JP2002240544A

JP2002240544A - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP2002240544A
Application number: JP2001044518A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Negishi; 康隆根岸; Akihiko Yoshida; 昭彦吉田
Original assignee: Zexel Valeo Climate Control Corp
Current assignee: Valeo Thermal Systems Japan Corp
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2002-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】デュアルエアコン用のヒートポンプサイクル
を備えた車両用空調装置において、冷房運転時および暖
房運転時において適切な流量制御をおこなう。【解決手段】フロント空調ユニット１とリア空調ユニ
ット２とを備え、フロント空調ユニット内にエバポレー
タ４とヒータコア６を設け、リア空調ユニット内にリア
サブコンデンサ１１を設け、冷房運転時には、コンプレ
ッサ１７によって圧縮された冷媒を、室外コンデンサ１
９で放熱し、第１の膨張装置１３を介してエバポレータ
４へ供給すると共に第２の膨張装置１４を介してリアサ
ブコンデンサ１１へ供給し、暖房運転時には、コンプレ
ッサ１７によって圧縮された冷媒を、リアサブコンデン
サ１１で放熱し、逆止弁としての機能を備えた差圧式流
量調整弁１５と第１の膨張装置１３とを介してエバポレ
ータ４へ供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ヒートポンプを
利用した車両用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車室の異なる領域、例えば前席側と後席
側とを格別に温調するための空調ユニットを備えた所謂
デュアルエアコンにおいて、エンジン冷却水を熱源とす
る加熱用熱交換器をそれぞれの空調ユニットに配して暖
房機能を持たせるようにした構成にあっては、昨今のエ
ンジン燃焼効率の向上などから、十分な暖房能力が得ら
れない点が指摘されている。即ち、エンジン廃熱量が低
下しているにも拘わらず、エンジン冷却水を前席側と後
席側の加熱用熱交換器に分配しなければならなくなる
と、暖房能力の不足が顕著になってくる。そこで、不足
する暖房能力を補う必要から、デュアルエアコンにおい
てヒートポンプサイクルを併用する技術が本発明者によ
っても検討されている。

【０００３】本発明者によって検討されているデュアル
エアコンは、車室の第１の領域を空調する第１空調ユニ
ットと第２の領域を空調する第２空調ユニットとを備
え、コンプレッサと、空調ユニット外に配された放熱機
能を有する室外熱交換器と、第１空調ユニットに配され
た吸熱機能を有する第１の熱交換器及び放熱機能を有す
る加熱用熱交換器と、第２空調ユニットに配された放熱
機能と吸熱機能とが択一的に選択される第２の熱交換器
と、第１の熱交換器の流入側に設けられる第１の膨張装
置と、第２の熱交換器の冷媒が流出入する一方の側に設
けられる第２の膨張装置とを有し、冷房運転時において
は、コンプレッサによって圧縮された冷媒を、室外熱交
換器で放熱し、第１の膨張装置で減圧して第１の熱交換
器へ供給すると共に第２の膨張装置で減圧して第２の熱
交換器に供給し、暖房運転時においては、コンプレッサ
によって圧縮された冷媒を、第２の熱交換器へ供給し、
ここで放熱した後に第１の膨張装置で減圧して第１の熱
交換器へ供給するような構成を有しているものである。
即ち、冷房運転時には、第１及び第２の熱交換器を吸熱
器として用いることで各空調ユニットに冷房機能を持た
せ、暖房運転時においては、第２の熱交換器を放熱器と
して用い、第１の熱交換器を吸熱器として用いること
で、第１の空調ユニットに加熱用熱交換器と第１の熱交
換器とによって除湿暖房の機能とを持たせ、第２の空調
ユニットに第２の熱交換器によって暖房機能を持たせる
ような構成となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような構成においては、冷房運転時においても暖房運転
時においても第１の膨張装置によって減圧された冷媒を
第１の熱交換器へ供給する構成となっているので、冷暖
房の一方の運転時において適切な冷媒循環量が得られて
いる場合でも、他方の運転時において適切な冷媒循環量
を確保することができなくなってしまう不都合がある。

【０００５】即ち、冷房運転時での放熱機能を有する室
外熱交換器と暖房運転時での放熱機能を有する第２の熱
交換器とでは容積が異なっていることから（室外熱交換
器の方が第２の熱交換器よりも概して大きく設計されて
いることから）、冷房運転時での適切な冷媒循環量と暖
房運転時での適切な冷媒循環量との間に差が生じ（冷房
運転時での適切な冷媒循環量は暖房運転時での適切な冷
媒循環量よりも多くなり）、それにも拘わらず、いずれ
の運転時においても第１の膨張装置を介して第１の熱交
換器へ冷媒を供給するような経路を有しているため、冷
房運転時における適切な冷媒循環量を基準に第１の膨張
装置の流量が調節されていると、暖房運転時においては
必要以上に冷媒が流れてしまい、適切な冷媒循環量が得
られなくなる不都合が生じる。

【０００６】このような不都合は、車両の異なる領域を
ヒートポンプを利用して空調する車両用空調装置に限ら
ず、前記第２空調ユニットに配される第２の熱交換器に
代えて蓄熱マットと熱交換する熱交換器を用いるような
場合、即ち、ヒートポンプを利用して車室の空調と蓄熱
マットの温調とを同時に行うような構成においても生じ
得るものである。

【０００７】そこで、この発明においては、冷房及び暖
房のいずれの運転時においても適切な流量制御をおこな
うことができるヒートポンプを利用した車両用空調装置
を提供することを主たる課題としている。また、このよ
うな車両用空調装置を前提として、吸熱能力が小さくな
る低負荷時におけるウォームアップ初期の暖房能力の向
上および吸熱器として用いる熱交換器のデフロストを可
能にすることを課題としている。さらに、放熱器として
機能させた熱交換器からの流出冷媒の冷却（過冷却）を
促進し、冷暖房性能の向上を図ることなどをも課題とし
ている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、この発明にかかる車両用空調装置は、車室の第１の
領域を空調する第１空調ユニットと第２の領域を空調す
る第２空調ユニットとを備え、冷媒を圧縮するためのコ
ンプレッサと、空調ユニット外に配された放熱機能を有
する室外熱交換器と、第１空調ユニット内に配された吸
熱機能を有する第１の熱交換器および放熱機能を有する
加熱用熱交換器と、第２空調ユニット内に配された放熱
機能と吸熱機能とが択一的に選択される第２の熱交換器
と、前記第１空調ユニットの通気量を調節する第１の送
風機と、前記第２空調ユニットの通気量を調節する第２
の送風機と、前記第１の熱交換器の流入側に設けられる
第１の膨張装置と、前記第２の熱交換器の冷媒が流出入
する一方の側に設けられる第２の膨張装置と、前記コン
プレッサの吐出側から冷媒を供給する熱交換器と前記コ
ンプレッサの吸入側へ冷媒を戻す熱交換器とが切り換え
られて運転モードに応じて冷媒の流方向を規制する流方
向規制手段と、前記第２の熱交換器から流出する冷媒の
流れのみを許容する逆止弁としての機能を備えると共に
流入側と流出側とで圧力差を持たせるようにした差圧式
流量調整弁とを有し、冷房運転時には、前記コンプレッ
サによって圧縮された冷媒を、流方向規制手段を介して
前記室外熱交換器へ供給し、その後、前記第１の膨張装
置で減圧して前記第１の熱交換器へ供給すると共に前記
第２の膨張装置で減圧して前記第２の熱交換器へ供給
し、しかる後に前記第１の熱交換器から流出した冷媒を
コンプレッサへ戻すと共に前記第２の熱交換器から流出
した冷媒を前記流方向規制手段を介して前記コンプレッ
サに戻す冷房回路を構成し、暖房運転時には、前記コン
プレッサによって圧縮された冷媒を、流方向規制手段を
介して前記第２の熱交換器へ供給し、この第２の熱交換
器から流出した冷媒を前記差圧式流量調整弁で減圧して
前記第１の膨張装置へ導き、この第１の膨張装置でさら
に減圧した後に前記第１の熱交換器へ供給し、しかる後
に前記コンプレッサに戻す暖房回路を構成するようにし
たことを特徴としている（請求項１）。

【０００９】したがって、冷房運転時には、コンプレッ
サによって圧縮された冷媒が、室外熱交換器で放熱さ
れ、しかる後にその一部が第１の膨張装置で減圧された
後に第１の熱交換器で吸熱され、残りが第２の膨張装置
で減圧された後に第２の熱交換器で吸熱されるので、第
１及び第２のそれぞれの熱交換器において、そこを通過
する空気を冷却することができるようになる。このた
め、第１の領域と第２の領域とをそれぞれ冷房すること
ができるようになる。

【００１０】また、暖房運転時には、コンプレッサによ
って圧縮された冷媒が、第２の熱交換器で放熱された後
に差圧式流量調整弁で減圧され、しかる後に第１の膨張
装置でさらに減圧されて第１の熱交換器へ入り、ここで
吸熱されることとなるので、第１の熱交換器において
は、ここを通過した空気を除湿することができ、また、
第２の熱交換器においては、ここを通過した空気を加熱
することができるようになる。即ち、前席側領域にあっ
ては、加熱用熱交換器と第１の熱交換器とによって除湿
暖房を行うことができ、後席側領域にあっては、第２の
熱交換器を放熱器として用いることで暖房することがで
きるようになる。

【００１１】よって、冷房運転時に適切となる冷媒循環
量は暖房運転時に比べて多くなることから、冷房運転時
における適切な冷媒循環量を基準として第１の膨張装置
を設計した場合においても、暖房運転時において暖房回
路の第１の膨張装置の上流側となる箇所に差圧式流量調
整弁が設けられているので、暖房運転時において冷媒が
必要以上に流れることはなくなり、冷暖房のいずれの運
転モードにおいても適切な冷媒循環量が得られるように
なる。

【００１２】また、車両用空調装置は、上述した第２の
空調ユニットに配される第２の熱交換器を、蓄熱材を収
容したマットと熱交換する熱交換器に置き換えるように
してもよい。即ち、冷媒を圧縮するためのコンプレッサ
と、空調ユニットの外に配された放熱機能を有する室外
熱交換器と、前記空調ユニット内に配された吸熱機能を
有する第１の熱交換器および放熱機能を有する加熱用熱
交換器と、蓄熱材を収容したマットと熱交換する放熱機
能と吸熱機能とが択一的に選択される第２の熱交換器
と、前記空調ユニットの通気量を調節する送風機と、前
記第１の熱交換器の流入側に設けられる第１の膨張装置
と、前記第２の熱交換器の冷媒が流出入する一方の側に
設けられる第２の膨張装置と、前記コンプレッサの吐出
側から冷媒を供給する熱交換器と前記コンプレッサの吸
入側へ冷媒を戻す熱交換器とが切り換えられて運転モー
ドに応じて冷媒の流方向を規制する流方向規制手段と、
前記第２の熱交換器から流出する冷媒の流れのみを許容
する逆止弁としての機能を備えると共に流入側と流出側
とで圧力差を持たせるようにした差圧式流量調整弁とを
有し、冷房運転時には、前記コンプレッサによって圧縮
された冷媒を、流方向規制手段を介して前記室外熱交換
器へ供給し、その後、前記第１の膨張装置で減圧して前
記第１の熱交換器へ供給すると共に前記第２の膨張装置
で減圧して前記第２の熱交換器へ供給し、しかる後に前
記第１の熱交換器から流出した冷媒をコンプレッサへ戻
すと共に前記第２の熱交換器から流出した冷媒を前記流
方向規制手段を介して前記コンプレッサに戻す冷房回路
を構成し、暖房運転時には、前記コンプレッサによって
圧縮された冷媒を、流方向規制手段を介して前記第２の
熱交換器へ供給し、この第２の熱交換器から流出した冷
媒を前記差圧式流量調整弁で減圧して前記第１の膨張装
置へ導き、この第１の膨張装置でさらに減圧した後に前
記第１の熱交換器へ供給し、しかる後に前記コンプレッ
サに戻す暖房回路を構成するようにようにしてもよい
（請求項２）。

【００１３】したがって、冷房運転時には、コンプレッ
サによって圧縮された冷媒が、室外熱交換器で放熱さ
れ、しかる後にその一部が第１の膨張装置で減圧された
後に第１の熱交換器で吸熱され、残りが第２の膨張装置
で減圧された後に第２の熱交換器で吸熱されるので、第
１の熱交換器においてここを通過した空気を冷却するこ
とができ、また、第２の熱交換器の吸熱によってマット
を冷却することができるようになる。このため、車室を
冷房することができると共に、マットに収容された蓄熱
材を冷却することができるようになる。

【００１４】また、暖房運転時には、コンプレッサによ
って圧縮された冷媒が、第２の熱交換器で放熱された後
に差圧式流量調整弁で減圧され、しかる後に第１の膨張
装置でさらに減圧されて第１の熱交換器へ入り、ここで
吸熱されることとなるので、第１の熱交換器においてこ
こを通過した空気を除湿することができ、また、第２の
熱交換器の放熱によってマットを加熱することができる
ようになる。このため、車室を暖房することができると
共に、マットの蓄熱材を加熱することができるようにな
る。

【００１５】したがって、このような構成においても、
暖房回路の第１の膨張装置の上流側となる箇所に差圧式
流量調整弁が設けられるので、暖房運転時において冷媒
が必要以上に第１の膨張装置を流れることがなくなり、
冷暖房のいずれの運転モードにおいても適切な冷媒循環
量が得られるようになる。

【００１６】ここで、上述の第１の膨張装置と第２の膨
張装置とを、開度が固定された絞り部と、この絞り部に
流入する冷媒の流れのみを許容する逆止弁としての機能
を備えると共に、流入側と流出側とで圧力差を持たせる
差圧式流量調整弁とによって構成するようにしても（請
求項３）、第１の膨張装置を、温度式膨張弁によって構
成し、第２の膨張装置を、開度が固定された絞り部と、
この絞り部に流入する冷媒の流れのみを許容する逆止弁
としての機能を備えると共に流入側と流出側とで圧力差
を持たせる差圧式流量調整弁とによって構成するように
してもよい（請求項４）。

【００１７】また、ウォームアップ初期の吸熱能力が小
さくなっている低負荷時において暖房能力の向上を図
り、また、第１の熱交換器のデフロストを可能とするた
めに、第１の膨張装置と前記第１の熱交換器とをバイパ
スするバイパス通路と、第１の熱交換器の作動状態に応
じてバイパス通路を開閉する開閉弁とを設けるようにし
てもよい（請求項５）。例えば、第１の熱交換器の流出
側の冷媒温度を検知し、この冷媒温度が所定温度以下で
あるときにバイパス通路を開とし、所定温度よりも高い
ときにバイパス通路を閉とするようにしてもよい（請求
項６）。

【００１８】このような構成によれば、第１の熱交換器
の作動状態、例えば、第１の熱交換器の流出側の冷媒温
度に応じて、第１の膨張装置で減圧されない所謂ホット
ガスをコンプレッサに供給することで、コンプレッサの
吐出圧を高めることができるようになり、暖房運転時に
おいて、第２の熱交換器による放熱能力の増大を図るこ
とができる。特に、コンプレッサがエンジンの動力によ
って駆動され、また、加熱用熱交換器がエンジン冷却水
を熱源とするものであれば、ホットガスをコンプレッサ
に供給することで、コンプレッサの仕事量を増大させて
エンジン負荷を大きくし、もって暖房運転時における第
２の熱交換器の放熱能力の増大を図ることができるのみ
ならず、エンジン冷却水の温度を高めて加熱用熱交換器
の放熱能力の増大をも図ることができるようになる。ま
た、冷媒が第１の熱交換器をバイパスすることから、第
１の熱交換器へ冷媒が供給されなくなり、これにより第
１の熱交換器の凍結要因を無くしてデフロストを促進さ
せることが可能となる。

【００１９】また、車両の異なる領域を空調する車両用
空調装置の場合であれば、ウォームアップ初期の吸熱能
力が小さくなっている低負荷時での暖房能力の向上を図
り、また、第１の熱交換器のデフロストを可能とするた
めに、第１の熱交換器の作動状態に応じて第２の送風機
を作動、停止させるようにしてもよい（請求項７）。例
えば、第１の熱交換器の流出側の冷媒温度が所定温度以
下であるときに第２の送風機を停止させ、所定温度より
も高いときに前記第２の送風機を作動させるようにして
もよい（請求項８）。

【００２０】このような構成によれば、第１の熱交換器
の作動状態、例えば、第１の熱交換器の流出側の冷媒温
度に応じて、第２の送風機が停止するので、暖房運転時
においてコンプレッサから供給された冷媒は、第２の熱
交換器では放熱されなくなり、差圧式流量調整弁及び第
１の膨張装置で減圧された場合においても、高い温度に
維持されることとなる。このため、温度の高い冷媒が第
１の熱交換器へ直接供給されることとなるので、第１の
熱交換器を放熱器として用いることができるようにな
り、暖房能力の増大を図ることができるようになる。ま
た、高温冷媒が第１の熱交換器に直接供給されることか
ら、第１の熱交換器を積極的にデフロストさせることが
できるようになる。

【００２１】さらに、冷房運転時と暖房運転時とで第１
の膨張装置の上流側となる位置に過冷却用熱交換器（サ
ブクーラ）を設けるようにしても（請求項９）、冷房運
転時には第２の膨張装置の上流側となり、暖房運転時に
は第１の膨張装置の上流側となる位置に過冷却用熱交換
器を設けるようにしても（請求項１０）、冷房運転時と
暖房運転時とで第１の膨張装置の上流側となる位置に過
冷却用熱交換器を設けると共に、冷房運転時には第２の
膨張装置の上流側となり、暖房運転時には第１の膨張装
置の上流側となる位置に他の過冷却用熱交換器を設ける
ようにしてもよい（請求項１１）。

【００２２】冷房運転時と暖房運転時とで第１の膨張装
置の上流側となる位置に過冷却用熱交換器を設ける構成
によれば、冷房運転時及び暖房運転時において第１の膨
張装置へ導かれる冷媒の過冷却を確保することができ、
冷房運転時に第２の膨張装置の上流側となり、暖房運転
時に第１の膨張装置の上流側となる位置に過冷却用熱交
換器を設ける構成によれば、冷房運転時における第２の
膨張装置へ導かれる冷媒の過冷却と、暖房運転時におけ
る第１の膨張装置へ導かれる冷媒の過冷却とを確保する
ことができるようになる。また、冷房運転時と暖房運転
時とで第１の膨張装置の上流側となる位置と、冷房運転
時に第２の膨張装置の上流側となり、暖房運転時に第１
の膨張装置の上流側となる位置とに他の過冷却用熱交換
器を設ける構成によれば、冷房運転時における第１及び
第２の膨張装置へ導かれる冷媒の過冷却と、暖房運転時
における第１の膨張装置へ導かれる冷媒の過冷却を確保
することができるようになる。

【００２３】尚、上述の過冷却用熱交換器は、レイアウ
トの自由度を持たせるために、空調ユニット外に配され
ることが好ましい（請求項１２）。また、以上述べた構
成は、車室の第１の領域を空調する第１空調ユニットを
車室の前席側領域を空調するフロント空調ユニットと
し、車室の第２の領域を空調する第２空調ユニットを後
席側領域を空調するリア空調ユニットとする構成などに
おいて適したものとなる（請求項１３）。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面により説明する。図１において、本発明に係る車両用
空調装置の構成例が示され、この車両用空調装置は、車
室の前席側領域を空調するフロント空調ユニット１と、
後席側領域を空調するリア空調ユニット２とを備えてい
る。

【００２５】フロント空調ユニット１は、空調通路３に
エバポレータ４、ヒータコア６が配置され、ヒータコア
６の上流側に配置されたエアミックスドア７によってヒ
ータコア６を通過する空気とバイパスする空気との割合
を調節するようになっている。ここで、エバポレータ４
は、通路断面全体を遮るように配され、上流から送られ
てくる空気を全て通過するようになっており、ヒータコ
ア６は、エバポレータ４の下流側に配されてユニット内
の一部を２分してなる一方の通路上を遮るように設けら
れている。

【００２６】実際においては、最上流側には図示しない
インテーク装置が配置され、内気入口と外気入口との開
口割合がインテークドアによって調整されるようになっ
ており、また、内気入口と外気入口とに臨むようにフロ
ント送風機８が収納され、このフロント送風機８により
フロント空調ユニット１の通気量が調節され、この送風
機の回転により吸引された空気をエバポレータ４へ圧送
するようにしている。また、ヒータコア６よりも下流側
には、車室の前席側領域に開口するデフロスト吹出口、
ベント吹出口、およびヒート吹出口が設けられ、これら
吹出口の分かれた部分に設けられたモードドアを操作す
ることによって吹出モードが切り換えられるようになっ
ている。

【００２７】ヒータコア６は、エンジン５の廃熱によっ
て加熱されるエンジン冷却水を熱源として通過空気を加
熱するもので、図示しないポンプによってエンジン冷却
水が供給される構成となっている。

【００２８】これに対して、リア空調ユニット２は、こ
のユニットの通気量を調節するリア送風機９によって内
気のみを空調通路１０に吸引し、下流側へ圧送するよう
になっており、リア送風機９の下流側には、リアサブコ
ンデンサ１１が配置された構成となっている。リアサブ
コンデンサ１１は、空調通路１０の通路断面全体を遮る
ように設けられ、上流から送られてくる空気を全て通過
するようになっており、暖房時には放熱機能を有し、冷
房時には吸熱機能を有するもので、その切り替えは、後
述するようになっている。

【００２９】また、空調ユニット外の例えばエンジンル
ームには、室外コンデンサ１９、エンジン５によって駆
動されるコンプレッサ１７、このコンプレッサ１７の吸
入側の配管上に設けられたアキュムレータ１８等が配さ
れており、この例においては、四方弁１２を用いてその
接続部（α、β、γ、δ）をα−β、γ−δの連通状態
（暖房時連通状態）と、α−δ、β−γの連通状態（冷
房時連通状態）とに切り替え、冷房運転時と暖房運転時
の冷媒の流方向を規制するようにしている。

【００３０】そして、エバポレータ４の冷媒流入側に第
１の膨張装置１３を設け、また、リアサブコンデンサ１
１の出入口部の一方の側に、第２の膨張装置１４と、こ
の第２の膨張装置１４をバイパスするように設けられ、
リアサブコンデンサ１１からの流出方向の流れのみを許
容する逆止弁としての機能を備えると共に流入側と流出
側とで圧力差を持たせるようにした差圧式流量調整弁１
５とから構成される並列回路１６を設けるようにしてい
る。

【００３１】ここで、第１の膨張装置１３は、エバポレ
ータ４の冷媒流入側に接続された所定の開口面積に固定
されている絞り部１３ａ、例えば、所定の径に設定され
た固定オリフィスと、この固定オリフィスを介してエバ
ポレータ４の冷媒流入側と接続され、固定オリフィスに
流入する冷媒の流れのみを許容する逆止弁としての機能
を備えると共に流入側と流出側とで圧力差を持たせるよ
うにした差圧式流量調整弁１３ｂとを直列に接続して構
成されている。また、第２の膨張装置１４も、リアサブ
コンデンサ１１の出入口部の一方の側に接続された所定
の開口面積に固定されている絞り部１４ａ、例えば、所
定の径に設定された固定オリフィスと、この固定オリフ
ィスを介してリアサブコンデンサ１１の出入口部の一方
の側と接続され、固定オリフィスに流入する冷媒の流れ
のみを許容する逆止弁としての機能を備えると共に流入
側と流出側とで圧力差を持たせるようにした差圧式流量
調整弁１４ｂとを直列に接続して構成されている。

【００３２】そして、コンプレッサ１７の吐出側（Ｄ）
を四方弁１２のα接続部に接続し、この四方弁１２のβ
接続部をリアサブコンデンサ１１の出入口部の他方の側
に接続している。また、四方弁１２のγ接続部をこの四
方弁１２から流出する方向への流れのみを許容する第１
の逆止弁２１とアキュムレータ１８とを介してコンプレ
ッサ１７の吸入側（Ｓ）に、δ接続部を室外コンデンサ
１９の冷媒流入側にそれぞれ接続し、室外コンデンサ１
９の冷媒流出側にこの室外コンデンサ１９から流出する
方向への流れのみを許容する第２の逆止弁２２を設け、
この第２の逆止弁２２の流出側を第１の膨張装置１３を
介してエバポレータ４の冷媒流入側に接続している。

【００３３】また、エバポレータ４の冷媒流出側を前記
アキュムレータ１８を介してコンプレッサ１７の吸入側
（Ｓ）に接続し、リアサブコンデンサ１１の一方の側を
前記並列回路１６を介して第２の逆止弁２２の流出側と
第１の膨張装置１３との間（図中の接続点Ａで示す箇
所）に接続する構成としている。

【００３４】３０は、温度設定や吸入モード、吹出モー
ドなどをマニュアル設定する操作パネル２５からの信号
が入力されると共に、外気温度（Ｔａ）を検出する外気
温センサ２６、エバポレータ４の出口側の冷媒温度（Ｔ
ｅ）を実質的に検出する冷媒温度センサ２７等の各種セ
ンサからの信号が入力される制御部であり、この制御部
３０は、図示しない中央演算処理装置（ＣＰＵ）、読出
専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）等を備えると共に、コン
プレッサ１７、エアミックスドア７、四方弁１２、送風
機８、９などを制御する駆動回路を有して構成され、メ
モリに与えられた所定のプログラムにしたがって各種入
力信号を処理し、コンプレッサ１７の稼動・停止（ＯＮ
／ＯＦＦ）、エアミックスドア７の開度、四方弁１２の
切り替え、送風機８、９の回転数などを制御するように
なっている。

【００３５】上記構成において、前席側領域と後席側領
域の両方を冷房する冷房運転時においては、第２図に示
されるように、四方弁１２を冷房時連通状態とし、エア
ミックスドア７を、ヒータコア６への通風量が小さくな
る位置、特に、冷房負荷が大きい場合や急速クールダウ
ンを要する場合には、ヒータコア６への通風量を最小と
する位置に設定し、所望の送風能力で両ユニットの送風
機８，９を駆動する。

【００３６】すると、コンプレッサ１７から吐出した冷
媒を同図の太線で示すように流す冷房回路が構成され
る。即ち、コンプレッサ１７から吐出した高温高圧冷媒
は、四方弁１２を通って直接室外コンデンサ１９に入っ
て放熱し、その後、第２の逆止弁２２を通って第１の膨
張装置１３へ至り、ここで減圧されてエバポレータ４に
入る。また、室外コンデンサ１９から流出した冷媒は、
逆止弁２２を通って第２の膨張装置１４へ至り、ここで
減圧されてリアサブコンデンサ１１に入る。そして、リ
アサブコンデンサ１１から流出した冷媒は、四方弁１
２、第１の逆止弁２１を通過してエバポレータ４から流
出した冷媒と合流し、アキュムレータ１８で気液分離さ
れた後に気相冷媒のみがコンプレッサ１７へ戻される。

【００３７】よって、フロント空調ユニット１では、ユ
ニット内に導入される空気が、エバポレータ４で冷却さ
れ、しかる後にヒータコア６を通過することなく前席側
領域に供給される。また、リア空調ユニット２では、ユ
ニット内に導入される空気が、リアサブコンデンサ１１
で冷却され、そのまま後席側領域に供給されることとな
る。

【００３８】これに対し、前席側と後席側の両方を冷房
する暖房運転時においては、図３に示されるように、四
方弁１２を暖房時連通状態とし、エアミックスドア７
を、ヒータコア６への通風量が大きくなる位置、特に、
暖房負荷が大きい場合や即暖性を要する場合には、ヒー
タコア６への通風量を最大とする位置に設定し、所望の
送風能力で両ユニットの送風機８，９を駆動する。

【００３９】すると、コンプレッサ１７から吐出した冷
媒を同図の太線で示すように流す暖房回路が構成され
る。即ち、コンプレッサ１７から吐出した高温高圧冷媒
は、先ず四方弁１２を通ってリアサブコンデンサ１１へ
供給され、ここで放熱される。その後、リアサブコンデ
ンサ１１から流出した冷媒は、第２の膨張装置１４の逆
止機能によってここを流れることはなく、差圧式流量調
整弁１５によって減圧された後に第１の膨張装置１３へ
送られ、この第１の膨張装置１３でさらに減圧された後
にエバポレータ４に入り、ここで吸熱した後にアキュム
レータ１８を介してコンプレッサ１７へ戻される。

【００４０】よって、フロント空調ユニット１に導入さ
れる空気は、エバポレータ４で除湿され、その後ヒータ
コア６によって加熱された後に前席側領域へ供給され
る。また、リア空調ユニット２に導入される空気は、リ
アサブコンデンサ１１で加熱された後に後席側領域へ供
給されることとなる。つまり、前席側領域に対してはヒ
ータコア６によって、後席側領域に対してはリアサブコ
ンデンサ１１によってそれぞれ暖房されることとなり、
エンジン廃熱を前席側領域の暖房のためだけに用い、ま
た、冷凍サイクルの高温高圧冷媒を後席側領域の暖房の
ためだけに用いることで、前席側および後席側で暖房能
力を確保することができるようになる。

【００４１】また、室外コンデンサ１９はリアサブコン
デンサ１１よりも容積が大きいことから、冷房運転時に
おいて適切な冷媒循環量は暖房運転時において適切な冷
媒循環量よりも多くなるものであるが、第１の膨張装置
１３を冷房運転時で要求される冷媒循環量を満たすよう
に固定オリフィス１３ａのオリフィス径を設定するよう
にしておいた場合でも、差圧式流量調整弁１５を暖房回
路の第１の膨張装置の上流側に設けたことによって、暖
房運転時に要求される冷媒循環量を得ること可能とな
る。

【００４２】即ち、固定オリフィス１３ａを介して流れ
る冷媒流量Ｇはほぼオリフィス径φと膨張弁前後の圧力
差（圧損）ΔＰの積によって近似させることができるの
で（Ｇ＝φ・ΔＰ）、冷房運転時での適切な冷媒循環量
をＡKg/h、暖房運転時での適切な冷媒循環量をＢKg/h
（但し、Ａ＞Ｂ）とすると、冷房運転時（Ｇ＝Ａ）と暖
房運転時（Ｇ＝Ｂ）とのオリフィス径φと圧損ΔＰとの
関係は、図４に示されるようになるが、差圧式流量調整
弁１５がなければ、冷房運転時の必要冷媒循環量Ａを基
準にして固定オリフィス１３ａのオリフィス径が設定さ
れていると、暖房運転時において、必要冷媒循環量がＢ
であるにも拘わらず流し気味となってしまい適正な冷媒
循環量を得ることができなくなる。このため、暖房回路
で第１の膨張装置の上流側となる位置に差圧式流量調整
弁１５を設け、ここで、減圧して中間圧とすることで、
第１の膨張装置１３での圧損ΔＰを小さくすることがで
き（図４においてΔP1からΔP2にすることができ）、こ
のため、暖房運転時においても第１の膨張装置１３のオ
リフィス径を変更せずに適切な冷媒循環量を得ることが
できるようになる。

【００４３】したがって、上述のように、暖房回路の第
１の膨張装置１３の上流側に第２の膨張装置１４と並列
に設けられた差圧式流量調整弁１５を設け、この差圧式
流量調整弁１５を冷房運転時の高流量時には通過させ
ず、暖房運転時の低流量時にのみ通過させることで、冷
房運転時のみならず、暖房運転時においても、それぞれ
の運転モードに見合った適正な流量制御を行うことがで
き、良好な冷房運転および暖房運転を行うことができ
る。

【００４４】尚、上述した差圧式流量調整弁１５は、第
２の膨張装置１４とは別体に構成するようにしても、第
２の膨張装置１４と一体化して車両に搭載する際に必要
となる部品点数の削減を図るようにしてもよい。

【００４５】図５において、上述した車両用空調装置の
構成に対してホットガス供給経路を設けた構成が示され
ている。即ち、図１で示す構成に対して第１の膨張装置
１３とエバポレータ４とをバイパスするバイパス通路３
１を設け、このバイパス通路３１にこの通路を開閉する
開閉弁３２を設けるようにしたものである。

【００４６】この開閉弁３２は、例えば、エバポレータ
出口側の冷媒温度Ｔｅを感知して冷媒温度が所定温度α
以下となった場合に収縮し、所定温度よりも高くなった
場合に伸張する形状記憶合金やバイメタルなどによって
構成された作動軸３２ａと、この作動軸３２ａに固定さ
れてバイパス通路３１の高圧側と低圧側とを連通する弁
口を開閉する弁体３２ｂとを備えているもので、図６の
特性に示されるように、冷媒温度Ｔｅが所定温度α以下
となった場合には、作動軸３２ａの収縮により弁体３２
ｂを弁口から離してバイパス通路３１を開とし、また、
所定温度αよりも高い場合には、作動軸３２ａの伸張に
より弁体３２ｂを弁口に着座させてバイパス通路３１を
閉とする構成を有している。ここで、所定温度αは、エ
バポレータ４が凍結した状態やエバポレータ４の吸熱能
力が小さいウォームアップ初期の段階（低負荷時）で得
られるエバポレータ出口側の冷媒温度、例えばー２０℃
に設定されている。尚、他の構成は前記図１と同様であ
るので、同一箇所に同一番号を付して説明を省略する。

【００４７】このような開閉弁３２によって開閉される
バイパス通路３１を設けたことにより、例えば暖房運転
時に、冷媒温度Ｔｅが所定温度α（−２０℃）よりも高
い場合には、図７に示されるように、開閉弁３２は閉状
態であり、冷媒は前記図３に示される場合と同様に流れ
る。即ち、コンプレッサ１７から吐出した高温高圧冷媒
は、太線で示されるように、先ず四方弁１２を通ってリ
アサブコンデンサ１１へ供給されてここで放熱され、そ
の後、差圧式流量調整弁１５によって減圧された後に第
１の膨張装置１３へ送られ、この第１の膨張装置１３で
さらに減圧された後にエバポレータ４に入って吸熱し、
しかる後にアキュムレータ１８を介してコンプレッサ１
７へ戻される。

【００４８】これに対して、冷媒温度Ｔｅが所定温度α
（−２０℃）以下になると、開閉弁３２は開状態とな
り、冷媒は、図８に示されるように流れる。即ち、コン
プレッサ１７から吐出した高温高圧冷媒は、太線で示さ
れるように、四方弁１２を通ってリアサブコンデンサ１
１へ供給され、ここで放熱された後に、差圧式流量調整
弁１５へ供給される。そして、この差圧式流量調整弁１
５で中間圧に減圧された後に、第１の膨張装置１３とエ
バポレータ４とを迂回し、アキュムレータ１８を介して
コンプレッサ１７へ戻される。

【００４９】したがって、第１の膨張装置１３によって
減圧膨張されない中間圧の高温冷媒がコンプレッサ１７
へ戻されることとなるので、コンプレッサ１７の吸入圧
力の上昇により吐出圧力が上昇し、リアサブコンデンサ
１１の放熱能力を増大させることができるようになる。
また、吸入圧力の上昇によりコンプレッサ１７の仕事量
が増大するので、エンジン５の負荷が増大してエンジン
廃熱が増加し、これによりエンジン冷却水の温度が上昇
してヒータコア６の加熱能力を増大させることができる
ようになる。よって、冷媒温度Ｔｅが所定温度α以下と
なるようなエバポレータ４の吸熱能力が小さい低負荷
時、即ちウォームアップ初期時においても暖房能力の増
大を図ることが可能となる。

【００５０】また、暖房運転中において、エバポレータ
４が凍結することによって吸熱能力が低下し、エバポレ
ータ出口側の冷媒温度が所定温度α以下となった場合に
おいても、図８で示される冷媒の流れが形成されること
となるので、エバポレータ４に対して低温冷媒が供給さ
れることがなくなり、これにより、エバポレータ４のデ
フロストを促進することができるようになる。

【００５１】上述の構成は、第１の膨張装置１３とエバ
ポレータ４とをバイパスするバイパス通路３１を設け、
このバイパス通路３１を開閉することによって、ウォー
ムアップ性能の向上やエバポレータ４のデフロストを実
現する構成であったが、格別にバイパス通路を設けず、
図３で示す暖房運転時に、エバポレータ出口側の冷媒温
度Ｔｅが所定温度α以下となった場合にリア送風機９を
停止させることで対応するようにしてもよい。

【００５２】図９において、これを実現する制御部３０
の動作例がフローチャートとして示され、以下、これに
基づいて説明すると、制御部３０は、冷媒温度センサ２
７によって検出されたエバポレータ出口側の冷媒温度
（Ｔｅ）に対応する信号を入力し（ステップ５０）、こ
の入力された信号から冷媒温度（Ｔｅ）が所定温度α以
下であるか否かを判定し（ステップ５２）、冷媒温度
（Ｔｅ）が所定温度αよりも高ければ、リア送風機９を
作動状態とし（ステップ５４）、冷媒温度（Ｔｅ）が所
定温度α以下となれば、リア送風機９を停止させるよう
にしている（ステップ５６）。

【００５３】したがってこのような制御により、冷媒温
度Ｔｅが所定温度α（−２０℃）以下であると判定され
てリア送風機９が停止すると、コンプレッサ１７から四
方弁１２を通ってリアサブコンデンサ１１へ供給された
冷媒は、リア送風機９が停止していることから、ここで
は放熱されずに差圧式流量調整弁１５へ供給され、高い
温度を維持したまま差圧式流量調整弁１５によって中間
圧に減圧され、その後、第１の膨張装置１３へ導かれ、
ここで減圧された後にエバポレータ４へ供給されること
となる。

【００５４】このため、エバポレータ４へ供給される冷
媒は、差圧式流量調整弁１５および第１の膨張装置１３
によって減圧されるものの、第１の膨張装置１３に送ら
れる冷媒はリアサブコンデンサ１１で凝縮されなかった
高温ガスであることから、高い温度に保たれており、エ
バポレータ４で放熱することとなる。即ち、リア送風機
９を停止させることでエバポレータ４を放熱器として機
能させることができるようになる。

【００５５】よって、冷媒温度Ｔｅが所定温度α以下と
なるようなエバポレータ４の吸熱能力が低下している低
負荷時、即ちウォームアップ初期時においても、エバポ
レータ４を放熱器として機能させることで暖房能力の増
大を図ることができるようになる。

【００５６】また、エバポレータ４が凍結することによ
って吸熱能力が低下し、エバポレータ出口側の冷媒温度
Ｔｅが所定温度α以下となった場合においても、リア送
風機９が停止されてエバポレータ４に温度の高い冷媒
（ホットガス）が供給されるようになることから、エバ
ポレータ４を放熱器として機能させることで積極的な解
凍を行うことができるようになる。

【００５７】図１０において、図１で示す構成に対し
て、冷媒をさらに放熱する過冷却用熱交換器（サブクー
ラ）３５を設けた構成例が示されている。即ち、図１０
に示す構成例においては、冷房運転時と暖房運転時とに
おいて第１の膨張装置１３の上流側となる空調ユニット
の外側の位置、即ち、接続点Ａと第１の膨張装置１３と
の間に過冷却用熱交換器３５が設けられている。

【００５８】したがって、このような構成によれば、図
２で示す冷房運転時においては、室外コンデンサ１９で
放熱された冷媒を過冷却用熱交換器３５でさらに放熱し
て過冷却液とした後に第１の膨張装置１３へ供給するこ
とができ、また、図３で示す暖房運転時においては、リ
アサブコンデンサ１１で放熱された冷媒を過冷却用熱交
換器３５でさらに放熱して過冷却液とした後に第１の膨
張装置１３へ供給することができることとなる。よっ
て、図１の構成で得られる前述した作用効果に加え、冷
暖房のいずれの運転時においても第１の膨張装置１３へ
供給される冷媒を過冷却液とすることができるので、リ
ア空調ユニット２の暖房性能とフロント空調ユニット１
の冷房性能の一層の向上を図ることができるようにな
る。

【００５９】また、図１１で示されるように、図１で示
す構成に対して、冷房運転時において第２の膨張装置１
４の上流側となり、暖房運転時において第１の膨張装置
１３の上流側となる空調ユニットの外側の位置、即ち、
接続点Ａと並列回路１６との間に過冷却用熱交換器３６
を設けるようにしてもよい。

【００６０】このような構成によれば、図２で示す冷房
運転時においては、室外コンデンサ１９で放熱された冷
媒をさらに過冷却用熱交換器３６で放熱して過冷却液と
した後に第２の膨張装置１４へ供給することができ、ま
た、図３で示す暖房運転時においては、リアサブコンデ
ンサ１１で放熱された冷媒をさらに過冷却用熱交換器３
６で放熱して過冷却液とした後に第１の膨張装置１３へ
供給することができることとなる。よって、このような
構成においては、図１の構成で得られる前述した作用効
果に加え、リア空調ユニット２の暖房性能と冷房性能の
一層の向上を図ることができるようになる。

【００６１】さらに、図１２で示されるように、冷房運
転時と暖房運転時とで第１の膨張装置１３の上流側とな
る空調ユニットの外側の位置に過冷却用熱交換器３５を
設けると共に、冷房運転時において第２の膨張装置１４
の上流側となり、暖房運転時において第１の膨張装置１
３の上流側となる空調ユニットの外側の位置に過冷却用
熱交換器３６を設けるようにしてもよい。即ち、接続点
Ａと第１の膨張装置１３との間、及び、接続点Ａと並列
回路１６との間の２箇所に設けるようにしてもよい。

【００６２】このような構成によれば、図２で示す冷房
運転時においては、室外コンデンサ１９で放熱された冷
媒の一部を過冷却用熱交換器３５でさらに放熱して過冷
却液とした後に第１の膨張装置１３へ供給することがで
きると共に、過冷却用熱交換器３６で放熱して過冷却液
とした後に第２の膨張装置１４へ供給することができる
ようになり、また、図３で示す暖房運転時においては、
リアサブコンデンサ１１で放熱された冷媒をさらに過冷
却用熱交換器３５，３６で放熱して過冷却液とした後に
第１の膨張装置１３へ供給することができることとな
る。よって、このような構成においては、図１で示す構
成に対して得られる前述した作用効果に加え、冷房運転
時においては、第１の膨張装置１３と第２の膨張装置１
４へ供給される冷媒を過冷却することができ、また、暖
房運転時においては、第１の膨張装置１３へ供給される
冷媒を過冷却することができるので、リア空調ユニット
２の暖房性能と両空調ユニットの冷房性能の一層の向上
を図ることができるようになる。

【００６３】また、図１０乃至図１２で示される過冷却
用熱交換器３５，３６は、フロント空調ユニット１やリ
ア空調ユニット２の外部に設けられているので、過冷却
用熱交換器３５，３６を都合のいい箇所にレイアウトす
ることができるメリットも有している。

【００６４】尚、上述した各構成においては、第１の膨
張装置１３を固定オリフィス１３ａと差圧式流量調整弁
１３ｂとを直列に接続して構成する例を示したが、冷房
性能の確保と暖房運転時における適切な冷媒循環量の確
保を図るために、エバポレータ４の吸熱能力が低下する
低負荷時（暖房運転時の低負荷時）においてスーパーヒ
ート量を小さくするように弁開度を調節するクロスチャ
ージ方式の温度式膨張弁を用いるようにしてもよい。

【００６５】そもそも、差圧式流量調整弁１５を暖房回
路に設けるようにしているのは、冷房運転時に適切な冷
媒循環量が得られるように固定オリフィス１３ａの開度
を設定すると、暖房運転時においてエバポレータ４の出
口側のスーパーヒート量が小さくなってコンプレッサ１
７への液バックが生じやすくなり、逆に、暖房運転時に
適切な冷媒循環量が得られるように固定オリフィス１３
ａの開度を設定すると、冷房運転時においてエバポレー
タ４の出口側のスーパーヒート量が大きくなって十分な
冷房能力を得ることができなくなるので、このような不
都合を避けるために、冷房運転時に適切な冷媒循環量が
流れるように固定オリフィス１３ａの開度を設定してお
き、暖房運転時においても冷媒を流れにくくすることで
適切な冷媒循環量を得るようにするためである。そこ
で、第１の膨張装置１３を、例えばクロスチャージ方式
の温度式膨張弁によって構成した場合でも、冷房運転時
において適切な冷媒循環量が得られるように弁開度を調
節しておけば、暖房運転時においては冷媒が流しぎみに
なるように弁開度が調節されるので、差圧式流量調整弁
１５によってスーパーヒート量を適切に確保することが
できるようになり、暖房運転時においても冷媒循環量を
適切に得ることが可能となる。

【００６６】図１３において、図１で示される車両用空
調装置のサイクル構成を応用した例が示され、この例に
おいては、図１のリア空調ユニット２に配されるリアサ
ブコンデンサ１１を、蓄熱材を収納したマットと熱交換
する熱交換器４０で置き換えた構成となっている。即
ち、車両用空調装置は、車室を空調する空調ユニット４
１と蓄熱材が収容されたマットと熱交換する蓄熱用熱交
換器４０とを有し、空調ユニット４１は、空調通路４３
にエバポレータ４４、ヒータコア４６が配置され、ヒー
タコア４６の上流側に配置されたエアミックスドア４７
によってヒータコア４６を通過する空気とバイパスする
空気との割合を調節するようになっている。ここで、エ
バポレータ４４は、通路断面全体を遮るように設けら
れ、上流から送られてくる空気を全て通過するようにな
っており、ヒータコア４６は、エバポレータ４４の下流
側に配されてユニット内の一部を２分してなる一方の通
路上を遮るように設けられている。

【００６７】実際においては、最上流側には図示しない
インテーク装置が配置され、内気入口と外気入口との開
口割合がインテークドアによって調整されるようになっ
ており、また、内気入口と外気入口とに臨むように送風
機４８が収納され、この送風機４８により空調ユニット
４１の通気量が調節され、この送風機の回転により吸引
された空気をエバポレータ４４へ圧送するようにしてい
る。また、ヒータコア４６よりも下流側には、車室の前
席側領域に開口するデフロスト吹出口、ベント吹出口、
およびヒート吹出口が設けられ、これら吹出口の分かれ
た部分に設けられたモードドアを操作することによって
吹出モードが切り換えられるようになっている。

【００６８】ここで、ヒータコア４６は、エンジン５の
廃熱によって加熱されるエンジン冷却水を熱源として通
過空気を加熱するものであり、図示しないポンプによっ
てエンジン冷却水が供給される構成となっている。

【００６９】また、空調ユニット外の例えばエンジンル
ームには、前記構成例と同様に、室外コンデンサ１９、
エンジン５によって駆動されるコンプレッサ１７、この
コンプレッサ１７の吸入側の配管上に設けられたアキュ
ムレータ１８等が配されており、この例においても、四
方弁１２を用いてその接続部（α、β、γ、δ）をα−
β、γ−δの連通状態（暖房時連通状態）と、α−δ、
β−γの連通状態（冷房時連通状態）とに切り替え、冷
房運転時と暖房運転時での冷媒の流方向を規制するよう
にしている。

【００７０】そして、エバポレータ４４の冷媒流入側に
第１の膨張装置１３を設け、蓄熱用熱交換器４０の出入
口部の一方の側に第２の膨張装置１４と、この第２の膨
張装置１４をバイパスするように設けられ、蓄熱用熱交
換器４０からの流出方向の流れのみを許容する逆止弁と
しての機能を備えると共に流入側と流出側とで圧力差を
持たせるようにした差圧式流量調整弁１５とから成る並
列回路１６を設けるようにしている。

【００７１】ここで、第１の膨張装置１３は、エバポレ
ータ４４の冷媒流入側に接続された所定の開度に設定さ
れている絞り部、例えば、所定の径に形成された固定オ
リフィスと、この固定オリフィス１３ａを介してエバポ
レータ４４の冷媒流入側と接続され、固定オリフィス１
３ａに流入する冷媒の流れのみを許容する逆止弁として
の機能を備えると共に流入側と流出側とで圧力差を持た
せるようにした差圧式流量調整弁１３ｂとを直列に接続
して構成されている。また、第２の膨張装置１４も、蓄
熱用熱交換器４０の出入口部の一方の側に接続された所
定の開度に設定されている絞り部、例えば、所定の径に
形成された固定オリフィス１４ａと、この固定オリフィ
ス１４ａを介して蓄熱用熱交換器４０の出入口部の一方
の側と接続され、固定オリフィス１４ａに流入する冷媒
の流れのみを許容する逆止弁としての機能を備えると共
に流入側と流出側とで圧力差を持たせるようにした差圧
式流量調整弁１４ｂとを直列に接続して構成されてい
る。

【００７２】そして、コンプレッサ１７の吐出側（Ｄ）
を四方弁１２のα接続部に接続し、この四方弁１２のβ
接続部を蓄熱用熱交換器４０の出入口部の他方の側に接
続している。また、四方弁１２のγ接続部をこの四方弁
１２から流出する方向への流れのみを許容する第１の逆
止弁２１とアキュムレータ１８とを介してコンプレッサ
１７の吸入側（Ｓ）に、δ接続部を室外コンデンサ１９
の冷媒流入側にそれぞれ接続し、室外コンデンサ１９の
冷媒流出側にこの室外コンデンサ１９から流出する方向
への流れのみを許容する第２の逆止弁２２を設け、この
第２の逆止弁２２の流出側を第１の膨張装置１３を介し
てエバポレータ４４の冷媒流入側に接続している。

【００７３】また、エバポレータ４４の冷媒流出側を前
記アキュムレータ１８を介してコンプレッサ１７の吸入
側（Ｓ）に接続し、蓄熱用熱交換器４０の一方の側を前
記並列回路１６を介して第２の逆止弁２２の流出側と第
１の膨張装置１３との間（図中、接続点Ａで示す箇所）
に接続する構成としている。尚、その他の構成について
は、図１で示す構成と同様であるので、同一箇所に同一
番号を付して説明を省略する。

【００７４】このような構成において、冷房運転時にお
いては、四方弁１２を冷房時連通状態とし、エアミック
スドア４７を、ヒータコア４６への通風量が小さくなる
位置、特に、冷房負荷が大きい場合や急速クールダウン
を要する場合には、図１４に示されるように、ヒータコ
ア４６への通風量を最小とする位置に設定し、所望の送
風能力で送風機４８を駆動する。

【００７５】すると、コンプレッサ１７から吐出した冷
媒を同図の太線で示すように流す冷房回路が構成され
る。即ち、コンプレッサ１７から吐出した高温高圧冷媒
は、四方弁１２を通って室外コンデンサ１９に直接入
り、ここで放熱した後に、第２の逆止弁２２を通って第
１の膨張装置１３へ至り、ここで減圧されてエバポレー
タ４４に入る。また、室外コンデンサ１９から流出した
冷媒は、第２の逆止弁２２を通って第２の膨張装置１４
へ至り、ここで減圧されて蓄熱用熱交換器４０に入る。
そして、蓄熱用熱交換器４０から流出した冷媒は、四方
弁１２、第１の逆止弁２１を通過してエバポレータ４４
から流出した冷媒と合流し、アキュムレータ１８で気液
分離された後に気相冷媒のみがコンプレッサ１７へ戻さ
れる。

【００７６】よって、空調ユニット１内に導入される空
気は、エバポレータ４４で冷却され、しかる後にヒータ
コア４６を通過することなく車室内へ供給されることと
なり、また、蓄熱用熱交換器４０の吸熱によって蓄熱マ
ットが冷却されることから、マットに収容されている蓄
熱材を冷却することができるようになる。このため、エ
ンジン５を停止させてサイクルの稼動を停止させた場合
においても、蓄熱マットの冷やされた状態を維持するこ
とが可能となる。

【００７７】これに対し、暖房運転時においては、四方
弁１２を暖房時連通状態とし、エアミックスドア４７
を、ヒータコア４６への通風量が大きくなる位置、特
に、暖房負荷が大きい場合や即暖性を要する場合には、
図１５に示されるように、ヒータコア４６への通風量を
最大とする位置に設定し、所望の送風能力で送風機４８
を駆動する。

【００７８】すると、コンプレッサ１７から吐出した冷
媒を同図の太線で示すように流す冷房回路が構成され
る。即ち、コンプレッサ１７から吐出した高温高圧冷媒
は、先ず四方弁１２を通って蓄熱用熱交換器４０へ供給
され、ここで放熱される。その後、蓄熱用熱交換器４０
から流出した冷媒は、第２の膨張装置１４が逆止弁とし
て機能するので、ここを流れることはなく、差圧式流量
調整弁１５を流れ、ここで減圧された後に第１の膨張装
置１３へ送られ、この第１の膨張装置１３でさらに減圧
された後にエバポレータ４４に入り、ここで吸熱した後
にアキュムレータ１８を介してコンプレッサ１７へ戻さ
れる。

【００７９】よって、空調ユニット４１に導入される空
気は、エバポレータ４４で除湿され、その後ヒータコア
４６によって加熱された後に車室内へ供給されることと
なり、また、蓄熱用熱交換器４０の放熱によって蓄熱マ
ットが加熱されることから、マットに収容されている蓄
熱材を加熱することができるようになる。このため、エ
ンジン５を停止させてサイクルの稼動を停止させた場合
においても、蓄熱マットの暖められた状態を維持するこ
とが可能となる。

【００８０】また、このような構成においても、室外コ
ンデンサ１９の方が蓄熱用熱交換器４０よりも容積が大
きいことから、冷房運転時での適切な冷媒循環量は暖房
運転時での適切な冷媒循環量よりも多くなるものである
が、第１の膨張装置１３の冷房運転時で要求される冷媒
循環量を満たすように固定オリフィス１３ａのオリフィ
ス径が設定された場合でも、暖房回路の第１の膨張装置
１３よりも上流側となる位置に差圧式流量調整弁１５を
設けたことによって、暖房運転時に要求される冷媒循環
量を得ることが可能となる。即ち、上述のように、第２
の膨張装置１４に対して並列的に差圧式流量調整弁１５
を設け、この差圧式流量調整弁１５を冷房運転時の高流
量時には通過させず、暖房運転時の低流量時にだけ通過
させることで、冷房運転時のみならず、暖房運転時にお
いても、それぞれの運転モードに見合った適正な流量制
御を行うことができ、良好な冷房運転および暖房運転を
得ることができるようになる。

【００８１】また、蓄熱マットを冷やす場合には冷凍サ
イクルによって行い、暖める場合には電熱ヒータを使用
していた従来の構成に比べ、上述の構成によれば、蓄熱
マットの冷却及び加熱を冷凍サイクルによって行うこと
ができるので、蓄熱材以外は、冷凍サイクルの部品を使
用することができるようになり、蓄熱装置を構成する構
成部品を削減してコストの低減を図ることが可能とな
る。

【００８２】尚、図１３で示す構成において、図５に示
されるように、バイパス通路３１とこのバイパス通路３
１を開閉する開閉弁３２を同様に設け、ウォームアップ
初期時における暖房能力の増大を図り、また、エバポレ
ータ４４の凍結状態の解凍を促進するようにしてもよ
い。

【００８３】また、図１３に示す構成に対して、図１０
に示されるように、冷房運転時と暖房運転時とにおいて
第１の膨張装置１３の上流側となる位置、即ち、接続点
Ａと第１の膨張装置１３との間に過冷却用熱交換器３５
を同様に設け、冷暖房のいずれの運転時においても第１
の膨張装置１３へ供給される冷媒を過冷却液とすること
で蓄熱マットの加熱性能の向上とフロント空調ユニット
１の冷房性能の向上を図るようにしても、図１１に示さ
れるように、冷房運転時において第２の膨張装置１４の
上流側となり、暖房運転時において第１の膨張装置１３
の上流側となる位置、即ち、接続点Ａと並列回路１６と
の間に過冷却用熱交換器３６を設け、冷房運転時におい
ては、第２の膨張装置１４へ供給される冷媒を過冷却液
とし、また、暖房運転時においては、第１の膨張装置１
３へ供給される冷媒を過冷却液とすることで、蓄熱マッ
トの加熱および冷却性能の向上を図るようにしてもよ
い。さらに、図１３に示す構成に対して、図１２で示さ
れるように、冷房運転時と暖房運転時とで第１の膨張装
置１３の上流側となる位置と、冷房運転時において第２
の膨張装置１４の上流側となり、暖房運転時において第
１の膨張装置１３の上流側となる位置、即ち、接続点Ａ
と第１の膨張装置１３との間と、接続点Ａと並列回路１
６との間の２箇所に過冷却用熱交換器３５、３６を設
け、冷房運転時においては、第１の膨張装置１３と第２
の膨張装置１４へ供給される冷媒を過冷却液とし、ま
た、暖房運転時においては、第１の膨張装置１３へ供給
される冷媒を過冷却液とすることで、蓄熱マットの加熱
および冷却性能の向上と空調ユニットの冷房性能の向上
を図るようにしてもよい。さらに、固定オリフィス１３
ａと差圧式流量調整弁１３ｂとを直列に接続して構成さ
れた第１の膨張装置１３を、クロスチャージ方式などの
温度式膨張弁で代用するようにしてもよい。

【００８４】

【発明の効果】以上述べたように、この発明に係る車両
用空調装置は、空調ユニット外に配された放熱機能を有
する室外熱交換器と、第１空調ユニット内に配された吸
熱機能を有する第１の熱交換器および放熱機能を有する
加熱用熱交換器と、第２空調ユニット内に配された放熱
機能と吸熱機能とが択一的に選択される第２の熱交換器
と、第１空調ユニットの通気量を調節する第１の送風機
と、第２空調ユニットの通気量を調節する第２の送風機
と、第１の熱交換器の流入側に設けられる第１の膨張装
置と、第２の熱交換器の冷媒が流出入する一方の側に設
けられる第２の膨張装置と、コンプレッサの吐出側から
冷媒を供給する熱交換器とコンプレッサの吸入側へ冷媒
を戻す熱交換器とが切り換えられて運転モードに応じて
冷媒の流方向を規制する流方向規制手段と、第２の熱交
換器から流出する冷媒の流れのみを許容する逆止弁とし
ての機能を備えると共に流入側と流出側とで圧力差を持
たせるようにした差圧式流量調整弁とを有し、冷房運転
時には、コンプレッサによって圧縮された冷媒を、流方
向規制手段を介して前記室外熱交換器へ供給し、その
後、第１の膨張装置で減圧して第１の熱交換器へ供給す
ると共に第２の膨張装置で減圧して第２の熱交換器へ供
給し、しかる後に第１の熱交換器から流出した冷媒をコ
ンプレッサへ戻すと共に第２の熱交換器から流出した冷
媒を流方向規制手段を介してコンプレッサに戻すように
し、暖房運転時には、コンプレッサによって圧縮された
冷媒を、流方向規制手段を介して第２の熱交換器へ供給
し、この第２の熱交換器から流出した冷媒を差圧式流量
調整弁で減圧して第１の膨張装置へ導き、この第１の膨
張装置でさらに減圧した後に第１の熱交換器へ供給し、
しかる後にコンプレッサに戻す暖房回路を構成するよう
にしたので、冷房運転時における適切な冷媒循環量を基
準に第１の膨張装置を設計した場合でも、暖房回路の第
１の膨張装置の上流側となる箇所に差圧式流量調整弁が
設けられているので、暖房運転時において冷媒が必要以
上に流れることはなくなり、冷暖房のいずれの運転モー
ドにおいても適切な冷媒循環量を得ることが可能とな
る。したがって、冷暖房のそれぞれにおいて適切な流量
制御をおこなうことができ、適切な冷房能力及び暖房能
力を確保することができる。

【００８５】また、第２の空調ユニットに配される第２
の熱交換器を蓄熱材を収容したマットと熱交換する熱交
換器で代替させ、ヒートポンプを利用して車室の空調と
マットの温調とを同時に行うような構成とした場合にお
いても、冷暖房のいずれの運転モードにおいても適切な
冷媒循環量を得ることが可能となる。特に、この構成に
おいては、ヒートポンプサイクルを利用してマットの冷
却と加熱とを切り換えることが可能となるので、従来の
仮眠用マットなどのように、マットの冷却を冷凍サイク
ルによって行い、加熱を電熱ヒータによって行うような
構成に比べて、構成の簡素化を図ることができるように
なる。

【００８６】ここで、第１の膨張装置と第２の膨張装置
とを、開度が固定された絞り部と、この絞り部に流入す
る冷媒の流れのみを許容する逆止弁としての機能を備え
ると共に、流入側と流出側とで圧力差を持たせる差圧式
流量調整弁とによって構成するようにすれば、絞り部と
差圧式流量調節弁の組み合わせによって冷暖房性能を容
易に整えることが可能となる。また、第１の膨張装置を
温度式膨張弁によって構成し、第２の膨張装置を開度が
固定された絞り部と、この絞り部に流入する冷媒の流れ
のみを許容する逆止弁としての機能を備えると共に流入
側と流出側とで圧力差を持たせる差圧式流量調整弁とに
よって構成すれば、冷房運転時において適切な冷媒循環
量が得られると共に、暖房運転時においても差圧式流量
調整弁によってスーパーヒート量を確保して冷媒循環量
を適切に得ることが可能となる。

【００８７】さらに、第１の膨張装置と第１の熱交換器
とをバイパスするバイパス通路を設け、このバイパス通
路に第１の熱交換器の作動状態に応じてバイパス通路を
開閉する構成、例えば、第１の熱交換器の流出側の冷媒
温度が所定温度以下であるときにバイパス通路を開と
し、所定温度よりも高いときにバイパス通路を閉とする
開閉弁を設けるような構成を付加すれば、第１の膨張装
置によって減圧されないホットガスをコンプレッサに供
給することができるようになり、暖房運転時において第
２の熱交換器による放熱能力を増大を図り、吸熱能力が
小さい低負荷時におけるウォームアップ初期の暖房能力
の向上を図ることができるようになる。また、第１の熱
交換器への冷媒供給を無くすことで、第１の熱交換器の
デフロストを促進させることが可能となる。

【００８８】また、第１の熱交換器の作動状態に応じて
前記第２の送風機を作動、停止させる構成、例えば、第
１の熱交換器の流出側の冷媒温度が所定温度以下である
ときに第２の送風機を停止させ、所定温度よりも高いと
きに第２の送風機を作動させるような構成を付加すれ
ば、第２の送風機を停止させることで、温度の高い冷媒
を第１の熱交換器へ直接供給することができるようにな
るので、第１の熱交換器を放熱器として用いることで、
ウォームアップ初期の暖房能力の向上を図ることができ
るようになる。また、高温冷媒が第１の熱交換器に直接
供給されることから、第１の熱交換器を積極的にデフロ
ストさせることができるようになる。

【００８９】さらに、冷房運転時と暖房運転時とで第１
の膨張装置の上流側となる位置に過冷却用熱交換器を設
けたり、又は、冷房運転時には第２の膨張装置の上流側
となり、暖房運転時には第１の膨張装置の上流側となる
位置に過冷却用熱交換器を設けたり、又は、冷房運転時
と暖房運転時とで第１の膨張装置の上流側となる位置に
過冷却用熱交換器を設けると共に、冷房運転時には第２
の膨張装置の上流側となり、暖房運転時には第１の膨張
装置の上流側となる位置に他の過冷却用熱交換器を設け
る構成とすれば、放熱器として機能する熱交換器から流
出した冷媒をさらに冷却（過冷却）させることができ、
冷暖房性能の向上を図ることが可能となる。また、これ
ら過冷却用熱交換器を、空調ユニット外に配する構成と
すれば、過冷却用熱交換器のレイアウトの自由度を大き
くすることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る車両用空調装置の構成例
を示す図である。

【図２】図２は、図１の車両用空調装置の冷房運転時の
冷媒の流れを示す図である。

【図３】図３は、図１の車両用空調装置の暖房運転時の
冷媒の流れを示す図である。

【図４】図４は、オリフィス径と圧損との関係を示す特
性線図である。

【図５】図５は、図１に係る車両用空調装置において、
ホットガス供給経路を追加した構成例を示す図である。

【図６】図６は、開閉弁の特性を説明する特性線図であ
る。

【図７】図７は、図５で示す車両用空調装置において、
冷媒温度Ｔｅが所定温度αよりも大きい場合の冷媒の流
れを示す図である。

【図８】図８は、図５で示す車両用空調装置において、
冷媒温度Ｔｅが所定温度α以下である場合の冷媒の流れ
を示す図である。

【図９】図９は、図１に係る車両用空調装置において、
ホットガスを供給するための制御動作例を示すフローチ
ャートである。

【図１０】図１０は、図１に係る車両用空調装置におい
て、過冷却用熱交換器を追加した構成例を示す図であ
る。

【図１１】図１１は、図１に係る車両用空調装置におい
て、過冷却用熱交換器を追加した他の構成例を示す図で
ある。

【図１２】図１２は、図１に係る車両用空調装置におい
て、過冷却用熱交換器を追加した更に他の構成例を示す
図である。

【図１３】図１３は、図１に係る車両用空調装置のサイ
クル構成の応用例を示す図である。

【図１４】図１４は、図１３に係る車両用空調装置の冷
房運転時の冷媒の流れを示す図である。

【図１５】図１５は、図１３に係る車両用空調装置の暖
房運転時の冷媒の流れを示す図である。

【符号の説明】

１フロント空調ユニット２リア空調ユニット４エバポレータ６ヒータコア１１リアサブコンデンサ１２四方弁１３第１の膨張装置１４第２の膨張装置１３ａ，１４ａ固定オリフィス１３ｂ，１４ｂ差圧式流量調整弁１５差圧式流量調整弁１７コンプレッサ１９室外コンデンサ３１バイパス通路３２開閉弁３５、３６過冷却用熱交換器４０蓄熱用熱交換器４１空調ユニット４４エバポレータ４６ヒータコア

───────────────────────────────────────────────────── 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 ６１１Ｂ６０Ｈ 1/08 ６１１Ｊ 1/22 ６５１ 1/22 ６５１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車室の第１の領域を空調する第１空調ユ
ニットと第２の領域を空調する第２空調ユニットとを備
えた車両用空調装置において、冷媒を圧縮するためのコンプレッサと、空調ユニット外に配された放熱機能を有する室外熱交換
器と、第１空調ユニット内に配された吸熱機能を有する第１の
熱交換器および放熱機能を有する加熱用熱交換器と、第２空調ユニット内に配された放熱機能と吸熱機能とが
択一的に選択される第２の熱交換器と、前記第１空調ユニットの通気量を調節する第１の送風機
と、前記第２空調ユニットの通気量を調節する第２の送風機
と、前記第１の熱交換器の流入側に設けられる第１の膨張装
置と、前記第２の熱交換器の冷媒が流出入する一方の側に設け
られる第２の膨張装置と、前記コンプレッサの吐出側から冷媒を供給する熱交換器
と前記コンプレッサの吸入側へ冷媒を戻す熱交換器とが
切り換えられて運転モードに応じて冷媒の流方向を規制
する流方向規制手段と、前記第２の熱交換器から流出する冷媒の流れのみを許容
する逆止弁としての機能を備えると共に流入側と流出側
とで圧力差を持たせるようにした差圧式流量調整弁とを
有し、冷房運転時には、前記コンプレッサによって圧縮された
冷媒を、流方向規制手段を介して前記室外熱交換器へ供
給し、その後、前記第１の膨張装置で減圧して前記第１
の熱交換器へ供給すると共に前記第２の膨張装置で減圧
して前記第２の熱交換器へ供給し、しかる後に前記第１
の熱交換器から流出した冷媒をコンプレッサへ戻すと共
に前記第２の熱交換器から流出した冷媒を前記流方向規
制手段を介して前記コンプレッサに戻す冷房回路を構成
し、暖房運転時には、前記コンプレッサによって圧縮された
冷媒を、流方向規制手段を介して前記第２の熱交換器へ
供給し、この第２の熱交換器から流出した冷媒を前記差
圧式流量調整弁で減圧して前記第１の膨張装置へ導き、
この第１の膨張装置でさらに減圧した後に前記第１の熱
交換器へ供給し、しかる後に前記コンプレッサに戻す暖
房回路を構成するようにしたことを特徴とする車両用空
調装置。
【請求項２】冷媒を圧縮するためのコンプレッサと、空調ユニットの外に配された放熱機能を有する室外熱交
換器と、前記空調ユニット内に配された吸熱機能を有する第１の
熱交換器および放熱機能を有する加熱用熱交換器と、蓄熱材を収容したマットと熱交換する放熱機能と吸熱機
能とが択一的に選択される第２の熱交換器と、前記空調ユニットの通気量を調節する送風機と、前記第１の熱交換器の流入側に設けられる第１の膨張装
置と、前記第２の熱交換器の冷媒が流出入する一方の側に設け
られる第２の膨張装置と、前記コンプレッサの吐出側から冷媒を供給する熱交換器
と前記コンプレッサの吸入側へ冷媒を戻す熱交換器とが
切り換えられて運転モードに応じて冷媒の流方向を規制
する流方向規制手段と、前記第２の熱交換器から流出する冷媒の流れのみを許容
する逆止弁としての機能を備えると共に流入側と流出側
とで圧力差を持たせるようにした差圧式流量調整弁とを
有し、冷房運転時には、前記コンプレッサによって圧縮された
冷媒を、流方向規制手段を介して前記室外熱交換器へ供
給し、その後、前記第１の膨張装置で減圧して前記第１
の熱交換器へ供給すると共に前記第２の膨張装置で減圧
して前記第２の熱交換器へ供給し、しかる後に前記第１
の熱交換器から流出した冷媒をコンプレッサへ戻すと共
に前記第２の熱交換器から流出した冷媒を前記流方向規
制手段を介して前記コンプレッサに戻す冷房回路を構成
し、暖房運転時には、前記コンプレッサによって圧縮された
冷媒を、流方向規制手段を介して前記第２の熱交換器へ
供給し、この第２の熱交換器から流出した冷媒を前記差
圧式流量調整弁で減圧して前記第１の膨張装置へ導き、
この第１の膨張装置でさらに減圧した後に前記第１の熱
交換器へ供給し、しかる後に前記コンプレッサに戻す暖
房回路を構成するようにしたことを特徴とする車両用空
調装置。
【請求項３】前記第１の膨張装置と前記第２の膨張装
置は、開度が固定された絞り部と、この絞り部に流入す
る冷媒の流れのみを許容する逆止弁としての機能を備え
ると共に流入側と流出側とで圧力差を持たせる差圧式流
量調整弁とによって構成されることを特徴とする請求項
１又は２記載の車両用空調装置。
【請求項４】前記第１の膨張装置は、温度式膨張弁に
よって構成され、前記第２の膨張装置は、開度が固定さ
れた絞り部と、この絞り部に流入する冷媒の流れのみを
許容する逆止弁としての機能を備えると共に流入側と流
出側とで圧力差を持たせる差圧式流量調整弁とによって
構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の車両
用空調装置。
【請求項５】前記第１の膨張装置と前記第１の熱交換
器とをバイパスするバイパス通路と、前記第１の熱交換
器の作動状態に応じて前記バイパス通路を開閉する開閉
弁とを設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の車
両用空調装置。
【請求項６】前記第１の熱交換器の流出側の冷媒温度
が所定温度以下であるときに前記バイパス通路を開と
し、前記所定温度よりも高いときに前記バイパス通路を
閉とする請求項５記載の車両用空調装置。
【請求項７】前記第１の熱交換器の作動状態に応じて
前記第２の送風機を作動、停止させるようにしたことを
特徴とする請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項８】前記第１の熱交換器の流出側の冷媒温度
が所定温度以下であるときに前記第２の送風機を停止さ
せ、前記所定温度よりも高いときに前記第２の送風機を
作動させる請求項７記載の車両用空調装置。
【請求項９】前記冷房運転時及び前記暖房運転時にお
いて前記第１の膨張装置の上流側となる位置に過冷却用
熱交換器を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載
の車両用空調装置。
【請求項１０】前記冷房運転時において前記第２の膨
張装置の上流側となり、前記暖房運転時において前記第
１の膨張装置の上流側となる位置に過冷却用熱交換器を
設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の車両用空
調装置。
【請求項１１】前記冷房運転時及び前記暖房運転時に
おいて前記第１の膨張装置の上流側となる位置に過冷却
用熱交換器を設けると共に、前記冷房運転時において前
記第２の膨張装置の上流側となり、前記暖房運転時にお
いて前記第１の膨張装置の上流側となる位置に他の過冷
却用熱交換器を設けたことを特徴とする請求項１又は２
記載の車両用空調装置。
【請求項１２】前記過冷却用熱交換器は、前記空調ユ
ニット外に配されていることを特徴とする請求項９，１
０又は１１記載の車両用空調装置。
【請求項１３】前記車室の第１の領域を空調する第１
空調ユニットは、車室の前席側領域を空調するフロント
空調ユニットであり、前記車室の第２の領域を空調する
第２空調ユニットは、後席側領域を空調するリア空調ユ
ニットである請求項１記載の車両用空調装置。