(57)【要約】【課題】暖房運転モード時において車室外熱交換器の冷媒入口側と冷媒出口側とのいずれの着霜度合いが高くても、短時間に、かつ、確実に除霜できるようにする。【解決手段】着霜判定部により車室外熱交換器３３における暖房運転モード時の冷媒入口側が出口側よりも着霜度合いが高いと判定されると、車室外熱交換器３３における暖房運転モード時に冷媒入口であった箇所に高圧冷媒を供給する。着霜判定部により車室外熱交換器３３における暖房運転モード時の冷媒出口側が入口側よりも着霜度合いが高いと判定されると、車室外熱交換器３３における暖房運転モード時に冷媒出口であった箇所に高圧冷媒を供給する。【選択図】図１
2014019177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、
上記車室内熱交換器を収容するとともに、該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に高圧冷媒を供給して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るとともに、上記車室外熱交換器における暖房運転モード時の冷媒入口側と冷媒出口側との着霜度合いを個別に得る着霜判定部を有し、
上記空調制御装置は、上記着霜判定部により上記車室外熱交換器における暖房運転モード時の冷媒入口側が冷媒出口側よりも着霜度合いが高いと判定されると、上記車室外熱交換器における暖房運転モード時に冷媒入口であった箇所に高圧冷媒を供給する一方、上記着霜判定部により上記車室外熱交換器における暖房運転モード時の冷媒出口側が冷媒入口側よりも着霜度合いが高いと判定されると、上記車室外熱交換器における暖房運転モード時に冷媒出口であった箇所に高圧冷媒を供給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。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用空調装置において、
上記着霜判定部は、上記ヒートポンプ装置の上記車室外熱交換器における冷媒出口側の冷媒過熱度を演算する冷媒過熱度演算手段を構成しており、上記冷媒過熱度演算手段により演算された冷媒過熱度が０度以上であれば上記車室外熱交換器における暖房運転モード時の冷媒入口側が冷媒出口側よりも着霜度合いが高いと判定し、一方、冷媒過熱度が０度未満であれば上記車室外熱交換器における暖房運転モード時の冷媒出口側が冷媒入口側よりも着霜度合いが高いと判定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。
【請求項３】
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における暖房運転モード時の冷媒入口側を通過した後の空気温度を検出する入口側空気温度センサと、
上記車室外熱交換器における暖房運転モード時の冷媒出口側を通過した後の空気温度を検出する出口側空気温度センサとを備え、
上記着霜判定部は、上記入口側空気温度センサで検出された空気温度が上記出口側空気温度センサで検出された空気温度よりも低い場合には上記車室外熱交換器における暖房運転モード時の冷媒出口側が冷媒入口側よりも着霜度合いが高いと判定し、上記入口側空気温度センサで検出された空気温度が上記出口側空気温度センサで検出された空気温度よりも高い場合には上記車室外熱交換器における暖房運転モード時の冷媒入口側が冷媒出口側よりも着霜度合いが高いと判定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。
【請求項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、
上記ヒートポンプ装置は、車室内において空調用空気の流れ方向に並ぶように配設される第１及び第２車室内熱交換器を備え、
上記車室内空調ユニットは、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車室内熱交換器への送風量を変更するダンパを有し、
上記空調制御装置は、上記第１及び第２車室内熱交換器に高圧冷媒を供給する状態で上記車室外熱交換器に着霜していると判定した場合には、上記第１車室内熱交換器への送風量を暖房運転モード時よりも減少させるように上記ダンパを制御することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、
上記車室内空調ユニットに収容された電気式の空気加熱器を備え、
上記空調制御装置は、除霜運転モード時に上記空気加熱器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。
【請求項６】
請求項１から４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、除霜運転モード時の空調用空気の送風量が暖房運転モード時の送風量よりも低下するように上記車室内空調ユニットを制御することを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
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。そして、冷房運転モード時には、車室内熱交換器を吸熱器として作用させ、車室外熱交換器を放熱器として作用させる。一方、暖房運転モード時には、車室内熱交換器を放熱器として作用させ、車室外熱交換器を吸熱器として作用させる。
【０００４】
暖房運転モード時には、吸熱器として作用する車室外熱交換器に着霜が起こる。車室外熱交換器が着霜すると吸熱器としての性能が低下するので除霜する必要がある。特許文献１、２のものでは、暖房運転モード時に車室外熱交換器が着霜した場合には、高圧冷媒を車室外熱交換器に供給して表面温度を上昇させる除霜運転に切り替えられるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−５９８３号公報
【特許文献２】特開２０１１−２５５７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記車室外熱交換器には、冷媒の入口と出口とが設けられている。空調装置の運転状態、車室外熱交換器の構造、車室外熱交換器の車体に対する配設位置（走行風の流れ方）等によっては、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状況や、反対に冷媒入口側が冷媒出口側に比べて着霜し易い状況が考えられる。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１、２では、暖房運転であっても除霜運転であっても車室外熱交換器の同じ入口に冷媒を供給し、同じ出口から冷媒を流出させるようにしているので、例えば、車室外熱交換器の冷媒出口側から着霜が始まった場合に、暖房運転から除霜運転に切り替えても高圧冷媒が車室外熱交換器の冷媒入口側を経由して冷媒出口側に達することになり、着霜している冷媒出口側に冷媒が達するまでに温度低下してしまう。その結果、着霜している箇所の表面温度の上昇が遅くなり、除霜時間が長時間化し、ひいては乗員の快適性が悪化する。
【０００８】
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おいて車室外熱交換器の冷媒入口側と冷媒出口側とのいずれの着霜度合いが高くても、短時間に、かつ、確実に除霜できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明では、車室外熱交換器における暖房運転モード時の冷媒入口側と冷媒出口側とのいずれからでも高圧冷媒を供給できるようにした。
【００１０】
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、
上記車室内熱交換器を収容するとともに、該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に高圧冷媒を供給して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るとともに、上記車室外熱交換器における暖房運転モード時の冷媒入口側と冷媒出口側との着霜度合いを個別に得る着霜判定部を有し、
上記空調制御装置は、上記着霜判定部により上記車室外熱交換器における暖房運転モード時の冷媒入口側が冷媒出口側よりも着霜度合いが高いと判定されると、上記車室外熱交換器における暖房運転モード時に冷媒入口であった箇所に高圧冷媒を供給する一方、上記着霜判定部により上記車室外熱交換器における暖房運転モード時の冷媒出口側が冷媒入口側よりも着霜度合いが高いと判定されると、上記車室外熱交換器における暖房運転モード時に冷媒出口であった箇所に高圧冷媒を供給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。
【００１１】
この構成によれば、暖房運転モード時に車室外熱交換器の冷媒入口側の着霜度合いが高い場合には、除霜運転モードに切り替えられて車室外熱交換器における暖房運転モード時に冷媒入口であった箇所に高圧冷媒が供給される
一方、暖房運転モード時に車室外熱交換器の冷媒出口側の着霜度合いが高い場合には、除霜運転モードに切り替えられて車室外熱交換器における暖房運転モード時に冷媒出口であった箇所に高圧冷媒が供給される。
【００１２】
これにより、車室外熱交換器の着霜度合いが高い側の表面温度を早期に上昇させて除霜することが可能になる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、
上記着霜判定部は、上記ヒートポンプ装置の上記車室外熱交換器における冷媒出口側の冷媒過熱度を演算する冷媒過熱度演算手段を構成しており、上記冷媒過熱度演算手段により演算された冷媒過熱度が０度以上であれば上記車室外熱交換器における暖房運転モード時の冷媒入口側が冷媒出口側よりも着霜度合いが高いと判定し、一方、冷媒過熱度が０度未満であれば上記車室外熱交換器における暖房運転モード時の冷媒出口側が冷媒入口側よりも着霜度合いが高いと判定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。
【００１４】
この構成によれば、車室外熱交換器の冷媒出口側の冷媒過熱度が０度以上であるということは、冷媒が車室外熱交換器の冷媒出口側領域で完全に蒸発していると判断される。この場合、車室外熱交換器の冷媒入口側から着霜し始めると推定される。よって、この場合に車室外熱交換器における暖房運転モード時の冷媒入口側の着霜度合いが高いと判定することで、着霜度合いの判定が正確に行われる。
【００１５】
また、車室外熱交換器の冷媒出口側の冷媒過熱度が０度未満であるということは、冷媒が車室外熱交換器の出口側で過熱ガス状態にないということである。この場合、冷媒圧損に起因する飽和温度の低下により、車室外熱交換器の冷媒出口側から着霜し始めると推定される。よって、この場合に車室外熱交換器における暖房運転モード時の冷媒出口側の着霜度合いが高いと判定することで、着霜度合いの判定が正確に行われる。
【００１６】
第３の発明は、第１の発明において、
上記車室外熱交換器における暖房運転モード時の冷媒入口側を通過した後の空気温度を検出する入口側空気温度センサと、
上記車室外熱交換器における暖房運転モード時の冷媒出口側を通過した後の空気温度を検出する出口側空気温度センサとを備え、
上記着霜判定部は、上記入口側空気温度センサで検出された空気温度が上記出口側空気温度センサで検出された空気温度よりも低い場合には上記車室外熱交換器における暖房運転モード時の冷媒出口側が冷媒入口側よりも着霜度合いが高いと判定し、上記入口側空気温度センサで検出された空気温度が上記出口側空気温度センサで検出された空気温度よりも高い場合には上記車室外熱交換器における暖房運転モード時の冷媒入口側が冷媒出口側よりも着霜度合いが高いと判定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。
【００１７】
この構成によれば、車室外熱交換器における暖房運転モード時の冷媒入口側の着霜度合いが高い場合には、冷媒入口側の熱交換の効率が低下して出口側に比べて空気温度が高くなる。一方、車室外熱交換器における暖房運転モード時の冷媒出口側の着霜度合いが高い場合には、冷媒出口側の熱交換の効率が低下して入口側に比べて空気温度が高くなる。これを利用して着霜度合いを判定することで、車室外熱交換器のどちら側の着霜度合いが高いかを正確に判定することが可能になる。
【００１８】
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、
上記ヒートポンプ装置は、車室内において空調用空気の流れ方向に並ぶように配設される第１及び第２車室内熱交換器を備え、
上記車室内空調ユニットは、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車室内熱交換器への送風量を変更するダンパを有し、
上記空調制御装置は、上記第１及び第２車室内熱交換器に高圧冷媒を供給する状態で上記車室外熱交換器に着霜していると判定した場合には、上記第１車室内熱交換器への送風量を暖房運転モード時よりも減少させるように上記ダンパを制御することを特徴とするものである。
【００１９】
この構成によれば、暖房運転モード時には、第１及び第２車室内熱交換器に高圧冷媒を供給することで高い暖房性能が得られる。一方、除霜運転モード時には、第１車室内熱交換器への送風量を減少させることで放熱量を減少させ、これにより、車室外熱交換器に供給する冷媒の温度が高まり、除霜時間が短縮される。
【００２０】
第５の発明は、第１から４のいずれか１つの発明において、
上記車室内空調ユニットに収容された電気式の空気加熱器を備え、
上記空調制御装置は、除霜運転モード時に上記空気加熱器を作動させるように構成されていることを特徴とするものである。
【００２１】
この構成によれば、除霜運転モード時に空気加熱器によって空調用空気を加熱することが可能になる。これにより、車室に吹き出す調和空気の温度低下が抑制される。
【００２２】
第６の発明は、第１から４のいずれか１つの発明において、
上記車室内空調ユニットに収容された電気式の空気加熱器を備え、
上記空調制御装置は、除霜運転モード時に上記空気加熱器を作動させるように構成されていることを特徴とするものである。
【００２３】
この構成によれば、除霜運転モード時に空調用空気の送風量を減少させるようにしているので、車室に吹き出してしまう低温の空気量を低減することが可能になり、除霜運転モード時に乗員が違和感を感じにくくなる。
【発明の効果】
【００２４】
第１の発明によれば、車室外熱交換器の着霜度合いが高い側に高圧冷媒を供給することができるので、暖房運転モード時において車室外熱交換器の冷媒入口側と冷媒出口側とのいずれの着霜度合いが高くても、短時間に、かつ、確実に除霜できる。
【００２５】
第２の発明によれば、暖房運転モード時において車室外熱交換器の冷媒出口となる側の冷媒過熱度を得て、その過熱度に基づいて着霜度合いを判定するようにしたので、着霜度合いを正確に判定することができる。
【００２６】
第３の発明によれば、車室外熱交換器を通過した空気温度を利用することで着霜度合いを正確に判定することができる。
【００２７】
第４の発明によれば、第１及び第２車室内熱交換器を設けたことで高い暖房性能を得ることができる。そして、車室外熱交換器に着霜している場合に、第１車室内熱交換器への送風量を減少させるようにしたので、除霜運転モードによる除霜時間を短縮することができる。
【００２８】
第５の発明によれば、除霜運転モード時に空気加熱器を作動させるようにしたので、車室に吹き出す調和空気の温度低下を抑制することができる。
【００２９】
第６の発明によれば、除霜運転モード時に空調用空気の送風量を低下させるようにしたので、除霜運転モード時に車室に低温の調和空気が吹き出す量を低減でき、乗員が違和感を感じにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施形態１にかかる車両用空調装置の概略構成図である。
【図２】車両用空調装置のブロック図である。
【図３】下流側車室内熱交換器を空気流れ方向下流側から見た斜視図である。
【図４】車室外熱交換器の正面図である。
【図５】暖房運転モードにある場合の図１相当図である。
【図６】右側弱除霜運転モードにある場合の図１相当図である。
【図７】右側強除霜運転モードにある場合の図１相当図である。
【図８】左側弱除霜運転モードにある場合の図１相当図である。
【図９】左側強除霜運転モードにある場合の図１相当図である。
【図１０】除湿暖房運転モードにある場合の図１相当図である。
【図１１】冷房運転モードにある場合の図１相当図である。
【図１２】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。
【図１３】暖房運転モードが選択された場合の制御手順を示すフローチャートである。
【図１４】実施形態２にかかる図１相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。
【００３２】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１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。
【００３３】
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。
【００３４】
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を接続する第１〜第４主冷媒配管４１〜４４と、第１及び第２分岐配管４５、４６と、膨張弁として機能する電動弁５２，５６とを備えている。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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４７ｄが形成され、また、空気流れ上流側には冷媒の流出口４７ｃが形成されている。
【００４０】
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。
【００４１】
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４７ｄ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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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４７ｃから外部へ流出する。従って、下流側車室内熱交換器３１は、冷媒が空気流れ方向下流側から上流側へ流れるように対向流配置されている。
【００４５】
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よりも大きく、下流側車室内熱交換器３１と同様な構造を有している。図１に示すように、上流側車室内熱交換器３２には、ヘッダタンクに接続される第１管部Ｃ及び第２管部Ｄとが設けられている。詳細は後述するが、上流側車室内熱交換器３２の第１管部Ｃに冷媒が流入して第２管部Ｄから冷媒が流出するように冷媒が流れる場合と、上流側車室内熱交換器３２の第２管部Ｄに冷媒が流入して第１管部Ｃから冷媒が流出するように冷媒が流れる場合とがある。
【００４６】
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間を通過するようになっている。
【００４７】
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、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。
【００４８】
下側ヘッダタンク５８の内部には、該下側ヘッダタンク５８の内部を左右方向に３つに仕切るための左側仕切部５８ａ及び右側仕切部５８ｂが設けられている。左側仕切部５８ａ及び右側仕切部５８ｂにより、下側ヘッダタンク５８の内部には、左側空間Ｔ１、中央空間Ｔ２及び右側空間Ｔ３が形成されることになる。
【００４９】
下側ヘッダタンク５８の左側には、左側空間Ｔ１に連通する左側管部Ａが設けられている。また、下側ヘッダタンク５８の右側には、右側空間Ｔ３に連通する右側管部Ｂが設けられている。
【００５０】
また、上側ヘッダタンク５７の内部には、左右方向の略中央部に、該上側ヘッダタンク５７の内部を左右方向に２つに仕切るための仕切部５７ａが設けられている。仕切部５７ａにより、上側ヘッダタンク５７の内部には、左側空間Ｗ１及び右側空間Ｗ２が形成されることになる。
【００５１】
従って、この車室外熱交換器３３では、左側から右側に向かって順に第１〜第４パスＰ１〜Ｐ４が形成されることになる。第１パスＰ１は、下側ヘッダタンク５８の左側空間Ｔ１と上側ヘッダタンク５７の左側空間Ｗ１とに連通している。第２パスＰ２は、下側ヘッダタンク５８の中央空間Ｔ２と上側ヘッダタンク５７の左側空間Ｗ１とに連通している。第３パスＰ３は、下側ヘッダタンク５８の中央空間Ｔ２と上側ヘッダタンク５７の右側空間Ｗ２とに連通している。第４パスＰ４は、下側ヘッダタンク５８の右側空間Ｔ３と上側ヘッダタンク５７の右側空間Ｗ２とに連通している。
【００５２】
詳細は後述するが、本実施形態では、車室外熱交換器３３の左側管部Ａに冷媒が流入して右側管部Ｂから冷媒が流出するように冷媒が流れる場合と、車室外熱交換器３３の右側管部Ｂに冷媒が流入して左側管部Ａから冷媒が流出するように冷媒が流れる場合とがある。左側管部Ａに冷媒が流入する場合には、冷媒は第１パスＰ１、第２パスＰ２、第３パスＰ３、第４パスＰ４の順に流れる。一方、右側管部Ｂに冷媒が流入する場合には、冷媒は第４パスＰ４、第３パスＰ３、第２パスＰ２、第１パスＰ１の順に流れる。
【００５３】
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ー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。
【００５４】
第１主冷媒配管４１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４７ｄとを接続する配管である。第２主冷媒配管４２は、下流側車室内熱交換器３１の冷媒流出口４７ｃと、車室外熱交換器３３の左側管部Ａとを接続する配管である。第３主冷媒配管４３は、車室外熱交換器３３の右側管部Ｂと、上流側車室内熱交換器３２の第２管部Ｄとを接続する配管である。第４主冷媒配管４４は、上流側車室内熱交換器３２の第１管部Ｃと、電動コンプレッサ３０の吸入口とを接続する配管である。
【００５５】
第１分岐配管４５は、第２主冷媒配管４２の中途部から分岐して第４主冷媒配管４４に接続されている。第２分岐配管４６は、第２主冷媒配管４２の中途部において第１分岐配管４５の分岐箇所よりも下流側車室内熱交換器３１に近い側から分岐し、第４主冷媒配管４４において第１分岐配管４５の接続箇所よりも上流側車室内熱交換器３２に近い側に接続されている。
【００５６】
アキュムレータ３４は、第４主冷媒配管４４の中途部において第１分岐配管４５の接続箇所よりも電動コンプレッサ３０の吸入口に近い側に配設されている。
【００５７】
第２主冷媒配管４２には第１電磁弁５０が設けられている。第１電磁弁５０は、第２主冷媒配管４２において第２分岐配管４６の分岐箇所と、第１分岐配管４５の分岐箇所との間に位置している。第１電磁弁５０は空調制御装置２２により制御されて第２主冷媒配管４２の通路を開く開状態と通路を閉じる閉状態とに切り替えるように構成されている。
【００５８】
第３主冷媒配管４３の中途部には双方向電動弁５２が設けられている。双方向電動弁５２は、空調制御装置２２により制御されて第３主冷媒配管４３の通路を開く開状態と通路を閉じる閉状態とに切り替えることができるとともに、開状態において絞り量を調整することができるようになっている。従って、双方向電動弁５２は冷媒を膨張させる膨張弁として機能する。
【００５９】
第４主冷媒配管４４には第２電磁弁５３が設けられている。第２電磁弁５３は、第４主冷媒配管４４において第１分岐配管４５の分岐箇所よりも上流側車室内熱交換器３２に近い側に位置している。第２電磁弁５３は空調制御装置２２により制御されて第４主冷媒配管４４の通路を開く開状態と通路を閉じる閉状態とに切り替えるように構成されている。
【００６０】
第１分岐配管４５には、第３電磁弁５４と、オリフィス付き逆止弁５５とが設けられている。第３電磁弁５４は、第１分岐配管４５においてオリフィス付き逆止弁５５よりも第２主冷媒配管４２側に位置している。第３電磁弁５４は空調制御装置２２により制御されて第１分岐配管４５の通路を開く開状態と通路を閉じる閉状態とに切り替えるように構成されている。
【００６１】
オリフィス付き逆止弁５５は、絞りとして機能するオリフィスを内蔵している。従って、オリフィス付き逆止弁５５は冷媒を膨張させる膨張弁として機能する。
【００６２】
尚、所望の除霜性能を満足できる場合、オリフィス付き逆止弁５５の代わりに、オリフィスが内蔵されていない（絞りを備えていない）通常の逆止弁を使用してもよい。その場合、逆止弁部で冷媒の膨張が起こらないことになるが、車室外熱交換器３３を通過した冷媒は気液二相状態で飽和温度が低下した状態になっており、それに伴い冷媒の圧力も低下しているために、その冷媒がアキュムレータ３４に流入してもアキュムレータ３４の耐圧等の面で問題は生じない。
【００６３】
また、オリフィス付き逆止弁５５は、第１分岐配管４５の第４主冷媒配管４４側から第２主冷媒配管４２側への冷媒の流れを阻止し、第２主冷媒配管４２から第４主冷媒配管４４側への冷媒の流れを許容するように構成されている。
【００６４】
第２分岐配管４６の中途部には、片方向電動弁５６が設けられている。片方向電動弁５６は、空調制御装置２２により制御されて第２分岐配管４６の通路を開く開状態と通路を閉じる閉状態とに切り替えることができるとともに、開状態において絞り量を調整することができるようになっている。
【００６５】
上記第１〜第３電磁弁５０，５３，５４、双方向電動弁５２、オリフィス付き逆止弁５５及び片方向電動弁５６は、ヒートポンプ装置２０を構成するものである。
【００６６】
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、エアミックスダンパ（温度調節ダンパ）６２と、エアミックスダンパ６２を駆動するエアミックスダンパアクチュエータ６３と、吹出モード切替ダンパ６４と、送風機６５とを備えている。
【００６７】
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。
【００６８】
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ダンパ６４によって開閉される。吹出モード切替ダンパ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。
【００６９】
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。
【００７０】
エアミックスダンパ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。エアミックスダンパ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。
【００７１】
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。
【００７２】
さらに、車両用空調装置１は、外気温度センサ７０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、左側表面温度センサ８３と、右側表面温度センサ８４とを備えている。これらセンサ７０、７３〜７５、８３、８４は空調制御装置２２に接続されている。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
左側表面温度センサ８３は、車室外熱交換器３３の左側の表面温度を検出するためのものである。
【００７６】
また、右側表面温度センサ８４は、車室外熱交換器３３の右側の表面温度を検出するためのものである。
【００７７】
ヒートポンプ装置２０は、車室外熱交換器３３の左側を通過した後の空気温度を検出するための左側空気温度センサ（出口側空気温度センサ）８１と、車室外熱交換器３３の右側を通過した後の空気温度を検出するための右側空気温度センサ（入口側空気温度センサ）８２とを備えている。左側空気温度センサ８１は、車室外熱交換器３３の空気流れ方向下流側で、かつ、車室外熱交換器３３の左右方向中央部よりも左側に偏位している。右側空気温度センサ８２は、車室外熱交換器３３の空気流れ方向下流側で、かつ、車室外熱交換器３３の左右方向中央部よりも右側に偏位している。左側空気温度センサ８１及び右側空気温度センサ８２は、空調制御装置２２に接続されている。
【００７８】
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ダンパ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、エアミックスダンパ６２が設定開度となるようにエアミックスダンパアクチュエータ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。
【００７９】
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、エアミックスダンパ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。
【００８０】
ヒートポンプ装置２０の運転モードは、暖房運転モード、右側弱除霜運転モード、右側強除霜運転モード、左側弱除霜運転モード、左側強除霜運転モード、除湿暖房運転モード、冷房運転モードの７種類がある。
【００８１】
まず、図５に示す暖房運転モードについて説明する。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。
【００８２】
すなわち、第１電磁弁５０及び第２電磁弁５３を閉状態にする。第３電磁弁５４は開状態にする。双方向電動弁５２は開状態にして冷媒を膨張させることができる程度に絞る。片方向電動弁５６は開状態にする。
【００８３】
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４１を流れて下流側車室内熱交換器３１の流入口４７ｄから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、流出口４７ｃを経て第２主冷媒配管４２から第２分岐配管４６に流入して片方向電動弁５６を通り、上流側車室内熱交換器３２の第１管部Ｃから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。
【００８４】
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。
【００８５】
また、暖房運転モードでは、下流側車室内熱交換器３１に流入した冷媒が空気流れ方向下流側から上流側に流れるので下流側車室内熱交換器３１内の冷媒の流れは対向流となる。一方、上流側車室内熱交換器３２に流入した冷媒は空気流れ方向に流れるので上流側車室内熱交換器３２内の冷媒の流れは並行流となる。
【００８６】
上流側車室内熱交換器３２を循環した冷媒は、第２管部Ｄを経て第３主冷媒配管４３を通り、双方向電動弁５２に達する。双方向電動弁５２は絞られているので、冷媒は双方向電動弁５２を通過することで膨張する。膨張した冷媒は、右側管部Ｂから車室外熱交換器３３に流入する。
【００８７】
車室外熱交換器３３に流入した冷媒は、外部空気と熱交換しながら第４パスＰ４、第３パスＰ３、第２パスＰ２、第１パスＰ１の順に流れて左側管部Ａから流出する。
【００８８】
この暖房運転モード時には、車室外熱交換器３３の冷媒入口側が右側となり、冷媒出口側が左側となる。ヒートポンプ装置２０の運転状態等により、車室外熱交換器３３の冷媒出口側の冷媒過熱度が０度以上となることがある。この場合、冷媒が車室外熱交換器３３の冷媒出口側領域で完全に蒸発していると考えられるので、車室外熱交換器３３の冷媒入口側（右側）から着霜が始まることが多い。
【００８９】
一方、車室外熱交換器３３の冷媒出口側の冷媒過熱度が０度未満となることがある。この場合、冷媒が車室外熱交換器３３の冷媒出口側で過熱ガス状態にないということであり、冷媒圧損に起因する飽和温度の低下によって車室外熱交換器３３の冷媒出口側（左側）から着霜が始まることが多い。
【００９０】
従って、本実施形態では、暖房運転モード時に、車室外熱交換器３３の冷媒入口側となる右側から着霜が始まる場合と、車室外熱交換器３３の冷媒出口側となる左側から着霜が始まる場合とがある。尚、これら以外にも、車室外熱交換器３３の左右方向全体に亘って略同時に着霜が始まる場合も想定される。
【００９１】
車室外熱交換器３３を循環した冷媒は、第２分岐配管４５に流入し、第３電磁弁５４及びオリフィス付き逆止弁５５を通過して第４主冷媒配管４４を通り、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。
【００９２】
次に、図６に示す右側弱除霜運転モードについて説明する。右側弱除霜運転モードは、暖房運転モード時に車室外熱交換器３３の冷媒入口側となる右側から着霜が始まった場合のように、車室外熱交換器３３の右側の着霜度合いが左側に比べて高い場合に選択される運転モードである。運転モードの選択方法については後述する。
【００９３】
右側弱除霜運転モードは、暖房運転モードに対し、双方向電動弁５２の開度が異なるだけで他の第１〜第３電磁弁５０，５３，５４及び片方向電動弁５６の開閉状態は暖房運転モードと同じである。双方向電動弁５２の開度は暖房運転モード時の開度に比べて大きくし、双方向電動弁５２を通過する冷媒を膨張させないようにする。
【００９４】
また、車室内空調ユニット２１のエアミックスダンパアクチュエータ６３を作動させてエアミックスダンパ６２の開閉状態を、下流側車室内熱交換器３１に空調用空気を流す状態としておく。
【００９５】
右側弱除霜運転モードでは、下流側車室内熱交換器３１及び上流側車室内熱交換器３２を循環した高圧冷媒が膨張せずに車室外熱交換器３３の右側管部Ｂを経て車室外熱交換器３３に流入する。このとき、下流側車室内熱交換器３１には空調用空気が送風されている状態なので、下流側車室内熱交換器３１に送風しない状態（後述する右側強除霜運転モード）に比べて車室外熱交換器３３に流入する冷媒の温度が低めになるが、除霜を行うことができる程度の高温状態となっている。
【００９６】
車室外熱交換器３３に流入した冷媒は、第４パスＰ４、第３パスＰ３、第２パスＰ２、第１パスＰ１の順に流れて左側管部Ａから流出する。高圧冷媒が車室外熱交換器３３の右側から流入することで車室外熱交換器３３の右側の表面温度が左側に比べて高くなる。よって、車室外熱交換器３３の右側の除霜が早く行われることになる。
【００９７】
次に、図７に示す右側強除霜運転モードについて説明する。右側強除霜運転モードは、暖房運転モード時に車室外熱交換器３３の冷媒入口側となる右側から着霜が始まった場合のように、車室外熱交換器３３の右側の着霜度合いが左側に比べて高く、その着霜量が多い場合に選択される運転モードである。
【００９８】
右側強除霜運転モードでは、第１〜第３電磁弁５０，５３，５４、双方向電動弁５２及び片方向電動弁５６の開閉状態を右側弱除霜運転モードと同様にする。
【００９９】
また、車室内空調ユニット２１のエアミックスダンパアクチュエータ６３を作動させてエアミックスダンパ６２の開閉状態を、下流側車室内熱交換器３１に空調用空気を流さない状態としておく。
【０１００】
右側強除霜運転モードでは、下流側車室内熱交換器３１及び上流側車室内熱交換器３２を循環した高圧冷媒が膨張せずに車室外熱交換器３３の右側管部Ｂを経て車室外熱交換器３３に流入する。このとき、下流側車室内熱交換器３１には空調用空気が送風されない状態なので、上記右側強除霜運転モードに比べて車室外熱交換器３３に流入する冷媒の温度が高くなる。
【０１０１】
車室外熱交換器３３に流入した冷媒は、第４パスＰ４、第３パスＰ３、第２パスＰ２、第１パスＰ１の順に流れて左側管部Ａから流出するので、車室外熱交換器３３の右側の表面温度が左側に比べて高くなる。車室外熱交換器３３の右側の除霜は、上記右側弱除霜運転モードに比べて早く行われることになる。
【０１０２】
次に、図８に示す左側弱除霜運転モードについて説明する。左側弱除霜運転モードは、暖房運転モード時に車室外熱交換器３３の冷媒出口側となる左側から着霜が始まった場合のように、車室外熱交換器３３の左側の着霜度合いが右側に比べて高い場合に選択される運転モードである。
【０１０３】
左側弱除霜運転モードは、第１電磁弁５０及び第２電磁弁５３を開状態にする。第３電磁弁５４は閉状態にする。双方向電動弁５２は開状態にして冷媒を膨張させることができる程度に絞る。片方向電動弁５６は閉状態にする。
【０１０４】
また、車室内空調ユニット２１のエアミックスダンパアクチュエータ６３を作動させてエアミックスダンパ６２の開閉状態を、下流側車室内熱交換器３１に空調用空気を流す状態としておく。
【０１０５】
左側弱除霜運転モードでは、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４１を流れて下流側車室内熱交換器３１の流入口４７ｄから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、流出口４７ｃを経て第２主冷媒配管４２に流入して第１電磁弁５０を経て左側管部Ａから車室外熱交換器３３に流入する。
【０１０６】
車室外熱交換器３３に流入した冷媒は、外部空気と熱交換しながら第１パスＰ１、第２パスＰ２、第３パスＰ３、第４パスＰ４の順に流れて右側管部Ｂから流出する。
【０１０７】
このように、下流側車室内熱交換器３１のみを循環した高圧冷媒が膨張せずに車室外熱交換器３３の左側に流入することになる。このとき、下流側車室内熱交換器３１には空調用空気が送風されている状態なので、下流側車室内熱交換器３１に送風しない状態（後述する左側強除霜運転モード）に比べて車室外熱交換器３３に流入する冷媒の温度が低めになるが、除霜を行うことができる程度の高温状態となっている。
【０１０８】
高圧冷媒が車室外熱交換器３３の左側から流入することで車室外熱交換器３３の左側の表面温度が右側に比べて高くなる。よって、車室外熱交換器３３の左側の除霜が早く行われることになる。
【０１０９】
次に、図９に示す左側強除霜運転モードについて説明する。左側強除霜運転モードは、暖房運転モード時に車室外熱交換器３３の冷媒入口側となる左側から着霜が始まった場合のように、車室外熱交換器３３の左側の着霜度合いが右側に比べて高く、その着霜量が多い場合に選択される運転モードである。
【０１１０】
左側強除霜運転モードでは、第１〜第３電磁弁５０，５３，５４、双方向電動弁５２及び片方向電動弁５６の開閉状態を左側弱除霜運転モードと同様にする。
【０１１１】
また、車室内空調ユニット２１のエアミックスダンパアクチュエータ６３を作動させてエアミックスダンパ６２の開閉状態を、下流側車室内熱交換器３１に空調用空気を流さない状態としておく。
【０１１２】
左側強除霜運転モードでは、下流側車室内熱交換器３１のみを循環した高圧冷媒が膨張せずに車室外熱交換器３３の左側管部Ａを経て車室外熱交換器３３に流入する。このとき、下流側車室内熱交換器３１には空調用空気が送風されない状態なので、上記左側強除霜運転モードに比べて車室外熱交換器３３に流入する冷媒の温度が高くなる。
【０１１３】
車室外熱交換器３３に流入した冷媒は、第１パスＰ１、第２パスＰ２、第３パスＰ３、第４パスＰ４の順に流れて右側管部Ｂから流出するので、車室外熱交換器３３の左側の表面温度が右側に比べて高くなる。車室外熱交換器３３の左側の除霜は、上記左側弱除霜運転モードに比べて早く行われることになる。
【０１１４】
次に、図１０に示す除湿暖房運転モードについて説明する。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。
【０１１５】
すなわち、第１電磁弁５０及び第２電磁弁５３を閉状態にする。第３電磁弁５４は開状態にする。双方向電動弁５２は開状態にして絞らないようにする。片方向電動弁５６は開状態にし、冷媒を膨張させることができる程度に絞る。
【０１１６】
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４１を流れて下流側車室内熱交換器３１の流入口４７ｄから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、流出口４７ｃを経て第２主冷媒配管４２から第２分岐配管４６に流入して片方向電動弁５６を通ることによって膨張する。膨張した冷媒は、上流側車室内熱交換器３２の第１管部Ｃから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。
【０１１７】
上流側車室内熱交換器３２を循環した冷媒は、第２管部Ｄを経て第３主冷媒配管４３を通り、双方向電動弁５２に達する。双方向電動弁５２は絞られていないので、冷媒はそのままの状態で通過し、右側管部Ｂから車室外熱交換器３３に流入する。車室外熱交換器３３に流入した冷媒は左側管部Ａから流出して、第２分岐配管４５に流入し、第３電磁弁５４及びオリフィス付き逆止弁５５を通過して第４主冷媒配管４４を通り、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。
【０１１８】
次に、図１１に示す冷房運転モードについて説明する。冷房運転モードは、例えば外気温度が２５℃以上の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、上流側車室内熱交換器３２を吸熱器とし、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。
【０１１９】
すなわち、第１電磁弁５０及び第２電磁弁５３を開状態にする。第３電磁弁５４は閉状態にする。双方向電動弁５２は開状態にし、冷媒を膨張させることができる程度に絞る。片方向電動弁５６は閉状態にする。
【０１２０】
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４１を流れて下流側車室内熱交換器３１の流入口４７ｄから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、流出口４７ｃを経て第２主冷媒配管４２に流入し、左側管部Ａから車室外熱交換器３３に流入する。車室外熱交換器３３に流入した冷媒は右側管部Ｂから流出して、第３主冷媒配管４３を通り、双方向電動弁５２を通ることによって膨張する。膨張した冷媒は、上流側車室内熱交換器３２の第２管部Ｄから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。
【０１２１】
上流側車室内熱交換器３２を循環した冷媒は、第１管部Ｃを経て第４主冷媒配管４４を通り、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。
【０１２２】
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、車室外熱交換器３３の左側と右側とのどちら側の着霜度合いが高いかを判定する着霜判定部２２ａを有している。
【０１２３】
着霜判定部２２ａにおいて車室外熱交換器３３に霜が付着しているか否かを判定する方法は次のとおりである。外気温度センサ７０で検出された外気温度ＴＧと左側表面温度センサ８３で検出された車室外熱交換器３３の表面温度とに基づいて判定し、例えば、外気温度ＴＧと車室外熱交換器３３の表面温度との差が１０℃以下になると着霜していると判定し、１０℃よりも大きな差がある場合には着霜していないと判定する。このとき、右側表面温度センサ８４で検出された車室外熱交換器３３の表面温度を用いて判定するようにしてもよい。着霜判定の方法は上記した方法に限られるものではない。
【０１２４】
また、着霜判定部２２ａにおいて、車室外熱交換器３３の左側と右側とのどちら側の着霜度合いが高いかを判定する方法は次のとおりである。上記のようにして車室外熱交換器３３が着霜していると判定した後に、左側空気温度センサ８１で検出した温度と、右側空気温度センサ８２で検出した温度とを比較する。
【０１２５】
そして、左側空気温度センサ８１で検出された空気温度が右側空気温度センサ８２で検出された空気温度よりも低い場合には右側が左側よりも着霜度合いが高いと判定する。左側空気温度センサ８１で検出された空気温度が右側空気温度センサ８２で検出された空気温度よりも高い場合には左側が右側よりも着霜度合いが高いと判定する。
【０１２６】
次に、図１２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１２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、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。
【０１２７】
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、エアミックスダンパ６２を動作させる。
【０１２８】
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。
【０１２９】
ステップＳＡ３では、図１３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。
【０１３０】
次に、暖房運転モード選択時のサブルーチン制御について説明する。スタート後のステップＳＢ１では暖房運転を継続する。ステップＳＢ１に続くステップＳＢ２では、車室外熱交換器３３が着霜しているか否かを判定する。このステップＳＢ２は、空調制御装置２２の着霜判定部２２ａで行われ、外気温度ＴＧから、左側空気温度センサ８１または右側空気温度センサ８２で検出された温度を差し引いたときの値が２０よりも大きな値である場合には着霜していると判定してステップＳＢ３に進む。一方、その値が２０以下である場合には着霜していないと判定してステップＳＢ１に戻り、暖房運転を継続する。
【０１３１】
ステップＳＢ３では、車室外熱交換器３３の左側と右側とのどちら側の着霜度合いが高いかを判定する着霜度合い判定を行う。このステップＳＢ３は、空調制御装置２２の着霜判定部２２ａで行われる。まず、左側空気温度センサ８１で検出した温度と、右側空気温度センサ８２で検出した温度とを比較する。そして、左側空気温度センサ８１で検出された空気温度が右側空気温度センサ８２で検出された空気温度よりも低い場合には、車室外熱交換器３３の右側が左側よりも着霜度合いが高いと判定する。一方、左側空気温度センサ８１で検出された空気温度が右側空気温度センサ８２で検出された空気温度よりも高い場合には、車室外熱交換器３３の左側が右側よりも着霜度合いが高いと判定する。
【０１３２】
尚、例えば車室外熱交換器３３の右側に全く着霜していない場合にも、右側の着霜度合いが低いと判定し、左側に全く着霜していない場合にも、左側の着霜度合いが低いと判定する。
【０１３３】
ステップＳＢ３において右側が左側よりも着霜度合いが高いと判定した場合には、ステップＳＢ４に進む。ステップＳＢ４では、送風モーター６５ｂの電圧（Ｖｂ）を取り込む。送風モーター６５ｂの電圧（Ｖｂ）を取り込むことで送風量を間接的に得ることができる。
【０１３４】
その後、ステップＳＢ５に進み、送風モーター６５ｂの電圧（Ｖｂ）がＶ１よりも高いか否か判定する。判定基準値のＶ１は、乗員が強い暖房を望んでいるか否かを判定できる値である。すなわち、強い暖房を望んでいる場合には、大風量を得るため送風モーター６５ｂの電圧（Ｖｂ）がＶ１よりも高くなるように空調制御装置２２により制御されており、一方、弱暖房でよい場合には、送風モーター６５ｂの電圧（Ｖｂ）がＶ１以下となるように空調制御装置２２により制御される。
【０１３５】
そして、ステップＳＢ５でＹＥＳと判定されて送風モーター６５ｂの電圧（Ｖｂ）がＶ１よりも高い場合には、ステップＳＢ６に進んで右側弱除霜運転モードを選択し、ヒートポンプ装置２０及び車室内空調ユニット２１が上記右側弱除霜運転モードとなるように空調制御装置２２により制御される。
【０１３６】
この右側弱除霜運転モードでは、高圧冷媒が車室外熱交換器３３の右側から流入することになるので、車室外熱交換器３３の右側の表面温度が左側に比べて上昇し、これにより、車室外熱交換器３３の右側を早期に、かつ、確実に除霜することが可能になる。尚、車室外熱交換器３３の左側も除霜される。
【０１３７】
また、右側弱除霜運転モードでは下流側車室内熱交換器３１への送風を継続しているので、暖房性能の低下が最小となる。
【０１３８】
ステップＳＢ６に続くステップＳＢ７では、空気加熱器６１をＯＮにして空調用空気を加熱する。これにより、車室に吹き出す調和空気の温度を高めることができる。
【０１３９】
ステップＳＢ７に続くステップＳＢ８では、送風モーター６５ｂの電圧（Ｖｂ）を０．５Ｖだけ低下させる。これにより、車室に吹き出す調和空気の量が低下する。尚、送風モーター６５ｂの電圧（Ｖｂ）の低下度合いは、０．５Ｖに限られるものではなく、任意に設定することができる。
【０１４０】
次いでステップＳＢ９に進み、車室外熱交換器３３の除霜が完了したか否かを判定する。ステップＳＢ９における除霜判定としては、例えばタイマを用い、右側弱除霜運転モードが開始されてから経過した時間が所定時間（例えば１分）経過した場合に、除霜が完了したと判定してもよいし、上記した外気温度ＴＧと車室外熱交換器３３を通過した空気温度との差に基づいて判定してもよい。
【０１４１】
ステップＳＢ９でＹＥＳと判定されて車室外熱交換器３３の除霜が完了している場合には、エンドに進み、ＮＯと判定されて車室外熱交換器３３の除霜が完了していない場合には、ステップＳＢ６に戻り、右側弱除霜運転モードを継続する。
【０１４２】
ステップＳＢ５においてＮＯと判定されて送風モーター６５ｂの電圧（Ｖｂ）がＶ１以下である場合には、ステップＳＢ１０に進んで右側強除霜運転モードを選択し、ヒートポンプ装置２０及び車室内空調ユニット２１が上記右側強除霜運転モードとなるように空調制御装置２２により制御される。
【０１４３】
この右側強除霜運転モードでは、下流側車室内熱交換器３１へ送風されなくなる、即ち、暖房運転モード時に比べて下流側車室内熱交換器３１へ送風量が低下する。これにより、車室外熱交換器３３の右側から流入する高圧冷媒の温度が上記右側弱除霜運転モードに比べて高くなるので、車室外熱交換器３３の右側をより一層早期に、かつ、確実に除霜することが可能になる。
【０１４４】
次いでステップＳＢ１１に進み、車室外熱交換器３３の除霜が完了したか否かを判定し、車室外熱交換器３３の除霜が完了している場合にはエンドに進み、除霜が完了していない場合には、ステップＳＢ１０に戻り、右側強除霜運転モードを継続する。
【０１４５】
ステップＳＢ３において左側が右側よりも着霜度合いが高いと判定した場合には、ステップＳＢ１２に進む。ステップＳＢ１２では、ステップＳＢ４と同様に送風モーター６５ｂの電圧（Ｖｂ）を取り込む。
【０１４６】
その後、ステップＳＢ１３に進み、ステップＳＢ５と同じ判定を行う。ステップＳＢ１３でＹＥＳと判定されて送風モーター６５ｂの電圧（Ｖｂ）がＶ１よりも高い場合には、ステップＳＢ１４に進んで左側弱除霜運転モードを選択し、ヒートポンプ装置２０及び車室内空調ユニット２１が上記左側弱除霜運転モードとなるように空調制御装置２２により制御される。
【０１４７】
この左側弱除霜運転モードでは、高圧冷媒が車室外熱交換器３３の左側から流入することになるので、車室外熱交換器３３の左側の表面温度が右側に比べて上昇し、これにより、車室外熱交換器３３の左側を早期に、かつ、確実に除霜することが可能になる。尚、車室外熱交換器３３の右側も除霜される。
【０１４８】
また、左側弱除霜運転モードでは下流側車室内熱交換器３１への送風を継続しているので、暖房性能の低下が最小となる。
【０１４９】
ステップＳＢ１４に続くステップＳＢ１５では、空気加熱器６１をＯＮにして空調用空気を加熱する。そして、ステップＳＢ１５に続くステップＳＢ１６では、送風モーター６５ｂの電圧（Ｖｂ）を０．５Ｖだけ低下させる。尚、送風モーター６５ｂの電圧（Ｖｂ）の低下度合いは、０．５Ｖに限られるものではなく、任意に設定することができる。
【０１５０】
次いでステップＳＢ１７に進み、ステップＳＢ９と同じ判定を行い、車室外熱交換器３３の除霜が完了している場合には、エンドに進み、車室外熱交換器３３の除霜が完了していない場合には、ステップＳＢ１４に戻り、左側弱除霜運転モードを継続する。
【０１５１】
ステップＳＢ１３においてＮＯと判定されて送風モーター６５ｂの電圧（Ｖｂ）がＶ１以下である場合には、ステップＳＢ１８に進んで左側強除霜運転モードを選択し、ヒートポンプ装置２０及び車室内空調ユニット２１が上記左側強除霜運転モードとなるように空調制御装置２２により制御される。
【０１５２】
この左側強除霜運転モードでは、下流側車室内熱交換器３１へ送風されなくなる、即ち、暖房運転モード時に比べて下流側車室内熱交換器３１へ送風量が低下する。これにより、車室外熱交換器３３の左側から流入する高圧冷媒の温度が上記左側弱除霜運転モードに比べて高くなるので、車室外熱交換器３３の左側をより一層早期に、かつ、確実に除霜することが可能になる。
【０１５３】
そして、ステップＳＢ１９に進み、ステップＳＢ１１と同じ判定を行い、車室外熱交換器３３の除霜が完了している場合には、エンドに進み、車室外熱交換器３３の除霜が完了していない場合には、ステップＳＢ１８に戻り、左側強除霜運転モードを継続する。
【０１５４】
以上説明したように、この実施形態１にかかる車両用空調装置１によれば、暖房運転モード時に車室外熱交換器３３の冷媒入口側となる右側の着霜度合いが高い場合には、右側弱除霜運転モードまたは右側強除霜運転モードに切り替える。そして、車室外熱交換器３３における暖房運転モード時に冷媒入口であった箇所（右側管部Ｂ）に高圧冷媒を供給する。
【０１５５】
一方、暖房運転モード時に車室外熱交換器３３の冷媒出口側となる左側の着霜度合いが高い場合には、左側弱除霜運転モードまたは左側強除霜運転モードに切り替える。そして、車室外熱交換器３３における暖房運転モード時に冷媒出口であった箇所（左側管部Ａ）に高圧冷媒を供給する。
【０１５６】
このように、車室外熱交換器３３の着霜度合いが高い側に高圧冷媒を供給することができるので、暖房運転モード時において車室外熱交換器３３の冷媒入口側と冷媒出口側とのいずれの着霜度合いが高くても、短時間に、かつ、確実に除霜できる。
【０１５７】
また、車室外熱交換器３３における暖房運転モード時の冷媒入口側の着霜度合いが高い場合には、入口側の熱交換の効率が低下して出口側に比べて空気温度が高くなる。一方、車室外熱交換器３３における暖房運転モード時の冷媒出口側の着霜度合いが高い場合には、出口側の熱交換の効率が低下して入口側に比べて空気温度が高くなる。この実施形態では、左側空気温度センサ８１及び右側空気温度センサ８２を設けて、車室外熱交換器３３の左側を通過した後の空気温度と、右側を通過した空気温度とを検出して左右の着霜度合いを判定するようにしたので、車室外熱交換器３３のどちら側の着霜度合いが高いかを正確に判定することができる。
【０１５８】
また、暖房運転モード時には、下流側及び上流側車室内熱交換器３１，３２に高圧冷媒を供給することで高い暖房性能を得ることができる。一方、右側強除霜運転モード時や左側強除霜運転モード時には、下流側車室内熱交換器３１への送風量を減少させることで放熱量を減少させるようにしている。これにより、車室外熱交換器３３に供給する冷媒の温度を高めて除霜時間をより一層短縮できる。
【０１５９】
また、右側弱除霜運転モード時や左側弱除霜運転モード時に空気加熱器６１によって空調用空気を加熱するようにしている。これにより、車室に吹き出す調和空気の温度低下を抑制できる。
【０１６０】
また、右側弱除霜運転モード時や左側弱除霜運転モード時に空調用空気の送風量を減少させるようしているので、車室に吹き出してしまう低温の空気量を低減することができ、各除霜運転モード時に乗員が違和感を感じにくくなる。
（実施形態２）
図１４は、本発明の実施形態２にかかる車両用空調装置１の概略構成図である。実施形態２は、着霜判定部２２ａでの判定方法が実施形態１のものと異なっているだけであり、他は実施形態１と同様である。以下、実施形態１と異なる部分について詳細に説明する。
【０１６１】
ヒートポンプ装置２０には、低圧側冷媒圧力検出センサ８５と、出口側温度センサ８６とが設けられている。低圧側冷媒圧力検出センサ８５は、ヒートポンプ装置２０の低圧側の冷媒圧力を検出するためのものであり、第２主冷媒配管４２の車室外熱交換器３３に近い側に位置している。低圧側冷媒圧力検出センサ８５は、左側管部Ａ近傍の冷媒圧力を検出する。
【０１６２】
出口側温度センサ８６は、車室外熱交換器３３における暖房運転モード時の冷媒出口側の配管を流通する冷媒の温度を検出するためのものであり、低圧側冷媒圧力検出センサ８１と同様に、第２主冷媒配管４２の車室外熱交換器３３に近い側に位置している。出口側温度センサ８６は、左側管部Ａ近傍の冷媒圧力を検出する。
【０１６３】
低圧側冷媒圧力検出センサ８５及び出口側温度センサ８６は空調制御装置２２に接続されている。
【０１６４】
着霜判定部２２ａにおいて車室外熱交換器３３に霜が付着しているか否かの判定は実施形態１と同様にして行われる一方、車室外熱交換器３３の左側と右側とのどちら側の着霜度合いが高いかを判定する方法は以下のとおりである。
【０１６５】
すなわち、着霜判定部２２ａは、低圧側冷媒圧力検出センサ８５により検出された圧力と出口側温度センサ８６により検出された温度とにより冷媒過熱度を演算する冷媒過熱度演算手段を構成している。着霜判定部２２ａは、その演算した冷媒過熱度が０度以上であれば車室外熱交換器３３における暖房運転モード時の冷媒入口側が出口側よりも着霜度合いが高いと判定する。一方、演算した冷媒過熱度が０度未満であれば車室外熱交換器３３における暖房運転モード時の冷媒出口側が入口側よりも着霜度合いが高いと判定する。
【０１６６】
車室外熱交換器３３の冷媒出口側の冷媒過熱度が０度以上であるということは、冷媒が車室外熱交換器３３の冷媒出口側領域で完全に蒸発していると判断される。この場合、車室外熱交換器３３の冷媒入口側から着霜し始めると推定される。よって、この場合に車室外熱交換器３３における暖房運転モード時の冷媒入口側の着霜度合いが高いと判定することで、着霜度合いの判定が正確に行われる。
【０１６７】
また、車室外熱交換器３３の冷媒出口側の冷媒過熱度が０度未満であるということは、冷媒が車室外熱交換器３３の出口側で過熱ガス状態にないということである。この場合、冷媒圧損に起因する飽和温度の低下により、車室外熱交換器３３の冷媒出口側から着霜し始めると推定される。よって、この場合に車室外熱交換器３３における暖房運転モード時の冷媒出口側の着霜度合いが高いと判定することで、着霜度合いの判定が正確に行われる。
【０１６８】
したがって、この実施形態２にかかる車両用空調装置１においても、実施形態１のものと同様な作用効果を奏することができる。
【０１６９】
また、暖房運転モード時において車室外熱交換器３３の冷媒出口となる側（右側）の冷媒過熱度を得て、その過熱度に基づいて着霜度合いを判定するようにしたので、着霜度合いを正確に判定することができる。
【０１７０】
また、上記実施形態では、ヒートポンプ装置２０の運転モードとして除湿暖房運転モードにも切り替え可能にしているが、これに限らず、除湿暖房運転モードを無くしてもよい。
【０１７１】
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、例えばエンジンと走行用モーターとを備えたハイブリッド自動車に車両用空調装置１を搭載することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１７２】
以上説明したように、本発明にかかる車両用空調装置は、例えば電気自動車やハイブリッド車に搭載することができる。
【符号の説明】
【０１７３】
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
４１〜４４    第１〜第４主冷媒配管
６１          空気加熱器
６２          エアミックスダンパ
６５          送風機
８１          左側空気温度センサ（出口側空気温度センサ）
８２          右側空気温度センサ（入口側空気温度センサ）
８５          低圧側冷媒圧力検出センサ
８６          出口側温度センサ
【図１】
2014019177.tif 000003
【図２】
2014019177.tif 000004
【図３】
2014019177.tif 000005
【図４】
2014019177.tif 000006
【図５】
2014019177.tif 000007
【図６】
2014019177.tif 000008
【図７】
2014019177.tif 000009
【図８】
2014019177.tif 000010
【図９】
2014019177.tif 000011
【図１０】
2014019177.tif 000012
【図１１】
2014019177.tif 000013
【図１２】
2014019177.tif 000014
【図１３】
2014019177.tif 000015
【図１４】
2014019177.tif 000016