JP2014213765A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所謂ヒートポンプ方式の空気調和装置において、効率良く、且つ、快適に車室内を暖房する。【解決手段】車両用空気調和装置１は、コントローラにより、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にて吸熱させる暖房モードを実行する。空気流通路３から車室内に供給する空気を加熱するための熱媒体循環回路２３を備え、コントローラは、放熱器４による暖房能力が不足する場合、熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０による加熱を実行する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の車室内を空調するヒートポンプ方式の空気調和装置、特にハイブリッド自動車や電気自動車に適用可能な空気調和装置に関するものである。

近年の環境問題の顕在化から、ハイブリッド自動車や電気自動車が普及するに至っている。そして、このような車両に適用することができる空気調和装置として、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、車室内側に設けられて冷媒を放熱させる放熱器（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）。

また、特許文献１では放熱器から出た冷媒を分流し、この分流した冷媒を減圧した後、当該放熱器を出た冷媒と熱交換させ、圧縮機の圧縮途中に戻すインジェクション回路を設け、それにより、圧縮機の吐出冷媒を増加させ、放熱器による暖房能力を向上させていた。

特許第３９８５３８４号公報

しかしながら、上記のような空気調和装置では、室外熱交換器に着霜した場合、外気中から吸熱することができなくなるため、所要の暖房能力が得られなくなる問題がある。また、放熱器を出た冷媒の温度は低いため、分流されて減圧された冷媒との熱交換量も少なくなる。そのため、圧縮機の圧縮途中にガスをインジェクションするためには、インジェクション回路に流す冷媒の量を増やすことに限界があり、圧縮機の吐出冷媒を十分に増加させることができず、結果として十分な暖房能力が得られなくなる欠点があった。

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、所謂ヒートポンプ方式の空気調和装置において、効率良く、且つ、快適に車室内を暖房することを目的とする。

本発明の車両用空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、冷媒を放熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、冷媒を吸熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、車室外に設けられて冷媒を放熱又は吸熱させる室外熱交換器と、制御手段とを備え、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、放熱器による暖房能力が不足する場合、補助加熱手段による加熱を実行することを特徴とする。

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手段は、要求される放熱器の暖房能力である要求暖房能力Ｑｔｇｔと放熱器が発生する暖房能力Ｑｈｐとを比較し、この暖房能力Ｑｈｐが要求暖房能力Ｑｔｇｔより不足する分を補助加熱手段の加熱により補完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、上記発明において暖房能力Ｑｈｐは、室外熱交換器の非着霜時に放熱器が発生する非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩであり、この非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩが要求暖房能力Ｑｔｇｔより不足する分を補助加熱手段の加熱により補完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手段は、放熱器が実際に発生する実暖房能力Ｑｈｐｒが非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩよりも小さい場合、この非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩと実暖房能力Ｑｈｐｒの差を加えて補助加熱手段により加熱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、請求項３又は請求項４の発明において制御手段は、放熱器が実際に発生する実暖房能力Ｑｈｐｒが非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩよりも小さく、この非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩと実暖房能力Ｑｈｐｒとの差が所定値より大きい場合、圧縮機を停止すると共に、要求暖房能力Ｑｔｇｔにより補助加熱手段を制御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、請求項４又は請求項５の発明において制御手段は、放熱器から流出する空気の温度、及び、この放熱器を通過する風量のそれぞれを示す指標のうちの何れか、若しくは、それらの組み合わせと、放熱器に流入する空気の比熱、及び、この空気の密度を示す指標とに基づいて実暖房能力Ｑｈｐｒを算出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、請求項３乃至請求項６の発明において制御手段は、放熱器に流入する空気の温度、この放熱器から流出する空気の温度、及び、この放熱器を通過する風量のそれぞれを示す指標のうちの何れか、若しくは、それらの組み合わせと、放熱器に流入する空気の比熱、及び、この空気の密度を示す指標とに基づいて要求暖房能力Ｑｔｇｔを算出すると共に、外気温度、冷媒流量、空気流通路内の風量、車速、前記室外熱交換器通過風量、該室外熱交換器に通風する室外送風機の電圧、吸熱器の温度、圧縮機の回転数、放熱器出口の冷媒圧力、放熱器出口の冷媒温度、放熱器入口の冷媒圧力、及び、放熱器入口の冷媒温度のそれぞれを示す指標のうちの何れか、若しくは、それらの組み合わせに基づいて非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩを算出することを特徴とする。

請求項８の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において空気流通路外に放熱器を設けると共に、この放熱器と熱交換する熱媒体−冷媒熱交換器と、空気流通路に設けられた熱媒体−空気熱交換器と、電気ヒータと、循環手段とを有し、熱媒体−冷媒熱交換器、及び／又は、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させ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。

請求項９の発明の車両用空気調和装置は、請求項１乃至請求項７の発明において空気流通路に設けられ、車室内に供給する空気を加熱する電気ヒータにより補助加熱手段を構成したことを特徴とする。

請求項１０の発明の車両用空気調和装置は、請求項１乃至請求項７の発明において放熱器を空気流通路に設けると共に、この空気流通路に設けられた熱媒体−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。

請求項１１の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において熱媒体循環回路は、放熱器を経た冷媒から熱を回収する熱媒体−冷媒熱交換器を有することを特徴とする。

請求項１２の発明の車両用空気調和装置は、請求項１０又は請求項１１の発明において制御手段は、放熱器による暖房能力は不足していないが、室外熱交換器の非着霜時に放熱器が発生する非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩと要求される放熱器の暖房能力である要求暖房能力Ｑｔｇｔとの差が所定値に縮小した場合、熱媒体循環回路による加熱を開始する予備運転を実行することを特徴とする。

請求項１３の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御手段は、予備運転を実行中、熱媒体循環回路により加熱する分、放熱器による暖房能力を低下させることを特徴とする。

請求項１４の発明の車両用空気調和装置は、請求項１２又は請求項１３の発明において制御手段は、予備運転を実行中、熱媒体循環回路を流れる熱媒体の温度が所定値より低い場合、熱媒体−空気熱交換器に循環される熱媒体の量を制限することを特徴とする。

請求項１５の発明の車両用空気調和装置は、請求項９乃至請求項１４の発明において電気ヒータ、又は、熱媒体−空気熱交換器を、空気流通路の空気の流れに対して放熱器の下流側に配置したことを特徴とする。

請求項１６の発明の車両用空気調和装置は、請求項９乃至請求項１４の発明において電気ヒータ、又は、熱媒体−空気熱交換器を、空気流通路の空気の流れに対して放熱器の上流側に配置したことを特徴とする。

本発明によれば、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、冷媒を放熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、冷媒を吸熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、車室外に設けられて冷媒を放熱又は吸熱させる室外熱交換器と、制御手段とを備え、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設け、制御手段が、放熱器による暖房能力が不足する場合、補助加熱手段による加熱を実行するようにしたので、室外熱交換器に着霜した場合等、放熱器による暖房能力が不足した場合に補助加熱手段により車室内に供給する空気を加熱して暖房能力を補完することができるようになり、快適な車室内暖房を実現し、且つ、室外熱交換器の着霜も抑制することができるようになる。

また、放熱器による暖房能力が不足している状況下で補助加熱手段による加熱を実行するので、補助加熱手段による加熱に伴う効率の悪化も最小限に抑えることが可能となる。これにより、特に電気自動車においては航続距離が低下する不都合を効果的に抑制することが可能となるものである。

この場合、請求項２の発明の如く制御手段が、要求される放熱器の暖房能力である要求暖房能力Ｑｔｇｔと放熱器が発生する暖房能力Ｑｈｐとを比較し、この暖房能力Ｑｈｐが要求暖房能力Ｑｔｇｔより不足する分を補助加熱手段の加熱により補完することにより、効果的に車室内の快適暖房と効率低下の抑制を行うことができるようになる。

例えば、請求項３の発明の如く暖房能力Ｑｈｐを、室外熱交換器の非着霜時に放熱器が発生する非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩとして、この非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩが要求暖房能力Ｑｔｇｔより不足する分を補助加熱手段の加熱により補完するようにすれば、室外熱交換器に着霜する以前の段階で放熱器の暖房能力が不足するか否かを把握し、迅速な補助加熱手段による加熱を開始して、より快適な車室内暖房を実現することが可能となる。

このとき、請求項４の発明の如く制御手段が、放熱器が実際に発生する実暖房能力Ｑｈｐｒが非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩよりも小さい場合、この非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩと実暖房能力Ｑｈｐｒの差を加えて補助加熱手段により加熱するようにすれば、室外熱交換器に着霜が生じて非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩよりも放熱器が実際に発生する実暖房能力Ｑｈｐｒが低下している場合に、その低下分も補助加熱手段により補完することができるようになり、快適さをより一層向上させることができるようになる。

また、請求項５の発明の如く制御手段が、放熱器が実際に発生する実暖房能力Ｑｈｐｒが非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩよりも小さく、この非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩと実暖房能力Ｑｈｐｒとの差が所定値より大きい場合、圧縮機を停止すると共に、要求暖房能力Ｑｔｇｔにより補助加熱手段を制御するようにすれば、室外熱交換器への着霜の進行度合いを把握し、着霜が進行してしまった場合には補助加熱手段のみによる車室内暖房に切り換えることができるようになる。これより、室外熱交換器のそれ以上の着霜の成長を防止し、或いは、着霜の融解を促進しながら、補助加熱手段により車室内の暖房も引き続き行うことが可能となる。

この場合、請求項６の発明の如く制御手段が、放熱器から流出する空気の温度、及び、この放熱器を通過する風量のそれぞれを示す指標のうちの何れか、若しくは、それらの組み合わせと、放熱器に流入する空気の比熱、及び、この空気の密度を示す指標とに基づいて実暖房能力Ｑｈｐｒを算出し、請求項７の発明の如く放熱器に流入する空気の温度、この放熱器から流出する空気の温度、及び、この放熱器を通過する風量のそれぞれを示す指標のうちの何れか、若しくは、それらの組み合わせと、放熱器に流入する空気の比熱、及び、この空気の密度を示す指標とに基づいて要求暖房能力Ｑｔｇｔを算出すると共に、外気温度、冷媒流量、空気流通路内の風量、車速、前記室外熱交換器通過風量、該室外熱交換器に通風する室外送風機の電圧、吸熱器の温度、圧縮機の回転数、放熱器出口の冷媒圧力、放熱器出口の冷媒温度、放熱器入口の冷媒圧力、及び、放熱器入口の冷媒温度のそれぞれを示す指標のうちの何れか、若しくは、それらの組み合わせに基づいて非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩを算出することにより、放熱器による暖房能力の判断とそれが不足することに伴う補助加熱手段による加熱をより的確に制御することが可能となる。

尚、請求項８の発明の如く空気流通路外に放熱器を設けると共に、この放熱器と熱交換する熱媒体−冷媒熱交換器と、空気流通路に設けられた熱媒体−空気熱交換器と、電気ヒータと、循環手段とを有し、熱媒体−冷媒熱交換器、及び／又は、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させる熱媒体循環回路から補助加熱手段を構成すれば、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が、請求項９の発明の如く空気流通路に設けられ、車室内に供給する空気を加熱する電気ヒータであってもよい。

また、請求項１０の発明の如く放熱器を空気流通路に設けると共に、この空気流通路に設けられた熱媒体−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ても、電気的な安全性は向上する。

また、請求項１１の発明の如く熱媒体循環回路に、放熱器を経た冷媒から熱を回収する熱媒体−冷媒熱交換器を設ければ、放熱器を出た冷媒が有する熱を熱媒体循環回路内を流れる熱媒体に回収して熱媒体−空気熱交換器に搬送し、より効率的な暖房補助を行うことが可能となる。

更に、上記熱媒体循環回路の場合に請求項１２の発明の如く制御手段が、放熱器による暖房能力は不足していないが、室外熱交換器の非着霜時に放熱器が発生する非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩと要求される放熱器の暖房能力である要求暖房能力Ｑｔｇｔとの差が所定値に縮小した場合、熱媒体循環回路による加熱を開始する予備運転を実行するようにすれば、放熱器による暖房能力の不足が予測される場合に、予め熱媒体循環回路内の熱媒体を温めておくことが可能となり、熱媒体循環回路を用いた迅速な暖房能力の補完を実現することができるようになる。

また、この場合請求項１３の発明の如く制御手段が、予備運転を実行中、熱媒体循環回路により加熱する分、放熱器による暖房能力を低下させるようにすれば、熱媒体循環回路の予備運転中、必要以上に暖房能力が増大してしまう不都合も解消することができるようになる。

更に、請求項１４の発明の如く制御手段が、予備運転を実行中、熱媒体循環回路を流れる熱媒体の温度が所定値より低い場合、熱媒体−空気熱交換器に循環される熱媒体の量を制限するようにすれば、熱媒体循環回路内の熱媒体の温度が未だ低い状況での熱媒体−空気熱交換器への循環を抑制し、車室内に供給される空気の温度低下を防止しながら、熱媒体の温度上昇を促進し、放熱器による暖房能力が不足した時点では迅速に熱媒体−空気熱交換器により空気流通路内の空気を加熱して暖房することができるようになるものである。

この場合、請求項１５の発明の如く電気ヒータ、又は、熱媒体−空気熱交換器を、空気流通路の空気の流れに対して放熱器の下流側に配置すれば、電気ヒータ、又は、熱媒体−空気熱交換器を上流側に配置する場合の如く、電気ヒータ、又は、熱媒体−空気熱交換器で加熱された空気が放熱器に流入することが無くなり、放熱器における熱交換性能の低下による運転効率の悪化を防止することができるようになる。

また、熱媒体−空気熱交換器を放熱器の空気下流側に配置した場合、電気ヒータへの通電開始当初や、熱媒体循環回路内の熱媒体の温度が未だ低い状況では車室内に供給される空気温度の低下が懸念されるが、前述した請求項１４の発明のように制御することにより、これは解消可能である。

逆に、請求項１６の発明の如く電気ヒータ、又は、熱媒体−空気熱交換器を、空気流通路の空気の流れに対して放熱器の上流側に配置した場合、前述の如き運転効率の悪化は懸念されるものの、電気ヒータへの通電開始時や、熱媒体循環回路内の熱媒体の温度が低いことによる問題は生じなくなり、放熱器との協調暖房も容易となると共に、上述の如き予備運転も不要となるものである。

本発明を適用した一実施形態の車両用空気調和装置の構成図である。 図１の空気流通路部分の拡大図である。 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１の車両用空気調和装置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４の熱媒体循環回路による加熱の実行可否判断の実例を示す図である。 図１の車両用空気調和装置のコントローラの動作の他の実施例を説明する図である。 図６に係る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１の車両用空気調和装置のコントローラの動作のもう一つの実施例を説明するフローチャートである。 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。 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の空気流通路部分の拡大図である。 図１１中の各部の温度の関係を説明する図である。 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。 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。 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。 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１６の車両用空気調和装置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１６の車両用空気調和装置のコントローラの動作を他の実施例を説明するフローチャートである。 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。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。

図１は本発明の一実施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、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。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ことは云うまでもない。

実施例の車両用空気調和装置１は、電気自動車の車室内の空調（暖房、冷房、除湿、及び、換気）を行うものであり、冷媒を圧縮する電動式の圧縮機２と、車室内空気が通気循環されるＨＶＡＣユニット１０の空気流通路３内に設けられ、圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒が冷媒配管１３Ｇを介して流入し、この冷媒を車室内に放熱させる放熱器４と、暖房時に冷媒を減圧膨張させる電動弁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。

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。

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。

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。

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。尚、これら室外膨張弁６及び電磁弁２０と室外熱交換器７との間の配管は１３Ｉとする。

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。

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ＥＣＨ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。

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。

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。

次に、図３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、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。

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。

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、吸込口切換ダンパ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。

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。

（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及び電磁弁２０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。

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。

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。

（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。

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。

（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。

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。

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。

（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及び電磁弁２０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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

（６）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、前記暖房モードにおける圧縮機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。

（６−１）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。

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。

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ＴＧＥＣＶＶに室外膨張弁６の弁開度を制御する。

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（ＱｈｐＮＩ）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。

（６−２）熱媒体循環回路の制御１
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。

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２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（即ち、放熱器温度Ｔｃｉ）、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。

次に、図４、図５を参照しながら前記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は式（ＩＩ）、式（ＩＩＩ）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と、放熱器４が発生可能な暖房能力Ｑｈｐとしての非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩを算出する。この非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩは、室外熱交換器７に着霜が生じていない場合（非着霜時）、そのときの外気温度Ｔａｍにおいて放熱器４が発生可能な暖房能力の予測値である（即ち、ヒートポンプの推定最大暖房能力）。

Ｑｔｇｔ＝（ＴＣＯ−Ｔｅ）×Ｃｐａ×ρ×Ｑａｉｒ ・・（ＩＩ）
ＱｈｐＮＩ＝ｆ（Ｔａｍ、Ｎｃ、ＢＬＶ、ＶＳＰ、ＦＡＮＶｏｕｔ、Ｔｅ）・・（ＩＩＩ）
ここで、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）、ＶＳＰは車速センサ５２から得られる車速、ＦＡＮＶｏｕｔは室外送風機１５の電圧である。

尚、式（ＩＩ）においてはＱａｉｒ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）の圧縮機２の回転数Ｎｃは冷媒流量を示す指標の一例であり、ブロワ電圧ＢＬＶは空気流通路３内の風量を示す指標の一例であり、暖房能力ＱｈｐＮＩはこれらの関数から算出される。また、室外送風機１５の電圧ＦＡＮＶｏｕｔは停車中（ＶＳＰが０）のときの室外熱交換器７の通過風量を示す指標となる。また、ＱｈｐＮＩはそれらと放熱器４の出口冷媒圧力、放熱器４の出口冷媒温度、放熱器４の入口冷媒圧力、及び、放熱器４の入口冷媒温度のうちの何れか、若しくは、組み合わせから算出してもよい。

コントローラ３２は図４のフローチャートのステップＳ１で各センサからデータを読み込み、ステップＳ２で上記式（ＩＩ）を用い、要求暖房能力Ｑｔｇｔを算出する。次に、ステップＳ３で上記式（ＩＩＩ）を用い、室外熱交換器７が非着霜時の暖房能力ＱｈｐＮＩ（推定値）を算出し、ステップＳ４で要求暖房能力Ｑｔｇｔが暖房能力ＱｈｐＮＩより大きいか否か判断する。

図５の斜め線は室外熱交換器７に着霜していないときの、放熱器４による非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩの限界ラインを示しており、横軸は外気温度Ｔａｍ、縦軸は暖房能力を示している。要求暖房能力Ｑｔｇｔが図５の非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩ（の限界ライン）以下の場合、即ち、要求暖房能力Ｑｔｇｔに対して放熱器４の非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩが足りている場合はステップＳ６に進み、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ＥＣＨ停止）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（ＴＧＨＰ＝Ｑｔｇｔ）。

一方、要求暖房能力Ｑｔｇｔが図５の非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩの限界ライン（斜め線）より大きいところにある場合、即ち、放熱器４の非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩが要求暖房能力Ｑｔｇｔに対して不足する場合は、ステップＳ４からステップＳ５に進み、冷媒回路Ｒの放熱器４と熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０（ＥＣＨ）の協調運転を実行する。即ち、コントローラ３２は熱媒体循環回路２３の循環ポンプ３０を運転し、熱媒体加熱電気ヒータ３５に通電することにより、冷媒回路Ｒの放熱器４による加熱に加えて、熱媒体−空気熱交換器４０による加熱を開始する。

このとき、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による要求暖房能力ＴＧＱｅｃｈ＝要求暖房能力Ｑｔｇｔ−非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩ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に対して非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩ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の着霜も抑制することができるようになる。

また、放熱器４による暖房能力が不足している状況下で熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０による加熱を実行するので、熱媒体循環回路２３の運転に伴う効率の悪化も最小限に抑えることが可能となる。これにより、実施例のような電気自動車においては航続距離が低下する不都合を効果的に抑制することが可能となる。

更に、コントローラ３２は要求暖房能力Ｑｔｇｔと非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩとを比較し、この非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩが要求暖房能力Ｑｔｇｔより不足する分を熱媒体循環回路２３の加熱により補完するので、効果的に車室内の快適暖房と効率低下の抑制を行えると共に、室外熱交換器７に着霜する以前の段階で放熱器４の暖房能力Ｑｈｐが不足するか否かを把握し、迅速な熱媒体循環回路２３による加熱を開始して、より快適な車室内暖房を実現することが可能となる。

（６−３）熱媒体循環回路の制御２
次に、図６、図７を用いてコントローラ３２による熱媒体循環回路２３の制御の他の実施例を説明する。前述したように暖房モードでは室外熱交換器７において冷媒が蒸発し、外気からの吸熱が行われる。そのため、特に低外気温環境下では室外熱交換器７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。

室外熱交換器７に着霜が発生すると、外気との熱交換（吸熱）が阻害されるようになるため、放熱器４が実際に発生可能な暖房能力Ｑｈｐ、即ち、実暖房能力Ｑｈｐｒは前述した非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩ（ＨＰ推定最大能力）より低下するようになる。コントローラ３２は式（ＩＶ）を用いてこの実暖房能力Ｑｈｐｒを算出する。
Ｑｈｐｒ＝（ＴＨｈｐ−Ｔｅ）×Ｃｐａ×ρ×Ｑａｉｒ ・・（ＩＶ）
尚、ＴＨｈｐは前述した放熱器温度センサ４６が検出する放熱器４を経た空気の温度（即ち、放熱器温度Ｔｃｉ）である。

ここで、図６は係る実暖房能力Ｑｈｐｒ、非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩ、及び、要求暖房能力Ｑｔｇｔの関係を示している。室外熱交換器７の非着霜時には、Ｑｈｐｒ≒ＱｈｐＮＩであるが、室外熱交換器７に着霜が生じると、Ｑｈｐｒが低下してくるので、図６中（ａ）で示すように非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩと実暖房能力Ｑｈｐｒとの差（ＱｈｐＮＩ−Ｑｈｐｒ）が所定値（着霜判定閾値）以上となったか否かで室外熱交換器７への着霜を判定することができる。

尚、この室外熱交換器７の着霜判定はそれ以外にも、図６中（ｂ）で示すように実暖房能力Ｑｈｐｒが低下する傾きが一定値以上であるかや、圧縮機２の回転数が上昇、放熱器４の温度低下等によっても判定可能である。但し、この実施例では上記（ａ）の方法で判断するものとする。

また、実暖房能力Ｑｈｐｒが非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩより低くなる関係上、前記実施例（図４）のように熱媒体循環回路２３による要求暖房能力ＴＧＱｅｃｈ＝要求暖房能力Ｑｔｇｔ−非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩ（図６の斜線部分）で熱媒体加熱電気ヒータ３５への通電と循環ポンプ３０の運転を制御しても、実際には図６中の格子線で示す分（ＱｈｐＮＩ−Ｑｈｐｒ）が不足することになる。そこで、この実施例ではコントローラ３２はこの不足分を補正して熱媒体循環回路２３を制御する。

即ち、コントローラ３２は図７のフローチャートのステップＳ７で前述同様に各センサからデータを読み込み、ステップＳ８で前記式（ＩＩ）を用い、要求暖房能力Ｑｔｇｔを算出する。次に、ステップＳ９で前記式（ＩＩＩ）を用い、室外熱交換器７が非着霜時の暖房能力ＱｈｐＮＩ（推定値）を算出し、同様に先ずステップＳ１０で要求暖房能力Ｑｔｇｔが暖房能力ＱｈｐＮＩより大きいか否か判断する。

そして、要求暖房能力Ｑｔｇｔに対して放熱器４の非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩが足りている場合はステップＳ１５に進み、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ＥＣＨ停止）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（ＴＧＨＰ＝Ｑｔｇｔ）。

一方、放熱器４の非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩが要求暖房能力Ｑｔｇｔに対して不足する場合は、ステップＳ１０からステップＳ１１に進み、前記式（ＩＶ）を用いて実暖房能力Ｑｈｐｒを算出する。そして、ステップＳ１２で非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩと実暖房能力Ｑｈｐｒとの差（ＱｈｐＮＩ−Ｑｈｐｒ）が所定値Ａより小さいか否か判断する。上記式（ＩＩ）〜（ＩＶ）で各暖房能力を算出することで、放熱器４による暖房能力の判断とそれが不足することに伴う熱媒体循環回路２３による加熱をより的確に制御することが可能となる。尚、この所定値Ａは室外熱交換器７に着霜が発生しているものの、着霜の成長はそれほど進行していない状態を判別するための値であり、前述した着霜判定閾値であっても良く、異なる値であっても良い。

そして、差ＱｈｐＮＩ−Ｑｈｐｒが所定値Ａより小さい場合、コントローラ３２は室外熱交換器７の着霜は未だ進行していないものと判断してステップＳ１２からステップＳ１３に進み、冷媒回路Ｒの放熱器４と熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０（ＥＣＨ）の協調運転を実行する。即ち、コントローラ３２は熱媒体循環回路２３の循環ポンプ３０を運転し、熱媒体加熱電気ヒータ３５に通電することにより、冷媒回路Ｒの放熱器４による加熱に加えて、熱媒体−空気熱交換器４０による加熱を開始する。

このとき、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による要求暖房能力ＴＧＱｅｃｈ＝要求暖房能力Ｑｔｇｔ−非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩ＋ΔＱｈｐ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。このΔＱｈｐは非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩと実暖房能力Ｑｈｐｒとの差である（ΔＱｈｐ＝ＱｈｐＮＩ−Ｑｈｐｒ）。

即ち、この実施例でコントローラ３２は、放熱器４が実際に発生する実暖房能力Ｑｈｐｒが非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩよりも小さい場合、要求暖房能力Ｑｔｇｔに対して非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩ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と共に、それに非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩと実暖房能力Ｑｈｐｒの差ΔＱｈｐを加えて熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０により加熱する。これにより、室外熱交換器７に着霜が生じて非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩよりも放熱器４が実際に発生する実暖房能力Ｑｈｐｒが低下している場合に、その低下分も熱媒体循環回路２３により補完することができるようになり、快適さをより一層向上させることができるようになる。

尚、図７のステップＳ１２で差ＱｈｐＮＩ−Ｑｈｐｒが所定値Ａ以上となっている場合、コントローラ３２は室外熱交換器７の着霜が進行していないものと判断してステップＳ１２からステップＳ１４に進み、冷媒回路Ｒの圧縮機２を停止し（ＨＰ停止）、熱媒体−空気熱交換器４０が要求暖房能力Ｑｔｇｔを発生するように熱媒体加熱電気ヒータ３５や循環ポンプ３０を運転する（ＴＧＱｅｃｈ＝Ｑｔｇｔ）。

このように、室外熱交換器７への着霜の進行度合いを把握して着霜が進行してしまった場合には、熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０のみによる車室内暖房に切り換えるので、室外熱交換器７のそれ以上の着霜の成長を防止し、或いは、着霜の融解を促進しながら、熱媒体循環回路２３により車室内の暖房も引き続き行うことが可能となる。

（６−４）熱媒体循環回路の制御３
次に、図８を用いてコントローラ３２による熱媒体循環回路２３の制御のもう一つの他の実施例を説明する。この場合の補助加熱手段としての熱媒体循環回路２３は、熱媒体加熱電気ヒータ３５で加熱された熱媒体（高温の熱媒体）を循環ポンプ３０により熱媒体−空気熱交換器４０に循環して放熱器４を経た空気流通路３内の空気を加熱するものであるため、熱媒体を暖房に適した温度の熱媒体（高温の熱媒体）にするまでに時間を要する。そこで、この実施例の場合、コントローラ３２は放熱器４による暖房能力（非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩ）が不足する以前の段階から熱媒体循環回路２３の予備運転を実行する。

図８は係る場合のコントローラ３２の制御を示しており、図７と同一符号で示すステップは同一とする。即ち、この実施例では図８中で破線Ｘで示す範囲が図７に追加した熱媒体循環回路２３の予備運転を示している。以後、図７と異なる部分を中心に説明すると、コントローラ３２はステップＳ１０で、要求暖房能力Ｑｔｇｔに対して放熱器４の非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩが足りている場合はステップＳ１６に進み、冷媒回路Ｒの圧縮機２他の機器を運転して、放熱器４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（ＨＰ制御）。

次に、ステップＳ１７で要求暖房能力Ｑｔｇｔと非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩとの差（Ｑｔｇｔ−ＱｈｐＮＩ）が、０より小さく所定値Ｂより大きいか否か判断する。この所定値Ｂは絶対値が小さい所定の負の値とする。即ち、ステップＳ１７でコントローラ３２は、非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩが要求暖房能力Ｑｔｇｔ以上ではあるものの（ステップＳ１０）、その差がＢの絶対値より小さいか否か判断する。

そして、ステップＳ１７で差（Ｑｔｇｔ−ＱｈｐＮＩ）がＢ以下であるとき、即ち、非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩの方が要求暖房能力ＱｔｇｔよりＢの絶対値以上大きい場合は、放熱器４による暖房能力は足りているものと判断してステップＳ１５に進み、図７と同様に熱媒体循環回路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ＥＣＨ停止）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（ＴＧＨＰ＝Ｑｔｇｔ）。

他方、ステップＳ１７で差（Ｑｔｇｔ−ＱｈｐＮＩ）が０より小さくＢより大きいとき、即ち、非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩの方が要求暖房能力Ｑｔｇｔより大きいものの、その差が縮小してＢの絶対値未満となっている場合は、熱媒体循環回路２３の予備運転が必要であると判断してステップＳ１８に進み、熱媒体循環回路２３の予備運転を開始する。

この予備運転では、冷媒回路Ｒの圧縮機２を運転しながら熱媒体循環回路２３の循環ポンプ３０の運転と熱媒体加熱電気ヒータ３５への通電を開始し、冷媒回路Ｒ（ＨＰ）の放熱器４と熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０（ＥＣＨ）を運転するものであるが、熱媒体循環回路２３による要求暖房能力ＴＧＱｅｃｈ＝要求暖房能力Ｑｔｇｔ−非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩ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。但し、熱媒体循環回路２３の要求暖房能力ＴＧＱｅｃｈは所定値Ｃより大きくして熱媒体循環回路２３自体の効率の悪化を防止する。これにより、熱媒体循環回路２３内の熱媒体の温度は上昇していくので、放熱器４による暖房能力の不足が予測される場合に、予め熱媒体循環回路２３内の熱媒体を温めておくことが可能となり、熱媒体循環回路２３を用いた迅速な暖房能力の補完を実現することができるようになる。

また、放熱器４の目標暖房能力ＴＧＨＰは非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩ−ＴＧＱｅｃｈとして、予備運転中に熱媒体循環回路２３による加熱が増える分、放熱器４の暖房能力を低下させる。即ち、放熱器４がＱｈｐＮＩ−ＴＧＱｅｃｈ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ので、結果的に放熱器４と熱媒体−空気熱交換器４０を合わせた暖房能力は要求暖房能力Ｑｔｇｔとなる。これにより、熱媒体循環回路２３の予備運転中、必要以上に暖房能力が増大してしまう不都合も解消することができる。

次に、コントローラ３２はステップＳ１９で熱媒体加熱電気ヒータ温度センサ５０が検出する熱媒体循環回路２３の熱媒体加熱電気ヒータ３５を経た熱媒体の温度（図８のフローチャートではＥＣＨ水温で示す）が所定値（暖房に供せる温度）より高いか否か判断し、高くなっている場合にはステップＳ２０に進んで循環ポンプ（図８のフローチャートではＷＰで示す）３０による循環熱媒体量を通常の熱媒体量とし、所定値以下の場合にはステップＳ２１に進んで循環ポンプ３０による熱媒体−空気熱交換器４０への循環熱媒体量を制限し、低下させる（図８のフローチャートではＷＰ水量制限で示す）。この循環熱媒体量の制御は循環ポンプ３０の回転数制御により実行する。

このように、コントローラ３２は予備運転を実行中、熱媒体循環回路２３を流れる熱媒体の温度が所定値より低い場合、熱媒体−空気熱交換器４０への循環熱媒体量を制限するようにしたので、熱媒体循環回路２３内の熱媒体の温度が未だ低い状況での熱媒体−空気熱交換器４０への循環を抑制し、車室内に供給される空気の温度低下を防止しながら、熱媒体の温度上昇を促進し、放熱器４による暖房能力が不足した時点では迅速に熱媒体−空気熱交換器４０により空気流通路３内の空気を加熱して暖房することができるようになる。尚、実施例では循環ポンプ３０の回転数制御で熱媒体−空気熱交換器４０への循環熱媒体量を制限したが、それに限らず、熱媒体−空気熱交換器４０をバイパスする経路を別途設けておき、熱媒体の温度が低いうちはこのバイパス経路に全部若しくは一部を流すようにして、熱媒体−空気熱交換器４０への循環熱媒体量を制限するようにしても良い。

（７）他の構成例１
次に、図９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。

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。

（８）他の構成例２
次に、図１０〜図１２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９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９と同様である。

図１１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。また、図１２には、非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩ、熱媒体循環回路２３の要求暖房能力ＴＧＱｅｃｈ、要求暖房能力Ｑｔｇｔ、吸熱器温度Ｔｅ、放熱器４を出た空気の温度ＴＨｈｐ、目標放熱器温度ＴＣＯの関係が示される。尚、この図において、図２と同一符号で示すものは同一である。

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、前述した図８の如き予備運転も不要となるが、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９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１０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。

（９）他の構成例３
次に、図１３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。

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。

（１０）他の構成例４
次に、図１４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１３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。

（１１）他の構成例５
次に、図１５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。

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。

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に通電して熱媒体回路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。

（１２）他の構成例６
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１６、図４に対応する制御フローチャートの例が図１７、図７に対応する制御フローチャートの例が図１８、図９に対応する構成例が図１９である。図１６、図１９では図１、図９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。また、図４のステップＳ５及びステップＳ６が図１７のステップＳ５Ａ及びステップＳ６Ａ、図７のステップＳ１３〜ステップＳ１５が、図１８のステップＳ１３Ａ〜ステップＳ１５Ａとなるが、目標ＴＧＱｅｃｈが電気ヒータ７３による要求暖房能力ＴＧＱｅｈに置き換えられている。

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。

勿論、この電気ヒータ７３を図１０の場合の如く、図１６や図１９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。

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、暖房モードのみ行うものにも本発明は有効である。

また、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。

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 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
７０、７４ 熱媒体−冷媒熱交換器
７３ 電気ヒータ（補助加熱手段）
Ｒ 冷媒回路

Claims (16)

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、前記放熱器による暖房能力が不足する場合、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。
2. 前記制御手段は、要求される放熱器の暖房能力である要求暖房能力Ｑｔｇｔと前記放熱器が発生する暖房能力Ｑｈｐとを比較し、該暖房能力Ｑｈｐが前記要求暖房能力Ｑｔｇｔより不足する分を前記補助加熱手段の加熱により補完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. 前記暖房能力Ｑｈｐは、前記室外熱交換器の非着霜時に前記放熱器が発生する非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩであり、該非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩが前記要求暖房能力Ｑｔｇｔより不足する分を前記補助加熱手段の加熱により補完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. 前記制御手段は、前記放熱器が実際に発生する実暖房能力Ｑｈｐｒが前記非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩよりも小さい場合、該非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩと実暖房能力Ｑｈｐｒの差を加えて前記補助加熱手段により加熱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. 前記制御手段は、前記放熱器が実際に発生する実暖房能力Ｑｈｐｒが前記非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩよりも小さく、該非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩと実暖房能力Ｑｈｐｒとの差が所定値より大きい場合、前記圧縮機を停止すると共に、前記要求暖房能力Ｑｔｇｔにより前記補助加熱手段を制御することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の車両用空気調和装置。
6. 前記制御手段は、前記放熱器から流出する空気の温度、及び、該放熱器を通過する風量のそれぞれを示す指標のうちの何れか、若しくは、それらの組み合わせと、前記放熱器に流入する空気の比熱、及び、該空気の密度を示す指標とに基づいて前記実暖房能力Ｑｈｐｒを算出することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の車両用空気調和装置。
7. 前記制御手段は、前記放熱器に流入する空気の温度、該放熱器から流出する空気の温度、及び、該放熱器を通過する風量のそれぞれを示す指標のうちの何れか、若しくは、それらの組み合わせと、前記放熱器に流入する空気の比熱、及び、該空気の密度を示す指標とに基づいて前記要求暖房能力Ｑｔｇｔを算出すると共に、
   外気温度、冷媒流量、前記空気流通路内の風量、車速、前記室外熱交換器通過風量、該室外熱交換器に通風する室外送風機の電圧、前記吸熱器の温度、前記圧縮機の回転数、前記放熱器出口の冷媒圧力、前記放熱器出口の冷媒温度、前記放熱器入口の冷媒圧力、及び、前記放熱器入口の冷媒温度のそれぞれを示す指標のうちの何れか、若しくは、それらの組み合わせに基づいて前記非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩを算出することを特徴とする請求項３乃至請求項６のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
8. 前記空気流通路外に前記放熱器を設けると共に、
   該放熱器と熱交換する熱媒体−冷媒熱交換器と、前記空気流通路に設けられた熱媒体−空気熱交換器と、電気ヒータと、循環手段とを有し、前記熱媒体−冷媒熱交換器、及び／又は、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させ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７のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
9. 前記空気流通路に設けられ、前記車室内に供給する空気を加熱する電気ヒータにより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７のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
10. 前記放熱器を前記空気流通路に設けると共に、
    該空気流通路に設けられた熱媒体−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７のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
11. 前記熱媒体循環回路は、前記放熱器を経た冷媒から熱を回収する熱媒体−冷媒熱交換器を有することを特徴とする請求項１０に記載の車両用空気調和装置。
12. 前記制御手段は、前記放熱器による暖房能力は不足していないが、前記室外熱交換器の非着霜時に前記放熱器が発生する非着霜時暖房能力ＱｈｐＮＩと要求される放熱器の暖房能力である要求暖房能力Ｑｔｇｔとの差が所定値に縮小した場合、前記熱媒体循環回路による加熱を開始する予備運転を実行することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の車両用空気調和装置。
13. 前記制御手段は、前記予備運転を実行中、前記熱媒体循環回路により加熱する分、前記放熱器による暖房能力を低下させることを特徴とする請求項１２に記載の車両用空気調和装置。
14. 前記制御手段は、前記予備運転を実行中、前記熱媒体循環回路を流れる熱媒体の温度が所定値より低い場合、前記熱媒体−空気熱交換器に循環される熱媒体の量を制限することを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の車両用空気調和装置。
15. 前記電気ヒータ、又は、前記熱媒体−空気熱交換器を、前記空気流通路の空気の流れに対して前記放熱器の下流側に配置したことを特徴とする請求項９乃至請求項１４のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
16. 前記電気ヒータ、又は、前記熱媒体−空気熱交換器を、前記空気流通路の空気の流れに対して前記放熱器の上流側に配置したことを特徴とする請求項９乃至請求項１４のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。

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