特許 6073652 車両用空気調和装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6073652

(24)【登録日】2017年1月13日

(45)【発行日】2017年2月1日

(54)【発明の名称】車両用空気調和装置

(51)【国際特許分類】

   B60H 1/22 20060101AFI20170123BHJP

   B60H 1/32 20060101ALI20170123BHJP

   F25B 47/02 20060101ALI20170123BHJP

【ＦＩ】

   B60H1/22 651C

   B60H1/32 624F

   F25B47/02 570M

   F25B47/02 520B

【請求項の数】9

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2012-247524(P2012-247524)

(22)【出願日】2012年11月9日

(65)【公開番号】特開2014-94676(P2014-94676A)

(43)【公開日】2014年5月22日

【審査請求日】2015年10月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001845

【氏名又は名称】サンデンホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098361

【弁理士】

【氏名又は名称】雨笠 敬

(72)【発明者】

【氏名】宮腰 竜

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 謙一

(72)【発明者】

【氏名】武居 秀憲

(72)【発明者】

【氏名】山下 耕平

【審査官】 土屋 正志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１７６６６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２７８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２２５１５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／０９３２９７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｈ １／２２

Ｂ６０Ｈ １／３２

Ｆ２５Ｂ ４７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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、
該空気流通路に設けられて冷媒を放熱させる放熱器と、
前記車室外に設けられて冷媒を吸熱させる室外熱交換器と、
該室外熱交換器の除霜を行う除霜手段と、
制御手段とを備え、
該制御手段により、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て車室内を暖房する車両用空気調和装置において、
前記制御手段は、前記室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯと、無着霜時における当該室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅとに基づき、又は、前記室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯと、無着霜時における当該室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅとに基づき、該室外熱交換器への着霜を判定し、前記除霜手段により当該室外熱交換器の除霜を行うことを特徴とする車両用空気調和装置。

【請求項2】

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、
該空気流通路に設けられて冷媒を放熱させる放熱器と、
前記空気流通路に設けられて冷媒を吸熱させる吸熱器と、
前記車室外に設けられて冷媒を吸熱させる室外熱交換器と、
該室外熱交換器の除霜を行う除霜手段と、
制御手段とを備え、
該制御手段により、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、前記吸熱器のみ、又は、該吸熱器と前記室外熱交換器にて吸熱させて車室内の除湿暖房を行う車両用空気調和装置において、
前記制御手段は、前記室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯと、無着霜時における当該室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅとに基づき、又は、前記室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯと、無着霜時における当該室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅとに基づき、該室外熱交換器への着霜を判定し、前記除霜手段により当該室外熱交換器の除霜を行うことを特徴とする車両用空気調和装置。

【請求項3】

冷媒を圧縮する圧縮機と、
車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、
該空気流通路に設けられて冷媒を放熱させる放熱器と、
前記空気流通路に設けられて冷媒を吸熱させる吸熱器と、
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、
該室外熱交換器の除霜を行う除霜手段と、
制御手段とを備え、
該制御手段により少なくとも、
前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、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、前記吸熱器のみ、又は、該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とを切り換えて実行する車両用空気調和装置において、
前記制御手段は、前記暖房モード及び前記除湿暖房モードにおいて、前記室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯと、無着霜時における当該室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅとに基づき、又は、前記室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯと、無着霜時における当該室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅとに基づき、該室外熱交換器への着霜を判定し、前記除霜手段により当該室外熱交換器の除霜を行うことを特徴とする車両用空気調和装置。

【請求項4】

前記制御手段は、前記室外熱交換器の吸込空気温度、前記室外熱交換器の通過風速、冷媒流量、前記放熱器の通風風量、及び、負荷を示す指標のうちの何れか一つ、若しくは、それらの組み合わせに基づいて前記無着霜時における室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅ、又は、前記無着霜時における室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅを決定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。

【請求項5】

前記無着霜時における室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＣＯｂａｓｅ、又は、前記無着霜時における室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅは、前記室外熱交換器の冷媒蒸発時の効率、又は、低湿度時における前記室外熱交換器の冷媒蒸発圧力、又は、低湿度時における前記室外熱交換器の冷媒蒸発温度に基づいて決定され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。

【請求項6】

前記制御手段は、前記室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯが前記無着霜時における当該室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅより低下し、その差ΔＰＸＯが所定値以上となった状態が所定時間継続した場合、又は、前記室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯが前記無着霜時における当該室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅより低下し、その差ΔＴＸＯが所定値以上となった状態が所定時間継続した場合、前記室外熱交換器に着霜したものと判定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。

【請求項7】

前記制御手段は、環境条件、負荷、及び、経年劣化を示す指標のうちの何れか一つ、若しくは、それらの組み合わせに基づいて前記着霜判定の差ΔＰＸＯの所定値及び／又は前記着霜判定の所定時間、又は、前記着霜判定の差ΔＴＸＯの所定値及び／又は前記着霜判定の所定時間を変更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。

【請求項8】

前記制御手段は、運転状態の過渡期には前記室外熱交換器の着霜判定を実行しない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。

【請求項9】

前記制御手段は、車速変動が大きい場合は前記室外熱交換器の着霜判定を実行しないことを特徴とする請求項１乃至請求項８のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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適用可能な空気調和装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年の環境問題の顕在化から、ハイブリッド自動車や電気自動車が普及するに至っている。そして、このような車両に適用することができる空気調和装置として、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、車室内側に設けられて冷媒を放熱させる放熱器と、車室内側に設けられて冷媒を吸熱させる吸熱器と、車室外側に設けられて冷媒を放熱又は吸熱させる室外熱交換器を備え、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器において放熱させ、この放熱器において放熱した冷媒を室外熱交換器において吸熱させる暖房運転と、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のみ、又は、この吸熱器と室外熱交換器におい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運転と、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運転の各運転モードを実行するものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

また、暖房運転や除湿暖房運転では室外熱交換器が外気から吸熱するため、当該室外熱交換器には着霜が生じる。室外熱交換器に着霜が成長すると、外気からの吸熱能力が著しく低下するため、室外熱交換器の着霜を除去する除霜運転が実行される。しかしながら、この除霜運転中は車室内に吹き出される空気温度が低下し、快適性が損なわれると共に、消費電力も増加するため、除霜は最低限としたい。

【0004】

室外熱交換器の除霜を最低限とするためには、精度の高い着霜判定が必要となる。そこで、前記公報では外気温度と外気湿度から外気露点温度を算出し、室外熱交換器から流出する冷媒の温度が、外気露点温度よりも低いか否か判定し、外気露点温度が冷媒の温度より低い場合に室外熱交換器に着霜が生じているものと判定していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−１７６６６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、前記外気露点温度を精度良く検出することは困難である。そのため、従来の着霜判定によっては精度良く室外熱交換器の着霜を判定することが難しかった。

【0007】

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、室外熱交換器の着霜判定精度を向上させ、暖房性能を確保し、無用な除霜を回避することによって、消費電力の削減を図った車両用空気調和装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１の発明の車両用空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、この空気流通路に設けられて冷媒を放熱させる放熱器と、車室外に設けられて冷媒を吸熱させる室外熱交換器と、この室外熱交換器の除霜を行う除霜手段と、制御手段とを備え、この制御手段により、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て車室内を暖房するものであって、制御手段は、室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯと、無着霜時における当該室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅとに基づき、又は、室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯと、無着霜時における当該室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅとに基づき、この室外熱交換器への着霜を判定し、除霜手段により当該室外熱交換器の除霜を行うことを特徴とする。

【0009】

請求項２の発明の車両用空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、こ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吸熱させる室外熱交換器と、この室外熱交換器の除霜を行う除霜手段と、制御手段とを備え、この制御手段により、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、吸熱器のみ、又は、この吸熱器と室外熱交換器にて吸熱させて車室内の除湿暖房を行うものであって、制御手段は、室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯと、無着霜時における当該室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅとに基づき、又は、室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯと、無着霜時における当該室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅとに基づき、この室外熱交換器への着霜を判定し、除霜手段により当該室外熱交換器の除霜を行うことを特徴とする。

【0010】

請求項３の発明の車両用空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、こ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又は吸熱させる室外熱交換器と、この室外熱交換器の除霜を行う除霜手段と、制御手段とを備え、この制御手段により少なくとも、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、室外熱交換器に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て放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器のみ、又は、この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とを切り換えて実行するものであって、制御手段は、暖房モード及び除湿暖房モードにおいて、室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯと、無着霜時における当該室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅとに基づき、又は、室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯと、無着霜時における当該室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅとに基づき、この室外熱交換器への着霜を判定し、除霜手段により当該室外熱交換器の除霜を行うことを特徴とする。

【0011】

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手段は、室外熱交換器の吸込空気温度、室外熱交換器の通過風速、冷媒流量、放熱器の通風風量、及び、負荷を示す指標のうちの何れか一つ、若しくは、それらの組み合わせに基づいて無着霜時における室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅ、又は、無着霜時における室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅを決定することを特徴とする。

【0012】

請求項５の発明の車両用空気調和装置は、請求項１乃至請求項３の発明において無着霜時における室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＣＯｂａｓｅ、又は、無着霜時における室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅは、室外熱交換器の冷媒蒸発時の効率、又は、低湿度時における室外熱交換器の冷媒蒸発圧力、又は、低湿度時における室外熱交換器の冷媒蒸発温度に基づいて決定されることを特徴とする。

【0013】

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手段は、室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯが無着霜時における当該室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅより低下し、その差ΔＰＸＯが所定値以上となった状態が所定時間継続した場合、又は、室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯが無着霜時における当該室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅより低下し、その差ΔＴＸＯが所定値以上となった状態が所定時間継続した場合、室外熱交換器に着霜したものと判定することを特徴とする。

【0014】

請求項７の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御手段は、環境条件、負荷、及び、経年劣化を示す指標のうちの何れか一つ、若しくは、それらの組み合わせに基づいて着霜判定の差ΔＰＸＯの所定値及び／又は着霜判定の所定時間、又は、着霜判定の差ΔＴＸＯの所定値及び／又は着霜判定の所定時間を変更することを特徴とする。

【0015】

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制御手段は、運転状態の過渡期には室外熱交換器の着霜判定を実行しないことを特徴とする。

【0016】

請求項９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手段は、車速変動が大きい場合は室外熱交換器の着霜判定を実行しないことを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

請求項１乃至請求項３の発明の車両用空気調和装置によれば、暖房時及び／又は除湿暖房時に、制御手段が、室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯと、無着霜時における当該室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅとに基づき、又は、室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯと、無着霜時における当該室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅとに基づき、室外熱交換器への着霜を判定し、除霜手段により当該室外熱交換器の除霜を行うようにしたので、室外熱交換器の着霜を精度良く判定して除霜することができるようになる。

【0018】

これにより、室外熱交換器の除霜を最低限に抑えることができるようになり、除霜に伴う車室内の快適性の低下や、消費電力増を抑制することが可能となる。

【0019】

特に、請求項４の発明の如く制御手段が、室外熱交換器の吸込空気温度、室外熱交換器の通過風速、冷媒流量、放熱器の通風風量、及び、負荷を示す指標のうちの何れか一つ、若しくは、それらの組み合わせに基づいて無着霜時における室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅ、又は、無着霜時における室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅを決定するようにすれば、着霜判定基準となる無着霜時における室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅや冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅを的確に得ることができるようになる。

【0020】

尚、この無着霜時における室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＣＯｂａｓｅ、又は、無着霜時における室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅは、請求項５の発明の如く室外熱交換器の冷媒蒸発時の効率、又は、低湿度時における室外熱交換器の冷媒蒸発圧力、又は、低湿度時における室外熱交換器の冷媒蒸発温度に基づいて決定することも可能である。

【0021】

そして、請求項６の発明の如く制御手段が、室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯが無着霜時における当該室外熱交換器の冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅより低下し、その差ΔＰＸＯが所定値以上となった状態が所定時間継続した場合、又は、室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯが無着霜時における当該室外熱交換器の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅより低下し、その差ΔＴＸＯが所定値以上となった状態が所定時間継続した場合、室外熱交換器に着霜したものと判定するようにすることにより、外乱等の影響による誤判定を排除した室外熱交換器のより精度の高い着霜判定を実現することが可能となる。

【0022】

また、請求項７の発明の如く制御手段が、環境条件、負荷、及び、経年劣化を示す指標のうちの何れか一つ、若しくは、それらの組み合わせに基づいて着霜判定の差ΔＰＸＯの所定値及び／又は着霜判定の所定時間、又は、着霜判定の差ΔＴＸＯの所定値及び／又は着霜判定の所定時間を変更するようにすれば、外乱等による影響を排除しながら、室外熱交換器の迅速且つ高精度な着霜判定を実現することが可能となる。

【0023】

更に、請求項８の発明の如く制御手段が、運転状態の過渡期には室外熱交換器の着霜判定を実行しないようにすることにより、運転開始時やモードの切換時等における過渡期に生じる誤判定の発生を効果的に排除することが可能となる。

【0024】

更にまた、請求項９の発明の如く制御手段が、車速変動が大きい場合は室外熱交換器の着霜判定を実行しないようにすることにより、室外熱交換器への通風が大きく変動することによって発生する誤判定を排除した室外熱交換器のより精度の高い着霜判定を実現することが可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】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2】図１の車両用空気調和装置のコントローラの電気回路のブロック図である。

【図3】図２のコントローラの圧縮機制御に関する制御ブロック図である。

【図4】図２のコントローラの圧縮機制御に関するもう一つの制御ブロック図である。

【図5】図２のコントローラの室外膨張弁制御に関する制御ブロック図である。

【図6】図２のコントローラの運転モードの切換制御を説明する図である。

【図7】図２のコントローラによる室外熱交換器の着霜判定を説明するタイミングチャートである。

【図8】図２のコントローラによる室外熱交換器のもう一つの着霜判定を説明するタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0026】

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。

【0027】

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。この場合、本発明を適用する実施例の車両は、エンジン（内燃機関）を有さない電気自動車（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。

【0028】

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を行い、更に、除湿暖房や冷房除湿、冷房等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。

【0029】

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、冷媒を圧縮して昇圧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内に設けられて圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒を車室内に放熱させる放熱器４と、暖房時に冷媒を減圧膨張させる電動弁から成る室外膨張弁６と、冷房時には放熱器として機能し、暖房時には蒸発器として機能すべく冷媒と外気との間で熱交換を行わせる室外熱交換器７と、冷媒を減圧膨張させる電動弁から成る室内膨張弁８と、空気流通路３内に設けられて冷房時及び除湿暖房時に車室内外から冷媒に吸熱させる吸熱器９と、吸熱器９における蒸発能力を調整する蒸発能力制御弁１１と、アキュムレータ１２等が冷媒配管１３により順次接続され、冷媒回路Ｒが構成されている。尚、室外熱交換器７には、車両の停止時に外気と冷媒とを熱交換させるための室外送風機１５が設けられている。

【0030】

また、室外熱交換器７は冷媒下流側にヘッダー部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（開閉弁）１７を介してヘッダー部１４に接続され、過冷却部１６の出口が逆止弁１８を介して室内膨張弁８に接続されている。尚、ヘッダー部１４及び過冷却部１６は構造的に室外熱交換器７の一部を構成しており、逆止弁１８は室内膨張弁８側が順方向とされている。

【0031】

また、逆止弁１８と室内膨張弁８間の冷媒配管１３Ｂは、吸熱器９の出口側に位置する蒸発能力制御弁１１を出た冷媒配管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を出て蒸発能力制御弁１１を経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。

【0032】

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（開閉弁）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。更に、放熱器４の出口側の冷媒配管１３Ｅは室外膨張弁６の手前で分岐しており、この分岐した冷媒配管１３Ｆは除湿時に開放される電磁弁（開閉弁）２２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。

【0033】

また、圧縮機２の吐出側の冷媒配管１３Ｇは分岐し、この分岐した冷媒配管１３Ｈは室外熱交換器７の除霜を行う除霜モードにおいて開放され、圧縮機２から吐出された高温冷媒（ホットガス）を直接室外熱交換器７に流入させるための電磁弁（開閉弁）２３及び逆止弁２４を介して室外膨張弁６と室外熱交換器７間の冷媒配管１３Ｉに連通接続されている。この電磁弁２３が本発明における除霜手段を構成する。尚、逆止弁２４は冷媒配管１３Ｉ方向を順方向とされている。

【0034】

また、吸熱器９の空気上流側における空気流通路３には、内気吸込口と外気吸込口の各吸込口（図１では代表して吸込口２５で示す）が形成されており、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。

【0035】

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、内気や外気の放熱器４への流通度合い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、フット、ベント、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。

【0036】

次に、図２において３２はマイクロコンピュータから構成された制御手段としてのコントローラ（ＥＣＵ）であり、このコントローラ３２の入力には車両の外気温度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に吸い込まれる温度を検出する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の吐出冷媒圧力を検出する吐出圧力センサ４２と、圧縮機２の吐出冷媒温度を検出する吐出温度センサ４３と、圧縮機２の吸込冷媒圧力を検出する吸込圧力センサ４４と、放熱器４の温度（放熱器４自体の温度、又は、放熱器４にて加熱された空気の温度）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を出た冷媒の圧力）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自体、又は、吸熱器９にて冷却された空気の温度）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、温度や運転モードの切り換えを設定するための操作部５３と、室外熱交換器７の温度を検出する室外熱交換器温度センサ５４と、室外熱交換器７の冷媒圧力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。

【0037】

コントローラ３２の出力には、前記圧縮機２と、室外送風機１５と、室内送風機（ブロワファン）２７と、吸込切換ダンパ２６と、エアミックスダンパ２８と、吹出口切換ダンパ３１と、室外膨張弁６、室内膨張弁８と、各電磁弁２３、２２、１７、２１と、蒸発能力制御弁１１が接続されている。また、コントローラ３２の出力には、放熱器４による暖房を補完するために放熱器４の空気下流側における空気流通路３に設けられた電気ヒータ５７も接続され、コントローラ３２は各センサの出力と操作部５３にて入力された設定に基づいてこれらを制御する。

【0038】

以上の構成で、次に実施例の車両用空気調和装置１の動作を説明する。コントローラ３２は実施例では大きく分けて暖房モードと、除湿暖房モードと、内部サイクルモードと、除湿冷房モードと、冷房モードの各運転モードを切り換えて実行する。先ず、各運転モードにおける冷媒の流れについて説明する。

【0039】

（１）暖房モード
コントローラ３２により或いは操作部５３へのマニュアル操作により暖房モードが選択されると、コントローラ３２は電磁弁２１を開放し、電磁弁１７、電磁弁２２及び電磁弁２３を閉じる。そして、圧縮機２、及び、各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は室内送風機２７から吹き出された空気が放熱器４に通風される状態とする。これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器４に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気が通風されるので、空気流通路３内の空気は放熱器４内の高温冷媒により加熱され、一方、放熱器４内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化する。

【0040】

放熱器４内で液化した冷媒は冷媒配管１３Ｅを経て室外膨張弁６に至り、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（ヒートポンプ）。そして、室外熱交換器７を出た低温の冷媒は冷媒配管１３Ｄ及び電磁弁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。

【0041】

コントローラ３２は吐出圧力センサ４２又は放熱器圧力センサ４７が検出する冷媒回路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の温度及び放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器４の冷媒圧力に基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御し、放熱器４の出口における冷媒の過冷却度を制御する。

【0042】

（２）除湿暖房モード
次に、除湿暖房モードでは、コントローラ３２は上記暖房モードの状態において電磁弁２２を開放する。これにより、放熱器４を経て冷媒配管１３Ｅを流れる凝縮冷媒の一部が分流され、電磁弁２２を経て冷媒配管１３Ｆ及び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。

【0043】

吸熱器９で蒸発した冷媒は蒸発能力制御弁１１、内部熱交換器１９を経て冷媒配管１３Ｃにて冷媒配管１３Ｄからの冷媒と合流した後、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。

【0044】

コントローラ３２は吐出圧力センサ４２又は放熱器圧力センサ４７が検出する冷媒回路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の温度に基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御する。

【0045】

（３）内部サイクルモード
次に、内部サイクルモードでは、コントローラ３２は上記除湿暖房モードの状態において室外膨張弁６を全閉とする（全閉位置）と共に、電磁弁２１も閉じる。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を経て冷媒配管１３Ｆに全て流れるようになる。そして、冷媒配管１３Ｆを流れる冷媒は冷媒配管１３Ｂより内部熱交換器１９を経て室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。

【0046】

吸熱器９で蒸発した冷媒は蒸発能力制御弁１１、内部熱交換器１９を経て冷媒配管１３Ｃを流れ、アキュムレータ１２を経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９にて除湿された空気は放熱器４を通過する過程で再加熱されるので、これにより車室内の除湿暖房が行われることになるが、この内部サイクルモードでは室内側の空気流通路３内にある放熱器４（放熱）と吸熱器９（吸熱）の間で冷媒が循環されることになるので、外気からの熱の汲み上げは行われず、圧縮機２の消費動力分の暖房能力が発揮される。除湿作用を発揮する吸熱器９には冷媒の全量が流れるので、上記除湿暖房モードに比較すると除湿能力は高いが、暖房能力は低くなる。

【0047】

コントローラ３２は吸熱器９の温度、又は、前述した冷媒回路Ｒの高圧圧力に基づいて圧縮機２の回転数を制御する。このとき、コントローラ３２は後述する如く吸熱器９の温度によるか高圧圧力によるか、何れかの演算から得られる圧縮機目標回転数の低い方を選択して圧縮機２を制御する。

【0048】

（４）除湿冷房モード
次に、除湿冷房モードでは、コントローラ３２は電磁弁１７を開放し、電磁弁２１、電磁弁２２、及び、電磁弁２３を閉じる。そして、圧縮機２、及び、各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は室内送風機２７から吹き出された空気が放熱器４に通風される状態とする。これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器４に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気が通風されるので、空気流通路３内の空気は放熱器４内の高温冷媒により加熱され、一方、放熱器４内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化していく。

【0049】

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を経てヘッダー部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。

【0050】

室外熱交換器７の過冷却部１６を出た冷媒は逆止弁１８を経て冷媒配管１３Ｂに入り、内部熱交換器１９を経て室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。

【0051】

吸熱器９で蒸発した冷媒は蒸発能力制御弁１１、内部熱交換器１９を経て冷媒配管１３Ｃを介し、アキュムレータ１２に至り、そこを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９にて冷却され、除湿された空気は放熱器４を通過する過程で再加熱（暖房時よりも放熱能力は低い）されるので、これにより車室内の除湿冷房が行われることになる。

【0052】

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の温度に基づいて圧縮機２の回転数を制御すると共に、前述した冷媒回路Ｒの高圧圧力に基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御し、放熱器４の冷媒圧力（後述する放熱器圧力ＰＣＩ）を制御する。

【0053】

（５）冷房モード
次に、冷房モードでは、コントローラ３２は上記除湿冷房モードの状態において室外膨張弁６を全開（弁開度を制御上限）とし、エアミックスダンパ２８は放熱器４に空気が通風されない状態とする。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ないので、ここは通過するのみとなり、放熱器４を出た冷媒は冷媒配管１３Ｅを経て室外膨張弁６に至る。

【0054】

このとき室外膨張弁６は全開であるので冷媒は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を経てヘッダー部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。

【0055】

室外熱交換器７の過冷却部１６を出た冷媒は逆止弁１８を経て冷媒配管１３Ｂに入り、内部熱交換器１９を経て室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気は冷却される。

【0056】

吸熱器９で蒸発した冷媒は蒸発能力制御弁１１、内部熱交換器１９を経て冷媒配管１３Ｃを介し、アキュムレータ１２に至り、そこを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９にて冷却され、除湿された空気は放熱器４を通過すること無く吹出口２９から車室内に吹き出されるので、これにより車室内の冷房が行われることになる。

【0057】

この冷房モードにおいては、コントローラ３２は吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度に基づいて圧縮機２の回転数を制御するが、次に、図３乃至図５に上述した各運転モードにおけるコントローラ３２による圧縮機２と室外膨張弁６の制御ブロック図を示す。図３は前記暖房モードと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）ＴＧＮＣｈを決定するコントローラ３２の制御ブロック図である。コントローラ３２のＦ／Ｆ（フィードフォワード）操作量演算部５８は外気温度センサ３３から得られる外気温度Ｔａｍと、室内送風機２７のブロワ電圧ＢＬＶと、ＳＷ＝（ＴＡＯ−Ｔｅ）／（ＴＨ−Ｔｅ）で得られるエアミックスダンパ２８のエアミックスダンパ開度ＳＷと、放熱器４の出口における過冷却度ＳＣの目標値である目標過冷却度ＴＧＳＣと、放熱器４の温度の目標値である目標放熱器温度ＴＣＯと、放熱器４の圧力の目標値である目標放熱器圧力ＰＣＯに基づいて圧縮機目標回転数のＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｈｆｆを演算する。

【0058】

尚、ＴＡＯは吹出口２９からの空気温度の目標値である目標吹出温度、ＴＨは放熱器温度センサ４６から得られる放熱器４の温度（放熱器温度）、Ｔｅは吸熱器温度センサ４８から得られる吸熱器９の温度（吸熱器温度）であり、エアミックスダンパ開度ＳＷは０≦ＳＷ≦１の範囲で変化し、０で放熱器４への通風をしないエアミックス全閉状態、１で空気流通路３内の全ての空気を放熱器４に通風するエアミックス全開状態となる。

【0059】

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

【0060】

一方、図４は前記冷房モードと除湿冷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を決定するコントローラ３２の制御ブロック図である。コントローラ３２のＦ／Ｆ操作量演算部６３は外気温度Ｔａｍと、ブロワ電圧ＢＬＶと、吸熱器９の温度の目標値である目標吸熱器温度ＴＥＯに基づいて圧縮機目標回転数のＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆを演算する。

【0061】

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

【0062】

尚、前記内部サイクルモードにおいては、コントローラ３２は前述した如く暖房モードと除湿暖房モード用に演算された圧縮機目標回転数ＴＧＮＣｈと冷房モードと除湿冷房モード用に演算された圧縮機目標回転数ＴＧＮＣｃのうちの小さい方の操作量を用いて圧縮機２の回転数を制御する。

【0063】

次に、図５は除湿冷房モードにおける室外膨張弁６の目標開度（室外膨張弁目標開度）ＴＧＥＣＣＶｐｃを決定するコントローラ３２の制御ブロック図である。コントローラ３２のＦ／Ｆ操作量演算部６８は外気温度Ｔａｍと、ブロワ電圧ＢＬＶと、目標放熱器温度ＴＣＯと、目標放熱器圧力ＰＣＯに基づいて室外膨張弁目標開度のＦ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｐｃｆｆを演算する。

【0064】

また、Ｆ／Ｂ操作量演算部６９は目標放熱器圧力ＰＣＯと放熱器圧力ＰＣＩに基づいて室外膨張弁目標開度のＦ／Ｂ操作量ＴＧＥＣＣＶｐｃｆｂを演算する。そして、Ｆ／Ｆ操作量演算部６８が演算したＦ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｐｃｆｆとＦ／Ｂ操作量演算部６９が演算したＦ／Ｂ操作量ＴＧＥＣＣＶｐｃｆｂは加算器７１で加算され、リミット設定部７２で制御上限値と制御下限値のリミットが付けられた後、室外膨張弁目標開度ＴＧＥＣＣＶｐｃとして決定される。除湿冷房モードにおいては、コントローラ３２はこの室外膨張弁目標開度ＴＧＥＣＣＶｐｃに基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御する。

【0065】

空気流通路３内を流通される空気は上記各運転モードにおいて吸熱器９からの冷却や放熱器４からの加熱作用（エアミックスダンパ２８で調整）を受けて吹出口２９から車室内に吹き出される。コントローラ３２は外気温度センサ３３が検出する外気温度Ｔａｍ、内気温度センサ３７が検出する車室内の温度、前記ブロワ電圧、日射センサ５１が検出する日射量等と、操作部５３にて設定された車室内の目標車室内温度（設定温度）とに基づいて目標吹出温度ＴＡＯを算出し、後述する如く各運転モードを切り換えて吹出口２９から吹き出される空気の温度をこの目標吹出温度ＴＡＯに制御するものである。

【0066】

（６）運転モードの切換制御
次に、図６を参照しながらコントローラ３２による上記各運転モードの切換制御について説明する。コントローラ３２は起動時に図６に示すように運転モードを選択する。即ち、この実施例でコントローラ３２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とに基づいて運転モードを選択する。この図６において破線Ｌ１は目標吹出温度ＴＡＯ＝外気温度Ｔａｍの線であり、実線Ｌ２は目標吹出温度ＴＡＯ＝ＨＶＡＣ吸込温度（吸込口２５から空気流通路３に吸い込まれる温度）の線である。また、破線Ｌ３はそれより所定値（３ｄｅｇ）上に設定したヒステリシスの線である。

【0067】

図６の外気温度Ｔａｍが０℃以下の場合、コントローラ３２は暖房モードを選択する。また、外気温度Ｔａｍが０℃より高く、目標吹出温度ＴＡＯがＨＶＡＣ吸込温度以下の場合、冷房モードを選択する。更に、外気温度Ｔａｍが０℃より高く所定値（例えば２０℃等）以下の場合であって、目標吹出温度ＴＡＯがＨＶＡＣ吸込温度より高い場合、除湿暖房モードとし、更に外気温度Ｔａｍが所定値より高い場合には除湿冷房モードとする。

【0068】

そして、起動後は前記外気温度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図６における各運転モードを選択し、切り換えていく。この場合、コントローラ３２は基本的には暖房モードから除湿暖房モードへ、或いは、除湿暖房モードから暖房モードへと移行し、除湿暖房モードから除湿冷房モードへ、或いは、除湿冷房モードから除湿暖房モードへと移行し、除湿冷房モードから冷房モードへ、或いは、冷房モードから除湿冷房モードへと移行するものであるが、除湿暖房モードから除湿冷房モードへ移行する際、及び、除湿冷房モードから除湿暖房モードへ移行する際には、前記内部サイクルモードを経由して移行する。また、冷房モードから内部サイクルモードへ、内部サイクルから冷房モードへ移行する場合もある。

【0069】

（７）室外熱交換器の除霜制御
前述の如く暖房モード及び除湿暖房モードでは、室外熱交換器７は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。この着霜が成長すると室外熱交換器７と通風される外気との間の熱交換が著しく阻害され、空調性能が悪化する。そこで、コントローラ３２は前述した電磁弁２３を開放して室外熱交換器７の除霜モードを実行するものであるが、その前に室外熱交換器７に着霜しているか否かの判定を行う。

【0070】

（７−１）室外熱交換器の着霜判定（その１）
次に、図７を用いてこの室外熱交換器７の着霜判定の一例を説明する。コントローラ３２は先ず、下記の着霜判定許可条件のうちの（ｉ）が成り立ち、且つ、（ｉｉ）〜（ｉｖ）のうちの何れか一つが成り立つ場合、室外熱交換器７の着霜判定を許可する。

【0071】

［着霜判定許可条件］
（ｉ） 運転モードが暖房モード、又は、除湿暖房モードであること。
（ｉｉ） 高圧圧力が目標値に収束していること。これは具体的には、例えば目標放熱器圧力ＰＣＯと放熱器圧力ＰＣＩの差（ＰＣＯ−ＰＣＩ）の絶対値が所定値Ａ以下である状態が所定時間ｔ１（ｓｅｃ）継続していることがあげられる。
（ｉｉｉ）暖房モード、又は、除湿暖房モードへの移行後、所定時間ｔ２（ｓｅｃ）が経過していること。
（ｉｖ） 車速変動が所定値以下（車両の加減速度が所定値以下）であること。車両の加減速度とは、例えば現在の車速ＶＳＰとその一秒前の車速ＶＳＰｚの差（ＶＳＰ−ＶＳＰｚ）である。
前記条件（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）は運転状態の過渡期に発生する誤判定を排除するための条件である。また、車速変動が大きい場合にも誤判定が発生するため、上記条件（ｉｖ）が加えられている。

【0072】

上記着霜判定許可条件が成立して着霜判定が許可となった場合、コントローラ３２は室外熱交換器圧力センサ５６から得られる室外熱交換器７の現在の冷媒蒸発圧力ＰＸＯと、外気が低湿環境で室外熱交換器７に着霜していない無着霜時における当該室外熱交換器７の冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅとに基づき、室外熱交換器７に着霜しているか否かの判定を行う。この場合のコントローラ３２は、無着霜時における室外熱交換器７の冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅを、次式（Ｉ）を用いて決定する。

【0073】

ＰＸＯｂａｓｅ＝ｆ（Ｔａｍ、ＮＣ、ＢＬＶ、ＶＳＰ）
＝ｋ１×Ｔａｍ＋ｋ２×ＮＣ＋ｋ３×ＢＬＶ＋ｋ４×ＶＳＰ・・（Ｉ）

【0074】

ここで、式（Ｉ）のパラメータであるＴａｍは外気温度センサ３３から得られる外気温度、ＮＣは圧縮機２の回転数、ＢＬＶは室内送風機２７のブロワ電圧、ＶＳＰは車速センサ５２から得られる車速であり、ｋ１〜ｋ４は係数で、予め実験により求めておく。

【0075】

上記外気温度Ｔａｍは室外熱交換器７の吸込空気温度を示す指標であり、外気温度Ｔａｍ（室外熱交換器７の吸込空気温度）が低くなる程、ＰＸＯｂａｓｅは低くなる傾向となる。従って、係数ｋ１は正の値となる。尚、室外熱交換器７の吸込空気温度を示す指標としては外気温度Ｔａｍに限られない。
また、上記圧縮機２の回転数ＮＣは冷媒回路Ｒ内の冷媒流量を示す指標であり、回転数ＮＣが高い程（冷媒流量が多い程）、ＰＸＯｂａｓｅは低くなる傾向となる。従って、係数ｋ２は負の値となる。
また、上記ブロワ電圧ＢＬＶは放熱器４の通過風量を示す指標であり、ブロワ電圧ＢＬＶが高い程（放熱器４の通過風量が大きい程）、ＰＸＯｂａｓｅは低くなる傾向となる。従って、係数ｋ３は負の値となる。尚、放熱器４の通過風量を示す指標としてはこれに限らず、室内送風機２７のブロワ風量やエアミックスダンパ２８開度ＳＷでもよい。
また、上記車速ＶＳＰは室外熱交換器７の通過風速を示す指標であり、車速ＶＳＰが低い程（室外熱交換器７の通過風速が低い程）、ＰＸＯｂａｓｅは低くなる傾向となる。従って、係数ｋ４は正の値となる。尚、室外熱交換器７の通過風速を示す指標としてはこれに限らず、室外送風機１５の電圧でもよい。

【0076】

尚、実施例では式（Ｉ）のパラメータとして外気温度Ｔａｍ、圧縮機２の回転数ＮＣ、室内送風機２７のブロワ電圧ＢＬＶ、及び、車速ＶＳＰを用いているが、これらに車両用室外熱交換器１の負荷をパラメータとして加えてもよい。この負荷を示す指標としては、目標吹出温度ＴＡＯ、圧縮機２の回転数ＮＣ、室内送風機２７のブロワ風量、放熱器４の入口空気温度、放熱器４の放熱器温度ＴＨが考えられ、負荷が大きい程、ＰＸＯｂａｓｅは低くなる傾向となる。更に、車両の経年劣化（運転年数や運転回数）をパラメータに加えてもよい。また、式（Ｉ）のパラメータとしては、上記全てに限らず、それらのうちの何れか一つ、若しくは、それらの組み合わせでもよい。

【0077】

次にコントローラ３２は、式（Ｉ）に現在の各パラメータの値を代入することで得られる無着霜時における冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅと現在の冷媒蒸発圧力ＰＸＯとの差ΔＰＸＯ（ΔＰＸＯ＝ＰＸＯｂａｓｅ−ＰＸＯ）を算出し、冷媒蒸発圧力ＰＸＯが無着霜時における冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅより低下して、その差ΔＰＸＯが所定値ｄＰＸＯＦＳＴ（ｄｅｇ℃）以上となった状態が所定時間ｔ３（ｓｅｃ）以上継続した場合、室外熱交換器７に着霜しているものと判定する。

【0078】

図７は実線は室外熱交換器７の冷媒蒸発圧力ＰＸＯの変化を示し、破線は無着霜時における冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅの変化を示している。運転開始当初は室外熱交換器７の冷媒蒸発圧力ＰＸＯは高く、無着霜時における冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅを上回っている。暖房モード或いは除湿暖房モードの進行に伴って車室内の温度は暖められ、車両用空気調和装置１の負荷は低下してくるので、前述した冷媒流量や放熱器４の通過風量も低下し、式（Ｉ）で算出されるＰＸＯｂａｓｅ（図７の破線）は上昇してくる。一方、室外熱交換器７に着霜が生じると外気との熱交換性能が阻害されるようになるので、冷媒蒸発圧力ＰＸＯ（実線）は低下していき、やがてＰＸＯｂａｓｅを下回る。そして冷媒蒸発圧力ＰＸＯの低下が更に進行して、その差ΔＰＸＯ（ＰＸＯｂａｓｅ−ＰＸＯ）が所定値ｄＰＸＯＦＳＴ以上となり、その状態が所定時間ｔ３以上継続した場合、コントローラ３２は着霜と判定する。

【0079】

尚、実施例の場合コントローラ３２は、上記着霜判定の所定値ｄＰＸＯＦＳＴ及び所定時間ｔ３を、例えば環境条件、車両用空気調和装置１の負荷、車両用空気調和装置１の経年劣化を示す指標のうちの何れか一つ、若しくは、それらの組み合わせを用いて変更する。上記環境条件を示す指標としては前述した外気温度Ｔａｍ等が考えられ、外気温度Ｔａｍが低い程、着霜し易くなるため、コントローラ３２は着霜判定の所定値ｄＰＸＯＦＳＴを小さく、所定時間ｔ３を短くする。

【0080】

また、上記負荷を示す指標としては前述同様に目標吹出温度ＴＡＯ、圧縮機２の回転数ＮＣ、室内送風機２７のブロワ風量、放熱器４の入口空気温度、放熱器４の放熱器温度ＴＨ等が考えられ、負荷が大きい程、着霜し易くなるため、コントローラ３２は着霜判定の所定値ｄＰＸＯＦＳＴを小さく、所定時間ｔ３を短くする。更に、上記経年劣化を示す指標としては運転年数や運転回数が考えられ、経年劣化が進む程、やはり着霜し易くなるため、コントローラ３２は着霜判定の所定値ｄＰＸＯＦＳＴを小さく、所定時間ｔ３を短くする。尚、係る変更は所定値ｄＰＸＯＦＳＴのみ、又は、所定時間ｔ３のみ実行するものであってもよい。

【0081】

（７−２）室外熱交換器の除霜モード
コントローラ３２は前述したように室外熱交換器７に着霜が生じているものと判定した場合、除霜モードに移行する。この除霜モードでは、コントローラ３２は電磁弁２３と電磁弁２１を開き、電磁弁２２及び電磁弁１７を閉じて圧縮機２を運転する。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（ホットガス）は、電磁弁２３を経て冷媒配管１３Ｈを通り、凝縮器２４を経て冷媒配管１３Ｉから室外熱交換器７に直接流入する状態となる。これにより、室外熱交換器７は加熱されるので、着霜は融解除去される。

【0082】

室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａから電磁弁２１を経て冷媒配管１３Ｄに入り、冷媒配管１３Ｂを経て圧縮機２に吸い込まれる。そして、除霜モードの開始から所定時間が経過した場合、コントローラ３２は除霜モードを終了して暖房モード又は除湿暖房モードに復帰する。

【0083】

（７−３）室外熱交換器の着霜判定（その２）
次に、図８を用いて室外熱交換器７の着霜判定の他の例を説明する。前述の着霜判定（その１）で説明した着霜判定許可条件については同様である。そして、この着霜判定許可条件が成立して着霜判定が許可となった場合、この実施例ではコントローラ３２は室外熱交換器温度センサ５４から得られる室外熱交換器７の現在の冷媒蒸発温度ＴＸＯと、外気が低湿環境で室外熱交換器７に着霜していない無着霜時における当該室外熱交換器７の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅとに基づき、室外熱交換器７に着霜しているか否かの判定を行う。この場合のコントローラ３２は、無着霜時における室外熱交換器７の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅを、次式（ＩＩ）を用いて決定する。

【0084】

ＴＸＯｂａｓｅ＝ｆ（Ｔａｍ、ＮＣ、ＢＬＶ、ＶＳＰ）
＝ｋ５×Ｔａｍ＋ｋ６×ＮＣ＋ｋ７×ＢＬＶ＋ｋ８×ＶＳＰ・・（ＩＩ）

【0085】

ここで、式（ＩＩ）のパラメータであるＴａｍは前述同様に外気温度センサ３３から得られる外気温度、ＮＣは圧縮機２の回転数、ＢＬＶは室内送風機２７のブロワ電圧、ＶＳＰは車速センサ５２から得られる車速であり、ｋ５〜ｋ８は係数で、予め実験により求めておく。

【0086】

前述同様に外気温度Ｔａｍは室外熱交換器７の吸込空気温度を示す指標であり、外気温度Ｔａｍ（室外熱交換器７の吸込空気温度）が低くなる程、ＴＸＯｂａｓｅは低くなる傾向となる。従って、係数ｋ５は正の値となる。尚、同様に室外熱交換器７の吸込空気温度を示す指標としては外気温度Ｔａｍに限られない。
また、同様に圧縮機２の回転数ＮＣは冷媒回路Ｒ内の冷媒流量を示す指標であり、回転数ＮＣが高い程（冷媒流量が多い程）、ＴＸＯｂａｓｅは低くなる傾向となる。従って、係数ｋ６は負の値となる。
また、同様にブロワ電圧ＢＬＶは放熱器４の通過風量を示す指標であり、ブロワ電圧ＢＬＶが高い程（放熱器４の通過風量が大きい程）、ＴＸＯｂａｓｅは低くなる傾向となる。従って、係数ｋ７は負の値となる。尚、同様に放熱器４の通過風量を示す指標としてはこれに限らず、室内送風機２７のブロワ風量やエアミックスダンパ２８開度ＳＷでもよい。
また、同様に車速ＶＳＰは室外熱交換器７の通過風速を示す指標であり、車速ＶＳＰが低い程（室外熱交換器７の通過風速が低い程）、ＴＸＯｂａｓｅは低くなる傾向となる。従って、係数ｋ８は正の値となる。尚、同様に室外熱交換器７の通過風速を示す指標としてはこれに限らず、室外送風機１５の電圧でもよい。

【0087】

尚、この実施例でも式（ＩＩ）のパラメータとして外気温度Ｔａｍ、圧縮機２の回転数ＮＣ、室内送風機２７のブロワ電圧ＢＬＶ、及び、車速ＶＳＰを用いているが、同様にこれらに車両用室外熱交換器１の負荷をパラメータとして加えてもよい。この負荷を示す指標としては、同様に目標吹出温度ＴＡＯ、圧縮機２の回転数ＮＣ、室内送風機２７のブロワ風量、放熱器４の入口空気温度、放熱器４の放熱器温度ＴＨが考えられ、負荷が大きい程、ＴＸＯｂａｓｅは低くなる傾向となる。更に、車両の経年劣化（運転年数や運転回数）をパラメータに加えてもよい。また、式（ＩＩ）のパラメータとしては、上記全てに限らず、それらのうちの何れか一つ、若しくは、それらの組み合わせでもよい。

【0088】

次にコントローラ３２は、式（ＩＩ）に現在の各パラメータの値を代入することで得られる無着霜時における冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅと現在の冷媒蒸発温度ＴＸＯとの差ΔＴＸＯ（ΔＴＸＯ＝ＴＸＯｂａｓｅ−ＴＸＯ）を算出し、冷媒蒸発温度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ｄＴＸＯＦＳＴ（ｄｅｇ℃）以上となった状態が所定時間ｔ４（ｓｅｃ）以上継続した場合、室外熱交換器７に着霜しているものと判定する。

【0089】

図８は実線は室外熱交換器７の冷媒蒸発温度ＴＸＯの変化を示し、破線は無着霜時における冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅの変化を示している。運転開始当初は室外熱交換器７の冷媒蒸発温度ＴＸＯは高く、無着霜時における冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅを上回っている。暖房モード或いは除湿暖房モードの進行に伴って車室内の温度は暖められ、車両用空気調和装置１の負荷は低下してくるので、前述した冷媒流量や放熱器４の通過風量も低下し、式（ＩＩ）で算出されるＴＸＯｂａｓｅ（図８の破線）は上昇してくる。一方、室外熱交換器７に着霜が生じると外気との熱交換性能が阻害されるようになるので、冷媒蒸発温度ＴＸＯ（実線）は低下していき、やがてＴＸＯｂａｓｅを下回る。そして冷媒蒸発温度ＴＸＯの低下が更に進行して、その差ΔＴＸＯ（ＴＸＯｂａｓｅ−ＴＸＯ）が所定値ｄＴＸＯＦＳＴ以上となり、その状態が所定時間ｔ４以上継続した場合、コントローラ３２は着霜と判定して室外熱交換器７の前述した除霜モードに入る。以後の除霜モードは前述と同様である。

【0090】

尚、この実施例の場合もコントローラ３２は、上記着霜判定の所定値ｄＴＸＯＦＳＴ及び所定時間ｔ４を、例えば環境条件、車両用空気調和装置１の負荷、車両用空気調和装置１の経年劣化を示す指標のうちの何れか一つ、若しくは、それらの組み合わせを用いて変更する。上記環境条件を示す指標としては前述した外気温度Ｔａｍ等が考えられ、外気温度Ｔａｍが低い程、着霜し易くなるため、コントローラ３２は着霜判定の所定値ｄＴＸＯＦＳＴを小さく、所定時間ｔ４を短くする。

【0091】

また、上記負荷を示す指標としては前述同様に目標吹出温度ＴＡＯ、圧縮機２の回転数ＮＣ、室内送風機２７のブロワ風量、放熱器４の入口空気温度、放熱器４の放熱器温度ＴＨ等が考えられ、負荷が大きい程、着霜し易くなるため、コントローラ３２は着霜判定の所定値ｄＴＸＯＦＳＴを小さく、所定時間ｔ４を短くする。更に、上記経年劣化を示す指標としては運転年数や運転回数が考えられ、経年劣化が進む程、やはり着霜し易くなるため、コントローラ３２は着霜判定の所定値ｄＴＸＯＦＳＴを小さく、所定時間ｔ４を短くするものである。尚、係る変更は同様に所定値ｄＴＸＯＦＳＴのみ、又は、所定時間ｔ４のみ実行するものであってもよい。

【0092】

以上の如く暖房モード及び除湿暖房モードのときに、コントローラ３２が、室外熱交換器７の冷媒蒸発圧力ＰＸＯと、無着霜時における当該室外熱交換器７の冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅとに基づき、又は、室外熱交換器７の冷媒蒸発温度ＴＸＯと、無着霜時における当該室外熱交換器７の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅとに基づき、室外熱交換器７への着霜を判定し、電磁弁２３を開いて高温冷媒ガス（ホットガス）により室外熱交換器７の除霜を行うようにしたので、室外熱交換器７の着霜を精度良く判定して除霜することができるようになる。

【0093】

これにより、室外熱交換器７の除霜を最低限に抑えることができるようになり、除霜に伴う車室内の快適性の低下や、消費電力増を抑制することが可能となる。

【0094】

特に、コントローラ３２は、室外熱交換器７の吸込空気温度、室外熱交換器７の通過風速、冷媒流量、放熱器４の通風風量、及び、車両用空気調和装置１の負荷を示す指標のうちの何れか一つ、若しくは、それらの組み合わせに基づいて無着霜時における室外熱交換器７の冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅや、無着霜時における室外熱交換器７の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅを決定するので、着霜判定基準となる無着霜時における室外熱交換器７の冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅや冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅを的確に得ることができるようになる。

【0095】

そして、コントローラ３２は、室外熱交換器７の冷媒蒸発圧力ＰＸＯが無着霜時における当該室外熱交換器７の冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅより低下し、その差ΔＰＸＯが所定値ｄＰＸＯＦＳＴ以上となった状態が所定時間ｔ３継続した場合、又は、室外熱交換器７の冷媒蒸発温度ＴＸＯが無着霜時における当該室外熱交換器７の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅより低下し、その差ΔＴＸＯが所定値ｄＴＸＯＦＳＴ以上となった状態が所定時間ｔ４継続した場合、室外熱交換器７に着霜したものと判定するので、外乱等の影響による誤判定を排除した室外熱交換器７のより精度の高い着霜判定を実現することが可能となる。

【0096】

また、コントローラ３２は、環境条件、負荷、及び、経年劣化を示す指標のうちの何れか一つ、若しくは、それらの組み合わせに基づいて着霜判定の差ΔＰＸＯの所定値ｄＰＸＯＦＳＴ、差ΔＴＸＯの所定値ｄＴＸＯＦＳＴや着霜判定の所定時間ｔ３、ｔ４を変更するので、外乱等による影響を排除しながら、室外熱交換器７の迅速且つ高精度な着霜判定を実現することが可能となる。

【0097】

更に、コントローラ３２は、運転状態の過渡期には室外熱交換器７の着霜判定を実行しないので、運転開始時や運転モードの切換時等における過渡期に生じる誤判定の発生を効果的に排除することが可能となる。更にまた、コントローラ３２は、車速変動が大きい場合は室外熱交換器７の着霜判定を実行しないので、室外熱交換器７への通風が大きく変動することによって発生する誤判定を排除した室外熱交換器７のより精度の高い着霜判定を実現することが可能となる。

【0098】

（７−４）室外熱交換器の着霜判定（その３）
ここで、上記各実施例の着霜判定では現時点の前記各パラメータから無着霜時の冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅや冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅを算出するようにしたが、それに限らず、室外熱交換器７の冷媒蒸発時の効率、又は、低湿度時における室外熱交換器７の冷媒蒸発圧力、又は、低湿度時における室外熱交換器７の冷媒蒸発温度に基づいて無着霜時における室外熱交換器７の冷媒蒸発圧力ＰＣＯｂａｓｅや、無着霜時における室外熱交換器７の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅを予め決定しておき、コントローラ３２に格納しておいて、現時点の冷媒蒸発圧力ＰＸＯやＴＸＯとの差ΔＰＸＯやΔＴＸＯを演算するようにしてもよい。

【0099】

尚、実施例では暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モードの各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について本発明を適用したが、それに限らず、請求項１の発明では暖房モードのみ、請求項２の発明では除湿暖房モードのみ行うものにも本発明は有効である。

【0100】

また、実施例では高温冷媒ガスを室外熱交換器７に流して除霜するようにしたが、除霜手段としてはそれに限らず、電気ヒータ等、或いは、単に通風することにより除霜するものにも本発明は有効である。

【0101】

更に、上記実施例で説明した冷媒回路Ｒの構成や各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。

【符号の説明】

【0102】

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 蒸発能力制御弁
１７、２１、２２ 電磁弁
２３ 電磁弁（除霜手段）
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
３２ コントローラ（制御手段）
Ｒ 冷媒回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】