JPH115438A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧力異常による蒸気圧縮サイクルの停止を回
避することができる車両用空調装置を提供すること。 【解決手段】 コンプレッサ３１はエンジンルームに設
けられ、冷媒流路切換手段としての四方弁７３にはコン
プレッサ３１の吐出側と車室外熱交換器３８と第２の車
室内熱交換器３３とバイパス路１０１が接続される。車
室外熱交換器３８は、コンプレッサ３１から吐出される
冷媒の熱を外気に放熱する車室外コンデンサになってい
る。第１の車室内熱交換器３５と第２の車室内熱交換器
３３は、ダクト３９内に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両用空調装置、よ
り具体的には、コンプレッサの駆動により冷媒を車室外
熱交換器及び車室内熱交換器に循環させる蒸気圧縮サイ
クルを備えた車両用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用空調装置としては、電気自
動車のように暖房用熱源がない車両やエンジン冷却水の
熱量が不足してヒータ性能が足りない車両に適用して、
蒸気圧縮サイクルによる暖房運転を行なうようにしたも
のが、例えば、特願平８−７６５５１号公報に開示され
ている。

【０００３】図１０に、この従来技術の蒸気圧縮サイク
ルの構成を示す。蒸気圧縮サイクルは、コンプレッサ、
四方弁、車室外熱交換器、膨張弁、絞り手段、第１の車
室内熱交換器、第２の車室内熱交換器で構成され、暖房
運転時は、コンプレッサ→四方弁→第２の車室内熱交換
器→膨張弁→第１の車室内熱交換器→コンプレッサの順
に冷媒が流れる。暖房運転時は車室外熱交換器に冷媒を
流さないので、外気温の影響を受けることなくコンプレ
ッサを運転することができ、車室内空調風は、第１の車
室内熱交換器で冷却され、第２の車室内熱交換器で加熱
され、低湿度で温度の高い空気となって車室内に吹き出
される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】第１の車室内熱交換器
の熱負荷が低い状態で暖房運転を行なうと、コンプレッ
サの吸入冷媒の圧力や温度が低下し、コンプレッサの負
圧運転による耐久性低下や第１の車室内熱交換器の凍結
といった問題が生じる。特に、暖房運転時は、長い時間
コンプレッサを停止すると、その間にガラスの曇りが発
生してしまうために、短時間で上記の問題を回避して蒸
気圧縮サイクルが連続的な運転を行なえるようにしなけ
ればならない。

【０００５】これに対して、考案者は、特願平８−７６
５５１号公報開示の車両用空調装置において、暖房運転
時に第１の車室内熱交換器の作動状態（温度や圧力）が
低下したときの保護手段として、第１の車室内熱交換器
の作動状態が第１の設定状態よりも低下した場合には、
コンプレッサ停止と同時に四方弁を暖房側から冷房側に
切り替え、その後、第１の車室内熱交換器の作動状態が
第２の設定状態まで高くなったときに、再度コンプレッ
サを運転し、同時に四方弁を暖房側に戻すという方法を
考案した。コンプレッサ停止と同時に四方弁を暖房側か
ら冷房側に切り替えることで、第２の車室内熱交換器内
の温度や圧力の高い冷媒が四方弁を経由してコンプレッ
サの冷媒吸入側や第１の車室内熱交換器に移動する。こ
れによって、第１の車室内熱交換器の温度や圧力が短時
間で高まり、コンプレッサを短時間で再起動させること
が可能になる。また、コンプレッサの吸入圧力と吐出圧
力の圧力差も同時に減少するので、コンプレッサ再起動
時の起動トルクが低下するという効果も得られる。本方
法は冷房運転時においても暖房運転時と同様の効果が得
られる。

【０００６】ところが、考案者の実験によると、ある条
件で本保護手段を実施した場合に、圧力の異常上昇が検
出され、サイクル保護のための圧力スイッチが作動して
蒸気圧縮サイクルが停止になってしまうことがあること
が判明した。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、圧力異常による蒸気圧縮サイクル
の停止を回避することができる車両用空調装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の第１の
発明は、エンジンやモータで駆動されるコンプレッサ
と、冷媒と外気とで熱交換する車室外熱交換器と、冷媒
を断熱膨張させる膨張手段と、冷媒と車室内に吹き出す
空調風とで熱交換する第１の車室内熱交換器と第２の車
室内熱交換器と、暖房運転時には、前記第１の車室内熱
交換器が蒸発器、第２の車室内熱交換器が凝縮器として
作用するように、冷房運転時には、少なくとも第１の車
室内熱交換器が蒸発器として作用するように、暖房運転
時と冷房運転時で冷媒流れを切り換える冷媒流路切換手
段と、第１の車室内熱交換器とコンプレッサの間から分
岐し、冷媒流路切換手段に接続するバイパス路とから成
る蒸気圧縮サイクルに適用される。そして、コンプレッ
サの停止を検出するコンプレッサ停止検出手段と、冷媒
流路切換手段を運転モードに応じた設定から変更する流
路設定変更手段と、運転モードに応じて待ち時間を設定
する待ち時間設定手段と、コンプレッサの停止が検出さ
れたときに、待ち時間設定手段によって設定された待ち
時間が経過した後に、流路設定変更手段によって冷媒流
路切換手段の設定を変更する手段とを備える。

【０００９】請求項２に記載の第２の発明は、エンジン
やモータで駆動されるコンプレッサと、冷媒と外気とで
熱交換する車室外熱交換器と、冷媒を断熱膨張させる膨
張手段と、冷媒と車室内に吹き出す空調風とで熱交換す
る第１の車室内熱交換器と第２の車室内熱交換器と、暖
房運転時には、第１の車室内熱交換器が蒸発器、第２の
車室内熱交換器が凝縮器として作用するように、冷房運
転時には、少なくとも第１の車室内熱交換器が蒸発器と
して作用するように、暖房運転時と冷房運転時で冷媒流
れを切り換える冷媒流路切換手段と、第１の車室内熱交
換器とコンプレッサの間から分岐し、冷媒流路切換手段
に接続するバイパス路とから成る蒸気圧縮サイクルに適
用される。そして、コンプレッサの停止を検出するコン
プレッサ停止検出手段と、冷媒流路切換手段を運転モー
ドに応じた設定から変更する流路設定変更手段と、コン
プレッサの吐出冷媒の圧力を検出する吐出圧力検出手段
と、コンプレッサの吸入冷媒の圧力を検出する吸入圧力
検出手段と、コンプレッサの停止が検出されたときに、
吐出圧力、または、吐出圧力と吸入圧力の圧力差が設定
値よりも低下した後に、流路設定変更手段によって冷媒
流路切換手段の設定を変更する手段とを備える。

【００１０】請求項３に記載の第３の発明は、エンジン
やモータで駆動されるコンプレッサと、冷媒と外気とで
熱交換する車室外熱交換器と、冷媒を断熱膨張させる膨
張手段と、冷媒と車室内に吹き出す空調風とで熱交換す
る第１の車室内熱交換器と第２の車室内熱交換器と、暖
房運転時には、第１の車室内熱交換器が蒸発器、第２の
車室内熱交換器が凝縮器として作用するように、冷房運
転時には、少なくとも第１の車室内熱交換器が蒸発器と
して作用するように、暖房運転時と冷房運転時で冷媒流
れを切り換える冷媒流路切換手段と、第１の車室内熱交
換器とコンプレッサの間から分岐し、冷媒流路切換手段
に接続するバイパス路とから成る蒸気圧縮サイクルに適
用される。そして、コンプレッサの停止を検出したとき
に、冷媒流路切換手段を運転モードに応じた設定から変
更する流路設定変更手段と、バイパス路、あるいは、冷
媒流路切換手段と車室外熱交換器の間および冷媒流路切
換手段と第２の車室内熱交換器の間に設けられて、流路
設定変更手段によって引き起こされる冷媒の移動に対し
て抵抗となる冷媒流れ抵抗手段とを備える。

【００１１】請求項４に記載の第４の発明は、エンジン
やモータで駆動されるコンプレッサと、冷媒と外気とで
熱交換する車室外熱交換器と、冷媒を断熱膨張させる膨
張手段と、第１の冷媒パスと第２の冷媒パスで構成さ
れ、冷媒と車室内に吹き出す空調風とで熱交換する車室
内熱交換器と、暖房運転時には、第１の冷媒パスが蒸発
器、第２の冷媒パスが凝縮器として作用するように、冷
房運転時には、少なくとも第１の冷媒パスが蒸発器とし
て作用するように、暖房運転時と冷房運転時で冷媒流れ
を切り換える冷媒流路切換手段と、第１の冷媒パスとコ
ンプレッサの間から分岐し、冷媒流路切換手段に接続す
るバイパス路とから成る蒸気圧縮サイクルに適用され
る。そして、コンプレッサの停止を検出するコンプレッ
サ停止検出手段と、冷媒流路切換手段を運転モードに応
じた設定から変更する流路設定変更手段と、運転モード
に応じて待ち時間を設定する待ち時間設定手段と、コン
プレッサの停止が検出されたときに、待ち時間設定手段
によって設定された待ち時間が経過した後に、流路設定
変更手段によって冷媒流路切換手段の設定を変更する手
段とを備える。

【００１２】請求項５に記載の第５の発明は、エンジン
やモータで駆動されるコンプレッサと、冷媒と外気とで
熱交換する車室外熱交換器と、冷媒を断熱膨張させる膨
張手段と、第１の冷媒パスと第２の冷媒パスで構成さ
れ、冷媒と車室内に吹き出す空調風とで熱交換する車室
内熱交換器と、暖房運転時には、第１の冷媒パスが蒸発
器、第２の冷媒パスが凝縮器として作用するように、冷
房運転時には、少なくとも第１の冷媒パスが蒸発器とし
て作用するように、暖房運転時と冷房運転時で冷媒流れ
を切り換える冷媒流路切換手段と、第１の冷媒パスとコ
ンプレッサの間から分岐し、冷媒流路切換手段に接続す
るバイパス路とから成る蒸気圧縮サイクルに適用され
る。そして、コンプレッサの停止を検出するコンプレッ
サ停止検出手段と、冷媒流路切換手段を運転モードに応
じた設定から変更する流路設定変更手段と、コンプレッ
サの吐出冷媒の圧力を検出する吐出圧力検出手段と、コ
ンプレッサの吸入冷媒の圧力を検出する吸入圧力検出手
段と、コンプレッサの停止が検出されたときに、吐出圧
力、または、吐出圧力と吸入圧力の圧力差が設定値より
も低下した後に、流路設定変更手段によって冷媒流路切
換手段の設定を変更する手段とを備える。

【００１３】請求項６に記載の第６の発明は、エンジン
やモータで駆動されるコンプレッサと、冷媒と外気とで
熱交換する車室外熱交換器と、冷媒を断熱膨張させる膨
張手段と、第１の冷媒パスと第２の冷媒パスで構成さ
れ、冷媒と車室内に吹き出す空調風とで熱交換する車室
内熱交換器と、暖房運転時には、第１の冷媒パスが蒸発
器、第２の冷媒パスが凝縮器として作用するように、冷
房運転時には、少なくとも第１の冷媒パスが蒸発器とし
て作用するように、暖房運転時と冷房運転時で冷媒流れ
を切り換える冷媒流路切換手段と、第１の冷媒パスとコ
ンプレッサの間から分岐し、冷媒流路切換手段に接続す
るバイパス路とから成る蒸気圧縮サイクルに適用され
る。そして、コンプレッサの停止を検出したときに、冷
媒流路切換手段を運転モードに応じた設定から変更する
流路設定変更手段と、バイパス路、あるいは、冷媒流路
切換手段と車室外熱交換器の間および冷媒流路切換手段
と第２の冷媒パスの間に設けられて、流路設定変更手段
によって引き起こされる冷媒の移動に対して抵抗となる
冷媒流れ抵抗手段とを備える。

【００１４】以下、本発明の作用を説明する。第１の発
明では、コンプレッサ停止時に、運転モードに応じて設
定された待ち時間が経過した後に、冷媒流路切換手段が
冷房側から暖房側、あるいは、暖房側から冷房側に切り
換えられる。この結果、コンプレッサ停止後、冷媒流路
切換手段の設定を変更するまでにコンプレッサの吐出圧
力と吸入圧力の圧力差を小さくすることが可能になる。

【００１５】第２の発明では、コンプレッサ停止時に、
吐出圧力、あるいは、吐出圧力と吸入圧力の圧力差が設
定値よりも低下した後に、冷媒流路切換手段が冷房側か
ら暖房側、あるいは、暖房側から冷房側に切り換えられ
る。この結果、コンプレッサ停止後、確実に圧力が低下
した状態で冷媒流路切換手段の設定を変更することが可
能になる。

【００１６】第３の発明では、バイパス路、あるいは、
冷媒流路切換手段と車室外熱交換器の間および冷媒流路
切換手段と第２の車室内熱交換器の間に冷媒流れ抵抗手
段が設けられる。冷媒流れ抵抗手段は方向性を備え、コ
ンプレッサ停止後に冷媒流路切換手段の設定変更が行な
われたときに引き起こされる冷媒移動のみに作用するの
で、冷媒流れ抵抗手段を通過するときに冷媒流路切換手
段の設定変更時の移動冷媒量を減少させることが可能に
なる。

【００１７】第４の発明では、第１の発明と同様に、コ
ンプレッサ停止時に、運転モードに応じて設定された待
ち時間が経過した後に、冷媒流路切換手段が冷房側から
暖房側、あるいは、暖房側から冷房側に切り換えられ
る。この結果、コンプレッサ停止後、冷媒流路切換手段
の設定を変更するまでにコンプレッサの吐出圧力と吸入
圧力の圧力差を小さくすることが可能になる。

【００１８】第５の発明では、第２の発明と同様に、コ
ンプレッサ停止時に、吐出圧力、あるいは、吐出圧力と
吸入圧力の圧力差が設定値よりも低下した後に、冷媒流
路切換手段が冷房側から暖房側、あるいは、暖房側から
冷房側に切り換えられる。この結果、コンプレッサ停止
後、確実に圧力が低下した状態で冷媒流路切換手段の設
定を変更することが可能になる。

【００１９】第６の発明では、第３の発明と同様に、バ
イパス路、あるいは、冷媒流路切換手段と車室外熱交換
器の間および冷媒流路切換手段と第２の冷媒パスの間に
冷媒流れ抵抗手段が設けられる。冷媒流れ抵抗手段は方
向性を備え、コンプレッサ停止後に冷媒流路切換手段の
設定変更が行なわれたときに引き起こされる冷媒移動の
みに作用するので、冷媒流れ抵抗手段を通過するときに
冷媒流路切換手段の設定変更時の移動冷媒量を減少させ
ることが可能になる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明による車両用空調装
置の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明による車両用空調装置の一実施の形態の
構成を示す図である。図１において、コンプレッサ３１
は、エンジンルームに設けられ、コンプレッサクラッチ
がＯＮならばエンジン２０１で駆動され、ＯＦＦならば
エンジン２０１と切り離されて停止する。冷媒流路切換
手段としての四方弁７３にはコンプレッサ３１の吐出側
と車室外熱交換器３８と第２の車室内熱交換器３３とバ
イパス路１０１が接続され、暖房設定時には、実線示の
ような流路切り換え状態となり、コンプレッサ３１の吐
出側と第２の車室内熱交換器３３および車室外熱交換器
３８とバイパス路１０１がそれぞれ連通する一方、冷房
設定時には、点線示のような流路切り換え状態となり、
コンプレッサ３１の吐出側と車室外熱交換器３８および
第２の車室内熱交換器３３とバイパス路１０１がそれぞ
れ連通する。車室外熱交換器３８は車室外に設けられ、
コンプレッサ３１から吐出される冷媒の熱を外気に放熱
する車室外コンデンサになっている。第１の車室内熱交
換器３５と第２の車室内熱交換器３３は、ダクト３９内
に配置される。第１の車室内熱交換器３５の一端はコン
プレッサ３１の冷媒吸入に、他端は第１の膨張手段とし
ての膨張弁３４に接続し、コンプレッサ３１が運転して
いるときには常に吸熱器となってブロワファン３７によ
って送風された空気を冷却する。第２の車室内熱交換器
３３の一端は四方弁７３に接続し、他端はバイパス路１
００に接続し、バイパス路１００は第２の膨張手段とし
ての絞り８０を介して第１の車室内熱交換器３５と膨張
弁３４の間に接続する。バイパス路１０１は、第１の車
室内熱交換器３５の一端とコンプレッサ３１の冷媒吸入
の間に接続する。なお、符号２０３はエンジン冷却水配
管である。

【００２１】冷房運転時の冷媒は、コンプレッサ３１→
四方弁７３→車室外熱交換器３８→膨張弁３４の順番に
流れ、膨張弁３４の下流において、一部の冷媒は第１の
車室内熱交換器３５→コンプレッサ３１と流れ、残りの
冷媒は絞り８０→第２の車室内熱交換器３３→四方弁７
３→コンプレッサ３１と流れる。第２の車室内熱交換器
３３に流入する冷媒は、膨張弁３４と絞り８０を通過す
ることでより低温の冷媒になるので、第１の車室内熱交
換器３５で冷却された後の空気からでも吸熱することが
できる（絞り８０が無ければ、第２の車室内熱交換器３
３での吸熱は期待できない）。このように冷房運転時は
第１の車室内熱交換器３５と第２の車室内熱交換器３３
の両方が吸熱器となり、ブロワファン３７によって送風
された空気は、第１の車室内熱交換器３５と第２の車室
内熱交換器３３の両方で冷却される。

【００２２】暖房運転時の冷媒は、コンプレッサ３１→
四方弁７３→第２の車室内熱交換器３３→絞り８０の順
番に流れ、絞り８０の下流において、一部の冷媒は第１
の車室内熱交換器３５→コンプレッサ３１と流れ、残り
の冷媒は膨張弁３４→車室外熱交換器３８→四方弁７３
→コンプレッサ３１と流れる。暖房運転時は、第１の車
室内熱交換器３５が吸熱器、第２の車室内熱交換器３３
が放熱器となり、ブロワファン３７によって送風された
空気は、第１の車室内熱交換器３５で冷却（除湿）され
た後、第２の車室内熱交換器３３で加熱（リヒート）さ
れる。

【００２３】膨張弁３４は冷房運転時の性能が最適にな
ることを優先に設定され、絞り８０は暖房運転時の性能
が最適になることを優先に設定される。

【００２４】また、ダクト３９には、第２の車室内熱交
換器３３の下流にヒータコア２０２が設けられ、エンジ
ン冷却水が流入する。

【００２５】ダクト３９の第１の車室内熱交換器３５よ
りも上流側には、車室内空気を導入する内気導入口４０
と、走行風圧を受けて外気を導入する外気導入口４１と
が設けられている。この内気導入口４０と外気導入口４
１とが分岐する部分には、内気導入口４０と外気導入口
４１とを任意の比率で開閉するインテークドア４２が設
けられている。インテークドア４２の開度たるインテー
クドア開度Ｘｉｎｔは、外気導入量が零でフル内気とな
る位置をＸｉｎｔ＝０％と設定し、フル外気導入となる
位置をＸｉｎｔ＝１００％と設定する。内気導入口４０
と外気導入口４１との空気導入側（空気流の下流側）と
第１の車室内熱交換器３５との間には、前記ブロワファ
ン３７が配置され、制御装置４３で駆動されるブロワフ
ァンモータ４４で回転駆動されるようになっている。

【００２６】第２の車室内熱交換器３３の下流側には、
エアミックスドア４６が設けられている。このエアミッ
クスドア４６は、制御装置４３で駆動される図外のエア
ミックスドアアクチュエータにより、下流のヒータコア
２０２を通過する空気と通過しない空気の割合を調節す
るように開閉する。エアミックスドア４６は、ヒータコ
ア通過風量を可変することができ、ヒータ風量可変手段
となっている。エアミックスドア４６の開度たるエアミ
ックスドア開度Ｘｍｉｘは、エアミックスドア４６が一
点鎖線示の位置となってヒータコア２０２を通過する空
気が零となるときをエアミックスドア開度Ｘｍｉｘ＝０
％（全閉、Ｆｕｌｌ ＣＯＯＬ）と設定し、エアミック
スドア４６が二点鎖線示の位置となってすべての空気が
ヒータコア２０２を通過するときをエアミックスドア開
度Ｘｍｉｘ＝１００％（全開、Ｆｕｌｌ ＨＯＴ）と設
定する。

【００２７】ダクト３９のヒータコア２０２よりも下流
側には、上記冷風と温風との混合を良くすることによ
り、温度調節された空調風を作る部屋としてのエアミッ
クスチャンバ４７が設けられている。エアミックスチャ
ンバ４７には、図外の対象乗員の上半身に向けて空調風
を吹き出すベンチレータ吹出口５１と、対象乗員の足元
に向けて空調風を吹き出すフット吹出口５３と、図外の
フロントウィンドガラスに向けて空調風を吹き出すデフ
ロスタ吹出口５２とが設けられている。エアミックスチ
ャンバ４７内には、ベンチレータドア５５とフットドア
５７とデフロスタドア５６とが設けられている。ベンチ
レータドア５５は、制御装置４３で駆動される図外のベ
ンチレータドアアクチュエータにより、ベンチレータ吹
出口５１を開閉する。フットドア５７は、制御装置４３
で駆動される図外のフットドアアクチュエータにより、
フット吹出口５３を開閉する。デフロスタドア５６は、
制御装置４３で駆動される図外のデフロスタドアアクチ
ュエータにより、デフロスタ吹出口５２を開閉する。デ
フロスタドア５６は、デフロスタ吹出風量を可変するこ
とができ、デフロスタ風量可変手段となっている。デフ
ロスタドア５６の開度たるデフロスタドア開度Ｘｄｅｆ
は、デフロスタ吹出口５２が全閉となる位置をＸｄｅｆ
＝０％と設定し、デフロスタ吹出口５２が全開となる位
置をＸｄｅｆ＝１００％と設定する。

【００２８】制御装置４３は、第１の車室内熱交換器作
動温度センサ５９と日射量センサ６１と外気温センサ６
２と室温センサ６３と室温設定器６４と吹出口モードス
イッチ６５とブロワファンスイッチ６６と水温センサ２
０４などの熱環境情報入力手段から得られる第１の車室
内熱交換器３５の作動温度Ｔｅｖａと車両の日射量Ｑｓ
ｕｎと車室外の外気温度Ｔａｍｂと車室内の検出温度
（車室内温度）Ｔｒｏｏｍと車室内の設定温度Ｔｐｔｃ
と水温Ｔｗなどの熱環境情報により、エアミックスドア
開度Ｘｍｉｘとインテークドア開度Ｘｉｎｔとデフロス
タドア開度Ｘｄｅｆと風量Ｖｅｖａと目標吹出温度Ｔｏ
ｆなどの目標冷暖房条件を演算し、車室内の冷暖房条件
が上記演算された目標冷暖房条件を維持するように、ブ
ロワファンモータ４４とインテークドアアクチュエータ
とエアミックスドアアクチュエータとベンチレータドア
アクチュエータとフットドアアクチュエータとデフロス
タドアアクチュエータなどを駆動する。また、制御装置
４３は、コンプレッサクラッチをＯＮ／ＯＦＦしたり、
エンジン回転数やタイヤの回転数から車両がどのような
走行状態にあるかを検出する。第１の車室内熱交換器作
動温度センサ５９は、第１の車室内熱交換器３５の作動
温度検出手段の役割も果たしている。

【００２９】なお、実際の車両では、車室外熱交換器３
８の後にラジエータが設けられ、ここにもエンジン冷却
水が流れて外気に放熱するようになっているが、図１に
は図示されていない。また、本実施の形態では、加熱手
段としてエンジン冷却水を利用したヒータコアを例にし
て説明するが、電気ヒータや燃焼式ヒータ等の加熱手段
を用いてもよい。

【００３０】図１の蒸気圧縮サイクルにおいて、暖房運
転時にコンプレッサ３１が停止したときに四方弁７３を
暖房側から冷房側に切り替えて、第２の車室内熱交換器
３３内の冷媒が四方弁７３を経由してコンプレッサ３１
の冷媒吸入側に移動する状態、あるいは、冷房運転時に
コンプレッサ３１が停止したときに四方弁７３を冷房側
から暖房側に切り替えて、車室外熱交換器３８内の冷媒
が四方弁７３を経由してコンプレッサ３１の冷媒吸入側
に移動する状態を考える。

【００３１】冷媒は両端に圧力差ΔＰが作用することで
移動を開始し、移動冷媒の質量をｍ、移動速度をｖ、流
路の断面積をＡとおくと、 移動冷媒が毎秒失う運動量：−ｍ・ｄｖ／ｄｔ 圧力差による力 ：Ａ・ΔＰ 移動冷媒の運動量保存を考えると両者がつり合うので、 ΔＰ＝−ｍ／Ａ・ｄｖ／ｄｔ が得られる。このように、冷媒の移動速度に加減速が生
じれば、この加減速の大きさと移動冷媒の質量の積に応
じて圧力が発生する。

【００３２】本実施の形態では、冷媒の移動開始時の圧
力差を小さくする方法と、移動冷媒の質量を移動中に減
少させる方法によって、上記圧力勾配の発生を抑制す
る。

【００３３】図２と図３は、冷媒の移動開始時の圧力差
を小さくする場合の制御フローチャートを示している。

【００３４】まず、図２のコンプレッサ停止時の四方弁
制御の制御フローチャートに沿って説明する。ステップ
Ｓ２０１でコンプレッサ停止時の四方弁制御を開始する
と、ステップＳ２０２では、運転終了によるコンプレッ
サ停止か、断続運転によるコンプレッサ停止かを判断
し、運転終了による場合にはステップＳ２０３に進んで
四方弁７３をＯＦＦし、断続運転による場合にはステッ
プＳ２０４に進む。

【００３５】ステップＳ２０４では、コンプレッサ停止
直前の運転モードを判断し、冷房運転の場合にはステッ
プＳ２０５に進み、暖房運転の場合にはステップＳ２０
８に進む。

【００３６】ステップＳ２０５では、冷房運転時の待ち
時間（Δｔ．ＣＯＬＤ）を設定する。冷房運転時は、コ
ンプレッサ停止時間が多少長くなっても、ガラスの防曇
性悪化や吹出温変動といった問題は起こらない。また、
暖房運転時に比べて、圧力差が大きく、移動冷媒量も多
くなるので、暖房運転時の待ち時間よりは長く設定する
ことができる。

【００３７】ステップＳ２０６では、コンプレッサ停止
からステップＳ２０５で設定した待ち時間経過したかど
うかを判断し、待ち時間（Δｔ．ＣＯＬＤ）経過する
と、ステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７では、
四方弁７３を冷房側から暖房側に切り替える。

【００３８】一方、ステップＳ２０４で暖房運転時の断
続運転と判断された場合には、ステップＳ２０８におい
て、暖房運転時の待ち時間（Δｔ．ＨＯＴ）を設定す
る。暖房運転時の待ち時間（Δｔ．ＨＯＴ）が長くなる
と、その間にガラスの曇りが発生してしまうので、ここ
では、実験的に得られたコンプレッサ停止時の差圧の変
化をもとにして、待ち時間がより短時間となるように設
定する。

【００３９】ステップＳ２０９では、コンプレッサ停止
からステップＳ２０８で設定した待ち時間経過したかど
うかを判断し、待ち時間（Δｔ．ＨＯＴ）経過すると、
ステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０では、四方
弁７３を暖房側から冷房側に切り替える。

【００４０】図３は、別のコンプレッサ停止時の四方弁
制御の制御フローチャートである。ステップＳ３０１で
コンプレッサ停止時の四方弁制御を開始すると、ステッ
プＳ３０２では、運転終了によるコンプレッサ停止か、
断続運転によるコンプレッサ停止かを判断し、運転終了
による場合にはステップＳ３０３に進んで四方弁７３を
ＯＦＦし、断続運転による場合にはステップＳ３０４に
進む。

【００４１】ステップＳ３０４では、コンプレッサ３１
の吸入冷媒圧力（Ｐｓ）を検出する。ステップＳ３０５
では、コンプレッサ３１の吐出冷媒圧力（Ｐｄ）を検出
する。

【００４２】コンプレッサ３１の運転を停止すると、Ｐ
ｓが高くなり、Ｐｄが低下し、ＰｄとＰｓの圧力差が小
さくなる。ステップＳ３０６では、Ｐｄまたは（Ｐｄ−
Ｐｓ）の圧力差が所定値よりも低下したか否かを判断
し、所定値よりも低下したならば、ステップＳ３０７に
進む。

【００４３】ステップＳ３０７では、コンプレッサ停止
直前の運転モードを判断し、冷房運転の場合にはステッ
プＳ３０８に進み、暖房運転の場合にはステップＳ３０
９に進む。

【００４４】ステップＳ３０８では、四方弁７３を冷房
側から暖房側に切り替える。ステップＳ３０９では、四
方弁７３を暖房側から冷房側に切り替える。

【００４５】このように直接圧力を検出し、検出された
圧力あるいは圧力差が所定値よりも低下したときに四方
弁７３を切り替えることで、移動冷媒に作用する力を低
下させることができる。

【００４６】なお、図３では、冷媒圧力を使って説明し
たが、コンプレッサ３１が停止したときには吸入側と吐
出側のどちらも冷媒がほぼ二相状態になるので、冷媒温
度を検出してその温度に対する飽和圧力から冷媒圧力を
推定するようにしても同様の効果を得ることができる。

【００４７】図４と図５は、移動冷媒の質量を移動中に
減少させる場合の蒸気圧縮サイクルの構成を示してい
る。図４では、図１の蒸気圧縮サイクルにおいて、バイ
パス路１０１に冷媒流れの抵抗１１０を設けている。コ
ンプレッサ３１を停止したときに四方弁７３を切り替え
ることで生じる移動冷媒は、暖房運転と冷房運転によら
ず、必ずバイパス路１０１を通過するので、ここに流れ
の抵抗を設けることで移動冷媒の質量を減少させること
ができる。本実施の形態のように、バイパス路１０１に
抵抗１１０を設けることで、確実に移動冷媒の質量を減
少させることができる。

【００４８】また、図５は、四方弁７３と第２の車室内
熱交換器３３の間に抵抗１１１と逆止弁１１２を、四方
弁７３と車室外熱交換器３８の間に抵抗１１３と逆止弁
１１４を各々設けている。

【００４９】暖房運転時にコンプレッサ３１から吐出さ
れた冷媒は抵抗１１１を通らず逆止弁１１２を通過し、
コンプレッサ停止時に四方弁７３を暖房側から冷房側に
切り替えたときに生じる移動冷媒は逆止弁１１２を通ら
ず抵抗１１１を通過する。抵抗１１１は第２の車室内熱
交換器３３からコンプレッサ３１の冷媒吸入に向かって
流れる移動冷媒に作用して、移動冷媒の質量を減少させ
る。

【００５０】冷房運転時にコンプレッサ３１から吐出さ
れた冷媒は抵抗１１３を通らず逆止弁１１４を通過し、
コンプレッサ停止時に四方弁７３を冷房側から暖房側に
切り替えたときに生じる移動冷媒は逆止弁１１４を通ら
ず抵抗１１３を通過する。抵抗１１３は車室外熱交換器
３８からコンプレッサ３１の冷媒吸入に向かって流れる
移動冷媒に作用して、移動冷媒の質量を減少させる。

【００５１】このように、図５に示したサイクル構成と
することで、図４に示したサイクルと同様の効果を得る
ことができる。

【００５２】以上では、冷媒の移動開始時の圧力差を小
さくする方法、移動冷媒の質量を移動中に減少させる方
法の何れか一方を行なう例で説明を行なったが、両方の
手段を同時に実施しても同様の効果が得られることは言
うまでもない。

【００５３】図６〜図９は、別の蒸気圧縮サイクル構成
を示している。図６に示す蒸気圧縮サイクルは、図１に
示す蒸気圧縮サイクルに対して、絞り８０を廃止して冷
房運転時も暖房運転時も膨張弁３４で断熱膨張するよう
にしたものである。冷房運転時は第１の車室内熱交換器
３５のみが蒸発器となり、暖房運転時は第１の車室内熱
交換器３５が蒸発器、第２の車室内熱交換器３３が凝縮
器となる。この場合にも、図２や図３に示す制御を行な
うことで、図１の蒸気圧縮サイクルと同様の効果を得る
ことができる。また、図４の蒸気圧縮サイクルと同じ位
置に抵抗１１０を設けることで、図４の蒸気圧縮サイク
ルと同様の効果を得ることができる。また、図示してい
ないが、図５の蒸気圧縮サイクルと同じ位置に抵抗１１
１と１１３、逆止弁１１２と１１４を設けることによっ
ても、図５の蒸気圧縮サイクルと同様の効果を得ること
ができる。なお、符号７０，７１は逆止弁である。

【００５４】図７に示す蒸気圧縮サイクルは、図６に示
す蒸気圧縮サイクルの変形例で、冷房運転時に第１の車
室内熱交換器３５だけでなく、選択的に第２の車室内熱
交換器３３を蒸発器とすることができるようにしたもの
である。この場合にも、図２や図３に示す制御を行なう
ことで、図１の蒸気圧縮サイクルと同様の効果を得るこ
とができる。また、図４の蒸気圧縮サイクルと同じ位置
に抵抗１１０を設けることで、図４の蒸気圧縮サイクル
と同様の効果を得ることができる。また、図示していな
いが、図５の蒸気圧縮サイクルと同じ位置に抵抗１１１
と１１３、逆止弁１１２と１１４を設けることによって
も、図５の蒸気圧縮サイクルと同様の効果を得ることが
できる。なお、符号７０，７１は逆止弁、７４は膨張
弁、７５は開閉弁である。

【００５５】図８に示す蒸気圧縮サイクルは、図１に示
す蒸気圧縮サイクルに対して、第１の車室内熱交換器３
５と第２の車室内熱交換器３３の配置を変更したもので
ある。この場合にも、図２や図３に示す制御を行なうこ
とで、図１の蒸気圧縮サイクルと同様の効果を得ること
ができる。また、図４の蒸気圧縮サイクルと同じ位置に
抵抗１１０を設けることで、図４の蒸気圧縮サイクルと
同様の効果を得ることができる。また、図示していない
が、図５の蒸気圧縮サイクルと同じ位置に抵抗１１１と
１１３、逆止弁１１２と１１４を設けることによって
も、図５の蒸気圧縮サイクルと同様の効果を得ることが
できる。

【００５６】図９に示す蒸気圧縮サイクルは、図１に示
す蒸気圧縮サイクルに対して、第１の車室内熱交換器３
５と第２の車室内熱交換器３３に代えて、単一の車室内
熱交換器２０５を設けるとともに、その車室内熱交換器
２０５に第１の冷媒パス７７と第２の冷媒パス７６を備
えたものである。冷房運転時は第１の冷媒パス７７と第
２の冷媒パス７６の両方が蒸発器となり、暖房運転時に
は第１の冷媒パス７７が蒸発器、第２の冷媒パス７６が
凝縮器となる。この場合にも、図２や図３に示す制御を
行なうことで、図１の蒸気圧縮サイクルと同様の効果を
得ることができる。また、図４の蒸気圧縮サイクルと同
じ位置に抵抗１１０を設けることで、図４の蒸気圧縮サ
イクルと同様の効果を得ることができる。また、図示し
ていないが、図５の蒸気圧縮サイクルと同じ位置に抵抗
１１１と１１３、逆止弁１１２と１１４を設けることに
よっても、図５の蒸気圧縮サイクルと同様の効果を得る
ことができる。

【００５７】本実施の形態では、図１の車両用空調装置
を例にして説明したが、図６〜図９の蒸気圧縮サイク
ル、あるいは、これらを組み合わせた蒸気圧縮サイクル
においても同様の効果が得られる。

【００５８】また、本実施の形態では、フロントのみに
蒸気圧縮サイクルを備えた場合を例にして説明したが、
フロントとリアに蒸気圧縮サイクルを備えた場合にも同
様の効果を得ることができる。

【００５９】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、コンプレッサ停止時に、運転モードに応じて設
定された待ち時間が経過した後に、四方弁を冷房側から
暖房側、あるいは、暖房側から冷房側に切り替えるの
で、四方弁を切り替えた瞬間に移動冷媒に作用する力を
小さくすることができる。その結果、移動冷媒の加減速
が小さくなるので、この加減速に起因する圧力の急上昇
が抑制され、圧力異常による蒸気圧縮サイクルの停止を
回避することができる。

【００６０】また、コンプレッサ停止時に、コンプレッ
サの吐出冷媒圧力、あるいは、コンプレッサの吐出冷媒
圧力と吸入冷媒圧力の圧力差が設定値よりも低下した後
に、四方弁を冷房側から暖房側、あるいは、暖房側から
冷房側に切り替えるので、四方弁を切り替えた瞬間に移
動冷媒に作用する力を小さくすることができる。その結
果、移動冷媒の加減速が小さくなるので、この加減速に
起因する圧力の急上昇が抑制され、圧力異常による蒸気
圧縮サイクルの停止を回避することができる。

【００６１】また、バイパス路、あるいは、四方弁と車
室外熱交換器の間および四方弁と第２の車室内熱交換器
（または第２の冷媒パス）の間に、四方弁切替時に引き
起こされる移動冷媒にのみ作用するように冷媒流れ抵抗
を設けるので、移動冷媒の質量や運動量を効果的に減少
させることができる。移動冷媒の質量や運動量が減少す
ることで、四方弁切替直後の圧力の急上昇が抑制され、
圧力異常による蒸気圧縮サイクルの停止を回避すること
ができる。なお、四方弁と車室外熱交換器の間および四
方弁と第２の車室内熱交換器（または第２の冷媒パス）
の間に設けられる冷媒流れ抵抗は、逆止弁と組み合わせ
ることで、通常の冷房運転や暖房運転時には抵抗として
働かない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による車両用空調装置の一実施の形態の
構成を示す図である。

【図２】コンプレッサ停止時の四方弁制御の制御フロー
チャートである。

【図３】別のコンプレッサ停止時の四方弁制御の制御フ
ローチャートである。

【図４】本発明による車両用空調装置の他の実施の形態
の構成を示す図である。

【図５】本発明による車両用空調装置の他の実施の形態
の構成を示す図である。

【図６】一実施の形態の変形例の構成を示す図である。

【図７】一実施の形態の変形例の構成を示す図である。

【図８】一実施の形態の変形例の構成を示す図である。

【図９】一実施の形態の変形例の構成を示す図である。

【図１０】従来の車両用空調装置の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

３１ コンプレッサ ３３ 第２の車室内熱交換器 ３４ 膨張弁（第１の膨張手段） ３５ 第１の車室内熱交換器 ３７ ブロワファン ３８ 車室外熱交換器 ３９ ダクト ４０ 内気導入口 ４１ 外気導入口 ４２ インテークドア ４３ 制御装置 ４４ ブロワファンモータ ４６ エアミックスドア ４７ エアミックスチャンバ ５１ ベンチレータ吹出口 ５２ デフロスタ吹出口 ５３ フット吹出口 ５５ ベンチレータドア ５６ デフロスタドア ５７ フットドア ５９ 第１の車室内熱交換器作動温度センサ ６１ 日射量センサ ６２ 外気温センサ ６３ 室温センサ ６４ 室温設定器 ６５ 吹出口モードスイッチ ６６ ブロワファンスイッチ ７０，７１ 逆止弁 ７３ 四方弁 ７４ 膨張弁 ７５ 開閉弁 ７６ 第２の冷媒パス ７７ 第１の冷媒パス ８０ 絞り（第２の膨張手段） １００，１０１ バイパス路 １１０，１１１，１１３ 抵抗 １１２，１１４ 逆止弁 ２０１ エンジン ２０２ ヒータコア ２０３ エンジン冷却水配管 ２０４ エンジン冷却水温センサ ２０５ 車室内熱交換器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンやモータで駆動されるコンプレ
   ッサと、 冷媒と外気とで熱交換する車室外熱交換器と、 冷媒を断熱膨張させる膨張手段と、 冷媒と車室内に吹き出す空調風とで熱交換する第１の車
   室内熱交換器と第２の車室内熱交換器と、 暖房運転時には、前記第１の車室内熱交換器が蒸発器、
   第２の車室内熱交換器が凝縮器として作用するように、
   冷房運転時には、少なくとも第１の車室内熱交換器が蒸
   発器として作用するように、暖房運転時と冷房運転時で
   冷媒流れを切り換える冷媒流路切換手段と、 前記第１の車室内熱交換器と前記コンプレッサの間から
   分岐し、前記冷媒流路切換手段に接続するバイパス路
   と、 から成る蒸気圧縮サイクルにおいて、 前記コンプレッサの停止を検出するコンプレッサ停止検
   出手段と、 前記冷媒流路切換手段を運転モードに応じた設定から変
   更する流路設定変更手段と、 運転モードに応じて待ち時間を設定する待ち時間設定手
   段と、 前記コンプレッサの停止が検出されたときに、待ち時間
   設定手段によって設定された待ち時間が経過した後に、
   前記流路設定変更手段によって前記冷媒流路切換手段の
   設定を変更する手段と、 を備えることを特徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】 エンジンやモータで駆動されるコンプレ
   ッサと、 冷媒と外気とで熱交換する車室外熱交換器と、 冷媒を断熱膨張させる膨張手段と、 冷媒と車室内に吹き出す空調風とで熱交換する第１の車
   室内熱交換器と第２の車室内熱交換器と、 暖房運転時には、前記第１の車室内熱交換器が蒸発器、
   第２の車室内熱交換器が凝縮器として作用するように、
   冷房運転時には、少なくとも第１の車室内熱交換器が蒸
   発器として作用するように、暖房運転時と冷房運転時で
   冷媒流れを切り換える冷媒流路切換手段と、 前記第１の車室内熱交換器と前記コンプレッサの間から
   分岐し、前記冷媒流路切換手段に接続するバイパス路
   と、 から成る蒸気圧縮サイクルにおいて、 前記コンプレッサの停止を検出するコンプレッサ停止検
   出手段と、 前記冷媒流路切換手段を運転モードに応じた設定から変
   更する流路設定変更手段と、 前記コンプレッサの吐出冷媒の圧力を検出する吐出圧力
   検出手段と、 前記コンプレッサの吸入冷媒の圧力を検出する吸入圧力
   検出手段と、 前記コンプレッサの停止が検出されたときに、吐出圧
   力、または、吐出圧力と吸入圧力の圧力差が設定値より
   も低下した後に、前記流路設定変更手段によって前記冷
   媒流路切換手段の設定を変更する手段と、 を備えることを特徴とする車両用空調装置。
3. 【請求項３】 エンジンやモータで駆動されるコンプレ
   ッサと、 冷媒と外気とで熱交換する車室外熱交換器と、 冷媒を断熱膨張させる膨張手段と、 冷媒と車室内に吹き出す空調風とで熱交換する第１の車
   室内熱交換器と第２の車室内熱交換器と、 暖房運転時には、前記第１の車室内熱交換器が蒸発器、
   第２の車室内熱交換器が凝縮器として作用するように、
   冷房運転時には、少なくとも第１の車室内熱交換器が蒸
   発器として作用するように、暖房運転時と冷房運転時で
   冷媒流れを切り換える冷媒流路切換手段と、 前記第１の車室内熱交換器と前記コンプレッサの間から
   分岐し、前記冷媒流路切換手段に接続するバイパス路
   と、 から成る蒸気圧縮サイクルにおいて、 前記コンプレッサの停止を検出したときに、前記冷媒流
   路切換手段を運転モードに応じた設定から変更する流路
   設定変更手段と、 前記バイパス路、あるいは、前記冷媒流路切換手段と前
   記車室外熱交換器の間および前記冷媒流路切換手段と前
   記第２の車室内熱交換器の間に設けられて、前記流路設
   定変更手段によって引き起こされる冷媒の移動に対して
   抵抗となる冷媒流れ抵抗手段と、 を備えることを特徴とする車両用空調装置。
4. 【請求項４】 エンジンやモータで駆動されるコンプレ
   ッサと、 冷媒と外気とで熱交換する車室外熱交換器と、 冷媒を断熱膨張させる膨張手段と、 第１の冷媒パスと第２の冷媒パスで構成され、冷媒と車
   室内に吹き出す空調風とで熱交換する車室内熱交換器
   と、 暖房運転時には、前記第１の冷媒パスが蒸発器、第２の
   冷媒パスが凝縮器として作用するように、冷房運転時に
   は、少なくとも第１の冷媒パスが蒸発器として作用する
   ように、暖房運転時と冷房運転時で冷媒流れを切り換え
   る冷媒流路切換手段と、 前記第１の冷媒パスと前記コンプレッサの間から分岐
   し、前記冷媒流路切換手段に接続するバイパス路と、 から成る蒸気圧縮サイクルにおいて、 前記コンプレッサの停止を検出するコンプレッサ停止検
   出手段と、 前記冷媒流路切換手段を運転モードに応じた設定から変
   更する流路設定変更手段と、 運転モードに応じて待ち時間を設定する待ち時間設定手
   段と、 前記コンプレッサの停止が検出されたときに、待ち時間
   設定手段によって設定された待ち時間が経過した後に、
   前記流路設定変更手段によって前記冷媒流路切換手段の
   設定を変更する手段と、 を備えることを特徴とする車両用空調装置。
5. 【請求項５】 エンジンやモータで駆動されるコンプレ
   ッサと、 冷媒と外気とで熱交換する車室外熱交換器と、 冷媒を断熱膨張させる膨張手段と、 第１の冷媒パスと第２の冷媒パスで構成され、冷媒と車
   室内に吹き出す空調風とで熱交換する車室内熱交換器
   と、 暖房運転時には、前記第１の冷媒パスが蒸発器、第２の
   冷媒パスが凝縮器として作用するように、冷房運転時に
   は、少なくとも第１の冷媒パスが蒸発器として作用する
   ように、暖房運転時と冷房運転時で冷媒流れを切り換え
   る冷媒流路切換手段と、 前記第１の冷媒パスと前記コンプレッサの間から分岐
   し、前記冷媒流路切換手段に接続するバイパス路と、 から成る蒸気圧縮サイクルにおいて、 前記コンプレッサの停止を検出するコンプレッサ停止検
   出手段と、 前記冷媒流路切換手段を運転モードに応じた設定から変
   更する流路設定変更手段と、 前記コンプレッサの吐出冷媒の圧力を検出する吐出圧力
   検出手段と、 前記コンプレッサの吸入冷媒の圧力を検出する吸入圧力
   検出手段と、 前記コンプレッサの停止が検出されたときに、吐出圧
   力、または、吐出圧力と吸入圧力の圧力差が設定値より
   も低下した後に、前記流路設定変更手段によって前記冷
   媒流路切換手段の設定を変更する手段と、 を備えることを特徴とする車両用空調装置。
6. 【請求項６】 エンジンやモータで駆動されるコンプレ
   ッサと、 冷媒と外気とで熱交換する車室外熱交換器と、 冷媒を断熱膨張させる膨張手段と、 第１の冷媒パスと第２の冷媒パスで構成され、冷媒と車
   室内に吹き出す空調風とで熱交換する車室内熱交換器
   と、 暖房運転時には、前記第１の冷媒パスが蒸発器、第２の
   冷媒パスが凝縮器として作用するように、冷房運転時に
   は、少なくとも第１の冷媒パスが蒸発器として作用する
   ように、暖房運転時と冷房運転時で冷媒流れを切り換え
   る冷媒流路切換手段と、 前記第１の冷媒パスと前記コンプレッサの間から分岐
   し、前記冷媒流路切換手段に接続するバイパス路と、 から成る蒸気圧縮サイクルにおいて、 前記コンプレッサの停止を検出したときに、前記冷媒流
   路切換手段を運転モードに応じた設定から変更する流路
   設定変更手段と、 前記バイパス路、あるいは、前記冷媒流路切換手段と前
   記車室外熱交換器の間および前記冷媒流路切換手段と前
   記第２の冷媒パスの間に設けられて、前記流路設定変更
   手段によって引き起こされる冷媒の移動に対して抵抗と
   なる冷媒流れ抵抗手段と、 を備えることを特徴とする車両用空調装置。