JP2015033927A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】除霜運転時に車室外熱交換器に溜まった水を排水できるようにして冷媒の持つ熱量の低下を抑制し、除霜時間を短くして乗員の快適性を向上させる。【解決手段】車室外熱交換器３３にはパスＰ１〜Ｐ４が設けられている。車室外熱交換器３３における冷媒出口側のパスＰ４を通過する室外送風機の送風量が、車室外熱交換器３３における冷媒入口側のパスＰ１を通過する室外送風機の送風量よりも多く設定されている。空調制御装置２２は、除霜運転モード時にクーリングファン３７ａ、３８ａを作動させる。【選択図】図１

Description

本発明は、暖房運転及び除霜運転を行うヒートポンプ装置を備えた車両用空調装置に関するものである。

従来より、例えば自動車には、ヒートポンプ装置を備えた車両用空調装置が搭載されている（例えば特許文献１参照）。ヒートポンプ装置は、圧縮機と、車室内熱交換器と、膨張弁と、車室外熱交換器とを備えており、車室内には車室内熱交換器に送風する室内ファンが設けられ、車室外には車室外熱交換器に送風する室外ファンが設けられている。

暖房時には、車室内熱交換器を放熱器とし、車室外熱交換器を吸熱器とする。暖房時に車室外熱交換器に霜が付着すると、除霜運転に切り替えて車室外熱交換器に高温冷媒を供給する。特許文献１では、除霜運転時に室外ファンを停止しておき、除霜運転が終了したら、室外ファンを最大風量にして車室外熱交換器に付着している水を飛ばして除去するようにしている。

特開２０１０−１１１２２２号公報

ところで、除霜運転中は車室外熱交換器に付着している霜が溶けて水になるのであるが、霜が水になったとき、特許文献１のように室外ファンを停止していると、溶けた水が車室外熱交換器のフィン内に留まったままになり、その水が車室外熱交換器の伝熱管内を流れる高温冷媒と熱交換して高温冷媒から熱を奪う。このため、霜を溶かすのに必要な熱量が減少し、その結果、除霜時間が長時間化してしまい、乗員の快適性が損なわれるという問題がある。特に０℃以下の低外気温度の状況では冷媒から奪われる熱量が大きく、この問題が顕著なものとなる。

また、車室外熱交換器では、全体が均一に着霜することは殆どなく、除霜しやすい領域とそうでない領域とが存在する。そして、ヒートポンプ装置の構成や運転状態によっては、車室外熱交換器における冷媒出口側が冷媒入口側に比べて着霜し易い場合がある。

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、除霜運転時に車室外熱交換器に溜まった水を効率よく排水できるようにして冷媒の持つ熱量の低下を抑制し、除霜時間を短くして乗員の快適性を向上させることにある。

上記目的を達成するために、本発明では、車室外熱交換器の冷媒出口側が冷媒入口側に比べて着霜し易い場合に、除霜運転時に車室外熱交換器の冷媒出口側のパスへの送風量が多くなるようにした。

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、上記車室外熱交換器に送風する室外送風機とを含み、上記圧縮機、上記車室内熱交換器、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、
上記ヒートポンプ装置を制御する空調制御装置とを備え、
上記ヒートポンプ装置は、上記空調制御装置により暖房運転モードと、除霜運転モードとを含む複数の運転モードに切り替えられるように構成された車両用空調装置であって、
上記車室外熱交換器は、所定方向に並ぶように配置された複数の伝熱管と、該伝熱管の端部に接続されて該伝熱管の並び方向に延びるヘッダタンクとを備え、
上記ヘッダタンクには、該ヘッダタンクの長手方向に互いに離れて設けられた冷媒入口部及び冷媒出口部と、上記伝熱管を、上記冷媒入口部から上記冷媒出口部に向かう冷媒流れを形成するように複数のパスに分けるための仕切部とが設けられ、
上記車室外熱交換器における冷媒出口側のパスを通過する上記室外送風機の送風量が、上記車室外熱交換器における冷媒入口側のパスを通過する上記室外送風機の送風量よりも多いことを特徴とする。

この構成によれば、暖房運転モードで車室外熱交換器が吸熱して車室外熱交換器に霜が付着する。このとき、ヒートポンプ装置の構成や運転状態により、車室外熱交換器における冷媒出口側のパスが冷媒入口側のパスに比べて着霜し易い場合がある。そして、除霜運転モードでは、車室外熱交換器に高温冷媒が供給されて霜が溶ける。このとき、車室外熱交換器における冷媒出口側のパスの着霜量が多いと、霜が溶けてできた水が冷媒出口側のパスの外部に多く存在することになる。本発明では、冷媒出口側のパスを通過する室外送風機の送風量が冷媒入口側のパスに比べて多いので、室外送風機によって冷媒出口側のパスの外部に存在する水を効率よく飛ばすことが可能になる。これにより、伝熱管内を流れる高温冷媒の熱が外部の水に奪われる量を抑制して除霜時間を短くすることが可能になる。

車室外熱交換器の冷媒入口側のパスと冷媒出口側のパスとで送風量を変化させる手段としては、例えば車室外熱交換器が設置される部分の車体構造や、室外送風機のレイアウト、室外送風機の送風能力等がある。

第２の発明は、第１の発明において、
上記車室外熱交換器の伝熱管の並び方向及び上記ヘッダタンクの延びる方向は、水平方向とされ、
上記車室外送風機は、上記車室外熱交換器の空気通過面に沿って冷媒入口側と冷媒出口側とに水平方向に並ぶようにそれぞれ配置された第１ファン及び第２ファンを備え、
上記第２ファンの風量が、上記第１ファンの風量よりも多く設定されていることを特徴とする。

すなわち、第１ファン及び第２ファンを設ける場合に、車室外熱交換器の冷媒出口側のパスを通過する送風量が多くなるようにこれらファンを構成する。これにより、第１の発明の作用効果が確実に得られるとともに、第１ファン及び第２ファンの送風量を変えることで、両ファンの共振を抑制して騒音低減が図られる。第１ファン及び第２ファンの送風量を変える手段としては、例えば、ファンの羽根数や、ファン直径等を変化させてもよい。

第３の発明は、第２の発明において、
上記車室外熱交換器の着霜状態を検出する着霜状態検出手段を備え、
上記空調制御装置は、暖房運転モード中に、上記着霜状態検出手段により上記車室外熱交換器の着霜が検出された場合に上記ヒートポンプ装置の運転モードを除霜運転モードに切り替えて除霜運転モードの開始時に上記第１ファン及び上記第２ファンを停止させ、除霜運転モード中に、上記車室外熱交換器の除霜状態に応じて上記第１ファン及び上記第２ファンを独立して作動させるように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、除霜運転モード中に車室外熱交換器の除霜状態に応じて第１ファン及び第２ファンを独立して作動させることで、車室外熱交換器の外部に存在する水を効果的に排水することが可能になり、着霜、除霜の繰り返し運転時の暖房性能が高くなる。

第４の発明は、第３の発明において、
上記着霜状態検出手段は、上記車室外熱交換器の冷媒入口側の冷媒温度状態を検出する入口側冷媒温度検出手段であり、
上記空調制御装置は、上記入口側冷媒温度検出手段により検出された冷媒温度が第１の所定温度を超えた場合、上記第１ファンを作動させた後、停止させ、上記入口側冷媒温度検出手段により検出された冷媒温度が第１の所定温度よりも高い第２の所定温度を超えた場合、上記第２ファンを作動させるように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、車室外熱交換器の冷媒入口側の冷媒温度が上昇して第１の所定温度を超えた場合は、冷媒入口側のパスの霜が溶けた状態であると推定でき、この場合に第１ファンを所定時間作動させることで、冷媒入口側のパスの外部に存在する水を第１ファンによって飛ばすことが可能になる。これにより、冷媒出口側のパスに高温冷媒を早期に供給して冷媒出口側のパスの除霜を早期に行うことが可能になる。

そして、車室外熱交換器の冷媒入口側の冷媒温度が第２の所定温度を超えた場合には、冷媒出口側のパスの霜も溶けた状態であると推定され、この場合に第２ファンを所定時間作動させることで、冷媒出口側のパスの外部に存在する水を第２ファンによって確実に飛ばすことが可能になる。

また、車室外熱交換器の冷媒入口側の冷媒温度状態を検出する入口側冷媒温度検出手段を着霜状態検出手段として利用するので、安価な構成で第１ファン及び第２ファンを制御することが可能になる。

第５の発明は、第３の発明において、
上記着霜状態検出手段は、上記車室外熱交換器の冷媒出口側の冷媒温度状態を検出する出口側冷媒温度検出手段であり、
上記空調制御装置は、上記出口側冷媒温度検出手段により検出された冷媒温度が第１の所定温度を超えた場合、上記第１ファンを作動させた後、停止させ、上記出口側冷媒温度検出手段により検出された冷媒温度が第１の所定温度よりも高い第２の所定温度を超えた場合、上記第２ファンを作動させるように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、車室外熱交換器の冷媒出口側の冷媒温度状態を検出することで、車室外熱交換器のパスの着霜状態を正確に推定することが可能になる。そして、第５の発明と同様に第１ファン及び第２ファンを個別に作動させることができる。

第６の発明は、第３の発明において、
上記着霜状態検出手段は、除霜運転モード開始からの経過時間を計測する計時手段であり、
上記空調制御装置は、上記計時手段により除霜運転モード開始からの経過時間が第１の所定時間を超えた場合、上記第１ファンを作動させた後、停止させ、上記計時手段により除霜運転モード開始からの経過時間が第１の所定時間よりも長い第２の所定時間を超えた場合、上記第２ファンを作動させるように構成されていることを特徴とする。

すなわち、除霜運転モード開始からの経過時間が長ければ長いほど、車室外熱交換器のパス毎の着霜量が減少していくので、車室外熱交換器のパス毎の着霜状態と、除霜運転モード開始からの経過時間とは相関性がある。除霜運転モード開始からの経過時間を計測する計時手段を用いることにより、冷媒温度等を検出することなく、上記相関関係に基づく着霜状態を得て、着霜状態に適するように第１ファン及び第２ファンを安価に制御することが可能になる。

第７の発明は、第１の発明において、
上記室外送風機は１つのファンで構成されており、該ファンは、該ファン中心が上記車室外熱交換器の冷媒出口側にオフセットするように配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、室外送風機を作動させると、車室外熱交換器の冷媒出口側のパスへの送風量が冷媒入口側のパスに比べて多くなるので、冷媒出口側のパスの外部に存在する水を確実に飛ばすことが可能になる。

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、
上記空調制御装置は、上記ヒートポンプ装置の運転が除霜運転モードから暖房運転モードに切り替わる前で、かつ、上記車室外熱交換器の霜が溶けたと推定された後に上記室外送風機を作動させるように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、車室外熱交換器の外部に存在している水を除霜運転モードの終盤で飛ばすことが可能になる。これにより、着霜、除霜の繰り返し運転時の暖房性能が高くなる。

第９の発明は、第１から８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が除霜運転モードにあるときに、上記室外送風機が最大風量となるように制御することを特徴とする。

この構成によれば、除霜運転モードのときに室外送風機を最大風量とすることで、車室外熱交換器の外部に存在している水を確実に飛ばすことが可能になる。

第１０の発明は、第１の発明において、
上記車室外熱交換器の着霜状態を検出する着霜状態検出手段を備え、
上記室外送風機は１つのファンで構成されており、
上記空調制御装置は、暖房運転モード中に、上記着霜状態検出手段により上記車室外熱交換器の着霜が検出された場合に上記ヒートポンプ装置の運転モードを除霜運転モードに切り替えて除霜運転モードの開始時に上記ファンを停止させ、上記ヒートポンプ装置の運転が除霜運転モードから暖房運転モードに切り替わる前で、かつ、上記車室外熱交換器の霜が溶けたと推定された後に上記ファンが最大風量となるように制御することを特徴とする。

この構成によれば、車室外熱交換器の外部に存在している水を除霜運転モードの終盤で飛ばすことが可能になる。これにより、着霜、除霜の繰り返し運転時の暖房性能が高くなる。

第１１の発明は、第１から１０のいずれか１つの発明において、
上記ヒートポンプ装置は、第１車室内熱交換器と、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車室内熱交換器とを備え、
上記ヒートポンプ装置は、暖房運転モード時に上記第１車室内熱交換器及び上記第２車室内熱交換器を放熱器として作用させることを特徴とする。

この構成によれば、空調用空気が第１車室内熱交換器及び第２車室内熱交換器で加熱されることになるので、暖房能力が向上する。

第１の発明によれば、車室外熱交換器における冷媒出口側のパスを通過する室外送風機の送風量が、冷媒入口側のパスを通過する送風量よりも多く設定され、除霜運転モード時に室外送風機を作動させるようにしたので、車室外熱交換器における冷媒出口側のパスの着霜量が多い場合に、冷媒出口側のパスの外部に存在する水を確実に飛ばすことができる。これにより、除霜時間を短くして乗員の快適性を向上させることができる。

第２の発明によれば、第１ファン及び第２ファンを設ける場合に、車室外熱交換器の冷媒出口側のパスを通過する送風量が多くなるようにすることで、両ファンの共振を抑制して低騒音化を図りながら、車室外熱交換器の冷媒出口側のパスの外部に存在する水を飛ばして除霜時間を短くできる。

第３の発明によれば、車室外熱交換器の除霜状態に応じて第１ファン及び第２ファンを独立して作動させるようにしたので、車室外熱交換器の外部に存在する水を効果的に排水することができる。これにより、着霜、除霜の繰り返し運転時の暖房性能が高くなるので、乗員の快適性をより一層向上させることができる。

第４の発明によれば、第１ファン及び第２ファンを適切に作動させることができるので、車室外熱交換器の除霜を早期に行うことができる。また、車室外熱交換器の冷媒入口側の冷媒温度状態を検出する入口側冷媒温度検出手段を着霜状態検出手段として利用するので、安価な構成で第１ファン及び第２ファンを制御することができる。

第５の発明によれば、車室外熱交換器の冷媒出口側の冷媒温度状態を検出するようにしたので、車室外熱交換器のパスの着霜状態を正確に推定することができ、第１ファン及び第２ファンをより一層適切に作動させることができる。

第６の発明によれば、除霜運転モード開始からの経過時間を計測する計時手段を用いることにより、冷媒温度等を検出することなく、車室外熱交換器の着霜状態に適するように第１ファン及び第２ファンを安価に制御することができる。

第７の発明によれば、ファンを車室外熱交換器の冷媒出口側にオフセット配置したので、冷媒出口側のパスの外部に存在する水を確実に飛ばすことができる。これにより、着霜、除霜の繰り返し運転時の暖房性能が高くなるので、乗員の快適性をより一層向上させることができる。

第８の発明によれば、除霜運転モードから暖房運転モードに切り替わる前で、かつ、車室外熱交換器の霜が溶けた後に室外送風機を作動させるようにしたので、車室外熱交換器の外部に存在している水を除霜運転モードの終盤で飛ばすことができ、着霜、除霜の繰り返し運転時の暖房性能を高くできる。

第９の発明によれば、除霜運転モードのときに室外送風機を最大風量とすることで、車室外熱交換器の外部に存在している水を確実に飛ばすことができ、着霜、除霜の繰り返し運転時の暖房性能を高くできる。

第１０の発明によれば、車室外熱交換器の外部に存在している水を除霜運転モードの終盤で飛ばすことができ、着霜、除霜の繰り返し運転時の暖房性能を高くできる。

第１１の発明によれば、暖房運転モード時に第１車室内熱交換器及び第２車室内熱交換器を放熱器として作用させるようにしたので、暖房能力を向上させることができる。

実施形態１に係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。 車室外熱交換器を車両後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。 除霜運転モードにある場合の図１相当図である。 車両用空調装置の制御内容を示すタイムチャートである。 実施形態２に係る図１相当図である。 実施形態２に係る図３相当図である。 実施形態２に係る図６相当図である。

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。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る車両用空調装置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、走行用バッテリ（図示せず）及び走行用モーター（図示せず）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を接続する第１〜第４主冷媒配管４０〜４３と、第１〜第３分岐冷媒配管４４〜４６と、室外送風機を構成する第１及び第２クーリングファン３７ａ、３８ａ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、走行用バッテリから電力が供給される。

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。

図３に示すように、車室外熱交換器３３は、複数本の伝熱管３３ａと、複数のフィン３３ｂと、上側ヘッダタンク３３ｃと、下側ヘッダタンク３３ｄとを備えている。伝熱管３３ａは、上下方向に延びており、車両の左右方向（水平方向）に並ぶように配置されている。各伝熱管３３ａは、外部空気の通過方向（車両前側から後側）に長い断面形状を有している。水平方向に隣合う伝熱管３３ａ、３３ａは、フィン３３ｂを配設するために水平方向に間隔をあけて配置されており、伝熱管３３ａ、３３ａの間にフィン３３ｂが設けられている。フィン３３ｂは、伝熱管３３ｂの上端近傍から下端近傍に亘って延びるコルゲートフィンである。

上側ヘッダタンク３３ｃは、伝熱管３３ａの上端部に連通している。上側ヘッダタンク３３ｃは、伝熱管３３ａの並び方向に沿って車両の左右方向に延びる形状とされている。上側ヘッダタンク３３ｃの内部において長手方向の中央部には、第１仕切板（仕切部）３３ｅが設けられている。この第１仕切板３３ｅは、上側ヘッダタンク３３ｃの内部を長手方向一側の空間と他側の空間とに仕切るためのものである。

下側ヘッダタンク３３ｄは、伝熱管３３ａの下端部に連通している。下側ヘッダタンク３３ｄも上側ヘッダタンク３３ｃと同様に車両の左右方向に延びる形状とされている。下側ヘッダタンク３３ｄの内部において長手方向の中央部よりも右側には、第２仕切板（仕切部）３３ｆが設けられ、また、中央部よりも左側には、第３仕切板（仕切部）３３ｇが設けられている。第２仕切板３３ｆ及び第３仕切板３３ｇは、下側ヘッダタンク３３ｄの内部を長手方向に３つの空間に仕切るためのものである。

また、下側ヘッダタンク３３ｄには、冷媒を下側ヘッダタンク３３ｄに流入させるための冷媒入口管（冷媒入口部）３３ｈと、下側ヘッダタンク３３ｄの冷媒を外部に流出させるための冷媒出口管（冷媒出口部）３３ｉとが下側ヘッダタンク３３ｄの長手方向に離れて設けられている。冷媒入口管３３ｈは、下側ヘッダタンク３３ｄの第２仕切板３３ｆよりも右側の空間に連通している。冷媒出口管３３ｉは、下側ヘッダタンク３３ｄの第３仕切板３３ｇよりも左側の空間に連通している。

上記第１仕切板３３ｅ、第２仕切板３３ｇ及び第３仕切板３３ｆにより、車室外熱交換器３３には、第１〜第４パスＰ１〜Ｐ４が形成される。第１パスＰ１は、下側ヘッダタンク３３ｄの第２仕切板３３ｆよりも右側の空間に連通する伝熱管３３ａ群で構成されている。第２パスＰ２は、下側ヘッダタンク３３ｄの第２仕切板３３ｆよりも左側の空間及び上側ヘッダタンク３３ｃの第１仕切板３３ｅよりも右側の空間に連通する伝熱管３３ａ群で構成されている。第３パスＰ３は、下側ヘッダタンク３３ｄの第３仕切板３３ｇよりも右側の空間及び上側ヘッダタンク３３ｃの第１仕切板３３ｅよりも左側の空間に連通する伝熱管３３ａ群で構成されている。第４パスＰ４は、下側ヘッダタンク３３ｄの第３仕切板３３ｇよりも左側の空間に連通する伝熱管３３ａ群で構成されている。

そして、第１パスＰ１が冷媒流れ方向最上流のパスとなり、以下、冷媒流れ方向に順に、第２パスＰ２、第３パスＰ３及び第４パスＰ４が連なる。つまり、上記第１仕切板３３ｅ、第２仕切板３３ｇ及び第３仕切板３３ｆは、伝熱管３３ａを、冷媒入口管３３ｈから冷媒出口管３３ｉに向かう冷媒流れを形成するように複数のパスＰ１〜Ｐ４に分けるためのものである。

図１に示すように、第１及び第２クーリングファン３７ａ、３８ａは車両の前部において車室外熱交換器３３の車両後側、即ち、走行風の下流側に、空気通過面に沿って車両左右方向に並ぶように設けられている。第１及び第２クーリングファン３７ａ、３８ａは、それぞれ第１及び第２ファンモーター３７ｂ、３８ｂによって駆動され、車室外熱交換器３３に対し、車両前側から後側に向けて空気を送風するように構成されている。

図３に示すように、第１クーリングファン３７ａは、第１クーリングファン３７ａの中心部が車室外熱交換器３３の左右方向の中心部よりも右側にオフセットするように配置されている。第２クーリングファン３８ａは、第２クーリングファン３８ａの中心部が車室外熱交換器３３の左右方向の中心部よりも左側にオフセットするように配置されている。

第２クーリングファン３８ａによる送風量は、同回転数の第１クーリングファン３７ａによる送風量に比べて多く設定されている。これにより、車室外熱交換器３３における冷媒出口側のパスＰ３、Ｐ４を通過する第２クーリングファン３８ａによる送風量が、車室外熱交換器３３における冷媒入口側のパスＰ１、Ｐ２を通過する第１クーリングファン３７ａの送風量よりも多く設定されることになる。

具体的には、この実施形態では、第２クーリングファン３８ａの直径を第１クーリングファン３７ａの直径よりも大きくしている。これにより、上述のような風速分布を実現しながら、第１クーリングファン３７ａと第２クーリングファン３８ａとを同時に作動させたときに共振しにくくなるので騒音が低減される。

尚、第１クーリングファン３７ａと第２クーリングファン３８ａの送風量を変える構成は、上記した直径を変えることに限られるものではない。第１クーリングファン３７ａと第２クーリングファン３８ａの羽根数を変えても送風量を変えることができる。また、第２クーリングファン３８ａに比べて第１クーリングファン３７ａの方に空気が流入しにくい、または空気が流出しにくいような車体構造とすることによっても、第１クーリングファン３７ａと第２クーリングファン３８ａの送風量を変えることができる。これら構成は任意に組み合わせて用いることもできる。

第１及び第２ファンモーター３７ｂ、３８ｂは、空調制御装置２２に接続され、各々独立して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。回転数は、Ｌｏ（低速回転）、Ｍｉ（中速回転）、Ｈｉ（最大回転）の３段階に切り替えられる。尚、回転数の切替は２段階であってもよいし、４段階以上であってもよいし、無段階であってもよい。

第１及び第２ファンモーター３７ｂ、３８ｂにも走行用バッテリから電力が供給される。尚、第１及び第２ファンモーター３７ｂ、３８ｂ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（図示せず）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。

図１に示すように、第１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、第２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の冷媒入口管３３ｈとを接続するものである。第３主冷媒配管４２は、車室外熱交換器３３の冷媒出口管３３ｇ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。第４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。

アキュムレータ３４は、第４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。

また、第１分岐冷媒配管４４は、第２主冷媒配管４１から分岐しており、第３主冷媒配管４２に接続されている。第２分岐冷媒配管４５は、第２主冷媒配管４１から分岐しており、第４主冷媒配管４３に接続されている。第３分岐冷媒配管４６は、第３主冷媒配管４２から分岐しており、第４主冷媒配管４３に接続されている。

また、ヒートポンプ装置２０は、第１流路切替弁５０、第２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。

第１流路切替弁５０及び第２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。第１流路切替弁５０は、第２主冷媒配管４１の中途部に設けられており、第１分岐冷媒配管４４が接続されている。第２流路切替弁５１は、第４主冷媒配管４３の中途部に設けられており、第３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、空調制御装置２２によって制御される電動タイプのものであり、開方向及び閉方向に制御される。第１膨張弁５２及び第２膨張弁５３の開度は、通常、空調負荷の状態に応じて設定されるが、空調負荷に関わらず、任意の開度に設定することもできるようになっている。

第１膨張弁５２は、第３主冷媒配管４２の第１分岐冷媒配管４４との接続部位よりも上流側車室内熱交換器３２側、即ち、上流側車室内熱交換器３２の冷媒入口側の冷媒配管に配設されている。一方、第２膨張弁５３は、第２主冷媒配管４１に配設されている。

第１逆止弁５４は、第３主冷媒配管４２に配設されており、第３主冷媒配管４２の車室外熱交換器３３側から上流側車室内熱交換器３２側へ向けての冷媒の流れを許容し、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２分岐冷媒配管４５に配設されており、第２分岐冷媒配管４５の第４主冷媒配管４３側から第２主冷媒配管４１側へ向けての冷媒の流れを許容し、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、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、ＰＴＣヒータ（電気式ヒータ）６７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にも走行用バッテリから電力が供給される。

送風機６５には、内気を導入するための内気導入口６５ｃと、外気を導入するための外気導入口６５ｄとが形成されている。送風機６５の内部には、内気導入口６５ｃと外気導入口６５ｄとの一方を開いて他方を閉じる内外気切替ドア６５ｅが設けられている。さらに、送風機６５には、内外気切替ドア６５ｅを駆動する内外気切替ドアアクチュエータ６１が設けられている。この内外気切替ドアアクチュエータ６１は、空調制御装置２２により制御される。送風機６５の空気導入モードは、内気導入口６５ｃを全開にして外気導入口６５ｄを全閉にする内気導入モードと、内気導入口６５ｃを全閉にして外気導入口６５ｄを全開にする外気導入モードとに切り替えられるようになっている。内気導入モードと外気導入モードとの切り替えは、乗員によるスイッチ操作で行うことができるようになっている。

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。デフロスタ吹出口６０ａは、車室のフロントウインド内面に空調風を供給するためのものである。ベント吹出口６０ｂは、車室の乗員の主に上半身に空調風を供給するためのものである。ヒート吹出口６０ｃは、車室の乗員の足下に空調風を供給するためのものである。

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吹出モード、ベント吹出口６０ｂに空調風を流すベント吹出モード、ヒート吹出口６０ｃに空調風を流すヒート吹出モード、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空調風の温度調節を行うためのものである。

ＰＴＣヒータ６７は、ケーシング６０内において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、ケーシング６０内を流れる空調用空気を加熱するためのものである。ＰＴＣヒータ６７は、空調制御装置２２により制御され、ＯＮ、ＯＦＦの切替及び加熱量の変更が可能となっている。この実施形態では、加熱量は、Ｌｏ（低）、Ｍｉ（中）、Ｈｉ（高）の３段階に変更できるようになっているが、これよりも多段階に変更したり、無段階に変更することも可能である。ＰＴＣヒータ６７には走行用バッテリから電力が供給されるようになっている。

車両用空調装置１は、外気温度センサ７０と、車室外熱交換器温度センサ７１と、車室内熱交換器温度センサ７３と、内気温度センサ７５と、車室外冷媒温度センサ（入口側冷媒温度検出手段）８３とを備えている。これらセンサは空調制御装置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）を検出するためのものである。一方、車室外熱交換器温度センサ７１は、車室外熱交換器３３の空気流れ方向下流側の面に配設されており、車室外熱交換器３３の表面温度を検出するためのものである。

車室内熱交換器温度センサ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。

内気温度センサ７５は、車室内の温度（内気温度）を検出するためのものであり、車室内の所定箇所に配設されている。内気温度センサ７５は、従来から周知のものなので、詳細な説明は省略する。

車室外冷媒温度センサ８３は、車室外熱交換器３３の冷媒入口管３３ｈに設けられており、車室外熱交換器３３の冷媒入口管３３ｈにおける冷媒温度を検出するためのものである。

また、図示しないが、車両用空調装置１には、日射量を検出するセンサ等も設けられている。

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、日射量等の複数の情報に基づいてヒートポンプ装置２０等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や第１及び第２ファンモーター３７ｂ、３８ｂ等も制御する。

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３７ｂ、３８ｂは、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、暖房運転モード、除霜運転モードを含む複数のモードがあり、本実施形態では説明しないが、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冷房運転モードもある。

また、図４に示す暖房運転モードは、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、第１流路切替弁５０は、下流側車室内熱交換器３１から流出した冷媒を上流側車室内熱交換器３２の流入口に流入させるように流路を切り替える。また、第２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は開いて非膨張状態にし、第２膨張弁５３は閉じ気味にして膨張状態にする。

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第１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、第２主冷媒配管４１から第１分岐冷媒配管４４を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を循環する。つまり、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、第４主冷媒配管４３から第２分岐冷媒配管４５を通って第２主冷媒配管４１に流入する。第２主冷媒配管４１に流入した冷媒は、第２膨張弁５３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第３主冷媒配管４２、第３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５に示す除霜運転モードは、暖房中に車室外熱交換器３３が着霜した場合に、車室外熱交換器３３の霜を溶かすために選択される運転モードである。除霜運転モードでは、下流側車室内熱交換器３１及び車室外熱交換器３３を放熱器として作用させる。また、上流側車室内熱交換器３２には冷媒を流さない。

すなわち、第１流路切替弁５０は、下流側車室内熱交換器３１から流出した冷媒を上流側車室内熱交換器３２の流入口に流入しないように、第２膨張弁５３側へ流すように流路を切り替える。また、第２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２膨張弁５３は非膨張状態にする。

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から吐出された冷媒が、下流側車室内熱交換器３１を循環した後、第２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霜を溶かす。その後、第３主冷媒配管４２、第３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２に示すように、空調制御装置２２は、車室外熱交換器３３に霜が付着しているか否か、及び霜が付着している場合にその着霜量を検出する着霜検出部（着霜検出手段）２２ａを有している。着霜検出部２２ａは、車室外熱交換器３３の冷媒入口管３３ｈの冷媒温度を車室外冷媒温度センサ８３により得ることで車室外熱交換器３３の着霜を判定するように構成されている。すなわち、通常の暖房運転モードでは、車室外熱交換器３３の冷媒入口管３３ｈの冷媒温度は、例えばほぼ−５℃であるが、この実施形態では、この冷媒入口管３３ｈの冷媒温度が例えば−８℃まで低下したら車室外熱交換器３３が着霜していると判定する。冷媒入口管３３ｈの冷媒温度が低ければ低いほど着霜量が多いと判定することができる。

尚、着霜検出部２２ａは、例えば、車室外熱交換器３３の冷媒で出口管３３ｉの冷媒温度を出口側温度センサ（出口側冷媒温度検出手段）６８により得ることで車室外熱交換器３３の着霜を判定するように構成することもできる。判定方法は車室外冷媒温度センサ８３によって温度を検出する場合と同様な考え方に基づく方法で可能である。

車室内空調ユニット２１から吹き出す空気の目標吹出温度は、乗員の設定温度や外気温等に基づいて空調制御装置２２で演算される。

次に、空調制御装置２２による制御手順を説明する。メインルーチンでは、図示しないが、外気温度センサ７０で検出された外気温度（ＴＧ）が例えば０℃よりも低い場合には、ヒートポンプ装置２０を暖房運転モードに切り替える。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。

外気温度（ＴＧ）が例えば０℃以上２５℃以下である場合には、除湿を行いながら暖房が行えるようにする。また、外気温度（ＴＧ）が例えば２５℃よりも高い場合には、ヒートポンプ装置２０を冷房運転モードに切り替える。

メインルーチンで暖房運転モードが選択された場合には、ヒートポンプ装置２０の運転モードを暖房運転モードとする。暖房運転モードでは、図６のタイムチャートに示すように、第１及び第２クーリングファン３７ａ、３８ａの回転数は、例えば中速回転とする。第１及び第２クーリングファン３７ａ、３８ａの回転数は、空調負荷に応じて変更すればよい。

また、暖房運転モードであるため、車室外熱交換器３３の冷媒流れ方向上流側に配設されている第２膨張弁５３は閉じ気味にして冷媒を断熱膨張させる。このときの車室外熱交換器３３の冷媒入口管３３ｈの冷媒温度は例えば−５℃である。

また、電動コンプレッサ３０の回転数は、空調負荷によって変化するが低速回転から中速回転の間にある。また、ＰＴＣヒータ６７はＯＦＦとしているが、これも空調状態に応じてＯＮとしている場合もある。

暖房運転モード中、車室外熱交換器３３は着霜していく。着霜の進行はヒートポンプ装置２０の構成や運転状態等に応じて異なるが、この実施形態では、冷媒出口側から冷媒入口側に向かって着霜が進行する。

そして、暖房運転モード中に、タイムチャートに示すように車室外熱交換器３３の冷媒入口管３３ｈの冷媒温度が低下していく。冷媒入口管３３ｈの冷媒温度が着霜判定温度の−８℃になると、空調制御装置２２は、車室外熱交換器３３が着霜したと判定し、ヒートポンプ装置２０の運転モードを暖房運転モードから除霜運転モードに切り替える。つまり、第２膨張弁５３を全開にする。これにより、非膨張状態の高温冷媒が車室外熱交換器３３に流入することになり、除霜が始まる。着霜判定温度は、−８℃に限られるものではない。

また、除霜運転モードでは、空調制御装置２２は、車室外熱交換器３３の放熱を抑制するために第１及び第２クーリングファン３７ａ、３８ａを停止する。また、除霜運転モードでは、空調制御装置２２は、電動コンプレッサ３０の回転数を暖房運転モードに比べて上昇させて最大回転数で運転する。さらに、空調制御装置２２は、ＰＴＣヒータ６７をＯＮにして例えば中程度の加熱量として車室内への吹出空気の温度低下を抑制する。このとき、送風機６５の風量を暖房運転モードに比べて低下させるようにしてもよい。

除霜運転モードに切り替わってから車室外熱交換器３３の冷媒入口管３３ｈの冷媒温度が次第に上昇していく。冷媒入口管３３ｈの冷媒温度が、例えば２０℃（第１の所定温度）を超えると、車室外熱交換器３３の冷媒入口側の第１パスＰ１及び第２パスＰ２の霜が溶けて第１パスＰ１及び第２パスＰ２の外部に水が存在していると推定されるので、第１クーリングファン３７ａを所定時間だけ作動させる。第１クーリングファン３７ａの回転数は最大回転数とする。また、第１クーリングファン３７ａを作動させる時間は、例えば数秒である。第１クーリングファン３７ａの送風により、車室外熱交換器３３の冷媒入口側の第１パスＰ１及び第２パスＰ２の外部に存在している水が飛ばされて排水される。これにより、冷媒の熱が第１パスＰ１及び第２パスＰ２の外部の水に奪われる量を抑制できるので、冷媒流れ下流側の第３パスＰ３及び第４パスＰ４に対して高温冷媒を供給することができる。

車室外熱交換器３３の冷媒入口管３３ｈの冷媒温度は更に上昇していき、冷媒入口管３３ｈの冷媒温度が、例えば２８℃（第２の所定温度）を超えると、車室外熱交換器３３の冷媒出口側の第３パスＰ３及び第４パスＰ４の霜が溶けて第３パスＰ３及び第４パスＰ４の外部に水が存在していると推定される。このときに第３パスＰ３及び第４パスＰ４の外部に存在している水の量は、上述のように第３パスＰ３及び第４パスＰ４の方が、第１パスＰ１及び第２パスＰ２よりも着霜し易いので多い。

冷媒入口管３３ｈの冷媒温度が例えば２８℃を超えると、第２クーリングファン３８ａを所定時間だけ回転させる。第２クーリングファン３８ａの回転数は最大回転数とする。また、第２クーリングファン３８ａを作動させる時間は、例えば数秒である。第２クーリングファン３８ａを最大回転数で作動させることで、第１クーリングファン３７ａを最大回転数で回転させたときに比べて車室外熱交換器３３への送風量が多くなるので、第３パスＰ３及び第４パスＰ４の外部に存在している水の量の多くても確実に飛ばして排水することができる。これにより、高温冷媒の熱が外部の水に奪われる量を抑制して除霜時間を短くすることが可能になる。

この実施形態では、車室外熱交換器３３の冷媒入口管３３ｈの冷媒温度が例えば３２℃に達すると、除霜運転モードを終了して暖房運転モードに復帰するようにしている。車室外熱交換器３３の冷媒入口管３３ｈの冷媒温度が３２℃になる前、即ち、除霜運転モードを終了する前で、かつ、霜が殆ど溶けていると推定される状況（冷媒入口管３３ｈの冷媒温度が例えば３１℃になったとき）には、第１クーリングファン３７ａ及び第２クーリングファン３８ａを最大回転数で作動させる。これにより、車室外熱交換器３３の外部の水を全体的に飛ばすことができる。

その後、車室外熱交換器３３の冷媒入口管３３ｈの冷媒温度が例えば３２℃に達すると、暖房運転モードに復帰する。暖房運転モードでは、第１クーリングファン３７ａ及び第２クーリングファン３８ａの回転数を中速回転とする。また、第２膨張弁５３を閉じ気味にする。これにより、車室外熱交換器３３の冷媒入口管３３ｈの冷媒温度が低下していく。また、暖房運転モードに復帰した直後から所定期間は、電動コンプレッサ３０を最大回転数で運転し、ＰＴＣヒータ６７による加熱も継続する。これにより、車室への吹出空気の温度低下が抑制される。

以上説明したように、この実施形態１に係る車両用空調装置１によれば、暖房運転モードで車室外熱交換器３３が吸熱して車室外熱交換器３３における冷媒出口側の第３パスＰ３及び第４パスＰ４４が冷媒入口側の第１パスＰ１及び第２パスＰ２に比べて着霜し易い場合に、第３パスＰ３及び第４パスＰ４４を通過する第２クーリングファン３８ａの送風量が第１クーリングファン３７ａによる送風量に比べて多いので、第３パスＰ３及び第４パスＰ４４の外部に存在する水を確実に飛ばすことが可能になる。これにより、伝熱管３３ａ内を流れる高温冷媒の熱が外部の水に奪われる量を抑制して除霜時間を短くすることができるので、乗員の快適性を向上できる。

また、除霜運転モード中に車室外熱交換器３３の除霜状態に応じて第１クーリングファン３７ａ及び第２クーリングファン３８ａを独立して作動させるようにしているので、車室外熱交換器３３の外部に存在する水を効果的に排水することが可能になり、着霜、除霜の繰り返し運転時の暖房性能を高くできる。

また、車室外熱交換器３３の冷媒入口側の冷媒温度が上昇して第１の所定温度（例えば２０℃）を超えた場合は、冷媒入口側の第１パスＰ１及び第２パスＰ２の霜が溶けた状態であると推定でき、この場合に第１クーリングファン３７ａを所定時間作動させることで、第１パスＰ１及び第２パスＰ２の外部に存在する水を飛ばすことができる。これにより、第３パスＰ３及び第４パスＰ４４に高温冷媒を早期に供給して第３パスＰ３及び第４パスＰ４４の除霜を早期に行うことが可能になる。

そして、車室外熱交換器３３の冷媒入口側の冷媒温度が第２の所定温度（例えば２８℃）を超えた場合には、第３パスＰ３及び第４パスＰ４４の霜も溶けた状態であると推定され、この場合に第２クーリングファン３８ａを所定時間作動させることで、第３パスＰ３及び第４パスＰ４４の外部に存在する水を飛ばすことができる。

また、車室外熱交換器３３の冷媒入口側の冷媒温度状態を検出する車室外冷媒温度センサ８３を着霜状態検出手段として利用するので、安価な構成で第１クーリングファン３７ａ及び第２クーリングファン３８ａを制御することができる。

また、車室外熱交換器３３の冷媒出口側の冷媒温度状態を出口側温度センサ６８により検出するように構成することで、車室外熱交換器３３の第１〜第４パスＰ１〜Ｐ４の着霜状態を正確に推定することが可能になる。

また、車室外熱交換器３３の各パスＰ１〜Ｐ４の着霜状態と、除霜運転モード開始からの経過時間とは上述したように相関性があり、除霜運転モード開始時には第１パスＰ１及び第２パスＰ２の除霜が主に進み、除霜運転モード開始から時間が経過すると、第３パスＰ３及び第４パスＰ４の除霜が進む。図２に示すように、例えば、除霜運転モード開始からの経過時間を計測する計時手段としてのタイマ２２ｂを空調制御装置２２に設けることもできる。本発明の着霜状態検出手段は、タイマ２２ｂとし、空調制御装置２２は、タイマ２２ｂにより除霜運転モード開始からの経過時間が第１の所定時間（第１パスＰ１及び第２パスＰ２の除霜が進むのに要する時間）を超えた場合、第１クーリングファン３７ａを作動させ、その後、停止させ、タイマ２２ｂにより除霜運転モード開始からの経過時間が第１の所定時間よりも長い第２の所定時間（第３パスＰ３及び第４パスＰ４の除霜が進むのに要する時間）を超えた場合、第２クーリングファン３８ａを作動させるように構成する。このタイマ２２ｂを用いることにより、冷媒温度等を検出することなく、上記相関関係に基づく着霜状態を得て、着霜状態に適するように第１クーリングファン３７ａ及び第２クーリングファン３８ａを安価に制御することができる。

また、ヒートポンプ装置２０の運転が除霜運転モードから暖房運転モードに切り替わる前で、かつ、車室外熱交換器３３の霜が溶けた後に第１クーリングファン３７ａ及び第２クーリングファン３８ａを作動させるようにしているので、車室外熱交換器３３の外部に存在している水を除霜運転モードの終盤で飛ばすことが可能になる。これにより、着霜、除霜の繰り返し運転時の暖房性能が高くなる。

また、ヒートポンプ装置２０の運転が除霜運転モードにあるときに、第１クーリングファン３７ａ及び第２クーリングファン３８ａが最大風量となるように制御しているので、車室外熱交換器３３の外部に存在している水を確実に飛ばすことができる。

（実施形態２）
図７は、本発明の実施形態２に係る車両用空調装置１の概略構成を示す図である。この実施形態２は、室外送風機としてのクーリングファン３９ａを１つにしている点と、クーリングファン３９ａを１つにしたことによって制御内容が変更されている点とで実施形態１のものと異なっており、他の部分は実施形態１と同じであるため、以下、実施形態１と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略し、実施形態１と異なる部分について詳細に説明する。

クーリングファン３９ａは、該クーリングファン３９ａの中心が車室外熱交換器３３の車両左右方向の中央よりも冷媒出口側にオフセットするように配置されている。これにより、車室外熱交換器３３における冷媒出口側の第３パスＰ３及び第４パスＰ４を通過するクーリングファン３９ａの送風量が、車室外熱交換器３３における冷媒入口側の第１パスＰ１及び第２パスＰ２を通過する送風量よりも多く設定されることになる。

暖房運転モードは、クーリングファン３９ａが１つである点を除いて実施形態１と同様である。暖房運転モード中、車室外熱交換器３３の着霜は、冷媒出口側から冷媒入口側に向かって進行する。

そして、図９のタイムチャートに示すように、暖房運転モード中に、冷媒入口管３３ｈの冷媒温度が着霜判定温度の−８℃になると、空調制御装置２２は、ヒートポンプ装置２０の運転モードを暖房運転モードから除霜運転モードに切り替える。

また、除霜運転モードでは、空調制御装置２２は、車室外熱交換器３３の放熱を抑制するためにクーリングファン３９ａを停止する。

除霜運転モードに切り替わってから車室外熱交換器３３の冷媒入口管３３ｈの冷媒温度が次第に上昇していく。冷媒入口管３３ｈの冷媒温度が、例えば２８℃を超えると、車室外熱交換器３３の冷媒入口側の第１パスＰ１及び第２パスＰ２の霜と、冷媒出口側の第３パスＰ３及び第４パスＰ４の霜が溶けて外部に水が存在していると推定される。このときに第３パスＰ３及び第４パスＰ４の外部に存在している水の量が第１パスＰ１及び第２パスＰ２よりも多い。

冷媒入口管３３ｈの冷媒温度が２８℃を超えると、クーリングファン３５ａを所定時間だけ回転させる。クーリングファン３９ａの回転数は最大回転数とする。また、クーリングファン３９ａを作動させる時間は、例えば数秒である。クーリングファン３９ａを最大回転数で作動させることで、車室外熱交換器３３の冷媒出口側への送風量が多くなるので、第３パスＰ３及び第４パスＰ４の外部に存在している水の量の多くても確実に飛ばして排水することができる。これにより、高温冷媒の熱が外部の水に奪われる量を抑制して除霜時間を短くすることが可能になる。

また、除霜運転モードを終了する前で、かつ、霜が殆ど溶けていると推定される状況（冷媒入口管３３ｈの冷媒温度が例えば３１℃になったとき）には、クーリングファン３９ａを最大回転数で作動させる。これにより、車室外熱交換器３３の外部の水を飛ばすことができる。

その後、車室外熱交換器３３の冷媒入口管３３ｈの冷媒温度が例えば３２℃に達すると、暖房運転モードに復帰する。暖房運転モードでは、クーリングファン３９ａの回転数を中速回転とする。

以上説明したように、この実施形態２に係る車両用空調装置１によれば、暖房運転モードで車室外熱交換器３３が吸熱して車室外熱交換器３３における冷媒出口側の第３パスＰ３及び第４パスＰ４４が冷媒入口側の第１パスＰ１及び第２パスＰ２に比べて着霜し易い場合に、クーリングファン３９ａを第３パスＰ３及び第４パスＰ４４側にオフセットして設けているので、第３パスＰ３及び第４パスＰ４４の外部に存在する水を飛ばすことが可能になる。これにより、伝熱管３３ａ内を流れる高温冷媒の熱が外部の水に奪われる量を抑制して除霜時間を短くすることができるので、乗員の快適性を向上できる。

尚、車室外熱交換器３３のパスの数は４つに限られるものではなく、２つ、３つ、５つ以上であってもよい。

また、上記実施形態１、２では、クーリングファン３７ａ、３８ａ、３９ａの位置によって車室外熱交換器３３の風速分布を設定し、これによって車室外熱交換器３３における冷媒出口側のパスＰ３、Ｐ４への送風量が、車室外熱交換器３３における冷媒入口側のパスＰ１、Ｐ２への送風量よりも多くなるようにしているが、これに限らず、例えば、図示しないが導風板やダクト形状の設定により、車室外熱交換器３３における冷媒出口側のパスＰ３、Ｐ４への送風量が、車室外熱交換器３３における冷媒入口側のパスＰ１、Ｐ２への送風量よりも多くなるようにしてもよい。

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明に係る車両用空調装置１は、例えば、電気自動車等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
２２ 空調制御装置
２２ａ 着霜検出部（着霜状態検出手段）
２２ｂ タイマ（計時手段）
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
３３ａ 伝熱管
３３ｃ 上側ヘッダタンク
３３ｄ 下側ヘッダタンク
３３ｅ 第１仕切板（仕切部）
３３ｆ 第２仕切板（仕切部）
３３ｇ 第３仕切板（仕切部）
３３ｈ 冷媒入口管（冷媒入口部）
３３ｉ 冷媒出口管（冷媒出口部）
３７ａ 第１クーリングファン（室外送風機）
３８ａ 第２クーリングファン（室外送風機）
３９ａ クーリングファン（室外送風機）
４０〜４３ 第１〜第４主冷媒配管
５２ 第１膨張弁
５３ 第２膨張弁
６８ 出口側温度センサ（出口側冷媒温度検出手段）
８３ 車室外冷媒温度センサ（入口側冷媒温度検出手段）
Ｐ１〜Ｐ４ 第１〜第４パス

Claims (11)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に配設される車室内熱交換器と、車室外に配設される車室外熱交換器と、膨張弁と、上記車室外熱交換器に送風する室外送風機とを含み、上記圧縮機、上記車室内熱交換器、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、
   上記ヒートポンプ装置を制御する空調制御装置とを備え、
   上記ヒートポンプ装置は、上記空調制御装置により暖房運転モードと、除霜運転モードとを含む複数の運転モードに切り替えられるように構成された車両用空調装置であって、
   上記車室外熱交換器は、所定方向に並ぶように配置された複数の伝熱管と、該伝熱管の端部に接続されて該伝熱管の並び方向に延びるヘッダタンクとを備え、
   上記ヘッダタンクには、該ヘッダタンクの長手方向に互いに離れて設けられた冷媒入口部及び冷媒出口部と、上記伝熱管を、上記冷媒入口部から上記冷媒出口部に向かう冷媒流れを形成するように複数のパスに分けるための仕切部とが設けられ、
   上記車室外熱交換器における冷媒出口側のパスを通過する上記室外送風機の送風量が、上記車室外熱交換器における冷媒入口側のパスを通過する上記室外送風機の送風量よりも多い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、
   上記車室外熱交換器の伝熱管の並び方向及び上記ヘッダタンクの延びる方向は、水平方向とされ、
   上記車室外送風機は、上記車室外熱交換器の空気通過面に沿って冷媒入口側と冷媒出口側とに水平方向に並ぶようにそれぞれ配置された第１ファン及び第２ファンを備え、
   上記第２ファンの風量が、上記第１ファンの風量よりも多く設定されていることを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項２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状態を検出する着霜状態検出手段を備え、
   上記空調制御装置は、暖房運転モード中に、上記着霜状態検出手段により上記車室外熱交換器の着霜が検出された場合に上記ヒートポンプ装置の運転モードを除霜運転モードに切り替えて除霜運転モードの開始時に上記第１ファン及び上記第２ファンを停止させ、除霜運転モード中に、上記車室外熱交換器の除霜状態に応じて上記第１ファン及び上記第２ファンを独立して作動させ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。
4. 請求項３に記載の車両用空調装置において、
   上記着霜状態検出手段は、上記車室外熱交換器の冷媒入口側の冷媒温度状態を検出する入口側冷媒温度検出手段であり、
   上記空調制御装置は、上記入口側冷媒温度検出手段により検出された冷媒温度が第１の所定温度を超えた場合、上記第１ファンを作動させた後、停止させ、上記入口側冷媒温度検出手段により検出された冷媒温度が第１の所定温度よりも高い第２の所定温度を超えた場合、上記第２ファンを作動させ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。
5. 請求項３に記載の車両用空調装置において、
   上記着霜状態検出手段は、上記車室外熱交換器の冷媒出口側の冷媒温度状態を検出する出口側冷媒温度検出手段であり、
   上記空調制御装置は、上記出口側冷媒温度検出手段により検出された冷媒温度が第１の所定温度を超えた場合、上記第１ファンを作動させた後、停止させ、上記出口側冷媒温度検出手段により検出された冷媒温度が第１の所定温度よりも高い第２の所定温度を超えた場合、上記第２ファンを作動させ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３に記載の車両用空調装置において、
   上記着霜状態検出手段は、除霜運転モード開始からの経過時間を計測する計時手段であり、
   上記空調制御装置は、上記計時手段により除霜運転モード開始からの経過時間が第１の所定時間を超えた場合、上記第１ファンを作動させた後、停止させ、上記計時手段により除霜運転モード開始からの経過時間が第１の所定時間よりも長い第２の所定時間を超えた場合、上記第２ファンを作動させ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に記載の車両用空調装置において、
   上記室外送風機は１つのファンで構成されており、該ファンは、該ファン中心が上記車室外熱交換器の冷媒出口側にオフセットするように配置されてい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、
   上記空調制御装置は、上記ヒートポンプ装置の運転が除霜運転モードから暖房運転モードに切り替わる前で、かつ、上記車室外熱交換器の霜が溶けたと推定された後に上記室外送風機を作動させ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。
9. 請求項１から８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が除霜運転モードにあるときに、上記室外送風機が最大風量となるように制御することを特徴とする車両用空調装置。
10. 請求項１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状態を検出する着霜状態検出手段を備え、
    上記室外送風機は１つのファンで構成されており、
    上記空調制御装置は、暖房運転モード中に、上記着霜状態検出手段により上記車室外熱交換器の着霜が検出された場合に上記ヒートポンプ装置の運転モードを除霜運転モードに切り替えて除霜運転モードの開始時に上記ファンを停止させ、上記ヒートポンプ装置の運転が除霜運転モードから暖房運転モードに切り替わる前で、かつ、上記車室外熱交換器の霜が溶けたと推定された後に上記ファンが最大風量となるように制御することを特徴とする車両用空調装置。
11. 請求項１から１０のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、
    上記ヒートポンプ装置は、第１車室内熱交換器と、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車室内熱交換器とを備え、
    上記ヒートポンプ装置は、暖房運転モード時に上記第１車室内熱交換器及び上記第２車室内熱交換器を放熱器として作用させることを特徴とする車両用空調装置。

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