JPH0820239A - 電気自動車用エアコン装置における除霜運転制御装置 - Google Patents

電気自動車用エアコン装置における除霜運転制御装置

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JPH0820239A
JPH0820239A JP6155043A JP15504394A JPH0820239A JP H0820239 A JPH0820239 A JP H0820239A JP 6155043 A JP6155043 A JP 6155043A JP 15504394 A JP15504394 A JP 15504394A JP H0820239 A JPH0820239 A JP H0820239A
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heat exchanger
electric vehicle
temperature
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進 池田
Toshimi Isobe
敏美 礒部
Atsuo Inoue
敦雄 井上
Akihiro Tajiri
昭弘 田尻
Masahiro Takagi
雅裕 高木
Mitsuru Ishikawa
満 石川
Nagaharu Sakuma
長治 佐久間
Nobuyuki Yuri
信行 由利
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Sanden Corp
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】除霜を最適な時期に低コストで行うことがで
き、また、電気自動車のバッテリに蓄積された電気エネ
ルギを消耗することなく効率的に除霜を行うことを可能
とする。 【構成】充電ユニットを介して外部電源２０が接続され
た状態において、プリエアコンタイマ３２からの信号に
よりプリエアコン動作の開始が指令された時、エアコン
コントローラ２６は、温度センサ３４、３６、３８から
の信号に基づいて室外熱交換器４６の除霜状態を確認
し、除霜していると判断された場合、エアコン装置１０
を冷房運転して除霜を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車のバッテリ
の充電電力を用いて熱交換器を機能させ、前記電気自動
車の車内空調を行う電気自動車用エアコン装置における
除霜運転制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関等の熱源を有しない電気自動車
の場合、一般に、ヒートポンプを用いたエアコン装置が
使用されている。このヒートポンプ式エアコン装置で
は、熱交換器を用いて外気の熱エネルギと車内の熱エネ
ルギとを交換することで冷暖房を行うようにしている。
この場合、外気温が低いと、前記熱交換器に着霜するこ
とがある。熱交換器が着霜した状態でエアコン装置を動
作させると、熱交換機能が低下するため、エアコン装置
の能力が低下し、充分な暖房効果を得ることができなく
なってしまう。
【０００３】そこで、解決策として、前記熱交換器が着
霜状態となっている場合、エアコン装置を冷房運転に切
り換えることにより、前記熱交換器から放熱して霜を除
去すること、また、前記熱交換器に電気ヒータを付設
し、着霜時に前記電気ヒータを駆動して霜を除去するこ
とが考えられる。さらに、これらの２つの方法を併用し
て短時間で霜を除去することが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、除霜の
ために冷房運転を行っている間、車内の暖房ができない
ため、快適な乗車環境を得ることができなくなってしま
う。また、電気ヒータは、電気消費量が大きく、特に、
電気自動車のようにバッテリの電気消費量を極力抑える
必要があるものにとって不利になるだけでなく、電気ヒ
ータを設ける分コストが上昇する不都合がある。
【０００５】本発明は、前記の不都合を解消するもので
あり、除霜を最適な時期に低コストで行うことができ、
また、電気自動車のバッテリに蓄積された電気エネルギ
を消耗することなく効率的に除霜を行うことのできる電
気自動車用エアコン装置における除霜運転制御装置を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、電気自動車のバッテリの充電電力を用
いてコンプレッサを駆動することで熱交換器を機能さ
せ、前記電気自動車の車内空調を行う電気自動車用エア
コン装置において、エアコン装置が搭乗者の乗車以前の
予備動作状態にあることを検知するエアコン動作検知手
段と、前記熱交換器に対する着霜状態を判定する着霜判
定手段と、前記エアコン動作検知手段によりエアコン動
作中を検知し、且つ、前記着霜判定手段により着霜状態
と判定した際、前記エアコン装置を冷房動作で駆動制御
する除霜手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】また、本発明は、電気自動車のバッテリの
充電電力を用いてコンプレッサを駆動することで熱交換
器を機能させ、前記電気自動車の車内空調を行う電気自
動車用エアコン装置において、前記熱交換器に対する着
霜状態を判定する着霜判定手段と、前記バッテリに対す
る充電状態を検知する充電状態検知手段と、前記着霜判
定手段により着霜状態と判定し、且つ、前記充電状態検
知手段により充電状態を検知した際、エアコン装置を冷
房動作で駆動制御する除霜手段と、を備えることを特徴
とする。
【０００８】
【作用】本発明の電気自動車用エアコン装置における除
霜運転制御装置では、エアコン装置が搭乗者の乗車以前
の予備動作状態にあることを検知した場合、着霜判定手
段によって熱交換器の着霜状態を判定し、着霜している
と判定されたとき、前記エアコン装置を冷房動作させる
ことにより、搭乗者のいない状態で除霜運転を行う。
【０００９】また、着霜判定手段によって熱交換器の着
霜状態が確認された場合、当該電気自動車が充電状態に
あることを確認し、外部充電器の充電電力を用いて前記
エアコン装置を冷房動作させる。
【００１０】
【実施例】図１は、本実施例のエアコン装置１０を搭載
した電気自動車１２の全体構成を示し、図２は、前記エ
アコン装置１０を中心とした制御回路１４の構成ブロッ
クを示す。
【００１１】制御回路１４は、電気自動車１２に搭載さ
れたバッテリ１６から供給される電力、または、充電ユ
ニット１８を介して外部電源２０から供給される電力を
制御するマネージメントコントローラ２２を備える。前
記マネージメントコントローラ２２には、バッテリ１６
および充電ユニット１８から供給される電力の切換制御
を行うジャンクションボックス２４が接続されるととも
に、エアコン装置１０を制御するエアコンコントローラ
２６が接続される。前記エアコンコントローラ２６はイ
ンバータ回路２８を介してエアコン装置１０の動作制御
を行う。この場合、エアコン装置１０の動作制御は、電
気自動車１２の運転席に配設されたコントロールパネル
３０（図３参照）からの動作指令に基づいて行われる。
なお、エアコンコントローラ２６には、快適な乗車環境
を設定することを目的として、当該電気自動車１２に搭
乗者が乗車する以前にエアコン装置１０を動作させるプ
リエアコンモードの開始時刻を設定するプリエアコンタ
イマ３２が接続される。また、エアコンコントローラ２
６には、バッテリ１６に対して外部電源２０から電力を
充電中であることを示す充電信号が充電ユニット１８よ
り供給されるとともに、エアコン装置１０を制御するた
めに電気自動車１２の所定の位置に配設された温度セン
サ３４、３６、３８からの温度検出信号が供給される。
【００１２】ここで、コントロールパネル３０は、図３
に示すように構成される。すなわち、コントロールパネ
ル３０の上部には、検出された温度や湿度等を表示する
液晶表示パネル４０ａが設けられ、その下部左側には、
エアコン装置１０の自動制御を行うスイッチ（ＡＵＴ
Ｏ）、ＯＮ／ＯＦＦ制御を行うスイッチ（ＯＮ／ＯＦ
Ｆ）、プリエアコンタイマ３２にエアコン装置１０の動
作時刻を設定するためのスイッチ（プリＡ／Ｃ）からな
る操作スイッチ４０ｂが設けられる。また、前記操作ス
イッチ４０ｂの右側には、温度を設定するための操作ス
イッチ４０ｃ、乗車時刻等を設定するための操作スイッ
チ４０ｄが設けられる。コントロールパネル３０の下部
には、左側から順に、内外気を切り替えるための操作ス
イッチ４０ｅ、電動ファンによる風量を調整するための
操作スイッチ４０ｆ、吹出口を切り替えるための操作ス
イッチ４０ｇが設けられる。コントロールパネル３０の
右側部には、上部にエアコン装置１０が除霜運転中であ
ることを示す表示灯４２が設けられ、その下には、エア
コン装置１０を除湿運転させるための操作スイッチ４０
ｈが設けられる。さらに、前記操作スイッチ４０ｈの下
には、各ヒータを付勢するための操作スイッチ４０ｉが
設けられる。
【００１３】一方、エアコン装置１０は、インバータ回
路２８によって制御される電動コンプレッサ４４と、電
気自動車１２のフロントグリルに配設される室外熱交換
器４６と、車内に配設される第１および第２室内熱交換
器４８、５０と、前記電動コンプレッサ４４から供給さ
れる冷媒の流路を制御する電磁弁５２、５４、５６、逆
止弁５８、６０および感熱式の膨張弁６２、６４と、受
液器６６と、アキュムレータ６８とを有する。前記第１
および第２室内熱交換器４８、５０は、車内のダクト７
０内に配設される。このダクト７０内には、さらに、電
動ファン７２および電動ダンパ７４、７６、７８、８０
が配設される。なお、室外熱交換器４６には、そのフィ
ンの温度を検出する温度センサ３４が設けられ、また、
室外熱交換器４６の外気採入側および熱交換された空気
の流通側には、温度センサ３６および３８が夫々配設さ
れる。
【００１４】本実施例のエアコン装置１０を搭載した電
気自動車１２は、基本的には以上のように構成されるも
のであり、次に、このエアコン装置１０において、除霜
運転制御を行う場合につき、図４に示すフローチャート
に基づいて説明する。
【００１５】例えば、通常運転時において、操作スイッ
チ４０ｂが操作されて暖房動作が指令されると、エアコ
ンコントローラ２６は、インバータ回路２８を介してエ
アコン装置１０を駆動し、暖房動作を行う一方、室外熱
交換器４６に対する着霜の有無の判定を行う（ステップ
Ｓ１０）。
【００１６】この暖房動作は、例えば、電磁弁５２が閉
塞され、電磁弁５４、５６が開成された状態で実施され
る。すなわち、図２において、電動コンプレッサ４４か
ら吐出された冷媒は、電磁弁５４を通じて第２室内熱交
換器５０に流入して凝縮され、逆止弁６０および受液器
６６を通過した後に分流し、その冷媒の一部は、膨張弁
６４を介して第１室内熱交換器４８に流入して蒸発し、
次いで、アキュムレータ６８を通じて電動コンプレッサ
４４に吸入される。また、冷媒の残りの部分は、膨張弁
６２を介して室外熱交換器４６に流入して蒸発し、電磁
弁５６およびアキュムレータ６８を通過して電動コンプ
レッサ４４に吸入される。この結果、第２室内熱交換器
５０における放熱作用によって車内の暖房が行われると
ともに、第１室内熱交換器４８における吸熱作用によっ
て除湿が行われる。この際、室外熱交換器４６では、吸
熱作用が遂行されるため、温度センサ３４によって検出
されるフィン温度ＴF が低下することになる。
【００１７】一方、着霜判定は、図５に示すフローチャ
ートに従って行われる。先ず、室外熱交換器４６のフィ
ン温度ＴF を温度センサ３４を用いて検出する。このフ
ィン温度ＴF が２℃よりも低い場合（ステップＳ１
１）、前記室外熱交換器４６が着霜する可能性が極めて
高いと判断できる。次に、温度センサ３８を用いて前記
室外熱交換器４６の空気流通側の空気温度ＴO を検出す
る。この空気温度ＴO がＴ F ＜ＴO −９℃の関係にある
場合には（ステップＳ１２）、室外熱交換器４６による
熱交換効率が悪く、従って、前記室外熱交換器４６が着
霜状態にある可能性が極めて高いと判断できる。そこ
で、これらの２つの条件（ステップＳ１１およびＳ１
２）が成立する場合、着霜していると判定し、エアコン
コントローラ２６において着霜フラグをセットする（ス
テップＳ１３）。
【００１８】なお、室外熱交換器４６が着霜している場
合、エアコン装置１０による暖房動作の能力が低下する
ことになるが、搭乗者が乗車している通常運転時におい
ては、乗車環境を優先して暖房動作を継続する。
【００１９】次に、搭乗者は、当該電気自動車１２から
降車する際に、図３に示すコントロールパネル３０の操
作スイッチ４０ｂ（プリＡ／Ｃのスイッチ）を操作し、
次いで、操作スイッチ４０ｃおよび４０ｄを操作して、
次回の乗車に先立って暖房運転を自動的に開始するプリ
エアコンモードを設定することができる。この場合、前
記プリエアコンモードが設定されると、プリエアコンモ
ードの開始時間がプリエアコンタイマ３２に設定され
る。そして、前記電気自動車１２に充電ユニット１８を
介して外部電源２０を接続することにより、バッテリ１
６に対する充電を開始する。
【００２０】そこで、前記のようにプリエアコンモード
が設定されるとともに、外部電源２０が接続された電気
自動車１２において、設定時刻となってプリエアコンタ
イマ３２からプリエアコンモードの開始指令信号がエア
コンコントローラ２６に供給されると、前記エアコンコ
ントローラ２６は、充電ユニット１８からの充電信号を
確認した後、ジャンクションボックス２４を介して外部
電源２０とインバータ回路２８とを接続し、前記外部電
源２０から供給される電力に基づきインバータ回路２８
によりエアコン装置１０を駆動する。なお、本実施例
は、除霜制御に関するものであるから外気温度が低く、
従って、エアコン装置１０は、プリエアコンモードにお
いて暖房動作を行うことになる。
【００２１】次に、エアコンコントローラ２６は、着霜
フラグがセットされているか否かを確認し（ステップＳ
２０）、セットされている場合には、室外熱交換器４６
が着霜状態であることから、エアコン装置１０によるプ
リエアコン動作中であること（ステップＳ３０）、およ
び、充電ユニット１８に外部電源２０が接続されている
こと（ステップＳ４０）を確認して除霜運転を開始す
る。すなわち、充電ユニット１８に外部電源２０が接続
されると、充電中である充電信号がエアコンコントロー
ラ２６に供給されるため、前記エアコンコントローラ２
６は、前記充電信号を検出することにより外部電源２０
の接続状態を確認することができる。なお、外部電源２
０の接続状態を検出するのは、以下に説明する除霜運転
を外部電源２０の電力を用いて行い、これによってバッ
テリ１６に蓄積された電力の消耗を防止するためであ
る。
【００２２】前記のように着霜判定がなされた場合（ス
テップＳ２０）、エアコン装置１０を冷房モードに設定
することで除霜運転を開始する（ステップＳ５０）。こ
の除霜運転は、図６に示すフローチャートに従って行わ
れる。先ず、図３に示すコントロールパネル３０におい
て、除霜中を示す表示灯４２が点灯する（ステップＳ５
１）。次いで、電動ダンパ８０をディフロスタ側に設定
し（ステップＳ５２）、電動ダンパ７４を車内循環側に
設定する（ステップＳ５３）。また、電動ファン７２を
最大回転状態に設定し（ステップＳ５４）、室外熱交換
器４６の図示しないファンを停止状態に設定する（ステ
ップＳ５５）。そして、電磁弁５２を開成するとともに
電磁弁５４、５６を閉成した後（ステップＳ５６）、冷
房動作を開始する（ステップＳ５７）。なお、この場合
の冷房動作には、室外熱交換器４６へ高圧、高温の冷媒
を循環させるモードを含むものとする。
【００２３】前記冷房動作は、例えば、電磁弁５２が開
成され、電磁弁５４、５６が閉成された状態で実施され
る。すなわち、図２において、電動コンプレッサ４４か
ら吐出された冷媒は、電磁弁５２を通じて室外熱交換器
４６に流入して凝縮され、逆止弁５８および受液器６６
を通過した後、膨張弁６４を介して第１室内熱交換器４
８に流入して蒸発し、次いで、アキュムレータ６８を通
じて電動コンプレッサ４４に吸入される。この場合、前
記第１室内熱交換器４８における吸熱作用によって車内
が冷房される一方、室外熱交換器４６で生じる放熱作用
により当該室外熱交換器４６が急速に除霜されることに
なる。
【００２４】次いで、除霜運転が所定時間行われた後、
室外熱交換器４６の除霜が完了しているか否かの確認を
図７に示すフローチャートに従って行う（ステップＳ６
０）。この場合、エアコンコントローラ２６は、温度セ
ンサ３４から室外熱交換器４６のフィン温度ＴF を読み
取るとともに、温度センサ３６から当該電気自動車１２
の環境温度Ｔamを読み取り、これらがＴF ≧Ｔam＋１０
℃の関係を満たしているか否かを判定する（ステップＳ
６１）。前記の関係を満たしている場合には、室外熱交
換器４６のフィンが充分に温められ、霜が除去されたも
のと判断することができる。そこで、室外熱交換器４６
の図示しないファンを所定時間回転させ、前記室外熱交
換器４６のフィンに付着している水滴を吹き飛ばす（ス
テップＳ６２）。そして、再度、ＴF ≧Ｔam＋１０℃の
関係を満たしているか否かを確認した後（ステップＳ６
３）、着霜フラグをリセットする（ステップＳ６４）。
なお、ステップＳ６３の関係が満たされない場合には、
前記着霜フラグはリセットされない。
【００２５】次に、エアコンコントローラ２６は、着霜
フラグを確認し（ステップＳ７０）、前記着霜フラグが
リセットされている場合、除霜運転、すなわち、エアコ
ン装置１０による冷房動作を解除する（ステップＳ８
０）。この解除動作は、図８に示すフローチャートに従
って行われる。すなわち、除霜が完了したことを確認す
ると、コントロールパネル３０の表示灯４２を消灯する
（ステップＳ８１）。次いで、電動ダンパ７４、８０、
電動ファン７２、室外熱交換器４６の図示しないファン
および電磁弁５２、５４、５６を除霜運転開始前の状態
とした後（ステップＳ８２、Ｓ８３、Ｓ８４、Ｓ８５、
Ｓ８６）、冷房動作を暖房動作に切り替える（ステップ
Ｓ８７）。この場合、室外熱交換器４６は、前記除霜運
転によって除霜されているため、エアコン装置１０は効
率的に動作し、当該電気自動車１２に対して人が搭乗す
る以前に快適な乗車環境が設定されることになる。
【００２６】なお、上述した実施例では、エアコン装置
１０によるプリエアコン動作が行われていることを条件
として除霜運転を開始するようにしているが（ステップ
Ｓ３０）、必ずしもプリエアコン動作を条件とする必要
はない。すなわち、エアコンコントローラ２６は、一定
時間毎に除霜フラグがセットされているか否かを確認し
（ステップＳ２０）、前記除霜フラグがセットされてい
て室外熱交換器４６が着霜状態にあることを確認した
際、外部電源２０の接続を確認し（ステップＳ４０）、
除霜運転を行うようにすることが可能である（ステップ
Ｓ５０）。この場合、搭乗者によるプリエアコンモード
の設定の有無に拘らず、エアコン装置１０の除霜を行う
ことができる。
【００２７】
【発明の効果】以上のように、本発明の電気自動車用エ
アコン装置における除霜運転制御装置では、エアコン装
置が搭乗者の乗車以前の予備動作状態にあることを検知
した場合において、着霜状態であることを確認し、当該
エアコン装置を冷房動作させて除霜するようにしてい
る。この場合、前記電気自動車には、人が乗車していな
いため、搭乗者に不快感を与えることなく除霜作業を行
うことができる。しかも、電気ヒータ等を用いないた
め、低コストで除霜を実現することができる。
【００２８】また、当該電気自動車が充電中であること
を確認して除霜作業を行えば、外部充電器の充電電力を
利用してバッテリの電力を消耗することなく効率的に除
霜作業を行うことができる。なお、この場合において
も、電気自動車の充電中は、通常、搭乗者がいないた
め、最適な時期の除霜作業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の電気自動車用エアコン装置における
除霜運転制御装置を搭載した車両の構成図である。
【図２】本実施例の電気自動車用エアコン装置およびそ
の除霜運転制御装置の構成ブロック図である。
【図３】本実施例の電気自動車用エアコン装置のコント
ロールパネルの説明図である。
【図４】本実施例の除霜運転制御装置の動作フローチャ
ートである。
【図５】図４に示す動作フローチャートにおける着霜判
定の動作フローチャートである。
【図６】図４に示す動作フローチャートにおける除霜運
転の動作フローチャートである。
【図７】図４に示す動作フローチャートにおける除霜確
認の動作フローチャートである。
【図８】図４に示す動作フローチャートにおける除霜運
転解除の動作フローチャートである。
【符号の説明】
１０…エアコン装置 １２…電気自動
車 １４…制御回路 １６…バッテリ １８…充電ユニット ２０…外部電源 ２２…マネージメントコントローラ ２４…ジャンク
ションボックス ２６…エアコンコントローラ ２８…インバー
タ回路 ３０…コントロールパネル ３２…プリエア
コンタイマ ３４、３６、３８…温度センサ ４２…表示灯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 敦雄 群馬県伊勢崎市寿町20番地 サンデン株式 会社内 (72)発明者 田尻 昭弘 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 高木 雅裕 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 石川 満 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 佐久間 長治 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 由利 信行 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電気自動車のバッテリの充電電力を用いて
    コンプレッサを駆動することで熱交換器を機能させ、前
    記電気自動車の車内空調を行う電気自動車用エアコン装
    置において、 エアコン装置が搭乗者の乗車以前の予備動作状態にある
    ことを検知するエアコン動作検知手段と、 前記熱交換器に対する着霜状態を判定する着霜判定手段
    と、 前記エアコン動作検知手段によりエアコン動作中を検知
    し、且つ、前記着霜判定手段により着霜状態と判定した
    際、前記エアコン装置を冷房動作で駆動制御する除霜手
    段と、 を備えることを特徴とする電気自動車用エアコン装置に
    おける除霜運転制御装置。
  2. 【請求項２】電気自動車のバッテリの充電電力を用いて
    コンプレッサを駆動することで熱交換器を機能させ、前
    記電気自動車の車内空調を行う電気自動車用エアコン装
    置において、 前記熱交換器に対する着霜状態を判定する着霜判定手段
    と、 前記バッテリに対する充電状態を検知する充電状態検知
    手段と、 前記着霜判定手段により着霜状態と判定し、且つ、前記
    充電状態検知手段により充電状態を検知した際、エアコ
    ン装置を冷房動作で駆動制御する除霜手段と、 を備えることを特徴とする電気自動車用エアコン装置に
    おける除霜運転制御装置。
  3. 【請求項３】請求項１または２記載の装置において、 着霜判定手段は、 熱交換器の温度を検出する第１温度センサと、 エアコン装置を暖房動作で駆動制御した際の前記熱交換
    器による熱交換後の空気温度を検出する第２温度センサ
    と、 を備え、前記熱交換器の温度と前記空気温度との差に基
    づき、前記熱交換器に対する着霜状態を判定することを
    特徴とする電気自動車用エアコン装置における除霜運転
    制御装置。
  4. 【請求項４】請求項１または２記載の装置において、 着霜判定手段は、 熱交換器の温度を検出する第１温度センサと、 エアコン装置を暖房動作で駆動制御した際の前記熱交換
    器による熱交換後の空気温度を検出する第２温度センサ
    と、 当該電気自動車の環境温度を検出する第３温度センサ
    と、 を備え、前記熱交換器の温度と前記空気温度との差、お
    よび、前記熱交換器の温度と前記環境温度との差に基づ
    き、前記熱交換器に対する着霜状態を判定することを特
    徴とする電気自動車用エアコン装置における除霜運転制
    御装置。
  5. 【請求項５】請求項１または２記載の装置において、 着霜判定手段は、 熱交換器の温度を検出する第１温度センサと、 当該電気自動車の環境温度を検出する第３温度センサ
    と、 を備え、前記熱交換器の温度と前記環境温度との差に基
    づき、前記熱交換器の除霜完了状態を判定することを特
    徴とする電気自動車用エアコン装置における除霜運転制
    御装置。
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