(57)【要約】【課題】熱交換器の除霜を行う際に、外部熱源の熱を利用することにより圧縮機の負荷を低減することができる空調装置を提供する。【解決手段】電子制御装置１４は、室外熱交換器３２の除霜を行う場合において、ヒータコア入口水温が外部熱源温度判定値よりも高い場合、要するに第２除霜運転を行う場合には、遠心式送風機１８に送風させ、バイパス循環経路を成立させるように第２絞り弁３４と電磁開閉弁５２とを作動させ、凝縮器入口冷媒温度がヒータコア入口水温よりも低くなるように第１絞り弁３０の絞り開度を設定する。従って、ヒータコア２４の熱を室外熱交換器３２の除霜に利用できる場合には、凝縮器２２に流入する冷媒がヒータコア２４によって送風空気を介して加熱され、その加熱された冷媒が室外熱交換器３２に流入する。そのため、ヒータコア２４の熱が室外熱交換器３２の除霜に利用され、その分、コンプレッサ２８の負荷を低減することができる。【選択図】図１
2015033953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（２８）と、
空調対象空間へ送風される送風空気と前記冷媒とを熱交換させる第１熱交換器（２２）と、
前記冷媒と外気とを熱交換させる第２熱交換器（３２）と、
前記第１熱交換器と前記第２熱交換器とをつなぐ冷媒流路（４４）に設けられ、前記第２熱交換器へ流入する前記冷媒を絞り開度に応じて減圧する絞り部（３０、７２、７４）と、
前記冷媒が流れる経路を切り替える経路切替装置（３４、５２、７８）と、
前記第１熱交換器よりも前記送風空気の空気流れ上流側に配置され、該送風空気を加熱する外部熱源（２４、８２）と、
前記外部熱源および前記第１熱交換器へ前記送風空気を送風する送風機（１８）と、
制御部（１４）とを備え、
前記制御部は、前記第２熱交換器の除霜を行う場合には、前記圧縮機から吐出された冷媒が、前記第１熱交換器、前記絞り部、前記第２熱交換器の順に流れて前記圧縮機に戻る冷媒循環経路を成立させるように前記経路切替装置を作動させ、前記送風機に送風させ、且つ、前記第１熱交換器に流入する前記冷媒の温度（ＴＤ）が前記外部熱源の温度（ＴＷ）よりも低くなるように前記絞り部の絞り開度を設定することを特徴とする空調装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記第２熱交換器の除霜を行う場合において、前記外部熱源の温度が予め定められた温度閾値（γ）よりも高い場合に、前記冷媒循環経路を成立させるように前記経路切替装置を作動させ、前記送風機に送風させ、前記第１熱交換器に流入する前記冷媒の温度が前記外部熱源の温度よりも低くなるように前記絞り部の絞り開度を設定し、
前記第２熱交換器の除霜を行う場合において、前記外部熱源の温度が前記温度閾値以下である場合には、前記冷媒循環経路を成立させるように前記経路切替装置を作動させ、且つ、前記送風機を停止させることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
前記絞り部の絞り開度が小さいほど該絞り部は前記冷媒を大幅に減圧し、
前記制御部は、前記第２熱交換器の除霜を行う場合において、前記外部熱源の温度が前記温度閾値以下である場合には、該外部熱源の温度が該温度閾値よりも高い場合と比較して、前記絞り部の絞り開度を小さくすることを特徴とする請求項２に記載の空調装置。
【請求項４】
前記絞り部（７２、７４）は、前記絞り開度が固定された固定絞り（７２）と該固定絞りに対し冷媒流れにおいて並列に設けられた開閉弁（７４）とから構成され、
前記制御部は、前記第２熱交換器の除霜を行う場合において、前記外部熱源の温度が前記温度閾値よりも高い場合には前記開閉弁を開状態とし、前記外部熱源の温度が前記温度閾値以下である場合には前記開閉弁を閉状態とすることを特徴とする請求項２または３に記載の空調装置。
【請求項５】
エンジン（３８）により加熱されウォータポンプ（４２）により循環させられるエンジン冷却水と前記送風空気とを熱交換させることにより該送風空気を加熱するヒータコア（２４）を前記外部熱源として備え、
前記制御部は、前記第２熱交換器の除霜を行う場合において、前記送風機に送風させる場合には、前記ウォータポンプに前記エンジン冷却水を循環させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の空調装置。
【請求項６】
前記送風空気を電気で加熱する電気ヒータ（８２）を前記外部熱源として備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルと、その冷凍サイクルとは別の外部熱源とを有するヒートポンプ式空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍サイクルにおける冷媒回路中の高温高圧のガス冷媒であるホットガスを用いて熱交換器を除霜することができる空調装置が、従来から知られている。例えば、特許文献１に開示された空調装置がそれである。特許文献１の空調装置は、除霜される熱交換器である蒸発器が冷却運転時に着霜により閉塞した場合には、除霜を行うための除霜運転に切り換えられる。その除霜運転では、圧縮機から吐出されたホットガスである冷媒は蒸発器に流入しその蒸発器の霜を溶かし、ガス状態のままアキュムレータを経て圧縮機に戻る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭５７−４７８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、冷媒が循環する冷凍サイクルとは別の外部熱源を有する空調装置も一般的になっている。しかし、特許文献１の空調装置で行われる除霜運転では、圧縮機の圧縮動力がそのまま、除霜のための除霜熱源となっている。そのため、特許文献１の空調装置では、外部熱源がある場合に、その外部熱源の熱を除霜のために有効に利用することができないという課題があった。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、熱交換器の除霜を行う際に、外部熱源の熱を利用することにより圧縮機の負荷を低減することができる空調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】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（２８）と、
空調対象空間へ送風される送風空気と冷媒とを熱交換させる第１熱交換器（２２）と、
冷媒と外気とを熱交換させる第２熱交換器（３２）と、
第１熱交換器と第２熱交換器とをつなぐ冷媒流路（４４）に設けられ、第２熱交換器へ流入する冷媒を絞り開度に応じて減圧する絞り部（３０、７２、７４）と、
冷媒が流れる経路を切り替える経路切替装置（３４、５２、７８）と、
第１熱交換器よりも送風空気の空気流れ上流側に配置され、その送風空気を加熱する外部熱源（２４、８２）と、
外部熱源および第１熱交換器へ送風空気を送風する送風機（１８）と、
制御部（１４）とを備え、
制御部は、第２熱交換器の除霜を行う場合には、圧縮機から吐出された冷媒が、第１熱交換器、絞り部、第２熱交換器の順に流れて圧縮機に戻る冷媒循環経路を成立させるように経路切替装置を作動させ、送風機に送風させ、且つ、第１熱交換器に流入する冷媒の温度（ＴＤ）が外部熱源の温度（ＴＷ）よりも低くなるように絞り部の絞り開度を設定することを特徴とする。
【０００７】
上述の発明によれば、第２熱交換器の除霜が行われる場合には、送風機が送風空気を送風し、上記の冷媒循環経路を成立させるように経路切替装置が作動させられ、第１熱交換器に流入する冷媒の温度が外部熱源の温度よりも低くなるように絞り弁の絞り開度が設定されるので、第１熱交換器に流入する冷媒が外部熱源によって送風空気を介して加熱され、その加熱された冷媒が第２熱交換器に流入する。そのため、その外部熱源の熱を第２熱交換器の除霜に利用することができ、その分、圧縮機の負荷を低減することができる。
【０００８】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した括弧内の各符号は、後述する実施形態に記載した各符号に対応したものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明を適用した第１実施形態の空調装置１０の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１の空調装置１０が有する電子制御装置１４による基本的な制御処理を示したフローチャートである。
【図３】第１実施形態において図１の空調装置１０の各運転モードにおける各機器の制御状態を表した図である。
【図４】第１除霜モードにおいて冷凍サイクル２６を循環する冷媒状態を表したモリエル線図である。
【図５】第２除霜モードにおいて冷凍サイクル２６を循環する冷媒状態を表したモリエル線図である。
【図６】図１の空調装置１０を第２除霜モードで運転した実験の実験結果において、凝縮器２２が吸熱する凝縮器吸熱量とコンプレッサ２８の圧縮動力と室外熱交換器３２で放熱される除霜熱量と第１絞り弁３０の絞り開度すなわち弁開度との関係を示した図である。
【図７】外部熱源温度判定値γよりも高いヒータコア入口水温ＴＷが徐々に低下していく場合を例として、図１の空調装置１０の除霜運転を説明するための第１実施形態のタイムチャートである。
【図８】第２実施形態の空調装置１０の概略構成を示す模式図である。
【図９】第１実施形態の図３に相当する図であって、第２実施形態の空調装置１０の各運転モードにおける各機器の制御状態を表した図である。
【図１０】第２実施形態の空調装置１０の除霜運転を説明するためのタイムチャートであって、第１実施形態の図７に相当するタイムチャートである。
【図１１】第３実施形態の空調装置１０の概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、本発明を適用した第１実施形態の空調装置１０の概略構成を示す模式図である。図１に例示する本実施形態の空調装置１０は、例えばハイブリッド車両または電気自動車等において車室内の空調を行う車両用空調装置である。具体的に、空調装置１０は、空調対象空間である車室内を空調する車室内空調ユニット１２と、制御部としての電子制御装置１４とを備え、その車室内空調ユニット１２におけるアクチュエータ等の各空調機器を電子制御装置１４によって制御するように構成された自動車用オートエアコンである。
【００１２】
図１に示すように、車室内空調ユニット１２は、内部に自動車の車室内に空調風を導く空気通路を形成する送風ダクト１６と、この送風ダクト１６内において車室内に向かう空気流を発生させる遠心式送風機１８と、送風ダクト１６内を流れる空気を冷却する蒸発器すなわちエバポレータ２０と、このエバポレータ２０を通過した送風空気を再加熱する凝縮器２２と、その凝縮器２２と同様に送風空気を再加熱するヒータコア２４とを備えている。エバポレータ２０および凝縮器２２は、後述するように、空調装置１０が有する冷凍サイクル２６の一部も構成している。
【００１３】
送風ダクト１６は、自動車の車室内の前方側に配設されている。その送風ダクト１６の空気の流れ方向の上流側には、車室内空気すなわち内気を取り入れる内気吸込口１６１と、車室外空気すなわち外気を取り入れる外気吸込口１６２が形成されている。そして、内気吸込口１６１および外気吸込口１６２の空気通路側には、内外気切替ドア１６３が回転自在に支持されている。この内外気切替ドア１６３は、サーボモータ等のアクチュエータにより駆動されて、吸込口モードを、外気導入モードまたは内気循環モード等に切り替える。
【００１４】
また、送風ダクト１６の空気流れ下流側には、図示しない複数の吹出口が形成されている。複数の吹出口は、少なくとも、自動車の窓ガラスの内面に向かって主に温風を吹き出すためのデフロスタ吹出口、乗員の頭胸部等の上半身に向かって主に冷風を吹き出すためのフェイス吹出口、および乗員の足元部等の下半身に向かって主に温風を吹き出すためのフット吹出口等を有している。複数の吹出口は、図示しない複数のモード切替ドアによって選択的に開閉される。複数のモード切替ドアは、サーボモータ等のアクチュエータにより駆動されて、吹出口モードを、フェイスモード、バイレベルモード、フットモード、フットデフモード、デフロスタモードに切り替える。
【００１５】
遠心式送風機１８は、送風ダクト１６の空気流れ上流側に一体的に形成されたスクロールケーシングに回転自在に収容された遠心式ファン、およびこの遠心式ファンを回転駆動するブロワモータ等を有する送風機である。遠心式送風機１８は、送風ダクト１６内において遠心式送風機１８よりも空気流れ下流側に配置されたエバポレータ２０、ヒータコア２４、および凝縮器２２へ送風空気を送風する。遠心式送風機１８では、図示しないブロワ駆動回路を介して印加されるブロワモータ端子電圧に基づいてブロワモータの回転速度が変更されることで、車室内へ向かう空調風すなわち送風空気の送風量が制御される。この遠心式送風機１８は、本発明における送風機に対応する。
【００１６】
冷凍サイクル２６は、コンプレッサ２８、凝縮器２２、第１絞り部を構成する可変式の第１絞り弁３０、室外熱交換器３２、第２絞り部を構成する可変式の第２絞り弁３４、エバポレータ２０、アキュムレータ３６、およびこれらを環状に接続する冷媒配管等から構成されている。コンプレッサ２８は、内蔵する駆動モータ２８１によって回転駆動されて、エバポレータ２０からアキュムレータ３６を介して吸入した冷媒を圧縮して吐出する電動式の圧縮機である。このコンプレッサ２８は、通電されると稼働する。すなわち、ＯＮにされると稼働する。また、通電が停止されると停止する。すなわち、ＯＦＦにされると停止する。そして、コンプレッサ２８は、電子制御装置１４が算出する目標回転速度となるように、電子制御装置１４によってインバータを介し回転速度を制御される。
【００１７】
凝縮器２２は、送風ダクト１６内においてエバポレータ２０よりも空気流れ下流側に配置されて、コンプレッサ２８から流入する冷媒ガスとの熱交換によって通過する空気を加熱する加熱用熱交換器である。すなわち、凝縮器２２は、車室内へ送風される送風空気とコンプレッサ２８から流入する冷媒とを熱交換させる熱交換器であるので、本発明の第１熱交換器に対応する。凝縮器２２は、送風ダクト１６内においてエバポレータ２０よりも空気流れ下流側に形成された温風通路１６４内に、ヒータコア２４と共に配設されている。
【００１８】
ヒータコア２４は、車両のエンジン３８により加熱されたエンジン冷却水と温風通路１６４を流れる送風空気との熱交換によって、その送風空気を加熱する。すなわち、ヒータコア２４は、冷凍サイクル２６とは別個に設けられた外部熱源である。ヒータコア２４は、温風通路１６４内において凝縮器２２よりも送風空気の空気流れ上流側に配置されている。
【００１９】
ヒータコア２４には、エンジン冷却水を導入するための冷却水配管４０が接続されている。ヒータコア２４には、その冷却水配管４０に設けられたウォータポンプ４２によってエンジン冷却水が循環する。そのウォータポンプ４２すなわち冷却水ポンプ４２は、電子制御装置１４からの制御信号によってオンとオフとが切り替えられる電動ポンプである。ウォータポンプ４２はオンにされると、エンジン冷却水をヒータコア２４とエンジン３８との間で循環させ、それによりエンジン３８の廃熱がヒータコア２４へ供給される。逆に、ウォータポンプ４２はオフにされると、そのエンジン冷却水の循環を停止する。
【００２０】
温風通路１６４の空気入口部には、温風通路１６４に流入しヒータコア２４および凝縮器２２を通過する空気量と、温風通路１６４を迂回する空気量とを調節するエアミックスドア１６５が設けられている。このエアミックスドア１６５は、送風ダクト１６に対し回転自在に支持されており、サーボモータ等のアクチュエータにより回動させられる。
【００２１】
第１絞り弁３０は、凝縮器２２の冷媒出口と室外熱交換器３２の冷媒入口とをつなぐ冷媒流路４４に設けられている。第１絞り弁３０は、その絞り開度すなわち弁開度を増減可能な構成になっており、その第１絞り弁３０の弁開度は、電子制御装置１４からの制御信号によって増減される。第１絞り弁３０は、室外熱交換器３２へ流入する冷媒を弁開度に応じて減圧し膨張させる膨張弁である。第１絞り弁３０において、冷媒を減圧する減圧幅は、第１絞り弁３０の弁開度が小さいほど大きくなる。第１絞り弁３０は本発明における絞り部に対応する。第１絞り弁３０は、電子制御装置１４の制御によって弁開度を全開とする全開モードが設定可能となっている。
【００２２】
上記冷媒流路４４において凝縮器２２の冷媒出口と第１絞り弁３０の冷媒入口との間には、冷媒圧力センサ４６が配設されている。冷媒圧力センサ４６は、凝縮器２２内の冷媒圧力ＰＲＥすなわち凝縮器冷媒圧力ＰＲＥを検出し、その検出した圧力情報である検出信号を電子制御装置１４に出力するようになっている。
【００２３】
室外熱交換器３２は、送風ダクト１６の外部、例えば自動車が走行する際に生じる走行風を受け易い場所に設置されている。具体的に例示すれば、エンジンルームの前方部分等に設置されている。そして、空調装置１０は電動式の室外ファン３２１を備えており、室外熱交換器３２は、その内部を流れる冷媒と室外ファン３２１により送風される外気とを熱交換させる。外熱交換器３２は、本発明における第２熱交換器に対応する。
【００２４】
例えば、室外熱交換器３２は、空調装置１０の運転モードが暖房モードであるときには、外気から吸熱する吸熱器として運転される。その一方で、運転モードが冷房モードであるときには、外気へ放熱する放熱器として運転される。
【００２５】
室外ファン３２１は、電子制御装置１４からの制御信号に従って回転速度が調節される送風装置である。すなわち、室外ファン３２１によって室外熱交換器３２に流れる外気の流量はその制御信号に従って増減される。
【００２６】
第２絞り弁３４は、室外熱交換器３２の冷媒出口とエバポレータ２０の冷媒入口とをつなぐ冷媒流路４８に設けられている。第２絞り弁３４は、その絞り開度すなわち弁開度を増減可能な構成になっており、その第２絞り弁３４の弁開度は、電子制御装置１４からの制御信号によって増減される。第２絞り弁３４は、エバポレータ２０へ流入する冷媒を弁開度に応じて減圧し膨張させる膨張弁である。第２絞り弁３４において、冷媒を減圧する減圧幅は、第２絞り弁３４の弁開度が小さいほど大きくなる。第２絞り弁３４は、電子制御装置１４の制御によって弁開度を全閉とする全閉モードが設定可能となっている。
【００２７】
また、冷凍サイクル２６は、室外熱交換器３２から流出する冷媒を第２絞り弁３４およびエバポレータ２０を迂回させてアキュムレータ３６へ送るためのバイパス配管５０を備えている。そのバイパス配管５０の一端は、上記冷媒流路４８における室外熱交換器３２の冷媒出口と第２絞り弁３４の冷媒入口との間に接続され、バイパス配管５０の他端は、アキュムレータ３６の冷媒入口に接続されている。
【００２８】
また、バイパス配管５０には、そのバイパス配管５０を開閉する電磁開閉弁５２が設けられている。その電磁開閉弁５２は、電子制御装置１４からの制御信号に従って開閉作動させられる。例えば、電磁開閉弁５２は、それが有する電磁石に通電されると開弁し、通電が停止されると閉弁する。
【００２９】
エバポレータ２０は、第２絞り弁３４で減圧された冷媒を、遠心式送風機１８によって送風される送風空気との熱交換によって蒸発気化させ、アキュムレータ３６を介してコンプレッサ２８に冷媒ガスを供給する空気−冷媒熱交換器である。要するに、冷媒に吸熱させる吸熱器である。エバポレータ２０には、そのエバポレータ２０の外表面の温度ＴＥすなわちエバポレータ温度ＴＥ（以下、エバ温度ＴＥと略す場合がある）を検出するエバポレータ温度センサ５４（以下、エバ温度センサ５４と略す場合がある）が配設されている。そのエバ温度センサ５４は、詳細には、エバポレータ２０の冷媒管に熱的に接続するアウターフィンに設置されている。エバ温度センサ５４は、検出した温度情報である検出信号を電子制御装置１４に出力するようになっている。
【００３０】
アキュムレータ３６は、エバポレータ２０から流入した冷媒を一時的に貯留するための貯留室を有する気液分離器である。
【００３１】
空調装置１０は、上述した冷媒圧力センサ４６およびエバ温度センサ５４の他に、水温センサ５６と外気温度センサ５８と第１冷媒温度センサ６０と第２冷媒温度センサ６２とを備えている。
【００３２】
水温センサ５６は、冷却水配管４０においてウォータポンプ４２の吐出口とヒータコア２４の冷却水入口との間に配設されており、ヒータコア２４へ流入するエンジン冷却水の温度であるヒータコア入口水温ＴＷ、要するにヒータコア２４の温度ＴＷを検出する。外気温度センサ５８は、車室外空気である外気の温度ＴＡＭすなわち外気温度ＴＡＭを検出する。外気温度センサ５８は、例えば、室外熱交換器３２の近傍に配置され、室外熱交換器３２へ流入する外気の温度ＴＡＭを検出する。第１冷媒温度センサ６０は凝縮器２２の冷媒入口に配設されており、凝縮器２２の冷媒入口における冷媒の温度ＴＤすなわち凝縮器入口冷媒温度ＴＤを検出する。第２冷媒温度センサ６２は、室外熱交換器３２の冷媒出口とエバポレータ２０の冷媒入口とをつなぐ冷媒流路４８においてバイパス配管５０との接続点よりも冷媒流れ上流側に配置されており、室外熱交換器３２の冷媒出口における冷媒の温度Ｔｓすなわち室外器出口冷媒温度Ｔｓを検出する。これらの水温センサ５６、外気温度センサ５８、第１冷媒温度センサ６０、および第２冷媒温度センサ６２はそれぞれ、検出した温度情報である検出信号を電子制御装置１４に出力するようになっている。
【００３３】
電子制御装置１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータとその周辺回路とから構成されており、ＲＯＭ等に予め記憶されたコンピュータプログラムに従って種々の制御処理を実行する。
【００３４】
そして、電子制御装置１４は、車両の走行を可能な状態とするスタートスイッチであるイグニッションスイッチがオンされると、電力が供給される。そして、電力が供給されると、電子制御装置１４は、不図示のエアコン操作パネル等からの操作信号、上述したセンサ４６、５４、５６、５８、６０、６２を含む各種センサからのセンサ信号、およびメモリ内に格納された制御プログラムに基づいて、車室内空調ユニット１２の各アクチュエータ（例えば、各ドア１６３、１６５のサーボモータ、遠心式送風機１８のブロワモータ、各絞り弁３０、３４、電磁開閉弁５２、コンプレッサ２８の駆動モータ２８１等）を電気的に制御する。
【００３５】
次に、本実施形態において電子制御装置１４が実行する制御処理を図２を用いて説明する。図２は電子制御装置１４による基本的な制御処理を示したフローチャートである。スタートスイッチがオンされて電子制御装置１４へ電力が供給されると、電子制御装置１４は、図２のフローチャートに示す制御処理を周期的に繰り返し実行する。図２の各ステップでの処理は、それぞれの機能を実現する手段を構成している。
【００３６】
先ず、図２のステップＳ１１０（以下では、「ステップ」を省略して記載する）において、電子制御装置１４は、上述の各センサからの検出信号と、操作パネルの操作信号とを読み込む。
【００３７】
続くＳ１２０では、Ｓ１１０にて読み込んだ検出信号および操作信号の値に基づいて、車室内へ吹き出す空気の吹出温度ＴＡＶに対する目標値である目標吹出温度ＴＡＯを決定する。例えば、予めＲＯＭに記憶された下記の式（１）に基づいて目標吹出温度ＴＡＯを算出する。
【００３８】
ＴＡＯ＝ＫＳＥＴ×ＴＳＥＴ−ＫＲ×ＴＲ−ＫＡＭ×ＴＡＭ−ＫＳ×ＴＳＨ＋Ｃ
・・・（１）
なお、ＴＳＥＴは温度設定スイッチにて設定した設定温度、ＴＲは内気温センサにて検出した内気温度、ＴＡＭは外気温センサにて検出した外気温度、ＴＳＨは日射センサにて検出した日射量である。また、ＫＳＥＴ、ＫＲ、ＫＡＭおよびＫＳはゲインで、Ｃは補正用の定数である。
【００３９】
また、Ｓ１２０では、コンプレッサ２８を駆動制御するための目標エバポレータ温度（以下、目標エバ温度、目標エバ表面温度と言う場合がある）ＴＥＯを算出する。Ｓ１２０では、予めＲＯＭに記憶された特性図（例えば、マップ）から、車室内の空調を行う際の、温度調節制御、快適湿度制御、防曇制御という各制御を実行する際に必要となるエバポレータ２０の外表面温度ＴＥの目標値である目標エバ温度ＴＥＯを算出する。
【００４０】
続くＳ１３０では、室外熱交換器３２の除霜を行うか否かを決定する。そのために、車両が、空調装置１０の除霜運転をすることが許容される除霜許可状態にあるか否かを判定する。除霜運転中は、冷房運転も暖房運転も行うことができないので、除霜許可状態とは、それらが必要ない車両状態である。従って、例えば、車室内に乗員が居ない状態が検出された場合には、車両が除霜許可状態にあると判定される。具体的に言えば、乗員の着座の有無を検出する着座センサが各座席に設けられており、その着座センサからの検出信号に基づいて乗員が全座席に着座していないと判定されれば、車両が除霜許可状態にあると判定される。
【００４１】
また、Ｓ１３０では、着霜フラグＦＬＧｆが１であるか否かを判定する。着霜フラグＦＬＧｆは、室外熱交換器３２が着霜していると判断されたことを示すフラグであり、着霜していると判断された場合に１に設定される。
【００４２】
Ｓ１３０において、車両が除霜許可状態にあると判定され且つ着霜フラグＦＬＧｆが１であると判定された場合、要するに、室外熱交換器３２の除霜を行うと決定された場合には、Ｓ２２０へ進む。その一方で、車両が除霜許可状態にはないと判定された場合または着霜フラグＦＬＧｆが１ではないと判定された場合、要するに、室外熱交換器３２の除霜を行わないと決定された場合には、Ｓ１４０へ進む。
【００４３】
Ｓ１４０では、操作パネルのエアコンスイッチがオンにされているか否かを判定する。このエアコンスイッチは、乗員がエアコンのオンオフを切り替えるためのスイッチである。Ｓ１４０において、エアコンスイッチがオンであると判定された場合には、Ｓ１５０へ進む。その一方で、エアコンスイッチがオフであると判定された場合には、Ｓ１７０へ進む。
【００４４】
Ｓ１５０では、下記式（２）が成立するか否か、すなわち、目標吹出温度ＴＡＯと外気温度ＴＡＭとの差が予め実験的に設定された冷房判定温度αよりも小さいか否かを判定する。その冷房判定温度αは、例えば零に近い値に設定されている。外気温度ＴＡＭは、Ｓ１１０において外気温度センサ５８からの検出信号により取得される。
【００４５】
ＴＡＯ−ＴＡＭ＜α  ・・・（２）
Ｓ１５０において、上記式（２）が成立する場合には、Ｓ１６０へ進む。その一方で、上記式（２）が成立しない場合には、Ｓ１７０へ進む。
【００４６】
Ｓ１６０では、電子制御装置１４は空調装置１０を冷房運転させる。すなわち、空調装置１０の運転モードを冷房モードにする。例えば、この冷房モードでは、図３に示されたように、電子制御装置１４は、空調装置１０を構成する各機器を制御する。図３は、空調装置１０の各運転モードにおける各機器の制御状態を表した図である。
【００４７】
具体的には、図３に示すように、冷房モードにおいて、エアミックスドア１６５は、ＭＡＸＣＯＯＬ位置からＭＡＸＨＯＴ位置の間で、車室内への吹出温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯになるように制御される。そのエアミックスドア１６５のＭＡＸＣＯＯＬ位置とは、エバポレータ２０からの冷風の全てを温風通路１６４から迂回させる位置であり、温風通路１６４を全閉状態とする位置である。エアミックスドア１６５のＭＡＸＨＯＴ位置とは、エバポレータ２０からの冷風の全てを温風通路１６４へ通す位置であり、温風通路１６４を全開状態とする位置である。
【００４８】
また、室内送風機である遠心式送風機１８はオンとされ、送風空気を送風する。室外送風機である室外ファン３２１もオンとされ、外気を室外熱交換器３２に流す。
【００４９】
また、第１絞り弁３０は全開状態とされる。これにより、第１絞り弁３０では冷媒は減圧されずに或いは殆ど減圧されずに流れることになる。
【００５０】
また、第２絞り弁３４の弁開度が、全閉と全開との間の中間開度に制御される。例えば、第２絞り弁３４の弁開度は、その第２絞り弁３４へ流入する冷媒の過冷却度が、サイクルの成績係数（以下、ＣＯＰという）を最大値に近づけるように予め定められた目標過冷却度に近づくように制御される。その第２絞り弁３４へ流入する冷媒の過冷却度は、第２絞り弁３４の冷媒入口における冷媒温度と冷媒圧力とを検出することで算出される。例えば、その冷媒温度は第２冷媒温度センサ６２により検出され、その冷媒圧力は不図示のセンサにより検出される。
【００５１】
また、電磁開閉弁５２は閉状態とされる。すなわち、バイパス配管５０が電磁開閉弁５２により遮断される。
【００５２】
また、ウォータポンプ４２がオフにされる。すなわち、エンジン冷却水がヒータコア２４へ送られなくなる。
【００５３】
また、冷媒を圧縮する圧縮機であるコンプレッサ２８の回転速度は、エバ温度ＴＥが目標エバ温度ＴＥＯになるように制御される。そのエバ温度ＴＥはエバ温度センサ５４によって検出される。
【００５４】
上述のように冷房モードでは、電子制御装置１４は、電磁開閉弁５２を閉状態とし且つ第２絞り弁３４の弁開度を中間開度に制御するので、図１から判るように、コンプレッサ２８から吐出された冷媒が、凝縮器２２、第１絞り弁３０、室外熱交換器３２、第２絞り弁３４、エバポレータ２０、アキュムレータ３６の順に流れてコンプレッサ２８に戻る冷房循環経路を成立させる。このとき、その冷房循環経路を流れる冷媒は、室外熱交換器３２において凝縮させられ、エバポレータ２０において蒸発させられる。また、エアミックスドア１６５がＭＡＸＣＯＯＬ位置にあれば、冷媒は、凝縮器２２では熱交換されずに凝縮器２２を通過する。
【００５５】
以上のようにして、冷房モードでは、空調装置１０は、エバポレータ２０により冷却された送風空気をエアミックスドア１６５の開度に応じて調温して車室内へ吹き出し、これにより、車室内の冷房を実現することができる。
【００５６】
図２に戻り、Ｓ１７０では、電子制御装置１４は空調装置１０を暖房運転させる。すなわち、空調装置１０の運転モードを暖房モードにする。例えば、この暖房モードでは、図３に示されたように、電子制御装置１４は、空調装置１０を構成する各機器を制御する。
【００５７】
具体的には、図３に示すように、暖房モードにおいて、エアミックスドア１６５は、温風通路１６４を全開状態とするＭＡＸＨＯＴ位置に制御される。また、遠心式送風機１８はオンとされ、送風空気を送風する。室外ファン３２１もオンとされ、外気を室外熱交換器３２に流す。
【００５８】
また、第１絞り弁３０の弁開度は、全閉と全開との間の中間開度に制御される。例えば、第１絞り弁３０の弁開度は、その第１絞り弁３０へ流入する冷媒の過冷却度が、ＣＯＰを最大値に近づけるように予め定められた目標過冷却度に近づくように制御される。その第１絞り弁３０へ流入する冷媒の過冷却度は、第１絞り弁３０の冷媒入口における冷媒温度と冷媒圧力とを検出することで算出される。例えば、その冷媒温度は不図示のセンサにより検出され、その冷媒圧力は冷媒圧力センサ４６により検出される。
【００５９】
また、第２絞り弁３４は全閉状態とされ、電磁開閉弁５２は開状態とされる。これにより、室外熱交換器３２から流出した冷媒は、エバポレータ２０へは流れずにバイパス配管５０へ流れ、バイパス配管５０を介してアキュムレータ３６へ流入する。
【００６０】
また、ウォータポンプ４２は、エンジン冷却水によって得られるエンジン３８の廃熱を暖房用の熱源として利用する場合にはオンにされ、そうしない場合にはオフにされる。
【００６１】
また、コンプレッサ２８の回転速度は、冷媒圧力センサ４６により検出される凝縮器冷媒圧力ＰＲＥに対応した冷媒の飽和温度が目標吹出温度ＴＡＯになるように制御される。
【００６２】
上述のように暖房モードでは、電子制御装置１４は、電磁開閉弁５２を開状態とし且つ第２絞り弁３４を全閉状態にするので、図１から判るように、コンプレッサ２８から吐出された冷媒が、凝縮器２２、第１絞り弁３０、室外熱交換器３２、電磁開閉弁５２、アキュムレータ３６の順に流れてコンプレッサ２８に戻る非冷房循環経路を成立させる。言い換えれば、電子制御装置１４は、そのコンプレッサ２８から吐出された冷媒がエバポレータ２０を通らずにバイパス配管５０を通ってコンプレッサ２８に戻るバイパス循環経路を成立させる。このバイパス循環経路は本発明における冷媒循環経路に対応する。暖房モードにおいてこのバイパス循環経路を流れる冷媒は、凝縮器２２において凝縮させられ、室外熱交換器３２において蒸発させられる。
【００６３】
以上のようにして、暖房モードでは、空調装置１０は、凝縮器２２により又は凝縮器２２とヒータコア２４とにより加熱された送風空気を車室内へ吹き出し、これにより、車室内の暖房を実現することができる。
【００６４】
図２に戻り、Ｓ１８０では、下記式（３）が成立するか否か、すなわち、外気温度ＴＡＭと室外器出口冷媒温度Ｔｓとの差が予め実験的に設定された第１着霜判定値βよりも大きいか否かを判定する。その第１着霜判定値βは、室外熱交換器３２に着霜していることを判定するための第１の閾値であり、例えば正の値に設定されている。また、外気温度ＴＡＭは、Ｓ１１０において外気温度センサ５８からの検出信号により取得され、室外器出口冷媒温度Ｔｓは、第２冷媒温度センサ６２からの検出信号により取得される。
【００６５】
ＴＡＭ−Ｔｓ＞β  ・・・（３）
Ｓ１８０において、上記式（３）が成立する場合にはＳ１９０へ進む。その一方で、上記式（３）が成立しない場合にはＳ２００へ進む。
【００６６】
Ｓ１９０では、室外器出口冷媒温度Ｔｓが予め実験的に設定された第２着霜判定値θよりも高いか否かを判定する。その第２着霜判定値θは、それよりも室外器出口冷媒温度Ｔｓが高温であれば室外熱交換器３２に着霜していないと判断できる温度に設定されており、例えば、０℃程度の温度に設定されている。室外器出口冷媒温度Ｔｓは、Ｓ１１０において第２冷媒温度センサ６２からの検出信号により取得される。
【００６７】
Ｓ１９０において、室外器出口冷媒温度Ｔｓが第２着霜判定値θよりも高い場合にはＳ２００へ進む。その一方で、室外器出口冷媒温度Ｔｓが第２着霜判定値θ以下である場合にはＳ２１０へ進む。
【００６８】
Ｓ２００では、着霜フラグＦＬＧｆを零に設定する。すなわち、室外熱交換器３２は着霜していないと判断される。その一方で、Ｓ２１０では、着霜フラグＦＬＧｆを１に設定する。すなわち、室外熱交換器３２は着霜していると判断される。Ｓ２００またはＳ２１０の実行後には、本フローチャートは終了し再び最初のステップから開始される。
【００６９】
Ｓ２２０では、ヒータコア入口水温ＴＷが予め実験的に設定された外部熱源温度判定値γよりも高いか否かを判定する。ヒータコア入口水温ＴＷは、Ｓ１１０において水温センサ５６からの検出信号により取得される。このヒータコア入口水温ＴＷは、送風空気を加熱するときのヒータコア２４の温度と解することができる。
【００７０】
また、外部熱源温度判定値γは、ヒータコア２４が室外熱交換器３２の除霜を行うための外部熱源として利用できる程度に発熱可能か否かを判定するための判定値である。詳細に言えば、外部熱源温度判定値γは、後述のＳ２４０で実行される第２除霜運転において「ＴＷ＞ＴＤ」という関係を成立させることが可能な範囲内で出来るだけ低いヒータコア入口水温ＴＷに設定されている。そのＴＤは、第１冷媒温度センサ６０により検出される凝縮器入口冷媒温度である。なお、外部熱源温度判定値γは本発明の外部熱源の温度に対する温度閾値に対応する。
【００７１】
Ｓ２２０において、ヒータコア入口水温ＴＷが外部熱源温度判定値γよりも高い場合にはＳ２４０へ進む。その一方で、ヒータコア入口水温ＴＷが外部熱源温度判定値γ以下である場合にはＳ２３０へ進む。
【００７２】
Ｓ２３０では、電子制御装置１４は、室外熱交換器３２の除霜を行う２種類の除霜運転のうちの第１除霜運転を空調装置１０に行わせる。すなわち、空調装置１０の運転モードを第１除霜モードにする。例えば、この第１除霜モードでは、図３に示されたように、電子制御装置１４は、空調装置１０を構成する各機器を制御する。
【００７３】
具体的には、図３に示すように、第１除霜モードにおいて、エアミックスドア１６５は、温風通路１６４を全閉状態とするＭＡＸＣＯＯＬ位置に制御される。また、遠心式送風機１８および室外ファン３２１は何れもオフにされる。
【００７４】
また、第１絞り弁３０の弁開度は、全閉と全開との間の中間開度に制御される。この第１除霜モードの中間開度は暖房モード時のものとは異なり、予め実験的に定められた一定の開度である。
【００７５】
また、第２絞り弁３４は全閉状態とされ、電磁開閉弁５２は開状態とされる。すなわち、第２絞り弁３４および電磁開閉弁５２はそれぞれ、暖房モード時と同じ状態にされる。また、ウォータポンプ４２はオフにされる。
【００７６】
また、コンプレッサ２８は、コンプレッサ２８の制御可能な回転速度範囲内において最高の回転速度で駆動される。できるだけ早く除霜を完了するためである。
【００７７】
上述のように第１除霜モードでは、電子制御装置１４は、電磁開閉弁５２を開状態とし且つ第２絞り弁３４を全閉状態にするので、暖房モードと同様にバイパス循環経路を成立させる。この第１除霜モードでは、遠心式送風機１８がオフにされ温風通路１６４が全閉状態にされているので、凝縮器２２で冷媒の熱交換は為されない。そのため、第１除霜モードにおいて冷凍サイクル２６を循環する冷媒状態をモリエル線図に表せば、図４のようになる。この図４に示すように、第１除霜モードでは、冷媒は過熱状態で循環し、コンプレッサ２８の圧縮動力が室外熱交換器３２の除霜のための除霜熱源となっている。
【００７８】
図２に戻り、Ｓ２４０では、電子制御装置１４は、上記の第１除霜運転とは別の第２除霜運転を空調装置１０に行わせる。すなわち、空調装置１０の運転モードを第２除霜モードにする。例えば、この第２除霜モードでは、図３に示されたように、電子制御装置１４は、空調装置１０を構成する各機器を制御する。
【００７９】
具体的には、図３に示すように、第２除霜モードにおいて、エアミックスドア１６５は、温風通路１６４を全開状態とするＭＡＸＨＯＴ位置に制御される。また、遠心式送風機１８はオンにされるが、室外ファン３２１はオフにされる。
【００８０】
また、第１絞り弁３０は全開状態とされる。すなわち、室外熱交換器３２の除霜が行われる場合において、ヒータコア入口水温ＴＷが外部熱源温度判定値γ以下である場合である第１除霜運転が行われる場合と、ヒータコア入口水温ＴＷが外部熱源温度判定値γよりも高い場合である第２除霜運転が行われる場合との間で第１絞り弁３０の弁開度を比較すると、第２除霜運転での弁開度の方が第１除霜運転での弁開度よりも大きくされる。
【００８１】
また、第２絞り弁３４は全閉状態とされ、電磁開閉弁５２は開状態とされる。すなわち、第２絞り弁３４および電磁開閉弁５２はそれぞれ、暖房モード時と同じ状態にされる。
【００８２】
また、ウォータポンプ４２はオンにされる。これにより、ヒータコア２４を通る送風空気を、エンジン冷却水によって得られるエンジン３８の廃熱で加熱することができる。
【００８３】
また、コンプレッサ２８は、第１除霜モード時と同様に、最高の回転速度で駆動される。
【００８４】
上述のように第２除霜モードでは、電子制御装置１４は、電磁開閉弁５２を開状態とし且つ第２絞り弁３４を全閉状態にするので、暖房モードおよび第１除霜モードと同様にバイパス循環経路を成立させる。空調装置１０では、第２絞り弁３４と電磁開閉弁５２との弁の開閉に応じて、冷媒が流れる経路が冷房循環経路またはバイパス循環経路に切り替わるので、その第２絞り弁３４および電磁開閉弁５２は、冷媒が流れる経路を切り替える経路切替装置として機能する。
【００８５】
この第２除霜モードでは、遠心式送風機１８がオンにされ温風通路１６４が全開状態にされ且つエンジン冷却水がヒータコア２４に循環するので、凝縮器２２でその凝縮器２２内を流れる冷媒とヒータコア２４で加熱された送風空気とが熱交換をする。そのため、第２除霜モードにおいて冷凍サイクル２６を循環する冷媒状態をモリエル線図に表せば、図５のようになる。
【００８６】
この図５に示すように、第２除霜モードでは、第１除霜モードと同様に冷媒は過熱状態で循環するが、凝縮器２２におけるヒータコア２４からの吸熱量が、コンプレッサ２８の圧縮動力に加えて、室外熱交換器３２の除霜のための除霜熱源となっている。なお、図５において第１絞り弁３０は冷媒を減圧しているように表示されているが、第１絞り弁３０は全開状態であるので、その減圧幅は零に近く非常に小さい。
【００８７】
ここで、第２除霜モードにおいて、第１絞り弁３０が全開状態とされる理由について、図６を用いて説明する。図６は、第２除霜モードで空調装置１０を運転した実験の実験結果において、凝縮器２２が吸熱する凝縮器吸熱量とコンプレッサ２８の圧縮動力と室外熱交換器３２で放熱される除霜熱量と第１絞り弁３０の絞り開度すなわち弁開度との関係を示した図である。
【００８８】
この実験は、室外熱交換器３２周りの温度が−１０℃であり、凝縮器２２を通過する送風空気の温度が４０℃であり、遠心式送風機１８およびコンプレッサ２８の回転速度を一定とする条件の下で行われた。図６において、曲線Ｌ０１は第１絞り弁３０の絞り開度と凝縮器吸熱量との関係を示し、曲線Ｌ０２はその絞り開度とコンプレッサ２８の圧縮動力との関係を示し、曲線Ｌ０３はその絞り開度と除霜熱量との関係を示している。なお、除霜熱量は、図５のモリエル線図から判るように、コンプレッサ２８の圧縮動力と凝縮器吸熱量とを合計した合計熱量になる。
【００８９】
図６に示すように、第１絞り弁３０の絞り開度が大きくされるほど、コンプレッサ２８の圧縮動力は減少し且つ凝縮器吸熱量は増大する。すなわち、絞り開度が大きくされるほど、除霜に要するコンプレッサ２８の電力消費量を低減できる。従って、第２除霜モードでは、除霜に要するコンプレッサ２８の電力消費量をできるだけ低減するために、第１絞り弁３０の絞り開度は最大開度にされる。要するに、第１絞り弁３０は全開状態とされる。
【００９０】
図２に戻り、Ｓ２３０またはＳ２４０の次はＳ２５０に進む。Ｓ２５０では、前述のＳ１９０と同様に、室外器出口冷媒温度Ｔｓが第２着霜判定値θよりも高いか否かを判定する。Ｓ２５０において、室外器出口冷媒温度Ｔｓが第２着霜判定値θよりも高い場合にはＳ２６０へ進む。その一方で、室外器出口冷媒温度Ｔｓが第２着霜判定値θ以下である場合には、本フローチャートは終了し再び最初のステップから開始される。
【００９１】
Ｓ２６０では、前述のＳ２００と同様に、着霜フラグＦＬＧｆを零に設定する。Ｓ２６０の実行後には、本フローチャートは終了し再び最初のステップから開始される。
【００９２】
以上のような制御処理を電子制御装置１４は実行するが、空調装置１０の第２除霜運転と第１除霜運転とが順次行われるときの各機器の状態を図７のタイムチャートを用いて説明する。図７は、外部熱源温度判定値γよりも高いヒータコア入口水温ＴＷが徐々に低下していく場合を例として、空調装置１０の除霜運転を説明するためのタイムチャートである。
【００９３】
図７において、ｔ１時点では、図２のＳ１３０で車両が除霜許可状態にあると判定され且つ着霜フラグＦＬＧｆが１であると判定され、更にＳ２２０でヒータコア入口水温ＴＷが外部熱源温度判定値γよりも高いと判定されている。そのため、第２除霜運転がｔ１時点から開始されている。すなわち、ｔ１時点から、遠心式送風機１８はオンにされ、室外ファン３２１はオフにされ、第１絞り弁３０は全開状態とされ、コンプレッサ２８は最高回転速度で駆動され、ウォータポンプ４２はオンにされている。ｔ１時点から、この第２除霜運転が開始されたことにより、室外器出口冷媒温度Ｔｓの上昇が開始している。なお、ｔ１時点では、室外器出口冷媒温度Ｔｓは第２着霜判定値θよりも低い温度になっている。
【００９４】
次に、図７のｔ２時点では、図２のＳ２２０でヒータコア入口水温ＴＷが外部熱源温度判定値γ以下であると判定されている。そのため、第２除霜運転が終了させられ、それに替えて、第１除霜運転が開始されている。すなわち、ｔ２時点で、遠心式送風機１８はオンからオフに切り替えられ、室外ファン３２１はオフのままにされ、第１絞り弁３０は中間開度に制御され、コンプレッサ２８は最高回転速度のまま駆動され、ウォータポンプ４２はオンからオフに切り替えられている。ｔ２時点からは第１除霜運転が開始されているので、室外器出口冷媒温度Ｔｓの上昇はｔ２時点以降も継続している。
【００９５】
次に、図７のｔ３時点では、室外器出口冷媒温度Ｔｓが第２着霜判定値θを超えるまで上昇したので、図２のＳ２６０で着霜フラグＦＬＧｆが１から零に設定変更され、Ｓ１３０で着霜フラグＦＬＧｆが１ではないと判定されている。そのため、第１除霜運転が終了させられている。要するに、空調装置１０での除霜運転が停止している。すなわち、ｔ３時点で、遠心式送風機１８および室外ファン３２１はオフのままにされ、第１絞り弁３０は中間開度のまま保持され、コンプレッサ２８は停止され、ウォータポンプ４２はオフのままとされている。ｔ３時点からは除霜運転が為されていないので、室外器出口冷媒温度Ｔｓはｔ３時点から上昇しなくなっている。
【００９６】
上述したように、本実施形態によれば、電子制御装置１４は、図２のＳ１３０にて車両が除霜許可状態にあると判定し且つ着霜フラグＦＬＧｆが１であると判定した場合には、室外熱交換器３２の除霜を行うと決定する。そして、その室外熱交換器３２の除霜を行う場合において、ヒータコア入口水温ＴＷが外部熱源温度判定値γよりも高い場合、要するに第２除霜運転を行う場合には、遠心式送風機１８に送風させ、上記のバイパス循環経路を成立させるように第２絞り弁３４と電磁開閉弁５２とを作動させ、且つ、凝縮器入口冷媒温度ＴＤがヒータコア入口水温ＴＷよりも低くなるように第１絞り弁３０の絞り開度を設定する。従って、ヒータコア２４の熱を室外熱交換器３２の除霜に利用できる場合には、凝縮器２２に流入する冷媒がヒータコア２４によって送風空気を介して加熱され、その加熱された冷媒が室外熱交換器３２に流入する。そのため、図５のモリエル線図に示すように、ヒータコア２４の熱が室外熱交換器３２の除霜に利用され、その分、コンプレッサ２８の負荷を低減することができる。
【００９７】
また、本実施形態によれば、電子制御装置１４は、室外熱交換器３２の除霜を行う場合において、ヒータコア入口水温ＴＷが外部熱源温度判定値γ以下である場合、要するに第１除霜運転を行う場合には、上記のバイパス循環経路を成立させるように第２絞り弁３４と電磁開閉弁５２とを作動させるが、遠心式送風機１８を停止させる。従って、ヒータコア２４の熱を室外熱交換器３２の除霜に利用できる程度にヒータコア２４が高温でなくても、第１除霜運転により、室外熱交換器３２の除霜を行うことが可能である。
【００９８】
また、本実施形態によれば、電子制御装置１４は、室外熱交換器３２の除霜を行う場合において、遠心式送風機１８に送風させる場合、要するに第２除霜運転を行う場合には、ウォータポンプ４２をオンにし、ウォータポンプ４２によりエンジン冷却水をヒータコア２４へ循環させる。従って、第２除霜運転においてヒータコア２４に発熱させ、それにより加熱された送風空気を凝縮器２２へ送ることができる。
【００９９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明し、第１実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。後述の第３実施形態でも同様である。
【０１００】
図８は、第２実施形態の空調装置１０の概略構成を示す模式図である。図８に示すように、本実施形態の空調装置１０は、前述の第１実施形態の第１絞り弁３０に替えて第１固定絞り７２と電磁開閉弁７４とを備えており、第１実施形態の第２絞り弁３４と電磁開閉弁５２とに替えて第２固定絞り７６と三方電磁弁７８とを備えている。
【０１０１】
第１固定絞り７２は、第１実施形態の第１絞り弁３０と同様に、室外熱交換器３２へ流入する冷媒を減圧し膨張させる減圧装置であるが、その第１絞り弁３０とは異なり、第１固定絞り７２の絞り開度は固定されている。例えば、第１固定絞り７２の絞り開度は、暖房モードにおいて適切に冷媒が減圧されるように予め実験的に設定されている。
【０１０２】
電磁開閉弁７４は、冷凍サイクル２６の冷媒流れにおいて第１固定絞り７２に対し並列に設けられた電磁式の開閉弁である。電磁開閉弁７４は、電子制御装置１４からの制御信号に従って開閉作動させられる。例えば、電磁開閉弁７４は開状態になると、凝縮器２２から流出した冷媒は減圧されずに或いは殆ど減圧されずに室外熱交換器３２へ流入する。要するに、電磁開閉弁７４の開状態での冷媒流れは、第１実施形態における第１絞り弁３０の全開状態と同等になる。この電磁開閉弁７４および第１固定絞り７２は第１絞り部を構成し、本発明における絞り部に対応する。そして、電磁開閉弁７４と第１固定絞り７２とから成る第１絞り部における絞り開度は、電磁開閉弁７４が閉状態である場合には、第１固定絞り７２の絞り開度になるので、電磁開閉弁７４が開状態である場合と比較して小さくなる。
【０１０３】
また、電磁開閉弁７４は、図９に示すように、冷房モードおよび第２除霜モードでは開状態とされ、暖房モードおよび第１除霜モードでは閉状態とされる。すなわち、第２除霜モードにおいて電磁開閉弁７４が開状態とされることで、電磁開閉弁７４と第１固定絞り７２とから成る第１絞り部の絞り開度は、第１実施形態における第１絞り弁３０の全開状態と同等になる。従って、本実施形態の第２除霜モードでは、第１実施形態と同様に、第１絞り部の絞り開度は、凝縮器入口冷媒温度ＴＤがヒータコア入口水温ＴＷよりも低くなるように設定されることになる。図９は、前述の第１実施形態の図３に相当する図であって、本実施形態の空調装置１０の各運転モードにおける各機器の制御状態を表した図である。
【０１０４】
図８に示す第２固定絞り７６は、第１実施形態の第２絞り弁３４と同様に第２絞り部を構成し、エバポレータ２０へ流入する冷媒を減圧し膨張させる減圧装置であるが、その第２絞り弁３４とは異なり、第２固定絞り７６の絞り開度は固定されている。例えば、第２固定絞り７６の絞り開度は、冷房モードにおいて適切に冷媒が減圧されるように予め実験的に設定されている。
【０１０５】
三方電磁弁７８は、冷凍サイクル２６で冷媒が流れる経路を電子制御装置１４からの制御信号に従って切り替える経路切替装置である。具体的に、三方電磁弁７８は、図８の冷媒流路４８における室外熱交換器３２の冷媒出口と第２固定絞り７６の冷媒入口との間の流路とバイパス配管５０の上流側の一端との接続部分に配設されている。
【０１０６】
三方電磁弁７８は、２つの切替状態の何れかに択一的に切り替えられるものであり、その２つの切替状態のうちの第１の切替状態では、室外熱交換器３２の冷媒出口を第２固定絞り７６の冷媒入口に接続する一方で、バイパス配管５０を閉塞する。要するに、第１の切替状態の三方電磁弁７８は、室外熱交換器３２からの冷媒を、矢印ＦＬｂ方向へは流さずに矢印ＦＬａ方向へ流す。これに対し、２つの切替状態のうちの第２の切替状態では、室外熱交換器３２の冷媒出口をバイパス配管５０に接続する一方で、第２固定絞り７６の冷媒入口を閉塞する。要するに、第２の切替状態の三方電磁弁７８は、室外熱交換器３２からの冷媒を、矢印ＦＬａ方向へは流さずに矢印ＦＬｂ方向へ流す。
【０１０７】
また、三方電磁弁７８は、図９に示すように、冷房モードでは第１の切替状態に切り替えられ、冷媒を矢印ＦＬａ方向（図８参照）へ流す。それ以外の運転モード、すなわち暖房モード、第１除霜モード、および第２除霜モードでは、第２の切替状態に切り替えられ、冷媒を矢印ＦＬｂ方向（図８参照）へ流す。
【０１０８】
図１０は、本実施形態の空調装置１０の除霜運転を説明するためのタイムチャートであって、第１実施形態の図７に相当するタイムチャートである。図１０では、図７における第１絞り弁３０の絞り開度を表すタイムチャートが、電磁開閉弁７４の開閉を表すタイムチャートに置き換わっているだけであるので、この図７に対する相違点について説明する。
【０１０９】
図１０のｔ１時点から第２除霜運転が開始されているので、ｔ１時点では、電磁開閉弁７４は開状態とされている。次に、ｔ２時点では、第２除霜運転から第１除霜運転へ切り替えられている。従って、電磁開閉弁７４は、ｔ２時点で開状態から閉状態へと切り替えられている。
【０１１０】
本実施形態によれば、室外熱交換器３２の除霜を行う際には、前述の第１実施形態と同様に第１除霜運転または第２除霜運転が実行されるので、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。
【０１１２】
図１１は、第３実施形態の空調装置１０の概略構成を示す模式図である。図１１に示すように、本実施形態の空調装置１０は、前述の第１実施形態のヒータコア２４に替えて電気ヒータ８２を備えている。従って、図１１の空調装置１０が搭載される車両には、エンジン３８、冷却水配管４０、およびウォータポンプ４２が設けられている必要がない。また、本実施形態の空調装置１０は、第１実施形態の水温センサ５６に替えてヒータ温度センサ８４を備えている。
【０１１３】
電気ヒータ８２は、例えばＰＴＣヒータのような通電されることにより発熱する発熱装置であり、凝縮器２２に対する空気流れ上流側でその凝縮器２２へ流入する送風空気を加熱する。すなわち、電気ヒータ８２は、ヒータコア２４に相当する外部熱源である。電気ヒータ８２は、電子制御装置１４によってオンオフされる。具体的に、第１実施形態においてウォータポンプ４２がオンにされる場合に、本実施形態の電気ヒータ８２はオンにされる。すなわち、電気ヒータ８２は、冷房モードではオフにされ、暖房モードではオンにされることもあればオフにされることもあり、第１除霜モードではオフにされ、第２除霜モードではオンにされる。
【０１１４】
ヒータ温度センサ８４は、電気ヒータ８２の表面に設置されており、その電気ヒータ８２の表面温度ＴＷ、要するに電気ヒータ８２の温度ＴＷを検出する。そして、ヒータ温度センサ８４は、検出した温度情報である検出信号を電子制御装置１４に出力するようになっている。すなわち、ヒータ温度センサ８４は、水温センサ５６（図１参照）が検出するヒータコア入口水温ＴＷに代わる電気ヒータ８２の温度ＴＷを検出する。
【０１１５】
また、図２のフローチャートのＳ１１０において、電子制御装置１４は、第１実施形態では水温センサ５６からヒータコア入口水温ＴＷを取得するが、それに替えて、本実施形態ではヒータ温度センサ８４から電気ヒータ８２の温度ＴＷを取得する。そして、図２のＳ２２０において、その電気ヒータ８２の温度ＴＷと外部熱源温度判定値γとを比較し、電気ヒータ８２の温度ＴＷが外部熱源温度判定値γよりも高いか否かを判定する。
【０１１６】
本実施形態によれば、室外熱交換器３２の除霜を行う際には、前述の第１実施形態と同様に第１除霜運転または第２除霜運転が実行されるので、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１７】
なお、本実施形態は、前述の第１実施形態においてヒータコア２４を電気ヒータ８２に置き換えた実施形態であるが、前述の第２実施形態においてヒータコア２４を電気ヒータ８２に置き換えることも可能である。
【０１１８】
（他の実施形態）
（１）上述の第１実施形態では、第２除霜モードにおいて、第１絞り弁３０は全開状態とされるが、それに限らず、例えば、第１絞り弁３０の弁開度は、ヒータコア入口水温ＴＷが外部熱源温度判定値γよりも高い温度条件下において凝縮器入口冷媒温度ＴＤがヒータコア入口水温ＴＷよりも低くなるように予め実験的に設定された一定の開度とされても差し支えない。
【０１１９】
（２）上述の第１実施形態において、第１除霜モードでの第１絞り弁３０の弁開度は、予め実験的に定められた一定の中間開度であるが、冷媒を減圧できればその弁開度は特に限定されるものではない。
【０１２０】
（３）上述の各実施形態において、図２のフローチャートに示す各ステップの処理はコンピュータプログラムによって実現されるものであるが、ハードロジックで構成されるものであっても差し支えない。
【０１２１】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１２２】
１０        空調装置
１４        電子制御装置（制御部）
１８        遠心式送風機（送風機）
２２        凝縮器（第１熱交換器）
２４        ヒータコア（外部熱源）
２８        コンプレッサ（圧縮機）
３０        第１絞り弁（絞り部）
３２        室外熱交換器（第２熱交換器）
３４        第２絞り弁（経路切替装置）
５２        電磁開閉弁（経路切替装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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