JPH11157327A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

冷凍サイクル装置

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JPH11157327A
JPH11157327A JP9326632A JP32663297A JPH11157327A JP H11157327 A JPH11157327 A JP H11157327A JP 9326632 A JP9326632 A JP 9326632A JP 32663297 A JP32663297 A JP 32663297A JP H11157327 A JPH11157327 A JP H11157327A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 サイクル高圧の上昇しやすい条件下におい
て、圧縮機回転数の引き下げやサイクル停止を未然に防
止できるようにする。 【解決手段】 ガスインジェクションポート２２ｃを有
する圧縮機２２、暖房用室内熱交換器１２、電気的に開
度が調節される高圧側の電気式膨張弁２６、気液分離器
２５、低圧側の温度式膨張弁２７、および室外熱交換器
２４を備えるガスインジェクション式の冷凍サイクル装
置において、暖房時に、冷凍サイクル２１の高圧の圧力
変化率ΔＳＰを算出して、この圧力変化率ΔＳＰが第１
所定値以上に上昇すると、電気式膨張弁２６の開度を減
少側に制御する。これによると、圧力変化率ΔＳＰの算
出により、高圧の急上昇時に従来技術より早めに電気式
膨張弁２６の開度の減少側への制御を開始できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスインジョクシ
ョンサイクルを有する冷凍サイクル装置に関し、特に、
寒冷地向け電気自動車の空調用ヒートポンプシステムと
して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、特開平９−８６１４９号公報で
は、電気自動車等の暖房熱源（温水）の得られない車両
用空調装置において、暖房性能を向上させる手段とし
て、ガスインジョクションサイクルを有するヒートポン
プシステムが提案されている。この従来技術では、低外
気温時に大きな暖房能力を発揮するために、高圧冷媒を
中間圧までに減圧する高圧側電気膨張弁（第１減圧手
段）の開度を暖房能力不足時には開けて、中間圧を上昇
させることにより、電動圧縮機へのガスインジョクショ
ン量を増加させる。これにより、電動圧縮機の圧縮仕事
量を増加させ、暖房用室内熱交換器（凝縮器）での冷媒
放熱量を増加させるようにしている。
【０００３】そして、電動圧縮機の回転数制御用インバ
ータの電流センサの検出値が所定値まで上昇すると、高
圧側電気膨張弁の開度を減少させるという膨張弁制御を
行って、インバータの過負荷防止を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術による膨張弁制御では、暖房時において、室内への送
風量が少ない場合や室内温度が高い場合のように、サイ
クルの高圧が上昇しやすい条件下では、高圧の急上昇に
より圧縮機トルクが上昇するので、インバータの電流値
が所定値以上に上昇したことを検出してから高圧側電気
膨張弁の開度を減少させても、インバータの使用限界を
越えてしまい、インバータの保護制御機能が働いて、圧
縮機回転数の引き下げや圧縮機（サイクル）停止が生じ
ることがあった。
【０００５】従来技術において、高圧の急上昇により圧
縮機（サイクル）停止が生じる理由をより詳細に説明す
ると、図２３の縦軸は電動圧縮機の回転数制御用インバ
ータの出力電流（インバータ線電流）およびサイクル高
圧であり、暖房時において、室内への送風量が少ない場
合や室内温度が高い場合、あるいは外気吸入モードから
内気吸入モードへの切替時のように、サイクルの高圧が
上昇しやすい条件下では、高圧の急上昇により圧縮機ト
ルクが上昇するので、図２３に示すようにインバータ電
流の上昇スピードが速い。
【０００６】そのため、図２３に示す時刻ｔ1 で、イン
バータ電流が第１判定電流値ｇを越えたことを検出して
から、高圧側電気膨張弁を閉じ始めても、サイクルの挙
動はこの膨張弁開度の減少には直ぐ追従できないので、
高圧の上昇は直ぐには抑制できず、時刻ｔ1 から時刻ｔ
2 までの若干の時間の間は、高圧が上昇し続ける（図２
３（ａ）参照）。
【０００７】そのため、この時刻ｔ1 〜時刻ｔ2 までの
間にインバータ電流も上昇し続け、インバータ保護制御
の領域の第２、第３判定電流値ｈ、ｉを越えてしまう場
合が生じる。ここで、インバータ電流が第２判定電流値
ｈを越えると、圧縮機回転数を強制的に引き下げる制御
が行われ、また、インバータ電流が第３判定電流値ｉを
越えると、圧縮機は強制的に停止される。
【０００８】このような圧縮機回転数の引き下げや圧縮
機（サイクル）停止が発生することにより、暖房吹出空
気温度の低下を生じ、暖房フィーリングを著しく悪化さ
せることになる。そこで、本発明は上記点に鑑み、サイ
クル高圧の上昇しやすい条件下においても、圧縮機回転
数の引き下げやサイクル停止を未然に防止できるように
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１〜７記載の発明では、ガスインジェクショ
ンポート（２２ｃ）を有する圧縮機（２２）、暖房時に
凝縮作用を果たす室内熱交換器（１２）、電気的に開度
が調節される第１減圧手段（２６）、気液分離器（２
５）、第２減圧手段（２７）、および暖房時に蒸発作用
を果たす室外熱交換器（２４）を備えるガスインジェク
ション式の冷凍サイクル装置において、暖房時に、冷凍
サイクル（２１）の高圧に関連する情報に基づいて圧力
変化率（ΔＳＰ）を算出して、この圧力変化率（ΔＳ
Ｐ）が第１所定値（ｋ）以上に上昇すると、第１減圧手
段（２６）の開度を閉弁側に制御することを特徴として
いる。
【００１０】これによると、圧力変化率（ΔＳＰ）の算
出により、高圧の急上昇時に従来技術より早めに第１減
圧手段（２６）の開度の減少側への制御を開始できる。
そのため、圧縮機回転数の引き下げやサイクル停止とい
う事態を招くレベルまで、高圧が上昇するのを未然に防
止でき、暖房フィーリングの悪化を回避できる。なお、
上記第１減圧手段（２６）の開度を閉弁側に制御する制
御手段は、具体的には、図１６のフローチャートにおけ
るステップ５８０、５８５により構成することができ
る。
【００１１】また、請求項２記載の発明では、請求項１
において、前記圧力変化率（ΔＳＰ）が第１所定値
（ｋ）と、これより小さい第２所定値（ｊ）との間であ
るときは、第１減圧手段（２６）の開度を固定すること
を特徴としている。これによると、第１減圧手段（２
６）の開度を強制的に固定することによって、高圧を安
定的に増加させ、開度増加による高圧の急上昇を抑制で
きる。
【００１２】なお、上記の第１減圧手段（２６）の開度
を固定する制御手段は、具体的には、図１６のフローチ
ャートにおけるステップ６００、６０５により構成する
ことができる。また、請求項３記載の発明では、請求項
２において、前記圧力変化率（ΔＳＰ）が第２所定値
（ｊ）よりさらに小さい領域にあるときは、室内熱交換
器（１２）における暖房能力に関係する情報に基づい
て、室内熱交換器（１２）における暖房能力が所定能力
となるように第１減圧手段（２６）の開度をフィードバ
ック制御することを特徴としている。
【００１３】これによると、第１減圧手段（２６）の開
度を暖房能力に関係する情報に基づいてフィードバック
制御することにより、必要な暖房能力を確保できる。な
お、上記の第１減圧手段（２６）の開度をフィードバッ
ク制御する制御手段は、具体的には、図１６のフローチ
ャートにおけるステップ６００、６１０により構成する
ことができる。
【００１４】また、請求項４記載の発明では、請求項３
において、使用者の設定温度に応じて算出された目標高
圧圧力（ＰＣＯ）と、冷凍サイクル（２１）の高圧（Ｓ
Ｐ）との偏差（ＰＯ）を算出し、この偏差（ＰＯ）を、
室内熱交換器（１２）における暖房能力に関係する情報
として用い、この偏差（ＰＯ）の増加に応じて第１減圧
手段（２６）の開度を増加させることを特徴としてい
る。
【００１５】このように、目標高圧圧力（ＰＣＯ）と、
実際のサイクル高圧との偏差（ＰＯ）に応じて第１減圧
手段（２６）の開度制御を行うことにより、暖房能力制
御を的確に行うことができる。また、請求項５記載の発
明のように、圧縮機（２２）の負荷を検出する圧縮機負
荷検出手段（４８）を備え、圧縮機（２２）の負荷が第
１所定値（ｇ）を越えると、第１減圧手段（２６）の開
度を閉弁側に制御する冷凍サイクル装置、あるいは、請
求項６記載の発明のように、圧縮機（２２）の負荷が第
１所定値（ｇ）より大きい第２所定値（ｈ）を越える
と、圧縮機（２２）の回転数を引き下げる冷凍サイクル
装置、あるいは、請求項７記載の発明のように、圧縮機
（２２）の負荷が第２所定値（ｇ）より大きい第３所定
値（ｉ）を越えると、圧縮機（２２）を停止させる冷凍
サイクル装置によれば、圧縮機（２２）の過負荷防止の
制御を行うことができる。
【００１６】本発明はこのような圧縮機（２２）の過負
荷防止の制御を行う冷凍サイクル装置において、特に、
効果的に実施できるものである。なお、上記のごとき圧
縮機（２２）の過負荷防止の制御を行う制御手段は、具
体的には、図１６のフローチャートにおけるステップ５
６０、５６５により構成することができる。
【００１７】また、請求項８記載の発明のように、圧縮
機（２２）を、電動モータによって駆動される電動式の
圧縮機（２２）として、この電動式の圧縮機（２２）の
回転数を調整するインバータ（３０）と、このインバー
タ（３０）の電流を検出する電流センサ（４８）とを備
え、この電流センサ（４８）にて圧縮機負荷検出手段
（４８）を構成することができる。
【００１８】なお、上記各手段の括弧内の符号は、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。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図１は本発明を電気自動車用空調装
置に適用した一実施形態の全体構成を示しており、この
図１の全体構成は前述の特開平９−８６１４９号公報と
同じである。空調ユニット１は電気自動車の車室内に設
置されるもので，その空調ダクト２は、車室内に空調空
気を導く空気通路を構成するものである。この空調ダク
ト２の一端側に内外気を吸入する吸入口３、４、５が設
けられている。このうち、内気吸入口４と外気吸入口５
は、内外気切換ドア６により選択的に開閉され、この内
外気切換ドア６は図示しないサーボモータによって駆動
される。
【００２０】また、空調ダクト２内には、上記吸入口３
〜５に隣接して、空調ダクト２内に空気流を発生する送
風機７が設置されている。この送風機７は、ファンモー
タ７ａと、このファンモータ７ａにより駆動される遠心
ファン７ｂ、７ｂとから構成されている。一方、空調ダ
クト２の他端側には、車室内乗員の足元部に向かって空
調空気を吹き出すフット吹出口８、車室内乗員の上半身
に向かって空調空気を吹き出すフェイス吹出口９、およ
び車両フロントガラスの内面に向かって空調空気を吹き
出すデフロスタ吹出口１０が形成されている。
【００２１】また、送風機７よりも空気下流側における
空調ダクト２内には、冷房用室内熱交換器１１が設けら
れている。この冷房用室内熱交換器１１は、後述する冷
凍サイクル２１の一部を構成する熱交換器であり、後述
する冷房運転モード時および除湿運転モード時に、内部
を流れる冷媒の吸熱作用によって、空調ダクト２内の空
気を除湿、冷却する蒸発器として機能する。なお、後述
する暖房運転モード時には、この冷房用室内熱交換器１
１内には冷媒は流れない。
【００２２】また、冷房用室内熱交換器１１よりも空気
下流側における空調ダクト２内には暖房用室内熱交換器
１２が設けられている。この暖房用室内熱交換器１２
は、後述する冷凍サイクル２１の一部を構成する熱交換
器であり、後述する暖房運転モード時および除湿運転モ
ード時に、内部を流れる冷媒の放熱作用によって、空調
ダクト２内の空気を加熱する凝縮器として機能する。な
お、後述する冷房運転モード時には、この暖房用室内熱
交換器１２内には冷媒は流れない。
【００２３】また、空調ダクト２内の空気流路は、仕切
り壁１３によりフット吹出口８側の第１空気流路１４
と、フェイス吹出口９およびデフロスタ吹出口１０側の
第２空気流路１５とに分離されている。このように、空
調ダクト２内の空気流路を第１空気流路１４と第２空気
流路１５とに２分割したのは、冬季に、第１空気流路１
４内に内気吸入口３から高温の内気を吸入して足元へ温
風を吹き出すことによって、暖房負荷を軽減すると同時
に、第２空気流路１５内に外気吸入口５から低湿度の外
気を吸入して、フロントガラスの曇りを確実に防止する
ためである。
【００２４】また、ドア１６は第２空気流路１５を開閉
するもので、ドア１７は第１、第２空気流路１４、１５
間の仕切り部分を開閉するものであり、ドア１８〜２０
は各吹出口８、９、１０の空気流路を開閉するドアであ
る。また、上記各ドア１６〜２０は、それぞれに接続さ
れた図示しないサーボモータによって駆動される。とこ
ろで、上記冷凍サイクル２１は、冷房用室内熱交換器１
１と暖房用室内熱交換器１２とで車室内の冷房および暖
房を行うヒートポンプ式冷凍サイクルであり、上記両室
内熱交換器１１、１２の他に以下の機器を備えている。
【００２５】すなわち、冷媒を吸入、圧縮、吐出する圧
縮機２２、冷媒の流れを切り換える電磁式四方弁２３、
室外熱交換器２４、冷媒を気液分離するとともに液冷媒
を溜める気液分離器２５、冷凍サイクル２１の高圧側冷
媒を中間圧（例えば４〜１５ｋｇ／ｃｍ2 程度）に減圧
する電気式膨張弁（第１減圧手段）２６、気液分離器２
５からの液冷媒を低圧に減圧する温度作動式膨張弁（第
２減圧手段）２７、電磁弁２８ａ、２８ｂ、および逆止
弁２９ａ〜２９ｅがさらに冷凍サイクル２１に備えられ
ている。
【００２６】上記圧縮機２２は、電動式圧縮機であっ
て、図示しない電動モータによって駆動され、冷媒の吸
入、圧縮、吐出を行う。この電動モータは、圧縮機２２
と一体的に密封ケース内に配置されており、インバータ
３０に制御されることによって回転速度が連続的に可変
する。このインバータ３０は、車載バッテリー３１と接
続され、制御装置４０（図２）によって通電制御され
る。
【００２７】この圧縮機２２には、圧縮した冷媒を吐出
する吐出ポート２２ａ、サイクル低圧側の冷媒を吸入す
る吸入ポート２２ｂ、および気液分離器２５で分離され
た中間圧のガス冷媒がインジェクションされるガスイン
ジェクションポート２２ｃが備えられている。このガス
インジェクションポート２２ｃは、逆止弁２９ｅを有す
るガスインジェクション通路２２ｄを介して気液分離器
２５上部のガス冷媒出口２５ａに連通している。
【００２８】上記吸入ポート２２ｂに接続されている冷
媒吸入通路２２ｅには、温度作動式膨張弁２７の感温筒
２７ａが設置され、この膨張弁２７の開度（絞り量）は
吸入通路２２ｅ内の冷媒の過熱度が所定値となるように
調整される。また、上記室外熱交換器２４は、車室外に
設置されており、電動室外ファン２４ａが制御装置４０
（図２）によって通電制御されると、この室外ファン２
４ａから送風される外気と熱交換するようになってい
る。
【００２９】また、上記電気式膨張弁２６は、制御装置
４０（図２）によって通電制御されることによって、そ
の弁の開度（絞り量）が調節される。ところで、上記制
御装置４０には、図２に示すように、外気温度を検出す
る外気温センサ４１、冷房用室内熱交換器１１の吸込側
空気温度を検出する吸込温度センサ４２、冷房用室内熱
交換器１１を通過した直後の空気温度を検出する蒸発器
後温度センサ４３、暖房用室内熱交換器１２を出た直後
の冷媒温度を検出する室内熱交換器出口冷媒温センサ４
４、および室外熱交換器２４を出た直後の冷媒温度を検
出する室外熱交換器出口冷媒温センサ４５からの各検出
値が入力される。
【００３０】また、上記制御装置４０には、圧縮機２２
から吐出された冷媒温度を検出する吐出冷媒温度センサ
４６、電気式膨張弁２６の入口冷媒圧力を検出する高圧
センサ４７、インバータ３０の線電流を検出する電流セ
ンサ４８からの各検出値が入力されるとともに、車室内
前面に設けられたコントロールパネル５０の各レバー、
スイッチからの信号が入力される。
【００３１】このコントロールパネル５０には、図３に
示すように、乗員によって手動操作される以下の部材５
１〜５５が設けられている。ここで、５１は、車室内へ
の吹出空気温度の目標値を設定する温度設定レバー、５
２は、送風機７による送風量を切り換える風量切換レバ
ー、５３は、圧縮機２２の運転を断続させるエアコンス
イッチ、５４は、吹出モードの設定を切り換える吹出モ
ード切換レバー、および５５は、内外気切換モードを切
り換える内外気切換レバーである。
【００３２】このうち、上記温度設定レバー５１は、車
室内への吹出空気温度の目標値を設定するレバーであ
り、制御装置４０は、このレバー５１の設定位置に応じ
て、後述する冷房運転モード時には、冷房用室内熱交換
器１１における空気冷却度合い（具体的には、この熱交
換器１１を通過した直後の空気温度）の目標値を図４に
示すように決定し、後述する除湿運転モード時および暖
房運転モード時には、暖房用室内熱交換器１２における
空気加熱度合い（具体的には、圧縮機２２の吐出冷媒圧
力）の目標値を図５、６に示すように決定する。
【００３３】また、この温度設定レバー５１は、冷凍サ
イクル２１の運転モードを決定するレバーとしても機能
し、制御装置４０は、図７に示すように、このレバー５
１の設定位置に応じて、冷凍サイクル２１の運転モード
を切り換える。すなわち制御装置４０は、レバー５１が
図３左端から右端に移動するに伴って、冷凍サイクル２
１の運転モードが冷房運転モード、除湿運転モード、暖
房運転モードとなるように、四方弁２３、電磁弁２８
ａ、２８ｂを制御する。
【００３４】そして、上記制御装置４０の内部には、図
示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイ
クロコンピュータが設けられ、上記各センサ４１〜４８
およびコントロールパネル５０からの各信号は、制御装
置４０内の図示しない入力回路を経て、上記マイクロコ
ンピュータへ入力される。そして、このマイクロコンピ
ュータが後述する所定の処理を実行し、その結果に基づ
いて、ファンモータ７ａ、電磁式四方弁２３、電動室外
ファン２４ａ、２４ａ、電気式膨張弁２６、電磁弁２８
ａ、２８ｂ、およびインバータ３０を制御する。なお、
制御装置４０は、電気自動車の図示しないキースイッチ
がオンされたとき、上記バッテリー３１から電源が供給
される。
【００３５】次に、上記構成において本実施形態の作動
を説明する。いま、エアコンスイッチ５３がオンされる
と、その信号が制御装置４０に入力され、圧縮機２２が
起動される。そして、温度コントロールレバー５１によ
って冷房運転モードが設定されると、冷媒は図１の矢印
Ｃに示す経路で流れる。すなわち、圧縮機２２が吐出し
た高温高圧冷媒は、四方弁２３、逆止弁２９ｂを通っ
て、室外熱交換器２４に流入し、ここで室外ファン２４
ａにより送風される外気と熱交換してガス冷媒が凝縮す
る。次に、室外熱交換器２４から流出した冷媒は、電磁
弁２８ａが閉じているため、逆止弁２９ｄを通って、電
気式膨張弁２６で減圧され、中間圧の気液２相状態とな
る。
【００３６】この中間圧の気液２相冷媒は気液分離器２
５内に流入し、ここで冷媒は飽和ガス冷媒と飽和液冷媒
とに分離される。ガス冷媒は気液分離器２５上部のガス
冷媒出口２５ａからガスインジェクション通路２２ｄ、
逆止弁２９ｅを通って、ガスインジェクションポート２
２ｃに至り、このポート２２ｃから圧縮機２２の圧縮過
程途中の部位に中間圧のガス冷媒がインジェクションさ
れる。
【００３７】一方、気液分離器２５内の液冷媒は、気液
分離器２５の底部近くに開口している液冷媒出口２５ｂ
より流出して温度作動式膨張弁２７で減圧され、電磁弁
２８ｂを通過した後に、冷房用室内熱交換器１１に流入
する。そして、この熱交換器１１内の冷媒は、送風機７
の送風空気から吸熱して蒸発する。この熱交換器１１で
吸熱されて冷却された冷風は、通常、フェイス吹出口９
から車室内へ吹き出され、これによって車室内冷房が行
われる。
【００３８】冷房用室内熱交換器１１で蒸発したガス冷
媒は、冷媒吸入通路２２ｅから圧縮機２２の吸入ポート
２２ｂに吸入される。このとき、冷媒吸入通路２２ｅに
設置された感温筒２７ａにより圧縮機吸入冷媒の温度が
感知され、膨張弁２７に伝達されるので、膨張弁２７
は、圧縮機吸入冷媒が所定の過熱度を持つように、熱交
換１１への流入冷媒の流量を調整する。
【００３９】次に、温度コントロールレバー５１によっ
て除湿運転モードが設定されると、冷媒は図１の矢印Ｄ
に示す経路で流れる。すなわち、圧縮機２２が吐出した
ガス冷媒は、四方弁２３を通って、暖房用室内熱交換器
１２に流入し、ここで送風機７により送風される空気と
熱交換してガス冷媒が凝縮する。そして、この熱交換器
１２から流出した冷媒は、逆止弁２９ｃを通って、電気
式膨張弁２６で減圧され、中間圧の気液２相状態とな
る。
【００４０】この中間圧の気液２相冷媒は気液分離器２
５内に流入し、ここで分離されたガス冷媒は気液分離器
２５上部のガス冷媒出口２５ａからガスインジェクショ
ン通路２２ｄ、逆止弁２９ｅを通って、ガスインジェク
ションポート２２ｃに吸入される。一方、気液分離器２
５内の液冷媒は、液冷媒出口２５ｂより流出して温度作
動式膨張弁２７で減圧された後、開弁している電磁弁２
８ｂを通って、冷房用室内熱交換器１１に流入する。そ
して、この熱交換器１１内の冷媒は、送風機７の送風空
気から吸熱して蒸発する。このとき、電磁弁２８ａが閉
弁しているので、熱交換器１１を出た冷媒は、室外熱交
換器２４側へは流れず、圧縮機２２に吸入される。
【００４１】上述したように、除湿運転モードでは、室
内空調ユニット１内に設置された冷房用室内熱交換器１
１および暖房用室内熱交換器１２の両方に冷媒が流れる
ので、送風機７からの送風空気は、まず冷房用室内熱交
換器１１で冷却、除湿され、その後に暖房用室内熱交換
器１２にて再加熱される。ここで、暖房用室内熱交換器
１２での冷媒放熱量は、冷房用室内熱交換器１１での吸
熱量に圧縮機２２での仕事量を加えたものであるため、
車室内への吹出空気温度は、吸入口３、４、５からの吸
入空気温度より高くなる。従って、除湿を行いながら、
暖房を行うことが可能となる。
【００４２】次に、温度コントロールレバー５１によっ
て暖房運転モードが設定されると、冷媒は図１の矢印Ｈ
に示す経路で流れる。すなわち、圧縮機２２が吐出した
ガス冷媒は、四方弁２３を通って、暖房用室内熱交換器
１２に流入し、ここで送風機７により送風される空気と
熱交換してガス冷媒が凝縮する。ガス冷媒の放熱により
加熱された温風は、主にフット吹出口８から車室内へ吹
き出され、これによって車室内暖房が行われる。
【００４３】そして、暖房用室内熱交換器１２を出た冷
媒は、逆止弁２９ｃを通って、電気式膨張弁２６で減圧
され、中間圧の気液２相状態となる。この中間圧の気液
２相冷媒は気液分離器２５内に流入し、ここで分離され
たガス冷媒は気液分離器２５上部のガス冷媒出口２５ａ
からガスインジェクション通路２２ｄ、逆止弁２９ｅを
通って、ガスインジェクションポート２２ｃに吸入され
る。
【００４４】一方、気液分離器２５内の液冷媒は、液冷
媒出口２５ｂより流出して温度作動式膨張弁２７で減圧
され、逆止弁２９ａを通過した後に、室外熱交換器２４
に流入する。そして、この室外熱交換器２４内の冷媒
は、室外ファン２４ａの送風空気（外気）から吸熱して
蒸発する。室外熱交換器２４で蒸発したガス冷媒は、電
磁弁２８ａを通って、冷媒吸入通路２２ｅから圧縮機２
２の吸入ポート２２ｂに吸入される。
【００４５】次に、制御装置４０のマイクロコンピュー
タによる、電気式膨張弁２６およびインバータ３０につ
いての制御処理について、図８のフローチャートを用い
て説明する。車両のキースイッチがオンされて制御装置
４０に電源が供給されると、図８のルーチンが起動され
る。そして、まずステップ１００にて、上記各センサ４
１〜４８およびコントロールパネル５０からの各信号を
読み込む。そして、次のステップ１１０にて、温度設定
レバー５１の設定位置に応じて、図７に示すように冷凍
サイクル２１の運転モードを決定する。
【００４６】そして、次のステップ１２０では、上記ス
テップ１１０で決定した運転モードがいずれのモードで
あるかを判定する。そして、冷房運転モードであると判
定されたときはステップ１３０〜１７０の処理を行い、
暖房運転モードであると判定されたときはステップ１８
０〜２２０の処理を行い、除湿運転モードであると判定
されたときはステップ２９０〜３３０の処理を行う。
【００４７】まず、ステップ１２０にて冷房運転モード
であると判定されたときについて説明する。ステップ１
３０では、温度設定レバー５１の設定位置に応じた目標
吹出温度ＴＥＯを、ＲＯＭに記憶された図４に示すマッ
プからサーチすることによって決定する。そして、次の
ステップ１３５にて図１３に示す送風機制御を行う。す
なわち、夏期の炎天下駐車後に、冷房運転を起動する場
合にはフェイス吹出口９から車室内へ熱風が吹き出すの
で、この熱風の吹出を抑制する必要がある。
【００４８】そこで、蒸発器後温度センサ４３の検出温
度が所定値（例えば、図１３の５０°Ｃ）より高い場合
には、使用者が風量切換レバー５２により設定した風量
レベルによらずに、強制的に、中風量Ｍ1 以下の風量レ
ベルで、送風機７を起動する。これにより、炎天下駐車
後の冷房起動時での熱風吹出を抑制できる。ここで、送
風機７を強制的に最少の風量レベル（Ｌｏ）で起動する
ようにしてもよい。
【００４９】そして、蒸発器後温度センサ４３の検出温
度が上記所定温度より低い場合、例えば、図１３の５０
°Ｃと４０°Ｃとの間の領域では、中風量Ｍ1 より１段
階風量の大きいＭ2 以下の風量レベルで、送風機７を作
動させる。さらに、蒸発器後温度センサ４３の検出温度
が低くなって、４０°Ｃより低下すると、最高風量Ｈｉ
以下の任意の風量レベルで送風機７を作動させる。すな
わち、使用者が風量切換レバー５２により設定した任意
の風量レベルとなるように、送風機モータ７ａの端子間
電圧を調整する。
【００５０】次のステップ１４０にて、蒸発器後温度セ
ンサ４３が検出した温度（冷房用室内熱交換器１１を通
過した直後の空気温度）が上記ＴＥＯとなるように、イ
ンバータ３０を制御し、圧縮機回転数を制御する。そし
て、次のステップ１５０では、室外熱交換器２４におけ
る凝縮液冷媒の実際の過冷却度（ＳＣ）を、下記数式１
に基づいて算出する。
【００５１】
【数１】ＳＣ＝Ｔ（Ｐh ）−Ｔos ここで、Ｔosは室外熱交換器出口冷媒温センサ４５の検
出値である。また、Ｔ（Ｐh ）は、高圧センサ４７の検
出値から算出される冷媒凝縮温度である。すなわち、高
圧センサ４７の検出値は冷媒凝縮圧力に相当するので、
本実施形態では、冷媒凝縮圧力と冷媒凝縮温度との相関
関係を示すマップ（図示せず）をＲＯＭに記憶してお
き、高圧センサ４７の検出値に対応する凝縮温度を、こ
のマップに基づいて算出する。
【００５２】そして、次のステップ１６０では、外気温
センサ４１が検出した外気温度に対応する目標過冷却度
（ＳＣＯ）を、ＲＯＭに記憶された図９のマップからサ
ーチすることによって算出する。図９のマップから目標
過冷却度ＳＣＯを算出することにより、冷房用室内熱交
換器１１における吸熱能力Ｑを最適としながら、冷凍サ
イクル２１の冷房時成績係数ＣＯＰ（＝上記吸熱能力Ｑ
／圧縮機２２の動力Ｗ）を最大とすることができる。
【００５３】すなわち、一般的に外気温度が高い夏場で
は、外気温度が高くなる程、車室内を冷房するために圧
縮機２２を働かせて冷房能力を確保する。従って、この
ときには高圧圧力が高くなり、室外熱交換器２４の冷媒
温度も高くなるので、結果的に、この冷媒温度と外気温
度との温度差が大きくなる。すなわち、室外熱交換器２
４における放熱能力Ｑが大きくなる。
【００５４】従って、目標過冷却度ＳＣＯを大きな値と
して算出して、その結果、圧縮機２２の動力Ｗが大きく
なっても、それ以上に能力Ｑが大きくなって冷房ＣＯＰ
が大きくなるので、外気温度が高いときには、目標過冷
却度ＳＣＯを大きな値として算出する。そして、次のス
テップ１７０では、ステップ１５０で算出した実際の過
冷却度ＳＣがステップ１６０で算出した目標過冷却度Ｓ
ＣＯとなるように、電気式膨張弁２６の開度を制御す
る。具体的には、まず上記ＳＣとＳＣＯとの偏差（ΔＳ
Ｃ）を算出し、その後、この偏差ΔＳＣに対応する電気
式膨張弁２６の増減開度ΔＥＶＣを、ＲＯＭに記憶され
た図示しないマップから算出する。そして、現在の電気
式膨張弁２６の開度に上記増減開度ΔＥＶＣだけ増減さ
せる。
【００５５】次に、上記ステップ１２０にて除湿運転モ
ードであると判定されたときについて説明する。ステッ
プ２９０では、温度設定レバー５１の設定位置に応じた
目標高圧圧力ＰＣＯを、ＲＯＭに記憶された図５に示す
マップに基づいて決定する。そして、次のステップ２９
５にて図１４に示す除湿時の送風機制御を行う。すなわ
ち、サイクル高圧の立ち上がり（暖房用室内熱交換器１
２の放熱能力の立ち上がり）を早くするために、高圧セ
ンサ４７の検出値に基づいて、サイクル高圧ＳＰが所定
値（図１４の例では７ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ）に上昇するまで
の間は、使用者が風量切換レバー５２により設定した風
量レベルによらずに、強制的に、最少の風量レベル（Ｌ
ｏ）で送風機７を起動する。
【００５６】これにより、熱交換器１２での冷媒放熱量
を抑制して、サイクル高圧の立ち上がりを早くすること
ができる。そして、高圧ＳＰが所定値（７ｋｇ／ｃｍ2
Ｇ）に上昇した以降は、使用者が風量切換レバー５２に
より設定した風量レベルとなるように、送風機モータ７
ａの端子間電圧を調整する。なお、風量レベルを強制的
に、最少の風量レベル（Ｌｏ）とする制御は、圧縮機２
２起動後の所定時間（例えば、３分間）の間のみであ
り、この起動後の所定時間経過後は、高圧ＳＰの如何に
かかわらず、使用者が設定した風量レベルに切り替え
る。
【００５７】次のステップ３００にて、高圧センサ４７
により検出した高圧圧力が上記ＰＣＯとなるように、イ
ンバータ３０を制御し、圧縮機回転数を制御する。そし
て、次のステップ３１０では、暖房用室内熱交換器１２
における凝縮液冷媒の過冷却度ＳＣを、下記数式２に基
づいて算出する。
【００５８】
【数２】ＳＣ＝Ｔ（Ｐh ）−Ｔcs ここで、Ｔcsは室内熱交換器出口冷媒温センサ４４の検
出値である。そして、次のステップ３２０では、蒸発器
後温度センサ４３が検出した蒸発器後温度に対応する目
標過冷却度ＳＣＯを、ＲＯＭに記憶された図１０のマッ
プに基づいて算出する。図１０のマップから目標過冷却
度ＳＣＯを算出することにより、暖房用室内熱交換器１
２における放熱能力Ｑを最適としながら、冷凍サイクル
２１の除湿時成績係数ＣＯＰ（＝上記放熱能力Ｑ／圧縮
機２２の動力Ｗ）を最大とすることができる。
【００５９】すなわち、蒸発器後温度センサ４３により
検出される蒸発器後温度は、暖房用室内熱交換器１２を
流入する空気温度に相当する。従って、上記蒸発器後温
度が低いということは、暖房用室内熱交換器１２内の冷
媒温度と、この熱交換器１２に流入する空気温度との温
度差が大きいということであるから、上記放熱能力Ｑが
大きいということになる。
【００６０】従って、目標過冷却度ＳＣＯを大きな値と
して算出して、その結果、圧縮機２２の動力Ｗが大きく
なっても、それ以上に能力Ｑが大きくなって除湿ＣＯＰ
が大きくなるので、蒸発器後温度が低いときには、目標
過冷却度ＳＣＯを大きな値として算出する。そして、次
のステップ３３０では、ステップ３１０で算出した過冷
却度ＳＣがステップ３２０で算出した目標過冷却度ＳＣ
Ｏとなるように、電気式膨張弁２６の開度を制御する。
このステップ３３０の具体的な制御方法はステップ１７
０と同じであるため、その説明は省略する。
【００６１】次に、上記ステップ１２０にて暖房運転モ
ードであると判定されたときについて説明する。ステッ
プ１８０では、温度設定レバー５１の設定位置に応じた
目標高圧圧力ＰＣＯを、ＲＯＭに記憶された図６に示す
マップに基づいて決定する。そして、次のステップ１８
５にて図１５に示す暖房時の送風機制御を行う。すなわ
ち、フット吹出口８からの冷風の吹出防止およびサイク
ル高圧の立ち上がりを早くするために、高圧センサ４７
の検出値に基づいて、サイクル高圧ＳＰが所定値（図１
５の例では９ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ）に上昇するまでの間は、
使用者が風量切換レバー５２により設定した風量レベル
によらずに、強制的に、送風機７を停止状態（ＯＦＦ）
に維持する。
【００６２】これにより、フット吹出口８からの冷風の
吹出防止を図るとともに、暖房用室内熱交換器１２での
冷媒放熱量を抑制して、サイクル高圧ＳＰの立ち上がり
を早くすることができる。そして、サイクル高圧ＳＰが
所定値（９ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ）に上昇した以降は、暖房フ
ィーリング向上のために、使用者が風量切換レバー５２
により設定した風量レベルまで、風量を１段づつ増加さ
せていく。この風量レベルの切替（増加）は、サイクル
の実際の高圧ＳＰと目標高圧ＰＣＯとの偏差ＰＯ（ＰＯ
＝ＰＣＯ−ＳＰ）が所定値（図１５に１例を図示）まで
低下すると、１段上の風量レベルとなるように、送風機
モータ７ａの端子間電圧を調整する。
【００６３】なお、このような暖房起動時の風量制御
（送風機７の強制停止）は、除湿時と同様に、圧縮機２
２起動後の所定時間（例えば、３分間）の間のみであ
る。この起動後の所定時間経過後は、上記偏差ＰＯの低
下に応じて１段づつ上の風量レベルに切り替えていき、
使用者が設定した風量レベルまで高める。次のステップ
１９０にて、高圧センサ４７が検出した高圧ＳＰが上記
ＰＣＯとなるように、インバータ３０を制御し、圧縮機
回転数を制御する。
【００６４】そして、次のステップ２００では、暖房用
室内熱交換器１２における凝縮液冷媒の過冷却度ＳＣ
を、上記数式２に基づいて算出する。そして、次のステ
ップ２１０では、吸込温度センサ４２が検出した吸込温
度に対応する目標過冷却度ＳＣＯを、ＲＯＭに記憶され
た図１１のマップに基づいて算出する。図１１のマップ
から目標過冷却度ＳＣＯを算出することにより、暖房用
室内熱交換器１２における放熱能力Ｑを最適としなが
ら、冷凍サイクル２１の暖房ＣＯＰ（＝上記放熱能力Ｑ
／圧縮機２２の動力Ｗ）を最大とすることができる。
【００６５】すなわち、暖房運転モード時には、冷房用
室内熱交換器１１内に冷媒が流れないので、吸込温度セ
ンサ４２が検出する吸込温度（冷房用室内熱交換器１１
の吸込側空気温度）は、暖房用室内熱交換器１２を通過
する空気温度に相当する。従って、上記吸込温度が低い
ということは、暖房用室内熱交換器１２内の冷媒温度
と、この熱交換器１２を通過する空気温度との温度差が
大きいということである。すなわち、上記放熱能力Ｑが
大きいということである。
【００６６】従って、目標過冷却度ＳＣＯを大きな値と
して算出して、その結果、圧縮機２２の動力Ｗが大きく
なっても、それ以上に能力Ｑが大きくなって暖房ＣＯＰ
が大きくなるので、蒸発器後温度が低いときには、目標
過冷却度ＳＣＯを大きな値として算出する。そして、次
のステップ２２０では、ステップ２００で算出した過冷
却度ＳＣがステップ２１０で算出した目標過冷却度ＳＣ
Ｏとなるように、電気式膨張弁２６の開度を制御する。
【００６７】上記ステップ１８０〜２２０の制御によっ
て、基本的には、暖房能力は圧縮機回転数で制御され、
冷凍サイクル２１の効率（ＣＯＰ）が最大となるように
電気式膨張弁２６の開度が制御される。しかし、例えば
車室内の急速暖房初期のように、圧縮機回転数が最高回
転でありながら、高圧圧力が上記目標高圧圧力ＰＣＯに
達していない暖房能力不足のときには、多少、冷凍サイ
クル２１の効率を落としてでも、暖房能力を向上させる
ことを優先させなければならない。
【００６８】従って、本実施形態では、圧縮機回転数が
最高回転数でありながら、暖房能力不足の状態あるとき
は、電気式膨張弁２６の開度を増加させて、暖房能力の
向上を図る。これを図１２に示すモリエル線図で説明す
ると、図１２の実線で示す状態で冷凍サイクル２１が安
定しているときに、電気式膨張弁２６を所定量開くと、
冷凍サイクル２１は、図１２の一点鎖線で示す状態（中
間圧が上昇した状態）で安定するようになる。
【００６９】この中間圧の上昇によって、圧縮機２２へ
のガスインジェクション量が増えるため、圧縮機２２
は、吸入ポート２２ｂから吸入する冷媒循環量に、上記
ガスインジェクションされる冷媒量が加わって、圧縮仕
事をすることになる。これにより、圧縮機２２の仕事量
が増えて冷凍サイクル２１の効率は低下するものの、暖
房用室内熱交換器１２での冷媒放熱量が増加するので、
暖房能力を向上できる。
【００７０】但し、電気式膨張弁２６を開いていくと、
ガスインジェクション量が増えていき、上記のように圧
縮機２２の仕事量（負荷）が増えていくので、インバー
タ３０の負荷が大きくなっていくので、インバータ３０
の電流を検出して、インバータ３０の過負荷防止のため
の電気式膨張弁制御を行う必要がある。このように、ス
テップ２２０による、暖房時の具体的な膨張弁制御は、
暖房運転特有の制御であり、ステップ１７０（冷房時の
制御）およびステップ３３０（除湿時の制御）とは異な
るものである。以下、図１６のフローチャートに基づい
て暖房時の膨張弁制御を具体的に説明する。
【００７１】図１６において、ステップ５００にて膨張
弁制御がスタートし、最初に、ステップ５１０にて電気
式膨張弁の初期制御が完了しているかの判定を行う。こ
こで初期制御とは次の制御を言う。すなわち、冷凍サイ
クル起動時、および冷房、暖房等の運転モード切替時の
ように、サイクルが不安定な状態であるときに電気式膨
張弁２６の開度をフィードバック制御すると、より一層
サイクルが不安定になるため、冷凍サイクル起動時およ
び運転モード切替時には、電気式膨張弁開度を一定時間
の間、基準開度にて固定する。この電気式膨張弁開度を
基準開度に固定する制御を初期制御と言う。
【００７２】そこで、電気式膨張弁２６が基準開度にて
一定時間経過した時点で初期制御完とする。基準開度Ｅ
ＶＳは下数式３により算出する。
【００７３】
【数３】ＥＶＳ＝（ＥＶＳ’＋ＥＶＡ）＊Ｋｅｖｓ ＥＶＳ’は外気温度Ｔａｍと室内温度（本案では蒸発器
後温度センサにて代用）に応じて図１７に示すマップに
より算出される。図１７の縦軸は電気式膨張弁２６の開
度であり、電気式膨張弁２６は本例ではアクチュエータ
としてステップモータを備え、ステップモータに加える
パルス数により開度を調整できるようになっている。
【００７４】また、ＥＶＡは電気式膨張弁制御中に過負
荷制御（後述のステップ５６５）が入った時点で基準開
度を修正するために設定した係数である。Ｋｅｖｓは、
使用者が設定した風量レベルによる補正係数であり、図
１８に示すように風量レベルが少なくなるほど、小さな
値となって、基準開度ＥＶＳが小さくなるように設定す
る。
【００７５】ステップ５１０にてＮｏと判定した場合は
ステップ５１５に移り、上記初期制御を行う。次に、上
記初期制御が完了して、ステップ５１０の判定がＹｅｓ
になると、ステップ５２０に移り、風量マニュアルが下
降したかを判定する。ここでいう、風量マニュアル下降
とは、使用者が風量切換レバー５２により風量レベルを
下げることを意味する。
【００７６】風量切換レバー５２のマニュアル操作に
て、風量レベルが下がった場合は、ステップ５２５に移
り、電気式膨張弁２６を上記ステップ５１０にて説明し
た基準開度ＥＶＳに戻す。これは、風量が低下し高圧が
異常に上昇することによる吹出温度変動およびインバー
タ電流の増加によるサイクル停止を防止するために行う
ものである。
【００７７】一方、ステップ５２０にてＮｏと判定した
場合は、ステップ５３０に移り暖房能力不足の判定を行
う。この暖房能力不足の判定は、圧力センサ４７により
検出される高圧ＳＰと目標高圧ＰＣＯとの偏差ＰＯ（＝
ＰＣＯ−ＳＰ）に基づいて行う。すなわち、図１９の横
軸はこの偏差ＰＯであって、図中、横軸の左側は偏差Ｐ
Ｏが大であり、横軸の右側は偏差ＰＯが小である。
【００７８】図１９において、偏差ＰＯが大となるＡ状
態は暖房能力不足の状態であり、偏差ＰＯが小となるＢ
状態は暖房能力が十分な状態である。但し、風量レベル
の切替時（例えば、Ｈｉ→Ｍ２への風量低下時）等では
能力不足時でも高圧ＳＰが過渡的に上昇することがある
ので、暖房能力不足の判定には、偏差ＰＯと圧縮機回転
数の両方を用いることが好ましい。
【００７９】そこで、ステップ５３０では、偏差ＰＯが
小となるＢ状態の場合で、かつ、圧縮機回転数が高回転
域でない（圧縮機回転数が所定回転数未満である）場合
は、暖房能力が十分であるとし、ステップ５４０に移
り、圧縮機過熱の判定を行う。圧縮機過熱の判定は、圧
縮機温度（吐出冷媒温度）センサ４６の検出値が一定温
度以上となったら過熱と判定し、ステップ５５０に移
り、電気式膨張弁２６の開度を所定開度だけ開けて、ガ
スインジェション量の増加により圧縮機吐出温度を下げ
る。 ステップ５４０にて圧縮機温度が正常（判定Ｎ
ｏ）と判定された場合はステップ５４５に移り、サイク
ルの効率が最大となるよう電気式膨張弁２６の開度を制
御する。このステップ５４５による電気式膨張弁２６の
開度制御は、前述の除湿時および冷房時（特開平９−８
６１４９号公報）と同じであるので、具体的説明は省略
する。
【００８０】一方、ステップ５３０にて、偏差ＰＯが大
となる図１９のＡ状態、または圧縮機回転数が所定値以
上である状態であるときは、暖房能力不足であると判定
（ＹＥＳ）し、ステップ５６０に移り、インバータ過負
荷の判定を行う。このインバータ過負荷の判定は、イン
バータ電流を検出する電流センサ４８の検出値により図
２０に示すごとく判定する。
【００８１】すなわち、インバータ電流が図２０の第１
判定電流値ｇを越えた場合、過負荷Ｌと判定し、ステッ
プ５６５に移り、電気式膨張弁２６の開度を一定開度閉
じて、ガスインジェション量の減少により圧縮機トルク
を減少させ、インバータ電流値を下げる。もし、何らか
の原因で、インバータ電流が図２０の第２判定電流値ｈ
を越えた場合は過負荷Ｈと判定し、ステップ５６５にお
いて圧縮機回転数を低下させ、さらに、インバータ電流
が図２０の第３判定電流値ｉを越えた場合はサイクルの
停止域と判定し、ステップ５６５において圧縮機２２を
停止させる。このような制御をステップ５６５で行うこ
とにより、インバータ３０の過負荷を防止する。
【００８２】次に、インバータ電流が図２０の第１判定
電流値ｇより小であるときは、ステップ５６０にて正常
（判定Ｎｏ）と判定され、ステップ５７０に移り、送風
機７の風量が増加したかの判定を行う。ここで、風量が
上昇した場合は、高圧の低下を防止するため、ステップ
５７５に移り、電気式膨張弁２６の開度を一定開度開け
る。
【００８３】一方、風量の変化がない場合は、ステップ
５７０の判定がＮｏとなり、ステップ５８０に移り高圧
の急上昇の判定を行う。これは、風量が少ない場合や室
内温度が高い場合のように、サイクルの高圧が上昇しや
すい条件下では、電気式膨張弁２６の開度が大きすぎる
と、高圧が急上昇し、インバータ出力電流が規定値（図
２０の第２判定電流値ｈ）を超え、圧縮機回転数の引き
下げ制御や過負荷によるサイクル停止という事態が発生
することを防止するために設定するものである。
【００８４】その具体的手法としては、例えば、過去の
所定時間（例えば、１分間）の高圧の最小値ＳＰ＜−６
０＞と圧力センサ４７の検出値（現在の高圧の値）ＳＰ
から、圧力変化率ΔＳＰ＜−６０＞を下数式４より算出
する。
【００８５】
【数４】ΔＳＰ＜−６０＞＝ＳＰ−ＳＰ＜−６０＞ そして、この圧力変化率ΔＳＰ＜−６０＞が一定値以上
の場合、具体的には、図２１において、圧力変化率が第
２判定電流値ｋ（第２判定電流値ｋ＞第１判定電流値
ｊ）を越えた場合は、異常高圧上昇とみなし、ステップ
５８５に移り、電気式膨張弁２６の開度を直ちに一定量
閉める。
【００８６】一方、ステップ５８０にて圧力変化率ΔＳ
Ｐ＜−６０＞が上記第２判定電流値ｋより小さい場合は
高圧の急上昇なしと判定して、ステップ５９０に移り、
室外熱交換器２４の着霜判定を行う。高湿度低外気温の
環境にて暖房運転をすると、室外熱交換器２４に霜が付
くことにより暖房性能が低下してしまう。そこで、この
室外熱交換器２４での着霜有無を室外熱交換器２４の出
口に設定した冷媒温度センサ４５の検出値により判定す
る。例えば、室外熱交換器出口冷媒温度が一定温度以下
となった場合は着霜ありと判定して、ステップ５９５で
電気式膨張弁２６の開度を一定量開けて、暖房性能の向
上を図る。
【００８７】一方、ステップ５９０にて着霜なしと判定
された場合は、ステップ６００に移り、圧力変化率が正
常制御域か判定する。ここでは、上記圧力変化率ΔＳＰ
＜−６０＞が図２１の第１判定電流値ｊと第２判定電流
値ｋとの間に位置しているときは、正常制御域であると
判定し、電気式膨張弁２６の開度を固定することによ
り、サイクル高圧を安定的に上昇させ、上記ステップ５
８０で説明した圧力急上昇を押さえる。
【００８８】ステップ６００にて、上記圧力変化率ΔＳ
Ｐ＜−６０＞が図２１の第１判定電流値ｊより小さいと
判定されると、最後に、ステップ６１０に移り、本制御
の最終目的である、暖房能力不足に対する膨張弁開度の
フィードバック制御を行う。ここでは、目標高圧ＰＣＯ
と実際の高圧ＳＰとの偏差ＰＯにより電気式膨張弁２６
の弁開度増分ΔＥＶを図２２の制御マップ（マイクロコ
ンピータのＲＯＭに記憶されている）によって求める。
図２２に示すように、偏差ＰＯの上昇につれて弁開度増
分ΔＥＶが比例的に増加し、偏差ＰＯが所定値Ｆに上昇
した後は、弁開度増分ΔＥＶが最大値Ｇで飽和する特性
となっている。
【００８９】図１６のフローチャートによると、ステッ
プ６２０にて、図中の（１）〜（１０）で示すいずれか
の開度に膨張弁開度が決定され、この開度に電気式膨張
弁２６が駆動される。ところで、図２３は、暖房時にお
いて、室内への送風量が少ない場合や室内温度が高い場
合のように、サイクルの高圧が急上昇しやすい条件下に
おけるインバータ電流およびサイクル高圧の挙動を示し
ており、図２３の実線は前述した従来技術による膨張弁
開度制御を行った場合を示し、一方、図２３の破線は上
述の本実施形態による膨張弁開度制御を行った場合を示
している。
【００９０】本実施形態によると、前述したごとく過去
の所定時間内のサイクル高圧の変化率、すなわち、圧力
変化率ΔＳＰを算出して、図２１に示す膨張弁開度制御
を行っているから、高圧の急上昇時には、図２３（ａ）
の正常ゾーン（インバータ電流＜第１判定電流値ｇの領
域）において、圧力変化率ΔＳＰが図２１の第２判定電
流値ｋより大きい状態が発生し、この時点（時刻ｔ0 ）
において膨張弁開度を閉側に制御することを開始する。
【００９１】すなわち、従来技術による膨張弁閉制御の
開始時点ｔ1 よりも早い時点ｔ0 で、膨張弁閉制御を開
始できる。その結果、サイクル高圧の上昇を早い時期か
ら抑制して、サイクル高圧の上昇ピークを図２３（ａ）
の破線に図示するように、従来技術に比して大幅に低く
することができる。これに伴って、インバータ電流の上
昇ピークも図２３（ａ）の破線に図示するように、従来
技術に比して大幅に低くすることができ、第２判定電流
値ｈ以内に抑えることができる。その結果、インバータ
電流の急上昇による圧縮機回転数の引き下げや圧縮機
（サイクル）停止というインバータ保護制御の実施を未
然に防止することが可能となる。
【００９２】（他の実施形態）なお、上記実施形態て
は、圧力センサ４７によりサイクル高圧を検出して、電
気式膨張弁２６の弁開度制御を行っているが、上記図２
３に示したようにサイクル高圧の変化とインバータ電流
の変化との間には相関関係があるので、サイクル高圧の
代わりに、インバータ電流値を用いて、圧力変化率ΔＳ
Ｐを算出（推定）するようにしてもよい。要は、サイク
ル高圧に関連する情報（物理量）を用いて圧力変化率Δ
ＳＰを算出（推定）すればよい。
【００９３】また、上記実施形態ては、暖房能力不足を
高圧圧力に基づいて判定するようにしたが、暖房用室内
熱交換器１２を通過した直後の空気温度に基づいて判定
するようにしても良い。要は、暖房用室内熱交換器１２
における暖房能力に関連した情報（物理量）に基づいて
判定すればよい。また、上記実施形態ては、室内熱交換
器として、冷房用室内熱交換器１１および暖房用室内熱
交換器１２をそれぞれ独立に設ける場合について説明し
たが、冷房用蒸発器および暖房用凝縮器の機能を１つの
室内熱交換器に兼務させるサイクル構成を持ったものに
も本発明を適用できることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明一実施形態の全体構成図である。
【図２】上記実施形態の制御系のブロック図である。
【図３】上記実施形態のコントロールパネル５０の正面
図である。
【図４】冷房運転モード時における図３の温度設定レバ
ー５１の設定位置に対する目標吹出温度の関係を示すマ
ップである。
【図５】除湿運転モード時における上記温度設定レバー
５１の設定位置に対する目標高圧圧力の関係を示すマッ
プである。
【図６】暖房運転モード時における上記温度設定レバー
５１の設定位置に対する目標高圧圧力の関係を示すマッ
プである。
【図７】上記温度設定レバー５１の全作動領域に対する
冷凍サイクル運転モードの関係を示す図である。
【図８】上記実施形態のマイクロコンピュータによる制
御フローチャートである。
【図９】上記実施形態の外気温度と目標過冷却度ＳＣＯ
との関係を示すマップである。
【図１０】上記実施形態の蒸発器後温度と目標過冷却度
ＳＣＯとの関係を示すマップである。
【図１１】上記実施形態の吸込温度と目標過冷却度ＳＣ
Ｏとの関係を示すマップである。
【図１２】上記実施形態の冷凍サイクル２１のモリエル
線図である。
【図１３】上記実施形態における冷房時の風量レベル制
御特性図である。
【図１４】上記実施形態における除湿時の風量レベル制
御特性図である。
【図１５】上記実施形態における暖房時の風量レベル制
御特性図である。
【図１６】上記実施形態における暖房時の膨張弁開度制
御のフローチャートである。
【図１７】上記実施形態の膨張弁開度と蒸発器後温度と
の関係を示すマップである。
【図１８】上記実施形態の膨張弁開度制御のための補正
係数Ｋｅｖｓと風量レベルとの関係を示す図表である。
【図１９】上記実施形態における暖房能力不足判定の説
明図である。
【図２０】上記実施形態におけるインバータ過負荷防止
制御の説明図である。
【図２１】上記実施形態における圧力変化率による膨張
弁開度制御の説明図である。
【図２２】上記実施形態の膨張弁開度増分ΔＥＶの制御
マップである。
【図２３】上記実施形態および従来装置における高圧急
上昇時の作動説明図である。
【符号の説明】
２…空調ダクト（空気通路）、７…送風機、１１…冷房
用室内熱交換器（蒸発器）、１２…暖房用室内熱交換器
（凝縮器）、２１…冷凍サイクル、２２…圧縮機、２２
ａ…吐出ポート、２２ｂ…吸入ポート、２２ｃ…ガスイ
ンジェクションポート、２２ｄ…ガスインジェクション
用通路、２３…四方弁、２４…室外熱交換器、２５…気
液分離器、２６…電気式膨張弁（第１減圧手段）、２７
…温度作動式膨張弁（第２減圧手段）、４０…制御装
置、４８…電流センサ（圧縮機負荷検出手段）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ２５Ｂ 29/00 ４１１ Ｆ２５Ｂ 29/00 ４１１Ｅ // Ｂ６０Ｈ 1/32 ６２４ Ｂ６０Ｈ 1/32 ６２４Ｆ (72)発明者 入谷 邦夫 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 空気流を発生する送風機（７）と、 この送風機（７）が発生した空気を室内へ導く空気通路
    （２）と、 冷凍サイクル（２１）の低圧冷媒を吸入するための吸入
    ポート（２２ｂ）、前記冷凍サイクル（２１）の中間圧
    のガス冷媒を導入するためのガスインジェクションポー
    ト（２２ｃ）、および圧縮された高圧冷媒を吐出するた
    めの吐出ポート（２２ａ）を有する圧縮機（２２）と、 前記空気通路（２）内に設けられ、暖房時に、前記圧縮
    機（２２）の前記吐出ポート（２２ａ）からの高圧冷媒
    を凝縮させる室内熱交換器（１２）と、 この室内熱交換器（１２）からの高圧冷媒を中間圧まで
    減圧するとともに、開度が電気的に調節されるように構
    成された第１減圧手段（２６）と、 この第１減圧手段（２６）からの中間圧冷媒を気液分離
    する気液分離器（２５）と、 この気液分離器（２５）で分離された中間圧の液冷媒を
    低圧まで減圧する第２減圧手段（２７）と、 この第２減圧手段（２７）からの低圧冷媒を暖房時に蒸
    発させる室外熱交換器（２４）と、 前記気液分離器（２５）で分離された中間圧のガス冷媒
    を前記圧縮機（２２）のガスインジェクションポート
    （２２ｃ）に導くガスインジェクション用通路（２２
    ｄ）と、 前記圧縮機（２２）の回転数を制御する圧縮機回転数制
    御手段（１８０、１９０）と、 前記第１減圧手段（２６）の開度を制御する開度制御手
    段（２００〜２２０、５００〜６１０）とを備える冷凍
    サイクル装置において、 前記開度制御手段（２００〜２２０、５００〜６１０）
    は、暖房時に、前記冷凍サイクル（２１）の高圧に関連
    する情報に基づいて圧力変化率（ΔＳＰ）を算出して、
    この圧力変化率（ΔＳＰ）が第１所定値（ｋ）以上に上
    昇すると、前記第１減圧手段（２６）の開度を閉弁側に
    制御することを特徴とする冷凍サイクル装置。
  2. 【請求項２】 前記開度制御手段（２００〜２２０、５
    ００〜６１０）は、前記圧力変化率（ΔＳＰ）が前記第
    １所定値（ｋ）と、これより小さい第２所定値（ｊ）と
    の間であるときは、前記第１減圧手段（２６）の開度を
    固定す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。
  3. 【請求項３】 前記開度制御手段（２００〜２２０、５
    ００〜６１０）は、前記圧力変化率（ΔＳＰ）が前記第
    ２所定値（ｊ）よりさらに小さい領域にあるときは、前
    記室内熱交換器（１２）における暖房能力に関係する情
    報に基づいて、前記室内熱交換器（１２）における暖房
    能力が所定能力となるように前記第１減圧手段（２６）
    の開度をフィードバック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】 使用者の設定温度に応じて算出された目
    標高圧圧力（ＰＣＯ）と、前記冷凍サイクル（２１）の
    高圧（ＳＰ）との偏差（ＰＯ）を算出し、この偏差（Ｐ
    Ｏ）を、前記室内熱交換器（１２）における暖房能力に
    関係する情報として用い、 この偏差（ＰＯ）の増加に応じて前記第１減圧手段（２
    ６）の開度を増加させることを特徴とする請求項３に記
    載の冷凍サイクル装置。
  5. 【請求項５】 前記圧縮機（２２）の負荷を検出する圧
    縮機負荷検出手段（４８）を備え、 前記圧縮機（２２）の負荷が第１所定値（ｇ）を越える
    と、前記第１減圧手段（２６）の開度を閉弁側に制御す
    ることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１つに記
    載の冷凍サイクル装置。
  6. 【請求項６】 前記圧縮機（２２）の負荷が前記第１所
    定値（ｇ）より大きい第２所定値（ｈ）を越えると、前
    記圧縮機（２２）の回転数を引き下げることを特徴とす
    る請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
  7. 【請求項７】 前記圧縮機（２２）の負荷が前記第２所
    定値（ｇ）より大きい第３所定値（ｉ）を越えると、前
    記圧縮機（２２）を停止させることを特徴とする請求項
    ６に記載の冷凍サイクル装置。
  8. 【請求項８】 前記圧縮機は、電動モータによって駆動
    される電動式の圧縮機（２２）であり、 この電動式の圧縮機（２２）の回転数を調整するインバ
    ータ（３０）と、 このインバータ（３０）の電流を検出する電流センサ
    （４８）とを備え、 この電流センサ（４８）にて前記圧縮機負荷検出手段を
    構成することを特徴とする請求項５ないし７のいずれか
    １つに記載の冷凍サイクル装置。
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