CN103423928B - 车辆用空调装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆用空调装置(10)，其具有：压缩热交换介质的压缩机(21)；使热交换介质流入而与室外进行热交换的室外热交换器(24)；和使热交换介质流入而与室内进行热交换的蒸发器(14)，所述车辆用空调装置能够实施：除霜用制冷运行(B)，使由压缩机(21)压缩后的热交换介质流入至蒸发器(14)而吸热，并使其流入至室外热交换器(24)而散热；和热气运行(A)，不使由压缩机(21)压缩后的热交换介质被蒸发器(14)吸热，而使其流入至室外热交换器(24)而散热，通过以转换除霜用制冷运行(B)和热气运行(A)的方式实施，来实施进行所述室外热交换器(24)的除霜的除霜运行。

Description

车辆用空调装置

本申请以2012年5月21日提出申请的日本专利申请2012-115561号以及2012年5月21日提出申请的日本专利申请2012-115564号为基础要求优先权，并将其内容援引至此。

技术领域

本发明涉及车辆用空调装置。

背景技术

由于在电动汽车中，不能在车室内的供暖中利用发动机的冷却水，所以采用了利用热泵循环的车辆用空调装置(例如，参照日本特开平5-310034号公报及日本特开2000-343934号公报)。该车辆用空调装置在压缩机的基础上，还具有供暖用膨胀阀及室外热交换器、以及制冷用膨胀阀及室内热交换器。

当供暖运行时，经压缩机压缩后的热交换介质通过供暖用膨胀阀膨胀而流入至室外热交换器。由此，热交换介质通过室外热交换器吸热，而且通过室内热交换器散热而向车室内供暖。

当制冷运行时，经压缩机压缩后的热交换介质通过制冷用膨胀阀膨胀而流入至室内热交换器。由此，热交换介质通过室内热交换器吸热而将车室内制冷，而且通过室外热交换器散热。

在该车辆用空调装置中，由于在供暖运行过程中热交换介质通过室外热交换器吸热，所以当外气温度非常低时，具有在室外热交换器的表面上产生结霜的情况。一旦产生结霜，则热传递率会降低并会造成吸热不足，因此，存在车室内的供暖变得不充分的问题。

此外，由于在制冷运行时会通过室外热交换器散热，所以考虑到从供暖运行转换到制冷运行而进行室外热交换器的除霜运行。但是，在这种随着制冷运行而进行的除霜运行中，会向车室内供给冷风而给予乘员不适感。

因此，在日本特开平5-310034号公报及日本特开2000-343934号公报记载的技术中，使用热气而进行室外热交换器的除霜运行。在该除霜运行中，经压缩机压缩后的热交换介质(热气)从膨胀阀迂回而流入至室外热交换器。由于该热交换介质没有通过室外热交换器吸热而是散热，所以能够进行室外热交换器的除霜。另外，由于也未通过室内热交换器吸热，所以也不会向车室内供给冷风。

另外，以往，例如在通过热泵循环进行除霜模式运行的空调装置中，已知一种车辆用空调装置，其具有对室外热交换器的表面温度进行检测的温度传感器，根据室外热交换器的表面温度的检测值来判断室外热交换器是否为结霜状态，并根据该判断结果进行除霜模式运行(例如，参照日本特开2010-236709号公报)。

但是，在使用热气的除霜运行中，由于将压缩机自身的发热传递给热交换介质来生成热气，所以存在导致压缩机的耗电增加，并且到霜开始融化为止耗时的问题。

另外，根据上述现有技术的车辆用空调装置，若检测出室外热交换器的表面温度降低至规定温度以下，则判断为室外热交换器为结霜状态并执行除霜模式运行。

但是，仅通过室外热交换器的表面温度，难以很准确地判断实际上室外热交换器是否为结霜状态，为了确保所期望的判断精度，有可能需要根据例如由外气温度和车辆的速度(车速)等其他多个参数的组合而构成的庞大的实测的数据来进行判断。

而且，在只是根据室外热交换器的表面温度等温度的信息而执行除霜模式运行中，在实际上室外热交换器不处于结霜状态的情况下，或者即使室外热交换器是结霜状态，但室外热交换器的性能未降低的情况下，也有可能以过高的频率执行除霜模式运行。

发明内容

本发明以提供一种能够在短时间内高效地进行除霜的车辆用空调装置为目的。

其他目的是，提供一种能够在适当的时间以适当的频率执行除霜模式运行的车辆用空调装置。

在本发明的车辆用空调装置中，为了达成上述目的而采用以下结构。

(1)本发明的一个形式的车辆用空调装置，其具有：压缩热交换介质的压缩机；使所述热交换介质流入而与室外进行热交换的室外热交换器；和使所述热交换介质流入而与室内进行热交换的室内热交换器，其特征在于，所述车辆用空调装置能够实施：制冷运行，使由所述压缩机压缩后的所述热交换介质流入至所述室内热交换器而吸热，并使其流入至所述室外热交换器而散热；和热气运行，不使由所述压缩机压缩后的所述热交换介质被所述室内热交换器吸热，而使其流入至所述室外热交换器而散热，通过以转换所述制冷运行和所述热气运行的方式实施，来实施进行所述室外热交换器的除霜的除霜运行。

(2)本发明的其他形式的车辆用空调装置，其特征在于，具有：压缩热交换介质而将其输出的压缩机；能够通过从所述压缩机输出的压缩后的所述热交换介质而散热的室内冷凝器；进行从所述室内冷凝器输出的所述热交换介质与车室外环境之间的热交换的室外热交换器；进行所述热交换介质与车室内环境之间的热交换的室内热交换器；能够向所述室外热交换器送风且能够接收从所述室外热交换器通过的风而发电的送风机；对所述送风机的电动势进行检测的电动势传感器；对车速进行检测的车速传感器；和对进行所述室外热交换器的除霜的除霜模式运行进行控制的控制机构，所述控制机构根据在相对于所述送风机的电力供给被停止的状态下，由所述电动势传感器检测出的所述电动势以及由所述车速传感器检测出的所述车速，来判断在所述室外热交换器上是否产生结霜，在所述判断的结果中判断为在所述室外热交换器上产生结霜的情况下，开始所述除霜模式运行的执行。

(3)在上述(2)的形式中，所述控制机构在所述除霜模式运行的执行时，根据由所述电动势传感器检测出的所述电动势以及由所述车速传感器检测出的所述车速，来判断所述室外热交换器上是否产生结霜，在所述判断的结果中判断为所述室外热交换器上未产生结霜的情况下，停止所述除霜模式运行。

根据上述(1)的形式，以将由室内热交换器吸热的制冷运行和不经室内热交换器吸热的热气运行进行转换的方式进行除霜运行，因此，与仅通过制冷运行进行除霜运行的情况相比，能够抑制向车室内供给冷风的情况。

另外，在吸热的基础上散热的制冷运行中，与不吸热而散热的热气运行相比，散热量变大。由此，与仅通过热气运行进行除霜运行的情况相比，能够在短时间内高效地进行室外热交换器的除霜。

根据上述(2)的形式，通过对与预先掌握的车速对应的送风机的电动势、和实际上在送风机上产生的电动势进行比较，而能够检测室外热交换器的通过风速的降低程度。根据该检测结果来判断室外热交换器上是否产生结霜，在判断为产生结霜的情况下，开始除霜模式运行的执行，由此，能够在适当的时间以适当的频率执行除霜模式运行。

由此，在实际上室外热交换器未处于结霜状态的情况下，或者在即使室外热交换器处于结霜状态，但室外热交换器的性能未降低等的情况下，能够防止以过高的频率执行除霜模式运行。

根据上述(3)的形式，在除霜模式运行的执行过程中，通过对与预先掌握的车速对应的送风机的电动势、和实际上在送风机上产生的电动势进行比较，而能够检测由于结霜而降低的室外热交换器的通过风速是否恢复。

根据该检测结果来判断室外热交换器上是否产生结霜，在判断为未产生结霜的情况下，停止除霜模式运行，由此，能够在适当的时间停止除霜模式运行。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的车辆用空调装置的结构图。

图2A是表示车辆用空调装置的供暖模式运行的状态的图。

图2B是表示车辆用空调装置的制冷模式运行的状态的图。

图3是表示车辆用空调装置的除湿供暖模式运行的状态的图。

图4A是车辆用空调装置的除霜运行的状态，是表示热气运行的状态的图。

图4B是车辆用空调装置的除霜运行的状态，是表示除霜用制冷运行的状态的图。

图5是第一实施方式的车辆用空调装置的除霜运行方法的流程图。

图6是第一实施方式的车辆用空调装置的除霜运行方法的时序图。

图7是第二实施方式的车辆用空调装置的除霜运行方法的流程图。

图8是第二实施方式的车辆用空调装置的除霜运行方法的时序图。

图9是本发明的其他实施方式的车辆用空调装置的结构图。

图10A是表示车辆用空调装置的室外热交换器的配置例的图。

图10B是表示车辆用空调装置的室外热交换器的风扇电机及电源的连接的结构图。

图11是表示本发明的其他实施方式的车辆用空调装置的动作的流程图。

图12是表示本发明的其他实施方式的车辆用空调装置的除霜判断基准值的例子的图。

图13是表示本发明的其他实施方式的车辆用空调装置的风扇电源的ON/OFF与电动势的变化的例子的图。

图14是表示本发明的其他实施方式的车辆用空调装置的风扇电源的ON/OFF、与风扇电机的电动势、与除霜模式运行的ON/OFF的变化的例子的图。

附图标记说明

1电动车辆

10车辆用空调装置

14蒸发器(室内热交换器)

16室内冷凝器

18控制装置(控制机构)

20a电动势传感器

20b车速传感器

21压缩机

24室外热交换器

24a冷凝器风扇

24b风扇电机

110车辆用空调装置

具体实施方式

以下，参照附图(图1～图8)对本发明的一个实施方式的车辆用空调装置进行说明。

(车辆用空调装置)

本实施方式的车辆用空调装置10例如搭载在不具备作为车辆驱动源的内燃机的电动车辆1等上，是能够通过热泵循环来执行除湿供暖模式运行的空调装置。

如图1所示，车辆用空调装置10从设置在通风道11的上游侧的空气导入口11a朝向设置在下游侧的空气吹出口11b，依次具有导入口开闭门12、送风机13、蒸发器14、调节风门(damper)15、和室内冷凝器16。

而且，车辆用空调装置10具有：热泵循环17，该热泵循环17具有蒸发器14及室内冷凝器16；控制装置18(控制机构)；和蒸发器传感器19。

通风道11的空气导入口11a以能够将内气(车室内空气)及外气(车室外空气)导入至车辆用空调装置10的内部的方式设置。

通风道11的空气吹出口11b以能够从车辆用空调装置10的内部向车室内输送空气的方式设置。

导入口开闭门12例如通过控制装置18的控制而被开闭控制，以能够改变内气(车室内空气)及外气(车室外空气)向通风道11内部的导入量的方式设置。

送风机13例如根据由控制装置18的控制而被施加的驱动电压来驱动，将从空气导入口11a导入的空气(内气及外气)从通风道11的上游侧流向下游侧的空气吹出口11b，即向着蒸发器14及室内冷凝器16输送。

蒸发器(室内热交换器)14将流入到内部的低压的热交换介质与车室内环境进行热交换，例如，通过热交换介质蒸发时的吸热，而将通风道11内的从蒸发器14通过的空气冷却。

调节风门15例如能够通过由控制装置18的控制而驱动的马达(图示略)来进行转动，通过开度(例如，相对于流向室内冷凝器16的通风路径的开度)来调整在根据送风机13的输送而从蒸发器14通过的空气的风量中，导入到室内冷凝器16的风量与将室内冷凝器16迂回而排出至车室内的风量的风量比例。

室内冷凝器16能够通过流入到内部的高温且高压的热交换介质而进行散热，例如，将导入到通风导管11内的室内冷凝器16中的空气加热。

热泵循环17例如具有压缩机21、室内冷凝器16、供暖用膨胀阀22、制冷用电磁阀23、室外热交换器24、三通阀25、气液分离器26、制冷用膨胀阀27、和除湿用电磁阀28。

压缩机21例如通过由控制装置18的控制而驱动的马达(图示略)的驱动力来驱动，从气液分离器26吸入气相的热交换介质，并压缩该热交换介质，而将高温且高压的热交换介质排出至室内冷凝器16。

室内冷凝器16通过第一流路31与室外热交换器24连接，在该第一流路31的室内冷凝器16与室外热交换器24之间，并列配置有供暖用膨胀阀22和制冷用电磁阀23。

供暖用膨胀阀22是所谓的节流阀，使从室内冷凝器16排出的热交换介质膨胀，并以低温且低压将气液两相的喷雾状的热交换介质排出至室外热交换器24。

制冷用电磁阀23设置在迂回流路32上，该迂回流路32在室内冷凝器16与室外热交换器24之间经由室内冷凝器16侧的第一分支管32a及室外热交换器24侧的第二分支管32b而将供暖用膨胀阀22迂回，该制冷用电磁阀23例如通过控制装置18而被开闭控制。

例如，制冷用电磁阀23在供暖模式运行或除湿供暖模式运行的执行时设定为关闭状态，而在制冷模式运行的执行时设定为打开状态。

由此，例如，在供暖模式运行或除湿供暖模式运行的执行时，从室内冷凝器16排出的热交换介质从供暖用膨胀阀22通过，而以低温且低压的状态流入至室外热交换器24。

另一方面，在制冷模式运行的执行时，从室内冷凝器16排出的热交换介质从制冷用电磁阀23通过，而以高温的状态流入至室外热交换器24。

室外热交换器24例如是室外侧的冷凝器，进行流入到内部的热交换介质与车室外环境之间的热交换。另外，在室外热交换器24的下游侧，设置有对从室外热交换器24的出口流出的热交换介质的温度进行测量的出口温度传感器24T。

例如，室外热交换器24在供暖模式运行或除湿供暖模式运行的执行时，能够通过流入至内部的低温且低压的热交换介质而从车室外环境中吸热，例如，通过从车室外环境的吸热而将热交换介质升温。

另一方面，室外热交换器24在制冷模式运行的执行时，能够通过流入至内部的高温的热交换介质而向车室外环境散热，例如，通过向车室外环境的散热以及冷凝器风扇24a的送风而将热交换介质冷却。

三通阀25与室外热交换器24、气液分离器26侧的集流管33、制冷用膨胀阀27侧的第三分支管34连接，以将从室外热交换器24流出的热交换介质转换至气液分离器26或制冷用膨胀阀27而排出，该三通阀25例如通过控制装置18而被转换控制。

例如，三通阀25在供暖模式运行或除湿供暖模式运行的执行时，将从室外热交换器24流出的热交换介质排出至气液分离器26侧的集流管33的流入口(图示略)。

另一方面，三通阀25在制冷模式运行的执行时，将从室外热交换器24流出的热交换介质排出至制冷用膨胀阀27侧的第三分支管34。

气液分离器26连接在集流管33的流出口(图示略)与压缩机21的吸入口(图示略)之间，将从集流管33的流出口流出的热交换介质的气液分离，并使气相的热交换介质吸入至压缩机21。

制冷用膨胀阀27是所谓的节流阀，连接在第三分支管34与蒸发器14的流入口(图示略)之间，例如根据由控制装置18控制的阀开度，而使从第三分支管34流出的热交换介质膨胀，并以低温且低压将气液两相的喷雾状的热交换介质排出至蒸发器14。

蒸发器14连接在制冷用膨胀阀27与集流管33之间，具有与第三分支管34连接的流入口(图示略)、和与集流管33的流入口(图示略)连接的流出口(图示略)。

除湿用电磁阀28设置在第二流路36上，该第二流路36通过设置在第一流路31的室内冷凝器16与第一分支管32a之间的第四分支管35，而从第一流路31分支并与第三分支管34连接，该除湿用电磁阀28例如通过控制装置18而被开闭控制。

例如，除湿用电磁阀28在供暖模式运行或制冷模式运行的执行时设定为关闭状态，而在除湿供暖模式运行的执行时设定为打开状态。

由此，例如，在供暖模式运行或制冷模式运行的执行时，从室内冷凝器16排出的热交换介质从第四分支管35通过，并仅在第一流路31中流通而流向室外热交换器24。

另一方面，在除湿供暖模式运行的执行时，从室内冷凝器16排出的热交换介质在第四分支管35中分支为第一流路31和第二流路36，其中，一方在第一流路31中流通而流向室外热交换器24，另一方在第二流路36中流通，并从除湿用电磁阀28和第三分支管34通过而流向制冷用膨胀阀27。

控制装置18例如根据由操作者经由适当的开关(图示略)等输入的指令信号、和从蒸发器传感器19输出的检测结果的信号等，对车辆用空调装置10的运行进行控制，并对供暖模式运行与制冷模式运行与除湿供暖模式运行之间的转换进行控制。

蒸发器传感器19例如配置在通风道11内的蒸发器14的下游侧的位置上，检测从蒸发器14通过的空气的温度，并将检测结果的信号输出到控制装置18。

本实施方式的车辆用空调装置10具有上述结构，接着，对车辆用空调装置10的动作进行说明。

(供暖模式运行)

首先，在车辆用空调装置10的供暖模式运行时，例如如图2A所示，调节风门15设定为打开状态，以将从蒸发器14通过的空气导入至室内冷凝器16，制冷用电磁阀23及除湿用电磁阀28设定为关闭状态，三通阀25将室外热交换器24与集流管33的流入口连接。

由此，从压缩机21排出的高温且高压的热交换介质通过在室内冷凝器16中的散热而将通风道11内的空气加热。

而且，热交换介质通过供暖用膨胀阀22而膨胀并形成为气液两相(富液相)的喷雾状，接着，在室外热交换器24中从车室外环境吸热并以气液两相(富气相)的喷雾状从三通阀25和集流管33通过，而流入至气液分离器26。

而且，热交换介质在气液分离器26中被气液分离，且气相的热交换介质被吸入至压缩机21。

(制冷模式运行)

另外，在车辆用空调装置10的制冷模式运行时，例如如图2B所示，调节风门15设定为关闭状态，以使从蒸发器14通过的空气迂回室内冷凝器16，制冷用电磁阀23设定为打开状态且除湿用电磁阀28设定为关闭状态，三通阀25将室外热交换器24与第三分支管34连接。

由此，从压缩机21中排出的高温且高压的热交换介质从室内冷凝器16和制冷用电磁阀23通过，在室外热交换器24中向车室外环境散热，从三通阀25和第三分支管34通过并流入至制冷用膨胀阀27。

而且，热交换介质通过制冷用膨胀阀27而膨胀并形成为气液两相(富液相)的喷雾状，接着，通过在蒸发器14中的吸热而将通风道11内的空气冷却。

而且，气液两相(富气相)的热交换介质从集流管33通过并流入至气液分离器26，在气液分离器26中被气液分离，且气相的热交换介质被吸入至压缩机21。

(除湿供暖模式运行)

另外，在车辆用空调装置10的除湿供暖模式运行时，例如如图3所示，调节风门15设定为打开状态，以将从蒸发器14通过的空气导入至室内冷凝器16，制冷用电磁阀23设定为关闭状态且除湿用电磁阀28设定为打开状态，三通阀25将室外热交换器24与集流管33的流入口连接。

由此，从压缩机21排出的高温且高压的热交换介质通过在室内冷凝器16中的散热而将通风道11内的空气(即从蒸发器14通过的空气)加热。

而且，热交换介质在第四分支管35中分支为第一流路31和第二流路36，其中，一方在第一流路31中流通而流向室外热交换器24，另一方在第二流路36中流通，并从除湿用电磁阀28和第三分支管34通过而流向制冷用膨胀阀27。

即，一方的热交换介质从第四分支管35流入至供暖用膨胀阀22，通过供暖用膨胀阀22而膨胀并形成为气液两相(富液相)的喷雾状，接着，在室外热交换器24中从车室外环境吸热并以气液两相(富气相)的喷雾状从三通阀25和集流管33通过，而流入至气液分离器26。

另外，另一方的热交换介质从第四分支管35流入至制冷用膨胀阀27，通过制冷用膨胀阀27而膨胀并形成为气液两相(富液相)的喷雾状，接着，通过在蒸发器14中的吸热而将通风道11内的空气冷却至露点，由此进行除湿，并以气液两相(富气相)的状态从集流管33通过而流入至气液分离器26。

(除霜运行)

在上述车辆用空调装置的供暖模式运行时，由于在室外热交换器24中从外气吸热，所以具有在室外热交换器24上产生结霜的情况。一旦产生结霜，则室外热交换器24的热传递率会降低并会造成吸热不足，因此，车室内的供暖会变得不充分。于是，在供暖模式运行过程中，当判断为在室外热交换器24上产生结霜时，进行除霜模式运行。

在本实施方式的除霜模式运行中，对除霜用制冷运行和热气运行进行转换而实施。

图4A、4B是表示车辆用空调装置的除霜运行的状态的图。图4A是热气运行的状态，图4B是除霜用制冷运行的状态。

图4A所示的热气运行与图2A所示的供暖运行类似，但在以下几点上有所不同。在供暖模式运行中，以小口径打开供暖用膨胀阀22，使经压缩机21压缩后的热交换介质膨胀并流入至室外热交换器24，并通过室外热交换器24进行吸热。

相对于此，在热气运行中，以大口径打开供暖用膨胀阀22，使经压缩机21压缩后的热交换介质(热气)直接流入至室外热交换器24，并通过室外热交换器24进行散热。

在压缩机21压缩热交换介质时，压缩机21本身会发热，该热量被传递至热交换介质，而使热交换介质的温度上升。温度上升后的热交换介质(热气)流入至室内冷凝器16并进行散热，并将通风道11内的空气加热。由此，向车室内供给暖风。

从室内冷凝器16流出的热交换介质从供暖用膨胀阀22通过并流入至室外热交换器24。在热气运行中，由于以大口径打开供暖用膨胀阀22，所以热交换介质不会通过供暖用膨胀阀22进行膨胀，而是直接流入至室外热交换器24。

该热交换介质不通过室外热交换器24进行吸热，而进行散热，因此，能够进行室外热交换器24的除霜。

从室外热交换器24流出的热交换介质从气液分离器26通过并返回至压缩机21，进行循环。

图4B所示的除霜用制冷运行与图2B所示的制冷模式运行基本相同。任意一个运行，均使经压缩机21压缩后的热交换介质流入至室外热交换器24并进行散热，而且流入至蒸发器14并进行吸热。在这种除霜用制冷运行中，热交换介质通过室外热交换器24进行散热，因此，能够进行室外热交换器24的除霜。

除霜用制冷运行与制冷模式运行在以下几点上有所不同。在制冷模式运行中，将调节风门15设为关闭状态，以使导入到通风道11中并从蒸发器14通过的空气将室内冷凝器16迂回。相对于此，在除霜用制冷运行中，将调节风门15设为打开状态，以使从蒸发器14通过的空气从室内冷凝器16通过。

在除霜用制冷运行中，与制冷模式运行相同地通过在蒸发器14中的吸热而将通风道11内的空气冷却，因此，与供暖模式运行时相比，向车室内供给的空气的温度降低。另一方面，由压缩机21压缩并流入到室内冷凝器16中的热交换介质相对于从室内冷凝器16通过的空气进行散热。

因此，在本实施方式的除霜用制冷运行中，将调节风门15设为打开状态，以使从蒸发器14通过的空气从室内冷凝器16通过。由此，可以抑制向车室内供给的空气的温度降低，因此，能够减轻乘员的不适感。

(车辆用空调装置的除霜运行方法、第一实施方式)

图5是第一实施方式的车辆用空调装置的除霜运行方法的流程图，图6是时序图。第一实施方式的车辆用空调装置的除霜运行方法是，控制装置18先实施除霜用制冷运行，然后实施热气运行。

第一实施方式的除霜运行方法从供暖模式运行的状态开始(S5)。

接着，进行在室外热交换器24上是否结霜(是否需要除霜)的除霜判断(S10)。

具体地说，通过外气温度传感器(未图示)对外气温度Tam进行测定，并将其输出至控制装置18(S12)。另外，通过出口温度传感器24T对室外热交换器24的出口温度Tout进行测定，并将其输出至控制装置18(S14)。控制装置18判断外气温度Tam与室外热交换器24的出口温度Tout之间的差的绝对值是否比第一规定温度大(S16)。

在供暖模式运行中，通过室外热交换器24进行吸热。在此，在室外热交换器24上结霜的情况下，室外热交换器24的热传递率会降低，因此，热交换介质变得无法从外气充分地吸热。在这种情况下，室外热交换器24的出口温度Tout不会上升到外气温度Tam附近，且两者间的温差会变大。

因此，在外气温度Tam与室外热交换器24的出口温度Tout之间的差的绝对值比第一规定温度大的情况(S16的判断为Yes的情况)下，判断为在室外热交换器24上已经结霜。另一方面，在S16的判断为No的情况下，判断为在室外热交换器24上未结霜，并由于不需要除霜而结束处理。此外，在供暖模式运行中反复实施图5的流程。

在S16的判断为Yes的情况下，实施除霜运行(S20)。在第一实施方式中，首先实施除霜用制冷运行(S22)。

具体地说，如图6所示，在除霜判断成立的情况(S16的判断为Yes的情况)下，开始进行使供暖用膨胀阀22的开度从小口径向大口径增加的作业。另外，开始进行使制冷用膨胀阀27的开度从关闭状态向打开状态增加的作业。接着，在供暖用膨胀阀22及制冷用膨胀阀27的开度增加过程中，将制冷用电磁阀23从关闭状态转换到打开状态。另外，将三通阀25的流出口从供暖侧(集流管33侧)转换到制冷侧(第三分支管34侧)。

由此，经压缩机21压缩后的热交换介质不通过供暖用膨胀阀22进行膨胀而流入至室外热交换器24。其结果是，热交换介质通过室外热交换器24进行散热，因此开始除霜用制冷运行。

此外，在对制冷用电磁阀23及三通阀25进行转换之前，通过开始进行供暖用膨胀阀22及制冷用膨胀阀27的开度增加，即使对于两者的开度增加会耗时的情况下，也能迅速地开始除湿用制冷运行。此外，除霜用制冷运行仅进行规定时间。

接着，实施热气运行(S24)。

具体地说，如图6所示，在除霜用制冷运行的规定时间经过的紧前，开始进行使制冷用膨胀阀27的开度从打开状态向关闭状态减少的作业。接着，在制冷用膨胀阀27的开度减少过程中，将制冷用电磁阀23从打开状态转换到关闭状态。另外，将三通阀25的流出口从制冷侧(第三分支管34侧)转换到供暖侧(集流管33侧)。由此，从室外热交换器24流出的热交换介质避开蒸发器14而流入至压缩机21，从而开始热气运行。

此外，将制冷用电磁阀23关闭并仅将供暖用膨胀阀22打开成大口径来进行热气运行，由此，因为通过压缩机21将热交换介质适度地压缩，所以能够高效地生成热气。

接着，进行除霜结束判断(S30)。具体地说，与除霜判断相同地，通过外气温度传感器(未图示)对外气温度Tam进行测定，并将其输出至控制装置18(S32)。另外，通过出口温度传感器24T对室外热交换器24的出口温度Tout进行测定，并将其输出至控制装置18(S34)。控制装置18判断外气温度Tam与室外热交换器24的出口温度Tout之间的差的绝对值是否比第二规定温度小(S36)。

此外，通过将除霜结束判断的第二规定温度设定为比除霜判断的第一规定温度小的值，而能够防止除霜运行在短时间内间断地实施。在S36的判断为No的情况下，判断为除霜未结束，并返回至S24而继续进行热气运行。

在室外热交换器24的霜已融化的情况下，室外热交换器24的热传递率提高，并且可以充分地进行从热交换介质向外气的散热。由此，室外热交换器24的出口温度Tout向外气温度Tam接近，两者间的温差变小。

因此，在外气温度Tam与室外热交换器24的出口温度Tout之间的差的绝对值比第二规定温度小的情况(S36的判断为Yes的情况)下，判断为室外热交换器24的除霜已结束。在这种情况下，如图6所示，使供暖用膨胀阀22的开度从大口径向小口径减少，并结束热气运行。

由此，第一实施方式的车辆用空调装置的除霜运行结束，并恢复到供暖模式运行。

如上所述，在第一实施方式的车辆用空调装置的除霜运行中，构成为，对由蒸发器14进行吸热的除霜用制冷运行和不经蒸发器14吸热的热气运行进行转换来实施。

由此，与仅通过制冷运行进行除霜运行的情况相比，能够抑制向车室内供给冷风的情况。另外，在吸热后的基础上散热的除霜用制冷运行中，与不吸热而散热的热气运行相比，散热量变大。由此，与仅通过热气运行进行除霜运行的情况相比，能够在短时间内高效地进行室外热交换器的除霜。

然而，在供暖模式运行中，由于通过供暖用膨胀阀22使热交换介质膨胀，所以热交换介质变成气液两相，并在气液分离器26中将液相的热交换介质分离。在另一方面的热气运行中，由于不通过供暖用膨胀阀22使热交换介质膨胀，所以使热交换介质在保持气相状态的情况下流通。

在此，在从供暖模式运行转换成热气运行的紧后，液相的热交换介质滞留在气液分离器26中，因此，直到液相的热交换介质气化为止，暂时形成为气相的热交换介质的流通量较少的状态。在该状态下，难以通过压缩机21对热交换介质进行适度地压缩而生成热气。

因此，在仅通过热气运行进行除霜运行的情况下，存在到霜开始融化为止耗时，而使压缩机的耗电增加的问题。

相对于此，在第一实施方式的车辆用空调装置的除霜运行中，构成为，先实施除霜用制冷运行，然后实施热气运行。

根据该结构，能够通过先进行的除霜用制冷运行，迅速使霜开始融化。由此，与仅通过热气运行进行除霜运行的情况相比，能够缩短除霜运行时间，并能够抑制压缩机的耗电。此外，虽然在除霜用制冷运行中会向车室内供给冷风，但是，由于在乘员感觉到冷之前就会转换成热气运行并继续除霜，所以能够缓和随着除霜运行而造成的乘员的不适感。

(车辆用空调装置的除霜运行方法、第二实施方式)

图7是第二实施方式的车辆用空调装置的除霜运行方法的流程图，图8是时序图。第二实施方式的车辆用空调装置的除霜运行方法是，控制装置18先实施热气运行，然后实施除霜用制冷运行，接着再次实施热气运行。此外，关于与第一实施方式为相同结构的部分，省略其说明。

与第一实施方式相同地，从供暖运行的状态开始(S5)，进行在室外热交换器24上是否结霜(是否需要除霜)的除霜判断(S10)。

在S10中判断为需要除霜的情况下，实施除霜运行(S20)。在第二实施方式中，首先实施热气运行(S21)。

具体地说，如图8所示，在除霜判断成立的情况(S16的判断为Yes的情况)下，使供暖用膨胀阀22的开度从小口径向大口径增加。由此，经压缩机21压缩后的热交换介质不通过供暖用膨胀阀22进行膨胀而流入至室外热交换器24。其结果是，热交换介质通过室外热交换器24进行散热，因此由热气运行进行的除霜开始。此外，最初的热气运行仅进行规定时间。

接着，实施除霜用制冷运行(S22)。具体地说，如图8所示，使供暖用膨胀阀22的开度维持在大口径。另外，在热气运行的规定时间经过的紧前，开始进行使制冷用膨胀阀27的开度从关闭状态向打开状态增加的作业。其他结构与第一实施方式相同。除霜用制冷运行也仅进行规定时间

接着，实施第二次热气运行(S24)。其结构与第一实施方式相同。

接着，进行除霜结束判断(S30)。其结构与第一实施方式相同。

由此，第二实施方式的车辆用空调装置的除霜运行结束。

这样，在第二实施方式的车辆用空调装置的除霜运行中，构成为，先实施热气运行，然后实施除霜用制冷运行，接着再次实施热气运行。

根据该结构，通过先进行的热气运行，能够以不降低向车室内供给的空气的温度的方式准备除霜。由此，使霜的一部分融化，因此，能够缩短接下来的除霜用制冷运行的时间，并能够缩短向车室内供给冷风的时间。而且，经过第二次热气运行会恢复到供暖模式运行，因此，能够顺利地进行从除霜运行向供暖运行的过渡。

此外，在第一实施方式的除霜运行中，虽然是先实施除霜用制冷运行，然后实施热气运行，再恢复到供暖运行，但也可以先实施热气运行，然后实施除霜用制冷运行，再恢复到供暖运行。

另外，在各实施方式中，通过对室外热交换器的出口温度与外气温度进行比较来进行除霜判断及除霜结束判断，但也可以通过其他方法来进行除霜判断或除霜结束判断。

另外，也可以使最后的热气运行仅进行规定时间，来代替通过上述方法而进行除霜结束判断(最后的热气运行的结束判断)。在这种情况下，使除霜运行的整体仅进行规定时间。该除霜运行时间只要根据判断为除霜运行开始时的室外热交换器的出口温度与外气温度之间的差来决定即可。

另外，在各实施方式中在将制冷用电磁阀23或三通阀25转换之前，开始进行供暖用膨胀阀22或制冷用膨胀阀27的开度变更，但也可以与转换制冷用电磁阀23或三通阀25的转换同时开始进行供暖用膨胀阀22或制冷用膨胀阀27的开度变更。

另外，也具有相对于车辆用空调装置而设置转换普通运行模式与节能运行模式的按钮(ECON按钮)。在这种情况下，只要在每个运行模式中，将除霜运行中的热气运行与除霜用制冷运行的运行时间比率设为不同的设定即可。

例如，在想要通过普通运行模式使乘员的舒适性优先时，则以使热气运行成为主体的方式设定运行时间比率即可，在想要通过节能运行模式抑制耗电时，则以使除霜用制冷运行成为主体的方式设定运行时间比率即可。

以下，参照附图(图9～图14)对本发明的其他实施方式的车辆用空调装置进行说明。在以下说明中，对于与上述实施方式相同或同等的构成部分上标注相同的附图标记，并简略或省略其说明。

图9是表示本实施方式的车辆用空调装置110的结构的图。车辆用空调装置110在图1所示的车辆用空调装置10的构成要素的基础上，还具有电动势传感器20a和车速传感器20b。

此外，车辆用空调装置110虽然在具有电动势传感器20a和车速传感器20b的这一点上与车辆用空调装置10不同，但其他结构均与车辆用空调装置10相同，在此省略说明。

控制装置18例如根据由操作者经由适当的开关(图示略)等输入的指令信号、和从蒸发器传感器19、电动势传感器20a、车速传感器20b输出的各检测结果的信号等，对车辆用空调装置110的运行进行控制，并对供暖模式运行和制冷模式运行和除湿供暖模式运行和除霜模式运行之间的转换进行控制。

例如如图10A、10B所示，电动势传感器20a检测能够对配置在电动车辆1的前部的室外热交换器24的冷凝器风扇24a进行驱动的风扇电机24b的端子间电压(风扇电机电压，即驱动时的施加电压及再生时的电动势)，并将检测结果的信号向控制装置18输出。

此外，冷凝器风扇24a例如在车辆前后方向上配置在室外热交换器24的后方，风扇电机24b例如能够通过来自搭载在电动车辆1上的蓄电池等电源2的电力供给来驱动。

由此，当与来自电源2的供电对应的风扇电机24b的驱动时，冷凝器风扇24a能够从后方侧朝向前方侧并向室外热交换器24送风。

另外，冷凝器风扇24a例如通过接收如下的风而旋转驱动，该风是以电动车辆1行驶时的行驶风等为原因，而从前方侧朝向后方侧并从室外热交换器24通过的风。风扇电机24b例如通过在来自电源2的电力供给被切断的状态下，从冷凝器风扇24a侧传递驱动力而进行发电(再生)，并能够产生电动势。

由此，当在来自电源2的电力供给被切断的状态下的风扇电机24b的再生时，冷凝器风扇24a能够通过行驶风而产生电动势。

为此，在风扇电机24b与电源2之间，设置有能够切断连接的开关3，该开关3的连接及开放(切断)通过控制装置18来控制。

车速传感器20b例如根据电动车辆1的车轮速度等检测速度(车速)，并将检测结果的信号向控制装置18输出。

本实施方式的车辆用空调装置110具有上述结构，接着，对车辆用空调装置110的动作进行说明。此外，关于供暖模式运行、制冷模式运行、以及除湿供暖模式运行的动作，车辆用空调装置10与车辆用空调装置110相同，因此，在此省略说明。

(除霜模式运行)

在车辆用空调装置110进行供暖模式运行时，由于在室外热交换器24中从外气吸热，所以具有在室外热交换器24上产生结霜的情况。一旦产生结霜，则室外热交换器24的热传递率会降低并会造成吸热不足，因此，车室内的供暖会变得不充分。

因此，当在供暖运行中判断为在室外热交换器24上结霜时，进行除霜模式运行。

除霜模式运行例如是，将除霜用制冷运行或热气运行互相转换而实施的、或者将除霜用制冷运行和热气运行以适当的顺序互相转换而实施的转换运行等。

此外，关于除霜用制冷运行和热气运行的状态，车辆用空调装置10与车辆用空调装置110相同，因此，在此省略说明。

以下，说明对车辆用空调装置110的除霜模式运行的执行及停止进行转换的处理。

此外，如下所述的步骤S01至步骤S09的处理例如以规定周期等时间反复执行。

首先，例如在图11所示的步骤S01中，判断供暖模式运行是否正在执行中。

在该判断结果为“NO”的情况下，则前进至结束。

另一方面，在该判断结果为“YES”的情况下，则前进至步骤S02。

接着，在步骤S02中，检测电动车辆1的车速，根据该检测结果并参照预先存储的规定数据，取得相对于风扇电机24b的电动势V的除霜判断基准值。

此外，例如如图12所示，预先存储的规定数据是表示电动车辆1的车速与除霜判断基准值的对应关系的数据。

除霜判断基准值是相对于电动势而设定的判断阈值，该电动势例如是，在与电动车辆1的车速对应的强度的行驶风从室外热交换器24通过而将冷凝器风扇24a旋转驱动的情况下，通过供电停止状态下的风扇电机24b的发电(再生)所产生的电动势。

例如在图12所示的规定数据中，以随着车速的增大而使除霜判断基准值以增大倾向变化的方式设定。

而且，相对于与车速的适当的检测值关联对应的除霜判断基准值，若实际上在风扇电机24b中产生的电动势V不足除霜判断基准值的话，则判断为以室外热交换器24上产生结霜为原因，而使室外热交换器24的通过风速的下降程度比规定的容许度大。

另一方面，在实际上在风扇电机24b中产生的电动势V比除霜判断基准值大的情况下，判断为，由于在室外热交换器24上未产生结霜，或者即使在室外热交换器24上产生结霜，室外热交换器24的通过风速的下降程度不足规定的容许度。

接着，在步骤S03中，将开关3从连接转换成开放(切断)，切断从电源2向风扇电机24b的电力供给(风扇电源OFF)。

接着，在步骤S04中，检测供电停止状态下的风扇电机24b的电动势V。

接着，在步骤S05中，判断所检测出的电动势V是否不足与所检测出的车速对应的除霜判断基准值。

在该判断结果为“NO”的情况下，前进至后述的步骤S08。

另一方面，在该判断结果为“YES”的情况下，前进至步骤S06。

而且，在步骤S06中，开始除霜模式运行的执行。

而且，在步骤S07中，检测供电停止状态下的风扇电机24b的电动势V，判断所检测出的电动势V是否比与所检测出的车速对应的除霜判断基准值大。

在该判断结果为“NO”的情况下，重复执行上述步骤S07的判断处理。

另一方面，在该判断结果为“YES”的情况下，前进至步骤S08。

接着，在步骤S08中，停止除霜模式运行，将开关3从开放(切断)转换成连接，执行从电源2向风扇电机24b的电力供给(风扇电源ON)。

而且，在步骤S09中，恢复供暖模式运行，并前进至结束。

由此，例如如图13所示，当供暖模式运行的执行时，交替重复风扇电源ON和风扇电源OFF，当风扇电源OFF时，通过电动势传感器20a检测电动势V。

而且，所检测出的电动势V若不足与此时的车速对应的除霜判断基准值的话，则开始除霜模式运行的执行。

例如如图14所示，在时刻t1，若从风扇电源ON转换成风扇电源OFF，则通过电动势传感器20a检测出的电动势V从通过电源2向风扇电机24b施加的规定的施加电压，以降低倾向变化。

而且，例如，在室外热交换器24上未产生结霜的情况下，或者在即使在室外热交换器24上产生结霜，室外热交换器24的通过风速的下降程度也不足规定的容许度的情况下，所检测出的电动势V变得与根据与此时的车速对应的强度的行驶风而产生的冷凝器风扇24a的电动势相等。在这种情况下，不执行除霜模式运行，而在适当的时间(例如，时刻t3等)从风扇电源OFF转换成风扇电源ON，并恢复供暖模式运行。

另一方面，例如，在以室外热交换器24上产生结霜为原因而使室外热交换器24的通过风速的下降程度比规定的容许度大的情况下，所检测出的电动势V变成比根据与此时的车速对应的强度的行驶风而产生的电动势小。

而且，例如在时刻t2以后，若所检测出的电动势V不足与此时的车速对应的除霜判断基准值的话，则开始除霜模式运行的执行。

而且，例如在除霜模式运行的执行过程中的时刻t3，若所检测出的电动势V比与此时的车速对应的除霜判断基准值大的话，则停止除霜模式运行，并从风扇电源OFF转换成风扇电源ON，恢复供暖模式运行。

如上所述，根据本实施方式的车辆用空调装置110，通过比较与预先掌握的车速对应的冷凝器风扇24a的电动势、和实际上在冷凝器风扇24a中产生的电动势V，而能够检测室外热交换器24的通过风速的下降程度。

根据该检测结果判断室外热交换器24上是否产生结霜，在判断为产生结霜的情况下，开始除霜模式运行的执行，由此，能够在适当的时间以适当的频率执行除霜模式运行。

由此，在实际上室外热交换器24不处于结霜状态的情况下，或者在即使室外热交换器24处于结霜状态，但室外热交换器24的性能未降低的情况下，能够防止以过高的频率执行除霜模式运行。

而且，在除霜模式运行的执行过程中，通过比较与预先掌握的车速对应的冷凝器风扇24a的电动势、和实际在供电停止状态的冷凝器风扇24a中产生的电动势V，而能够检测由于结霜而下降的室外热交换器24的通过风速是否恢复。

根据该检测结果判断室外热交换器24上是否产生结霜，在判断为未产生结霜的情况下，停止除霜模式运行，由此，能够在适当的时间停止除霜模式运行。

此外，本发明的技术范围并不限定于上述实施方式，还包括在不脱离本发明主旨的范围内，对上述实施方式增加各种变更的方式。即，上述实施方式的结构只不过是一个示例，可以适当地进行变更。

Claims (3)

1.一种车辆用空调装置，其具有：

压缩热交换介质的压缩机；

使所述热交换介质流入而与室外进行热交换的室外热交换器；和

使所述热交换介质流入而与室内进行热交换的室内热交换器，其特征在于，

所述车辆用空调装置能够实施：

制冷运行，使由所述压缩机压缩后的所述热交换介质流入至所述室内热交换器而吸热，并使其流入至所述室外热交换器而散热；和

热气运行，不使由所述压缩机压缩后的所述热交换介质被所述室内热交换器吸热，而使其流入至所述室外热交换器而散热，

通过以转换所述制冷运行和所述热气运行的方式实施，来实施进行所述室外热交换器的除霜的除霜运行。

2.一种车辆用空调装置，其特征在于，具有：

压缩热交换介质而将其输出的压缩机；

能够通过从所述压缩机输出的压缩后的所述热交换介质而散热的室内冷凝器；

进行从所述室内冷凝器输出的所述热交换介质与车室外环境之间的热交换的室外热交换器；

进行所述热交换介质与车室内环境之间的热交换的室内热交换器；

能够向所述室外热交换器送风且能够接收从所述室外热交换器通过的风而发电的送风机；

对所述送风机的电动势进行检测的电动势传感器；

对车速进行检测的车速传感器；和

对进行所述室外热交换器的除霜的除霜模式运行进行控制的控制机构，

所述控制机构根据在相对于所述送风机的电力供给被停止的状态下，由所述电动势传感器检测出的所述电动势以及由所述车速传感器检测出的所述车速，来判断在所述室外热交换器上是否产生结霜，在所述判断的结果中判断为在所述室外热交换器上产生结霜的情况下，开始所述除霜模式运行的执行。

3.根据权利要求2所述的车辆用空调装置，其特征在于，所述控制机构在所述除霜模式运行的执行时，根据由所述电动势传感器检测出的所述电动势以及由所述车速传感器检测出的所述车速，来判断所述室外热交换器上是否产生结霜，在所述判断的结果中判断为所述室外热交换器上未产生结霜的情况下，停止所述除霜模式运行。