(57)【要約】【課題】除湿暖房モードにおいて、吸熱器への着霜を回避しながら、放熱器による暖房能力を確保することができる車両用空気調和装置を提供する。【解決手段】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、吸熱器９と室外熱交換器７、又は、吸熱器９のみにて吸熱させることで車室内を除湿しながら暖房する除湿暖房モードを実行する。放熱器４を出た冷媒の一部を分流して圧縮機２に戻すインジェクション回路４０を備える。コントローラ３２は、除湿暖房モードにおいて、暖房能力が不足する所定の暖房能力不足条件、又は、除湿能力が過剰となる所定の除湿能力過剰条件、又は、低外気温度下での起動となる所定の低外気温起動条件が成立する場合、インジェクション回路４０を動作させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
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と、
冷媒を吸熱させて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吸熱させるための室外熱交換器と、
制御手段とを備え、
該制御手段により、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、前記吸熱器と前記室外熱交換器、又は、前記吸熱器のみにて吸熱させることで前記車室内を除湿しながら暖房す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、
前記放熱器を出た冷媒の一部を分流して前記圧縮機に戻すインジェクション回路を備え、
前記制御手段は、前記除湿暖房モードにおいて、暖房能力が不足する所定の暖房能力不足条件、又は、除湿能力が過剰となる所定の除湿能力過剰条件、又は、低外気温度下での起動となる所定の低外気温起動条件、のうちの何れか若しくはそれらの組み合わせが成立する場合、前記インジェクション回路を動作させ、前記圧縮機に冷媒を戻すことを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項２】
前記制御手段は、起動から所定時間経過後、目標放熱器温度と前記放熱器の温度との差が大きくなり、且つ、目標放熱器圧力と前記放熱器の圧力との差が大きくなった場合、前記暖房能力不足条件が成立と判定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】
前記制御手段は、目標放熱器温度と前記放熱器の温度との差が小さくなり、且つ、目標放熱器圧力と前記放熱器の圧力との差が小さくなり、且つ、前記吸熱器の温度が低下した場合、前記除湿能力過剰条件が成立と判定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４】
前記制御手段は、前記目標放熱器温度と前記放熱器の温度との差が小さくなり、且つ、前記目標放熱器圧力と前記放熱器の圧力との差が小さくなり、且つ、目標吸熱器温度と前記吸熱器の温度との差が小さくなった場合、前記インジェクション回路の動作を停止することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の車両用空気調和装置。
【請求項５】
前記制御手段は、起動から所定時間以内に、外気温度が低く、且つ、前記車室内への目標吹出温度が高い場合、前記低外気温起動条件が成立と判定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６】
前記制御手段は、外気温度が上昇し、且つ、前記目標吹出温度が低下した場合、前記インジェクション回路の動作を停止することを特徴とする請求項５に記載の車両用空気調和装置。
【請求項７】
前記室外熱交換器に流入する冷媒を減圧する室外膨張弁を備え、
該室外膨張弁の手前で冷媒を分流し、減圧した後、前記吸熱器に流すと共に、
前記制御手段は、前記放熱器の目標放熱器圧力に基づいて前記圧縮機の回転数を制御し、前記吸熱器の目標吸熱器温度に基づいて前記室外膨張弁の弁開度を制御することを特徴とする請求項１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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の車室内を空調するヒートポンプ方式の車両用空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境問題の顕在化から、ハイブリッド自動車や電気自動車が普及するに至っている。そして、このような車両に適用することができる空気調和装置として、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、車室内側に設けられて冷媒を放熱させる放熱器（凝縮器）と、車室内側に設けられて冷媒を吸熱させる吸熱器（蒸発器）と、車室外側に設けられて冷媒を放熱又は吸熱させる室外熱交換器等から構成される冷媒回路を備え、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、この放熱器において放熱した冷媒を吸熱器と室外熱交換器、又は、吸熱器のみ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と、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器及び室外熱交換器において放熱させ、吸熱器において吸熱させる除湿冷房モードの各モードを実行するものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、暖房モードにおいて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る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２０１２−１７６６６０号公報
【特許文献２】特許第３９８５３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、室外熱交換器に流入する冷媒を室外膨張弁で減圧し、この室外膨張弁の手前で冷媒を分流し、減圧して吸熱器に流すと共に、目標放熱器圧力に基づいて圧縮機の回転数を制御し、目標吸熱器温度に基づいて室外膨張弁の弁回路を制御することで除湿暖房モードを実行する場合、室外膨張弁の弁開度が大きければ室外熱交換器への冷媒流量が増加し、小さければ吸熱器への冷媒流量が増加することになる。
【０００６】
このような除湿暖房モードが外気温度が低い条件下で実行される場合、要求される暖房能力が大きくなるため、放熱器の温度及び圧力を高くしなければならないが、低外気下では吸熱器の温度も下がり易くなるため、暖房能力を上げるために圧縮機の回転数を高くすると、室外膨張弁の弁開度を大きくしても、吸熱器への冷媒量が過多となり、除湿能力が過剰となると共に、吸熱器には霜が発生してしまう。
【０００７】
そのため、吸熱器への着霜を回避する理由から圧縮機の回転数を高くすることができなくなり、車室内の暖房能力が不足してしまうという問題があった。この問題は除湿暖房時に吸熱器のみで冷媒を吸熱させる場合も同様である。
【０００８】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、除湿暖房モードにおいて、吸熱器への着霜を回避しながら、放熱器による暖房能力を確保する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】
【０００９】
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、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と、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と、車室外に設けられて冷媒を吸熱させるための室外熱交換器と、制御手段とを備え、この制御手段により、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器と室外熱交換器、又は、吸熱器のみにて吸熱させることで車室内を除湿しながら暖房する除湿暖房モードを実行するものであって、放熱器を出た冷媒の一部を分流して圧縮機に戻すインジェクション回路を備え、制御手段は、除湿暖房モードにおいて、暖房能力が不足する所定の暖房能力不足条件、又は、除湿能力が過剰となる所定の除湿能力過剰条件、又は、低外気温度下での起動となる所定の低外気温起動条件、のうちの何れか若しくはそれらの組み合わせが成立する場合、インジェクション回路を動作させ、圧縮機に冷媒を戻すことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御手段は、起動から所定時間経過後、目標放熱器温度と放熱器の温度との差が大きくなり、且つ、目標放熱器圧力と放熱器の圧力との差が大きくなった場合、暖房能力不足条件が成立と判定することを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明の車両用空気調和装置は、請求項１の発明において制御手段は、目標放熱器温度と放熱器の温度との差が小さくなり、且つ、目標放熱器圧力と放熱器の圧力との差が小さくなり、且つ、吸熱器の温度が低下した場合、除湿能力過剰条件が成立と判定することを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明の車両用空気調和装置は、請求項２又は請求項３の発明において制御手段は、目標放熱器温度と放熱器の温度との差が小さくなり、且つ、目標放熱器圧力と放熱器の圧力との差が小さくなり、且つ、目標吸熱器温度と吸熱器の温度との差が小さくなった場合、インジェクション回路の動作を停止することを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明の車両用空気調和装置は、請求項１の発明において制御手段は、起動から所定時間以内に、外気温度が低く、且つ、車室内への目標吹出温度が高い場合、低外気温起動条件が成立と判定することを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御手段は、外気温度が上昇し、且つ、目標吹出温度が低下した場合、インジェクション回路の動作を停止することを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において室外熱交換器に流入する冷媒を減圧する室外膨張弁を備え、この室外膨張弁の手前で冷媒を分流し、減圧した後、吸熱器に流すと共に、制御手段は、放熱器の目標放熱器圧力に基づいて圧縮機の回転数を制御し、吸熱器の目標吸熱器温度に基づいて室外膨張弁の弁開度を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、冷媒を圧縮する圧縮機と、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と、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と、車室外に設けられて冷媒を吸熱させるための室外熱交換器と、制御手段とを備え、この制御手段により、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器と室外熱交換器、又は、吸熱器のみにて吸熱させることで車室内を除湿しながら暖房す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、放熱器を出た冷媒の一部を分流して圧縮機に戻すインジェクション回路を備え、制御手段は、除湿暖房モードにおいて、暖房能力が不足する所定の暖房能力不足条件、又は、除湿能力が過剰となる所定の除湿能力過剰条件、又は、低外気温度下での起動となる所定の低外気温起動条件、のうちの何れか若しくはそれらの組み合わせが成立する場合、インジェクション回路を動作させ、圧縮機に冷媒を戻すので、放熱器の暖房能力が不足する場合、インジェクション回路により放熱器を出た冷媒の一部を圧縮機に戻し、放熱器による暖房能力を向上させることができるようになる。一方、インジェクション回路への分流により、吸熱器への冷媒流量は減少するので、吸熱器の着霜も防止、若しくは、抑制される。
【００１７】
また、吸熱器による除湿能力が過剰となる場合、インジェクション回路を動作させることで、放熱器の暖房能力が向上するので、それにより圧縮機の回転数も低下する。これにより、吸熱器への冷媒流量も減少するので、除湿能力を抑制することができるようになると共に、着霜も防止、若しくは、抑制されるようになる。
【００１８】
また、外気温度が低い状況下で除湿暖房モードが行われる場合、暖房能力を上げるために圧縮機の回転数も高くなるが、インジェクション回路を動作させることにより、更に放熱器による暖房能力の向上が図られると共に、同様に吸熱器への冷媒流量も減少することになるので、吸熱器の着霜も防止、若しくは、抑制することができるようになる。
【００１９】
これらにより、本発明によれば除湿暖房モードにおいて、放熱器と吸熱器の温度を適切に制御し、吸熱器への着霜を回避しながら、放熱器による暖房能力を確保することができるようになる。また、吸熱器への冷媒流量過多を回避することができるので、吸熱器の出口に設けられる蒸発能力制御弁を廃止することも可能となるものである。
【００２０】
この場合、請求項２の発明の如く制御手段が、起動から所定時間経過後、目標放熱器温度と放熱器の温度との差が大きくなり、且つ、目標放熱器圧力と放熱器の圧力との差が大きくなった場合、暖房能力不足条件が成立と判定することにより、的確に放熱器の暖房能力が不足していることを判定することができるようになる。
【００２１】
また、請求項３の発明の如く制御手段が、目標放熱器温度と放熱器の温度との差が小さくなり、且つ、目標放熱器圧力と放熱器の圧力との差が小さくなり、且つ、吸熱器の温度が低下した場合、除湿能力過剰条件が成立と判定することにより、的確に吸熱器の除湿能力が過剰となっていることを判定することができるようになる。
【００２２】
これらにおいて、請求項４の発明の如く制御手段が、目標放熱器温度と放熱器の温度との差が小さくなり、且つ、目標放熱器圧力と放熱器の圧力との差が小さくなり、且つ、目標吸熱器温度と吸熱器の温度との差が小さくなった場合、インジェクション回路の動作を停止することにより、放熱器の暖房能力の不足状態、及び、吸熱器の除湿能力の過剰状態が解消され、吸熱器の除湿能力が不足していることを判定してインジェクション回路の動作を停止させることができるようになる。
【００２３】
また、請求項５の発明の如く制御手段が、起動から所定時間以内に、外気温度が低く、且つ、車室内への目標吹出温度が高い場合、低外気温起動条件が成立と判定することにより、低外気温度下での起動であることを的確に判定することができるようになる。
【００２４】
そして、請求項６の発明の如く制御手段が、外気温度が上昇し、且つ、目標吹出温度が低下した場合、インジェクション回路の動作を停止することにより、低外気温度環境の解消を的確に判定してインジェクション回路の動作を停止させることができるようになる。
【００２５】
特に、請求項７の発明の如く室外熱交換器に流入する冷媒を減圧する室外膨張弁を備え、この室外膨張弁の手前で冷媒を分流し、減圧した後、吸熱器に流すと共に、制御手段が、放熱器の目標放熱器圧力に基づいて圧縮機の回転数を制御し、吸熱器の目標吸熱器温度に基づいて室外膨張弁の弁開度を制御する場合に、以上の発明は極めて有効となる。
【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コントローラの電気回路のブロック図である。
【図３】図１の車両用空気調和装置のインジェクション時のＰ−ｈ線図である。
【図４】図２のコントローラによる除湿暖房モードでの圧縮機制御に関する制御ブロック図である。
【図５】図２のコントローラによる目標吹出温度の決定を説明する図である。
【図６】図２のコントローラによる除湿暖房モードでの室外膨張弁制御に関する制御ブロック図である。
【図７】図２のコントローラによる除湿暖房モードでのインジェクション膨張弁制御に関する制御ブロック図である。
【図８】図２のコントローラの動作を説明するフローチャートである。
【図９】図２のコントローラによる除湿暖房モードでのインジェクション回路の目標インジェクション冷媒過熱度の決定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。
図１は本発明の一実施例の車両用空気調和装置１の構成図を示している。この場合、本発明を適用する実施例の車両は、エンジン（内燃機関）を有さない電気自動車（ＥＶ）であって、バッテリに充電された電力で走行用の電動モータを駆動して走行するものであり（何れも図示せず）、本発明の車両用空気調和装置１も、バッテリの電力で駆動されるものとする。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、除湿暖房、除湿冷房、冷房等の各運転モードを選択的に実行するものである。
【００２８】
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。
【００２９】
実施例の車両用空気調和装置１は、電気自動車の車室内の空調（暖房、冷房、除湿、及び、換気）を行うものであり、冷媒を圧縮する電動式の圧縮機２と、車室内空気が通気循環されるＨＶＡＣユニット１０の空気流通路３内に設けられて圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒を車室内に放熱させる放熱器４と、暖房時に冷媒を減圧膨張させる電動弁から成る室外膨張弁６と、冷房時には放熱器として機能し、暖房時には蒸発器として機能すべく冷媒と外気との間で熱交換を行わせる室外熱交換器７と、冷媒を減圧膨張させる電動弁から成る室内膨張弁８と、空気流通路３内に設けられて冷房時及び除湿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、外気と冷媒とを熱交換させるための室外送風機１５が設けられている。
【００３０】
また、室外熱交換器７は冷媒下流側に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。
【００３１】
また、逆止弁１８と室内膨張弁８間の冷媒配管１３Ｂは、吸熱器９の出口側に位置する蒸発能力制御弁１１を出た冷媒配管１３Ｃと熱交換関係に設けられ、両者で内部熱交換器１９を構成している。これにより、冷媒配管１３Ｂを経て室内膨張弁８に流入する冷媒は、吸熱器９を出て蒸発能力制御弁１１を経た低温の冷媒により冷却（過冷却）される構成とされている。
【００３２】
また、室外熱交換器７から出た冷媒配管１３Ａは分岐しており、この分岐した冷媒配管１３Ｄは、暖房時に開放される電磁弁（開閉弁）２１を介して内部熱交換器１９の下流側における冷媒配管１３Ｃに連通接続されている。更に、放熱器４の出口側の冷媒配管１３Ｅは室外膨張弁６の手前で分岐しており、この分岐した冷媒配管１３Ｆは除湿時に開放される電磁弁（開閉弁）２２を介して逆止弁１８の下流側の冷媒配管１３Ｂに連通接続されている。
【００３３】
また、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。
【００３４】
また、放熱器４を出た直後（冷媒配管１３Ｆ、１３Ｉに分岐する手前）の冷媒配管１３Ｅは分岐しており、この分岐した冷媒配管１３Ｋはインジェクション制御用の電動弁から成るインジェクション膨張弁３０を介して圧縮機２の圧縮途中に連通接続されている。そして、このインジェクション膨張弁３０の出口側と圧縮機２間の冷媒配管１３Ｋは、圧縮機２の吐出側に位置する冷媒配管１３Ｇと熱交換関係に設けられ、両者で吐出側熱交換器３５を構成している。
【００３５】
これら冷媒配管１３Ｋ、インジェクション膨張弁３０、及び、吐出側熱交換器３５からインジェクション回路４０が構成される。このインジェクション回路４０は、放熱器４から出た冷媒の一部を分流して圧縮機２の圧縮途中に戻す（ガスインジェクション）ための回路であり、このインジェクション回路４０が動作する場合、インジェクション膨張弁３０が開き、放熱器４から出た冷媒の一部が冷媒配管１３Ｋに分流される。
【００３６】
このインジェクション膨張弁３０は冷媒配管１３Ｋに流入した冷媒を減圧した後、吐出側熱交換器３５に流入させる。吐出側熱交換器３５に流入した冷媒は、圧縮機２から冷媒配管１３Ｇに吐出され、放熱器４に流入する前の冷媒と熱交換し、冷媒配管１３Ｇを流れる冷媒から吸熱して蒸発する構成とされている。吐出側熱交換器３５で冷媒配管１３Ｋに分流された冷媒が蒸発することで、圧縮機２へのガスインジェクションが行われることになる。
【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。
【００３８】
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（乗員の足下に向けて吹き出す）、ベント（乗員の上半身に向けて吹き出す）、デフ（フロントガラスの内面に吹き出す）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。
【００３９】
次に、図２において３２はマイクロコンピュータから構成された制御手段としてのコントローラ（ＥＣＵ）であり、このコントローラ３２の入力には車両の外気温度を検出する外気温度センサ３３と、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から出た直後の温度、又は、放熱器４自体の温度、又は、放熱器４にて加熱された直後の空気の温度）を検出する放熱器温度センサ４６と、放熱器４の冷媒圧力（放熱器４内、又は、放熱器４を出た直後の冷媒の圧力）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から出た直後の温度、又は、吸熱器９自体、又は、吸熱器９にて冷却された直後の空気の温度）を検出する吸熱器温度センサ４８と、吸熱器９の冷媒圧力（吸熱器９内、又は、吸熱器９を出た直後の冷媒の圧力）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。
【００４０】
また、コントローラ３２の入力には更に、インジェクション回路４０の冷媒配管１３Ｋに流入し、吐出側熱交換器３５を経て圧縮機２の圧縮途中に戻るインジェクション冷媒の圧力を検出するインジェクション圧力センサ５０と、該インジェクション冷媒の温度を検出するインジェクション温度センサ５５の各出力も接続されている。
【００４１】
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、インジェクション膨張弁３０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。
【００４２】
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。
【００４３】
（１）暖房モードの冷媒の流れ
コントローラ３２により（オート）、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吐出側熱交換器３５を経た後、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。
【００４４】
放熱器４内で液化した冷媒は放熱器４を出た後、一部はインジェクション回路４０の冷媒配管１３Ｋに分流され、主には冷媒配管１３Ｅを経て室外膨張弁６に至る。尚、インジェクション回路４０の機能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（ヒートポンプ）。そして、室外熱交換器７を出た低温の冷媒は冷媒配管１３Ｄ及び電磁弁２１を経て冷媒配管１３Ｃからアキュムレータ１２に入り、そこで気液分離された後、ガス冷媒が圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。放熱器４にて加熱された空気は吹出口２９から吹き出されるので、これにより車室内の暖房が行われることになる。
【００４５】
コントローラ３２は、実施例では放熱器圧力センサ４７（又は吐出圧力センサ４２）が検出する放熱器４の冷媒圧力Ｐｃｉ（冷媒回路Ｒの高圧圧力）と目標放熱器圧力ＰＣＯに基づいて圧縮機２の回転数を制御すると共に、放熱器４の通過風量と後述する目標吹出温度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。尚、室外膨張弁６の弁開度は、それらの代わりに或いはそれらに加えて放熱器４の温度や外気温度に基づいて制御してもよい。
【００４６】
（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。
【００４７】
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。
【００４８】
コントローラ３２は実施例では放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器圧力センサ４７（又は吐出圧力センサ４２）が検出する放熱器４の冷媒圧力Ｐｃｉ（冷媒回路Ｒの高圧圧力）と目標放熱器圧力ＰＣＯ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（吸熱器温度Ｔｅ）と吸熱器９の温度の目標値である目標吸熱器温度ＴＥＯに基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御する。尚、この除湿暖房モードにおけるインジェクション回路４０によるガスインジェクションの制御については後述する。
【００４９】
（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。
【００５０】
吸熱器９で蒸発した冷媒は蒸発能力制御弁１１、内部熱交換器１９を経て冷媒配管１３Ｃ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。
【００５１】
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。尚、この内部サイクルモードでもインジェクション回路４０によるガスインジェクションは行わないため、インジェクション膨張弁３０は全閉とする（全閉位置）。
【００５２】
（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吐出側熱交換器３５を経て放熱器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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。尚、この除湿冷房モードでもインジェクション回路４０によるガスインジェクションは行わないため、インジェクション膨張弁３０は全閉とする（全閉位置）。
【００５７】
（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吐出側熱交換器３５を経て放熱器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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。尚、この冷房モードでもインジェクション回路４０によるガスインジェクションは行わないため、インジェクション膨張弁３０は全閉とする（全閉位置）。
【００６１】
（６）運転モードの切換制御
コントローラ３２は起動時には外気温度センサ３３が検出する外気温度Ｔａｍと目標吹出温度ＴＡＯとに基づいて運転モードを選択する。また、起動後は外気温度Ｔａｍや目標吹出温度ＴＡＯ等の環境や設定条件の変化に応じて前記各運転モードを選択し、切り換えていく。この場合、コントローラ３２は基本的には暖房モードから除湿暖房モードへ、或いは、除湿暖房モードから暖房モードへと移行し、除湿暖房モードから除湿冷房モードへ、或いは、除湿冷房モードから除湿暖房モードへと移行し、除湿冷房モードから冷房モードへ、或いは、冷房モードから除湿冷房モードへと移行するものであるが、除湿暖房モードから除湿冷房モードへ移行する際、及び、除湿冷房モードから除湿暖房モードへ移行する際には、前記内部サイクルモードを経由して移行する。また、冷房モードから内部サイクルモードへ、内部サイクルモードから冷房モードへ移行する場合もある。
【００６２】
（７）インジェクション回路によるガスインジェクション
次に、前記除湿暖房モードにおけるガスインジェクションについて説明する。図３は除湿暖房モードにおける本発明の車両用空気調和装置１のＰ−ｈ線図を示している。インジェクション膨張弁３０が開いているとき、放熱器４を出て冷媒配管１３Ｅに入り、その後、分流されてインジェクション回路４０の冷媒配管１３Ｋに流入した冷媒は、インジェクション膨張弁３０で減圧された後、吐出側熱交換器３５に入り、そこで圧縮機２の吐出冷媒（圧縮機２から吐出されて放熱器４に流入する前の冷媒）と熱交換し、吸熱して蒸発する。蒸発したガス冷媒は、その後、圧縮機２の圧縮途中に戻り、アキュムレータ１２から吸い込まれて圧縮されている冷媒と共に更に圧縮された後、再度圧縮機２から冷媒配管１３Ｇに吐出されることになる。
【００６３】
図３において３５で示す線がインジェクション回路４０の吐出側熱交換器３５で蒸発した後、圧縮機２に戻される冷媒である。インジェクション回路４０から圧縮機２の圧縮途中に冷媒を戻すことにより、圧縮機２から吐出される冷媒量が増大するので、放熱器４における暖房能力は向上する。また、インジェクション回路４０に分流される分、室外熱交換器７や吸熱器９の冷媒流量は減少することになるので、吸熱器９の温度低下、及び、吸熱器９での除湿能力は抑制されることになる。
【００６４】
一方、圧縮機２に液冷媒が戻ると液圧縮を引き起こしてしまうので、インジェクション回路４０から圧縮機２に戻す冷媒はガスでなければならない。そのためにコントローラ３２は、インジェクション圧力センサ５０及びインジェクション温度センサ５５がそれぞれ検出する吐出側熱交換器３５後の冷媒の圧力及び温度から圧縮機２の圧縮途中に向かう冷媒の過熱度を監視しており、吐出冷媒との熱交換で所定の過熱度が付くようにインジェクション膨張弁３０の弁開度を制御するものであるが、実施例では吐出側熱交換器３５において、圧縮機２から吐出されて放熱器４に流入する前の極めて高温の冷媒とインジェクション回路４０を流れる冷媒とを熱交換させているので、大きな熱交換量が得られる。従って、インジェクション膨張弁３０の弁開度を大きくしてインジェクション量を増やしても、冷媒は吐出側熱交換器３５において十分に蒸発することができ、必要な過熱度が得られることになる。
【００６５】
これにより、従来の如く放熱器後の冷媒とインジェクション冷媒とを熱交換させる場合に比して、圧縮機２へのガスインジェクション量を十分に確保し、圧縮機２の吐出冷媒量を増大させて暖房能力の向上を図ることができるようになる。
【００６６】
次に、図４乃至図９を参照しながら前記除湿暖房モードにおけるコントローラ３２の圧縮機２、室外膨張弁６、インジェクション膨張弁３０の制御ブロックについて説明する。
【００６７】
（８）除湿暖房モードでの圧縮機の制御
図４は前記除湿暖房モード（暖房モードも同じ）用の圧縮機２の目標回転数（圧縮機目標回転数）ＴＧＮＣｈを決定するコントローラ３２の制御ブロック図である。コントローラ３２のＦ／Ｆ（フィードフォワード）操作量演算部５８は外気温度センサ３３から得られる外気温度Ｔａｍと、室内送風機２７のブロワ電圧ＢＬＶと、ＳＷ＝（ＴＡＯ−Ｔｅ）／（ＴＨ−Ｔｅ）で得られるエアミックスダンパ２８のエアミックスダンパ開度ＳＷと、放熱器４の温度の目標値である目標放熱器温度ＴＣＯと、放熱器４の圧力の目標値である目標放熱器圧力ＰＣＯに基づいて圧縮機目標回転数のＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｈｆｆを演算する。
【００６８】
尚、ＴＡＯは吹出口２９からの空気温度の目標値である目標吹出温度、ＴＨは放熱器温度センサ４６から得られる放熱器４の温度（放熱器温度）、Ｔｅは吸熱器温度センサ４８から得られる吸熱器９の温度（吸熱器温度）であり、エアミックスダンパ開度ＳＷは０≦ＳＷ≦１の範囲で変化し、０で放熱器４への通風をしないエアミックス全閉状態、１で空気流通路３内の全ての空気を放熱器４に通風するエアミックス全開状態となる。
【００６９】
また、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り、下記式（Ｉ）からコントローラ３２が算出する。
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は図５に示すように外気温度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。
【００７０】
また、コントローラ３２は、上記目標吹出温度ＴＡＯから前記目標放熱器温度ＴＣＯを算出する。そして、前記目標放熱器圧力ＰＣＯはこの目標放熱器温度ＴＣＯに基づいて目標値演算部５９が演算する。更に、Ｆ／Ｂ（フィードバック）操作量演算部６０はこの目標放熱器圧力ＰＣＯと放熱器４の冷媒圧力である放熱器圧力Ｐｃｉに基づいて圧縮機目標回転数のＦ／Ｂ操作量ＴＧＮＣｈｆｂを演算する。そして、Ｆ／Ｆ操作量演算部５８が演算したＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｎｆｆとＦ／Ｂ操作量演算部６０が演算したＴＧＮＣｈｆｂは加算器６１で加算され、リミット設定部６２で制御上限値と制御下限値のリミットが付けられた後、圧縮機目標回転数ＴＧＮＣｈとして決定される。前記除湿暖房モード（暖房モードも同様）においては、コントローラ３２はこの圧縮機目標回転数ＴＧＮＣｈに基づいて圧縮機２の回転数を制御する。
【００７１】
即ち、放熱器４に放熱させて車室内の暖房作用を奏する除湿暖房モード及び暖房モードでは、目標放熱器圧力ＰＣＯ（高圧圧力の目標値）と放熱器圧力Ｐｃｉに基づいて圧縮機２の目標圧縮機回転数ＴＧＮＣｈを決定し、制御する。
【００７２】
（９）除湿暖房モードでの室外膨張弁の制御
次に、図６は前記除湿暖房モード用の室外膨張弁６の目標開度（室外膨張弁目標開度）ＴＧＥＣＣＶｔｅを決定するコントローラ３２の制御ブロック図である。コントローラ３２のＦ／Ｆ操作量演算部６３は、目標吸熱器温度ＴＥＯと、目標放熱器温度ＴＣＯと、ブロワ電圧ＢＬＶと、外気温度Ｔａｍと、前記エアミックスダンパ開度ＳＷに基づいて室外膨張弁目標開度のＦ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆを演算する。
【００７３】
尚、コントローラ３２には外気温度Ｔａｍと当該外気温度Ｔａｍの環境で必要な湿度を得るための吸熱器温度の関係を予め求めたデータテーブルが格納されており、上記目標吸熱器温度ＴＥＯはこのデータテーブルに基づいて決定される。
【００７４】
また、Ｆ／Ｂ操作量演算部６４は目標吸熱器温度ＴＥＯと吸熱器温度Ｔｅに基づいて室外膨張弁目標開度のＦ／Ｂ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｂを演算する。そして、Ｆ／Ｆ操作量演算部６３が演算したＦ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｆとＦ／Ｂ操作量演算部６４が演算したＦ／Ｂ操作量ＴＧＥＣＣＶｔｅｆｂ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、室外膨張弁目標開度ＴＧＥＣＣＶｔｅとして決定される。除湿暖房モードにおいては、コントローラ３２はこの室外膨張弁目標開度ＴＧＥＣＣＶｔｅに基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御する。
【００７５】
即ち、除湿暖房モードにおいては目標吸熱器温度ＴＥＯと吸熱器温度Ｔｅに基づいて室外膨張弁６の室外膨張弁目標開度ＴＧＥＣＣＶｔｅを決定し、制御する。
【００７６】
（１０）除湿暖房モードでのインジェクション膨張弁の制御
次に、図７は前記除湿暖房モード用のインジェクション回路４０のインジェクション膨張弁３０の目標開度（インジェクション膨張弁目標開度）ＴＧＥＣＣＶｓｈを決定するコントローラ３２の制御ブロック図である。コントローラ３２のインジェクション冷媒過熱度演算部６８は、インジェクション温度センサ５５が検出するインジェクション冷媒の温度（インジェクション冷媒温度Ｔｉｎｊ）と、飽和温度Ｔｓａｔｕｉｎｊの差に基づき、インジェクション回路４０から圧縮機２の圧縮途中に戻されるインジェクション冷媒の過熱度（インジェクション冷媒過熱度）ＳＨｉｎｊを算出する。
【００７７】
次に、Ｆ／Ｂ操作量演算部６９はインジェクション冷媒過熱度演算部６８が算出したインジェクション冷媒過熱度ＳＨｉｎｊと、インジェクション回路４０から圧縮機２の圧縮途中に戻されるインジェクション冷媒の過熱度の目標値（目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨｉｎｊ）に基づいてインジェクション膨張弁目標開度のＦ／Ｂ操作量ＴＧＥＣＣＶｓｈｆｂを演算する。尚、目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨｉｎｊの決定方法については後に詳述する。また、Ｆ／Ｂ操作量演算部６９は、後述するインジェクション要求フラグｆＩＮＪＯｎｒｅｑが「１」（セット）されているときに動作し、「０」（リセット）されているときには演算を停止する。
【００７８】
そして、Ｆ／Ｂ操作量演算部６９が演算したＦ／Ｂ操作量ＴＧＥＣＣＶｓｈｆｂと、予め決定されているインジェクション膨張弁３０のＦ／Ｆ操作量ＴＧＥＣＣＶｓｈｆｆが加算器７１で加算され、リミット設定部７２で制御上限値と制御下限値のリミットが付けられた後、インジェクション可否切換部７３に入力される。このインジェクション可否切換部７３には、更に「０」（インジェクション膨張弁３０は全閉）が入力され、インジェクション要求フラグｆＩＮＪＯｎｒｅｑが「１」（セット）のときは、リミット設定部７２を経た値がインジェクション膨張弁目標開度ＴＧＥＣＣＶｓｈとして決定され、出力される。
【００７９】
尚、インジェクション可否切換部７３は、インジェクション要求フラグｆＩＮＪＯｎｒｅｑが「０」（リセット）のときは、「０」をインジェクション膨張弁目標開度ＴＧＥＣＣＶｓｈとして出力する。即ち、インジェクション要求フラグｆＩＮＪＯｎｒｅｑがセット「１」されているときには、コントローラ３２はインジェクション冷媒の過熱度ＳＨｉｎｊと目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨｉｎｊとに基づいてインジェクション膨張弁３０のインジェクション膨張弁目標開度ＴＧＥＣＣＶｓｈを決定し、その弁開度を制御すると共に、インジェクション要求フラグｆＩＮＪＯｎｒｅｑがリセット「０」されているときは、インジェクション膨張弁３０を閉じ（弁開度「０」の全閉）、インジェクション回路４０によるガスインジェクションを停止する。
【００８０】
（１１）除湿暖房モードでのガスインジェクション制御
次に、コントローラ３２による除湿暖房モードでの具体的なガスインジェクション制御について説明する。図８はこの場合のコントローラ３２の動作を説明するフローチャートである。コントローラ３２は図８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で現在が除湿暖房モードであるか判断し、除湿暖房モードであればステップＳ３に進んでガスインジェクション要求（ＩＮＪＯＮ要求。インジェクション回路４０を動作させるか否か）があるか否かの判定を行う。
【００８１】
（１１−１）ガスインジェクション要求判定
次に、ステップＳ３におけるコントローラ３２によるガスインジェクション要求の判定について説明する。コントローラ３２は、実施例では以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）の３つの条件のうちの何れかが成立した場合にガスインジェクション要求あり（ＩＮＪＯＮ要求あり）と判定し、前述したインジェクション要求フラグｆＩＮＪＯｎｒｅｑを「１」（セット）とする。即ち、
【００８２】
（ｉ）暖房能力不足条件
この暖房能力不足条件は、放熱器４における暖房能力が不足しているか否かの判定基準であり、実施例では；
・（ＴＣＯ−ＴＨ）≧Ａ１
・（ＰＣＯ−Ｐｃｉ）≧Ｂ１
・起動後経過時間≧ｔ１
の全てが成立したときに暖房能力不足条件成立と判定する。即ち、起動から所定時間ｔ１以上経過後、目標放熱器温度ＴＣＯと放熱器温度ＴＨとの差が所定値Ａ１以上に大きくなり、且つ、目標放熱器圧力ＰＣＯと放熱器圧力Ｐｃｉとの差が所定値Ｂ１以上に大きくなった場合、コントローラ３２は暖房能力不足条件が成立と判定し、暖房能力不足フラグｆＨＴＲｌａｃｋを「１」（セット）とする。尚、前記Ａ１、Ｂ１は放熱器４の実際の温度や圧力とそれらの目標値との差が拡大して暖房能力の不足と判定できる所定のしきい値であり、例えばＡ１は５ｄｅｇ、Ｂ１は０．２ＭＰａとする。また、ｔ１は起動から運転状態が安定するまでは判断しないための時間であり、例えば５ｍｉｎ程とする。
【００８３】
（ｉｉ）除湿能力過剰条件
この除湿能力過剰条件は、吸熱器９における除湿能力が過剰となっているか否かの判断基準であり、実施例では；
・（ＴＣＯ−ＴＨ）≦Ａ２
・（ＰＣＯーＰｃｉ）≦Ｂ２
・Ｔｅ≦Ｃ２
の全てが成立したときに除湿能力過剰条件成立と判定する。即ち、目標放熱器温度ＴＣＯと放熱器温度ＴＨとの差が所定値Ａ２以下に小さくなり、且つ、目標放熱器圧力ＰＣＯと放熱器圧力Ｐｃｉとの差が所定値Ｂ２以下に小さくなり、且つ、吸熱器温度Ｔｅが所定値Ｃ２以下に低下した場合、コントローラ３２は除湿能力過剰条件が成立と判定し、除湿能力過剰フラグｆＥＶＡｏｖｅｒを「１」（セット）とする。尚、前記Ａ２、Ｂ２は放熱器４の実際の温度や圧力とそれらの目標値との差が縮小して暖房能力は足りていると判定できる所定のしきい値であり、例えばＡ２は２ｄｅｇ、Ｂ２は０．０５ＭＰａとする。また、Ｃ２は吸熱器９に着霜させない為の制御下限値であり、例えば＋１℃程とする。
【００８４】
（ｉｉｉ）低外気温起動条件
この低外気温起動条件は、低外気温度下での起動であるか否かの判断基準であり、実施例では；
・Ｔａｍ＜Ｔ１
・ＴＡＯ＞ＴＡ１
・起動後経過時間＜ｔ１
の全てが成立したときに低外気温起動条件成立と判定する。即ち、起動から所定時間ｔ１以上経過後であって、外気温度Ｔａｍが所定値Ｔ１より低く、且つ、車室内への目標吹出温度ＴＡＯが所定値ＴＡ１より高い場合、コントローラ３２は低外気温起動条件が成立と判定し、低外気温起動フラグｆＨｅａｔＵｐを「１」（セット）とする。尚、前記Ｔ１、ＴＡ１は外気温度が低く、車室内に吹き出す温風の温度も高い値が要求されていると判定できる所定のしきい値であり、例えばＴ１は＋５℃、ＴＡ１は＋６０℃とする。また、Ｔ１は前述同様の５ｍｉｎ程である。
【００８５】
コントローラ３２はステップＳ３で上記のように実施例では、暖房能力不足条件、除湿能力過剰条件、及び、低外気温起動条件の全てを判定し、何れかが成立して暖房能力不足フラグｆＨＴＲｌａｃｋ、除湿能力過剰フラグｆＥＶＡｏｖｅｒ、及び、低外気温起動フラグｆＨｅａｔＵｐの何れかがセット（「１」）された場合、インジェクション要求フラグｆＩＮＪＯｎｒｅｑをセット（「１」）する。
【００８６】
コントローラ３２は次にステップＳ４でインジェクション要求フラグｆＩＮＪＯｎｒｅｑがセットされ、ガスインジェクション要求（ＩＮＪＯＮ要求）があるか否か判断し、インジェクション要求フラグｆＩＮＪＯｎｒｅｑがセットされている場合、ステップＳ５に進んで目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨｉｎｊを演算する。
【００８７】
図９はこの場合のコントローラ３２による目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨｉｎｊの決定に関する制御ブロック図である。コントローラ３２の暖房能力不足時ＴＧＳＨ演算部７６は、予め決定された暖房能力不足時ＴＧＳＨテーブル（図９）に基づいて暖房能力不足時目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨ１を決定する。この場合、暖房能力不足時ＴＧＳＨ演算部７６は、目標放熱器温度ＴＣＯと放熱器温度ＴＨとの差（ＴＣＯ−ＴＨ）が前述したＡ２（２ｄｅｇ）以下で、目標放熱器圧力ＰＣＯと放熱器圧力Ｐｃｉとの差（ＰＣＯーＰｃｉ）が前述したＢ２（０．０５ＭＰａ）以下である場合、暖房能力不足時目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨ１を所定の高い値（ＴＧＳＨＨｉ：例えば５０ｄｅｇ）とする。この冷媒過熱度が高いということは、ガスインジェクション量が少なくなることを意味する。
【００８８】
また、ＴＣＯ−ＴＨが前述したＡ１（５ｄｅｇ）以上で、ＰＣＯーＰｃｉが前述したＢ１（０．２ＭＰａ）以上である場合、暖房能力不足時目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨ１を所定の低い値（ＴＧＳＨＬｏ：例えば２０ｄｅｇ）とする。この冷媒過熱度が低いということは、ガスインジェクション量が多くなることを意味する。
【００８９】
そして、ＴＣＯ−ＴＨがＡ２とＡ１の間、ＰＣＯーＰｃｉがＢ２とＢ１の間にある場合、所定のヒステリシスをもって暖房能力不足時目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨ１をＴＧＳＨＨｉとＴＧＳＨＬｏの間でリニアに変化させる。
【００９０】
即ち、コントローラ３２は放熱器４の目標放熱器温度ＴＣＯと放熱器温度ＴＨとの差（ＴＣＯ−ＴＨ）と、目標放熱器圧力ＰＣＯと放熱器圧力Ｐｃｉとの差（ＰＣＯーＰｃｉ）が小さいときはガスインジェクション量を少なくし、大きいときはガスインジェクション量を多くするように暖房能力不足時目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨ１を変化させる。
【００９１】
また、コントローラ３２の除湿能力過剰時ＴＧＳＨ演算部７７は、予め決定された除湿能力過剰時ＴＧＳＨテーブル（図９）に基づいて除湿能力過剰時目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨ２を決定する。この場合、除湿能力過剰時ＴＧＳＨ演算部７７は、吸熱器温度Ｔｅが前述したＣ２（＋１℃）以下である場合、除湿能力過剰時目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨ２を前記ＴＧＳＨＬｏとする。
【００９２】
また、吸熱器温度Ｔｅが所定の高い値Ｃ４（例えば、＋７℃）以上である場合、除湿能力過剰時目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨ２を前記ＴＧＳＨＨｉとする。そして、ＴｅがＣ２とＣ４の間にある場合、所定のヒステリシスをもって除湿能力過剰時目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨ２をＴＧＳＨＬｏとＴＧＳＨＨｉの間でリニアに変化させる。
【００９３】
即ち、コントローラ３２は吸熱器９の吸熱器温度Ｔｅが低いときはガスインジェクション量を多くし、高いときはガスインジェクション量を少なくするように除湿能力過剰時目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨ２を変化させる。
【００９４】
これら暖房能力不足時ＴＧＳＨ演算部７６が決定した暖房能力不足時目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨ１と、除湿能力過剰時ＴＧＳＨ演算部７７が決定した除湿能力過剰時目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨ２は、ＴＧＳＨ第１切換部７８にそれぞれ入力され、前述した暖房能力不足フラグｆＨＴＲｌａｃｋがセット（「１」）されている場合は暖房能力不足時目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨ１が、リセット（「０」）されている場合は（従って、除湿能力過剰フラグｆＥＶＡｏｖｅｒがセットされているとこの時点では推定される）、除湿能力過剰時目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨ２がＴＧＳＨ第１切換部７８から出力され、ＴＧＳＨ第２切換部７９に入力される。
【００９５】
このＴＧＳＨ第２切換部７９には更に、低外気温時ＴＧＳＨ演算部８１が決定した低外気温起動時目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨＨｅａｔＵｐが入力される。尚、起動時にはガスインジェクション量を多くしたいため、実施例ではこの低外気温起動時目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨＨｅａｔＵｐを２０ｄｅｇに固定している。そして、前述した低外気温起動フラグｆＨｅａｔＵｐがセット（「１」）されている場合、この低外気温起動時目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨＨｅａｔＵｐ（２０ｄｅｇ）が、リセット（「０」）されている場合は、暖房能力不足時目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨ１か除湿能力過剰時目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨ２が第２切換部７９から出力され、目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨｉｎｊとして算出される。
【００９６】
そして、コントローラ３２はステップＳ６で、インジェクション回路４０を動作させた除湿暖房モードを実行する。即ち、図４で説明した如く目標放熱器圧力ＰＣＯ（高圧圧力の目標値）と放熱器圧力Ｐｃｉ（高圧圧力）に基づいて圧縮機２の目標圧縮機回転数ＴＧＮＣｈを決定し、圧縮機２の回転数をフィードバック制御し、図６で説明した如く目標吸熱器温度ＴＥＯと吸熱器温度Ｔｅに基づいて室外膨張弁６の室外膨張弁目標開度ＴＧＥＣＣＶｔｅを決定し、室外膨張弁６の弁開度をフィードバック制御する。そして、図９で決定した目標インジェクション冷媒過熱度ＴＧＳＨｉｎｊに基づいて図７で説明した如くインジェクション膨張弁３０のインジェクション膨張弁目標開度ＴＧＥＣＣＶｓｈを決定し、インジェクション膨張弁３０の弁開度をフィードバック制御して、圧縮機２の圧縮途中へのガスインジェクション量を制御する。
【００９７】
尚、実施例ではガスインジェクション要求の判定に際して、暖房能力不足条件、除湿能力過剰条件、低外気温起動条件の三つの条件の全てを判定したが、それに限らず、何れか一つ、若しくは、それらの組み合わせでも良い。
【００９８】
（１１−２）ガスインジェクション要求解除判定
次に、コントローラ３２はステップＳ７でガスインジェクション要求（ＩＮＪＯＮ要求）の解除（インジェクション回路４０の動作を停止）条件が成立しているか否かを判定する。次に、ステップＳ７におけるコントローラ３２によるガスインジェクション要求解除の判定について説明する。コントローラ３２は、実施例では以下の（ｉｖ）、（ｖ）の２つの条件のうちの何れかが成立した場合にガスインジェクション要求解除（ＩＮＪＯＮ解除）と判定し、前述したインジェクション要求フラグｆＩＮＪＯｎｒｅｑを「０」（リセット）とする。即ち、
【００９９】
（ｉｖ）外気温上昇条件
この外気温上昇条件は、外気温度が上昇して低外気温環境から脱したか否かの判断基準であり、実施例では；
・Ｔａｍ＞Ｔ２
・ＴＡＯ＜ＴＡ２
の全てが成立したときに外気温上昇条件成立と判定する。即ち、外気温度Ｔａｍが所定値Ｔ２より高くなり、且つ、車室内への目標吹出温度ＴＡＯが所定値ＴＡ２より低い場合、コントローラ３２は外気温上昇条件が成立と判定し、外気温上昇フラグｆＴａｍＵｐを「１」（セット）とする。尚、前記Ｔ２、ＴＡ２は外気温度が高く、車室内に吹き出す温風の温度も低下してきたと判定できる所定のしきい値であり、例えばＴ２は＋１５℃、ＴＡ２は＋５０℃とする。
【０１００】
（ｖ）除湿能力不足条件
この除湿能力不足条件は、吸熱器９における除湿能力が不足しているか否かの判断基準であり、実施例では；
・（ＴＣＯ−ＴＨ）≦Ａ２
・（ＰＣＯーＰｃｉ）≦Ｂ２
・（ＴＥＯ−Ｔｅ）≦Ｃ３
の全てが成立したときに除湿能力不足条件成立と判定する。即ち、目標放熱器温度ＴＣＯと放熱器温度ＴＨとの差が前記所定値Ａ２以下に小さくなり、且つ、目標放熱器圧力ＰＣＯと放熱器圧力Ｐｃｉとの差が前記所定値Ｂ２以下に小さくなり、且つ、目標吸熱器温度ＴＥＯと吸熱器温度Ｔｅとの差（ＴＥＯ−Ｔｅ）が所定値Ｃ３より小さくなった場合、コントローラ３２は除湿能力不足条件が成立と判定し、除湿能力不足フラグｆＥＶＡｌａｃｋを「１」（セット）とする。尚、Ｃ３は吸熱器９の温度が不足（吸熱器温度Ｔｅが上昇）していることを判定できる所定のしきい値であり、例えば−１ｄｅｇとする。
【０１０１】
コントローラ３２はステップＳ７で上記のように実施例では、外気温上昇条件、及び、除湿能力不足条件の全てを判定し、何れかが成立して外気温上昇フラグｆＴａｍＵｐ、及び、除湿能力不足フラグｆＥＶＡｌａｃｋの何れかがセット（「１」）された場合、インジェクション要求フラグｆＩＮＪＯｎｒｅｑをリセット（「０」）する。
【０１０２】
尚、実施例ではガスインジェクション要求解除の判定に際して、外気温上昇条件、除湿能力不足条件の二つの条件の全てを判定したが、それに限らず、何れか一つでも良い。
【０１０３】
これにより、コントローラ３２はステップＳ４からはステップＳ８に進むようになる。このステップＳ８では、インジェクション回路４０を停止した除湿暖房モードを実行する。即ち、図４で説明した如く目標放熱器圧力ＰＣＯ（高圧圧力の目標値）と放熱器圧力Ｐｃｉ（高圧圧力）に基づいて圧縮機２の目標圧縮機回転数ＴＧＮＣｈを決定し、圧縮機２の回転数をフィードバック制御し、図６で説明した如く目標吸熱器温度ＴＥＯと吸熱器温度Ｔｅに基づいて室外膨張弁６の室外膨張弁目標開度ＴＧＥＣＣＶｔｅを決定し、室外膨張弁６の弁開度をフィードバック制御することになる。
【０１０４】
以上詳述した如く本発明では、放熱器４を出た冷媒の一部を分流して圧縮機２に戻すインジェクション回路４０を備えた車両用空気調和装置１において、コントローラ３２は除湿暖房モードで、暖房能力が不足する所定の暖房能力不足条件、除湿能力が過剰となる所定の除湿能力過剰条件、低外気温度下での起動となる所定の低外気温起動条件が成立する場合、インジェクション回路４０を動作させ、圧縮機２に冷媒を戻すようにしたので、放熱器４の暖房能力が不足する場合、インジェクション回路４０により放熱器４を出た冷媒の一部を圧縮機２の圧縮途中に戻し、放熱器４による暖房能力を向上させることができるようになる。一方、インジェクション回路４０への分流により、吸熱器９への冷媒流量は減少するので、吸熱器９の着霜も防止、若しくは、抑制される。
【０１０５】
また、吸熱器９による除湿能力が過剰となる場合、インジェクション回路４０を動作させることで、放熱器４の暖房能力が向上するので、それにより圧縮機２の回転数も低下する。これにより、吸熱器９への冷媒流量も減少するので、除湿能力を抑制することができるようになると共に、着霜も防止、若しくは、抑制されるようになる。
【０１０６】
また、外気温度が低い状況下で除湿暖房モードが行われる場合、暖房能力を上げるために圧縮機２の回転数も高くなるが、インジェクション回路４０を動作させることにより、更に放熱器４による暖房能力の向上が図られると共に、同様に吸熱器９への冷媒流量も減少することになるので、吸熱器９の着霜も防止、若しくは、抑制することができるようになる。
【０１０７】
これらにより、本発明によれば除湿暖房モードにおいて、放熱器４と吸熱器９の温度を適切に制御し、吸熱器９への着霜を回避しながら、放熱器４による暖房能力を確保することができるようになる。また、吸熱器９への冷媒流量過多を回避することができるので、吸熱器９の出口に設けられる蒸発能力制御弁１１を廃止することも可能となる。
【０１０８】
また、ベントとフットに吹き出す所謂Ｂ／Ｌモードにおいて、放熱器４による暖房能力が不足する場合に有効であり、除湿暖房モードでのＢ／Ｌモードの有効範囲が拡大することにより、前述した内部サイクルモードを廃止できる効果も期待できる。
【０１０９】
この場合、コントローラ３２は起動から所定時間経過後、目標放熱器温度ＴＣＯと放熱器４の放熱器温度ＴＨとの差が大きくなり、且つ、目標放熱器圧力ＰＣＯと放熱器４の放熱器圧力Ｐｃｉとの差が大きくなった場合、暖房能力不足条件が成立と判定するので、的確に放熱器４の暖房能力が不足していることを判定することができるようになる。
【０１１０】
また、コントローラ３２は、目標放熱器温度ＴＣＯと放熱器４の放熱器温度ＴＨとの差が小さくなり、且つ、目標放熱器圧力ＰＣＯと放熱器４の放熱器圧力Ｐｃｉとの差が小さくなり、且つ、吸熱器９の吸熱器温度Ｔｅが低下した場合、除湿能力過剰条件が成立と判定するので、的確に吸熱器９の除湿能力が過剰となっていることを判定することができるようになる。
【０１１１】
そして、これらにおいてコントローラ３２は、目標放熱器温度ＴＣＯと放熱器４の放熱器温度ＴＨとの差が小さくなり、且つ、目標放熱器圧力ＰＣＯと放熱器４の放熱器圧力Ｐｃｉとの差が小さくなり、且つ、目標吸熱器温度ＴＥＯと吸熱器９の吸熱器温度Ｔｅとの差が小さくなった場合、インジェクション回路４０の動作を停止するので、放熱器４の暖房能力の不足状態、及び、吸熱器９の除湿能力の過剰状態が解消され、逆に吸熱器９の除湿能力が不足していることを判定してインジェクション回路４０の動作を停止させることができるようになる。
【０１１２】
また、コントローラ３２は起動から所定時間以内に、外気温度Ｔａｍが低く、且つ、車室内への目標吹出温度ＴＡＯが高い場合、低外気温起動条件が成立と判定するので、低外気温度下での起動であることを的確に判定することができるようになる。
【０１１３】
そして、コントローラ３２は、外気温度Ｔａｍが上昇し、且つ、目標吹出温度ＴＡＯが低下した場合、インジェクション回路４０の動作を停止するので、低外気温度環境の解消を的確に判定してインジェクション回路４０の動作を停止させることができるようになる。
【０１１４】
上記は特に、実施例の如く室外熱交換器７に流入する冷媒を減圧する室外膨張弁６を備え、この室外膨張弁６の手前で冷媒を分流し、減圧した後、吸熱器９に流すと共に、コントローラ３２が、放熱器４の目標放熱器圧力ＰＣＯに基づいて圧縮機２の回転数を制御し、吸熱器９の目標吸熱器温度ＴＥＯに基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御する場合に極めて有効となる。
【０１１５】
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、除湿暖房モードのみ行うものにも本発明は有効である。
【０１１６】
更に、上記実施例で説明した冷媒回路Ｒの構成や各数値はそれに限定されるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であることは云うまでもない。
【符号の説明】
【０１１７】
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
２６  吸込切換ダンパ
２７  室内送風機（ブロワファン）
２８  エアミックスダンパ
３２  コントローラ（制御手段）
３０  インジェクション膨張弁
４０  インジェクション回路
３５  吐出側熱交換器
Ｒ  冷媒回路
【図１】
2015040019.tif 000003
【図２】
2015040019.tif 000004
【図３】
2015040019.tif 000005
【図４】
2015040019.tif 000006
【図５】
2015040019.tif 000007
【図６】
2015040019.tif 000008
【図７】
2015040019.tif 000009
【図８】
2015040019.tif 000010
【図９】
2015040019.tif 000011