JP2003211947A

JP2003211947A - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP2003211947A
Application number: JP2002010212A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Makizono; 一哉牧薗; Masafumi Nakajima; 雅文中島
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2003-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】ヒートポンプ装置の暖房運転起動直後におけ
る窓ガラスの曇りを防止すると共に、暖房能力を充分に
発揮できる車両用空調装置を提供する。【解決手段】車室内へ向かって空気が流れる空調ケー
ス１１１と、空調ケース１１１内に設けられ、ヒートポ
ンプ装置１２０の冷房運転時に低圧側熱交換器として作
用し、ヒートポンプ装置１２０の暖房運転時には高圧側
熱交換器として作用する室内熱交換器１１２と、空調ケ
ース１１１内に設けられ、温水を熱源として空気を加熱
するヒータコア１１３とを有する車両用空調装置におい
て、室内熱交換器１１２が低圧側熱交換器として作用す
る時に冷却される空気によって蓄冷される蓄冷熱交換器
１１４を、室内熱交換器１１２の空気流れ下流側に設け
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、車両エンジンから
の温水を熱源とする温水式暖房装置とヒートポンプ装置
とを併用して車室内の暖房を行う車両用空調装置におい
て、暖房能力の向上を図るようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用空調装置では、冬季暖房時
に温水（エンジン冷却水）を暖房用ヒータコアに循環さ
せ、このヒータコアにて温水を熱源として空調空気を加
熱する温水式暖房装置を備えている。この場合、温水温
度が低い時には車室内への吹出し空気温度が低下して必
要な暖房能力が得られない。

【０００３】そこで、特公平５−３９８０７号公報にお
いては、上記の温水式暖房装置に更にヒートポンプ装置
を組合せ、温水式ヒータコアの吹出し空気温度あるいは
温水温度が所定温度以下の時には、ヒートポンプ装置を
暖房運転させ、温水式ヒータコアを通過した空気をヒー
トポンプ装置の室内熱交換器で加熱することにより、暖
房能力の向上を図ることが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
ヒートポンプ装置の暖房運転時において室外熱交換器表
面に発生する霜を除去するために、一旦、ヒートポンプ
装置を冷房運転に切換えて室内熱交換器を蒸発器として
作動させる（室外熱交換器を放熱器として作動させる）
場合が生ずる。そして、上記の霜を除去した後には、暖
房能力を確保するために再びヒートポンプ装置を暖房運
転で起動させることになる。

【０００５】上記のような場合には、ヒートポンプ装置
の冷房運転時に室内熱交換器の表面に凝縮水が生成され
て残存するので、ヒートポンプ装置を暖房運転で起動す
ると、その直後は室内熱交換器の放熱作用によって、室
内熱交換器の温度が急上昇し凝縮水が蒸発して車室内へ
吹出し、車両窓ガラスを曇らせるという不具合が発生す
る。

【０００６】この窓ガラスの曇りを防止するためには、
一旦室内熱交換器の暖房能力を下げて、凝縮水の急激な
蒸発を抑えることが必要になると考えられるが、これで
は本来の暖房能力が満足できなくなる。

【０００７】本発明の目的は、上記問題に鑑み、ヒート
ポンプ装置の暖房運転起動直後における窓ガラスの曇り
を防止すると共に、暖房能力を充分に発揮できる車両用
空調装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、以下の技術的手段を採用する。

【０００９】請求項１に記載の発明では、車室内へ向か
って空気が流れる空調ケース（１１１）と、空調ケース
（１１１）内に設けられ、ヒートポンプ装置（１２０）
の冷房運転時に低圧側熱交換器として作用し、ヒートポ
ンプ装置（１２０）の暖房運転時には高圧側熱交換器と
して作用する室内熱交換器（１１２）と、空調ケース
（１１１）内に設けられ、温水を熱源として空気を加熱
するヒータコア（１１３）とを有する車両用空調装置に
おいて、室内熱交換器（１１２）が低圧側熱交換器とし
て作用する時に冷却される空気によって蓄冷される蓄冷
熱交換器（１１４）を、室内熱交換器（１１２）の空気
流れ下流側に設けたことを特徴としている。

【００１０】これにより、蓄冷熱交換器（１１４）は、
室内熱交換器（１１２）が低圧側熱交換器として作用す
る時に、そこで冷却される空気によって蓄冷される。そ
の後、室内熱交換器（１１２）が高圧側熱交換器として
作用する時に、先にこの室内熱交換器（１１２）に生成
された凝縮水が蒸発することになるが、その直後におい
ては蓄冷された蓄冷熱交換器（１１４）によって再び凝
縮されるので、即ち、空調空気は蓄冷熱交換器（１１
４）によって除湿されるので、車室内に吹出して窓ガラ
スを曇らせることが無い。そして、室内熱交換器（１１
２）の暖房能力を下げること無く、ヒータコア（１１
３）との両者によって充分な暖房能力を発揮できる。

【００１１】請求項２に記載の発明では、空調ケース
（１１１）内で蓄冷熱交換器（１１４）をバイパスする
バイパス流路（１１５）と、蓄冷熱交換器（１１４）お
よびバイパス流路（１１５）を流通する空気流量を調整
する流量調整手段（１１６ａ、１１６ｂ）と、流量調整
手段（１１６ａ、１１６ｂ）の作動を制御する制御手段
（１３０）とが設けられ、室内熱交換器（１１２）が低
圧側熱交換器から高圧側熱交換器に切換えられて作用し
ている時に、制御手段（１３０）は、低圧側熱交換器と
して作用していた時の室内熱交換器（１１２）に生成さ
れた凝縮水が蒸発された後に、バイパス流路（１１５）
側を流通する空気流量が最大側に、蓄冷熱交換器（１１
４）側を流通する空気流量が所定量となるように、流量
調整手段（１１６ａ、１１６ｂ）の作動を制御すること
を特徴としている。

【００１２】これにより、蓄冷熱交換器（１１４）を流
通する空気流量を所定量に抑えることができるので、蓄
冷熱交換器（１１４）で再凝縮した凝縮水が一気に蒸発
するのを抑え、蓄冷熱交換器（１１４）に再凝縮した凝
縮水による窓ガラスの曇りを防止できる。尚、室内熱交
換器（１１２）で加熱された大半の空気をバイパス流路
（１１５）から流すことができるので、ヒータコア（１
１３）の加熱と合せて暖房能力を充分に発揮させること
ができる。

【００１３】請求項３に記載の発明では、室内熱交換器
（１１２）が高圧側熱交換器から低圧側熱交換器として
作用するように切換えられた直後、あるいは低圧側熱交
換器から高圧側熱交換器として作用するように切換えら
れた直後には、制御手段（１３０）は、蓄冷熱交換器
（１１４）側を流通する空気流量が最大側に、バイパス
流路（１１５）側を流通する空気流量が最少側になるよ
うに、流量調整手段（１１６ａ、１１６ｂ）の作動を制
御することを特徴としている。

【００１４】これにより、室内熱交換機（１１２）を通
過した空気をすべて蓄冷熱交換器（１１４）に流通させ
ることができるので、室内熱交換器（１１２）が低圧側
熱交換器として作用している場合は、効率良く蓄冷熱交
換器（１１４）を蓄冷することができる。また、室内熱
交換器（１１２）が高圧側熱交換器として作用している
場合は、蒸発した凝縮水を効率良く除湿することができ
る。

【００１５】尚、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。

【００１６】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本発明の第１実
施形態を図１〜図５に示す。図１は車両用空調装置１０
０の全体構成を示すものであり、冷凍サイクルは冷房運
転と暖房運転を切換え可能なヒートポンプ装置１２０と
して構成されている。尚、本実施形態のヒートポンプ装
置１２０は、冷媒としてＣＯ₂を用いた超臨界冷凍サイ
クルにて構成してある。この超臨界冷凍サイクルは、周
知のものであり、高圧側冷媒が臨界圧力よりも高い圧力
状態で使用される場合があり、その場合は高圧側冷媒が
凝縮せずガス状態のまま放熱する。

【００１７】圧縮機１２１は、車両エンジン１０により
駆動される可変容量型圧縮機であって、内部のシリンダ
ーストロークを可変することで吐出能力（吐出冷媒流
量）を調整できる。尚、圧縮機１２１は、可変容量型に
限らず固定容量型であって電磁クラッチによってＯＮ−
ＯＦＦされて、稼働率を変えることで吐出能力を可変す
るものでも良い。あるいは、車両エンジン１０の駆動力
に代えて、電動モータによって駆動される電動圧縮機で
も良い。

【００１８】四方弁１２２は、図示しない弁体の位置を
電気アクチュエータ機構により制御して圧縮機１２１の
吐出側および吸入側の冷媒流れ方向を切換えるものであ
り、図１中、白矢印は冷房時の冷媒流れを示し、黒矢印
は暖房時の冷媒流れ方向を示す。

【００１９】室外熱交換器１２３は、圧縮機１２１等と
共に車両エンジンルームに配置され、図示しない電動式
の冷却ファンにより送風される外気（冷却空気）と熱交
換するもので、冷房運転時は高圧側熱交換器（放熱器）
となり、暖房運転時は低圧側熱交換器（蒸発器）とな
る。そして、室外熱交換器１２３には、作動時の異常
（ここでは暖房運転時の着霜）を判定するために、内部
の冷媒圧力を検出する圧力センサ１４６を設けている。

【００２０】固定絞り弁１２４ａは、絞り開度が固定さ
れたものであって、暖房運転時に室外熱交換器１２３に
流入する冷媒を低圧圧力に減圧、膨張させる。尚、固定
絞り弁１２４ａには、暖房運転時の冷媒流れを阻止する
逆止弁１２４ｂが並列となるように設けられている。

【００２１】内部熱交換器１２５は、主に、冷房運転時
において室外熱交換器１２３からの冷媒を過冷却し、ま
た室内熱交換器１１２からの冷媒を過熱して、室内熱交
換器１１２におけるエンタルピを増大させて冷房能力を
高めるものである。

【００２２】減圧装置としての膨張弁１２６ａは、内部
熱交換器１２５と室内熱交換器１１２との間に配置さ
れ、ヒートポンプ装置１２０の高圧側冷媒を低圧圧力に
減圧、膨張させる。この膨張弁１２６ａは、可変絞り弁
から構成されるもので、ここでは室外熱交換器１２３に
おける冷媒温度に応じて機械的に絞り開度が調整される
機械式膨張弁から構成される。尚、膨張弁１２６ａに
は、冷房運転時の冷媒流れを阻止する逆止弁１２６ｂが
並列となるように設けられている。

【００２３】アキュムレータ１２７は、四方弁１２２と
内部熱交換器１２５との間に配置され、蒸発器（室内熱
交換器１１２または室外熱交換器１２３）の出口からの
冷媒を受け入れ、そして、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）を内部熱交換器１２５を介して圧
縮機１２１側へ吸入させる。

【００２４】車両用空調装置１００の室内ユニット１１
０は、空調ケース１１１を有し、この空調ケース１１１
は車室内に向かって空気が流れる空気通路１１１ａを形
成するもので、この空調ケース１１１内に電動式の送風
機１１９によって空気が送風される。送風機１１９の吸
入側には内外気切換え箱１１９ａが設置され、内気（車
室内空気）または外気（車室外空気）が切換え導入され
る。冬季暖房時には窓ガラスの曇り止めのために通常、
外気を内外気切換え箱１１９ａに導入する。

【００２５】室内熱交換器１１２は、送風機１１９の下
流側に配設され、冷房運転時にはヒートポンプ装置１２
０の低圧冷媒が流入する低圧側熱交換器（蒸発器）とな
り、低圧冷媒が室内熱交換器１１２で空気から吸熱して
蒸発することにより送風機１１９の送風空気を冷却す
る。また、暖房運転時には、室内熱交換器１１２は圧縮
機１２１の吐出側の高圧冷媒ガスが直接流入する高圧側
熱交換器（放熱器）となり、高圧冷媒ガスが送風空気に
放熱することにより送風空気を加熱する。

【００２６】空調ケース１１１内において、室内熱交換
器１１２の空気下流側にはヒータコア１１３が設置され
ている。このヒータコア１１３は、車両エンジン（水冷
式エンジン）１０から循環する温水（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暖房用熱交換器
である。

【００２７】ヒータコア１１３には、エアミックスドア
１１８が設けられており、車室内への吹出し空気の温度
調整手段を成している。ここでは、エアミックスドア１
１８は、ヒータバイパスドア１１８ａとヒータドア１１
８ｂとから成るようにしており、ヒータコア１１３をバ
イパスするように設けられるヒータバイパス流路１１７
を流通する冷風とヒータコア１１３を流通する温風との
風量割合を調整して吹出し空気の温度を調整する。ヒー
タバイパスドア１１８ａとヒータドア１１８ｂはサーボ
モータから成る駆動装置により開閉される。

【００２８】そして、上記した室内熱交換器１１２の空
気流れの下流側には、更に具体的には室内熱交換器１１
２とヒータコア１１３との間には、本発明の特徴部とし
て蓄冷熱交換器を成す蓄冷ユニット１１４が設けられて
いる。この蓄冷ユニット１１４は、複数のチューブが積
層されて、その外周が枠体により保持されたもので、チ
ューブ内には蓄冷材が封入されている。蓄冷材は、融点
が１０℃程度のパラフィンあるいは無機水和塩等より成
り、冷房運転時において室内熱交換器１１２からの冷却
空気によって凍り、蓄冷される。

【００２９】尚、室内熱交換器１１２および蓄冷ユニッ
ト１１４の空気流れ下流側にはそれぞれ湿度検出手段と
しての湿度センサ１４４、温度センサ１４５が設けられ
ており、相対湿度信号および温度信号を検出する。そし
て、後述する電子制御装置１３０によって、両信号から
室内熱交換器１１２および蓄冷ユニット１１４流通後の
空気の絶対湿度を把握する（相対湿度を温度で補正す
る）ようにしている。

【００３０】更に、空調ケース１１１内には、蓄冷ユニ
ット１１４をバイパスする蓄冷バイパス流路１１５が設
けられている。そして、蓄冷バイパス流路１１５および
蓄冷ユニット１１４のそれぞれを流通する空気流量（風
量）を調整する流量調整手段としての蓄冷部切換えドア
１１６が設けられている。尚、ここでは、蓄冷部切換え
ドア１１６は、蓄冷バイパスドア１１６ａと蓄冷ドア１
１６ｂから成るように構成している。蓄冷バイパスドア
１１６ａと蓄冷ドア１１６ｂはサーボモータから成る駆
動装置により開閉される。

【００３１】空調ユニット１１０においてヒータコア１
１３の下流側には車室内へ空調空気を吹出す吹出し口
（図示せず）が設けられている。この吹出し口としては
周知のごとく乗員の足元へ空気を吹出すフット吹出し
口、乗員の顔部側へ空気を吹出すフェイス吹出し口、お
よび車両窓ガラス内面へ空気を吹出すデフロスタ吹出し
口が設けられ、これらの吹出し口を図示しない吹出しモ
ード切換えドアにより開閉して吹出しモードを切換える
ようにしている。

【００３２】制御手段としての電子制御装置（以下、Ｅ
ＣＵ）１３０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したがって
入力信号に対する演算処理を行って、圧縮機１２１の吐
出量制御、四方弁１２２の切換え、送風機１１９の送風
量制御およびその他の電気機器（各ドア１１６ａ、１１
６ｂ、１１８ａ、１１８ｂを開閉させる駆動装置や等）
の作動を制御する。特に本発明では、ヒートポンプ装置
１２０の冷房運転時および暖房運転時における蓄冷バイ
パスドア１１６ａおよび蓄冷ドア１１６ｂの作動制御に
も特徴を持たせており、その制御プログラムを予め記憶
させている（詳細後述）。

【００３３】ＥＣＵ１３０には、車両エンジン１０の温
水温度Ｔｗを検出する水温センサ、外気温センサ１４
１、内気温センサ１４２、日射センサ１４３および上記
した湿度センサ１４４、温度センサ１４５、圧力センサ
１４６等のセンサ群１４０から検出信号が入力される。

【００３４】また、車室内計器盤付近に設置される空調
操作パネル１５０の操作スイッチからの操作信号がＥＣ
Ｕ１３０に入力される。この操作スイッチとしては、冷
凍サイクルの圧縮機１２１を起動すると共に四方弁１２
２をヒートポンプ装置１２０の冷房運転の状態に切換え
るエアコンスイッチ１５１、冷凍サイクルの圧縮機１２
１を起動すると共に四方弁１２２をヒートポンプ装置１
２０の暖房運転の状態に切換える暖房スイッチ１５２、
車室内の希望温度を設定する温度設定スイッチ１５３、
風量切換えスイッチ１５４、吹出しモード切換えスイッ
チ１５５、内外気切換えスイッチ１５６等が備えられて
いる。

【００３５】次に、上記構成における作動について説明
する。まず、最初に、ヒートポンプ装置１２０を構成す
る冷凍サイクル部分の作動を説明すると、冷房運転時に
は、ＥＣＵ１３０により四方弁１２２が図１の白矢印状
態に操作され、圧縮機１２１の吐出ガス冷媒は、まず、
四方弁１２２を通過して室外熱交換器１２３に流入す
る。

【００３６】室外熱交換器１２３では、図示しない冷却
ファンにより送風される外気にてガス冷媒が冷却されて
放熱する。サイクル熱負荷が大きい時には室外熱交換器
１２３を通過する高圧冷媒の圧力は臨界圧力より高い超
臨界状態となり、ガス状態のまま放熱する。一方、サイ
クル熱負荷が小さい時には、高圧冷媒は臨界圧力より低
い圧力状態となり、室外熱交換器１２３で凝縮する。そ
して、室外熱交換器１２３通過後の冷媒は、逆止弁１２
４ｂを通り、内部熱交換器１２５で更に過冷却された後
に、膨張弁１２６ａにて減圧されて、低温低圧の気液２
相状態となる。

【００３７】次に、この低圧冷媒は、室内熱交換器１１
２に流入して送風機１１９の送風する空調空気から吸熱
して蒸発し、空調空気を冷却する。室内熱交換器１１２
で蒸発したガス冷媒は、四方弁１２２を通過しアキュム
レータ１２７で気液分離され、ガス冷媒のみが更に内部
熱交換器１２５で過熱されて、圧縮機１２１に吸入され
圧縮される。

【００３８】一方、冬季の暖房運転時には、ＥＣＵ１３
０により四方弁１２２が図１の黒矢印状態に操作され、
圧縮機１２１の吐出ガス冷媒は、まず四方弁１２２を通
過して室内熱交換器１１２に流入する。このため、圧縮
機１２１の高温吐出ガス冷媒（過熱ガス冷媒）が室内熱
交換器１１２にて送風空気に放熱して送風空気を加熱す
る。

【００３９】そして、室内熱交換器１１２通過後の冷媒
は、逆止弁１２６ｂを通り、内部熱交換器１２５で過冷
却され、固定絞り弁１２４ａにて減圧されて低温低圧の
気液２相状態となる。この低圧冷媒は、次に室外熱交換
器１２３で図示しない冷却ファンにより送風される外気
から吸熱して蒸発する。室外熱交換器１２３で蒸発した
ガス冷媒は、四方弁１２２を図１の黒矢印の方向に流
れ、アキュムレータ１２７を通過し、内部熱交換器１２
５で過熱され、圧縮機１２１に吸入され圧縮される。

【００４０】そして、車両エンジン１０の温水温度があ
る程度上昇しておれば、ヒータコア１１３に温水を循環
させることにより、室内熱交換器１１２にて加熱された
送風空気をヒータコア１１３において更に加熱し、車室
内へ温風を吹出すことができる。

【００４１】ところで、冬季のヒートポンプ装置１２０
の暖房運転時においては、室外熱交換器１２３の吸熱作
用により表面に霜が発生する場合があり、除霜するため
に一時的にヒートポンプ装置１２０を冷房運転にして、
室外熱交換器１２３を放熱器として作動させる。この時
室内熱交換器１１２は、蒸発器として作動することにな
り、送風空気中の水分が凝縮水となって、この室外熱交
換器１１２表面に付着する。

【００４２】室外熱交換器１２３の除霜を行った後、再
びヒートポンプ装置１２０を暖房運転させると、室内熱
交換器１１２に付着した凝縮水が一気に蒸発して空調空
気が湿気をおびて、窓ガラスを曇らせてしまうことにな
るので、従来では室内熱交換器１１２の暖房能力を下げ
て作動させることが必要になると考えられたが、ここで
は、蓄冷ユニット１１４自身の作動および蓄冷切換えド
ア１１６の作動制御によって、その問題を解消するよう
にしている。

【００４３】その作動および作動制御について、図２に
示すフローチャートおよび図３〜図５に示す蓄冷バイパ
スドア１１６ａ、蓄冷ドア１１６ｂ等の作動状態図を用
いて説明する。

【００４４】まず、ステップＳ１００で、センサ群１４
０、操作パネル１５０からの各種信号を読み込み、ステ
ップＳ１１０で、ヒートポンプ装置１２０が冷房運転の
設定か否かが判定され、冷房運転の設定であればステッ
プＳ１２０で、ヒートポンプ装置１２０は図１中の白矢
印方向に冷媒が循環するように作動される。そして、ス
テップＳ１３０で、蓄冷ドア１１６ｂおよび蓄冷バイパ
スドア１１６ａ共に全開にされ、室内熱交換器１１２で
冷却された空気が充分に送風されるようにしている。

【００４５】一方、ステップＳ１１０で否と判定されれ
ば、ステップＳ１４０で暖房運転の設定か否かが判定さ
れ、暖房運転の設定であればステップＳ１５０で、室外
熱交換器１２３の表面に着霜しているか否かが判定され
る。これは、例えば吹出し温度、即ち車室内温度（内気
温センサ１４２の検出信号）の低下や室外熱交換器１２
３の冷媒圧力（圧力センサ１４６の検出信号）の低下に
より判定がなされる。

【００４６】着霜していると判定されるとステップＳ１
６０で、ヒートポンプ装置１２０は冷房運転に切換えら
れ、室外熱交換器１２３を放熱器として作動させること
で除霜を行う。この時ステップＳ１７０で、蓄冷ドア１
１６ｂは全開にされ、蓄冷バイパスドア１１６ａは全閉
とされる。

【００４７】ここでは室内熱交換器１１２は逆に蒸発器
として作動する訳であり、ここで冷却された空気により
蓄冷ユニット１１４は蓄冷されることになる。また、空
気中の水分は室内熱交換器１１２によって凝縮され凝縮
水として付着する。尚、上記ステップＳ１６０、Ｓ１７
０における空調ユニット１１０内の状態は、図３に示す
ようになっている。

【００４８】次に、ステップＳ１５０で否、即ち着霜が
無いと判定されれば、ステップＳ１８０でヒートポンプ
装置１２０は暖房運転とされる。そして、上記ステップ
Ｓ１７０と同様に蓄冷ドア１１６ｂは全開、蓄冷バイパ
スドア１１６ａは全閉に維持される。

【００４９】この時、室内熱交換器１１２は放熱器とし
て作用しており、図３で示した凝縮水は蒸発する。しか
しすでに蓄冷された蓄冷ユニット１１４によって冷却、
即ち除湿されることになり、再び蓄冷ユニット１１４で
空気中の水分は凝縮するので、暖房運転への切換え直後
において下流側のヒータコア１１３以降には湿気を含ん
だ空気が流れていくことが無い。尚、上記ステップＳ１
８０、Ｓ１９０における空調ユニット１１０内の状態
は、図４に示すようになっている。

【００５０】更に、ステップＳ２００で、室内熱交換器
１１２に生成された凝縮水が蒸発されたか否かが、室内
熱交換器１１２に設けられた湿度センサ１４４、温度セ
ンサ１４５からの検出信号に基づいて決定される絶対湿
度によって判定される。蒸発したと判定されればステッ
プＳ２１０で、蓄冷ドア１１６ｂは所定の開度で半開状
態にされる。そして、蓄冷バイパスドア１１６ａは全開
とされる。尚、ステップＳ２００で否と判定されれば、
ステップＳ１９０が繰り返される。

【００５１】ここでは、蓄冷ユニット１１４の蓄冷分
は、図４における除湿によって使い果たされており、こ
こで再凝縮した凝縮水は、室内熱交換器１１２からの加
熱空気により再び蒸発していくことになるが、蓄冷ドア
１１６ｂを所定開度状態にとどめているので、この蒸気
が下流側のヒータコア１１３以降に多量に流れていくの
を防止する。そして、室内熱交換器１１２で加熱された
大半の空気は蓄冷バイパス流路１１５からヒータコア１
１３に流れていく。尚、上記ステップＳ２１０における
空調ユニット１１０内の状態は、図５に示すようになっ
ている。

【００５２】そして、ステップＳ２２０で、蓄冷ユニッ
ト１１４の凝縮水の蒸発状態が上記ステップＳ２００と
同様に蓄冷ユニット１１４に設けられた湿度センサ１４
４、温度センサ１４５からの検出信号に基づいて決定さ
れる絶対湿度によって判定され、蒸発したと判定されれ
ばスタートに戻り、否と判定されれば、ステップＳ２１
０を繰り返す。

【００５３】尚、上記ステップＳ１４０で否、即ち冷房
運転の設定、暖房運転の設定が共に無い場合は、ステッ
プＳ２３０でヒートポンプ装置１２０は、運転が停止さ
れる。

【００５４】以上の構成および作動説明より、本発明に
よれば、室内熱交換器１１２の下流側であって、この室
内熱交換器１１２とヒータコア１１３との間に蓄冷ユニ
ット１１４を設けるようにしたので、蓄冷ユニット１１
４は、冷房運転時において室内熱交換器１１２が蒸発器
として作用する時に、そこで冷却される空気によって蓄
冷される。その後、暖房運転に切換えられ室内熱交換器
１１２が放熱器として作用する時に、先にこの室内熱交
換器１１２に生成された凝縮水が蒸発することになる
が、その直後においては蓄冷された蓄冷ユニット１１４
によって再び凝縮されるので、即ち、空調空気は蓄冷ユ
ニット１１４によって除湿されるので、車室内に吹出し
て窓ガラスを曇らせることが無い。そして、室内熱交換
器１１２の暖房能力を下げること無く、ヒータコア１１
３との両者によって充分な暖房能力を発揮できる。

【００５５】そして、室内熱交換器１１２が冷房運転か
ら暖房運転に切換えられて作動している時に、室内熱交
換器１１２に生成された凝縮水が蒸発した時点で蓄冷ド
ア１１６ｂを半開状態、蓄冷バイパスドア１１６ａを全
開状態としているので、蓄冷ユニット１１４を流通する
空気流量を所定量に抑えることができ、蓄冷ユニット１
１４で再凝縮した凝縮水が一気に蒸発するのを抑え、蓄
冷ユニット１１４に再凝縮した凝縮水による窓ガラスの
曇りを防止できる。尚、室内熱交換器１１２で加熱され
た大半の空気をバイパス流路１１５から流すことができ
るので、ヒータコア１１３の加熱と合せて暖房能力を充
分に発揮させることができる。

【００５６】更に、室内熱交換器１１２が放熱器から蒸
発器として作用するように切換えられた直後、あるいは
蒸発器から放熱器として作用するように切換えられた直
後には、蓄冷ドア１１６ｂを全開に、蓄冷バイパスドア
１１６ａを全閉になるようにしているので、室内熱交換
機１１２を通過した空気をすべて蓄冷熱交換器１１４に
流通させることができ、室内熱交換器１１２が蒸発器と
して作用している場合は、効率良く蓄冷ユニット１１４
を蓄冷することができる。また、室内熱交換器１１２が
放熱器として作用している場合は、蒸発した凝縮水を効
率良く除湿することができる。

【００５７】（その他の実施形態）上記実施形態におい
て流量調整手段としての蓄冷部切換えドア１１６は、蓄
冷バイパスドア１１６ａ、蓄冷ドア１１６ｂの二つから
構成されるものとして説明したが、これに限らず蓄冷ユ
ニット１１４と蓄冷バイパス流路１１５の境界部に回動
軸を有する１つのドアとして構成しても良い。また、回
動するドアに代えてロータリ式のドアやスライド式のド
アとしても良い。

【００５８】室内熱交換器１１２における凝縮水の蒸発
状態を検出する湿度検出手段としては、湿度センサのみ
の検出による相対湿度にて代用することも可能である。
また、予め凝縮量や室内熱交換器１１２の設定温度等の
各種条件において凝縮水が蒸発する平均的な時間を求
め、その平均時間を基に蒸発状態を判定するようにして
も良い。

【００５９】また、ヒートポンプ装置１２０に用いる冷
媒はＣＯ₂に限らず、通常のフロン系の冷媒を用いるも
のとしても良い。

【００６０】更に、ヒータコア１１３は、車両エンジン
（水冷式エンジン）１０から循環する温水を熱源とする
ものとして説明したが、燃料電池車における燃料電池か
らの温水を熱源とするものとしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における全体構成を示す模式図である。

【図２】本発明の作動制御を示すフローチャートであ
る。

【図３】除霜時における空調ユニットの作動状態を示す
断面図である。

【図４】暖房運転への切換え直後における空調ユニット
の作動状態を示す断面図である。

【図５】室内熱交換器での凝縮水蒸発後における空調ユ
ニットの作動状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１０車両エンジン１００車両用空調装置１１１空調ケース１１２室内熱交換器１１３ヒータコア１１４蓄冷ユニット（蓄冷熱交換器）１１５蓄冷バイパス流路（バイパス流路）１１６ａ蓄冷バイパスドア（流量調整手段）１１６ｂ蓄冷ドア（流量調整手段）１２０ヒートポンプ装置１３０電子制御装置（制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車室内へ向かって空気が流れる空調ケー
ス（１１１）と、前記空調ケース（１１１）内に設けられ、ヒートポンプ
装置（１２０）の冷房運転時に低圧側熱交換器として作
用し、前記ヒートポンプ装置（１２０）の暖房運転時に
は高圧側熱交換器として作用する室内熱交換器（１１
２）と、前記空調ケース（１１１）内に設けられ、温水を熱源と
して前記空気を加熱するヒータコア（１１３）とを有す
る車両用空調装置において、前記室内熱交換器（１１２）が前記低圧側熱交換器とし
て作用する時に冷却される空気によって蓄冷される蓄冷
熱交換器（１１４）を、前記室内熱交換器（１１２）の
空気流れ下流側に設けたことを特徴とする車両用空調装
置。
【請求項２】前記空調ケース（１１１）内で前記蓄冷
熱交換器（１１４）をバイパスするバイパス流路（１１
５）と、前記蓄冷熱交換器（１１４）および前記バイパス流路
（１１５）を流通する空気流量を調整する流量調整手段
（１１６ａ、１１６ｂ）と、前記流量調整手段（１１６ａ、１１６ｂ）の作動を制御
する制御手段（１３０）とが設けられ、前記室内熱交換器（１１２）が前記低圧側熱交換器から
前記高圧側熱交換器に切換えられて作用している時に、前記制御手段（１３０）は、前記低圧側熱交換器として
作用していた時の前記室内熱交換器（１１２）に生成さ
れた凝縮水が蒸発された後に、前記バイパス流路（１１
５）側を流通する空気流量が最大側に、前記蓄冷熱交換
器（１１４）側を流通する空気流量が所定量となるよう
に、前記流量調整手段（１１６ａ、１１６ｂ）の作動を
制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調
装置。
【請求項３】前記室内熱交換器（１１２）が前記高圧
側熱交換器から前記低圧側熱交換器として作用するよう
に切換えられた直後、あるいは前記低圧側熱交換器から
前記高圧側熱交換器として作用するように切換えられた
直後には、前記制御手段（１３０）は、前記蓄冷熱交換器（１１
４）側を流通する空気流量が最大側に、前記バイパス流
路（１１５）側を流通する空気流量が最少側になるよう
に、前記流量調整手段（１１６ａ、１１６ｂ）の作動を
制御することを特徴とする請求項２に記載の車両用空調
装置。