JP2018114945A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱装置の出力制限制御を行う車両用空気調和装置において、車室内に吹き出される空気の温度の変動を抑制する。
【解決手段】ＨＶＡＣユニット１０の空気流通路３に設けた加熱装置（補助ヒータ２３）により車室内に供給される空気を加熱する。制御装置のヒートポンプコントローラは、補助ヒータ温度センサが検出する加熱装置の温度Ｔｈｔｒが所定の制限閾値以上となった場合、加熱装置の発熱を制御する出力値ＴＧＱｈｔｒを制限する出力制限制御を実行すると共に、この出力制限制御で制限される出力値ＴＧＱｈｔｒに所定の下限リミット値ＬｉｍＬを設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の車室内を空調する車両用空気調和装置、特に電気ヒータ等の加熱装置を冷媒回路による暖房の補助として、若しくは、当該加熱装置を主として用いて車室内に供給する空気を加熱する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、ＨＶＡＣユニットの空気流通路に設けられて冷媒を放熱させる放熱器と、空気流通路に設けられて冷媒を吸熱させる吸熱器と、車室外に設けられて冷媒を放熱若しくは吸熱させる室外熱交換器等から構成される冷媒回路を備え、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器において放熱させ、室内送風機から送給される空気を加熱して車室内を暖房するものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献１では電気ヒータから成る補助ヒータ（加熱装置）を空気流通路に設け、冷媒回路の放熱器による暖房に加えて補助ヒータによっても暖房能力が発揮されるように構成していた。更に、係る冷媒回路の放熱器による暖房を行わず（例えば、冷媒回路は冷房のみ）、暖房はバッテリから給電される補助ヒータ（加熱装置）のみで行うものもある。

ここで、内部に前記空気流通路が構成されるＨＶＡＣユニットは、通常硬質樹脂にて成形されている。そのため、補助ヒータ（加熱装置）に通電して発熱させるとき、過剰に補助ヒータの温度が上昇すると、補助ヒータの熱でＨＶＡＣユニット（空気流通路）が変形や溶損を来す可能性がある。

そこで、従来よりこの種車両用空気調和装置では、補助ヒータ（加熱装置）の発熱を制御する目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒを制限する出力制限制御が行われる。この出力制限制御は、例えば補助ヒータ（加熱装置）の温度を検出する複数の補助ヒータ温度センサのうちの最も高い温度を検出している補助ヒータ温度センサの検出値が上昇して、所定の制限閾値に到達した場合に開始され、コントローラが補助ヒータの発熱を制御する目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒを所定値だけ下げる。

その後、当該最も高い温度を検出している補助ヒータ温度センサの検出値が制限閾値以上である間、所定値ずつ出力値を下げていくことで、補助ヒータの少なくとも一部の温度が異常に上昇して、ＨＶＡＣユニットが変形してしまうことを防止するものであった。

図１０は係る補助ヒータの制御に関する従来のコントローラの制御ブロック図を示し、図１１は従来のコントローラによる補助ヒータの出力制限制御を説明するフローチャートを示す。図１０の必要能力演算部１０１では、車室内に吹き出される空気の温度の目標値である目標吹出温度ＴＡＯと、ＨＶＡＣユニットの空気流通路に流入した空気の体積風量Ｇａと、吸熱器温度Ｔｅから補助ヒータの必要暖房能力を演算する。この必要能力演算部１０１で算出された必要暖房能力は、目標温度演算部１０２に入力され、目標温度演算部１０２は補助ヒータの目標補助ヒータ温度ＴＨＯを演算する。

この目標温度演算部１０２で算出された目標補助ヒータ温度ＴＨＯは、次に目標出力値演算部１０３に入力される。この目標出力値演算部１０３では、吸熱器温度Ｔｅ、体積風量Ｇａ、目標補助ヒータ温度ＴＨＯ、及び、補助ヒータ温度Ｔｈｔｒに基づく計算式：ＴＧＱｈｔｒ＝ｆ（Ｔｅ、Ｇａ、ＴＨＯ、Ｔｈｔｒ）により、目標補助ヒータ温度ＴＨＯが目標電力（出力）に変換され、目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒとして出力される（出力制限前）。尚、補助ヒータ温度Ｔｈｔｒは補助ヒータの温度を検出する前述した複数の補助ヒータ温度センサの検出値の平均値であり、コントローラが実行する上記計算式による演算では、目標補助ヒータ温度ＴＨＯと補助ヒータ温度Ｔｈｔｒとの差に基づくフィードバック演算に、吸熱器温度Ｔｅと体積風量Ｇａによる影響が加味された演算となる。

次に、この目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒは出力制限制御部１０４に入力され、ここで前述した出力制限制御が行われる。従来の出力制限制御では図１１のステップＳ５１で前述した複数の補助ヒータ温度センサのうちの最も高い温度を検出している補助ヒータ温度センサの検出値（最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸ）が所定の制限閾値（例えば＋７０℃）以上か否か判断し、制限閾値以上となっている場合はステップＳ５５に進み、制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒが制御上の出力下限値（それ以下では制御ができなくなる下限値）となっているか否か判断し、出力下限値となっている場合にはステップＳ５７に進んで目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒを出力下限値とする。

ステップＳ５５で制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒが制御上の出力下限値となっていない場合、ステップＳ５６に進んで制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒを前回値−所定値とする。この制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒが図１０における目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒ（出力制限後）として出力される。以後、これを繰り返し、ステップＳ５１で最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸが制限閾値以上である場合、目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒは出力下限値となるまで所定値ずつ下げていく（出力制限中）。

係る補助ヒータの出力制限制御で最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸが制限閾値より低くなった場合、ステップＳ５１からステップＳ５２に進むようになる。このステップＳ５２では制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒが目標出力値演算部１０３から出力される目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒ（出力制限前）以上か否か判断し、制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒが目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒ（出力制限前）より小さい場合には、ステップＳ５３に進んで制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒを前回値＋所定値とする。以後、これを繰り返し、ステップＳ５２で制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒが目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒ（出力制限前）以上となるまで制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒを所定値ずつ上げていく。

そして、ステップＳ５２で制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒが目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒ（出力制限前）以上となった場合、ステップＳ５４に進んで制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒを目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒ（出力制限前）とする（通常制御）。このような出力制限制御によって、空気流通路を構成するＨＶＡＣユニット（空気流通路を構成する部材）が補助ヒータの異常な温度上昇によって変形してしまう不都合を防止するものであった。

特開２０１４−２１３７６５号公報

しかしながら、補助ヒータの温度を検出する補助ヒータ温度センサには応答遅れがあるため、最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸが制限閾値より低くなって出力制限制御が終了するころには、制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒを下げ過ぎた状態となってしまう。この様子を図１２で説明する。図１２中のＬ１は補助ヒータ温度Ｔｈｔｒ（複数の補助ヒータ温度センサの検出値の平均値）、Ｌ２は最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸ（複数の補助ヒータ温度センサのうち最も高い温度を検出している補助ヒータ温度センサの検出値）、Ｌ３は目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒの推移をそれぞれ示している。

尚、図１２中に制限閾値（＋７０℃）を示しているが、その上の＋９０℃に示した保護閾値まで最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸが上昇した場合には、補助ヒータの通電が断たれることになる。

この図１２に示されるように、最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸが制限閾値以上となると、補助ヒータ（加熱装置）の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒ（出力制限後）が所定値ずつ段階的に下げられていき（出力制限中）、その後、最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸが制限閾値より低くなると、補助ヒータの目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒ（出力制限後）が所定値ずつ上げられていくが（通常制御）、前述した如く補助ヒータの温度を検出する補助ヒータ温度センサの応答が遅いために、最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸが大きく変動し、出力制限中の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒの低下と、通常制御による目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒの上昇が繰り返されるかたちとなって、補助ヒータ温度Ｔｈｔｒと車室内に吹き出される空気の温度が大きく変動してしまうと云う問題があった。

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、加熱装置の出力制限制御を行う車両用空気調和装置において、車室内に吹き出される空気の温度の変動を抑制することを目的とする。

本発明の車両用空気調和装置は、車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、この空気流通路に設けられ、車室内に供給される空気を加熱する加熱装置と、この加熱装置の温度を検出する温度センサと、この温度センサの出力に基づき、加熱装置の発熱を制御する制御装置を備え、加熱装置により車室内に供給される空気を加熱するものであって、制御装置は、温度センサが検出する加熱装置の温度Ｔｈｔｒが所定の制限閾値以上となった場合、加熱装置の発熱を制御する出力値ＴＧＱｈｔｒを制限する出力制限制御を実行すると共に、この出力制限制御で制限される出力値ＴＧＱｈｔｒに所定の下限リミット値ＬｉｍＬを設定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、上記発明において温度センサを複数備え、制御装置は、複数の温度センサのうちの最も高い温度を検出している温度センサの検出値である加熱装置の最高温度ＴｈｔｒＭＡＸが上昇して制限閾値に到達した場合に出力制限制御に入り、出力値ＴＧＱｈｔｒを所定値低下させ、以後、加熱装置の最高温度ＴｈｔｒＭＡＸが制限閾値以上である間、所定値ずつ出力値ＴＧＱｈｔｒを低下させていくと共に、下限リミット値ＬｉｍＬにおいて出力値ＴＧＱｈｔｒの低下を終了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装置は、加熱装置の温度の目標値ＴＨＯに基づいて出力値ＴＧＱｈｔｒを算出し、出力制限制御では算出された出力値ＴＧＱｈｔｒを制限すると共に、目標値ＴＨＯを基準として下限リミット値ＬｉｍＬを設定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装置は、加熱装置に流入する空気の温度、及び／又は、空気流通路に流入した空気の体積風量Ｇａに応じて下限リミット値ＬｉｍＬを変更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、上記発明において制御装置は、加熱装置に流入する空気の温度が高い程、又は、体積風量Ｇａが小さい程、下げる方向で下限リミット値ＬｉｍＬを変更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冷媒を圧縮する圧縮機と、空気流通路に設けられ、冷媒を放熱させて車室内に供給される空気を加熱する放熱器と、空気流通路に設けられ、冷媒を吸熱させて車室内に供給される空気を冷却する吸熱器を有する冷媒回路を備え、加熱装置は、冷媒回路の補助加熱装置として空気流通路に設けられることを特徴とする。

本発明によれば、車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、この空気流通路に設けられ、車室内に供給される空気を加熱する加熱装置と、この加熱装置の温度を検出する温度センサと、この温度センサの出力に基づき、加熱装置の発熱を制御する制御装置を備え、加熱装置により車室内に供給される空気を加熱する車両用空気調和装置において、制御装置が、温度センサが検出する加熱装置の温度Ｔｈｔｒが所定の制限閾値以上となった場合、加熱装置の発熱を制御する出力値ＴＧＱｈｔｒを制限する出力制限制御を実行すると共に、この出力制限制御で制限される出力値ＴＧＱｈｔｒに所定の下限リミット値ＬｉｍＬを設定するようにしたので、加熱装置の温度Ｔｈｔｒが制限閾値以上となって出力制限制御が行われる状況においても、加熱装置の発熱を制御する出力値ＴＧＱｈｔｒが必要以上に下げられてしまう不都合を解消することができるようになる。

これにより、加熱装置の温度を検出する温度センサの応答遅れに起因して、車室内に供給される空気の温度が大きく変動する不都合を未然に防止し、安定した車室内空調を実現することができるようになる。

また、請求項２の発明の如く加熱装置の温度を検出する温度センサが複数設けられている場合、制御装置が、複数の温度センサのうちの最も高い温度を検出している温度センサの検出値である加熱装置の最高温度ＴｈｔｒＭＡＸが上昇して制限閾値に到達した場合に出力制限制御に入り、出力値ＴＧＱｈｔｒを所定値低下させ、以後、加熱装置の最高温度ＴｈｔｒＭＡＸが制限閾値以上である間、所定値ずつ出力値ＴＧＱｈｔｒを低下させていくと共に、下限リミット値ＬｉｍＬにおいて出力値ＴＧＱｈｔｒの低下を終了するようにすることで、加熱装置の異常温度上昇によって空気流通路を構成する部材が変形等してしまう不都合を効果的に回避しながら、車室内に供給される空気の温度変動を抑制して、安定した車室内空調を実現することができるようになる。

この場合、請求項３の発明の如く制御装置が、加熱装置の温度の目標値ＴＨＯに基づいて出力値ＴＧＱｈｔｒを算出し、出力制限制御では算出された当該出力値ＴＧＱｈｔｒを制限するようにすると共に、下限リミット値ＬｉｍＬは目標値ＴＨＯを基準として設定するようにすれば、下限リミット値ＬｉｍＬは出力制限制御で制限される前の加熱装置の温度の目標値ＴＨＯに基づいて設定されることになる。

これにより、下限リミット値ＬｉｍＬは加熱装置の出力制限制御に影響されることが無くなる。そして、下限リミット値ＬｉｍＬは加熱装置の温度の目標値ＴＨＯを基準として設定するので、暖房に必要な加熱装置の温度に応じて適切に下限リミット値ＬｉｍＬを設定し、快適な車室内空調を実現することができるようになる。

更に、請求項４の発明の如く加熱装置に流入する空気の温度、及び／又は、空気流通路に流入した空気の体積風量Ｇａに応じて下限リミット値ＬｉｍＬを変更するようにすれば、例えば、請求項５の発明の如く加熱装置に流入する空気の温度が高い程、又は、体積風量Ｇａが小さい程、下げる方向で下限リミット値ＬｉｍＬを変更することで、環境条件に応じて、より適切に下限リミット値ＬｉｍＬを設定し、出力制限制御と安定した車室内空調を的確に実現することができるようになる。

そして、以上の発明は請求項６の発明の如く冷媒を圧縮する圧縮機と、空気流通路に設けられ、冷媒を放熱させて車室内に供給される空気を加熱する放熱器と、空気流通路に設けられ、冷媒を吸熱させて車室内に供給される空気を冷却する吸熱器を有する冷媒回路を備えた車両用空気調和装置において、加熱装置が冷媒回路の補助加熱装置として空気流通路に設けられる場合に、特に好適なものとなる。

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。 図１の車両用空気調和装置の制御装置のブロック図である。 図１の車両用空気調和装置の空気流通路の模式図である。 図２のヒートポンプコントローラの暖房モードにおける圧縮機制御に関する制御ブロック図である。 図２のヒートポンプコントローラの除湿暖房モードにおける圧縮機制御に関する制御ブロック図である。 図２のヒートポンプコントローラの補助ヒータ（加熱装置、補助加熱装置）制御に関する制御ブロック図である。 図２のヒートポンプコントローラによる補助ヒータの出力制限制御を説明するフローチャートである。 図７の出力制限制御における補助ヒータ温度Ｔｈｔｒと、最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸと、目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒの推移を示す図である。 本発明の他の実施例の車両用空気調和装置の構成図である。 従来の補助ヒータの制御に関する制御ブロック図である。 従来の補助ヒータの出力制限制御を説明するフローチャートである。 図１１の出力制限制御における補助ヒータ温度Ｔｈｔｒと、最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸと、目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒの推移を示す図である。

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モードを行い、更に、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、ＭＡＸ冷房モード（最大冷房モード）及び補助ヒータ単独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に構成された空気流通路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、この冷媒を放熱させて車室内に供給する空気を加熱するための放熱器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（減圧装置）と、車室外に設けられて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（減圧装置）と、空気流通路３内に設けられ、冷房時及び除湿時に冷媒を吸熱させて車室内外から吸い込んで車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器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。

そして、この冷媒回路Ｒには所定量の冷媒と潤滑用のオイルが充填されている。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から出た冷媒配管１３Ａは冷房時に開放される電磁弁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の出口側の冷媒配管１３Ｂは室内膨張弁８介して吸熱器９の入口側に接続されている。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の一部を構成している。

また、過冷却部１６と室内膨張弁８間の冷媒配管１３Ｂは、吸熱器９の出口側の冷媒配管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は冷媒配管１３Ｄに分岐しており、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を介して室外熱交換器７の入口側に接続されている。

また、圧縮機２の吐出側と放熱器４の入口側の間の冷媒配管１３Ｇには後述する除湿暖房とＭＡＸ冷房時に閉じられる電磁弁３０（流路切換装置を構成する）が介設されている。この場合、冷媒配管１３Ｇは電磁弁３０の上流側でバイパス配管３５に分岐しており、このバイパス配管３５は除湿暖房とＭＡＸ冷房時に開放される電磁弁４０（これも流路切換装置を構成する）を介して室外膨張弁６の下流側の冷媒配管１３Ｅに連通接続されている。これらバイパス配管３５、電磁弁３０及び電磁弁４０によりバイパス装置４５が構成される。

このようなバイパス配管３５、電磁弁３０及び電磁弁４０によりバイパス装置４５を構成したことで、後述する如く圧縮機２から吐出された冷媒を室外熱交換器７に直接流入させる除湿暖房モードやＭＡＸ冷房モードと、圧縮機２から吐出された冷媒を放熱器４に流入させる暖房モードや除湿冷房モード、冷房モードとの切り換えを円滑に行うことができるようになる。

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は加熱装置の実施例として車両用空気調和装置１に設けられた補助加熱装置を構成する補助ヒータである。実施例の補助ヒータ２３はＰＴＣヒータ（電気ヒータ）にて構成されており、空気流通路３の空気の流れに対して、放熱器４の風上側（空気上流側）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に通電されて発熱すると、吸熱器９を経て放熱器４に流入する空気流通路３内の空気が加熱される。即ち、この補助ヒータ２３が所謂ヒータコアとなり、車室内の暖房を行い、或いは、それを補完する。

ここで、ＨＶＡＣユニット１０の吸熱器９より風下側（空気下流側）の空気流通路３は仕切壁１０Ａにより区画され、暖房用熱交換通路３Ａとそれをバイパスするバイパス通路３Ｂとが形成されており、前述した放熱器４と補助ヒータ２３は暖房用熱交換通路３Ａに配置されている。

また、補助ヒータ２３の風上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、補助ヒータ２３及び放熱器４が配置された暖房用熱交換通路３Ａ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、放熱器４の風下側におけるＨＶＡＣユニット１０には、ＦＯＯＴ（フット）吹出口２９Ａ（第１の吹出口）、ＶＥＮＴ（ベント）吹出口２９Ｂ（ＦＯＯＴ吹出口２９Ａに対しては第２の吹出口、ＤＥＦ吹出口２９Ｃに対しては第１の吹出口）、ＤＥＦ（デフ）吹出口２９Ｃ（第２の吹出口）の各吹出口が形成されている。ＦＯＯＴ吹出口２９Ａは車室内の足下に空気を吹き出すための吹出口で、最も低い位置にある。また、ＶＥＮＴ吹出口２９Ｂは車室内の運転者の胸や顔付近に空気を吹き出すための吹出口で、ＦＯＯＴ吹出口２９Ａより上方にある。そして、ＤＥＦ吹出口２９Ｃは車両のフロントガラス内面に空気を吹き出すための吹出口で、他の吹出口２９Ａ、２９Ｂよりも上方の最も高い位置にある。

そして、ＦＯＯＴ吹出口２９Ａ、ＶＥＮＴ吹出口２９Ｂ、及び、ＤＥＦ吹出口２９Ｃには、空気の吹き出し量を制御するＦＯＯＴ吹出口ダンパ３１Ａ、ＶＥＮＴ吹出口ダンパ３１Ｂ、及び、ＤＥＦ吹出口ダンパ３１Ｃがそれぞれ設けられている。

次に、図２は実施例の車両用空気調和装置１の制御装置１１のブロック図を示している。制御装置１１は、何れもプロセッサを備えたコンピュータの一例であるマイクロコンピュータから構成された空調コントローラ２０及びヒートポンプコントローラ３２から構成されており、これらがＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を構成する車両通信バス６５に接続されている。また、圧縮機２と補助ヒータ２３も車両通信バス６５に接続され、これら空調コントローラ２０、ヒートポンプコントローラ３２、圧縮機２及び補助ヒータ２３が車両通信バス６５を介してデータの送受信を行うように構成されている。

空調コントローラ２０は、車両の車室内空調の制御を司る上位のコントローラであり、この空調コントローラ２０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に吸い込まれて吸熱器９に流入する空気の温度（吸込空気温度Ｔａｓ）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（室内温度Ｔｉｎ）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、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Ｐｄを検出する吐出圧力センサ４２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の各出力と、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が接続されている。

また、空調コントローラ２０の出力には、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、各吹出口ダンパ３１Ａ〜３１Ｃが接続され、それらは空調コントローラ２０により制御される。

ヒートポンプコントローラ３２は、主に冷媒回路Ｒの制御を司るコントローラであり、このヒートポンプコントローラ３２の入力には、圧縮機２の吐出冷媒温度Ｔｄ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Ｐｓを検出する吸込圧力センサ４４と、圧縮機２の吸込冷媒温度Ｔｓを検出する吸込温度センサ５５と、放熱器４の冷媒温度（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（放熱器圧力ＰＣＩ）を検出する放熱器圧力センサ４７と、吸熱器９の冷媒温度（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の冷媒圧力を検出する吸熱器圧力センサ４９と、補助ヒータ２３の温度を検出する複数（実施例では四個）の補助ヒータ温度センサ５０Ｄ、５０Ａ、６８Ｄ、６８Ａと、室外熱交換器７の出口の冷媒温度（室外熱交換器温度ＴＸＯ）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の出口の冷媒圧力（室外熱交換器圧力ＰＸＯ）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。

上記補助ヒータ温度センサ５０Ｄは、実施例では補助ヒータ２３の運転席側に吹き出される空気が流通する部分の中央寄りの位置に取り付けられ、補助ヒータ温度センサ６８Ｄは同じく補助ヒータ２３の運転席側に吹き出される空気が流通する部分の周辺寄りの位置に取り付けられている。一方、補助ヒータ温度センサ５０Ａは、補助ヒータ２３の助手席側に吹き出される空気が流通する部分の中央寄りの位置に取り付けられ、補助ヒータ温度センサ６８Ａは同じく補助ヒータ２３の助手席側に吹き出される空気が流通する部分の周辺寄りの位置に取り付けられ、各補助ヒータ温度センサ５０Ｄ、６８Ｄ、５０Ａ、６８Ａは、それぞれが取り付けられた部分の補助ヒータ２３の温度を検出してヒートポンプコントローラ３２に出力する。

また、ヒートポンプコントローラ３２の出力には、室外膨張弁６、室内膨張弁８と、電磁弁３０（リヒート用）、電磁弁１７（冷房用）、電磁弁２１（暖房用）、電磁弁４０（バイパス用）の各電磁弁が接続され、それらはヒートポンプコントローラ３２により制御される。尚、圧縮機２と補助ヒータ２３はそれぞれコントローラを内蔵しており、圧縮機２と補助ヒータ２３のコントローラは車両通信バス６５を介してヒートポンプコントローラ３２とデータの送受信を行い、このヒートポンプコントローラ３２によって制御される。

ヒートポンプコントローラ３２と空調コントローラ２０は車両通信バス６５を介して相互にデータの送受信を行い、各センサの出力や空調操作部５３にて入力された設定に基づき、各機器を制御するものであるが、この場合の実施例では外気温度センサ３３、吐出圧力センサ４２、車速センサ５２、空気流通路３に流入した空気の体積風量Ｇａ（空調コントローラ２０が算出）、エアミックスダンパ２８による風量割合ＳＷ（空調コントローラ２０が算出）、空調操作部５３の出力は空調コントローラ２０から車両通信バス６５を介してヒートポンプコントローラ３２に送信され、ヒートポンプコントローラ３２による制御に供される構成とされている。

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。この実施例では制御装置１１（空調コントローラ２０、ヒートポンプコントローラ３２）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、ＭＡＸ冷房モード（最大冷房モード）及び補助ヒータ単独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と制御の概略について説明する。

（１）暖房モード
ヒートポンプコントローラ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、ヒートポンプコントローラ３２は電磁弁２１（暖房用）を開放し、電磁弁１７（冷房用）を閉じる。また、電磁弁３０（リヒート用）を開放し、電磁弁４０（バイパス用）を閉じる。そして、圧縮機２を運転する。空調コントローラ２０は各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は、基本的には室内送風機２７から吹き出されて吸熱器９を経た空気流通路３内の全て空気を暖房用熱交換通路３Ａの補助ヒータ２３及び放熱器４に通風する状態とするが、風量を調整してもよい。

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電磁弁３０を経て冷媒配管１３Ｇから放熱器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が動作するときは当該補助ヒータ２３及び放熱器４）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当該放熱器４を出た後、冷媒配管１３Ｅを経て室外膨張弁６に至る。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（補助ヒータ２３が動作するときは当該補助ヒータ２３及び放熱器４）にて加熱された空気は各吹出口２９Ａ〜２９Ｃ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。

ヒートポンプコントローラ３２は、空調コントローラ２０が目標吹出温度ＴＡＯから算出する目標ヒータ温度ＴＣＯ（放熱器温度ＴＣＩの目標値。基本的にＴＡＯ＝ＴＣＯ）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ＮＣを制御し、放熱器４による加熱を制御する。また、ヒートポンプコントローラ３２は、放熱器温度センサ４６が検出する放熱器４の冷媒温度（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。

また、ヒートポンプコントローラ３２はこの暖房モードにおいては、車室内空調に要求される暖房能力に対して放熱器４による暖房能力が不足する場合、その不足する分を補助ヒータ２３の発熱で補完するように補助ヒータ２３の通電を制御する。この場合、ヒートポンプコントローラ３２は、各補助ヒータ温度センサ５０Ｄ、６８Ｄ、５０Ａ、６８Ａが検出する温度（検出値）の平均値を補助ヒータ温度Ｔｈｔｒとし、この補助ヒートポンプ温度Ｔｈｔｒと目標補助ヒータ温度ＴＨＯ（暖房能力の不足分から算出される補助ヒータ温度Ｔｈｔｒの目標値）に基づいて補助ヒータ２３の通電を制御する。この目標補助ヒータ温度ＴＨＯの算出については後に詳述する。

このような放熱器４と補助ヒータ２３の協調制御により、快適な車室内暖房を実現し、且つ、室外熱交換器７の着霜も抑制する。このとき、補助ヒータ２３は放熱器４の空気上流側に配置されているので、空気流通路３を流通する空気は放熱器４の前に補助ヒータ２３に通風されることになる。

ここで、補助ヒータ２３が放熱器４の空気下流側に配置されていると、実施例の如くＰＴＣヒータで補助ヒータ２３を構成した場合には、補助ヒータ２３に流入する空気の温度が放熱器４によって上昇するため、ＰＴＣヒータの抵抗値が大きくなり、電流値も低くなって発熱量が低下してしまうが、放熱器４の空気上流側に補助ヒータ２３を配置することで、実施例の如くＰＴＣヒータから構成される補助ヒータ２３の能力を十分に発揮させることができるようになる。

（２）除湿暖房モード
次に、除湿暖房モードでは、ヒートポンプコントローラ３２は電磁弁１７を開放し、電磁弁２１を閉じる。また、電磁弁３０を閉じ、電磁弁４０を開放すると共に、室外膨張弁６の弁開度は全閉とする。そして、圧縮機２を運転する。空調コントローラ２０は各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は、基本的には室内送風機２７から吹き出されて吸熱器９を経た空気流通路３内の全て空気を暖房用熱交換通路３Ａの補助ヒータ２３及び放熱器４に通風する状態とするが、風量の調整も行う。

これにより、圧縮機２から冷媒配管１３Ｇに吐出された高温高圧のガス冷媒は、放熱器４に向かうこと無くバイパス配管３５に流入し、電磁弁４０を経て室外膨張弁６の下流側の冷媒配管１３Ｅに至るようになる。このとき、室外膨張弁６は全閉とされているので、冷媒は室外熱交換器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は冷却され、且つ、当該空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気流通路３内の空気は冷却され、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。

このとき、室外膨張弁６の弁開度は全閉とされているので、圧縮機２から吐出された冷媒が室外膨張弁６から放熱器４に逆流入する不都合を抑制若しくは防止することが可能となる。これにより、冷媒循環量の低下を抑制若しくは解消して空調能力を確保することができるようになる。更に、この除湿暖房モードにおいてヒートポンプコントローラ３２は、補助ヒータ２３に通電して発熱させる。これにより、吸熱器９にて冷却され、且つ、除湿された空気は補助ヒータ２３を通過する過程で更に加熱され、温度が上昇するので車室内の除湿暖房が行われることになる。

ヒートポンプコントローラ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）と、空調コントローラ２０が算出する吸熱器温度Ｔｅの目標値である目標吸熱器温度ＴＥＯに基づいて圧縮機２の回転数ＮＣを制御すると共に、前述した各補助ヒータ温度センサ５０Ｄ、６８Ｄ、５０Ａ、６８Ａが検出する温度の平均値である補助ヒータ温度Ｔｈｔｒと前述した目標ヒータ温度ＴＣＯ（ＴＣＯ＝ＴＡＯ）から算出される目標補助ヒータ温度ＴＨＯに基づいて補助ヒータ２３の通電（発熱による加熱）を制御することで、吸熱器９での空気の冷却と除湿を適切に行いながら、補助ヒータ２３による加熱で各吹出口２９Ａ〜２９Ｃから車室内に吹き出される空気温度の低下を的確に防止する。この目標補助ヒータ温度ＴＨＯの算出についても後に詳述する。

これにより、車室内に吹き出される空気を除湿しながら、その温度を適切な暖房温度に制御することが可能となり、車室内の快適且つ効率的な除湿暖房を実現することができるようになる。

尚、補助ヒータ２３は放熱器４の空気上流側に配置されているので、補助ヒータ２３で加熱された空気は放熱器４を通過することになるが、この除湿暖房モードでは放熱器４に冷媒は流されないので、補助ヒータ２３にて加熱された空気から放熱器４が吸熱してしまう不都合も解消される。即ち、放熱器４によって車室内に吹き出される空気の温度が低下してしまうことが抑制され、ＣＯＰも向上することになる。

（３）除湿冷房モード
次に、除湿冷房モードでは、ヒートポンプコントローラ３２は電磁弁１７を開放し、電磁弁２１を閉じる。また、電磁弁３０を開放し、電磁弁４０を閉じる。そして、圧縮機２を運転する。空調コントローラ２０は各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は、基本的には室内送風機２７から吹き出されて吸熱器９を経た空気流通路３内の全て空気を暖房用熱交換通路３Ａの補助ヒータ２３及び放熱器４に通風する状態とするが、風量の調整も行う。

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電磁弁３０を経て冷媒配管１３Ｇから放熱器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。この除湿冷房モードではヒートポンプコントローラ３２は補助ヒータ２３に通電しないので、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。これにより車室内の除湿冷房が行われることになる。

ヒートポンプコントローラ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）とその目標値である目標吸熱器温度ＴＥＯ（空調コントローラ２０から送信される）に基づいて圧縮機２の回転数ＮＣを制御する。また、ヒートポンプコントローラ３２は前述した目標ヒータ温度ＴＣＯから目標放熱器圧力ＰＣＯ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）に基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御し、放熱器４による加熱を制御する。

（４）冷房モード
次に、冷房モードでは、ヒートポンプコントローラ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。そして、圧縮機２を運転し、補助ヒータ２３には通電しない。空調コントローラ２０は各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は、室内送風機２７から吹き出されて吸熱器９を経た空気流通路３内の空気が、暖房用熱交換通路３Ａの補助ヒータ２３及び放熱器４に通風される割合を調整する状態とする。

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電磁弁３０を経て冷媒配管１３Ｇから放熱器４に流入すると共に、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それを通過し、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は冷却される。また、空気中の水分は吸熱器９に凝結して付着する。

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、除湿された空気が各吹出口２９Ａ〜２９Ｃから車室内に吹き出されるので（一部は放熱器４を通過して熱交換する）、これにより車室内の冷房が行われることになる。また、この冷房モードにおいては、ヒートポンプコントローラ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）とその目標値である前述した目標吸熱器温度ＴＥＯに基づいて圧縮機２の回転数ＮＣを制御する。

（５）ＭＡＸ冷房モード（最大冷房モード）
次に、最大冷房モードとしてのＭＡＸ冷房モードでは、ヒートポンプコントローラ３２は電磁弁１７を開放し、電磁弁２１を閉じる。また、電磁弁３０を閉じ、電磁弁４０を開放すると共に、室外膨張弁６の弁開度は全閉とする。そして、圧縮機２を運転し、補助ヒータ２３には通電しない。空調コントローラ２０は、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から吹き出されて吸熱器９を経た空気流通路３内の空気が、暖房用熱交換通路３Ａの補助ヒータ２３及び放熱器４に通風される割合を調整する状態とする。

これにより、圧縮機２から冷媒配管１３Ｇに吐出された高温高圧のガス冷媒は、放熱器４に向かうこと無くバイパス配管３５に流入し、電磁弁４０を経て室外膨張弁６の下流側の冷媒配管１３Ｅに至るようになる。このとき、室外膨張弁６は全閉とされているので、冷媒は室外熱交換器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は冷却される。また、空気中の水分は吸熱器９に凝結して付着するので、空気流通路３内の空気は除湿される。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。このとき、室外膨張弁６は全閉とされているので、同様に圧縮機２から吐出された冷媒が室外膨張弁６から放熱器４に逆流入する不都合を抑制若しくは防止することが可能となる。これにより、冷媒循環量の低下を抑制若しくは解消して空調能力を確保することができるようになる。

ここで、前述した冷房モードでは放熱器４に高温の冷媒が流れているため、放熱器４からＨＶＡＣユニット１０への直接の熱伝導が少なからず生じるが、このＭＡＸ冷房モードでは放熱器４に冷媒が流れないため、放熱器４からＨＶＡＣユニット１０に伝達される熱で吸熱器９からの空気流通路３内の空気が加熱されることも無くなる。そのため、車室内の強力な冷房が行われ、特に外気温度Ｔａｍが高いような環境下では、迅速に車室内を冷房して快適な車室内空調を実現することができるようになる。また、このＭＡＸ冷房モードにおいても、ヒートポンプコントローラ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）とその目標値である前述した目標吸熱器温度ＴＥＯに基づいて圧縮機２の回転数ＮＣを制御する。

（６）補助ヒータ単独モード
尚、実施例の制御装置１１は室外熱交換器７に過着霜が生じた場合などに、冷媒回路Ｒの圧縮機２と室外送風機１５を停止し、補助ヒータ２３に通電してこの補助ヒータ２３のみで車室内を暖房する補助ヒータ単独モードを有している。この場合にも、ヒートポンプコントローラ３２は各補助ヒータ温度センサ５０Ｄ、６８Ｄ、５０Ａ、６８Ａが検出する温度の平均値である補助ヒータ温度Ｔｈｔｒと前述した目標ヒータ温度ＴＣＯ（ＴＣＯ＝ＴＡＯ）から算出される目標補助ヒータ温度ＴＨＯに基づいて補助ヒータ２３の通電（発熱による加熱）を制御する。この目標補助ヒータ温度ＴＨＯの算出についても後に詳述する。

また、空調コントローラ２０は室内送風機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流通路３内の空気を暖房用熱交換通路３Ａの補助ヒータ２３に通風し、風量を調整する状態とする。補助ヒータ２３にて加熱された空気が各吹出口２９Ａ〜２９Ｃから車室内に吹き出されるので、これにより車室内の暖房が行われることになる。

（７）運転モードの切換
空調コントローラ２０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、車室内に吹き出される空気の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が検出する室内温度、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。

ヒートポンプコントローラ３２は、起動時には空調コントローラ２０から車両通信バス６５を介して送信される外気温度Ｔａｍ（外気温度センサ３３が検出する）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と共に、各運転モードを車両通信バス６５を介して空調コントローラ２０に送信する。また、起動後は外気温度Ｔａｍ、車室内の湿度、目標吹出温度ＴＡＯ、後述する加熱温度ＴＨ（放熱器４の風下側の空気の温度。推定値）、目標ヒータ温度ＴＣＯ、吸熱器温度Ｔｅ、目標吸熱器温度ＴＥＯ、車室内の除湿要求の有無、等のパラメータに基づいて各運転モードの切り換えを行うことで、環境条件や除湿の要否に応じて的確に暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、ＭＡＸ冷房モード及び補助ヒータ単独モードを切り換えて車室内に吹き出される空気の温度を目標吹出温度ＴＡＯに制御し、快適且つ効率的な車室内空調を実現するものである。

（８）ヒートポンプコントローラ３２による暖房モードでの圧縮機２の制御
次に、図４を用いて前述した暖房モードにおける圧縮機２の制御について詳述する。図４は暖房モード用の圧縮機２の目標回転数（圧縮機目標回転数）ＴＧＮＣｈを決定するヒートポンプコントローラ３２の制御ブロック図である。ヒートポンプコントローラ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）／（ＴＨ−Ｔｅ）で得られるエアミックスダンパ２８による風量割合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ヒータ温度ＴＣＯ（空調コントローラ２０から送信される）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。

ここで、風量割合ＳＷを算出する上記ＴＨは、放熱器４の風下側の空気の温度（以下、加熱温度と云う）であり、ヒートポンプコントローラ３２が下記に示す一次遅れ演算の式（ＩＩ）から推定する。
ＴＨ＝（ＩＮＴＬ×ＴＨ０＋Ｔａｕ×ＴＨｚ）／（Ｔａｕ＋ＩＮＴＬ） ・・（ＩＩ）
ここで、ＩＮＴＬは演算周期（定数）、Ｔａｕは一次遅れの時定数、ＴＨ０は一次遅れ演算前の定常状態における加熱温度ＴＨの定常値、ＴＨｚは加熱温度ＴＨの前回値である。このように加熱温度ＴＨを推定することで、格別な温度センサを設ける必要がなくなる。

尚、ヒートポンプコントローラ３２は前述した運転モードによって上記時定数Ｔａｕ及び定常値ＴＨ０を変更することにより、上述した推定式（ＩＩ）を運転モードによって異なるものとし、加熱温度ＴＨを推定する。そして、この加熱温度ＴＨは車両通信バス６５を介して空調コントローラ２０に送信される。

前記目標放熱器圧力ＰＣＯは上記目標過冷却度ＴＧＳＣと目標ヒータ温度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。前記暖房モードにおいては、ヒートポンプコントローラ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。

（９）ヒートポンプコントローラ３２による除湿暖房モードでの圧縮機２の制御
一方、図５は前記除湿暖房モード用の圧縮機２の目標回転数（圧縮機目標回転数）ＴＧＮＣｃを決定するヒートポンプコントローラ３２の制御ブロック図である。ヒートポンプコントローラ３２のＦ／Ｆ操作量演算部６３は外気温度Ｔａｍと、空気流通路３に流入した空気の体積風量Ｇａと、放熱器４の圧力（放熱器圧力ＰＣＩ）の目標値である目標放熱器圧力ＰＣＯと、吸熱器９の温度（吸熱器温度Ｔｅ）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（空調コントローラ２０から送信される）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。除湿暖房モードにおいては、ヒートポンプコントローラ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ＮＣを制御する。

（１０）空調コントローラ２０によるエアミックスダンパ２８の制御
次に、図３を参照しながら空調コントローラ２０によるエアミックスダンパ２８の制御について説明する。図３においてＧａは前述した空気流通路３に流入した空気の体積風量、Ｔｅは吸熱器温度、ＴＨは前述した加熱温度（放熱器４の風下側の空気の温度）である。

空調コントローラ２０は、前述した如き式（下記式（ＩＩＩ））により算出される暖房用熱交換通路３Ａの放熱器４と補助ヒータ２３に通風する風量割合ＳＷに基づき、当該割合の風量となるようにエアミックスダンパ２８を制御することで放熱器４（及び補助ヒータ２３）への通風量を調整する。
ＳＷ＝（ＴＡＯ−Ｔｅ）／（ＴＨ−Ｔｅ） ・・（ＩＩＩ）

即ち、暖房用熱交換通路３Ａの放熱器４と補助ヒータ２３に通風する風量割合ＳＷは０≦ＳＷ≦１の範囲で変化し、「０」で暖房用熱交換通路３Ａへの通風をせず、空気流通路３内の全ての空気をバイパス通路３Ｂに通風するエアミックス全閉状態、「１」で空気流通路３内の全ての空気を暖房用熱交換通路３Ａに通風するエアミックス全開状態となる。即ち、放熱器４への風量はＧａ×ＳＷとなる。

（１１）ヒートポンプコントローラ３２による暖房モード、除湿暖房モード及び補助ヒータ単独モードでの補助ヒータ２３の制御
次に、図６〜図８を参照しながらヒートポンプコントローラ３２による前述した暖房モード、除湿暖房モード及び補助ヒータ単独モードにおける補助ヒータ２３の制御の詳細を説明する。図６は補助ヒータ２３の制御に関するヒートポンプコントローラ３２の制御ブロック図を示し、図７はヒートポンプコントローラ３２による補助ヒータ２３の出力制限制御を説明するフローチャートである。

図６の必要能力演算部７１では、目標吹出温度ＴＡＯと、ＨＶＡＣユニットの空気流通路に流入した空気の体積風量Ｇａと、吸熱器温度Ｔｅ（吸熱器温度Ｔｅは補助ヒータ２３に流入する空気の温度）から補助ヒータ２３による暖房に必要な能力（必要暖房能力）を演算する。この必要能力演算部７１で算出された必要暖房能力は、目標温度演算部７２に入力され、目標温度演算部７２は補助ヒータ２３の温度の目標値である目標補助ヒータ温度ＴＨＯを演算する。

この目標温度演算部７２で算出された目標補助ヒータ温度ＴＨＯは、次に目標出力値演算部７３に入力される。この目標出力値演算部７３では、吸熱器温度Ｔｅ、体積風量Ｇａ、目標補助ヒータ温度ＴＨＯ、及び、補助ヒータ温度Ｔｈｔｒ（各補助ヒータ温度センサ５０Ｄ、６８Ｄ、５０Ａ、６８Ａが検出する温度の平均値）に基づく計算式：ＴＧＱｈｔｒ＝ｆ（Ｔｅ、Ｇａ、ＴＨＯ、Ｔｈｔｒ）により、目標補助ヒータ温度ＴＨＯが目標電力（出力）に変換され、目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒとして出力される（出力制限前）。

尚、ヒートポンプコントローラ３２が実行する上記計算式による演算では、目標補助ヒータ温度ＴＨＯと補助ヒータ温度Ｔｈｔｒとの差に基づくフィードバック演算に、吸熱器温度Ｔｅと体積風量Ｇａによる影響が加味された演算となる。この場合、目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒは、体積風量Ｇａが大きい程、また、吸熱器温度Ｔｅが低い程、大きくなり、目標補助ヒータ温度ＴＨＯが高い程、また、補助ヒータ温度Ｔｈｔｒが低い程、小さくなる。そして、この目標出力値演算部７３で目標補助ヒータ温度ＴＨＯに基づいて上記計算式により算出された目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒ（出力制限前）は出力制限制御部７４に入力される。

一方、目標温度演算部７２で算出された目標補助ヒータ温度ＴＨＯは、更に減算器７６に入力される。この減算器７６には、この実施例では例えば２０ｄｅｇ等の固定値とされた目標補助ヒータ温度ＴＨＯの低減値ＲＥＤが目標補助ヒータ温度ＴＨＯから減算され、目標補助ヒータ温度ＴＨＯの下限リミット値ＴｌｉｍＬとして出力される。例えば目標温度演算部７２で算出された目標補助ヒータ温度ＴＨＯが＋６０℃であるとき、目標補助ヒータ温度ＴＨＯの下限リミット値ＴｌｉｍＬは２０ｄｅｇ低減された＋４０℃となり、目標補助ヒータ温度ＴＨＯが＋５０℃であるとき、目標補助ヒータ温度ＴＨＯの下限リミット値ＴｌｉｍＬは＋３０℃となる。

即ち、目標補助ヒータ温度ＴＨＯの下限リミット値ＴｌｉｍＬは、補助ヒータ２３による暖房に必要とされる目標補助ヒータ温度ＴＨＯと低減値ＲＥＤの差を保って当該目標補助ヒータ温度ＴＨＯと共に変動することになる。また、この目標補助ヒータ温度ＴＨＯは後述する出力制限制御部７４における出力制限制御が行われる前の情報（値）であるので、下限リミット値ＬｉｍＬも出力制限制御には影響されなくなる。

この目標補助ヒータ温度ＴＨＯの下限リミット値ＴｌｉｍＬはもう一つの目標出力値演算部７７に入力される。この目標出力値演算部７７では、吸熱器温度Ｔｅ、体積風量Ｇａ、目標補助ヒータ温度ＴＨＯの下限リミット値ＴｌｉｍＬ、及び、補助ヒータ温度Ｔｈｔｒ（各補助ヒータ温度センサ５０Ｄ、６８Ｄ、５０Ａ、６８Ａが検出する温度の平均値）に基づく計算式：ＴＧＱｈｔｒ＝ｆ（Ｔｅ、Ｇａ、ＴｌｉｍＬ、Ｔｈｔｒ）により、目標補助ヒータ温度ＴＨＯの下限リミット値ＴｌｉｍＬが目標電力（出力）に変換され、目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒの下限リミット値ＬｉｍＬとして出力される。このようなことから、下限リミット値ＬｉｍＬは目標補助ヒータ温度ＴＨＯを基準とし、そこから低減値ＲＥＤだけ下がった値を目標電力に変換した値として設定されることになる。

尚、この場合も上記計算式による演算では、目標補助ヒータ温度ＴＨＯの下限リミット値ＴｌｉｍＬと補助ヒータ温度Ｔｈｔｒとの差に基づくフィードバック演算に、吸熱器温度Ｔｅと体積風量Ｇａによる影響が加味された演算となる。また、この場合も目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒの下限リミット値ＬｉｍＬは、体積風量Ｇａが大きい程、また、吸熱器温度Ｔｅが低い程、大きくなり、目標補助ヒータ温度ＴＨＯの下限リミット値ＴｌｉｍＬが高い程、また、補助ヒータ温度Ｔｈｔｒが低い程、小さくなる。そして、この目標出力値演算部７７で算出された目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒの下限リミット値ＬｉｍＬも出力制限制御部７４に入力される。

この出力制限制御部７４で出力制限制御が行われる。実施例の出力制限制御では図７のステップＳ１で前述した複数の補助ヒータ温度センサ５０Ｄ、６８Ｄ、５０Ａ、６８Ａのうちの最も高い温度を検出している補助ヒータ温度センサの検出値（最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸ）が所定の制限閾値（例えば＋７０℃）以上か否か判断し、制限閾値以上となっている場合はステップＳ５に進み、制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒが制御上の出力下限値（それ以下では制御ができなくなる下限値）となっているか否か判断し、出力下限値となっている場合にはステップＳ８に進んで目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒを出力下限値とする。

ステップＳ５で制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒが制御上の出力下限値となっていない場合、ステップＳ６に進んで目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒの下限リミット値ＬｉｍＬを演算する。この演算は前述した如く目標出力値演算部７７で行われる。次に、ステップＳ７に進んで制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒを、目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒの下限リミット値ＬｉｍＬか、制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒの前回値から所定値減算した値（前回値−所定値）のうちの大きい方（ＭＡＸ）とする。

そして、この制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒが図６における目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒ（ＭＡＸ後）として出力される。この目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒ（ＭＡＸ後）が補助ヒータ２３の発熱を制御する出力値となる。即ち、制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒの前回値から所定値減算した値（前回値−所定値）が目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒの下限リミット値ＬｉｍＬより小さくなるまではこれを繰り返し、目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒを所定値ずつ下げることで制限していく（出力制限中）。

他方、制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒの前回値から所定値減算した値（前回値−所定値）が目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒの下限リミット値ＬｉｍＬより小さくなると、ステップＳ７で今度は目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒの下限リミット値ＬｉｍＬが選択されて図６における制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒ（ＭＡＸ後）として出力されるようになるので、この時点で目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒ（ＭＡＸ後）の低下は終了され、下限リミット値ＬｉｍＬより下がらなくなる。

このような補助ヒータ２３の出力制限制御で最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸが制限閾値より低くなった場合、ステップＳ１からステップＳ２に進むようになる。このステップＳ２では制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒが目標出力値演算部７３から出力される目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒ（出力制限前）以上か否か判断し、制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒが目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒ（出力制限前）より小さい場合には、ステップＳ３に進んで制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒを前回値＋所定値とする。以後、これを繰り返し、ステップＳ２で制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒが目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒ（出力制限前）以上となるまで制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒを所定値ずつ上げていく。

そして、ステップＳ２で制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒが目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒ（出力制限前）以上となった場合、ステップＳ４に進んで制限時の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒを目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒ（出力制限前）とする（通常制御）。このような出力制限制御によって、空気流通路３を構成するＨＶＡＣユニット１０（空気流通路３を構成する部材）が補助ヒータ２３の異常な温度上昇によって変形してしまう不都合を防止する。

図８は本発明における補助ヒータ２３の出力制限制御での補助ヒータ温度Ｔｈｔｒ（Ｌ１）と、複数の補助ヒータ温度センサ５０Ｄ、６８Ｄ、５０Ａ、６８Ａのうちの最も高い温度を検出している補助ヒータ温度センサの検出値（最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸ：Ｌ２）と、目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒ（Ｌ３）の推移をそれぞれ示している。

尚、図８中に示されている制限閾値は、実施例では＋７０℃であり、保護閾値はその上の＋９０℃である。ヒートポンプコントローラ３２はこの保護閾値まで最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸが上昇した場合には、補助ヒータ２３の通電を断つことになる。

この図８に示されるように、通常制御から最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸが制限閾値以上となると、補助ヒータ２３の目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒ（ＭＡＸ後）が所定値ずつ段階的に下げられていくが（出力制限中）、下限リミット値ＬｉｍＬまで下げられた時点で、目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒ（ＭＡＸ後）はそれ以上下がらなくなる。これにより、補助ヒータ温度Ｔｈｔｒと最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸは殆ど変動しなくなり、補助ヒータ温度Ｔｈｔｒは制限閾値より低い値で略安定し、最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸは保護閾値より低い値で略安定した状態となる。

尚、実施例では或る時点で補助ヒータ２３の通電を断っているので、その後補助ヒータ温度Ｔｈｔｒと最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸも低下しているが、通電し続けた場合にも、その後、最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸが制限閾値より低くなれば、補助ヒータの目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒ（出力制限後）が所定値ずつ上げられていくことになる（通常制御に復帰）。

以上の如く、ヒートポンプコントローラ３２は最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸが所定の制限閾値以上となった場合、補助ヒータ２３の発熱を制御する目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒを制限する出力制限制御を実行すると共に、この出力制限制御で制限される目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒに所定の下限リミット値ＬｉｍＬを設定するようにしたので、最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸが制限閾値以上となって出力制限制御が行われる状況においても、補助ヒータ２３の発熱を制御する目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒが必要以上に下げられてしまう不都合を解消することができるようになる。

これにより、補助ヒータ２３の温度を検出する補助ヒータ温度センサ５０Ｄ、６８Ｄ、５０Ａ、６８Ａの応答遅れに起因して、車室内に供給される空気の温度が大きく変動する不都合を未然に防止し、安定した車室内空調を実現することができるようになる。

また、実施例では補助ヒータ２３の温度を検出するために複数の補助ヒータ温度センサ５０Ｄ、６８Ｄ、５０Ａ、６８Ａを設けており、ヒートポンプコントローラ３２は、この複数の補助ヒータ温度センサ５０Ｄ、６８Ｄ、５０Ａ、６８Ａのうちの最も高い温度を検出している補助ヒータ温度センサの検出値である最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸが上昇して制限閾値に到達した場合に出力制限制御に入り、目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒを所定値低下させ、以後、最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸが制限閾値以上である間、所定値ずつ目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒを低下させていくと共に、下限リミット値ＬｉｍＬにおいて目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒの低下を終了するようにしているので、補助ヒータ２３の異常温度上昇によって空気流通路３を構成するＨＶＡＣユニット１０の構成壁が変形等してしまう不都合を効果的に回避しながら、車室内に供給される空気の温度変動を抑制して、安定した車室内空調を実現することができるようになる。

この場合、ヒートポンプコントローラ３２は、補助ヒータ温度Ｔｈｔｒの目標値である目標補助ヒータ温度ＴＨＯに基づいて目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒを算出し、出力制限制御では算出された当該目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒを制限するが、下限リミット値ＬｉｍＬは目標補助ヒータ温度ＴＨＯを基準として設定するようにしているので、下限リミット値ＬｉｍＬは出力制限制御で制限される前の補助ヒータ２３の温度の目標値である目標補助ヒータ温度ＴＨＯに基づいて設定されることになる。

これにより、下限リミット値ＬｉｍＬが補助ヒータ２３の出力制限制御に影響されることが無くなる。そして、下限リミット値ＬｉｍＬは目標補助ヒータ温度ＴＨＯを基準として設定するので、暖房に必要な補助ヒータ２３の温度に応じて適切に下限リミット値ＬｉｍＬを設定し、快適な車室内空調を実現することができるようになる。

そして、実施例の如く冷媒を圧縮する圧縮機２と、空気流通路３に設けられ、冷媒を放熱させて車室内に供給される空気を加熱する放熱器４と、空気流通路３に設けられ、冷媒を吸熱させて車室内に供給される空気を冷却する吸熱器９を有する冷媒回路Ｒを備えた車両用空気調和装置１において、補助ヒータ２３が冷媒回路Ｒの補助加熱装置として空気流通路３に設けられる場合に、特に好適なものとなる。

尚、上記実施例では目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒの下限リミット値ＬｉｍＬを、目標補助ヒータ温度ＴＨＯを基準として設定するための低減値ＲＥＤを固定の値（２０ｄｅｇ）としたが、それに限らず、この低減値ＲＥＤを吸熱器温度Ｔｅ（吸熱器９は補助ヒータ２３の空気の上流側にあるため、吸熱器温度Ｔｅが補助ヒータ２３に流入する空気の温度となる）と体積風量Ｇａに応じて変更することで、吸熱器温度Ｔｅや体積風量Ｇａに応じて目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒの下限リミット値ＬｉｍＬを変更するようにしてもよい。

その場合は、ヒートポンプコントローラ３２は吸熱器温度Ｔｅが高い程、目標補助ヒータ温度ＴＨＯの低減値ＲＥＤを大きくし、吸熱器温度Ｔｅが低い程、低減値ＲＥＤを小さくする。また、体積風量Ｇａが小さい程、低減値ＲＥＤを大きくし、体積風量ＲＥＤが大きい程、低減値ＲＥＤを小さくする方向で変更する。これにより、吸熱器温度Ｔｅが高い程、目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒの下限リミット値ＬｉｍＬは下げられ、吸熱器温度Ｔｅが低い程、下限リミット値ＬｉｍＬは上げられる。また、体積風量Ｇａが小さい程、下限リミット値ＬｉｍＬは下げられ、体積風量Ｇａが大きい程、下限リミット値ＬｉｍＬは上げられることになる。

空気流通路３を構成するＨＶＡＣユニット１０の構成壁の温度は、補助ヒータ２３に流入する空気の温度である吸熱器温度Ｔｅが高い程、また、体積風量Ｇａが小さい程、補助ヒータ２３の発熱によって高くなり易くなる。逆に、吸熱器温度Ｔｅが低い程、また、体積風量Ｇａが大きい程、ＨＶＡＣユニット１０の構成壁の温度は上がり難くなる。

そこで、この実施例のようにヒートポンプコントローラ３２によって、目標温度演算部７２から出力される補助ヒータ温度Ｔｈｔｒの目標値である目標補助ヒータ温度ＴＨＯを基準とし、吸熱器温度Ｔｅや空気流通路３に流入した空気の体積風量Ｇａに応じて下限リミット値ＬｉｍＬを変更するようにすれば、吸熱器温度Ｔｅが高い程、又は、体積風量Ｇａが小さい程、下げる方向で下限リミット値ＬｉｍＬを変更することで、環境条件に応じて適切に下限リミット値ＬｉｍＬを設定し、出力制限制御によるＨＶＡＣユニット１０の保護と安定した車室内空調の双方を的確に実現することができるようになる。

尚、この実施例では吸熱器温度Ｔｅと体積風量Ｇａの両方に基づいて目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒの下限リミット値ＬｉｍＬを変更するようにしたが、吸熱器温度Ｔｅのみ、又は、体積風量Ｇａのみに基づいて変更するようにしてもよい。

次に、図９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。尚、この図において図１と同一符号で示すものは同一若しくは同様の機能を奏するものである。この実施例の場合、過冷却部１６の出口は逆止弁１８に接続され、この逆止弁１８の出口が冷媒配管１３Ｂに接続されている。尚、逆止弁１８は冷媒配管１３Ｂ（室内膨張弁８）側が順方向とされている。

また、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（以下、第２のバイパス配管と称する）１３Ｆは電磁弁２２（除湿用）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。更に、吸熱器９の出口側の冷媒配管１３Ｃには、内部熱交換器１９の冷媒下流側であって、冷媒配管１３Ｄとの合流点より冷媒上流側に蒸発圧力調整弁７０が接続されている。そして、これら電磁弁２２や蒸発圧力調整弁７０もヒートポンプコントローラ３２の出力に接続されている。尚、前述の実施例の図１中のバイパス配管３５、電磁弁３０及び電磁弁４０から成るバイパス装置４５は設けられていない。その他は図１と同様であるので説明を省略する。

以上の構成で、この実施例の車両用空気調和装置１の動作を説明する。ヒートポンプコントローラ３２はこの実施例では、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、冷房モード及び補助ヒータ単独モードの各運転モードを切り換えて実行する（ＭＡＸ冷房モードはこの実施例では存在しない）。尚、暖房モード、除湿冷房モード及び冷房モードが選択されたときの動作及び冷媒の流れと、補助ヒータ単独モードは前述の実施例（実施例１）の場合と同様であるので説明を省略する。但し、この実施例（実施例３）ではこれら暖房モード、除湿冷房モード及び冷房モードにおいては電磁弁２２を閉じるものとする。

（１２）図９の車両用空気調和装置１の除湿暖房モード
他方、除湿暖房モードが選択された場合、この実施例ではヒートポンプコントローラ３２は電磁弁２１（暖房用）を開放し、電磁弁１７（冷房用）を閉じる。また、電磁弁２２（除湿用）を開放する。そして、圧縮機２を運転する。空調コントローラ２０は各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は、基本的には室内送風機２７から吹き出されて吸熱器９を経た空気流通路３内の全て空気を暖房用熱交換通路３Ａの補助ヒータ２３及び放熱器４に通風する状態とするが、風量の調整も行う。

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冷媒配管１３Ｇから放熱器４に流入する。放熱器４には暖房用熱交換通路３Ａに流入した空気流通路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当該放熱器４を出た後、冷媒配管１３Ｅを経て室外膨張弁６に至る。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、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。

また、放熱器４を経て冷媒配管１３Ｅを流れる凝縮冷媒の一部は分流され、電磁弁２２を経て第２のバイパス配管１３Ｆ及び冷媒配管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、内部熱交換器１９、蒸発圧力調整弁７０を順次経て冷媒配管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。

空調コントローラ２０は、目標吹出温度ＴＡＯから算出される目標ヒータ温度ＴＣＯ（放熱器出口温度ＴＣＩの目標値）をヒートポンプコントローラ３２に送信する。ヒートポンプコントローラ３２は、この目標ヒータ温度ＴＣＯ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ＮＣを制御し、放熱器４による加熱を制御する。また、ヒートポンプコントローラ３２は、吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度Ｔｅと、空調コントローラ２０から送信された目標吸熱器温度ＴＥＯに基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御する。また、ヒートポンプコントローラ３２は吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度Ｔｅに基づき、蒸発圧力調整弁７０を開（流路を拡大する）／閉（少許冷媒が流れる）して吸熱器９の温度が下がり過ぎて凍結する不都合を防止する。

（１３）図９の車両用空気調和装置１の内部サイクルモード
また、内部サイクルモードでは、ヒートポンプコントローラ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。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を経て第２のバイパス配管１３Ｆに全て流れるようになる。そして、第２のバイパス配管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、蒸発圧力調整弁７０を順次経て冷媒配管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。

空調コントローラ２０は目標吹出温度ＴＡＯから算出される目標ヒータ温度ＴＣＯ（放熱器出口温度ＴＣＩの目標値）をヒートポンプコントローラ３２に送信する。ヒートポンプコントローラ３２は送信された目標ヒータ温度ＴＣＯ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ＮＣを制御し、放熱器４による加熱を制御する。

そして、この実施例の場合の暖房モードと補助ヒータ単独モード（除湿暖房モードや内部サイクルモードでも行ってもよい）においても、前述した（１１）の補助ヒータ２３の制御を実行することで、最高補助ヒータ温度ＴｈｔｒＭＡＸが制限閾値以上となって出力制限制御が行われる状況においても、補助ヒータ２３の発熱を制御する目標補助ヒータ出力値ＴＧＱｈｔｒが必要以上に下げられてしまう不都合を解消し、補助ヒータ２３の温度を検出する補助ヒータ温度センサ５０Ｄ、６８Ｄ、５０Ａ、６８Ａの応答遅れに起因して、車室内に供給される空気の温度が大きく変動する不都合を未然に防止して、安定した車室内空調を実現することができるようになる。

尚、各実施例で示した数値等はそれに限られるものでは無く、適用する装置に応じて適宜設定すべきものである。また、加熱装置（補助加熱装置）は実施例で示した補助ヒータ２３に限られるものでは無く、電気ヒータで加熱された熱媒体を循環させて空気流通路３内の空気を加熱する熱媒体循環回路や、エンジンで加熱されたラジエター水を循環するヒータコア等を利用してもよい。

また、各実施例では冷媒回路Ｒを備えた車両用空気調和装置１の補助加熱装置として補助ヒータ２３を設けたが、請求項６以外の発明ではそれに限らず、冷媒回路Ｒを有さず、前述した補助ヒータ単独モードの場合と同じ動作で、補助ヒータ２３（加熱装置）のみで車室内を暖房する車両用空気調和装置１にも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
１０ ＨＶＡＣユニット
１１ 制御装置
２０ 空調コントローラ
２３ 補助ヒータ（加熱装置、補助加熱装置）
２７ 室内送風機（ブロワファン）
２８ エアミックスダンパ
３２ ヒートポンプコントローラ
３３ 外気温度センサ
５０Ｄ、６８Ｄ、５０Ａ、６８Ａ 補助ヒータ温度センサ
６５ 車両通信バス
Ｒ 冷媒回路

Claims (6)

1. 車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、
   該空気流通路に設けられ、前記車室内に供給される空気を加熱する加熱装置と、
   該加熱装置の温度を検出する温度センサと、
   該温度センサの出力に基づき、前記加熱装置の発熱を制御する制御装置を備え、
   前記加熱装置により前記車室内に供給される空気を加熱する車両用空気調和装置において、
   前記制御装置は、前記温度センサが検出する前記加熱装置の温度Ｔｈｔｒが所定の制限閾値以上となった場合、前記加熱装置の発熱を制御する出力値ＴＧＱｈｔｒを制限する出力制限制御を実行すると共に、
   該出力制限制御で制限される前記出力値ＴＧＱｈｔｒに所定の下限リミット値ＬｉｍＬを設定することを特徴とする車両用空気調和装置。
2. 前記温度センサを複数備え、
   前記制御装置は、前記複数の温度センサのうちの最も高い温度を検出している前記温度センサの検出値である前記加熱装置の最高温度ＴｈｔｒＭＡＸが上昇して前記制限閾値に到達した場合に前記出力制限制御に入り、前記出力値ＴＧＱｈｔｒを所定値低下させ、以後、前記加熱装置の最高温度ＴｈｔｒＭＡＸが前記制限閾値以上である間、所定値ずつ前記出力値ＴＧＱｈｔｒを低下させていくと共に、
   前記下限リミット値ＬｉｍＬにおいて前記出力値ＴＧＱｈｔｒの低下を終了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. 前記制御装置は、前記加熱装置の温度の目標値ＴＨＯに基づいて前記出力値ＴＧＱｈｔｒを算出し、前記出力制限制御では算出された前記出力値ＴＧＱｈｔｒを制限すると共に、
   前記目標値ＴＨＯを基準として前記下限リミット値ＬｉｍＬを設定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. 前記制御装置は、前記加熱装置に流入する空気の温度、及び／又は、前記空気流通路に流入した空気の体積風量Ｇａに応じて前記下限リミット値ＬｉｍＬを変更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. 前記制御装置は、前記加熱装置に流入する空気の温度が高い程、又は、前記体積風量Ｇａが小さい程、下げる方向で前記下限リミット値ＬｉｍＬを変更することを特徴とする請求項４に記載の車両用空気調和装置。
6. 冷媒を圧縮する圧縮機と、前記空気流通路に設けられ、冷媒を放熱させて前記車室内に供給される空気を加熱する放熱器と、前記空気流通路に設けられ、冷媒を吸熱させて前記車室内に供給される空気を冷却する吸熱器を有する冷媒回路を備え、
   前記加熱装置は、前記冷媒回路の補助加熱装置として前記空気流通路に設けられる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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