(57)【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、
前記車室外に設けられて冷媒を吸熱させる室外熱交換器と、
制御装置とを備え、
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減圧した後、前記室外熱交換器にて吸熱させることで前記車室内を暖房する暖房モードを実行する車両用空気調和装置において、
前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を加熱するための補助加熱装置を備え、
前記制御装置は、
前記暖房モードにおいて、要求される前記放熱器の暖房能力である要求能力ＴＧＱを算出すると共に、
前記補助加熱装置のみによる前記車室内の暖房に移行する際、前記圧縮機を停止する以前に前記補助加熱装置による暖房能力を増大させ、当該補助加熱装置による暖房能力の増大に応じて前記放熱器による暖房能力を低下させる移行時制御を実行し、
該移行時制御では、前記補助加熱装置の要求能力ＴＧＱｈｔｒを、徐々に前記要求能力ＴＧＱまで増大させ、前記補助加熱装置の要求能力ＴＧＱｈｔｒを前記要求能力ＴＧＱと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、前記暖房モードにおいて、前記車室内に吹き出される空気温度の目標値である目標吹出温度に基づいて高圧圧力の目標値を算出し、当該目標値と高圧圧力、及び、前記要求能力ＴＧＱに基づいて前記圧縮機の回転数を制御すると共に、
前記移行時制御では、前記補助加熱装置が実際に発生する暖房能力であるＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒを、前記要求能力ＴＧＱから差し引く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、
車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、
冷媒を放熱させて前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、
前記車室外に設けられて冷媒を吸熱させる室外熱交換器と、
制御装置とを備え、
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減圧した後、前記室外熱交換器にて吸熱させることで前記車室内を暖房する暖房モードを実行する車両用空気調和装置において、
前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を加熱するための補助加熱装置を備え、
前記制御装置は、
前記暖房モードにおいて、要求される前記放熱器の暖房能力である要求能力ＴＧＱを算出し、前記車室内に吹き出される空気温度の目標値である目標吹出温度に基づいて高圧圧力の目標値を算出し、当該目標値と高圧圧力、及び、前記要求能力ＴＧＱに基づいて前記圧縮機の回転数を制御すると共に、
前記補助加熱装置のみによる前記車室内の暖房に移行する際、前記圧縮機を停止する以前に前記補助加熱装置による暖房能力を増大させ、当該補助加熱装置による暖房能力の増大に応じて前記放熱器による暖房能力を低下させる移行時制御を実行し、
該移行時制御では、前記補助加熱装置の要求能力ＴＧＱｈｔｒを前記要求能力ＴＧＱとし、且つ、前記補助加熱装置が実際に発生する暖房能力であるＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒを、前記要求能力ＴＧＱから差し引くことを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記暖房モードにおいて、少なくとも前記要求能力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、前記目標値と高圧圧力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を算出すると共に、
前記移行時制御では、前記要求能力ＴＧＱから前記ＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒを差し引いた値（ＴＧＱ−Ｑｈｔｒ）に基づいて前記Ｆ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｈｆｆを算出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】
前記制御装置は、前記移行時制御において、前記補助加熱装置の熱容量に応じ、前記放熱器による暖房能力の低下を開始する以前に、前記補助加熱装置による暖房能力の増大を開始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】
前記制御装置は、前記室外熱交換器への着霜が進行したこと、又は、前記圧縮機の運転効率が低下したこと、若しくは、前記放熱器による吸熱が発生したこと、のうちの何れかの条件が成立した場合、前記移行時制御を開始することを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記移行時制御において、要求される前記放熱器の暖房能力である要求能力ＴＧＱと前記補助加熱装置が実際に発生する暖房能力であるＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒとの差（ＴＧＱ−Ｑｈｔｒ）が所定値以下に低下したこと、又は、前記放熱器が実際に発生する暖房能力であるＨＰ実能力Ｑｈｐが所定値以下に低下したこと、若しくは、前記圧縮機の目標回転数ＴＧＮＣｈが所定値以下に低下したこと、のうちの何れかの条件が成立した場合、前記圧縮機を停止することを特徴とする請求項６に記載の車両用空気調和装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記暖房モードにおいて、前記移行時制御を開始する条件が何れも成立していない場合、前記放熱器による暖房能力が不足する分を前記補助加熱装置による加熱で補完する協調制御を実行することを特徴とする請求項６又は請求項７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空気調和装置、特にハイブリッド自動車や電気自動車に好適な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、車両のバッテリより給電されて冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、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又は吸熱させる室外熱交換器を備え、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器において放熱させ、この放熱器において放熱した冷媒を室外熱交換器において吸熱させる暖房モードと、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器において放熱させ、放熱器において放熱した冷媒を吸熱器において吸熱させる除湿暖房や除湿冷房モードと、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の各モードを切り換えて実行するものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、特許文献１では空気流通路に補助加熱装置の熱媒体−空気熱交換器を配置し、暖房モードのときの要求能力に対して放熱器による暖房能力が不足する場合、バッテリより給電される電気ヒータで加熱された熱媒体を熱媒体−空気熱交換器に循環させて車室内に供給される空気を加熱し、不足分を補完するようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
ここで、例えば室外熱交換器への着霜が原因によって放熱器の暖房能力が低下した場合、圧縮機を停止して補助加熱装置単独による暖房運転に切り換える必要がある。その場合、例えば補助加熱装置による加熱を圧縮機の停止と同時に開始すると、車室内に吹き出される空気の温度が低下する方向に変動してしまう。
【０００６】
本出願の図１０は上記特許文献１の図１０に示すような装置において発生する吹出温度の変動の様子を示している。図中ＴＧＱは要求される放熱器の暖房能力であり、Ｑｈｐは放熱器が実際に発生する暖房能力であるＨＰ実能力、Ｑｈｔｒは補助加熱装置が実際に発生する暖房能力であるＨＴＲ実能力である。また、ＴＣＯは車室内に吹き出される空気温度の目標値である目標吹出温度から算出される放熱器の温度の目標値である目標放熱器温度、ＴＣＩは放熱器の温度（放熱器を経た空気の温度）、Ｔｈｔｒは補助加熱装置の温度（補助ヒータ温度）、ＮＣは圧縮機の回転数である。
【０００７】
また、図１０においてＨＰ運転で示す範囲は圧縮機を運転して放熱器で車室内を暖房している状態（補助加熱装置は停止している）、補助ヒータ単独運転で示す範囲は補助加熱装置のみにより車室内を暖房する状態をそれぞれ示しており、ＨＰ運転で示す範囲ではＱｈｐを要求能力ＴＧＱとし、補助ヒータ単独運転で示す範囲ではＱｈｔｒを要求能力ＴＧＱとするものである。
【０００８】
図１０のＨＰ運転の状態から室外熱交換器への着霜等の原因で圧縮機を停止し（ＮＣ＝０）、同時に補助加熱装置による加熱を開始した場合、図中Ｑｈｐで示すＨＰ実能力は急速に縮小していくものの、補助加熱装置の温度Ｔｈｔｒは直ぐには上昇せず、Ｑｈｔｒで示すＨＴＲ実能力も直ぐには増大しないため、放熱器を経て車室内に向かう空気の温度となる放熱器温度ＴＣＩは大きく低下してしまい、これにより搭乗者に不快感を与える結果となる。
【０００９】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、所謂ヒートポンプ方式の車両用空気調和装置において、補助加熱装置単独による暖房に切り換えるときの快適性を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の車両用空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、冷媒を放熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、車室外に設けられて冷媒を吸熱させる室外熱交換器と、制御装置とを備え、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減圧した後、室外熱交換器にて吸熱させることで車室内を暖房する暖房モードを実行するものであって、空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための補助加熱装置を備え、制御装置は、暖房モードにおいて、要求される放熱器の暖房能力である要求能力ＴＧＱを算出すると共に、補助加熱装置のみによる車室内の暖房に移行する際、圧縮機を停止する以前に補助加熱装置による暖房能力を増大させ、当該補助加熱装置による暖房能力の増大に応じて放熱器による暖房能力を低下させる移行時制御を実行し、この移行時制御では、補助加熱装置の要求能力ＴＧＱｈｔｒを、徐々に要求能力ＴＧＱまで増大させ、補助加熱装置の要求能力ＴＧＱｈｔｒを要求能力ＴＧＱとすることを特徴とする。
【００１１】
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、暖房モードにおいて、車室内に吹き出される空気温度の目標値である目標吹出温度に基づいて高圧圧力の目標値を算出し、当該目標値と高圧圧力、及び、要求能力ＴＧＱに基づいて圧縮機の回転数を制御すると共に、移行時制御では、補助加熱装置が実際に発生する暖房能力であるＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒを、要求能力ＴＧＱから差し引くことを特徴とする。
【００１２】
請求項３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、車室外に設けられて冷媒を吸熱させる室外熱交換器と、制御装置とを備え、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減圧した後、室外熱交換器にて吸熱させることで車室内を暖房する暖房モードを実行するものであって、空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための補助加熱装置を備え、制御装置は、暖房モードにおいて、要求される放熱器の暖房能力である要求能力ＴＧＱを算出し、車室内に吹き出される空気温度の目標値である目標吹出温度に基づいて高圧圧力の目標値を算出し、当該目標値と高圧圧力、及び、要求能力ＴＧＱに基づいて圧縮機の回転数を制御すると共に、補助加熱装置のみによる車室内の暖房に移行する際、圧縮機を停止する以前に補助加熱装置による暖房能力を増大させ、当該補助加熱装置による暖房能力の増大に応じて放熱器による暖房能力を低下させる移行時制御を実行し、この移行時制御では、補助加熱装置の要求能力ＴＧＱｈｔｒを要求能力ＴＧＱとし、且つ、補助加熱装置が実際に発生する暖房能力であるＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒを、要求能力ＴＧＱから差し引くことを特徴とする。
【００１３】
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装置は、暖房モードにおいて、少なくとも要求能力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、目標値と高圧圧力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を算出すると共に、移行時制御では、要求能力ＴＧＱからＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒを差し引いた値（ＴＧＱ−Ｑｈｔｒ）に基づいてＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｈｆｆを算出することを特徴とする。
【００１４】
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装置は、移行時制御において、補助加熱装置の熱容量に応じ、放熱器による暖房能力の低下を開始する以前に、補助加熱装置による暖房能力の増大を開始することを特徴とする。
【００１５】
請求項６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、室外熱交換器への着霜が進行したこと、又は、圧縮機の運転効率が低下したこと、若しくは、放熱器による吸熱が発生したこと、のうちの何れかの条件が成立した場合、移行時制御を開始することを特徴とする。
【００１６】
請求項７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、移行時制御において、要求される放熱器の暖房能力である要求能力ＴＧＱと補助加熱装置が実際に発生する暖房能力であるＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒとの差（ＴＧＱ−Ｑｈｔｒ）が所定値以下に低下したこと、又は、放熱器が実際に発生する暖房能力であるＨＰ実能力Ｑｈｐが所定値以下に低下したこと、若しくは、圧縮機の目標回転数ＴＧＮＣｈが所定値以下に低下したこと、のうちの何れかの条件が成立した場合、圧縮機を停止することを特徴とする。
【００１７】
請求項８の発明の車両用空気調和装置は、請求項６又は請求項７の発明において制御装置は、暖房モードにおいて、移行時制御を開始する条件が何れも成立していない場合、放熱器による暖房能力が不足する分を補助加熱装置による加熱で補完する協調制御を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
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、車室外に設けられて冷媒を吸熱させる室外熱交換器と、制御装置とを備え、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減圧した後、室外熱交換器にて吸熱させることで車室内を暖房する暖房モードを実行する車両用空気調和装置において、空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための補助加熱装置を備え、制御装置が、暖房モードにおいて、補助加熱装置のみによる車室内の暖房に移行する際、圧縮機を停止する以前に補助加熱装置による暖房能力を増大させ、当該補助加熱装置による暖房能力の増大に応じて放熱器による暖房能力を低下させる移行時制御を実行するようにしたので、補助加熱装置単独による暖房に移行する際に、補助加熱装置による暖房能力が増大する以前に放熱器による暖房能力が急激に減少して車室内に吹き出される空気温度が大きく下がる方向に変動してしまう不都合を防止若しくは抑制し、搭乗者の快適性を改善することができるようになる。
【００１９】
この場合、制御装置は、移行時制御では、補助加熱装置の要求能力ＴＧＱｈｔｒを、暖房モードにおいて要求される放熱器の暖房能力である要求能力ＴＧＱとするので、補助加熱装置による暖房能力を迅速に増大させることができるようになる。
【００２０】
特に、補助加熱装置の要求能力ＴＧＱｈｔｒを、徐々に要求能力ＴＧＱまで増大させるので、急激な補助加熱装置による暖房能力の増大を抑制して、車室内に吹き出される空気温度の急激な変動を一層効果的に抑制することができるようになる。
【００２１】
具体的には、請求項２発明の如く制御装置が、暖房モードにおいて、車室内に吹き出される空気温度の目標値である目標吹出温度に基づいて高圧圧力の目標値を算出し、当該目標値と高圧圧力、及び、要求能力ＴＧＱに基づいて圧縮機の回転数を制御すると共に、移行時制御では、補助加熱装置が実際に発生する暖房能力であるＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒを、要求能力ＴＧＱから差し引くことで、補助加熱装置による暖房能力の増大に応じた放熱器による暖房能力の低下を実現することができる。
【００２２】
請求項３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、車室外に設けられて冷媒を吸熱させる室外熱交換器と、制御装置とを備え、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減圧した後、室外熱交換器にて吸熱させることで車室内を暖房する暖房モードを実行する車両用空気調和装置において、空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための補助加熱装置を備え、制御装置が、暖房モードにおいて、補助加熱装置のみによる車室内の暖房に移行する際、圧縮機を停止する以前に補助加熱装置による暖房能力を増大させ、当該補助加熱装置による暖房能力の増大に応じて放熱器による暖房能力を低下させる移行時制御を実行するようにしたので、補助加熱装置単独による暖房に移行する際に、補助加熱装置による暖房能力が増大する以前に放熱器による暖房能力が急激に減少して車室内に吹き出される空気温度が大きく下がる方向に変動してしまう不都合を防止若しくは抑制し、搭乗者の快適性を改善することができるようになる。この場合、制御装置は、移行時制御では、補助加熱装置の要求能力ＴＧＱｈｔｒを、暖房モードにおいて要求される放熱器の暖房能力である要求能力ＴＧＱとするので、補助加熱装置による暖房能力を迅速に増大させることができるようになる。特に、制御装置は、暖房モードにおいて、車室内に吹き出される空気温度の目標値である目標吹出温度に基づいて高圧圧力の目標値を算出し、当該目標値と高圧圧力、及び、要求能力ＴＧＱに基づいて圧縮機の回転数を制御すると共に、移行時制御では、補助加熱装置が実際に発生する暖房能力であるＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒを、要求能力ＴＧＱから差し引くので、補助加熱装置による暖房能力の増大に応じた放熱器による暖房能力の低下を実現することができる。
【００２３】
この場合、請求項４の発明の如く、制御装置が暖房モードにおいて、少なくとも要求能力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、目標値と高圧圧力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を算出すると共に、移行時制御では、要求能力ＴＧＱからＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒを差し引いた値（ＴＧＱ−Ｑｈｔｒ）に基づいてＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｈｆｆを算出することで、補助加熱装置による暖房能力の増大に敏感に応答し、圧縮機の回転数を迅速に低下させることができるようになり、より的確且つ快適な移行時制御を実現することが可能となる。
【００２４】
また、請求項５の発明の如く制御装置が、移行時制御では補助加熱装置の熱容量に応じて、放熱器による暖房能力の低下を開始する以前に補助加熱装置による暖房能力の増大を開始するようにすれば、熱容量が大きい補助加熱装置の応答遅れにも支障無く対応することが可能となる。
【００２５】
また、請求項６の発明の如く制御装置が、室外熱交換器への着霜が進行したこと、又は、圧縮機の運転効率が低下したこと、若しくは、放熱器による吸熱が発生したこと、のうちの何れかの条件が成立した場合に上記移行時制御を開始するようにし、請求項８の発明の如くこれら移行時制御を開始する条件が何れも成立していない場合は、放熱器による暖房能力が不足する分を補助加熱装置による加熱で補完する協調制御を実行することで、放熱器と補助加熱装置が協調した暖房と補助加熱装置単独による暖房の切り換えを的確に実現することができるようになる。
【００２６】
この場合、請求項７の発明の発明の如く制御装置が移行時制御において、要求される放熱器の暖房能力である要求能力ＴＧＱと補助加熱装置が実際に発生する暖房能力であるＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒとの差（ＴＧＱ−Ｑｈｔｒ）が所定値以下に低下したこと、又は、放熱器が実際に発生する暖房能力であるＨＰ実能力Ｑｈｐが所定値以下に低下したこと、若しくは、圧縮機の目標回転数ＴＧＮＣｈが所定値以下に低下したこと、のうちの何れかの条件が成立した場合、圧縮機を停止するようにすることで、補助加熱装置単独による暖房に的確に移行することができるようになるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【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空気流通路部分の拡大図である。
【図４】図２のコントローラ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暖房モードを説明するフローチャートである。
【図６】図５の放熱器と熱媒体循環回路（補助加熱装置）による協調制御を説明するタイミングチャートである。
【図７】図５の協調制御の他の例を説明するフローチャートである。
【図８】図２のコントローラによる暖房モードにおける移行時制御を説明するタイミングチャートである。
【図９】図２のコントローラによる暖房モードにおける移行時制御の他の例を説明するタイミングチャートである。
【図１０】放熱器による暖房から補助加熱装置単独による暖房に移行する際の従来の状況を説明するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施形態について、図面に基づき詳細に説明する。
【００２９】
図１は本発明の一実施例として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である。
【００３０】
即ち、実施例の車両用空気調和装置１は、エンジン廃熱による暖房ができない電気自動車において、冷媒回路を用いたヒートポンプ運転により暖房を行い、更に、除湿暖房や除湿冷房、冷房等の各運転モードを選択的に実行するものである。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る。更には、エンジンで走行する通常の自動車にも本発明は適用可能である。
【００３１】
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、図示しない車両のバッテリより給電されて冷媒を圧縮し、昇圧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（室内熱交換器）と、暖房時に冷媒を減圧膨張させる電子膨張弁から成る室外膨張弁６（ＥＣＣＶ）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子膨張弁（機械式膨張弁でも良い）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暖房時に車室内外から冷媒に吸熱させる吸熱器９（もう一つの室内熱交換器）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。
【００３２】
尚、室外熱交換器７は車室外に設けられており、この室外熱交換器７には、車両の停止時に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。また、室外熱交換器７は冷媒下流側にヘッダー部１４（レシーバタンク）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（開閉弁）を介してヘッダー部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。このヘッダー部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。
【００３３】
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。
【００３４】
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２１（開閉弁）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２２（開閉弁）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。
【００３５】
また、吸熱器９の空気上流側における空気流通路３には、内気吸込口と外気吸込口の各吸込口（図１では代表して吸込口２５で示す）が形成されており、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。
【００３６】
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熱媒体循環回路を示している。この熱媒体循環回路２３は循環装置を構成する循環ポンプ３０と、熱媒体加熱電気ヒータ３５（ＰＴＣヒータ）と、空気流通路３の空気の流れに対して、実施例では放熱器４の空気上流側となる空気流通路３内に設けられた熱媒体−空気熱交換器４０とを備え、これらが熱媒体配管２３Ａにより順次環状に接続されている。尚、この熱媒体循環回路２３内で循環される熱媒体としては、例えば水、ＨＦＯ−１２３４ｙｆのような冷媒、クーラント等が採用される。
【００３７】
そして、循環ポンプ３０が運転され、熱媒体加熱電気ヒータ３５に通電されて発熱すると、この熱媒体加熱電気ヒータ３５により加熱された熱媒体（高温の熱媒体）が熱媒体−空気熱交換器４０に循環されるよう構成されており、これにより、空気流通路３の吸熱器９を経て放熱器４に流入する空気を加熱することになる。コントローラ３２は、後述する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と判断した場合、又は、放熱器４による暖房を停止して熱媒体循環回路２３（熱媒体−空気熱交換器４０）単独による暖房に切り換える必要があると判断した場合、熱媒体加熱電気ヒータ３５に通電して発熱させ、循環ポンプ３０を運転することにより、熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０による加熱を実行する。
【００３８】
即ち、この熱交換器循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０が所謂ヒータコアとなり、車室内の暖房を補完し、又は、放熱器４に代わって車室内を暖房する。尚、係る熱媒体循環回路２３を採用することで、搭乗者の電気的な安全性を向上させている。
【００３９】
また、熱媒体−空気熱交換器４０及び放熱器４の空気上流側における空気流通路３内には、内気や外気の放熱器４への流通度合いを調整するエアミックスダンパ２８が設けられている。更に、放熱器４の空気下流側における空気流通路３には、フット、ベント、デフの各吹出口（図１では代表して吹出口２９で示す）が形成されており、この吹出口２９には上記各吹出口から空気の吹き出しを切換制御する吹出口切換ダンパ３１が設けられている。
【００４０】
次に、図２において３２はプロセッサを有するマイクロコンピュータから構成された制御装置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Ｔａｍを検出する外気温度センサ３３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４５と、吸込口２５から空気流通路３に吸い込まれる温度を検出する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Ｐｄ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Ｐｓを検出する吸込圧力センサ４４と、放熱器４の温度ＴＣＩ（実施例では放熱器４を経て吹出口２９に向かう空気の温度）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を出た冷媒の圧力。冷媒回路Ｒの高圧圧力）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自体、又は、吸熱器９にて冷却された空気の温度）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ＶＳＰ）を検出するための車速センサ５２と、温度や運転モードの切り換えを設定するための空調操作部５３と、室外熱交換器７の温度（室外熱交換器７の冷媒の蒸発温度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の冷媒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。
【００４１】
また、コントローラ３２の入力には更に、熱媒体循環回路２３の熱媒体加熱電気ヒータ３４の温度を検出する熱媒体加熱電気ヒータ温度センサ５０と、熱媒体−空気熱交換器４０の温度（以下、補助ヒータ温度Ｔｈｔｒと称する）を検出する熱媒体−空気熱交換器温度センサ５５の各出力も接続されている。更に、コントローラ３２には車両に搭載された前記バッテリの充電量であるバッテリ残量に関する情報も入力される。
【００４２】
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、吹出口切換ダンパ３１と、室外膨張弁６、室内膨張弁８と、各電磁弁２２、１７、２１と、循環ポンプ３０と、熱媒体加熱電気ヒータ３５と、蒸発能力制御弁１１が接続されている。そして、コントローラ３２は各センサの出力と空調操作部５３にて入力された設定に基づいてこれらを制御する。
【００４３】
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。
【００４４】
（１）暖房モード
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熱媒体−空気熱交換器４０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内の空気は熱媒体−空気熱交換器４０により加熱された後（熱媒体循環回路２３が作動している場合）、放熱器４内の高温冷媒により加熱される。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。
【００４５】
放熱器４内で液化した冷媒は冷媒配管１３Ｅを経て室外膨張弁６に至り、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。熱媒体−空気熱交換器４０や放熱器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。
【００４６】
コントローラ３２は、後述する目標吹出温度ＴＡＯから算出される目標放熱器温度ＴＣＯ（放熱器４の温度の目標値）から目標放熱器圧力ＰＣＯ（放熱器４の圧力の目標値。高圧圧力の目標値）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を制御すると共に、放熱器温度センサ４６が検出する放熱器４の温度（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を制御する。前記目標放熱器温度ＴＣＯは基本的にはＴＣＯ＝ＴＡＯとされるが、制御上の所定の制限が設けられる。
【００４７】
（２）除湿暖房モード
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。
【００４８】
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。
【００４９】
コントローラ３２は目標放熱器温度ＴＣＯから算出される目標放熱器圧力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）に基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御する。
【００５０】
（３）内部サイクルモード
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を閉じる（全閉）。即ち、この内部サイクルモードは除湿暖房モードにおける室外膨張弁６の制御で当該室外膨張弁６を全閉とした状態と云えるので、内部サイクルモードは除湿暖房モードの一部と捕らえることもできる。
【００５１】
但し、室外膨張弁６が閉じられることにより、室外熱交換器７への冷媒の流入は阻止されるので、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。
【００５２】
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の消費動力に吸熱器９での吸熱量が加算された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。
【００５３】
また、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Ｔｅによるか高圧圧力ＰＣＩ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。
【００５４】
（４）除湿冷房モード
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熱媒体−空気熱交換器４０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（熱媒体循環回路２３は停止）、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。
【００５５】
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を経てヘッダー部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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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）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（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の冷媒圧力（放熱器圧力ＰＣＩ）を制御する。
【００５９】
（５）冷房モード
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室外膨張弁６の弁開度を全開とする。コントローラ３２はエアミックスダンパ２８を制御し、室内送風機２７から吹き出されて吸熱器９を通過した後の空気流通路３内の空気が、熱媒体−空気熱交換器４０及び放熱器４に通風される割合を調整する。
【００６０】
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を経てヘッダー部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。
【００６１】
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は冷却される。
【００６２】
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、除湿された空気が吹出口２９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。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（吸熱器温度Ｔｅ）に基づいて圧縮機２の回転数を制御する。そして、コントローラ３２は、外気温度や目標吹出温度に応じて上記各運転モードを選択し、切り換えていくものである。
【００６３】
（６）暖房モードでの圧縮機、及び、熱媒体循環回路の制御
次に、図３〜図９を用いて前述した暖房モードにおけるコントローラ３２の圧縮機２及び熱媒体循環回路２３の制御について説明する。
【００６４】
（６−１）高圧圧力による圧縮機の目標回転数ＴＧＮＣｈの算出
コントローラ３２は下記式（１）から目標吹出温度ＴＡＯを算出する。この目標吹出温度ＴＡＯは、吹出口２９から車室内に吹き出される空気温度の目標値である。
ＴＡＯ＝（Ｔｓｅｔ−Ｔｉｎ）×Ｋ＋Ｔｂａｌ（ｆ（Ｔｓｅｔ、ＳＵＮ、Ｔａｍ））
・・式（１）
ここで、Ｔｓｅｔは空調操作部５３で設定された車室内の設定温度、Ｔｉｎは内気温度センサ３７が検出する車室内空気の温度、Ｋは係数、Ｔｂａｌは設定温度Ｔｓｅｔや、日射センサ５１が検出する日射量ＳＵＮ、外気温度センサ３３が検出する外気温度Ｔａｍから算出されるバランス値である。そして、一般的に、この目標吹出温度ＴＡＯは外気温度Ｔａｍが低い程高く、外気温度Ｔａｍが上昇するに伴って低下する。コントローラ３２はこの目標吹出温度ＴＡＯから目標放熱器温度ＴＣＯを算出する。
【００６５】
次に、図４は暖房モード用の圧縮機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、要求される放熱器４の暖房能力である後述する要求能力ＴＧＱと、空気流通路３に流入した空気の体積風量Ｇａ（室内送風機２７のブロワ電圧ＢＬＶの目標値、又は、現在のブロワ電圧ＢＬＶから算出される）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を演算する。
【００６６】
尚、このＦ／Ｆ操作量演算部５８に入力される要求能力ＴＧＱについては後述する移行時制御において（ＴＧＱ−Ｑｈｔｒ）に置き換えられる。この置き換えは図４の切換部６３により行われる。この切換部６３にはＡＮＤゲート６４の出力が入力され、このＡＮＤゲート６４は、後述するＨＰ停止判定フラグｆＨＰｓｔｐがセット「１」であり、且つ、後述するＨＰ停止フラグｆＨＰｓｔｐＰｒｓがリセット「０」であるとき（移行時制御）、要求能力ＴＧＱから補助加熱装置が実際に発生する暖房能力であるＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒ（後述）を差し引いた値（ＴＧＱ−Ｑｈｔｒ）をＦ／Ｆ操作量演算部５８に出力し、それ以外の場合には要求能力ＴＧＱをＦ／Ｆ操作量演算部５８に出力に出力する構成とされている。
【００６７】
従って、ＨＰ停止判定フラグｆＨＰｓｔｐがセット「１」であり、且つ、後述するＨＰ停止フラグｆＨＰｓｔｐＰｒｓがリセット「０」であるとき（移行時制御）、Ｆ／Ｆ操作量演算部５８は（ＴＧＱ−Ｑｈｔｒ）と、体積風量Ｇａと、外気温度Ｔａｍと、目標放熱器温度ＴＣＯと、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を演算し、それ以外（移行時制御以外）の場合には要求能力ＴＧＱと、体積風量Ｇａと、外気温度Ｔａｍと、目標放熱器温度ＴＣＯと、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ＴＧＮＣｈのＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｈｆｆを演算することになるが、移行時制御やＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒについては後に詳述する。
【００６８】
前記目標放熱器圧力ＰＣＯは、放熱器４の出口における過冷却度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（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、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。
【００６９】
（６−２）能力演算
以下、図５、図６のフローチャートを参照しながら暖房モードにおけるコントローラ３２の具体的な制御の一例について説明する。この実施例ではコントローラ３２は、圧縮機２の回転数ＮＣをその条件下での最大回転数として圧縮機２を運転し、放熱器４による暖房能力が不足する分を熱媒体循環回路２３（熱媒体−空気熱交換器４０）による加熱で補完する。即ち、コントローラ３２は図５のステップＳ１で車両用空気調和装置１の冷媒回路Ｒから成るヒートポンプ（図５ではＨＰで示す）に故障が生じて故障判定されていないか否か判断し、故障（Ｎ）している場合にはステップＳ１４でヒートポンプ（圧縮機２）を停止する。
【００７０】
ステップＳ１で故障判定されておらず、正常の場合（Ｙ）はステップＳ２に進み、車両用空気調和装置１の運転モードは現在暖房モードか否か判断し、暖房モード以外（Ｎ）の場合は他の運転モードに移行し、暖房モード（Ｙ）であればステップＳ３に進む。このステップＳ３でコントローラ３２は、下記式（２）、式（３）、式（４）、式（５）、式（６）を用いて要求される放熱器４の暖房能力である要求能力ＴＧＱ（ｋＷ）と、放熱器４の最大暖房能力の推定値であるＨＰ最大能力推定値Ｑｍａｘ（ｋＷ）と、放熱器４と熱媒体循環回路２３（熱媒体−空気熱交換器４０を含む。以下、同じ）が実際に発生する全体の暖房能力である全体能力Ｑｔｏｔａｌ（ｋＷ）と、熱媒体循環回路２３が実際に発生する暖房能力である前述したＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒ（ｋＷ）と、放熱器４が実際に発生する暖房能力であるＨＰ実能力Ｑｈｐ（ｋＷ）を算出する。
【００７１】
ＴＧＱ＝（ＴＣＯ−Ｔｅ）×Ｃｐａ×実Ｇａ×γａＴｅ×１．１６    ・・式（２）
Ｑｍａｘ＝ｆ（Ｔａｍ、Ｇａ、ＮＣｍａｘ、Ｔｈｔｒ−Ｔｅ）        ・・式（３）
Ｑｔｏｔａｌ＝（ＴＣＩ−Ｔｅ）×Ｃｐａ×実Ｇａ×（ＳＷ／１００）×γａＴｅ
×１．１６                                      ・・式（４）
Ｑｈｔｒ＝（Ｔｈｔｒ−Ｔｅ）×Ｃｐａ×実Ｇａ×（ＳＷ／１００）×γａＴｅ
×１．１６                                      ・・式（５）
Ｑｈｐ＝（ＴＣＩ−Ｔｈｔｒ）×Ｃｐａ×実Ｇａ×（ＳＷ／１００）×γａＴｅ
×１．１６                                      ・・式（６）
【００７２】
図３には要求能力ＴＧＱと、全体能力Ｑｏｔａｌ、ＨＰ実能力Ｑｈｐ、及び、ＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒとの関係が示されている。尚、Ｔｅは吸熱器温度、Ｃｐａは空気の定圧比熱［ｋＪ／ｍ3・Ｋ］、実Ｇａは空気流通路３を流通する空気の実際の風量（実システム風量ｍ3／ｓ）、γａＴｅは空気比重、１．１６は単位を合わせるための係数、ＮＣｍａｘは圧縮機２のその条件下での最大回転数、Ｔｈｔｒは熱媒体−空気熱交換器４０の温度である補助ヒータ温度、ＴＣＩは放熱器温度、ＳＷはエアミックスダンパ２８の開度である。
【００７３】
更に、コントローラ３２は、下記式（７）、式（８）を用いて要求能力ＴＧＱとＨＰ最大能力推定値Ｑｍａｘとの差ΔＱｍａｘと、要求能力ＴＧＱと全体能力Ｑｔｏｔａｌの差ΔＱｔｏｔａｌを算出する。
ΔＱｍａｘ＝ＴＧＱ−Ｑｍａｘ                                    ・・式（７）
ΔＱｔｏｔａｌ＝ＴＧＱ−Ｑｔｏｔａｌ                            ・・式（８）
【００７４】
次に、コントローラ３２はステップＳ４で室外熱交換器７の着霜などによるヒートポンプ（圧縮機２）の停止判定（ＨＰ停止判定）を行う。このＨＰ停止判定については後に詳述するが、ヒートポンプ（圧縮機２）を停止する判定がなされた場合、コントローラ３２はＨＰ停止判定フラグｆＨＰｓｔｐをセット「１」し、停止する判定がなされていない場合には、ＨＰ停止判定フラグｆＨＰｓｔｐをリセット「０」する。
【００７５】
ここでは、ステップＳ４でヒートポンプ（圧縮機２）の停止する判定がなされていないものとすると（Ｎ、ＨＰ稼働）、この実施例でコントローラ３２は圧縮機２の回転数ＮＣをその条件下での最大回転数として圧縮機２を運転する。そして、ステップＳ５に進み、ヒートポンプ（ＨＰ）の放熱器４と熱媒体循環回路２３による協調制御を実行する（図５ではＨＰ＋補助ヒータ協調制御で示す）。
【００７６】
（６−３）放熱器と熱媒体循環回路による協調制御
実施例の協調制御は図６に示されている。コントローラ３２は図６のフローチャートのステップＳ８で実能力による判定を行う。この実能力による判定とは、実施例では圧縮機２の回転数ＮＣが最大回転数であること、冷媒回路Ｒの高圧圧力（放熱器圧力ＰＣＩ）が安定していること、ΔＱｔｏｔａｌが所定値以上であること、の全ての条件が成立した状態が所定時間（例えば、３０秒など）経過しているか否かの判定であり、今は圧縮機２の起動直後であるものとすると、コントローラ３２はステップＳ８で（Ｎ）としてステップＳ１０に進み、今度はＭＡＸ能力による判定を行う。
【００７７】
このＭＡＸ能力による判定とは、圧縮機２の起動直後から高圧圧力が安定するまで実行されるもので（ステップＳ８でＮの場合）、実施例では要求能力ＴＧＱとＨＰ最大能力推定値Ｑｍａｘとの差ΔＱｍａｘ（＝ＴＧＱ−Ｑｍａｘ）が所定値以上（要求能力ＴＧＱに対して放熱器４の最大暖房能力（推定値）が不足している状態）であるか否かの判定であり、所定値未満である状態が所定時間（例えば、３０秒など）継続している場合、即ち、放熱器４の最大暖房能力（推定値）が要求能力ＴＧＱを満足しているか、殆ど不足していない場合は（Ｎ）、ステップＳ１２に進んで熱媒体循環回路２３の熱媒体加熱電気ヒータ３５を非通電とし（ＰＴＣ停止）、熱媒体循環回路２３（補助加熱装置）の要求能力ＴＧＱｈｔｒを零（０）とする。
【００７８】
圧縮機２の起動時にステップＳ１０で要求能力ＴＧＱとＨＰ最大能力推定値Ｑｍａｘとの差ΔＱｍａｘ（＝ＴＧＱ−Ｑｍａｘ）が所定値以上（要求能力ＴＧＱに対して放熱器４の最大暖房能力（推定値）が不足している状態）である場合（Ｙ）、コントローラ３２はステップＳ１１に進み、熱媒体循環回路２３の要求能力ＴＧＱｈｔｒのＦ／Ｆ（フィードフォワード）値ＱａｆｆをΔＱｍａｘとし、Ｆ／Ｂ（フィードバック）値Ｑａｆｂを零とする。
【００７９】
次に、ステップＳ７に進み、コントローラ３２は熱媒体循環回路２３の要求能力ＴＧＱｈｔｒを演算する。このステップＳ７でコントローラ３２は、下記式（９）を用いて熱媒体循環回路２３の要求能力ＴＧＱｈｔｒを算出する。
ＴＧＱｈｔｒ＝（Ｑａｆｆ＋Ｑａｆｂ）／Φ                        ・・式（９）
尚、Φは熱媒体循環回路２３（熱媒体加熱電気ヒータ３５）の温度効率（ヒータ温度効率）である。
【００８０】
また、圧縮機２が最大回転数になった後に、ステップＳ８で要求能力ＴＧＱと全体能力Ｑｔｏｔａｌの差ΔＱｔｏｔａｌが所定値未満となり（Ｎ）、ステップＳ１０に進んで要求能力ＴＧＱとＨＰ最大能力推定値Ｑｍａｘとの差ΔＱｍａｘが所定値以上である場合も、コントローラ３２はステップＳ１１からステップＳ７に進んで上記式（９）により熱媒体循環回路２３の要求能力ＴＧＱｈｔｒを算出する。即ち、ステップＳ１１ではＱａｆｆ＝ΔＱｍａｘ、Ｑａｆｂ＝０であるので、コントローラ３２はステップＳ７で熱媒体循環回路２３の要求能力ＴＧＱｈｔｒをΔＱｍａｘ／Φとし、この要求能力ＴＧＱｈｔｒに基づいて熱媒体加熱電気ヒータ３５の通電を制御する。
【００８１】
一方、ステップＳ８で圧縮機２の回転数ＮＣが最大回転数であり、冷媒回路Ｒの高圧圧力（放熱器圧力ＰＣＩ）が安定しており、ΔＱｔｏｔａｌが所定値以上である状態が所定時間経過している場合（Ｙ）、コントローラ３２はステップＳ９に進んで熱媒体循環回路２３の要求能力ＴＧＱｈｔｒのＦ／Ｆ値ＱａｆｆをΔＱｍａｘとし、Ｆ／Ｂ値ＱａｆｂをΔＱｔｏｔａｌとし、ステップＳ７に進んで熱媒体循環回路２３の要求能力ＴＧＱｈｔｒの演算を行う。即ち、ステップＳ９ではＱａｆｆ＝ΔＱｍａｘ、Ｑａｆｂ＝Ｑｔｏｔａｌであるので、コントローラ３２はステップＳ７で熱媒体循環回路２３の要求能力ＴＧＱｈｔｒを（ΔＱｍａｘ＋ΔＱｔｏｔａｌ）／Φとし、この要求能力ＴＧＱｈｔｒに基づいて熱媒体加熱電気ヒータ３５の通電を制御する。
【００８２】
このようなヒートポンプ（冷媒回路Ｒ）の放熱器４による暖房と熱媒体循環回路２３による加熱の協調制御により、コントローラ３２は、圧縮機２の回転数ＮＣを最大回転数とした状態で、放熱器４による暖房能力が不足する分を熱媒体循環回路２３（熱媒体−空気熱交換器４０）による加熱で補完する。
【００８３】
また、コントローラ３２は前述した如くＱａｆｆ＝ΔＱｍａｘ、Ｑａｆｂ＝０として要求能力ＴＧＱｈｔｒ＝Ｑｍａｘ／ΦとするＦ／Ｆ的制御と、Ｑａｆｆ＝ΔＱｍａｘ、Ｑａｆｂ＝ΔＱｔｏｔａｌとして要求能力ＴＧＱｈｔｒ＝（Ｑｍａｘ＋Ｑｔｏｔａｌ）／ΦとするＦ／Ｂ制御を実行するが、このＦ／Ｂ的制御を行うことにより、放熱器４と熱媒体循環回路２３（熱媒体−空気熱交換器４０）が実際に発生する全体の暖房能力である全体能力Ｑｔｏｔａｌが要求能力ＴＧＱに制御される。
【００８４】
（６−４）放熱器と熱媒体循環回路によるもう一つの協調制御
次に、図７はコントローラ３２による暖房モードにおける協調制御のもう一つのフローチャートを示している。尚、この図において図６と同一符号で示すステップは同様の制御を行うものとする。この場合、ステップＳ５、ステップＳ９、ステップＳ１１からはステップＳ７ａに進み、次にステップＳ７ｂに進むことになる。
【００８５】
図７のステップＳ７ａでコントローラ３２は、各ステップＳ５、ステップＳ９、ステップＳ１１で決定された熱媒体循環回路２３の要求能力ＴＧＱｈｔｒのＦ／Ｆ値ＱａｆｆとＦ／Ｂ値Ｑａｆｂの和（Ｑａｆｆ＋Ｑａｆｂ）から、下記式（１０）を用いて補助ヒータ温度Ｔｈｔｒ（熱媒体−空気熱交換器４０の温度）の目標値である目標補助ヒータ温度ＴＨＯを逆算する。
ＴＨＯ＝（Ｑａｆｆ＋Ｑａｆｂ）／（Ｃｐａ×実Ｇａ×γａＴｅ×１．１６）＋Ｔｅ
・・式（１０）
【００８６】
次に、コントローラ３２はステップＳ７ｂで、熱媒体循環回路２３の要求能力ＴＧＱｈｔｒを演算するが、実施例ではこの場合、コントローラ３２はステップＳ７ａで逆算した目標補助ヒータ温度ＴＨＯと熱媒体−空気熱交換器温度センサ５５が検出する補助ヒータ温度Ｔｈｔｒとの偏差ｅに基づきＰＩＤ演算により熱媒体循環回路２３の要求能力ＴＧＱｈｔｒを算出し、算出された要求能力ＴＧＱｈｔｒに基づいて熱媒体加熱電気ヒータ３５の通電を制御することで、補助ヒータ温度Ｔｈｔｒが目標補助ヒータ温度ＴＨＯに追従するようにフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御する。
【００８７】
（６−５）ＨＰ停止判定
次に、図５のステップＳ４におけるＨＰ停止判定について説明する。このＨＰ停止判定では、以下に説明する三つの条件について判定が行われる。
【００８８】
（６−５−１）室外熱交換器７の着霜進行によるＨＰ停止判定
室外熱交換器７の着霜が増大すると、冷媒回路Ｒの圧縮機２を運転しても外気からの吸熱（ヒートポンプ）ができなくなると共に、運転効率も著しく低下する。そこで、実施例では、
（イ）（ＴＣＯ−ＴＣＩ）≧所定値（所定の大きい値。例えば５ｄｅｇ）、且つ、ΔＴＸＯ≧所定値（所定の大きい値。例えば１０ｄｅｇ）の状態が所定時間経過（例えば３０ｓｅｃ）したこと、又は、
（ロ）ΔＴＸＯ≧所定値（上記（イ）より小さい値。例えば５ｄｅｇ）の状態が所定時間継続（上記（イ）より長い時間。例えば６０ｍｉｎ）したこと、の何れかの条件が成立したこと、で室外熱交換器７の着霜が進行していると判定する。
【００８９】
上記（ＴＣＯ−ＴＣＩ）は目標放熱器温度ＴＣＯと放熱器温度ＴＣＩの差であり、ΔＴＸＯは無着霜時における室外熱交換器７の冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅと現在の冷媒蒸発温度ＴＸＯとの差である着霜判定値（ΔＴＸＯ＝ＴＸＯｂａｓｅ−ＴＸＯ）であって室外熱交換器７の着霜度合い（着霜率）となる。即ち、上記（イ）は放熱器温度ＴＣＩが目標放熱器温度ＴＣＯから低くなり、且つ、着霜率（ΔＴＸＯ）が拡大した状態となったとき、（ロ）は着霜率（ΔＴＸＯ）が圧程度拡大した状態が長く継続したときであり、何れも室外熱交換器７の着霜が進行したことを示している。
【００９０】
（６−５−２）ＴｓによるＨＰ停止判定
また、圧縮機２の吸込冷媒温度Ｔｓが低くなり、圧縮機２の回転数ＮＣが低くなると圧縮機２の運転効率は低下し、信頼性も低下してくる。そこで、実施例では、
（ハ）Ｔｓ≦所定値（所定の低い値。例えば−２５℃）、且つ、ＮＣ≦所定値（所定の低い値。例えば１０００ｒｐｍ）の状態が所定時間（例えば３０ｓｅｃ）経過したこと、の条件が成立したことで圧縮機２の運転効率が低下していると判定する。
【００９１】
（６−５−３）放熱器４の吸熱によるＨＰ停止判定
また、室外熱交換器７に着霜が成長すると外気との熱交換器効率が低下する関係上、外気からの吸熱量が低下するため、放熱器４が発生する暖房能力も低下する。また、外気温度が低くなったときには圧縮機２に吸い込まれる冷媒の密度が低下するため、この場合も放熱器４が発生する暖房能力は低下してくる。他方、前述した如く熱媒体循環回路２３は係る放熱器４の暖房能力の低下分を補うかたちで運転されるため、放熱器４の暖房能力が低下してくると、やがて熱媒体循環回路２３の暖房能力が放熱器４の暖房能力より大きくなる場合が発生する。
【００９２】
係る場合、特に実施例の如く放熱器４の空気上流側に熱媒体循環回路２３の熱媒体−空気熱交換器４０が配置されていると、熱媒体−空気熱交換器４０で加熱されて放熱器４に流入する空気から放熱器４が吸熱する現象が発生する。係る吸熱現象が発生すると、全体能力Ｑｔｏｔａｌは低下し、要求能力ＴＧＱを満足することができなくなって車室内を快適に暖房することができなくなると共に、放熱器４の暖房能力を発生するために圧縮機２の動力が無駄となり、余分な電力を消費してＴｏｔａｌＣＯＰが低下してしまう。そこで、実施例では、
（ニ）熱媒体循環回路２３の熱媒体加熱電気ヒータ３５が通電されており、且つ、圧縮機２の回転数ＮＣ≦所定値（所定の低い値。例えば２０００ｒｐｍ）、且つ、（Ｑｔｏｔａｌ−熱媒体循環回路２３の消費電力）≦所定値（所定の低い値。例えば２００Ｗ）又はＴｏｔａｌＣＯＰ＜所定値（例えば１）であること、の条件が成立したことで放熱器４による吸熱が発生していると判定する。
尚、ＴｏｔａｌＣＯＰ＝（Ｑｔｏｔａｌ−熱媒体循環回路２３の消費電力）／圧縮機２の消費電力、である。
【００９３】
（６−６）移行時制御
コントローラ３２は、ステップＳ４で上記（イ）〜（ニ）のうちの何れかの条件が成立した場合、ヒートポンプ（圧縮機２）を停止すると判定する。ステップＳ４でヒートポンプ（圧縮機２）を停止する判定がなされると、コントローラ３２はＨＰ停止判定フラグｆＨＰｓｔｐをセット「１」してステップＳ６に進み（Ｙ、ＨＰ停止、ｆＨＰｓｔｐ＝１）、移行時制御を開始する。
【００９４】
この移行時制御では、先ずステップＳ６で圧縮機２の停止処理終了判定（ＨＰ停止処理終了判定）を行う。このステップＳ６でのＨＰ停止処理終了判定では、ＨＰ停止フラグｆＨＰｓｔｐＰｒｓがリセット「０」のときはステップＳ１３に進み、ＨＰ停止フラグｆＨＰｓｔｐＰｒｓがセット「１」されているときは（Ｙ、ＨＰ停止処理終了）、ステップＳ１４に進んでヒートポンプ（圧縮機２）を停止する。
【００９５】
（６−６−１）圧縮機２の回転数と熱媒体循環回路２３の要求能力演算
ステップＳ６に進んだ段階ではＨＰ停止フラグｆＨＰｓｔｐＰｒｓはリセット「０」されているので（Ｎ、ＨＰ停止処理中）、コントローラ３２はステップＳ１３に進んでＨＰ停止処理演算を行う。このＨＰ停止処理演算では、コントローラ３２は先ず熱媒体循環回路２３の要求能力ＴＧＱｈｔｒをＴＧＱとする（ＴＧＱｈｔｒ＝ＴＧＱ）。また、ＨＰ停止判定フラグｆＨＰｓｔｐ＝１、且つ、ＨＰ停止フラグｆＨＰｓｔｐＰｒｓ＝０であるので、図４における切換部６３はＦ／Ｆ操作量演算部５８に入力される要求能力ＴＧＱを、（ＴＧＱ−Ｑｈｔｒ）に置き換える。
【００９６】
熱媒体循環回路２３の要求能力ＴＧＱｈｔｒが要求能力ＴＧＱとされることで、熱媒体循環回路２３（熱媒体−空気熱交換器４０）が実際に発生する暖房能力であるＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒは要求能力ＴＧＱに向けて増大していく。一方、Ｆ／Ｆ操作量演算部５８に入力される要求能力ＴＧＱが（ＴＧＱ−Ｑｈｔｒ）に置き換えられることにより、ＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒが増大する分、Ｆ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｈｆｆが減少し、圧縮機目標回転数ＴＧＮＣｈが低下するので、放熱器４が実際に発生する暖房能力であるＨＰ実能力ＱｈｐもＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒの増大に応じて低下していくことになる。
【００９７】
図８はこの移行時制御における各能力や温度と圧縮機２の回転数のタイミングチャートを示している。図中「ＨＰ運転」で示す範囲は前述した放熱器４と熱媒体循環回路２３による協調制御の範囲を示しているが、実施例では熱媒体循環回路２３は停止している（ＴＧＱｈｔｒ＝０、Ｑｈｔｒ＝０）。この状態で、図５のステップＳ４でＨＰ停止判定フラグｆＨＰｓｔｐがセット「１」されると、移行時制御が開始される。図中「ＨＰ→補助ヒータ切換え中」で示す範囲が移行時制御の範囲である。
【００９８】
この移行時制御中、前述した如く熱媒体循環回路２３の要求能力ＴＧＱｈｔｒは要求能力ＴＧＱとされるので（図中垂直に上昇する破線）、ＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒも上昇していくが、実際には熱媒体循環回路２３の熱容量が大きいので、図中「補助ヒータの応答遅れ」で示す遅延時間を置いてＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒは上昇し始める（補助ヒータ温度Ｔｈｔｒも同様）。
【００９９】
このとき、図４のＦ／Ｆ操作量演算部５８に入力される要求能力ＴＧＱは（ＴＧＱ−Ｑｈｔｒ）に置き換えられるので、この応答遅れの期間はそのままＴＧＱが維持されることになり、熱媒体循環回路２３の熱容量を考慮した予備運転と同様の効果となる。また、この応答遅れの期間の後、ＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒの増大に応じて、ＨＰ実能力Ｑｈｐが低下していくことになるので、図８に示す如く放熱器温度センサ４６が検出する放熱器温度ＴＣＩが変化せず、或いは、殆ど変化しなくなることが分かる。このとき、実施例では（ＴＧＱ−Ｑｈｔｒ）をＦ／Ｆ操作量演算部５８に入力させている。これにより、熱媒体循環回路２３による暖房能力の増大に敏感に応答し、圧縮機２の回転数ＮＣが迅速に低下していくことになるので、車室内に吹き出される吹出温度の変動は効果的に解消されることになる。
【０１００】
（６−６−２）ＨＰ完全停止判定
また、コントローラ３２は図５のステップＳ１３でＨＰ完全停止判定を行う。この場合のＨＰ回転停止判定の条件は、実施例では、
（ホ）要求される放熱器４の暖房能力である要求能力ＴＧＱと熱媒体循環回路２３が実際に発生する暖房能力であるＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒとの差（ＴＧＱ−Ｑｈｔｒ）≦所定値（所定の低い値。例えば３００Ｗ）、
（ヘ）放熱器４が実際に発生する暖房能力であるＨＰ実能力Ｑｈｐ≦所定値（所定の低い値。例えば３００Ｗ）、
（ト）圧縮機２の目標回転数ＴＧＮＣｈ≦所定値（所定の低い値。例えば８００ｒｐｍ）、のうちの何れかの条件が成立したか否かであり、これら（ホ）〜（ト）のうちの何れかの条件が成立した場合、コントローラ３２はＨＰ停止フラグｆＨＰｓｔｐＰｒｓをセット「１」する。
【０１０１】
このＨＰ停止フラグｆＨＰｓｔｐＰｒｓがセット「１」されると、コントローラ３２は移行時処理を終了し、図５のステップＳ６からはステップＳ１４に進んでヒートポンプ（圧縮機２）を停止する。これにより、以後は熱媒体循環回路２３のみによる暖房が行われることになる。図８中「補助ヒータ単独運転」で示す範囲がこの熱媒体循環回路２３単独による暖房の範囲を示している。尚、ＨＰ停止フラグｆＨＰｓｔｐＰｒｓは次回ステップＳ４でＨＰ停止判定フラグｆＨＰｓｔｐがリセット「０」されるまでセット「１」の状態が維持される。
【０１０２】
以上のように、コントローラ３２が暖房モードにおいて、熱媒体循環回路２３のみによる車室内の暖房に移行する際、圧縮機２を停止する以前に熱媒体循環回路２３による暖房能力を増大させ、当該熱媒体循環回路２３による暖房能力の増大に応じて放熱器４による暖房能力を低下させる移行時制御を実行するので、熱媒体循環回路２３単独による暖房に移行する際に、熱媒体循環回路２３による暖房能力が増大する以前に放熱器４による暖房能力が急激に減少して車室内に吹き出される空気温度が大きく下がる方向に変動してしまう不都合を防止若しくは抑制し、搭乗者の快適性を改善することができるようになる。
【０１０３】
この場合、コントローラ３２は移行時制御では、熱媒体循環回路２３の要求能力ＴＧＱｈｔｒを、暖房モードにおいて要求される放熱器４の暖房能力である要求能力ＴＧＱとするので、熱媒体循環回路２３による暖房能力を迅速に増大させることができるようになる。
【０１０４】
具体的には、コントローラ３２は暖房モードにおいて、車室内に吹き出される空気温度の目標値である目標吹出温度ＴＡＯに基づいて高圧圧力の目標値（目標放熱器圧力ＰＣＯ）を算出し、当該目標値と高圧圧力（放熱器圧力ＰＣＩ）、及び、要求能力ＴＧＱに基づいて圧縮機２の回転数ＮＣを制御すると共に、移行時制御では、熱媒体循環回路２３が実際に発生する暖房能力であるＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒを、要求能力ＴＧＱから差し引くので、熱媒体循環回路２３による暖房能力の増大に応じた放熱器４による暖房能力の低下を実現することができる。
【０１０５】
この場合、コントローラ３２は暖房モードにおいて、少なくとも要求能力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ＴＧＮＣｈのＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｈｆｆを算出し、目標値（目標放熱器圧力ＰＣＯ）と高圧圧力（放熱器圧力ＰＣＩ）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ＴＧＮＣｈ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を算出すると共に、移行時制御では、要求能力ＴＧＱからＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒを差し引いた値（ＴＧＱ−Ｑｈｔｒ）に基づいてＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｈｆｆを算出するので、熱媒体循環回路２３による暖房能力の増大に敏感に応答し、圧縮機２の回転数ＮＣを迅速に低下させることができるようになり、より的確且つ快適な移行時制御を実現することが可能となる。
【０１０６】
また、コントローラ３２は、室外熱交換器７への着霜が進行したこと、又は、圧縮機２の運転効率が低下したこと、若しくは、放熱器４による吸熱が発生したこと、のうちの何れかの条件が成立した場合に上記移行時制御を開始するようにし、これら移行時制御を開始する条件が何れも成立していない場合は、放熱器４による暖房能力が不足する分を熱媒体循環回路２３による加熱で補完する協調制御を実行するので、放熱器４と熱媒体循環回路２３が協調した暖房と熱媒体循環回路２３単独による暖房の切り換えを的確に実現することができるようになる。
【０１０７】
この場合、コントローラ３２は移行時制御において、要求される放熱器４の暖房能力である要求能力ＴＧＱと熱媒体循環回路２３が実際に発生する暖房能力であるＨＴＲ実能力Ｑｈｔｒとの差（ＴＧＱ−Ｑｈｔｒ）が所定値以下に低下したこと、又は、放熱器４が実際に発生する暖房能力であるＨＰ実能力Ｑｈｐが所定値以下に低下したこと、若しくは、圧縮機２の目標回転数ＴＧＮＣｈが所定値以下に低下したこと、のうちの何れかの条件が成立した場合、圧縮機２を停止するので、熱媒体循環回路２３単独による暖房に的確に移行することができるようになる。
【０１０８】
尚、図１の実施例では熱媒体循環回路２３で補助加熱装置を構成したが、それに限らず、ＰＴＣヒータで補助加熱装置を構成してもよい。その場合は、空気流通路３に図１の熱媒体−空気熱交換器４０の代わりにＰＴＣヒータが配置されることになる。このＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ：正温度係数）ヒータは、その特性上当該ＰＴＣヒータに流入する空気温度が低い方が性能を発揮できるため（抵抗値が高くならない）、実施例のように放熱器４よりも空気上流側に設けることが効率的である。
【０１０９】
図９は係るＰＴＣヒータを空気流通路３に配置したときの移行時制御における各能力や温度と圧縮機２の回転数のタイミングチャートを示している。ＰＴＣヒータを空気流通路３に配置した場合、前述した実施例の熱媒体循環回路２３よりも熱容量が小さいので、「補助ヒータの応答遅れ」で示す遅延時間は図８の場合よりも短くなる。それ以外は図８の場合と同様である。
【０１１０】
また、上述した実施例では移行時制御を開始すると同時に熱媒体循環回路２３（或いはＰＴＣヒータ）の要求能力ＴＧＱｈｔｒを要求能力ＴＧＱとしたが、それに限らず、図８、図９中傾斜した破線で示す如く熱媒体循環回路２３（或いはＰＴＣヒータ）の要求能力ＴＧＱｈｔｒを徐々に要求能力ＴＧＱまで増大させるようにしてもよい。具体的には、規定の上昇速度で増大させるか、ＴＧＱまで一次遅れで上昇させることになる。
【０１１１】
熱媒体循環回路２３（或いはＰＴＣヒータ）の要求能力ＴＧＱｈｔｒを、徐々に要求能力ＴＧＱまで増大させるようにすれば、急激な熱媒体循環回路２３（ＰＴＣヒータ）による暖房能力の増大を抑制して、車室内に吹き出される空気温度の急激な変動を一層効果的に抑制することができるようになる。
【０１１２】
また、熱媒体循環回路２３などの熱容量の大きい補助加熱装置の場合には、コントローラ３２により、移行時制御で補助加熱装置の熱容量に応じて、放熱器４による暖房能力の低下を開始する以前に補助加熱装置による暖房能力の増大を開始する予備運転期間を設けてもよい。それにより、実施例の如き（ＴＧＱ−Ｑｈｔｒ）に基づくＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｈｆｆの算出を行わない場合にも、熱容量が大きい補助加熱装置の応答遅れに支障無く対応することが可能となる。
【０１１３】
また、上述した実施例では図４のＦ／Ｆ操作量演算部５８に入力される要求能力ＴＧＱを、移行時制御において（ＴＧＱ−Ｑｈｔｒ）に置き換えたが、請求項４及び請求項５の発明以外の発明では、置き換えなくとも良い。即ち、置き換えない場合には、圧縮機２を停止する以前に熱媒体循環回路２３による暖房能力を増大させることで、係る熱媒体循環回路２３による暖房能力の増大に応じ、図４のＦ／Ｂ操作量演算部６０によるフィードバック演算が圧縮機２の回転数ＮＣを低下させ、放熱器４による暖房能力を低下させる方向に作用するからである。
【０１１４】
しかしながら、フィードバック演算では熱媒体循環回路２３による暖房の影響が出てから圧縮機２の回転数ＮＣを下げることになるため、結果として吹出温度が一時的に上昇してしまう場合がある。そこで、実施例の如く（ＴＧＱ−Ｑｈｔｒ）をＦ／Ｆ操作量演算部５８に入力させれば、熱媒体循環回路２３による暖房能力の増大に敏感に応答することができるようになる。これにより、圧縮機２の回転数ＮＣが迅速に低下していくことになるので、車室内に吹き出される吹出温度の変動（一時的な上昇）を効果的に解消することができる。
【０１１５】
更に、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、冷房モードの各運転モードを切り換えて実行する車両用空気調和装置１について本発明を適用したが、それに限らず、暖房モードのみ行うものにも本発明は有効である。
【０１１６】
更にまた、上記各実施例で説明した冷媒回路Ｒの構成や各数値はそれに限定されるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であることは云うまでもない。
【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
１７、２０、２１、２２  電磁弁
２３  熱媒体循環回路（補助加熱装置）
２６  吸込切換ダンパ
２７  室内送風機（ブロワファン）
２８  エアミックスダンパ
３０  循環ポンプ
３２  コントローラ（制御装置）
３５  熱媒体加熱電気ヒータ（電気ヒータ）
４０  熱媒体−空気熱交換器（補助加熱装置）
Ｒ  冷媒回路
【図１】
0006795725.tif 000002
【図２】
0006795725.tif 000003
【図３】
0006795725.tif 000004
【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】
0006795725.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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