JP2003335129A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吹き出し温度を安定させることができると共
に省動力化を実現することができる車両用空調装置を提
供する。 【解決手段】 エンジン冷却水の熱を車室内に吹き出さ
れる空気に放熱させるヒータコア２１と、圧縮された冷
媒の熱を車室内に吹き出される空気に放熱させて冷媒を
凝縮させるサブコンデンサ４と、凝縮させた冷媒を膨張
させる膨張弁６と、膨張させた冷媒に車室内の空気の熱
を吸熱させて蒸発させるエバポレータ７と、蒸発させた
冷媒を圧縮してサブコンデンサに向けて吐出するコンプ
レッサ２と、エンジンとコンプレッサとを接続あるいは
分離するコンプレッサクラッチ８とを備え、コンプレッ
サが可変容量コンプレッサであり、コンプレッサ２の吐
出冷媒圧力を検出するセンサ９と、その検出結果に基づ
いて吹き出し温度が所定温度になるようにコンプレッサ
の吐出冷媒容量を制御する制御手段１００とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車室内における温
度環境を調整するための車両用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車室内における温度環境を調整するため
の車両用空調装置としては、冷媒を循環させて冷媒と空
気との間で熱交換を行う冷媒サイクルと、車両駆動用動
力源としてのエンジンの排熱により温められたエンジン
冷却水を循環させてエンジン冷却水と空気との間で熱交
換を行う温水ラインとを備えるものが一般的である。

【０００３】このような空調装置では、内外気が導入さ
れる車室内空気流路内に、冷媒サイクル中に組み込まれ
る吸熱用車室内熱交換器としてのエバポレータと、温水
ライン中に組み込まれる放熱器としてのヒータコアとが
配設される。

【０００４】車室内空気流路内を流れる空気の熱がエバ
ポレータ内の冷媒に吸熱されることにより冷風が生成さ
れ、車室内空気流路内を流れる空気がヒータコアにより
加熱されることにより温風が生成される。そして、これ
ら冷風と温風の割合がエアミックスドアにより調整され
ることで車室内の温度が調整されることになる。

【０００５】なお、エバポレータで吸熱して蒸発した冷
媒は、エンジンにより駆動されるコンプレッサで圧縮さ
れて車室外熱交換器としてのメインコンデンサに向けて
吐出され、メインコンデンサで放熱して凝縮した後、膨
張手段としての膨張弁で膨張されてエバポレータに流れ
込む。

【０００６】ところで、このような車両用空調装置にお
いては、エンジン冷却水を熱媒体として温風を生成する
ようにしているため、例えばエンジン起動直後や走行負
荷が少ない場合等、エンジン冷却水の温度があまり高温
になっていない状態では、車室内の温度を速やかに昇温
させることができないという問題がある。

【０００７】このような問題点に鑑みて、特開平９−１
７５１４０号公報や特開平１０−４４７４２号公報に開
示された車両用空調装置では、車室内空気流路内に放熱
用車室内熱交換器としてのサブコンデンサを配設し、暖
房運転時には、冷媒がメインコンデンサを迂回してサブ
コンデンサ、膨張弁、エバポレータ、及びコンプレッサ
の間を循環し、サブコンデンサで車室内空気流路内を流
れる空気に放熱させるようにしている。

【０００８】このような構成の車両用空調装置では、エ
ンジン冷却水を熱媒体とするヒータコアに加えて、冷媒
を熱媒体とするサブコンデンサでも温風が生成されるの
で、エンジン起動直後や走行負荷が少ない場合等のよう
に、エンジン冷却水が十分に高温になっていない場合で
あっても、車室内の温度を比較的速やかに昇温させるこ
とができる。

【０００９】なお、省動力のため、車室内が設定温度に
達した時点で、接続・分離手段としてのコンプレッサク
ラッチをＯＦＦにしてコンプレッサとエンジンとを分離
し、ヒータコアのみの暖房に移行するようにしている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種の空調装置では、エバポレータ負荷（吸入空気温
度、風量等）やエンジン回転数の変化に伴って、コンプ
レッサから吐出される高圧の冷媒ガスの吐出圧力が変化
するため、吹き出し温度が安定しないという問題が有っ
た。

【００１１】また、近年、エンジンの高効率化に伴って
エンジンの排熱量が少なくなってきており、コンプレッ
サクラッチをＯＦＦにしてヒータコアのみの暖房に切り
換えた際に、吹き出し温度が急激に低下してしまい、乗
員に違和感を与えるという問題が有った。

【００１２】その対策として、コンプレッサクラッチを
ＯＮにしたままエアミックスドアの開度の調整等により
温度調整を行うという方法が考えられるが、コンプレッ
サの駆動時間が長くなるため省動力効果が薄れてしまう
という問題が有る。

【００１３】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、吹き出し温度を安定させることが
できると共に省動力化を実現することができる車両用空
調装置を提供することにある。

【００１４】

【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記載の発明は、車両駆動系冷却水の熱を車
室内に吹き出される空気に放熱させる放熱器と、圧縮さ
れたガス状の冷媒の熱を車室内に吹き出される空気に放
熱させて冷媒を凝縮させる放熱用車室内熱交換器と、該
放熱用車室内熱交換器で凝縮させた冷媒を膨張させる膨
張手段と、該膨張手段で膨張させた冷媒に車室内の空気
の熱を吸熱させて冷媒を蒸発させる吸熱用車室内熱交換
器と、車両駆動用動力源により駆動され前記吸熱用車室
内熱交換器で蒸発させた冷媒を圧縮して前記放熱用車室
内熱交換器に向けて吐出するコンプレッサとを備えた車
両用空調装置において、前記コンプレッサが可変容量コ
ンプレッサであり、吹き出し温度又は吹き出し温度と相
関関係を有する数値を検出する検出手段と、この検出手
段の検出結果に基づいて吹き出し温度が所定温度になる
ように前記コンプレッサの吐出冷媒容量を制御する制御
手段とを備えることを特徴としている。

【００１５】このような構成によれば、エバポレータ負
荷や車両駆動用動力源の回転数の変化により吹き出し温
度が変化すると、コンプレッサの吐出冷媒容量が調節さ
れて吹き出し温度がすぐに所定温度に戻るので、吹き出
し温度を安定させることができる。また、車室内が設定
温度に達しても、車両駆動系冷却水の水温が低いときに
は、放熱器に加えて放熱用車室内熱交換器でも温風が生
成されて吹き出し温度が所定温度に保たれるため、乗員
に違和感を与えることがない。なお、この場合、車両駆
動系冷却水の水温の上昇に従ってコンプレッサの吐出冷
媒容量が減少するので、省動力化を実現することができ
る。

【００１６】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の車両用空調装置において、前記検出手段が、前記コ
ンプレッサの吐出冷媒圧力を検出するセンサであること
を特徴としている。

【００１７】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載の車両用空調装置において、前記検出手段が、前記コ
ンプレッサの吐出冷媒温度を検出するセンサであること
を特徴としている。

【００１８】また、請求項４記載の発明は、請求項１記
載の車両用空調装置において、前記検出手段が、前記放
熱用車室内熱交換器の出口側の空気の温度を検出するセ
ンサであることを特徴としている。

【００１９】また、請求項５記載の発明は、請求項１乃
至４のいずれかに記載の車両用空調装置において、前記
所定温度が、車室内を設定温度にするための目標吹き出
し温度であることを特徴としている。

【００２０】この場合、コンプレッサの消費動力が必要
最小限となるので、さらに省動力化を図ることができ
る。

【００２１】また、請求項６記載の発明は、請求項１乃
至５のいずれかに記載の車両用空調装置において、前記
膨張手段が膨張弁であり、その開弁特性が、縦軸を前記
吸熱用車室内熱交換器の出口側の冷媒圧力、横軸を前記
コンプレッサの吐出冷媒圧力とするグラフ中における前
記コンプレッサの運転実用域内において、前記コンプレ
ッサのコントロールバルブ特性と交わらないと共に前記
吐出冷媒圧力の増加に比例して下降傾斜する傾きを有し
ていることを特徴としている。

【００２２】この場合、冷房時には、ハンチング防止や
省動力化を図ることができ、暖房時には、コンプレッサ
の起動初期や吐出冷媒圧力が低い過渡期において吐出冷
媒圧力の上昇を早めることができ、吐出冷媒圧力がある
程度の値に達した安定期において液バックを防止するこ
とができる。また、一個の膨張弁で冷暖房サイクルが成
立させることができるため、サイクル構成部品数及びコ
ストを低減することができる。

【００２３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、吹き出し
温度又は吹き出し温度と相関関係を有する数値に基づい
て吹き出し温度が所定温度になるようにコンプレッサの
吐出冷媒容量を制御するようにしたことにより、エバポ
レータ負荷やエンジン回転数の変化により吹き出し温度
が変化すると、コンプレッサの吐出冷媒容量が調節され
て吹き出し温度がすぐに所定温度に戻るので、吹き出し
温度を安定させることができる。また、車室内が設定温
度に達しても、車両駆動系冷却水の水温が低いときに
は、放熱器に加えて放熱用車室内熱交換器でも温風が生
成されて吹き出し温度が所定温度に保たれるため、乗員
に違和感を与えることがない。なお、この場合、車両駆
動系冷却水の水温の上昇に従ってコンプレッサの吐出冷
媒容量が減少するので、省動力化を実現することができ
る。

【００２４】請求項５記載の発明によれば、所定温度
が、車室内を設定温度にするための目標吹き出し温度で
あることにより、コンプレッサの消費動力が必要最小限
となるので、さらに省動力化を図ることができる。

【００２５】請求項６記載の発明によれば、膨張弁の開
弁特性が、縦軸を吸熱用車室内熱交換器の出口側の冷媒
圧力、横軸をコンプレッサの吐出冷媒圧力とするグラフ
中におけるコンプレッサの運転実用域内において、コン
プレッサのコントロールバルブ特性と交わらないと共に
コンプレッサの吐出冷媒圧力の増加に比例して下降傾斜
する傾きを有していることにより、冷房時には、ハンチ
ング防止や省動力化を図ることができ、暖房時には、コ
ンプレッサの起動初期や吐出冷媒圧力が低い過渡期にお
いて吐出冷媒圧力の上昇を早めることができ、吐出冷媒
圧力がある程度の値に達した安定期において液バックを
防止することができる。また、一個の膨張弁で冷暖房サ
イクルが成立させることができるため、サイクル構成部
品数及びコストを低減することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態である
車両用空調装置１の概略構成図である。この車両用空調
装置１は、冷媒を循環させて冷媒と空気との間で熱交換
を行う冷媒サイクルと、エンジンの排熱により温められ
たエンジン冷却水を循環させてエンジン冷却水と空気と
の間で熱交換を行う温水ラインとを備えている。

【００２７】冷媒サイクルは、コンプレッサ２と、メイ
ンコンデンサ３と、放熱用車室内熱交換器としてのサブ
コンデンサ４と、リキッドタンク５と、膨張手段として
の膨張弁６と、吸熱用車室内熱交換器としてのエバポレ
ータ７とを配管部材を介して連通接続し、コンプレッサ
２によって運動エネルギが与えられた冷媒がこれらの間
を循環するように構成したものである。

【００２８】コンプレッサ２は、エンジンルームのよう
な車室外に配設され、吸入した低圧のガス状冷媒を圧縮
して高圧のガス状冷媒として吐出する。このコンプレッ
サ２は、例えば、エンジン１０のクランクシャフトの動
力が、接続・分離手段としてのコンプレッサクラッチ８
を介して伝達されることで駆動される。このコンプレッ
サ２は斜板式のもので、その斜板の傾きが外から電気信
号で制御できるようになっている。

【００２９】つまり、このコンプレッサ２は、図示しな
いが、電気信号による外部制御が可能な電磁弁等の電子
操作式コントロールバルブ（ＥＣＶ）を有している。例
えば、このＥＣＶとして、高圧側と通じている電磁弁を
用いた場合、クランクケース内と低圧側とは所定の開度
の通路で連通しており、クランクケース内の圧力は低圧
側へ逃げるようになっている。よって、かかる電磁弁を
ＯＮ／ＯＦＦして高圧側圧力を導入・遮断することでク
ランクケース内の圧力を制御することにより、ピストン
に加わる圧力のバランスを変化させて斜板の傾きを変化
させ、これによってコンプレッサ２の吐出容量を制御す
ることができる。

【００３０】このとき、電磁弁には、外部からの電気信
号として、車両用空調装置１全体の動作を制御する制御
ユニットから適当な値のデューティ比を持ったデューテ
ィ信号が与えられる。容量を小さくする必要があるとき
は、大きなデューティ比を持ったデューティ信号を与え
て電磁弁の開弁時間を長くしてクランクケース内の圧力
を上昇させ、容量を大きくする必要があるときは、小さ
なデューティ比を持ったデューティ信号を与えて電磁弁
の開弁時間を短くしてクランクケース内の圧力を低下さ
せる。

【００３１】メインコンデンサ３は、車室外に配設さ
れ、コンプレッサ２から吐出された高温高圧のガス状冷
媒の熱を外気に放熱させるものである。このメインコン
デンサ３には、例えば電動ファン等の送風手段１１が駆
動されることで、外気が吹き付けられるようになってい
る。メインコンデンサ３は、当該メインコンデンサ３内
を通る高温高圧のガス状冷媒と当該メインコンデンサ３
に吹き付けられる外気との間で熱交換を行わせること
で、高温高圧のガス状冷媒の熱を外気に放熱させる。

【００３２】サブコンデンサ４は、後述する車室内空気
流路Ｐ１内に配設され、コンプレッサ２から吐出された
高温高圧のガス状冷媒の熱を車室内空気流路Ｐ１内を流
れる空気に放熱させるものである。車室内空気流路Ｐ１
内を流れる空気は、このサブコンデンサ４によって放熱
された冷媒の熱を吸熱することで温風となって車室内空
気流路Ｐ１の下流側へと流れてゆくことになる。

【００３３】ところで、この車両用空調装置１において
は、メインコンデンサ３とサブコンデンサ４が並列に接
続されており、これらメインコンデンサ３とサブコンデ
ンサ４とが選択的に使用されるようになされている。即
ち、コンプレッサ２から吐出される冷媒が流れる流路
は、三方コネクタ１２を介して、メインコンデンサ３を
通過する第１の冷媒ラインＬ１と、サブコンデンサ４を
通過する第２の冷媒ラインＬ２とに分岐されている。そ
して、リキッドタンク５の前段で、これら第１の冷媒ラ
インＬ１と第２の冷媒ラインＬ２とが三方コネクタ１３
を介して合流するようになっている。なお、三方コネク
タ１２とコンプレッサ２の間には、コンプレッサ２の吐
出冷媒圧力を検出する検出手段としてのセンサ９が設け
られている。

【００３４】第１の冷媒ラインＬ１には、メインコンデ
ンサ３の前段に電磁弁１４が設けられ、メインコンデン
サ３の後段に逆止弁１５が設けられている。同様に、第
２の冷媒ラインＬ２にも、サブコンデンサ４の前段に電
磁弁１６が設けられ、サブコンデンサ４の後段に逆止弁
１７が設けられている。そして、第１の冷媒ラインＬ１
に設けられた電磁弁１４の開閉状態及び第２の冷媒ライ
ンＬ２に設けられた電磁弁１６の開閉状態が制御ユニッ
トによって切り替えられることで、第１の冷媒ラインＬ
１又は第２の冷媒ラインＬ２が選択されるようになされ
ている。

【００３５】具体的には、冷房運転時においては、制御
ユニットが、第１の冷媒ラインＬ１に設けられた電磁弁
１４を「開」に設定し、第２の冷媒ラインＬ２に設けら
れた電磁弁１６を「閉」に設定する。これにより、第１
の冷媒ラインＬ１が選択されて、コンプレッサ２から吐
出された冷媒がメインコンデンサ３へと供給されること
になる。一方、暖房運転時においては、制御ユニット
が、第１の冷媒ラインＬ１に設けられた電磁弁１４を
「閉」に設定し、第２の冷媒ラインＬ２に設けられた電
磁弁１６を「開」に設定する。これにより、第２の冷媒
ラインＬ２が選択されて、コンプレッサ２から突出され
た冷媒がサブコンデンサ４へと供給されることになる。

【００３６】以上のように、この車両用空調装置１にお
いては、制御ユニットが、第１の冷媒ラインＬ１と第２
の冷媒ラインＬ２とを選択的に切り替える切り替え手段
として機能し、コンプレッサ２から吐出された冷媒の流
路が冷房運転時と暖房運転時とで切り替えられて、メイ
ンコンデンサ３とサブコンデンサ４とが選択的に使用さ
れるようになされている。

【００３７】リキッドタンク５は、メインコンデンサ３
あるいはサブコンデンサ４により放熱されることで低温
となり液化した冷媒を一時的に貯留するものである。こ
のリキッドタンク５は除塵フィルタを備えており、貯留
した液状冷媒中に混在する塵埃を除去する機能も有して
いる。なお、リキッドタンク５は三方コネクタ１３の後
段に配設されることが望ましいが、エンジンルーム内の
配管レイアウトによる制限を受けて三方コネクタ１３の
後段に配設することが困難な場合には、図１中に破線で
示すように、メインコンデンサ３の直後、あるいはメイ
ンコンデンサ３と一体に配設するようにしてもよい。こ
の場合には、サブコンデンサ４により放熱されて液化し
た冷媒は、リキッドタンク５を介さずに直接膨張弁６に
供給されることになる。

【００３８】膨張弁６は、メインコンデンサ３あるいは
サブコンデンサ４により放熱されてリキッドタンク５に
一時的に貯留された液状冷媒を急激に膨張させること
で、低温低圧の霧状の冷媒としてエバポレータ７に供給
するものである。この膨張弁６は温度式のもので、高圧
圧力に依存してセット値（＝エバポレータ７の出口側冷
媒圧力）が変化する。

【００３９】図３に示すように、縦軸をエバポレータ７
の出口側冷媒圧力Ｐｅ、横軸をコンプレッサ２の吐出冷
媒圧力Ｐｄとするグラフ中におけるコンプレッサ２の運
転実用域（Ｐｄ＝０〜３０kg/cm2G）内において、膨張
弁６の開弁特性ＴＸＶは、コンプレッサ２のコントロー
ルバルブ特性Ｃ／Ｖの上方に位置し、Ｃ／Ｖと交わらな
いと共にＰｄの増加に比例して下降傾斜する傾きを有し
ている。

【００４０】ＴＸＶとＣ／Ｖが交わらないことで、ハン
チング等の不具合が起こる制御干渉域を無くすことがで
きる。また、高負荷時には、膨張弁セット値が下がるこ
とで適正なスーパーヒートがとれるため、冷却能力が向
上すると共に、冷媒流量が下がることで省動力化が図れ
る。一方、低負荷時には、全領域にわたり、最適な冷媒
流量の流れによってエバポレータ全体が片寄りのない温
度分布に改善され、効率の良い冷却が期待できる。ま
た、暖房時には、コンプレッサ２の起動初期やＰｄが低
い過渡期において冷媒流量を多くしてＰｄ上昇を早める
ことができ、Ｐｄが２０付近の安定期において適正なス
ーパーヒートがとれるため液バックによるデストローク
現象を抑えることができる。さらに、上記効果により、
一個の膨張弁で冷暖房サイクルを成立させることができ
るため、サイクル構成部品数及びコストが低減する。

【００４１】エバポレータ７は、車室内空気流路Ｐ１内
におけるサブコンデンサ４よりも上流側に配設され、車
室内空気流路Ｐ１内を流れる空気の熱を、膨張弁６から
供給された低温低圧の霧状の冷媒に吸熱させるものであ
る。

【００４２】膨張弁６により低温低圧の霧状となってエ
バポレータ７に供給された冷媒は、エバポレータ７を通
過する際に、車室内空気流路Ｐ１内を流れる空気の熱を
奪って気化する。そして、このガス状冷媒がコンプレッ
サ２に吸入され、再度圧縮されて吐出される。一方、エ
バポレータ７内の冷媒により吸熱された空気は除湿され
て冷風となって車室内空気流路Ｐ１の下流側へと流れる
ことになる。

【００４３】冷媒サイクルは、以上のように冷媒を循環
させて、メインコンデンサ３やサブコンデンサ４、エバ
ポレータ７において熱交換を行うことで、車室内空気流
路Ｐ１内に温風や冷風を発生させるようにしている。

【００４４】温水ラインは、エンジン冷却水を循環させ
ることで、エンジン１０の排熱によって高温となったエ
ンジン冷却水を利用して熱交換を行うものであり、放熱
器としてのヒータコア２１が組み込まれている。

【００４５】ヒータコア２１は、サブコンデンサ４と共
に、車室内空気流路Ｐ１内におけるエバポレータ７より
も下流側に配設され、エンジン１０のウォータージャケ
ットから配管部材を介して供給される冷却水、即ち、エ
ンジンの排熱によって高温となったエンジン冷却水を熱
媒体とし、このエンジン冷却水の保有熱により放熱する
ものである。車室内空気流路Ｐ１内を流れる空気は、上
述したサブコンデンサ４により放熱される冷媒の熱に加
えて、このヒータコア２１からの熱を吸熱することにな
る。これにより、車室内空気流路Ｐ１内で効果的に温風
が生成されることになる。なお、エンジン１０のウォー
タージャケットからヒータコア２１へとエンジン冷却水
を供給する配管部材にはウォーターバルブ２２が設けら
れており、上述した制御ユニットによりこのウォーター
バルブ２２が調整されることで、ヒータコア２１に供給
されるエンジン冷却水の流量、即ち、ヒータコア２１の
放熱量が調整されるようになされている。

【００４６】ところで、この車両用空調装置１において
は、放熱用車室内熱交換器であるサブコンデンサ４が、
ヒータコア２１からの熱を受熱可能な位置に配設されて
いる。ここで、ヒータコア２１からの熱を受熱可能な位
置とは、車室内空気流路Ｐ１内に空気が流れていない状
態においても、ヒータコア２１からの熱が伝達される位
置のことをいう。具体的には、例えば、サブコンデンサ
４がヒータコア２１に極めて近い位置に配設されている
場合や、サブコンデンサ４とヒータコア２１とが一体構
造とされている場合には、サブコンデンサ４はヒータコ
ア２１からの熱を受熱可能である。

【００４７】このように、放熱用車室内熱交換器である
サブコンデンサ４を、ヒータコア２１からの熱を受熱可
能な位置に配設するようにしたことにより、サブコンデ
ンサ４の温度負荷を高めて冷媒吐出圧力Ｐｄを速やかに
上昇させることができるので、極めて良好な急速暖房性
能を発揮することができる。なお、急速暖房性能を更に
良好なものとするためには、ヒータコア２１を、車室内
空気流路Ｐ１内におけるサブコンデンサ４よりも上流側
に配設することが望ましい。

【００４８】即ち、ヒータコア２１がサブコンデンサ４
よりも下流側に配設された場合には、車室内空気流路Ｐ
１内に導入されてエバポレータ７を通過することで冷風
とされた空気がサブコンデンサ４に直接当たることにな
り、サブコンデンサ４の温度負荷が低くなって冷媒吐出
圧が上昇しにくい。これに対し、ヒータコア２１がサブ
コンデンサ４よりも上流側に配設された場合には、エバ
ポレータ７により冷風とされた空気がヒータコア２１を
介してサブコンデンサ４に当たることになるので、サブ
コンデンサ４の温度負荷がそれほど低くならず、冷媒吐
出圧を更に速やかに上昇させることが可能となる。ま
た、この場合には、ヒータコア２１の熱を、車室内空気
流路Ｐ１内を流れる空気を媒介としてサブコンデンサ４
に伝達することもできるので、ヒータコア２１からサブ
コンデンサ４へ伝達される熱の伝達効率がより良好とな
り、更に良好な急速暖房性能を発揮することができる。

【００４９】また、急速暖房性能を更に良好なものとす
るためには、放熱用車室内熱交換器であるサブコンデン
サ４とヒータコア２１とを一体構造とすることが望まし
い。このように、サブコンデンサ４とヒータコア２１と
を一体構造とした場合には、ヒータコア２１の熱が直接
サブコンデンサ４に伝達されることになるので、ヒータ
コア２１からサブコンデンサ４へ伝達される熱の伝達効
率が更に良好となり、極めて良好な急速暖房性能を発揮
することができる。

【００５０】また、サブコンデンサ４とヒータコア２１
とを一体構造とすれば、装置全体の小型化や低コスト化
等の観点からも非常に有利である。ここで、サブコンデ
ンサ４とヒータコア２１とを一体構造とする方法として
は、例えば、サブコンデンサ４のフィンとヒータコア２
１のフィンとを一体とすること等が考えられる。

【００５１】車室内空気流路Ｐ１の上流側にはブロワフ
ァン３１が設けられている。このブロワファン３１が駆
動されることで、外気導入口から車室内空気流路Ｐ１内
に外気が導入され、あるいは内気導入口から車室内空気
流路Ｐ１内に内気が導入される。なお、外気導入口及び
内気導入口の近傍にはインテークドア３２が設けられて
おり、このインテークドア３２が駆動制御されること
で、車室内空気流路Ｐ１内に導入される外気と内気の割
合が調節されるようになされている。

【００５２】外気導入口あるいは内気導入口から車室内
空気流路Ｐ１内に導入された空気は、まず、車室内空気
流路Ｐ１の上流側に配設されたエバポレータ７を通過す
ることになる。このとき、上述したように、エバポレー
タ７を通過する空気が、このエバポレータ７内の冷媒に
吸熱されることで除湿され、冷風となって下流側へと流
されることになる。

【００５３】車室内空気流路Ｐ１では、エバポレータ７
の下流側が、ヒータコア２１やサブコンデンサ４が配設
された温風流路Ｒ１と、ヒータコア２１やサブコンデン
サ４を迂回する迂回流路Ｒ２とに分岐されている。温風
流路Ｒ１に流された空気は、上述したように、ヒータコ
ア２１を通過する際に、ヒータコア２１からの熱を吸熱
し、更にサブコンデンサ４を通過する際に、サブコンデ
ンサ４内の冷媒から放熱される熱を吸熱して温風とな
り、下流側へ流されることになる。一方、迂回流路Ｒ２
に流された空気は、エバポレータ７内の冷媒に吸熱され
た冷風のままの状態で下流側へ流されることになる。

【００５４】ここで、温風流路Ｒ１と迂回流路Ｒ２とに
分岐される分岐点には、温風流路Ｒ１に流される空気の
流量と迂回流路Ｒ２に流される空気の流量との割合を調
整するためのエアミックスドア３３が設けられている。
そして、このエアミックスドア３３が駆動制御されて温
風流路Ｒ１に流される空気の流量と迂回流路Ｒ２に流さ
れる空気の流量との割合が調整されることで、最終的
に、デフロスタ吹出口やベント吹出口、フット吹出口か
ら吹き出される空気の温度が調整されるようになってい
る。

【００５５】車室内空気流路Ｐ１の温風流路Ｒ１や迂回
流路Ｒ２の更に下流側には、温風流路Ｒ１からの温風と
迂回流路Ｒ２からの冷風とを混合するためのエアミック
スチャンバ３４が設けられている。そして、このエアミ
ックスチャンバ３４には、温風と冷風とが混合されて温
度調整された空気をフロントウィンドウガラスに向けて
吹き出すためのデフロスタ吹出口、乗員の上半身に向け
て吹き出すためのベント吹出口、乗員の足下に向けて吹
き出すためのフット吹出口がそれぞれ設けられている。
各吹出口の近傍には、デフロスタドア３５、ベントドア
３６、及びフットドア３７がそれぞれ設けられており、
これらのドアが駆動制御されることによって、各吹出口
から吹き出される空気の流量が調整されるようになされ
ている。

【００５６】以上のように構成された車両用空調装置１
においては、エバポレータ７を通過することで除湿され
た空気をヒータコア２１やサブコンデンサ４により加熱
して温風を生成するようにしているので、暖房運転時に
除湿を行うこともできる。

【００５７】また、この車両用空調装置１においては、
ヒータコア２１に加えて、放熱用車室内熱交換器である
サブコンデンサ４を車室内空気流路Ｐ１内に配設して、
ヒータコア２１だけでなく、サブコンデンサ４でも温風
を生成するようにしているので、エンジン冷却水の温度
が十分に高温となっていない場合であっても車室内の温
度を比較的速やかに昇温させることができる。なお、省
動力のため、エンジン冷却水が所定温度に達した時点
で、コンプレッサクラッチ８をＯＦＦにしてヒータコア
２１のみの暖房に移行するようになっている。

【００５８】そして、この車両用空調装置１は、暖房時
の吹き出し温度を安定させるための制御手段を有してお
り、この制御手段は、制御ユニットのメモリに格納され
たプログラムにより構成されている。図２は、この制御
手段１００による車両用空調装置１の制御手順を示すフ
ローチャートである。

【００５９】同図に示すように、プログラムがスタート
すると、まず、車両用空調装置１の制御前提条件を満た
すか否かが判断される（ステップＳ１０）。この制御前
提条件は、例えば、イグニッションスイッチのＯＮ／Ｏ
ＦＦ状態、エアコンスイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態、及び
ＥＣＶの作動許否状態のデータに基づいて行われる。具
体的には、イグニッションスイッチがＯＮ状態にあり、
かつエアコンスイッチがＯＮ状態にあり、かつＥＣＶが
作動許可状態にあるときには制御前提条件を満たすもの
と判断され、以下の制御が実行される。なお、制御前提
条件を満たさない場合には制御が終了する。

【００６０】制御前提条件を満たす場合には、目標吹き
出し温度（ＴＡＯ）が算出される（ステップＳ２０）。
このＴＡＯは、車室内の温度を、図示しない操作パネル
を介して入力された設定温度（乗員が希望する車室内の
温度）にするためのもので、外気温センサ、室温セン
サ、日射量センサ等が検出した値に基づいて算出され
る。 次いで、制御実施条件を満たすか否かが判断され
る。即ち、エンジン冷却水の水温を検出するセンサ（図
示せず）が検出した水温とＴＡＯの差が算出され、この
値が所定値以下である場合には制御実施条件を満たすも
のと判断されて（ステップＳ３０）、ＴＡＯに対応した
目標吐出冷媒圧力が算出される（ステップＳ４０）。

【００６１】この値は、サブコンデンサ４の出口側の空
気の温度がＴＡＯになるように設定される。ＴＡＯは３
０〜６０℃、目標吐出冷媒圧力は１０〜２０kg/cm2Gの
範囲で設定される。一例として、ＴＡＯが３０℃の場合
には目標吐出冷媒圧力が１０kg/cm2G、ＴＡＯが５５℃
の場合には目標吐出冷媒圧力が１８kg/cm2Gに設定され
る。

【００６２】次いで、センサ９が検出するコンプレッサ
２の吐出冷媒圧力が目標吐出冷媒圧力となるようにコン
プレッサ２のＥＣＶが制御される（ステップＳ５０）。
さらに、エアミックドア３３が、実線で示すように、車
室内空気流路Ｐ１内を流れる空気を温風流路Ｒ１のみに
導入する位置（フルＨＯＴ）に固定される（ステップＳ
６０）。

【００６３】そして、ステップＳ１０に戻って上記処理
が繰り返される。なお、エンジンの温度が上昇し、ステ
ップＳ３０でエンジン冷却水の水温とＴＡＯの差が所定
値よりも大きくなった場合には、コンプレッサクラッチ
８がＯＦＦにされてヒータコア２１のみの暖房に移行し
（ステップＳ７０）、さらに、エアミックスドア３３の
角度が調節されて車室内空気流路Ｐ１内を流れる空気が
温風流路Ｒ１と迂回流路Ｒ２とに流れ込んでエアミック
スチャンバ３４で混合されるエアミックス制御に移行す
る（ステップＳ８０）。

【００６４】この車両用空調装置１では、エバポレータ
負荷やエンジン回転数の変化によりコンプレッサ２の吐
出冷媒圧力が変化したとしても、コンプレッサ２の吐出
冷媒容量が制御されてすぐに目標吐出冷媒圧力に戻るの
で、吹き出し温度を安定させることができる。

【００６５】また、車室内が設定温度に達しても、エン
ジン冷却水の水温が低いときには、ヒータコア２１に加
えてサブコンデンサ４でも温風が生成されて吹き出し温
度が所定温度に保たれるため、吹き出し温度が急激に低
下することはない。なお、コンプレッサ２の駆動時間は
長くなるが、エンジン冷却水の水温の上昇に従ってコン
プレッサ２の吐出冷媒容量が減少するので、省動力化を
実現することができる。

【００６６】次に、本発明の他の実施形態を説明する。
図４は本発明の他の実施形態の概略構成図である。

【００６７】本実施形態では、リキッドタンク５がサブ
コンデンサ４と三方弁１３との間に設けられている。ま
た、メインコンデンサ３の直後にリキッドタンク５’が
設けられか、あるいはリキッドタンクと一体化したメイ
ンコンデンサが用いられる。このように構成すること
で、各コンデンサに適した容量のタンクを用いることが
できるため、各コンデンサに不要な液冷媒が入ってくる
のを防ぐことができ、所望の冷暖房性能を確保すること
ができるという利点がある。

【００６８】また、このように構成することで、サブク
ールコンデンサを用いることができるようになる。すな
わち、サブクールコンデンサは、液冷媒を冷却して冷房
性能を向上するために用いられるものであるが、通常、
冷媒の封入時のばらつきや封入後の漏れを考慮して、冷
媒量が多少増減してもいいように、上流側からメインコ
ンデンサ、リキッドタンク、サブクールコンデンサの順
に配置される。つまり、メインコンデンサから吐出され
た冷媒からリキッドタンクで液冷媒のみを分離してサブ
クールコンデンサに供給するのである。

【００６９】図１のように、第１の冷媒ラインＬ１と第
２の冷媒ラインＬ２の合流点よりも下流側にリキッドタ
ンク５が設けられていると、サブクールコンデンサはそ
の下流に受風可能に配置されることになり、冷房時には
問題は無いが、暖房時に冷媒がサブコンデンサ４から更
にサブクールコンデンサに流れることになるため、低温
の外気により冷媒が冷却されて高圧圧力が低くなってし
まい、十分な暖房性能が得られなくなってしまう。

【００７０】本実施形態のように第１の冷媒ラインＬ１
と第２の冷媒ラインＬ２の合流点よりも上流側において
冷媒ラインＬ１、Ｌ２にそれぞれリキッドタンクを設け
ることで、冷房専用通路である第１の冷媒ラインＬ１中
にサブクールコンデンサを設けることができるため、暖
房性能を低下させずに冷房性能の向上を図ることができ
る。

【００７１】例えば、図５に破線で示すように、リキッ
ドタンク５’の下流にサブクールコンデンサ３８を設け
るか、あるいはリキッドタンク及びサブクールコンデン
サと一体になったメインコンデンサを用いることができ
る。なお、送風手段１１はサブクールコンデンサにも送
風可能となるようにする。

【００７２】なお、上記実施形態では、コンプレッサの
吐出冷媒圧力を検出してコンプレッサの吐出冷媒容量を
制御するようにしているが、これに代えて、コンプレッ
サの吐出冷媒温度や放熱用車室内熱交換器の出口側の空
気温度を検出してコンプレッサの吐出冷媒容量を制御す
るようにしてもよい。

【００７３】また、上記実施形態では、放熱器がエンジ
ン冷却水の熱を車室内に吹き出される空気に放熱させる
ようにしているが、これに代えて、エンジン冷却水以外
の車両駆動系冷却水、例えば、電気自動車のモータの冷
却水、燃料電池車のスタック冷却水等の熱を放熱させる
ようにしてもよい。

【００７４】また、上記実施形態では、コンプレッサク
ラッチをＯＦＦにして放熱器のみの暖房に移行するよう
にしているが、これに代えて、コンプレッサの吐出冷媒
容量を制御ユニットからの制御信号により最小にして実
質的にヒートポンプを作動させないようにし、放熱器の
みの暖房に移行するようにしてもよい。

【００７５】その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範
囲で上記実施形態に種々の変形を施すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である車両用空調装置１の
概略構成図である。

【図２】制御手段１００による車両用空調装置１の制御
手順を示すフローチャートである。

【図３】膨張弁６の開弁特性とコンプレッサ２のコント
ロールバルブ特性との関係を示すグラフである。

【図４】本発明の他の実施形態の概略構成図である。

【図５】本発明の他の実施形態の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 車両用空調装置 ２ コンプレッサ ４ サブコンデンサ（放熱用車室内熱交換器） ６ 膨張弁（膨張手段） ７ エバポレータ（吸熱用車室内熱交換器） ９ センサ（検出手段） １０ エンジン（車両駆動用動力源） ２１ ヒータコア（放熱器） １００ 制御手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両駆動系冷却水の熱を車室内に吹き出
   される空気に放熱させる放熱器と、圧縮されたガス状の
   冷媒の熱を車室内に吹き出される空気に放熱させて冷媒
   を凝縮させる放熱用車室内熱交換器と、該放熱用車室内
   熱交換器で凝縮させた冷媒を膨張させる膨張手段と、該
   膨張手段で膨張させた冷媒に車室内の空気の熱を吸熱さ
   せて冷媒を蒸発させる吸熱用車室内熱交換器と、車両駆
   動用動力源により駆動され前記吸熱用車室内熱交換器で
   蒸発させた冷媒を圧縮して前記放熱用車室内熱交換器に
   向けて吐出するコンプレッサとを備えた車両用空調装置
   において、前記コンプレッサが可変容量コンプレッサで
   あり、吹き出し温度又は吹き出し温度と相関関係を有す
   る数値を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果
   に基づいて吹き出し温度が所定温度になるように前記コ
   ンプレッサの吐出冷媒容量を制御する制御手段とを備え
   ることを特徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】 前記検出手段は、前記コンプレッサの吐
   出冷媒圧力を検出するセンサであることを特徴とする請
   求項１記載の車両用空調装置。
3. 【請求項３】 前記検出手段は、前記コンプレッサの吐
   出冷媒温度を検出するセンサであることを特徴とする請
   求項１記載の車両用空調装置。
4. 【請求項４】 前記検出手段は、前記放熱用車室内熱交
   換器の出口側の空気の温度を検出するセンサであること
   を特徴とする請求項１記載の車両用空調装置。
5. 【請求項５】 前記所定温度は、車室内を設定温度にす
   るための目標吹き出し温度であることを特徴とする請求
   項１乃至４のいずれかに記載の車両用空調装置。
6. 【請求項６】 前記膨張手段が膨張弁であり、その開弁
   特性が、縦軸を前記吸熱用車室内熱交換器の出口側の冷
   媒圧力、横軸を前記コンプレッサの吐出冷媒圧力とする
   グラフ中における前記コンプレッサの運転実用域内にお
   いて、前記コンプレッサのコントロールバルブ特性と交
   わらないと共に前記吐出冷媒圧力の増加に比例して下降
   傾斜する傾きを有していることを特徴とする請求項１乃
   至５のいずれかに記載の車両用空調装置。