JP6040099B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の車室内を空調するヒートポンプ方式の空気調和装置、特にハイブリッド自動車や電気自動車に適用可能な空気調和装置に関するものである。

近年の環境問題の顕在化から、ハイブリッド自動車や電気自動車が普及するに至っている。そして、このような車両に適用することができる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て冷媒を放熱させる放熱器（凝縮器）と、車室内側に設けられて冷媒を吸熱させる吸熱器（蒸発器）と、車室外側に設けられて冷媒を放熱又は吸熱させる室外熱交換器を備え、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器において放熱させ、この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モードと、圧縮機から吐出され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において吸熱させる除湿モードと、圧縮機から吐出され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モードの各モードを切り換えて実行するものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３９８５３８４号公報

ここで、上記暖房モードにおいては、室外熱交換器が冷媒の蒸発器として機能する。そのため、車両の空気調和装置を起動して暖房モードを実行すると、外気の温度／湿度の条件によっては、室外熱交換器に外気中の水分が霜となって付着し、成長するようになる。暖房モードにおいて室外熱交換器に着霜した場合、霜が断熱材となってしまうため、外気との熱交換性能が著しく悪化し、外気中から吸熱することができなくなるため、所要の暖房能力が得られなくなる問題があった。

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、所謂ヒートポンプ方式の空気調和装置において、室外熱交換器への着霜を予防し、或いは、抑制することにより、快適な車室内暖房を確保することを目的とする。

本発明の車両用空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、冷媒を放熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、冷媒を吸熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、車室外に設けられて冷媒を放熱又は吸熱させる室外熱交換器と、制御手段とを備え、この制御手段により少なくとも、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、室外熱交換器にて吸熱させる暖房モードを実行するものであって、空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための補助加熱手段を備え、制御手段は、室外熱交換器の無着霜時において、要求される放熱器の暖房能力である要求暖房能力Ｑｔｇｔを実現するときの室外熱交換器の冷媒蒸発温度である無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔを算出し、この無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔと、霜点Ｔｆｒｏｓｔとに基づき、室外熱交換器に着霜させずに要求暖房能力Ｑｔｇｔを達成するよう、放熱器による加熱と補助加熱手段による加熱を制御することを特徴とする。

請求項２の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御手段は、外気温度と要求暖房能力Ｑｔｇｔに基づき、無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔを算出することを特徴とする。

請求項３の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において制御手段は、室外熱交換器に着霜しない範囲で放熱器が発生可能な最大暖房能力の目標値である無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔを算出し、無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔが、霜点Ｔｆｒｏｓｔ若しくはそれに近い温度より低くなる場合、放熱器の目標暖房能力ＴＧＱｈｐを無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔとし、この無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔが要求暖房能力Ｑｔｇｔより不足する分を補助加熱手段による加熱により補完することを特徴とする。

請求項４の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御手段は、霜点Ｔｆｒｏｓｔ又はそれに近い温度と外気温度に基づき、無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔを算出することを特徴とする。

請求項５の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において制御手段は、無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔが、霜点Ｔｆｒｏｓｔ若しくはそれに近い温度以上である場合、放熱器の目標暖房能力ＴＧＱｈｐを要求暖房能力Ｑｔｇｔとし、補助加熱手段による加熱は停止することを特徴とする。

請求項６の発明の車両用空気調和装置は、制御手段が起動直後に上記各発明の制御を実行することを特徴とする。

請求項７の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において制御手段は、室外熱交換器への着霜状態を推定する着霜状態推定手段を有し、起動直後ではない場合、この着霜状態推定手段の推定に基づき、室外熱交換器へ着霜が生じたとき、若しくは、室外熱交換器への着霜が予測されるとき、補助加熱手段による加熱を実行することを特徴とする。

請求項８の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御手段は、室外熱交換器への着霜の度合いに基づき、当該室外熱交換器への着霜を抑制し、若しくは、防止する補助加熱手段の目標暖房能力ＴＧＱｅｃｈを算出すると共に、放熱器の目標暖房能力ＴＧＱｈｐを、要求暖房能力Ｑｔｇｔから補助加熱手段の目標暖房能力ＴＧＱｅｃｈを差し引いた値とすることを特徴とする。

請求項９の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御手段は、放熱器の目標暖房能力ＴＧＱｈｐが所定の値より小さい場合、圧縮機の運転を停止することを特徴とする。

請求項１０の発明の車両用空気調和装置は、請求項７乃至請求項９の発明において制御手段は、着霜状態推定手段の推定に基づき、室外熱交換器へ着霜が生じていないと推定されるとき、補助加熱手段による加熱を、徐々に若しくは段階的に低下させ、最終的に停止させることを特徴とする。

請求項１１の発明の車両用空気調和装置は、請求項７乃至請求項１０の発明において制御手段は、霜点Ｔｆｒｏｓｔと、室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯとに基づき、室外熱交換器への着霜状態、又は、着霜の度合いを推定することを特徴とする。

請求項１２の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための熱媒体−空気熱交換器と、電気ヒータと、循環手段とを有し、電気ヒータにより加熱された熱媒体を循環手段により熱媒体−空気熱交換器に循環する熱媒体循環回路から補助加熱手段を構成したことを特徴とする。

本発明によれば、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、冷媒を放熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、冷媒を吸熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、車室外に設けられて冷媒を放熱又は吸熱させる室外熱交換器と、制御手段とを備え、この制御手段により少なくとも、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、室外熱交換器にて吸熱させる暖房モードを実行する車両用空気調和装置において、空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための補助加熱手段を備え、制御手段は、室外熱交換器の無着霜時において、要求される放熱器の暖房能力である要求暖房能力Ｑｔｇｔを実現するときの室外熱交換器の冷媒蒸発温度である無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔを算出し、この無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔと、霜点Ｔｆｒｏｓｔとに基づき、室外熱交換器に着霜させずに要求暖房能力Ｑｔｇｔを達成するよう、放熱器による加熱と補助加熱手段による加熱を制御するようにしたので、室外熱交換器に霜が生じる霜点に基づき、室外熱交換器に着霜させること無く、放熱器と補助加熱手段による協調暖房によって要求暖房能力Ｑｔｇｔを達成し、快適な車室内暖房を実現することが可能となる。

この場合、請求項２の発明の如く制御手段が、外気温度と要求暖房能力Ｑｔｇｔに基づいて無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔを算出することにより、室外熱交換器の無着霜時に要求暖房能力Ｑｔｇｔを実現する無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔを的確に推定し、室外熱交換器への着霜を効果的に防止することが可能となる。

また、請求項３の発明の如く制御手段が、室外熱交換器に着霜しない範囲で放熱器が発生可能な最大暖房能力の目標値である無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔを算出し、無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔが、霜点Ｔｆｒｏｓｔ若しくはそれに近い温度より低くなる場合、放熱器の目標暖房能力ＴＧＱｈｐを無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔとし、この無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔが要求暖房能力Ｑｔｇｔより不足する分を補助加熱手段による加熱により補完するようにし、請求項５の発明の如く無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔが、霜点Ｔｆｒｏｓｔ若しくはそれに近い温度以上である場合は、放熱器の目標暖房能力ＴＧＱｈｐを要求暖房能力Ｑｔｇｔとし、補助加熱手段による加熱は停止するようにすれば、補助加熱手段による加熱に伴う効率の悪化も最小限に抑えることが可能となる。これにより、特に電気自動車においては航続距離が低下する不都合を効果的に抑制することが可能となる。

また、請求項４の発明の如く制御手段が、霜点Ｔｆｒｏｓｔ又はそれに近い温度と外気温度に基づき、無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔを算出することにより、室外熱交換器に着霜しない無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔを的確に推定し、室外熱交換器への着霜をより効果的に防止することが可能となる。

そして、請求項６の発明の如く制御手段が、起動直後に上記制御を実行するようにすれば、停止している状態、即ち、未だ室外熱交換器に霜が生じていない状態から、起動によって室外熱交換器に霜が生じ始める不都合を予防することができるようになり、その後の走行に伴う着霜の成長をできるだけ低減させることができるようになる。また、起動直後にのみ係る無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔの推定を行って補助加熱手段による補完を行うので、これによっても消費電力の削減を図ることが可能となる。

また、請求項７の発明の如く制御手段が、室外熱交換器への着霜状態を推定する着霜状態推定手段を有し、起動直後ではない場合、この着霜状態推定手段の推定に基づき、室外熱交換器へ霜が生じたとき、若しくは、室外熱交換器への着霜が予測されるとき、補助加熱手段による加熱を実行するようにすれば、起動後の走行中における室外熱交換器への着霜も効果的に防止、若しくは、抑制しながら、車室内の暖房能力を確保することが可能となる。

そして、請求項８の発明の如く制御手段が、室外熱交換器への着霜の度合いに基づき、当該室外熱交換器への着霜を抑制し、若しくは、防止する補助加熱手段の目標暖房能力ＴＧＱｅｃｈを算出すると共に、放熱器の目標暖房能力ＴＧＱｈｐを、要求暖房能力Ｑｔｇｔから補助加熱手段の目標暖房能力ＴＧＱｅｃｈを差し引いた値とすることで、室外熱交換器への着霜を防止、若しくは、抑制しながら、的確に補助加熱手段による暖房を制御し、快適な車室内暖房を実現することができるようになる。

また、この場合も補助加熱手段による加熱に伴う効率の悪化も最小限に抑えることが可能となるので、これによっても電気自動車の航続距離の低下を効果的に抑制することが可能となる。

この場合、請求項９の発明の如く放熱器の目標暖房能力ＴＧＱｈｐが所定の値より小さい場合、制御手段が圧縮機の運転を停止することにより、放熱器の暖房が過小となる状況における効率の低下を未然に回避することができるようになる。

尚、着霜状態推定手段の推定に基づき、室外熱交換器へ霜が生じていないと推定されるとき、請求項１０の発明の如く制御手段が、補助加熱手段による加熱を、徐々に若しくは段階的に低下させて最終的に停止させるようにすれば、車室内に吹き出される空気温度の急激な変動を抑制することが可能となると共に、放熱器の暖房能力の急激な増大に伴い室外熱交換器に過渡的に着霜する不都合も防止若しくは抑制される。

特に、請求項１１の発明の如く制御手段が、霜点Ｔｆｒｏｓｔと、室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯとに基づき、室外熱交換器への着霜状態、又は、着霜の度合いを推定するようにすれば、室外熱交換器の着霜を精度良く判定して上記制御を実行することができるようになる。これにより、補助加熱手段による暖房を精度良く制御し、消費電力増を抑制することが可能となる。

そして、請求項１２の発明の如く前述した補助加熱手段を、空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための熱媒体−空気熱交換器と、電気ヒータと、循環手段とを有し、電気ヒータにより加熱された熱媒体を循環手段により熱媒体−空気熱交換器に循環する熱媒体循環回路から構成することにより、電気的により安全な車室内暖房を実現することができるようになるものである。

本発明を適用した一実施形態の車両用空気調和装置の構成図である。 図１の車両用空気調和装置のコントローラの電気回路のブロック図である。 図１の空気流通路部分の拡大図である。 図２のコントローラの動作を説明するフローチャートである。 図１の室外熱交換器に着霜しない放熱器の無着霜最大暖房能力予測値と外気温度の関係を示す図である。 図２のコントローラの動作を説明する図である。 図２のコントローラの他の実施例の動作を説明するフローチャートである。 図２のコントローラのもう一つの他の実施例の動作を説明するフローチャートである。 本発明を適用した他の実施例の車両用空気調和装置の構成図である。 本発明を適用したもう一つの他の実施例の車両用空気調和装置の構成図である。 本発明を適用した更にもう一つの他の実施例の車両用空気調和装置の構成図である。 本発明を適用した更にもう一つの他の実施例の車両用空気調和装置の構成図である。 本発明を適用した更にもう一つの他の実施例の車両用空気調和装置の構成図である。 本発明を適用した更にもう一つの他の実施例の車両用空気調和装置の構成図である。 本発明を適用した更にもう一つの他の実施例の車両用空気調和装置の構成図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。

図１は本発明の一実施例の車両用空気調和装置１の構成図を示している。本発明を適用する実施例の車両は、エンジン（内燃機関）が搭載されていない電気自動車（ＥＶ）であって、バッテリに充電された電力で走行用の電動モータを駆動して走行するものであり（何れも図示せず）、本発明の車両用空気調和装置１も、バッテリの電力で駆動されるものとする。即ち、実施例の車両用空気調和装置１は、エンジン廃熱による暖房ができない電気自動車において、冷媒回路を用いたヒートポンプ運転により暖房を行い、更に、除湿暖房や冷房除湿、冷房等の各運転モードを選択的に実行するものである。

尚、車両として電気自動車に限らず、エンジンと走行用の電動モータを供用する所謂ハイブリッド自動車にも本発明は有効であり、更には、エンジンで走行する通常の自動車にも適用可能であることは云うまでもない。

実施例の車両用空気調和装置１は、電気自動車の車室内の空調（暖房、冷房、除湿、及び、換気）を行うものであり、冷媒を圧縮する電動式の圧縮機２と、車室内空気が通気循環されるＨＶＡＣユニット１０の空気流通路３内に設けられ、圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒が冷媒配管１３Ｇを介して流入し、この冷媒を車室内に放熱させる放熱器４と、暖房時に冷媒を減圧膨張させる電動弁から成る室外膨張弁６と、冷房時には放熱器として機能し、暖房時には蒸発器として機能すべく冷媒と外気との間で熱交換を行わせる室外熱交換器７と、冷媒を減圧膨張させる電動弁から成る室内膨張弁８と、空気流通路３内に設けられて冷房時及び除湿時に車室内外から冷媒に吸熱させる吸熱器９と、吸熱器９における蒸発能力を調整する蒸発能力制御弁１１と、アキュムレータ１２等が冷媒配管１３により順次接続され、冷媒回路Ｒが構成されている。尚、室外熱交換器７には、室外送風機１５が設けられている。この室外送風機１５は、室外熱交換器７に外気を強制的に通風することにより、外気と冷媒とを熱交換させるものであり、これにより停車中（即ち、車速ＶＳＰが０ｋｍ／ｈ）にも室外熱交換器７に外気が通風されるよう構成されている。

また、室外熱交換器７は冷媒下流側にレシーバドライヤ部１４と過冷却部１６を順次有し、室外熱交換器７から出た冷媒配管１３Ａは冷房時に開放される電磁弁（開閉弁）１７を介してレシーバドライヤ部１４に接続され、過冷却部１６の出口が逆止弁１８を介して室内膨張弁８に接続されている。尚、レシーバドライヤ部１４及び過冷却部１６は構造的に室外熱交換器７の一部を構成しており、逆止弁１８は室内膨張弁８側が順方向とされている。

また、逆止弁１８と室内膨張弁８間の冷媒配管１３Ｂは、吸熱器９の出口側に位置する蒸発能力制御弁１１を出た冷媒配管１３Ｃと熱交換関係に設けられ、両者で内部熱交換器１９を構成している。これにより、冷媒配管１３Ｂを経て室内膨張弁８に流入する冷媒は、吸熱器９を出て蒸発能力制御弁１１を経た低温の冷媒により冷却（過冷却）される構成とされている。

また、室外熱交換器７から出た冷媒配管１３Ａは分岐しており、この分岐した冷媒配管１３Ｄは、暖房時に開放される電磁弁（開閉弁）２１を介して内部熱交換器１９の下流側における冷媒配管１３Ｃに連通接続されている。更に、放熱器４の出口側の冷媒配管１３Ｅは室外膨張弁６の手前で分岐しており、この分岐した冷媒配管１３Ｆは除湿時に開放される電磁弁（開閉弁）２２を介して逆止弁１８の下流側の冷媒配管１３Ｂに連通接続されている。

また、室外膨張弁６には並列にバイパス配管１３Ｊが接続されており、このバイパス配管１３Ｊには、冷房モードにおいて開放され、室外膨張弁６をバイパスして冷媒を流すための電磁弁（開閉弁）２０が介設されている。尚、これら室外膨張弁６及び電磁弁２０と室外熱交換器７との間の配管は１３Ｉとする。

また、吸熱器９の空気上流側における空気流通路３には、外気吸込口と内気吸込口の各吸込口が形成されており（図１では吸込口２５で代表して示す）、この吸込口２５には空気流通路３内に導入する空気を車室内の空気である内気（内気循環モード）と、車室外の空気である外気（外気導入モード）とに切り換える吸込切換ダンパ２６が設けられている。更に、この吸込切換ダンパ２６の空気下流側には、導入した内気や外気を空気流通路３に送給するための室内送風機（ブロワファン）２７が設けられている。

また、図１において２３は実施例の車両用空気調和装置１に設けられた補助加熱手段としての熱媒体循環回路を示している。この熱媒体循環回路２３は循環手段を構成する循環ポンプ３０と、熱媒体加熱電気ヒータ（図面ではＥＣＨで示す）３５と、空気流通路３の空気の流れに対して、放熱器４の空気下流側となる空気流通路３内に設けられた熱媒体−空気熱交換器４０とを備え、これらが熱媒体配管２３Ａにより順次環状に接続されている。尚、この熱媒体循環回路２３内で循環される熱媒体としては、例えば水、ＨＦＯ−１２３４ｙｆのような冷媒、クーラント等が採用される。

そして、循環ポンプ３０が運転され、熱媒体加熱電気ヒータ３５に通電されて発熱すると、この熱媒体加熱電気ヒータ３５により加熱された熱媒体が熱媒体−空気熱交換器４０に循環されるよう構成されている。即ち、この熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０が所謂ヒータコアとなり、車室内の暖房を補完する。係る熱媒体循環回路２３を採用することで、搭乗者の電気的な安全性を向上することができるようになる。

また、放熱器４の空気上流側における空気流通路３内には、内気や外気の放熱器４への流通度合いを調整するエアミックスダンパ２８が設けられている。更に、放熱器４の空気下流側における空気流通路３には、フット、ベント、デフの各吹出口（図１では代表して吹出口２９で示す）が形成されており、この吹出口２９には上記各吹出口から空気の吹き出しを切換制御する吹出口切換ダンパ３１が設けられている。

次に、図２において３２はマイクロコンピュータから構成された制御手段としてのコントローラ（ＥＣＵ）であり、このコントローラ３２の入力には車両の外気温度を検出する外気温度センサ３３と、車両の外気湿度を検出する外気湿度センサ３４と、吸込口２５から空気流通路３に吸い込まれる空気の温度を検出するＨＶＡＣ吸込温度センサ３６と、車室内の空気（内気）の温度を検出する内気温度センサ３７と、車室内の空気の湿度を検出する内気湿度センサ３８と、車室内の二酸化炭素濃度を検出する室内ＣＯ₂濃度センサ３９と、吹出口２９から車室内に吹き出される空気の温度を検出する吹出温度センサ４１と、圧縮機２の吐出冷媒圧力を検出する吐出圧力センサ４２と、圧縮機２の吐出冷媒温度を検出する吐出温度センサ４３と、圧縮機２の吸込冷媒圧力を検出する吸込圧力センサ４４と、放熱器４の温度（放熱器４を経た空気の温度、又は、放熱器４自体の温度）を検出する放熱器温度センサ４６と、放熱器４の冷媒圧力（放熱器４内、又は、放熱器４を出た直後の冷媒の圧力）を検出する放熱器圧力センサ４７と、吸熱器９の温度（吸熱器９を経た空気の温度、又は、吸熱器９自体の温度）を検出する吸熱器温度センサ４８と、吸熱器９の冷媒圧力（吸熱器９内、又は、吸熱器９を出た直後の冷媒の圧力）を検出する吸熱器圧力センサ４９と、車室内への日射量を検出するための例えばフォトセンサ式の日射センサ５１と、車両の移動速度（車速）を検出するための車速センサ５２と、設定温度や運転モードの切り換えを設定するための空調（エアコン）操作部５３と、室外熱交換器７の温度（室外熱交換器７から出た直後の冷媒の温度、又は、室外熱交換器７自体の温度）を検出する室外熱交換器温度センサ５４と、室外熱交換器７の冷媒圧力（室外熱交換器７内、又は、室外熱交換器７から出た直後の冷媒の圧力）を検出する室外熱交換器圧力センサ５６の各出力が接続されている。

また、コントローラ３２の入力には更に、熱媒体循環回路２３の熱媒体加熱電気ヒータ３５の温度（熱媒体加熱電気ヒータ３５で加熱された直後の熱媒体の温度、又は、熱媒体加熱電気ヒータ３５に内蔵された図示しない電気ヒータ自体の温度）を検出する熱媒体加熱電気ヒータ温度センサ５０と、熱媒体−空気熱交換器４０の温度（熱媒体−空気熱交換器４０を経た空気の温度、又は、熱媒体−空気熱交換器４０自体の温度）を検出する熱媒体−空気熱交換器温度センサ５５の各出力も接続されている。

一方、コントローラ３２の出力には、前記圧縮機２と、室外送風機１５と、室内送風機（ブロワファン）２７と、吸込切換ダンパ２６と、エアミックスダンパ２８と、吸込口切換ダンパ３１と、室外膨張弁６、室内膨張弁８と、各電磁弁２２、１７、２１、２０と、循環ポンプ３０と、熱媒体加熱電気ヒータ３５と、蒸発能力制御弁１１が接続されている。そして、コントローラ３２は各センサの出力と空調操作部５３にて入力された設定に基づいてこれらを制御する。

以上の構成で、次に実施例の車両用空気調和装置１の動作を説明する。コントローラ３２は実施例では大きく分けて暖房モードと、除湿暖房モードと、内部サイクルモードと、除湿冷房モードと、冷房モードの各運転モードを切り換えて実行する。先ず、各運転モードにおける冷媒の流れについて説明する。

（１）暖房モードの冷媒の流れ
コントローラ３２により或いは空調操作部５３へのマニュアル操作により暖房モードが選択されると、コントローラ３２は電磁弁２１を開放し、電磁弁１７、電磁弁２２及び電磁弁２０を閉じる。そして、圧縮機２、及び、各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は室内送風機２７から吹き出された空気が放熱器４及び熱媒体−空気熱交換器４０に通風される状態とする。これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器４に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気が通風されるので、空気流通路３内の空気は放熱器４内の高温冷媒により加熱され、一方、放熱器４内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化する。

放熱器４内で液化した冷媒は放熱器４を出た後、冷媒配管１３Ｅを経て室外膨張弁６に至る。尚、熱媒体循環回路２３の動作及び作用については後述する。室外膨張弁６に流入した冷媒はそこで減圧された後、室外熱交換器７に流入する。室外熱交換器７に流入した冷媒は蒸発し、走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気中から熱を汲み上げる。即ち、冷媒回路Ｒがヒートポンプ（図面ではＨＰで示す）となり、室外熱交換器７は冷媒の蒸発器として機能する。そして、室外熱交換器７を出た低温の冷媒は冷媒配管１３Ｄ及び電磁弁２１を経て冷媒配管１３Ｃからアキュムレータ１２に入り、そこで気液分離された後、ガス冷媒が圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。放熱器４にて加熱された空気は熱媒体−空気熱交換器４０を経て吹出口２９から吹き出されるので、これにより車室内の暖房が行われることになる。

コントローラ３２は吐出圧力センサ４２又は放熱器圧力センサ４７が検出する冷媒回路Ｒの高圧圧力に基づいて圧縮機２の回転数を制御すると共に、放熱器温度センサ４６が検出する放熱器４の温度及び放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器４の冷媒圧力に基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御し、放熱器４の出口における冷媒の過冷却度を制御する。

（２）除湿暖房モードの冷媒の流れ
次に、除湿暖房モードでは、コントローラ３２は上記暖房モードの状態において電磁弁２２を開放する。これにより、放熱器４を経て冷媒配管１３Ｅを流れる凝縮冷媒の一部が分流され、電磁弁２２を経て冷媒配管１３Ｆ及び１３Ｂより内部熱交換器１９を経て室内膨張弁８に至るようになる。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。

吸熱器９で蒸発した冷媒は蒸発能力制御弁１１、内部熱交換器１９を経て冷媒配管１３Ｃにて冷媒配管１３Ｄからの冷媒と合流した後、アキュムレータ１２を経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９にて除湿された空気は放熱器４を通過する過程で再加熱されるので、これにより車室内の除湿暖房が行われることになる。コントローラ３２は吐出圧力センサ４２又は放熱器圧力センサ４７が検出する冷媒回路Ｒの高圧圧力に基づいて圧縮機２の回転数を制御すると共に、吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度に基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御する。

（３）内部サイクルモードの冷媒の流れ
次に、内部サイクルモードでは、コントローラ３２は上記除湿暖房モードの状態において室外膨張弁６を全閉とする（全閉位置）と共に、電磁弁２１も閉じる。この室外膨張弁６と電磁弁２１が閉じられることにより、室外熱交換器７への冷媒の流入、及び、室外熱交換器７からの冷媒の流出は阻止されることになるので、放熱器４を経て冷媒配管１３Ｅを流れる凝縮冷媒は電磁弁２２を経て冷媒配管１３Ｆに全て流れるようになる。そして、冷媒配管１３Ｆを流れる冷媒は冷媒配管１３Ｂより内部熱交換器１９を経て室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。

吸熱器９で蒸発した冷媒は蒸発能力制御弁１１、内部熱交換器１９を経て冷媒配管１３Ｃを流れ、アキュムレータ１２を経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９にて除湿された空気は放熱器４を通過する過程で再加熱されるので、これにより車室内の除湿暖房が行われることになるが、この内部サイクルモードでは室内側の空気流通路３内にある放熱器４（放熱）と吸熱器９（吸熱）の間で冷媒が循環されることになるので、外気からの熱の汲み上げは行われず、圧縮機２の消費動力分の暖房能力が発揮される。除湿作用を発揮する吸熱器９には冷媒の全量が流れるので、上記除湿暖房モードに比較すると除湿能力は高いが、暖房能力は低くなる。

コントローラ３２は吸熱器９の温度、又は、前述した冷媒回路Ｒの高圧圧力に基づいて圧縮機２の回転数を制御する。このとき、コントローラ３２は吸熱器９の温度によるか高圧圧力によるか、何れかの演算から得られる圧縮機目標回転数の低い方を選択して圧縮機２を制御する。

（４）除湿冷房モードの冷媒の流れ
次に、除湿冷房モードでは、コントローラ３２は電磁弁１７を開放し、電磁弁２１、電磁弁２２及び電磁弁２０を閉じる。そして、圧縮機２、及び、各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は室内送風機２７から吹き出された空気が放熱器４及び熱媒体−空気熱交換器４０に通風される状態とする。これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器４に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気が通風されるので、空気流通路３内の空気は放熱器４内の高温冷媒により加熱され、一方、放熱器４内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化していく。

放熱器４を出た冷媒は冷媒配管１３Ｅを経て室外膨張弁６に至り、開き気味で制御される室外膨張弁６を経て室外熱交換器７に流入する。室外熱交換器７に流入した冷媒はそこで走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気により空冷され、凝縮する。室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａから電磁弁１７を経てレシーバドライヤ部１４、過冷却部１６と順次流入する。ここで冷媒は過冷却される。

室外熱交換器７の過冷却部１６を出た冷媒は逆止弁１８を経て冷媒配管１３Ｂに入り、内部熱交換器１９を経て室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。

吸熱器９で蒸発した冷媒は蒸発能力制御弁１１、内部熱交換器１９を経て冷媒配管１３Ｃを介し、アキュムレータ１２に至り、そこを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９にて冷却され、除湿された空気は放熱器４を通過する過程で再加熱（暖房時よりも放熱能力は低い）されるので、これにより車室内の除湿冷房が行われることになる。コントローラ３２は吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度に基づいて圧縮機２の回転数を制御すると共に、前述した冷媒回路Ｒの高圧圧力に基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御し、放熱器４の冷媒圧力（放熱器圧力ＰＣＩ）を制御する。

（５）冷房モードの冷媒の流れ
次に、冷房モードでは、コントローラ３２は上記除湿冷房モードの状態において電磁弁２０を開き（この場合、室外膨張弁６は全開（弁開度を制御上限）を含む何れの弁開度でもよい）、エアミックスダンパ２８は放熱器４及び熱媒体−空気熱交換器４０に空気が通風されない状態とする。これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器４に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気は通風されないので、ここは通過するのみとなり、放熱器４を出た冷媒は冷媒配管１３Ｅを経て電磁弁２０及び室外膨張弁６に至る。

このとき電磁弁２０は開放されているので冷媒は室外膨張弁６を迂回してバイパス配管１３Ｊを通過し、そのまま室外熱交換器７に流入し、そこで走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気により空冷され、凝縮液化する。室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａから電磁弁１７を経てレシーバドライヤ部１４、過冷却部１６と順次流入する。ここで冷媒は過冷却される。

室外熱交換器７の過冷却部１６を出た冷媒は逆止弁１８を経て冷媒配管１３Ｂに入り、内部熱交換器１９を経て室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気は冷却される。

吸熱器９で蒸発した冷媒は蒸発能力制御弁１１、内部熱交換器１９を経て冷媒配管１３Ｃを介し、アキュムレータ１２に至り、そこを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９にて冷却され、除湿された空気は放熱器４を通過すること無く吹出口２９から車室内に吹き出されるので、これにより車室内の冷房が行われることになる。この冷房モードにおいては、コントローラ３２は吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度に基づいて圧縮機２の回転数を制御する。

（６）暖房モード及び当該暖房モードでの熱媒体循環回路（補助加熱手段）による補助加熱
次に、前記暖房モードにおける圧縮機２及び室外膨張弁６の制御と、当該暖房モードでの熱媒体循環回路２３による補助加熱について説明する。

（６−１）圧縮機及び室外膨張弁の制御
コントローラ３２は下記式（Ｉ）から目標吹出温度ＴＡＯを算出する。この目標吹出温度ＴＡＯは、吹出口２９から車室内に吹き出される空気温度の目標値である。
ＴＡＯ＝（Ｔｓｅｔ−Ｔｉｎ）×Ｋ＋Ｔｂａｌ（ｆ（Ｔｓｅｔ、ＳＵＮ、Ｔａｍ））
・・（Ｉ）
ここで、Ｔｓｅｔは空調操作部５３で設定された車室内の設定温度、Ｔｉｎは内気温度センサ３７が検出する車室内空気の温度、Ｋは係数、Ｔｂａｌは設定温度Ｔｓｅｔや、日射センサ５１が検出する日射量ＳＵＮ、外気温度センサ３３が検出する外気温度Ｔａｍから算出されるバランス値である。そして、一般的に、この目標吹出温度ＴＡＯは外気温度Ｔａｍが低い程高く、外気温度Ｔａｍが上昇するに伴って低下する。

コントローラ３２はこの目標吹出温度ＴＡＯから目標放熱器温度ＴＣＯを算出し、次に、この目標放熱器温度ＴＣＯに基づき、目標放熱器圧力ＰＣＯを算出する。そして、この目標放熱器圧力ＰＣＯと、放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器４の冷媒圧力（放熱器圧力）Ｐｃｉとに基づき、コントローラ３２は圧縮機２の回転数Ｎｃを算出し、この回転数Ｎｃにて圧縮機２を運転する。即ち、コントローラ３２は圧縮機２の回転数Ｎｃにより放熱器４の冷媒圧力Ｐｃｉを制御する。

また、コントローラ３２は目標吹出温度ＴＡＯに基づき、放熱器４の目標放熱器過冷却度ＴＧＳＣを算出する。一方、コントローラ３２は、放熱器圧力Ｐｃｉと放熱器温度センサ４６が検出する放熱器４の温度（放熱器温度Ｔｃｉ）に基づき、放熱器４における冷媒の過冷却度（放熱器過冷却度ＳＣ）を算出する。そして、この放熱器過冷却度ＳＣと目標放熱器過冷却度ＴＧＳＣに基づき、室外膨張弁６の目標弁開度（目標室外膨張弁開度ＴＧＥＣＣＶ）を算出する。そして、コントローラ３２はこの目標室外膨張弁開度ＴＧＥＣＶＶに室外膨張弁６の弁開度を制御する。

コントローラ３２は目標吹出温度ＴＡＯが高い程、目標放熱器過冷却度ＴＧＳＣを上げる方向に演算を行うが、それに限らず、後述する要求暖房能力Ｑｔｇｔと暖房能力Ｑｈｐの差（能力差）や放熱器圧力Ｐｃｉ、目標放熱器圧力ＰＣＯと放熱器圧力Ｐｃｉの差（圧力差）に基づいて算出してもよい。その場合コントローラ３２は、能力差が小さい程、圧力差が小さい程、室内送風機２７の風量が小さい程、又は、放熱器圧力Ｐｃｉが小さい程、目標放熱器過冷却度ＴＧＳＣを下げることになる。

（６−２）熱媒体循環回路の制御
また、コントローラ３２は、この暖房モードにおいて放熱器４による暖房能力が不足すると判断した場合、熱媒体加熱電気ヒータ３５に通電して発熱させ、循環ポンプ３０を運転することにより、熱媒体循環回路２３による加熱を実行する。

熱媒体循環回路２３の循環ポンプ３０が運転され、熱媒体加熱電気ヒータ３５に通電されると、前述したように熱媒体加熱電気ヒータ３５により加熱された熱媒体（高温の熱媒体）が熱媒体−空気熱交換器４０に循環されるので、空気流通路３の放熱器４を経た空気を加熱することになる。図３にはこのときの空気流通路３内における各部の温度等が示される。この図において、Ｇａは空気流通路３に流入した空気の質量風量、Ｔｅは吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度（吸熱器９を出た空気の温度）、Ｇａ×ＳＷは質量風量Ｇａにエアミックスダンパ２８の開度を乗算した値、ＴＨｈｐは放熱器温度センサ４６が検出する放熱器４を経た空気の温度（即ち、放熱器温度Ｔｃｉ）、ＴＨは熱媒体−空気熱交換器温度センサ５５が検出する熱媒体−空気熱交換器４０を経た空気の温度を示しており、暖房モードでは熱媒体−空気熱交換器４０を出て吹出口２９から車室内に吹き出される空気の温度の目標値が目標放熱器温度ＴＣＯとなる。尚、熱媒体循環回路２３が動作していないときには、ＴＨ＝ＴＨｈｐとなる。

次に、図４乃至図６を参照しながら前記暖房モードにおける熱媒体循環回路２３の制御について説明する。この発明でコントローラ３２は、下記式（ＩＩ）を用いて要求される放熱器４の暖房能力である要求暖房能力Ｑｔｇｔを算出すると共に、下記式（ＩＩＩ）を用いて室外熱交換器７の無着霜時に、即ち、室外熱交換器７に霜が生じていないときに要求暖房能力Ｑｔｇｔを実現するための室外熱交換器７の冷媒蒸発温度である無着霜要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔを予測して算出し、下記式（ＩＶ）を用いて室外熱交換器７に着霜しない範囲で放熱器４が発生可能な最大の暖房能力の目標値、即ち、車両が現在置かれている環境下で、冷媒を放熱器４で放熱させ、室外熱交換器７で蒸発させるヒートポンプ運転を行った場合に、室外熱交換器７に着霜させずに放熱器４が発生可能な最大の暖房能力の目標値である無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔを予測して算出する。

Ｑｔｇｔ＝（ＴＣＯ−Ｔｅ）×Ｃｐａ×ρ×Ｑａｉｒ ・・（ＩＩ）
ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔ＝ｆ（Ｔａｍ、Ｑｔｇｔ） ・・（ＩＩＩ）
ＱｍａｘＮｆｓｔ＝ｆ（Ｔｆｒｏｓｔ、Ｔａｍ） ・・（ＩＶ）
ここで、Ｔａｍは外気温度センサ３３が検出する前述した外気温度、Ｔｅは吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度、Ｃｐａは放熱器４に流入する空気の比熱［ｋｊ／ｋｇ・Ｋ］、ρは放熱器４に流入する空気の密度（比体積）［ｋｇ／ｍ³］、Ｑａｉｒは放熱器４を通過する風量［ｍ³／ｈ］（室内送風機２７のブロワ電圧ＢＬＶ等から推定）である。また、Ｔｆｒｏｓｔは霜点であり、これについては後述する。

尚、式（ＩＩ）においてはＱａｉｒに代えて、或いは、それに加えて、放熱器４に流入する空気の温度、又は、放熱器４から流出する空気の温度を採用してもよい。また、式（ＩＶ）においては外気温度Ｔａｍに加えて、時刻、日射センサ５１が検出する日射量、降雨、位置、気象等の各環境条件や外部情報を参照し、無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔを補正してもよい。

また、この発明でコントローラ３２は、外気温度センサ３３が検出する車両の外気温度と、外気湿度センサ３４が検出する車両の外気湿度から、室外熱交換器７に霜が生じる当該室外熱交換器７周囲の外気の温度（外気中の水蒸気圧が氷の飽和水蒸気圧と等しくなる温度）である霜点Ｔｆｒｏｓｔを算出する。この霜点Ｔｆｒｏｓｔの算出方法は一般的なものであるので、説明を省略する。

コントローラ３２は図４のフローチャートのステップＳ１で各センサからデータを読み込み、ステップＳ２で前記暖房モードが選択されているか否か判断する。そして、暖房モードが選択されている場合、コントローラ３２はステップＳ３に進み、上記式（ＩＩ）を用いて要求暖房能力Ｑｔｇｔを算出する。

（６−３）暖房モード起動直後の制御
次に、コントローラ３２はステップＳ４で、現在が暖房モードの起動（ＯＮ）直後か否か判断する。冬場には車両を起動した直後ということになるが、この起動直後の判断は、係る車両の起動から所定時間以内である場合や、他のモードから暖房モードに切り替わってから所定時間以内か否かで判断することになる。尚、起動直後であるか否かの判断は係る時間的判断によらず、例えば、前記車室内の設定温度Ｔｓｅｔと車室内空気の温度Ｔｉｎとの差Ｔｓｅｔ−Ｔｉｎが所定値より大きいか否か（Ｔｓｅｔ−Ｔｉｎ＞所定値）で判断してもよい。

そして、起動直後である場合、コントローラ３２はステップＳ４からステップＳ５に進み、外気温度Ｔａｍと要求暖房能力Ｑｔｇｔから上記式（ＩＩＩ）を用いて無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔ（推定値）を算出する。次に、コントローラ３２は算出した無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔと霜点Ｔｆｒｏｓｔとを比較し、無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔが霜点Ｔｆｒｏｓｔを下回る場合（ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔ＜Ｔｆｒｏｓｔ）、ステップＳ７に進む。

このステップＳ７でコントローラ３２は、霜点Ｔｆｒｏｓｔと外気温度Ｔａｍから上記式（ＩＶ）を用いて無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔ（推定値）を算出する。図５は係る無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔと外気温度の関係（無着霜最大暖房能力予測値の変化の傾向）を示している。放熱器４が発生可能な最大暖房能力Ｑｈｐは外気温度Ｔａｍの上昇に比例して増大する。そして、室外熱交換器７に霜が生じない外気温度が＋５℃程であるものとすると、＋５℃以下においてそのまま最大暖房能力Ｑｈｐで運転すると、室外熱交換器７に霜が発生してしまうので、図５に破線で示すように、無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔは外気温度の低下に伴い、最大暖房能力Ｑｈｐよりも大きい角度で減少していく傾向となる。

ステップＳ７でこのような無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔを算出（推定）した後、コントローラ３２は次に熱媒体循環回路２３の目標暖房能力ＴＧＱｅｃｈを算出する。この熱媒体循環回路２３の目標暖房能力ＴＧＱｅｃｈは、下記式（Ｖ）で算出される。
ＴＧＱｅｃｈ＝Ｑｔｇｔ−ＱｍａｘＮｆｓｔ ・・（Ｖ）
即ち、無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔが要求暖房能力Ｑｔｇｔより不足する分を、熱媒体循環回路２３の目標暖房能力ＴＧＱｅｃｈとする。

そして、このステップＳ７でコントローラ３２は放熱器４の目標暖房能力ＴＧＱｈｐを無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔとし（ＴＧＱｈｐ＝ＱｍａｘＮｆｓｔ）、放熱器４が無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔを発生するように冷媒回路Ｒの圧縮機２他の機器を運転する。

更に、このステップＳ７でコントローラ３２は、熱媒体加熱電気ヒータ温度センサ５０や熱媒体−空気熱交換器温度センサ５５の出力に基づき、熱媒体循環回路２３の目標暖房能力ＴＧＱｅｃｈ＝要求暖房能力Ｑｔｇｔ−無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔ（無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔ＝放熱器４の目標暖房能力ＴＧＱｈｐ）となるように熱媒体加熱電気ヒータ３５への通電と循環ポンプ３０の運転を制御する。即ち、コントローラ３２は要求暖房能力Ｑｔｇｔに対して無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔが不足する分を、熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０による加熱で補完する。これにより、快適な車室内暖房を実現し、且つ、室外熱交換器７の着霜も予防することができるようになる。

図６の中央縦線より左側がこの起動時の状況を示しており、霜点Ｔｆｒｏｓｔよりも無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔが低い場合には熱媒体循環回路２３による加熱（ＥＣＨ出力）が行われることを示している。この場合、無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔは外気温度Ｔａｍに影響されると共に、無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔも外気温度Ｔａｍに影響され、何れも外気温度Ｔａｍが低い程、低下する傾向となる。従って、無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔが低下する状況では、無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔも低下することになるため、熱媒体循環回路２３の目標暖房能力ＴＧＱｅｃｈ（図６のＥＣＨ出力）は増大することになる。

一方、例えば外気温度が比較的高く、ステップＳ６で無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔが霜点Ｔｆｒｏｓｔを下回らない場合（Ｔｆｒｏｓｔ≦ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔ）、コントローラ３２はステップＳ８に進んで熱媒体循環回路２３による加熱を停止（循環ポンプ３０停止、熱媒体加熱電気ヒータ３５非通電でＥＣＨ停止：ＴＧＱｅｃｈ＝０）し、放熱器４が要求暖房能力Ｑｔｇｔを発生するように冷媒回路Ｒの圧縮機２他の機器を運転する（ＴＧＱｈｐ＝Ｑｔｇｔ）。これにより、熱媒体循環回路２３による無用な暖房を回避して消費電力の増大を防止する。

（６−４）暖房モード起動直後ではないときの制御
上記のような起動直後における放熱器４と熱媒体循環回路２３との協調暖房により、室外熱交換器７への着霜が予防される。しかしながら、その後の車両の走行により暖房モードでは、室外熱交換器７には外気中の水分が霜となって付着するようになる。この霜が成長すると室外熱交換器７と通風される外気との間の熱交換が著しく阻害され、空調性能が悪化する。

（６−５）室外熱交換器の着霜推定
そこで、コントローラ３２はステップＳ４で暖房モードの起動直後では無い場合、即ち、例えば起動から所定時間以上車両が走行している場合、ステップＳ９に進んでコントローラ３２が有する機能としての着霜状態推定手段により、室外熱交換器７への着霜状態を推定する。次に、図６の中央縦線より右側を参照しながら、この実施例における室外熱交換器７の着霜状態の推定例を説明する。

コントローラ３２は、霜点Ｔｆｒｏｓｔと、室外熱交換器圧力センサ５６から得られる室外熱交換器７の現在の冷媒蒸発温度ＴＸＯとに基づき、室外熱交換器７の着霜状態を推定する。即ち、コントローラ３２は、霜点Ｔｆｒｏｓｔと現在の冷媒蒸発温度ＴＸＯとの差（Ｔｆｒｏｓｔ−ＴＸＯ）を算出し、冷媒蒸発温度ＴＸＯが霜点Ｔｆｒｏｓｔより低下して、その差が所定の着霜検知閾値ΔＴ１より大きくなった状態が例えば所定の着霜状態推定時間継続した場合、室外熱交換器７への着霜が進行しているものと判定する。

図６の破線は室外熱交換器７の冷媒蒸発温度ＴＸＯの変化を示す。運転開始（起動）当初は（中央縦線より左側）室外熱交換器７の冷媒蒸発温度ＴＸＯは高く、霜点Ｔｆｒｏｓｔを上回っている。暖房モードの進行に伴って室外熱交換器７に霜が生じ始めると、外気との熱交換性能が少しずつ悪化してくるので、冷媒蒸発温度ＴＸＯ（破線）は低下していき、やがて中央縦線の右側なるときに霜点Ｔｆｒｏｓｔを下回る。

そして、冷媒蒸発温度ＴＸＯの低下が更に進行して、その差（Ｔｆｒｏｓｔ−ＴＸＯ）が着霜検知閾値ΔＴ１より大きくなり、その状態が所定の推定時間以上継続した場合、コントローラ３２は着霜進行と判定する。この着霜進行の意味としては、実際に室外熱交換器７に霜が生じている場合と、室外熱交換器７に霜が生じる可能性が高い、即ち、着霜が高い確率で予測される場合の双方を含むものとする。

（６−６）室外熱交換器への着霜抑制
コントローラ３２はステップＳ９で室外熱交換器７の着霜進行と判定すると、ステップＳ１０に進んで下記式（ＶＩ）を用いて熱媒体循環回路２３の目標暖房能力ＴＧＱｅｃｈを算出する。

ＴＧＱｅｃｈ＝ｆ（Ｔｆｒｏｓｔ−ＴＸＯ） ・・（ＶＩ）
但し、ＴＧＱｅｃｈ≧０。この霜点Ｔｆｒｏｓｔと室外熱交換器７の冷媒蒸発温度ＴＸＯの差（Ｔｆｒｏｓｔ−ＴＸＯ）は、上述したような理由で室外熱交換器７への着霜の度合いを意味する。即ち、コントローラ３２は室外熱交換器７への着霜の度合いに基づいて熱媒体循環回路２３の目標暖房能力ＴＧＱｅｃｈを算出する。

そして、コントローラ３２はステップＳ１０で放熱器４の目標暖房能力ＴＧＱｈｐを、要求暖房能力Ｑｔｇｔから熱媒体循環回路２３の目標暖房能力ＴＧＱｅｃｈを差し引いた値（Ｑｔｇｔ−ＴＧＱｅｃｈ）とする。このようにして放熱器４の目標暖房能力ＴＧＱｈｐが低減されるので、熱媒体循環回路２３の目標暖房能力ＴＧＱｅｃｈは、室外熱交換器７への着霜を抑制し、若しくは、防止する暖房能力となる。

図６の中央縦線より右側は係る熱媒体循環回路２３の目標暖房能力ＴＧＱｅｃｈの変化を示す図である。この場合、コントローラ３２は霜点Ｔｆｒｏｓｔ−冷媒蒸発温度ＴＸＯの値によって着霜状態、若しくは、着霜の度合いを検出する。そして、前述したようにＴＸＯがＴｆｒｏｓｔを下回った状態が所定時間継続した場合、コントローラ３２は差（Ｔｆｒｏｓｔ−ＴＸＯ）が増大するに伴ってＴＧＱｅｃｈを増大させていくことになる。

尚、コントローラ３２はステップＳ１０で算出した放熱器４の目標暖房能力ＴＧＱｈｐが、極めて小さい所定の値Ｑ１より大きいか否かをステップＳ１１で判断する。そして、ＴＧＱｈｐ＞Ｑ１であるとき、ステップＳ１２に進んでコントローラ３２は、熱媒体加熱電気ヒータ温度センサ５０や熱媒体−空気熱交換器温度センサ５５の出力に基づき、前記式（ＶＩ）で算出した目標暖房能力ＴＧＱｅｃｈ（＝ｆ（Ｔｆｒｏｓｔ−ＴＸＯ））となるように熱媒体加熱電気ヒータ３５への通電と循環ポンプ３０の運転を制御する。

即ち、コントローラ３２は室外熱交換器７への着霜の度合いに基づいて熱媒体循環回路２３による暖房を制御し、放熱器４の目標暖房能力ＴＧＱｈｐは、要求暖房能力Ｑｔｇｔから熱媒体循環回路２３の目標暖房能力ＴＧＱｅｃｈを差し引いた値（Ｑｔｇｔ−ＴＧＱｅｃｈ）とする。

一方、ステップＳ１０で算出された放熱器４の目標暖房能力ＴＧＱｈｐが過小であり、前記Ｑ１以下の場合、コントローラ３２はステップＳ１１からステップＳ１３に進み、冷媒回路Ｒの圧縮機２を停止して放熱器４による加熱を停止（ＨＰ停止：ＴＧＱｈｐ＝０）し、熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０が要求暖房能力Ｑｔｇｔを発生するように熱媒体加熱電気ヒータ３５への通電と循環ポンプ３０の運転を制御する（ＴＧＱｅｃｈ＝Ｑｔｇｔ）。

ここで、放熱器４の目標暖房能力ＴＧＱｈｐが過小である場合、暖房能力としては無視できるものであり、放熱器４の吸込空気温度と放熱器４を経た空気の温度とが略一致するかたちとなるため、冷媒回路Ｒとしては非効率となる。そこで、実施例のように放熱器４の目標暖房能力ＴＧＱｈｐが過小であるとき（Ｑ１以下）、ステップＳ１４で放熱器４の目標暖房能力ＴＧＱｈｐ＝０とするので、係る効率の低下を未然に回避することができるようになる。

尚、ステップＳ９で差（Ｔｆｒｏｓｔ−ＴＸＯ）がΔＴ１以下であるとき、コントローラ３２は室外熱交換器７への着霜は未進行、即ち、未だ霜は成長していないものと判定し、ステップＳ８に進んで熱媒体循環回路２３による加熱を停止（循環ポンプ３０停止、熱媒体加熱電気ヒータ３５非通電でＥＣＨ停止：ＴＧＱｅｃｈ＝０）し、放熱器４が要求暖房能力Ｑｔｇｔを発生するように冷媒回路Ｒの圧縮機２他の機器を運転する（ＴＧＱｈｐ＝Ｑｔｇｔ）。

以上詳述した如く本発明では、空気流通路３から車室内に供給する空気を加熱するための熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０を設け、コントローラ３２が、室外熱交換器７の無着霜時において、要求される放熱器４の暖房能力である要求暖房能力Ｑｔｇｔを実現するときの室外熱交換器７の冷媒蒸発温度である無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔを算出し、この無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔと、霜点Ｔｆｒｏｓｔとに基づき、室外熱交換器７に着霜させずに要求暖房能力Ｑｔｇｔを達成するよう、放熱器４による加熱と熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０による加熱を制御するようにしたので、室外熱交換器７に霜が生じる霜点Ｔｆｒｏｓｔに基づき、室外熱交換器７に着霜させること無く、放熱器４と熱媒体循環回路２３による協調暖房によって要求暖房能力Ｑｔｇｔを達成し、快適な車室内暖房を実現することが可能となる。

この場合、コントローラ３２は外気温度Ｔａｍと要求暖房能力Ｑｔｇｔに基づいて無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔを算出するので、室外熱交換器７の無着霜時に要求暖房能力Ｑｔｇｔを実現する無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔを的確に推定し、室外熱交換器７への着霜を効果的に防止することが可能となる。

また、コントローラ３２は室外熱交換器７に着霜しない範囲で放熱器４が発生可能な最大暖房能力の目標値である無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔを算出し、無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔが、霜点Ｔｆｒｏｓｔより低くなる場合、放熱器４の目標暖房能力ＴＧＱｈｐを無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔとし、この無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔが要求暖房能力Ｑｔｇｔより不足する分を熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０による加熱により補完するようにし、無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔが、霜点Ｔｆｒｏｓｔ以上である場合は、放熱器４の目標暖房能力ＴＧＱｈｐを要求暖房能力Ｑｔｇｔとし、熱媒体循環回路２３による加熱は停止するので、熱媒体循環回路２３による加熱に伴う効率の悪化も最小限に抑えることが可能となる。これにより、特に電気自動車においては航続距離が低下する不都合を効果的に抑制することが可能となる。

また、コントローラ３２は霜点Ｔｆｒｏｓｔと外気温度Ｔａｍに基づき、無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔを算出するので、室外熱交換器７に着霜しない無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔを的確に推定し、室外熱交換器７への着霜をより効果的に防止することが可能となる。

そして、コントローラ３２は起動直後に無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔと霜点Ｔｆｒｏｓｔに基づく上述した制御を実行するので、停止している状態、即ち、未だ室外熱交換器７に霜が生じていない状態から、起動によって室外熱交換器７に霜が生じ始める不都合を予防することができるようになり、その後の走行に伴う着霜の成長をできるだけ低減させることができるようになる。また、起動直後にのみ係る無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔの推定を行って熱媒体循環回路２３による補完を行うので、これによっても消費電力の削減を図ることが可能となる。

また、コントローラ３２は室外熱交換器７への着霜状態を推定し、起動直後ではない場合、室外熱交換器７へ霜が生じたとき、若しくは、室外熱交換器７への着霜が予測されるとき、熱媒体循環回路２３による加熱を実行するようにすれば、起動後の走行中における室外熱交換器７への着霜も効果的に防止、若しくは、抑制しながら、車室内の暖房能力を確保することが可能となる。

そして、コントローラ３２は室外熱交換器７への着霜の度合いに基づき、当該室外熱交換器７への着霜を抑制し、若しくは、防止する熱媒体循環回路２３の目標暖房能力ＴＧＱｅｃｈを算出すると共に、放熱器４の目標暖房能力ＴＧＱｈｐを、要求暖房能力Ｑｔｇｔから熱媒体循環回路２３の目標暖房能力ＴＧＱｅｃｈを差し引いた値とするので、室外熱交換器７への着霜を防止、若しくは、抑制しながら、的確に熱媒体循環回路２３による暖房を制御し、快適な車室内暖房を実現することができるようになる。

また、この場合も熱媒体循環回路２３による加熱に伴う効率の悪化も最小限に抑えることが可能となるので、これによっても電気自動車の航続距離の低下を効果的に抑制することが可能となる。

この場合、放熱器４の目標暖房能力ＴＧＱｈｐが所定の値より小さい場合、コントローラ３２は圧縮機２の運転を停止するので、放熱器４の暖房が過小となる状況における効率の低下を未然に回避することができるようになる。

特に、コントローラ３２は霜点Ｔｆｒｏｓｔと、室外熱交換器７の冷媒蒸発温度ＴＸＯとに基づき、室外熱交換器７への着霜状態、又は、着霜の度合いを推定するので、室外熱交換器７の着霜を精度良く判定して上記制御を実行することができるようになる。これにより、熱媒体循環回路２３による暖房を精度良く制御し、消費電力増を抑制することが可能となる。

そして、実施例では空気流通路３から車室内に供給する空気を加熱するための熱媒体−空気熱交換器４０と、熱媒体加熱電気ヒータ３５と、循環ポンプ３０とを有して、熱媒体加熱電気ヒータ３５により加熱された熱媒体を循環ポンプ３０により熱媒体−空気熱交換器４０に循環する熱媒体循環回路から補助加熱手段を構成したので、電気的により安全な車室内暖房を実現することができるようになる。

次に、図７はコントローラ３２のフローチャートの他の実施例を示している。尚、この図において同一符号で示すステップは同一若しくは同様のコマンドを示すものとする。この実施例の場合、ステップＳ６における無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔと霜点Ｔｆｒｏｓｔとの比較において、この霜点Ｔｆｒｏｓｔに所定の値α１を加算している。また、ステップＳ７において実行する無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔの計算式（ＩＶ）も、
ＱｍａｘＮｆｓｔ＝ｆ（Ｔｆｒｏｓｔ＋α１、Ｔａｍ） ・・（ＩＶ）
として霜点Ｔｆｒｏｓｔに＋α１している。

この実施例のように霜点Ｔｆｒｏｓｔに対して＋α１することにより、図６では霜点Ｔｆｒｏｓｔの線が上がるかたちとなるので、熱媒体循環回路２３による加熱（ＥＣＨ出力）は大きくなる。これにより、室外熱交換器７の着霜予防等に余裕度を持たせ、より確実な着霜予防と抑制を実現することが可能となる。

次に、図８はコントローラ３２のフローチャートのもう一つの他の実施例を示している。尚、この図において、図４、図７のフローチャート中のＦ１、Ｆ２で示す部分と同一の部分は同一符号で示し、詳細は省略して示している。この実施例では、ステップＳ９で差（Ｔｆｒｏｓｔ−ＴＸＯ）がΔＴ１以下であり、室外熱交換器７への着霜が未進行である、即ち、室外熱交換器７に霜が生じていないものと判断した場合は、直接ステップＳ８に進んで熱媒体加熱電気ヒータ３５を非通電とするのではなく、その間にステップＳ１４の段階制御を実行する。

この実施例のステップＳ１４の段階制御を図８の下に示す。暖房モード起動直後から直後で無くなった場合、即ち、ステップＳ４からステップＳ９に進んだときに、差（Ｔｆｒｏｓｔ−ＴＸＯ）がΔＴ１以下であった場合、コントローラ３２はステップＳ１４で熱媒体循環回路２３の目標暖房能力ＴＧＱｅｃｈを徐々に、若しくは、段階的に低下させる。

一方、放熱器４の目標暖房能力ＴＧＱｈｐについては、ステップＳ１０と同様ＴＧＱｈｐ＝Ｑｔｇｔ−ＴＧＱｅｃｈで算出する。従って、放熱器４の目標暖房能力ＴＧＱｈｐは徐々に、若しくは、段階的に増大される。そして、最終的にステップＳ８に進んで熱媒体循環回路２３による加熱を停止（循環ポンプ３０停止、熱媒体加熱電気ヒータ３５非通電でＥＣＨ停止：ＴＧＱｅｃｈ＝０）し、放熱器４が要求暖房能力Ｑｔｇｔを発生するように冷媒回路Ｒの圧縮機２他の機器を運転する（ＴＧＱｈｐ＝Ｑｔｇｔ）。

ここで、圧縮機２の運転制御によって放熱器４が発生する暖房能力の変化は、熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０への高温熱媒体の供給停止による同熱交換器４０による暖房能力の低下に遅れる場合がある。また、ステップＳ９からステップＳ８に進み、熱媒体循環回路２３の目標暖房能力ＴＧＱｅｃｈが０とされ、放熱器４の目標暖房能力ＴＧＱｈｐが要求暖房能力Ｑｔｇｔに向けて急激に増大された場合、環境条件によっては室外熱交換器７に過渡的に霜が発生する危険性がある。

しかしながら、この実施例のように、コントローラ３２が室外熱交換器７へ霜が生じていないと判断したとき、ステップＳ１４で熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０による加熱を、徐々に若しくは段階的に低下させて最終的に停止させるようにすれば、係る放熱器４の暖房能力の増大が遅れることによって車室内に吹き出される空気温度が急激に変動してしまう不都合を抑制することが可能となる。また、放熱器４の目標暖房能力ＴＧＱｈｐも徐々に若しくは段階的に増大されることになるので、室外熱交換器７への過渡的な霜の発生も防止若しくは抑制することができるようになる。

次に、図９は本発明の車両用空気調和装置１の他の構成図を示している。この実施例では、室外熱交換器７にレシーバドライヤ部１４と過冷却部１６が設けられておらず、室外熱交換器７から出た冷媒配管１３Ａは電磁弁１７と逆止弁１８を介して冷媒配管１３Ｂに接続されている。また、冷媒配管１３Ａから分岐した冷媒配管１３Ｄは、同様に電磁弁２１を介して内部熱交換器１９の下流側における冷媒配管１３Ｃに接続されている。

その他は、図１の例と同様である。このようにレシーバドライヤ部１４と過冷却部１６を有しない室外熱交換器７を採用した冷媒回路Ｒの車両用空気調和装置１においても本発明は有効である。

次に、図１０は本発明の車両用空気調和装置１のもう一つの他の構成図を示している。尚、この実施例の冷媒回路Ｒは図９と同様である。但し、この場合、熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０は、空気流通路３の空気の流れに対して放熱器４の上流側であってエアミックスダンパ２８の下流側に配置されている。他の構成は図９と同様である。

この場合には空気流通路３において熱媒体−空気熱交換器４０が放熱器４の上流側に位置するため、熱媒体循環回路２３の動作中、空気は熱媒体−空気熱交換器４０で加熱された後、放熱器４に流入するようになる。このように熱媒体−空気熱交換器４０を放熱器４の上流側に配置した車両用空気調和装置１においても本発明は有効であり、特にこの場合には熱媒体循環回路２３内の熱媒体の温度が低いことによる問題は生じなくなる。これにより、放熱器４との協調暖房も容易となると共に、熱媒体を予め加熱しておく所謂予備運転が不要となるが、熱媒体−空気熱交換器４０を経た空気が放熱器４に流入することになるため、放熱器４との温度差が小さくなり、熱交換効率が低下する危険性がある。一方、図１や図９のように熱媒体−空気熱交換器４０を、空気流通路３の空気の流れに対して放熱器４の下流側に配置すれば、図１０の如く熱媒体−空気熱交換器４０を上流側に配置する場合に比して、熱媒体−空気熱交換器４０で加熱された空気が放熱器４に流入することが無くなり、放熱器４の温度と空気の温度差を確保して、放熱器４における熱交換性能の低下を防止することができるようになる。

次に、図１１は本発明の車両用空気調和装置１の更にもう一つの他の構成図を示している。この実施例の冷媒回路Ｒ及び熱媒体循環回路２３の基本構成は図１と同様であるが、熱媒体循環回路２３に熱媒体−冷媒熱交換器７０が設けられている。この熱媒体−冷媒熱交換器７０は、循環ポンプ３０を出た熱媒体配管２３Ａと冷媒回路Ｒの放熱器４を出た冷媒配管１３Ｅとを熱交換させるものであり、この熱媒体−冷媒熱交換器７０において、循環ポンプ３０から吐出された熱媒体は放熱器４から出た冷媒から加熱作用を受けるように構成されている。これにより、放熱器４を経た冷媒から熱媒体循環回路２３を循環する熱媒体に熱を回収することができる。

このように、熱媒体循環回路２３に、放熱器４を経た冷媒から熱を回収する熱媒体−冷媒熱交換器７０を設けることにより、放熱器４を出た冷媒が有する熱を熱媒体循環回路２３内を流れる熱媒体に回収して熱媒体−空気熱交換器４０に搬送し、より効率的な暖房補助を行うことが可能となる。

次に、図１２は本発明の車両用空気調和装置１の更にもう一つの他の構成図を示している。この実施例の冷媒回路Ｒ及び熱媒体循環回路２３は図１１の場合と同様であるが、熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０が、空気流通路３の空気の流れに対して放熱器４の上流側であってエアミックスダンパ２８の下流側に配置されている。このような構成によっても、放熱器４を出た冷媒が有する熱を熱媒体−冷媒熱交換器７０にて熱媒体循環回路２３内を流れる熱媒体に回収し、熱媒体−空気熱交換器４０に搬送してより効率的な暖房補助を行うことが可能となる。

次に、図１３は本発明の車両用空気調和装置１の更にもう一つの他の構成図を示している。この実施例の冷媒回路Ｒ及び熱媒体循環回路２３の配管構成は図１の場合と基本的に同様であるが、放熱器４は空気流通路３には設けられておらず、その外側に配置されている。その代わりに、この放熱器４にはこの場合の熱媒体−冷媒熱交換器７４が熱交換関係に配設されている。

この熱媒体−冷媒熱交換器７４は、熱媒体循環回路２３の循環ポンプ３０と熱媒体加熱電気ヒータ３５の間の熱媒体配管２３Ａに接続されたもので、熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０は空気流通路３に設けられている。係る構成で、循環ポンプ３０から吐出された熱媒体は放熱器４を流れる冷媒と熱交換し、当該冷媒により加熱され、次に、熱媒体加熱電気ヒータ３５（通電されて発熱している場合）で加熱された後、熱媒体−空気熱交換器４０で放熱することにより、空気流通路３から車室内に供給される空気を加熱する。

このような構成の車両用空気調和装置１においても、放熱器４による暖房能力が不足する場合に、熱媒体加熱電気ヒータ３５に通電して熱媒体回路２３Ａ内を流れる熱媒体を加熱することにより、暖房補助を行うことが可能となると共に、後述するように電気ヒータを空気流通路３に配設する場合に比して、電気的により安全な車室内暖房を実現することができるようになる。

尚、上記各実施例では補助加熱手段として熱媒体循環回路２３を採用したが、通常の電気ヒータ（例えば、ＰＴＣヒータ）７３にて補助加熱手段を構成してもよい。その場合の図１に対応する構成例が図１４、図９に対応する構成例が図１５である。図１４、図１５では図１、図９の熱媒体循環回路２３がこの場合の電気ヒータ７３に置き換えられている。

その他の構成及び制御は基本的に同様であり、コントローラ３２は熱媒体循環回路２３の循環ポンプ３０及び熱媒体加熱電気ヒータ３５の代わりに、電気ヒータ７３の通電を制御して、前述同様にその発熱によって放熱器４による暖房能力の補完を行うものであるので、詳細な説明は省略する。このように、車室内に供給する空気を電気ヒータ７３で加熱するようにしても良く、係る構成によれば熱媒体循環回路２３を用いる場合に比して構成が簡素化される利点がある。

勿論、この電気ヒータ７３を図１０の場合の如く、図１４や図１５における放熱器４の空気上流側に配置してもよく、その場合には電気ヒータ７３への通電開始初期に車室内に供給される空気温度が低下する不都合を解消できる効果がある。

尚、上記各実施例では室外熱交換器７の着霜状態推定手段となるコントローラ３２が、霜点Ｔｆｒｏｓｔと室外熱交換器７の冷媒蒸発温度ＴＸＯとに基づいて室外熱交換器７への着霜状態やその度合いを推定するようにしたが、請求項１１以外の発明ではそれに限らず、例えば、室外熱交換器７の冷媒蒸発温度ＴＸＯ（又は、冷媒蒸発圧力ＰＸＯ）と、無着霜時における当該室外熱交換器７の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅ（又は、冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅ）とに基づいて、ＴｆｒｏｓｔとＴＸＯの場合と同様の手順で推定してもよく、また、例えば放熱器４の実際の暖房能力である実暖房能力と、室外熱交換器７が無着霜時の放熱器４の暖房能力である無着霜時暖房能力とを比較し、それに対して実暖房能力が低下したことで、室外熱交換器７が着霜しているものと推定するようにしてもよい。

また、実施例では暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モードの各運転モードを切り換えて実行する車両用空気調和装置１について本発明を適用したが、それに限らず、暖房モードのみ行うものにも本発明は有効である。

更に、実施例では補助加熱手段として熱媒体循環回路２３を採り上げて説明したが、請求項１２以外の発明ではそれに限らず、空気流通路３に例えば電気ヒータ（補助加熱手段）を設けるものでもよい。

更にまた、上記各実施例で説明した冷媒回路Ｒの構成や各数値はそれに限定されるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であることは云うまでもない。

１ 車両用空気調和装置
２ 圧縮機
３ 空気流通路
４ 放熱器
６ 室外膨張弁
７ 室外熱交換器
８ 室内膨張弁
９ 吸熱器
１１ 蒸発能力制御弁
１７、２０、２１、２２ 電磁弁
２３ 熱媒体循環回路（補助加熱手段）
２６ 吸込切換ダンパ
２７ 室内送風機（ブロワファン）
２８ エアミックスダンパ
３０ 循環ポンプ（循環手段）
３２ コントローラ（制御手段）
３５ 熱媒体加熱電気ヒータ（電気ヒータ）
４０ 熱媒体−空気熱交換器
Ｒ 冷媒回路

Claims (12)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
   車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、
   冷媒を放熱させて前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、
   冷媒を吸熱させて前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、
   前記車室外に設けられて冷媒を放熱又は吸熱させる室外熱交換器と、
   制御手段とを備え、
   該制御手段により少なくとも、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、前記室外熱交換器にて吸熱させる暖房モードを実行する車両用空気調和装置において、
   前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を加熱するための補助加熱手段を備え、
   前記制御手段は、前記室外熱交換器の無着霜時において、要求される前記放熱器の暖房能力である要求暖房能力Ｑｔｇｔを実現するときの前記室外熱交換器の冷媒蒸発温度である無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔを算出し、該無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔと、霜点Ｔｆｒｏｓｔとに基づき、前記室外熱交換器に着霜させずに前記要求暖房能力Ｑｔｇｔを達成するよう、前記放熱器による加熱と前記補助加熱手段による加熱を制御することを特徴とする車両用空気調和装置。
2. 前記制御手段は、外気温度と前記要求暖房能力Ｑｔｇｔに基づき、前記無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔを算出することを特徴とする請求項１に記載の車両用空気調和装置。
3. 前記制御手段は、前記室外熱交換器に着霜しない範囲で前記放熱器が発生可能な最大暖房能力の目標値である無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔを算出し、
   前記無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔが、霜点Ｔｆｒｏｓｔ若しくはそれに近い温度より低くなる場合、前記放熱器の目標暖房能力ＴＧＱｈｐを前記無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔとし、該無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔが前記要求暖房能力Ｑｔｇｔより不足する分を前記補助加熱手段による加熱により補完することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用空気調和装置。
4. 前記制御手段は、霜点Ｔｆｒｏｓｔ又はそれに近い温度と外気温度に基づき、前記無着霜最大暖房能力予測値ＱｍａｘＮｆｓｔを算出することを特徴とする請求項３に記載の車両用空気調和装置。
5. 前記制御手段は、前記無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔが、霜点Ｔｆｒｏｓｔ若しくはそれに近い温度以上である場合、前記放熱器の目標暖房能力ＴＧＱｈｐを前記要求暖房能力Ｑｔｇｔとし、前記補助加熱手段による加熱は停止することを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
6. 前記制御手段は、起動直後に請求項１乃至請求項５のうちの何れかに記載の制御を実行することを特徴とする車両用空気調和装置。
7. 前記制御手段は、前記室外熱交換器への着霜状態を推定する着霜状態推定手段を有し、起動直後ではない場合、該着霜状態推定手段の推定に基づき、前記室外熱交換器へ着霜が生じたとき、若しくは、前記室外熱交換器への着霜が予測されるとき、前記補助加熱手段による加熱を実行することを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
8. 前記制御手段は、前記室外熱交換器への着霜の度合いに基づき、当該室外熱交換器への着霜を抑制し、若しくは、防止する前記補助加熱手段の目標暖房能力ＴＧＱｅｃｈを算出すると共に、
   前記放熱器の目標暖房能力ＴＧＱｈｐを、前記要求暖房能力Ｑｔｇｔから前記補助加熱手段の目標暖房能力ＴＧＱｅｃｈを差し引いた値とすることを特徴とする請求項７に記載の車両用空気調和装置。
9. 前記制御手段は、前記放熱器の目標暖房能力ＴＧＱｈｐが所定の値より小さい場合、前記圧縮機の運転を停止することを特徴とする請求項８に記載の車両用空気調和装置。
10. 前記制御手段は、前記着霜状態推定手段の推定に基づき、前記室外熱交換器へ着霜が生じていないと推定されるとき、前記補助加熱手段による加熱を、徐々に若しくは段階的に低下させ、最終的に停止させることを特徴とする請求項７乃至請求項９のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
11. 前記制御手段は、霜点Ｔｆｒｏｓｔと、前記室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯとに基づき、前記室外熱交換器への着霜状態、又は、着霜の度合いを推定することを特徴とする請求項７乃至請求項１０のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
12. 前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を加熱するための熱媒体−空気熱交換器と、電気ヒータと、循環手段とを有し、前記電気ヒータにより加熱された熱媒体を前記循環手段により前記熱媒体−空気熱交換器に循環する熱媒体循環回路から前記補助加熱手段を構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。

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