(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、
該空気流通路に設けられ、前記車室内に供給される空気を加熱する電気ヒータと、
該電気ヒータの通電を制御する制御手段と、
前記電気ヒータの温度を検出する複数の温度センサを備え、
前記電気ヒータにより前記車室内に供給される空気を加熱する車両用空気調和装置において、
前記制御手段は、前記複数の温度センサのうち、最も高い温度を検出している温度センサの検出値が所定の閾値を超えた場合、前記電気ヒータへの通電を制限し、若しくは、通電を停止する保護動作を実行すると共に、
前記電気ヒータの消費電力から逆算される当該電気ヒータの温度の推定値を算出し、
何れかの前記温度センサが故障した場合、当該温度センサ以外の前記温度センサの検出値と前記推定値のうち、最も高い値に基づいて前記保護動作を実行することを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項２】
前記制御手段は前記保護動作において、前記検出値又は推定値が所定の第１の閾値を超えないように前記電気ヒータへの通電を制限する通電制限制御と、前記検出値又は推定値が前記第１の閾値より高い所定の第２の閾値を超えた場合に前記電気ヒータへの通電を停止する通電停止制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の車両用空気調和装置。
【請求項３】
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記空気流通路に設けられ、冷媒を放熱させて前記車室内に供給される空気を加熱する放熱器と、前記電気ヒータより流通空気の上流側における前記空気流通路に設けられ、冷媒を吸熱させて前記車室内に供給される空気を冷却する吸熱器を有する冷媒回路を備え、
前記制御手段は、前記放熱器が前記電気ヒータより流通空気の下流側に配置されているとき、前記消費電力と前記吸熱器の温度に基づいて前記推定値を算出すると共に、前記放熱器が前記電気ヒータより流通空気の上流側に配置されているとき、前記消費電力と前記放熱器の温度に基づいて前記推定値を算出す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】
前記制御手段は、前記電気ヒータに通電しているとき、当該電気ヒータの温度の推定値と前記各温度センサの検出値をそれぞれ比較し、それらの差が所定範囲外となる前記温度センサを故障と判定する故障診断動作を実行す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】
前記制御手段は、前記電気ヒータへの通電を停止しているとき、当該電気ヒータに流入する空気の温度と前記各温度センサの検出値をそれぞれ比較し、それらの差が所定範囲外となる前記温度センサを故障と判定する故障診断動作を実行することを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記故障診断動作において、前記電気ヒータへの通電を停止しているとき、所定のタイミングで前記各温度センサの検出値のバラツキを確認し、全ての検出値が所定範囲内である場合、前記各温度センサは正常であるものと判定することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の車両用空気調和装置。
【請求項７】
前記制御手段は、何れかの前記温度センサが故障した場合、当該温度センサ以外の前記温度センサの検出値と前記推定値が所定の正常範囲内であれば前記電気ヒータへの通電を継続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。
【請求項８】
前記制御手段は、前記車室内の左右独立空調制御を可能とされており、左右の風量比を用い、前記推定値を左右独立して算出することを特徴とする請求項１乃至請求項７のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
【請求項９】
前記制御手段は、何れかの前記温度センサが故障した場合、前記閾値を所定値だけ引き下げ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。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記電気ヒータへの通電を停止しているとき、前記各温度センサの検出値が略同じ値を示し、前記電気ヒータに通電しているときに何れかの温度センサの検出値が他の温度センサの検出値とは所定の差で異なる値を示す場合、前記電気ヒータの目詰まりと判定して当該電気ヒータへの通電を停止することを特徴とする請求項１乃至請求項９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、特に電気ヒータを主として、若しくは、補助的に用いて車室内に供給する空気を加熱する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、ＨＶＡＣユニットの空気流通路に設けられて冷媒を放熱させる放熱器と、空気流通路に設けられて冷媒を吸熱させる吸熱器と、車室外に設けられて冷媒を放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、室内送風機から送給される空気を加熱して車室内を暖房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、特許文献１では電気ヒータを空気流通路に設け、放熱器による暖房に加えて電気ヒータによっても暖房能力が発揮されるように構成していた。特に、電気自動車では係る放熱器による暖房を行わず（冷媒回路は冷房のみ）、暖房はバッテリから給電される電気ヒータのみで行う場合もある。
【０００４】
ここで、内部に前記空気流通路が構成されるＨＶＡＣユニットは、通常硬質樹脂にて成形されており、何らかの原因で電気ヒータの温度が異常に高くなった場合、電気ヒータの熱でＨＶＡＣユニット（空気流通路）が変形や溶損を来す危険性がある。そこで、従来より電気ヒータには温度センサが複数取り付けられ、各温度センサが検出する電気ヒータの温度（検出値）が異常に上昇した場合には、電気ヒータの通電を制限し、最終的には通電を停止する保護機能が設けられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２１３７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この電気ヒータの温度を検出するための温度センサが故障した場合、異常温度上昇によるＨＶＡＣユニット（空気流通路）の破損を回避することができなくなる問題があった。
【０００７】
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、電気ヒータの温度を検出する温度センサが故障した場合にも、支障無く空気流通路の保護を実現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】
【０００８】
本発明の車両用空気調和装置は、車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、この空気流通路に設けられ、車室内に供給される空気を加熱する電気ヒータと、この電気ヒータの通電を制御する制御手段と、電気ヒータの温度を検出する複数の温度センサを備え、電気ヒータにより車室内に供給される空気を加熱するものであって、制御手段は、複数の温度センサのうち、最も高い温度を検出している温度センサの検出値が所定の閾値を超えた場合、電気ヒータへの通電を制限し、若しくは、通電を停止する保護動作を実行すると共に、電気ヒータの消費電力から逆算される当該電気ヒータの温度の推定値を算出し、何れかの温度センサが故障した場合、当該温度センサ以外の温度センサの検出値と推定値のうち、最も高い値に基づいて保護動作を実行することを特徴とする。
【０００９】
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保護動作において、検出値又は推定値が所定の第１の閾値を超えないように電気ヒータへの通電を制限する通電制限制御と、検出値又は推定値が第１の閾値より高い所定の第２の閾値を超えた場合に電気ヒータへの通電を停止する通電停止制御を実行することを特徴とする。
【００１０】
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冷媒を圧縮する圧縮機と、空気流通路に設けられ、冷媒を放熱させて車室内に供給される空気を加熱する放熱器と、電気ヒータより流通空気の上流側における空気流通路に設けられ、冷媒を吸熱させて車室内に供給される空気を冷却する吸熱器を有する冷媒回路を備え、制御手段は、放熱器が電気ヒータより流通空気の下流側に配置されているとき、消費電力と吸熱器の温度に基づいて推定値を算出すると共に、放熱器が電気ヒータより流通空気の上流側に配置されているとき、消費電力と放熱器の温度に基づいて推定値を算出することを特徴とする。
【００１１】
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制御手段は、電気ヒータに通電しているとき、当該電気ヒータの温度の推定値と各温度センサの検出値をそれぞれ比較し、それらの差が所定範囲外となる温度センサを故障と判定する故障診断動作を実行することを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において制御手段は、電気ヒータへの通電を停止しているとき、当該電気ヒータに流入する空気の温度と各温度センサの検出値をそれぞれ比較し、それらの差が所定範囲外となる温度センサを故障と判定する故障診断動作を実行することを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明の車両用空気調和装置は、請求項４又は請求項５の発明において制御手段は、故障診断動作において、電気ヒータへの通電を停止しているとき、所定のタイミングで各温度センサの検出値のバラツキを確認し、全ての検出値が所定範囲内である場合、各温度センサは正常であるものと判定することを特徴とする。
【００１４】
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制御手段は、何れかの温度センサが故障した場合、当該温度センサ以外の温度センサの検出値と推定値が所定の正常範囲内であれば電気ヒータへの通電を継続することを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において制御手段は、車室内の左右独立空調制御を可能とされており、左右の風量比を用い、推定値を左右独立して算出することを特徴とする。
【００１６】
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手段は、何れかの温度センサが故障した場合、閾値を所定値だけ引き下げることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において制御手段は、電気ヒータへの通電を停止しているとき、各温度センサの検出値が略同じ値を示し、電気ヒータに通電しているときに何れかの温度センサの検出値が他の温度センサの検出値とは所定の差で異なる値を示す場合、電気ヒータの目詰まりと判定して当該電気ヒータへの通電を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、この空気流通路に設けられ、車室内に供給される空気を加熱する電気ヒータと、この電気ヒータの通電を制御する制御手段と、電気ヒータの温度を検出する複数の温度センサを備え、電気ヒータにより車室内に供給される空気を加熱する車両用空気調和装置において、制御手段が、複数の温度センサのうち、最も高い温度を検出している温度センサの検出値が所定の閾値を超えた場合、電気ヒータへの通電を制限し、若しくは、通電を停止する保護動作を実行すると共に、電気ヒータの消費電力から逆算される当該電気ヒータの温度の推定値を算出し、何れかの温度センサが故障した場合、当該温度センサ以外の温度センサの検出値と推定値のうち、最も高い値に基づいて保護動作を実行するようにしたので、何らかの原因で何れか一つ若しくは複数の温度センサが故障した場合にも、的確に保護動作を実行して電気ヒータの異常温度上昇を抑制し、空気流通路の破損を効果的に防止することができるようになる。
【００１９】
この場合、請求項２の発明の如く制御手段が保護動作において、検出値又は推定値が所定の第１の閾値を超えないように電気ヒータへの通電を制限する通電制限制御と、検出値又は推定値が第１の閾値より高い所定の第２の閾値を超えた場合に電気ヒータへの通電を停止する通電停止制御を実行するようにすれば、電気ヒータの急激な温度上昇をより確実に抑制し、オーバーシュートによる異常高温で空気流通路が破損する不都合を未然に回避することができるようになる。
【００２０】
また、請求項３の発明の如く冷媒を圧縮する圧縮機と、空気流通路に設けられ、冷媒を放熱させて車室内に供給される空気を加熱する放熱器と、電気ヒータより流通空気の上流側における空気流通路に設けられ、冷媒を吸熱させて車室内に供給される空気を冷却する吸熱器を有する冷媒回路を備えており、電気ヒータが補助的に使用される車両用空気調和装置である場合、制御手段が、放熱器が電気ヒータより流通空気の下流側に配置されているとき、消費電力と吸熱器の温度に基づいて推定値を算出すると共に、放熱器が電気ヒータより流通空気の上流側に配置されているとき、消費電力と放熱器の温度に基づいて推定値を算出することにより、電気ヒータに流入する空気の温度となる吸熱器や放熱器の温度を利用して、電気ヒータの温度を正確に推定することができるようになる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、上記各発明において制御手段が、電気ヒータに通電しているとき、当該電気ヒータの温度の推定値と各温度センサの検出値をそれぞれ比較し、それらの差が所定範囲外となる温度センサを故障と判定する故障診断動作を実行するので、各温度センサの検出値から当該温度センサが故障しているか否かを診断することができるようになる。
【００２２】
同様に、電気ヒータへの通電を停止しているときには、請求項５の発明の如く、当該電気ヒータに流入する空気の温度と各温度センサの検出値をそれぞれ比較し、それらの差が所定範囲外となる温度センサを故障と判定することで各温度センサの故障診断を実現することができる。この場合、電気ヒータに流入する温度は、請求項３の如く冷媒回路を有する車両用空気調和装置においては、吸熱器の温度や放熱器の温度を利用することができる。
【００２３】
また、請求項６の発明の如く制御手段が、上記故障診断動作において、電気ヒータへの通電を停止しているとき、所定のタイミングで各温度センサの検出値のバラツキを確認し、全ての検出値が所定範囲内である場合、各温度センサが正常であるものと判定するようにすれば、車両の起動時などに既に全ての温度センサが故障している場合を除き、複数の温度センサが正常であることを比較的簡単に判定することができるようになる。
【００２４】
また、請求項７の発明の如く制御手段が、何れかの温度センサが故障した場合、当該温度センサ以外の温度センサの検出値と推定値が所定の正常範囲内であれば電気ヒータへの通電を継続することで、温度センサの故障時にも車室内空調を継続して行い、快適性の低下を防ぐことができるようになる。
【００２５】
以上において、請求項８の発明の如く制御手段が、車室内の左右独立空調制御を可能とされている場合、左右の風量比を用いて推定値を左右独立して算出することで、運転席と助手席などの空調を独立して行う場合にも、上記効果を支障無く実現することが可能となる。
【００２６】
また、請求項９の発明の如く制御手段が、何れかの温度センサが故障した場合、閾値を所定値だけ引き下げることで、係る異常時にはより安全な方向に制御することができるようになる。
【００２７】
また、請求項１０の発明の如く制御手段が、電気ヒータへの通電を停止しているとき、各温度センサの検出値が略同じ値を示し、電気ヒータに通電しているときに何れかの温度センサの検出値が他の温度センサの検出値とは所定の差で異なる値を示す場合、電気ヒータの目詰まりと判定して当該電気ヒータへの通電を停止することで、電気ヒータの目詰まりも的確に判定して、目詰まりによる電気ヒータの異常温度上昇で空気流通路が破損する不都合も未然に回避することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【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（実施例１）。
【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ＨＶＡＣユニットの縦断側面図である。
【図４】図３のＨＶＡＣユニットの平断面図である。
【図５】図２のコントローラの制御動作を説明するフローチャートである。
【図６】他の実施例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（実施例２）。
【図７】図６のＨＶＡＣユニットの平断面図である。
【図８】もう一つの他の実施例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（実施例３）。
【図９】図８のＨＶＡＣユニットの平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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】
【００３０】
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）、又は、エンジンと走行用の電動モータを供用する所謂ハイブリッド自動車であって、バッテリ（何れも図示せず）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、又は、走行補助を行うものであるが、エンジンで走行する通常の自動車にも本発明の車両用空気調和装置１は適用可能である。
【００３１】
但し、本発明の車両用空気調和装置１は、バッテリ等（プラグイン可能な場合には外部電力）の電力で駆動されるものとする。即ち、この実施例の車両用空気調和装置１は、冷媒回路を構成する電動式の圧縮機をバッテリ等で駆動するヒートポンプ運転により車室内の暖房を行い、更に、除湿暖房や冷房除湿、冷房等の各運転モードを選択的に実行するものとする。
【００３２】
この実施例の車両用空気調和装置１は、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（電動圧縮機）２と、車室内空気が通気循環される硬質樹脂製のＨＶＡＣユニット１０内に構成された空気流通路３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（機械式膨張弁でもよい）から成る室内膨張弁８と、放熱器４に対して空気流通路３を流通する空気の上流側における空気流通路３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。
【００３３】
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。
【００３４】
また、逆止弁１８と室内膨張弁８の間の冷媒配管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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【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に送給し、流通させ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に対して空気流通路３を流通する空気の上流側であって吸熱器９の空気下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２８Ｌ、２８Ｒ（図１〜図４）が設けられている。更に、放熱器４の空気下流側における空気流通路３には、フット、ベント、デフの各吹出口（図１では代表して吹出口２９で示す）が形成されており、この吹出口２９には上記各吹出口から空気の吹き出しを切換制御する吹出口切換ダンパ３１Ｌ、３１Ｒ（図１、図２）が設けられている。
【００３９】
また、図１において５７は実施例の車両用空気調和装置１に設けられた電気ヒータを示している。実施例の電気ヒータ５７はＰＴＣヒータから成り、放熱器４に対して空気流通路３を流通する空気の上流側であって、エアミックスダンパ２８Ｌ、２８Ｒの空気下流側となる空気流通路３内に設けられている。
【００４０】
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及び電気ヒータ５７が設けられた空気流通路３内は図４に示すように仕切板６０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２８Ｌ、吹出口切換ダンパ３１Ｌは左用（例えば助手席用）のエアミックスダンパ、吹出口切換ダンパとされて左側の空気流通路３に設けられ、エアミックスダンパ２８Ｒ、吹出口切換ダンパ３１Ｒは右用（例えば運転席用）のエアミックスダンパ、吹出口切換ダンパとされて右側の空気流通路３に設けられ、左右同一空調制御と左右独立空調制御とを実行可能とされている。
【００４１】
即ち、空調操作部５３での設定で、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２８Ｌ及びエアミックスダンパ２８Ｒは同一の動作を行い、吹出口切換ダンパ３１Ｌ、３１Ｒも同一の動作を行う。一方、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２８Ｌ及びエアミックスダンパ２８Ｒは独立して動作し、吹出口切換ダンパ３１Ｌ、３１Ｒも独立して動作することになる。
【００４２】
次に、図２において３２はマイクロコンピュータから構成された制御手段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Ｐｃｉ（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Ｔｅ（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ディスプレイ付き空調（エアコン）操作部５３と、室外熱交換器７の温度（室外熱交換器７から出た直後の冷媒の温度、又は、室外熱交換器７自体の温度）を検出する室外熱交換器温度センサ５４と、室外熱交換器７の冷媒圧力（室外熱交換器７内、又は、室外熱交換器７から出た直後の冷媒の圧力）を検出する室外熱交換器圧力センサ５６の各出力が接続されている。
【００４３】
また、コントローラ３２の入力には、電気ヒータ５７の温度を検出する複数（実施例では４個）の電気ヒータ温度センサ６１〜６４の各出力も接続されている。この場合、電気ヒータ温度センサ６１、６３は仕切板６０で仕切られた左側の部分の電気ヒータ５７の温度を検出し、電気ヒータ温度センサ６２、６４は右側の部分の電気ヒータ５７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（図４）。
【００４４】
一方、コントローラ３２の出力には、前記圧縮機２と、室外送風機１５と、室内送風機（ブロワファン）２７と、吸込切換ダンパ２６と、エアミックスダンパ２８Ｌ、２８Ｒと、吹出口切換ダンパ３１Ｌ、３１Ｒと、室外膨張弁６、室内膨張弁８と、各電磁弁２２、１７、２１、２０と、蒸発能力制御弁１１と、電気ヒータ５７が接続されている。そして、コントローラ３２は各センサの出力と空調操作部５３にて入力された設定に基づいてこれらを制御する。
【００４５】
以上の構成で、次に実施例の車両用空気調和装置１の動作を説明する。コントローラ３２は実施例では大きく分けて暖房モードと、除湿暖房モードと、内部サイクルモードと、除湿冷房モードと、冷房モードの各運転モードを切り換えて実行する。先ず、各運転モードにおける冷媒の流れについて説明する。
【００４６】
（１）暖房モードの冷媒の流れ
コントローラ３２により、或いは、空調操作部５３へのマニュアル操作により暖房モードが選択されると、コントローラ３２は電磁弁２１を開放し、電磁弁１７、電磁弁２２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２８Ｌ、２８Ｒは室内送風機２７から吹き出された空気が電気ヒータ５７及び放熱器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。
【００４７】
放熱器４内で液化した冷媒は放熱器４を出た後、冷媒配管１３Ｅを経て室外膨張弁６に至る。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が吹出口２９から吹き出されるので、これにより車室内の暖房が行われることになる。
【００４８】
また、コントローラ３２は、この暖房モードにおいて放熱器４による暖房能力が不足すると判断した場合、電気ヒータ５７に通電して発熱させることにより、電気ヒータ５７による加熱補助を実行する。その場合は、この電気ヒータ５７で加熱され、更に放熱器４にて加熱された空気が吹出口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。
【００４９】
コントローラ３２は、実施例では後述するように放熱器圧力センサ４７（又は吐出圧力センサ４２）が検出する冷媒回路Ｒの高圧圧力に基づいて圧縮機２の回転数を制御すると共に、放熱器４の通過風量と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。
【００５０】
（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。
【００５１】
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。
【００５２】
コントローラ３２は吐出圧力センサ４２又は放熱器圧力センサ４７が検出する冷媒回路Ｒの高圧圧力に基づいて圧縮機２の回転数を制御すると共に、吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度に基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御する。
【００５３】
（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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
（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２８Ｌ、２８Ｒは室内送風機２７から吹き出された空気が電気ヒータ５７及び放熱器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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
（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２８Ｌ、２８Ｒは電気ヒータ５７及び放熱器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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
（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。
【００６６】
（７）電気ヒータ５７の保護動作
次に、電気ヒータ５７が異常温度上昇した際のコントローラ３２による保護動作について説明する。コントローラ３２は前述した如く、暖房モードにおいて放熱器４による暖房能力が不足する場合、その不足分を補完するように電気ヒータ５７への通電量を制御している。そのような通電制御のなかで、何らかの原因により電気ヒータ５７の温度が異常に上昇した場合、以下に説明する保護動作を実行する。
【００６７】
（７−１）電気ヒータ５７の通電制限制御
先ず、コントローラ３２は電気ヒータ温度センサ６１が検出する電気ヒータ５７の温度Ｔｈｔｒ１(検出値）と、電気ヒータ温度センサ６２が検出する電気ヒータ５７の温度Ｔｈｔｒ２（検出値）と、電気ヒータ温度センサ６３が検出する電気ヒータ５７の温度Ｔｈｔｒ３（検出値）と、電気ヒータ温度センサ６４が検出する電気ヒータ５７の温度Ｔｈｔｒ４（検出値）に基づき、それら温度（検出値）Ｔｈｔｒ１〜４のうち、最も高い温度Ｔｈｔｒｍａｘ（Ｔｈｔｒｍａｘ＝ＭＡＸ（Ｔｈｔｒ１、Ｔｈｔｒ２、Ｔｈｔｒ３、Ｔｈｔｒ４））が所定の第１の閾値（例えば＋９０℃）に近づいた場合、最も高い温度Ｔｈｔｒｍａｘが当該第１の閾値を超えないように電気ヒータ５７への通電量を制限する通電制限制御を実行する。これにより、電気ヒータ５７の温度上昇を抑制する。
【００６８】
（７−２）電気ヒータ５７の通電停止制御
このような通電制限制御によっても、最も高い温度Ｔｈｔｒｍａｘがなおも上昇し、第１の閾値より高い第２の閾値（例えば＋１００℃）を超えてしまった場合、コントローラ３２は電気ヒータ５７への通電を停止する通電停止制御を実行する。このような通電制限制御と通電停止制御により、電気ヒータ５７の急激な温度上昇を確実に抑制し、且つ、オーバーシュートによる異常高温で、樹脂製のＨＶＡＣユニット１０（空気流通路３）が変形し、或いは、溶損してしまう不都合を未然に回避するように構成されている。
【００６９】
（８）電気ヒータ温度センサ６１〜６４の故障診断動作
また、コントローラ３２は全ての運転モードにおいて、若しくは、少なくとも暖房モードにおいて、図５のフローチャートに示すように、電気ヒータ５７の各電気ヒータ温度センサ６１〜６４に故障が発生しているか否かを診断している。以下、このコントローラ３２の故障診断動作について図５に基づき説明する。先ず、コントローラ３２は図５のステップＳ１で、各電気ヒータ温度センサ６１〜６４の検出値から、それらが断線若しくはショートしていないか否か判断する。これら断線やショートはコントローラ３２に入力される電圧により電気的に検出可能であり、ステップＳ１で何れかの電気ヒータ温度センサ６１〜６４が断線若しくはショートしている場合（ＮＧ）、他の制御に戻ると共に、空調操作部５３でエラー表示を行って電気ヒータ５７への通電を禁止する。
【００７０】
一方、ステップＳ１で全ての電気ヒータ温度センサ６１〜６４が断線やショートしていない場合（ＯＫ）、コントローラ３２はステップＳ２で各電気ヒータ温度センサ６１〜６４が検出する温度Ｔｈｔｒ１〜Ｔｈｔｒ４（検出値）を取り込む。次に、ステップＳ３で現在電気ヒータ５７に通電（作動）しているか否か判断し、通電（作動）しているときは、ステップＳ４に進んで電気ヒータ５７の消費電力Ｑｈｔｒを検出する。次に、ステップＳ５に進んで現在左右独立空調制御を実行していないか否か判断し、現在は左右独立空調制御を実行しておらず、左右同一空調制御である場合には、ステップＳ６に進んで電気ヒータ５７の消費電力Ｑｈｔｒから下記式（１）を用いて当該電気ヒータ５７の温度の推定値Ｔｈｔｒｅｓｔを逆算する。
【００７１】
Ｔｈｔｒｅｓｔ＝（Ｑｈｔｒ×Φ）／（Ｃｐａ×Ｇａ×ＳＷ×γａＴｅ×１．１６）＋Ｔｅ    ・・・式（１）
尚、Φは電気ヒータ５７の温度効率、Ｃｐａは空気の定圧比熱、Ｔｅは吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度、Ｇａは実システム風量（ｍ3／ｈ）、ＳＷはエアミックスダンパ開度、γａＴｅは空気比重、１．１６は単位を整合させるための係数である。エアミックスダンパ開度ＳＷは、ＳＷ＝（ＴＡＯ−Ｔｅ）／（Ｔｃｉ−Ｔｅ）で示される。この場合、ＴＡＯは目標吹出温度、Ｔｃｉは放熱器温度センサ４６が検出する放熱器４の温度である。
【００７２】
この実施例では電気ヒータ５７の空気上流側には吸熱器９しか配置されていないので、吸熱器温度センサ４８が検出する温度Ｔｅは、電気ヒータ５７に流入する空気の温度に等しくなる。そして、（Ｔｈｔｒｅｓｔ−Ｔｅ）は電気ヒータ５７における昇温温度であり、上記式（１）はこの電気ヒータ５７における昇温温度（Ｔｈｔｒｅｓｔ−Ｔｅ）と消費電力Ｑｈｔｒとの関係を示す一般式であるＱｈｔｒ×Φ＝（Ｃｐａ×Ｇａ×ＳＷ×γａＴｅ×１．１６）×（Ｔｈｔｒｅｓｔ−Ｔｅ）を変形したものである。このように消費電力Ｑｈｔｒと吸熱器の温度Ｔｅに基づいて逆算することで、正確な電気ヒータ５７の温度の推定値Ｔｈｔｒｅｓｔを算出することができる（下記式（２）、式（３）の場合も同様）。
【００７３】
また、実施例では吸熱器温度センサ４８を利用して電気ヒータ５７に流入する空気の温度（Ｔｅ）を検出しており、電気ヒータ５７に流入する空気の温度を検出するための温度センサを別途設ける必要が無くなり、部品点数の削減とコストの低減が図られている。
【００７４】
このようにしてコントローラ３２はステップＳ６で電気ヒータ５７の温度の推定値Ｔｈｔｒｅｓｔを算出し、次にステップＳ７で全ての電気ヒータ温度センサ６１〜６４の温度（検出値）Ｔｈｔｒ１〜Ｔｈｔｒ４と推定値Ｔｈｔｒｅｓｔをそれぞれ比較し、それらの差分ＥｒｒＴｈｔｒ１（１〜４）を演算する。この場合、差分ＥｒｒＴｈｔｒ１（１）＝Ｔｈｔｒ１−Ｔｈｔｒｅｓｔ、差分ＥｒｒＴｈｔｒ１（２）＝Ｔｈｔｒ２−Ｔｈｔｒｅｓｔ、差分ＥｒｒＴｈｔｒ１（３）＝Ｔｈｔｒ３−Ｔｈｔｒｅｓｔ、差分ＥｒｒＴｈｔｒ１（４）＝Ｔｈｔｒ４−Ｔｈｔｒｅｓｔである。
【００７５】
次に、ステップＳ８で各電気ヒータ温度センサ６１〜６４についての各差分ＥｒｒＴｈｔｒ１（１〜４）が、所定の許容範囲内（所定値Ａ１以上、所定値Ａ２以下。但し、Ａ１＜Ａ２）に入っているか否かをそれぞれ判断する。そして、許容範囲内に入っている場合、ステップＳ９に進んで当該電気ヒータ温度センサ６１、６２、６３、若しくは、６４は正常（ＯＫ）であるものと判定し、許容範囲外となる電気ヒータ温度センサ６１、６２、６３、若しくは、６４がある場合、ステップＳ１０に進んで故障（ＮＧ）しているものと判定する。
【００７６】
一方、ステップＳ５で左右独立空調制御を行っている場合、コントローラ３２はステップＳ１１に進み、仕切板６０で仕切られる電気ヒータ５７の右側と左側のそれぞれについて、下記式（２）と式（３）を用い、電気ヒータ５７の右側の温度の推定値ＴｈｔｒｅｓｔＲと、左側の温度の推定値ＴｈｔｒｅｓｔＬをそれぞれ逆算する。
【００７７】
ＴｈｔｒｅｓｔＲ＝｛（Ｑｈｔｒ／２）×Φ｝／｛Ｃｐａ×（Ｇａ／２×ＳＷＲ）×γａＴｅ×１．１６）＋Ｔｅ    ・・・式（２）
ＴｈｔｒｅｓｔＬ＝｛（Ｑｈｔｒ／２）×Φ｝／｛Ｃｐａ×（Ｇａ／２×ＳＷＬ）×γａＴｅ×１．１６）＋Ｔｅ    ・・・式（３）
尚、ＳＷＲは右側のエアミックスダンパ２８Ｒのエアミックスダンパ開度であり、電気ヒータ５７の右側の風量比を意味する。また、ＳＷＬは左側のエアミックスダンパ２８Ｌのエアミックスダンパ開度であり、電気ヒータ５７の左側の風量比を意味する。その他のファクターは式（１）の場合と同様であるが、消費電力Ｑｈｔｒ及び実システム風量Ｇａは１／２とされる。
【００７８】
この場合も各式（２）、（３）では、消費電力Ｑｈｔｒ／２から逆算した電気ヒータ５７自体の右側及び左側の温度に、当該電気ヒータ５７に流入する空気の温度Ｔｅを加えているので、より正確な電気ヒータ５７の右側及び左側の温度の推定値ＴｈｔｒｅｓｔＲ及びＴｈｔｒｅｓｔＬを算出することができる。
【００７９】
左右独立空調制御を行っている際、コントローラ３２はこのようにステップＳ１１で電気ヒータ５７の右側の温度の推定値ＴｈｔｒｅｓｔＲと左側の温度の推定値ＴｈｔｒｅｓｔＬを算出し、次にステップＳ１２で右側の電気ヒータ温度センサ６２、６４については当該電気ヒータ温度センサ６２、６４の温度（検出値）Ｔｈｔｒ２、Ｔｈｔｒ４と右側の推定値ＴｈｔｒｅｓｔＲをそれぞれ比較し、それらの差分ＥｒｒＴｈｔｒ１Ｒ（２、４）を演算する。この場合、差分ＥｒｒＴｈｔｒ１Ｒ（２）＝Ｔｈｔｒ２−ＴｈｔｒｅｓｔＲ、差分ＥｒｒＴｈｔｒ１Ｒ（４）＝Ｔｈｔｒ４−ＴｈｔｒｅｓｔＲである。また、左側の電気ヒータ温度センサ６１、６３については当該電気ヒータ温度センサ６１、６３の温度（検出値）Ｔｈｔｒ１、Ｔｈｔｒ３と左側の推定値ＴｈｔｒｅｓｔＬをそれぞれ比較し、それらの差分ＥｒｒＴｈｔｒ１Ｌ（１、３）を演算する。この場合、差分ＥｒｒＴｈｔｒ１Ｌ（１）＝Ｔｈｔｒ１−ＴｈｔｒｅｓｔＬ、差分ＥｒｒＴｈｔｒ１Ｌ（３）＝Ｔｈｔｒ３−ＴｈｔｒｅｓｔＬである。
【００８０】
次に、ステップＳ１３で各電気ヒータ温度センサ６１〜６４についての各差分ＥｒｒＴｈｔｒ１Ｌ（１）、ＥｒｒＴｈｔｒ１Ｌ（３）、ＥｒｒＴｈｔｒ１Ｒ（２）、ＥｒｒＴｈｔｒ１Ｒ（４）が、所定の許容範囲内（所定値Ａ１以上、所定値Ａ２以下。但し、Ａ１＜Ａ２）に入っているか否かをそれぞれ判断する。そして、許容範囲内に入っている場合、ステップＳ１４に進んで当該電気ヒータ温度センサ６１、６２、６３、若しくは、６４は正常（ＯＫ）であるものと判定し、許容範囲外となる電気ヒータ温度センサ６１、６２、６３、若しくは、６４がある場合、ステップＳ１０に進んで故障（ＮＧ）しているものと判定する。
【００８１】
このように、コントローラ３２が、車室内の左右独立空調制御を行っている場合、左右の風量比ＳＷＲ、ＳＷＬを用いて推定値ＴｈｔｒｅｓｔＲ、ＴｈｔｒｅｓｔＬを左右独立して算出することで、運転席と助手席などの空調を独立して行う場合にも、支障無く電気ヒータ温度センサ６１〜６４の故障診断を実現することが可能となる。
【００８２】
他方、ステップＳ３で現在電気ヒータ５７が非通電（非作動）である場合、コントローラ３２はステップＳ１５に進んで電気ヒータ５７への通電を停止してから所定時間以上経過しているか否か判断する。これにより、電気ヒータ５７自体の発熱による影響を回避する。そして、停止から所定時間以上経過するまで待ち（未経過）、所定時間経過した場合は（経過）ステップＳ１６に進み、吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度Ｔｅを取り込み、ステップＳ１７でその検出値から吸熱器温度センサ４８が故障と判定されていないか否か判断する。
【００８３】
ステップＳ１７で吸熱器温度センサ４８が正常（ＯＫ）であれば、ステップＳ１８に進み、吸熱器温度センサ４８の検出値である温度Ｔｅと、全ての電気ヒータ温度センサ６１〜６４の温度（検出値）Ｔｈｔｒ１〜Ｔｈｔｒ４をそれぞれ比較し、それらの差分ＥｒｒＴｈｔｒ２（１〜４）を演算する。この場合、差分ＥｒｒＴｈｔｒ２（１）＝Ｔｈｔｒ１−Ｔｅ、差分ＥｒｒＴｈｔｒ２（２）＝Ｔｈｔｒ２−Ｔｅ、差分ＥｒｒＴｈｔｒ２（３）＝Ｔｈｔｒ３−Ｔｅ、差分ＥｒｒＴｈｔｒ２（４）＝Ｔｈｔｒ４−Ｔｅである。
【００８４】
次に、ステップＳ１９で各電気ヒータ温度センサ６１〜６４についての各差分ＥｒｒＴｈｔｒ２（１〜４）が、所定の許容範囲内（所定値Ｂ１以上、所定値Ｂ２以下。但し、Ｂ１＜Ｂ２）に入っているか否かをそれぞれ判断する。そして、許容範囲内に入っている場合、ステップＳ２０に進んで当該電気ヒータ温度センサ６１、６２、６３、若しくは、６４は正常（ＯＫ）であるものと判定し、許容範囲外となる電気ヒータ温度センサ６１、６２、６３、若しくは、６４がある場合、ステップＳ２１に進んで故障（ＮＧ）しているものと判定する。
【００８５】
前述したように電気ヒータ５７の空気上流側には吸熱器９しか存在しないので、吸熱器温度センサ４８が検出する温度Ｔｅは電気ヒータ５７に流入する空気の温度である。また、この場合、電気ヒータ５７の通電は停止していて発熱していないので、各電気ヒータ温度センサ６１〜６４が正常であれば、それらが検出する温度Ｔｈｔｒ１〜Ｔｈｔｒ４は、略Ｔｅとなることになる。
【００８６】
実施例では電気ヒータ５７への通電を停止しているときには、電気ヒータ５７に流入する空気の温度である温度Ｔｅと各電気ヒータ温度センサ６１〜６４の検出値である温度Ｔｈｔｒ１〜Ｔｈｔｒをそれぞれ比較し、それらの差ＥｒｒＴｈｔｒ２（１〜４）が所定範囲（Ｂ１以上、Ｂ２以下）外となる電気ヒータ温度センサを故障と判定するので、電気ヒータ５７が発熱していないときも支障無く各電気ヒータ温度センサ６１〜６４の故障を診断することができる。この場合、電気ヒータ５７に流入する空気の温度として吸熱器９の温度Ｔｅを利用できるので、別途流入空気の温度センサなどを設ける必要も無い。
【００８７】
（９）電気ヒータ温度センサ６１〜６４の故障時の電気ヒータ５７の保護動作
以上のようにコントローラ３２は電気ヒータ５７の温度を検出する全ての電気ヒータ温度センサ６１〜６４が故障しているか否かを診断しており、図５のステップＳ１０、ステップＳ２１で何れか一つ若しくは複数の電気ヒータ温度センサ６１〜６４が故障しているものと判定された場合、空調操作部５３にてエラー表示を行う。
【００８８】
また、コントローラ３２は故障判定された電気ヒータ温度センサ以外の電気ヒータ温度センサの検出値と前述した推定値Ｔｈｔｒｅｓｔの全てが所定の正常範囲内であれば、電気ヒータ５７への通電を継続するが、正常範囲外であった場合には電気ヒータ５７への通電を禁止する。
【００８９】
このように、何れかの電気ヒータ温度センサ６１〜６４が故障した場合にも、当該電気ヒータ温度センサ以外の電気ヒータ温度センサの検出値と推定値Ｔｈｔｒｅｓｔが所定の正常範囲内であれば電気ヒータ５７への通電を継続できるようにしたので、電気ヒータ温度センサ６１〜６４の故障時にも車室内空調を継続して行い、快適性の低下を防ぐことができるようになる。
【００９０】
今、故障判定された電気ヒータ温度センサ以外の電気ヒータ温度センサの検出値と前述した推定値Ｔｈｔｒｅｓｔの全てが所定の正常範囲内であるものとすると、コントローラ３２は電気ヒータ５７への通電を継続し、更に、故障判定された電気ヒータ温度センサ以外の電気ヒータ温度センサの検出値と前述した推定値Ｔｈｔｒｅｓｔのうち、最も高い値に基づいて前述した保護動作を実行する。
【００９１】
（９−１）電気ヒータ温度センサ６１〜６４の故障時の電気ヒータ５７の通電制限制御
ここで、図３、図４は例えば電気ヒータ温度センサ６１が故障と判定された場合を示している。この例の場合、コントローラ３２は電気ヒータ温度センサ６２が検出する電気ヒータ５７の温度Ｔｈｔｒ２（検出値）と、電気ヒータ温度センサ６３が検出する電気ヒータ５７の温度Ｔｈｔｒ３（検出値）と、電気ヒータ温度センサ６４が検出する電気ヒータ５７の温度Ｔｈｔｒ４（検出値）と、前述した推定値Ｔｈｔｒｅｓｔに基づき、それら温度（検出値）Ｔｈｔｒ２〜４及び推定値Ｔｈｔｒｅｓｔのうち、最も高い温度Ｔｈｔｒｍａｘ（Ｔｈｔｒｍａｘ＝ＭＡＸ（Ｔｈｔｒ２、Ｔｈｔｒ３、Ｔｈｔｒ４、Ｔｈｔｒｅｓｔ））が前述した第１の閾値（例えば＋９０℃）に近づいた場合、最も高い温度Ｔｈｔｒｍａｘが当該第１の閾値を超えないように電気ヒータ５７への通電量を制限する通電制限制御を実行する。これにより、電気ヒータ温度センサ６１の故障時にも、電気ヒータ５７の温度上昇を抑制する。
【００９２】
（９−２）電気ヒータ温度センサ６１〜６４の故障時の電気ヒータ５７の通電停止制御
また、このような通電制限制御によっても、最も高い温度Ｔｈｔｒｍａｘがなおも上昇し、第１の閾値より高い前述した第２の閾値（例えば＋１００℃）を超えてしまった場合、コントローラ３２は電気ヒータ５７への通電を停止する通電停止制御を実行する。このような通電制限制御と通電停止制御により、電気ヒータ温度センサ６１の故障時にも、電気ヒータ５７の急激な温度上昇を確実に抑制し、且つ、オーバーシュートによる異常高温で、樹脂製のＨＶＡＣユニット１０（空気流通路３）が変形し、或いは、溶損してしまう不都合を未然に回避する。
【００９３】
尚、前述した左右独立空調制御を行っている場合、コントローラ３２は温度（検出値）Ｔｈｔｒ２〜４及び推定値ＴｈｔｒｅｓｔＲ、ＴｈｔｒｅｓｔＬのうち、最も高い温度Ｔｈｔｒｍａｘ（Ｔｈｔｒｍａｘ＝ＭＡＸ（Ｔｈｔｒ２、Ｔｈｔｒ３、Ｔｈｔｒ４、ＴｈｔｒｅｓｔＲ、ＴｈｔｒｅｓｔＬ））に基づいて保護動作を実行する。これにより、左右独立空調制御においても支障無くＨＶＡＣユニット１０（空気流通路３）を保護する。
【００９４】
（９−３）閾値の低下制御
尚、コントローラ３２は何れかの電気ヒータ温度センサ６１〜６４が故障しているものと判定され、且つ、電気ヒータ５７への通電を継続する場合、前述した第１の閾値と第２の閾値を所定値（例えば５ｄｅｇ）だけ引き下げる。それにより、係る異常時にはより安全な方向に制御する。
【００９５】
以上のように、本発明では電気ヒータ５７の温度を検出する複数の電気ヒータ温度センサ６１〜６４のうち、何れかの電気ヒータ温度センサ（実施例では電気ヒータ温度センサ６１）が故障した場合、コントローラ３２が当該電気ヒータ温度センサ以外の電気ヒータ温度センサ（実施例では電気ヒータ温度センサ６２〜６４）の検出値（実施例では温度Ｔｈｔｒ２〜Ｔｈｔｒ４）と推定値Ｔｈｔｒｅｓｔのうち、最も高い値に基づいて電気ヒータ５７の保護動作を実行するようにしたので、何らかの原因で何れか一つ若しくは複数の温度センサ６１〜６４が故障した場合にも、的確に保護動作を実行して電気ヒータ５７の異常温度上昇を抑制し、ＨＶＡＣユニット１０（空気流通路３）の破損を効果的に防止することができるようになる。
【００９６】
この場合、実施例ではコントローラ３２が、電気ヒータ５７に通電しているとき、当該電気ヒータ５７の温度の推定値Ｔｈｔｒｅｓｔと各電気ヒータ温度センサ６１〜６４の検出値（温度Ｔｈｔｒ１〜Ｔｈｔｒ４）をそれぞれ比較し、それらの差（ＥｒｒＴｈｔｒ１（１〜４）など）が所定範囲外となる電気ヒータ温度センサを故障と判定する故障診断動作を実行するようにしたので、各電気ヒータ温度センサ６１の検出値から当該電気ヒータ温度センサが故障しているか否かを的確に診断することができる。
【００９７】
（１０）もう一つの故障診断動作
尚、図５のステップＳ１５以降の故障診断動作に限らず、電気ヒータ５７への通電を停止しているときに、例えば、自動車（車両）のキーをオンしたときなどの所定のタイミングで各電気ヒータ温度センサ６１〜６４が検出する温度Ｔｈｔｒ１〜Ｔｈｔｒ４のバラツキを確認し、全ての温度Ｔｈｔｒ１〜Ｔｈｔｒ４（検出値）が所定の許容範囲内である場合は、各電気ヒータ温度センサ６１〜６４は正常であるものと判定するようにしてもよい。そのようにすれば、車両の起動時などに既に全ての電気ヒータ温度センサ６１〜６４が故障している場合を除き、複数の電気ヒータ温度センサが正常であることを比較的簡単に判定することができるようになる。
【００９８】
（１１）電気ヒータ５７の目詰まり判定動作
また、電気ヒータ５７への通電を停止しているとき、各電気ヒータ温度センサ６１〜６４の検出値（温度Ｔｈｔｒ１〜Ｔｈｔｒ４）が略同じ値を示し、電気ヒータ５７に通電しているときに何れかの電気ヒータ温度センサの検出値が他の電気ヒータ温度センサの検出値とは所定の差で異なる値を示す場合、コントローラ３２は電気ヒータ５７の目詰まりと判定して通電を停止する。これにより、電気ヒータ５７の目詰まりも的確に判定して、目詰まりによる電気ヒータ５７の異常温度上昇でＨＶＡＣユニット１０（空気流通路３）が破損する不都合も未然に回避することができる。
【実施例２】
【００９９】
次に、図６及び図７は放熱器４が電気ヒータ５７に対して空気流通路３の流通空気の上流側に配置されている場合の例を示している。尚、各図中において図３及び図４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とする。このような場合、電気ヒータ５７に流入する空気の温度は放熱器温度センサ４６が検出する放熱器４の温度Ｔｃｉとなるので、前述した式（１）は下記式（４）になる。
Ｔｈｔｒｅｓｔ＝（Ｑｈｔｒ×Φ）／（Ｃｐａ×Ｇａ×ＳＷ×γａＴｅ×１．１６）＋Ｔｃｉ    ・・・式（４）
【０１００】
また、前述した式（２）と式（３）はそれぞれ下記式（５）と式（６）になる。
ＴｈｔｒｅｓｔＲ＝｛（Ｑｈｔｒ／２）×Φ｝／｛Ｃｐａ×（Ｇａ／２×ＳＷＲ）×γａＴｅ×１．１６）＋Ｔｃｉ    ・・・式（５）
ＴｈｔｒｅｓｔＬ＝｛（Ｑｈｔｒ／２）×Φ｝／｛Ｃｐａ×（Ｇａ／２×ＳＷＬ）×γａＴｅ×１．１６）＋Ｔｃｉ    ・・・式（６）
【０１０１】
また、図６、図７の例は電気ヒータ温度センサ６４が故障判定された場合を示しているが、このような場合、前述同様に最も高い温度Ｔｈｔｒｍａｘは、Ｔｈｔｒｍａｘ＝ＭＡＸ（Ｔｈｔｒ１、Ｔｈｔｒ２、Ｔｈｔｒ３、Ｔｈｔｒｅｓｔ））、Ｔｈｔｒｍａｘ＝ＭＡＸ（Ｔｈｔｒ１、Ｔｈｔｒ２、Ｔｈｔｒ３、ＴｈｔｒｅｓｔＲ、ＴｈｔｒｅｓｔＬ））で保護動作が行われることになる。
【０１０２】
このように、放熱器４が電気ヒータ５７に対して空気流通路３の流通空気の上流側に配置されている場合にも、その場合の電気ヒータ５７における昇温温度（Ｔｈｔｒｅｓｔ−Ｔｃｉ）と消費電力Ｑｈｔｒとの関係を示す一般式であるＱｈｔｒ×Φ＝（Ｃｐａ×Ｇａ×ＳＷ×γａＴｅ×１．１６）×（Ｔｈｔｒｅｓｔ−Ｔｃｉ）を変形した式（４）（式（５）、式（６）の場合も同様）を用い、消費電力Ｑｈｔｒと放熱器４の温度Ｔｃｉに基づいて正確な電気ヒータ５７の温度の推定値Ｔｈｔｒｅｓｔを算出する。
【０１０３】
尚、実施例では放熱器４の温度Ｔｃｉを検出する放熱器温度センサ４６を設けたが、それに限らず、車両用空気調和装置１の運転状態及び／又は他の各部の温度・圧力（吸熱器温度Ｔｅや放熱器圧力Ｐｃｉなど）から放熱器４の温度の推定値Ｔｈｅｓｔを算出し、この推定値Ｔｈｅｓｔを前述した式（４）〜式（６）中のＴｃｉに代えて演算するようにしてもよい。
【実施例３】
【０１０４】
次に、図８、図９は例えば電気自動車などにおいて、空気流通路３内の空気を冷却（除湿）するためにのみ冷媒回路Ｒを使用し、加熱は電気ヒータ５７だけで行う例を示している。この場合、各図に示すように空気流通路３には吸熱器９のみ配置され、その空気下流側に電気ヒータ５７が配置されることになる。
【０１０５】
この場合は空気流通路３に放熱器４は配置されないので、電気ヒータ５７に流入する空気の温度は吸熱器温度センサ４８が検出する温度Ｔｅとなる。従って、電気ヒータ５７の温度の推定値Ｔｈｔｒｅｓｔは前述した式（１）や式（２）、式（３）で算出するかたちとなる。
【０１０６】
また、図８、図９の例は電気ヒータ温度センサ６２が故障判定された場合を示しているが、このような場合、前述同様に最も高い温度Ｔｈｔｒｍａｘは、Ｔｈｔｒｍａｘ＝ＭＡＸ（Ｔｈｔｒ１、Ｔｈｔｒ３、Ｔｈｔｒ４、Ｔｈｔｒｅｓｔ））、Ｔｈｔｒｍａｘ＝ＭＡＸ（Ｔｈｔｒ１、Ｔｈｔｒ３、Ｔｈｔｒ４、ＴｈｔｒｅｓｔＲ、ＴｈｔｒｅｓｔＬ））で保護動作が行われることになる。
【０１０７】
このように、放熱器４が空気流通路３に配置されない場合にも、消費電力Ｑｈｔｒから逆算した電気ヒータ５７自体の温度に、当該電気ヒータ５７に流入する空気の温度Ｔｅを加えて電気ヒータ５７の温度の推定値Ｔｈｔｒｅｓｔを算出するので、同様により正確な電気ヒータ５７の温度の推定値Ｔｈｔｒｅｓｔを算出することができる。
【０１０８】
尚、上記各実施例では左右独立空調制御可能な場合について説明したが、空気流通路３が仕切板６０で仕切られておらず、左右独立空調制御の機能を有さない車両用空気調和装置の場合には、推定値Ｔｈｔｒｅｓｔは前述した式（１ ）や式（４）で算出することになる。
【０１０９】
尚、実施例では電動式の圧縮機２を用いて暖房モード、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冷媒回路Ｒを有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、エンジン駆動の自動車の場合には、エンジンで駆動される圧縮機を用いて冷房や除湿を行い、暖房はエンジン冷却水で行って電気ヒータ５７を補助的に使用する車両用空気調和装置にも本発明は有効である。また、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】
【０１１０】
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、６９  電磁弁
２６  吸込切換ダンパ
２７  室内送風機（ブロワファン）
２８Ｌ、２８Ｒ  エアミックスダンパ
３２  コントローラ（制御手段）
４６  放熱器温度センサ
４８  吸熱器温度センサ
５７  電気ヒータ
６０  仕切板
６１〜６４  電気ヒータ温度センサ
Ｒ  冷媒回路
【図１】
0006539116.tif 000002
【図２】
0006539116.tif 000003
【図３】
0006539116.tif 000004
【図４】
0006539116.tif 000005
【図５】
0006539116.tif 000006
【図６】
0006539116.tif 000007
【図７】
0006539116.tif 000008
【図８】
0006539116.tif 000009
【図９】
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