JP2013256161A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】暖房運転モード時に高温冷媒を下流側車室内熱交換器及び上流側車室内熱交換器に供給するように構成した車両用空調装置において、車室外熱交換器に着霜した場合に除霜を確実に行えるようにする。
【解決手段】流路切替弁５０ｄは、ヒートポンプ装置２０が暖房運転モードにあるときに、冷媒入口部５０ａに流入した冷媒を暖房側冷媒出口部５０ｂに流し、除霜運転モードにあるときに、冷媒入口部５０ａに流入した冷媒を暖房側冷媒出口部５０ｂ及び除霜側冷媒出口部５０ｃに流すように、空調制御装置により制御される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載される車両用空調装置に関するものである。

従来から、例えば、ハイブリッド車や電気自動車等に搭載される空調装置として、ヒートポンプ装置を備えた空調装置が知られている。これら車両用のヒートポンプ装置は、電動コンプレッサと、車室外に配設される車室外熱交換器と、膨張弁と、車室内に配設される車室内熱交換器とを冷媒配管によって順に接続して構成されている。

例えば、特許文献１の車両用空調装置は、車室内熱交換器として、空気流れ方向上流側に配設される上流側車室内熱交換器と、下流側に配設される下流側車室内熱交換器との２つの熱交換器を備えている。暖房運転モードでは、コンプレッサから吐出した冷媒を下流側車室内熱交換器に流した後、上流側車室内熱交換器に流すように冷媒配管を接続することで、上流側車室内熱交換器も放熱器として作用させる。これにより、上流側車室内熱交換器によって加熱した空気を下流側車室内熱交換器で再加熱することができるので、暖房能力を向上させることが可能になるという利点がある。一方、冷房運転モードでは、減圧後の冷媒を上流側車室内熱交換器に供給することによって上流側車室内熱交換器を吸熱器として作用させるようにしているので、冷房も行うことができる。

特開２０１１−２５５７３５号公報

しかしながら、ヒートポンプ装置の暖房運転モード中は、車室外熱交換器が吸熱器として作用するので車室外熱交換器に着霜する。着霜した場合には暖房能力が大きく低下するので除霜を確実に行いたいが、特許文献１では暖房運転モード中にコンプレッサから吐出した冷媒を下流側車室内熱交換器及び上流側車室内熱交換器に流して空調用空気と熱交換させるようにしているので、冷媒の温度は車室外熱交換器に達するまでに低下してしまい、車室外熱交換器を確実に除霜できなくなる恐れがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、暖房運転モード時に高温冷媒を下流側車室内熱交換器及び上流側車室内熱交換器に供給するように構成した車両用空調装置において、車室外熱交換器に着霜した場合に除霜を確実に行えるようにすることにある。

上記目的を達成するために、本発明では、暖房運転モードにあるときには高温冷媒を第１及び第２車室内熱交換器の両方に供給する一方、除霜時には高温の冷媒を車室外熱交換器にも供給できるようにした。

第１の発明は、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に配設される第１車室内熱交換器と、車室内において該第１車室内熱交換器の空気流れ上流側に配設される第２車室内熱交換器と、車室外に配設される車室外熱交換器と、膨張弁とを含み、上記圧縮機、上記第１及び第２車室内熱交換器、上記膨張弁及び上記車室外熱交換器を冷媒配管により接続してなるヒートポンプ装置と、
上記第１及び第２車室内熱交換器を収容するとともに、該第１及び第２車室内熱交換器に空調用空気を送風する送風機を有し、調和空気を生成して車室に供給するように構成された車室内空調ユニットと、
上記ヒートポンプ装置及び上記車室内空調ユニットを制御する空調制御装置とを備えた車両用空調装置であって、
上記空調制御装置は、上記ヒートポンプ装置の運転モードを、上記第１及び第２車室内熱交換器を放熱器とし、上記車室外熱交換器を吸熱器とする暖房運転モードと、上記車室外熱交換器の除霜を行う除霜運転モードとを含む複数の運転モードに切り替えるように構成され、
上記ヒートポンプ装置には、上記第１車室内熱交換器に接続されて該熱交換器からの冷媒が流入する冷媒入口部と、上記第２車室内熱交換器に接続されて上記冷媒入口部に流入した冷媒を該第２車室内熱交換器に流入させる暖房側冷媒出口部と、上記車室外熱交換器に接続されて上記冷媒入口部に流入した冷媒を該車室外熱交換器に流入させる除霜側冷媒出口部と、流路切替弁とが設けられ、
上記流路切替弁は、上記ヒートポンプ装置が暖房運転モードにあるときに、上記冷媒入口部に流入した冷媒を上記暖房側冷媒出口部に流し、除霜運転モードにあるときに、上記冷媒入口部に流入した冷媒を上記暖房側冷媒出口部及び上記除霜側冷媒出口部に流すように、上記空調制御装置により制御されることを特徴とするものである。

この構成によれば、暖房運転モードにあるときには、第１車室内熱交換器から流出した冷媒を第２車室内熱交換器にも供給するようにしているので、第２車室内熱交換器に高温の冷媒が流れることになる。よって、十分な暖房能力を確保することが可能になる。

一方、除霜運転モードにあるときには、第１車室内熱交換器から流出した冷媒が、車室外熱交換器と第２車室内熱交換器の両方に流れるようになる。車室外熱交換器には第２車室内熱交換器を流通する前の高温の冷媒が流れることになるので、車室外熱交換器の除霜が早く、かつ、確実に行われるようになる。また、除霜運転モード時に第１車室内熱交換器からの冷媒を第２車室内熱交換器にも流すようにしているので、暖房能力の低下が抑制される。

第２の発明は、第１の発明において、
上記流路切替弁は、上記ヒートポンプ装置が除霜運転モードにあるときに、上記冷媒入口部に流入した冷媒を上記暖房側冷媒出口部及び上記除霜側冷媒出口部の両方に同時に流すように、上記空調制御装置により制御されることを特徴とするものである。

この構成によれば、除霜運転モードにあるときに、高温冷媒が第２車室内熱交換器と車室外熱交換器との両方に同時に流れることになるので、暖房能力の低下を抑制しながら、車室外熱交換器の除霜を確実に行うことが可能になる。

第３の発明は、第１の発明において、
上記流路切替弁は、上記ヒートポンプ装置が除霜運転モードにあるときに、上記冷媒入口部に流入した冷媒を上記暖房側冷媒出口部及び上記除霜側冷媒出口部に交互に流すように、上記空調制御装置により制御されることを特徴とするものである。

この構成によれば、除霜運転モードにあるときに、高温冷媒が第２車室内熱交換器と車室外熱交換器とに交互に流れることになるので、暖房能力の低下を抑制しながら、車室外熱交換器の除霜を確実に行うことが可能になる。

第４の発明は、第１から３のいずれか１つの発明において、
上記空調制御装置は、上記ヒートポンプ装置の運転モードを、除霜優先の除霜運転モードと、暖房優先の除霜運転モードとに切り替えるように構成され、
上記流路切替弁は、上記ヒートポンプ装置が除霜優先の除霜運転モードにあるときに、暖房優先の除霜運転モードにあるときに比べて上記除霜側冷媒出口部に流れる冷媒量を増加するように制御されることを特徴とするものである。

この構成によれば、除霜優先の除霜運転モードにあるときに車室外熱交換器に供給される高温の冷媒量が多くなるので、車室外熱交換器の除霜が早く行われることになる。

第５の発明は、第４の発明において、
上記車室外熱交換器の着霜度合いを検出する着霜度合い検出手段を備え、
上記空調制御装置は、上記着霜度合い検出手段により着霜度合いが所定量以上の場合には除霜優先の除霜運転モードを選択し、着霜度合いが所定量よりも少ない場合には暖房優先の除霜運転モードを選択するように構成されていることを特徴とするものである。

この構成によれば、車室外熱交換器の着霜度合いに応じて暖房優先と除霜優先とに切り替えられるので、乗員の快適性を維持しながら、車室外熱交換器の除霜を行うことが可能になる。

第６の発明は、第４の発明において、
上記空調制御装置は、上記ヒートポンプ装置の目標放熱量が実際の放熱量よりも所定量以上多い場合には暖房優先の除霜運転モードを選択し、所定量よりも少ない場合には除霜優先の除霜運転モードを選択するように構成されていることを特徴とするものである。

この構成によれば、ヒートポンプ装置の目標放熱量と実際の放熱量とに基づいて暖房優先と除霜優先とに切り替えられるので、除霜運転モード中に乗員の快適性を維持することが可能になる。

第７の発明は、第１から６のいずれか１つの発明において、上記流路切替弁は、上記冷媒入口部に流入した冷媒を上記暖房側冷媒出口部に流し、かつ、上記除霜側冷媒出口部に流さないように、上記空調制御装置により制御されることを特徴とするものである。

この構成によれば、冷媒入口部に流入した高温冷媒の全量が第２車室内熱交換器に流入するので強い暖房が行えるようになる。

第８の発明は、第１から７のいずれか１つの発明において、上記流路切替弁は、上記冷媒入口部に流入した冷媒を上記暖房側冷媒出口部に流さないように、かつ、上記除霜側冷媒出口部に流すように、上記空調制御装置により制御されることを特徴とするものである。

この構成によれば、冷媒入口部に流入した高温冷媒の全量が車室外熱交換器に流入するので除霜能力がより一層高まる。

第１の発明によれば、暖房運転モードにあるときには第１及び第２車室内熱交換器の両方に高温の冷媒を供給し、除霜運転モードにあるときには第２車室内熱交換器を流れる前の高温の冷媒を車室外熱交換器にも供給することができる。これにより、十分な暖房能力を確保しながら、車室外熱交換器の除霜を確実を行うことができる。

第２、３の発明によれば、暖房能力の低下を抑制しながら、車室外熱交換器の除霜を確実に行うことができる。

第４の発明によれば、除霜優先の除霜運転モード時に車室外熱交換器の除霜を早く行うことができる。

第５の発明によれば、除霜運転モードを車室外熱交換器の着霜度合いに応じて暖房優先と除霜優先とに切り替えることができるので、乗員の快適性を維持しながら、車室外熱交換器の除霜を行うことができる。

第６の発明によれば、ヒートポンプ装置の目標放熱量と実際の放熱量とに基づいて除霜運転モードを暖房優先と除霜優先とに切り替えることができるので、乗員の快適性を維持することができる。

第７の発明によれば、冷媒入口部に流入した高温冷媒の全量を第２車室内熱交換器に流入させることができるので、極低外気時や暖房開始時等に強い暖房を行うことができ、乗員の快適性を高めることができる。

第８の発明によれば、冷媒入口部に流入した高温冷媒の全量を車室外熱交換器に流入させることができるので、除霜能力を高めて短時間で除霜できる。

実施形態にかかる車両用空調装置の概略構成図である。 車両用空調装置のブロック図である。 下流側車室内熱交換器を空気流れ方向上流側から見た斜視図である。 車室外熱交換器を空気流れ下流側から見た図である。 暖房運転モードにある場合の図１相当図である。 除湿暖房運転モードにある場合の図１相当図である。 冷房運転モードにある場合の図１相当図である。 除霜優先の除霜運転モードにある場合の図１相当図である。 暖房優先の除霜運転モードにある場合の図１相当図である。 空調制御装置による制御手順を示すフローチャートである。 暖房運転モードが選択されたときの制御手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態にかかる車両用空調装置１の概略構成図である。車両用空調装置１が搭載された車両は、走行用蓄電池及び走行用モーターを備えた電気自動車である。

車両用空調装置１は、ヒートポンプ装置２０と、車室内空調ユニット２１と、ヒートポンプ装置２０及び車室内空調ユニット２１を制御する空調制御装置２２（図２に示す）とを備えている。

ヒートポンプ装置２０は、冷媒を圧縮する電動コンプレッサ（圧縮機）３０と、車室内に配設される下流側車室内熱交換器（第１車室内熱交換器）３１と、車室内において下流側車室内熱交換器３１の空気流れ方向上流側に配設される上流側車室内熱交換器（第２車室内熱交換器）３２と、車室外に配設される車室外熱交換器３３と、アキュムレータ３４と、これら機器３０〜３４を接続する主冷媒配管４０〜４３と、低温冷媒専用配管４２ａと、高温冷媒専用配管４４と、第１及び第２分岐冷媒配管４５、４６とを備えている。

電動コンプレッサ３０は、従来から周知の車載用のものであり、電動モーターによって駆動される。電動コンプレッサ３０の回転数を変更することによって単位時間当たりの吐出量を変化させることができる。電動コンプレッサ３０は、空調制御装置２２に接続されてＯＮ及びＯＦＦの切り替えと、回転数が制御されるようになっている。電動コンプレッサ３０には、走行用蓄電池から電力が供給される。

下流側車室内熱交換器３１は、図３に示すように、上側ヘッダタンク４７と、下側ヘッダタンク４８と、コア４９とを備えている。コア４９は、上下方向に延びるチューブ４９ａとフィン４９ｂとを交互に左右方向（図３の左右方向）に配列して一体化したものであり、空調用空気がチューブ４９ａ間を通過するようになっている。空調用空気の流れ方向を白抜きの矢印で示している。チューブ４９ａは、空気流れ方向に２列並んでいる。

空気流れ上流側のチューブ４９ａ及び下流側のチューブ４９ａの上端部は、上側ヘッダタンク４７に接続されて連通している。上側ヘッダタンク４７の内部には、該上側ヘッダタンク４７を空気流れ方向上流側と下流側とに仕切る第１仕切部４７ａが設けられている。第１仕切部４７ａよりも空気流れ方向上流側の空間が上流側のチューブ４９ａの上端に連通し、第１仕切部４７ａよりも空気流れ方向下流側の空間が下流側のチューブ４９ａの上端に連通している。

また、上側ヘッダタンク４７の内部には、該上側ヘッダタンク４７を左右方向に仕切る第２仕切部４７ｂが設けられている。第１仕切部４７ａにおける第２仕切部４７ｂよりも右側には、連通孔４７ｅが形成されている。

上側ヘッダタンク４７の左側面の空気流れ下流側には冷媒の流入口４７ｃが形成され、また、上流側には冷媒の流出口４７ｄが形成されている。

下側ヘッダタンク４８の内部には、上側ヘッダタンク４７の第１仕切部４７ａと同様に、空気流れ方向上流側と下流側とに仕切る仕切部４８ａが設けられている。仕切部４８ａよりも空気流れ方向上流側の空間が上流側のチューブ４９ａの下端に連通し、仕切部４８ａよりも空気流れ方向下流側の空間が下流側のチューブ４９ａの下端に連通している。

この下流側車室内熱交換器３１は、上記のように構成したことで合計４つのパスを有している。すなわち、流入口４７ｃから流入した冷媒は、まず、上側ヘッダタンク４７の第１仕切部４７ａよりも空気流れ方向下流側で、かつ、第２仕切部４７ｂよりも左側の空間Ｒ１に流入し、空間Ｒ１に連通するチューブ４９ａ内を下へ向かって流れる。

その後、下側ヘッダタンク４８の仕切部４８ａよりも空気流れ方向下流側の空間Ｓ１に流入して右側へ流れてチューブ４９ａ内を上へ向かって流れた後、上側ヘッダタンク４７の第１仕切部４７ａよりも空気流れ方向下流側で、かつ、第２仕切部４７ｂよりも右側の空間Ｒ２に流入する。

次いで、空間Ｒ２内の冷媒は第１仕切部４７ａの連通孔４７ｅを通り、上側ヘッダタンク４７の第１仕切部４７ａよりも空気流れ方向上流側で、かつ、第２仕切部４７ｂよりも右側の空間Ｒ３に流入し、空間Ｒ３に連通するチューブ４９ａ内を下へ向かって流れる。

しかる後、下側ヘッダタンク４８の仕切部４８ａよりも空気流れ方向上流側の空間Ｓ２に流入して左側へ流れてチューブ４９ａ内を上へ向かって流れた後、上側ヘッダタンク４７の第１仕切部４７ａよりも空気流れ方向上流側で、かつ、第２仕切部４７ｂよりも左側の空間Ｒ４に流入し、流出口４７ｄから外部へ流出する。

上流側車室内熱交換器３２は、大きさが下流側車室内熱交換器３１よりも大きいだけであり、下流側車室内熱交換器３１と同様な構造を有しているので詳細な説明は省略する。

車室外熱交換器３３は、車両の前部に設けられたモータルーム（エンジン駆動車両におけるエンジンルームに相当）において該モータルームの前端近傍に配設され、走行風が当たるようになっている。車室外熱交換器３３は、図４に示すように、上側ヘッダタンク５７と、下側ヘッダタンク５８と、コア５９とを備えている。コア５９は、上下方向に延びるチューブ５９ａとフィン５９ｂとを交互に左右方向に配列して一体化したものであり、空調用空気がチューブ５９ａ，５９ａ間を通過するようになっている。

各チューブ５９ａの上端部は上側ヘッダタンク５７に接続されて連通している。また、各チューブ５９ａの下端部は下側ヘッダタンク５８に接続されて連通している。

上側ヘッダタンク５７の内部には、該上側ヘッダタンク５７の内部を左右方向に３つの区間に仕切るための２つの仕切部５７ａ，５７ａが設けられている。一方、下側ヘッダタンク５８の内部には、該下側ヘッダタンク５８の内部を左右方向一側の空間と他側の空間とに仕切るための仕切部５８ａが設けられている。上記仕切部５７ａ，５７ａ，５８ａにより、コア５９のチューブ５９ａは第１〜第４パスＰ１〜Ｐ４に分割される。

上側ヘッダタンク５７の左側には冷媒が流入する流入管５７ｂが設けられ、右側には冷媒が流出する流出管５７ｃが設けられている。

従って、この車室外熱交換器３３では、流入管５７ｂから上側ヘッダタンク５７に流入した冷媒は、矢印で示すように第１〜第４パスＰ１〜Ｐ４を順に流通した後、流出管５７ｃから外部へ流出する。

また、車室外熱交換器３３のコア５９の空気流れ方向下流側には、周知の温度センサで構成された第１及び第２着霜センサ５９ｃ，５９ｄが設けられている。第１着霜センサ５９ｃは、コア５９の冷媒流れ方向最上流の第１パスＰ１に設けられ、当該部分の表面温度を検出する。第２着霜センサ５９ｄは、第１パスＰ１よりも冷媒流れ方向下流側の第２パスＰ２に設けられ、当該部分の表面温度を検出する。

この実施形態の車室外熱交換器３３は、事前の実験結果から第１パスＰ１の方が第２パスＰ２に比べて早く着霜しやすい傾向にある。したがって、通常、着霜の進行は第１パスＰ１、第２パスＰ２の順に進んでいくことになる。

図２に示すように、第１及び第２着霜センサ５９ｃ，５９ｄは上記空調制御装置２２に接続され、空調制御装置２２に対し温度情報に関する信号を出力している。第１及び第２着霜センサ５９ｃ，５９ｄは、車両用空調装置１の構成要素である。

図１に示すように、車両にはクーリングファン３７が設けられている。このクーリングファン３７は、ファンモーター３８によって駆動され、車室外熱交換器３３に空気を送風するように構成されている。ファンモーター３８は、空調制御装置２２に接続されてＯＮ及びＯＦＦの切り替えと、回転数が制御されるようになっている。ファンモーター３８にも走行用蓄電池から電力が供給される。尚、クーリングファン３７は、例えば走行用インバータ等を冷却するためのラジエータに空気を送風することもできるものであり、空調の要求時以外にも作動させることが可能である。

アキュムレータ３４は、主冷媒配管４３の中途部において電動コンプレッサ３０の吸入口近傍に配設されている。

一方、主冷媒配管４０は、電動コンプレッサ３０の吐出口と下流側車室内熱交換器３１の冷媒流入口とを接続するものである。また、主冷媒配管４１は、下流側車室内熱交換器３１の冷媒流出口と車室外熱交換器３３の冷媒流入口とを接続するものである。

主冷媒配管４２は、車室外熱交換器３３の冷媒流出口と上流側車室内熱交換器３２の冷媒流入口とを接続するものである。主冷媒配管４３は、上流側車室内熱交換器３２の冷媒流出口と電動コンプレッサ３０の吸入口とを接続するものである。

また、第１分岐冷媒配管４５は、主冷媒配管４１から分岐しており、主冷媒配管４３に接続されている。第２分岐冷媒配管４６は、主冷媒配管４２の低温冷媒専用配管４２ａよりも車室外熱交換器３３側から分岐しており、主冷媒配管４３に接続されている。

高温冷媒専用配管４４は、主冷媒配管４１から分岐しており、上流側車室内熱交換器３２の一部を構成する流入配管に対し接続部材（図示せず）を介して接続されている。高温冷媒専用配管４４は、高温冷媒（高圧冷媒）のみを上流側車室内熱交換器３２に供給するための配管である。

また、高温冷媒専用配管４４は、上記のように下流側車室内熱交換器３１の冷媒出口側に接続された主冷媒配管４１から分岐して上流側車室内熱交換器３２の流入配管に接続されているので、下流側車室内熱交換器３１の冷媒出口側と上流側車室内熱交換器３２の冷媒入口側とを接続する接続配管を構成している。

低温冷媒専用配管４２ａは、主冷媒配管４２における上流側車室内熱交換器３２側の部分で構成されており、低温冷媒（低圧冷媒）のみを上流側車室内熱交換器３２に供給するための配管である。

また、ヒートポンプ装置２０は、高圧側流路切替装置５０、低圧側流路切替弁５１、第１膨張弁５２、第２膨張弁５３、第１逆止弁５４及び第２逆止弁５５を備えている。

高圧側流路切替装置５０は、冷媒入口部５０ａと、暖房側冷媒出口部５０ｂと、除霜側冷媒出口部５０ｃと、流路切替弁５０ｄとを有している。冷媒入口部５０ａは、下流側車室内熱交換器３１の流出口４７ｄ（図３に示す）に接続され、該下流側車室内熱交換器３１から流出した冷媒が流入するようになっている。暖房側冷媒出口部５０ｂは、上流側車室内熱交換器３２の冷媒流入口に対して高温冷媒専用配管４４を介して接続され、冷媒入口部５０ａに流入した冷媒を該上流側車室内熱交換器３２に流入させるようになっている。除霜側冷媒出口部５０ｃは、主冷媒配管４１を介して車室外熱交換器３３の冷媒流入口に接続されて、冷媒入口部５０ａに流入した冷媒を車室外熱交換器３３に流入させるようになっている。

高圧側流路切替装置５０の流路切替弁５０ｄは、空調制御装置２２から出力される電気信号によって作動するように構成されている。流路切替弁５０ｄは、冷媒入口部５０ａを暖房側冷媒出口部５０ｂに連通させる暖房側供給状態と、冷媒入口部５０ａを除霜側冷媒出口部５０ｃに連通させる除霜側供給状態と、冷媒入口部５０ａを暖房側冷媒出口部５０ｂ及び除霜側冷媒出口部５０ｃの両方に連通させる両側供給状態との３つ状態に、空調制御装置２２によって切り替えられる。暖房側供給状態では、除霜側冷媒出口部５０ｃには冷媒が流れないようになっており、また、除霜側供給状態では、暖房側冷媒出口部５０ｂには冷媒が流れないようになっている。

両側供給状態にあるときには、暖房側冷媒出口部５０ｂ及び除霜側冷媒出口部５０ｃへの冷媒流量を変更することができるようになっている。

低圧側流路切替弁５１は電動タイプの三方弁で構成されており、空調制御装置２２によって制御される。低圧側流路切替弁５１は、主冷媒配管４３の中途部に設けられており、第２分岐冷媒配管４６が接続されている。

第１膨張弁５２及び第２膨張弁５３は、電動タイプのものであり、流路を絞って冷媒を膨張させる膨張状態と、流路を開放して冷媒を膨張させずに流す非膨張状態とに切り替えられるようになっている。第１膨張弁５２及び第２膨張弁５３は空調制御装置２２によって制御される。膨張状態では、空調負荷の状態に応じて開度が設定される。

第１膨張弁５２は、主冷媒配管４１の高圧側流路切替装置５０よりも車室外熱交換器３３側に配設されている。第２膨張弁５３は、主冷媒配管４２の中途部に配設されている。低温冷媒専用配管４２ａは、主冷媒配管４２における第２膨張弁５３から上流側車室内熱交換器３２の流入配管までの部位である。

第１逆止弁５４は、低温冷媒専用配管４２ａの中途部に配設されており、低温冷媒専用配管４２ａの車室外熱交換器３３側から上流側車室内熱交換器３２側へ向けての冷媒を流れを許容し、逆方向への冷媒の流れを阻止するように構成されている。

第２逆止弁５５は、第１分岐冷媒配管４５の中途部に配設されており、第１分岐冷媒配管４５の主冷媒配管４３側から主冷媒配管４１側へ向けての冷媒を流れを許容し、逆方向への冷媒の流れを阻止するように構成されている。

また、車室内空調ユニット２１は、下流側車室内熱交換器３１及び上流側車室内熱交換器３２を収容するケーシング６０と、ケーシング６０に収容される空気加熱器６１と、エアミックスドア（温度調節ドア）６２と、エアミックスドア６２を駆動するエアミックスドアアクチュエータ６３と、吹出モード切替ドア６４と、送風機６５とを備えている。

送風機６５は、車室内の空気（内気）と車室外の空気（外気）との一方を選択してケーシング６０内に空調用空気として送風するためのものである。送風機６５は、シロッコファン６５ａと、シロッコファン６５ａを回転駆動する送風モーター６５ｂとを備えている。送風モーター６５ｂは、空調制御装置２２に接続されてＯＮ及びＯＦＦの切り替えと、回転数が制御されるようになっている。送風モーター６５ｂにも走行用蓄電池から電力が供給される。

ケーシング６０は、車室内においてインストルメントパネル（図示せず）の内部に配設されている。ケーシング６０には、デフロスタ吹出口６０ａ、ベント吹出口６０ｂ及びヒート吹出口６０ｃが形成されている。これら吹出口６０ａ〜６０ｃはそれぞれ吹出モード切替ドア６４によって開閉される。吹出モード切替ドア６４は、図示しないが、空調制御装置２２に接続されたアクチュエータによって動作するようになっている。吹出モードとしては、例えば、デフロスタ吹出口６０ａに空調風を流すデフロスタモード、ベント吹出口６０ｂに空調風を流すベントモード、ヒート吹出口６０ｃに空調風を流すヒートモード、デフロスタ吹出口６０ａ及びヒート吹出口６０ｃに空調風を流すデフ／ヒートモード、ベント吹出口６０ｂ及びヒート吹出口６０ｃに空調風を流すバイレベルモード等である。

ケーシング６０内に導入された空調用空気は、全量が上流側車室内熱交換器３２を通過するようになっている。

エアミックスドア６２は、ケーシング６０内において、上流側車室内熱交換器３２と下流側車室内熱交換器３１との間に収容されている。エアミックスドア６２は、上流側車室内熱交換器３２を通過した空気のうち、下流側車室内熱交換器３１を通過する空気量を変更することによって、上流側車室内熱交換器３２を通過した空気と、下流側車室内熱交換器３１を通過した空気との混合割合を決定して吹出空気の温度調節を行うためのものである。

ケーシング６０における下流側車室内熱交換器３１の下流側には、上記空気加熱器６１が収容されている。空気加熱器６１は、例えば電流を流すことによって発熱するＰＴＣ素子を用いたＰＴＣヒータで構成することができる。空気加熱器６１は空調制御装置２２に接続され、ＯＮ及びＯＦＦの切り替えと、発熱量（電力供給量）が制御されるようになっている。空気加熱器６１にも走行用蓄電池から電力が供給される。

さらに、車両用空調装置１は、外気温度センサ７０と、高圧側冷媒圧力検出センサ７２と、上流側車室内熱交換器温度検出センサ７３と、下流側車室内熱交換器温度検出センサ７４と、吹出空気温度センサ７５とを備えている。これらセンサ７０〜７５は空調制御装置２２に接続されている。

外気温度センサ７０は、車室外熱交換器３３よりも空気流れ方向上流側に配設されており、車室外熱交換器３３に流入する前の外部空気の温度（外気温度ＴＧ）を検出するためのものである。

高圧側冷媒圧力検出センサ７２は、主冷媒配管４０における電動コンプレッサ３０の吐出口側に配設されており、ヒートポンプ装置２０の高圧側の冷媒圧力を検出するためのものである。

上流側車室内熱交換器温度検出センサ７３は、上流側車室内熱交換器３２の空気流れ方向下流側に配設されており、上流側車室内熱交換器３２の表面温度を検出するためのものである。下流側車室内熱交換器温度検出センサ７４は、下流側車室内熱交換器３１の空気流れ方向下流側に配設されており、下流側車室内熱交換器３１の表面温度を検出するためのものである。

吹出空気温度センサ７５は、ケーシング６０から吹き出す吹出空気の温度を検出するためのものであり、車室の所定箇所に配設されている。

空調制御装置２２は、例えば、乗員による設定温度や外気温、車室内温度、日射量等の情報に基づいてヒートポンプ装置２０の運転モードを設定し、送風機６５の風量やエアミックスドア６２の開度を設定する。そして、その設定した運転モードとなるようにヒートポンプ装置２０を制御し、さらに、設定風量となるように送風機６５を制御し、エアミックスドア６２が設定開度となるようにエアミックスドアアクチュエータ６３を制御するものであり、周知の中央演算装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成されている。また、空調の負荷に応じて電動コンプレッサ３０やファンモーター３８を制御し、また、必要に応じて空気加熱器６１も制御する。

空調制御装置２２は、通常のオートエアコン制御と同様に、後述するメインルーチンにおいて、ヒートポンプ装置２０の運転モードの切り替え、送風機６５の風量、エアミックスドア６２の開度、吹出モードの切り替え、電動コンプレッサ３０、送風モーター６５ｂの制御を行い、例えば、ファンモーター３８は、基本的には電動コンプレッサ３０の作動中には作動するが、電動コンプレッサ３０が停止状態であっても、走行用インバーター等の冷却が必要な場合には作動するようになっている。

ヒートポンプ装置２０の運転モードは、大きくは、暖房運転モード、除湿暖房運転モード、冷房運転モード、除霜運転モードの主要な運転モードがある。さらに、除霜運転モードは、除霜優先の除霜運転モードと、暖房優先の除霜運転モードとがある。

暖房運転モードは、例えば外気温度が０℃よりも低い場合（極低外気時）に選択される運転モードである。暖房運転モードでは、下流側車室内熱交換器３１及び上流側車室内熱交換器３２を放熱器とし、車室外熱交換器３３を吸熱器として作用させる。

すなわち、図５に示すように、低圧側流路切替弁５１は、車室外熱交換器３３から流出した冷媒をアキュムレータ３４に流入させるように流路を切り替える。第１膨張弁５２は膨張状態にし、第２膨張弁５３は非膨張状態にする。

さらに、高圧側流路切替装置５０の流路切替弁５０ｄは、冷媒入口部５０ａを暖房側冷媒出口部５０ｂに連通させる暖房側供給状態にする。

この状態で電動コンプレッサ３０を作動させると、電動コンプレッサ３０から吐出された高圧冷媒が主冷媒配管４０を流れて下流側車室内熱交換器３１に流入し、下流側車室内熱交換器３１を循環する。下流側車室内熱交換器３１を循環した冷媒は、主冷媒配管４１から高圧側流路切替装置５０を経て高温冷媒専用配管４４に流入し、高圧側流路切替装置５０を経て、上流側車室内熱交換器３２の流入配管を流れ、上流側車室内熱交換器３２に流入し、上流側車室内熱交換器３２を循環する。

つまり、暖房運転モードでは、下流側車室内熱交換器３１及び上流側車室内熱交換器３２に高温状態の冷媒が流入するので、空調用空気は、下流側車室内熱交換器３１及び上流側車室内熱交換器３２の両方によって加熱されることになり、よって、高い暖房能力が得られる。

上流側車室内熱交換器３２を循環した冷媒は、主冷媒配管４３から第１分岐冷媒配管４５を通って主冷媒配管４１に流入する。主冷媒配管４１に流入した冷媒は、第１膨張弁５２を通過することで膨張し、車室外熱交換器３３に流入する。車室外熱交換器３３に流入した冷媒は、外部空気から吸熱する。

車室外熱交換器３３を流出した冷媒は、主冷媒配管４２、第２分岐冷媒配管４６を順に通ってアキュムレータ３４を経て電動コンプレッサ３０に吸入される。

図６に示すように、除湿暖房運転モードは、例えば外気温度が０℃以上２５℃以下の場合に選択される運転モードである。除湿暖房運転モードでは、下流側車室内熱交換器３１を放熱器とし、上流側車室内熱交換器３２及び車室外熱交換器３３を吸熱器として作用させる。

また、低圧側流路切替弁５１は、上流側車室内熱交換器３２から流出した冷媒をアキュムレータ３４に流入させるように流路を切り替える。第１膨張弁５２は膨張状態にし、第２膨張弁５３は非膨張状態にする。また、高圧側流路切替装置５０の流路切替弁５０ｄは、冷媒入口部５０ａを除霜側冷媒出口部５０ｃに連通させる除霜側供給状態にする。

この状態で電動コンプレッサ３０を作動させると、電動コンプレッサ３０から吐出された高圧冷媒が主冷媒配管４０を流れて下流側車室内熱交換器３１に流入し、下流側車室内熱交換器３１を循環する。下流側車室内熱交換器３１を循環した冷媒は、高圧側流路切替装置５０を経た後、主冷媒配管４１を通って第１膨張弁５２を通過することで膨張し、車室外熱交換器３３に流入する。車室外熱交換器３３に流入した冷媒は、外部空気から吸熱して主冷媒配管４２、低温冷媒専用配管４２ａを順に流れて上流側車室内熱交換器３２に流入し、上流側車室内熱交換器３２を循環して空調用空気から吸熱する。上流側車室内熱交換器３２を循環した冷媒は、主冷媒配管４３を通ってアキュムレータ３４を経て電動コンプレッサ３０に吸入される。

図７に示すように、冷房運転モードは、例えば外気温度が２５℃よりも高い場合に選択される運転モードである。冷房運転モードでは、下流側車室内熱交換器３１を放熱器とし、上流側車室内熱交換器３２を吸熱器とし、車室外熱交換器３３を放熱器として作用させる。

すなわち、低圧側流路切替弁５１は、上流側車室内熱交換器３２から流出した冷媒をアキュムレータ３４に流入させるように流路を切り替える。第１膨張弁５２は非膨張状態にし、第２膨張弁５３は膨張状態にする。また、高圧側流路切替装置５０の流路切替弁５０ｄは、冷媒入口部５０ａを除霜側冷媒出口部５０ｃに連通させる除霜側供給状態にする。

この状態で電動コンプレッサ３０を作動させると、電動コンプレッサ３０から吐出された高圧冷媒が主冷媒配管４０を流れて下流側車室内熱交換器３１に流入し、下流側車室内熱交換器３１を循環する。下流側車室内熱交換器３１を循環した冷媒は、主冷媒配管４１を通って膨張することなく、車室外熱交換器３３に流入する。車室外熱交換器３３に流入した冷媒は放熱して主冷媒配管４２を通って第２膨張弁５３を通過することで膨張する。そして、低温冷媒専用配管４２ａを通って上流側車室内熱交換器３２に流入する。

上流側車室内熱交換器３２に流入した冷媒は、上流側車室内熱交換器３２を循環して空調用空気から吸熱する。上流側車室内熱交換器３２を循環した冷媒は、主冷媒配管４３を通ってアキュムレータ３４を経て電動コンプレッサ３０に吸入される。

図８に示す除霜優先の除霜運転モードは、暖房運転モード時に車室外熱交換器３３が着霜した場合に選択される運転モードである。暖房運転モードでは、上述のように下流側車室内熱交換器３１及び上流側車室内熱交換器３２が放熱器となっている。除霜優先の除霜運転モードでは、下流側車室内熱交換器３１を放熱器としたまま、車室外熱交換器３３に電動コンプレッサ３０から吐出した高圧冷媒を導く。

すなわち、低圧側流路切替弁５１は、暖房運転モードと同じ状態にしておき、第１膨張弁５２を非膨張状態にし、第２膨張弁５３を膨張状態にする。また、高圧側流路切替装置５０の流路切替弁５０ｄは、冷媒入口部５０ａを暖房側冷媒出口部５０ｂ及び除霜側冷媒出口部５０ｃの両方に連通させる両側供給状態にする。

第１膨張弁５２を非膨張状態にすることで、下流側車室内熱交換器３１から流出して高圧側流路切替装置５０の除霜側冷媒出口部５０ｃを経た高温の冷媒は、減圧せずにそのまま車室外熱交換器３３に流入することになる。これにより、車室外熱交換器３３の表面温度が上昇して霜が溶ける。

また、流路切替弁５０ｄが両側供給状態となっているので、下流側車室内熱交換器３１から流出して高圧側流路切替装置５０を経た高温の冷媒は、暖房側冷媒出口部５０ｂから上流側車室内熱交換器３２にも流入する。したがって、上流側車室内熱交換器３２の表面温度を高めて暖房能力が得られる。

図９に示す暖房優先の除霜運転モードは、上記除霜優先の除霜運転モードと同様に、車室外熱交換器３３が着霜した場合に選択される運転モードである。暖房優先の除霜運転モードと、除霜優先の除霜運転モードとの違いは、車室外熱交換器３３に供給される高温冷媒の量である。すなわち、除霜優先の除霜運転モードにあるときには、暖房優先の除霜運転モードにあるときに比べて、車室外熱交換器３３に供給される高温冷媒の量を増加させ、これに伴って、除霜優先の除霜運転モードにあるときには、暖房優先の除霜運転モードにあるときに比べて上流側車室内熱交換器３２に供給される高温冷媒の量を減少させる。この高温冷媒の供給量の調整は、空調制御装置２２による高圧側流路切替装置５０の流路切替弁５０ｄによって行うことができる。

ここで、車室外熱交換器３３に供給される冷媒の温度は、その冷媒が下流側車室内熱交換器３１のみを循環しているか、下流側車室内熱交換器３１と上流側車室内熱交換器３２の両方を循環しているかによって異なるが、これら両冷媒の温度はヒートポンプ装置２０の低圧側の冷媒温度に比べて高く、除霜能力を有しているので、本実施形態では高温冷媒という。具体的には、下流側車室内熱交換器３１のみを循環して車室外熱交換器３３に供給される冷媒の温度は、下流側車室内熱交換器３１と上流側車室内熱交換器３２の両方を循環して車室外熱交換器３３に供給される冷媒の温度よりも高くなる。

暖房優先の除霜運転モードは、除霜優先の除霜運転モードと同様に、下流側車室内熱交換器３１から流出して高圧側流路切替装置５０の除霜側冷媒出口部５０ｃを経た高温の冷媒は、減圧せずにそのまま車室外熱交換器３３に流入し、また、高圧側流路切替装置５０の暖房側冷媒出口部５０ｂを経た高温の冷媒は、上流側車室内熱交換器３２に流入する。これにより、車室外熱交換器３３の霜を溶かしながら、上流側車室内熱交換器３２による暖房能力も得られる。

このとき、上流側車室内熱交換器３２に供給される冷媒量が、除霜優先の除霜運転モードに比べて多いので、上流側車室内熱交換器３２による暖房能力は、除霜優先の除霜運転モードに比べて高まる。

また、流路切替弁５０ｄは、冷媒入口部５０ａに流入した冷媒を暖房側冷媒出口部５０ｂに流し、かつ、除霜側冷媒出口部５０ｃに流さないように、空調制御装置２２により制御するようにしてもよい。これは上記暖房運転モードよりも強い暖房を行うことができる強暖房運転モードである。この強暖房運転モードでは、冷媒入口部５０ａに流入した高温冷媒の全量が上流側車室内熱交換器３２に流入するので強い暖房が行えるようになる。強暖房運転モードを極低外気時や暖房開始時等に行うようにすることで、乗員の快適性を高めることができる。

また、流路切替弁５０ｄを、冷媒入口部５０ａに流入した冷媒を暖房側冷媒出口部５０ｂに流さないように、かつ、除霜側冷媒出口部５０ｃに流すように、空調制御装置２２により制御するようにしてもよい。これは上記２つの除霜運転モードよりも除霜能力が高い強除霜運転モードである。この強除霜運転モードでは、冷媒入口部５０ａに流入した高温冷媒の全量が車室外熱交換器３３に流入するので除霜能力が高まり、短時間で除霜できる。

暖房運転モード、除湿暖房運転モード、冷房運転モード、除霜運転モードのいずれの運転モードであっても、下流側車室内熱交換器３１は放熱器として作用する。

従って、いずれの運転モードであっても下流側車室内熱交換器３１から流出する冷媒は高温冷媒であり、高圧側流路切替装置５０から高温冷媒専用配管４４に流入する冷媒は高温冷媒となる。

また、いずれの運転モードであっても、主冷媒配管４２の第２膨張弁５３よりも上流側車室内熱交換器３２側の低温冷媒専用配管４２ａには、低温冷媒が流れることになる。

また、いずれの運転モードであっても、車室外熱交換器３３に対して冷媒を流入させる冷媒配管は主冷媒配管４１であり、また、車室外熱交換器３３から冷媒を流出させる冷媒配管は主冷媒配管４２である。従って、車室外熱交換器３３では、常に同一方向に冷媒が流れることなり、冷媒が逆方向にも流れる構成のヒートポンプ装置と比較した場合に、冷媒の分流性について同方向の分流性をのみを考慮した車室外熱交換器３３とすればよく、車室外熱交換器３３の熱交換性能を比較的容易に高めることができる。

また、いずれの運転モードであっても、下流側車室内熱交換器３１の空気流れ方向下流側のチューブ４９ａに冷媒を流通させた後、上流側のチューブ４９ａに冷媒を流通させてから排出するようにできる。これにより、下流側車室内熱交換器３１の冷媒の流れを外部空気の流れ方向と対向させる、対向流配置となるように下流側車室内熱交換器３１を配置することができる。また、いずれの運転モードであっても、同様に、上流側車室内熱交換器３２の空気流れ方向下流側のチューブ（図示せず）に冷媒を流通させた後、上流側のチューブ（図示せず）に冷媒を流通させてから排出するようにできるので、上流側車室内熱交換器３２も対向流配置が可能となる。

下流側車室内熱交換器３１を対向流配置とすることで、特に暖房モードにおいてより高温の冷媒が下流側車室内熱交換器３１における空気流れ方向下流側を流れることになるので、効率よく暖房を行うことができ、暖房性能が向上する。

また、上流側車室内熱交換器３２を対向流配置とすることで、特に冷房モードにおいてより低温の冷媒が上流側車室内熱交換器３２における空気流れ方向下流側を流れることになるので、効率よく冷房を行うことができ、冷房性能が向上する。同様に、暖房運転モード時にも冷媒を対向流とすることができるので、暖房性能が向上する。

図２に示すように、空調制御装置２２は、車室外熱交換器３３の着霜度合いを判定するための着霜判定部２２ａを有している。着霜度合いとは、車室外熱交換器３３に着霜しているか否かと、車室外熱交換器３３の広い範囲に着霜しているか否かとの両方のことである。

着霜判定部２２ａには、第１及び第２着霜センサ５９ｃ，５９ｄの出力信号が入力されるようになっている。暖房運転モードにあるときに、着霜判定部２２ａは、外気温度センサ７０で検出された外気温度ＴＧから、第１着霜センサ５９ｃで検出された車室外熱交換器３３の第１パスＰ１の表面温度を差し引いて、その値が例えば２０（℃）よりも大きな値である場合には、第１パスＰ１に着霜していると判定する。すなわち、車室外熱交換器３３の第１パスＰ１に霜が付着していると、第１パスＰ１において冷媒が吸熱できず、冷媒温度が上昇しないことを利用して着霜判定を行っている。従って、上記の２０℃という値は、車室外熱交換器３３が着霜しているか否かを判定できる値であればよく、他の値であってもよい。

同様に、着霜判定部２２ａは、外気温度ＴＧから、第２着霜センサ５９ｄで検出された車室外熱交換器３３の第２パスＰ２の表面温度を差し引いて、その値が例えば２０（℃）よりも大きな値である場合には、第２パスＰ２に着霜していると判定する。

この車室外熱交換器３３では、上述したように第１パスＰ１の方が第２パスＰ２に比べて早く着霜しやすい傾向にあるので、着霜が始まると、第１着霜センサ５９ｃによって着霜していると判定された後に、第２着霜センサ５９ｄによって着霜されていると判定されることになる。第１及び第２着霜センサ５９ｃ，５９ｄの両方によって着霜していると判定された場合には、着霜量が多いと推定される。また、第１着霜センサ５９ｃのみによって着霜していると判定された場合には、着霜量が少ないと推定される。さらに、第１及び第２着霜センサ５９ｃ，５９ｄの両方によって着霜していないと判定された場合には、車室外熱交換器３３には着霜していないと推定される。本発明の着霜度合い検出手段は、着霜判定部２２ａと、第１着霜センサ５９ｃと、第２着霜センサ５９ｄとで構成されている。

次に、図１０及び図１１に基づいて空調制御装置２２による制御手順を説明する。図１０はメインルーチンを示すものである。スタート後のステップＳＡ１では外気温度センサ７０で検出された外気温度ＴＧを読み込む。ステップＳＡ１に続くステップＳＡ２では、ステップＳＡ１で検出された外気温度ＴＧが０℃よりも低いか、０℃以上２５℃以下であるか、２５℃よりも高いか判定する。

ステップＳＡ２で外気温度ＴＧが０℃よりも低いと判定された場合には、ステップＳＡ３に進み、ヒートポンプ装置２０を暖房運転モードに切り替えてメインルーチンのエンドに進む。暖房運転モードでは、車室内空調ユニット２１の吹出モードは主にヒートモードが選択される。また、吹出空気の温度が目標温度となるように、エアミックスドア６２を動作させる。

ステップＳＡ２で外気温度ＴＧが０℃以上２５℃以下と判定された場合には、ステップＳＡ４に進み、ヒートポンプ装置２０を除湿暖房運転モードに切り替えてメインルーチンのエンドに進む。

ステップＳＡ２で外気温度ＴＧが２５℃よりも高いと判定された場合には、ステップＳＡ５に進み、ヒートポンプ装置２０を冷房運転モードに切り替えてメインルーチンのエンドに進む。

ステップＳＡ３では、図１１に示す暖房運転モード選択時のサブルーチン制御が行われる。暖房運転モードスタート後のステップＳＢ１では、第１着霜センサ５９ｃによって車室外熱交換器３３の着霜が検出されたか否かを判定する。ステップＳＢ１でＮＯと判定された場合には、車室外熱交換器３３は着霜していないと推定されるので、そのまま暖房運転モードを継続する。

ステップＳＢ１でＹＥＳと判定された場合には、車室外熱交換器３３の少なくとも第１パスＰ１には着霜していると推定される。この場合、ステップＳＢ２に進み、第２着霜センサ５９ｄによって車室外熱交換器３３の着霜が検出されたか否かを判定する。ステップＳＢ２でＹＥＳと判定された場合には、車室外熱交換器３３の第２パスＰ２まで着霜が進行しており、車室外熱交換器３３の着霜量が多いと推定される。ステップＳＢ１及びＳＢ２は、空調制御装置２２の着霜判定部２２ａで行われる。

ステップＳＢ８でＹＥＳと判定された場合には、ステップＳＢ３に進み、ヒートポンプ装置２０の運転モードとして図８に示す除霜優先の除霜運転モードを選択し、該運転モードに切り換える。除霜優先の除霜運転モードに切り替えると、車室外熱交換器３３へ高温の冷媒が流れ、ステップＳＢ４では車室外熱交換器３３への高温冷媒の流量が増加されるので、車室外熱交換器３３の表面温度が上昇して霜が溶け始める。このとき、上流側車室内熱交換器３２にも高温の冷媒が流れているので暖房能力が確保されている。

ステップＳＢ４を経て進んだステップＳＢ５では、第１着霜センサ５９ｃによって車室外熱交換器３３の着霜が検出されたか否かを判定する。ステップＳＢ５でＹＥＳと判定されると、第１パスＰ１の霜が未だ溶けていないと推定されるので、ステップＳＢ４に戻り、車室外熱交換器３３へ高温冷媒を流したままにする。

ステップＳＢ５でＮＯと判定されると、第１パスＰ１及び第２パスＰ２の霜が溶けたと推定されるので、ステップＳＢ９に進んで暖房運転モードを選択し、該運転モードに切り換える。

一方、ステップＳＢ２でＮＯと判定された場合には、車室外熱交換器３３の第２パスＰ２まで着霜が進行しておらず、着霜量が少ないと推定される。この場合には、ステップＳＢ６に進み、ヒートポンプ装置２０の運転モードとして暖房優先の除霜運転モードを選択し、該運転モードに切り換える。暖房優先の除霜運転モードに切り替えると、車室外熱交換器３３へ高温の冷媒が流れ、ステップＳＢ７では車室外熱交換器３３への高温冷媒の流量が除霜優先のときに比べて減少した量に設定される。このとき、上流側車室内熱交換器３２には、除霜優先のときに比べて多量の高温冷媒が流れているので高い暖房能力が確保されている。

ステップＳＢ７を経て進んだステップＳＢ８では、第１着霜センサ５９ｃによって車室外熱交換器３３の着霜が検出されたか否かを判定する。ステップＳＢ８でＹＥＳと判定されると、第１パスＰ１の霜が未だ溶けていないと推定されるので、ステップＳＢ７に戻り、車室外熱交換器３３へ高温冷媒を流したままにする。

ステップＳＢ８でＮＯと判定されると、第１パスＰ１及び第２パスＰ２の霜が溶けたと推定されるので、ステップＳＢ９に進んで暖房運転モードを選択し、該運転モードに切り換える。

以上説明したように、この実施形態にかかる車両用空調装置１によれば、暖房運転モードにあるときには下流側及び上流側車室内熱交換器３１，３２の両方に高温の冷媒を供給し、除霜運転モードにあるときには上流側車室内熱交換器３２を流れる前の高温の冷媒を車室外熱交換器３３にも供給することができる。これにより、十分な暖房能力を確保しながら、車室外熱交換器３３の除霜を確実を行うことができる。

また、除霜運転モードにあるときに、高温冷媒が上流側車室内熱交換器３２と車室外熱交換器３３との両方に同時に流れることになるので、暖房能力の低下を抑制して乗員の快適性を維持しながら、車室外熱交換器３３の除霜を確実に行うことができる。

また、除霜優先の除霜運転モードにあるときに車室外熱交換器３３に供給される高温の冷媒量が多くなるので、車室外熱交換器３３の除霜を早く行うことができる。

尚、上記実施形態では、ヒートポンプ装置２０が除霜運転モードにあるときに、高圧側流路切替装置５０の流路切替弁５０ｄを両側供給状態にして冷媒入口部５０ａに流入した冷媒を暖房側冷媒出口部５０ｂ及び除霜側冷媒出口部５０ｃの両方に同時に流すようにしているが、これに限らず、例えば、流路切替弁５０ｄを、空調制御装置２２によって所定のタイミングで暖房側供給状態と除霜側供給状態とに切り替えることにより、冷媒入口部５０ａに流入した冷媒を暖房側冷媒出口部５０ｂ及び除霜側冷媒出口部５０ｃに交互に流すようにしてもよい。この場合、除霜運転モード中に、高温冷媒を、除霜側冷媒出口部５０ｃから車室外熱交換器３３に供給して霜を溶かしながら、暖房側冷媒出口部５０ｂから上流側車室内熱交換器３２にも供給して暖房能力を得ることができる。

流路切替弁５０ｄが暖房側供給状態にある時間と除霜側供給状態にある時間とを変更することで、暖房側冷媒出口部５０ｂを流れる冷媒量と除霜側冷媒出口部５０ｃを流れる冷媒量とを変更することが可能である。例えば、ヒートポンプ装置２０が除霜優先の除霜運転モードにあるときに、暖房優先の除霜運転モードにあるときに比べて除霜側冷媒出口部５０ｃに流れる冷媒量が増加するように、流路切替弁５０ｄを制御することもできる。

また、暖房運転モードにあるヒートポンプ装置２０では、乗員による設定温度や車室内温度等に基づいて下流側及び上流側車室内熱交換器３１，３２の目標放熱量が空調制御装置２２によって設定される。例えば、設定温度が高く、車室内温度が低ければ目標放熱量が大きい値になる。一方、下流側及び上流側車室内熱交換器３１，３２の実際の放熱量は、車室内温度や送風量等に基づいて空調制御装置２２によって推定できる。車室内温度が低く、送風量が多い場合には、実際の放熱量が大きい値となる。

空調制御装置２２は、ヒートポンプ装置２０の目標放熱量が実際の放熱量よりも所定量以上多い場合には暖房優先の除霜運転モードを選択し、所定量よりも少ない場合には除霜優先の除霜運転モードを選択するように構成することもできる。すなわち、ヒートポンプ装置２０の目標放熱量が実際の放熱量よりも所定量以上多い場合には、車室内の暖房が不十分であると推定されるので、暖房優先の除霜運転モードを選択して上流側車室内熱交換器３２への高温冷媒の供給量を多めにして暖房能力を高める。一方、ヒートポンプ装置２０の目標放熱量が実際の放熱量に対し所定量よりも少ない場合には、車室内の暖房が十分であると推定されるので、除霜優先の除霜運転モードを選択して車室外熱交換器３３への高温冷媒の供給量を多めにして除霜を早く、かつ、確実に行うことができる。

また、上記実施形態では、ヒートポンプ装置２０の除霜運転モードとして、除霜優先の除霜運転モードと、暖房優先の霜運転モードとがある場合について説明したが、これに限らず、１つの除霜運転モードであってもよい。

また、上記実施形態では、ヒートポンプ装置２０の運転モードが、暖房運転モード、除湿暖房運転モード、冷房運転モード、除霜優先の除霜運転モード、暖房優先の霜運転モードの５種類に切り替え可能な場合について説明したが、これに限らず、少なくとも暖房運転モードと除霜運転モードとの２種類に切り替え可能であればよい。

また、上記実施形態では、車両用空調装置１を電気自動車に搭載する場合について説明したが、これに限らず、例えばエンジン及び走行用モーターを備えたハイブリッド自動車等、様々なタイプの自動車に車両用空調装置１を搭載することが可能である。

以上説明したように、本発明にかかる車両用空調装置は、各種車両に搭載することができる。

１ 車両用空調装置
２０ ヒートポンプ装置
２１ 車室内空調ユニット
２２ 空調制御装置
２２ａ 着霜判定部
３０ 電動コンプレッサ（圧縮機）
３１ 下流側車室内熱交換器（第１車室内熱交換器）
３２ 上流側車室内熱交換器（第２車室内熱交換器）
３３ 車室外熱交換器
５０ 高圧側流路切替装置
５０ａ 冷媒入口部
５０ｂ 暖房側冷媒出口部
５０ｃ 除霜側冷媒出口部
５０ｄ 流路切替弁
５９ｃ 第１着霜センサ
５９ｄ 第２着霜センサ
６１ 空気加熱器
６２ エアミックスドア
６５ 送風機
６９ 圧力センサ
７０ 外気温度センサ
７２ 高圧側冷媒圧力検出センサ
７３ 上流側車室内熱交換器温度検出センサ
７４ 下流側車室内熱交換器温度検出センサ

Claims (8)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に配設される第１車室内熱交換器と、車室内において該第１車室内熱交換器の空気流れ上流側に配設される第２車室内熱交換器と、車室外に配設される車室外熱交換器と、膨張弁とを含み、上記圧縮機、上記第１及び第２車室内熱交換器、上記膨張弁及び上記車室外熱交換器を冷媒配管により接続してなるヒートポンプ装置と、
   上記第１及び第２車室内熱交換器を収容するとともに、該第１及び第２車室内熱交換器に空調用空気を送風する送風機を有し、調和空気を生成して車室に供給するように構成された車室内空調ユニットと、
   上記ヒートポンプ装置及び上記車室内空調ユニットを制御する空調制御装置とを備えた車両用空調装置であって、
   上記空調制御装置は、上記ヒートポンプ装置の運転モードを、上記第１及び第２車室内熱交換器を放熱器とし、上記車室外熱交換器を吸熱器とする暖房運転モードと、上記車室外熱交換器の除霜を行う除霜運転モードとを含む複数の運転モードに切り替えるように構成され、
   上記ヒートポンプ装置には、上記第１車室内熱交換器に接続されて該熱交換器からの冷媒が流入する冷媒入口部と、上記第２車室内熱交換器に接続されて上記冷媒入口部に流入した冷媒を該第２車室内熱交換器に流入させる暖房側冷媒出口部と、上記車室外熱交換器に接続されて上記冷媒入口部に流入した冷媒を該車室外熱交換器に流入させる除霜側冷媒出口部と、流路切替弁とが設けられ、
   上記流路切替弁は、上記ヒートポンプ装置が暖房運転モードにあるときに、上記冷媒入口部に流入した冷媒を上記暖房側冷媒出口部に流し、除霜運転モードにあるときに、上記冷媒入口部に流入した冷媒を上記暖房側冷媒出口部及び上記除霜側冷媒出口部に流すように、上記空調制御装置により制御されることを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１に記載の車両用空調装置において、
   上記流路切替弁は、上記ヒートポンプ装置が除霜運転モードにあるときに、上記冷媒入口部に流入した冷媒を上記暖房側冷媒出口部及び上記除霜側冷媒出口部の両方に同時に流すように、上記空調制御装置により制御されることを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項１に記載の車両用空調装置において、
   上記流路切替弁は、上記ヒートポンプ装置が除霜運転モードにあるときに、上記冷媒入口部に流入した冷媒を上記暖房側冷媒出口部及び上記除霜側冷媒出口部に交互に流すように、上記空調制御装置により制御されることを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、
   上記空調制御装置は、上記ヒートポンプ装置の運転モードを、除霜優先の除霜運転モードと、暖房優先の除霜運転モードとに切り替えるように構成され、
   上記流路切替弁は、上記ヒートポンプ装置が除霜優先の除霜運転モードにあるときに、暖房優先の除霜運転モードにあるときに比べて上記除霜側冷媒出口部に流れる冷媒量を増加するように制御されることを特徴とする車両用空調装置。
5. 請求項４に記載の車両用空調装置において、
   上記車室外熱交換器の着霜度合いを検出する着霜度合い検出手段を備え、
   上記空調制御装置は、上記着霜度合い検出手段により着霜度合いが所定量以上の場合には除霜優先の除霜運転モードを選択し、着霜度合いが所定量よりも少ない場合には暖房優先の除霜運転モードを選択するように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
6. 請求項４に記載の車両用空調装置において、
   上記空調制御装置は、上記ヒートポンプ装置の目標放熱量が実際の放熱量よりも所定量以上多い場合には暖房優先の除霜運転モードを選択し、所定量よりも少ない場合には除霜優先の除霜運転モードを選択するように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
7. 請求項１から６のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、
   上記流路切替弁は、上記冷媒入口部に流入した冷媒を上記暖房側冷媒出口部に流し、かつ、上記除霜側冷媒出口部に流さないように、上記空調制御装置により制御されることを特徴とする車両用空調装置。
8. 請求項１から７のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、
   上記流路切替弁は、上記冷媒入口部に流入した冷媒を上記暖房側冷媒出口部に流さないように、かつ、上記除霜側冷媒出口部に流すように、上記空調制御装置により制御されることを特徴とする車両用空調装置。

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