(57)【要約】【課題】空気流通路に流入する外気と内気の比率が変化した場合にも、安定した車室内の空調制御を行うことができる車両用空気調和装置を提供する。【解決手段】制御装置により、圧縮機１から吐出された冷媒を室外熱交換器７に流して当該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９にて吸熱させる第１の運転モードを実行する。制御装置は、吸込切換ダンパ２６により調整される外気と内気の比率に基づき、吸熱器９に流入する空気の温度である吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを推定し、推定した当該吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいて圧縮機２の回転数を制御する。【選択図】図１
2018127048.tif 000002
【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、
車室外に設けられた室外熱交換器と、
前記空気流通路に流入する外気と前記車室内の空気である内気の比率を調整可能な吸込切換ダンパと、
制御装置を備え、
該制御装置により、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器に流して当該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第１の運転モードを実行する車両用空気調和装置において、
前記制御装置は、前記吸込切換ダンパにより調整される前記外気と内気の比率に基づき、前記吸熱器に流入する空気の温度である吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを推定し、推定した当該吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいて前記圧縮機の回転数を制御することを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項２】
前記制御装置は、少なくとも前記吸熱器の温度Ｔｅの目標値である目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードフォワード演算により前記圧縮機の目標回転数のＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆを算出し、前記吸熱器の温度Ｔｅと前記目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードバック演算により前記圧縮機の目標回転数のＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｃｆｂを算出し、これらＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆとＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｃｆｂを加算することで、前記圧縮機の目標回転数ＴＧＮＣｃを算出すると共に、
前記吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいて前記Ｆ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆを補正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】
前記空気流通路の空気の流れに対して前記吸熱器の風下側に設けられ、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を備え、
前記第１の運転モードは、
前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器から前記室外熱交換器に流して当該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、及び／又は、
前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器から前記室外熱交換器に流して当該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、
であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用空気調和装置。
【請求項４】
前記空気流通路の空気の流れに対して前記吸熱器の風下側に設けられ、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、
前記圧縮機から吐出された冷媒を、前記放熱器に流すこと無く前記室外熱交換器に直接流入させるためのバイパス装置と、
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装置を備え、
前記第１の運転モードは、
前記圧縮機から吐出された冷媒を前記バイパス装置により前記室外熱交換器に流して放熱させ、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最大冷房モード、及び／又は、
前記圧縮機から吐出された冷媒を前記バイパス装置により前記室外熱交換器に流して放熱させ、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と共に、前記補助加熱装置を発熱させる除湿暖房モード、
であ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】
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、
前記空気流通路の空気の流れに対して前記吸熱器の風下側に設けられ、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、
車室外に設けられた室外熱交換器と、
前記空気流通路に流入する外気と前記車室内の空気である内気の比率を調整可能な吸込切換ダンパと、
制御装置を備え、
該制御装置により、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器に流して放熱させ、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、
前記制御装置は、前記吸込切換ダンパにより調整される前記外気と内気の比率に基づき、前記吸熱器に流入する空気の温度である吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを推定し、推定した当該吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいて、要求される前記放熱器の暖房能力である要求暖房能力ＴＧＱを算出し、該要求暖房能力ＴＧＱに基づいて前記圧縮機の回転数を制御することを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項６】
前記制御装置は、少なくとも前記要求暖房能力ＴＧＱに基づくフィードフォワード演算により前記圧縮機の目標回転数のＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｈｆｆを算出し、高圧圧力とその目標値に基づくフィードバック演算により前記圧縮機の目標回転数のＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｈｆｂを算出し、これらＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｈｆｆとＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｈｆｂを加算することで、前記圧縮機の目標回転数ＴＧＮＣｈを算出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】
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、
前記空気流通路の空気の流れに対して前記吸熱器の風下側に設けられ、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、
車室外に設けられた室外熱交換器と、
該室外熱交換器に流入する冷媒を減圧する室外膨張弁と、
前記室外熱交換器及び室外膨張弁の直列回路に対して並列に接続されたバイパス回路と、
前記吸熱器に流入する冷媒を減圧する室内膨張弁と、
前記空気流通路に流入する外気と前記車室内の空気である内気の比率を調整可能な吸込切換ダンパと、
制御装置を備え、
該制御装置により、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分流し、一部を前記バイパス回路から前記室内膨張弁に流し、当該室内膨張弁で減圧した後、前記吸熱器に流入させ、当該吸熱器にて吸熱させると共に、残りを前記室外膨張弁で減圧した後、前記室外熱交換器に流入させ、当該室外熱交換器にて吸熱させる除湿暖房モードを実行する車両用空気調和装置において、
前記制御装置は、前記吸込切換ダンパにより調整される前記外気と内気の比率に基づき、前記吸熱器に流入する空気の温度である吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを推定し、推定した当該吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいて前記室外膨張弁の弁開度、及び／又は、前記圧縮機の回転数を制御することを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項８】
前記制御装置は、少なくとも前記吸熱器の温度Ｔｅの目標値である目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードフォワード演算により前記室外膨張弁の目標弁開度のＦ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆを算出し、前記吸熱器の温度Ｔｅと前記目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードバック演算により前記室外膨張弁の目標弁開度のＦ／Ｂ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｂを算出し、これらＦ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆとＦ／Ｂ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｂを加算することで、前記室外膨張弁の目標弁開度ＴＧＥＣＣＶｔｅを算出すると共に、
少なくとも前記目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードフォワード演算により前記圧縮機の目標回転数のＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆを算出し、前記吸熱器の温度Ｔｅと前記目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードバック演算により前記圧縮機の目標回転数のＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｃｆｂを算出し、これらＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆとＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｃｆｂを加算することで、前記圧縮機の目標回転数ＴＧＮＣｃを算出し、
前記吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいて前記Ｆ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆ、及び／又は、前記Ｆ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆを補正することを特徴とする請求項７に記載の車両用空気調和装置。
【請求項９】
前記制御装置は、前記外気と内気の比率に基づく一次遅れ演算により前記吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを算出する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車両用空気調和装置、特に空気流通路に流入する外気と内気の比率を調整可能とされたもの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電動式の圧縮機と、空気流通路内に設けられて冷媒を吸熱させる吸熱器と、この吸熱器の空気下流側の空気流通路内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、放熱した冷媒を吸熱器と室外熱交換器におい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おいて放熱させ、放熱した冷媒を吸熱器におい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おいて放熱させ、吸熱器において吸熱させる冷房モード等の各運転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】
この特許文献１では、吸熱器の空気上流側には吸込切換ダンパが設けられ、この吸込切換ダンパによって空気流通路に外気を導入するか（外気導入モード）、内気（車室内の空気）を導入するか（内気循環モード）を切り換えるようにしていたが、空気流通路（エアミックスチャンバ）に導入する外気と内気の比率を調整可能としたものも開発されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−９４６７３号公報
【特許文献２】特開平１０−１６６８４５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、外気の温度と内気の温度は環境条件や走行状況によって異なって来るので、空気流通路に流通される空気の外気と内気の比率（割合）が変化すると、車両用空気調和装置の負荷は大きく変化し、能力の過不足が発生する。特に、車室内の空気温度が安定した後に、外気導入と内気循環の切換があった場合、圧縮機の回転数が大きく異なるため、制御性も悪化することになる。
【０００６】
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、空気流通路に流入する外気と内気の比率が変化した場合にも、安定した車室内の空調制御を行うことができる車両用空気調和装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、車室外に設けられた室外熱交換器と、空気流通路に流入する外気と車室内の空気である内気の比率を調整可能な吸込切換ダンパと、制御装置を備え、この制御装置により、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器に流して当該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第１の運転モードを実行するものであって、制御装置は、吸込切換ダンパにより調整される外気と内気の比率に基づき、吸熱器に流入する空気の温度である吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを推定し、推定した当該吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいて圧縮機の回転数を制御することを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御装置は、少なくとも吸熱器の温度Ｔｅの目標値である目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードフォワード演算により圧縮機の目標回転数のＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆを算出し、吸熱器の温度Ｔｅと目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードバック演算により圧縮機の目標回転数のＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｃｆｂを算出し、これらＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆとＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｃｆｂを加算することで、圧縮機の目標回転数ＴＧＮＣｃを算出すると共に、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいてＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆを補正することを特徴とする。
【０００９】
請求項３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の空気の流れに対して吸熱器の風下側に設けられ、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を備え、第１の運転モードは、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器から室外熱交換器に流して当該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、及び／又は、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器から室外熱交換器に流して当該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、であることを特徴とする。
【００１０】
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空気流通路の空気の流れに対して吸熱器の風下側に設けられ、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、圧縮機から吐出された冷媒を、放熱器に流すこと無く室外熱交換器に直接流入させるためのバイパス装置と、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装置を備え、第１の運転モードは、圧縮機から吐出された冷媒をバイパス装置により室外熱交換器に流して放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器にて吸熱させる最大冷房モード、及び／又は、圧縮機から吐出された冷媒をバイパス装置により室外熱交換器に流して放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器にて吸熱させると共に、補助加熱装置を発熱させる除湿暖房モード、であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５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、空気流通路の空気の流れに対して吸熱器の風下側に設けられ、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、車室外に設けられた室外熱交換器と、空気流通路に流入する外気と車室内の空気である内気の比率を調整可能な吸込切換ダンパと、制御装置を備え、この制御装置により、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器に流して放熱させ、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、制御装置は、吸込切換ダンパにより調整される外気と内気の比率に基づき、吸熱器に流入する空気の温度である吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを推定し、推定した当該吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいて、要求される放熱器の暖房能力である要求暖房能力ＴＧＱを算出し、この要求暖房能力ＴＧＱに基づいて圧縮機の回転数を制御することを特徴とする。
【００１２】
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装置は、少なくとも要求暖房能力ＴＧＱに基づくフィードフォワード演算により圧縮機の目標回転数のＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｈｆｆを算出し、高圧圧力とその目標値に基づくフィードバック演算により圧縮機の目標回転数のＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｈｆｂを算出し、これらＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｈｆｆとＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｈｆｂを加算することで、圧縮機の目標回転数ＴＧＮＣｈを算出することを特徴とする。
【００１３】
請求項７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、空気流通路の空気の流れに対して吸熱器の風下側に設けられ、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、車室外に設けられた室外熱交換器と、この室外熱交換器に流入する冷媒を減圧する室外膨張弁と、室外熱交換器及び室外膨張弁の直列回路に対して並列に接続されたバイパス回路と、吸熱器に流入する冷媒を減圧する室内膨張弁と、空気流通路に流入する外気と車室内の空気である内気の比率を調整可能な吸込切換ダンパと、制御装置を備え、この制御装置により、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分流し、一部をバイパス回路から室内膨張弁に流し、当該室内膨張弁で減圧した後、吸熱器に流入させ、当該吸熱器にて吸熱させると共に、残りを室外膨張弁で減圧した後、室外熱交換器に流入させ、当該室外熱交換器にて吸熱させる除湿暖房モードを実行するものであって、制御装置は、吸込切換ダンパにより調整される外気と内気の比率に基づき、吸熱器に流入する空気の温度である吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを推定し、推定した当該吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいて室外膨張弁の弁開度、及び／又は、圧縮機の回転数を制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項８の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御装置は、少なくとも吸熱器の温度Ｔｅの目標値である目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードフォワード演算により室外膨張弁の目標弁開度のＦ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆを算出し、吸熱器の温度Ｔｅと目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードバック演算により室外膨張弁の目標弁開度のＦ／Ｂ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｂを算出し、これらＦ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆとＦ／Ｂ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｂを加算することで、室外膨張弁の目標弁開度ＴＧＥＣＣＶｔｅを算出すると共に、少なくとも目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードフォワード演算により圧縮機の目標回転数のＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆを算出し、吸熱器の温度Ｔｅと目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードバック演算により圧縮機の目標回転数のＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｃｆｂを算出し、これらＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆとＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｃｆｂを加算することで、圧縮機の目標回転数ＴＧＮＣｃを算出し、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいてＦ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆ、及び／又は、Ｆ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆを補正することを特徴とする。
【００１５】
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装置は、外気と内気の比率に基づく一次遅れ演算により吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、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、車室外に設けられた室外熱交換器と、空気流通路に流入する外気と車室内の空気である内気の比率を調整可能な吸込切換ダンパと、制御装置を備え、この制御装置により、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器に流して当該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第１の運転モードを実行する車両用空気調和装置において、制御装置が、吸込切換ダンパにより調整される外気と内気の比率に基づき、吸熱器に流入する空気の温度である吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを推定し、推定した当該吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいて圧縮機の回転数を制御するようにしたので、吸込切換ダンパにより空気流通路に流入する外気と内気の比率が変化した場合にも、当該比率に基づいて吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを推定し、圧縮機の回転数を制御することができるようになる。
【００１７】
これにより、請求項３の発明の冷房モードや除湿冷房モード、請求項４の発明の最大冷房モードや除湿暖房モードの如く吸熱器にて冷媒を吸熱させる第１の運転モードにおいて、外気と内気の比率が変化したことに伴う負荷変動に迅速に対応し、過不足の無い空調能力を実現して、車室内の温度を目標とする値に良好に収束させ、快適性と省エネ性の双方を向上させることができるようになる。
【００１８】
この場合、請求項２の発明の如く制御装置が、少なくとも吸熱器の温度Ｔｅの目標値である目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードフォワード演算により圧縮機の目標回転数のＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆを算出し、吸熱器の温度Ｔｅと目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードバック演算により圧縮機の目標回転数のＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｃｆｂを算出し、これらＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆとＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｃｆｂを加算することで、圧縮機の目標回転数ＴＧＮＣｃを算出するときに、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいてＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆを補正するようにすれば、外気と内気の比率が変化したことに伴う負荷変動に迅速に対応して、吸熱器による冷房／除湿能力を的確に制御することができるようになる。
【００１９】
請求項５の発明によれば、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、空気流通路の空気の流れに対して吸熱器の風下側に設けられ、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、車室外に設けられた室外熱交換器と、空気流通路に流入する外気と車室内の空気である内気の比率を調整可能な吸込切換ダンパと、制御装置を備え、この制御装置により、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器に流して放熱させ、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、制御装置が、吸込切換ダンパにより調整される外気と内気の比率に基づき、吸熱器に流入する空気の温度である吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを推定し、推定した当該吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいて、要求される放熱器の暖房能力である要求暖房能力ＴＧＱを算出し、この要求暖房能力ＴＧＱに基づいて圧縮機の回転数を制御するようにしたので、吸込切換ダンパにより空気流通路に流入する外気と内気の比率が変化した場合にも、当該比率に基づいて吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを推定し、それに基づいて要求暖房能力ＴＧＱを算出して、圧縮機の回転数を制御することができるようになる。
【００２０】
これにより、暖房モードにおいて、外気と内気の比率が変化したことに伴う負荷変動に迅速に対応し、過不足の無い暖房能力を実現して、車室内の温度を目標とする値に良好に収束させ、快適性と省エネ性の双方を向上させることができるようになる。
【００２１】
この場合、請求項６の発明の如く制御装置が、少なくとも要求暖房能力ＴＧＱに基づくフィードフォワード演算により圧縮機の目標回転数のＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｈｆｆを算出し、高圧圧力とその目標値に基づくフィードバック演算により圧縮機の目標回転数のＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｈｆｂを算出し、これらＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｈｆｆとＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｈｆｂを加算することで、圧縮機の目標回転数ＴＧＮＣｈを算出するようにすれば、外気と内気の比率が変化したことに伴う負荷変動に迅速に対応して、放熱器による暖房能力を的確に制御することができるようになる。
【００２２】
請求項７の発明によれば、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、空気流通路の空気の流れに対して吸熱器の風下側に設けられ、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、車室外に設けられた室外熱交換器と、この室外熱交換器に流入する冷媒を減圧する室外膨張弁と、室外熱交換器及び室外膨張弁の直列回路に対して並列に接続されたバイパス回路と、吸熱器に流入する冷媒を減圧する室内膨張弁と、空気流通路に流入する外気と車室内の空気である内気の比率を調整可能な吸込切換ダンパと、制御装置を備え、この制御装置により、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分流し、一部をバイパス回路から室内膨張弁に流し、当該室内膨張弁で減圧した後、吸熱器に流入させ、当該吸熱器にて吸熱させると共に、残りを室外膨張弁で減圧した後、室外熱交換器に流入させ、当該室外熱交換器にて吸熱させる除湿暖房モードを実行する車両用空気調和装置において、制御装置が、吸込切換ダンパにより調整される外気と内気の比率に基づき、吸熱器に流入する空気の温度である吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを推定し、推定した当該吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいて室外膨張弁の弁開度、及び／又は、圧縮機の回転数を制御するようにしたので、吸込切換ダンパにより空気流通路に流入する外気と内気の比率が変化した場合にも、当該比率に基づいて吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを推定し、室外膨張弁の弁開度、及び／又は、圧縮機の回転数を制御することができるようになる。
【００２３】
これにより、除湿暖房モードにおいて、外気と内気の比率が変化したことに伴う負荷変動に迅速に対応し、吸熱器による過不足の無い除湿能力を実現することができるようになる。
【００２４】
この場合、請求項８の発明の如く制御装置が、少なくとも吸熱器の温度Ｔｅの目標値である目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードフォワード演算により室外膨張弁の目標弁開度のＦ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆを算出し、吸熱器の温度Ｔｅと目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードバック演算により室外膨張弁の目標弁開度のＦ／Ｂ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｂを算出し、これらＦ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆとＦ／Ｂ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｂを加算することで、室外膨張弁の目標弁開度ＴＧＥＣＣＶｔｅを算出し、少なくとも目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードフォワード演算により圧縮機の目標回転数のＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆを算出し、吸熱器の温度Ｔｅと目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードバック演算により圧縮機の目標回転数のＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｃｆｂを算出し、これらＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆとＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｃｆｂを加算することで、圧縮機の目標回転数ＴＧＮＣｃを算出するときに、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいてＦ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆ、及び／又は、Ｆ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆを補正するようにすれば、外気と内気の比率が変化したことに伴う負荷変動に迅速に対応して、吸熱器による除湿能力を的確に制御し、快適な除湿暖房を実現することができるようになる。
【００２５】
ここで、外気と内気の比率が変化した場合、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに反映されるまでは或る程度時間がかかる。即ち、外気と内気の比率が変化しても吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎは直ぐに変化するものでは無い。そこで、請求項９の発明の如く制御装置が、外気と内気の比率に基づく一次遅れ演算により吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを算出するようにすれば、実際の吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎの変化に合わせて圧縮機の回転数や室外膨張弁の弁開度を制御することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【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制御装置のブロック図である。
【図３】図１の車両用空気調和装置のＨＶＡＣユニットの縦断側面図である。
【図４】図２のヒートポンプコントローラによる冷房モード等における圧縮機制御に関する制御ブロック図である。
【図５】内外気比率と冷房モードの冷房負荷との関係を説明する図である。
【図６】図１の車両用空気調和装置のＨＶＡＣユニットのもう一つの縦断側面図である。
【図７】図２のヒートポンプコントローラによる暖房モードにおける圧縮機制御に関する制御ブロック図である。
【図８】内外気比率と暖房モードの暖房負荷との関係を説明する図である。
【図９】本発明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】図９の場合のヒートポンプコントローラによる除湿暖房モードにおける室外膨張弁制御に関する制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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】
【００２８】
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モードを行い、更に、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、ＭＡＸ冷房モード（最大冷房モード）及び補助ヒータ単独モードの各運転モードを選択的に実行する。この実施例では、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、ＭＡＸ冷房モードが本出願における第１の運転モードである。
【００２９】
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。
【００３０】
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、外気や車室内の空気が通気／循環されるＨＶＡＣユニット１０の空気流通路３内に設けられ、圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒が冷媒配管１３Ｇを介して流入し、この冷媒を放熱させて車室内に供給する空気を加熱するための放熱器４（ヒータ）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（減圧装置）と、車室外に設けられて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（減圧装置）と、空気流通路３内に設けられ、冷房時及び除湿時に冷媒を吸熱させて車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器９と、アキュムレータ１２等が冷媒配管１３により順次接続され、冷媒回路Ｒが構成されている。この場合、放熱器４は空気流通路３の空気の流れに対して吸熱器９の風下側（空気下流側）に配置されている。
【００３１】
そして、この冷媒回路Ｒには所定量の冷媒と潤滑用のオイルが充填されている。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。
【００３２】
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の出口側の冷媒配管１３Ｂは室内膨張弁８介して吸熱器９の入口側に接続されている。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の一部を構成している。
【００３３】
また、過冷却部１６と室内膨張弁８間の冷媒配管１３Ｂは、吸熱器９の出口側の冷媒配管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。
【００３４】
また、室外熱交換器７から出た冷媒配管１３Ａは冷媒配管１３Ｄに分岐しており、この分岐した冷媒配管１３Ｄは、暖房時に開放される電磁弁２１を介して内部熱交換器１９の下流側における冷媒配管１３Ｃに連通接続されている。この冷媒配管１３Ｃがアキュムレータ１２に接続され、アキュムレータ１２は圧縮機２の冷媒吸込側に接続されている。更に、放熱器４の出口側の冷媒配管１３Ｅは室外膨張弁６を介して室外熱交換器７の入口側に接続されている。
【００３５】
また、圧縮機２の吐出側と放熱器４の入口側の間の冷媒配管１３Ｇには後述する除湿暖房とＭＡＸ冷房時に閉じられる電磁弁３０（流路切換装置を構成する）が介設されている。この場合、冷媒配管１３Ｇは電磁弁３０の上流側でバイパス配管３５に分岐しており、このバイパス配管３５は除湿暖房とＭＡＸ冷房時に開放される電磁弁４０（これも流路切換装置を構成する）を介して室外膨張弁６の下流側の冷媒配管１３Ｅに連通接続されている。これらバイパス配管３５、電磁弁３０及び電磁弁４０によりバイパス装置４５が構成される。
【００３６】
このようなバイパス配管３５、電磁弁３０及び電磁弁４０によりバイパス装置４５を構成したことで、後述する如く圧縮機２から吐出された冷媒を室外熱交換器７に直接流入させる除湿暖房モードやＭＡＸ冷房モードと、圧縮機２から吐出された冷媒を放熱器４に流入させる暖房モードや除湿冷房モード、冷房モードとの切り換えを円滑に行うことができるようになる。
【００３７】
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２５Ａと内気吸込口２５Ｂの各吸込口が形成されており、外気吸込口２５Ａからは車室外の空気である外気が吸い込まれ、内気吸込口２５Ｂからは車室内の空気である内気が吸い込まれる構成とされている。更に、空気流通路３には吸込切換ダンパ２６が設けられ、この吸込切換ダンパ２６の空気下流側には、各吸込口２５Ａ、２５Ｂから吸い込まれた外気や内気を空気流通路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。
【００３８】
上記吸込切換ダンパ２６は、外気吸込口２５Ａと内気吸込口２５Ｂを任意の比率で開閉することにより、空気流通路３の吸熱器９に流入する外気と内気の比率を０〜１００％の間で調整することができるように構成されている。尚、本出願では吸込切換ダンパ２６により調整される外気と内気の比率を内外気比率ＲＥＣｒａｔｅと称し、この内外気比率ＲＥＣｒａｔｅ＝１のときに内気が１００％、外気が０％の内気循環モードとなり、内外気比率ＲＥＣｒａｔｅ＝０のときに外気が１００％、内気が０％の外気導入モードとなる。そして、０＜内外気比率ＲＥＣｒａｔｅ＜１のときに０％＜内気＜１００％、且つ、１００％＞外気＞０％の内外気中間位置となる。即ち、本出願において内外気比率ＲＥＣｒａｔｅは空気流通路３の吸熱器９に流入する空気のうちの内気の割合を意味する。
【００３９】
この吸込切換ダンパ２６は後述する空調コントローラ２０により制御され、後述するオートモード或いは空調操作部５３へのマニュアル操作（マニュアルモード）によって上記内気循環モード、外気導入モード及び内外気中間位置が選択される。この場合、クールダウン時等の冷房負荷が大きいときや市街地等の外気臭が気になるときに内気循環モードとされ、換気が必要なときや暖房時の窓曇り防止を行うときにデフロスタスイッチ（後述する空調操作部５３に設けられる）との連動等で外気導入モードが選択される。また、暖房時の暖房負荷の低減と窓曇り防止の両立を行うときに内外気中間位置が選択されることになる。
【００４０】
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装置としての補助ヒータである。実施例の補助ヒータ２３はＰＴＣヒータ（電気ヒータ）にて構成されており、空気流通路３の空気の流れに対して、放熱器４の風上側（空気上流側）であって吸熱器９の風下側（空気下流側）となる空気流通路３内に設けられている。そして、補助ヒータ２３に通電されて発熱すると、吸熱器９を経て放熱器４に流入する前の空気流通路３内の空気が加熱される。即ち、この補助ヒータ２３が所謂ヒータコアとなり、車室内の暖房を行い、或いは、それを補完する。
【００４１】
ここで、ＨＶＡＣユニット１０の吸熱器９より風下側（空気下流側）の空気流通路３は仕切壁１０Ａにより区画され、暖房用熱交換通路３Ａとそれをバイパスするバイパス通路３Ｂとが形成されており、前述した放熱器４と補助ヒータ２３は暖房用熱交換通路３Ａに配置されている。
【００４２】
また、補助ヒータ２３の風上側における空気流通路３内には、当該空気流通路３内に流入し、吸熱器９を通過した後の空気流通路３内の空気（内気や外気）を、補助ヒータ２３及び放熱器４が配置された暖房用熱交換通路３Ａに通風する割合を調整するエアミックスダンパ２８Ｄｒ、２８Ａｓが設けられている。
【００４３】
更に、放熱器４の風下側におけるＨＶＡＣユニット１０には、ＦＯＯＴ（フット）吹出口２９Ａ、ＶＥＮＴ（ベント）吹出口２９Ｂ、ＤＥＦ（デフ）吹出口２９Ｃの各吹出口が形成されている。ＦＯＯＴ吹出口２９Ａは車室内の足下に空気を吹き出すための吹出口で、最も低い位置にある。また、ＶＥＮＴ吹出口２９Ｂは車室内の運転者の胸や顔付近に空気を吹き出すための吹出口で、ＦＯＯＴ吹出口２９Ａより上方にある。そして、ＤＥＦ吹出口２９Ｃは車両のフロントガラス内面に空気を吹き出すための吹出口で、他の吹出口２９Ａ、２９Ｂよりも上方の最も高い位置にある。
【００４４】
そして、ＦＯＯＴ吹出口２９Ａ、ＶＥＮＴ吹出口２９Ｂ、及び、ＤＥＦ吹出口２９Ｃには、空気の吹き出し量を制御するＦＯＯＴ吹出口ダンパ３１Ａ、ＶＥＮＴ吹出口ダンパ３１Ｂ、及び、ＤＥＦ吹出口ダンパ３１Ｃがそれぞれ設けられている。
【００４５】
尚、実施例の車両用空気調和装置１は、車両の運転席と助手席で、左右独立空調制御が可能とされており、放熱器４及び補助ヒータ２３が設けられた空気流通路３内は図示しない仕切板により左右に仕切られている。そして、前述したエアミックスダンパ２８Ｄｒは運転席用（右用）のエアミックスダンパとされて右側の空気流通路３に設けられ、エアミックスダンパ２８Ａｓは助手席用（左用）のエアミックスダンパとされて左側の空気流通路３に設けられている。また、上記ＦＯＯＴ吹出口ダンパ３１Ａ、ＶＥＮＴ吹出口ダンパ３１Ｂ、及び、ＤＥＦ吹出口ダンパ３１Ｃの各吹出口も、運転席用（右用）と助手席用（左用）が前記仕切板で仕切られる左右の空気流通路３にそれぞれ設けられているものとする。そして、それらにより運転席・助手席同一空調制御（左右同一空調制御）と、運転席・助手席独立空調制御（左右独立空調制御）とを実行可能とされている。
【００４６】
即ち、後述する空調操作部５３での設定で、運転席・助手席同一空調制御（左右同一空調制御）となったときには、エアミックスダンパ２８Ｄｒ及びエアミックスダンパ２８Ａｓは同一の動作を行い、運転席用と助手席用の各吹出口ダンパ３１Ａ〜３１Ｃも同一の動作を行う。一方、運転席・助手席独立空調制御（左右独立空調制御）となったときには、エアミックスダンパ２８Ｄｒ及びエアミックスダンパ２８Ａｓは独立して動作し、運転席用と助手席用の各吹出口ダンパ３１Ａ〜３１Ｃも独立して動作することになる。
【００４７】
次に、図２は実施例の車両用空気調和装置１の制御装置１１のブロック図を示している。制御装置１１は、何れもプロセッサを備えたコンピュータの一例であるマイクロコンピュータから構成された空調コントローラ２０及びヒートポンプコントローラ３２から構成されており、これらがＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を構成する車両通信バス６５に接続されている。また、圧縮機２と補助ヒータ２３も車両通信バス６５に接続され、これら空調コントローラ２０、ヒートポンプコントローラ３２、圧縮機２及び補助ヒータ２３が車両通信バス６５を介してデータの送受信を行うように構成されている。
【００４８】
空調コントローラ２０は、車両の車室内空調の制御を司る上位のコントローラであり、この空調コントローラ２０の入力には、車両の外気温度Ｔａｍ（車室外の空気の温度）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、車室内の空気（内気）の温度（内気温度Ｔｉｎ）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、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（吐出圧力Ｐｄ）を検出する吐出圧力センサ４２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の各出力と、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が接続されている。
【００４９】
また、空調コントローラ２０の出力には、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２８Ｄｒ、２８Ａｓと、各吹出口ダンパ３１Ａ〜３１Ｃが接続され、それらは空調コントローラ２０により制御される。
【００５０】
ヒートポンプコントローラ３２は、主に冷媒回路Ｒの制御を司るコントローラであり、このヒートポンプコントローラ３２の入力には、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、圧縮機２の吸込冷媒温度Ｔｓを検出する吸込温度センサ５５と、放熱器４の冷媒温度（放熱器温度ＴＣＩ）を検出する放熱器温度センサ４６と、放熱器４の冷媒圧力（放熱器圧力ＰＣＩ）を検出する放熱器圧力センサ４７と、吸熱器９の冷媒温度（吸熱器温度Ｔｅ）を検出する吸熱器温度センサ４８と、吸熱器９の冷媒圧力を検出する吸熱器圧力センサ４９と、室外熱交換器７の出口の冷媒温度（室外熱交換器温度ＴＸＯ）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の出口の冷媒圧力（室外熱交換器圧力ＰＸＯ）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。
【００５１】
更に、ヒートポンプコントローラ３２の入力には、補助ヒータ２３の温度（補助ヒータ温度Ｔｐｔｃ）を検出する複数の温度センサとしての補助ヒータ温度センサ５０Ｄｒ、５０Ａｓの各出力も接続されている。この場合、補助ヒータ温度センサ５０Ｄｒは前記仕切板で仕切られた右側（運転席側）の部分の補助ヒータ２３の温度を検出し、補助ヒータ温度センサ５０Ａｓは左側（助手席側）の部分の補助ヒータ２３の温度を検出することができるように取り付けられている。
【００５２】
また、ヒートポンプコントローラ３２の出力には、室外膨張弁６、室内膨張弁８と、電磁弁３０（リヒート用）、電磁弁１７（冷房用）、電磁弁２１（暖房用）、電磁弁４０（バイパス用）の各電磁弁が接続され、それらはヒートポンプコントローラ３２により制御される。尚、圧縮機２と補助ヒータ２３はそれぞれコントローラを内蔵しており、圧縮機２と補助ヒータ２３のコントローラは車両通信バス６５を介してヒートポンプコントローラ３２とデータの送受信を行い、このヒートポンプコントローラ３２によって制御される。
【００５３】
ヒートポンプコントローラ３２と空調コントローラ２０は車両通信バス６５を介して相互にデータの送受信を行い、各センサの出力や空調操作部５３にて入力された設定に基づき、各機器を制御するものであるが、この場合の実施例では外気温度センサ３３、吐出圧力センサ４２、車速センサ５２、空気流通路３に流入した空気の実際の体積風量Ｇａ（実システム風量。空調コントローラ２０が算出）、エアミックスダンパ２８Ｄｒ、２８Ａｓによる風量割合ＳＷＤｒ、ＳＷＡｓ（空調コントローラ２０が算出）、前記内外気比率ＲＥＣｒａｔｅ（空調コントローラ２０が調整）、空調操作部５３の出力は空調コントローラ２０から車両通信バス６５を介してヒートポンプコントローラ３２に送信され、ヒートポンプコントローラ３２による制御に供される構成とされている。
【００５４】
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。この実施例では制御装置１１（空調コントローラ２０、ヒートポンプコントローラ３２）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、ＭＡＸ冷房モード（最大冷房モード）及び補助ヒータ単独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と制御の概略について説明する。
【００５５】
（１）暖房モード
ヒートポンプコントローラ３２により（オートモード）或いは空調操作部５３へのマニュアル操作により（マニュアルモード）暖房モードが選択されると、ヒートポンプコントローラ３２は電磁弁２１（暖房用）を開放し、電磁弁１７（冷房用）を閉じる。また、電磁弁３０（リヒート用）を開放し、電磁弁４０（バイパス用）を閉じる。そして、圧縮機２を運転する。空調コントローラ２０は各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８Ｄｒ、２８Ａｓは、基本的には室内送風機２７から吹き出されて吸熱器９を経た空気流通路３内の全て空気を暖房用熱交換通路３Ａの補助ヒータ２３及び放熱器４に通風する状態とするが、風量を調整してもよい。
【００５６】
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電磁弁３０を経て冷媒配管１３Ｇから放熱器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（補助ヒータ２３が動作するときは当該補助ヒータ２３及び放熱器４）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。
【００５７】
放熱器４内で液化した冷媒は当該放熱器４を出た後、冷媒配管１３Ｅを経て室外膨張弁６に至る。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がヒートポンプとなる。そして、室外熱交換器７を出た低温の冷媒は冷媒配管１３Ａ及び電磁弁２１及び冷媒配管１３Ｄ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（補助ヒータ２３が動作するときは当該補助ヒータ２３及び放熱器４）にて加熱された空気は各吹出口２９Ａ〜２９Ｃ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。
【００５８】
ヒートポンプコントローラ３２は、空調コントローラ２０が目標吹出温度ＴＡＯから算出する目標ヒータ温度ＴＣＯ（放熱器温度ＴＣＩの目標値）から目標放熱器圧力ＰＣＯ（放熱器圧力ＰＣＩの目標値）を算出し、この目標放熱器圧力ＰＣＯと、放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器４の冷媒圧力（放熱器圧力ＰＣＩ。冷媒回路Ｒの高圧圧力）に基づいて圧縮機２の回転数ＮＣを制御し、放熱器４による加熱を制御する。また、ヒートポンプコントローラ３２は、放熱器温度センサ４６が検出する放熱器４の冷媒温度（放熱器温度ＴＣＩ）及び放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器圧力ＰＣＩに基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御し、放熱器４の出口における冷媒の過冷却度ＳＣをその目標値である目標過冷却度ＴＧＳＣに制御する。
【００５９】
また、ヒートポンプコントローラ３２はこの暖房モードにおいては、車室内空調に要求される暖房能力（要求暖房能力ＴＧＱ）に対して放熱器４による暖房能力が不足する場合、その不足する分を補助ヒータ２３の発熱で補完するように補助ヒータ２３の通電を制御する。それにより、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。実施例では補助ヒータ２３は放熱器４の空気上流側に配置されているので、空気流通路３を流通する空気は放熱器４の前に補助ヒータ２３に通風されることになる。
【００６０】
この場合、実施例ではヒートポンプコントローラ３２は、補助ヒータ温度センサ５０Ｄｒの検出値ＴｐｔｃＤｒと補助ヒータ温度センサ５０Ａｓの検出値ＴｐｔｃＡｓの平均値を補助ヒータ温度Ｔｐｔｃとして補助ヒータ２３の通電を制御する。
【００６１】
（２）除湿暖房モード
次に、除湿暖房モードでは、ヒートポンプコントローラ３２は電磁弁１７を開放し、電磁弁２１を閉じる。また、電磁弁３０を閉じ、電磁弁４０を開放すると共に、室外膨張弁６の弁開度は全閉とする。そして、圧縮機２を運転する。空調コントローラ２０は各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８Ｄｒ、２８Ａｓは、基本的には室内送風機２７から吹き出されて吸熱器９を経た空気流通路３内の全て空気を暖房用熱交換通路３Ａの補助ヒータ２３及び放熱器４に通風する状態とするが、風量の調整も行う。
【００６２】
これにより、圧縮機２から冷媒配管１３Ｇに吐出された高温高圧のガス冷媒は、放熱器４に向かうこと無くバイパス配管３５に流入し、電磁弁４０を経て室外膨張弁６の下流側の冷媒配管１３Ｅに至るようになる。このとき、室外膨張弁６は全閉とされているので、冷媒は室外熱交換器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。
【００６３】
室外熱交換器７の過冷却部１６を出た冷媒は冷媒配管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は冷却され、且つ、当該空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気流通路３内の空気は冷却され、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。
【００６４】
このとき、室外膨張弁６の弁開度は全閉とされているので、圧縮機２から吐出された冷媒が室外膨張弁６から放熱器４に逆流入する不都合を抑制若しくは防止することが可能となる。これにより、冷媒循環量の低下を抑制若しくは解消して空調能力を確保することができるようになる。更に、この除湿暖房モードにおいてヒートポンプコントローラ３２は、補助ヒータ２３に通電して発熱させる。これにより、吸熱器９にて冷却され、且つ、除湿された空気は補助ヒータ２３を通過する過程で更に加熱され、温度が上昇するので車室内の除湿暖房が行われることになる。
【００６５】
ヒートポンプコントローラ３２は吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度（吸熱器温度Ｔｅ）と、空調コントローラ２０が算出する吸熱器温度Ｔｅの目標値である目標吸熱器温度ＴＥＯに基づいて圧縮機２の回転数ＮＣを制御すると共に、補助ヒータ温度センサ５０Ｄｒの検出値ＴｐｔｃＤｒと補助ヒータ温度センサ５０Ａｓの検出値ＴｐｔｃＡｓの平均値を補助ヒータ温度Ｔｐｔｃとし、この補助ヒータ温度Ｔｐｔｃと前記目標ヒータ温度ＴＣＯ（この場合、補助ヒータ温度Ｔｐｔｃの目標値となる）に基づいて補助ヒータ２３の通電（発熱による加熱）を制御することで、吸熱器９での空気の冷却と除湿を適切に行いながら、補助ヒータ２３による加熱で各吹出口２９Ａ〜２９Ｃから車室内に吹き出される空気温度の低下を的確に防止する。これにより、車室内に吹き出される空気を除湿しながら、その温度を適切な暖房温度に制御することが可能となり、車室内の快適且つ効率的な除湿暖房を実現することができるようになる。
【００６６】
尚、補助ヒータ２３は放熱器４の空気上流側に配置されているので、補助ヒータ２３で加熱された空気は放熱器４を通過することになるが、この除湿暖房モードでは放熱器４に冷媒は流されないので、補助ヒータ２３にて加熱された空気から放熱器４が吸熱してしまう不都合も解消される。即ち、放熱器４によって車室内に吹き出される空気の温度が低下してしまうことが抑制され、ＣＯＰも向上することになる。
【００６７】
（３）除湿冷房モード
次に、除湿冷房モードでは、ヒートポンプコントローラ３２は電磁弁１７を開放し、電磁弁２１を閉じる。また、電磁弁３０を開放し、電磁弁４０を閉じる。そして、圧縮機２を運転する。空調コントローラ２０は各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８Ｄｒ、２８Ａｓは、基本的には室内送風機２７から吹き出されて吸熱器９を経た空気流通路３内の全て空気を暖房用熱交換通路３Ａの補助ヒータ２３及び放熱器４に通風する状態とするが、風量の調整も行う。
【００６８】
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電磁弁３０を経て冷媒配管１３Ｇから放熱器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。
【００６９】
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。
【００７０】
室外熱交換器７の過冷却部１６を出た冷媒は冷媒配管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。
【００７１】
吸熱器９で蒸発した冷媒は内部熱交換器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。この除湿冷房モードではヒートポンプコントローラ３２は補助ヒータ２３に通電しないので、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。これにより車室内の除湿冷房が行われることになる。
【００７２】
ヒートポンプコントローラ３２は吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度（吸熱器温度Ｔｅ）とその目標値である目標吸熱器温度ＴＥＯ（空調コントローラ２０から送信される）に基づいて圧縮機２の回転数ＮＣを制御する。また、ヒートポンプコントローラ３２は前述した目標ヒータ温度ＴＣＯから目標放熱器圧力ＰＣＯを算出し、この目標放熱器圧力ＰＣＯと、放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器４の冷媒圧力（放熱器圧力ＰＣＩ。冷媒回路Ｒの高圧圧力）に基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御し、放熱器４による加熱を制御する。
【００７３】
（４）冷房モード
次に、冷房モードでは、ヒートポンプコントローラ３２は上記除湿冷房モードの状態において室外膨張弁６の弁開度を全開とする。そして、圧縮機２を運転し、補助ヒータ２３には通電しない。空調コントローラ２０は各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８Ｄｒ、２８Ａｓは、室内送風機２７から吹き出されて吸熱器９を経た空気流通路３内の空気が、暖房用熱交換通路３Ａの補助ヒータ２３及び放熱器４に通風される割合を調整する状態とする。
【００７４】
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電磁弁３０を経て冷媒配管１３Ｇから放熱器４に流入すると共に、放熱器４を出た冷媒は冷媒配管１３Ｅを経て室外膨張弁６に至る。このとき室外膨張弁６は全開とされているので冷媒はそれを通過し、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。
【００７５】
室外熱交換器７の過冷却部１６を出た冷媒は冷媒配管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は冷却される。また、空気中の水分は吸熱器９に凝結して付着する。
【００７６】
吸熱器９で蒸発した冷媒は内部熱交換器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、除湿された空気が各吹出口２９Ａ〜２９Ｃから車室内に吹き出されるので（一部は放熱器４を通過して熱交換する）、これにより車室内の冷房が行われることになる。また、この冷房モードにおいては、ヒートポンプコントローラ３２は吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度（吸熱器温度Ｔｅ）とその目標値である前述した目標吸熱器温度ＴＥＯに基づいて圧縮機２の回転数ＮＣを制御する。
【００７７】
（５）ＭＡＸ冷房モード（最大冷房モード）
次に、最大冷房モードとしてのＭＡＸ冷房モードでは、ヒートポンプコントローラ３２は電磁弁１７を開放し、電磁弁２１を閉じる。また、電磁弁３０を閉じ、電磁弁４０を開放すると共に、室外膨張弁６の弁開度は全閉とする。そして、圧縮機２を運転し、補助ヒータ２３には通電しない。空調コントローラ２０は、各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８Ｄｒ、２８Ａｓは、室内送風機２７から吹き出されて吸熱器９を経た空気流通路３内の空気が、暖房用熱交換通路３Ａの補助ヒータ２３及び放熱器４に通風される割合を調整する状態とする。
【００７８】
これにより、圧縮機２から冷媒配管１３Ｇに吐出された高温高圧のガス冷媒は、放熱器４に向かうこと無くバイパス配管３５に流入し、電磁弁４０を経て室外膨張弁６の下流側の冷媒配管１３Ｅに至るようになる。このとき、室外膨張弁６は全閉とされているので、冷媒は室外熱交換器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。
【００７９】
室外熱交換器７の過冷却部１６を出た冷媒は冷媒配管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は冷却される。また、空気中の水分は吸熱器９に凝結して付着するので、空気流通路３内の空気は除湿される。吸熱器９で蒸発した冷媒は内部熱交換器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。このとき、室外膨張弁６は全閉とされているので、同様に圧縮機２から吐出された冷媒が室外膨張弁６から放熱器４に逆流入する不都合を抑制若しくは防止することが可能となる。これにより、冷媒循環量の低下を抑制若しくは解消して空調能力を確保することができるようになる。
【００８０】
ここで、前述した冷房モードでは放熱器４に高温の冷媒が流れているため、放熱器４からＨＶＡＣユニット１０への直接の熱伝導が少なからず生じるが、このＭＡＸ冷房モードでは放熱器４に冷媒が流れないため、放熱器４からＨＶＡＣユニット１０に伝達される熱で吸熱器９からの空気流通路３内の空気が加熱されることも無くなる。そのため、車室内の強力な冷房が行われ、特に外気温度Ｔａｍが高いような環境下では、迅速に車室内を冷房して快適な車室内空調を実現することができるようになる。また、このＭＡＸ冷房モードにおいても、ヒートポンプコントローラ３２は吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度（吸熱器温度Ｔｅ）とその目標値である前述した目標吸熱器温度ＴＥＯに基づいて圧縮機２の回転数ＮＣを制御する。
【００８１】
（６）補助ヒータ単独モード
尚、実施例の制御装置１１は室外熱交換器７に過着霜が生じた場合などに、冷媒回路Ｒの圧縮機２と室外送風機１５を停止し、補助ヒータ２３に通電してこの補助ヒータ２３のみで車室内を暖房する補助ヒータ単独モードを有している。この場合にも、ヒートポンプコントローラ３２は補助ヒータ温度センサ５０Ｄｒの検出値ＴｐｔｃＤｒと補助ヒータ温度センサ５０Ａｓの検出値ＴｐｔｃＡｓの平均値を補助ヒータ温度Ｔｐｔｃとし、この補助ヒータ温度Ｔｐｔｃと前述した目標ヒータ温度ＴＣＯに基づいて補助ヒータ２３の通電（発熱）を制御する。
【００８２】
また、空調コントローラ２０は室内送風機２７を運転し、エアミックスダンパ２８Ｄｒ、２８Ａｓは、室内送風機２７から吹き出された空気流通路３内の空気を暖房用熱交換通路３Ａの補助ヒータ２３に通風し、風量を調整する状態とする。補助ヒータ２３にて加熱された空気が各吹出口２９Ａ〜２９Ｃから車室内に吹き出されるので、これにより車室内の暖房が行われることになる。
【００８３】
（７）運転モードの切換
空調コントローラ２０は、下記式（Ｉ）から前述した目標吹出温度ＴＡＯを算出する。この目標吹出温度ＴＡＯは、車室内に吹き出される空気の温度の目標値である。
ＴＡＯ＝（Ｔｓｅｔ−Ｔｉｎ）×Ｋ＋Ｔｂａｌ（ｆ（Ｔｓｅｔ、ＳＵＮ、Ｔａｍ））
・・（Ｉ）
ここで、Ｔｓｅｔは空調操作部５３で設定された車室内の設定温度、Ｔｉｎは内気温度センサ３７が検出する内気温度、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。
【００８４】
ヒートポンプコントローラ３２は、起動時には空調コントローラ２０から車両通信バス６５を介して送信される外気温度Ｔａｍ（外気温度センサ３３が検出する）と目標吹出温度ＴＡＯとに基づいて上記各運転モードのうちの何れかの運転モードを選択すると共に、各運転モードを車両通信バス６５を介して空調コントローラ２０に送信する。また、起動後は外気温度Ｔａｍ、車室内の湿度、目標吹出温度ＴＡＯ、後述する加熱温度ＴＨ（放熱器４の風下側の空気の温度。推定値）、目標ヒータ温度ＴＣＯ、吸熱器温度Ｔｅ、目標吸熱器温度ＴＥＯ、車室内の除湿要求の有無、等のパラメータに基づいて各運転モードの切り換えを行うことで、環境条件や除湿の要否に応じて的確に暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、ＭＡＸ冷房モード及び補助ヒータ単独モードを切り換えて車室内に吹き出される空気の温度を目標吹出温度ＴＡＯに制御し、快適且つ効率的な車室内空調を実現するものである。
【００８５】
ここで、上記加熱温度ＴＨは、放熱器４の風下側の空気の温度であり、ヒートポンプコントローラ３２が下記に示す一次遅れ演算の式（ＩＩ）から推定する。
ＴＨ＝（ＩＮＴＬ１×ＴＨ０＋Ｔａｕ１×ＴＨｚ）／（Ｔａｕ１＋ＩＮＴＬ１）
・・（ＩＩ）
ここで、ＩＮＴＬ１は演算周期（定数）、Ｔａｕ１は一次遅れの時定数、ＴＨ０は一次遅れ演算前の定常状態における加熱温度ＴＨの定常値、ＴＨｚは加熱温度ＴＨの前回値である。このように加熱温度ＴＨを推定することで、格別な温度センサを設ける必要がなくなる。また、ヒートポンプコントローラ３２は前述した運転モードによって上記時定数Ｔａｕ１及び定常値ＴＨ０を変更することにより、上述した推定式（ＩＩ）を運転モードによって異なるものとし、加熱温度ＴＨを推定する。そして、この加熱温度ＴＨは車両通信バス６５を介して空調コントローラ２０に送信される。
【００８６】
（８）内外気比率ＲＥＣｒａｔｅを用いた冷房モード、除湿冷房モード、除湿暖房モード及びＭＡＸ冷房モードにおける圧縮機２の制御
次に、図３〜図５を参照して前述した内外気比率ＲＥＣｒａｔｅを用いた冷房モード、除湿冷房モード、除湿暖房モード及びＭＡＸ冷房モードの各運転モード（第１の運転モード）における圧縮機２の制御について詳述する。図３はＨＶＡＣユニット１０の縦断側面図、図４はヒートポンプコントローラ３２による冷房モード、除湿冷房モード、除湿暖房モード及びＭＡＸ冷房モードにおける圧縮機制御に関する制御ブロック図、図５は内外気比率ＲＥＣｒａｔｅと冷房モードの冷房負荷との関係を説明する図である。
【００８７】
空気流通路３に流通される空気の外気と内気の比率（内外気比率ＲＥＣｒａｔｅ）が変化すると、吸熱器９に流入する空気の温度（吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎ）が変化するため、車両用空気調和装置１の冷房負荷は大きく変化し、能力の過不足が発生する。そこで、ヒートポンプコントローラ３２は、後述する如く内外気比率ＲＥＣｒａｔｅに基づき、下記式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）を用いて、この吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを算出し、推定する。
Ｔｅｖａｉｎ＝（ＩＮＴＬ２×Ｔｅｖａｉｎ０＋Ｔａｕ２×Ｔｅｖａｉｎｚ）／（Ｔａｕ２＋ＩＮＴＬ２）
・・（ＩＩＩ）
Ｔｅｖａｉｎ０＝Ｔａｍ×（１−ＲＥＣｒａｔｅ）＋Ｔｉｎ×ＲＥＣｒａｔｅ
・・（ＩＶ）
ここで、ＩＮＴＬ２は演算周期（定数）、Ｔａｕ２は一次遅れの時定数、Ｔｅｖａｉｎ０は一次遅れ演算前の定常状態における吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎの定常値、Ｔｅｖａｉｎｚは吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎの前回値である。また、Ｔａｍは外気温度、Ｔｉｎは内気温度である。例えば、外気温度Ｔａｍが＋４０℃、内気温度Ｔｉｎが＋２５℃の条件において、図５の最上段の如く内外気比率ＲＥＣｒａｔｅが０（外気導入モード）の場合、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎは最終的に＋４０℃となり、冷房負荷は大きくなる。また、同じ条件において、図５の最下段の如く内外気比率ＲＥＣｒａｔｅが１（内気循環モード）の場合、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎは最終的に＋２５℃となり、冷房負荷は小さくなる。更に、同じ条件において、図５の中段の如く内外気比率ＲＥＣｒａｔｅが０．５（内外気中間位置）の場合、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎは最終的に＋３２．５℃となり、冷房負荷は中程度となる（これは冷房モード以外の第１の運転モードにおいても同様）。従って、特に内気温度Ｔｉｎ（車室内の空気の温度）が安定した後に、内外気比率ＲＥＣｒａｔｅが変化した場合には、圧縮機２の回転数ＮＣが大きく変化するため、ヒートポンプコントローラ３２は吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいて圧縮機２の回転数ＮＣを補正する制御を実行する。
【００８８】
図４のブロック図を参照しながら具体的な制御を説明する。ヒートポンプコントローラ３２のＦ／Ｆ（フィードフォワード）操作量演算部６３は外気温度Ｔａｍと、空気流通路３に流入した空気の体積風量Ｇａと、放熱器４の圧力（放熱器圧力ＰＣＩ。高圧圧力）の目標値である目標放熱器圧力ＰＣＯと、吸熱器温度Ｔｅの目標値である目標吸熱器温度ＴＥＯ（空調コントローラ２０から送信される）に基づいて圧縮機目標回転数のＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆ０を算出する。
【００８９】
ここで、Ｆ／Ｆ操作量演算部６３で行われるフィードフォワード演算の式の一例を下記（Ｖ）に示す。即ち、
・冷房モードの場合
ＴＧＮＣｃｆｆ０＝Ｋ１×Ｔａｍ＋Ｋ２×Ｇａ＋Ｋ３×ＴＥＯ＋Ｋ４
・除湿冷房モードの場合
ＴＧＮＣｃｆｆ０＝Ｋ５×Ｔａｍ＋Ｋ６×Ｇａ＋Ｋ７×ＴＥＯ＋Ｋ８×ＰＣＯ＋Ｋ９
・除湿暖房モード／ＭＡＸ冷房モードの場合
ＴＧＮＣｃｆｆ０＝Ｋ１０×Ｔａｍ＋Ｋ１１×Ｇａ＋Ｋ１２×ＴＥＯ＋Ｋ１３
・・（Ｖ）
尚、Ｋ１〜Ｋ３、Ｋ５〜Ｋ８、Ｋ１０〜Ｋ１２は係数であり、Ｋ４、Ｋ９、Ｋ１３は定数である。
【００９０】
また、ヒートポンプコントローラ３２の補正値演算部７１は外気温度Ｔａｍと内気温度Ｔｉｎと内外気比率ＲＥＣｒａｔｅから前記式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）を用いて吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを算出し、この吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づき、下記式（ＶＩ）を用いて補正値ＴＧＮＣｃｆｆＨｏｓを算出する。
ＴＧＮＣｃｆｆＨｏｓ＝Ｋ１４×Ｔｅｖａｉｎ                      ・・（ＶＩ）
ここで、Ｋ１４は温度を回転数に変換するための係数である。
【００９１】
そして、Ｆ／Ｆ操作量演算部６３が算出したＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆ０と補正値演算部７１が算出した補正値ＴＧＮＣｃｆｆＨｏｓは加算器７２で加算され、最終的にＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆ（ＴＧＮＣｃｆｆ＝ＴＧＮＣｃｆｆ０＋ＴＧＮＣｃｆｆＨｏｓ）とされる。即ち、Ｆ／Ｆ操作量演算部６３が算出したＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆ０が補正値ＴＧＮＣｃｆｆＨｏｓにより補正され、Ｆ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆとして決定される。
【００９２】
ここで、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎが高い程、即ち、内外気比率ＲＥＣｒａｔｅが０に近づいて図５で説明した如く冷房負荷が大きくなる程、補正値ＴＧＮＣｃｆｆＨｏｓが大きくなり、Ｆ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆも大きくなる方向に補正されることになる。
【００９３】
また、Ｆ／Ｂ（フィードバック）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を算出する。そして、加算器７２で決定されたＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆとＦ／Ｂ操作量演算部６４で算出された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。
【００９４】
冷房モード、除湿冷房モード、除湿暖房モード及びＭＡＸ冷房モードにおいては、ヒートポンプコントローラ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ＮＣを制御するので、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎが高い程、圧縮機２の回転数ＮＣは高くなる方向に補正され、吸熱器９による冷房／除湿能力も増大することになる。特に、Ｆ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆを補正するので、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎの変化に対して迅速に追従することができる。
【００９５】
このように、吸熱器９に冷媒を流す冷房モード、除湿冷房モード、除湿暖房モード及びＭＡＸ冷房モード（何れも第１の運転モード）においては、ヒートポンプコントローラ３２は、吸込切換ダンパ２６により調整される内外気比率ＲＥＣｒａｔｅに基づき、吸熱器９に流入する吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを推定し、推定した吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいて圧縮機２の回転数を制御するので、吸込切換ダンパ２６により空気流通路３に流入する外気と内気の比率が変化した場合にも、内外気比率ＲＥＣｒａｔｅに基づいて吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを推定し、圧縮機２の回転数ＮＣを制御することができるようになる。
【００９６】
これにより、外気と内気の比率が変化したことに伴う冷房負荷の変動に迅速に対応し、過不足の無い空調能力を実現して、車室内の温度を目標とする値に良好に収束させ、快適性と省エネ性の双方を向上させることができるようになる。
【００９７】
この場合、実施例ではヒートポンプコントローラ３２は、少なくとも吸熱器温度Ｔｅの目標値である目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードフォワード演算により圧縮機２の目標回転数のＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆを算出し、吸熱器温度Ｔｅと目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードバック演算により圧縮機２の目標回転数のＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｃｆｂを算出し、これらＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆとＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｃｆｂを加算することで、圧縮機２の目標回転数ＴＧＮＣｃを算出しており、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいてＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆを補正するので、内外気比率ＲＥＣｒａｔｅが変化したことに伴う冷房負荷の変動に迅速に対応して、吸熱器９による冷房／除湿能力を的確に制御することができるようになる。
【００９８】
ここで、外気と内気の比率が変化した場合、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに反映されるまでは或る程度時間がかかる。即ち、外気と内気の比率が変化しても吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎは直ぐに変化するものでは無いが実施例ではヒートポンプコントローラ３２が、内外気比率ＲＥＣｒａｔｅ（外気と内気の比率）に基づく一次遅れ演算により吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを算出するので、実際の吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎの変化に合わせて圧縮機２の回転数ＮＣを制御することができるようになる。
【００９９】
（９）内外気比率ＲＥＣｒａｔｅを用いた暖房モードにおける圧縮機２の制御
次に、図６〜図８を参照して前述した内外気比率ＲＥＣｒａｔｅを用いた暖房モードにおける圧縮機２の制御について詳述する。図６は吸熱器温度センサ４８が設けられない場合のＨＶＡＣユニット１０の縦断側面図、図７はヒートポンプコントローラ３２による暖房モードにおける圧縮機制御に関する制御ブロック図、図８は内外気比率ＲＥＣｒａｔｅと暖房モードの暖房負荷との関係を説明する図である。
【０１００】
（９−１）吸熱器温度センサ４８が設けられている場合の暖房モードにおける圧縮機２の制御
先ず、比較のために図２や図３の例の如く吸熱器温度センサ４８が設けられている場合の圧縮機２の制御について図７を参照しながら説明する。ヒートポンプコントローラ３２のＦ／Ｆ（フィードフォワード）操作量演算部５８は、要求される放熱器４の暖房能力である後述する要求暖房能力ＴＧＱと、空気流通路３に流入した空気の体積風量Ｇａと、外気温度センサ３３から得られる外気温度Ｔａｍと、放熱器４の温度の目標値である前述した目標ヒータ温度ＴＣＯと、放熱器４の圧力の目標値である目標放熱器圧力ＰＣＯに基づくフィードフォワード演算により、圧縮機目標回転数のＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｈｆｆを算出する。
【０１０１】
ここで、Ｆ／Ｆ操作量演算部５８で行われるフィードフォワード演算の式の一例を下記（ＶＩＩ）に示す。
ＴＧＮＣｈｆｆ＝Ｋ１５×ＴＧＱ＋Ｋ１６×Ｇａ＋Ｋ１７×Ｔａｍ＋Ｋ１８
・・（ＶＩＩ）
尚、Ｋ１５〜Ｋ１７は係数であり、Ｋ１８は定数である。
【０１０２】
また、上記要求暖房能力ＴＧＱは要求暖房能力演算部７４により下記式（ＶＩＩＩ）を用いて算出され、Ｆ／Ｆ操作量演算部５８に入力される。
ＴＧＱ＝（ＴＣＯ−Ｔｅ）×Ｃｐａ×Ｇａ×γａＴｅ×１．１６    ・・（ＶＩＩＩ）
尚、Ｔｅは吸熱器温度、Ｃｐａは空気の定圧比熱［ｋＪ／ｍ3・Ｋ］、Ｇａは空気流通路３を流入した空気の体積風量、γａＴｅは空気比重、１．１６は単位を合わせるための係数である。吸熱器温度センサ４８が設けられている場合には吸熱器温度Ｔｅが取得できる。この場合、吸熱器９は放熱器４の風上側に設けられているので、吸熱器温度Ｔｅは補助ヒータ２３や放熱器４に流入する空気の温度となる。そこで、要求暖房能力演算部７４は目標ヒータ温度ＴＣＯとこの吸熱器温度Ｔｅとの差から、要求暖房能力ＴＧＱを算出する。
【０１０３】
また、前記目標放熱器圧力ＰＣＯは、放熱器４の出口における冷媒の過冷却度ＳＣの目標値である目標過冷却度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（冷媒回路Ｒの高圧圧力）に基づくフィードバック演算により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ＴＧＮＣｈｆｆ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。暖房モードにおいては、ヒートポンプコントローラ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ＮＣを制御する。
【０１０４】
（９−２）吸熱器温度センサ４８が設けられていない場合の暖房モードにおける圧縮機２の制御
一方、図６の如く吸熱器温度センサ４８が設けられていない場合は、吸熱器温度Ｔｅ、即ち、放熱器４に流入する空気の温度が分からない。また、暖房モードでは吸熱器９に冷媒は流れないので、前述した吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎが補助ヒータ２３や放熱器４に流入する空気の温度となるが、前述同様に空気流通路３に流通される空気の外気と内気の比率（内外気比率ＲＥＣｒａｔｅ）が変化すると、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎが変化するため、車両用空気調和装置１の暖房負荷は大きく変化し、能力の過不足が発生する。
【０１０５】
例えば、外気温度Ｔａｍが−１０℃、内気温度Ｔｉｎが＋２５℃の条件において、図８の最上段の如く内外気比率ＲＥＣｒａｔｅが０（外気導入モード）の場合、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎは最終的に−１０℃となり、暖房負荷は大きくなる。また、同じ条件において、図８の最下段の如く内外気比率ＲＥＣｒａｔｅが１（内気循環モード）の場合、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎは最終的に＋２５℃となり、暖房負荷は小さくなる。更に、同じ条件において、図８の中段の如く内外気比率ＲＥＣｒａｔｅが０．５（内外気中間位置）の場合、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎは最終的に＋７．５℃となり、暖房負荷は中程度となる。従って、特に内気温度Ｔｉｎ（車室内の空気の温度）が安定した後に、内外気比率ＲＥＣｒａｔｅが変化した場合には、圧縮機２の回転数ＮＣが大きく変化することになる。
【０１０６】
そこで、吸熱器温度センサ４８が設けられていない場合には、図７の要求暖房能力演算部７４は、内外気比率ＲＥＣｒａｔｅに基づいて前記式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）で算出された吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを用いて、下記式（ＩＸ）により要求暖房能力ＴＧＱを算出し、Ｆ／Ｆ操作量演算部５８に出力する。
ＴＧＱ＝（ＴＣＯ−Ｔｅｖａｉｎ）×Ｃｐａ×Ｇａ×γａＴｅ×１．１６
・・（ＩＸ）
尚、各式中のＴｅｖａｉｎ以外の各数値は前記式（ＶＩＩＩ）と同様である。
【０１０７】
ここで、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎが低い程、即ち、内外気比率ＲＥＣｒａｔｅが０に近づいて図８で説明した如く暖房負荷が大きくなる程、要求暖房能力ＴＧＱは大きくなるので、Ｆ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｈｆｆも大きくなり、圧縮機目標回転数ＴＧＮＣｈも高くなる。暖房モードにおいては、ヒートポンプコントローラ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ＮＣを制御するので、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎが低い程、圧縮機２の回転数ＮＣは高くなり、放熱器４による暖房能力も増大することになる。特に、この要求暖房能力ＴＧＱによりＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｈｆｆが算出されるので、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎの変化に対して迅速に追従することができる。
【０１０８】
このように、吸熱器温度センサ４８が設けられていない場合には、暖房モードではヒートポンプコントローラ３２は、吸込切換ダンパ２６により調整される外気と内気の比率（内外気比率ＲＥＣｒａｔｅ）に基づき、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを推定し、推定した当該吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいて要求暖房能力ＴＧＱを算出し、この要求暖房能力ＴＧＱに基づいて圧縮機２の回転数ＮＣを制御するので、吸込切換ダンパ２６により空気流通路３に流入する内外気比率ＲＥＣｒａｔｅが変化した場合にも、当該比率に基づいて吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを推定し、それに基づいて要求暖房能力ＴＧＱを算出して、圧縮機２の回転数ＮＣを制御することができるようになる。
【０１０９】
これにより、暖房モードにおいて、外気と内気の比率が変化したことに伴う暖房負荷の変動に迅速に対応し、過不足の無い暖房能力を実現して、車室内の温度を目標とする値に良好に収束させ、快適性と省エネ性の双方を向上させることができるようになる。特に、実施例ではヒートポンプコントローラ３２は、少なくとも要求暖房能力ＴＧＱに基づくフィードフォワード演算により圧縮機２の目標回転数のＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｈｆｆを算出し、高圧圧力とその目標値（ＰＣＯ）に基づくフィードバック演算により圧縮機２の目標回転数のＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｈｆｂを算出し、これらＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｈｆｆとＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｈｆｂを加算することで、圧縮機２の目標回転数ＴＧＮＣｈを算出しているので、外気と内気の比率が変化したことに伴う暖房負荷の変動に迅速に対応して、放熱器４による暖房能力を的確に制御することができるようになる。
【０１１０】
この場合も、実施例ではヒートポンプコントローラ３２が、内外気比率ＲＥＣｒａｔｅ（外気と内気の比率）に基づく一次遅れ演算により吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを算出しているので、実際の吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎの変化に合わせて圧縮機２の回転数ＮＣを制御することができるようになる。
【実施例２】
【０１１１】
次に、図９は本発明を適用した他の実施例の車両用空気調和装置１の構成図を示している。尚、この図において図１と同一符号で示すものは同一若しくは同様の機能を奏するものである。この実施例の場合、過冷却部１６の出口は逆止弁１８に接続され、この逆止弁１８の出口が冷媒配管１３Ｂに接続されている。尚、逆止弁１８は冷媒配管１３Ｂ（室内膨張弁８）側が順方向とされている。
【０１１２】
また、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（以下、バイパス回路と称する）１３Ｆは電磁弁２２（除湿用）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。更に、吸熱器９の出口側の冷媒配管１３Ｃには、内部熱交換器１９の冷媒下流側であって、冷媒配管１３Ｄとの合流点より冷媒上流側に蒸発圧力調整弁７０が接続されている。そして、これら電磁弁２２や蒸発圧力調整弁７０もヒートポンプコントローラ３２の出力に接続されて制御される。尚、前述の実施例の図１中のバイパス配管３５、電磁弁３０及び電磁弁４０から成るバイパス装置４５は設けられていない。その他は図１と同様であるので説明を省略する。
【０１１３】
以上の構成で、この実施例の車両用空気調和装置１の動作を説明する。ヒートポンプコントローラ３２はこの実施例では、暖房モード、除湿暖房モード、内部サイクルモード、除湿冷房モード、冷房モード及び補助ヒータ単独モードの各運転モードを切り換えて実行する（ＭＡＸ冷房モードはこの実施例では存在しない）。そして、この実施例では除湿暖房モード、内部サイクルモード、除湿冷房モード、冷房モードが本出願における第１の運転モードとなる。
【０１１４】
尚、暖房モード、除湿冷房モード及び冷房モードが選択されたときの動作及び冷媒の流れと、補助ヒータ単独モードは前述の実施例（実施例１）の場合と同様であるので説明を省略する。但し、この実施例（実施例２）ではこれら暖房モード、除湿冷房モード及び冷房モードにおいては電磁弁２２を閉じるものとする。
【０１１５】
（１０）図９の車両用空気調和装置１の除湿暖房モード
他方、除湿暖房モードが選択された場合、この実施例（実施例２）ではヒートポンプコントローラ３２は電磁弁２１（暖房用）を開放し、電磁弁１７（冷房用）を閉じる。また、電磁弁２２（除湿用）を開放する。そして、圧縮機２を運転する。空調コントローラ２０は各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は、基本的には室内送風機２７から吹き出されて吸熱器９を経た空気流通路３内の全て空気を暖房用熱交換通路３Ａの補助ヒータ２３及び放熱器４に通風する状態とするが、風量の調整も行う。
【０１１６】
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冷媒配管１３Ｇから放熱器４に流入する。放熱器４には暖房用熱交換通路３Ａに流入した空気流通路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。
【０１１７】
放熱器４内で液化した冷媒は当該放熱器４を出た後、冷媒配管１３Ｅを経て室外膨張弁６に至る。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がヒートポンプとなる。そして、室外熱交換器７を出た低温の冷媒は冷媒配管１３Ａ、電磁弁２１及び冷媒配管１３Ｄ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。
【０１１８】
また、放熱器４を経て冷媒配管１３Ｅを流れる凝縮冷媒の一部は分流され、電磁弁２２を経てバイパス回路１３Ｆ及び冷媒配管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。
【０１１９】
吸熱器９で蒸発した冷媒は、内部熱交換器１９、蒸発圧力調整弁７０を順次経て冷媒配管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。
【０１２０】
空調コントローラ２０は、目標吹出温度ＴＡＯから算出される目標ヒータ温度ＴＣＯ（放熱器出口温度ＴＣＩの目標値）をヒートポンプコントローラ３２に送信する。ヒートポンプコントローラ３２は、図７で説明した暖房モードの場合と同様に目標放熱器圧力ＰＣＯと、放熱器圧力ＰＣＩ（冷媒回路Ｒの高圧圧力）に基づいて圧縮機２の回転数ＮＣを制御するか、又は、図４で説明した冷房モードの場合と同様に吸熱器温度Ｔｅと、目標吸熱器温度ＴＥＯに基づいて圧縮機２の回転数ＮＣを制御する。その場合は、圧縮機目標回転数ＴＧＮＣｈと圧縮機目標回転数ＴＧＮＣｃのうちの小さい方（ＭＩＮ）を選択して圧縮機２の回転数ＮＣを制御することになる。
【０１２１】
即ち、圧縮機目標回転数ＴＧＮＣｈが選択されるとき、吸熱器温度センサ４８が設けられない場合には、前述同様に吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを推定し、それに基づいて要求暖房能力ＴＧＱを算出する（図７）。また、圧縮機目標回転数ＴＧＮＣｃが選択されるときには、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいてＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆを補正するものである（図４）。
【０１２２】
また、ヒートポンプコントローラ３２は、吸熱器温度Ｔｅと、目標吸熱器温度ＴＥＯに基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御するがこれについては後に詳述する。更に、ヒートポンプコントローラ３２は吸熱器温度Ｔｅに基づき、蒸発圧力調整弁７０を開（流路を拡大する）／閉（少許冷媒が流れる）して吸熱器９の温度が下がり過ぎて凍結する不都合を防止する。
【０１２３】
（１１）図９の車両用空気調和装置１の内部サイクルモード
また、内部サイクルモードでは、ヒートポンプコントローラ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を閉じる。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を経てバイパス回路１３Ｆに全て流れるようになる。そして、バイパス回路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。
【０１２４】
吸熱器９で蒸発した冷媒は、内部熱交換器１９、蒸発圧力調整弁７０を順次経て冷媒配管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。このヒートポンプコントローラ３２による圧縮機２の制御は除湿暖房モードと同様である。
【０１２５】
（１２）図９の車両用空気調和装置１の除湿暖房モードでの室外膨張弁６の制御
次に、図１０のブロック図を参照しながら前述したこの実施例（実施例２）の除湿暖房モードにおける室外膨張弁６の具体的な制御について説明する。ヒートポンプコントローラ３２のＦ／Ｆ（フィードフォワード）操作量演算部７６は前述した目標ヒータ温度ＴＣＯと、空気流通路３に流入した空気の体積風量Ｇａと、外気温度Ｔａｍと、目標吸熱器温度ＴＥＯに基づいて室外膨張弁目標弁開度のＦ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆ０を算出する。
【０１２６】
また、ヒートポンプコントローラ３２の補正値演算部８１は外気温度Ｔａｍと内気温度Ｔｉｎと内外気比率ＲＥＣｒａｔｅから前記式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）を用いて吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを算出し、この吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づき、下記式（Ｘ）を用いて補正値ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆＨｏｓを算出する。
ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆＨｏｓ＝Ｋ１９×Ｔｅｖａｉｎ                    ・・（Ｘ）
ここで、Ｋ１９は温度を弁開度に変換するための係数である。
【０１２７】
そして、補正値演算部８１が算出した補正値ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆＨｏｓは、Ｆ／Ｆ操作量演算部７６が算出したＦ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆ０から減算器８２で減算され、最終的にＦ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆ（ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆ＝ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆ０−ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆＨｏｓ）とされる。即ち、Ｆ／Ｆ操作量演算部７６が算出したＦ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆ０が補正値ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆＨｏｓにより補正され、Ｆ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆとして決定される。
【０１２８】
ここで、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎが高い程、即ち、内外気比率ＲＥＣｒａｔｅが０に近づいて図５で説明した如く冷房負荷が大きくなる程、補正値ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆＨｏｓが大きくなり、Ｆ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆは小さくなる方向（室外膨張弁６を閉じる方向）に補正されることになる。
【０１２９】
また、Ｆ／Ｂ（フィードバック）操作量演算部７７は目標吸熱器温度ＴＥＯと吸熱器温度Ｔｅに基づいて室外膨張弁目標弁開度のＦ／Ｂ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｂを算出する。そして、減算器８２で決定されたＦ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆとＦ／Ｂ操作量演算部７７で算出されたＦ／Ｂ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｂは加算器７８で加算され、リミット設定部７９で制御上限値と制御下限値のリミットが付けられた後、室外膨張弁目標弁開度ＴＧＥＣＣＶｔｅとして決定される。
【０１３０】
この実施例における除湿暖房モードにおいては、ヒートポンプコントローラ３２はこの室外膨張弁目標弁開度ＴＧＥＣＣＶｔｅに基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御するので、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎが高い程、室外膨張弁６は閉じられる方向に補正される。室外膨張弁６が閉じられる方向に補正されると、バイパス回路１３Ｆ及び冷媒配管１３Ｂを経て吸熱器９に流入する冷媒量が増加するので、吸熱器９による冷房／除湿能力が増大することになる。特に、Ｆ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆを補正するので、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎの変化に対して迅速に追従することができる。
【０１３１】
尚、上記実施例（実施例２）では吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいて室外膨張弁６の弁開度及び圧縮機２の回転数を制御するようにしたが、それに限らず、それらのうちの何れか一方のみを吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいて制御するようにしてもよい。
【０１３２】
このように、この実施例の場合もヒートポンプコントローラ３２は、吸込切換ダンパ２６により調整される内外気比率ＲＥＣｒａｔｅに基づき、吸熱器９に流入する空気の温度である吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを推定し、推定した吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいて室外膨張弁６の弁開度、及び／又は、圧縮機２の回転数を制御するようにしたので、吸込切換ダンパ２６により空気流通路３に流入する外気と内気の比率が変化した場合にも、当該比率に基づいて吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを推定し、室外膨張弁６の弁開度、及び／又は、圧縮機２の回転数を制御することができるようになる。
【０１３３】
これにより、この実施例の除湿暖房モードにおいても、外気と内気の比率が変化したことに伴う負荷変動に迅速に対応し、吸熱器９による過不足の無い除湿能力を実現することができるようになる。
【０１３４】
この場合もヒートポンプコントローラ３２は、少なくとも吸熱器温度Ｔｅの目標値である目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードフォワード演算により室外膨張弁６の目標弁開度のＦ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆを算出し、吸熱器温度Ｔｅと目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードバック演算により室外膨張弁６の目標弁開度のＦ／Ｂ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｂを算出し、これらＦ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆとＦ／Ｂ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｂを加算することで、室外膨張弁６の目標弁開度ＴＧＥＣＣＶｔｅを算出し、少なくとも目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードフォワード演算により圧縮機２の目標回転数のＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆを算出し、吸熱器温度Ｔｅと目標吸熱器温度ＴＥＯに基づくフィードバック演算により圧縮機２の目標回転数のＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｃｆｂを算出し、これらＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆとＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｃｆｂを加算することで、圧縮機２の目標回転数ＴＧＮＣｃを算出し、圧縮機目標回転数ＴＧＮＣｈとＴＧＮＣｃのうち、ＴＧＮＣｃの方が小さい場合には当該目標回転数ＴＧＮＣｃを選択しており、吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎに基づいてＦ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆ、及び／又は、Ｆ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｃｆｆを補正するので、内外気比率ＲＥＣｒａｔｅが変化したことに伴う負荷変動に迅速に対応して、吸熱器８による除湿能力を的確に制御し、快適な除湿暖房を実現することができるようになる。
【０１３５】
この場合も、実施例ではヒートポンプコントローラ３２が、内外気比率ＲＥＣｒａｔｅ（外気と内気の比率）に基づく一次遅れ演算により吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎを算出しているので、実際の吸熱器吸込空気温度Ｔｅｖａｉｎの変化に合わせて室外膨張弁６の弁開度を制御することができるようになる。
【０１３６】
尚、各実施例で示した制御に用いるパラメータや数値等はそれに限られるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適用する装置に応じて適宜選択／設定すべきものである。
【符号の説明】
【０１３７】
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
１０  ＨＶＡＣユニット
１１  制御装置
１３Ｆ  バイパス回路
２０  空調コントローラ
２３  補助ヒータ（補助加熱装置）
２５Ａ  外気吸込口
２５Ｂ  内気吸込口
２６  吸込切換ダンパ
２７  室内送風機（ブロワファン）
３２  ヒートポンプコントローラ
４５  バイパス装置
４８  吸熱器温度センサ
５８、６３、７６  Ｆ／Ｆ操作量演算部
６０、６４、７７  Ｆ／Ｂ操作量演算部
７１、８１  補正値演算部
Ｒ  冷媒回路
【図１】
2018127048.tif 000003
【図２】
2018127048.tif 000004
【図３】
2018127048.tif 000005
【図４】
2018127048.tif 000006
【図５】
2018127048.tif 000007
【図６】
2018127048.tif 000008
【図７】
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【図８】
2018127048.tif 000010
【図９】
2018127048.tif 000011
【図１０】
2018127048.tif 000012