特許 6192434 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】6192434

(24)【登録日】2017年8月18日

(45)【発行日】2017年9月6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 20060101AFI20170828BHJP

【ＦＩ】

   B60H1/22 611D

   B60H1/22 651C

【請求項の数】9

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2013-173235(P2013-173235)

(22)【出願日】2013年8月23日

(65)【公開番号】特開2015-39998(P2015-39998A)

(43)【公開日】2015年3月2日

【審査請求日】2016年8月8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

【審査官】 石田 佳久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０１１６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３２４２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１７６６５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｈ １／２２

(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、
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を実行する車両用空気調和装置において、
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補助加熱手段を備え、
前記制御手段は、前記室外熱交換器への着霜を推定する着霜推定手段を有し、該着霜推定手段は、前記室外熱交換器に着霜しない範囲で前記放熱器が発生可能な最大暖房能力の目標値である無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔを算出し、該無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔが、要求暖房能力Ｑｔｇｔ又は当該要求暖房能力Ｑｔｇｔに所定の余裕度α１を持たせた値（Ｑｔｇｔ−α１）より小さくなる場合、前記室外熱交換器に着霜すると予測すると共に、
前記制御手段は、外部電源から前記圧縮機、若しくは、当該圧縮機を駆動するために電力を供給するバッテリに給電されている状態において前記暖房モードを実行する際、前記着霜推定手段の推定に基づき、前記室外熱交換器への着霜が予測される場合、前記補助加熱手段による加熱を実行することを特徴とする車両用空気調和装置。

【請求項2】

前記着霜推定手段は、外気温度に基づき、若しくは、それに時刻、日射、降雨、位置、気象条件を加えて前記無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔを算出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。

【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、
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を実行する車両用空気調和装置において、
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補助加熱手段を備え、
前記制御手段は、前記室外熱交換器への着霜を推定する着霜推定手段を有し、該着霜推定手段は、要求暖房能力Ｑｔｇｔを実現するときの前記室外熱交換器の冷媒蒸発温度である無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔを算出し、該無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔが、霜点Ｔｆｒｏｓｔ又は当該霜点Ｔｆｒｏｓｔに所定の余裕度α２を持たせた値（Ｔｆｒｏｓｔ＋α２）より低くなる場合、前記室外熱交換器に着霜すると予測すると共に、
前記制御手段は、外部電源から前記圧縮機、若しくは、当該圧縮機を駆動するために電力を供給するバッテリに給電されている状態において前記暖房モードを実行する際、前記着霜推定手段の推定に基づき、前記室外熱交換器への着霜が予測される場合、前記補助加熱手段による加熱を実行することを特徴とする車両用空気調和装置。

【請求項4】

前記着霜推定手段は、外気温度と前記要求暖房能力Ｑｔｇｔに基づき、前記無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔを算出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。

【請求項5】

前記制御手段は、前記補助加熱手段による暖房能力が要求暖房能力Ｑｔｇｔに対して不足する場合、前記放熱器による暖房を実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。

【請求項6】

前記制御手段は、前記要求暖房能力Ｑｔｇｔと前記補助加熱手段が発生可能な最大暖房能力とを比較し、該最大暖房能力が前記要求暖房能力Ｑｔｇｔより不足する分を前記放熱器の暖房により補完することを特徴とする請求項５に記載の車両用空気調和装置。

【請求項7】

前記制御手段は、前記室外熱交換器における冷媒蒸発温度が外気温度より低く、且つ、それらの差が所定値以内となるように前記圧縮機を制御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、前記着霜状態推定手段の推定に基づき、前記室外熱交換器に着霜しないと予測される場合、前記補助加熱手段による暖房を行うこと無く、前記放熱器による暖房を実行す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。

【請求項9】

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熱媒体−空気熱交換器と、電気ヒータと、循環手段とを有し、前記電気ヒータにより加熱された熱媒体を前記循環手段により前記熱媒体−空気熱交換器に循環する熱媒体循環回路から前記補助加熱手段を構成した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所謂ヒートポンプ方式の空気調和装置、特に外部電源から給電可能なハイブリッド自動車や電気自動車の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（凝縮器）と、車室内側に設けられて冷媒を吸熱させる吸熱器（蒸発器）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において吸熱させる除湿モードと、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の各モードを切り換えて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、電気自動車や一部のハイブリッド自動車では、自宅や給電施設（給電ポイント）に設置された外部電源（充電器）に接続することによってバッテリに充電（所謂プラグイン）することができるように構成されている。係るプラグインによってバッテリに充電しておけば、特にハイブリッド自動車では燃費改善に寄与することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第３９８５３８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、走行中に圧縮機を駆動するとバッテリの電力を消費する。そこで、外部電源に接続された状態（プラグイン状態）で、走行以前に予め車室内を暖房（プレ空調）しておけば、その後の走行距離を延ばすことが可能となる。

【0006】

しかしながら、上記暖房モードにおいては、室外熱交換器が冷媒の蒸発器として機能する。そのため、プラグイン中に外部電源により直接、或いは、バッテリを介して圧縮機を運転し、暖房モードを実行すると、外気の温度／湿度の条件によっては、室外熱交換器に外気中の水分が霜となって付着し、成長するようになる。暖房モードにおいて室外熱交換器に着霜した場合、霜が断熱材となってしまうため、外気との熱交換性能が著しく悪化し、外気中から吸熱することができなくなり、所要の暖房能力が得られなくなる。

【0007】

係る状態で走行を開始すると、走行中の暖房のための圧縮機運転時間が長くなって電力消費が増大する。また、暖房能力を補完するために補助的な電気ヒータを使用しなければならなくなるため、何れにしても電力消費が増大し、走行距離が短縮されてしまうという問題が発生する。

【0008】

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、所謂ヒートポンプ方式の車両用空気調和装置において、プラグイン中に予め車室内の暖房を行う際の室外熱交換器への着霜を防止し、或いは、抑制することにより、走行中における快適な車室内暖房を実現し、走行距離も延ばすことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

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、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を実行するものであって、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手段を備え、制御手段は、室外熱交換器への着霜を推定する着霜推定手段を有し、この着霜推定手段は、室外熱交換器に着霜しない範囲で放熱器が発生可能な最大暖房能力の目標値である無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔを算出し、この無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔが、要求暖房能力Ｑｔｇｔ又は当該要求暖房能力Ｑｔｇｔに所定の余裕度α１を持たせた値（Ｑｔｇｔ−α１）より小さくなる場合、室外熱交換器に着霜すると予測すると共に、制御手段は、外部電源から圧縮機、若しくは、当該圧縮機を駆動するために電力を供給するバッテリに給電されている状態において暖房モードを実行する際、着霜推定手段の推定に基づき、室外熱交換器への着霜が予測される場合、補助加熱手段による加熱を実行することを特徴とする。

【0010】

請求項２の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において着霜推定手段は、外気温度に基づき、若しくは、それに時刻、日射、降雨、位置、気象条件を加えて無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔを算出することを特徴とする。

【0011】

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、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を実行するものであって、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手段を備え、制御手段は、室外熱交換器への着霜を推定する着霜推定手段を有し、この着霜推定手段は、要求暖房能力Ｑｔｇｔを実現するときの室外熱交換器の冷媒蒸発温度である無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔを算出し、この無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔが、霜点Ｔｆｒｏｓｔ又は当該霜点Ｔｆｒｏｓｔに所定の余裕度α２を持たせた値（Ｔｆｒｏｓｔ＋α２）より低くなる場合、室外熱交換器に着霜すると予測すると共に、制御手段は、外部電源から圧縮機、若しくは、当該圧縮機を駆動するために電力を供給するバッテリに給電されている状態において暖房モードを実行する際、着霜推定手段の推定に基づき、室外熱交換器への着霜が予測される場合、補助加熱手段による加熱を実行することを特徴とする。

【0012】

請求項４の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において着霜推定手段は、外気温度と要求暖房能力Ｑｔｇｔに基づき、無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔを算出することを特徴とする。

【0013】

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手段は、補助加熱手段による暖房能力が要求暖房能力Ｑｔｇｔに対して不足する場合、放熱器による暖房を実行することを特徴とする。

【0014】

請求項６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、要求暖房能力Ｑｔｇｔと補助加熱手段が発生可能な最大暖房能力とを比較し、この最大暖房能力が要求暖房能力Ｑｔｇｔより不足する分を放熱器の暖房により補完することを特徴とする。

【0015】

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、室外熱交換器における冷媒蒸発温度が外気温度より低く、且つ、それらの差が所定値以内となるように圧縮機を制御することを特徴とする。

【0016】

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、着霜状態推定手段の推定に基づき、室外熱交換器に着霜しないと予測される場合、補助加熱手段による暖房を行うこと無く、放熱器による暖房を実行することを特徴とする。

【0017】

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熱媒体−空気熱交換器と、電気ヒータと、循環手段とを有し、電気ヒータにより加熱された熱媒体を循環手段により熱媒体−空気熱交換器に循環する熱媒体循環回路から補助加熱手段を構成したことを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

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を実行する車両用空気調和装置において、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手段を備え、制御手段は、室外熱交換器への着霜を推定する着霜推定手段を有し、外部電源から圧縮機、若しくは、当該圧縮機を駆動するために電力を供給するバッテリに給電されている状態において暖房モードを実行する際、着霜推定手段の推定に基づき、室外熱交換器への着霜が予測される場合、補助加熱手段による加熱を実行するようにしたので、所謂プラグイン中に車室内を予め暖房（プレ空調）する際、室外熱交換器への着霜を防止し、若しくは、抑制しながら補助加熱手段により車室内暖房を行い、その後の走行中の負荷を軽減することが可能となる。

【0019】

これにより、走行開始後の車室内を快適な温度に維持しながら、電気自動車やハイブリッド自動車の走行距離を延ばすことが可能となる。

【0020】

特に、請求項１の発明では着霜推定手段が、室外熱交換器に着霜しない範囲で放熱器が発生可能な最大暖房能力の目標値である無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔを算出し、この無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔが、要求暖房能力Ｑｔｇｔ又は当該要求暖房能力Ｑｔｇｔに所定の余裕度α１を持たせた値（Ｑｔｇｔ−α１）より小さくなる場合、室外熱交換器に着霜すると予測するようにしているので、室外熱交換器に霜が生じる所謂霜点が検出できない場合にも、プラグイン中における室外熱交換器への着霜を効果的に防止、若しくは、抑制することが可能となる。

【0021】

この場合、請求項２の発明の如く着霜推定手段が、外気温度に基づき、若しくは、それに時刻、日射、降雨、位置、気象条件を加えて無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔを算出することにより、室外熱交換器に着霜しない無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔを的確に推定し、即ち、結果として霜点を的確に推定してプラグイン中における室外熱交換器への着霜を一層効果的に防止、若しくは、抑制することができるようになる。

【0022】

他方、請求項３の発明では着霜推定手段が、要求暖房能力Ｑｔｇｔを実現するときの室外熱交換器の冷媒蒸発温度である無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔを算出し、この無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔが、霜点Ｔｆｒｏｓｔ又は当該霜点Ｔｆｒｏｓｔに所定の余裕度α２を持たせた値（Ｔｆｒｏｓｔ＋α２）より低くなる場合、室外熱交換器に着霜すると予測するようにしているので、室外熱交換器に霜が生じる霜点に基づき、プラグイン中における室外熱交換器への着霜を効果的に防止、若しくは、抑制することが可能となる。

【0023】

この場合、請求項４の発明の如く着霜推定手段が、外気温度と要求暖房能力Ｑｔｇｔに基づき、無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔを算出することにより、室外熱交換器の無着霜時に要求暖房能力Ｑｔｇｔを実現する無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔを的確に推定し、プラグイン中における室外熱交換器への着霜を一層効果的に防止、若しくは、抑制することができるようになる。

【0024】

この場合、請求項５の発明の如く制御手段が、補助加熱手段による暖房能力が要求暖房能力Ｑｔｇｔに対して不足する場合、放熱器による暖房を実行することにより、寒冷期や夜間における所謂プレ空調（暖房）を支障無く実現することが可能となる。また、補助加熱手段による暖房能力が要求暖房能力Ｑｔｇｔを満足する場合には、圧縮機は運転されないので、室外熱交換器への着霜は確実に防止されることになる。

【0025】

更に、請求項６の発明の如く制御手段が、要求暖房能力Ｑｔｇｔと補助加熱手段が発生可能な最大暖房能力とを比較し、この最大暖房能力が要求暖房能力Ｑｔｇｔより不足する分を放熱器の暖房により補完することで、的確な放熱器による暖房能力補完を実現することができるようになる。

【0026】

この場合も請求項７の発明の如く、制御手段が室外熱交換器における冷媒蒸発温度が外気温度より低く、且つ、それらの差が所定値以内となるように圧縮機を制御することにより、室外熱交換器への着霜が効果的に防止、若しくは、抑制されるようになる。

【0027】

また、請求項８の発明の如く制御手段が、着霜状態推定手段の推定に基づき、室外熱交換器に着霜しないと予測される場合、補助加熱手段による暖房を行うこと無く、放熱器による暖房を実行することにより、所謂プラグイン中の暖房のための電力消費の削減も支障無く実現することが可能となる。

【0028】

そして、請求項９の発明の如く前述した補助加熱手段を、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熱媒体−空気熱交換器と、電気ヒータと、循環手段とを有し、電気ヒータにより加熱された熱媒体を循環手段により熱媒体−空気熱交換器に循環する熱媒体循環回路から構成することにより、電気的により安全な車室内暖房を実現することができるようになるものである。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【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１の空気流通路部分の拡大図である。

【図4】図２のコントローラの動作を説明するフローチャートである。

【図5】霜点を検出できないときの図２のコントローラの着霜予測のフローチャートである。

【図6】図１の室外熱交換器に着霜しない放熱器の無着霜最大暖房能力予測値と外気温度の関係を示す図である。

【図7】霜点を検出できるときの図２のコントローラの着霜予測のフローチャートである。

【図8】本発明を適用した他の実施例の車両用空気調和装置の構成図である。

【図9】本発明を適用したもう一つの他の実施例の車両用空気調和装置の構成図である。

【図10】本発明を適用した更にもう一つの他の実施例の車両用空気調和装置の構成図である。

【図11】本発明を適用した更にもう一つの他の実施例の車両用空気調和装置の構成図である。

【図12】本発明を適用した更にもう一つの他の実施例の車両用空気調和装置の構成図である。

【図13】本発明を適用した更にもう一つの他の実施例の車両用空気調和装置の構成図である。

【図14】本発明を適用した更にもう一つの他の実施例の車両用空気調和装置の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

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。

【実施例1】

【0031】

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、外部電源からバッテリに充電（プラグイン）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。

【0032】

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であって、外部電源からバッテリに充電する所謂プラグインが可能なものにも本発明は有効である。

【0033】

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、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ＶＳＰ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。

【0034】

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（開閉弁）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の出口が逆止弁１８を介して室内膨張弁８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の一部を構成しており、逆止弁１８は室内膨張弁８側が順方向とされている。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

また、室外膨張弁６には並列にバイパス配管１３Ｊが接続されており、このバイパス配管１３Ｊには、冷房モードにおいて開放され、室外膨張弁６をバイパスして冷媒を流すための電磁弁（開閉弁）２０が介設されている。更に、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の除霜モード（除霜運転）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）２４及び逆止弁４５を介して室外膨張弁６及びバイパス配管１３Ｊの並列回路と室外熱交換器７の間の冷媒配管１３Ｉに連通接続されている。この電磁弁２４が除霜手段を構成する。尚、逆止弁４５は冷媒配管１３Ｉ方向を順方向とされている。

【0038】

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。

【0039】

また、図１において２３は実施例の車両用空気調和装置１に設けられた補助加熱手段としての熱媒体循環回路を示している。この熱媒体循環回路２３は循環手段を構成する循環ポンプ３０と、熱媒体加熱電気ヒータ（図面では補助ＨＴＲで示す）３５と、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内に設けられた熱媒体−空気熱交換器４０とを備え、これらが熱媒体配管２３Ａにより順次環状に接続されている。尚、この熱媒体循環回路２３内で循環される熱媒体としては、例えば水、ＨＦＯ−１２３４ｙｆのような冷媒、クーラント等が採用される。

【0040】

そして、循環ポンプ３０が運転され、熱媒体加熱電気ヒータ３５に通電されて発熱すると、この熱媒体加熱電気ヒータ３５により加熱された熱媒体が熱媒体−空気熱交換器４０に循環されるよう構成されている。即ち、この熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０が所謂ヒータコアとなり、車室内の暖房を補完する。係る熱媒体循環回路２３を採用することで、搭乗者の電気的な安全性を向上することができるようになる。

【0041】

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。

【0042】

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及び着霜推定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、車両の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を経た空気の温度、又は、放熱器４自体の温度）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を出た直後の冷媒の圧力）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を経た空気の温度、又は、吸熱器９自体の温度）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）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。

【0043】

また、コントローラ３２の入力には更に、熱媒体循環回路２３の熱媒体加熱電気ヒータ３５の温度（熱媒体加熱電気ヒータ３５で加熱された直後の熱媒体の温度、又は、熱媒体加熱電気ヒータ３５に内蔵された図示しない電気ヒータ自体の温度）を検出する熱媒体加熱電気ヒータ温度センサ５０と、熱媒体−空気熱交換器４０の温度（熱媒体−空気熱交換器４０を経た空気の温度、又は、熱媒体−空気熱交換器４０自体の温度）を検出する熱媒体−空気熱交換器温度センサ５５の各出力も接続されている。

【0044】

一方、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２２、１７、２１、２０、２４と、循環ポンプ３０と、熱媒体加熱電気ヒータ３５と、蒸発能力制御弁１１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。

【0045】

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。

【0046】

（１）暖房モードの冷媒の流れ
コントローラ３２により或いは空調操作部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、電磁弁２０及び電磁弁２４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及び熱媒体−空気熱交換器４０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。

【0047】

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を経て室外膨張弁６に至る。尚、熱媒体循環回路２３の動作及び作用については後述する。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（図面ではＨＰで示す）となり、室外熱交換器７は冷媒の蒸発器として機能する。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熱媒体−空気熱交換器４０を経て吹出口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。

【0048】

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。

【0049】

（２）除湿暖房モードの冷媒の流れ
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。

【0050】

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。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。

【0051】

（３）内部サイクルモードの冷媒の流れ
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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

（４）除湿冷房モードの冷媒の流れ
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、電磁弁２０及び電磁弁２４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及び熱媒体−空気熱交換器４０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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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。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（放熱器圧力Ｐｃｉ）を制御する。

【0058】

（５）冷房モードの冷媒の流れ
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電磁弁２０を開き（この場合、室外膨張弁６は全開（弁開度を制御上限）を含む何れの弁開度でもよい）、エアミックスダンパ２８は放熱器４及び熱媒体−空気熱交換器４０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を経て電磁弁２０及び室外膨張弁６に至る。

【0059】

このとき電磁弁２０は開放されているので冷媒は室外膨張弁６を迂回してバイパス配管１３Ｊ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。

【0060】

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。

【0061】

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。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。

【0062】

（６）車両走行中における暖房モード及び当該暖房モードでの熱媒体循環回路（補助加熱手段）による補助加熱
次に、車両（電気自動車）の走行中における前記暖房モード時の圧縮機２及び室外膨張弁６の制御と、当該暖房モードでの熱媒体循環回路２３による補助加熱について説明する。

【0063】

（６−１）車両走行中における圧縮機及び室外膨張弁の制御
コントローラ３２は下記式（Ｉ）から目標吹出温度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。

【0064】

コントローラ３２はこの目標吹出温度ＴＡＯから目標放熱器温度ＴＣＯを算出し、次に、この目標放熱器温度ＴＣＯに基づき、目標放熱器圧力ＰＣＯを算出する。そして、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とに基づき、コントローラ３２は圧縮機２の回転数Ｎｃを算出し、この回転数Ｎｃにて圧縮機２を運転する。即ち、コントローラ３２は圧縮機２の回転数Ｎｃにより放熱器４の冷媒圧力Ｐｃｉを制御する。

【0065】

また、コントローラ３２は目標吹出温度ＴＡＯに基づき、放熱器４の目標放熱器過冷却度ＴＧＳＣを算出する。一方、コントローラ３２は、放熱器圧力Ｐｃｉと放熱器温度センサ４６が検出する放熱器４の温度（放熱器温度Ｔｃｉ）に基づき、放熱器４における冷媒の過冷却度（放熱器過冷却度ＳＣ）を算出する。そして、この放熱器過冷却度ＳＣと目標放熱器過冷却度ＴＧＳＣに基づき、室外膨張弁６の目標弁開度（目標室外膨張弁開度ＴＧＥＣＣＶ）を算出する。そして、コントローラ３２はこの目標室外膨張弁開度ＴＧＥＣＣＶに室外膨張弁６の弁開度を制御する。

【0066】

コントローラ３２は目標吹出温度ＴＡＯが高い程、目標放熱器過冷却度ＴＧＳＣを上げる方向に演算を行うが、それに限らず、後述する要求暖房能力Ｑｔｇｔと暖房能力Ｑｈｐの差（能力差）や放熱器圧力Ｐｃｉ、目標放熱器圧力ＰＣＯと放熱器圧力Ｐｃｉの差（圧力差）に基づいて算出してもよい。その場合コントローラ３２は、能力差が小さい程、圧力差が小さい程、室内送風機２７の風量が小さい程、又は、放熱器圧力Ｐｃｉが小さい程、目標放熱器過冷却度ＴＧＳＣを下げることになる。

【0067】

（６−２）車両走行中における熱媒体循環回路の制御
また、コントローラ３２は、この暖房モードにおいて放熱器４による暖房能力が不足すると判断した場合、熱媒体加熱電気ヒータ３５に通電して発熱させ、循環ポンプ３０を運転することにより、熱媒体循環回路２３による加熱を実行する。

【0068】

熱媒体循環回路２３の循環ポンプ３０が運転され、熱媒体加熱電気ヒータ３５に通電されると、前述したように熱媒体加熱電気ヒータ３５により加熱された熱媒体（高温の熱媒体）が熱媒体−空気熱交換器４０に循環されるので、空気流通路３の放熱器４を経た空気を加熱することになる。図３にはこのときの空気流通路３内における各部の温度等が示される。この図において、Ｇａは空気流通路３に流入した空気の質量風量、Ｔｅ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９を出た空気の温度）、Ｇａ×ＳＷは質量風量Ｇａにエアミックスダンパ２８の開度を乗算した値、ＴＨｈｐは放熱器温度センサ４６が検出する放熱器４を経た空気の温度（略放熱器平均温度）、ＴＨは熱媒体−空気熱交換器温度センサ５５が検出する熱媒体−空気熱交換器４０を経た空気の温度を示しており、暖房モードでは熱媒体−空気熱交換器４０を出て吹出口２９から車室内に吹き出される空気の温度の目標値が目標放熱器温度ＴＣＯとなる。尚、熱媒体循環回路２３が動作していないときには、ＴＨ＝ＴＨｈｐとなる。

【0069】

次に、車両の走行中の暖房モードにおける熱媒体循環回路２３の制御について説明する。コントローラ３２は、下記式（ＩＩ）を用いて要求される放熱器４の暖房能力である要求暖房能力Ｑｔｇｔを算出し、式（ＩＩＩ）を用いて室外熱交換器７に着霜しない範囲で放熱器４が発生可能な最大の暖房能力の目標値、即ち、車両が現在置かれている環境下で、冷媒を放熱器４で放熱させ、室外熱交換器７で蒸発させるヒートポンプ運転を行った場合に、室外熱交換器７に着霜させずに放熱器４が発生可能な最大の暖房能力の目標値である無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔを予測して算出する。

【0070】

Ｑｔｇｔ＝（ＴＣＯ−Ｔｅ）×Ｃｐａ×ρ×Ｑａｉｒ ・・（ＩＩ）
ＴＧＱｈｐＮｆｓｔ＝ｆ（Ｔａｍ） ・・（ＩＩＩ）
ここで、Ｔａｍは外気温度センサ３３が検出する前述した外気温度、Ｔｅは吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度、Ｃｐａは放熱器４に流入する空気の比熱［ｋｊ／ｋｇ・Ｋ］、ρは放熱器４に流入する空気の密度（比体積）［ｋｇ／ｍ³］、Ｑａｉｒは放熱器４を通過する風量［ｍ³／ｈ］（室内送風機２７のブロワ電圧ＢＬＶ等から推定）である。

【0071】

尚、式（ＩＩ）においてはＴＣＯ、Ｔｅに代えて、或いは、それに加えて、放熱器４に流入する空気の温度、又は、放熱器４から流出する空気の温度を採用してもよい。また、式（ＩＩＩ）においては外気温度Ｔａｍに加えて、時刻、日射センサ５１が検出する日射量、降雨、位置、気象等の各環境条件や外部情報を参照し、無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔを補正してもよい。

【0072】

図６は係る無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔと外気温度の関係（無着霜最大暖房能力予測値の変化の傾向）を示している。放熱器４が発生可能な最大暖房能力Ｑｈｐは外気温度Ｔａｍの上昇に比例して増大する。そして、室外熱交換器７に霜が生じない外気温度が＋５℃程であるものとすると、＋５℃以下においてそのまま最大暖房能力Ｑｈｐで運転すると、室外熱交換器７に霜が発生してしまうので、図６に破線で示すように、無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔは外気温度の低下に伴い、最大暖房能力Ｑｈｐよりも大きい角度で減少していく傾向となる。

【0073】

コントローラ３２は、式（ＩＩＩ）で無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔを算出した後、熱媒体循環回路２３の目標暖房能力ＴＧＱＨＴＲを算出する。この熱媒体循環回路２３の目標暖房能力ＴＧＱＨＴＲは、下記式（ＩＶ）で算出される。
ＴＧＱＨＴＲ＝Ｑｔｇｔ−ＴＧＱｈｐＮｆｓｔ ・・（ＩＶ）
即ち、無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔが要求暖房能力Ｑｔｇｔより不足する分を、熱媒体循環回路２３の目標暖房能力ＴＧＱＨＴＲとする。

【0074】

次に、コントローラ３２は無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔと要求暖房能力Ｑｔｇｔを比較し、無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔが要求暖房能力Ｑｔｇｔより小さい場合（ＴＧＱｈｐＮｆｓｔ＜Ｑｔｇｔ）、放熱器４の目標暖房能力Ｑｈｐｒを無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔとし（Ｑｈｐｒ＝ＴＧＱｈｐＮｆｓｔ）、放熱器４が無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔを発生するように冷媒回路Ｒの圧縮機２他の機器を運転する。

【0075】

更に、コントローラ３２は、熱媒体加熱電気ヒータ温度センサ５０や熱媒体−空気熱交換器温度センサ５５の出力に基づき、熱媒体循環回路２３の目標暖房能力ＴＧＱＨＴＲ＝要求暖房能力Ｑｔｇｔ−放熱器４の目標暖房能力Ｑｈｐｒ（目標暖房能力Ｑｈｐｒ＝無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔ）となるように熱媒体加熱電気ヒータ３５への通電と循環ポンプ３０の運転を制御する。即ち、コントローラ３２は要求暖房能力Ｑｔｇｔに対して無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔが不足する分を、熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０による加熱で補完する。これにより、快適な車室内暖房を実現し、且つ、室外熱交換器７の着霜も予防することができるようになる。

【0076】

一方、例えば外気温度が比較的高く、無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔが要求暖房能力Ｑｔｇｔ以上である場合（Ｑｔｇｔ≦ＴＧＱｈｐＮｆｓｔ）、コントローラ３２は熱媒体循環回路２３による加熱を停止（循環ポンプ３０停止、熱媒体加熱電気ヒータ３５非通電でＨＴＲ停止：ＴＧＱＨＴＲ＝０）し、放熱器４が要求暖房能力Ｑｔｇｔを発生するように冷媒回路Ｒの圧縮機２他の機器を運転する（Ｑｈｐｒ＝Ｑｔｇｔ）。これにより、熱媒体循環回路２３による無用な暖房を回避して消費電力の増大を防止する。

【0077】

（７）プラグイン中におけるプレ空調（暖房モード）
次に、図４、図５を参照しながら車両（電気自動車）のプラグイン中に前記暖房モードとされ、車室内をプレ空調（暖房）するときの熱媒体循環回路２３と冷媒回路Ｒの制御について説明する。

【0078】

コントローラ３２は、車両が外部電源に接続され、バッテリに充電されているプラグイン中にも暖房モードを実行することができるように構成されている。この場合、コントローラ３２は図４のステップＳ１で、現在車両はプラグイン中であり、且つ、使用者による暖房要求（暖房モード開始の入力操作）があったか否か判断しており、先ず、プラグイン中では無い場合、又は、暖房要求が無い場合は、ステップＳ１からステップＳ１３に進み、室外熱交換器７に着霜していないか否か判断し、着霜していない場合はステップＳ１４で車両用空気調和装置１の運転を停止する。また、室外熱交換器７に着霜している場合にはステップＳ１５に進み、除霜モードに移行して室外熱交換器７の除霜運転を実行する。尚、このステップＳ１３における室外熱交換器７の着霜判定及びステップＳ１５における除霜モードについては後に詳述する。

【0079】

一方、現在車両はプラグイン中であり、且つ、使用者による暖房要求がある場合、コントローラ３２はステップＳ１からステップＳ２に進み、各センサからのデータを読み込み、ステップＳ３で前記ステップＳ１３と同様に室外熱交換器７に着霜していないか否か判断する。車両がプラグインされる前の走行時において、暖房モードでは室外熱交換器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、空調性能が悪化してしまう。

【0080】

（７−１）室外熱交換器の着霜判定
コントローラ３２はステップＳ３（前記ステップＳ１３も同様）でその機能としての着霜推定手段により、室外熱交換器７への着霜状態を判定（推定）する。次に、室外熱交換器７の着霜状態の判定例を説明する。

【0081】

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の着霜状態を判定する。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（Ｖ）を用いて決定する。

【0082】

ＴＸＯｂａｓｅ＝ｆ（Ｔａｍ、ＮＣ、ＢＬＶ、ＶＳＰ）
＝ｋ１×Ｔａｍ＋ｋ２×ＮＣ＋ｋ３×ＢＬＶ＋ｋ４×ＶＳＰ・・（Ｖ）
ここで、式（Ｖ）のパラメータであるＴａｍは外気温度センサ３３から得られる前記外気温度、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。

【0083】

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、ＴＸＯｂａｓｅ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）、ＴＸＯｂａｓｅ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）、ＴＸＯｂａｓｅ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）、ＴＸＯｂａｓｅは低くなる傾向となる。従って、係数ｋ４は正の値となる。

【0084】

尚、プラグイン中は車速ＶＳＰは０となるので、この場合には、室外熱交換器７の通過風速を示す指標として室外送風機１５の室外ファン電圧ＦＡＮＶｏｕｔを代用する。また、実施例では式（Ｖ）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、これらに車両用空気調和装置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Ｔｃｉ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（Ｖ）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。

【0085】

次にコントローラ３２は、式（Ｖ）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が所定の着霜検知閾値ΔＴ１より大きくなった状態（ΔＴＸＯ＞ΔＴ１）が例えば所定の着霜状態推定時間継続した場合、室外熱交換器７に着霜が生じているものと判定する。

【0086】

（７−２）室外熱交換器の除霜モード
ステップＳ３（前記ステップＳ１３も同様）で室外熱交換器７に着霜している場合、ステップＳ１０（前記ステップＳ１５も同様）に進んで除霜モードを実行する。コントローラ３２はステップＳ１０（ステップＳ１５）の除霜モードでは、電磁弁２４と電磁弁２１を開き、電磁弁２２及び電磁弁１７を閉じる。そして、外部電源からの電力、或いは、外部電源で充電されているバッテリからの電力で圧縮機２を運転する除霜運転を行う。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（ホットガス）は、電磁弁２４を経て冷媒配管１３Ｈを通り、逆止弁４５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、霜は融解除去される。

【0087】

室外熱交換器７から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経過した場合、コントローラ３２は除霜モードを終了してステップＳ１に戻り、暖房モードに復帰する。

【0088】

（７−３）室外熱交換器の着霜予測
一方、ステップＳ３で差ΔＴＸＯが着霜検知閾値ΔＴ１以下（ΔＴＸＯ≦ΔＴ１）で室外熱交換器７に着霜していないと判定された場合、コントローラ３２はステップＳ４に進んで今度は室外熱交換器７に着霜すると予測されるか否か判断する。図５はステップＳ４における着霜予測のフローチャートの一例を示している。

【0089】

コントローラ３２は先ず図５のステップＳ１６で、前述した式（ＩＩＩ）の演算により無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔを算出する。次に、前述した（ＩＩ）により要求暖房能力Ｑｔｇｔを算出し、ステップＳ１７で無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔが要求暖房能力Ｑｔｇｔ−α１より小さいか否か判断する（ＴＧＱｈｐＮｆｓｔ＜（Ｑｔｇｔ−α１））。このα１は着霜に対して余裕度を持たせるための値であり、Ｑｔｇｔ−α１は、要求暖房能力Ｑｔｇｔより小さいがそれに近い値となる。尚、余裕度が不要な場合には、α１＝０としてステップＳ１７ではＴＧＱｈｐＮｆｓｔ＜Ｑｔｇｔで判断してもよい。

【0090】

そして、この実施例では無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔが要求暖房能力に近い値（Ｑｔｇｔ−α１）より小さい場合、ステップＳ１８に進んで圧縮機２の運転により放熱器４で暖房を行うと、室外熱交換器７に着霜すると予測する。尚、ＴＧＱｈｐＮｆｓｔ≧（Ｑｔｇｔ−α１）の場合には、ステップＳ１９に進んで着霜しないと予測する。

【0091】

図４に戻って、コントローラ３２はステップＳ１８で着霜すると予測した場合、ステップＳ４からステップＳ５に進んで再度要求暖房能力Ｑｔｇｔを式（ＩＩ）で算出し、ステップＳ６で熱媒体循環回路２３が発生可能な最大暖房能力である熱媒体循環回路最大暖房能力ＱｍａｘＨＴＲを取り込む。尚、この熱媒体循環回路最大暖房能力ＱｍａｘＨＴＲは予めコントローラ３２に設定されている。

【0092】

次に、コントローラ３２はステップＳ７で要求暖房能力Ｑｔｇｔと熱媒体循環回路最大暖房能力ＱｍａｘＨＴＲとを比較し、例えば寒冷期等に熱媒体循環回路最大暖房能力ＱｍａｘＨＴＲが要求暖房能力Ｑｔｇｔに対して不足する場合（Ｑｔｇｔ＞ＱｍａｘＨＴＲ）、ステップＳ８に進んで下記式（ＶＩ）により放熱器４による必要暖房能力である放熱器４の目標暖房能力Ｑｈｐｒを算出する。
Ｑｈｐｒ＝Ｑｔｇｔ−ＱｍａｘＨＴＲ ・・（ＶＩ）
即ち、式（ＶＩ）は熱媒体循環回路最大暖房能力ＱｍａｘＨＴＲが要求暖房能力Ｑｔｇｔに対して不足する分を、放熱器４の目標暖房能力Ｑｈｐｒとする。

【0093】

そして、コントローラ３２は、ステップＳ９で熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０と放熱器４からの発熱により車室内の暖房を行う。この場合、熱媒体循環回路２３の目標暖房能力ＴＧＱＨＴＲ＝熱媒体循環回路最大暖房能力ＱｍａｘＨＴＲとなるように熱媒体加熱電気ヒータ３５への通電と循環ポンプ３０の運転を制御すると共に、放熱器４が目標暖房能力Ｑｈｐｒ（Ｑｔｇｔ−ＱｍａｘＨＴＲ）を発生するように冷媒回路Ｒの圧縮機２他の機器を運転する。

【0094】

即ち、コントローラ３２は要求暖房能力Ｑｔｇｔに対して熱媒体循環回路最大暖房能力ＱｍａｘＨＴＲが不足する分を、冷媒回路Ｒの放熱器４による暖房で補完する。これにより、確実に車室内のプレ空調（暖房）を実現する。また、このときコントローラ３２は室外熱交換器７の冷媒蒸発温度ＴＸＯが外気温度Ｔａｍより低く、且つ、それらの差が所定値Ａ（正の値）以内（（Ｔａｍ−ＴＸＯ）≦Ａ）となるように圧縮機２の回転数に制限をかけて運転する。即ち、外気温度Ｔａｍに対して室外熱交換器７の冷媒蒸発温度ＴＸＯが低くなり過ぎないようにして、熱媒体循環回路２３による暖房を放熱器４による暖房で補完する際にも、室外熱交換器７への着霜を予防する。

【0095】

尚、このような圧縮機２の回転数の制限により要求暖房能力Ｑｔｇｔを満足できなくなる場合には、プレ空調（暖房）時間を延長することで、車室内の温度を上げる操作を行うとよい。

【0096】

一方、ステップＳ７で熱媒体循環回路最大暖房能力ＱｍａｘＨＴＲが要求暖房能力Ｑｔｇｔに対して足りる場合（Ｑｔｇｔ≦ＱｍａｘＨＴＲ）、ステップＳ１１に進んで熱媒体循環回路２３による暖房のみを行い、冷媒回路Ｒの圧縮機２は停止する。その際、コントローラ３２は、下記式（ＶＩＩ）の如く熱媒体循環回路２３の目標暖房能力ＴＧＱＨＴＲを要求暖房能力Ｑｔｇｔとして熱媒体加熱電気ヒータ３５への通電と循環ポンプ３０の運転を制御する。
ＴＧＱＨＴＲ＝Ｑｔｇｔ ・・（ＶＩＩ）

【0097】

また、図５のステップＳ１９で着霜しないと予測した場合、コントローラ３２は図４のステップＳ４からステップＳ１２に進んで放熱器４の目標暖房能力Ｑｈｐｒ＝要求暖房能力Ｑｔｇｔとして圧縮機２を運転し、放熱器４による通常のヒートポンプ運転による車室内の暖房を実行する。この場合、熱媒体循環回路２３による暖房は停止する（熱媒体加熱電気ヒータ３５及び循環ポンプ３０は非通電）。

【0098】

以上のようにコントローラ３２は、外部電源から圧縮機２、若しくは、当該圧縮機２を駆動するために電力を供給するバッテリに給電されている所謂プラグイン状態において暖房モードを実行する際、室外熱交換器７への着霜が予測される場合、熱媒体循環回路２３による加熱を実行するので、プラグイン中に車室内を予め暖房（プレ空調）する際、室外熱交換器７への着霜を防止し、若しくは、抑制しながら熱媒体循環回路２３により車室内暖房を行い、その後の走行中の負荷を軽減することが可能となる。これにより、走行開始後の車室内を快適な温度に維持しながら、車両（電気自動車やハイブリッド自動車）の走行距離を延ばすことができるようになる。

【0099】

この場合、コントローラ３２は熱媒体循環回路２３による暖房能力が要求暖房能力Ｑｔｇｔに対して不足する場合、放熱器４による暖房を実行するので、寒冷期や夜間における所謂プレ空調（暖房）を支障無く実現することが可能となる。また、熱媒体循環回路２３による熱媒体循環回路最大暖房能力ＱｍａｘＨＴＲが要求暖房能力Ｑｔｇｔを満足する場合には、圧縮機２は運転されないので、室外熱交換器７への着霜は確実に防止されることになる。

【0100】

更に、コントローラ３２は要求暖房能力Ｑｔｇｔと熱媒体循環回路２３が発生可能な熱媒体循環回路最大暖房能力ＱｍａｘＨＴＲとを比較し、この熱媒体循環回路最大暖房能力ＱｍａｘＨＴＲが要求暖房能力Ｑｔｇｔより不足する分を放熱器４の暖房（Ｑｈｐｒ）により補完するので、的確な放熱器４による暖房能力補完を実現することができるようになる。

【0101】

この場合もコントローラ３２は室外熱交換器７における冷媒蒸発温度ＴＸＯが外気温度Ｔａｍより低く、且つ、それらの差が所定値Ａ以内となるように圧縮機２の回転数を制御するので、室外熱交換器７への着霜が効果的に防止、若しくは、抑制されるようになる。

【0102】

また、コントローラ３２は室外熱交換器７に着霜しないと予測される場合、熱媒体循環回路２３による暖房を行うこと無く、放熱器４による暖房を実行するので、プラグイン中の暖房のための電力消費の削減も、ヒートポンプ運転で支障無く実現することが可能となる。

【0103】

そして、コントローラ３２は室外熱交換器７に着霜しない範囲で放熱器４が発生可能な最大暖房能力の目標値である無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔを算出し、この無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔが、要求暖房能力Ｑｔｇｔに近い値（又は要求暖房能力Ｑｔｇｔ）より小さくなる場合、室外熱交換器７に着霜すると予測するようにしたので、室外熱交換器７に霜が生じる所謂霜点が検出できない場合、或いは、検出しない場合にも、プラグイン中における室外熱交換器７への着霜を効果的に防止、若しくは、抑制することが可能となる。

【0104】

この場合、コントローラ３２は外気温度Ｔａｍに基づき、若しくは、それに時刻、日射、降雨、位置、気象条件を加えて無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔを算出するので、室外熱交換器７に着霜しない無着霜最大暖房能力予測値ＴＧＱｈｐＮｆｓｔを的確に推定し、即ち、結果として霜点を的確に推定してプラグイン中における室外熱交換器７への着霜を一層効果的に防止、若しくは、抑制することができるようになる。

【0105】

また、実施例では補助加熱手段を、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熱媒体−空気熱交換器４０と、熱媒体加熱電気ヒータ３５と、循環ポンプ３０とを有し、熱媒体加熱電気ヒータ３５により加熱された熱媒体を循環ポンプ３０により熱媒体−空気熱交換器４０に循環する熱媒体循環回路２３から構成したので、電気的により安全な車室内暖房を実現することができるようになる。

【実施例2】

【0106】

次に、図７は図５に示した図４のステップＳ４における着霜予測の他の実施例のフローチャートを示している。尚、その他の制御は図１〜図６と同一である。
（７−４）室外熱交換器の着霜予測の他の例
この場合、コントローラ３２は先ず図７のステップＳ２０で、下記式（ＶＩＩＩ）を用いて室外熱交換器７の無着霜時に、即ち、室外熱交換器７に霜が生じていないときに要求暖房能力Ｑｔｇｔを実現するための室外熱交換器７の冷媒蒸発温度である無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔを予測して算出する。
ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔ＝ｆ（Ｔａｍ、Ｑｔｇｔ） ・・（ＶＩＩＩ）
ここで、Ｔａｍは外気温度センサ３３が検出する前述した外気温度である。

【0107】

また、この実施例ではコントローラ３２は、外気温度センサ３３が検出する車両の外気温度Ｔａｍと、外気湿度センサ３４が検出する車両の外気湿度から、室外熱交換器７に霜が生じる当該室外熱交換器７周囲の外気の温度（外気中の水蒸気圧が氷の飽和水蒸気圧と等しくなる温度）である霜点Ｔｆｒｏｓｔを算出する。この霜点Ｔｆｒｏｓｔの算出方法は一般的なものであるので、説明を省略する。

【0108】

そして、ステップＳ２１で無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔが霜点Ｔｆｒｏｓｔ＋α２より小さいか否か判断する（ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔ＜（Ｔｆｒｏｓｔ＋α２））。このα２は着霜に対して余裕度を持たせるための値であり、Ｔｆｒｏｓｔ＋α２は、霜点Ｔｆｒｏｓｔより高いがそれに近い値となる。尚、余裕度が不要な場合には、α２＝０としてステップＳ２１ではＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔ＜Ｔｆｒｏｓｔで判断してもよい。

【0109】

そして、この実施例では無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔが霜点に近い値（Ｔｆｒｏｓｔ＋α２）より小さい場合、ステップＳ２２に進んで圧縮機２の運転により放熱器４で暖房を行うと、室外熱交換器７に着霜すると予測する。尚、ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔ≧（Ｔｆｒｏｓｔ＋α２）の場合には、ステップＳ２３に進んで着霜しないと予測する。

【0110】

このように、コントローラ３２が要求暖房能力Ｑｔｇｔを実現するときの室外熱交換器の冷媒蒸発温度である無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔを算出し、この無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔが、霜点Ｔｆｒｏｓｔ又はそれに近い温度より低くなる場合、室外熱交換器７に着霜すると予測することにより、室外熱交換器７に霜が生じる霜点Ｔｆｒｏｓｔに基づき、プラグイン中における室外熱交換器７への着霜を効果的に防止、若しくは、抑制することが可能となる。

【0111】

この場合、コントローラ３２は外気温度Ｔａｍと要求暖房能力Ｑｔｇｔに基づき、無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔを算出するので、室外熱交換器７の無着霜時に要求暖房能力Ｑｔｇｔを実現する無着霜時要求冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅＱｔｇｔを的確に推定し、プラグイン中における室外熱交換器７への着霜を一層効果的に防止、若しくは、抑制することができるようになる。

【実施例3】

【0112】

次に、図８は本発明の車両用空気調和装置１の他の構成図を示している。この実施例では、室外熱交換器７にレシーバドライヤ部１４と過冷却部１６が設けられておらず、室外熱交換器７から出た冷媒配管１３Ａは電磁弁１７と逆止弁１８を介して冷媒配管１３Ｂに接続されている。また、冷媒配管１３Ａから分岐した冷媒配管１３Ｄは、同様に電磁弁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に接続されている。

【0113】

その他は、図１の例と同様である。このようにレシーバドライヤ部１４と過冷却部１６を有しない室外熱交換器７を採用した冷媒回路Ｒの車両用空気調和装置１においても本発明は有効である。

【実施例4】

【0114】

次に、図９は本発明の車両用空気調和装置１のもう一つの他の構成図を示している。尚、この実施例の冷媒回路Ｒは図８と同様である。但し、この場合、熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０は、空気流通路３の空気の流れに対して放熱器４の上流側であってエアミックスダンパ２８の下流側に配置されている。他の構成は図８と同様である。

【0115】

この場合には空気流通路３において熱媒体−空気熱交換器４０が放熱器４の上流側に位置するため、熱媒体循環回路２３の動作中、空気は熱媒体−空気熱交換器４０で加熱された後、放熱器４に流入するようになる。このように熱媒体−空気熱交換器４０を放熱器４の上流側に配置した車両用空気調和装置１においても本発明は有効であり、特にこの場合には熱媒体循環回路２３内の熱媒体の温度が低いことによる問題は生じなくなる。これにより、放熱器４との協調暖房も容易となると共に、熱媒体を予め加熱しておく所謂予備運転が不要となるが、熱媒体−空気熱交換器４０を経た空気が放熱器４に流入することになるため、放熱器４との温度差が小さくなり、熱交換効率が低下する危険性がある。一方、図１や図８のように熱媒体−空気熱交換器４０を、空気流通路３の空気の流れに対して放熱器４の下流側に配置すれば、図９の如く熱媒体−空気熱交換器４０を上流側に配置する場合に比して、熱媒体−空気熱交換器４０で加熱された空気が放熱器４に流入することが無くなり、放熱器４の温度と空気の温度差を確保して、放熱器４における熱交換性能の低下を防止することができるようになる。

【実施例5】

【0116】

次に、図１０は本発明の車両用空気調和装置１の更にもう一つの他の構成図を示している。この実施例の冷媒回路Ｒ及び熱媒体循環回路２３の基本構成は図１と同様であるが、熱媒体循環回路２３に熱媒体−冷媒熱交換器７０が設けられている。この熱媒体−冷媒熱交換器７０は、循環ポンプ３０を出た熱媒体配管２３Ａと冷媒回路Ｒの放熱器４を出た冷媒配管１３Ｅとを熱交換させるものであり、この熱媒体−冷媒熱交換器７０において、循環ポンプ３０から吐出された熱媒体は放熱器４から出た冷媒から加熱作用を受けるように構成されている。これにより、放熱器４を経た冷媒から熱媒体循環回路２３を循環する熱媒体に熱を回収することができる。

【0117】

このように、熱媒体循環回路２３に、放熱器４を経た冷媒から熱を回収する熱媒体−冷媒熱交換器７０を設けることにより、放熱器４を出た冷媒が有する熱を熱媒体循環回路２３内を流れる熱媒体に回収して熱媒体−空気熱交換器４０に搬送し、より効率的な暖房補助を行うことが可能となる。

【実施例6】

【0118】

次に、図１１は本発明の車両用空気調和装置１の更にもう一つの他の構成図を示している。この実施例の冷媒回路Ｒ及び熱媒体循環回路２３は図１０の場合と同様であるが、熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０が、空気流通路３の空気の流れに対して放熱器４の上流側であってエアミックスダンパ２８の下流側に配置されている。このような構成によっても、放熱器４を出た冷媒が有する熱を熱媒体−冷媒熱交換器７０にて熱媒体循環回路２３内を流れる熱媒体に回収し、熱媒体−空気熱交換器４０に搬送してより効率的な暖房補助を行うことが可能となる。

【実施例7】

【0119】

次に、図１２は本発明の車両用空気調和装置１の更にもう一つの他の構成図を示している。この実施例の冷媒回路Ｒ及び熱媒体循環回路２３の配管構成は図１の場合と基本的に同様であるが、放熱器４は空気流通路３には設けられておらず、その外側に配置されている。その代わりに、この放熱器４にはこの場合の熱媒体−冷媒熱交換器７４が熱交換関係に配設されている。

【0120】

この熱媒体−冷媒熱交換器７４は、熱媒体循環回路２３の循環ポンプ３０と熱媒体加熱電気ヒータ３５の間の熱媒体配管２３Ａに接続されたもので、熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０は空気流通路３に設けられている。係る構成で、循環ポンプ３０から吐出された熱媒体は放熱器４を流れる冷媒と熱交換し、当該冷媒により加熱され、次に、熱媒体加熱電気ヒータ３５（通電されて発熱している場合）で加熱された後、熱媒体−空気熱交換器４０で放熱することにより、空気流通路３から車室内に供給される空気を加熱する。

【0121】

このような構成の車両用空気調和装置１においても、放熱器４による暖房能力が不足する場合に、熱媒体加熱電気ヒータ３５に通電して熱媒体配管２３Ａ内を流れる熱媒体を加熱することにより、暖房補助を行うことが可能となると共に、後述するように電気ヒータを空気流通路３に配設する場合に比して、電気的により安全な車室内暖房を実現することができるようになる。

【実施例8】

【0122】

尚、上記各実施例では補助加熱手段として熱媒体循環回路２３を採用したが、通常の電気ヒータ（例えば、ＰＴＣヒータ）７３にて補助加熱手段を構成してもよい。その場合の図１に対応する構成例が図１３、図８に対応する構成例が図１４である。図１３、図１４では図１、図８の熱媒体循環回路２３がこの場合の電気ヒータ７３に置き換えられている。

【0123】

その他の構成及び制御は基本的に同様であり、コントローラ３２は熱媒体循環回路２３の循環ポンプ３０及び熱媒体加熱電気ヒータ３５の代わりに、電気ヒータ７３の通電を制御して、前述同様にその発熱によって放熱器４による暖房能力の補完を行うものであるので、詳細な説明は省略する。このように、車室内に供給する空気を電気ヒータ７３で加熱するようにしても良く、係る構成によれば熱媒体循環回路２３を用いる場合に比して構成が簡素化される利点がある。

【0124】

勿論、この電気ヒータ７３を図９の場合の如く、図１３や図１４における放熱器４の空気上流側に配置してもよく、その場合には電気ヒータ７３への通電開始初期に車室内に供給される空気温度が低下する不都合を解消できる効果がある。

【0125】

尚、実施例では室外熱交換器７の着霜推定手段となるコントローラ３２が、霜点Ｔｆｒｏｓｔと室外熱交換器７の冷媒蒸発温度ＴＸＯとに基づいて室外熱交換器７への着霜判定を行うようにしたが（図４のステップＳ４）、それに限らず例えば、室外熱交換器７の冷媒蒸発温度ＴＸＯ（又は、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の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅ（又は、冷媒蒸発圧力ＰＸＯｂａｓｅ）とに基づいて、ＴｆｒｏｓｔとＴＸＯの場合と同様の手順で推定してもよく、また、例えば放熱器４の実際の暖房能力である実暖房能力と、室外熱交換器７が無着霜時の放熱器４の暖房能力である無着霜時暖房能力とを比較し、それに対して実暖房能力が低下したことで、室外熱交換器７が着霜しているものと推定するようにしてもよい。

【0126】

また、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、暖房モードのみ行うものにも本発明は有効である。

【0127】

更に、上記各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】

【0128】

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、２０、２１、２２、２４ 電磁弁
２３ 熱媒体循環回路（補助加熱手段）
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
３０ 循環ポンプ（循環手段）
３２ コントローラ（制御手段）
３５ 熱媒体加熱電気ヒータ（電気ヒータ）
４０ 熱媒体−空気熱交換器
Ｒ 冷媒回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】