JP7316841B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヒートポンプ式の車両用空気調和装置に関し、特に、乗車前に車室内を予備的に暖房するプレ空調を実行可能な車両の空気調和装置に関するものである。

近年の環境問題の顕在化から、車両に搭載されたバッテリから供給される電力で走行用モータを駆動するハイブリッド自動車や電気自動車等の車両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、バッテリからの給電で駆動される圧縮機と、放熱器と、吸熱器と、室外熱交換器が接続された冷媒回路を備え、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ことで車室内を暖房し、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ことで車室内を冷房するヒートポンプ式の車両用空気調和装置が開発されている。

この場合、急速充電器等の外部電源をバッテリに接続して充電している間は、外部電源からの給電により圧縮機を駆動すると共に、室外熱交換器には冷媒を循環させずに車室内を暖房することで、室外熱交換器に着霜しないようにしていた（例えば、特許文献１参照）。

また、乗車前に車室内を予備的に空調するプレ空調を行うことができるようにしたものも開発されており、その場合は外部電源で空気調和装置を駆動するようにしたものも開発されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１４－２２６９７９号公報 特開２００１－８３３４７号公報

以上のように外部電源からバッテリに充電している場合における車室内空調については種々の提案がなされているが、外部電源との接続を解除し、乗車して走行を開始した後は、やはり室外熱交換器での吸熱で車室内を暖房することになるため、着霜による外気との熱交換効率の悪化で暖房能力が低下してしまう問題は解決できなかった。

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、外部電源との接続を解除した後の走行時における室外熱交換器への着霜を軽減し、高効率で暖房運転を行うことができる期間を延長できるようにした車両用空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明の車両用空気調和装置は、バッテリから給電されて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、車室外に設けられた室外熱交換器と、制御装置を備え、バッテリは外部電源により充電可能とされており、制御装置は少なくとも、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運転を実行するものであって、制御装置は、乗車前に車室内を予備的に暖房するプレ空調を実行可能とされており、バッテリが外部電源に接続されている状態でプレ空調を実行する場合、室外熱交換器を用いること無く、車室内を暖房すると共に、プレ空調における暖房制御のための目標温度を、当該目標温度の基準値から上げる方向で変更し、且つ、外気温度が低い程、及び／又は、外気湿度が高い程、目標温度の上昇幅を大きくする方向で変更することを特徴とする。

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、外気温度と前記目標温度の基準値との差が大きい程、早くする方向でプレ空調を開始する時刻を変更することを特徴とする。

請求項３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、外気温度と前記目標温度の基準値との差が大きい程、前記目標温度の上昇幅を大きくする方向で変更することを特徴とする。

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外気温度は、プレ空調終了時の外気温度であることを特徴とする。

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、外気湿度が高い程、早くする方向でプレ空調を開始する時刻を変更することを特徴とする。

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外気湿度は、プレ空調終了時の外気湿度であることを特徴とする。

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装置は、プレ空調終了時の外気温度及び／又は外気湿度に基づき、前記目標温度の基準値を算出することを特徴とする。

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装置は、外部ネットワークを介してプレ空調終了時の外気温度及び／又は外気湿度に関する情報を取得することを特徴とする。

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車室内に供給する空気を加熱するための電気ヒータを備え、制御装置は、バッテリが外部電源に接続されている状態でプレ空調を実行する場合、圧縮機を停止し、電気ヒータにより車室内を暖房することを特徴とする。

請求項１０の発明の車両用空気調和装置は、請求項１乃至請求項８の発明において冷媒を用いて車両に搭載された発熱機器から排熱を回収するための排熱回収用熱交換器を備え、制御装置は、バッテリが外部電源に接続されている状態でプレ空調を実行する場合、圧縮機を運転し、当該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、排熱回収用熱交換器にて吸熱させることを特徴とする。

本発明によれば、バッテリから給電されて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、車室外に設けられた室外熱交換器と、制御装置を備え、バッテリは外部電源により充電可能とされており、制御装置は少なくとも、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運転を実行する車両用空気調和装置において、制御装置が、乗車前に車室内を予備的に暖房するプレ空調を実行可能とされており、バッテリが外部電源に接続されている状態でプレ空調を実行する場合、室外熱交換器を用いること無く、車室内を暖房するようにしたので、乗車前のプレ空調において、室外熱交換器に着霜させること無く、車室内を予備的に暖房しておくことができるようになる。

本発明ではそれに加えて、制御装置がプレ空調における暖房制御のための目標温度を、当該目標温度の基準値から上げる方向で変更するようにしたので、プレ空調中に車室内の空気やシート等の車内部品に熱を蓄えておくことができるようになる。即ち、バッテリと外部電源との接続を解除した後の走行中等に、室外熱交換器で外気から吸熱する暖房運転を実行する際の負荷を低減させることが可能となる。これにより、特に低外気温環境下において、室外熱交換器への着霜を軽減し、高効率での暖房運転ができる期間を延長させることができるようになる。

更に、本発明では外気温度が低い程、及び／又は、外気湿度が高い程、目標温度の上昇幅を大きくする方向で変更するようにしたので、室外熱交換器に着霜し易い環境下において、プレ空調により支障無く車室内に熱を蓄え、その後の走行中における室外熱交換器への着霜を効果的に軽減することができるようになる。

特に、請求項２の発明の如く制御装置が、外気温度と前記目標温度の基準値との差が大きい程、早くする方向でプレ空調を開始する時刻を変更するようにすれば、外気温度が低い環境下でもプレ空調で支障無く車室内に熱を蓄えることができるようになる。

また、請求項３の発明の如く制御装置が、外気温度と前記目標温度の基準値との差が大きい程、前記目標温度の上昇幅を大きくする方向で変更するようにしても、外気温度が低い環境下において、プレ空調により支障無く車室内に熱を蓄えることができるようになる。

この場合、請求項４の発明の如く外気温度として、プレ空調終了時の外気温度を採用するようにすれば、乗車する際の外気温度に応じたプレ空調を実現することができるようになる。

また、請求項５の発明の如く制御装置が、外気湿度が高い程、早くする方向でプレ空調を開始する時刻を変更するようにすれば、外気湿度が高く、室外熱交換器に着霜し易い環境下において、プレ空調により支障無く車室内に熱を蓄えておき、その後の走行中における室外熱交換器への着霜を効果的に軽減することができるようになる。

また、請求項６の発明の如く外気湿度として、プレ空調終了時の外気湿度を採用するようにすれば、乗車する際の外気湿度に応じたプレ空調を実現することができるようになる。

また、請求項７の発明の如く制御装置が、プレ空調終了時の外気温度及び／又は外気湿度に基づき、前記目標温度の基準値を算出するようにすれば、乗車する際の外気温度や外気湿度に応じて適切なプレ空調を実現することができるようになる。

この場合、請求項８の発明の如く制御装置が、外部ネットワークを介してプレ空調終了時の外気温度や外気湿度に関する情報を取得することで、乗車する際の外気温度や外気湿度に応じたプレ空調を支障無く実現することが可能となる。

尚、室外熱交換器を用いない車室内の暖房としては、請求項９の発明の如く電気ヒータを用いる場合や、請求項１０の発明の如く車両に搭載された発熱機器から排熱を回収するものが考えられる。

本発明を適用した一実施例の車両用空気調和装置の構成図である。 図１の車両用空気調和装置の制御装置としてのコントローラのブロック図である。 図２のコントローラによる暖房運転の通常暖房モードと、除霜運転を説明する図である。 図２のコントローラによる除湿暖房運転を説明する図である。 図２のコントローラによる除湿冷房運転と、冷房運転を説明する図である。 図２のコントローラによる暖房運転の排熱回収暖房モードを説明する図である。 図２のコントローラの暖房運転における圧縮機制御に関する制御ブロック図である。 図２のコントローラによる補助ヒータ（電気ヒータ）制御に関する制御ブロック図である。 図２のコントローラによるプレ空調の制御ブロック図である。 図２のコントローラによるプレ空調の制御を説明するフローチャートである。

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は本発明を適用した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。本発明を適用する実施例の車両は、エンジン（内燃機関）が搭載されていない電気自動車（ＥＶ）であって、車両にバッテリ５５（例えば、リチウム電池）が搭載され、外部電源（急速充電器等）からバッテリ５５に充電された電力を走行用モータ（図示せず）に供給することで駆動し、走行するものである。そして、車両用空気調和装置１の後述する圧縮機２も、バッテリ５５から給電されて駆動されるものである。

即ち、車両用空気調和装置１は、エンジン排熱による暖房ができない電気自動車において、冷媒回路Ｒを用いたヒートポンプ運転により暖房運転を行い、更に、除湿暖房運転や、除湿冷房運転、冷房運転の各空調運転を選択的に実行することで、車室内の空調を行うものである。

尚、車両として係る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であって、外部電源からバッテリに充電可能とされた車両にも本発明が有効であることは云うまでもない。

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（電動圧縮機）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、圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒が冷媒配管１３Ｇを介して流入し、この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、冷房時には冷媒を放熱させる放熱器（凝縮器）として機能し、暖房時には冷媒を吸熱させる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ための室外熱交換器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（除湿時）に車室内外から冷媒に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９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、室外膨張弁６や室内膨張弁８は、冷媒を減圧膨張させると共に、全開や全閉も可能とされている。また、図中３０はストレーナである。

尚、室外熱交換器７には、室外送風機１５が設けられている。この室外送風機１５は、室外熱交換器７に外気を強制的に通風することにより、外気と冷媒とを熱交換させるものであり、これにより停車中（即ち、車速が０ｋｍ／ｈ）にも室外熱交換器７に外気が通風されるよう構成されている。

また、室外熱交換器７の冷媒出口側に接続された冷媒配管１３Ａは、逆止弁１８を介して冷媒配管１３Ｂに接続されている。尚、逆止弁１８は冷媒配管１３Ｂ側が順方向とされ、この冷媒配管１３Ｂは室内膨張弁８に接続されている。

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を介して吸熱器９の出口側に位置する冷媒配管１３Ｃに連通接続されている。そして、この冷媒配管１３Ｄの接続点より下流側の冷媒配管１３Ｃに逆止弁２０が接続され、この逆止弁２０より下流側の冷媒配管１３Ｃがアキュムレータ１２に接続され、アキュムレータ１２は圧縮機２の冷媒吸込側に接続されている。尚、逆止弁２０はアキュムレータ１２側が順方向とされている。

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（冷媒上流側）で冷媒配管１３Ｊと冷媒配管１３Ｆに分岐しており、分岐した一方の冷媒配管１３Ｊが室外膨張弁６を介して室外熱交換器７の冷媒入口側に接続されている。また、分岐した他方の冷媒配管１３Ｆは除湿時に開放される電磁弁２２を介して逆止弁１８の冷媒下流側であって、室内膨張弁８の冷媒上流側に位置する冷媒配管１３Ｂに連通接続されている。

これにより、冷媒配管１３Ｆは室外膨張弁６、室外熱交換器７及び逆止弁１８の直列回路に対して並列に接続されたかたちとなり、室外膨張弁６、室外熱交換器７及び逆止弁１８をバイパスする回路となる。

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）と、車室外の空気である外気（外気導入）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。

また、図１において２３は電気ヒータとしての補助ヒータである。この補助ヒータ２３は実施例ではＰＴＣヒータから構成されており、空気流通路３の空気の流れに対して、放熱器４の空気下流側となる空気流通路３内に設けられている。そして、補助ヒータ２３が通電されて発熱すると、これが所謂ヒータコアとなる。

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、当該空気流通路３内に流入し、吸熱器９を通過した後の空気流通路３内の空気（内気や外気）を放熱器４及び補助ヒータ２３に通風する割合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、ＦＯＯＴ（フット）、ＶＥＮＴ（ベント）、ＤＥＦ（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。

更に、車両用空気調和装置１は、車両に搭載された発熱機器としてのバッテリ５５に熱媒体を循環させてバッテリ５５から排熱を回収しながら当該バッテリ５５の温度を調整するための排熱回収装置６１を備えている。

尚、この発明における車両に搭載された発熱機器としてはバッテリ５５に限らず、走行用モータや、それを駆動するためのインバータ回路等の電気機器も含むものとする。実施例では発熱機器としてバッテリ５５を例に採り、説明する。

実施例の排熱回収装置６１は、バッテリ５５に熱媒体を循環させるための循環装置としての循環ポンプ６２と、加熱装置としての熱媒体加熱ヒータ６６と、排熱回収用熱交換器としての冷媒－熱媒体熱交換器６４を備え、それらとバッテリ５５が熱媒体配管６８にて環状に接続されている。

この実施例の場合、循環ポンプ６２の吐出側に冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａの入口が接続され、この熱媒体流路６４Ａの出口に熱媒体加熱ヒータ６６が接続され、この熱媒体加熱ヒータ６６の出口にバッテリ５５の入口が接続され、バッテリ５５の出口が循環ポンプ６２の吸込側に接続されている。

この排熱回収装置６１で使用される熱媒体としては、例えば水、ＨＦＯ－１２３４ｆのような冷媒、クーラント等の液体、空気等の気体が採用可能である。尚、実施例では水を熱媒体として採用している。また、熱媒体加熱ヒータ６６はＰＴＣヒータ等の電気ヒータから構成されている。更に、バッテリ５５の周囲には例えば熱媒体が当該バッテリ５５と熱交換関係で流通可能なジャケット構造が施されているものとする。

そして、循環ポンプ６２が運転されると、循環ポンプ６２から吐出された熱媒体は冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａに流入する。この冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａを出た熱媒体は熱媒体加熱ヒータ６６に至り、熱媒体加熱ヒータ６６が発熱されている場合にはそこで加熱された後、バッテリ５５に至る。熱媒体はそこでバッテリ５５と熱交換した後、循環ポンプ６２に吸い込まれることで熱媒体配管６８内を循環される。

一方、冷媒回路Ｒの冷媒配管１３Ｆの出口、即ち、冷媒配管１３Ｆと冷媒配管１３Ｂとの接続部には、冷媒配管１３Ａに位置する逆止弁１８の冷媒下流側（順方向側）であって、室内膨張弁８の冷媒上流側に位置して分岐回路としての分岐配管７２の一端が接続されている。この分岐配管７２には電動弁から構成された補助膨張弁７３が設けられている。この補助膨張弁７３は冷媒－熱媒体熱交換器６４の後述する冷媒流路６４Ｂに流入する冷媒を減圧膨張させると共に全閉も可能とされている。

そして、分岐配管７２の他端は冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに接続されており、この冷媒流路６４Ｂの出口には冷媒配管７４の一端が接続され、冷媒配管７４の他端は逆止弁２０の冷媒下流側であって、アキュムレータ１２の手前（冷媒上流側）の冷媒配管１３Ｃに接続されている。そして、これら補助膨張弁７３等も冷媒回路Ｒの一部を構成すると同時に、排熱回収装置６１の一部をも構成することになる。

補助膨張弁７３が開いている場合、冷媒配管１３Ｆや室外熱交換器７から出た冷媒（一部又は全ての冷媒）はこの補助膨張弁７３で減圧された後、冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに流入し、そこで蒸発する。冷媒は冷媒流路６４Ｂを流れる過程で熱媒体流路６４Ａを流れる熱媒体から吸熱した後、アキュムレータ１２を経て圧縮機２に吸い込まれることになる。

次に、図２において３２は車両用空気調和装置１の制御を司る制御装置としてのコントローラ３２である。このコントローラ３２は、プロセッサを備えたコンピュータの一例としてのマイクロコンピュータから構成されている。コントローラ３２（制御装置）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、外気湿度（Ｈａｍ）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（内気温度Ｔｉｎ）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の吸込冷媒温度Ｔｓを検出する吸込温度センサ４４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４５と、放熱器４の温度（放熱器４を経た空気の温度、又は、放熱器４自体の温度：放熱器温度ＴＣＩ）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：放熱器圧力ＰＣＩ）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を経た空気の温度、又は、吸熱器９自体の温度：吸熱器温度Ｔｅ）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、設定温度や空調運転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：室外熱交換器温度ＴＸＯ。室外熱交換器７が蒸発器として機能するとき、室外熱交換器温度ＴＸＯは室外熱交換器７における冷媒の蒸発温度となる）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。

図中、５３Ａは空調操作部５３に設けられた入力用のスイッチである。また、この空調操作部５３には、車両のキーに設けられたリモコン５３Ｂからのプレ空調の予約情報がワイヤレスで入力されるように構成されている。

コントローラ３２の入力には更に、バッテリ５５の温度（バッテリ温度Ｔｃｅｌｌ）を検出するバッテリ温度センサ７６と、冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａを出た熱媒体の温度（熱媒体温度Ｔｗ）を検出する熱媒体温度センサ７７と、補助ヒータ２３の温度（補助ヒータ温度Ｔｐｔｃ）を検出する補助ヒータ温度センサ７８の各出力も接続されている。

一方、コントローラ３２の出力には、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、電磁弁２２（除湿）、電磁弁２１（暖房）の各電磁弁と、補助ヒータ２３、循環ポンプ６２、熱媒体加熱ヒータ６６、補助膨張弁７３が接続されている。

更にまた、コントローラ３２は走行やバッテリ５５の充電等の車両全般の制御を司る車両側コントローラ８０とデータの送受信を行う。そして、コントローラ３２には、車両側コントローラ８０から車両に外部電源（急速充電器等）の充電用のプラグが接続されたか否かの情報、バッテリ５５を充電中であるか否かの情報、インターネット等の外部ネットワークを介して取得される外気温度Ｔａｍと外気湿度Ｈａｍの予測情報がコントローラ３２に入力される。そして、コントローラ３２は各センサの出力や車両側コントローラ８０からの情報、空調操作部５３にて入力された設定情報等に基づいてこれらを制御するものである。

以上の構成で、次に実施例の車両用空気調和装置１の動作について説明する。コントローラ３２（制御装置）は、この実施例では暖房運転と、除湿暖房運転と、除湿冷房運転と、冷房運転と、補助ヒータ単独運転の各空調運転と、除霜運転を切り換えて実行すると共に、バッテリ５５（発熱機器）から排熱を回収し、且つ、その温度を調整する。先ず、車両用空気調和装置１の冷媒回路Ｒの各空調運転について説明する。尚、コントローラ３２は車両用空気調和装置１の動作中、循環ポンプ６２を運転する。これにより、各図中破線矢印で示す如く熱媒体配管６８内を熱媒体が循環されているものとする。

（１）暖房運転（通常暖房モード）
最初に、暖房運転について説明する。暖房運転では、コントローラ３２は後述する如く通常暖房モードと、排熱回収暖房モードの二つの運転モードを切り換えて実行するものであるが、ここでは通常暖房モードについて説明し、排熱回収暖房モードについては後述する。

図３は暖房運転の通常暖房モードにおける冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）を示している。冬場等に空調操作部５３のスイッチ５３Ａに含まれる空調スイッチがＯＮされており、コントローラ３２により（オートモード）、或いは、空調操作部５３へのマニュアル操作（マニュアルモード）により暖房運転が選択されると、コントローラ３２は通常暖房モードでは、電磁弁２１（暖房用）を開放し、室内膨張弁８及び補助膨張弁７３を全閉とする。これにより、冷媒－熱媒体熱交換器６４への冷媒の流入は禁止される。また、電磁弁２２（除湿用）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及び補助ヒータ２３に通風される割合を調整する状態とする。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、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。

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、１３Ｊ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（吸熱）。即ち、冷媒回路Ｒがヒートポンプとなる。そして、室外熱交換器７を出た低温の冷媒は冷媒配管１３Ａ及び冷媒配管１３Ｄ、電磁弁２１を経て冷媒配管１３Ｃに至り、当該冷媒配管１３Ｃの逆止弁２０を経てアキュムレータ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。

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ヒータ温度ＴＣＯ（放熱器４の風下側の空気温度の目標値）から目標放熱器圧力ＰＣＯ（放熱器４の圧力ＰＣＩ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を制御する。また、放熱器４による暖房能力が不足する場合には補助ヒータ２３に通電して発熱させ、暖房能力を補完する。

（２）除湿暖房運転
次に、図４を参照しながら除湿暖房運転について説明する。図４は除湿暖房運転における冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）を示している。除湿暖房運転では、コントローラ３２は上記暖房運転の状態において電磁弁２２を開放し、室内膨張弁８を開いて冷媒を減圧膨張させる状態とする。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、この分流された冷媒が電磁弁２２を経て冷媒配管１３Ｆに流入し、冷媒配管１３Ｂから室内膨張弁８に流れ、残りの冷媒が室外膨張弁６に流れるようになる。即ち、分流された一部の冷媒が室内膨張弁８にて減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。

コントローラ３２は吸熱器９の出口における冷媒の過熱度（ＳＨ）を所定値に維持するように室内膨張弁８の弁開度を制御するが、このときに吸熱器９で生じる冷媒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。分流されて冷媒配管１３Ｊに流入した残りの冷媒は、室外膨張弁６で減圧された後、室外熱交換器７で蒸発することになる。

吸熱器９で蒸発した冷媒は、冷媒配管１３Ｃに出て冷媒配管１３Ｄからの冷媒（室外熱交換器７からの冷媒）と合流した後、逆止弁２０及びアキュムレータ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。

コントローラ３２は目標ヒータ温度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。

（３）除湿冷房運転
次に、図５を参照しながら除湿冷房運転について説明する。図５は除湿冷房運転における冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）を示している。除湿冷房運転では、コントローラ３２は室内膨張弁８を開いて冷媒を減圧膨張させる状態とし、電磁弁２１と電磁弁２２を閉じる。また、補助膨張弁７３も全閉とする。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及び補助ヒータ２３に通風される割合を調整する状態とする。

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、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。

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、逆止弁１８を経て冷媒配管１３Ｂに入り、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。

吸熱器９で蒸発した冷媒は冷媒配管１３Ｃ及び逆止弁２０を経てアキュムレータ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を通過する過程でリヒート（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。

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）とその目標値である目標吸熱器温度ＴＥＯに基づき、吸熱器温度Ｔｅを目標吸熱器温度ＴＥＯにするように圧縮機２の回転数を制御すると共に、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）と目標ヒータ温度ＴＣＯから算出される目標放熱器圧力ＰＣＯ（放熱器圧力ＰＣＩの目標値）に基づき、放熱器圧力ＰＣＩを目標放熱器圧力ＰＣＯにするように室外膨張弁６の弁開度を制御することで放熱器４による必要なリヒート量を得る。

（４）冷房運転
次に、冷房運転について説明する。冷媒回路Ｒの流れは図５の除湿冷房運転と同様である。夏場等に実行されるこの冷房運転では、コントローラ３２は上記除湿冷房運転の状態において室外膨張弁６の弁開度を全開とする。尚、エアミックスダンパ２８は放熱器４及び補助ヒータ２３に空気が通風される割合を調整する状態とする。

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内の空気は通風されるものの、その割合は小さくなるので（冷房時のリヒートのみのため）、ここは殆ど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のまま室外膨張弁６を経て冷媒配管１３Ｊを通過し、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、逆止弁１８を経て冷媒配管１３Ｂに入り、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に凝結して付着し、空気は冷却される。

吸熱器９で蒸発した冷媒は冷媒配管１３Ｃ及び逆止弁２０を経てアキュムレータ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。この冷房運転においては、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。

（５）補助ヒータ単独運転
実施例のコントローラ３２は室外熱交換器７に過度の着霜が生じた場合や後述するプレ空調で車室内を暖房する際等に、冷媒回路Ｒの圧縮機２と室外送風機１５を停止し、補助ヒータ２３に通電してこの補助ヒータ２３のみで車室内を暖房する補助ヒータ単独運転を有している。この場合にも、コントローラ３２は補助ヒータ温度センサ７８が検出する補助ヒータ温度Ｔｐｔｃと目標ヒータ温度ＴＣＯに基づいて補助ヒータ２３の通電（発熱）を制御する。

また、コントローラ３２は室内送風機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流通路３内の空気を補助ヒータ２３に通風し、風量を調整する状態とする。補助ヒータ２３にて加熱された空気が吹出口２９から車室内に吹き出されると共に、圧縮機２は停止しており、室外熱交換器７には冷媒は流入しないので、これにより、室外熱交換器７を用いること無く、車室内の暖房が行われることになる。

（６）空調運転の切り換え
コントローラ３２は下記式（Ｉ）から前述した目標吹出温度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の温度の目標値である。
ＴＡＯ＝（Ｔｓｅｔ－Ｔｉｎ）×Ｋ＋Ｔｂａｌ（ｆ（Ｔｓｅｔ、ＳＵＮ、Ｔａｍ））
・・（Ｉ）
ここで、Ｔｉｎは内気温度センサ３７が検出する車室内空気の温度（内気温度）、Ｔｓｅｔは空調操作部５３で設定された内気温度Ｔｉｎ（車室内空気の温度）の設定温度（目標車室内空気温度）、Ｋは係数、Ｔｂａｌは目標車室内空気温度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。

更に、コントローラ３２はこの目標吹出温度ＴＡＯに基づき、下記式（ＩＩ）を用いて前述した目標ヒータ温度ＴＣＯを算出する。
ＴＣＯ＝ｆ（ＴＡＯ） ・・（ＩＩ）
尚、上記式（ＩＩ）中のｆは、制御上の制限やオフセットなどを意味しているが、基本的にはＴＣＯ＝ＴＡＯとされるので、目標吹出温度ＴＡＯが上昇すれば目標ヒータ温度ＴＣＯも上昇し、目標吹出温度ＴＡＯが低下すれば目標ヒータ温度ＴＣＯも低下することになる。

そして、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とに基づいて上記各空調運転のうちの何れかの空調運転を選択する。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空調運転を選択し、切り換えていくものである。

（７）除霜運転
次に、室外熱交換器７の除霜運転について説明する。前述した如く暖房運転では、室外熱交換器７では冷媒が蒸発し、外気から吸熱して低温となるため、室外熱交換器７には外気中の水分が霜となって付着する。

そこで、コントローラ３２は室外熱交換器温度センサ５４が検出する室外熱交換器温度ＴＸＯ（室外熱交換器７における冷媒蒸発温度）と、室外熱交換器７の無着霜時における冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅとの差ΔＴＸＯ（＝ＴＸＯｂａｓｅ－ＴＸＯ）を算出しており、室外熱交換器温度ＴＸＯが無着霜時における冷媒蒸発温度ＴＸＯｂａｓｅより低下して、その差ΔＴＸＯが所定値以上に拡大した状態が所定時間継続した場合、室外熱交換器７に着霜しているものと判定して所定の着霜フラグをセットする。

そして、この着霜フラグがセットされており、空調操作部５３の空調スイッチがＯＦＦされた状態で、外部電源（急速充電器等）の充電用のプラグが車両に接続され、バッテリ５５が充電されるとき、コントローラ３２は以下の如く室外熱交換器７の除霜運転を実行する。

コントローラ３２はこの除霜運転では、冷媒回路Ｒを前述した暖房運転の状態とした上で、室外膨張弁６の弁開度を全開とする。そして、圧縮機２を運転し、当該圧縮機２から吐出された高温の冷媒を放熱器４、室外膨張弁６を経て室外熱交換器７に流入させて放熱させる。これにより、室外熱交換器７の着霜は融解する。そして、コントローラ３２は室外熱交換器温度センサ５４が検出する室外熱交換器温度ＴＸＯが所定の除霜終了温度（例えば、＋３℃等）より高くなった場合、室外熱交換器７の除霜が完了したものとして除霜運転を終了する。

（８）暖房運転における排熱回収暖房モード
次に、図６を参照しながら、暖房運転における排熱回収暖房モードについて説明する。ここで、バッテリ５５は自己発熱によって温度が上昇する。そこで、コントローラ３２は、暖房運転においてバッテリ５５の温度（前述した熱媒体温度Ｔｗやバッテリ温度Ｔｃｅｌｌから判断する）が上昇した場合や、後述するプレ空調において、前述した通常暖房モードに代え、排熱回収暖房モードを実行する。この排熱回収暖房モードでは、バッテリ５５の排熱を回収し、放熱器４における車室内の暖房に用いる。

図６は排熱回収暖房モードにおける冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）を示している。この排熱回収暖房モードでは、コントローラ３２は室外膨張弁６を全閉とし、電磁弁２１を閉じる。これにより、室外熱交換器７への冷媒の流入は禁止される。一方、電磁弁２２は開き、補助膨張弁７３も開いてその弁開度を制御する状態とする。尚、熱媒体加熱ヒータ６６は必要に応じて発熱させる。

これにより、放熱器４から出た冷媒の全てが室外膨張弁６には流入せず、冷媒配管１３Ｆを経て室内膨張弁８の冷媒上流側の冷媒配管１３Ｂに至る。冷媒は次に分岐配管７２に入り、補助膨張弁７３で減圧された後、分岐配管７２を経て冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに流入して蒸発する。このときに吸熱作用を発揮する。この冷媒流路６４Ｂで蒸発した冷媒は、冷媒配管７４、冷媒配管１３Ｃ及びアキュムレータ１２を順次経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す（図６に実線矢印で示す）。

一方、循環ポンプ６２から吐出された熱媒体は冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａ、熱媒体加熱ヒータ６６、バッテリ５５の順で熱媒体配管６８内を流れて循環ポンプ６２に吸い込まれる循環を行う（図６に破線矢印で示す）。

従って、冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａで冷媒により吸熱されて冷却された熱媒体は熱媒体加熱ヒータ６６を経てバッテリ５５に循環され、このバッテリ５５と熱交換して当該バッテリ５５から排熱を回収すると共に、バッテリ５５を冷却する。バッテリ５５から回収された排熱は、冷媒－熱媒体熱交換器６４で冷媒に汲み上げられ、放熱器４における車室内の暖房に利用される。これにより、室外熱交換器７を用いること無く、車室内を暖房することになる。

（９）コントローラ３２による暖房運転での圧縮機２の制御
次に、図７を用いて前述した暖房運転における圧縮機２の制御について詳述する。図７は暖房運転用の圧縮機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８１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、エアミックスダンパ２８による風量割合ＳＷと、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、目標ヒータ温度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。

前記目標放熱器圧力ＰＣＯは上記目標過冷却度ＴＧＳＣと目標ヒータ温度ＴＣＯに基づいて目標値演算部８２が演算する。更に、Ｆ／Ｂ（フィードバック）操作量演算部８３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８１が演算したＦ／Ｆ操作量ＴＧＮＣｎｆｆとＦ／Ｂ操作量演算部８３が演算したＴＧＮＣｈｆｂは加算器８４で加算され、リミット設定部８５で制御上限値ＥＣＮｐｄＬｉｍＨｉと制御下限値ＥＣＮｐｄＬｉｍＬｏ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。暖房運転においては、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。

（１０）コントローラ３２による補助ヒータ２３の制御
また、図８は補助ヒータ単独運転における補助ヒータ２３の補助ヒータ要求能力ＴＧＱＰＴＣ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の減算器８６には目標ヒータ温度ＴＣＯと補助ヒータ温度Ｔｐｔｃが入力され、目標ヒータ温度ＴＣＯと補助ヒータ温度Ｔｐｔｃの偏差（ＴＣＯ－Ｔｐｔｃ）が算出される。この偏差（ＴＣＯ－Ｔｐｔｃ）はＦ／Ｂ制御部８７に入力され、このＦ／Ｂ制御部８７は偏差（ＴＣＯ－Ｔｐｔｃ）を無くして補助ヒータ温度Ｔｐｔｃが目標ヒータ温度ＴＣＯとなるように補助ヒータ要求能力Ｆ／Ｂ操作量を演算する。

このＦ／Ｂ制御部８７で算出された補助ヒータ要求能力Ｆ／Ｂ操作量Ｑａｆｂはリミット設定部８８で制御上限値ＱｐｔｃＬｉｍＨｉと制御下限値ＱｐｔｃＬｉｍＬｏのリミットが付けられた後、補助ヒータ要求能力ＴＧＱＰＴＣとして決定される。補助ヒータ単独運転においては、コントローラ３２はこの補助ヒータ要求能力ＴＧＱＰＴＣに基づいて補助ヒータ２３の通電を制御することにより、補助ヒータ温度Ｔｐｔｃが目標ヒータ温度ＴＣＯとなるように補助ヒータ２３の発熱（加熱）を制御する。

（１１）コントローラ３２によるプレ空調
次に、図９、図１０を参照しながらコントローラ３２による車室内のプレ空調について説明する。コントローラ３２は乗車前に車室内を予備的に空調するプレ空調の機能を有している。このプレ空調の予約は例えば車両のキーに設けられたリモコン５３Ｂの操作で行うことができ、実施例では乗車時刻が予約設定されるものとする。従って、この設定された乗車時刻がプレ空調の終了時刻となる。

図９はコントローラ３２のプレ空調に関する制御ブロック図を示しており、図９の予測情報取得部８９は、車両側コントローラ８０が外部ネットワークを介して取得したプレ空調終了時（乗車時刻）の外気温度Ｔａｍと外気湿度Ｈａｍに関する予測情報を当該車両側コントローラ８０から取得する。

予測情報取得部８９が取得したプレ空調終了時の外気温度Ｔａｍは目標温度基準値演算部９１に入力される。この目標温度基準値演算部９１では、予測情報取得部８９から入力されたプレ空調終了時の外気温度Ｔａｍ（予測情報）に基づき、プレ空調で用いる目標吹出温度ＴＡＯと目標車室内空気温度Ｔｓｅｔの基準値を算出する。

ここで、プレ空調で用いる目標吹出温度ＴＡＯの基準値の算出方法は基本的には前述した式（Ｉ）と同様であるが、プレ空調の場合には外気温度Ｔａｍとしてプレ空調終了時の予測情報が用いられる。また、この発明においてプレ空調における制御のための目標温度とは目標吹出温度ＴＡＯと目標車室内空気温度Ｔｓｅｔのうちの何れかであるが、式（Ｉ）から明らかな如く、目標車室内空気温度Ｔｓｅｔが上昇すれば目標吹出温度ＴＡＯも上昇し、目標車室内空気温度Ｔｓｅｔが低下すれば目標吹出温度ＴＡＯも低下することになるので、以下の説明では目標吹出温度ＴＡＯをプレ空調における制御（暖房制御を含む）のための目標温度として説明する。

予測情報取得部８９が取得したプレ空調終了時の外気温度Ｔａｍ及び外気湿度Ｈａｍは更にＴＡＯ上昇幅演算部９３と開始時刻演算部９４に入力される。ＴＡＯ上昇幅演算部９３はプレ空調終了時の外気温度Ｔａｍや外気湿度Ｈａｍに基づいてプレ空調時の目標吹出温度ＴＡＯ（目標温度）の上昇幅ＴＡＯｕｐを算出し、開始時刻演算部９４はプレ空調終了時の外気温度Ｔａｍや外気湿度Ｈａｍに基づいてプレ空調開始時刻Ｐｒｓｔを算出する。

尚、このプレ空調開始時刻Ｐｒｓｔはデフォルトでは予約された乗車時刻（プレ空調終了時刻）から所定時間前（数分～数十分前）の時刻（デフォルトのプレ空調開始時刻）となるように開始時刻演算部９４に予め設定されているものであるが、暖房運転においては後述する如く開始時刻演算部９４がこのプレ空調開始時刻Ｐｒｓｔを変更する。

ＴＡＯ上昇幅演算部９３から出力される上昇幅ＴＡＯｕｐと目標温度基準値演算部９１で算出された目標吹出温度ＴＡＯの基準値ＴＡＯ０は加算器９６で加算された後、目標吹出温度ＴＡＯとしてプレ空調制御部９２に入力される。また、開始時刻演算部９４から出力されるプレ空調開始時刻Ｐｒｓｔもプレ空調制御部９２に入力される。プレ空調制御部９２は入力されたプレ空調開始時刻Ｐｒｓｔにプレ空調を開始し、目標吹出温度ＴＡＯ（ＴＡＯ０＋ＴＡＯｕｐ）に基づいてプレ空調での運転を制御することになる。

次に、図１０のフローチャートを参照しながらコントローラ３２によるプレ空調を具体的に説明する。コントローラ３２はプレ空調が予約された場合、図１０のステップＳ１で予測情報取得部８９がプレ空調終了時の外気温度Ｔａｍと外気湿度Ｈａｍを取得する。次に、ステップＳ２で目標温度基準値演算部９１がプレ空調終了時の外気温度Ｔａｍからプレ空調時の目標吹出温度ＴＡＯと目標車室内空気温度Ｔｓｅｔの基準値（実施例では目標吹出温度ＴＡＯの基準値ＴＡＯ０）を算出する。

次に、コントローラ３２はステップＳ３で実行する空調運転が暖房運転であるか否か、そして、車両のバッテリ５５が外部電源（急速充電器等）に接続されているか否かを判断する。この場合、コントローラ３２はプレ空調終了時の外気温度Ｔａｍ（予測情報）目標吹出温度ＴＡＯの基準値ＴＡＯ０に基づいてプレ空調開始時の空調運転を前述した何れかの空調運転のうちから選択する。そして、暖房運転では無い場合、及び、暖房運転であってもバッテリ５５に外部電源に接続されていない場合、コントローラ３２はステップＳ６に進み、プレ空調制御部９２がプレ空調を開始する。

ステップＳ３で選択されている空調運転が暖房運転では無い場合、及び、暖房運転であってもバッテリ５５に外部電源が接続されていない場合、ＴＡＯ上昇幅演算部９３はＴＡＯｕｐを０（零）とするので、プレ空調制御部９２には目標温度基準値演算部９１が出力する目標吹出温度ＴＡＯの基準値ＴＡＯ０が目標吹出温度ＴＡＯとして入力される。また、暖房運転では無い場合には、開始時刻演算部９４もデフォルトのプレ空調開始時刻Ｐｒｓｔを出力するので、プレ空調制御部９２は予約された乗車時刻（プレ空調終了時刻）から所定時間前で選択された空調運転を開始し、目標吹出温度ＴＡＯで圧縮機２等の運転を制御する。そして、プレ空調終了時刻（乗車時刻）となった場合、コントローラ３２はステップＳ７でプレ空調を終了し、ステップＳ８で通常の空調運転を開始する。

一方、ステップＳ３で選択された空調運転が暖房運転であって、且つ、バッテリ５５に外部電源が接続されている場合、コントローラ３２はステップＳ４に進む。ステップＳ４ではＴＡＯ上昇幅演算部９３と開始時刻演算部９４が外気温度Ｔａｍ（予測情報）と目標吹出温度ＴＡＯの基準値ＴＡＯ０との差をそれぞれ算出する。そして、ステップＳ５でＴＡＯ上昇幅演算部９３がＴＡＯ上昇幅ＴＡＯｕｐを決定し、開始時刻演算部９４がプレ空調開始時刻Ｐｒｓｔを決定する。

（１１－１）ＴＡＯ上昇幅演算部９３によるＴＡＯ上昇幅ＴＡＯｕｐの決定
実施例の場合、ＴＡＯ上昇幅演算部９３は外気温度Ｔａｍ（予測情報）と目標吹出温度ＴＡＯの基準値ＴＡＯ０と差が所定値以下の場合、ＴＡＯ上昇幅ＴＡＯｕｐをデフォルトの値ＴＡＯｕｐｄ（数ｄｅｇ）とする。これにより、プレ空調制御部９２に入力される目標吹出温度ＴＡＯが基準値ＴＡＯ０からＴＡＯｕｐｄ分上げる方向に変更されるので、目標ヒータ温度ＴＣＯがその分上昇し、前述した圧縮機目標回転数ＴＧＮＣｈや補助ヒータ要求能力ＴＧＱＰＴＣが上昇するので、車室内の暖房能力は増大することになる。

（１１－２）ＴＡＯ上昇幅演算部９３によるＴＡＯ上昇幅ＴＡＯｕｐの変更（その１）
また、実施例ではＴＡＯ上昇幅演算部９３は外気温度Ｔａｍ（予測情報）と目標吹出温度ＴＡＯの基準値ＴＡＯ０と差が上記所定値より大きい場合は、所定値からの差が大きくなる程、ＴＡＯ上昇幅ＴＡＯｕｐを大きくする方向で変更する。この変更方法は、差に応じてリニアに変更するものでも、１～数ｄｅｇ単位で段階的に変更するものでもよい。即ち、外気温度Ｔａｍ（予測情報）が低く、目標吹出温度ＴＡＯの基準値ＴＡＯ０と差が大きくなる程、ＴＡＯ上昇幅ＴＡＯｕｐを大きくし、圧縮機目標回転数ＴＧＮＣｈや補助ヒータ要求能力ＴＧＱＰＴＣをより上昇させることで、車室内の暖房能力をより一層増大させることになる。

（１１－３）開始時刻演算部９４によるプレ空調開始時刻Ｐｒｓｔの決定
また、開始時刻演算部９４は外気温度Ｔａｍ（予測情報）と目標吹出温度ＴＡＯの基準値ＴＡＯ０と差が所定値以下の場合、プレ空調開始時刻Ｐｒｓｔを前述したデフォルトのプレ空調開始時刻とする。

（１１－４）開始時刻演算部９４によるプレ空調開始時刻Ｐｒｓｔの変更（その１）
一方、実施例では開始時刻演算部９４は外気温度Ｔａｍ（予測情報）と目標吹出温度ＴＡＯの基準値ＴＡＯ０と差が前記所定値より大きい場合は、所定値からの差が大きくなる程、早くする方向でプレ空調開始時刻Ｐｒｓｔを変更する。この変更方法は、差に応じてリニアに変更するものでも、１～数分単位で段階的に変更するものでもよい。即ち、外気温度Ｔａｍ（予測情報）が低く、目標吹出温度ＴＡＯの基準値ＴＡＯ０と差が大きくなる程、早くプレ空調を開始し、車室内の暖房をより長く行うようにすることになる。

（１１－５）プレ空調における車室内の暖房
そして、ステップＳ６に進み、プレ空調制御部９２がプレ空調を開始するものであるが、このバッテリ５５に外部電源が接続された状態におけるプレ空調の暖房では、コントローラ３２は前述した（５）の補助ヒータ単独運転、若しくは、（８）の暖房運転の排熱回収暖房モードを実行する。即ち、室外熱交換器７に冷媒を流さずに車室内を暖房する。この場合、何れの運転を行うかは予め設定しておいてもよいが、例えば、バッテリ５５の温度が所定値以上のときには（８）の排熱回収暖房モードを行い、所定値より低いときには（５）の補助ヒータ単独運転を行うとよい。それにより、バッテリ５５の温調を支障無く行いながら（冷え過ぎを防止）、車室内を暖房することができる。尚、ステップＳ７以降は前述と同様である。

このように本発明では、コントローラ３２が乗車前に車室内を予備的に暖房するプレ空調を実行可能とされており、バッテリ５５が外部電源に接続されている状態でプレ空調を実行する場合、室外熱交換器７を用いること無く、車室内を暖房するようにしたので、乗車前のプレ空調において、室外熱交換器７に着霜させること無く、車室内を予備的に暖房しておくことができるようになる。

本発明ではそれに加えて、コントローラ３２がプレ空調における暖房制御のための目標温度、実施例では目標吹出温度ＴＡＯを、基準値ＴＡＯ０から上げる方向で変更するようにしたので、暖房能力を増大させ、プレ空調中に車室内の空気やシート等の車内部品に熱を蓄えておくことができるようになる。即ち、バッテリ５５と外部電源との接続を解除した後の走行中等に、室外熱交換器７で外気から吸熱する暖房運転（通常暖房モード）を実行する際の負荷を低減させることが可能となる。これにより、特に低外気温環境下において、室外熱交換器７への着霜を軽減し、高効率での暖房運転ができる期間を延長させることができるようになる。

特に、実施例ではコントローラ３２の開始時刻演算部９４が、外気温度Ｔａｍと基準値ＴＡＯ０との差が大きい程、早くする方向でプレ空調を開始する時刻Ｐｒｓｔを変更するようにしているので、外気温度Ｔａｍが低い環境下でもプレ空調で支障無く車室内に熱を蓄えることができるようになる。

また、実施例ではコントローラ３２のＴＡＯ上昇幅演算部９３が、外気温度Ｔａｍと基準値ＴＡＯ０との差が大きい程、目標吹出温度ＴＡＯの上昇幅ＴＡＯｕｐ（目標温度の上昇幅）を大きくする方向で変更するようにしているので、外気温度Ｔａｍが低い環境下において、プレ空調により支障無く車室内に熱を蓄えることができるようになる。

この場合、実施例では外気温度Ｔａｍとして、プレ空調終了時の外気温度Ｔａｍ（予測情報）を採用しているので、乗車する際の外気温度Ｔａｍに応じたプレ空調を実現することができるようになる。

更に、実施例ではコントローラ３２の目標温度基準値演算部９１が、プレ空調終了時の外気温度Ｔａｍに基づき、目標吹出温度ＴＡＯの基準値ＴＡＯ０を算出するようにしているので、乗車する際の外気温度Ｔａｍに応じて適切なプレ空調を実現することができるようになる。

その場合、実施例ではコントローラ３２が、外部ネットワークを介してプレ空調終了時の外気温度Ｔａｍに関する情報を取得するようにしているので、乗車する際の外気温度Ｔａｍに応じたプレ空調を支障無く実現することが可能となる。

（１１－６）ＴＡＯ上昇幅演算部９３によるＴＡＯ上昇幅ＴＡＯｕｐの変更（その２）
尚、前述した（１１－２）のＴＡＯ上昇幅演算部９３によるＴＡＯ上昇幅ＴＡＯｕｐの変更（その１）については、前述した外気温度Ｔａｍと基準値ＴＡＯ０との差に代えて、或いは、それに加えて外気湿度Ｈａｍに基づいて行ってもよい。その場合、ＴＡＯ上昇幅演算部９３は外気湿度Ｈａｍ（予測情報）が所定値以下の場合、ＴＡＯ上昇幅ＴＡＯｕｐを前述したデフォルトの値ＴＡＯｕｐｄ（数ｄｅｇ）とする。

一方、外気湿度Ｈａｍが所定値より高く、所定値からの差が大きくなる程、ＴＡＯ上昇幅ＴＡＯｕｐを大きくする方向で変更する。この変更方法は、差に応じてリニアに変更するものでも、１～数ｄｅｇ単位で段階的に変更するものでもよい。即ち、この場合は外気湿度Ｈａｍ（予測情報）が高くなる程、ＴＡＯ上昇幅ＴＡＯｕｐを大きくし、圧縮機目標回転数ＴＧＮＣｈや補助ヒータ要求能力ＴＧＱＰＴＣをより上昇させることで、車室内の暖房能力をより一層増大させることになる。

尚、（１１－２）に代えて（１１－６）を実行する場合は、前述した（１１－１）のＴＡＯ上昇幅演算部９３によるＴＡＯ上昇幅ＴＡＯｕｐの決定については、外気温度Ｔａｍ（予測情報）と目標吹出温度ＴＡＯの基準値ＴＡＯ０と差を考慮すること無く、外気湿度Ｈａｍ（予測情報）が所定値以下の場合は、ＴＡＯ上昇幅ＴＡＯｕｐをデフォルトの値ＴＡＯｕｐｄ（数ｄｅｇ）とするものとする。

（１１－７）開始時刻演算部９４によるプレ空調開始時刻Ｐｒｓｔの変更（その２）
また、前述した（１１－４）の開始時刻演算部９４によるプレ空調開始時刻Ｐｒｓｔの変更（その１）についても、前述した外気温度Ｔａｍと基準値ＴＡＯ０との差に代えて、或いは、それに加えて外気湿度Ｈａｍに基づいて行ってもよい。その場合、開始時刻演算部９４は外気湿度Ｈａｍ（予測情報）が所定値以下の場合、プレ空調開始時刻Ｐｒｓｔを前述したデフォルトのプレ空調開始時刻とする。

一方、開始時刻演算部９４は外気湿度Ｈａｍ（予測情報）が所定値より高く、所定値からの差が大きくなる程、早くする方向でプレ空調開始時刻Ｐｒｓｔを変更する。この変更方法は、差に応じてリニアに変更するものでも、１～数分単位で段階的に変更するものでもよい。即ち、この場合は外気湿度Ｈａｍ（予測情報）が高くなる程、早くプレ空調を開始し、車室内の暖房をより長く行うようにすることになる。

尚、（１１－４）に代えて（１１－７）を実行する場合は、前述した（１１－３）の開始時刻演算部９４によるプレ空調開始時刻Ｐｒｓｔの決定については、外気温度Ｔａｍ（予測情報）と目標吹出温度ＴＡＯの基準値ＴＡＯ０と差を考慮すること無く、外気湿度Ｈａｍ（予測情報）が所定値以下の場合は、プレ空調開始時刻Ｐｒｓｔをデフォルトのプレ空調開始時刻とするものとする。

このように、コントローラ３２が、外気湿度Ｈａｍが高い程、早くする方向でプレ空調を開始する時刻Ｐｒｓｔを変更するようにすれば、外気湿度Ｈａｍが高く、室外熱交換器７に着霜し易い環境下において、プレ空調により支障無く車室内に熱を蓄えておき、その後の走行中における室外熱交換器７への着霜を効果的に軽減することができるようになる。

また、コントローラ３２が、外気湿度Ｈａｍが高い程、目標吹出温度ＴＡＯの上昇幅ＴＡＯｕｐを大きくする方向で変更するようにしても、室外熱交換器７に着霜し易い環境下において、プレ空調により支障無く車室内に熱を蓄え、その後の走行中における室外熱交換器７への着霜を効果的に軽減することができるようになる。

この場合も外気湿度Ｈａｍとしては、プレ空調終了時の外気湿度Ｈａｍ（予測情報）を採用しているので、乗車する際の外気湿度Ｈａｍに応じたプレ空調を実現することができるようになる。

また、コントローラ３２は、外部ネットワークを介してプレ空調終了時の外気湿度Ｈａｍに関する情報を取得するので、乗車する際の外気湿度Ｈａｍに応じたプレ空調を支障無く実現することが可能となる。

尚、実施例ではプレ空調における目標吹出温度ＴＡＯの基準値ＴＡＯ０（暖房制御のための目標温度の基準値）を、プレ空調終了時の外気温度Ｔａｍ（予測情報）から算出するようにしたが、それに限らず、プレ空調終了時の外気湿度Ｈａｍ（予測情報）から算出し、或いは、外気湿度Ｈａｍも加味して算出するようにしてもよい。

また、基準値を算出するのではなく、予め設定された基準値、或いは、使用者が直前に設定していた目標車室内空気温度Ｔｓｅｔから算出される目標吹出温度ＴＡＯを基準値ＴＡＯ０として扱うようにしてもよい。

また、実施例ではプレ空調の予約について、乗車時刻（プレ空調終了時刻）を設定するようにしたが、請求項４、請求項８以外の発明についてはそれに限らず、プレ空調の開始時刻を予約するものでもよい。その場合は、プレ空調終了時は不明となるので、プレ空調開始予約時刻の外気温度や外気湿度、或いは、それから所定時間後（数分～数十分）の外気温度や外気湿度の予測情報を取得して前述した各制御を実行するようにすればよい。また、その場合のプレ空調開始時刻の変更については、開始予約時刻をコントローラ３２が自主的に変更することになる。

また、プレ空調における暖房も、実施例では補助ヒータ単独運転か排熱回収暖房モードで説明したが、請求項１０、請求項１１以外の発明ではそれに限らず、室外熱交換器７を使用しない暖房方式であれば種々変更可能である。

また、実施例では熱媒体を介してバッテリ５５を冷却する場合について説明したが、バッテリ５５と直接熱交換する排熱回収用熱交換器を設けて、冷媒によりバッテリ５５から直接吸熱するようにしてもよい。

また、実施例では暖房運転の他に、除湿暖房運転、除湿冷房運転、冷房運転、除霜運転等を実行する車両用空気調和装置を採り上げて説明したが、それに限らず、暖房運転のみ、或いは、それに加えて上記の空調運転や除霜運転のうちの何れか、若しくは、それらの組み合わせを実行する車両用空気調和装置にも本発明は有効である。

更に、実施例で説明したコントローラ３２の構成、車両用空気調和装置１の冷媒回路Ｒや排熱回収装置６１の構成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。

１ 車両用空気調和装置
２ 圧縮機
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
１３ 冷媒配管
３２ コントローラ（制御装置）
５３Ｂ リモコン
５５ バッテリ（発熱機器）
６１ 排熱回収装置
６２ 循環ポンプ
６４ 冷媒－熱媒体熱交換器（排熱回収用熱交換器）
６８ 熱媒体配管
７２ 分岐配管
７３ 補助膨張弁
７４ 冷媒配管
８９ 予測情報取得部
９１ 目標温度基準値演算部
９２ プレ空調制御部
９３ ＴＡＯ上昇幅演算部
９４ 開始時刻演算部
Ｒ 冷媒回路

Claims (10)

1. バッテリから給電されて冷媒を圧縮する圧縮機と、
   前記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、
   車室外に設けられた室外熱交換器と、
   制御装置を備え、
   前記バッテリは外部電源により充電可能とされており、
   前記制御装置は少なくとも、前記圧縮機から吐出された前記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運転を実行する車両用空気調和装置において、
   前記制御装置は、乗車前に前記車室内を予備的に暖房するプレ空調を実行可能とされており、
   前記バッテリが前記外部電源に接続されている状態で前記プレ空調を実行する場合、前記室外熱交換器を用いること無く、前記車室内を暖房すると共に、前記プレ空調における暖房制御のための目標温度を、当該目標温度の基準値から上げる方向で変更し、且つ、外気温度が低い程、及び／又は、外気湿度が高い程、前記目標温度の上昇幅を大きくする方向で変更することを特徴とする車両用空気調和装置。
2. 前記制御装置は、外気温度と前記目標温度の基準値との差が大きい程、早くする方向で前記プレ空調を開始する時刻を変更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。
3. 前記制御装置は、外気温度と前記目標温度の基準値との差が大きい程、前記目標温度の上昇幅を大きくする方向で変更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。
4. 前記外気温度は、前記プレ空調終了時の外気温度であ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。
5. 前記制御装置は、外気湿度が高い程、早くする方向で前記プレ空調を開始する時刻を変更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。
6. 前記外気湿度は、前記プレ空調終了時の外気湿度であ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。
7. 前記制御装置は、前記プレ空調終了時の外気温度及び／又は外気湿度に基づき、前記目標温度の基準値を算出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。
8. 前記制御装置は、外部ネットワークを介して前記プレ空調終了時の外気温度及び／又は外気湿度に関する情報を取得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。
9. 前記車室内に供給する空気を加熱するための電気ヒータを備え、
   前記制御装置は、前記バッテリが前記外部電源に接続されている状態で前記プレ空調を実行する場合、前記圧縮機を停止し、前記電気ヒータにより前記車室内を暖房す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。
10. 前記冷媒を用いて車両に搭載された発熱機器から排熱を回収するための排熱回収用熱交換器を備え、
    前記制御装置は、前記バッテリが前記外部電源に接続されている状態で前記プレ空調を実行する場合、前記圧縮機を運転し、当該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、前記排熱回収用熱交換器にて吸熱させ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。
    

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