JP2000343923A - ヒートポンプ式車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 暖房運転時にエンジン排熱を有効利用した暖
房運転を実施でき、しかもデフロスト運転時の吹出温度
低下を抑えたヒートポンプ式車両用空調装置の提供を目
的とする。 【解決手段】 室内熱交換器２５と、外気吸い込みファ
ン２２を備えた室外熱交換器２１と、圧縮機３１、絞り
抵抗３４及び四方弁３３を具備してなるコンプレッサユ
ニット２０とが冷媒流路３０により連結され、冷媒の流
れ方向を切り換えて冷房運転及び暖房運転を実施するヒ
ートポンプ式空調装置が、ブロワファン２４と、ヒータ
コア２６とを備えてなる車両用空調装置であって、デフ
ロスト条件を満たし、かつ、エンジン冷却水が暖房運転
可能な温度であることを確認した後、ヒータコア２６に
エンジン冷却水を供給しての暖房運転を実施しながら、
ヒートポンプ式空調装置のデフロスト運転を実施する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両に
設置されるヒートポンプ式車両用空調装置に関するもの
で、特に、デフロスト運転時の暖房能力を確保するとと
もに、デフロスト運転効率を向上させる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大気環境への改善要求、地球環境
問題に伴い、低公害車、代替エネルギ車に対する導入ニ
ーズが高まりを見せている。この中で、エネルギ源を天
然ガスなどに置き換える場合は、基本的には燃料のみの
変更であってもともとの内燃機関エンジン（以下エンジ
ンと呼ぶ）があるため、空調装置（以下エアコンと呼
ぶ）に関する基本構成の変更は不要である。

【０００３】しかし、代替エネルギ車の有力候補のひと
つである電気自動車やハイブリッド車（駆動源として電
動モータとエンジンとを併用）に従来車のエアコンをそ
のまま適用すると、暖房運転時の熱源や冷房運転時の圧
縮機駆動源を見直す必要が生じてくる。すなわち、暖房
運転時においては、従来車のように加熱源となるエンジ
ン冷却水が全くない（電気自動車）か、あるいは、エン
ジンを停止して電動モータのみで走行するというモータ
走行モードがあるため十分な温水が得られない（ハイブ
リッド車）という問題が生じてくる。また、冷房運転時
においては、従来車のように圧縮機の駆動源をエンジン
にのみたよることはできず、他の駆動源を設ける必要が
ある。たとえばハイブリッド車の場合、電動モータのみ
で走行するモータ走行モードがあったり、あるいは、エ
ンジンで走行していても停車時にはエンジンを停止して
アイドリング運転を行わないようにしたものもあるた
め、圧縮機の駆動源がエンジンのみでは安定したエアコ
ンの運転が不可能になる。

【０００４】このような背景から、電気自動車やハイブ
リッド車などの車両に設置するエアコンとして、家庭用
の冷暖房エアコン等に利用されているヒートポンプ式を
採用することが行われている。図３は従来のヒートポン
プ式車両用空調装置の概略構成例を示したもので、図中
の符号１は室内熱交換器、２はコンプレッサユニット、
３は室外熱交換器、４は外気吸い込みファンである。こ
の場合、室外熱交換器３はコンプレッサユニット２など
とともに動力室内に設置され、外気吸い込みファン４を
正転作動させることにより、動力室内に外気を導入する
ことができるようになっている。

【０００５】上述した従来構成では、冷媒が下記のよう
に循環して車室内の冷暖房を実施する。暖房運転時の冷
媒は、図中に実線矢印で示すように時計廻りに循環す
る。コンプレッサユニット２内の圧縮機で高温高圧の気
体となった冷媒は、室内熱交換器１に送られて車外の空
気（外気）または車室内空気（内気）と熱交換する。こ
の結果、外気または内気（以下吸入空気と呼ぶ）は高温
高圧の気体冷媒から熱を奪って温風となり、同時に、高
温高圧の気体冷媒は熱を奪われて凝縮液化し、高温高圧
の液冷媒となる。続いて、高温高圧の液冷媒はコンプレ
ッサユニット２を通過して低温低圧の液冷媒となって室
外熱交換器３へ送られるが、室外熱交換器３では、低温
低圧の液冷媒が外気から熱を汲み上げ、蒸発気化するこ
とで低温低圧の気体冷媒となる。この低温低圧の気体冷
媒は、再度コンプレッサユニット２へ送られて圧縮さ
れ、高温高圧の気体となる。以下、上述した過程を繰り
返す。すなわち、暖房運転時においては、室外熱交換器
３がエバポレータとして機能し、室内熱交換器１が凝縮
器として機能している。

【０００６】このような暖房運転を続けていると、室外
熱交換器３に霜が付着して十分な熱交換を実施できなく
なる。このため、所定のデフロスト条件を満たした場
合、冷媒の流れ方向を変えて、すなわち後述する冷房運
転と同様に冷媒を流すことで、霜をとかすデフロスト運
転が行われている。このようなデフロスト運転では、暖
房運転時にエバポレータとして機能していた室外熱交換
器３が凝縮器として機能するので、冷媒から熱を受けて
霜をとかすことができる。

【０００７】冷房・除湿運転時の冷媒は、図中に破線矢
印で示すように反時計廻りに循環する。コンプレッサユ
ニット２内の圧縮機で高温高圧の気体となった冷媒は、
室外熱交換器３へ送られて外気と熱交換する。この結
果、冷媒は外気に熱を与えて凝縮液化し、高温高圧の液
冷媒となる。このようにして高温高圧の液冷媒となった
冷媒は、コンプレッサユニット２内の絞り抵抗を通過し
て低温低圧の液冷媒となり、室内熱交換器１に送られ
る。続いて、低温低圧の液冷媒は、室内熱交換器１で吸
入空気から熱を奪って冷却するので、冷風を車室内に供
給でき、同時に、冷媒自身は蒸発気化して低温低圧の気
体冷媒となる。こうして低温低圧の気体となった冷媒
は、再度コンプレッサユニット２内の圧縮機に送られて
圧縮され、高温高圧の気体となる。以下、上述した過程
を繰り返す。すなわち、冷房運転時においては、室内熱
交換器１がエバポレータとして機能し、室外熱交換器３
が凝縮器として機能している。

【０００８】また、上述したヒートポンプ式車両用空調
装置が駆動用のエンジンＥを備えている場合には、暖房
運転時におけるエンジン排熱の有効利用が望まれてい
る。このため、図４に示すように、エンジン冷却水を熱
源として導入する暖房用熱交換器として、ヒータコア５
を室内熱交換器１とともに空調部ユニット６内に設置し
たヒートポンプ式車両用空調装置が開発されている。こ
の場合、暖房運転可能な温水が十分に得られる状況では
ヒータコア５のみによる暖房運転を実施し、ヒートポン
プ式空調装置による暖房運転はヒータコア５の暖房能力
が不足する状況で補助的に使用するようになっている。

【０００９】このようなヒートポンプ式車両用空調装置
においても、図３に示したヒートポンプ式空調装置と同
様に冷媒を循環をさせて、暖房運転及び冷房・除湿運転
を実施することができる。なお、図中の符号７は、送風
用ファンとして空調部ユニット６に設けられたブロワフ
ァンである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のヒートポンプ式車両用空調装置では、暖房運転を継
続することによって、室外熱交換器３に付着した霜をと
かすデフロスト運転が必要になる。このデフロスト運転
は、暖房運転が必要な状況において冷房運転と同様の運
転、すなわち室外熱交換器３が凝縮器として機能するよ
うに運転することで付着した霜をとかすものであるた
め、空調空気の吹出温度が低下して良好な暖房フィーリ
ングを得られなくなる。

【００１１】従って、上述したデフロスト運転は、乗員
に快適な車室内環境を提供するという観点からできるだ
け短時間で終了するのが好ましい。また、デフロスト運
転中においては、吹出温度の低下をできるだけ抑え、乗
員に不快感を与えないようにすることが望まれる。

【００１２】上記事情に鑑み、本発明においては、暖房
運転時にエンジン排熱を有効利用した暖房運転を実施で
き、しかもデフロスト運転時の吹出温度低下を抑えたヒ
ートポンプ式車両用空調装置の提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては以下の手段を採用した。請求項１
に記載のヒートポンプ式車両用空調装置は、冷媒と吸入
空気との間で熱交換を行う室内熱交換器と、冷媒と外気
との間で熱交換を行うとともに外気吸い込みファンを備
えた室外熱交換器と、圧縮機、絞り抵抗及び四方弁を具
備してなるコンプレッサユニットとが冷媒流路により連
結され、前記冷媒の流れ方向を切り換えて冷房運転及び
暖房運転を実施するヒートポンプ式空調装置が、送風用
ファンと、エンジン冷却水系に接続された暖房用熱交換
器とを備えてなる車両用空調装置であって、デフロスト
条件を満たし、かつ、エンジン冷却水が暖房運転可能な
温度であることを確認した後、前記暖房用熱交換器に前
記エンジン冷却水を供給しての暖房運転を実施しなが
ら、前記ヒートポンプ式空調装置のデフロスト運転を実
施することを特徴とするものである。

【００１４】この場合、前記デフロスト条件は、前記ヒ
ートポンプ式空調装置による暖房運転の累積時間が所定
値以上になった時に満たされるようにすればよい。ま
た、好適な前記デフロスト条件は、前記ヒートポンプ式
空調装置による暖房運転の累積時間が所定値以上にな
り、かつ、前記室外熱交換器の検出温度が所定値以下の
低温になった時に満たされるようにすればよく、前記室
外熱交換器の温度は、フィン温度検出センサにより検出
すればよい。

【００１５】このようなヒートポンプ式車両用空調装置
によれば、デフロスト運転中にエンジン排熱を利用した
暖房運転を実施できるので、吹出温度の低下を防止する
ことができる。

【００１６】請求項５に記載のヒートポンプ式車両用空
調装置は、冷媒と吸入空気との間で熱交換を行う室内熱
交換器と、冷媒と外気との間で熱交換を行うとともに外
気吸い込みファンを備えた室外熱交換器と、圧縮機、絞
り抵抗及び四方弁を具備してなるコンプレッサユニット
とが冷媒流路により連結され、前記冷媒の流れ方向を切
り換えて冷房運転及び暖房運転を実施するヒートポンプ
式空調装置が、送風用ファンと、エンジン冷却水系に接
続された暖房用熱交換器とを備えてなる車両用空調装置
であって、デフロスト条件を満たし、かつ、エンジン冷
却水が暖房運転可能な温度であることを確認した後、前
記暖房用熱交換器に前記エンジン冷却水を供給しての暖
房運転を実施しながら前記ヒートポンプ式空調装置のデ
フロスト運転を実施するとともに、該デフロスト運転
中、吹出温度を検出して前記送風用ファンの運転制御を
行うことを特徴とするものである。

【００１７】この場合、前記送風用ファンは、前記吹出
温度の低下に応じて運転速度を下げることが好ましい。
また、前記送風用ファンは、前記吹出温度が所定値以下
の低温になった時停止させることが好ましい。

【００１８】このようなヒートポンプ式車両用空調装置
によれば、デフロスト運転を実施して吹出温度が低下し
たとき、送風用ファンの運転制御を行うことで風量の調
整が可能となる。このため、暖房能力が低くても、風量
を低下させることで吹出温度を上昇させることができ
る。また、暖房能力が不足するときは、送風用ファンを
停止することで温度の低い空調空気が吹き出すのを防止
できる。

【００１９】請求項８に記載のヒートポンプ式車両用空
調装置は、冷媒と吸入空気との間で熱交換を行う室内熱
交換器と、冷媒と外気との間で熱交換を行うとともに外
気吸い込みファンを備えた室外熱交換器と、圧縮機、絞
り抵抗及び四方弁を具備してなるコンプレッサユニット
とが冷媒流路により連結され、前記冷媒の流れ方向を切
り換えて冷房運転及び暖房運転を実施するヒートポンプ
式空調装置が、送風用ファンと、エンジン冷却水系に接
続された暖房用熱交換器とを備えてなる車両用空調装置
であって、デフロスト条件を満たし、かつ、エンジン冷
却水が暖房運転可能な温度であることを確認した後、前
記暖房用熱交換器に前記エンジン冷却水を供給しての暖
房運転を実施しながら前記ヒートポンプ式空調装置のデ
フロスト運転を実施するとともに、該デフロスト運転中
に車両が走行している時には、前記外気吸い込みファン
を逆転運転させることを特徴とするものである。この場
合、前記外気吸い込みファンの逆転運転は、車両の停車
時に停止することをが好ましい。

【００２０】このようなヒートポンプ式車両用空調装置
によれば、デフロスト運転中でかつ車両が走行している
ときには、外気吸い込みファンを逆転運転することで室
外熱交換器に外気が導入されるのを防止できるので、デ
フロスト運転の効率を向上させることができる。また、
車両の停車時に外気吸い込みファンの逆転運転を停止す
れば、駆動力の消費を低減できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態として
のヒートポンプ式車両用空調装置を搭載したハイブリッ
ド車について、図面に基づいて説明する。図２におい
て、符号の１０はハイブリッド車であり、車体前部に前
輪駆動用のモータ１１を内蔵したドライブユニット１２
を備え、車体後部の動力室内には後輪駆動用のエンジン
１３を備えている。このハイブリッド車１０は、低速時
はモータ１１を駆動源とする前輪駆動車として走行し、
一定速度以上の高速時においては駆動源をエンジン１３
に切り替えて後輪駆動車として走行する。また、モータ
１１を車体前部に設けたため、搭載スペース上の理由お
よび空気抵抗（Ｃｄ値）の低減を考慮し、エンジン１３
を車体後部に設けている。なお、エンジン１３とモータ
１１とが同時に駆動源として起動され、四輪駆動車とし
て走行する場合もある。

【００２２】図２において、符号の１４はモータ１１の
電源となるバッテリであり、１５はエンジン１３の駆動
力を電力に変換してバッテリ１４に蓄積するモータ・ジ
ェネレータ・ユニットである。モータ・ジェネレータ・
ユニット１５には発電用モータ（図示省略）が搭載され
ており、該発電用モータにエンジン１３の駆動力が伝達
されることによって発電が行われる。モータ・ジェネレ
ータ・ユニット１５はまた、電力によって発電用モータ
を駆動させることにより、バッテリ１４に蓄積された電
力を駆動力に変換する機能も有する。なお、符号の５０
は、エンジン１３に設けられたＩ／Ｃ（インタークー
ラ）・ＥＧＲシステムである。

【００２３】また、１６はエンジン１３冷却用のラジエ
ータであり、１７はエンジン冷却用ラジエータ１６と併
設されたパワエレ用ラジエータである。パワエレ用ラジ
エータ１７は駆動用モータ１１、モータ・ジェネレータ
・ユニット１５、さらにはＩ／Ｃ・ＥＧＲシステム５０
を冷却するためのものである。これらエンジン冷却用ラ
ジエータ１６、パワエレ用ラジエータ１７はラジエータ
冷却用ファン１８を備えており、車体側面から吸い込ん
だ外気を通過させて冷却することで動力室（エンジンル
ーム）内周囲の空気に放熱されるようになっている。さ
らに、エンジン１３の熱をバッテリ１４に与えるバッテ
リ熱交換器１９が設けられている。

【００２４】次に、このハイブリッド車１０に搭載され
るエアコンについて説明する。図１及び図２において、
符号の２０は冷媒を圧縮するコンプレッサユニット、２
１は室外熱交換器、２２は外気吸い込みファン、２３は
ＨＰＶＭ（Heat PumpVentilating Module）と呼ばれる
モジュールであり、内部にはブロワファン２４、室内熱
交換器２５、ヒータコア２６などを備えている。室外熱
交換器２１は、車体後部に配置されたエンジンルーム内
の右側面部に設けられ、外気吸い込みファン２２の作動
によって車体側面の開口部から吸い込んだ外気と強制的
に熱交換される。ＨＰＶＭ２３は車体後部の中央に設け
られ、同ＨＰＶＭ２３前面には車体下部中央に沿って車
体前方に延びるダクト２７が接続されている。ダクト２
７は筒状に形成されているとともに、同ダクト２７の中
央部および前端部にはそれぞれ吹出部２８、２９が設け
られている。この場合、吹出部２８が後席用、吹出部２
９が前席用であるが、必要に応じて適宜増減が可能であ
る。

【００２５】ＨＰＶＭ２３は、ブロワファン２４の作動
により車外から吸引した外気または車室内から吸引した
内気を室内熱交換器２５、ヒータコア２６を通過させる
ことで、冷暖房及び除湿を行って空気調和を実施するモ
ジュール（空調部ユニット）である。室内熱交換器２５
は、コンプレッサユニット２０及び室外熱交換器２１と
冷媒流路３０により接続されてヒートポンプ式空調装置
を構成している。コンプレッサユニット２０内には、圧
縮機３１、アキュムレータ３２、四方弁３３、及び膨張
弁等の絞り抵抗３４を具備しており、圧縮機３１を運転
することで冷媒を循環させてヒートポンプ運転が実施さ
れる。

【００２６】以下、ヒートポンプ式空調装置による空調
運転を冷房・除湿運転及び暖房運転に分けて説明する。
最初に暖房運転について説明する。この時の冷媒の流れ
は、図１において時計廻り（実線矢印で表示）となる。
さて、圧縮機３１では、低温低圧の気体冷媒を吸引して
圧縮し、高温高圧の気体冷媒として四方弁３３へ送り出
す。この時、四方弁３３は室内熱交換器２５へ冷媒を送
るように設定されているので、高温高圧の気体冷媒が冷
媒流路３０を通って室内熱交換器２５へ送られ、ブロワ
ファン２４で吸引された内気または外気（以下吸入空
気）と熱交換して暖める。すなわち、高温高圧の気体冷
媒が吸入空気に熱を奪われて凝縮液化することで高温高
圧の液冷媒となり、同時に、室内熱交換器２５を通過す
る吸入空気がこの熱で暖められた温風となって車室内に
供給される。この場合の室内熱交換器２５は、凝縮器と
して機能している。

【００２７】高温高圧の液冷媒となって室内熱交換器２
５を出た冷媒は、コンプレッサユニット２０内の絞り抵
抗３４で減圧・膨張して低温低圧の液冷媒となり、車体
の側面に沿って設置された室外熱交換器２１へ送られ
る。この室外熱交換器２１は、外気吸い込みファン２２
で吸い込んだ外気が通過することで、外気と熱交換して
熱を汲み上げることになる。このため、低温低圧の液冷
媒は相対的に温度の高い外気により暖められて蒸発気化
し、低温低圧の気体冷媒となる。この場合の室外熱交換
器２１は、エバポレータとして機能している。

【００２８】こうして、低温低圧の気体となった冷媒は
四方弁３３へ送られ、さらにアキュムレータ３２で液状
成分が除去された後、再度圧縮機３１に吸引されて圧縮
される。以後、同様の冷凍サイクルが繰り返されて、車
室内の暖房が実施される。

【００２９】次に冷房運転時について説明するが、この
時の冷媒の流れは図１において反時計廻り（実線矢印で
表示）となる。さて、圧縮機３１では、低温低圧の気体
冷媒を吸引して圧縮し、高温高圧の気体冷媒として四方
弁３３へ送り出す。この時、四方弁３３は室外熱交換器
２１へ冷媒を送るように設定されているので、高温高圧
の気体冷媒が冷媒流路３０を通って室外熱交換器２１へ
送られ、外気吸い込みファン２２に吸引された外気と熱
交換する。この結果、高温高圧の気体冷媒は相対的に低
温の外気に熱を奪われて凝縮液化し、高温高圧の液冷媒
となる。この場合の室外熱交換器２１は、凝縮器として
機能している。

【００３０】この後、高温高圧の液冷媒は絞り抵抗３４
へ送られ、絞り抵抗３４を通過する際に減圧・膨張して
低温低圧の液冷媒となる。こうして低温低圧となった液
冷媒は室内熱交換器２５へ送られ、ブロワファン２４で
吸い込んだ吸入空気と熱交換し、吸入空気から熱を奪っ
て冷却する。この結果、低温低圧の液冷媒は蒸発気化し
て低温低圧の気体冷媒となり、同時に、吸入空気は冷風
となって車室内に供給される。この場合の室内熱交換器
２５は、エバポレータとして機能している。また、室内
熱交換器２５を出た低温低圧の気体冷媒は、四方弁３３
を通ってアキュムレータ３２へ送られ、冷媒中の液分が
除去される。そして、低温低圧の気体冷媒は、アキュム
レータ３２から再度圧縮機３１に吸引され、圧縮された
後同様の冷凍サイクルが繰り返されて、車室内の冷房が
実施される。

【００３１】さらに、図１に示したＨＰＶＭ２３にはヒ
ータコア２６が設置されている。このヒータコア２６
は、ハイブリッド車１０に設置されたエンジン１３から
高温のエンジン冷却水を導入して通過する吸入空気を加
熱する機能を有している。すなわち、エンジン冷却水が
所定値以上の高温となった場合、エンジン冷却水を暖房
の熱源として使用することができるようにしたものであ
り、通常の暖房運転はこのヒータコア２６単独で行う。
このため、上述したヒートポンプ式空調装置による暖房
運転は、ヒータコア２６が暖房運転可能な高温のエンジ
ン冷却水を得られない場合などに補助的に使用される。

【００３２】ところで、上述したヒートポンプ式車両用
空調装置では、暖房運転中にデフロスト運転実施条件
（以下デフロスト条件）を満たし、かつ、エンジン冷却
水温度が暖房運転可能な温度であることを確認した後、
ヒータコア２６に高温のエンジン冷却水を供給して暖房
運転を実施しながら、デフロスト運転を実施する。ここ
で、デフロスト条件とは、車両用空調装置の各種制御を
行う制御部４０内にタイマー４１を設け、該タイマー４
１で検出したヒートポンプ式空調装置による暖房運転の
累積時間が所定時間（たとえば１時間）を超えた場合で
ある。すなわち、室外熱交換器２１に霜が付いて暖房能
力を低下させると想定される時間暖房運転を実施した
ら、デフロスト条件を満たすことになる。また、エンジ
ン冷却水温度は、エンジン冷却水系の適所に設置された
温度センサＴｗで検出した水温が所定値（たとえば８５
℃）以上の高温であるとき、ヒータコア２６において暖
房運転が可能であると判断する。

【００３３】このようにして、デフロスト条件とエンジ
ン冷却水温度の条件とがともに満たされた状態で、ヒー
タコア２６による暖房運転と並行してデフロスト運転を
開始すると、ヒートポンプ式空調装置で冷房運転が実施
されてもヒータコア２６から十分な量の温風を供給する
のに必要な熱量を得ることができる。このため、エバポ
レータとして機能している室内熱交換器２５を通過した
吸入空気はその温度が低下するものの、その後ヒータコ
ア２６を通過して温度上昇するので、暖房運転に必要な
温風を確保して吹出温度の低下を防止することができ
る。

【００３４】ところで、上述したデフロスト条件は、暖
房時間の累積時間が所定時間を超えたことに加えて、室
外熱交換器２１の適所で検出した検出温度が所定値以下
の低温になったことをアンド条件として判断してもよ
い。この場合、好適には室外熱交換器２１のフィンに取
り付けたフィン温度検出センサＴｆで検出した温度が所
定値（たとえば−２℃）以下の低温となったとき、デフ
ロスト条件が満たされたと判断すればよい。このように
すれば、運転条件によって異なる霜の付着状況をより正
確に、すなわちデフロスト条件をより正確に判断するこ
とが可能になる。従って、暖房運転の累積時間が長いに
もかかわらず霜が付着していない（フィン温度検出セン
サＴｆの検出温度が高い）といった状況を識別でき、こ
のような場合に無用のデフロスト運転が実施されるのを
防止できる。

【００３５】本発明の車両用空調装置では、上述したデ
フロスト条件を満たし、かつ、エンジン冷却水温度が暖
房運転可能な温度であることを確認した後、ヒータコア
２６による暖房運転を実施しながらデフロスト運転を行
うとともに、該デフロスト運転中にヒータコア２６の後
流側に設置した温度センサＴｂにより吹出温度を検出し
て、ブロワファン２４の運転制御を実施する。すなわ
ち、温度センサＴｂで検出した吹出温度に応じて、ブロ
ワファン２４の運転速度を制御し、室内熱交換器２５及
びヒータコア２６を通過する吸入空気の流量（送風量）
を変化させる。

【００３６】具体的には、吹出温度の低下に応じてブロ
ワファン２４の運転（回転）速度を低く落とし、吸入空
気の送風量を減少させる。この結果、ヒータコア２６を
通過する吸入空気の流速が低下し、その分長い時間をか
けてヒータコア２６を通過するようになるので、吸入空
気はヒータコア２６から十分な加熱を受けて高温の吹出
温度を得ることができる。換言すれば、吸入空気がヒー
タコア２６と接している時間が長くなるので、その分だ
け加熱量が多くなって吹出温度が高くなるのである。

【００３７】また、このようなブロワファン２４の運転
制御を行っても温度センサＴｂで検出する吹出温度が所
定値以下の低温である場合、ブロワファン２４の運転を
停止する。これは、吸入空気の流速を低下させてもヒー
タコア２６で暖房運転に適した吹出温度が得られない
（ヒータコア２６の暖房能力が低い）と判断して実施す
るもので、暖房運転時に低温の空調空気を吹き出すこと
で、乗員に不快感を与えるのを防止するものである。

【００３８】さらに、本発明の車両用空調装置では、上
述したデフロスト条件を満たし、かつ、エンジン冷却水
温度が暖房運転可能な温度であることを確認した後、ヒ
ータコア２６による暖房運転を実施しながらデフロスト
運転を行うとともに、該デフロスト運転中に車両が走行
している時には、外気吸い込みファン２２を逆転運転さ
せるようにしている。これは、室外熱交換器２１が設置
されるエンジンルーム内の空気と比較して温度の低い外
気が導入されるのを防止するものであり、デフロスト運
転の効率を向上させて短時間で霜をとかすことが可能に
なる。すなわち、凝縮器として機能する室外熱交換器２
１を冷媒で加熱して霜を除去するのであるから、周囲の
温度が高いほど速くとかすことができる。

【００３９】このような外気吸い込みファン２２の逆転
運転は、室外熱交換器２１が車両の前方（前進方向の前
部）に配置されている場合に特に有効であり、車両走行
時に生じるラム圧で外気が流入してくるのを防止でき
る。また、上述したハイブリッド車のように、室外熱交
換器２１が車両側面に配置されている場合であっても、
外気吸い込みファン２２の逆転運転でエンジンルーム内
の高温の空気が室外熱交換器２１を通過して車外へ流出
するようになるので、この熱を利用してデフロスト運転
の時間短縮をはかることができる。

【００４０】そして、上述した外気吸い込みファン２２
の逆転運転は、車両が停車している時には停止する。こ
れは、室外熱交換器２１が車両前方に配置されていて、
ラム圧の影響を受ける車両に特に有効である。すなわ
ち、停車中における外気吸い込みファン２２の停止は、
停車中はラム圧による走行風の流入がなくなることを考
慮したものであり、外気吸い込みファン２２の運転でバ
ッテリ等の駆動力が余分に消費されるのを防止すること
ができる。なお、車両が停車しているとの判断は、通常
車両が備えている車速センサ４２の検出値を制御部４０
に受けて実施するとよい。

【００４１】上述した本発明は、好適な実施形態として
説明したハイブリッド車に搭載されたヒートポンプ式車
両用空調装置に限定されるものではなく、内燃機関を駆
動源として備えた車両に適用可能なことはいうまでもな
い。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のヒートポ
ンプ式車両用空調装置によれば、高温のエンジン冷却水
で暖房運転しながらヒートポンプ式空調装置のデフロス
ト運転を実施するようにしたので、快適な吹出温度を維
持して暖房運転を行いながらデフロスト運転を実施でき
るようになる。このため、従来デフロスト運転実施の犠
牲となって快適な吹出温度を得られなかった暖房運転性
能が向上し、乗員に快適な車室内環境を提供できるよう
になる。

【００４３】また、暖房運転及びデフロスト運転を並行
して実施しているときに吹出温度が低下すると、送風用
ファンの運転制御を行って送風量を減少させるようにし
たので、吹出温度を上昇させて快適な暖房運転を実施す
ることが可能になる。

【００４４】さらに、暖房運転及びデフロスト運転を並
行して実施しており、かつ、車両が走行中であれば、外
気吸い込みファンを逆転運転するようにしたので、ラム
圧等により温度の低い外気が室外熱交換器に導入される
のを防止できる。この結果、デフロスト運転の効率を向
上させることができ、デフロスト運転に要する時間を短
縮することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係るヒートポンプ式車
両用空調装置の構成を示す系統図である。

【図２】 図１に示したヒートポンプ式車両用空調装置
を搭載したハイブリッド車の平面配置図である。

【図３】 第１の従来例としてヒートポンプ式車両用空
調装置の概略構成を示す系統図である。

【図４】 第２の従来例として暖房用熱交換器（ヒータ
コア）を備えたヒートポンプ式車両用空調装置の概略構
成を示す系統図である。

【符号の説明】

１３，Ｅ エンジン ２０ コンプレッサユニット ２１ 室外熱交換器 ２２ 外気吸い込みファン ２３ ＨＰＶＭ（Heat Pump Ventilating Modu
le） ２４ ブロワファン（送風用ファン） ２５ 室内熱交換器 ２６ ヒータコア（暖房用熱交換器） ３１ 圧縮機 ３３ 四方弁 ３４ 絞り抵抗 ４０ 制御部 ４１ タイマー ４２ 車速センサ Ｔｆ フィン温度検出センサ Ｔｂ，Ｔｗ 温度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｈ 1/08 ６２１ Ｂ６０Ｈ 1/08 ６２１Ｂ Ｆ０１Ｐ 3/20 Ｆ０１Ｐ 3/20 Ｈ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒と吸入空気との間で熱交換を行う室
   内熱交換器と、冷媒と外気との間で熱交換を行うととも
   に外気吸い込みファンを備えた室外熱交換器と、圧縮
   機、絞り抵抗及び四方弁を具備してなるコンプレッサユ
   ニットとが冷媒流路により連結され、前記冷媒の流れ方
   向を切り換えて冷房運転及び暖房運転を実施するヒート
   ポンプ式空調装置が、送風用ファンと、エンジン冷却水
   系に接続された暖房用熱交換器とを備えてなる車両用空
   調装置であって、 デフロスト条件を満たし、かつ、エンジン冷却水が暖房
   運転可能な温度であることを確認した後、前記暖房用熱
   交換器に前記エンジン冷却水を供給しての暖房運転を実
   施しながら、前記ヒートポンプ式空調装置のデフロスト
   運転を実施することを特徴とするヒートポンプ式車両用
   空調装置。
2. 【請求項２】 前記デフロスト条件は、前記ヒートポン
   プ式空調装置による暖房運転の累積時間が所定値以上に
   なった時に満たされることを特徴とする請求項１に記載
   のヒートポンプ式車両用空調装置。
3. 【請求項３】 前記デフロスト条件は、前記ヒートポン
   プ式空調装置による暖房運転の累積時間が所定値以上に
   なり、かつ、前記室外熱交換器の検出温度が所定値以下
   の低温になった時に満たされることを特徴とする請求項
   １に記載のヒートポンプ式車両用空調装置。
4. 【請求項４】 前記室外熱交換器の温度は、フィン温度
   検出センサにより検出されることを特徴とする請求項３
   に記載のヒートポンプ式車両用空調装置。
5. 【請求項５】 冷媒と吸入空気との間で熱交換を行う室
   内熱交換器と、冷媒と外気との間で熱交換を行うととも
   に外気吸い込みファンを備えた室外熱交換器と、圧縮
   機、絞り抵抗及び四方弁を具備してなるコンプレッサユ
   ニットとが冷媒流路により連結され、前記冷媒の流れ方
   向を切り換えて冷房運転及び暖房運転を実施するヒート
   ポンプ式空調装置が、送風用ファンと、エンジン冷却水
   系に接続された暖房用熱交換器とを備えてなる車両用空
   調装置であって、 デフロスト条件を満たし、かつ、エンジン冷却水が暖房
   運転可能な温度であることを確認した後、前記暖房用熱
   交換器に前記エンジン冷却水を供給しての暖房運転を実
   施しながら前記ヒートポンプ式空調装置のデフロスト運
   転を実施するとともに、該デフロスト運転中、吹出温度
   を検出して前記送風用ファンの運転制御を行うことを特
   徴とするヒートポンプ式車両用空調装置。
6. 【請求項６】 前記送風用ファンは、前記吹出温度の低
   下に応じて運転速度を下げることを特徴とする請求項５
   に記載のヒートポンプ式車両用空調装置。
7. 【請求項７】 前記送風用ファンは、前記吹出温度が所
   定値以下の低温になった時停止させることを特徴とする
   請求項６に記載のヒートポンプ式車両用空調装置。
8. 【請求項８】 冷媒と吸入空気との間で熱交換を行う室
   内熱交換器と、冷媒と外気との間で熱交換を行うととも
   に外気吸い込みファンを備えた室外熱交換器と、圧縮
   機、絞り抵抗及び四方弁を具備してなるコンプレッサユ
   ニットとが冷媒流路により連結され、前記冷媒の流れ方
   向を切り換えて冷房運転及び暖房運転を実施するヒート
   ポンプ式空調装置が、送風用ファンと、エンジン冷却水
   系に接続された暖房用熱交換器とを備えてなる車両用空
   調装置であって、 デフロスト条件を満たし、かつ、エンジン冷却水が暖房
   運転可能な温度であることを確認した後、前記暖房用熱
   交換器に前記エンジン冷却水を供給しての暖房運転を実
   施しながら前記ヒートポンプ式空調装置のデフロスト運
   転を実施するとともに、該デフロスト運転中に車両が走
   行している時には、前記外気吸い込みファンを逆転運転
   させることを特徴とするヒートポンプ式車両用空調装
   置。
9. 【請求項９】 前記外気吸い込みファンの逆転運転は、
   車両の停車時に停止することを特徴とする請求項８に記
   載のヒートポンプ式車両用空調装置。