JP2019131038A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】除湿暖房モードと除湿冷房モードを切り換えて実行する場合に、除湿暖房モードをより実行可能として効率的な運転を行うができる車両用空気調和装置を提供する。【解決手段】ヒートポンプコントローラは、除湿暖房モードで運転中、所定の除湿冷房移行条件が成立した場合に除湿冷房モードに移行し、当該除湿冷房モードで運転中、所定の除湿暖房移行条件が成立した場合に除湿暖房モードに移行する。更に、除湿冷房モードで運転中、運転条件又は運転状況に所定の変動があった場合、除湿暖房移行条件が成立しているか否かに拘わらず、除湿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及び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、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、当該室内膨張弁で減圧した後、吸熱器に流入させて蒸発させ、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蒸発させ、吸熱させるものであった。

特開２０１４−９４６７３号公報

ここで、このような車両用空気調和装置において、除湿暖房モードから除湿冷房モードに移行する際の運転モードの切り換えは、除湿暖房モードでの運転中、必要とされる冷房能力を実現することができなくなった場合に行われるものであった。

一方、除湿冷房モードから除湿暖房モードに移行する際の運転モードの切り換えは、除湿冷房モードで運転中、環境条件や運転状況に基づき、除湿暖房モードとしても必要とされる暖房能力を実現することができ、且つ、必要とされる冷房能力を実現することができるようになった場合に行われるものであったため、除湿冷房モードから除湿暖房モードには移行し難いものとなっており、除湿冷房モードの状態で必要とされる暖房能力が不足するようになったときには、例えば補助ヒータ（電気ヒータから成る補助加熱装置）を設けてそれに通電し、発熱させて除湿冷房モードにおける再加熱の補助を行っていた。

そのため、消費電力が増大し、ＣＯＰ（成績係数）が低下してしまう。それにより、特にバッテリで走行する車両の場合には、走行距離が短縮されてしまう不都合があった。また、室内膨張弁として機械式膨張弁を使用している場合には、バラツキ（個体差）により冷媒を絞り過ぎてしまうことを考慮し、上述した除湿暖房モードに移行する条件はより厳しく設定されるため、一層除湿暖房モードには移行し難くなる。更に、外気湿度が高くなる程、除湿暖房モードを実行してもよい状態になるが、外気湿度センサが設けられていない車両においては、除湿暖房モードが実行可能となっていることを判断することもできない。

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、除湿暖房モードと除湿冷房モードを切り換えて実行する場合に、除湿暖房モードをより実行可能として効率的な運転を行う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。

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、制御装置とを備え、この制御装置が少なくとも、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、吸熱器と室外熱交換器に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て放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器にて吸熱させる除湿冷房モードを有し、これらを切り換えて実行するものであって、制御装置は、除湿暖房モードで運転中、所定の除湿冷房移行条件が成立した場合に除湿冷房モードに移行し、当該除湿冷房モードで運転中、所定の除湿暖房移行条件が成立した場合に除湿暖房モードに移行すると共に、除湿冷房モードで運転中、運転条件又は運転状況に所定の変動があった場合、除湿暖房移行条件が成立しているか否かに拘わらず、除湿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、上記発明において運転条件又は運転状況の所定の変動は、除湿暖房モードとしても必要とされる暖房能力を実現することができ、且つ、必要とされる冷房能力を実現することができることを示唆する運転条件又は運転状況の変動であ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、除湿冷房モードで運転中、車室内の設定温度Ｔｓｅｔが、所定期間以内に所定値以上、上げられた場合、除湿暖房移行条件が成立しているか否かに拘わらず、除湿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、上記各発明において制御装置は、除湿冷房モードで運転中、車室内に吹き出される空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯが、所定期間以内に所定値以上、上昇した場合、除湿暖房移行条件が成立しているか否かに拘わらず、除湿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、上記各発明において制御装置は、除湿冷房モードで運転中、放熱器の目標温度である目標ヒータ温度ＴＣＯが、所定期間以内に所定値以上、上昇した場合、除湿暖房移行条件が成立しているか否かに拘わらず、除湿暖房モードに移行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制御装置は、除湿冷房モードで運転中、空気流通路内を流通する空気の風量を示す指標に所定の変動があった場合、除湿暖房移行条件が成立しているか否かに拘わらず、除湿暖房モードに移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装置は、除湿冷房モードで運転中、吸熱器の目標温度である目標吸熱器温度ＴＥＯに所定の変動があった場合、除湿暖房移行条件が成立しているか否かに拘わらず、除湿暖房モードに移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、上記各発明において除湿冷房移行条件は、除湿暖房モードで運転中、必要とされる冷房能力を実現することができなくなったことであ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、上記発明において除湿冷房移行条件は、除湿暖房モードでの吸熱器による吸熱で当該吸熱器の目標温度である目標吸熱器温度ＴＥＯを実現することができなくなったことであ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、上記各発明において除湿暖房移行条件は、除湿冷房モードで運転中、環境条件及び／又は運転状況に基づき、除湿暖房モードとしても必要とされる暖房能力を実現することができ、且つ、必要とされる冷房能力を実現することができるようになったことであ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、上記発明において除湿暖房移行条件は、除湿暖房モードでの放熱器による放熱で当該放熱器の目標温度である目標ヒータ温度ＴＣＯを実現することができ、且つ、吸熱器による吸熱で当該吸熱器の目標温度である目標吸熱器温度ＴＥＯを実現することができるようになったことであ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、請求項５又は請求項１１の発明において目標ヒータ温度ＴＣＯは、放熱器の風下側の空気温度の目標値であることを特徴とする。

請求項１３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補助加熱装置を備え、制御装置は、除湿冷房モードで運転中、必要とされる暖房能力を実現することができない場合、補助加熱装置を発熱させることを特徴とする。

請求項１４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、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と、除湿暖房モードと、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て放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器にて吸熱させる冷房モードの各運転モードを有し、これら運転モードを切り換えて実行することを特徴とする。

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、制御装置とを備え、この制御装置が少なくとも、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、吸熱器と室外熱交換器に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て放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器にて吸熱させる除湿冷房モードを有し、これらを切り換えて実行する車両用空気調和装置において、制御装置が、除湿暖房モードで運転中、所定の除湿冷房移行条件が成立した場合に除湿冷房モードに移行し、当該除湿冷房モードで運転中、所定の除湿暖房移行条件が成立した場合に除湿暖房モードに移行するようにしているときに、更に、除湿冷房モードで運転中、運転条件又は運転状況に所定の変動があった場合、除湿暖房移行条件が成立しているか否かに拘わらず、除湿暖房モードに移行するようにしたので、除湿冷房モードで運転中に運転状況や運転条件に所定の変動があったときには、除湿暖房移行条件の成立／不成立に拘わらず、除湿暖房モードに移行して、当該除湿暖房モードを実行してみることができるようになる。

これにより、実際には除湿暖房モードを実行できる状況となっているにも拘わらず、除湿暖房移行条件が成立しないために除湿冷房モードから除湿暖房モードに移行できなくなる不都合を解消し、除湿暖房モードが実行される可能性をより拡大することができるようになるので、例えば請求項１３の発明の如く補助加熱装置を発熱させて除湿冷房モードを継続する状況に陥る可能性が低くなり、成績係数（ＣＯＰ）の向上と消費電力の削減を図ることが可能となる。

この場合、上記除湿冷房モードで運転中における運転条件又は運転状況の所定の変動は、請求項２の発明の如く除湿暖房モードとしても必要とされる暖房能力を実現することができ、且つ、必要とされる冷房能力を実現することができることを示唆する運転条件又は運転状況の変動である。

具体的には、上記除湿冷房モードで運転中における運転条件の所定の変動には、請求項３の発明の如き車室内の設定温度Ｔｓｅｔが、所定期間以内に所定値以上、上げられた場合が考えられる。

また、上記除湿冷房モードで運転中における運転状況の所定の変動には、請求項４の発明の如く車室内に吹き出される空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯが、所定期間以内に所定値以上、上昇した場合や、請求項５の発明の如く放熱器の目標温度である目標ヒータ温度ＴＣＯが、所定期間以内に所定値以上、上昇した場合が考えられ、その他には請求項６の発明の如く空気流通路内を流通する空気の風量を示す指標に所定の変動があった場合や、請求項７の発明の如く吸熱器の目標温度である目標吸熱器温度ＴＥＯに所定の変動があった場合が考えられる。

また、前述した除湿冷房移行条件とは、請求項８の発明の如く除湿暖房モードで運転中、必要とされる冷房能力を実現することができなくなったことであり、より具体的には請求項９の発明の如く、除湿暖房モードでの吸熱器による吸熱で当該吸熱器の目標温度である目標吸熱器温度ＴＥＯを実現することができなくなったことである。

また、除湿暖房移行条件とは、請求項１０の発明の如く除湿冷房モードで運転中、環境条件及び／又は運転状況に基づき、除湿暖房モードとしても必要とされる暖房能力を実現することができ、且つ、必要とされる冷房能力を実現することができるようになったことであり、より具体的には請求項１１の発明の如く、除湿暖房モードでの放熱器による放熱で当該放熱器の目標温度である目標ヒータ温度ＴＣＯを実現することができ、且つ、吸熱器による吸熱で当該吸熱器の目標温度である目標吸熱器温度ＴＥＯを実現することができるようになったことである。

また、請求項１２の発明の如く目標ヒータ温度ＴＣＯを、放熱器の風下側の空気温度の目標値とすれば、制御性が良好となる。

そして、本発明は請求項１４の発明の如く制御装置が、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と、除湿暖房モードと、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て放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器にて吸熱させる冷房モードの各運転モードを有し、これら運転モードを切り換えて実行する車両用空気調和装置において極めて好適なものとなる。

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（暖房モード）である。 図１の車両用空気調和装置の制御装置の電気回路のブロック図である。 図２の制御装置のヒートポンプコントローラによる除湿暖房モードを説明する車両用空気調和装置の構成図である。 図２の制御装置のヒートポンプコントローラによる除湿冷房モードを説明する車両用空気調和装置の構成図である。 図２の制御装置のヒートポンプコントローラによる冷房モードを説明する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空気流通路部分の拡大図である。 図２の制御装置のヒートポンプコントローラによる運転モードの切換制御を説明する図である。 図２の制御装置のヒートポンプコントローラによる車室内の設定温度が上げられたときの運転モードの切換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は本発明の一実施形態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、車両に搭載されたバッテリに充電された電力を走行用の電動モータ（何れも図示せず）に供給することで駆動し、走行するものであり、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Ｒを用いたヒートポンプ運転により暖房モード、除湿暖房モード、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ことで車室内の空調を行い、更に、上述する室外熱交換器７の除霜を行う除霜モードも有しているものである。

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（電子膨張弁）から成る室外膨張弁６と、冷房時には冷媒を放熱させる放熱器として機能し、暖房時には冷媒を吸熱させる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機械式膨張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。

そして、室外膨張弁６は放熱器４から出て室外熱交換器７に流入する冷媒を減圧膨張させると共に、全閉も可能とされている。また、実施例では機械式膨張弁が使用された室内膨張弁８は、吸熱器９に流入する冷媒を減圧膨張させると共に、吸熱器９における冷媒の過熱度を調整する。

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、吸熱器９に冷媒を流す際に開放される開閉弁としての電磁弁１７（冷房用）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は逆止弁１８、及び、室内膨張弁８を順次介して吸熱器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、逆止弁１８は室内膨張弁８の方向が順方向とされている。

過冷却部１６と逆止弁１８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開閉弁としての電磁弁２１（暖房用）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（冷媒上流側）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の冷媒入口側に接続されている。また、分岐した他方の冷媒配管１３Ｆは除湿時に開放される開閉弁としての電磁弁２２（除湿用）を介し、逆止弁１８の冷媒下流側であって、室内膨張弁８の冷媒上流側に位置する冷媒配管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、室外熱交換器７及び逆止弁１８の直列回路に対して並列に接続されたかたちとなり、室外膨張弁６、室外熱交換器７及び逆止弁１８をバイパスするバイパス回路となる。また、室外膨張弁６にはバイパス用の開閉弁としての電磁弁２０が並列に接続されている。

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）と、車室外の空気である外気（外気導入）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、放熱器４の風下側（空気下流側）における空気流通路３内には、実施例ではＰＴＣヒータ（電気ヒータ）から成る補助加熱装置としての補助ヒータ２３が設けられ、放熱器４を経て車室内に供給される空気を加熱することが可能とされている。更に、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及び補助ヒータ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。

更にまた、放熱器４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。

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４５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４５、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４５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４５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、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、車室内の設定温度Ｔｓｅｔや運転モードの切り換え等の車室内の空調設定操作を行うための空調操作部５３（エアコン操作部）が接続されている。

また、空調コントローラ４５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、吹出口切換ダンパ３１とが接続され、それらは空調コントローラ４５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の冷媒入口側の冷媒温度（放熱器入口温度ＴＣＩｉｎ）を検出する放熱器入口温度センサ４６Ａと、放熱器４の冷媒出口側の冷媒温度（放熱器出口温度ＴＣＩｏｕｔ）を検出する放熱器出口温度センサ４６Ｂと、放熱器４の冷媒出口側の冷媒圧力（放熱器圧力ＰＣＩ）を検出する放熱器出口圧力センサ４７と、吸熱器９の温度（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（補助ヒータ温度Ｔｈｅａｔ）を検出する補助ヒータ温度センサ５０と、室外熱交換器７の出口の冷媒温度（室外熱交換器７の冷媒蒸発温度ＴＸＯ、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７の冷媒蒸発圧力ＰＸＯ、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。

尚、補助ヒータ温度センサ５０は、補助ヒータ２３の風下側（直後）の空気温度を検出するものでも、補助ヒータ２３自体の温度を検出するものでもよいが、制御性を考慮すれば、補助ヒータ２３の風下側の空気温度の方が好適である。そこで、この実施例では補助ヒータ温度センサ５０は、補助ヒータ２３の風下側に少許離間して設けられ、補助ヒータ２３の風下側（直後）の空気温度を検出するものとし、補助ヒータ２３の温度である補助ヒータ温度Ｔｈｅａｔとしては、補助ヒータ２３の風下側の空気温度を採用している。

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、電磁弁２２（除湿用）、電磁弁１７（冷房用）、電磁弁２１（暖房用）、電磁弁２０（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４５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に流入して当該空気流通路３内を流通する空気の風量Ｇａ（空調コントローラ４５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４５が算出）、空調操作部５３の出力は空調コントローラ４５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。尚、上記エアミックスダンパ２８による風量割合ＳＷは、０≦ＳＷ≦１の範囲で空調コントローラ４５が算出する。そして、ＳＷ＝１のときはエアミックスダンパ２８は図６に示す状態となり、吸熱器９を経た空気の全てが放熱器４及び補助ヒータ２３に通風されることになる。

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４５、ヒートポンプコントローラ３２）は、暖房モードと、除湿暖房モードと、除湿冷房モードと、冷房モードと、補助ヒータ単独モードの各空調モードを切り換えて実行すると共に、室外熱交換器７を除霜する除霜モードも実行するように構成されている。

（１）暖房モード
先ず、図１を参照しながら暖房モードについて説明する。図１には暖房モードにおける冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）を示している。ヒートポンプコントローラ３２により（オートモード）或いは空調コントローラ４５の空調操作部５３へのマニュアルの空調設定操作（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を開き、電磁弁１７、電磁弁２０、電磁弁２２は閉じる。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、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（吸熱）。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及び冷媒配管１３Ｄ、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。

ヒートポンプコントローラ３２は、車室内に吹き出される空気の目標温度（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から算出される目標ヒータ温度ＴＣＯ（後述するヒータ温度Ｔｈｐの目標値。放熱器４の目標温度）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、放熱器出口圧力センサ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、放熱器出口温度センサ４６Ａが検出する放熱器４の冷媒出口側の温度ＴＣＩｏｕｔ及び放熱器出口圧力センサ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を制御する。

また、ヒートポンプコントローラ３２は、必要とされる暖房能力に対して放熱器４による暖房能力（加熱能力）が不足する場合、この不足する分を補助ヒータ２３の発熱で補完する。これにより、低外気温時等にも車室内を支障無く暖房する。

（２）除湿暖房モード
次に、図３を参照しながら除湿暖房モードについて説明する。図３は除湿暖房モードにおける冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）を示している。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２１、及び、電磁弁２２を開き、電磁弁１７、電磁弁２０は閉じる。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を経て一部は冷媒配管１３Ｊに入り、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（吸熱）。そして、室外熱交換器７を出た低温の冷媒は冷媒配管１３Ａ及び冷媒配管１３Ｄ、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。

一方、放熱器４を経て冷媒配管１３Ｅを流れる凝縮冷媒の残りは分流され、この分流された冷媒が電磁弁２２を経て冷媒配管１３Ｆに流入し、冷媒配管１３Ｂに至る。次に、冷媒は室内膨張弁８に至り、この室内膨張弁８にて減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。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。

吸熱器９で蒸発した冷媒は、冷媒配管１３Ｃに出て冷媒配管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や補助ヒータ２３（発熱している場合）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。

ヒートポンプコントローラ３２は目標放熱器圧力ＰＣＯと放熱器出口圧力センサ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。

また、ヒートポンプコントローラ３２は、この除湿暖房モードにおいても必要とされる暖房能力に対して放熱器４による暖房能力（加熱能力）が不足する場合、この不足する分を補助ヒータ２３の発熱で補完する。これにより、低外気温時等にも車室内を支障無く除湿暖房する。

（３）除湿冷房モード
次に、図４を参照しながら除湿冷房モードについて説明する。図４は除湿冷房モードにおける冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）を示している。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を開き、電磁弁２０、電磁弁２１、及び、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、１３Ｊ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、電磁弁１７、レシーバドライヤ部１４、過冷却部１６を経て冷媒配管１３Ｂに入り、内部熱交換器１９、逆止弁１８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に凝結して付着し、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、冷媒配管１３Ｃを経てアキュムレータ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や補助ヒータ２３（発熱している場合）を通過する過程で再加熱（除湿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。

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）と吸熱器９の目標温度（吸熱器温度Ｔｅの目標値）である目標吸熱器温度ＴＥＯに基づき、吸熱器温度Ｔｅを目標吸熱器温度ＴＥＯにするように圧縮機２の回転数を制御すると共に、放熱器出口圧力センサ４７が検出する放熱器圧力ＰＣＩ（冷媒回路Ｒの高圧圧力）と目標放熱器圧力ＰＣＯ（放熱器圧力ＰＣＩの目標値）に基づき、放熱器圧力ＰＣＩを目標放熱器圧力ＰＣＯにするように室外膨張弁６の弁開度を制御することで放熱器４による必要なリヒート量（再加熱量）を得る。

また、ヒートポンプコントローラ３２は、この除湿冷房モードにおいても必要とされる暖房能力に対して放熱器４による暖房能力（再加熱能力）が不足する場合、この不足する分を補助ヒータ２３の発熱で補完する。これにより、車室内の温度を下げ過ぎること無く、除湿冷房する。

（４）冷房モード
次に、図５を参照しながら冷房モードについて説明する。図５は冷房モードにおける冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）を示している。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、及び、電磁弁２０を開き、電磁弁２１、及び、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に通風される割合を調整する状態とする。尚、補助ヒータ２３には通電されない。

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るものの、その割合は小さくなるので（冷房時のリヒート（再加熱）のみのため）、ここは殆ど通過するのみとなり、放熱器４を出た冷媒は冷媒配管１３Ｅを経て冷媒配管１３Ｊに至る。このとき電磁弁２０は開放されているので冷媒は電磁弁２０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、電磁弁１７、レシーバドライヤ部１４、過冷却部１６を経て冷媒配管１３Ｂに入り、内部熱交換器１９、逆止弁１８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に凝結して付着し、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、冷媒配管１３Ｃを経てアキュムレータ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、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）に基づいて圧縮機２の回転数を制御する。

（５）除霜モード
次に、室外熱交換器７の除霜モードについて説明する。前述した如く暖房モードでは、室外熱交換器７では冷媒が蒸発し、外気から吸熱して低温となるため、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。そこで、ヒートポンプコントローラ３２は以下の如く室外熱交換器７の除霜モードを実行する。

ヒートポンプコントローラ３２はこの除霜モードでは、冷媒回路Ｒを図１の暖房モードの状態とした上で、室外膨張弁６の弁開度を全開とし、エアミックスダンパ２８は放熱器４及び補助ヒータ２３に通風しない状態とする。そして、圧縮機２を運転し、当該圧縮機２から吐出された高温の冷媒を放熱器４、室外膨張弁６を経て室外熱交換器７に流入させ、当該室外膨張弁７の着霜を融解させる。そして、ヒートポンプコントローラ３２は室外熱交換器温度センサ５４が検出する室外熱交換器７の温度（室外熱交換器温度ＴＸＯ）が所定の除霜終了温度（例えば、＋３℃等）より高くなった場合、室外熱交換器７の除霜が完了したものとし、除霜モードを終了する。

（６）補助ヒータ単独モード
尚、実施例のヒートポンプコントローラ３２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、ヒートポンプコントローラ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Ｔｈｅａｔと、補助ヒータ２３の目標温度（補助ヒータ温度Ｔｈｅａｔの目標値）であ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）を制御する。

また、ヒートポンプコントローラ３２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暖房が行われることになる。

（７）ヒートポンプコントローラ３２による各目標温度（目標値）／能力等の算出
次に、図６を参照しながらヒートポンプコントローラ３２による各目標温度（目標値）や能力の算出について説明する。ヒートポンプコントローラ３２は下記式（Ｉ）から前述した目標吹出温度ＴＡＯ（吹出口２９から車室内に吹き出される空気の目標温度）を算出する。
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、ヒートポンプコントローラ３２はこの目標吹出温度ＴＡＯに基づき、下記式（ＩＩ）と、式（ＩＩＩ）を用いて前述した目標ヒータ温度ＴＣＯ（ヒータ温度Ｔｈｐの目標値。放熱器４の目標温度）と、目標補助ヒータ温度ＴＨＯ（補助ヒータ温度センサ５０が検出する補助ヒータ温度Ｔｈｅａｔの目標値。補助ヒータ２３の目標温度）をそれぞれ算出する。
ＴＣＯ＝ｆ（ＴＡＯ） ・・（ＩＩ）
ＴＨＯ＝ｆ（ＴＡＯ） ・・（ＩＩＩ）
尚、上記各式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）中のｆは制御上の制限やオフセット等を意味しているが、式（ＩＩＩ）中のｆは式（ｉｉ）中のｆとは異なるものである。

また、ヒートポンプコントローラ３２は下記式（ＩＶ）を用いて放熱器４の温度としての前述したヒータ温度Ｔｈｐを算出し、推定する。ここで、ヒータ温度Ｔｈｐは放熱器４の風下側の空気温度でも、放熱器４自体の温度でもよいが、制御性を考慮すれば放熱器４の風下側の空気温度の方が好適である。そこで、実施例では下記式（ＩＶ）を用いて放熱器４の風下側の空気温度を算出（推定）し、これを放熱器４の温度であるヒータ温度Ｔｈｐとする。
Ｔｈｐ＝ｆ（ＰＣＩ、ＴＣＩｏｕｔ） ・・（ＩＶ）
尚、ＰＣＩは前述した放熱器出口圧力センサ４７が検出する放熱器圧力、ＴＣＩｏｕｔは放熱器出口温度センサ４６Ｂが検出する放熱器出口温度である。従って、目標ヒータ温度ＴＣＯは、実施例では放熱器４の風下側の空気温度（Ｔｈｐ）の目標値となる。

更に、ヒートポンプコントローラ３２は、下記式（Ｖ）、式（ＶＩ）、式（ＶＩＩ）を用い、必要とされる暖房能力である目標暖房能力ＴＧＱ（ｋＷ）と、放熱器４の最大暖房能力の予測値であるＨＰ暖房能力予測値Ｑｍａｘ（ｋＷ）と、放熱器４が実際に発生する暖房能力であるＨＰ暖房能力実測値Ｑｈｐ（ｋＷ）をそれぞれ算出する。
ＴＧＱ＝ｆ（（ＴＨＯ−Ｔｅ）、Ｇａ、係数） ・・（Ｖ）
Ｑｍａｘ＝ｆ（Ｔａｍ、Ｇａ、ＮＣ） ・・（ＶＩ）
Ｑｈｐ＝ｆ（（Ｔｈｐ−Ｔｅ）、Ｇａ、係数） ・・（ＶＩＩ）
尚、ＴＨＯは目標補助ヒータ温度、Ｔｅは吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器温度、Ｇａは空気流通路３内を流通する空気の風量（ｍ³／ｓ）、Ｔａｍは外気温度センサ３３が検出する外気温度、ＮＣは圧縮機２の回転数、Ｔｈｐはヒータ温度である。

更に、ヒートポンプコントローラ３２は、下記式（ＶＩＩＩ）、式（ＩＸ）を用いて目標暖房能力ＴＧＱとＨＰ暖房能力予測値Ｑｍａｘとの差ΔＱｍａｘと、目標暖房能力ＴＧＱとＨＰ暖房能力実測値Ｑｈｐとの差ΔＱｈｐを算出する。
ΔＱｍａｘ＝ＴＧＱ−Ｑｍａｘ ・・（ＶＩＩＩ）
ΔＱｈｐ＝ＴＧＱ−Ｑｈｐ ・・（ＩＸ）

尚、放熱器４と補助ヒータ２３が実際に発生する全体の暖房能力は、全体能力Ｑｔｏｔａｌ（ｋＷ）となり、これら各能力や差の関係が図６に示されている。また、実施例では補助ヒータ２３が放熱器４の風下側（空気下流側）の空気流通路３内に設けられている関係上、補助ヒータ温度センサ５０が検出する補助ヒータ温度Ｔｈｅａｔは、吸熱器９と放熱器４と補助ヒータ２３を経た空気流通路３内の空気の温度を示すことになる。

（８）運転モードの切換制御
次に、図７及び図８を参照しながらヒートポンプコントローラ３２による上記暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード間での運転モードの切換制御について説明する。実施例のヒートポンプコントローラ３２は、外気温度Ｔａｍや目標吹出温度ＴＡＯ、ヒータ温度Ｔｈｐ、目標ヒータ温度ＴＣＯ、補助ヒータ温度Ｔｈｅａｔ、目標補助ヒータ温度ＴＨＯ、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の切り換えを行うことで、環境条件や車室内の除湿の要否に応じて的確にこれら運転モードの切り換えを行い、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。

（８−１）暖房モードと除湿暖房モードの間の切換制御
ヒートポンプコントローラ３２は、暖房モードを実行しているときに、外気温度センサ３３が検出する外気温度Ｔａｍが所定の低外気温では無く、且つ、車室内の除湿が必要となった場合、除湿暖房モードに移行する。逆に、この除湿暖房モードを実行しているときに、外気温度Ｔａｍが所定の低外気温になった場合、又は、除湿が不要となった場合、暖房モードに移行する。

（８−２）暖房モードと冷房モード／除湿冷房モードの間の切換制御
ヒートポンプコントローラ３２は、暖房モードを実行しているときに、外気温度センサ３３が検出する外気温度Ｔａｍが、実施例では目標ヒータ温度ＴＣＯより高くなって暖房が不要となり、且つ、車室内の除湿が必要となった場合、冷房モードか除湿冷房モードに移行する。この場合、実施例では目標ヒータ温度ＴＣＯと外気温度Ｔａｍの差（ＴＣＯ−Ｔａｍ）が０ｄｅｇ以上の場合、除湿冷房モードに移行し、目標ヒータ温度ＴＣＯと外気温度Ｔａｍの差（ＴＣＯ−Ｔａｍ）が０ｄｅｇより低い場合は、冷房モードに移行する。逆に、冷房モード又は除湿冷房モードを実行しているときに、外気温度Ｔａｍが所定の低外気温になった場合、又は、車室内の除湿が不要となった場合、暖房モードに移行する。

（８−３）冷房モードと除湿冷房モードの間の切換制御
ヒートポンプコントローラ３２は、除湿冷房モードを実行しているときに、実施例では補助ヒータ温度センサ５０が検出する補助ヒータ温度Ｔｈｅａｔが目標ヒータ温度ＴＣＯ以上となり（ＴＣＯ≦Ｔｈｅａｔ）、補助ヒータ温度Ｔｈｅａｔが成立して暖房が不要となった場合、冷房モードに移行する。逆に、冷房モードを実行しているときに、実施例では補助ヒータ温度センサ５０が検出する補助ヒータ温度Ｔｈｅａｔが目標ヒータ温度ＴＣＯより低くなり（ＴＣＯ＞Ｔｈｅａｔ）、補助ヒータ温度Ｔｈｅａｔが不成立となって暖房が必要となった場合、除湿冷房モードに移行する。

（８−４）除湿暖房モードから除湿冷房モードへの移行制御
次に、ヒートポンプコントローラ３２による除湿暖房モードから除湿冷房モードへの移行制御について説明する。ヒートポンプコントローラ３２は、除湿暖房モードで運転中、所定の除湿冷房移行条件が成立した場合、除湿冷房モードに移行する。

（８−４−１）除湿冷房移行条件
この場合の除湿冷房移行条件は、除湿暖房モードで運転中、吸熱器９において必要とされる冷房能力を実現することができなくなったことである。より具体的には吸熱器９による吸熱で目標吸熱器温度ＴＥＯを実現することができなくなったことであり、実施例では吸熱器温度が目標吸熱器温度ＴＥＯ＋αより高くなったこととしている（吸熱器温度Ｔｅ不成立）。尚、αは所定の余裕度である。

即ち、実施例のヒートポンプコントローラ３２は、除湿暖房モードで運転中、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＋αより高くなった場合（Ｔｅ＞（ＴＥＯ＋α））、除湿冷房モードに移行する。また、ヒートポンプコントローラ３２は、この除湿冷房モードで運転中、後述する除湿暖房移行条件が成立しない状況において、必要とされる暖房能力を実現することができなくなった場合、補助ヒータ２３を発熱させて暖房補助（再加熱補助）を行い、必要な暖房能力を実現して車室内の温度低下を防止する。

（８−５）除湿冷房モードから除湿暖房モードへの基本的な移行制御
次に、ヒートポンプコントローラ３２による除湿冷房モードから除湿暖房モードへの移行制御について説明する。ヒートポンプコントローラ３２は、除湿冷房モードで運転中、基本的には所定の除湿暖房移行条件が成立した場合、除湿暖房モードに移行するようにしている。

（８−５−１）除湿暖房移行条件
この場合の除湿暖房移行条件は、除湿冷房モードで運転中、そのときの環境条件及び／又は運転状況に基づき、除湿暖房モードとしても放熱器４において必要とされる暖房能力を実現することができ、且つ、吸熱器９において必要とされる冷房能力を実現することができるようになったことである。より具体的には、除湿暖房モードでの放熱器４による放熱でヒータ温度Ｔｈｐの目標値（放熱器４の目標温度）である目標ヒータ温度ＴＣＯを実現することができ、且つ、吸熱器９による吸熱で目標吸熱器温度ＴＥＯを実現することができるようになったこととしている。

即ち、実施例のヒートポンプコントローラ３２は、除湿冷房モードで運転中、そのときの環境条件や運転状況から、除湿暖房モードに移行した場合にも、放熱器４による放熱でヒータ温度Ｔｈｐの目標値（放熱器４の目標温度）である目標ヒータ温度ＴＣＯを実現することができ、且つ、吸熱器９による吸熱で目標吸熱器温度ＴＥＯを実現することができるようになったと判断した場合、除湿暖房モードに移行する。また、ヒートポンプコントローラ３２は、この除湿暖房モードで運転中、除湿が必要な状況において、必要とされる暖房能力を実現することができなくなった場合、補助ヒータ２３を発熱させて暖房補助を行い、必要な暖房能力を実現して車室内の温度低下を防止する。

このように除湿暖房移行条件では、除湿暖房モードとしても放熱器４において必要とされる暖房能力を実現することができ、且つ、吸熱器９において必要とされる冷房能力を実現することができるようにならなければ、除湿冷房モードから除湿暖房モードに移行できない。従って、除湿冷房モードから除湿暖房モードには移行し難いものとなっていた。特に、実施例の如く室内膨張弁８として機械式膨張弁を使用している場合には、バラツキ（個体差）により冷媒を絞り過ぎてしまうことを考慮し、除湿暖房移行条件はより厳しく設定されることになり、除湿冷房モードが継続されて補助ヒータ２３が通電される状態が続き、消費電力が増大してＣＯＰ（成績係数）が低下する事態になる。

（８−６）変動時移行条件による除湿冷房モードから除湿暖房モードへの移行制御
そこで、本発明ではヒートポンプコントローラ３２に上記除湿暖房移行条件の他に変動時移行条件を設け、除湿冷房モードで運転中にこの変動時移行条件が成立した場合には、除湿暖房移行条件が成立しているか否かに拘わらず、ヒートポンプコントローラ３２が運転モードを除湿暖房モードに切り換えるようにしている。

（８−６−１）変動時移行条件
この発明における変動時移行条件は、車両用空気調和装置１の運転条件又は運転状況に所定の変動があったこととしており、その所定の変動の意味するところは、除湿暖房モードに移行した場合でも、放熱器４において必要とされる暖房能力を実現することができ、且つ、吸熱器９において必要とされる冷房能力を実現することができることを示唆する運転条件又は運転状況の変動である。

・変動時移行条件（その１）
この場合、変動時移行条件における運転条件の所定の変動の具体的な例としては、除湿冷房モードで運転中、車室内の設定温度Ｔｓｅｔが、所定期間ｔ１以内に所定値Ｔ１以上、上げられた場合が考えられる。設定温度Ｔｓｅｔが上昇すると、目標ヒータ温度ＴＣＯが上昇して圧縮機２の回転数ＮＣが上昇するため、吸熱器温度Ｔｅも低下し、ヒータ温度Ｔｈｐが目標ヒータ温度ＴＣＯを実現でき、且つ、吸熱器温度Ｔｅが目標吸熱器温度ＴＥＯを実現することができる可能性が高くなるからである。

そこで、ヒートポンプコントローラ３２は除湿冷房モードで運転中、設定温度Ｔｓｅｔが急激に上げられた場合（例えば、所定期間ｔ１（２ｓｅｃ：所定の短い期間）以内に所定値Ｔ１（３ｄｅｇ）以上、上げられた場合）、変動時移行条件が成立したものと判断して、除湿暖房移行条件が成立していなくとも、除湿冷房モードから除湿暖房モードに切り換えてしまい、放熱器４による放熱でヒータ温度Ｔｈｐが目標ヒータ温度ＴＣＯを実現でき、且つ、吸熱器９による吸熱で吸熱器温度Ｔｅが目標吸熱器温度ＴＥＯを実現できるか否か、運転してみる。

図８はこの様子を示している。図中で設定温度の変更は設定温度Ｔｓｅｔが所定期間ｔ１以内に所定値Ｔ１以上、上げられた時点を示し、実施例ではこれが二回行われたことを示している。最初の設定温度Ｔｓｅｔの変更では除湿冷房モードから除湿暖房モードに移行後、吸熱器温度Ｔｅが目標吸熱器温度ＴＥＯを実現することができなかったことから（Ｔｅ不成立）、除湿冷房モードに戻っているが、二回目の設定温度Ｔｓｅｔの変更後は、吸熱器温度Ｔｅが目標吸熱器温度ＴＥＯを実現することができたため（Ｔｅ成立）、以後は除湿暖房モードが継続されることになる。

・変動時移行条件（その２）
上記の他、変動時移行条件における運転状況の所定の変動の具体的な一例としては、除湿冷房モードで運転中、目標吹出温度ＴＡＯが所定期間ｔ２以内に所定値Ｔ２以上、上昇した場合が考えられる。尚、所定期間ｔ２も所定の短い期間である。目標吹出温度ＴＡＯが急激に上昇すると、目標ヒータ温度ＴＣＯも上昇して圧縮機２の回転数ＮＣが上昇するため、吸熱器温度Ｔｅも低下し、ヒータ温度Ｔｈｐが目標ヒータ温度ＴＣＯを実現でき、且つ、吸熱器温度Ｔｅが目標吸熱器温度ＴＥＯを実現することができる可能性が高くなるからである。

そこで、ヒートポンプコントローラ３２は除湿冷房モードで運転中、目標吹出温度ＴＡＯが所定期間ｔ２以内に所定値Ｔ２以上、上昇した場合も、変動時移行条件が成立したものと判断して、除湿暖房移行条件が成立していなくとも、除湿冷房モードから除湿暖房モードに切り換えてしまい、放熱器４による放熱でヒータ温度Ｔｈｐが目標ヒータ温度ＴＣＯを実現でき、且つ、吸熱器９による吸熱で吸熱器温度Ｔｅが目標吸熱器温度ＴＥＯを実現できるか否か、運転してみる。

・変動時移行条件（その３）
上記の他、変動時移行条件における運転状況の所定の変動の具体的な他の例としては、除湿冷房モードで運転中、ヒータ温度Ｔｈｐの目標値（放熱器４の目標温度）である目標ヒータ温度ＴＣＯが、所定期間ｔ３以内に所定値Ｔ３以上、上昇した場合が考えられる。尚、所定期間ｔ３も所定の短い期間である。目標ヒータ温度ＴＣＯが急激に上昇すると、圧縮機２の回転数ＮＣが上昇するため、吸熱器温度Ｔｅも低下し、ヒータ温度Ｔｈｐが目標ヒータ温度ＴＣＯを実現でき、且つ、吸熱器温度Ｔｅが目標吸熱器温度ＴＥＯを実現することができる可能性が高くなるからである。

そこで、ヒートポンプコントローラ３２は除湿冷房モードで運転中、目標ヒータ温度ＴＣＯが所定期間ｔ３以内に所定値Ｔ３以上、上昇した場合も、変動時移行条件が成立したものと判断して、除湿暖房移行条件が成立していなくとも、除湿冷房モードから除湿暖房モードに切り換えてしまい、放熱器４による放熱でヒータ温度Ｔｈｐが目標ヒータ温度ＴＣＯを実現でき、且つ、吸熱器９による吸熱で吸熱器温度Ｔｅが目標吸熱器温度ＴＥＯを実現できるか否か、運転してみる。

・変動時移行条件（その４）
その他、変動時移行条件における運転状況の所定の変動の具体的なもう一つの他の例としては、除湿冷房モードで運転中、空気流通路３内を流通する空気の風量Ｇａを示す指標に所定の変動があった場合が考えられる。この風量Ｇａを示す指標としては、例えば室内送風機２７のブロワ電圧ＢＬＶがある。空気流通路３に流入する空気の温度や湿度にもよるが、空気流通路３内を流通する空気の風量Ｇａが変動すると、ヒータ温度Ｔｈｐが目標ヒータ温度ＴＣＯを実現でき、且つ、吸熱器温度Ｔｅが目標吸熱器温度ＴＥＯを実現することができるようになる場合があるからである。

そこで、ヒートポンプコントローラ３２は除湿冷房モードで運転中、空気流通路３内を流通する空気の風量Ｇａを示す指標に所定の変動があった場合も、変動時移行条件が成立したものと判断して、除湿暖房移行条件が成立していなくとも、除湿冷房モードから除湿暖房モードに切り換えてしまい、放熱器４による放熱でヒータ温度Ｔｈｐが目標ヒータ温度ＴＣＯを実現でき、且つ、吸熱器９による吸熱で吸熱器温度Ｔｅが目標吸熱器温度ＴＥＯを実現できるか否か、運転してみる。

・変動時移行条件（その５）
その他、変動時移行条件における運転状況の所定の変動の具体的なもう一つの他の例としては、除湿冷房モードで運転中、吸熱器温度Ｔｅの目標値（吸熱器９の目標温度）である目標吸熱器温度ＴＥＯに所定の変動があった場合が考えられる。空気流通路３に流入する空気の温度や湿度にもよるが、目標吸熱器温度ＴＥＯが変動すると、ヒータ温度Ｔｈｐが目標ヒータ温度ＴＣＯを実現でき、且つ、吸熱器温度Ｔｅが目標吸熱器温度ＴＥＯを実現することができるようになる場合があるからである。

そこで、ヒートポンプコントローラ３２は除湿冷房モードで運転中、吸熱器温度Ｔｅの目標値（吸熱器４の目標温度）である目標吸熱器温度ＴＥＯに所定の変動があった場合も、変動時移行条件が成立したものと判断して、除湿暖房移行条件が成立していなくとも、除湿冷房モードから除湿暖房モードに切り換えてしまい、放熱器４による放熱でヒータ温度Ｔｈｐが目標ヒータ温度ＴＣＯを実現でき、且つ、吸熱器９による吸熱で吸熱器温度Ｔｅが目標吸熱器温度ＴＥＯを実現できるか否か、運転してみる。

以上の如く、ヒートポンプコントローラ３２が、除湿暖房モードで運転中、所定の除湿冷房移行条件が成立した場合に除湿冷房モードに移行し、当該除湿冷房モードで運転中、所定の除湿暖房移行条件が成立した場合に除湿暖房モードに移行するようにしているときに、更に、除湿冷房モードで運転中、運転条件又は運転状況に所定の変動があった場合、変動時移行条件が成立したものと判断して、除湿暖房移行条件が成立しているか否かに拘わらず、除湿暖房モードに移行するようにすれば、除湿冷房モードで運転中に運転状況や運転条件に所定の変動があったときには、除湿暖房移行条件の成立／不成立に拘わらず、除湿暖房モードに移行して、当該除湿暖房モードを実行してみることができるようになる。

即ち、本発明によれば、実際には除湿暖房モードを実行できる状況となっているにも拘わらず、除湿暖房移行条件が成立しないために除湿冷房モードから除湿暖房モードに移行できなくなる不都合を解消し、除湿暖房モードが実行される可能性をより拡大することができるようになる。これにより、前述した如く補助ヒータ２３を発熱させて除湿冷房モードを継続する状況に陥る可能性が低くなり、成績係数（ＣＯＰ）の向上と消費電力の削減を図ることができるようになるので、特に実施例の如くバッテリで走行する車両の場合には、走行距離が短縮されてしまう不都合も解消することが可能となる。

また、実施例では目標ヒータ温度ＴＣＯを、放熱器４の風下側の空気温度であるヒータ温度Ｔｈｐの目標値としているので、制御性が良好となる。そして、本発明は実施例の如くヒートポンプコントローラ３２が、暖房モードと、除湿暖房モードと、除湿冷房モードと、冷房モードの各運転モードを有し、これら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において極めて好適なものとなる。

尚、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、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、エンジンを備える車両の場合には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、上記実施例で説明した冷媒回路Ｒの構成や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。

また、実施例ではヒータ温度Ｔｈｐを放熱器４の風下側の空気温度とし、それを推定するようにし、目標ヒータ温度ＴＣＯもこのヒータ温度Ｔｈｐの目標値としたが、請求項１２以外の発明ではそれに限らず、制御に問題が無ければ、例えば放熱器４自体の温度をヒータ温度Ｔｈｐとし、目標ヒータ温度ＴＣＯも放熱器４自体の温度Ｔｈｐの目標値としてもよい。

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 制御装置
１７、２０、２１、２２ 電磁弁
２３ 補助ヒータ（補助加熱装置）
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
３１ 吹出口切換ダンパ
３２ ヒートポンプコントローラ（制御装置）
４５ 空調コントローラ（制御装置）
Ｒ 冷媒回路

Claims (14)

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、
   制御装置とを備え、
   該制御装置が少なくとも、
   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、前記吸熱器と前記室外熱交換器にて吸熱させる除湿暖房モードと、
   前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器及び前記室外熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させる除湿冷房モードを有し、これら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で運転中、所定の除湿冷房移行条件が成立した場合に前記除湿冷房モードに移行し、当該除湿冷房モードで運転中、所定の除湿暖房移行条件が成立した場合に前記除湿暖房モードに移行すると共に、
   前記除湿冷房モードで運転中、運転条件又は運転状況に所定の変動があった場合、前記除湿暖房移行条件が成立しているか否かに拘わらず、前記除湿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. 前記運転条件又は運転状況の所定の変動は、前記除湿暖房モードとしても必要とされる暖房能力を実現することができ、且つ、必要とされる冷房能力を実現することができることを示唆する運転条件又は運転状況の変動であ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、前記除湿冷房モードで運転中、前記車室内の設定温度Ｔｓｅｔが、所定期間以内に所定値以上、上げられた場合、前記除湿暖房移行条件が成立しているか否かに拘わらず、前記除湿暖房モードに移行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、前記除湿冷房モードで運転中、前記車室内に吹き出される空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯが、所定期間以内に所定値以上、上昇した場合、前記除湿暖房移行条件が成立しているか否かに拘わらず、前記除湿暖房モードに移行することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
5. 前記制御装置は、前記除湿冷房モードで運転中、前記放熱器の目標温度である目標ヒータ温度ＴＣＯが、所定期間以内に所定値以上、上昇した場合、前記除湿暖房移行条件が成立しているか否かに拘わらず、前記除湿暖房モードに移行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. 前記制御装置は、前記除湿冷房モードで運転中、前記空気流通路内を流通する空気の風量を示す指標に所定の変動があった場合、前記除湿暖房移行条件が成立しているか否かに拘わらず、前記除湿暖房モードに移行す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。
7. 前記制御装置は、前記除湿冷房モードで運転中、前記吸熱器の目標温度である目標吸熱器温度ＴＥＯに所定の変動があった場合、前記除湿暖房移行条件が成立しているか否かに拘わらず、前記除湿暖房モードに移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. 前記除湿冷房移行条件は、前記除湿暖房モードで運転中、必要とされる冷房能力を実現することができなくなったことであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
9. 前記除湿冷房移行条件は、前記除湿暖房モードでの前記吸熱器による吸熱で当該吸熱器の目標温度である目標吸熱器温度ＴＥＯを実現することができなくなったことであ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. 前記除湿暖房移行条件は、前記除湿冷房モードで運転中、環境条件及び／又は運転状況に基づき、前記除湿暖房モードとしても必要とされる暖房能力を実現することができ、且つ、必要とされる冷房能力を実現することができるようになったことであることを特徴とする請求項１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. 前記除湿暖房移行条件は、前記除湿暖房モードでの前記放熱器による放熱で当該放熱器の目標温度である目標ヒータ温度ＴＣＯを実現することができ、且つ、前記吸熱器による吸熱で当該吸熱器の目標温度である目標吸熱器温度ＴＥＯを実現することができるようになったことであることを特徴とする請求項１０に記載の車両用空気調和装置。
12. 前記目標ヒータ温度ＴＣＯは、前記放熱器の風下側の空気温度の目標値であることを特徴とする請求項５又は請求項１１に記載の車両用空気調和装置。
13. 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を備え、
    前記制御装置は、前記除湿冷房モードで運転中、必要とされる暖房能力を実現することができない場合、前記補助加熱装置を発熱させることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
14. 前記制御装置は、
    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と、
    前記除湿暖房モードと、
    前記除湿冷房モードと、
    前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させる冷房モードの各運転モードを有し、これら運転モードを切り換えて実行することを特徴とする請求項１乃至請求項１３のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。

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