JP2018034767A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車室内を快適に暖房しながら、ウインドウの曇りも効率的に解消若しくは抑制することができる車両用空気調和装置を提供する。
【解決手段】コントローラは圧縮機２から吐出された冷媒を放熱器４にて放熱させる暖房する暖房モードと、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器にて放熱させ、吸熱器９にて吸熱させる除湿暖房モードを切り換えて実行する。コントローラは、除湿暖房モードにおいて、車室内に吹き出される空気の温度を目標吹出温度とすることができない場合、フロントウインドウ３０を加熱する窓ヒータ３５を作動させ、暖房モードに移行する。
【選択図】図１

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好適な車両用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と、車室内側に設けられて冷媒を吸熱させる吸熱器と、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と室外熱交換器において吸熱させる除湿暖房モードと、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器及び室外熱交換器において放熱させ、吸熱器において吸熱させる除湿冷房モードと、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とを切り換え可能としたものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。

この場合、特許文献１では室外熱交換器の入口には室外膨張弁が設けられ、吸熱器の入口には室内膨張弁が設けられている。また、室外膨張弁と室外熱交換器の直列回路には並列にバイパス回路が設けられている。そして、前述した除湿暖房モードでは、放熱器を経た冷媒を分流し、一部はバイパス回路から室内膨張弁に流し、そこで減圧した後、吸熱器に流入させて吸熱させる。また、残りは室外膨張弁に流し、そこで減圧した後、室外熱交換器に流入させて吸熱させる。

また、係る除湿暖房モードでは放熱器圧力に基づいて圧縮機の運転を制御することで放熱器による暖房能力を制御すると共に、吸熱器の温度に基づいて室外膨張弁を制御することで吸熱器による除湿能力（冷却能力）を制御していた。即ち、吸熱器の温度が目標吸熱器温度より低くなる場合には室外膨張弁の弁開度を拡張することで、バイパス回路から吸熱器に流れる冷媒量を減少させ、逆に吸熱器の温度が高くなる場合には、室外膨張弁の弁開度を縮小し、バイパス回路から室内膨張弁を経て吸熱器に流入する冷媒量を増加させる。これにより、車室内を暖房しながら除湿することで、車両のウインドウ（フロントウインドウ等）の曇りを解消若しくは抑制するものであった。

特開２０１４−２１３７６５号公報 特開２０１４−８８５８号公報

前述した如く、特許文献１では除湿暖房モードでの吸熱器の温度は室外膨張弁の弁開度で制御していた。しかしながら、例えば外気温度が低くなる環境下では室外膨張弁を最大開度に拡張しても吸熱器の温度が目標吸熱器温度より低下するため、車室内に吹き出される空気の温度（吹出温度）が低下してしまう危険性がある。この問題は、特許文献１の如き冷媒回路に限らず、放熱器で冷媒を放熱させ、吸熱器で吸熱させる除湿暖房モードを行う際に、吸熱器の温度によらず、例えば放熱器圧力に基づいて圧縮機の運転を制御する場合に共通して発生する危険性がある。

そこで、特許文献１では吸熱器の冷媒出口側に蒸発圧力調整弁（特許文献１では蒸発能力制御弁と称している）を取り付け、係る状況ではこの蒸発圧力調整弁を開閉することで吸熱器に流入する冷媒量を減少させていた。しかしながら、この蒸発圧力調整弁は比較的高価であると云う欠点がある。また、特許文献１のように補助加熱手段が設けられている場合には、この補助加熱手段で車室内に吹き出される空気を加熱することも考えられるが、その場合には発熱量が大きい高出力の電気ヒータ（ＰＴＣヒータ等）が必要となるため、改善が望まれていた。

一方で、近年では車両のウインドシールド（フロントウインドウ、或いは、フロントガラスとも称される）に電気ヒータから成る曇り抑制装置（窓ヒータ）が取り付けられるケースが増えてきている（例えば、特許文献２参照）。

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、車室内を快適に暖房しながら、ウインドウの曇りも効率的に解消若しくは抑制することができる車両用空気調和装置を提供することを目的とする。

請求項１の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吸熱させるための室外熱交換器と、車両のウインドウを加熱するためのウインドウ加熱装置と、制御装置とを備え、この制御装置により少なくとも、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器にて放熱させ、室外熱交換器にて吸熱させることで車室内を暖房する暖房モードと、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器にて放熱させ、吸熱器にて吸熱させることで車室内の除湿暖房を行う除湿暖房モードと、を切り換えて実行するものであって、制御装置は、除湿暖房モードにおいて、車室内に吹き出される空気の温度を目標値とすることができない場合、ウインドウ加熱装置を作動させ、暖房モードに移行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装置は、暖房モード及び除湿暖房モードにおいては、放熱器の圧力に基づいて圧縮機の運転を制御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、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吸熱させるための室外熱交換器と、この室外熱交換器に流入する冷媒を減圧するための室外膨張弁と、室外熱交換器及び室外膨張弁の直列回路に対して並列に接続されたバイパス回路と、吸熱器に流入する冷媒を減圧するための室内膨張弁と、車両のウインドウを加熱するためのウインドウ加熱装置と、制御装置とを備え、この制御装置により少なくとも、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室外膨張弁を経て室外熱交換器に流入させ、当該室外熱交換器にて吸熱させることで車室内を暖房する暖房モードと、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分流し、一部をバイパス回路から室内膨張弁を経て吸熱器に流入させ、当該吸熱器にて吸熱させると共に、残りを室外膨張弁を経て室外熱交換器に流入させ、当該室外熱交換器にて吸熱させることで車室内の除湿暖房を行う除湿暖房モードと、を切り換えて実行するものであって、制御装置は、除湿暖房モードにおいては、放熱器の圧力に基づいて圧縮機の運転を制御し、吸熱器の温度に基づいて室外膨張弁の弁開度を制御すると共に、車室内に吹き出される空気の温度を目標値とすることができない場合、ウインドウ加熱装置を作動させ、暖房モードに移行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、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吸熱させるための室外熱交換器と、この室外熱交換器に流入する冷媒を減圧するための室外膨張弁と、室外熱交換器及び室外膨張弁の直列回路に対して並列に接続されたバイパス回路と、吸熱器に流入する冷媒を減圧するための室内膨張弁と、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装置と、車両のウインドウを加熱するためのウインドウ加熱装置と、制御装置とを備え、この制御装置により少なくとも、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室外膨張弁を経て室外熱交換器に流入させ、当該室外熱交換器にて吸熱させることで車室内を暖房する暖房モードと、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分流し、一部をバイパス回路から室内膨張弁を経て吸熱器に流入させ、当該吸熱器にて吸熱させると共に、残りを室外膨張弁を経て室外熱交換器に流入させ、当該室外熱交換器にて吸熱させることで車室内の除湿暖房を行う除湿暖房モードと、を切り換えて実行するものであって、制御装置は、除湿暖房モードにおいては、放熱器の圧力に基づいて圧縮機の運転を制御し、吸熱器の温度に基づいて室外膨張弁の弁開度を制御する通常除湿暖房モードを実行すると共に、この通常除湿暖房モードにおいて、室外膨張弁の制御によっても吸熱器の温度が既定値以下に低下する場合、吸熱器の温度に基づいて圧縮機の運転を制御し、補助加熱装置を作動させる加熱補助除湿暖房モードに移行し、この加熱補助除湿暖房モードにおいて、車室内に吹き出される空気の温度を目標値とすることができない場合、ウインドウ加熱装置を作動させ、暖房モードに移行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、請求項３又は請求項４の発明において制御装置は、暖房モードにおいては、放熱器の圧力に基づいて圧縮機の運転を制御し、放熱器の温度と圧力に基づいて室外膨張弁の弁開度を制御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、上記各発明において吸熱器の冷媒出口側に蒸発圧力調整弁を設けないことを特徴とする。

本発明によれば、車両のウインドウを加熱するためのウインドウ加熱装置が設けられているとき、除湿暖房モード（請求項１及び請求項３の発明）や加熱補助除湿暖房モード（請求項４の発明）において、車室内に吹き出される空気の温度を目標値とすることができない場合、ウインドウ加熱装置を作動させ、暖房モードに移行するようにしたので、外気温度の低下等により車室内に吹き出される空気の温度を目標値とすることができない状況下においては暖房モードに移行し、車室内に吹き出される空気の温度を目標値に維持しながら、ウインドウ加熱装置で車両のウインドウを加熱することができるようになる。これにより、車室内を快適に暖房しながら、車両のウインドウの曇りも効果的に解消若しくは抑制することが可能となる。また、車室内に吹き出される空気を加熱するために高出力の補助加熱装置を設ける必要も無くなるので、車両のウインドウの曇りを効率的に解消若しくは抑制することができるようになる。

これらは請求項２や請求項３、請求項５の発明の如く除湿暖房モードや暖房モードにおいて放熱器の圧力に基づき圧縮機の運転を制御する場合に有効であり、また、請求項３の発明の如きバイパス回路を設け、除湿暖房モードでは吸熱器の温度に基づいて室外膨張弁の弁開度を制御する場合に特に有効である。

また、請求項４の発明の如く空気流通路から車室内に供給する空気を加熱する補助加熱装置が更に設けられ、制御装置が、放熱器の圧力に基づいて圧縮機の運転を制御し、吸熱器の温度に基づいて室外膨張弁の弁開度を制御する通常除湿暖房モードを実行しているときに、室外膨張弁の制御によっても吸熱器の温度が既定値以下に低下する場合、吸熱器の温度に基づいて圧縮機の運転を制御し、補助加熱装置を作動させる加熱補助除湿暖房モードに移行するようにすれば、外気温度の低下等により通常除湿暖房モードにおける室外膨張弁の弁開度制御では吸熱器の温度低下を阻止できなくなった場合に、加熱補助除湿暖房モードに移行して圧縮機の運転制御により吸熱器の温度を制御し、吸熱器の温度低下を防止することができるようになる。一方、吸熱器の温度で圧縮機の運転を制御することで、放熱器の温度は制御できなくなるが、補助加熱装置を作動させることで車室内に吹き出される空気の温度も維持することができるようになる。

そして、この加熱補助除湿暖房モードにおいても外気温度の更なる低下等により、車室内に吹き出される空気の温度を目標値とすることができなくなったときは、ウインドウ加熱装置を作動させ、暖房モードに移行するので、前述した如く車室内を快適に暖房しながら、車両のウインドウの曇りも効果的に解消若しくは抑制することが可能となる。特に、この場合には補助加熱装置として高出力のものを使用する必要が無くなるので、車両のウインドウの曇りを効率的に解消若しくは抑制することができるようになる。

そしてこれらにより、請求項６の発明の如く従来吸熱器の冷媒出口側に設けられていた蒸発圧力調整弁を削除することができるようになり、コストの削減を図ることも可能となる。

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（実施例１）。 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２のコントローラの圧縮機制御に関する制御ブロック図である。 図２のコントローラの室外膨張弁制御に関する制御ブロック図である。 図２のコントローラの圧縮機制御に関するもう一つの制御ブロック図である。 図２のコントローラによる除湿暖房モードの制御を説明するフローチャートである。 除湿暖房モードと暖房モードにおける圧縮機と補助ヒータの出力を説明する図である。 本発明を適用した他の実施形態の車両用空気調和装置の構成図である（実施例２）。 図８の車両用空気調和装置のコントローラによる除湿暖房モードの制御を説明する図である。

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は本発明を適用した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モードを行い、更に、除湿暖房モードや内部サイクルモード、除湿冷房モード、冷房モード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、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の冷媒出口に接続された冷媒配管１３Ａは冷房時に開放される電磁弁１７（開閉弁）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２１（開閉弁）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。この冷媒配管１３Ｃがアキュムレータ１２に接続され、アキュムレータ１２は圧縮機２の冷媒吸込側に接続されている。

更に、放熱器４の出口側の冷媒配管１３Ｅは室外膨張弁６の手前で冷媒配管１３Ｊと冷媒配管１３Ｆに分岐しており、分岐した一方の冷媒配管１３Ｊが室外膨張弁６を介して室外熱交換器７の冷媒入口に接続されている。また、分岐した他方の冷媒配管１３Ｆは除湿時に開放される電磁弁２２（開閉弁）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。これにより、冷媒配管１３Ｆは室外膨張弁６と室外熱交換器７の直列回路に対して並列に接続されたかたちとなり、本発明におけるバイパス回路となる。電磁弁２２はこのバイパス回路（冷媒配管１３Ｆ）の途中に接続されている。

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装置としての補助ヒータである。この補助ヒータ２３は実施例ではＰＴＣヒータ（電気ヒータ）から構成されており、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内に設けられている。そして、補助ヒータ２３（補助加熱装置）が通電されて発熱（作動）すると、これが所謂ヒータコアとなり、車室内の暖房を補完する。このように、補助ヒータ２３を空気流通路３における空気の流れに対して放熱器４の下流側に配置すれば、補助ヒータ２３により温められた空気から放熱器４が吸熱する不都合が解消される。これにより、車両用空気調和装置１の運転効率の悪化を未然に回避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、当該空気流通路３内に流入し、吸熱器９を通過した後の空気流通路３内の空気（内気や外気）を放熱器４や補助ヒータ２３に通風する割合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、補助ヒータ２３の空気下流側における空気流通路３には、ＦＯＯＴ（フット）、ＶＥＮＴ（ベント）、ＤＥＦ（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。

更に、車両にはウインドウ（フロントウインドウ、サイドウインドウ、リアウインドウ）が設けられているが、実施例ではそのうちのフロントウインドウ３０にウインドウ加熱装置としての窓ヒータ３５が取り付けられている。尚、実施例ではこの窓ヒータ３５はフロントウインドウ３０として使用される熱線入りフロントガラスの熱線（電熱線）で構成されており、後述するコントローラ３２の制御により、或いは、空調操作部５３へのマニュアル操作により通電されて発熱（作動）し、フロントウインドウ３０の曇りを解消若しくは抑制するものである（マニュアル操作では窓ヒータ３５は例えば所定時間通電されて発熱する）。

次に、図２において３２は制御装置であるコントローラ（ＥＣＵ）である。このコントローラ３２（制御装置）は、プロセッサを備えたコンピュータの一例としてのマイクロコンピュータから構成されており、その入力には車両の外気温度（Ｔａｍ）を検出する外気温度センサ３３と、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（吹出温度ＴＡＩ）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（吐出圧力Ｐｄ）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：放熱器温度ＴＣＩ）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：放熱器圧力ＰＣＩ）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：吸熱器温度Ｔｅ）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、補助ヒータ２３の温度（補助ヒータ２３を経た空気の温度、又は、補助ヒータ２３自体の温度：補助ヒータ温度ＴＳＨ）を検出する補助ヒータ温度センサ５０、窓ヒータの温度を検出する窓ヒータ温度センサ４０の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、吹出口切換ダンパ３１と、室外膨張弁６と、室内膨張弁８と、電磁弁２２（除湿）、電磁弁１７（冷房）、電磁弁２１（暖房）の各電磁弁と、補助ヒータ２３と窓ヒータ３５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（オートモード）或いは空調操作部５３へのマニュアル操作（マニュアルモード）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（暖房用）を開放し、電磁弁１７を閉じる。また、電磁弁２２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及び補助ヒータ２３に通風される状態とする（図１）。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（補助ヒータ２３が作動されるときは放熱器４及び補助ヒータ２３）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、１３Ｊを経て室外膨張弁６に至る。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がヒートポンプとなる。そして、室外熱交換器７を出た低温の冷媒は冷媒配管１３Ａ及び電磁弁２１及び冷媒配管１３Ｄ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補助ヒータ２３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、後述する目標吹出温度ＴＡＯから算出される目標放熱器温度ＴＣＯ（放熱器４温度ＴＣＩの目標値）から目標放熱器圧力ＰＣＯ（放熱器圧力ＰＣＩの目標値）を算出し、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。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（放熱器温度ＴＣＩ）及び放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器圧力ＰＣＩ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（ＳＣ）を制御する。前記目標放熱器温度ＴＣＯは基本的にはＴＣＯ＝ＴＡＯとされるが、制御上の所定の制限が設けられる。

（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、この一部が電磁弁２２を経て冷媒配管１３Ｆに流入し、冷媒配管１３Ｂから内部熱交換器１９を経て室内膨張弁８に流れ、残りが室外膨張弁６に流れるようになる。即ち、分流された一部の冷媒が室内膨張弁８にて減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。

コントローラ３２は吸熱器９の出口における冷媒の過熱度（ＳＨ）を所定値に維持するように室内膨張弁８の弁開度を制御するが、このときに吸熱器９で生じる冷媒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。分流されて冷媒配管１３Ｊに流入した残りの冷媒は、室外膨張弁６で減圧された後、室外熱交換器７で蒸発することになる。

吸熱器９で蒸発した冷媒は、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（室外熱交換器７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（補助ヒータ２３が発熱されるときは放熱器４及び補助ヒータ２３）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は目標放熱器温度ＴＣＯから算出される目標放熱器圧力ＰＣＯと放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器圧力ＰＣＩ（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（吸熱器温度Ｔｅ）に基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御する。この除湿暖房モードでの圧縮機２及び室外膨張弁６、補助ヒータ２３の制御については後に詳述する。

（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を閉じる。即ち、この内部サイクルモードは除湿暖房モードにおける室外膨張弁６の制御で当該室外膨張弁６を全閉とした状態であるので、本発明ではこの内部サイクルモードを除湿暖房モードの一部と捉える。

但し、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、前述した放熱器圧力ＰＣＩ（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の温度によるか放熱器圧力ＰＣＩ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を閉じる。また、電磁弁２２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（吸熱器温度Ｔｅ）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室外膨張弁６の弁開度を全開とする。尚、エアミックスダンパ２８は放熱器４に空気が通風されない状態となる。但し、多少通風されても支障はない。

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を経て室外膨張弁６に至る。このとき室外膨張弁６は全開とされているので冷媒は室外膨張弁６を経て冷媒配管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（吸熱器温度Ｔｅ）に基づいて圧縮機２の回転数を制御する。

（６）運転モードの切り換え
コントローラ３２は下記式（Ｉ）から前述した目標吹出温度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の温度である吹出温度ＴＡＩ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。

そして、コントローラ３２は起動時には外気温度センサ３３が検出する外気温度Ｔａｍと目標吹出温度ＴＡＯとに基づいて上記各運転モードのうちの何れかの運転モードを選択する。また、起動後は外気温度Ｔａｍや目標吹出温度ＴＡＯ等の環境や設定条件の変化に応じて前記各運転モードを選択し、切り換えていくものである。

（７）補助ヒータによる補助加熱
また、コントローラ３２は、前記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、補助ヒータ２３に通電して発熱させることにより、補助ヒータ２３による加熱を実行する。補助ヒータ２３が発熱すると空気流通路３の放熱器４を通過した空気をこの補助ヒータ２３で更に加熱することになる。

これにより、要求される暖房能力（目標吹出温度ＴＡＯから得られる目標放熱器温度ＴＣＯと吸熱器温度Ｔｅとの差から算出される）に対して放熱器４が発生可能な暖房能力が不足する場合に、この不足する分の暖房能力を補助ヒータ２３にて補完することになる。尚、この補助ヒータ２３は本発明では除湿暖房モードにおいても通電されるが、これについては次に詳述する。

（８）除湿暖房モードにおける圧縮機２、室外膨張弁６及び補助ヒータ２３の制御
次に、図３〜図６を参照しながら前述した除湿暖房モードにおける圧縮機２の回転数ＮＣや室外膨張弁６の弁開度、補助ヒータ２３の通電制御について説明する。コントローラ３２は、この実施例では除湿暖房モードにおいて、通常除湿暖房モードと加熱補助除湿暖房モードを切り換えて実行する。

図６のフローチャートのステップＳ１でコントローラ３２のオートモードで除湿暖房モードが要求されているものとすると、コントローラ３２はステップＳ２で運転モードを除湿暖房モードとして運転を開始する（起動）。次に、ステップＳ３で吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器温度Ｔｅが目標吸熱器温度ＴＥＯよりも低い所定の既定値Ｔｅｌｏ以下となり、且つ、その状態が所定時間継続したか否か判断する。そして、ステップＳ３で吸熱器温度Ｔｅが既定値Ｔｅｌｏ以下で、且つ、所定時間経過と云う条件が成立していない場合、コントローラ３２はステップＳ９に進んで通常除湿暖房モードを実行する。

（８−１）通常除湿暖房モード
図３と図４はこの通常除湿暖房モードにおける圧縮機２と室外膨張弁６の制御ブロック図を示している。図３は暖房モードと、除湿暖房モードの通常除湿暖房モードでの圧縮機２の目標回転数（圧縮機目標回転数）ＴＧＮＣｈを決定するコントローラ３２の制御ブロック図である。コントローラ３２のＦ／Ｆ（フィードフォワード）操作量演算部５８は外気温度センサ３３から得られる外気温度Ｔａｍと、室内送風機２７のブロワ電圧ＢＬＶと、ＳＷ＝（ＴＡＯ−Ｔｅ）／（ＴＣＩ−Ｔｅ）で得られるエアミックスダンパ２８のエアミックスダンパ開度ＳＷと、放熱器４の出口における過冷却度ＳＣの目標値である目標過冷却度ＴＧＳＣと、放熱器４の温度の目標値である前述した目標放熱器温度ＴＣＯと、放熱器４の圧力の目標値である目標放熱器圧力ＰＣＯに基づいて圧縮機目標回転数のＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｈｆｆを演算する。

尚、エアミックスダンパ開度ＳＷは０≦ＳＷ≦１の範囲で変化し、０で放熱器４及び補助ヒータ２３への通風をしないエアミックス全閉状態、１で空気流通路３内の全ての空気を放熱器４及び補助ヒータ２３に通風するエアミックス全開状態となる。

前記目標放熱器圧力ＰＣＯは上記目標過冷却度ＴＧＳＣと目標放熱器温度ＴＣＯに基づいて目標値演算部５９が演算する。更に、Ｆ／Ｂ（フィードバック）操作量演算部６０はこの目標放熱器圧力ＰＣＯと放熱器４の冷媒圧力である放熱器圧力ＰＣＩに基づいて圧縮機目標回転数のＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｈｆｂを演算する。そして、Ｆ／Ｆ操作量演算部５８が演算したＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｎｆｆとＦ／Ｂ操作量演算部６０が演算したＴＧＮＣｈｆｂは加算器６１で加算され、リミット設定部６２で制御上限値と制御下限値のリミットが付けられた後、圧縮機目標回転数ＴＧＮＣｈとして決定される。通常除湿暖房モードにおいては、コントローラ３２はこの圧縮機目標回転数ＴＧＮＣｈに基づいて圧縮機２の回転数ＮＣを制御する。

即ち、コントローラ３２はこの通常除湿暖房モードでは放熱器圧力ＰＣＩと目標放熱器圧力ＰＣＯとに基づき、放熱器圧力ＰＣＩが目標放熱器圧力ＰＣＯとなるように圧縮機目標回転数ＴＧＮＣｈを算出して圧縮機２の回転数ＮＣを制御する。また、通常除湿暖房モードでは補助ヒータ２３は非通電（ＯＦＦ）とされる。

次に、図４は通常除湿暖房モードにおける室外膨張弁６の目標開度（室外膨張弁目標開度）ＴＧＥＣＣＶｔｅを決定するコントローラ３２の制御ブロック図である。コントローラ３２のＦ／Ｆ操作量演算部６５は、吸熱器９の目標吸熱器温度ＴＥＯと、目標放熱器温度ＴＣＯと、空気の質量風量Ｇａと、外気温度Ｔａｍに基づいて室外膨張弁目標開度のＦ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆを演算する。

また、Ｆ／Ｂ操作量演算部６３は、目標吸熱器温度ＴＥＯと吸熱器温度Ｔｅに基づいて室外膨張弁目標開度のＦ／Ｂ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｂを演算する。そして、Ｆ／Ｆ操作量演算部６５が演算したＦ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆとＦ／Ｂ操作量演算部６３で演算されたＦ／Ｂ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｂは加算器６６で加算され、リミット設定部６７で制御上限値と制御下限値のリミットが付けられた後、室外膨張弁目標開度ＴＧＥＣＣＶｔｅとして決定される。通常除湿暖房モードにおいては、コントローラ３２はこの室外膨張弁目標開度ＴＧＥＣＣＶｔｅに基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御する。

即ち、コントローラ３２はこの通常除湿暖房モードでは吸熱器温度Ｔｅと目標吸熱器温度ＴＥＯとに基づき、吸熱器温度Ｔｅが目標吸熱器温度ＴＥＯとなるように室外膨張弁目標開度ＴＧＥＣＣＶｔｅを算出し、室外膨張弁６の弁開度を制御する。この場合、吸熱器温度Ｔｅが目標吸熱器温度ＴＥＯより高くなると、室外膨張弁目標開度ＴＧＥＣＣＶｔｅは小さくなり、室外膨張弁６の弁開度を縮小して冷媒配管１３Ｆ、１３Ｂを経て吸熱器９に流入する冷媒量を増加させる方向に働く。逆に、吸熱器温度Ｔｅが目標吸熱器温度ＴＥＯより低くなると、室外膨張弁目標開度ＴＧＥＣＣＶｔｅは大きくなり、室外膨張弁６の弁開度を拡張して吸熱器９に流入する冷媒量を減少させる方向に働く。

このようにコントローラ３２は、通常除湿暖房モードでは吸熱器温度Ｔｅが目標吸熱器温度ＴＥＯより低くなる程、室外膨張弁目標開度ＴＧＥＣＣＶｔｅを大きくして、室外膨張弁６の弁開度を拡張し、冷媒配管１３Ｆ、１３Ｂを経て吸熱器９に流入する冷媒量を減少させるものであるが、例えば外気温度が低下すると、吸熱器９に流入する空気の温度も低下するため、室外膨張弁６の弁開度を最大（制御上の最大開度）としても、吸熱器９の温度（吸熱器温度Ｔｅ）は目標吸熱器温度ＴＥＯより低下していくようになる。

コントローラ３２は通常除湿暖房モードにおいて、室外膨張弁６の弁開度を制御上の最大開度とした状態でも吸熱器温度Ｔｅが低下し、前述した既定値Ｔｅｌｏ以下となり、且つ、その状態が所定時間継続した場合、ステップＳ３からステップＳ４に進み、後述する如く圧縮機２の制御を吸熱器温度Ｔｅに基づく制御に切り換え、ステップＳ５で補助ヒータ２３を作動（ＯＮ）させる。次に、吹出温度センサ４１が検出する吹出温度ＴＡＩを目標吹出温度ＴＡＯとすることができているか否か判断し、できている場合にはステップＳ１０に進んで加熱補助除湿暖房モードに移行する。

（８−２）加熱補助除湿暖房モード
図５はこの加熱補助除湿暖房モードにおける圧縮機２の目標回転数（圧縮機目標回転数）ＴＧＮＣｃを決定するコントローラ３２の制御ブロック図である。コントローラ３２のＦ／Ｆ操作量演算部６３は外気温度Ｔａｍと、ブロワ電圧ＢＬＶと、吸熱器９の温度の目標値である目標吸熱器温度ＴＥＯに基づいて圧縮機目標回転数のＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆを演算する。

また、Ｆ／Ｂ操作量演算部６４は目標吸熱器温度ＴＥＯと吸熱器温度Ｔｅに基づいて圧縮機目標回転数のＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｃｆｂを演算する。そして、Ｆ／Ｆ操作量演算部６３が演算したＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆとＦ／Ｂ操作量演算部６４が演算したＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｃｆｂは加算器６６で加算され、リミット設定部６７で制御上限値と制御下限値のリミットが付けられた後、圧縮機目標回転数ＴＧＮＣｃとして決定される。加熱補助除湿暖房モードにおいては、コントローラ３２はこの圧縮機目標回転数ＴＧＮＣｃに基づいて圧縮機２の回転数を制御する。

即ち、コントローラ３２はこの加熱補助除湿暖房モードでは、吸熱器温度Ｔｅと目標吸熱器温度ＴＥＯとに基づき、吸熱器温度Ｔｅが目標吸熱器温度ＴＥＯとなるように圧縮機目標回転数ＴＧＮＣｃを算出して圧縮機２の回転数ＮＣを制御する。尚、コントローラ３２は室外膨張弁６の弁開度を制御上の最大開度に維持する。

また、このようにコントローラ３２は吸熱器温度Ｔｅに基づいて圧縮機２の回転数ＮＣを制御することになるため、放熱器４の圧力（放熱器圧力ＰＣＩ）は成り行きとなる。そこで、コントローラ３２はこの加熱補助除湿暖房モードでは、補助ヒータ２３に通電して発熱（作動）させる。これにより、放熱器４を経た空気は補助ヒータ２３で加熱された後、吹出口２９に向かうことになる。

更に、コントローラ３２は、吹出口２９に向かう空気の温度の目標値となる目標放熱器温度ＴＣＯ（＝目標吹出温度ＴＡＯ）に基づいて補助ヒータ２３の通電を制御する。即ち、コントローラ３２は補助ヒータ温度センサ５０が検出する補助ヒータ温度ＴＳＨと目標放熱器温度ＴＣＯとに基づいて補助ヒータ２３への通電を制御することにより、補助ヒータ温度ＴＳＨが目標放熱器温度ＴＣＯとなるように補助ヒータ２３の発熱を制御する。これにより、吹出口２９から車室内に吹き出される空気温度（吹出温度ＴＣＩ）の低下を防止する。

（８−３）通常除湿暖房モードへの復帰
尚、このような加熱補助除湿暖房モードにおいて、外気温度が上昇すると放熱器圧力ＰＣＩも上昇してくる。コントローラ３２は加熱補助除湿暖房モードを実行している間に、放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器圧力ＰＣＩが目標放熱器圧力ＰＣＯよりも高い所定圧力ＰＣＩｈｉより高くなり、その状態が所定時間継続した場合、前述した通常除湿暖房モードに復帰する。

このように、実施例ではコントローラ３２は除湿暖房モードにおいて、放熱器圧力ＰＣＩに基づいて圧縮機２の運転を制御し、吸熱器温度Ｔｅに基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御する通常除湿暖房モードを実行しているときに、室外膨張弁６の弁開度を最大開度とする制御を行っても吸熱器温度Ｔｅが既定値以下に低下する場合、吸熱器温度Ｔｅに基づいて圧縮機２の運転を制御し、補助ヒータ２３を発熱させる加熱補助除湿暖房モードに移行するので、外気温度の低下等により通常除湿暖房モードにおける室外膨張弁６の弁開度では吸熱器９の温度低下を阻止できなくなった場合に、加熱補助除湿暖房モードに移行して圧縮機２の運転制御により吸熱器温度Ｔｅを制御し、吸熱器９の温度低下を防止することができるようになる。

一方、吸熱器温度Ｔｅで圧縮機２の運転を制御することで、放熱器温度ＰＣＩは制御できなくなるが、補助ヒータ２３を発熱させることで車室内に吹き出される空気の温度（吹出温度ＴＡＩ）も維持することができるようになる。これらにより、従来吸熱器９の冷媒出口側に設けられていた蒸発圧力調整弁を削除することができるようになり、コストの削減を図りながら車室内の快適な除湿暖房を実現することが可能となる。

（９）吹出温度未達時の窓ヒータ３５の作動と暖房モードへの移行制御
ここで、前述した如く加熱補助除湿暖房モードでは吸熱器温度Ｔｅと目標吸熱器温度ＴＥＯに基づいて圧縮機２の回転数を制御し、補助ヒータ温度ＴＳＨと目標放熱器温度ＴＣＯとに基づいて補助ヒータ２３の発熱を制御するものであるが、例えば外気温度が更に低下した場合には、補助ヒータ２３の発熱量を最大としても吹出温度ＴＡＩを維持できず、目標吹出温度ＴＡＯより低下していくようになる。

コントローラ３２は加熱補助除湿暖房モードにおいて、補助ヒータ２３を発熱させても吹出温度ＴＡＩが低下し、目標吹出温度ＴＡＯとすることができなくなった場合（未達）、ステップＳ６からステップＳ７に進んで窓ヒータ３５を発熱（作動）させ、ステップＳ８で運転モードを暖房モードに移行させる。

以後は冷媒回路Ｒを前述した暖房モードの流れに切り換え、圧縮機２や室外膨張弁６の制御も暖房モードにおける制御に切り換える。即ち、コントローラ３２は目標放熱器圧力ＰＣＯと、放熱器圧力ＰＣＩ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ＴＣＩ及び放熱器圧力ＰＣＩ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（ＳＣ）を制御する。

更に、窓ヒータ３５を作動させてフロントウインドウ３０を加熱する。コントローラ３２は窓ヒータ温度センサ４０が検出する窓ヒータ３５の温度に基づき、フロントウインドウ３０の曇りを解消若しくは抑制可能な温度となるように窓ヒータ３５の通電を制御する。これにより、車室内の暖房を行いながら、フロントウインドウ３０が曇ることも解消若しくは抑制することができるようになる。

図７は目標吹出温度ＴＡＯが例えば４０℃であるときに、それを除湿暖房モードの加熱補助除湿暖房モードで達成する場合と、暖房モードで達成する場合との圧縮機２と補助ヒータ２３の出力の違いを示している。図７の上段に示す加熱補助除湿暖房モードでは吸熱器９で冷媒が吸熱するため、吸込口２５から吸い込まれた空気の温度が５℃であった場合には、吸熱器９を経ることで例えば１．５℃まで低下する。それを放熱器４で例えば１２℃まで上昇させ、更に、補助ヒータ２３で４０℃まで上昇させなければならず、そのときの圧縮機２の出力は例えば０．５ｋＷ、補助ヒータ２３の出力は例えば２．５ｋＷで合計出力は３．０ｋＷ程に高くなる。即ち、それだけ高出力の補助ヒータ２３が必要となる。

一方、図７の下段に示す暖房モードでは吸熱器９に冷媒が流れないため、吸込口２５から吸い込まれた空気の温度が５℃であった場合には、吸熱器９を経た空気温度も５℃となる。それを放熱器４で４０℃まで上昇させれば良いので、補助ヒータ２３を通電する必要はない。即ち、そのときは圧縮機２の出力は例えば１．５ｋＷ、補助ヒータ２３の出力は０ｋＷで合計出力は１．５ｋＷ程に下がる。窓ヒータ３５の出力は補助ヒータ２３等と比較して低いので、加熱補助除湿暖房モードのときの合計出力３．０ｋＷと暖房モードのときの１．５ｋＷの差には至らず、結果として暖房モードで運転し、窓ヒータ３５を作動させた方が、消費電力も削減されることが分かる。

尚、このような暖房モードの運転と窓ヒータ３５の作動に切り換えた後、例えば外気温度が上昇すると放熱器圧力ＰＣＩも上昇してくる。コントローラ３２は放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器圧力ＰＣＩが目標放熱器圧力ＰＣＯよりも高い前述した所定圧力ＰＣＩｈｉより高くなり、その状態が所定時間継続した場合、除湿暖房モードに復帰するものとする。

以上詳述した如く、この実施例では車両のフロントウインドウ３０を加熱するための窓ヒータ３５が設けられているとき、除湿暖房モードの加熱補助除湿暖房モードにおいて、車室内に吹き出される吹出温度ＴＡＩを目標吹出温度ＴＡＯ（目標値）とすることができない場合、窓ヒータ３５を作動させ、暖房モードに移行するようにしたので、外気温度の低下等により車室内に吹き出される吹出温度ＴＡＩを目標吹出温度ＴＡＯとすることができない状況下においては暖房モードに移行し、車室内に吹き出される吹出温度ＴＡＩを目標吹出温度ＴＡＯに維持しながら、窓ヒータ３５で車両のフロントウインドウ３０を加熱することができるようになる。これにより、車室内を快適に暖房しながら、車両のフロントウインドウ３０の曇りも効果的に解消若しくは抑制することが可能となる。

特に、この実施例では補助ヒータ２３として高出力のものを使用する必要が無くなるので、車両のフロントウインドウ３０の曇りを効率的に解消若しくは抑制することができるようになる。そしてこれらにより、従来吸熱器９の冷媒出口側に設けられていた蒸発圧力調整弁を削除することができるようになり、コストの削減を図ることも可能となる。

次に、図９、図１０は本発明を適用した他の実施例の車両用空気調和装置１の構成図を示している。この実施例の場合、補助ヒータ２３は設けられていない。その他の構成は図１の場合と同様である。また、コントローラ３２は同様に暖房モード、除湿暖房モード、内部サイクルモード、除湿冷房モード、冷房モードを切り換えて実行する。各運転モードにおける冷媒の流れや圧縮機２、室外膨張弁６、室内膨張弁８及び各電磁弁等の機器の制御も同様であるが、補助ヒータ２３は存在しないため、その制御は行わない。

（１０）この実施例の吹出温度未達時の窓ヒータ３５の作動と暖房モードへの移行制御
次に、図１０を参照しながらこの実施例の場合の除湿暖房モードで吹出温度が未達となる場合の制御について説明する。この場合もステップＳ１で除湿暖房モードが要求されると、コントローラ３２はステップＳ２で除湿暖房モードを起動する。次に、この場合にはステップＳ６Ａで吹出温度ＴＡＩを目標吹出温度ＴＡＯとすることができなくなった（未達）か否か判断し、目標吹出温度ＴＡＯとすることができている場合には
ステップＳ９Ａに進んで除湿暖房モードを実行する。

一方、同様に外気温度が低下し、室外膨張弁６の弁開度を制御上の最大開度とした状態でも吸熱器９の温度（吸熱器温度Ｔｅ）が目標吸熱器温度ＴＥＯより低下して吹出温度ＴＡＩを維持できず、目標吹出温度ＴＡＯより低くなる場合（未達）、コントローラ３２はステップＳ７Ａに進んで窓ヒータ３５を発熱（作動）させ、ステップＳ８Ａで運転モードを暖房モードに移行させる。

以後は前述した実施例と同様に冷媒回路Ｒを暖房モードの流れに切り換え、圧縮機２や室外膨張弁６の制御も暖房モードにおける制御に切り換える。即ち、この場合もコントローラ３２は目標放熱器圧力ＰＣＯと、放熱器圧力ＰＣＩ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ＴＣＩ及び放熱器圧力ＰＣＩ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（ＳＣ）を制御する。

更に、窓ヒータ３５を作動させてフロントウインドウ３０を加熱する。コントローラ３２は窓ヒータ温度センサ４０が検出する窓ヒータ３５の温度に基づき、フロントウインドウ３０の曇りを解消若しくは抑制可能な温度となるように窓ヒータ３５の通電を制御する。これにより、車室内の暖房を行いながら、フロントウインドウ３０が曇ることも解消若しくは抑制することができるようになる。

尚、このような暖房モードの運転と窓ヒータ３５の作動に切り換えた後、例えば外気温度が上昇すると放熱器圧力ＰＣＩも上昇してくる。コントローラ３２は放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器圧力ＰＣＩが目標放熱器圧力ＰＣＯよりも高い前述した所定圧力ＰＣＩｈｉより高くなり、その状態が所定時間継続した場合、前述した実施例と同様に除湿暖房モードに復帰するものとする。

この実施例においても、車両のフロントウインドウ３０を加熱するための窓ヒータ３５が設けられているとき、除湿暖房モードにおいて、車室内に吹き出される吹出温度ＴＡＩを目標吹出温度ＴＡＯ（目標値）とすることができない場合、窓ヒータ３５を作動させ、暖房モードに移行するようにしたので、外気温度の低下等により車室内に吹き出される吹出温度ＴＡＩを目標吹出温度ＴＡＯとすることができない状況下においては暖房モードに移行し、車室内に吹き出される吹出温度ＴＡＩを目標吹出温度ＴＡＯに維持しながら、窓ヒータ３５で車両のフロントウインドウ３０を加熱することができるようになる。これにより、車室内を快適に暖房しながら、車両のフロントウインドウ３０の曇りも効果的に解消若しくは抑制することが可能となる。

また、車室内に吹き出される空気を加熱するために高出力の補助加熱装置を設ける必要も無くなるので、車両のフロントウインドウ３０の曇りを効率的に解消若しくは抑制することができるようになる。これらは実施例の如く除湿暖房モードや暖房モードにおいて放熱器圧力ＰＣＩに基づき圧縮機２の運転を制御する場合に有効であり、また、冷媒配管１３Ｆ（バイパス回路）を設け、除湿暖房モードでは吸熱器温度Ｔｅに基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御する場合に特に有効である。そして同様に従来吸熱器９の冷媒出口側に設けられていた蒸発圧力調整弁を削除することができるようになり、コストの削減を図ることも可能となる。

尚、上記各実施例で説明した冷媒回路Ｒの構成は、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。また、請求項１の発明では前記各実施例の暖房モードと、図１や図８の放熱器４で放熱した冷媒を分流すること無く、前述した内部サイクルモードと同様の流れで全ての冷媒を吸熱器９に流し、吸熱させる除湿暖房モード、とを切り換えて実行する場合も含まれる。即ち、その場合には前述した内部サイクルモードでの冷媒の流れと同様の回路が本発明における除湿暖房モードとなる。

その場合も、上記各実施例の如く暖房モードや除湿暖房モードでは放熱器圧力ＰＣＩと目標放熱器圧力ＰＣＯに基づいて圧縮機２の回転数を制御することになるが、放熱器温度ＴＣＩと目標放熱器温度ＴＣＯで圧縮機２を制御しても良く、吹出温度ＴＡＩと目標吹出温度ＴＡＯで制御するようにしてもよい。但し、上記実施例同様に放熱器圧力ＰＣＩに基づいて圧縮機２を制御すれば、制御性は良好となる。

また、前記実施例１の暖房モード及び通常除湿暖房モードや、実施例２の暖房モード及び除湿暖房モードにおいても放熱器圧力ＰＣＩでは無く、放熱器温度ＴＣＩと目標放熱器温度ＴＣＯに基づいて圧縮機２を制御しても良く、吹出温度ＴＡＩと目標吹出温度ＴＡＯに基づいて制御するようにしてもよい。但し、同様に実施例の如く放熱器圧力ＰＣＩと目標放熱器圧力ＰＣＯに基づいて圧縮機２を制御するようにすれば、制御性は良好となる。

また、各実施例では曇りが走行する上で最も問題となる車両のフロントウインドウ３０を窓ヒータ３５で加熱する場合について説明したが、適用する車両のウインドウとしては実施例のフロントウインドウ３０のみに限らず、フロントウインドウ３０に加えてリアウインドウやサイドウインドウにも適用可能である。尚、リアウインドウの場合には、ウインドウ加熱装置はリアデフォッガーと称される電熱線で構成されることになる。

また、実施例では窓ヒータ３５を窓ヒータ温度センサ４０が検出する温度に基づいて発熱を制御するようにしたが、それに限らず、常時通電、又は、間欠的な通電で一定の発熱量を発生させるような制御でも有効である。更に、実施例ではフロントウインドウ３０が備える熱線（電熱線）から窓ヒータ３５を構成したが、それに限らず、例えば電気ヒータで加熱された温風をフロントウインドウ３０の内面や外面に吹き付ける曇り抑制装置等でウインドウ加熱装置を構成してもよい。

更にまた、実施例１ではＰＣＴヒータで構成された補助ヒータ２３を空気流通路３に設けるかたちで説明したが、それに限らず、空気流通路３に水−空気熱交換器を配置し、ヒータで加熱された水を循環回路によりこの水−空気熱交換器に循環させて車室内に吹き出される空気を加熱するものでもよい。

また、上記各実施例では暖房モード、除湿暖房モード、内部サイクルモード、除湿冷房モード、冷房モードの各運転モードを切り換える例で説明したが、それに限らず、少なくとも暖房モードと除湿暖房モードを切り換えて実施する車両用空気調和装置に本発明は有効である。

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
１３Ｆ 冷媒配管（バイパス回路）
２２ 電磁弁（開閉弁）
２３ 補助ヒータ（補助加熱装置）
３０ フロントウインドウ（ウインドウ）
３２ コントローラ（制御装置）
３５ 窓ヒータ（ウインドウ加熱装置）
Ｒ 冷媒回路

Claims (6)

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吸熱させるための室外熱交換器と、
   車両のウインドウを加熱するためのウインドウ加熱装置と、
   制御装置とを備え、
   該制御装置により少なくとも、
   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、前記室外熱交換器にて吸熱させることで前記車室内を暖房する暖房モードと、
   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、前記吸熱器にて吸熱させることで前記車室内の除湿暖房を行う除湿暖房モードと、
   を切り換えて実行する車両用空気調和装置において、
   前記制御装置は、前記除湿暖房モードにおいて、前記車室内に吹き出される空気の温度を目標値とすることができない場合、前記ウインドウ加熱装置を作動させ、前記暖房モードに移行することを特徴とする車両用空気調和装置。
2. 前記制御装置は、前記暖房モード及び除湿暖房モードにおいては、前記放熱器の圧力に基づいて前記圧縮機の運転を制御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. 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吸熱させるための室外熱交換器と、
   該室外熱交換器に流入する冷媒を減圧するための室外膨張弁と、
   前記室外熱交換器及び前記室外膨張弁の直列回路に対して並列に接続されたバイパス回路と、
   前記吸熱器に流入する冷媒を減圧するための室内膨張弁と、
   車両のウインドウを加熱するためのウインドウ加熱装置と、
   制御装置とを備え、
   該制御装置により少なくとも、
   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前記室外膨張弁を経て前記室外熱交換器に流入させ、当該室外熱交換器にて吸熱させることで前記車室内を暖房する暖房モードと、
   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分流し、一部を前記バイパス回路から前記室内膨張弁を経て前記吸熱器に流入させ、当該吸熱器にて吸熱させると共に、残りを前記室外膨張弁を経て前記室外熱交換器に流入させ、当該室外熱交換器にて吸熱させることで前記車室内の除湿暖房を行う除湿暖房モードと、
   を切り換えて実行する車両用空気調和装置において、
   前記制御装置は、前記除湿暖房モードにおいては、前記放熱器の圧力に基づいて前記圧縮機の運転を制御し、前記吸熱器の温度に基づいて前記室外膨張弁の弁開度を制御すると共に、前記車室内に吹き出される空気の温度を目標値とすることができない場合、前記ウインドウ加熱装置を作動させ、前記暖房モードに移行することを特徴とする車両用空気調和装置。
4. 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吸熱させるための室外熱交換器と、
   該室外熱交換器に流入する冷媒を減圧するための室外膨張弁と、
   前記室外熱交換器及び前記室外膨張弁の直列回路に対して並列に接続されたバイパス回路と、
   前記吸熱器に流入する冷媒を減圧するための室内膨張弁と、
   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装置と、
   車両のウインドウを加熱するためのウインドウ加熱装置と、
   制御装置とを備え、
   該制御装置により少なくとも、
   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前記室外膨張弁を経て前記室外熱交換器に流入させ、当該室外熱交換器にて吸熱させることで前記車室内を暖房する暖房モードと、
   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分流し、一部を前記バイパス回路から前記室内膨張弁を経て前記吸熱器に流入させ、当該吸熱器にて吸熱させると共に、残りを前記室外膨張弁を経て前記室外熱交換器に流入させ、当該室外熱交換器にて吸熱させることで前記車室内の除湿暖房を行う除湿暖房モードと、
   を切り換えて実行する車両用空気調和装置において、
   前記制御装置は、前記除湿暖房モードにおいては、前記放熱器の圧力に基づいて前記圧縮機の運転を制御し、前記吸熱器の温度に基づいて前記室外膨張弁の弁開度を制御する通常除湿暖房モードを実行すると共に、
   該通常除湿暖房モードにおいて、前記室外膨張弁の制御によっても前記吸熱器の温度が既定値以下に低下する場合、前記吸熱器の温度に基づいて前記圧縮機の運転を制御し、前記補助加熱装置を作動させる加熱補助除湿暖房モードに移行し、
   該加熱補助除湿暖房モードにおいて、前記車室内に吹き出される空気の温度を目標値とすることができない場合、前記ウインドウ加熱装置を作動させ、前記暖房モードに移行することを特徴とする車両用空気調和装置。
5. 前記制御装置は、前記暖房モードにおいては、前記放熱器の圧力に基づいて前記圧縮機の運転を制御し、前記放熱器の温度と圧力に基づいて前記室外膨張弁の弁開度を制御することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の車両用空気調和装置。
6. 前記吸熱器の冷媒出口側に蒸発圧力調整弁を設けないことを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。

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