ２を閉塞する。また、暖房運転制御部２０は、三方電磁弁Ｖ３における流路を、冷媒が水／冷媒熱交換器１１からレシーバ１２へと向かう流路に切り替える（図１参照）。これにより、凝縮器として機能する水／冷媒熱交換器１１を介して、冷媒系統Ｐ１を巡る冷媒から温水系統Ｐ２を巡る温水に向けて放熱され、温水が加熱される。そして、加熱された温水が温水系統Ｐ２（ヒータ１５）を巡ることで車両室内が温められる。
他方、暖房運転時において、室外熱交換器１３はエバポレータとして機能する。即ち、室外熱交換器１３を巡る冷媒は、外気から吸熱して気化する。外気温が低い環境下において暖房運転を継続すると、冷媒による吸熱により、室外熱交換器１３表面が氷点下まで冷却されて着霜する。そうすると、室外熱交換器１３を流れる冷媒は外気から十分に吸熱できなくなる。

【0032】

制御部２のデフロスト運転制御部２１は、暖房運転中に、デフロスト条件を満たすか否か（具体的には、室外熱交換器１３の流出冷媒温度がデフロスト条件閾値Ｔｔｈ１以下となったか否か）を判定する（ステップＳ０１）。なお、デフロスト条件閾値Ｔｔｈ１は、例えば、“外気温－５℃”などと規定される（車両には、外気温を検出可能な温度センサも別途搭載されているものとする）。

【0033】

暖房運転中においてデフロスト条件を満たしていない場合（ステップＳ０１：ＮＯ）、デフロスト運転制御部２１はデフロスト運転を開始せず、暖房運転制御部２０が通常の暖房運転を継続する。

【0034】

暖房運転中においてデフロスト条件を満たした場合（ステップＳ０１：ＹＥＳ）、デフロスト運転制御部２１は、デフロスト運転を開始する（ステップＳ０２）。即ち、デフロスト運転制御部２１は、室外熱交換器１３の流出冷媒温度がデフロスト条件閾値Ｔｔｈ１以下である（冷媒の温度が十分に上昇していない）ことをもって、室外熱交換器１３に霜が発生していると判断し、デフロスト運転を開始する。
デフロスト運転制御部２１は、デフロスト運転を開始するに際し、二方電磁弁Ｖ１を閉塞し、二方電磁弁Ｖ２を開放する。また、デフロスト運転制御部２１は、三方電磁弁Ｖ３における流路を、冷媒が水／冷媒熱交換器１１から室外熱交換器１３へと向かう流路に切り替える（図１参照）。これにより、圧縮機１０から吐出された冷媒（高温高圧冷媒）が室外熱交換器１３に流入し、当該室外熱交換器１３が加熱される。このデフロスト運転により、室外熱交換器１３表面に付いた霜が融解する。
他方、デフロスト運転時においては、エバポレータ１４が車両室内の熱量を吸熱する。したがって、（冷房運転と同様に）車両の室内温度が低下する。

【0035】

デフロスト運転制御部２１は、デフロスト運転中に、デフロスト解除条件を満たすか否か（具体的には、室外熱交換器１３の流出冷媒温度がデフロスト解除条件閾値Ｔｔｈ２以上となったか否か）を判定する（ステップＳ０３）。なお、デフロスト解除条件閾値Ｔｔｈ２は、例えば、“１０℃”、“１５℃”などと規定される。

【0036】

デフロスト運転中においてデフロスト条件を満たしていない場合（ステップＳ０３：ＮＯ）、デフロスト運転制御部２１は、予め規定された時間（例えば“１０分”。以下、「一定時間」とも記載する。）が経過したか否かの判定を行う（ステップＳ０５）。一定時間が経過していない場合（ステップＳ０５：ＮＯ）、デフロスト運転制御部２１はデフロスト運転を継続しながら、一定時間が経過したか否かの判定（ステップＳ０３）を繰り返し行う。

【0037】

デフロスト運転中において、一定時間が経過する前にデフロスト条件を満たした場合（ステップＳ０３：ＹＥＳ）、デフロスト運転制御部２１はデフロスト運転を解除し（ステップＳ０４）、通常の暖房運転に復帰させる。即ち、デフロスト運転制御部２１は、室外熱交換器１３の流出冷媒温度がデフロスト解除条件閾値Ｔｔｈ２以上となった（冷媒の温度が十分に上昇した）ことをもって、室外熱交換器１３に付いた霜が融解したと判断し、デフロスト運転を解除する。

【0038】

デフロスト運転中において、デフロスト条件を満たさないまま一定時間が経過した場合（ステップＳ０５：ＹＥＳ）、制御部２のデフロスト強化運転制御部２２は、デフロスト強化運転を開始する（ステップＳ０６）。即ち、デフロスト運転を行ったものの、室外熱交換器１３の流出冷媒温度がデフロスト解除条件閾値Ｔｔｈ２に到達しないまま一定時間が経過した場合には、デフロスト性能が十分に得られていないと判断し、デフロスト強化運転制御部２２がデフロスト性能を強化するためのデフロスト強化運転を開始する。

【0039】

デフロスト強化運転に際し、デフロスト強化運転制御部２２は、具体的には、以下の３通りの処理の何れか一つ又は２つ以上の組み合わせを実施する。

【0040】

（１）圧縮機１０の回転数増加
デフロスト強化運転制御部２２は、デフロスト強化運転として、冷媒系統Ｐ１における圧縮機１０の回転数を増加させる。例えば、通常のデフロスト運転時において圧縮機１０の回転数が“６０００ｒｐｍ”であった場合、デフロスト強化運転制御部２２は、圧縮機１０の回転数を“７０００ｒｐｍ”にまで上昇させる。このようにすることで、冷媒系統Ｐ１を巡る冷媒の単位時間当たりの循環量が増加する。したがって、室外熱交換器１３に供給される単位時間当たりの熱量が増加するため、デフロスト性能が強化される。

【0041】

（２）ブロアＢの風量増加
デフロスト強化運転制御部２２は、デフロスト強化運転として、ブロアＢの回転数を増加させる。これにより、室内ユニットＵ内に配されるエバポレータ１４に対する室内空気の送風量が増加する。これにより、暖房運転時（ステップＳ００）にて、温風により温められた車両室内の空気からエバポレータ１４に向けて送風される風量が増加する。そうすると、エバポレータ１４にて吸熱される熱量が増加し、当該エバポレータ１４を流れる冷媒が一層加熱される。結果として、当該加熱された冷媒を通じて、より多くの熱量が室外熱交換器１３に供給されることとなり、デフロスト性能が強化される。

【0042】

（３）エンジン１８の回転数増加
デフロスト強化運転制御部２２は、デフロスト強化運転として、まず、エンジン１８の回転数を増加させる。そして、デフロスト強化運転制御部２２は、四方弁Ｖ４を制御して温水系統Ｐ２とエンジン冷却水系統Ｐ３とを連結させる。これにより、エンジン冷却水系統Ｐ３を循環する冷却水が（回転数が増加した）エンジン１８によって一層加熱されるとともに、当該一層加熱された冷却水が、室内ユニットＵ内に配されるヒータ１５を循環する。そうすると、ヒータ１５を通じて車両の室内空気が一層温められることとなる。ブロアＢは、当該温められた室内空気を循環させ、エバポレータ１４に送風することで、エバポレータ１４にて吸熱される熱量が増加する。結果として、エバポレータ１４によって一層加熱された冷媒を通じて、より多くの熱量が室外熱交換器１３に供給されることとなり、デフロスト性能が強化される。

【0043】

図４に示すグラフは、暖房運転（ステップＳ００）、デフロスト運転（ステップＳ０２）及びデフロスト強化運転（ステップＳ０６）の各々における流出冷媒温度Ｔの経時的変化の様子を示している。
図４に示すように、例えば、暖房運転制御部２０は、時刻ｔ０にて暖房運転を開始したとする（図３のステップＳ００）。暖房運転中において、外気温が低い条件下では、室外熱交換器１３で着霜が発生し、その吸熱性能が低下する。したがって、室外熱交換器１３の流出冷媒温度Ｔは時間とともに低下する。
デフロスト運転制御部２１は、流出冷媒温度Ｔがデフロスト条件閾値Ｔｔｈ１以下となったタイミングでデフロスト運転を開始する（時刻ｔ１、図３のステップＳ０２）。そうすると、室外熱交換器１３に高温高圧冷媒が供給されるようになるため、流出冷媒温度Ｔが時間とともに上昇する。ここで、デフロスト性能が十分に確保できている状況であれば、デフロスト運転開始から一定時間内（時刻ｔ２）に、流出冷媒温度Ｔがデフロスト解除条件閾値Ｔｔｈ２に到達する（図４の破線のグラフ参照）。この場合、デフロスト運転制御部２１は、時刻ｔ２の時点でデフロスト運転を解除し、通常の暖房運転を再開する。

【0044】

しかしながら、デフロスト運転中に、車両が高速で走行中であった場合などにおいては、室外熱交換器１３が走行風にさらされる。そうすると、室外熱交換器１３に流入する熱量が走行風に奪われてしまい、十分なデフロスト性能を得られない現象が生じる。その結果、デフロスト運転開始から一定時間を経過した後（時刻ｔ３）においても、流出冷媒温度Ｔがデフロスト解除条件閾値Ｔｔｈ２に到達しない（図４の実線のグラフ参照）。そこで、時刻ｔ３の時点で、デフロスト強化運転制御部２２が上述のデフロスト強化運転を開始する（図３のステップＳ０６）。これにより、より多くの熱量が室外熱交換器１３に供給され、デフロスト性能が強化される。したがって、車両が高速走行中であったとしても、比較的短い時間で流出冷媒温度Ｔがデフロスト解除条件閾値Ｔｔｈ２に到達する（時刻ｔ４）。デフロスト運転制御部２１は、時刻ｔ４の時点でデフロスト運転を解除し、通常の暖房運転を再開する。

【0045】

（作用、効果）
以上の通り、第１の実施形態に係る車両用空調システム１の制御部２は、冷媒系統Ｐ１における室外熱交換器１３の流出冷媒温度Ｔがデフロスト条件閾値Ｔｔｈ１以下となった場合に、冷媒系統Ｐ１においてデフロスト運転を行う。そして、デフロスト運転中における流出冷媒温度Ｔの上昇の度合いが所定の判定閾値以下であった場合に、デフロスト運転の性能を強化するためのデフロスト強化運転を行う。
このようにすることで、第１の実施形態に係る車両用空調システム１は、車両の走行中においてデフロスト性能が低下した場合には、直ちにデフロスト強化運転が開始されてデフロスト性能が向上する。
以上より、第１の実施形態に係る車両用空調システム１によれば、走行中においても十分なデフロスト性能を確保することができる。

【0046】

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係る車両用空調システムについて、図５を参照しながら説明する。

【0047】

（車両用空調システムの構成）
図５は、第２の実施形態に係る車両用空調システムの構成を示す図である。
車両用空調システム１の全体構成については、第１の実施形態（図１）と同様であるため、図示を省略する。
図５は、第２の実施形態に係る車両用空調システム１の室内ユニットＵの構成を模式的に示している。

【0048】

図５に示すように、第２の実施形態に係る室内ユニットＵは、第１の実施形態と同様に、エバポレータ１４と、エアミクスダンパ１６と、ヒータ１５と、ブロアＢとが配されている。また、第２の実施形態に係る室内ユニットＵは、第１の実施形態の構成に加え、温風戻しダクトＤと、戻しダクト用ダンパ１６０とを更に備えている。

【0049】

温風戻しダクトＤは、室内ユニットＵ内に配されるヒータ１５によって温められた温風の少なくとも一部を、当該室内ユニットＵ内に配されるエバポレータ１４へと導く流路を形成する。
また、戻しダクト用ダンパ１６０は、温風戻しダクトＤの入口に設けられ、当該温風戻しダクトＤが形成する流路を開閉可能とする。

【0050】

第２の実施形態に係る制御部２のデフロスト強化運転制御部２２は、デフロスト強化運転（図３のステップＳ０６）として、戻しダクト用ダンパ１６０を開く制御を行う。
このようにすることで、ヒータ１５によって加熱された空気の一部が、車両室内を介することなく、直接、エバポレータ１４に戻される。そうすると、エバポレータ１４にて吸熱される熱量が増加し、当該エバポレータ１４を流れる冷媒が一層加熱される。その結果、当該加熱された冷媒を通じて、より多くの熱量が室外熱交換器１３に供給されることとなり、デフロスト性能が強化される。

【0051】

＜他の実施形態＞
以上、第１、第２の実施形態に係る車両用空調システム１について詳細に説明したが、車両用空調システム１の具体的な態様は、上述のものに限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を加えることは可能である。

【0052】

例えば、第２の実施形態において、制御部２（デフロスト強化運転制御部２２）は、流出冷媒温度の上昇の度合いが所定の判定閾値以下（図３のステップＳ０５：ＹＥＳ）と判定された場合に、戻しダクト用ダンパ１６０を開制御するものとして説明した。しかし、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
例えば、他の実施形態に係る制御部２（デフロスト運転制御部２１）は、デフロスト運転開始の段階（図３のステップＳ０２）で、戻しダクト用ダンパ１６０を開制御してもよい。このようにすることで、車両用空調システム１は、常に高いデフロスト性能を確保することができる。

【0053】

また、上述の各実施形態においては、上述した車両用空調システム１（制御部２）の各種処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記各種処理が行われる。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

【0054】

上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。更に、車両用空調システム１（制御部２）は、１台のコンピュータで構成されていても良いし、通信可能に接続された複数のコンピュータで構成されていてもよい。

【0055】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0056】

１ 車両用空調システム
１０ 圧縮機
１１ 水／冷媒熱交換器
１２ レシーバ
１３ 室外熱交換器
１４ エバポレータ
１５ ヒータ
１６ エアミクスダンパ
１６０ 戻しダクト用ダンパ
１７ ウォータポンプ
１８ エンジン
１９ ラジエータ
２ 制御部（制御装置）
２０ 暖房運転制御部
２１ デフロスト運転制御部
２２ デフロスト強化運転制御部
Ｖ１、Ｖ２ 二方電磁弁
Ｖ３ 三方電磁弁
Ｖ４ 四方弁
Ｖ５ 逆止弁
Ｅ１、Ｅ２ 膨張弁
Ｔ１、Ｔ２ 冷媒温度センサ
Ｐ１ 冷媒系統
Ｐ２ 温水系統
Ｐ３ エンジン冷却水系統
Ｕ 室内ユニット
Ｂ ブロア
Ｄ 温風戻しダクト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】