(57)【要約】【課題】除霜を実行しても熱の供給量の変動を抑制する。【解決手段】  車両用空調装置１は、ヒートポンプ装置を提供する第１サイクル１０と、第２サイクル２０とを備える。第１サイクル１０は、前段圧縮機１３と後段圧縮機１４とを備える。第２サイクル２０は、前段圧縮機２３と後段圧縮機２４とを備える。サイクル１０、２０は、暖房運転時に、多段圧縮型のサイクルとして運転される。サイクル１０、２０は、除霜運転時に、単段圧縮型のサイクルとして運転される。制御装置６は、ひとつのサイクルのための除霜運転を実行するときに、他のひとつのサイクルの暖房運転を実行する。制御装置６は、第１サイクル１０のための除霜運転と、第２サイクル２０のための除霜運転とを同時に実行しないように、サイクル１０、２０を制御する。除霜運転に起因する暖房能力の低下が抑制される。さらに、高い暖房能力と、適切な除霜能力とが得られる。【選択図】図１
2013231522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多段圧縮型サイクルとして運転が可能な前段圧縮機（１３、２３）と後段圧縮機（１４、２４）とを備え、ヒートポンプとして機能する複数のサイクル（１０、２０）と、
複数の前記サイクルのそれぞれの運転モードを、ヒートポンプ運転と、除霜運転とに切換える制御装置（６）とを備え、
前記制御装置（６）は、
複数の前記サイクル（１０、２０）のための除霜運転の許可期間（ＰＤ１、ＰＤ２）を互いに重複することなく順に設定するスケジュール部（１６１、ＨＴＭ１、ＨＴＭ２）と、
複数の前記サイクルにより、同時に、ヒートポンプ運転を実行するヒートポンプ運転部（１７６）と、
前記スケジュール部に応答してひとつの前記サイクルの除霜運転を実行し、同時に、他のひとつの前記サイクルのヒートポンプ運転を実行する除霜運転部（１８０、１９０）とを備え、
複数の前記サイクル（１０、２０）は、前記ヒートポンプ運転が実行されるとき、前記多段圧縮型サイクルとして運転されることを特徴とするヒートポンプ装置。
【請求項２】
複数の前記サイクル（１０、２０）は、第１サイクル（１０）と第２サイクル（２０）とを備え、
前記除霜運転部（１８０、１９０）は、
前記スケジュール部に応答して前記第１サイクルの除霜運転を実行し、同時に、前記第２サイクルのヒートポンプ運転を実行する第１の除霜運転部（１８０）と、
前記スケジュール部に応答して前記第２サイクルの除霜運転を実行し、同時に、前記第１サイクルのヒートポンプ運転を実行する第２の除霜運転部（１９０）とを備え、
前記スケジュール部は、前記第１サイクルのための除霜運転の許可期間（ＰＤ１）と前記第２サイクルのための除霜運転の許可期間（ＰＤ２）とを交互に与えることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ装置。
【請求項３】
前記スケジュール部は、前記第１サイクルのための除霜運転の許可期間（ＰＤ１）と前記第２サイクルのための除霜運転の許可期間（ＰＤ２）との間において、前記ヒートポンプ運転部によって複数の前記サイクルのヒートポンプ運転が実行される期間（ＴＤ）を設定することを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ装置。
【請求項４】
前記スケジュール部は、前記許可期間（ＰＤ１、ＰＤ２）を所定の周期（ＰＴ）で繰り返して設定するタイマ（ＨＴＭ１、ＨＴＭ２）を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のヒートポンプ装置。
【請求項５】
前記制御装置（６）は、さらに、
複数のサイクルのそれぞれに対する除霜運転の要否を判定する判定部（１４０、１５０）を備え、
前記除霜運転部（１８０、１９０）は、前記スケジュール部から与えられる前記許可期間によって除霜運転が許可され、かつ、前記判定部によって除霜運転の必要性が判定されるとき、ひとつの前記サイクルの除霜運転を実行し、同時に、他のひとつの前記サイクルのヒートポンプ運転を実行することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のヒートポンプ装置。
【請求項６】
複数の前記サイクル（１０、２０）は、前記除霜運転が実行されるとき、単段圧縮型サイクルとして運転されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のヒートポンプ装置。
【請求項７】
前記除霜運転部（１８０、１９０）は、ひとつの前記サイクルの除霜運転を実行するとき、同時に、他のひとつの前記サイクルの強化されたヒートポンプ運転を実行することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のヒートポンプ装置。
【請求項８】
前記除霜運転部（１８０、１９０）は、ひとつの前記サイクルの除霜運転を実行する期間を含む、より長い期間にわたって、他のひとつの前記サイクルの強化されたヒートポンプ運転を実行することを特徴とする請求項７に記載のヒートポンプ装置。
【請求項９】
複数の前記サイクルは、車両の室外の空気を熱源として車両の室内を暖房する暖房用のサイクルであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒サイクルによって熱を汲み上げるヒートポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１−５は、冷媒サイクルによって熱を汲み上げるヒートポンプ装置を開示している。このようなヒートポンプ装置は、非利用側の熱交換器の霜または氷による閉塞を抑制、または回避するために、除霜運転を実行している。さらに、いくつかのヒートポンプ装置は、除霜運転するサイクルと、ヒートポンプ運転するサイクルとを備える。このようなヒートポンプ装置は、除霜運転中にも熱の供給を継続することができるという利点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１７３７１２号公報
【特許文献２】特開２００６−１１６９８１号公報
【特許文献３】特開２００８−９６０３３号公報
【特許文献４】特開２００８−２０９０８３号公報
【特許文献５】特開２０１０−２３６７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術はそれらが開示する側面では利点を提供している。しかし、依然として、熱の供給を望ましい状態に調節するために、さらなる改良が求められていた。例えば、装置が除霜運転を実行する場合でも、熱の供給量の変動を抑制することが求められていた。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱の供給を継続しながら除霜でき、さらに、除霜を実行しても熱の供給量の変動を抑制することができるヒートポンプ装置を提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、ひとつのサイクルが除霜運転するときに、他のひとつのサイクルが熱の供給量を増加させることができるヒートポンプ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００８】
開示された発明のひとつは、多段圧縮型サイクルとして運転が可能な前段圧縮機（１３、２３）と後段圧縮機（１４、２４）とを備え、ヒートポンプとして機能する複数のサイクル（１０、２０）と、複数のサイクルのそれぞれの運転モードを、ヒートポンプ運転と、除霜運転とに切換える制御装置（６）とを備え、制御装置（６）は、複数のサイクル（１０、２０）のための除霜運転の許可期間（ＰＤ１、ＰＤ２）を互いに重複することなく順に設定するスケジュール部（１６１、ＨＴＭ１、ＨＴＭ２）と、複数のサイクルにより、同時に、ヒートポンプ運転を実行するヒートポンプ運転部（１７６）と、スケジュール部に応答してひとつのサイクルの除霜運転を実行し、同時に、他のひとつのサイクルのヒートポンプ運転を実行する除霜運転部（１８０、１９０）とを備え、複数のサイクル（１０、２０）は、ヒートポンプ運転が実行されるとき、多段圧縮型サイクルとして運転されることを特徴とする。
【０００９】
この構成によると、スケジュール部によって、複数のサイクルのための除霜運転の許可期間は、互いに重複することなく順に与えられる。ひとつのサイクルの除霜運転が実行されるとき、他のひとつのサイクルの暖房運転が実行される。よって、複数のサイクルが同時に除霜運転されることが回避される。複数のサイクルのそれぞれは、ヒートポンプ運転が実行されるときに多段圧縮型サイクルとして運転される。よって、高い熱供給能力が提供される。ひとつのサイクルの除霜運転が実行され、他のひとつのサイクルの暖房運転が実行されるときにも、他のひとつのサイクルは多段圧縮型サイクルとして運転される。よって、除霜運転に起因する熱供給能力の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態のサイクルの暖房運転を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態のサイクルの除霜運転を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態の制御の一部を示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態の制御の一部を示すフローチャートである。
【図６】第１実施形態の制御の一部を示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態の制御タイマの波形を示すタイミング図である。
【図８】第１実施形態の制御の一部を示すフローチャートである。
【図９】第１実施形態の作動の一例を示すタイミング図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の制御の一部を示すフローチャートである。
【図１１】第２実施形態の作動の一例を示すタイミング図である。
【図１２】本発明の第３実施形態のサイクルの除霜運転を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、図面を参照しながら開示された発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。また、後続の実施形態においては、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分に百以上の位だけが異なる参照符号を付することにより対応関係を示し、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１２】
（第１実施形態）
図１において、本発明の第１実施形態では、ヒートポンプ装置を備える車両用空調装置１が提供される。車両用空調装置１は、道路走行車両の室内の温度を調節する。車両用空調装置１は、バス車両に搭載されている。
【００１３】
車両用空調装置１は、車両の屋根上に設置された空調ユニット２を備える。空調ユニット２は、室内機部分２ａ、機械室部分２ｂ、および室外機部分２ｃを備える。室内機部分２ａ、機械室部分２ｂ、および室外機部分２ｃは、共通のシャーシ上に搭載され、および／または、一体感のあるカバーによって覆われることによって、ひとつのユニットとして構成されている。
【００１４】
室内機部分２ａは、室内の空気と熱交換するための部品を収容する。室内機部分２ａは、空調用の空気が流れるダクトを提供している。室内機部分２ａは、室内から空気を導入するための吸込ダクト（ＩＮ）３ａと、室内に空気を供給するための吹出ダクト（ＯＵＴ）３ｂ、３ｃとを備える。例えば、吹出ダクト３ｂは、車両の右側に設けられている。例えば、吹出ダクト３ｂは、車両の左側に設けられている。空調ユニット２は、吸込ダクト３ａから吹出ダクト３ｂ、３ｃへ空気を送る複数の室内用の送風機４ａ、４ｂを備える。送風機４ａは、吸込ダクト３ａから吹出ダクト３ｂへ空気を送る。送風機４ｂは、吸込ダクト３ａから吹出ダクト３ｃへ空気を送る。
【００１５】
機械室部分２ｂは、後述するサイクル１０、２０の圧縮機を含む部品を収容する。室外機部分２ｃは、室外の空気と熱交換するための部品を収容する。空調ユニット２は、室外の空気を導入し、後述する熱交換器に送る室外用の送風機５ａ、５ｂを備える。室外機部分２ｃは、車両の走行により得られる風、および送風機５ａ、５ｂによって得られる風によって熱交換を促進する。
【００１６】
空調ユニット２は、第１サイクル（ＣＹＬ１）１０と、第２サイクル（ＣＹＬ２）２０とを備える。サイクル１０、２０は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置である。第１サイクル１０と第２サイクル２０とは、互いに同じ構成部品をもつ。サイクル１０、２０は、ヒートポンプとして機能することができる。サイクル１０、２０は、少なくとも車両の室外の空気を熱源として車両の室内を暖房する暖房用のヒートポンプサイクルを提供する。サイクル１０、２０は、ヒートポンプ装置を提供する。サイクル１０、２０は、室内の空気を加熱する暖房運転を実行可能である。サイクル１０、２０は、室外の空気の熱を汲み上げ、室内の空気を加熱する。サイクル１０、２０は、少なくとも暖房のためのヒートポンプサイクルを提供する。サイクル１０、２０は、追加的に、冷房のための冷凍サイクルを提供してもよい。
【００１７】
サイクル１０、２０は、多段圧縮型のサイクルとして運転可能に構成されている。多段圧縮型のサイクルは、室外の気温が低温のときでも高い暖房能力を提供することができる。サイクル１０、２０は、例えば、−２０°Ｃにおいても室内を暖房できるように構成されている。
【００１８】
複数のサイクル１０、２０は、車両用空調装置１が提供する空調機能の上において並列的に配置されている。すなわち、複数のサイクル１０、２０は、それぞれが室内を暖房することができる。複数のサイクル１０、２０は共通の熱負荷である室内の暖房に利用される。具体的には、複数のサイクル１０、２０は、（１）第１サイクル１０だけによる暖房、（２）第２サイクルだけによる暖房、および（３）第１サイクル１０および第２サイクル２０の両方による暖房を含む３つの暖房運転を提供することができる。
【００１９】
図１において、第１サイクル１０は、室内熱交換器（ＩＮ−ＨＥＸ１）１１、および室外熱交換器（ＥＸ−ＨＥＸ１）１２を備える。室内熱交換器１１は、室内機部分２ａに配置されている。室内熱交換器１１は、送風機４ａにより送風される空気の通路上に配置されている。室外熱交換器１２は、室外機部分２ｃに配置されている。室外熱交換器１２は、送風機５ａにより送風される空気の通路上に配置されている。
【００２０】
第１サイクル１０は、複数の圧縮機１３、１４を備える。複数の圧縮機１３、１４は、電動モータを含む電動圧縮機である。複数の圧縮機１３、１４は、機械室部分２ｂに配置されている。第１サイクル１０が多段圧縮型のサイクルとして運転されるとき、これらの圧縮機１３、１４は、第１サイクル１０の冷媒通路上において直列的に配置される。第１サイクル１０は、多段圧縮型サイクルとして運転が可能な前段圧縮機（ＰＣＭＰ１）１３と、後段圧縮機（ＳＣＭＰ１）１４とを備える。第１サイクル１０が多段圧縮型のサイクルとして運転されるとき、冷媒は、前段圧縮機１３によって圧縮された後に、さらに後段圧縮機１４によって圧縮される。また、第１サイクル１０が単段圧縮型のサイクルとして運転されるとき、これらの圧縮機１３、１４は、第１サイクル１０の冷媒通路上において並列的に、または選択的に配置される。第１サイクル１０は、減圧器などの他の機能部品を備える。
【００２１】
第２サイクル２０は、室内熱交換器（ＩＮ−ＨＥＸ２）２１、および室外熱交換器（ＥＸ−ＨＥＸ２）２２を備える。室内熱交換器２１は、室内機部分２ａに配置されている。室内熱交換器２１は、送風機４ａにより送風される空気の通路上に配置されている。室外熱交換器２２は、室外機部分２ｃに配置されている。室外熱交換器２２は、送風機５ａにより送風される空気の通路上に配置されている。
【００２２】
第２サイクル２０は、複数の圧縮機２３、２４を備える。複数の圧縮機２３、２４は、電動モータを含む電動圧縮機である。複数の圧縮機２３、２４は、機械室部分２ｂに配置されている。第２サイクル２０が多段圧縮型のサイクルとして運転されるとき、これらの圧縮機２３、２４は、第２サイクル２０の冷媒通路上において直列的に配置される。第２サイクル２０は、多段圧縮型サイクルとして運転が可能な前段圧縮機（ＰＣＭＰ２）２３と、後段圧縮機（ＳＣＭＰ２）２４とを備える。第２サイクル２０が多段圧縮型のサイクルとして運転されるとき、冷媒は、前段圧縮機２３によって圧縮された後に、さらに後段圧縮機２４によって圧縮される。また、第２サイクル２０が単段圧縮型のサイクルとして運転されるとき、これらの圧縮機２３、２４は、第２サイクル２０の冷媒通路上において並列的に、または選択的に配置される。第２サイクル２０は、減圧器などの他の機能部品を備える。
【００２３】
サイクル１０、２０は、室外熱交換器１２、２２に付着した霜または氷を減少、または除去するための除霜機能を備える。サイクル１０、２０は除霜運転を実行することにより、室外熱交換器１２、２２の霜または氷による閉塞を抑制、または回避することができる。
【００２４】
除霜機能は、サイクル１０、２０による熱供給機能、または電気ヒータなどの外部熱源によって提供することができる。この実施形態では、サイクル１０、２０自身が、室外熱交換器１２、２２に熱を供給する除霜運転モードを備える。サイクル１０、２０は、室外熱交換器１２、２２を放熱器として機能させる逆方向運転（冷房運転）、および室外熱交換器１２、２２へ熱いガス冷媒を供給するホットガス運転などの除霜運転モードを提供可能である。この実施形態では、サイクル１０、２０は、逆方向運転によって除霜運転モードを提供する。
【００２５】
車両用空調装置１は、制御装置（ＣＮＴＲ）６を備える。制御装置６は、複数のサイクル１０、２０のそれぞれの運転モードを、ヒートポンプ運転、すなわち暖房運転と、除霜運転とに切換える。制御装置６は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納している。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクによって提供されうる。プログラムは、制御装置６によって実行されることによって、制御装置６をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される制御方法を実行するように制御装置６を機能させる。制御装置６が提供する手段は、所定の機能を達成する機能的ブロック、またはモジュールとも呼ぶことができる。
【００２６】
車両用空調装置１は、複数のセンサを備える。複数のセンサは、室内の目標温度を設定する温度設定器、および室内の温度を検出する温度センサを含むことができる。複数のセンサには、霜センサ（ＦＲＳＮ１）７と、霜センサ（ＦＲＳＮ２）８とが含まれる。霜センサ７は、室外熱交換器１２の温度を検出する。霜センサ８は、室外熱交換器２２の温度を検出する。霜は、室外熱交換器１２、２２の温度が所定の閾値温度を下回るときに付着し、成長する。よって、霜センサ７、８の検出温度が閾値温度を下回るときに霜が付着し、成長しやすいと考えることができる。具体的には、霜は、外気に十分な湿度があるときに付着し、成長する。例えば、外気温度が−５°Ｃ程度であるとき、外気には比較的多くの水蒸気が含まれる。しかも、外気温度が−５°Ｃ程度であるとき、暖房のために室外熱交換器１２、２２は、外気温度よりも大幅に低い温度になる。このため、外気温度が−５°Ｃを含む数度の範囲内にあるとき、室外熱交換器１２、２２には霜が付着し、成長しやすい。
【００２７】
制御装置６は、温度制御部を提供する。温度制御部は、室内の温度を目標温度に接近させ、維持するようにサイクル１０、２０を含む空調ユニット２を制御する。さらに、制御装置６は、除霜制御部を提供する。除霜制御部は、霜センサ７、８によって霜の付着が検出されるときに、霜を減少または消失させるようにサイクル１０、２０を含む空調ユニット２を制御する。除霜制御部は、複数のサイクル１０、２０の一部だけが除霜運転するように、複数のサイクル１０、２０を制御する。除霜制御部は、ひとつのサイクルが除霜運転するとき、他のひとつのサイクルが暖房運転するように制御する。除霜制御部は、複数のサイクル１０、２０のすべてが同時に除霜運転することがないように、運転スケジュールを設定する。除霜制御部は、ひとつのサイクルが除霜運転した後に、他のひとつのサイクルが除霜運転する場合、それらの間において、両方のサイクルが暖房運転するように、運転スケジュールを設定する。
【００２８】
図２、図３に図示されるように、サイクル１０、２０は、減圧器１５、２５、アキュムレータ１６、２６、２連式の四方弁１７、２７、および開閉弁１８、２８を備える。減圧器１５、２５は、冷媒を減圧する。アキュムレータ１６、２６は、ガス冷媒を圧縮機に供給するための気液分離器としての機能と、余剰冷媒を蓄えるタンクとしての機能とを備える。四方弁１７、２７と開閉弁１８、２８は、電磁的なアクチュエータによって操作可能である。
【００２９】
四方弁１７は、サイクル１０における冷媒の流れ方向が逆転するように、サイクル１０における圧縮機１３、１４の配置を切換える。四方弁１７と開閉弁１８は、サイクル１０における冷媒の流れ方向を逆転させるための流路切換装置を提供する。
【００３０】
四方弁２７は、サイクル２０における冷媒の流れ方向が逆転するように、サイクル２０における圧縮機２３、２４の配置を切換える。四方弁２７と開閉弁２８は、サイクル２０における冷媒の流れ方向を逆転させるための流路切換装置を提供する。
【００３１】
図２、図３に図示されるように、サイクル１０は、逆転運転可能なサイクルとして構成されている。図２は、暖房運転（ＨＥＡＴ）におけるサイクル１０、２０を示している。複数のサイクル１０、２０は、ヒートポンプ運転が実行されるとき、多段圧縮型サイクルとして運転される。暖房運転においては、四方弁１７、２７および開閉弁１８、２８は、前段圧縮機１３、２３と後段圧縮機１４、２４とを、サイクル１０、２０内において直列に接続する。室外熱交換器１２、２２において蒸発した冷媒は、アキュムレータ１６、２６を経由した後に、前段圧縮機１３、２３によって圧縮される。冷媒は、さらに後段圧縮機１４、２４によって圧縮される。高温高圧の冷媒は、室内熱交換器１１、２１に供給され、室内へ供給される空気を加熱する。これにより室内の暖房が提供される。冷媒は、減圧器１５、２５によって減圧され、再び室外熱交換器１２、２２に供給される。
【００３２】
暖房運転においては、四方弁１７、２７は、ＯＮ状態にある。暖房運転においては、開閉弁１８、２８は、ＯＦＦ状態、具体的には閉弁状態にある。暖房運転においては、送風機４ａ、４ｂはＯＮ状態にある。送風機４ａ、４ｂの送風量は、暖房負荷に適合した適正な送風量が提供されるように可変制御される。暖房運転においては、送風機５ａ、５ｂはＯＮ状態にある。送風機５ａ、５ｂの送風量は、室外熱交換器１２、２２に適正量の空気が通過するように可変制御される。暖房運転においては、圧縮機１３、２３、１４、２４はＯＮ状態、すなわち運転状態にある。圧縮機１３、２３、１４、２４の回転数は、暖房負荷に釣り合う適正な暖房能力が提供されるように可変制御される。
【００３３】
図３は、除霜運転（ＤＥＦＲＯＳＴ）におけるサイクル１０、２０を示している。除霜運転においては、四方弁１７、２７および開閉弁１８、２８は、前段圧縮機１３、２３と後段圧縮機１４、２４とを、サイクル１０、２０内において並列に接続する。室内熱交換器１１、２１において蒸発した冷媒は、アキュムレータ１６、２６を経由した後に、分岐する。分岐した一方の冷媒は、前段圧縮機１３、２３によって圧縮される。分岐した他方の冷媒は、後段圧縮機１４、２４によって圧縮される。高温高圧の冷媒は、室外熱交換器１２、２２に供給され、室外熱交換器１２、２２を加熱する。これにより室外熱交換器１２、２２に付着した霜が融かされる。冷媒は、減圧器１５、２５によって減圧され、再び室内熱交換器１１、２１に供給される。
【００３４】
除霜運転においては、四方弁１７、２７は、ＯＦＦ状態にある。除霜運転においては、開閉弁１８、２８は、ＯＮ状態、具体的には開弁状態にある。除霜運転においては、送風機４ａ、４ｂはＯＦＦ状態、または小風量状態（Ｌｏ）にある。送風機４ａ、４ｂの送風量は、室内への冷気の吹出を抑制するために、ゼロまたは小風量に制限される。除霜運転においては、送風機５ａ、５ｂはＯＦＦ状態にある。送風機５ａ、５ｂの送風量は、外気による室外熱交換器１２、２２の冷却を抑制するために、ゼロまたは小風量に制限される。除霜運転においては、圧縮機１３、２３、１４、２４はＯＮ状態、すなわち運転状態にある。圧縮機１３、２３、１４、２４の回転数は、室外熱交換器１２、２２の温度が、霜が融ける程度の温度になるように固定制御、または可変制御される。
【００３５】
複数のサイクル１０、２０は、除霜運転が実行されるとき、単段圧縮型サイクルとして運転される。この構成によると、除霜のための過剰な温度上昇、または局所的な温度上昇を抑制して適切な除霜を実行することができる。
【００３６】
ひとつのサイクルが除霜運転し、他のひとつのサイクルが暖房運転するとき、暖房運転するサイクルの圧縮機の回転数は、室内の温度低下を抑制するように制御される。この場合、例えば、暖房運転する圧縮機の回転数は固定の回転数となるように固定制御することができる。暖房運転する圧縮機の回転数は、室内に吹出す空気の温度の過剰な低下を抑制できるように設定することができる。また、暖房運転する圧縮機の回転数は、室内の温度を目標温度に接近させ、維持するように可変制御することができる。また、暖房運転する圧縮機の回転数は、ひとつのサイクルの除霜運転に起因する暖房能力の低下を抑制するように、その除霜運転が開始される前の回転数よりも高い回転数となるように制御することができる。例えば、暖房運転する圧縮機の回転数は、最高の回転数に制御することができる。
【００３７】
図４は、第１サイクル１０のための着霜判定処理１４０を示す。制御装置６は、着霜判定処理１４０において、室外熱交換器１２に付着した霜が除霜を要するほどの量であるか否かを判定する。言い換えると、制御装置６は、除霜が必要であるか否かを判定する。制御装置６は、除霜を必要とする着霜が判定されると、除霜運転を要求するためのフラグをセットする。言い換えると、制御装置６は、着霜判定処理１４０によって除霜運転を要求する。
【００３８】
ステップ１４１では、制御装置６は、霜センサ７の検出温度ＦＲ１が閾値温度Ｔｔｈを下回るか否かを判定する。ＦＲ１＜Ｔｔｈの場合、すなわち肯定的結果の場合、Ｙに分岐する。ＦＲ１≧Ｔｔｈの場合、すなわち否定的結果の場合、Ｎに分岐する。検出温度ＦＲ１が比較的高い場合、制御装置６は、ステップ１４４へ進み、タイマおよびフラグをリセットして処理を終了する。検出温度ＦＲ１が閾値温度Ｔｔｈを下回る場合、ステップ１４２へ進む。
【００３９】
ステップ１４２では、制御装置６は、タイマＦＴＭ１による計時を開始する。タイマＦＴＭ１は、着霜量を推定するためのタイマである。タイマＦＴＭ１は、検出温度ＦＲ１が閾値温度Ｔｔｈより低い状態が所定時間を越えて継続することを判定するために利用される。ＦＲ１＜Ｔｔｈが所定時間を越えて継続した場合、室外熱交換器１２には、所定量を上回る霜が付着すると推定することができる。
【００４０】
ステップ１４３では、制御装置６は、検出温度ＦＲ１が閾値温度Ｔｔｈを下回るか否かを再び判定する。ＦＲ１≧Ｔｔｈの場合、制御装置６は、ステップ１４４へ進み、着霜タイマおよびフラグをリセットして処理を終了する。すなわち、着霜タイマＦＴＭ１の計測中に検出温度ＦＲ１が高温に戻ると、着霜判定をリセットする。ステップ１４３においてＦＲ１＜Ｔｔｈの場合、ステップ１４５へ進む。
【００４１】
ステップ１４５では、制御装置６は、タイマＦＴＭ１が閾値時間Ｆｔｈを上回るか否かを判定する。ＦＴＭ１≦Ｆｔｈの場合、ステップ１４３へ戻る。ＦＴＭ１＞Ｆｔｈの場合、ステップ１４６へ進む。ステップ１４６では、制御装置６は、フラグＦＬＧ１をセットする。フラグＦＬＧ１は、セット状態にあるときに、除霜運転が必要であることを示す。フラグＦＬＧ２は、リセット状態にあるときに、除霜運転が不必要であることを示す。
【００４２】
図５は、第２サイクル２０のための着霜判定処理１５０を示す。ステップ１５１−１５６は、ステップ１４１−１４６に対応する。ステップ１５１−１５６において、制御装置６は、ステップ１４１−１４６と同様の処理を、第２サイクル２０のために実行する。
【００４３】
図６は、制御タイマ処理１６０を示す。ステップ１６１では、制御タイマＨＴＭ１、ＨＴＭ２による計時を開始する。制御タイマＨＴＭ１は、第１サイクル１０のための除霜運転を実行可能な第１期間ＰＤ１を規定する。制御タイマＨＴＭ２は、第２サイクル２０のための除霜運転を実行可能な第２期間ＰＤ２を規定する。言い換えると、制御タイマＨＴＭ１は、第１サイクル１０のための除霜運転の実行を禁止する期間を規定する。制御タイマＨＴＭ２は、第２サイクル２０のための除霜運転の実行を禁止する期間を規定する。第１期間ＰＤ１と第２期間ＰＤ２とは、重複しないように設定されている。制御タイマＨＴＭ１、ＨＴＭ２は、暖房期間中に継続的に機能するから、暖房タイマとも呼ばれる。
【００４４】
図７は、制御タイマＨＴＭ１、ＨＴＭ２の波形を示す。制御タイマＨＴＭ１、ＨＴＭ２は、所定の周期と、所定のデューティ比をもつ矩形波を出力する。
【００４５】
第１の制御タイマＨＴＭ１は、所定の周期でＯＮとＯＦＦとを繰り返す。第１の制御タイマＨＴＭ１は、ＯＮ期間によって第１サイクル１０のための除霜運転を実行可能な第１期間ＰＤ１を規定する。
【００４６】
第２の制御タイマＨＴＭ２は、所定の周期でＯＮとＯＦＦとを繰り返す。第２の制御タイマＨＴＭ２は、ＯＮ期間によって第２サイクル２０のための除霜運転を実行可能な第２期間ＰＤ２を規定する。
【００４７】
第１の制御タイマＨＴＭ１の周期ＰＴと、第２の制御タイマＨＴＭ２の周期ＰＴとは、同じである。しかし、第１の制御タイマＨＴＭ１の波形と、第２の制御タイマＨＴＭ２の波形とは、ずれている。第１の制御タイマＨＴＭ１の波形と、第２の制御タイマＨＴＭ２の波形とは、ＰＴ／２だけずれている。第１期間ＰＤ１と第２期間ＰＤ２とは、同時に発生しないように、すなわち重複しないようにずれている。第１期間ＰＤ１と第２期間ＰＤ２との間には、無効期間ＴＤが設けられている。無効期間ＴＤにおいては、除霜運転が許可されない。無効期間ＴＤは、ひとつのサイクルのための除霜運転と、他のひとつのサイクルのための除霜運転との間において、すべてのサイクルによる暖房運転を実行するために利用される。
【００４８】
制御措置６は、スケジュール部を備える。スケジュール部は、ステップ１６１と、それにより提供される制御タイマＨＴＭ１、ＨＴＭ２とによって提供される。スケジュール部は、複数のサイクル１０、２０のための除霜運転の許可期間ＰＤ１、ＰＤ２を互いに重複することなく順に設定する。スケジュール部は、第１サイクル１０のための除霜運転の許可期間ＰＤ１と第２サイクル２０のための除霜運転の許可期間ＰＤ２とを交互に与える。制御タイマＨＴＭ１、ＨＴＭ２は、許可期間ＰＤ１、ＰＤ２を所定の周期ＰＴで繰り返して設定する。
【００４９】
図８は、着霜判定処理１４０、１５０に応答して実行される車両用空調装置１のための運転処理１７０を示す。図中には、主としてサイクル１０、２０のための運転処理が図示されている。
【００５０】
ステップ１７１では、制御装置６は、後述する除霜タイマＤＴＭが所定の閾値時間Ｄｔｈを上回っているか否かを判定する。ＤＴＭ＞Ｄｔｈの場合、ステップ１７６へ進む。この処理は、閾値時間Ｄｔｈを上回る長時間にわたる除霜運転を阻止する。
【００５１】
ステップ１７２では、制御装置６は、第１の制御タイマＨＴＭ１がＯＮか否かを判定する。ステップ１７３では、制御装置６は、第２の制御タイマＨＴＭ２がＯＮか否かを判定する。ステップ１７２において第１の制御タイマＨＴＭ１がＯＮである場合、ステップ１７４へ進む。ステップ１７３において第２の制御タイマＨＴＭ２がＯＮである場合、ステップ１７５へ進む。両方の制御タイマＨＴＭ１、ＨＴＭ２がＯＦＦの場合、ステップ１７６へ進む。
【００５２】
ステップ１７６では、制御装置６は、通常の暖房制御を実行する。制御装置６は、第１サイクル１０が暖房運転を実行し、同時に、第２サイクル２０が暖房運転を実行するように、四方弁１７、２７などを制御する。この結果、両方のサイクル１０、２０によって室内が暖房される。ステップ１７６により、両方のサイクル１０、２０が暖房運転する暖房処理１７７が提供される。暖房処理１７７は、複数のサイクル１０、２０により、同時に、ヒートポンプ運転を実行するヒートポンプ運転部を提供する。制御装置６は、ヒートポンプ運転部を備える。
【００５３】
ステップ１７４では、制御装置６は、第１サイクル１０のための除霜を要求するフラグＦＬＧ１がセット状態か否かを判定する。フラグＦＬＧ１がセットされている場合、制御装置６は、第１サイクル１０のための除霜暖房処理１８０を実行する。フラグＦＬＧ１がセットされていない場合、制御装置６は、暖房処理１７７を実行する。よって、制御装置６は、制御タイマＨＴＭ１によって第１サイクル１０のための除霜運転が許容され、かつ、第１サイクル１０のための除霜が要求されている場合に、除霜暖房処理１８０を実行する。
【００５４】
除霜暖房処理１８０は、スケジュール部ＨＴＭ１に応答してひとつのサイクル１０の除霜運転を実行し、同時に、他のひとつのサイクル２０のヒートポンプ運転を実行する第１の除霜運転部を提供する。制御装置６は、第１の除霜運転部を備える。
【００５５】
ステップ１８１では、制御装置６は、除霜タイマＤＴＭによる時間計測を開始する。除霜タイマＤＴＭは、除霜運転の最大継続時間を規定する。ステップ１８２では、制御装置６は、第１サイクル１０のための除霜暖房運転を実行する。制御装置６は、第１サイクル１０が除霜運転を実行し、同時に、第２サイクル２０が暖房運転を実行するように、四方弁１７、２７などを制御する。この結果、第１サイクル１０を除霜しながら、第２サイクル２０によって室内が暖房される。
【００５６】
ステップ１８３−１８５は、除霜暖房処理１８０の終期を規定する終期判定処理を提供する。ステップ１８３−１８５のいずれかにおいて終期が検出されない場合、ステップ１８２に戻る。
【００５７】
ステップ１８３では、制御装置６は、制御タイマＨＴＭ１がＯＮであるか否かを判定する。制御タイマＨＴＭ１がＯＦＦである場合、第１期間ＰＤ１が終了したことを示している。制御タイマＨＴＭ１がＯＦＦである期間は、第１サイクル１０のための除霜運転が禁止される期間である。除霜暖房処理１８０の間に、制御タイマＨＴＭ１がＯＦＦになると、除霜暖房処理１８０を終了するためにステップ１８６へ進む。言い換えると、制御装置６は、第１期間ＰＤ１の終了に応答して、除霜運転を終了する。
【００５８】
ステップ１８４では、制御装置６は、検出温度ＦＲ１が閾値温度Ｔｔｈを上回るか否かを判定する。ＦＲ１＞Ｔｔｈの場合、室外熱交換器１２は、除霜運転が不要なほどに十分に高温になっていると考えられる。ステップ１８４により、過剰な温度上昇が回避される。閾値温度Ｔｔｈは、除霜運転を終了するための閾値である。ステップ１８４における閾値温度Ｔｔｈは、ステップ１４１、１４３における閾値温度Ｔｔｈよりも高い温度に設定することができる。除霜暖房処理１８０の間に、ＦＲ１＞Ｔｔｈになると、除霜暖房処理１８０を終了するためにステップ１８６へ進む。言い換えると、制御装置６は、室外熱交換器１２が十分に加熱されたことに応答して、除霜運転を終了する。
【００５９】
ステップ１８５では、制御装置６は、除霜タイマＤＴＭが閾値時間Ｄｔｈを上回るか否かを判定する。閾値時間Ｄｔｈは、除霜運転の最大の継続時間を規定している。除霜暖房処理１８０の間に、ＤＴＭ＞Ｄｔｈになると、除霜暖房処理１８０を終了するためにステップ１８６へ進む。言い換えると、制御装置６は、除霜運転の継続時間が所定値に到達することに応答して、除霜運転を終了する。
【００６０】
ステップ１８６では、制御装置６は、除霜暖房運転を終了するための終了処理を実行する。終了処理には、除霜運転された第１サイクル１０を暖房運転のための状態に切換える処理、および冷媒圧力が平衡するまでの待機処理を含むことができる。除霜運転が終了した後、制御装置６は、必ずステップ１７６を実行する。ステップ１８３によって除霜運転が終了した場合、処理流れは、ステップ１７３からステップ１７６へ進む。ステップ１８４によって除霜運転が終了した場合、処理１４０によってフラグＦＬＧ１がリセットされるから、処理流れは、ステップ１７４からステップ１７６へ進む。ステップ１８５によって除霜運転が終了した場合、処理流れは、ステップ１７１からステップ１７６へ進む。
【００６１】
ステップ１７５では、制御装置６は、第２サイクル２０のための除霜を要求するフラグＦＬＧ２がセット状態か否かを判定する。フラグＦＬＧ２がセットされている場合、制御装置６は、第２サイクル２０のための除霜暖房処理１９０を実行する。フラグＦＬＧ２がセットされていない場合、制御装置６は、暖房処理１７７を実行する。よって、制御装置６は、制御タイマＨＴＭ２によって第２サイクル２０のための除霜運転が許容され、かつ、第２サイクル２０のための除霜が要求されている場合に、除霜暖房処理１９０を実行する。
【００６２】
ステップ１９１では、制御装置６は、除霜タイマＤＴＭによる時間計測を開始する。ステップ１９２では、制御装置６は、第２サイクル２０のための除霜暖房運転を実行する。制御装置６は、第２サイクル２０が除霜運転を実行し、同時に、第１サイクル１０が暖房運転を実行するように、四方弁１７、２７などを制御する。この結果、第２サイクル２０を除霜しながら、第１サイクル１０によって室内が暖房される。
【００６３】
ステップ１９３−１９５は、除霜暖房処理１９０の終期を規定する終期判定処理を提供する。ステップ１９３−１９５、およびステップ１９６は、ステップ１８３−１８５、および１８６に対応する。ステップ１９３−１９６において、制御装置６は、ステップ１８３−１８６と同様の処理を、第２サイクル２０のために実行する。
【００６４】
除霜暖房処理１９０は、スケジュール部ＨＴＭ２に応答してひとつのサイクル２０の除霜運転を実行し、同時に、他のひとつのサイクル１０のヒートポンプ運転を実行する第２の除霜運転部を提供する。制御装置６は、第２の除霜運転部を備える。
【００６５】
図４および図５に示す着霜判定処理１４０、１５０により、制御装置６は、第１サイクル１０の除霜の要否と、第２サイクル２０の除霜の要否とを、独立して判定する。着霜判定処理１４０、１５０は、複数のサイクルのそれぞれに対する除霜運転の要否を判定する判定部を提供する。よって、制御装置６は、判定部１４０、１５０を備える。
【００６６】
さらに、図８に示す運転処理１７０により、制御装置６は、暖房運転、または除霜運転を選択し、実行する。着霜判定処理１４０、１５０において除霜が要求されないとき、制御装置６は、両方のサイクル１０、２０によって暖房運転を実行する。
【００６７】
着霜判定処理１４０、１５０において第１サイクル１０のみの除霜が要求されるとき、制御装置６は、第１サイクル１０のための除霜運転を実行し、同時に、第２サイクル２０のための暖房運転を実行する。しかも、制御装置６は、制御タイマＨＴＭ１、ＨＴＭ２によって第１サイクル１０の除霜運転が許可される期間だけ、第１サイクル１０のための除霜運転を実行する。
【００６８】
着霜判定処理１４０、１５０において第２サイクル２０のみの除霜が要求されるとき、制御装置６は、第２サイクル２０のための除霜運転を実行し、同時に、第１サイクル１０のための暖房運転を実行する。しかも、制御装置６は、制御タイマＨＴＭ１、ＨＴＭ２によって第２サイクル２０の除霜運転が許可される期間だけ、第２サイクル２０のための除霜運転を実行する。
【００６９】
除霜運転部１８０、１９０は、スケジュール部から与えられる許可期間ＰＤ１、ＰＤ２によって除霜運転が許可され、かつ、判定部によって除霜運転の必要性が判定されるとき、ひとつのサイクルの除霜運転を実行し、同時に、他のひとつのサイクルのヒートポンプ運転を実行する。この構成によると、ひとつのサイクルの除霜運転の必要性が判定され、かつ、そのひとつのサイクルの除霜運転の機会が与えられているときに、そのひとつのサイクルの除霜運転が実行される。よって、除霜運転の必要性に応えながら、複数のサイクルが同時に除霜運転されることを回避することができる。
【００７０】
制御タイマＨＴＭ１、ＨＴＭ２は、第１サイクル１０の除霜運転と、第２サイクル２０の除霜運転とを同時に許可することがないように設定されている。よって、第１サイクル１０の除霜と、第２サイクル２０の除霜との両方が要求されても、両方のサイクル１０、２０が同時に除霜運転を実行することが回避される。
【００７１】
さらに、制御タイマＨＴＭ１、ＨＴＭ２は、ひとつのサイクルのための除霜運転の前と後との両方において、両方のサイクル１０、２０が暖房運転を同時に実行するように設定されている。言い換えると、スケジュール部は、許可期間ＰＤ１と許可期間ＰＤ２との間において、ヒートポンプ運転部によって複数のサイクル１０、２０のヒートポンプ運転が実行される期間ＴＤを設定する。この構成によると、除霜運転と除霜運転との間にヒートポンプ運転が実行される。よって、除霜運転に起因する暖房能力の長期間にわたる継続的な不足が抑制される。
【００７２】
図９は、車両用空調装置１が暖房するときの作動の一例を示す。信号ＰＷＳＷは、暖房を指示するための信号である。信号ＰＷＳＷは、例えば、車両の運転者によって操作されるスイッチによって与えられる。時刻ｔ０において信号ＰＷＳＷがＯＮになる。信号ＰＷＳＷがＯＮである期間において暖房が提供される。時刻ｔｅにおいて信号ＰＷＳＷがＯＦＦになると、暖房が終了する。
【００７３】
時刻ｔ０から時刻ｔ１の間に示されるように、車両用空調装置１は、暖房負荷に応じて複数の異なる運転モードを提供する。車両用空調装置１は、複数のサイクル１０、２０のそれぞれの暖房能力を、低能力Ｌ、高能力Ｈ、または停止ＯＦＦに切換えることにより、複数の運転モードを提供する。車両用空調装置１は、第１サイクル１０が低能力Ｌで運転され、第２サイクル２０が低能力Ｌで運転されるモードを提供する。車両用空調装置１は、第１サイクル１０が高能力Ｈで運転され、第２サイクル２０が低能力Ｌで運転されるモードを提供する。車両用空調装置１は、第１サイクル１０が高能力Ｈで運転され、第２サイクル２０が高能力Ｈで運転されるモードを提供する。車両用空調装置１は、第１サイクル１０が低能力Ｌで運転され、第２サイクル２０が高能力Ｈで運転されるモードを提供する。
車両用空調装置１は、第１サイクル１０が停止ＯＦＦされ、第２サイクル２０が低能力Ｌで運転されるモードを提供する。車両用空調装置１は、第１サイクル１０が低能力Ｌで運転され、第２サイクル２０が停止ＯＦＦされるモードを提供する。
【００７４】
車両用空調装置１は、圧縮機１３、１４、２３、２４の回転数を可変制御することにより、暖房能力を停止ＯＦＦと高能力Ｈとの間において段階的に、または連続的に調節することができる。
【００７５】
図中において、時刻ｔ１０の後には、除霜運転の例が示されている。図中において、ＤＥＦは、除霜運転を示す。時刻ｔ１１において制御タイマＨＴＭ１がＯＮになる。このとき、フラグＦＬＧ１がＯＮである。制御装置６は、制御タイマＨＴＭ１とフラグＦＬＧ１とに応答して、第１サイクル１０のための除霜運転を開始する。室外熱交換器１２の除霜が進行すると、室外熱交換器１２の温度が上昇する。時刻ｔ１２において、検出温度ＦＲ１は閾値温度Ｔｔｈを上回る。この結果、制御装置６は、除霜運転を終了する。同時に、制御装置６は、フラグＦＬＧ１をＯＦＦにリセットする。
【００７６】
時刻ｔ１１と時刻ｔ１２との間において第１サイクル１０のための除霜運転を実行する間中、制御装置６は、第２サイクル２０のための暖房運転を実行する。時刻ｔ１２の後、制御装置６は、両方のサイクル１０、２０による暖房運転を実行する。
【００７７】
次に、時刻ｔ１３においてフラグＦＬＧ２がＯＮになる。このとき、制御タイマＨＴＭ２はＯＮである。制御装置６は、制御タイマＨＴＭ２とフラグＦＬＧ２とに応答して、第２サイクル２０のための除霜運転を開始する。時刻ｔ１４において制御タイマＨＴＭ２がＯＦＦになる。制御装置６は、制御タイマＨＴＭ２に応答して、第２サイクル２０の除霜運転を終了する。
【００７８】
時刻ｔ１３と時刻ｔ１４との間において第２サイクル２０のための除霜運転を実行する間中、制御装置６は、第１サイクル１０のための暖房運転を実行する。時刻ｔ１４の後、制御装置６は、両方のサイクル１０、２０による暖房運転を実行する。
【００７９】
次に、時刻ｔ１５においてフラグＦＬＧ１がＯＮになる。このとき、制御タイマＨＴＭ１はＯＮである。制御装置６は、制御タイマＨＴＭ１とフラグＦＬＧ１とに応答して、第１サイクル１０のための除霜運転を開始する。時刻ｔ１５においては、フラグＦＬＧ２もＯＮである。しかし、制御タイマＨＴＭ２はＯＦＦである。よって、第２サイクル２０の除霜運転は実行されない。時刻ｔ１６において制御タイマＨＴＭ１がＯＦＦになる。制御装置６は、制御タイマＨＴＭ１に応答して、第１サイクル１０のための除霜運転を終了する。
【００８０】
時刻ｔ１５と時刻ｔ１６との間において第１サイクル１０のための除霜運転を実行する間中、制御装置６は、第２サイクル２０のための暖房運転を実行する。時刻ｔ１６の後、制御装置６は、両方のサイクル１０、２０による暖房運転を実行する。
【００８１】
時刻ｔ１７において制御タイマＨＴＭ２がＯＮになる。このとき、フラグＦＬＧ２がＯＮである。制御装置６は、制御タイマＨＴＭ２とフラグＦＬＧ２とに応答して、第２サイクル２０のための除霜運転を開始する。室外熱交換器２２の除霜が進行すると、室外熱交換器２２の温度が上昇する。時刻ｔ１８において、検出温度ＦＲ２は閾値温度Ｔｔｈを上回る。この結果、制御装置６は、除霜運転を終了する。同時に、制御装置６は、フラグＦＬＧ２をＯＦＦにリセットする。
【００８２】
時刻ｔ１７と時刻ｔ１８との間において第２サイクル２０のための除霜運転を実行する間中、制御装置６は、第１サイクル１０のための暖房運転を実行する。時刻ｔ１８の後、制御装置６は、両方のサイクル１０、２０による暖房運転を実行する。
【００８３】
図示されるように、制御タイマＨＴＭ１、ＨＴＭ２によって、それぞれのサイクルのための除霜運転は、互いに重複することなく順に、例えば交互に、実行可能となる。しかも、ひとつのサイクルのための除霜運転が実行されるとき、他のひとつのサイクルは暖房運転を実行する。よって、除霜運転に起因する暖房能力の低下が抑制される。
【００８４】
しかも、除霜運転の前と、除霜運転の後との両方において複数のサイクル１０、２０が同時に暖房運転を実行する。このため、室内の暖房効果の過剰な低下を抑制することができる。
【００８５】
さらに、複数のサイクル１０、２０の除霜運転が継続的に要求されても、ひとつのサイクルのための除霜運転と、他のひとつのサイクルのための除霜運転とは交互に実行される。このため、複数のサイクル１０、２０の着霜量が平均化される。また、複数のサイクル１０、２０の暖房能力が平均化される。さらに、複数のサイクル１０、２０の累積的な運転時間が平均化される。
【００８６】
さらに、複数のサイクル１０、２０は暖房運転を実行するときに多段圧縮型のサイクルを構成する。このため、高い暖房能力を提供することができる。特に、外気温度が極低温にあるときにも暖房を提供することができる。また、ひとつのサイクルだけが暖房運転するときにも高い暖房能力が提供される。複数のサイクル１０、２０は除霜運転を実行するときに単段圧縮型のサイクルを構成する。このため、室外熱交換器１２、２２の温度の過剰な上昇、および局部的な上昇が抑制される。この結果、例えば、霜が付着しやすい０°Ｃの近傍における適切な除霜能力の提供を実現できる。
【００８７】
（第２実施形態）
上記実施形態では、ひとつのサイクルが除霜運転を実行するときに、他のひとつのサイクルが暖房運転を実行した。この実施形態では、ひとつのサイクルの除霜運転に起因する暖房能力の低下を抑制するために、他のひとつのサイクルが強化された暖房運転を実行する。
【００８８】
図１０において、この実施形態では、制御装置６は、先行する実施形態の運転処理１７０に代えて、運転処理２７０を実行する。先行する実施形態のステップ１８２、１９２に代えて、ステップ２８２、２９２が採用されている。
【００８９】
ステップ２８２では、制御装置６は、除霜暖房を実行する。ここでは、暖房運転される第２サイクル２０の暖房能力が強化される。ここでは、制御装置６は、圧縮機２３、２４の回転数を最大値に設定することによって暖房能力を増加させる。
【００９０】
さらに、ステップ２８２では、制御装置６は、第１サイクル１０が除霜運転を実行する期間を含むより長い期間にわたって第２サイクル２０によって強化された暖房運転を実行するように、遅延処理を実行する。制御装置６は、第２サイクル２０によって強化された暖房運転を開始してから所定の遅れ時間ＴＬを経過したときに、第１サイクル１０のための除霜運転を開始する。また、制御装置６は、第１サイクル１０のための除霜運転を終了してから所定の遅れ時間ＴＴを経過したときに、第２サイクル２０による強化された暖房運転を終了する。
【００９１】
ステップ２９２では、制御装置６は、除霜暖房を実行する。ここでは、暖房運転される第１サイクル１０の暖房能力が強化される。ここでは、制御装置６は、圧縮機１３、１４の回転数を最大値に設定することによって暖房能力を増加させる。
【００９２】
さらに、ステップ２９２では、制御装置６は、第２サイクル２０が除霜運転を実行する期間を含むより長い期間にわたって第１サイクル１０によって強化された暖房運転を実行するように、遅延処理を実行する。制御装置６は、第１サイクル１０によって強化された暖房運転を開始してから所定の遅れ時間ＴＬを経過したときに、第２サイクル２０のための除霜運転を開始する。また、制御装置６は、第２サイクル２０のための除霜運転を終了してから所定の遅れ時間ＴＴを経過したときに、第１サイクル１０による強化された暖房運転を終了する。
【００９３】
この実施形態によると、図１１に図示されるように、除霜運転と強化暖房とが同時に実行されるとともに、除霜期間より長い期間にわたって強化暖房が実行される。図示の例では、第２サイクル２０は、時刻ｔ２１から時刻ｔ２４にわたって強化暖房運転を実行する。第１サイクル１０は、時刻ｔ２２から時刻ｔ２３にわたって除霜運転を実行する。除霜運転より長い期間にわたって強化暖房が実行されている。また、除霜運転の前の期間ＴＬと後の期間ＴＴとの両方にわたって強化暖房が実行されている。
【００９４】
この実施形態によると、先行する実施形態と同じ利点が得られる。しかも、この実施形態によると、制御装置６は、ひとつのサイクルの除霜運転を実行するとき、同時に、他のひとつのサイクルの強化されたヒートポンプ運転を実行する。よって、除霜運転に起因する暖房能力の低下を、より確実に抑制することができる。また、制御装置６は、ひとつのサイクルの除霜運転を実行する期間を含む、より長い期間にわたって、他のひとつのサイクルの強化されたヒートポンプ運転を実行する。よって、暖房能力の低下を、より確実に抑制することができる。
【００９５】
（第３実施形態）
上記実施形態では、サイクル内における冷媒の流れを逆転させることによって除霜運転を提供した。この実施形態では、高温の冷媒を室外熱交換器１２、２２に供給することによって除霜運転を提供する。
【００９６】
図１２において、サイクル１０、２０は、圧縮機１４、２４から出た高温高圧の冷媒を直接的に室外熱交換器１２、２２に導入するホットガスバイパス通路３１９ａ、３２９ｂを備える。ホットガスバイパス通路３１９ａ、３１９ｂには、開閉弁３１９ｂ、３２９ｂが設けられている。開閉弁３１９ｂ、３２９ｂは、暖房運転の時には閉じられている。開閉弁３１９ｂ、３２９ｂは、除霜運転の時に開かれる。開閉弁３１９ｂ、３２９ｂが開かれることにより高温の冷媒が室外熱交換器１２、２２に導入され、除霜が実行される。
【００９７】
この実施形態によると、サイクル１０、２０内における冷媒の流れ方向を逆転させることなく、暖房運転と除霜運転とを切換えることができる。
【００９８】
（他の実施形態）
以上、開示された発明の好ましい実施形態について説明したが、開示された発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、開示された発明の技術的範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。開示された発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００９９】
例えば、制御装置が提供する手段と機能は、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置をアナログ回路によって構成してもよい。
【０１００】
また、上記実施形態では、開示された発明を空調装置に適用した例を説明した。これに代えて、開示された発明は、住宅用空調装置、ビル用空調装置、給湯装置などのヒートポンプ装置に適用することができる。また、暖房運転と呼んだヒートポンプ運転は、沸き上げ運転、または給湯運転と呼ばれることがある。また、開示された発明は、空気を熱源とするヒートポンプ装置に限らず、水、地熱などを熱源とするヒートポンプ装置に適用することができる。また、開示された発明は、３つ以上のサイクルを備えるヒートポンプ装置にも適用することができる。
【０１０１】
また、上記実施形態では、すべてのサイクル１０、２０に順に除霜運転の機会を与えるために、制御タイマＨＴＭ１、ＨＴＭ２を採用した。これに代えて、ひとつのサイクルのための除霜運転が実行された後の所定の禁止期間の間は、同じサイクルのための除霜運転を禁止し、他のサイクルのための除霜運転だけを許可する禁止処理部を設けてもよい。
【０１０２】
また、上記実施形態では、制御タイマＨＴＭ１、ＨＴＭ２を制御装置６によるソフトウェア処理によって提供した。これに代えて、相補的な２つの出力を提供する種々の装置を利用することができる。例えば、相補出力をもつＰＷＭ発振回路、マルチバイブレータ回路などを利用することができる。
【０１０３】
また、上記実施形態では、強化暖房を提供するために、圧縮機の回転数を最大値に制御した。これに代えて、圧縮機の回転数を所定の加算値を加えた回転数に制御してもよい。例えば、暖房運転のためにフィードバック制御によって与えられる回転数に、所定の加算値を加えた回転数にて圧縮機を運転してもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１  車両用空調装置、  ２  空調ユニット、
４ａ  送風機、  ５ａ  送風機、
４ｂ  送風機、  ５ｂ  送風機、
６  制御装置、  ７  霜センサ、  ８  霜センサ、
１０  第１サイクル、  １１  室内熱交換器、  １２  室外熱交換器、
１３  前段圧縮機、  １４  後段圧縮機、
１５  減圧器、  １６  アキュムレータ、  １７  四方弁、  １８  開閉弁、
２０  第２サイクル、  ２１  室内熱交換器、  ２２  室外熱交換器、
２３  前段圧縮機、  ２４  後段圧縮機、
２５  減圧器、  ２６  アキュムレータ、  ２７  四方弁、  ２８  開閉弁。
【図１】
2013231522.tif 000003
【図２】
2013231522.tif 000004
【図３】
2013231522.tif 000005
【図４】
2013231522.tif 000006
【図５】
2013231522.tif 000007
【図６】
2013231522.tif 000008
【図７】
2013231522.tif 000009
【図８】
2013231522.tif 000010
【図９】
2013231522.tif 000011
【図１０】
2013231522.tif 000012
【図１１】
2013231522.tif 000013
【図１２】
2013231522.tif 000014