JP2005059760A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両エンジンへの悪影響を回避しつつ、冷房モードから暖房モードへのモード切替の際、車両用窓の曇りを簡便且つ確実に防止することが可能な、車両用空調装置を提供する。
【解決手段】 車両用空調装置であって、凝縮器により凝縮された減圧液冷媒を蒸発器で蒸発させる冷房モードと、前記凝縮器をバイパスして圧縮機から吐出されたホットガス冷媒を前記蒸発器に導入することにより放熱させるホットガス暖房モードとに切り替え可能な切替手段を有する車両用空調装置において、前記切替手段によって前記冷房モードから前記ホットガス暖房モードへモード切替を行う際、前記蒸発器に向かって空気を送風することにより前記蒸発器に付着した凝縮水を蒸発するのに十分な所定時間に亘って、前記蒸発器への前記ホットガス冷媒の導入を遅延させるホットガス冷媒導入遅延手段を有する車両用空調装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用空調装置に関し、より詳細には、冷房モードからホットガス暖房モードへの切替の際、簡便且つ確実に車両窓ガラスの曇りを防止することが可能な車両用空調装置に関する。

従来から、車室内を冷房／暖房するのに、車両エンジンによって駆動される圧縮機を利用した車両用空調装置が使用され、最近、圧縮機からの吐出ガス冷媒（ホットガス）によるホットガス暖房モードを利用して車室内を暖房する車両用空調装置が開発されている。
このようなホットガス暖房モードを利用する車両用空調装置において、特にホットガス暖房モードの運転に伴う車両ガス窓ガラスの曇り発生を抑制することが可能な車両用空調装置が、例えば、特許文献１に開示されている。
この車両用空調装置は、ガス冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮されたガス冷媒を液冷媒に凝縮させる室内熱交換器と、減圧膨張された液冷媒を気化させる室内熱交換器それぞれの間を冷媒用流路で接続して冷凍サイクルを形成し、蒸発器で低圧冷媒を蒸発させる冷房モードと、凝縮器をバイパスして圧縮機からの吐出ガス冷媒を蒸発器に導入して放熱させるホットガス暖房モードとに切り替え可能な切替手段を有するとともに、窓ガラスが曇る状態であるか否かを判定する窓曇り判定手段と、窓ガラスが曇る状態と判定された場合に、ホットガス暖房サイクルにより暖房モード運転を制限する暖房モード運転制限手段とを有する。
このような車両用空調装置によれば、暖房モードの運転時に、窓ガラスが曇ると判定したとき、蒸発器の温度が所定温度以下となるように、圧縮機の作動を断続制御するようにしている。より詳細には、外気に直接接している車両窓ガラスの温度は、外気温と同等ないしは若干高めの温度であるので、蒸発器の温度を外気温より少し高めの温度に制御すれば、蒸発器の下流側に設けられたデフロスタ吹き出し口から車両窓ガラスに向かって吹き出した空気が、車両窓ガラスに接触して車両窓ガラスと同程度の温度まで冷却されても飽和状態に到達せず、それにより車両窓ガラスの表面で結露するのを防止することが可能となる。
特開平2000-219034号公報

しかしながら、このような従来の車両用空調装置は、以下のような技術的問題点を有する。
第１に、ハードウェア及びソフトウェアとして、車両窓ガラスが曇る状態であるか否かを判定する窓曇り判定手段と、暖房モード運転を制限する暖房モード運転制限手段とが別途必要となり、その結果空調装置自体が高価格化するとともに、装置の複雑化に伴い装置の信頼性が低下する。
第２に、車両窓ガラスが曇る状態であると判定した場合には、蒸発器からの吹き出し温度が車両窓ガラスより低くなるように、車両エンジンによって駆動されれる圧縮機をオンオフ制御しなければならず、それにより車両エンジンへのドライバビリティ或いは燃費に悪影響を及ぼす。

そこで、上記課題に鑑み、本発明の目的は、車両エンジンへの悪影響を回避しつつ、冷房モードから暖房モードへのモード切替の際、車両用窓の曇りを簡便且つ確実に防止することが可能な、車両用空調装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る車両用空調装置は、
ガス冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮されたガス冷媒を液冷媒に凝縮させる凝縮器と、減圧膨張された液冷媒を気化させる蒸発器とを有し、前記圧縮機、前記凝縮器、及び前記蒸発器それぞれの間を冷媒流路で接続することにより冷凍サイクルを形成する車両用空調装置であって、前記凝縮器により凝縮された減圧液冷媒を前記蒸発器で蒸発させる冷房モードと、前記凝縮器をバイパスして前記圧縮機から吐出されたホットガス冷媒を前記蒸発器に導入することにより放熱させるホットガス暖房モードとに切り替え可能な切替手段を有する車両用空調装置において、
前記切替手段によって前記冷房モードから前記ホットガス暖房モードへモード切替を行う際、前記蒸発器に向かって空気を送風することにより前記蒸発器に付着した凝縮水を蒸発するのに十分な所定時間に亘って、前記蒸発器への前記ホットガス冷媒の導入を遅延させるホットガス冷媒導入遅延手段を有する、構成としている。
ことを特徴とする車両用空調装置。
さらに、前記ホットガス冷媒導入遅延手段は、前記ホットガス暖房モードへのモード切替信号に基づいて、前記圧縮機の動作を遅延動作させるのがよい。

上記目的を達成するために、本発明に係る車両用空調装置は、
ガス冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮されたガス冷媒を液冷媒に凝縮させる凝縮器と、減圧膨張された液冷媒を気化させる蒸発器とを有し、前記圧縮機、前記凝縮器、及び前記蒸発器それぞれの間を冷媒流路で接続することにより冷凍サイクルを形成する車両用空調装置であって、前記凝縮器により凝縮された減圧液冷媒を前記蒸発器で蒸発させる冷房モードと、前記凝縮器をバイパスして前記圧縮機から吐出されたホットガス冷媒を前記蒸発器に導入することにより放熱させるホットガス暖房モードとに切り替え可能な切替手段を有する車両用空調装置において、
前記切替手段によって前記冷房モードから前記ホットガス暖房モードへのモード切替を行う際、前記ホットガス暖房モードへの前記モード切替信号に基づいて、所定時間に亘って空調風の吹き出しモードをフット吹き出しモード及び／又はフェイス吹き出しモードに設定する吹き出しモード設定手段を有する、構成としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る車両用空調装置は、
ガス冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮されたガス冷媒を液冷媒に凝縮させる凝縮器と、減圧膨張された液冷媒を気化させる蒸発器とを有し、前記圧縮機、前記凝縮器、及び前記蒸発器それぞれの間を冷媒流路で接続することにより冷凍サイクルを形成する車両用空調装置であって、前記凝縮器により凝縮された減圧液冷媒を前記蒸発器で蒸発させる冷房モードと、前記凝縮器をバイパスして前記圧縮機から吐出されたホットガス冷媒を前記蒸発器に導入することにより放熱させるホットガス暖房モードとに切り替え可能な切替手段を有する車両用空調装置において、
前記切替手段によって前記冷房モードから前記ホットガス暖房モードへのモード切替を行う際、前記ホットガス暖房モードへの前記モード切替信号に基づいて、空気吸い込みモードを所定時間に亘って、外気導入モードに設定する吸い込みモード設定手段を有する構成としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る車両用空調装置は、
ガス冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮されたガス冷媒を液冷媒に凝縮させる凝縮器と、減圧膨張された液冷媒を気化させる蒸発器とを有し、前記圧縮機、前記凝縮器、及び前記蒸発器それぞれの間を冷媒流路で接続することにより冷凍サイクルを形成する車両用空調装置であって、前記凝縮器により凝縮された減圧液冷媒を前記蒸発器で蒸発させる冷房モードと、前記凝縮器をバイパスして前記圧縮機から吐出されたホットガス冷媒を前記蒸発器に導入することにより放熱させるホットガス暖房モードとに切り替え可能な切替手段を有する車両用空調装置において、
前記切替手段によって前記冷房モードから前記ホットガス暖房モードへモード切替を行う際、第１所定時間に亘って、前記蒸発器への前記ホットガス冷媒の導入を遅延させるホットガス冷媒導入遅延手段と、
前記切替手段によって前記冷房モードから前記ホットガス暖房モードへのモード切替を行う際、前記ホットガス暖房モードへの前記モード切替信号に基づいて、第２所定時間に亘って空調風の吹き出しモードをフット吹き出しモード及び／又はフェイス吹き出しモードに設定する吹き出しモード設定手段と、
前記切替手段によって前記冷房モードから前記ホットガス暖房モードへのモード切替を行う際、前記ホットガス暖房モードへの前記モード切替信号に基づいて、空気吸い込みモードを第３所定時間に亘って、外気導入モードに設定する吸い込みモード設定手段とを有し、
前記第２所定時間又は第３所定時間を前記第１所定時間より長く設定する、構成としている。
以上のような構成を有する本発明に係る車両用空調装置によれば、冷房モードからホットガス暖房モードへのモード切替の際、車室内に向かって送風される空調用空気の温熱を所定遅延時間遅らせて、この遅延時間中は送風機による送風のみとすることにより、冷房モード中に蒸発器表面で凝縮付着した凝縮水を緩やかに自然蒸発させことを通じて蒸発器から除去し、蒸発器からの吹き出し温度に応じて圧縮機のオンオフ制御する必要なしに、加熱された温熱送風空気により凝縮水が急激に再蒸発して車室内へ吹き出し、それにより車両窓ガラスが曇るのを簡便且つ確実に防止することが可能となる。

本発明の実施形態に係る車両用空調装置を図面を参照しながら、以下に詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置の全体構成を示すシステム構成図である。図２は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置のモード制御を示すフローチャート図である。

図１に示す第１の実施形態において、図中の符号１は冷媒圧縮機、２はコンデンサ、３はエバポレータ、４はアキュムレータ、５は四方弁、６は第１膨張弁、７は第２膨張弁であり、これらの各機器を冷媒配管８で接続することにより、冷媒が状態変化して循環する冷凍サイクルの車両用空調装置１０を形成している。また、この実施形態では、冷媒圧縮機１の駆動源として車両走行用のエンジンＥが使用され、主暖房装置として、エンジンＥの廃熱を利用した温水ヒータ（ヒータコア）２１が採用されている。
冷媒圧縮機１は、低温低圧のガス冷媒を圧縮して高温高圧のガス冷媒（ホットガス）を送出するもので、エンジンＥの出力軸とベルト１１及び電磁クラッチ１２を介して連結されている。冷媒圧縮機１の吐出側は、冷媒配管８により四方弁５の第１ポート５ａと接続されている。四方弁５の第２ポート５ｂ及び第３ポート５ｃは、冷媒配管８によりそれぞれコンデンサ２の冷媒入口２ａ及び冷媒出口２ｂと接続されている。このコンデンサ２は、冷媒圧縮機１より供給される高温高圧のガス冷媒を空気との熱交換により凝縮させ、高温高圧の液冷媒として送出する機能を有している。なお、図中の符号９はコンデンサファンを示している。

また、四方弁５の第４ポート５ｄは、冷媒配管８によりエバポレータ３の冷媒入口３ａと接続されている。このエバポレータ３は、通常の冷房運転時においてコンデンサ２、絞り機構として設けた第１膨張弁６及び第２膨張弁７を通過した低温低圧の液冷媒の供給を受け、この液冷媒を空調空気との熱交換により気化させ、低温低圧のガス冷媒として送出する機能を有している。この結果、エバポレータ３を通過する空調空気は気化熱を奪われて冷却されるため、空調空気の冷房・除湿効果がえられる。なお、エバポレータ３の冷媒出口３ｂは、冷媒配管８により冷媒圧縮機１の吸入側に接続され、同冷媒配管８の途中にはアキュムレータ４を設置して冷媒量の調整及び気液の分離を行っている。
このように構成された車両用空調装置１０は、四方弁５を切換操作することにより、通常の冷房運転モード（破線表示）と補助暖房運転モード（実線表示）との切り換えが可能である。冷房運転モードでは、四方弁５を通過する冷媒の流路は、破線で表示したように、第１ポート５ａと第２ポート５ｂとの間及び第３ポート５ｃと第４ポート５ｄとの間がそれぞれ接続されているため、冷媒圧縮機１から送出された高温高圧のガス冷媒はコンデンサ２へ導かれる。これに対して、補助暖房運転モードでは、四方弁５を通過する冷媒の流路は、実線で表示したように、第１ポート５ａと第４ポート５ｄとの間及び第２ポート５ｂ及び第３ポート５ｃとの間がそれぞれ接続された状態へと変化する。このため、冷媒圧縮機１から送出された高温高圧のガス冷媒は、コンデンサ２を通過することなくエバポレータ３へ向けて導かれる。エバポレータ３へ導入された高温高圧のガス冷媒（ホットガス）は、空調空気と熱交換して加熱するので、この場合のエバポレータ３は補助暖房装置として機能する。

コンデンサ２の冷媒出口２ｂと四方弁５の第３ポート５ｃとの間を接続する冷媒配管８には、第１の絞り機構として第１膨張弁６が設けられ、さらに、四方弁５の第４ポート５ｄとエバポレータ３の冷媒入口３ａとの間を接続する冷媒配管８には、第２の絞り機構として第２膨張弁７が設けられている。第１膨張弁６には可変絞りもしくは固定絞りが使用されており、第２膨張弁７には固定絞りが使用されている。一方の第１膨張弁６は、冷房運転モードにおいてコンデンサ２より送出された高温高圧の液冷媒が通過するものである。従って、この第１膨張弁６には、高温高圧の液冷媒を減圧膨張させ、低温低圧の液冷媒（霧状）として送出するよう設定された絞り開度のものが使用される。なお、冷房運転モードにおける第１膨張弁６は、後述する第２膨張弁７と直列に配置された状態にあるため、両者が協働して所望の機能を発揮するように設定すればよい。また、第２膨張弁７は、主として補助暖房運転モードにおいて冷媒圧縮機１より送出された高温高圧のガス冷媒（ホットガス）を減圧する目的で設けられたものである。従って、この第２膨張弁７には、ホットガスを所定の圧力まで減圧するよう設定された絞り開度のものが用いられる。すなわち、通常の冷房運転では低温低圧の液冷媒が供給されるため、高い耐圧設計がなされていないエバポレータ３に作用する冷媒圧力を制限して保護する機能を有している。

ＨＶＡＣユニット２０は、車室内へ向かって空気が流れる空気流路を構成し、電動式の空調用送風機２２によりＨＶＡＣユニット２０内を、後に説明するように、車室内空気または外気が送風されるようにしている。エバポレータ３は、ＨＶＡＣユニット２０内において、空調空気の流れ方向上流側に温水ヒータ２１と直列に配置されている。温水ヒータ２１は、エンジンＥのエンジン冷却水系と温水配管２３をもって接続され、該温水配管２３の適所には開閉弁２４が設けられている。この開閉弁２４は、暖房運転等加熱を必要とする場合に開とされ、エンジンＥを冷却することで高温となったエンジン冷却水を分流させて温水ヒータ２１に導入するようになっている。こうして温水ヒータ２１に導かれたエンジン冷却水は、温水ヒータ２１を通過する空調空気と熱交換して加熱した後、再度エンジン冷却水系に戻される。

ＨＶＡＣユニット２０の最も空気上流側には、車室外空気（以下外気と呼ぶ）を吸い込むための外気吸込口３０、車室内空気（以下内気と呼ぶ）を吸い込むための内気吸込口３２、および内外気切替ドア３４が設けられている。内外気切替ドア３４は、図示しないリンク機構を介してサーボモータ等のアクチュエータにより駆動されて、少なくとも外気吸込口３０から外気を吸い込む外気導入（ＦＲＳ）モードと内気吸込口３２から内気を吸い込む内気循環（ＲＥＣ）モードとを切り替える内外気切替手段を構成する。
一方、ＨＶＡＣユニット２０の最も空気下流側には、車両フロント窓ガラスの内面に向けて空調風（主に温風）を吹き出すためのデフロスタ（ＤＥＦ）吹出口３６、車両乗員の頭胸部（身体）に向けて空調風（主に冷風）を吹き出すためのフェイス（ＦＡＣＥ）吹出口３８、車両乗員の足元部（身体）に向けて空調風（主に温風）を吹き出すためのフット（ＦＯＯＴ）吹出口４０、およびこれらの各吹出口を選択的に開閉する複数個のモード切替ドア４２、４４、４６が回動可能に設けられている。

モード切替ドア４２、４４、４６の各々は、図示しないリンク機構を介してサーボモータ等のアクチュエータにより駆動される吹出口切替手段を構成する。モード切替ドア４２、４４、４６により、ＦＡＣＥ吹出口３８のみを開放するフェイス（ＦＡＣＥ）モードと、ＦＡＣＥ吹出口３８とＦＯＯＴ吹出口４０の両方を開放するバイレベル（Ｂ／Ｌ）モードと、ＦＯＯＴ吹出口４０のみを開放するフット（ＦＯＯＴ）モードと、ＦＯＯＴ吹出口４０とＤＥＦ吹出口３６を両方とも開放するフットデフ（Ｆ／Ｄ）モードと、ＤＥＦ吹出口３６のみを開放するデフロスタ（ＤＥＦ）モードとを切り替えることができる。
空調用電子制御装置（以下ＥＣＵという）５０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従って入力信号に対する演算処理を行って、第１、第２膨張弁６、７の開閉およびその他の電気機器（９、２２、２４等）の作動を制御する。

ＥＣＵ５０には、車両エンジンＥの水温センサ５２ａ、外気温センサ５２ｂ、蒸発器３の温度検出手段をなす蒸発器吹出温度センサ５２ｃ、圧縮機吐出圧力の圧力センサ５２ｄ等のセンサ群から検出信号が入力される。
また、車室内計器盤付近に設置される空調操作パネル５４の操作スイッチ群５６からの操作信号が入力される。この操作スイッチ群５６としては、冷凍サイクルの圧縮機１の起動または停止を指令するエアコンスイッチ５６ａ、ホットガスヒータサイクルによる暖房モードを設定する暖房スイッチ５６ｂ等が備えられている。エアコンスイッチ５６ａは冷房モードを設定する冷房スイッチの役割を果たす。
このような構成の車両用空気調和装置によれば、ホットガスをコンデンサ２に導く通常の冷房運転モードと、ホットガスをエバポレータに導いて補助暖房用の加熱装置として利用する補助暖房モードとの運転切換が四方弁５の操作のみで実施できる。また、このような構成ではホットガスバイパス管が不要となるので、車両用空調装置１０の構成がシンプルなものとなる。しかも、ホットガスバイパス管が不要となったことで、該ホットガスバイパス管との流路切換に必要な開閉弁、そしてコンデンサ２の冷媒出口２ｂへの冷媒逆流を防止する逆止弁も不要となり、シンプルな回路構成に加えて部品点数の削減も可能になる。

次に、図２を参照しながら、冷房モードとホットガス暖房モードとの間のモード制御について説明する。図２に示すように、イグニッションスイッチが投入（ＩＧ・ＯＮ）されてエンジンＥが始動されると共に、エアコンＥＣＵ５０に直流電源が供給されて、図２のルーチンが起動される（ステップＳ１）。先ず、フラグＩ＝０等の初期設定を行う（ステップＳ２）。
次に、空調操作パネル５４上の各スイッチから各スイッチ信号を読み込む（ステップＳ３）。具体的には、エアコンスイッチ５６ａ、ホットガス暖房スイッチ５６ｂのＯＮ信号またはＯＦＦ信号等を読み込む。次に、冷却水温度センサ５２ａにて検出される冷却水温度（ＴＷ）等の各種センサ信号を読み込む（ステップＳ４）。
次に、冷凍サイクルが冷房モードであるか否かを判定する。すなわち、エアコンスイッチ５６ａにより冷房モードが設定されているか否かを判定する（冷房モード判定手段：ステップＳ５）。この判定結果がＹＥＳの場合、つまり冷凍サイクルが冷房モードである場合には、電磁クラッチ１２を通電（ＯＮ）して圧縮機１を起動し、第１膨張弁６及び第２膨張弁７を開弁するとともに、四方弁５の第１ポート５aと第２ポート５ｂ、第３ポート５ｃと第４ポート５ｄとをそれぞれ接続し、点線で示すように、通常の冷房用冷凍サイクルにより冷房モードを実行（ＯＮ）する（冷房モード制御手段：ステップＳ６）。次に、冷房運転フラグを立てる（Ｉ＝１）（ステップＳ７）。その後に、ステップＳ３の制御処理に戻る。

また、ステップＳ５の判定結果がＮＯの場合、つまり、冷凍サイクルが冷房モード状態に設定されていないときは、次に、ホットガス暖房モードに設定されているか否かを判定する（ステップＳ８）。具体的には、ホットガススイッチ５６ｂが投入（ＯＮ）されているか否かを判定する。この判定結果がＮＯの場合には、ホットガスヒータサイクルＨによる暖房運転を停止（ＯＦＦ）する。すなわち、電磁クラッチ１２への通電を停止（ＯＦＦ）して圧縮機１を自動停止させ、第１膨張弁６および第２膨張弁７を閉弁する（暖房モード制御手段：ステップＳ９）。その後に、ステップＳ３の制御処理に戻る。
一方、ホットガススイッチ５６ｂが投入（ＯＮ）されている場合は、ホットガスヒータサイクルをＯＮにする（ステップＳ１２）。このとき、電磁クラッチ１２への通電を停止（オフ）することにより圧縮機１を自動停止させる。次いで、ステップＳ１３において、空調用送風機２２を作動するとともに、モード切替ドア４６により吹き出しモードをフット吹き出しモードに、内外気切替ドア３４により吸い込みモードを外気吸い込みモードにそれぞれ設定し、ステップＳ１４において、所定時間Ｔ０、Ｔ１及びＴ２それぞれのカウントを開始する。以下の実施形態では、Ｔ０＜Ｔ１＜Ｔ２とする。ステップＳ１５において、所定時間Ｔ０が経過した場合には、四方弁の第１ポート５aと第４ポート５ｄ、第２ポート５ｂと第３ポート５ｃとをそれぞれ接続し、電磁クラッチ１２への通電を開始（オン）することにより圧縮機１を起動させる（ステップ１６）。これにより、実線で示すように、コンデンサ２をバイパスして、圧縮機１からの吐出冷媒がエバポレータ３に導入され、ホットガス暖房モードが開始する。この場合、吐出冷媒により加熱された送風空気は、フット吹き出しモードによりフット吹き出し口４０から車室内へ流出するとともに、この間に、エバポレータ３に付着した凝縮水を除去することが可能であり、車窓の曇りを防止することができる。次いで、ステップＳ１７において、所定時間Ｔ１が経過した場合には、フット吹き出しモードを解除して、例えばデフロスタ吹き出しモードに設定する。この場合、エバポレータ３に付着した凝縮水は、すでに蒸発しているので、吐出冷媒により加熱された送風空気が車窓に向けられても、車窓の曇りが発生するのを防止することができる。次いで、ステップＳ１９において、所定時間Ｔ２が経過した場合には、外気取り出しモードを解除して、例えば内気循環モードに設定する。この場合、例えば、設定時間Ｔ０がエバポレータ３に付着した凝縮水の除去に不十分等のために、万一エバポレータ３に付着していた凝縮水が蒸発したとしても、外気導入により車室内に流入する湿度を低減することが可能となり、それにより窓曇りの発生を抑制することが可能となる。その後に、ステップＳ３の制御処理に戻る。

設定時間Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２について、Ｔ０は、エバポレータ３に付着した凝縮水を送風機による送風空気により除去するのに十分な時間であり、外気温度、外気湿度、送風空気の風量等に応じて、適宜設定すればよく、通常数分のオーダである。一方、Ｔ１、Ｔ２は、万一設定時間Ｔ０が不十分な場合に備えて、車窓の曇りを多重的に防止する観点から、Ｔ０より長ければよく、Ｔ２＜Ｔ１でもよい。
次に、以上の構成を有する車両用空調装置の作用を、冷房モード、ホットガス暖房モード、及び冷房モードからホットガス暖房モードへのモード切替に分けて以下に説明する。

まず、冷房モードの際、冷凍サイクルの運転モードが冷房モードである時には、電磁クラッチ１２がＯＮされ、第１膨張弁６及び第２膨張弁７を開弁する。その結果、圧縮機１０より吐出された高温、高圧のガス冷媒は、通常の冷房用冷凍サイクルを還流してエバポレータ３内に流入する。これにより、エバポレータ３が冷房用の冷却器として作動する。このため、ＨＶＡＣユニット２０内に吸い込まれた空気が、エバポレータ３で低温、低圧の冷媒と熱交換して冷却されて冷風となり、車室内に吹き出される。これにより、車室内が冷房される。
次に、暖房モードの際、冷凍サイクルの運転モードがホットガス暖房モードである時には、ホットガススイッチ５６ｂがＯＮされ、冷却水温度（ＴＷ）が所定温度（例えば８０℃）以下で温水式ヒータ２１の暖房能力が不足している場合に、電磁クラッチ１２がＯＮされ、第１膨張弁６が閉弁し、第２膨張弁７が開弁する。その結果、圧縮機１より吐出された高温、高圧のガス冷媒は、ホットガスヒータサイクルＨを還流してエバポレータ３内に流入する。これにより、エバポレータ３が放熱器として作動する。また、エンジンＥの排熱を吸収した冷却水は、冷却水循環回路７９を還流して温水式ヒータ２１内に流入する。このため、ＨＶＡＣユニット２０内に吸い込まれた空気が、エバポレータ３で高温のガス冷媒と熱交換して加熱され、更に温水式ヒータ２１で高温の冷却水と熱交換して更に加熱されて温風となり、車室内に吹き出される。これにより、車室内が暖房される。
ここで、例えば０℃以下の低外気温時であっても、車室内を除湿する目的でエバポレータ３を冷却器として作動させる冷房モードを一度行ってから、エバポレータ３を放熱器として作動させるヒータモードへ切り替える場合、すなわち、冷凍サイクルを、通常の冷房用冷凍サイクルからホットガスヒータサイクルに切り替える場合が考えられる。
このような場合に、冷却器としての作動時にエバポレータ３の表面に付着した水分が急激に再蒸発し、大量に水分を含んだ空気が車室内に吹き出されることにより、フロント（サイド）窓ガラスの内面を曇らせる恐れがある。

そこで、本実施形態では、このような冷房モードからホットガス暖房モードへのモード切替の際、送風機２２からの送風空気を加熱することによりエバポレータ３に付着した凝縮水が急激に蒸発するのを防止するために、圧縮機１の起動を所定時間Ｔ０に亘り遅延させる一方、所定時間Ｔ１に亘り、送風空気の吹き出しモードをフット吹き出しモードにするとともに、所定時間Ｔ２に亘り、送風空気の吸い込みモードを外気吸い込みモードに設定することにより、送風機２２からの送風空気により凝縮水を緩やかに自然蒸発させてエバポレータ３から除去するとともに、外気の吸い込みにより車室内への流入湿度を低減する一方、送風空気が車窓に向けられないようにすることにより、凝縮水の急激な蒸発による水分を含んだ空気が大量に車室内に吹き出されることを防止することができ、フロント（サイド）窓ガラスの内面の防曇性能を高めることができる。

以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲内で当業者なら種々の修正、或いは変更が可能である。例えば、本実施形態において、冷房モードとホットガス暖房モードとの間の切替手段を４方弁として説明したが、それに限定されることなく、例えば、流路切替弁を備えたホットガスバイパス管を設けてもよい。
また、本実施形態において、車両エンジンからの温水を熱源として送風空気を加熱する暖房用ヒータに加えて、圧縮機吐出冷媒ホットガスを利用したホットガス暖房モードとして説明したが、それに限定されることなく、例えば圧縮機吐出冷媒ホットガスのみを利用してホットガス暖房モードを行ってもよい。
以上説明したように、本発明に係る車両用空調装置によれば、車両エンジンへの悪影響を回避しつつ、冷房モードからホットガス暖房モードへのモード切替の際、車両用窓の曇りを簡便且つ確実に防止することが可能となる。

本発明の実施形態に係る車両用空調装置の全体構成を示すシステム構成図。 本発明の実施形態に係る車両用空調装置のモード制御を示すフローチャート図。

符号の説明

Ｅ エンジン
１ 圧縮機
２ コンデンサ
３ エバポレータ
５ 切替弁
６ 第１膨張弁
７ 第２膨張弁
８ 冷媒流路
１０ 車両用空調装置
２０ HVACユニット
３０ 外気吸込口
３２ 内気吸込口
３４ 内外気切替手段
３６ DEF吹き出し口
３８ FACE吹き出し口
４０ FOOT吹き出し口
４２ 吹込みモード設定手段
５０ エアコンECU

Claims (5)

1. ガス冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮されたガス冷媒を液冷媒に凝縮させる凝縮器と、減圧膨張された液冷媒を気化させる蒸発器とを有し、前記圧縮機、前記凝縮器、及び前記蒸発器それぞれの間を冷媒流路で接続することにより冷凍サイクルを形成する車両用空調装置であって、前記凝縮器により凝縮された減圧液冷媒を前記蒸発器で蒸発させる冷房モードと、前記凝縮器をバイパスして前記圧縮機から吐出されたホットガス冷媒を前記蒸発器に導入することにより放熱させるホットガス暖房モードとに切り替え可能な切替手段を有する車両用空調装置において、
   前記切替手段によって前記冷房モードから前記ホットガス暖房モードへモード切替を行う際、前記蒸発器に向かって空気を送風することにより前記蒸発器に付着した凝縮水を除去するのに十分な所定時間に亘って、前記蒸発器への前記ホットガス冷媒の導入を遅延させるホットガス冷媒導入遅延手段を有する、
   ことを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記ホットガス冷媒導入遅延手段は、前記ホットガス暖房モードへのモード切替信号に基づいて、前記圧縮機の動作を遅延動作させる、請求項１に記載の車両用空調装置。
3. ガス冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮されたガス冷媒を液冷媒に凝縮させる凝縮器と、減圧膨張された液冷媒を気化させる蒸発器とを有し、前記圧縮機、前記凝縮器、及び前記蒸発器それぞれの間を冷媒流路で接続することにより冷凍サイクルを形成する車両用空調装置であって、前記凝縮器により凝縮された減圧液冷媒を前記蒸発器で蒸発させる冷房モードと、前記凝縮器をバイパスして前記圧縮機から吐出されたホットガス冷媒を前記蒸発器に導入することにより放熱させるホットガス暖房モードとに切り替え可能な切替手段を有する車両用空調装置において、
   前記切替手段によって前記冷房モードから前記ホットガス暖房モードへのモード切替を行う際、前記ホットガス暖房モードへの前記モード切替信号に基づいて、所定時間に亘って空調風の吹き出しモードをフット吹き出しモード及び／又はフェイス吹き出しモードに設定する吹き出しモード設定手段を有する、ことを特徴とする車両用空調装置。
4. ガス冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮されたガス冷媒を液冷媒に凝縮させる凝縮器と、減圧膨張された液冷媒を気化させる蒸発器とを有し、前記圧縮機、前記凝縮器、及び前記蒸発器それぞれの間を冷媒流路で接続することにより冷凍サイクルを形成する車両用空調装置であって、前記凝縮器により凝縮された減圧液冷媒を前記蒸発器で蒸発させる冷房モードと、前記凝縮器をバイパスして前記圧縮機から吐出されたホットガス冷媒を前記蒸発器に導入することにより放熱させるホットガス暖房モードとに切り替え可能な切替手段を有する車両用空調装置において、
   前記切替手段によって前記冷房モードから前記ホットガス暖房モードへのモード切替を行う際、前記ホットガス暖房モードへの前記モード切替信号に基づいて、空気吸い込みモードを所定時間に亘って、外気導入モードに設定する吸い込みモード設定手段を有することを特徴とする車両用空調装置。
5. ガス冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮されたガス冷媒を液冷媒に凝縮させる凝縮器と、減圧膨張された液冷媒を気化させる蒸発器とを有し、前記圧縮機、前記凝縮器、及び前記蒸発器それぞれの間を冷媒流路で接続することにより冷凍サイクルを形成する車両用空調装置であって、前記凝縮器により凝縮された減圧液冷媒を前記蒸発器で蒸発させる冷房モードと、前記凝縮器をバイパスして前記圧縮機から吐出されたホットガス冷媒を前記蒸発器に導入することにより放熱させるホットガス暖房モードとに切り替え可能な切替手段を有する車両用空調装置において、
   前記切替手段によって前記冷房モードから前記ホットガス暖房モードへモード切替を行う際、第１所定時間に亘って、前記蒸発器への前記ホットガス冷媒の導入を遅延させるホットガス冷媒導入遅延手段と、
   前記切替手段によって前記冷房モードから前記ホットガス暖房モードへのモード切替を行う際、前記ホットガス暖房モードへの前記モード切替信号に基づいて、第２所定時間に亘って空調風の吹き出しモードをフット吹き出しモード及び／又はフェイス吹き出しモードに設定する吹き出しモード設定手段と、
   前記切替手段によって前記冷房モードから前記ホットガス暖房モードへのモード切替を行う際、前記ホットガス暖房モードへの前記モード切替信号に基づいて、空気吸い込みモードを第３所定時間に亘って、外気導入モードに設定する吸い込みモード設定手段とを有し、
   前記第２所定時間又は第３所定時間を前記第１所定時間より長く設定する、
   ことを特徴とする車両用空調装置。

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