(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器（１２０）、及び室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器（１３０）を有するヒートポンプサイクル（１００）と、
車両にて発生する廃熱を回収した流体と車室内に吹き出す空気とを熱交換して加熱するヒータコア（２１０）と、
前記室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したか否かを判定する着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）と、
前記ヒータコア（２１０）に供給される流体の温度を検出する温度検出手段（３１４）とを備え、
前記着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）により前記室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したことが判定され、かつ、前記温度検出手段（３１４）の検出温度が所定温度以上であって、車両速度が所定速度以上のときに、前記室外熱交換器（１３０）の表面に付着した霜を除去する除霜運転を行うことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記車両速度が第１所定速度以上、第２所定速度以下のときに、前記除霜運転を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器（１２０）、及び室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器（１３０）を有するヒートポンプサイクル（１００）と、
車両にて発生する廃熱を回収した流体と車室内に吹き出す空気とを熱交換して加熱するヒータコア（２１０）と、
前記室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したか否かを判定する着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）と、
前記ヒータコア（２１０）の加熱能力が所定能力以上であるか否かを判定する加熱能力判定手段（Ｓ４６０）とを備え、
前記着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）により前記室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したことが判定され、かつ、前記加熱能力判定手段（Ｓ４６０）により前記加熱能力が所定能力以上であると判定されたときに、前記室外熱交換器（１３０）の表面に付着した霜を除去する除霜運転を行うようになっており、
前記ヒータコア（２１０）による加熱度合を調節して、車室内に吹き出す空気の温度を調節する空気温度調節手段（３０５）を備え、
前記空気温度調節手段（３０５）が前記加熱度合を最大に調節しているときに、前記加熱能力判定手段（Ｓ４６０）は前記加熱能力が所定能力未満であると判定することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項４】
室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器（１２０）、及び室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器（１３０）を有するヒートポンプサイクル（１００）と、
車両にて発生する廃熱を回収した流体と車室内に吹き出す空気とを熱交換して加熱するヒータコア（２１０）と、
前記室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したか否かを判定する着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）と、
前記ヒータコア（２１０）の加熱能力が所定能力以上であるか否かを判定する加熱能力判定手段（Ｓ４６０）とを備え、
前記着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）により前記室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したことが判定され、かつ、前記加熱能力判定手段（Ｓ４６０）により前記加熱能力が所定能力以上であると判定されたときに、前記室外熱交換器（１３０）の表面に付着した霜を除去する除霜運転を行うようになっており、
車室内に吹き出す空気の目標吹出空気温度（ＴＡＯ）が所定温度以下のときに、前記加熱能力判定手段（Ｓ４６０）は前記加熱能力が所定能力以上であると判定することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項５】
室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器（１２０）、及び室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器（１３０）を有するヒートポンプサイクル（１００）と、
車両にて発生する廃熱を回収した流体と車室内に吹き出す空気とを熱交換して加熱するヒータコア（２１０）と、
前記室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したか否かを判定する着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）と、
前記ヒータコア（２１０）の加熱能力が所定能力以上であるか否かを判定する加熱能力判定手段（Ｓ４６０）とを備え、
前記着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）により前記室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したことが判定され、かつ、前記加熱能力判定手段（Ｓ４６０）により前記加熱能力が所定能力以上であると判定されたときに、前記室外熱交換器（１３０）の表面に付着した霜を除去する除霜運転を行うようになっており、
室外空気の温度が所定温度以上のときに、前記加熱能力判定手段（Ｓ４６０）は前記加熱能力が所定能力以上であると判定することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項６】
室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器（１２０）、及び室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器（１３０）を有するヒートポンプサイクル（１００）と、
車両にて発生する廃熱を回収した流体と車室内に吹き出す空気とを熱交換して加熱するヒータコア（２１０）と、
前記室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したか否かを判定する着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）と、
前記ヒータコア（２１０）の加熱能力が所定能力以上であるか否かを判定する加熱能力判定手段（Ｓ４６０）とを備え、
前記着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）により前記室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したことが判定され、かつ、前記加熱能力判定手段（Ｓ４６０）により前記加熱能力が所定能力以上であると判定されたときに、前記室外熱交換器（１３０）の表面に付着した霜を除去する除霜運転を行うようになっており、
室内空気の温度が所定温度以上のときに、前記加熱能力判定手段（Ｓ４６０）は前記加熱能力が所定能力以上であると判定することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項７】
室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器（１２０）、及び室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器（１３０）を有するヒートポンプサイクル（１００）と、
車両にて発生する廃熱を回収した流体と車室内に吹き出す空気とを熱交換して加熱するヒータコア（２１０）と、
前記室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したか否かを判定する着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）と、
前記ヒータコア（２１０）の加熱能力が所定能力以上であるか否かを判定する加熱能力判定手段（Ｓ４６０）とを備え、
前記着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）により前記室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したことが判定され、かつ、前記加熱能力判定手段（Ｓ４６０）により前記加熱能力が所定能力以上であると判定されたときに、前記室外熱交換器（１３０）の表面に付着した霜を除去する除霜運転を行うようになっており、
車両速度が所定速度以下のときに、前記加熱能力判定手段（Ｓ４６０）は前記加熱能力が所定能力以上であると判定することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項８】
エンジン（４００）および燃料電池（２００）のいずれか一方が搭載された車両の空調装置であって、
前記ヒータコア（２１０）に供給される流体は、前記エンジン（４００）および前記燃料電池（２００）のいずれか一方を冷却する冷却水であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項９】
室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器（１２０）、及び室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器（１３０）を有するヒートポンプサイクル（１００）と、
車両にて発生する廃熱を回収した流体と車室内に吹き出す空気とを熱交換して加熱するヒータコア（２１０）と、
前記室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したか否かを判定する着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）と、
前記ヒータコア（２１０）の加熱能力が所定能力以上であるか否かを判定する加熱能力判定手段（Ｓ４６０）とを備え、
前記着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）により前記室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したことが判定され、かつ、前記加熱能力判定手段（Ｓ４６０）により前記加熱能力が所定能力以上であると判定されたときに、前記室外熱交換器（１３０）の表面に付着した霜を除去する除霜運転を行うようになっており、
前記ヒータコア（２１０）に供給される流体は、前記車両に搭載されたエンジン（４００）を冷却する冷却水であり、
前記冷却水と室外空気とを熱交換するラジエータ（４１０）を備え、
前記ラジエータ（４１０）により前記冷却水が冷却されているときに、前記加熱能力判定手段（Ｓ４６０）は前記加熱能力が所定能力以上であると判定することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項１０】
室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器（１２０）、及び室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器（１３０）を有するヒートポンプサイクル（１００）と、
前記室内熱交換器（１２０）が内部に配置され、室内に吹き出す空気の通路を構成する空調ケーシング（３００）と、
前記空調ケーシング（３００）内に配置され、車両にて発生する廃熱を回収した流体と車室内に吹き出す空気とを熱交換して加熱するヒータコア（２１０）と、
前記空調ケーシング（３００）内のうち前記ヒータコア（２１０）の空気流れ上流側に設けられ、室内空気を導入する内気導入口（３０１）及び室外空気を導入する外気導入口（３０２）と、
前記両導入口（３０１、３０２）から導入される風量の割合を調節する内外気風量割合調節手段（３０３）と、
前記室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したか否かを判定する着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）とを備え、
前記着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）により前記室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したことが判定されたときに、前記室外熱交換器（１３０）の表面に付着した霜を除去する除霜運転を行うとともに、前記内外気風量割合調節手段（３０３）により前記室内空気の風量割合を大きくすることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項１１】
室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器（１２０）、及び室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器（１３０）を有するヒートポンプサイクル（１００）と、
車両にて発生する廃熱を回収した流体と車室内に吹き出す空気とを熱交換して加熱するヒータコア（２１０）と、
前記室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したか否かを判定する着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）とを備え、
前記着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）により前記室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したことが判定されたときに、前記室外熱交換器（１３０）の表面に付着した霜を除去する除霜運転を行うとともに、前記ヒータコア（２１０）の加熱能力を高くすることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項１２】
前記ヒータコア（２１０）に供給される流体を加熱可能な加熱ヒータ（６００）を備え、
前記着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）により前記室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したことが判定されたときに、前記加熱ヒータ（６００）による加熱度合を上昇させることにより前記ヒータコア（２１０）の加熱能力を高くすることを特徴とする請求項１１に記載の車両用空調装置。
【請求項１３】
前記着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）により前記室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したことが判定されたときに、前記車両にて発生する廃熱を回収した流体の流量を減少させることにより前記ヒータコア（２１０）の加熱能力を高くすることを特徴とする請求項１１に記載の車両用空調装置。
【請求項１４】
エンジン（４００）および燃料電池（２００）のいずれか一方が搭載された車両の空調装置であって、
前記ヒータコア（２１０）に供給される流体は、前記エンジン（４００）および前記燃料電池（２００）のいずれか一方を冷却する冷却水であることを特徴とする請求項１０ないし１３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項１５】
前記ヒータコア（２１０）に供給される流体は、前記車両に搭載されたエンジン（４００）を冷却する冷却水であり、
前記着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）により前記室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したことが判定されたときに、前記エンジン（４００）の回転数を高くすることにより前記ヒータコア（２１０）の加熱能力を高くすることを特徴とする請求項１１に記載の車両用空調装置。
【請求項１６】
前記ヒータコア（２１０）に供給される流体は、前記車両に搭載されたエンジン（４００）を冷却する冷却水であり、
前記冷却水と室外空気とを熱交換して前記冷却水を冷却するラジエータ（４１０）と、
前記ラジエータ（４１０）に前記室外空気を送風して前記冷却水の冷却を促進させる送風手段（４２０）とを備え、
前記着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）により前記室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したことが判定されたときに、前記送風手段（４２０）による送風を停止させることにより前記ヒータコア（２１０）の加熱能力を高くすることを特徴とする請求項１１に記載の車両用空調装置。
【請求項１７】
前記ヒータコア（２１０）に供給される流体は、前記車両に搭載された燃料電池（２００）を冷却する冷却水であり、
前記着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）により前記室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したことが判定されたときに、前記燃料電池（２００）の出力を上げることにより前記ヒータコア（２１０）の加熱能力を高くすることを特徴とする請求項１１に記載の車両用空調装置。
【請求項１８】
前記室外熱交換器（１３０）で放熱し、前記室内熱交換器（１２０）で吸熱するように前記ヒートポンプサイクル（１００）を運転させることにより前記除霜運転を行うことを特徴とする請求項１ないし１７のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項１９】
前記ヒートポンプサイクル（１００）には、前記冷媒を吸入、圧縮、吐出する圧縮機（１１０）が備えられており、
前記ヒートポンプサイクル（１００）は、前記冷媒を、前記圧縮機（１１０）の吐出側から前記室内熱交換器（１２０）を経て前記室外熱交換器（１３０）に流入させて室内を暖房する暖房運転が可能であり、
前記暖房運転のときに、前記圧縮機（１１０）の吐出側から前記室内熱交換器（１２０）に向かって流れる冷媒の一部を、前記室内熱交換器（１２０）をバイパスさせて前記室外熱交換器（１３０）に流入させることにより前記除霜運転を行うことを特徴とする請求項１ないし１７のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項２０】
前記車両にて発生する廃熱を回収した流体と前記冷媒とを熱交換して前記冷媒を加熱可能な冷媒加熱手段（５００）を備え、
前記冷媒加熱手段（５００）により前記冷媒を加熱することにより前記除霜運転を行うことを特徴とする請求項１ないし１７のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項２１】
前記室内熱交換器（１２０）は、前記ヒータコア（２１０）の空気流れ上流側に配設されていることを特徴とする請求項１ないし２０のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項２２】
前記ヒートポンプサイクル（１００）には、前記冷媒の流れを切り替える四方切換弁（１４０）が備えられており、
前記四方切換弁（１４０）の切り替え作動により、前記室外熱交換器（１３０）で放熱して前記室内熱交換器（１２０）で吸熱する冷房運転と、前記室内熱交換器（１２０）で放熱して前記室外熱交換器（１３０）で吸熱する暖房運転とを切り替えるようになっていることを特徴とする請求項１ないし２１のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項２３】
前記ヒートポンプサイクル（１００）には、前記冷媒を吸入、圧縮、吐出する圧縮機（１１０）が備えられており、
前記圧縮機（１１０）は電力により駆動する電動式であることを特徴とする請求項１ないし２２のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項２４】
前記ヒータコア（２１０）に供給される流体の温度を検出する温度検出手段（３１４）と、
前記温度検出手段（３１４）の検出温度に基づいて前記ヒータコア（２１０）による加熱度合を調節し、車室内に吹き出す空気の温度を調節する空気温度調節手段（３０５）とを備えることを特徴とする請求項１ないし２３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプサイクルと車両で発生する廃熱を利用したヒータコアとを有する車両用空調装置に関するもので、電気自動車に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
ヒートポンプサイクル（以下、ヒートポンプと略す。）にて暖房運転を行うと、周知のごとく、室外熱交換器（以下、室外器と略す。）の表面に霜が付着するが、霜が付着したままヒートポンプを運転し続けると、室外器の吸熱効率が悪化するので、一般的には特開平１０−１６６８４６号公報に記載のごとく、圧縮機から吐出した高温の冷媒を室外器に供給して室外器の表面に霜を除去する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、圧縮機から吐出した冷媒を室外器に供給している間（除霜運転中）は、暖房運転を行うことができない。
【０００４】
これに対して、特開平９−１４２１３９号公報に記載の発明では、室外器の表目に霜が付着した（着霜した）ことを感知したときには、室内熱交換器への送風量を低減する等して着霜が進行することを抑制することにより、除霜運転の開始を遅延させ、暖房運転をすることができる時間（暖房継続時間）を長くしている。
【０００５】
しかし、室外器が着霜した状態でヒートポンプを運転し続けると、ヒートポンプの効率が低下した状態でヒートポンプを運転し続けることに等しいので、ヒートポンプ（圧縮機）の消費動力が増大してしまう。
【０００６】
また、暖房継続時間が長くすることができると言えども、航続距離が長い場合には、いつかは必ず除霜運転をしなければならないので、ヒートポンプ（圧縮機）の消費動力が増大した状態で運転し続けることは必ずしも得策とは言えない。
【０００７】
これらの問題に対して、ヒートポンプに加えて、廃熱を利用したヒータコアを設けることにより、除霜運転中においても暖房を行うことができるが、電気自動車等の比較的廃熱量の少ない車両においては、除霜運転中に、十分な暖房感を得ることができないおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、除霜運転中においても、十分な暖房感を得ることができる車両用空調装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器（１２０）、及び室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器（１３０）を有するヒートポンプサイクル（１００）と、車両にて発生する廃熱を回収した流体と車室内に吹き出す空気とを熱交換するヒータコア（２１０）と、室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したか否かを判定する着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）と、ヒータコア（２１０）に供給される流体の温度を検出する温度検出手段（３１４）とを備え、着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）により着霜が判定され、かつ、温度検出手段（３１４）の検出温度が所定温度以上であって、車両速度が所定速度以上のときに、室外熱交換器（１３０）の表面に付着した霜を除去する除霜運転を行うことを特徴とする。
【００１０】
これにより、除霜運転中であっても、十分な暖房感を得ることができる。したがって、十分な暖房感を確保しつつ、除霜運転をすることができるので、ヒートポンプサイクル（１００）の消費動力が増大した状態で運転し続けることを防止でき、動力を無駄に消費してしまうことを防止できる。
【００１２】
また、請求項１に記載の発明では、車両速度が所定速度以上のときに除霜運転を行うことにより、除霜運転により融けた霜（水滴）を車両走行風により吹き飛ばすことができるので、除霜運転の終了後、再び暖房運転を実施した際に、除霜運転により融けた霜（水滴）が室外熱交換器（１３０）の表面に再氷着（再着霜）してしまうことを防止でき、除霜運転後の暖房運転時間を長くすることができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明では、車両速度が第１所定速度以上、第２所定速度以下のときに、除霜運転を行うことを特徴とする。これにより、除霜運転により融けた霜（水滴）を車両走行風により吹き飛ばしつつ、走行風により室外熱交換器（１３０）が大きく冷却されて除霜運転効率が低下してしまう（霜を溶かすに必要なヒートポンプサイクル（１００）の動力が増大してしまう）ことを防止できるので、効率よく除霜運転除を行いつつ、霜運転の終了後、再び暖房運転を実施した際に、除霜運転により融けた霜（水滴）が室外熱交換器（１３０）の表面に再氷着（再着霜）してしまうことを防止できる。
【００１４】
また、請求項３〜９に記載の発明では、ヒートポンプサイクル（１００）と、車両にて発生する廃熱を回収した流体と車室内に吹き出す空気とを熱交換するヒータコア（２１０）と、室外熱交換器（１３０）の表面に霜が付着したか否かを判定する着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）と、ヒータコア（２１０）の加熱能力が所定能力以上であるか否かを判定する加熱能力判定手段（Ｓ１８０、Ｓ４６０）とを備え、着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）により着霜が判定され、かつ、加熱能力判定手段（Ｓ１８０、Ｓ４６０）により前記加熱能力が所定能力以上であると判定されたときに、室外熱交換器（１３０）の表面に付着した霜を除去する除霜運転を行うようになっている。
これにより、除霜運転中であっても、十分な暖房感を得ることができる。したがって、十分な暖房感を確保しつつ、除霜運転をすることができるので、ヒートポンプサイクル（１００）の消費動力が増大した状態で運転し続けることを防止でき、動力を無駄に消費してしまうことを防止できる。
そして、請求項３〜７、９に記載の発明では、加熱能力判定手段による判定を下記のように行うようにしている。
具体的には、請求項３に記載の発明では、車室内に吹き出す空気の温度を調節する空気温度調節手段（３０５）が加熱度合を最大に調節しているときに、加熱能力判定手段（Ｓ４６０）は加熱能力が所定能力未満であると判定する。
【００１５】
また、車室内に吹き出す空気の目標吹出空気温度（ＴＡＯ）が低いほどヒータコア（２１０）の熱負荷が小さくなるため、請求項４に記載の発明では、目標吹出空気温度（ＴＡＯ）が所定温度以下のときに加熱能力判定手段（Ｓ４６０）は加熱能力が所定能力以上であると判定する。
【００１６】
また、室外空気の温度が高いほどヒータコア（２１０）の熱負荷が小さくなるため、請求項５に記載の発明では、室外空気の温度が所定温度以上のときに加熱能力判定手段（Ｓ４６０）は加熱能力が所定能力以上であると判定する。
【００１７】
また、室内空気の温度が高いほどヒータコア（２１０）の熱負荷が小さくなるため、請求項６に記載の発明では、室内空気の温度が所定温度以上のときに加熱能力判定手段（Ｓ４６０）は加熱能力が所定能力以上であると判定する。
【００１８】
また、車両速度が速いほど走行風による車体からの放熱量が大きくなり、ヒータコア（２１０）の熱負荷が大きくなるため、請求項７に記載の発明では、車両速度が所定速度以下のときに加熱能力判定手段（ＳＳ４６０）は加熱能力が所定能力以上であると判定する。
【００１９】
なお、請求項８に記載の発明のように、エンジン（４００）および燃料電池（２００）のいずれか一方が搭載された車両の空調装置であって、ヒータコア（２１０）に供給される流体を、エンジン（４００）および燃料電池（２００）のいずれか一方を冷却する冷却水にして好適である。
【００２０】
また、請求項９に記載の発明では、ラジエータ（４１０）により冷却水が冷却されているときに加熱能力判定手段（Ｓ４６０）は加熱能力が所定能力以上であると判定する。
【００２３】
また、請求項１０に記載の発明では、ヒートポンプサイクル（１００）と、室内熱交換器（１２０）が内部に配置され、室内に吹き出す空気の通路を構成する空調ケーシング（３００）と、空調ケーシング（３００）内に配置されるヒータコア（２１０）と、空調ケーシング（３００）内のうちヒータコア（２１０）の空気流れ上流側に設けられ、室内空気を導入する内気導入口（３０１）及び室外空気を導入する外気導入口（３０２）と、両導入口（３０１、３０２）から導入される風量の割合を調節する内外気風量割合調節手段（３０３）と、着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）とを備え、着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）により着霜が判定されたときに、室外熱交換器（１３０）の表面に付着した霜を除去する除霜運転を行うとともに、内外気風量割合調節手段（３０３）により室内空気の風量割合を大きくすることを特徴とする。
【００２４】
このように、除霜運転中には、外気に比べて温度が高い内気を導入することにより、ヒータコア（２１０）の熱負荷を小さくすることができるので、除霜運転中であっても、十分な暖房感を得ることができる。
【００２５】
また、請求項１１に記載の発明では、ヒートポンプサイクル（１００）と、ヒータコア（２１０）と、着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）とを備え、着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）により着霜が判定されたときに、室外熱交換器（１３０）の表面に付着した霜を除去する除霜運転を行うとともに、ヒータコア（２１０）の加熱能力を高くすることを特徴とする。
【００２６】
これにより、除霜運転中であっても、十分な暖房感を得ることができる。
【００２７】
また、加熱能力を高くする手段として、以下の請求項１２、１３、１５、１６、１７のいずれか１つに記載の発明のようにすることが挙げられる。すなわち、請求項１２に記載の発明のように、ヒータコア（２１０）に供給される流体を加熱可能な加熱ヒータ（６００）を備え、着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）により着霜が判定されたときに、加熱ヒータ（６００）による加熱度合を上昇させることによりヒータコア（２１０）の加熱能力を高くするようにして好適である。
【００２８】
また、ヒータコア（２１０）に供給される流体の流量が少ないほどこの流体の温度は高くなるため、請求項１３に記載の発明のように、着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）により着霜が判定されたときに、車両にて発生する廃熱を回収した流体の流量を減少させることによりヒータコア（２１０）の加熱能力を高くするようにして好適である。
【００２９】
なお、請求項１４に記載の発明のように、エンジン（４００）および燃料電池（２００）のいずれか一方が搭載された車両の空調装置であって、ヒータコア（２１０）に供給される流体を、エンジン（４００）および燃料電池（２００）のいずれか一方を冷却する冷却水にして好適である。
【００３０】
また、エンジン（４００）の回転数が高いほど冷却水温度が高くなるため、請求項１５に記載の発明のように、着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）により着霜が判定されたときに、エンジン（４００）の回転数を高くすることによりヒータコア（２１０）の加熱能力を高くするようにして好適である。
【００３１】
また、請求項１６に記載の発明のように、冷却水と室外空気とを熱交換して冷却水を冷却するラジエータ（４１０）と、ラジエータ（４１０）に室外空気を送風して冷却水の冷却を促進させる送風手段（４２０）とを備え、着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）により着霜が判定されたときに、送風手段（４２０）による送風を停止させることによりヒータコア（２１０）の加熱能力を高くするようにして好適である。
【００３２】
また、燃料電池（２００）の出力が高いほど冷却水温度が高くなるため、請求項１７に記載の発明のように、着霜判定手段（Ｓ１６０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ４２０）により着霜が判定されたときに、燃料電池（２００）の出力を上げることによりヒータコア（２１０）の加熱能力を高くするようにして好適である。
【００３３】
また、除霜運転の手段として、以下の請求項１８ないし２０のいずれか１つに記載の発明のようにすることが挙げられる。すなわち、請求項１８に記載の発明のように、室外熱交換器（１３０）で放熱し、室内熱交換器（１２０）で吸熱するようにヒートポンプサイクル（１００）を運転させることにより除霜運転を行うようにして好適である。
【００３４】
また、請求項１９に記載の発明では、ヒートポンプサイクル（１００）には、冷媒を吸入、圧縮、吐出する圧縮機（１１０）が備えられており、ヒートポンプサイクル（１００）は、冷媒を、圧縮機（１１０）の吐出側から室内熱交換器（１２０）を経て室外熱交換器（１３０）に流入させて室内を暖房する暖房運転が可能であり、暖房運転のときに、圧縮機（１１０）の吐出側から室内熱交換器（１２０）に向かって流れる冷媒の一部を、室内熱交換器（１２０）をバイパスさせて室外熱交換器（１３０）に流入させることにより除霜運転を行うことを特徴としている。
【００３５】
これにより、圧縮機（１１０）から吐出する高温のガス冷媒の一部が、室内熱交換器（１２０）をバイパスして高温のまま室外熱交換器（１３０）に流入するので、暖房運転を行いながら除霜運転を行うことができる。
【００３６】
また、請求項２０に記載の発明では、車両にて発生する廃熱を回収した流体と冷媒とを熱交換して冷媒を加熱可能な冷媒加熱手段（５００）を備え、冷媒加熱手段（５００）により冷媒を加熱することにより除霜運転を行うことを特徴とする。
【００３７】
これにより、室外熱交換器（１３０）に流入する冷媒の温度を上昇させることができるので、除霜を行うことができる。なお、この請求項２０に記載の発明は、ヒートポンプサイクル（１００）が暖房運転であっても冷房運転であっても適用させることができる。
【００３８】
また、室内熱交換器（１２０）は、請求項２１に記載の発明のごとく、ヒータコア（２１０）の空気流れ上流側に配設することが望ましい。
【００３９】
また、請求項２２に記載の発明のごとく、ヒートポンプサイクル（１００）の冷房運転と暖房運転との切り替えを四方切換弁（１４０）により行うようにすれば、冷媒回路を切り替えるための構造を簡素にすることができる。
【００４０】
また、圧縮機（１１０）は、請求項２３に記載の発明のごとく、電力により駆動する電動式にすることが望ましい。
【００４１】
また、請求項２４に記載の発明のごとく、ヒータコア（２１０）に供給される流体の温度を検出する温度検出手段（３１４）と、温度検出手段（３１４）の検出温度に基づいてヒータコア（２１０）による加熱度合を調節し、車室内に吹き出す空気の温度を調節する空気温度調節手段（３０５）とを備えるようにすることが望ましい。
【００４２】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００４３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る車両用空調装置を燃料電池（ＦＣスタック）を電源とする電気自動車に適用したものであって、図１は本実施形態に係る車両用空調装置の模式図である。
【００４４】
図１中、２点差線で囲まれた機器は、冷暖房切り換え可能なヒートポンプサイクル（以下、ヒートポンプと略す。）１００を示しており、２００は酸素と水素とを化学反応させることにより発電する燃料電池（本実施形態では、高分子電解質型燃料電池）である。
【００４５】
１１０は冷媒を吸入圧縮するインバータ制御方式の電動圧縮機（以下、圧縮機と略す。）であり、１２０は室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器（以下、室内器と略す。）であり、１３０は室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器（以下、室外器と略す。）である。
【００４６】
１４０は圧縮機１１０から吐出した冷媒を室内器１２０側に流通させる場合と室外器１３０側に流通させる場合とを切り換える四方切換弁であり、１５０は冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して気相冷媒を圧縮機１１０の吸入側に流出させるとともに、ヒートポンプ中の余剰冷媒を蓄えるアキュムレータ（気液分離タンク）である。
【００４７】
１６１は冷房運転時において室外器１３０から流出した冷媒を減圧する電気式の冷房用減圧器であり、１６２には暖房運転時において室内器１２０から流出した冷媒を減圧する電気式の暖房用減圧器であり、これら減圧器（減圧弁）の開度は、後述する電子制御装置により制御されている。
【００４８】
因みに、１７１は暖房運転時に冷媒が冷房用減圧器１６１内を流通することを防止する第１逆止弁であり、１７２は冷房運転時に冷媒が暖房用減圧器１６２内を流通することを防止する第２逆止弁である。
【００４９】
また、３００は車室内に吹き出す空気の通路を構成する空調ケーシングであり、この空調ケーシング３００の空気流れ上流側には、室内空気を導入する内気導入口３０１及び室外空気を導入する外気導入口３０２が設けられている。
【００５０】
３０３は両導入口３０１、３０２を切り換え開閉する内外気切換ドアであり、３０４は車室内に向けて空気を送風する遠心式の送風機である。
【００５１】
そして、空調ケーシング３００内のうち送風機３０４より空気流れ下流側には、ヒートポンプ１００の室内器１２０が配設され、室内器１２０の空気流れ下流側にはＦＣスタック２００で発生した廃熱を回収した冷却水（流体）により空気を加熱するヒータコア２１０が配設されている。
【００５２】
３０５はヒータコア２１０を通過する風量（冷却水により加熱された温風）とヒータコア２１０を迂回して下流側に流通する風量（冷風）との風量割合（温風と暖風との混合比）を調節することにより車室内に吹き出す空気の加熱度合を調節して、この空気の温度を調節するエアミックスドア（空気温度調節手段）である。
【００５３】
なお、エアミックスドア３０５（ヒータコア２１０）の空気流れ下流側には、車室内乗員の上半身に空調空気を吹き出すためのフェイス開口部（図示せず。）と、車室内乗員の足元に空気を吹き出すためのフット開口部（図示せず。）と、フロントガラス（図示せず。）の内面に向かって空気を吹き出すためのデフロスタ開口部（図示せず。）とが形成されており、これら開口部の空気上流側部位それぞれには、各開口部を開閉する吹出モード切換ドア（図示せず。）が配設されている。
【００５４】
そして、吹出モード切換ドア、エアミックスドア３０５、及び内外気切換ドア３０３はサーボモータ（駆動手段）Ｍ１〜Ｍ３により駆動されており、これらサーボーモータＭ１〜Ｍ３及び送風機３０４の電動モータＭ４は、図２に示すように、電子制御装置（ＥＣＵ）３１０により制御されている。
【００５５】
また、ＥＣＵ３１０には、圧縮機１１０から吐出される冷媒の圧力を検出する吐出圧センサ（吐出圧検出手段）３１１、室内器１２０から流出する冷媒の温度を検出する室内器出口冷媒温度センサ（室内器出口冷媒温度検出手段）３１２、室外器１３０から流出する冷媒の温度を検出する室外器出口冷媒温度センサ（室外器出口冷媒温度検出手段）３１３、ヒータコア２１０に供給される冷却水（温水）の温度を検出する水温センサ（温度検手段）３１４、圧縮機１１０から吐出される冷媒の温度を検出する吐出冷媒温度センサ（吐出冷媒温度検出手段）３１５、室外空気の温度を検出する外気温度センサ（外気温度検出手段）３１６、室内器１２０を通過した直後の空気の温度（室内器１２０の温度）を検出する室内器後温度センサ（室内器温度検出手段）３１７、室内空気の温度を検出する内気気温度センサ（内気温度検出手段）３１８、及び車室内に注がれる日射量を検出する日射センサ（日射量検出手段）３１９の検出値、並びに乗員が希望する室内温度を設定入力する温度コントロールパネル３２０に入力された設定値が入力されている。
【００５６】
そして、ＥＣＵ３１０は、センサ３１１〜３１９の検出値及び温度コントロールパネルの設定温度Ｔｓｅｔに基づいて予め設定されたプログラムに従って吹出モード切換ドア（Ｍ１）、エアミックスドア３０５（Ｍ２）、内外気切換ドア３０３（Ｍ３）、送風機３０４（Ｍ４）、減圧器１６１、１６２、切換弁１４０、及び圧縮機１１０を制御している。
【００５７】
次に、本実施形態の作動を述べる。
【００５８】
１．冷房運転
冷房運転スイッチ（図示せず。）が投入されると、図３に示すように、エアミックスドア３０５にてヒータコア２１０のコア面を塞ぐことにより、室内器１２０を通過した空気（冷風）の全てをヒータコア２１０を迂回させて流通させるとともに、圧縮機１１０から吐出した冷媒が室外器１３０側に流通させる。
【００５９】
これにより、冷媒は、圧縮機１１０→室外器１３０→冷房用減圧器１６１→室内器１２０→アキュムレータ１５０→圧縮機１１０の順にヒートポンプ１００内を循環するので、室内器１２０にて冷媒が室内に吹き出す空気から熱を奪って蒸発し、室外器１３０にて外気にて冷却されて凝縮する。
【００６０】
一方、空調ケーシング３００内では、室内器１２０にて冷却された空気がヒータコア２１０を迂回して流通するので、車室内に冷風が供給される。このとき、車室内に吹き出す空気の温度は、圧縮機１１０の作動（例えば回転数）を制御することにより行われており、具体的には以下のように行う。
【００６１】
先ず、設定温度Ｔｓｅｔ、内気温度（内気気温度センサ３１８の検出温度）Ｔｒ、外気温度（外気温度センサ３１６の検出温度）Ｔａｍ、及び車室内に注がれる日射量（日射センサ３１９の検出値）Ｔｓから、以下の数式１に基づいて目標とする車室内に吹き出す空気の温度（目標吹出空気温度ＴＡＯ）、すなわち、目標とする室内器１２０を通過した直後の空気の温度（目標室内器通過後温度ＴＥＯ）を算出する。
【００６２】
【数１】
ＴＥＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ
但し、Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓ：制御ゲイン
Ｃ：補正定数
次に、室内器１２０を通過した直後の空気の温度（室内器後温度センサ３１７の検出温度）ＴｅがＴＥＯとなるように圧縮機１１０の回転数をインバータ制御する。
【００６３】
２．暖房運転
図４は暖房運転時にけるＥＣＵ３１０の制御フローを示すフローチャートであり、以下、図４に示すフローチャートに基づいて暖房運転時の作動を述べる。
【００６４】
暖房運転スイッチ（図示せず。）が投入されると、各センサ３１１〜３１９の検出信号が読み込まれ（Ｓ１００）、その読み込まれた検出値から、下記の数式２に基づいてＴＡＯ、すなわち、目標とするヒータコア２１０を通過した直後の空気の温度（目標温水温度ＴＷＯ）を算出する（Ｓ１１０）。
【００６５】
【数２】
ＴＷＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ
但し、Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓ：制御ゲイン
Ｃ：補正定数
なお、数式１と数式２は同じであるが、冷房運転時と暖房運転時とでは、Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓ、Ｃの値が相違する。
【００６６】
次に、ヒータコア２１０に供給される温水の温度（水温センサ３１４の検出温度）ＴｗとＴＷＯとを比較し（Ｓ１２０）、ＴｗがＴＷＯ以上であるときには、ＦＣスタック２００からの廃熱量により車室内を十分に暖房することができるものと見なして、エアミックスドア３０５の開度ＳＷを決定し、エアミックスドア３０５により温風と冷風との風量割合を制御することにより車室内に吹き出す空気の温度を調節する（Ｓ１３０）。
【００６７】
一方、目標温水温度ＴＷＯが温水温度Ｔｗより大きいときには、ＦＣスタック２００からの廃熱量により車室内を十分に暖房することができない（廃熱量が不足している）ものと見なして、目標温水ＴＷＯと温水Ｔｗとの温度差からヒータコア２１０の暖房補助を行うに必要な暖房能力を算出して（Ｓ１４０）、室内器１２０を通過した直後の空気の温度（室内器後温度センサ３１７の検出温度）Ｔｅが、Ｓ１４０にて算出した暖房能力（必要補助暖房能力）に対応する温度となるように圧縮機１１０の回転数をインバータ制御する（Ｓ１５０）。
【００６８】
なお、このとき、冷媒を圧縮機１１０→室内器１２０→暖房用減圧器１６２→室外器１３０→アキュムレータ１５０→圧縮機１１０の順にヒートポンプ１００内を循環させることにより、冷媒は室外器１３０にて外気から熱を奪って蒸発し、室内器１２０にて室内に吹き出す空気中に熱を放熱して凝縮する。
【００６９】
また、エアミックスドア３０５は、図５に示すように、室内器１２０を通過した空気の全量がヒータコア２１０を迂回することなくヒータコア２１０を通過するように開く。
【００７０】
次に、外気温Ｔａｍ及び室外器１３０から流出する冷媒の温度（室外器出口冷媒温度センサ３１３の検出温度）Ｔｈｏ等に基づいて、室外器１３０の表面に霜が付着した（着霜した）か否かを判定し（Ｓ１６０（着霜判定手段））、着霜していないものと判定されたときには、圧縮機１１０を稼働し続ける。
【００７１】
一方、Ｓ１６０にて着霜したものと判定されたときには、温水温度Ｔｗを読み込み（Ｓ１７０）、目標温水温度ＴＷＯとＳ１７０で読み込んだ温水温度Ｔｗとの差が所定温度差Ｃ３より大きいか否かを判定する（Ｓ１８０（加熱能力判定手段））。
【００７２】
なお、本実施形態では、外気温Ｔａｍと室外器出口冷媒温度Ｔｈｏとの温度差ΔＴ（＝Ｔａｍ−Ｔｈｏ）が所定温度差Ｃ２（本実施形態では、１８℃）より大きく、かつ、温度差ΔＴが所定温度差Ｃ２より大きい状態が所定時間Ｔ１以上継続したときに着霜したものと判定する。
【００７３】
そして、目標温水温度ＴＷＯと温水温度Ｔｗとの差が所定温度差Ｃ３より大きいとき、すなわち、温水温度Ｔｗが設定温度Ｔｓｅｔ等によって決定される所定温度Ｔｆより小さいときには、ＦＣスタック２００から供給される温水では、暖房を維持することができないものと見なして圧縮機１１０を稼働し続け、一方、目標温水温度ＴＷＯと温水温度Ｔｗとの差が所定温度差Ｃ３以下であるとき、すなわち、温水温度Ｔｗが設定温度Ｔｓｅｔ等によって決定される所定温度Ｔｆ以上であるときには、ＦＣスタック２００から供給される温水により暖房を維持することができるものと見なして除霜運転を行う（Ｓ１９０）。
【００７４】
なお、除霜運転は、冷房運転時と同様に圧縮機１１０から吐出した冷媒を、室外器１３０→冷房用減圧器１６１→室内器１２０→アキュムレータ１５０→圧縮機１１０の順に循環させることにより行う。
【００７５】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
【００７６】
本実施形態によれば、室外器１３０の表面に霜が付着したことが判定され、かつ、ヒータコア２１０に供給される温水の温度が所定温度以上のときに、室外器１３０の除霜を行うので、除霜運転中であっても、十分な暖房感を得ることができる。
【００７７】
延いては、十分な暖房感を確保しつつ、除霜運転をすることができるので、ヒートポンプ１００（圧縮機１１０）の消費動力が増大した状態で運転し続けることを防止でき、電力（動力）を無駄に消費してしまうことを防止できる。
【００７８】
また、ＦＣスタック２００から車室内を暖房するに十分な廃熱量が得られるときには、ヒートポンプ１００（圧縮機１１０）を稼働させることなく、ヒータコア２１０のみにて暖房を行うので、車両電源を有効に使用することができる。
【００７９】
（第２実施形態）
第１実施形態では、室外器１３０の表面に霜が付着したことが判定され、かつ、ヒータコア２１０に供給される温水の温度が所定温度以上のときに除霜運転を実施したが、本実施形態は、室外器１３０の表面に霜が付着したことが判定され、かつ、ヒータコア２１０に供給される温水の温度が所定温度以上であって、車両速度が所定速度（本実施形態では、１１ｋｍ／ｈ）以上のときに除霜運転を実施するものである。
【００８０】
これにより、除霜運転により融けた霜（水滴）を車両走行風により吹き飛ばすことができるので、除霜運転の終了後、再び暖房運転を実施した際に、除霜運転により融けた霜（水滴）が室外器１３０の表面に再氷着（再着霜）してしまうことを防止でき、除霜運転後の暖房運転時間を長くすることができる。
【００８１】
なお、図６は本実施形態に係る空調装置の暖房運転時の制御フローチャートであり、以下、その概略を説明する。
【００８２】
暖房運転スイッチが投入されると、各センサ３１１〜３１９の検出信号が読み込まれ（Ｓ２００）、その読み込まれた検出値からに、上記の数式２に基づいてＴＡＯ（目標温水温度ＴＷＯ）を算出する（Ｓ２１０）。
【００８３】
次に、ヒータコア２１０に供給される温水の温度（水温センサ３１４の検出温度）ＴｗとＴＷＯとを比較し（Ｓ２２０）、ＴｗがＴＷＯ以上であるときには、ＦＣスタック２００からの廃熱量により車室内を十分に暖房することができるものと見なして、エアミックスドア３０５の開度ＳＷを決定し、エアミックスドア３０５により温風と冷風との風量割合を制御することにより車室内に吹き出す空気の温度を調節する（Ｓ２３０）。
【００８４】
一方、目標温水温度ＴＷＯが温水温度Ｔｗより大きいときには、ＦＣスタック２００からの廃熱量により車室内を十分に暖房することができないものと見なして、目標温水ＴＷＯと温水Ｔｗとの温度差からヒータコア２１０の暖房補助を行うに必要な暖房能力を算出して（Ｓ２４０）、室内器後温度センサ３１７の検出温度Ｔｅが、Ｓ２４０にて算出した暖房能力（必要補助暖房能力）に対応する温度となるように圧縮機１１０の回転数をインバータ制御する（Ｓ２５０）。
【００８５】
なお、このとき、冷媒を圧縮機１１０→室内器１２０→暖房用減圧器１６２→室外器１３０→アキュムレータ１５０→圧縮機１１０の順にヒートポンプ１００内を循環させることにより、冷媒は室外器１３０にて外気から熱を奪って蒸発し、室内器１２０にて室内に吹き出す空気中に熱を放熱して凝縮する。また、エアミックスドア３０５は、室内器１２０を通過した空気の全量がヒータコア２１０を迂回することなくヒータコア２１０を通過するように開く。
【００８６】
次に、室外器１３０の表面に霜が付着した（着霜した）か否かを判定し（Ｓ２６０（着霜判定手段））、着霜していないものと判定されたときには、圧縮機１１０を稼働し続ける。一方、Ｓ２６０にて着霜したものと判定されたときには、温水温度Ｔｗを読み込み（Ｓ２７０）、目標温水温度ＴＷＯとＳ２７０で読み込んだ温水温度Ｔｗとの差が所定温度差Ｃ３より大きいか否かを判定する（Ｓ２８０）。
【００８７】
そして、目標温水温度ＴＷＯと温水温度Ｔｗとの差が所定温度差Ｃ３より大きいときには、ＦＣスタック２００から供給される温水では、暖房を維持することができないものと見なして圧縮機１１０を稼働し続ける。
【００８８】
一方、目標温水温度ＴＷＯと温水温度Ｔｗとの差が所定温度差Ｃ３以下であるときには、車両速度（図示しない車速センサの検出速度）が所定速度（本実施形態では、１０ｋｍ／ｈ）以上であるか否かを判定し（Ｓ２８５）、車両速度が所定速度以上のときには除霜運転を行い（Ｓ２９０）、車両速度が所定速度未満のときには、除湿運転を行わず、Ｓ２００に戻る。
【００８９】
（第３実施形態）
第２実施形態では、室外器１３０の表面に霜が付着したことが判定され、かつ、ヒータコア２１０に供給される温水の温度が所定温度以上であって、車両速度が所定速度以上のときに除霜運転を実施したが、除霜運転時の車両速度が過度に大きいと、走行風により室外器１３０が大きく冷却されるため、除霜運転効率が低下してしまう（霜を溶かすに必要な圧縮機１１０の動力が増大してしまう）おそれがある。
【００９０】
そこで、本実施形態は、室外器１３０の表面に霜が付着したことが判定され、かつ、ヒータコア２１０に供給される温水の温度が所定温度以上であって、車両速度が第１所定速度（本実施形態では、１０ｋｍ／ｈ）以上、第１所定速度より大きい第２所定速度（本実施形態では、４０ｋｍ／ｈ）以下のときに除霜運転を実施するものである。
【００９１】
なお、図７は本実施形態に係る空調装置の暖房運転時の制御フローチャートであり、以下、その概略を説明する。
【００９２】
暖房運転スイッチが投入されると、各センサ３１１〜３１９の検出信号が読み込まれ（Ｓ３００）、その読み込まれた検出値からに、上記の数式２に基づいてＴＡＯ（目標温水温度ＴＷＯ）を算出する（Ｓ３１０）。
【００９３】
次に、ヒータコア２１０に供給される温水の温度ＴｗとＴＷＯとを比較し（Ｓ３２０）、ＴｗがＴＷＯ以上であるときには、ＦＣスタック２００からの廃熱量により車室内を十分に暖房することができるものと見なして、エアミックスドア３０５の開度ＳＷを決定し、エアミックスドア３０５により温風と冷風との風量割合を制御することにより車室内に吹き出す空気の温度を調節する（Ｓ３３０）。
【００９４】
一方、目標温水温度ＴＷＯが温水温度Ｔｗより大きいときには、ＦＣスタック２００からの廃熱量により車室内を十分に暖房することができないものと見なして、目標温水ＴＷＯと温水Ｔｗとの温度差からヒータコア２１０の暖房補助を行うに必要な暖房能力を算出して（Ｓ３４０）、室内器後温度センサ３１７の検出温度Ｔｅが、Ｓ３４０にて算出した暖房能力（必要補助暖房能力）に対応する温度となるように圧縮機１１０の回転数をインバータ制御する（Ｓ３５０）。
【００９５】
なお、このとき、冷媒を圧縮機１１０→室内器１２０→暖房用減圧器１６２→室外器１３０→アキュムレータ１５０→圧縮機１１０の順にヒートポンプ１００内を循環させることにより、冷媒は室外器１３０にて外気から熱を奪って蒸発し、室内器１２０にて室内に吹き出す空気中に熱を放熱して凝縮する。また、エアミックスドア３０５は、室内器１２０を通過した空気の全量がヒータコア２１０を迂回することなくヒータコア２１０を通過するように開く。
【００９６】
次に、室外器１３０の表面に霜が付着した（着霜した）か否かを判定し（Ｓ３６０（着霜判定手段））、着霜していないものと判定されたときには、圧縮機１１０を稼働し続ける。一方、Ｓ３６０にて着霜したものと判定されたときには、温水温度Ｔｗを読み込み（Ｓ３７０）、目標温水温度ＴＷＯとＳ３７０で読み込んだ温水温度Ｔｗとの差が所定温度差Ｃ３より大きいか否かを判定する（Ｓ３８０）。
【００９７】
そして、目標温水温度ＴＷＯと温水温度Ｔｗとの差が所定温度差Ｃ３より大きいときには、ＦＣスタック２００から供給される温水では、暖房を維持することができないものと見なして圧縮機１１０を稼働し続ける。
【００９８】
一方、目標温水温度ＴＷＯと温水温度Ｔｗとの差が所定温度差Ｃ３以下であるときには、車両速度Ｖが第１所定速度Ｖ１以上、第２所定速度Ｖ２以下であるか否かを判定し（Ｓ３８５）、車両速度Ｖが第１所定速度Ｖ１以上、第２所定速度Ｖ２以下のときには除霜運転を行い（Ｓ３９０）、車両速度Ｖが第１所定速度Ｖ１未満、又は第２所定速度Ｖ２より大きいときには、除霜運転を行わず、Ｓ３００に戻る。
【００９９】
（第４実施形態）
第１実施形態では、暖房運転時の作動を制御するＥＣＵ３１０の制御フローとして図４に示す制御フローを採用しているが、本実施形態では図８に示す制御フローを採用している。以下、図８に示すフローチャートに基づいて本実施形態の暖房運転時の作動を述べる。
【０１００】
暖房運転スイッチ（図示せず。）が投入されると、ヒータコア２１０の有する暖房能力（加熱能力）が、設定温度Ｔｓｅｔに室内を暖房するための暖房能力に対して不足しているか否かを判定し（Ｓ４００）、暖房能力が不足しているときには、ヒートポンプ１００とヒータコア２１０による暖房運転を行う（Ｓ４１０）。そして、室外器１３０の表面に霜が付着した（着霜した）か否かを判定し（Ｓ４２０（着霜判定手段））、着霜していると判定されたときには、除霜フラグが１にセットされる（ステップＳ４３０）。なお、図８のルーチン起動初期には除霜フラグは０にセットされている。
【０１０１】
一方、暖房能力不足でないときには、ＦＣスタック２００からの廃熱量により車室内を十分に暖房することができるものと見なして、ヒートポンプ１００（圧縮機１１０）を稼働させることなく、ヒータコア２１０のみにて暖房を行う（Ｓ４４０）。そして、除霜フラグが１にセットされているか否かを判定し（Ｓ４５０）、１にセットされているときには、ヒータコア２１０の有する暖房能力（加熱能力）が、除霜運転により室内器１２０にて冷却された空気を目標吹出空気温度ＴＡＯに加熱することができる暖房能力に対して十分（所定能力以上）であるか否かを判定する（Ｓ４６０）。
【０１０２】
そして、ステップＳ４６０にてヒータコア２１０の暖房能力が十分であると判定されたときには除霜運転を行う（Ｓ４７０）。従って、ヒータコア２１０の暖房能力が不足しておらず（ステップ４００にてＮＯの判定）、かつ、十分であり（ステップＳ４６０にてＹＥＳの判定）、除霜フラグが１にセットされている（ステップＳ４５０にてＹＥＳの判定）条件のときに、除霜運転を行うようになっている。
【０１０３】
以下に、本実施形態の加熱能力判定手段Ｓ４６０による、ヒータコア２１０の暖房能力が十分であるか否かの判定の具体的手段の例を挙げる。
【０１０４】
第１実施形態の加熱能力判定手段Ｓ１８０のように、目標温水温度ＴＷＯと温水温度Ｔｗとの差が所定温度差Ｃ３より大きいときに、ヒータコア２１０の暖房能力が十分であると判定するようにすればよい。
【０１０５】
また、エアミックスドア３０５の開度ＳＷが図５に示す最大暖房位置でないときに、ヒータコア２１０の暖房能力が十分であると判定するようにすればよい。従って、エアミックスドア３０５の開度ＳＷが最大暖房位置から図３に示す位置に向かって移動するように変化したときに除霜運転を行う。なお、空気温度調節手段３０５がエアミックスドアではなく、ヒータコア２１０に供給される温水の流量を調節して車室内に吹き出す空気の温度を調節するする周知のリヒート手段である場合には、ヒータコア２１０に供給される温水の流量が最大流量でないときに、ヒータコア２１０の暖房能力が十分であると判定するようにすればよい。
【０１０６】
また、第１実施形態ではヒータコア２１０に供給される冷却水はＦＣスタック２００で発生した廃熱を回収したものであるが、エンジン４００（図１０参照）を冷却する冷却水をヒータコア２１０に供給するようにした場合においては、エンジン冷却水と室外空気とを熱交換するラジエータ（図１０参照）４１０により冷却水が冷却されているときに、ヒータコア２１０の暖房能力が十分であると判定するようにすればよい。従って、ラジエータ４１０が冷却水を冷却していない作動状態から冷却する作動状態に変化したときに除霜運転を行う。
【０１０７】
また、第１実施形態で述べた目標吹出空気温度ＴＡＯが所定温度以下のときに、ヒータコア２１０の暖房能力が十分であると判定するようにすればよい。従って、目標吹出空気温度ＴＡＯが所定温度より高い温度から所定温度以下の温度に下がるように変化したときに除霜運転を行う。
【０１０８】
また、エンジン４００を冷却する冷却水をヒータコア２１０に供給するようにした場合においては、図９に示すようにエンジン回転数を検出する回転数検出手段３２１を備え、その検出値ＳｒがＥＣＵ３１０に入力されるようにして、エンジン４００の回転数が所定回転数より高いときに、冷却水の温度が十分に高い温度であるとみなして、ヒータコア２１０の暖房能力が十分であると判定するようにすればよい。なお、前記所定回転数には０回転も含まれており、エンジン駆動時であれば、常時、ヒータコア２１０の暖房能力が十分であると判定するようにしてもよい。
【０１０９】
また、第１実施形態で述べた外気温度Ｔａｍが所定温度以上のときに、ヒータコア２１０への暖房負荷が十分に低い負荷であるとみなして、ヒータコア２１０の暖房能力が十分であると判定するようにすればよい。また、第１実施形態で述べた内気温度Ｔｒが所定温度以上のときに、ヒータコア２１０の暖房能力が十分であると判定するようにすればよい。
【０１１０】
ところで、車速が速いほど、走行風により車体が冷却される度合が高くなるので、ヒータコア２１０の暖房負荷が大きくなる。また、外気導入口３０２から外気を導入する外気導入モードにおいては、車速が速いほど、ラム圧の増大にともなって低温の外気が車室内に多く流入するようになるので、ヒータコア２１０の暖房負荷が大きくなる。そこで、図９に示すように車両速度を検出する車速検出手段３２２を備え、その検出値ＳｓがＥＣＵ３１０に入力されるようにして、車両速度が所定速度以下のときに、ヒータコア２１０の暖房能力が十分であると判定するようにすればよい。
【０１１１】
なお、前記所定速度には０ｋｍ／ｈも含まれており、停車時には常時、ヒータコア２１０の暖房能力が十分であると判定するようにしてもよい。
【０１１２】
（第５実施形態）
第１〜第３実施形態の除霜運転は、冷房運転時と同様に、圧縮機１１０から吐出した冷媒を、室外器１３０→冷房用減圧器１６１→室内器１２０→アキュムレータ１５０→圧縮機１１０の順に循環させることにより行っている。これに対し、本実施形態の除霜運転は、図１０に示すように、圧縮機１１０から吐出した冷媒を、室内器１２０→暖房用減圧器１６２→室外器１３０→アキュムレータ１５０→圧縮機１１０の順に循環させると同時に、圧縮機１１０から室内器１２０に向かって流れる冷媒の一部を、室内器１２０をバイパスさせて室外器１３０に流入させることにより行っている。
【０１１３】
すなわち、本実施形態では、圧縮機１１０の吐出側と室内器１２０とを連通させる冷媒配管に、室内器１２０をバイパスして室外器１３０に連通させるバイパス回路４３２ａを設け、また、バイパス回路４３２ａに電磁弁４３２を配置している。そして、ヒートサイクル１００の暖房運転中に除霜を行う場合には、電磁弁４３２を開いて、圧縮機１１０から室内器１２０に向かって流れる冷媒の一部がバイパス通路４３２ａを流れるようにする。
【０１１４】
これにより、圧縮機１１０から吐出される高温高圧のガス冷媒が室外器１２０に流入するので、このガス冷媒の熱により除霜を行うことができる。また、ヒートポンプ１００による暖房補助を行いながら除霜を行うことができ、好適である。
【０１１５】
なお、第１〜第３実施形態ではＦＣスタック２００の冷却水をヒータコア２１０に供給するようにしているのに対し、本実施形態では、エンジン４００の冷却水をヒータコア２１０に供給するようにしている。
【０１１６】
図１０中の符号４３０は、エンジン４００の冷却水回路に冷却水を循環する電動式のウォータポンプ（以下、電動式ポンプという）である。そして、本実施形態ではこの電動式ポンプとは別に、エンジン４００の冷却水回路に冷却水を循環する図示しない機械駆動式ウォータポンプ（以下、機械式ポンプという）をも備えている。この機械式ポンプはエンジン４００のクランクシャフトの回転がベルト等を介して伝達されて機械的に駆動されるものである。なお、本発明では、これらの電動式ポンプ４３０および機械式ポンプのうちいずれか一方を備えるようにすればよい。
【０１１７】
また、符号４３１ａはラジエータ４１０を迂回させて冷却水を循環させるバイパス回路であり、符号４３１はエンジン４００の温度が所定温度となるように、バイパス回路４３１ａに流す冷却水量とラジエータ４１０に流す冷却水量とを調節するサーモバルブである。
【０１１８】
（第６実施形態）
図１１は本実施形態の除霜運転時の模式図であり、第５実施形態のバイパス回路４３１ａ中に、水−冷媒熱交換器（冷媒加熱手段）５００を配置している。そして、本実施形態の除霜運転は、圧縮機１１０から吐出した冷媒を、室内器１２０→暖房用減圧器１６２→室外器１３０→アキュムレータ１５０→圧縮機１１０の順に循環させ、このときに、水−冷媒熱交換器５００により室外器１３０に流入する冷媒を加熱することにより行っている。
【０１１９】
なお、図１１中の符号４３３は三方切換弁であり、この三方切換弁４３３の切換作動により、冷却水を水−冷媒熱交換器５００に流通させる場合と、冷却水をバイパス回路４３３ａに流通させて水−冷媒熱交換器５００をバイパスさせる場合とに切り替えるようになっている。
【０１２０】
（第７実施形態）
図１２は本実施形態の除霜運転時の模式図であり、第６実施形態では、バイパス回路４３１ａ中に水−冷媒熱交換器５００を配置しているのに対し、本実施形態では、ヒータコア２１０からエンジン４００に向けて冷却水を流す流路中に水−冷媒熱交換器５００を配置している。すなわち、ヒータコア２１０からエンジン４００に向けて流れる冷却水と、冷房用減圧器１６１から室内器１２０に向けて流れる冷媒とを熱交換して、冷房用減圧器１６１から室内器１２０に向けて流れる冷媒を加熱している。
【０１２１】
そして、本実施形態の除霜運転は、圧縮機１１０から吐出した冷媒を、室外器１３０→冷房用減圧器１６１→室内器１２０→アキュムレータ１５０→圧縮機１１０の順に循環させ、このときに、水−冷媒熱交換器５００により室内器１２０に流入する冷媒を加熱することにより行っている。
【０１２２】
なお、図１２中の符号４３５に示す三方切換弁を備え、この三方切換弁４３５の切換作動により、除霜運転時には、冷房用減圧器１６１から流出する冷媒を、バイパス回路４３５ａに流通させて室内器１２０をバイパスさせるようにしてもよい。
【０１２３】
（第８実施形態）
図１３は本実施形態の除霜運転時の模式図であり、第７実施形態の水−冷媒熱交換器５００では、冷房用減圧器１６１から室内器１２０に向けて流れる冷媒を加熱しているのに対し、室外器１３０からアキュムレータ１５０を介して圧縮機１１０に流入される冷媒を加熱するようにしている。
【０１２４】
そして、本実施形態の除霜運転は、圧縮機１１０から吐出した冷媒を、室内器１２０→暖房用減圧器１６２→室外器１３０→アキュムレータ１５０→圧縮機１１０の順に循環させ、このときに、水−冷媒熱交換器５００により室外器１３０からアキュムレータ１５０を介して圧縮機１１０に流入される冷媒を加熱することにより行っている。
【０１２５】
なお、図１３中の符号４３３は三方切換弁であり、この三方切換弁４３３の切換作動により、冷却水を水−冷媒熱交換器５００に流通させる場合と、冷却水をバイパス回路４３３ａに流通させて水−冷媒熱交換器５００をバイパスさせる場合とに切り替えるようになっている。
【０１２６】
（第９実施形態）
本実施形態では、エンジン４００を流通する冷却水の流体の流量を減少させて冷却水の水温を上げ、ヒータコア２１０の加熱能力を高くすることにより除霜運転を行うようにしている。
【０１２７】
すなわち、本実施形態の暖房運転は、図１４に示すように、圧縮機１１０から吐出した冷媒を、室内器１２０→暖房用減圧器１６２→室外器１３０→アキュムレータ１５０→圧縮機１１０の順に循環させて行っている。また、本実施形態の除霜運転は、図１５に示すように、圧縮機１１０から吐出した冷媒を、室外器１３０→冷房用減圧器１６１→室内器１２０→アキュムレータ１５０→圧縮機１１０の順に循環させて行っている。
【０１２８】
そして、除霜運転時にエンジン４００に流入する冷却水の水量Ｗ２が、暖房運転時にエンジン４００に流入する冷却水の水量Ｗ１よりも少なくなる（Ｗ１＞Ｗ２）ようにしている。これにともない、エンジン４００から流出する冷却水のうちラジエータ１３０側に流出する冷却水の水量は、除霜運転時の水量Ｗ２２が暖房運転時の水量Ｗ１２よりも少なくなる（Ｗ１２＞Ｗ２２）ようにしている。なお、エンジン４００から流出する冷却水のうちヒータコア１２０側に流出する冷却水の水量は、除霜運転時の水量Ｗ２１が暖房運転時の水量Ｗ１１と同じになる（Ｗ１１＞Ｗ２１）ようにしている。
【０１２９】
（第１０実施形態）
本実施形態では、冷却水を加熱する加熱ヒータ６００を備え、加熱ヒータ６００による加熱度合を上昇させ、ヒータコア２１０の加熱能力を高くすることにより除霜運転を行うようにしている。
【０１３０】
そして、本実施形態の除霜運転は、図１６に示すように、圧縮機１１０から吐出した冷媒を、室外器１３０→冷房用減圧器１６１→室内器１２０→アキュムレータ１５０→圧縮機１１０の順に循環させ、このときに、エンジン４００からヒータコア１２０に流入する冷却水を加熱することにより行っている。
【０１３１】
（第１１実施形態）
本実施形態の除霜運転は、図１７に示すように、圧縮機１１０から吐出した冷媒を、室外器１３０→冷房用減圧器１６１→室内器１２０→アキュムレータ１５０→圧縮機１１０の順に循環させ、このときに、内外気切換ドア３０３を図１７の実線位置に作動させ、内気導入口３０１から内気を導入する内気導入モードにすることにより行っている。
【０１３２】
なお、この運転時では室内器１２０により内気は除湿されるので、窓ガラスが曇ってしまうことを防止できる。
【０１３３】
（その他の実施形態）
上述の第１〜第３実施形態では燃料電池自動車に本発明を適用し、第５〜第１１実施形態ではエンジン駆動の自動車に本発明を適用したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、燃料電池自動車や、バッテリ等の二次電池を電源とする電気自走車や、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の熱機関を有する自動車等にもそれぞれ適用することができる。また、廃熱源は、ＦＣスタック２００やエンジン４００に限定されるものではなく、走行用モータのインバータ回路等の電気回路や熱機関等のその他の発熱機器であってもよい。
【０１３４】
また、上述の実施形態において、四方切換弁１４０の代わりに、複数本の冷媒配管および複数の電磁弁を用いて冷媒流れの切り替えを行うようにしてもよい。また、上述の実施形態では電動の圧縮機１１０を採用しているが、エンジン４００により駆動される圧縮機１１０を採用するようにしてもよい。また、上述の実施形態では空気温度調節手段３０５としてエアミックスドアを採用しているが、ヒータコア２１０に供給される温水の流量を調節する周知のリヒート式を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る空調装置の模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る空調装置の制御系の模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る空調装置の冷房運転時の模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る空調装置の制御を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態に係る空調装置の暖房運転時の模式図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る空調装置の制御を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第３実施形態に係る空調装置の制御を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第４実施形態に係る空調装置の制御を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第４実施形態に係る空調装置の制御系の模式図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る空調装置の除霜運転時の模式図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係る空調装置の除霜運転時の模式図である。
【図１２】本発明の第７実施形態に係る空調装置の除霜運転時の模式図である。
【図１３】本発明の第８実施形態に係る空調装置の除霜運転時の模式図である。
【図１４】本発明の第９実施形態に係る空調装置の暖房運転時の模式図である。
【図１５】本発明の第９実施形態に係る空調装置の除霜運転時の模式図である。
【図１６】本発明の第１０実施形態に係る空調装置の除霜運転時の模式図である。
【図１７】本発明の第１１実施形態に係る空調装置の除霜運転時の模式図である。
【符号の説明】
１１０…圧縮機、１２０…室内熱交換器、１３０…室外熱交換器、
２００…ＦＣスタック、２１０…ヒータコア、３０５…エアミックスドア。
【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】
0004380077.tif 000010
【図１０】
0004380077.tif 000011
【図１１】
0004380077.tif 000012
【図１２】
0004380077.tif 000013
【図１３】
0004380077.tif 000014
【図１４】
0004380077.tif 000015
【図１５】
0004380077.tif 000016
【図１６】
0004380077.tif 000017
【図１７】
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