JP7221789B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヒートポンプ式の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、車両に搭載されたバッテリから供給される電力で走行用モータを駆動するハイブリッド自動車や電気自動車等の車両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、バッテリからの給電で駆動される圧縮機と、放熱器と、吸熱器と、室外熱交換器が接続された冷媒回路を備え、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器において放熱させ、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ことで車室内を暖房し、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ことで車室内を冷房するヒートポンプ式の車両用空気調和装置が開発されている。

この場合、暖房時には室外熱交換器で冷媒が外気から吸熱するため、室外熱交換器には着霜が成長し、熱交換効率が悪化して暖房能力が著しく低下してしまうが、室外熱交換器の除霜は従来ではバッテリの充電中に行うことが一般的であり、除霜には結果として比較的長い時間を要していた。そこで、バッテリ等の発熱機器から排熱を回収して暖房に寄与させることで室外熱交換器への着霜を抑制し、或いは、発熱機器からの排熱で室外熱交換器を除霜できるようにしたものも開発されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開２０１８－１８４１０８号公報 特開２０１０－２６０４５０号公報

しかしながら、従来ではバッテリ（発熱機器）の発熱量による要求バッテリ冷却能力と、車室内の要求暖房能力に基づき、排熱回収を行うか否かを判断していたため、運転モードの切換判定に複雑な計算を強いられる問題があった。

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、比較的簡単な構成で発熱機器からの排熱回収を制御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。

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、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と、車室外に設けられた室外熱交換器と、制御装置を備え、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ることで車室内を暖房する暖房運転を実行するものであって、冷媒を用いて車両に搭載された発熱機器から排熱を回収するための排熱回収用熱交換器を備え、制御装置は暖房運転において、排熱回収用熱交換器への冷媒の流入を禁止し、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通常暖房モードと、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減圧した後、室外熱交換器と排熱回収用熱交換器にて吸熱させる第１の排熱回収暖房モードを有し、発熱機器の温度又は当該発熱機器の温度を示す指標の値が、外気温度以上の範囲に設定される所定の第１の閾値より低い場合、通常暖房モードを実行し、第１の閾値以上である場合、第１の排熱回収暖房モードを実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運転において、室外熱交換器への冷媒の流入を禁止し、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、排熱回収用熱交換器にて吸熱させる第２の排熱回収暖房モードを有し、発熱機器の温度又は前記指標の値が、第１の閾値より高い所定の第２の閾値以上である場合、第２の排熱回収暖房モードを実行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、上記発明において制御装置は、発熱機器の温度又は前記指標の値が、第１の閾値以上であるとき、第２の閾値より低い場合であっても、圧縮機の吸込冷媒圧力を示す指標の値に基づいて第２の排熱回収暖房モードを実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、上記発明において制御装置は、発熱機器の温度又は前記指標の値が、第１の閾値以上であって、第２の閾値より低い場合、圧縮機の吸込冷媒圧力を示す指標の値が所定値より低くなり、その低下割合が所定割合より大きくなった状態が所定時間継続した場合、第２の排熱回収暖房モードを実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発熱機器と排熱回収用熱交換器の間で熱媒体を循環させるための循環装置を備え、制御装置は、熱媒体の温度を前記指標の値とし、排熱回収用熱交換器にて冷媒により熱媒体から吸熱することで、発熱機器から排熱を回収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吸熱させて車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器を備え、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、吸熱器と室外熱交換器にて吸熱させる除湿暖房運転と、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器と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運転と、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運転と、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器に流入させて当該室外熱交換器を除霜する除霜運転を有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、上記発明において発熱機器は車両に搭載されたバッテリであり、圧縮機はバッテリから給電されて駆動されると共に、制御装置は、外部電源によりバッテリを充電する際に、除霜運転を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、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と、車室外に設けられた室外熱交換器と、制御装置を備え、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ることで車室内を暖房する暖房運転を実行する車両用空気調和装置において、冷媒を用いて車両に搭載された発熱機器から排熱を回収するための排熱回収用熱交換器を備え、制御装置が暖房運転において、排熱回収用熱交換器への冷媒の流入を禁止し、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通常暖房モードと、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減圧した後、室外熱交換器と排熱回収用熱交換器にて吸熱させる第１の排熱回収暖房モードを有し、発熱機器の温度又は当該発熱機器の温度を示す指標の値が、外気温度以上の範囲に設定される所定の第１の閾値より低い場合、通常暖房モードを実行し、第１の閾値以上である場合、第１の排熱回収暖房モードを実行するようにしたので、比較的簡単な構成で発熱機器からの排熱回収を制御し、室外熱交換器への着霜を抑制することが可能となる。

即ち、室外熱交換器に着霜し易いか否かは外気温度で判断できるが、発熱機器から排熱を回収できるか否かも当該外気温度と発熱機器の温度又はそれを示す指標の値とを比較することが判断することができる。

そこで、本発明では制御装置に暖房運転において、排熱回収用熱交換器への冷媒の流入を禁止し、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通常暖房モードと、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減圧した後、室外熱交換器と排熱回収用熱交換器にて吸熱させる第１の排熱回収暖房モードを設け、発熱機器の温度又は前記指標の値が、外気温度以上の範囲に設定される所定の第１の閾値より低い場合、通常暖房モードを実行し、第１の閾値以上である場合、第１の排熱回収暖房モードを実行するようにしたので、比較的簡単な構成で通常暖房モードと第１の排熱回収暖房モードの切り換えを支障無く制御し、室外熱交換器への着霜を効果的に抑制することができるようになる。

また、請求項２の発明の如く制御装置に暖房運転において、室外熱交換器への冷媒の流入を禁止し、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、排熱回収用熱交換器にて吸熱させる第２の排熱回収暖房モードを設け、発熱機器の温度又は前記指標の値が、第１の閾値より高い所定の第２の閾値以上である場合、第２の排熱回収暖房モードを実行するようにすれば、発熱機器から更に多くの排熱を回収できる状態では、室外熱交換器での吸熱を停止し、発熱機器からの排熱のみにて車室内を暖房することができるようになり、より一層効果的に室外熱交換器への着霜を抑制することができるようになる。

ここで、発熱機器の温度又は前記指標の値が、第１の閾値以上であるとき、第２の閾値より低い場合であっても、請求項３の発明の如く制御装置が、圧縮機の吸込冷媒圧力を示す指標の値に基づいて第２の排熱回収暖房モードを実行するようにすれば、圧縮機の吸込冷媒圧力から室外熱交換器に着霜し易い状況であることを判断し、室外熱交換器での吸熱を停止することが可能となる。

例えば、請求項４の発明の如く制御装置が、発熱機器の温度又は前記指標の値が、第１の閾値以上であって、第２の閾値より低い場合、圧縮機の吸込冷媒圧力を示す指標の値が所定値より低くなり、その低下割合が所定割合より大きくなった状態が所定時間継続した場合、第２の排熱回収暖房モードを実行するようにすれば、的確に室外熱交換器の着霜の進行を阻止し、暖房の継続を図ることができるようになる。

尚、発熱機器と排熱回収用熱交換器の間で熱媒体を循環させるための循環装置を設けた場合には、請求項５の発明の如く制御装置が、熱媒体の温度を前記指標の値とし、排熱回収用熱交換器にて冷媒により熱媒体から吸熱することで、発熱機器から排熱を回収するようにすればよい。

また、請求項６の発明の如く制御装置に更に、除湿暖房運転と、除湿冷房運転と、冷房運転と、除霜運転を設けた車両用空気調和装置にも本発明は有効であり、特に請求項７の発明の如く制御装置が、外部電源によりバッテリを充電する際に、除霜運転を実行する車両用空気調和装置において本発明は極めて有効なものとなる。

本発明を適用した一実施例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としてのコントローラのブロック図である。 図２のコントローラによる暖房運転の通常暖房モードと、除霜運転を説明する図である。 図２のコントローラによる除湿暖房運転を説明する図である。 図２のコントローラによる除湿冷房運転と、冷房運転を説明する図である。 図２のコントローラによる暖房運転の第１の排熱回収暖房モードを説明する図である。 図２のコントローラによる暖房運転の第２の排熱回収暖房モードを説明する図である。 図２のコントローラによる暖房運転での運転モードの切換制御を説明するフローチャートである。

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、車両にバッテリ５５（例えば、リチウム電池）が搭載され、外部電源からバッテリ５５に充電された電力を走行用モータ（図示せず）に供給することで駆動し、走行するものである。そして、車両用空気調和装置１の後述する圧縮機２も、バッテリ５５から給電されて駆動されるものである。

即ち、車両用空気調和装置１は、エンジン排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運転を行い、更に、除湿暖房運転や、除湿冷房運転、冷房運転の各空調運転を選択的に実行することで、車室内の空調を行うものである。

尚、車両として係る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が有効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（電動圧縮機）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と、冷房時には冷媒を放熱させる放熱器（凝縮器）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ための室外熱交換器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（除湿時）に車室内外から冷媒に吸熱させて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。

尚、室外膨張弁６や室内膨張弁８は、冷媒を減圧膨張させると共に、全開や全閉も可能とされている。また、図中３０はストレーナである。

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の冷媒出口側に接続された冷媒配管１３Ａは、逆止弁１８を介して冷媒配管１３Ｂに接続されている。尚、逆止弁１８は冷媒配管１３Ｂ側が順方向とされ、この冷媒配管１３Ｂは室内膨張弁８に接続されている。

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を介して吸熱器９の出口側に位置する冷媒配管１３Ｃに連通接続されている。そして、この冷媒配管１３Ｄの接続点より下流側の冷媒配管１３Ｃに逆止弁２０が接続され、この逆止弁２０より下流側の冷媒配管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。尚、逆止弁２０はアキュムレータ１２側が順方向とされている。

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電磁弁２２を介して逆止弁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をバイパスする回路となる。

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）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、図１において２３は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が通電されて発熱すると、これが所謂ヒータコアとなり、車室内の暖房を補完する。

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、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。

更に、車両用空気調和装置１は、車両に搭載された発熱機器としてのバッテリ５５に熱媒体を循環させてバッテリ５５から排熱を回収しながら当該バッテリ５５の温度を調整するための排熱回収装置６１を備えている。

この発明における車両に搭載された発熱機器としてはバッテリ５５に限らず、走行用モータや、それを駆動するためのインバータ回路等の電気機器も含むものとする。尚、実施例では発熱機器としてバッテリ５５を例に採り、説明する。

実施例の排熱回収装置６１は、バッテリ５５に熱媒体を循環させるための循環装置としての循環ポンプ６２と、加熱装置としての熱媒体加熱ヒータ６６と、排熱回収用熱交換器としての冷媒－熱媒体熱交換器６４を備え、それらとバッテリ５５が熱媒体配管６８にて環状に接続されている。

この実施例の場合、循環ポンプ６２の吐出側に冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａの入口が接続され、この熱媒体流路６４Ａの出口に熱媒体加熱ヒータ６６が接続され、この熱媒体加熱ヒータ６６の出口にバッテリ５５の入口が接続され、バッテリ５５の出口が循環ポンプ６２の吸込側に接続されている。

この排熱回収装置６１で使用される熱媒体としては、例えば水、ＨＦＯ－１２３４ｆのような冷媒、クーラント等の液体、空気等の気体が採用可能である。尚、実施例では水を熱媒体として採用している。また、熱媒体加熱ヒータ６６はＰＴＣヒータ等の電気ヒータから構成されている。更に、バッテリ５５の周囲には例えば熱媒体が当該バッテリ５５と熱交換関係で流通可能なジャケット構造が施されているものとする。

そして、循環ポンプ６２が運転されると、循環ポンプ６２から吐出された熱媒体は冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａに流入する。この冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａを出た熱媒体は熱媒体加熱ヒータ６６に至り、熱媒体加熱ヒータ６６が発熱されている場合にはそこで加熱された後、バッテリ５５に至る。熱媒体はそこでバッテリ５５と熱交換した後、循環ポンプ６２に吸い込まれることで熱媒体配管６８内を循環される。

一方、冷媒回路Ｒの冷媒配管１３Ｆの出口、即ち、冷媒配管１３Ｆと冷媒配管１３Ｂとの接続部には、冷媒配管１３Ａに位置する逆止弁１８の冷媒下流側（順方向側）であって、室内膨張弁８の冷媒上流側に位置して分岐回路としての分岐配管７２の一端が接続されている。この分岐配管７２には電動弁から構成された補助膨張弁７３が設けられている。この補助膨張弁７３は冷媒－熱媒体熱交換器６４の後述する冷媒流路６４Ｂ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。

そして、分岐配管７２の他端は冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに接続されており、この冷媒流路６４Ｂの出口には冷媒配管７４の一端が接続され、冷媒配管７４の他端は逆止弁２０の冷媒下流側であって、アキュムレータ１２の手前（冷媒上流側）の冷媒配管１３Ｃに接続されている。そして、これら補助膨張弁７３等も冷媒回路Ｒの一部を構成すると同時に、排熱回収装置６１の一部をも構成することになる。

補助膨張弁７３が開いている場合、冷媒配管１３Ｆや室外熱交換器７から出た冷媒（一部又は全ての冷媒）はこの補助膨張弁７３で減圧された後、冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに流入し、そこで蒸発する。冷媒は冷媒流路６４Ｂを流れる過程で熱媒体流路６４Ａを流れる熱媒体から吸熱した後、アキュムレータ１２を経て圧縮機２に吸い込まれることになる。

次に、図２において３２は車両用空気調和装置１の制御を司る制御装置としてのコントローラ３２である。このコントローラ３２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いる。コントローラ３２（制御装置）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、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の吸込冷媒温度Ｔｓを検出する吸込温度センサ４４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４５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、設定温度や空調運転の切り換えを設定するための空調操作部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：室外熱交換器温度ＴＸＯ。室外熱交換器７が蒸発器として機能するとき、室外熱交換器温度ＴＸＯは室外熱交換器７における冷媒の蒸発温度となる）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、バッテリ５５の温度（バッテリ温度Ｔｃｅｌｌ）を検出するバッテリ温度センサ７６と、冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａを出た熱媒体の温度（熱媒体温度Ｔｗ）を検出する熱媒体温度センサ７７と、補助ヒータ２３の温度を検出する補助ヒータ温度センサ７８の各出力も接続されている。実施例の場合、上記バッテリ温度Ｔｃｅｌｌがバッテリ５５（発熱機器）の温度であり、熱媒体温度Ｔｗがバッテリ５５（発熱機器）の温度を示す指標の値となる。

一方、コントローラ３２の出力には、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、室内膨張弁８と、電磁弁２２（除湿）、電磁弁２１（暖房）の各電磁弁と、補助ヒータ２３、循環ポンプ６２、熱媒体加熱ヒータ６６、補助膨張弁７３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ものである。

以上の構成で、次に実施例の車両用空気調和装置１の動作について説明する。コントローラ３２（制御装置）は、この実施例では暖房運転と、除湿暖房運転と、除湿冷房運転と、冷房運転の各空調運転と、除霜運転を切り換えて実行すると共に、バッテリ５５（発熱機器）から排熱を回収し、且つ、その温度を調整する。先ず、車両用空気調和装置１の冷媒回路Ｒの各空調運転について説明する。尚、コントローラ３２は車両用空気調和装置１の動作中、循環ポンプ６２を運転する。これにより、各図中破線矢印で示す如く熱媒体配管６８内を熱媒体が循環されているものとする。

（１）暖房運転（通常暖房モード）
最初に、暖房運転について説明する。暖房運転では、コントローラ３２は後述する如く通常暖房モードと、第１の排熱回収暖房モードと、第２の排熱回収暖房モードの三つの運転モードを切り換えて実行するものであるが、ここでは通常暖房モードについて説明し、第１の排熱回収暖房モードと、第２の排熱回収暖房モードについては後に詳述する。

図３は暖房運転の通常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。冬場等に空調操作部５３の空調スイッチがＯＮされており、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）により暖房運転が選択されると、コントローラ３２は通常暖房モードでは、電磁弁２１（暖房用）を開放し、室内膨張弁８及び補助膨張弁７３を全閉とする。これにより、冷媒－熱媒体熱交換器６４への冷媒の流入は禁止される。また、電磁弁２２（除湿用）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に至り、当該冷媒配管１３Ｃの逆止弁２０を経てアキュムレータ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。

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ヒータ温度ＴＣＯ（放熱器４の風下側の空気温度の目標値）から目標放熱器圧力ＰＣＯ（放熱器４の圧力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を制御する。前記目標ヒータ温度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。また、放熱器４による暖房能力が不足する場合には補助ヒータ２３に通電して発熱させ、暖房能力を補完する。

（２）除湿暖房運転
次に、図４を参照しながら除湿暖房運転について説明する。図４は除湿暖房運転における冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）を示している。除湿暖房運転では、コントローラ３２は上記暖房運転の状態において電磁弁２２を開放し、室内膨張弁８を開いて冷媒を減圧膨張させる状態とする。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から室内膨張弁８に流れ、残りの冷媒が室外膨張弁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、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、逆止弁２０及びアキュムレータ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は目標ヒータ温度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。

（３）除湿冷房運転
次に、図５を参照しながら除湿冷房運転について説明する。図５は除湿冷房運転における冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）を示している。除湿冷房運転では、コントローラ３２は室内膨張弁８を開いて冷媒を減圧膨張させる状態とし、電磁弁２１と電磁弁２２を閉じる。また、補助膨張弁７３も全閉とする。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、逆止弁１８を経て冷媒配管１３Ｂに入り、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で蒸発した冷媒は冷媒配管１３Ｃ及び逆止弁２０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を通過する過程でリヒート（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）とそ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）と目標ヒータ温度ＴＣＯから算出される目標放熱器圧力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を得る。

（４）冷房運転
次に、冷房運転について説明する。冷媒回路Ｒの流れは図５の除湿冷房運転と同様である。夏場等に実行されるこの冷房運転では、コントローラ３２は上記除湿冷房運転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及び補助ヒータ２３に空気が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のまま室外膨張弁６を経て冷媒配管１３Ｊを通過し、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、逆止弁１８を経て冷媒配管１３Ｂに入り、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で蒸発した冷媒は冷媒配管１３Ｃ及び逆止弁２０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。この冷房運転においては、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。

（５）空調運転の切り換え
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空調運転のうちの何れかの空調運転を選択する。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空調運転を選択し、切り換えていくものである。

（６）除霜運転
次に、室外熱交換器７の除霜運転について説明する。前述した如く暖房運転では、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、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温度ＴＸＯ（室外熱交換器７における冷媒蒸発温度）と、室外熱交換器７の無着霜時における冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅとの差ΔＴＸＯ（＝ＴＸＯｂａｓｅ－ＴＸＯ）を算出しており、室外熱交換器温度ＴＸＯが無着霜時における冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅより低下して、その差ΔＴＸＯが所定値以上に拡大した状態が所定時間継続した場合、室外熱交換器７に着霜しているものと判定して所定の着霜フラグをセットする。

そして、この着霜フラグがセットされており、空調操作部５３の空調スイッチがＯＦＦされた状態で、急速充電器（外部電源）の充電用のプラグが接続され、バッテリ５５が充電されるとき、コントローラ３２は以下の如く室外熱交換器７の除霜運転を実行する。

コントローラ３２はこの除霜運転では、冷媒回路Ｒを前述した暖房運転の状態とした上で、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、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に流入させて放熱させる。これにより、室外熱交換器７の着霜は融解する。そして、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て除霜運転を終了する。

（７）暖房運転における第１の排熱回収暖房モード、第２の排熱回収暖房モードと、運転モードの切換制御
次に、図６～図８を参照しながら、暖房運転における第１の排熱回収暖房モード、第２の排熱回収暖房モードと、それら及び通常暖房モードの切換制御について説明する。ここで、バッテリ５５は自己発熱によって温度が上昇する。そこで、コントローラ３２は、暖房運転において前述した通常暖房モードに加え、第１の排熱回収暖房モードと、第２の排熱回収暖房モードを有しており、これらを切り換えてバッテリ５５の排熱を回収し、放熱器４における車室内の暖房に用いる。

（７－１）第１の排熱回収暖房モード
図６はこの第１の排熱回収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。この第１の排熱回収暖房モードでは、コントローラ３２は図３に示した冷媒回路Ｒの通常暖房モードの状態で、更に電磁弁２２を開き、補助膨張弁７３も開いてその弁開度を制御する状態とする。尚、熱媒体加熱ヒータ６６は必要に応じて発熱させる。

これにより、放熱器４から出た冷媒の一部が室外膨張弁６の冷媒上流側で分流され、冷媒配管１３Ｆを経て室内膨張弁８の冷媒上流側の冷媒配管１３Ｂに至る。冷媒は次に分岐配管７２に入り、補助膨張弁７３で減圧された後、分岐配管７２を経て冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに流入して蒸発する。このときに吸熱作用を発揮する。この冷媒流路６４Ｂで蒸発した冷媒は、冷媒配管７４、冷媒配管１３Ｃ及びアキュムレータ１２を順次経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す（図６に実線矢印で示す）。

一方、循環ポンプ６２から吐出された熱媒体は冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａ、熱媒体加熱ヒータ６６、バッテリ５５の順で熱媒体配管６８内を流れて循環ポンプ６２に吸い込まれる循環を行う（図６に破線矢印で示す）。

従って、冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａで冷媒により吸熱されて冷却された熱媒体は熱媒体加熱ヒータ６６を経てバッテリ５５に循環され、このバッテリ５５と熱交換して当該バッテリ５５から排熱を回収すると共に、バッテリ５５を冷却する。バッテリ５５から回収された排熱は、冷媒－熱媒体熱交換器６４で冷媒に汲み上げられ、放熱器４における車室内の暖房に寄与することになる。

（７－２）第２の排熱回収暖房モード
次に、図７は第２の排熱回収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。この第２の排熱回収暖房モードでは、コントローラ３２は室外膨張弁６を全閉とし、電磁弁２１を閉じる。これにより、室外熱交換器７への冷媒の流入は禁止される。一方、電磁弁２２は開き、補助膨張弁７３も開いてその弁開度を制御する状態とする。尚、熱媒体加熱ヒータ６６は必要に応じて発熱させる。

これにより、放熱器４から出た冷媒の全てが室外膨張弁６には流入せず、冷媒配管１３Ｆを経て室内膨張弁８の冷媒上流側の冷媒配管１３Ｂに至る。冷媒は次に分岐配管７２に入り、補助膨張弁７３で減圧された後、分岐配管７２を経て冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに流入して蒸発する。このときに吸熱作用を発揮する。この冷媒流路６４Ｂで蒸発した冷媒は、冷媒配管７４、冷媒配管１３Ｃ及びアキュムレータ１２を順次経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す（図７に実線矢印で示す）。

一方、循環ポンプ６２から吐出された熱媒体は冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａ、熱媒体加熱ヒータ６６、バッテリ５５の順で熱媒体配管６８内を流れて循環ポンプ６２に吸い込まれる循環を行う（図７に破線矢印で示す）。

従って、冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａで冷媒により吸熱されて冷却された熱媒体は熱媒体加熱ヒータ６６を経てバッテリ５５に循環され、このバッテリ５５と熱交換して当該バッテリ５５から排熱を回収すると共に、バッテリ５５を冷却する。バッテリ５５から回収された排熱は、冷媒－熱媒体熱交換器６４で冷媒に汲み上げられ、放熱器４における車室内の暖房に利用されることになる。

（７－３）暖房運転における運転モードの切換制御
次に、図８を参照しながら、暖房運転における前述した通常暖房モードと、第１の排熱回収暖房モードと、第２の排熱回収暖房モードの切換制御について説明する。コントローラ３２は、図８のステップＳ１で熱媒体温度センサ７７が検出する熱媒体温度Ｔｗと外気温度センサ３３が検出する外気温度Ｔａｍを取り込む。そして、熱媒体温度Ｔｗが、所定の第１の閾値（外気温度Ｔａｍ＋α）以上であるか否か判断する（Ｔｗ≧Ｔａｍ＋α）。

このαは、零以上の値であり、従って第１の閾値（Ｔａｍ＋α）は、外気温度Ｔａｍ以上の範囲に設定されることになる。そして、熱媒体温度Ｔｗが第１の閾値（Ｔａｍ＋α）より低い場合、コントローラ３２はステップＳ４に進んで前述した通常暖房モード（図３）を実行する。これにより、冷媒は室外熱交換器７で外気から吸熱し、放熱器４ではこの外気から汲み上げた熱で車室内の暖房が行われる。

一方、ステップＳ１で熱媒体温度Ｔｗが第１の閾値（Ｔａｍ＋α）以上である場合、コントローラ３２はステップＳ２に進んで、今度は所定の第２の閾値（外気温度Ｔａｍ＋β）以上であるか否か判断する（Ｔｗ≧Ｔａｍ＋β）。このβは、αより大きい値であり、従って第２の閾値（Ｔａｍ＋β）は、第１の閾値（Ｔａｍ＋α）より高い値に設定されることになる。

このステップＳ２で熱媒体温度Ｔｗが第２の閾値（Ｔａｍ＋β）より低い場合、コントローラ３２はステップＳ５に進む。このステップＳ５では、コントローラ３２は実施例では吸込圧力センサ４５が検出する圧縮機２の吸込冷媒圧力Ｐｓと所定値Ｐｓ１を比較する。尚、この所定値Ｐｓ１は所定の低い値である。また、吸込冷媒圧力Ｐｓは、それを示し指標である吸込冷媒温度Ｔｓ（吸込４４温度センサ４４が検出する）から算出してもよい。

そして、コントローラ３２は、吸込冷媒圧力Ｐｓが所定値Ｐｓ１より低くなり、且つ、その低下割合が所定割合Ｒ１より大きくなった状態が所定時間ｔ１継続しているか否か判断する（吸込冷媒圧力判定条件）。そして、この吸込冷媒圧力判定条件が成立していない場合（Ｎ）、コントローラ３２はステップＳ６に進んで前述した第１の排熱回収暖房モード（図６）を実行する。

これにより、冷媒は室外熱交換器７と冷媒－熱媒体熱交換器６４で外気と熱媒体から吸熱するようになり、放熱器４ではこの外気から汲み上げた熱と、熱媒体を介してバッテリ５５から汲み上げた熱で車室内の暖房が行われるようになるので、室外熱交換器７における着霜は抑制されるようになる。

他方、ステップＳ２で熱媒体温度Ｔｗが第２の閾値（Ｔａｍ＋β）以上である場合、コントローラ３２はステップＳ３に進んで、前述した第２の排熱回収暖房モード（図７）を実行する。これにより、冷媒は冷媒－熱媒体熱交換器６４で熱媒体から吸熱するようになり、放熱器４ではこの熱媒体を介してバッテリ５５から汲み上げた熱で車室内の暖房が行われるようになる。これにより、室外熱交換器７では冷媒は吸熱しなくなるので、室外熱交換器７での着霜の進行は止まることになる。

また、ステップＳ５で吸込冷媒圧力判定条件が成立している場合、コントローラ３２はステップＳ３に進んで前述した第２の排熱回収暖房モード（図７）を実行する。即ち、ステップＳ２で熱媒体温度Ｔｗが第２の閾値（Ｔａｍ＋β）より低くても、吸込冷媒圧力Ｐｓが所定値Ｐｓ１より低くなり、且つ、その低下割合が所定割合Ｒ１より大きくなった状態が所定時間ｔ１継続している場合は第２の排熱回収暖房モードを実行することになる。

以上のように、本発明ではコントローラ３２が暖房運転において、熱媒体温度Ｔｗと外気温度Ｔａｍに基づき、室外熱交換器７及び冷媒－熱媒体熱交換器６４のうちの少なくとも一つを選択し、放熱器４にて放熱した冷媒を減圧した後、選択した室外熱交換器７及び／又は冷媒－熱媒体熱交換器６４にて吸熱させるようにしたので、比較的簡単な構成でバッテリ５５（発熱機器）からの排熱回収を制御し、室外熱交換器７への着霜を抑制することが可能となる。

即ち、本発明では室外熱交換器７に着霜し易いか否かを外気温度Ｔａｍで判断し、バッテリ５５から排熱を回収できるか否かを外気温度Ｔａｍと熱媒体温度Ｔｗとを比較することが判断している。

そして、実施例ではコントローラ３２に、冷媒－熱媒体熱交換器６４への冷媒の流入を禁止し、圧縮機２から吐出された冷媒を放熱器４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７にて吸熱させる通常暖房モードと、圧縮機２から吐出された冷媒を放熱器４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７と冷媒－熱媒体熱交換器６４にて吸熱させる第１の排熱回収暖房モードを設け、熱媒体温度Ｔｗが、外気温度Ｔａｍ以上の範囲に設定される所定の第１の閾値（Ｔａｍ＋α）より低い場合、通常暖房モードを実行し、第１の閾値（Ｔａｍ＋α）以上である場合、第１の排熱回収暖房モードを実行するようにしているので、比較的簡単な構成で通常暖房モードと第１の排熱回収暖房モードの切り換えを支障無く制御し、室外熱交換器７への着霜を効果的に抑制することができるようになる。

また、実施例ではコントローラ３２に、室外熱交換器７への冷媒の流入を禁止し、圧縮機２から吐出された冷媒を放熱器４にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、冷媒－熱媒体熱交換器６４にて吸熱させる第２の排熱回収暖房モードを設け、熱媒体温度Ｔｗが、第１の閾値（Ｔａｍ＋α）より高い所定の第２の閾値（Ｔａｍ＋β）以上である場合、第２の排熱回収暖房モードを実行するようにしているので、バッテリ５５から更に多くの排熱を回収できる状態では、室外熱交換器７での吸熱を停止し、バッテリ５５からの排熱のみにて車室内を暖房することができるようになり、より一層効果的に室外熱交換器７への着霜を抑制することができるようになる。

更に、熱媒体温度Ｔｗが、第１の閾値（Ｔａｍ＋α）以上であるとき、第２の閾値（Ｔａｍ＋β）より低い場合であっても、実施例ではコントローラ３２は、圧縮機２の吸込冷媒圧力Ｐｓに基づいて第２の排熱回収暖房モードを実行するようにしているので、圧縮機２の吸込冷媒圧力Ｐｓから室外熱交換器７に着霜し易い状況であることを判断し、室外熱交換器７での吸熱を停止することが可能となる。

特に、実施例ではコントローラ３２は、熱媒体温度Ｔｗが、第１の閾値（Ｔａｍ＋α）以上であって、第２の閾値（Ｔａｍ＋β）より低い場合、圧縮機２の吸込冷媒圧力Ｐｓが所定値Ｐｓ１より低くなり、その低下割合が所定割合Ｒ１より大きくなった状態が所定時間ｔ１継続した場合、第２の排熱回収暖房モードを実行するようにしているので、的確に室外熱交換器７の着霜の進行を阻止し、暖房の継続を図ることができるようになる。

これは実施例の如くコントローラ３２が、急速充電器（外部電源）によりバッテリ５５を充電する際に、除霜運転を実行する車両用空気調和装置１において極めて有効なものとなる。

尚、実施例では熱媒体を介してバッテリ５５を冷却する場合について説明したが、請求項６以外の発明ではバッテリ５５と直接熱交換する熱交換器を設けて、冷媒によりバッテリ５５から直接吸熱するようにしてもよい。その場合には、熱媒体温度Ｔｗでは無く、バッテリ温度Ｔｃｅｌｌで暖房運転における運転モードの切り換えを行うことになる。

また、実施例では暖房運転の他に、除湿暖房運転、除湿冷房運転、冷房運転、除霜運転を実行する車両用空気調和装置を採り上げて説明したが、それに限らず、請求項７、請求項８以外の発明では、暖房運転のみ、或いは、それに加えて上記の空調運転や除霜運転のうちの何れか、若しくは、それらの組み合わせを実行する車両用空気調和装置にも本発明は有効である。

また、実施例で説明したコントローラ３２の構成、車両用空気調和装置１の冷媒回路Ｒや排熱回収装置６１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ことは云うまでもない。

１ 車両用空気調和装置
２ 圧縮機
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
１３ 冷媒配管
３２ コントローラ（制御装置）
５５ バッテリ（発熱機器）
６１ 排熱回収装置
６２ 循環ポンプ（循環装置）
６４ 冷媒－熱媒体熱交換器（排熱回収用熱交換器）
６８ 熱媒体配管
７２ 分岐配管
７３ 補助膨張弁
７４ 冷媒配管
Ｒ 冷媒回路

Claims (7)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
   前記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と、
   車室外に設けられた室外熱交換器と、
   制御装置を備え、
   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前記冷媒を前記放熱器にて放熱させることで前記車室内を暖房する暖房運転を実行する車両用空気調和装置において、
   前記冷媒を用いて車両に搭載された発熱機器から排熱を回収するための排熱回収用熱交換器を備え、
   前記制御装置は前記暖房運転において、
   前記排熱回収用熱交換器への前記冷媒の流入を禁止し、前記圧縮機から吐出された前記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通常暖房モードと、
   前記圧縮機から吐出された前記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、前記室外熱交換器と前記排熱回収用熱交換器にて吸熱させる第１の排熱回収暖房モードを有し、
   前記発熱機器の温度又は当該発熱機器の温度を示す指標の値が、外気温度以上の範囲に設定される所定の第１の閾値より低い場合、前記通常暖房モードを実行し、前記第１の閾値以上である場合、前記第１の排熱回収暖房モードを実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運転において、
   前記室外熱交換器への前記冷媒の流入を禁止し、前記圧縮機から吐出された前記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、前記排熱回収用熱交換器にて吸熱させる第２の排熱回収暖房モードを有し、
   前記発熱機器の温度又は前記指標の値が、前記第１の閾値より高い所定の第２の閾値以上である場合、前記第２の排熱回収暖房モードを実行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、前記発熱機器の温度又は前記指標の値が、前記第１の閾値以上であるとき、前記第２の閾値より低い場合であっても、前記圧縮機の吸込冷媒圧力を示す指標の値に基づいて前記第２の排熱回収暖房モードを実行することを特徴とする請求項２に記載の車両用空気調和装置。
4. 前記制御装置は、前記発熱機器の温度又は前記指標の値が、前記第１の閾値以上であって、前記第２の閾値より低い場合、前記圧縮機の吸込冷媒圧力を示す指標の値が所定値より低くなり、その低下割合が所定割合より大きくなった状態が所定時間継続した場合、前記第２の排熱回収暖房モードを実行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. 前記発熱機器と前記排熱回収用熱交換器の間で熱媒体を循環させるための循環装置を備え、
   前記制御装置は、前記熱媒体の温度を前記指標の値とし、前記排熱回収用熱交換器にて前記冷媒により前記熱媒体から吸熱することで、前記発熱機器から排熱を回収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. 前記冷媒を吸熱させて前記車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器を備え、
   前記制御装置は、
   前記圧縮機から吐出された前記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運転と、
   前記圧縮機から吐出された前記冷媒を前記放熱器と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運転と、
   前記圧縮機から吐出された前記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運転と、
   前記圧縮機から吐出された前記冷媒を前記室外熱交換器に流入させて当該室外熱交換器を除霜する除霜運転を有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. 前記発熱機器は前記車両に搭載されたバッテリであり、前記圧縮機は前記バッテリから給電されて駆動されると共に、
   前記制御装置は、外部電源により前記バッテリを充電する際に、前記除霜運転を実行することを特徴とする請求項６に記載の車両用空気調和装置。
   

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