JP3356142B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

冷凍サイクル装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、暖房時には圧縮機
吐出ガス冷媒(ホットガス)を凝縮器側をバイパスして
減圧し蒸発器に直接導入することにより、蒸発器をガス
冷媒の放熱器として作用させるホットガスバイパス機能
を持った冷凍サイクル装置において、特に、ホットガス
バイパスによる暖房能力制御に関するもので、車両用空
調装置に用いて好適なものである。
【0002】
【従来の技術】従来、車両用空調装置では冬期暖房時に
温水(エンジン冷却水)を暖房用熱交換器に循環させ、
この暖房用熱交換器にて温水を熱源として空調空気を加
熱するようにしている。この場合、温水温度が低いとき
には車室内への吹出空気温度が低下して必要な暖房能力
が得られない場合がある。
【0003】そこで、特開平5−223357号公報に
おいては、ホットガスバイパスにより暖房機能を発揮で
きる冷凍サイクル装置が提案されている。この従来装置
では、エンジン始動時のごとく温水温度が所定温度より
低いときには、圧縮機吐出ガス冷媒(ホットガス)を凝
縮器をバイパスして蒸発器に導入して、蒸発器でガス冷
媒から空調空気に放熱することにより、補助暖房機能を
発揮できるようにしている。つまり、上記の従来装置お
いては、空調ケース内に設置された同一の熱交換器であ
る蒸発器を冷房モード時の冷却器および暖房モード時の
放熱器として切替使用している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の従来
装置では、ホットガスバイパスによる暖房モード時に、
圧縮機吐出側の高圧圧力を検出し、高圧圧力が設定値以
下のとき、圧縮機を作動させ、一方、高圧圧力が設定値
より高くなると、圧縮機の作動を停止して、高圧圧力の
異常上昇を防止するようにしている。
【0005】ここで、従来装置では、圧縮機の作動を断
続する高圧圧力の設定値の具体的な決め方が明示されて
いないが、本発明者らの実験検討によると、圧縮機作動
が非常に短い周期で頻繁に断続されるという問題を生じ
ることが分かった。
【0006】すなわち、ホットガスバイパスによる暖房
モード時には、圧縮機吐出側の高圧冷媒を凝縮器側をバ
イパスして蒸発器に直接導入するので、サイクル高圧回
路部の容積は冷房モード時より大幅に減少しており、し
かも、ホットガスバイパスによる暖房モードは外気温が
−10°C程度の寒冷時に使用され、高圧冷媒から低温
外気への放熱量が多い。そのため、圧縮機の作動を停止
すると、高圧圧力は極めて短時間で低圧圧力近傍の値ま
で低下する。
【0007】このことが原因となって、圧縮機作動の断
続周期が非常に短くなってしまう。その結果、圧縮機の
電磁クラッチの耐久寿命を低下させるとともに、圧縮機
作動の頻繁な断続(ショックの発生)により車両走行フ
ィーリングを悪化させる。
【0008】本発明は上記点に鑑みて、ホットガスバイ
パスによる暖房能力を、圧縮機作動の頻繁な断続を生じ
ることなく良好に制御することを第1の目的とする。
【0009】また、本発明は、ホットガスバイパスによ
る暖房能力を、冷媒通路の切替により圧縮機作動の断続
なしで良好に制御することを第2の目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るために、請求項1記載の発明では、圧縮機(10)の
吐出側をホットガスバイパス通路(20)を通して蒸発
器(18)の入口側に直接接続することにより、蒸発器
(18)をガス冷媒の放熱器として作用させ、ホットガ
スバイパスによる暖房モードの運転を行う冷凍サイクル
装置において、暖房モードの運転時に圧縮機(10)吐
出側の高圧圧力を表す物理量が設定値より高くなったと
きに、圧縮機(10)の作動を停止する停止制御手段
(S180,S200)と、圧縮機(10)の停止状態
において暖房能力を表す物理量が暖房能力のない状態と
判断できる設定値以下になったときに、圧縮機(10)
を作動状態に復帰させる作動復帰制御手段(S210、
S210a、S230)とを備えることを特徴としてい
る。
【0011】これにより、圧縮機(10)が一旦、停止
されると、暖房能力を表す物理量が暖房能力のない状態
と判断できる設定値以下になるまで、圧縮機(10)の
停止状態を継続する。そのため、圧縮機(10)の停止
後、圧縮機(10)が短時間で再起動されることがなく
なり、圧縮機作動の断続周期が極端に短くなることを回
避できるので、頻繁な断続による電磁クラッチ(11)
の寿命低下等の不具合を防止できる。
【0012】しかも、圧縮機(10)の停止後、暖房能
力を表す物理量が暖房能力のない状態と判断できる設定
値以下になるまでは、蒸発器(18)の持つ熱容量を利
用して、蒸発器表面温度と空気との間に温度差が残存し
ているので、この温度差が残存している間に圧縮機(1
0)を作動状態に復帰させることができる。従って、圧
縮機(10)の停止時間が過度に長くなりすぎて暖房能
力が低下することを回避できる。よって、圧縮機(1
0)の断続制御に際して、電磁クラッチ(11)の寿命
低下等を防止しながら、暖房能力を良好に制御できる。
【0013】上記第2の目的を達成するために、請求項
2に記載の発明では、圧縮機(10)の吐出側を直接、
蒸発器(18)の入口側に接続するホットガスバイパス
通路(20)と、圧縮機(10)の吐出側とホットガス
バイパス通路(20)との連通および圧縮機(10)の
吐出側と凝縮器(14)との連通を切り替える弁手段
(13、21)とを備え、圧縮機(10)の吐出側を弁
手段(13、21)およびホットガスバイパス通路(2
0)を通して蒸発器(18)の入口側に直接接続するこ
とにより、蒸発器(18)をガス冷媒の放熱器として作
用させ、ホットガスバイパスによる暖房モードの運転を
行う冷凍サイクル装置において、暖房モードの運転時に
圧縮機(10)吐出側の高圧圧力を表す物理量が設定値
より高くなったときに、凝縮器(14)側に冷媒が流れ
るように弁手段(13、21)を制御する第1の制御手
段(S200a、S200b)と、蒸発器(18)での
暖房能力を表す物理量が暖房能力のない状態と判断でき
る設定値以下になったときに、弁手段(13、21)を
暖房モードの運転状態に復帰させる第2の制御手段(S
230a)とを備えることを特徴としている。
【0014】これにより、弁手段(13、21)の冷媒
流れ制御によってホットガスバイパス時の暖房能力を良
好に制御できる。従って、圧縮機作動の断続なしで冷媒
通路の切替により暖房能力の制御を行うことができ、圧
縮機トルクの変動を抑制できる。
【0015】請求項3に記載の発明のように、請求項2
において、第1の制御手段(S200a)は、圧縮機
(10)の吐出側とホットガスバイパス通路(20)と
の間および圧縮機(10)の吐出側と凝縮器(14)と
の間がともに開状態となるように弁手段(13、21)
を制御するようにしてもよい。これにより、ホットガス
バイパス通路(20)側と凝縮器(14)側に冷媒を並
列に流す状態を設定して暖房能力の制御を行うことがで
きる。
【0016】請求項4に記載の発明のように、請求項2
において、第1の制御手段(S200b)は、圧縮機
(10)の吐出側とホットガスバイパス通路(20)と
の間が閉状態となり、圧縮機(10)の吐出側と凝縮器
(14)との間が開状態となるように弁手段(13、2
1)を制御するようにしてもよい。これにより、冷房モ
ード時と同じ状態を設定して暖房能力の制御を行うこと
ができる。
【0017】請求項5記載の発明では、高圧圧力を表す
物理量に対する設定値、および暖房能力を表す物理量に
対する設定値の少なくとも一方を、暖房負荷を表す物理
量により補正することを特徴としている。
【0018】これにより、圧縮機(10)の断続制御に
際して、圧縮機(10)の停止時間または作動時間を暖
房負荷に応じて補正することができるので、圧縮機(1
0)の断続制御を暖房負荷に応じてきめ細かく適切に制
御することができる。
【0019】請求項6記載の発明のように、暖房負荷を
表す物理量は具体的には、外気温または暖房対象の室内
温度でよい。
【0020】また、請求項7記載の発明のように、蒸発
器(18)の空気流れ下流側に、主暖房装置を構成する
温水式暖房用熱交換器(24)を配置するものにおい
て、暖房負荷を表す物理量は具体的には、暖房用熱交換
器(24)に循環する温水の水温または暖房用熱交換器
(24)下流の吹出口から室内へ吹き出す空気の吹出温
でもよい。
【0021】また、請求項8記載の発明のように、暖房
能力を表す物理量は具体的には、圧縮機(10)の停止
時におけるサイクル内の冷媒圧力でよい。ここで、サイ
クル内の冷媒圧力として、高圧圧力、低圧圧力のいずれ
も用いることができる。
【0022】そして、請求項9記載の発明では、請求項
1において、暖房能力を表す物理量は圧縮機(10)の
停止時におけるサイクル内の冷媒圧力であり、圧縮機
(10)の停止により冷媒圧力が外気温に対する飽和圧
力近傍まで低下したとき、圧縮機(10)を作動状態に
復帰させることを特徴としている。
【0023】ところで、圧縮機停止状態において、外気
温が低いほど高圧冷媒から外気中への放熱量が増加し
て、高圧圧力の低下が早くなる傾向にあるが、外気温に
対する飽和圧力は外気温の低下とともに低下するから、
請求項9によると、低外気温時には圧縮機(10)の作
動復帰時の冷媒圧力が低くなる。
【0024】その結果、低外気温時にこの作動復帰時の
冷媒圧力が低くなることと、高圧圧力の低下が早くなる
こととを相殺できるので、低外気温時に、圧縮機(1
0)の停止時間が短くなることを防止でき、外気温の変
化にかかわらず、圧縮機(10)の停止時間を略一定に
維持することができる。
【0025】また、請求項10記載の発明のように、暖
房能力を表す物理量は具体的には、蒸発器(18)の温
度であってもよい。
【0026】そして、請求項11記載の発明のように、
請求項1において、暖房能力を表す物理量を蒸発器(1
8)の温度とし、圧縮機(10)の停止により蒸発器
(18)の温度が外気温近傍の温度まで低下したとき、
圧縮機(10)を作動状態に復帰させるようにしてもよ
い。
【0027】次に、請求項12記載の発明では、圧縮機
(10)の吐出側をホットガスバイパス通路(20)を
通して蒸発器(18)の入口側に直接接続することによ
り、蒸発器(18)をガス冷媒の放熱器として作用さ
せ、ホットガスバイパスによる暖房モードの運転を行う
冷凍サイクル装置において、暖房モードの運転時に圧縮
機(10)吐出側の高圧圧力を表す物理量が設定値より
高くなったときに、圧縮機(10)の作動を停止する停
止制御手段(S180,S200)と、圧縮機(10)
の停止状態の時間が設定値を越えたときに、圧縮機(1
0)を作動状態に復帰させる作動復帰制御手段(S21
0b、S230a)とを備えることを特徴としている。
【0028】これにより、作動復帰制御手段による設定
時間だけ、圧縮機(10)を強制的に停止させた後に、
圧縮機(10)を再起動することができ、請求項1と同
様の作用効果を発揮できる。特に、圧縮機(10)の停
止時間を使用条件の変動にかかわらず、一定に維持する
ことを容易に達成できるという利点がある。
【0029】なお、上記各手段に付した括弧内の符号
は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を
示すものである。また、本発明において、停止制御手
段、作動復帰制御手段、および第1、第2の制御手段
は、後述の実施形態ではマイクロコンピュータのソフト
ウエアによる機能実現手段で構成されるものである。
【0030】
【発明の実施の形態】(第1実施形態)図1は車両用空
調装置における冷凍サイクル装置に本発明を適用した第
1実施形態を示している。圧縮機10は、電磁クラッチ
11を介して水冷式の車両エンジン12により駆動され
るもので、例えば、固定容量型の斜板型圧縮機から構成
される。
【0031】圧縮機10の吐出側は冷房用電磁弁(第1
弁手段)13を介して凝縮器14に接続され、この凝縮
器14の出口側は冷媒の気液を分離して液冷媒を溜める
受液器15に接続される。凝縮器14には電動式の冷却
ファン14aにより冷却空気(外気)が送風される。
【0032】そして、受液器15の出口側は温度式膨張
弁(第1減圧装置)16に接続されている。この温度式
膨張弁16の出口側は逆止弁17を介して蒸発器18に
接続されている。蒸発器18の出口側はアキュームレー
タ19を介して圧縮機10の吸入側に接続されている。
温度式膨張弁16は周知のごとく通常の冷凍サイクル運
転時(冷房モード時)に蒸発器18出口冷媒の過熱度が
所定値に維持されるように弁開度(冷媒流量)を調整す
るものである。アキュームレータ19は冷媒の気液を分
離して液冷媒を溜め、ガス冷媒および底部付近の少量の
液冷媒(オイルが溶け込んでいる)を圧縮機10側へ吸
入させる。
【0033】一方、圧縮機10の吐出側と蒸発器18の
入口側との間に、凝縮器14等をバイパスするホットガ
スバイパス通路20が設けてあり、このバイパス通路2
0には暖房用電磁弁(第2弁手段)21および絞り(第
2減圧装置)21aが直列に設けてある。この絞り21
aはオリフィス、キャピラリチューブ等の固定絞りで構
成することができる。
【0034】蒸発器18は車両用空調装置の空調ケース
22内に設置され、電動式の空調用送風機23により送
風される空気(車室内空気または外気)と熱交換するも
ので、冷房モード時には蒸発器18内の冷媒が送風空気
から吸熱して蒸発することにより送風空気を冷却する。
また、暖房モード時には、蒸発器18はホットガスバイ
パス通路20からの高温冷媒ガス(ホットガス)が流入
して空気に放熱するので、放熱器としての役割を果た
す。
【0035】空調ケース22内において、蒸発器18の
空気下流側には車両エンジン12からの温水(エンジン
冷却水)を熱源として送風空気を加熱する温水式の暖房
用熱交換器24が設置されており、この暖房用熱交換器
24の下流側に設けられた吹出口(図示せず)から車室
内へ空調空気を吹き出すようになっている。暖房用熱交
換器24への温水回路には温水流れを制御する温水弁2
5が備えられている。
【0036】なお、暖房モード時には蒸発器18が補助
暖房装置を構成し、温水式の暖房用熱交換器24が主暖
房装置を構成する。
【0037】空調用電子制御装置(以下ECUという)
26は、マイクロコンピュータとその周辺回路から構成
され、予め設定されたプログラムに従って入力信号に対
する演算処理を行って、電磁クラッチ11、両電磁弁1
3、21およびその他の電気機器(14a、23、25
等)の作動を制御する。
【0038】図2はECU26を含む電気制御ブロック
図であり、ECU26には、車室内の内気温を検出する
内気温センサ30、外気温を検出する外気温センサ3
1、車室内への日射量を検出する日射量センサ32、蒸
発器18の温度センサ33、車両エンジン12の水温セ
ンサ34、冷媒圧力センサ35等のセンサ群から検出信
号が入力される。
【0039】ここで、蒸発器18の温度センサ33は、
図1に示すように蒸発器18の吹出直後の部位に配置さ
れ、蒸発器18の吹出空気温度を検出する。また、冷媒
圧力センサ35は、図1に示すように圧縮機10吐出側
に配置され、圧縮機10吐出側の高圧圧力Pdを検出す
る。
【0040】また、車室内計器盤付近に設置される空調
操作パネル40の操作スイッチ群41〜45からの操作
信号がECU26に入力される。この操作スイッチ群と
しては、ホットガスバイパスによる暖房モードの運転信
号を出すホットガススイッチ(補助暖房スイッチ)4
1、空調の吹出モード(フェイス、バイレベル、フッ
ト、デフロスタの各モード)を切り替えるモード切替ス
イッチ42、車室内温度の設定信号を出す温度設定スイ
ッチ43、冷房モードの運転信号を出すエアコンスイッ
チ44、送風機23の風量を切り替える風量切替スイッ
チ45等が備えられている。
【0041】次に、上記構成において本実施形態の作動
を説明する。まず、最初に、冷凍サイクルの作動の概要
を説明する。エアコンスイッチ44が投入され、冷房モ
ードの運転信号が出ると、ECU26により冷房用電磁
弁13が開状態とされ、暖房用電磁弁21が閉状態とさ
れ、更に、電磁クラッチ11が接続状態となり、圧縮機
10が車両エンジン12にて駆動される。
【0042】これにより、圧縮機10の吐出ガス冷媒は
開状態の冷房用電磁弁13を通過して凝縮器14に流入
し、ここで、冷媒が冷却されて凝縮する。そして、凝縮
後の液冷媒は受液器15で気液分離され、液冷媒のみが
温度式膨張弁16で減圧されて、低温低圧の気液2相状
態となる。
【0043】次に、この低圧冷媒は逆止弁17を通過し
て蒸発器18内に流入して送風機23の送風する空調空
気から吸熱して蒸発する。蒸発器18で冷却された空調
空気は車室内へ吹き出して車室内を冷房する。蒸発器1
8で蒸発したガス冷媒はアキュームレータ19を介して
圧縮機10に吸入され、圧縮される。
【0044】一方、冬期において、ホットガススイッチ
41が投入され、暖房モードの運転信号が出ると、EC
U26により冷房用電磁弁13が閉状態とされ、暖房用
電磁弁21が開状態とされ、ホットガスバイパス通路2
0が開通するので、暖房モードが設定される。
【0045】このため、電磁クラッチ11が接続状態と
なり、圧縮機10が車両エンジン12にて駆動される
と、圧縮機10の高温吐出ガス冷媒(過熱ガス冷媒)が
開状態の暖房用電磁弁21を通って絞り21aで減圧さ
れた後、蒸発器18に流入する。このとき、逆止弁17
はホットガスバイパス通路20からのガス冷媒が温度式
膨張弁16側へ流れるのを防止する。
【0046】そして、絞り21aで減圧された後の過熱
ガス冷媒が蒸発器18にて送風空気に放熱して、送風空
気を加熱する。ここで、蒸発器18にてガス冷媒から放
出される熱量は、圧縮機10の圧縮仕事量に相当するも
のである。このとき、エンジン12の温水温度がある程
度上昇しておれば、温水式の暖房用熱交換器24に温水
弁25を介して温水を流すことにより、送風空気を熱交
換器24においてさらに加熱することができ、車室内へ
温風を吹き出すことができる。
【0047】蒸発器18で放熱したガス冷媒はアキュー
ムレータ19を介して圧縮機10に吸入され、圧縮され
る。なお、冬季暖房時には、窓ガラスの曇り止めのため
に通常、外気を導入して空調ケース22内に送風する。
【0048】次に、冬期の低外気温時における、ホット
ガスバイパスによる暖房モード時の能力制御について詳
述する。図3の制御ルーチンは、例えば、車両エンジン
12のイグニッションスイッチ(図示せず)が投入さ
れ、かつ、空調操作パネル40のホットガススイッチ4
1の投入によりスタートし、ステップS100にてフラ
グI=0等の初期化を行う。次に、ステップS110に
て各センサ30〜35および空調操作パネル40の操作
スイッチ41〜45からの信号を読み込む。
【0049】次に、ステップS120にて高圧圧力Pd
のOFF設定値P1を決定する。ここで、OFF設定値
P1とは、電磁クラッチ11を遮断して圧縮機10を停
止する設定値であって、本例では予め設定した固定値例
えば、20kg/cm2Gとする。
【0050】次に、ステップS130にて高圧圧力Pd
のON設定値P2を決定する。ここで、ON設定値P2
とは、圧縮機10の停止後、電磁クラッチ11を接続し
て圧縮機10を作動状態に復帰させる設定値であって、
本例では図4に示す冷媒R134aの飽和線図に基づい
て決定する。すなわち、冷媒R134aの外気温に対す
る飽和圧力P0より若干量(1kg/cm2G程度)高
い圧力となるようにON設定値P2を決定する。従っ
て、ON設定値P2は外気温の低下とともに低下する値
となる。
【0051】次に、ステップS140にて外気温が設定
値(例えば、10°C)以下であるか判定する。外気温
が設定値以下のときは、ステップS150にてエンジン
水温が設定値(例えば、80°C)以下であるか判定す
る。
【0052】このように、外気温およびエンジン水温が
設定値以下のときはホットガスバイパスによる暖房モー
ドを必要とするときであるので、次に、ステップS16
0にて冷房用電磁弁13を閉、暖房用電磁弁21を開の
状態とし、ホットガスバイパスの暖房モードを設定す
る。
【0053】次に、ステップS170にてフラグI=0
か判定する。ホットガススイッチ41の投入後の最初
(1回目)の判定であれば、フラグI=0であるので、
ステップS180に進み、圧縮機10の高圧圧力Pdが
OFF設定値P1(例えば、20kg/cm2 G)以下
であるか判定する。高圧圧力PdがOFF設定値P1以
下であれば、ステップS190に進み、電磁クラッチ1
1を接続(ON)し、圧縮機10を作動させる。
【0054】そして、圧縮機10の作動状態が継続され
て、高圧圧力PdがOFF設定値P1より高くなると、
ステップS180からステップS200に進み、電磁ク
ラッチ11を遮断(OFF)し、圧縮機10を停止させ
るとともに、フラグI=1に更新する。
【0055】これにより、次回のステップS170の判
定はNOとなり、ステップS210に進み、圧縮機10
の高圧圧力PdがON設定値P2(例えば、外気温=−
10°Cの時、2kg/cm2 G)以下であるか判定す
る。高圧圧力PdがON設定値P2より高いときはステ
ップS220に進み、電磁クラッチ11の遮断(OF
F)状態を継続し、圧縮機10の停止状態を継続する。
【0056】そして、圧縮機10の停止状態が継続され
て、高圧圧力PdがON設定値P2以下に低下すると、
ステップS210からステップS230に進み、電磁ク
ラッチ11を接続(ON)し、圧縮機10を作動状態に
復帰させるとともに、フラグI=0に更新する。
【0057】従って、これ以降、ステップS190、S
200、S220、およびS230により、圧縮機10
の作動が断続制御されて、ホットガスバイパスによる暖
房能力が制御される。なお、外気温が設定値(例えば、
10°C)より高いとき、およびエンジン水温が設定値
(例えば、80°C)より高いときは、ホットガスバイ
パスによる暖房の必要がないので、ステップS140ま
たはステップS150からステップS240に進み、冷
房用電磁弁13および暖房用電磁弁21をともに閉の状
態とし、ステップS220に進み、電磁クラッチ11を
遮断(OFF)し、圧縮機10を停止させる。これによ
り、ホットガスバイパスによる暖房モードは自動的に停
止され、圧縮機駆動動力の無駄な消費を防ぐ。
【0058】次に、上述した圧縮機10の断続制御(す
なわち、ホットガスバイパスの暖房能力制御)の技術的
意義を説明する。
【0059】図5は本発明者らによる実験結果を示すグ
ラフであり、圧縮機回転数と、暖房能力Q、圧縮機駆動
動力Lおよび高圧圧力(吐出圧)Pdとの関係を、外気
温をパラメータとして示している。
【0060】図5から理解されようにホットガスバイパ
スによる暖房モードにおいては、外気温が上昇して暖房
負荷が減少するほど、また、圧縮機回転数が上昇して圧
縮機吐出流量が増加するほど、高圧圧力Pdが上昇して
暖房能力Qが増加する。なお、暖房能力Qと圧縮機駆動
動力Lは比例関係にあるから、圧縮機駆動動力Lも圧縮
機回転数および外気温に対して暖房能力Qと同じ関係に
ある。
【0061】ここで、高圧圧力Pdが上昇して暖房能力
Qが上昇することは、圧縮機駆動動力Lの増加によりエ
ンジン負荷が増加して暖房用熱交換器24へ循環するエ
ンジン水温の上昇を早めることができ、望ましいことで
あるが、その反面、駆動動力Lが冷房モード時より上昇
して電磁クラッチ11の耐久寿命に悪影響を及ぼした
り、高圧圧力Pdが冷凍サイクルの耐圧を越えてしまう
場合が生じる。
【0062】そこで、本第1実施形態では高圧圧力Pd
がOFF設定値P1(例えば、20kg/cm2 G)よ
り上昇すると、これを判定して圧縮機10を停止するこ
とにより、高圧圧力PdがOFF設定値P1より上昇す
ることを防止している。このOFF設定値P1を低くす
ることは暖房能力Qの低下を招くので、必要暖房能力の
観点からOFF設定値P1は少なくとも14kg/cm
2 G以上に設定することが実用上好ましい。
【0063】次に、圧縮機10を作動状態に復帰させる
ON設定値P2の決め方について説明する。図6は圧縮
機10の断続制御に伴う高圧圧力Pdおよび低圧圧力P
sの変化を示すもので、外気温=−10°Cにおいて、
図6の下側に示すようにOFF設定値P1=16kg/
cm2 Gとし、ON設定値P2=2kg/cm2 Gとし
て圧縮機10を断続制御した場合の結果を示す。なお、
図6には参考のためにエンジン回転数を示している。
【0064】高圧圧力PdがOFF設定値P1より高く
なって、圧縮機10が停止されると、高圧圧力Pdは図
6に示すように極めて短時間で低圧圧力Ps近傍の値ま
で低下する。これはホットガスバイパスによる暖房モー
ド時のサイクル高圧回路部の容積が冷房モード時より大
幅に減少しており、しかも、外気温=−10°Cという
低温条件下では高圧冷媒から外気中への放熱量が多いか
らである。
【0065】このように、ホットガスバイパスによる暖
房モード時には、圧縮機10停止後に高圧圧力Pdが急
速に低下するという点を考慮して、高圧圧力Pdが暖房
能力のない状態と判断できるレベルに低下するまで圧縮
機10の停止状態を継続し、そして、高圧圧力Pdが暖
房能力のない状態と判断できるレベルに低下すると、始
めて、圧縮機10を作動状態に復帰させるようにしてい
る。
【0066】ここで、高圧圧力Pdが暖房能力のない状
態と判断できるレベルについて具体的に説明すると、高
圧圧力Pdが外気温に対する飽和圧力P0(図4の飽和
線上の圧力)近傍まで低下すると、蒸発器18の冷媒温
度が外気温近傍の温度となるので、蒸発器18の表面温
度と送風空気(外気)との温度差がなくなって、暖房能
力のない状態となる。
【0067】そして、圧縮機10作動時の高圧圧力Pd
と外気温に対する飽和圧力P0との間には大きな圧力差
があり、かつ、高圧圧力Pdが低圧圧力Ps近傍の値ま
で低下した後における高圧圧力Pdの低下は緩慢である
ので、高圧圧力Pdが外気温に対する飽和圧力P0近傍
まで低下するには時間がかかる。
【0068】従って、ON設定値P2を外気温に対する
飽和圧力P0近傍の値(本第1実施形態ではP2はP0
より若干高い圧力)に設定することにより、圧縮機10
の断続制御において圧縮機停止状態を20〜30秒程度
の所定時間継続することができる。これにより、圧縮機
作動の断続周期が極端に短くなることを回避できるの
で、頻繁な断続による電磁クラッチ11の寿命低下を防
止できる。
【0069】また、ON設定値P2を外気温に対する飽
和圧力P0より若干高い圧力に設定することにより、蒸
発器18の持つ熱容量を利用して、蒸発器表面温度と送
風空気(外気)との温度差がある程度残存している間に
圧縮機10を作動状態に復帰させることができる。
【0070】これにより、圧縮機10の停止時間が過度
に長くなりすぎて暖房能力が低下することを回避でき
る。よって、圧縮機10の断続制御に際して、電磁クラ
ッチ11の寿命低下を防止しながら、暖房能力を良好に
制御できる。
【0071】ところで、圧縮機停止状態において、外気
温が低いほど高圧冷媒から外気中への放熱量が増加し
て、高圧圧力Pdの低下が早くなる傾向にあるが、図4
に示すようにON設定値P2は外気温の低下とともに低
下する関係にあるから、低外気温時に圧縮機10の停止
時間が短くなることを防止できる。従って、図4に基づ
くON設定値P2の決定方法により、外気温の変化にか
かわらず、圧縮機10の停止時間を略一定に維持するこ
とができる。
【0072】(第2実施形態)図7は第2実施形態であ
り、図3のステップS120、S130によるOFF設
定値P1およびON設定値P2の決定方法の他の例を示
している。外気温の低温域(外気温≦0°C)では、O
N設定値P2を一定値(例えば2kg/cm2G)に固
定し、これに反し、外気温が0°Cを越えると、ON設
定値P2を外気温に応じて上昇させている。これによ
り、外気温が0°C以上となる場合に、高圧圧力Pdの
低下に時間がかかって、圧縮機停止時間が長くなること
を抑制している。
【0073】また、第2実施形態では、OFF設定値P
1も外気温に応じて変化させるようにしている。すなわ
ち、外気温の上昇により暖房負荷が減少して、必要暖房
能力が減少するので、この点に鑑みてOFF設定値P1
を外気温の上昇(−20°C→0°C)により20kg
/cm2 G→14kg/cm2 Gに低下させている。こ
れにより、暖房負荷に応じた暖房能力を適切に設定でき
るとともに、外気温の上昇により圧縮機駆動動力を低減
して省動力効果を発揮できる。
【0074】(第3実施形態)図8は第3実施形態であ
り、OFF設定値P1をエンジン水温の上昇により低下
させるようにしたものである。これにより、上記第2実
施形態と同様に暖房能力の適切な制御と省動力効果を発
揮できる。
【0075】なお、ON設定値P2は一定値(例えば2
kg/cm2 G)に固定しているので、第3実施形態で
は、図3のステップS140の外気温の判定値を0°C
として、外気温の低温域(外気温≦0°C)においての
みホットガスによる暖房モードを行う。これにより、圧
縮機停止時間が過度に長くなったり、圧縮機作動状態へ
の復帰不能という不具合を回避できる。
【0076】(第4実施形態)図9は第4実施形態であ
り、上記第3実施形態に対する変形であり、ON設定値
P2もエンジン水温により変化させるようにしたもので
ある。
【0077】すなわち、サイクル高圧配管部はエンジン
ルーム内に配置されているので、エンジン水温が上昇す
ると、圧縮機停止状態において高圧冷媒からの放熱量が
減少して、高圧圧力Pdの低下の時間がかかるようにな
る。そこで、この点に鑑みて、第4実施形態では、エン
ジン水温の上昇によりON設定値P2を上昇させること
により、圧縮機停止時間の増加を抑制する。
【0078】(第5実施形態)図10は第5実施形態で
あり、第3実施形態(図8)におけるエンジン水温の代
わりに車室温(内気温)を用い、車室温の上昇によりO
FF設定値P1を低下させるようにしたものである。こ
れにより、車室温の上昇後は暖房能力の抑制と圧縮機駆
動動力を低減して省動力効果を発揮できる。。
【0079】(第6実施形態)図11は第6実施形態で
あり、上記第2実施形態(図7)における外気温および
第4実施形態(図9)におけるエンジン水温の代わりに
車室温(内気温)を用い、車室温の上昇によりOFF設
定値P1を低下させるとともに、ON設定値P2を上昇
させるようにしたものである。
【0080】(第7実施形態)図12は第7実施形態で
あり、上記第3実施形態(図8)におけるエンジン水温
および第5実施形態(図10)における車室温の代わり
に空調ケース22の暖房用熱交換器24下流の吹出口か
ら車室内へ吹き出す空気の吹出温を用い、この車室内へ
の吹出温の上昇によりOFF設定値P1を低下させるよ
うにしたものである。
【0081】(第8実施形態)図13は第8実施形態で
あり、上記第7実施形態において吹出温の上昇によりO
FF設定値P1を低下させるとともに、ON設定値P2
を上昇させるようにしたものである。
【0082】このように、OFF設定値P1およびON
設定値P2は種々な条件に基づいて決定できるものであ
り、上記した外気温、エンジン水温、車室温(内気
温)、および車室内への吹出温は、いずれも暖房負荷と
相関関係があるので、本発明においてはこれらを暖房負
荷を表す物理量と称しており、この暖房負荷を表す物理
量に応じてOFF設定値P1およびON設定値P2を補
正することにより、圧縮機10の断続による暖房能力制
御を良好に行うことができる。
【0083】なお、暖房負荷を表す物理量として、その
他に、蒸発器18への風量を用いることもでき、この風
量の減少(暖房負荷の減少)により例えば、OFF設定
値P1を低下させるようにしてもよい。
【0084】(第9実施形態)図14は第9実施形態で
あり、上記第第1〜第8実施形態ではいずれも圧縮機1
0の停止により、高圧圧力PdがON設定値P2まで低
下したことを判定して、圧縮機10を作動状態に復帰さ
せているが、第9実施形態では蒸発器18の温度Teの
低下を判定して、圧縮機10を作動状態に復帰させるも
のである。
【0085】すなわち、ホットガスバイパスによる暖房
モード時の暖房能力は、蒸発器18の温度Teと送風空
気(外気)との温度差に比例するから、蒸発器18の温
度Teは暖房能力に直接相関のある物理量と言うことが
できる。従って、蒸発器18の温度Teの低下を判定し
て、圧縮機10を作動状態に復帰させるようにしてもよ
い。
【0086】図14において、ステップ130aは図3
のステップ130に対応しており、蒸発器18の温度T
eのON設定値TEOを決定する。このON設定値TE
Oも暖房能力のない状態と判断できる設定値であって、
本例では0°Cとしている。
【0087】そして、ステップ210aは図3のステッ
プ210に対応しており、蒸発器温度センサ33により
検出される実際の蒸発器温度TeがON設定値TEO以
下であるか判定して、YESのときはステップ230に
進み、圧縮機10を作動状態に復帰させる。その他の点
は図3と同じ作動を行う。
【0088】なお、第9実施形態における蒸発器温度T
eは、蒸発器18の吹出空気温度に限らず、蒸発器18
のフィン表面温度、蒸発器18の冷媒配管表面温度等を
検出してもよい。
【0089】また、第9実施形態では、蒸発器温度Te
のON設定値TEOを外気温近傍の一定値(0°C)に
固定しているが、このON設定値TEOを外気温等の暖
房負荷を表す物理量の上昇、下降に応じて上昇、下降す
るように補正してもよい。
【0090】(第10実施形態)図15は第10実施形
態であり、上記第9実施形態では、圧縮機10の停止後
に蒸発器温度TeがON設定値TEOまで低下したこと
を判定して圧縮機10を作動状態に復帰させているが、
第10実施形態では圧縮機10の停止時間を判定して、
圧縮機10の停止時間が設定時間になると、圧縮機10
を作動状態に復帰するようにしている。
【0091】第10実施形態によると、図15のステッ
プS100aにてタイマー時間t=0に初期化し、そし
て、ステップS200aにて圧縮機10を停止すると、
タイマーをスタートさせ、タイマー時間tのカウントを
開始する。ステップS210bにてタイマー時間tが設
定時間t0(本例では30秒)以上になったか判定し、
タイマー時間tが設定時間t0を越えない間は、ステッ
プS220に進み、圧縮機10の停止状態を継続する。
【0092】そして、タイマー時間tが設定時間t0を
越えると、ステップS230aに進み、圧縮機10を作
動状態に復帰させるとともに、フラグI=0、タイマー
時間t=0に更新する。その他の点は、図3および図1
4と同じである。
【0093】もちろん、第10実施形態においても、設
定時間t0を一定値に固定せずに、必要に応じて外気温
等の暖房負荷を表す物理量の上下に応じて設定時間t0
を増減するように補正してもよい。
【0094】(第11実施形態)まず、最初に第11実
施形態の課題について説明する。
【0095】上記第1〜第10実施形態では、いずれも
圧縮機10の作動の断続制御によりホットガスバイパス
の暖房能力を制御しているが、ホットガスバイパスによ
る暖房モード時に圧縮機10のトルクが圧縮機停止時点
では2kgm程度の高レベルの値に達してしまう。
【0096】このことを図16により具体的に説明する
と、図16は、第1実施形態のように、高圧圧力Pdが
OFF設定値P1(20kg/cm2 G)より高くなる
と、圧縮機10を停止させ、一方、圧縮機10の停止に
より高圧圧力PdがON設定値P2(2kg/cm
2 G)より低くなると、圧縮機10を作動状態に復帰さ
せる断続制御を行った場合を示すもので、圧縮機10の
駆動トルク、高圧圧力および蒸発器18の吹出空気温の
挙動を示している。図16の実験条件は、外気温=−5
℃、送風機23の風量=150m3/h、圧縮機10の
回転数=1500rpm、圧縮機10の容量=170c
cである。
【0097】図16に示すように、圧縮機10の駆動ト
ルクは停止時点では2kgmを越えるレベルまで上昇す
る。ここで、駆動トルクの最大値(2kgm強)は、真
夏のクールダウン時(冷房起動直後の過渡時)における
圧縮機トルクに相当する高いレベルである。冷房モード
のクールダウン時には圧縮機10は作動状態を継続する
ので、駆動トルクの高レベル状態で圧縮機10の作動を
断続させることはない。
【0098】そして、冷房モードの定常状態に移行する
と、冷房能力制御のために、圧縮機10の作動を断続す
る。例えば、蒸発器18の吹出空気温が3℃以下で圧縮
機10をOFF、蒸発器18の吹出空気温が4℃以上
で、圧縮機10をONさせる。この冷房モードの定常状
態では冷房負荷の低下により圧縮機10の駆動トルクが
1kgm程度に低下しているので、圧縮機10の作動断
続によるショック発生等の車両ドライバビリティへの影
響が比較的小さい。
【0099】しかるに、ホットガスバイパスによる暖房
モード時には、能力制御に伴って冷房モードの定常時の
略2倍のトルク変動を生じることになるので、圧縮機1
0の作動断続によるショック発生等の車両ドライバビリ
ティへの悪影響が大きいことが分かった。
【0100】そこで、上記点に鑑み、第11実施形態に
おいてはホットガスバイパスによる暖房能力を、圧縮機
作動の断続なしで冷媒通路の切替(具体的には、冷房用
電磁弁13と暖房用電磁弁21の切替)により良好に制
御できるようにするものである。
【0101】第11実施形態の構成は図1、2と同じで
よいので、説明を省略し、図17のフローチャートによ
り第11実施形態による暖房モード時の制御を具体的に
説明する。なお、図17のフローチャートは第9実施形
態の図14と類似しているので、その相違点を主に説明
すると、ステップS130aの次にステップS160を
設けて、冷房用電磁弁13を閉、暖房用電磁弁21を開
の状態とし、ホットガスバイパスの暖房モードを設定す
る。
【0102】そして、図14のステップS200では電
磁クラッチ11を遮断(OFF)状態にして、圧縮機1
0を停止させているが、第11実施形態ではこのステッ
プS200に対応するステップS200aにて冷房用電
磁弁13と暖房用電磁弁21をともに開弁するだけで、
圧縮機10を停止させない。つまり、第11実施形態で
は、高圧圧力PdがOFF設定値P1(例えば、20k
g/cm2 G)より高くなると、ステップS180から
ステップS200aに進み、両電磁弁13、21をとも
に開弁する。
【0103】この結果、圧縮機10の吐出冷媒が主に冷
房用電磁弁13を通過して凝縮器14側に流れ、この凝
縮器14において圧縮機10の吐出冷媒が低温外気によ
り十分冷却されるので、圧縮機10が作動状態のままで
も高圧圧力Pdが大幅に低下する。
【0104】そして、両電磁弁13、21の開弁状態が
継続されて高圧圧力Pdが低下するとともに低圧圧力が
低下し、これにより、蒸発器18の吹出温度TeがON
設定値TEO(例えば、0℃)まで低下すると、ステッ
プS210aからステップS230aに進み、冷房用電
磁弁13を再び閉状態に復帰させる。この結果、圧縮機
10の吐出冷媒の全量が再び暖房用電磁弁21、ホット
ガスバイパス通路20を通過して蒸発器18に直接流入
する。
【0105】これにより、高圧圧力Pdが再び上昇する
とともに、蒸発器18に過熱ガス冷媒が流入するので、
蒸発器18の吹出温度Teが上昇する。このように、第
11実施形態によると、冷房用電磁弁13:閉、暖房用
電磁弁21;開とする暖房作動状態と、両電磁弁13、
21をともに開弁させる暖房抑制状態とを交互に繰り返
すことにより、暖房能力を制御できる。
【0106】この結果、圧縮機10は作動状態のままで
よく、圧縮機10の作動を断続する必要がないので、圧
縮機10の駆動トルクの変動幅が図18に示すように略
1kgmとなり、図16の場合より半減することがで
き、車両ドライバビリティへの悪影響を小さくして、車
両ドライバビリティを改善できる。
【0107】なお、図18の実験条件は図16と同じで
あり、そして、冷房用電磁弁13を開閉する条件は第1
1実施形態の上記条件と同じである。
【0108】第11実施形態によると、両電磁弁13、
21をともに開弁させる暖房抑制状態では、圧縮機10
が作動状態のままであるから、高圧圧力Pdの低下に伴
って、低圧圧力Psが図16の場合より一層低下するこ
とになる。そのため、蒸発器18の吹出温度TeがON
設定値TEOまで低下して暖房作動状態を再開しても、
その再開後に高圧圧力PdがOFF設定値P1まで上昇
するのに要する時間が図18に示すように長くなる。従
って、第11実施形態では高圧圧力Pdの上下動の周期
が図16の場合より長くなる。
【0109】なお、第11実施形態によると、圧縮機1
0の駆動トルクの変動幅が減少する反面、暖房抑制状態
における低圧圧力Psの低下によって蒸発器吹出温度T
eの低下度合いが図18に示すように拡大され、蒸発器
吹出温度Teの変動幅が図16の場合より拡大すること
になる。しかし、送風空気は蒸発器18の下流側で温水
式暖房用熱交換器24を通過して加熱されるので、送風
空気の温度変動幅が5℃程度に縮小される。しかも、暖
房モード時にはフット吹出口から乗員足元部に向けて空
気が吹き出されるので、乗員によって吹出温度の変動が
元来察知されにくい。そのため、蒸発器吹出温度Teの
変動幅の拡大は実用上問題とならない。
【0110】図19は両電磁弁13、21をともに開弁
させる暖房抑制状態において、図18の高圧圧力Pdお
よび蒸発器吹出温度Teが最も低下した時点におけるモ
リエル線図で、図中、a点は図1の温度式膨張弁16出
口部の冷媒状態を示し、b点は図1の絞り21a出口部
の冷媒状態を示している。
【0111】そして、蒸発器18の入口部の冷媒は、a
点の冷房側通路からの冷媒と、b点のホットガスバイパ
ス側冷媒とが混合して、c点の状態すなわち、気液2相
状態となる。従って、蒸発器18にて気液2相状態の冷
媒が送風空気から吸熱して蒸発する。d点はアキューム
レータ19の冷媒状態、e点は圧縮機10吐出側の冷媒
状態、f点は受液器15出口部の冷媒状態をそれぞれ示
している。ホットガスバイパスによる暖房モード時に
は、凝縮器14および受液器15側の冷媒が蒸発器18
およびアキュームレータ19側に移動しているので、受
液器15出口部の冷媒が図19に示すように気液2相状
態となる。
【0112】(第12実施形態)図20は第12実施形
態であり、上記第11実施形態の一部を変形したもので
ある。第11実施形態では、高圧圧力PdがOFF設定
値P1より高くなると、ステップS180からステップ
S200aに進み、両電磁弁13、21をともに開弁し
て暖房抑制状態としているが、第12実施形態ではステ
ップS180からステップS200bに進み、冷房用電
磁弁13を開弁するとともに、暖房用電磁弁21を閉弁
して暖房抑制状態としている。つまり、暖房抑制状態で
は両電磁弁13、21を冷房モードと同じ状態にする。
【0113】従って、第12実施形態によると、暖房抑
制状態では、蒸発器吹出温度Teの低下度合いが第11
実施形態より一層早くなるため、高圧圧力Pdの上下動
の周期が第11実施形態より短時間となる。
【0114】(他の実施形態) 第1〜第8実施形態では、圧縮機10の停止後に、高
圧圧力PdがON設定値P2まで低下したことを判定し
て、圧縮機10を作動状態に復帰させているが、図6に
示すように低圧圧力Psは圧縮機10の停止により一旦
上昇した後、高圧圧力Pdと同様に外気温に対する飽和
圧力P0に向かって低下していくので、低圧圧力Psが
所定値(すなわち、低圧圧力PsのON設定値)まで低
下したことを判定して、圧縮機10を作動状態に復帰さ
せるようにしてもよい。
【0115】高圧圧力Pdおよび低圧圧力Psは、そ
れぞれ、高圧冷媒温度および低圧冷媒温度と相関関係が
あるので、高圧冷媒温度および低圧冷媒温度を高圧圧力
Pdおよび低圧圧力Psを表す物理量として高圧冷媒温
度および低圧冷媒温度を検出してもよい。
【0116】図1の冷凍サイクルでは、冷房モード時
において、受液器15と温度式膨張弁16とを組み合わ
せた回路構成としているが、受液器15を廃止して、温
度式膨張弁16の代わりに固定絞りを用いる回路構成と
してもよい。
【0117】図1の冷凍サイクルにおいて、冷房、暖
房用の2つの電磁弁13、21を複数通路の切替機能を
一体化した1つの弁装置に置換することも可能である。
【0118】図2では、ホットガススイッチ41とし
て、乗員より手動操作される専用スイッチを空調制御パ
ネル40に備える場合について説明したが、このような
手動操作の専用スイッチ41を設けずに、他のスイッチ
手段に置換することも可能である。例えば、車両エンジ
ン12のアイドルアップを行う暖機用手動スイッチが車
両側に備えられている場合は、このエンジン暖機用手動
スイッチの投入に連動して、ホットガスバイパスによる
暖房モードを起動するようにしてもよい。
【0119】さらに、エンジン用電子制御装置(図示
せず)により車両エンジン12の暖機の必要条件を判定
して、車両エンジン12の暖機を自動的に行うようにな
っている車両においては、エンジン用電子制御装置にお
ける暖機信号に基づいてホットガスバイパスによる暖房
モードを自動的に起動するようにしてもよい。
【0120】第11、第12実施形態では、電磁弁1
3、21の暖房抑制状態において、蒸発器温度TeがO
N設定値TEOまで低下したことを判定して、電磁弁1
3、21を暖房モード状態に復帰させているが、蒸発器
温度Teの代わりに、サイクルの冷媒圧力の低下等を判
定して電磁弁13、21を暖房モード状態に復帰させて
もよい。
【0121】また、第10実施形態(図15)と同様の
考え方を第11、第12実施形態に適用し、暖房抑制状
態の時間を判定して、暖房抑制状態の時間が設定時間に
なると、電磁弁13、20を暖房モード状態に復帰させ
てもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の全体構成を示すシステ
ム構成図である。
【図2】第1実施形態の電気制御ブロック図である。
【図3】第1実施形態の暖房モード時の制御を示すフロ
ーチャートである。
【図4】第1実施形態のON設定値の決定方法を示す冷
媒飽和線図である。
【図5】暖房能力と外気温等との関係を示すグラフであ
る。
【図6】圧縮機の断続制御によるサイクル高圧圧力、低
圧圧力の挙動を示すグラフである。
【図7】第2実施形態によるON設定値およびOFF設
定値の特性図である。
【図8】第3実施形態によるON設定値およびOFF設
定値の特性図である。
【図9】第4実施形態によるON設定値およびOFF設
定値の特性図である。
【図10】第5実施形態によるON設定値およびOFF
設定値の特性図である。
【図11】第6実施形態によるON設定値およびOFF
設定値の特性図である。
【図12】第7実施形態によるON設定値およびOFF
設定値の特性図である。
【図13】第8実施形態によるON設定値およびOFF
設定値の特性図である。
【図14】第9実施形態の暖房モード時の制御を示すフ
ローチャートである。
【図15】第10実施形態の暖房モード時の制御を示す
フローチャートである。
【図16】第1実施形態の暖房モード時の作動特性図
で、第11実施形態の課題を説明するための図である。
【図17】第11実施形態の暖房モード時の制御を示す
フローチャートである。
【図18】第11実施形態の暖房モード時の作動特性図
である。
【図19】第11実施形態の暖房モード時の作動説明用
のモリエル線図である。
【図20】第12実施形態の暖房モード時の制御を示す
フローチャートである。
【符号の説明】
10…圧縮機、13、21…第1、第2電磁弁(弁手
段)、14…凝縮器、16…温度式膨張弁(第1減圧装
置)、18…蒸発器、20…ホットガスバイパス通路、
21a…絞り(第2減圧装置)、24…温水式暖房用熱
交換器、26…空調用電子制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−117707(JP,A) 特開 平7−198220(JP,A) 特開 平7−19630(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60H 1/22 651 F25B 1/00 101 B60H 1/22 B60H 1/03

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷媒を圧縮し、吐出する圧縮機(10)
    と、 この圧縮機(10)の吐出ガス冷媒を凝縮する凝縮器
    (14)と、 この凝縮器(14)で凝縮した冷媒を減圧させる第1減
    圧装置(16)と、 この第1減圧装置(16)で減圧された冷媒を蒸発させ
    る蒸発器(18)と、 前記圧縮機(10)の吐出側を直接、前記蒸発器(1
    8)の入口側に接続するホットガスバイパス通路(2
    0)と、 このホットガスバイパス通路(20)に設けられ、前記
    圧縮機(10)の吐出ガス冷媒を減圧する第2減圧装置
    (21a)とを備え、 前記圧縮機(10)の吐出側を前記ホットガスバイパス
    通路(20)を通して前記蒸発器(18)の入口側に直
    接接続することにより、前記蒸発器(18)をガス冷媒
    の放熱器として作用させ、ホットガスバイパスによる暖
    房モードの運転を行う冷凍サイクル装置において、 前記暖房モードの運転時に前記圧縮機(10)吐出側の
    高圧圧力を表す物理量が設定値より高くなったときに、
    前記圧縮機(10)の作動を停止する停止制御手段(S
    180,S200)と、 前記圧縮機(10)の停止状態において、前記蒸発器
    (18)での暖房能力を表す物理量が暖房能力のない状
    態と判断できる設定値以下になったときに、前記圧縮機
    (10)を作動状態に復帰させる作動復帰制御手段(S
    210、S210a、S230)とを備えることを特徴
    とする冷凍サイクル装置。
  2. 【請求項2】 冷媒を圧縮し、吐出する圧縮機(10)
    と、 この圧縮機(10)の吐出ガス冷媒を凝縮する凝縮器
    (14)と、 この凝縮器(14)で凝縮した冷媒を減圧させる第1減
    圧装置(16)と、 この第1減圧装置(16)で減圧された冷媒を蒸発させ
    る蒸発器(18)と、 前記圧縮機(10)の吐出側を直接、前記蒸発器(1
    8)の入口側に接続するホットガスバイパス通路(2
    0)と、 このホットガスバイパス通路(20)に設けられ、前記
    圧縮機(10)の吐出ガス冷媒を減圧する第2減圧装置
    (21a)と、 前記圧縮機(10)の吐出側と前記ホットガスバイパス
    通路(20)との連通および前記圧縮機(10)の吐出
    側と前記凝縮器(14)との連通を切り替える弁手段
    (13、21)とを備え、 前記圧縮機(10)の吐出側を前記弁手段(13、2
    1)および前記ホットガスバイパス通路(20)を通し
    て前記蒸発器(18)の入口側に直接接続することによ
    り、前記蒸発器(18)をガス冷媒の放熱器として作用
    させ、ホットガスバイパスによる暖房モードの運転を行
    う冷凍サイクル装置において、 前記暖房モードの運転時に前記圧縮機(10)吐出側の
    高圧圧力を表す物理量が設定値より高くなったときに、
    前記凝縮器(14)側に冷媒が流れるように前記弁手段
    (13、21)を制御する第1の制御手段(S200
    a、S200b)と、 前記蒸発器(18)での暖房能力を表す物理量が暖房能
    力のない状態と判断できる設定値以下になったときに、
    前記弁手段(13、21)を前記暖房モードの運転状態
    に復帰させる第2の制御手段(S230a)とを備える
    ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
  3. 【請求項3】 前記第1の制御手段(S200a)は、
    前記圧縮機(10)の吐出側と前記ホットガスバイパス
    通路(20)との間および前記圧縮機(10)の吐出側
    と前記凝縮器(14)との間がともに開状態となるよう
    に前記弁手段(13、21)を制御することを特徴とす
    る請求項2に記載の冷凍サイクル装置。
  4. 【請求項4】 前記第1の制御手段(S200b)は、
    前記圧縮機(10)の吐出側と前記ホットガスバイパス
    通路(20)との間が閉状態となり、前記圧縮機(1
    0)の吐出側と前記凝縮器(14)との間が開状態とな
    るように前記弁手段(13、21)を制御することを特
    徴とする請求項2に記載の冷凍サイクル装置。
  5. 【請求項5】 前記高圧圧力を表す物理量に対する前記
    設定値、および前記暖房能力を表す物理量に対する前記
    設定値の少なくとも一方を、暖房負荷を表す物理量によ
    り補正することを特徴とする請求項1ないし4のいずれ
    か1つに記載の冷凍サイクル装置。
  6. 【請求項6】 前記暖房負荷を表す物理量は、外気温ま
    たは暖房対象の室内温度であることを特徴とする請求項
    5に記載の冷凍サイクル装置。
  7. 【請求項7】 前記蒸発器(18)の空気流れ下流側
    に、主暖房装置を構成する温水式暖房用熱交換器(2
    4)が配置されており、 前記暖房負荷を表す物理量は、前記暖房用熱交換器(2
    4)に循環する温水の水温または前記暖房用熱交換器
    (24)下流の吹出口から室内へ吹き出す空気の吹出温
    であることを特徴とする請求項5に記載の冷凍サイクル
    装置。
  8. 【請求項8】 前記暖房能力を表す物理量は、前記圧縮
    機(10)の停止時におけるサイクル内の冷媒圧力であ
    ることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに
    記載の冷凍サイクル装置。
  9. 【請求項9】 前記暖房能力を表す物理量は、前記圧縮
    機(10)の停止時におけるサイクル内の冷媒圧力であ
    り、 前記圧縮機(10)の停止により前記冷媒圧力が外気温
    に対する飽和圧力近傍まで低下したとき、前記圧縮機
    (10)を作動状態に復帰させることを特徴とする請求
    項1に記載の冷凍サイクル装置。
  10. 【請求項10】 前記暖房能力を表す物理量は前記蒸発
    器(18)の温度であることを特徴とする請求項1ない
    し7のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。
  11. 【請求項11】 前記暖房能力を表す物理量は前記蒸発
    器(18)の温度であり、 前記圧縮機(10)の停止により前記蒸発器(18)の
    温度が外気温近傍の温度まで低下したとき、前記圧縮機
    (10)を作動状態に復帰させることを特徴とする請求
    項1に記載の冷凍サイクル装置。
  12. 【請求項12】 冷媒を圧縮し、吐出する圧縮機(1
    0)と、 この圧縮機(10)の吐出ガス冷媒を凝縮する凝縮器
    (14)と、 この凝縮器(14)で凝縮した冷媒を減圧させる第1減
    圧装置(16)と、 この第1減圧装置(16)で減圧された冷媒を蒸発させ
    る蒸発器(18)と、 前記圧縮機(10)の吐出側を直接、前記蒸発器(1
    8)の入口側に接続するホットガスバイパス通路(2
    0)と、 このホットガスバイパス通路(20)に設けられ、前記
    圧縮機(10)の吐出ガス冷媒を減圧する第2減圧装置
    (21a)とを備え、 前記圧縮機(10)の吐出側を前記ホットガスバイパス
    通路(20)を通して前記蒸発器(18)の入口側に直
    接接続することにより、前記蒸発器(18)をガス冷媒
    の放熱器として作用させ、ホットガスバイパスによる暖
    房モードの運転を行う冷凍サイクル装置において、 前記暖房モードの運転時に前記圧縮機(10)吐出側の
    高圧圧力を表す物理量が設定値より高くなったときに、
    前記圧縮機(10)の作動を停止する停止制御手段(S
    180,S200)と、 前記圧縮機(10)の停止状態の時間が設定値を越えた
    ときに、前記圧縮機(10)を作動状態に復帰させる作
    動復帰制御手段(S210b、S230a)とを備える
    ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
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