JP2006069332A

JP2006069332A - 車両用空調装置及び車両用空調装置の運転モード切替方法

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Publication number: JP2006069332A
Application number: JP2004254440A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Iguchi; 正博井口; Kojiro Nakamura; 康次郎中村
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2004-09-01
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2006-03-16

Abstract

【課題】運転モードの切り替え時におけるサイクルバランスの変化を緩和して応答の遅れを防止することのできる車両用空調装置を提供する。
【解決手段】冷媒の流路を切り替える切替弁１１、１２と冷媒を減圧する膨張弁５、８とを備え、切替弁１１、１２と膨張弁５、８とを開閉することによって複数の冷暖房の運転モードを行う車両用空調装置であって、制御部１４は、運転モードの切り替え要求があると、圧縮機１の回転数を検出してこの回転数が規定値になるように圧縮機１を制御し、回転数が規定値になると膨張弁５、８の開度を検出して規定値になるように膨張弁５、８を開閉し、この膨張弁５、８の開度が規定値になったときには切替弁１１、１２を開閉し、すべての弁の開閉が完了してから通常運転の制御を行うことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用空調装置に関し、特に運転モードの切り替え時におけるサイクルバランスの変化を緩和して応答の遅れを防止する車両用空調装置及びその運転モード切替方法に関する。

従来から自動車などの車両用空調装置では、圧縮機で冷媒を圧縮して高温高圧にし、その冷媒を膨張弁などで圧力を下げたり、熱交換器で外気などと熱交換することによって、冷暖房を行ってきた。

このような車両用空調装置では、冷房から暖房、あるいは暖房から冷房へと運転モードを切り替えるときに、電磁弁や三方弁が開閉して流路が変更され、運転モードが切り替わるようになっていた。

このような従来の車両用空調装置の従来例として特開２００２−９８４３０号公報が開示されている（特許文献１）。
特開２００２−９８４３０号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示された従来例では、運転モードを切り替えるときには、図１１に示すように運転モードの切り替え要求に応じて、圧縮機を停止させる処理と第１及び第２膨張弁の開度をａ％にする処理、三方弁を切り替える処理、電磁弁を切り替える処理がすべて同時に行われるような制御だったために、切り替え時にはサイクルバランスが大きく変化して応答の遅れが発生し、運転モードの切り替わるタイミングがずれてしまうという課題があった。

また、運転モードを切り替える前後で差圧が大きくなり、弁の切替音が大きくなって車両の乗員に不快感を与えてしまうという課題もあった。

さらに、一時的ではあっても圧縮機を停止させるので、車室内へ送風される空調風の温度が上昇したり、低下したりして乗員に不快感を与えてしまうという課題もあった。

本発明の目的は、運転モードの切り換え時に、圧縮機や膨張弁、三方弁などの切り換えを順次行っていくことによって、切替時のサイクルバランスの変化を緩和して応答の遅れを無くし、弁を切り替えるときの切替音を低減することができ、これによって乗員への不快感を低減することのできる車両用空調装置及びその運転モード切替方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために、請求項１に記載の車両用空調装置では、冷媒の流路を切り替える切替弁と冷媒を減圧する膨張弁とを備え、切替弁と膨張弁とを開閉することによって複数の冷暖房の運転モードを行う車両用空調装置であって、運転モードの切り替え要求があると、冷媒を圧縮する圧縮機の回転数を検出して回転数が規定値に達するように圧縮機を制御し、圧縮機の回転数が規定値に達したときには、膨張弁の開度を検出して開度が規定値に達するように膨張弁を開閉し、膨張弁の開度が規定値に達したときには、必要に応じて切替弁を開閉し、すべての膨張弁及び切替弁の開閉が完了したときには通常運転の制御を行う制御部を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の車両用空調装置の運転モード切替方法では、冷媒の流路を切り替える切替弁と冷媒を減圧する膨張弁とを備え、切替弁と膨張弁とを開閉することによって複数の冷暖房の運転モードを行う車両用空調装置の運転モード切替方法であって、運転モードの切り替え要求があると、冷媒を圧縮する圧縮機の回転数を検出して回転数が規定値に達するように圧縮機を制御する圧縮機制御ステップと、圧縮機の回転数が規定値に達したときには、膨張弁の開度を検出して開度が規定値に達するように膨張弁を開閉する膨張弁開閉ステップと、膨張弁の開度が規定値に達したときには、必要に応じて切替弁を開閉する切替弁開閉ステップと、すべての膨張弁及び切替弁の開閉が完了したときには通常運転の制御を行う通常運転ステップとを含むことを特徴とする。

請求項１の車両用空調装置によれば、運転モードの切り換え要求があると、制御部は、まず圧縮機の回転数を規定値になるように制御し、次に膨張弁の開度を規定値に達するように開閉し、その後に切替弁を開閉してすべての弁の開閉が完了してから通常運転の制御をするので、切替時のサイクルバランスの変化を緩和して応答の遅れを無くし、弁を切り替えるときの切替音を低減することができ、これによって乗員への不快感を低減することができる。

さらに、圧縮機を停止させないので、車室内へ送風される空調風の温度が上昇したり、低下したりして乗員に不快感を与えることを無くすこともできる。

請求項２の車両用空調装置の運転モード切替方法によれば、運転モードの切り換え要求があると、圧縮機制御ステップで圧縮機の回転数を制御し、次に膨張弁開閉ステップで膨張弁の開度を規定値に達するように開閉し、その後に切替弁開閉ステップで切替弁を開閉して、すべての弁の開閉が完了してから通常運転の制御をするので、切替時のサイクルバランスの変化を緩和して応答の遅れを無くし、弁を切り替えるときの切替音を低減することができ、これによって乗員への不快感を低減することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態となる実施例を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施例に係る車両用空調装置の構成を示す系統図である。本実施例の車両用空調装置は、冷媒として炭酸ガスを用いており、冷媒を圧縮する圧縮機１と、この圧縮機１で圧縮、昇温された冷媒と車室内に供給される空気との間で熱交換させるサブ熱交換器２と、冷媒と外気との間で熱交換させる室外熱交換器３と、冷媒と車室内へ送風される空調風との間で熱交換する室内熱交換器４と、この室内熱交換器４へ送られる冷媒を減圧する第１膨張弁５と、冷媒を気液分離するアキュームレータ６と、アキュームレータ６から送られてきた気相状態の冷媒とサブ熱交換器２又は室外熱交換器３を通った高圧冷媒とを熱交換する内部熱交換器７と、この内部熱交換器７で熱交換された冷媒を減圧して室外熱交換器３に出力する第２膨張弁８と、室外熱交換器３への逆流を防止する逆止弁９、１０と、室外熱交換器３から吐出された冷媒と室外熱交換器３へ流入する冷媒の流れを切り替える三方弁１１と、サブ熱交換器２からの冷媒の流れをコントロールする電磁弁１２と、図示していないブロアファンからの空調風の流れをコントロールするエアミックスドア１３と、車両用空調装置による運転モードの切替処理を制御する制御部１４とから構成されている。

ここで、圧縮機１は、図示しないモータ又は車両駆動装置からの駆動力を得て気相状態の炭酸ガスを圧縮し、高温高圧の冷媒として吐出している。

サブ熱交換器２は、空調ダクト内に配置され、圧縮機１から供給された高温高圧の冷媒によりブロアファンから吹き出された空調風を加温する。

室外熱交換器３は、暖房時には第２膨張弁８から出力された低圧の冷媒と外気とを熱交換させて吸熱し、冷房時にはサブ熱交換器２から出力された高温高圧の冷媒と外気とを熱交換させて放熱している。

室内熱交換器４は、空調ダクト内に配置され、第１膨張弁５で減圧（膨張）された低温低圧の冷媒によりブロアファンから吹き出された空調風と熱交換するための熱交換器であり、またエバポレータとしても機能している。

第１膨張弁５は、内部熱交換器７から出力された高圧の冷媒を減圧（膨張）させて室内熱交換器４へと出力する。

アキュームレータ６は、室外熱交換器３から排出された冷媒を気液分離する。このうち気相状態の冷媒のみを内部熱交換器７へ送り出し、液相状態の冷媒を一時的に貯留する。

内部熱交換器７は、アキュームレータ６から出力された気相状態の冷媒とサブ熱交換器２又は室外熱交換器３を通った高圧冷媒とを熱交換して圧縮機１に送り出している。

第２膨張弁８は、サブ熱交換器２から内部熱交換器７を経て送られてきた高圧の冷媒を減圧（膨張）させて室外熱交換器３へ出力している。

逆止弁９は、内部熱交換器７から室外熱交換器３へと冷媒が流れることを防止している。

逆止弁１０は、室内熱交換器４やアキュームレータ６から三方弁１１へ冷媒が流れることを防止している。

三方弁１１は、暖房モードのときには室外熱交換器３からアキュームレータ６へ冷媒を流し、冷房モードのときにはサブ熱交換器２から室外熱交換器３へ冷媒を流すように弁を切り替えている。

電磁弁１２は、制御部１４によって開閉が制御され、サブ熱交換器２で出力された冷媒を内部熱交換器７へと導くように流路を切り替えている。

エアミックスドア１３は、サブ熱交換器２の前面に配置され、制御部１４によって開度（混合比）が自在に制御されている。そして、ブロアファンからの空調風をサブ熱交換器２で加温するときには、そのときの必要加温度に応じて下方に所定量回動し（混合比０〜１００％）、空調風を加温しないときは上方に回動する（混合比０％）ように制御される。

制御部１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むマイクロコンピュータで構成され、図示していない各種センサやタイマーなどから各種データを定期的又は必要に応じて取り込むとともに、ＲＯＭに格納された各種プログラムと各種データに基づいて演算処理を実行して三方弁１１、電磁弁１２の切り替えやブロアファンの風量、エアミックスドア１３の開度などを制御するとともに、本実施例の運転モードの切替処理を実行する。

次に、本実施例の車両用空調装置による運転モードの切替方法を図面に基づいて説明する。

本実施例の車両用空調装置では、運転モードとして冷房モード、暖房モード、除湿暖房モード及びディアイスモードを備えている。このうち、ディアイスモードについて説明すると、暖房モード時に室外に設置された室外熱交換器３の熱交換により、空気中の水分が凝縮して付着する。そして、この凝縮水が外気の条件によっては凍結を起こし、室外熱交換器３の熱交換性能を低下させてしまう場合がある。そこで、この凍結を解凍し、元通りの室外熱交換器３の性能を発揮させるために設けられた運転モードがディアイスモードである。ただし、冷媒の流れは冷房モードと同一なので詳しい説明は省略する。

［１］暖房モード→冷房（ディアイス）モード
まず、暖房モードから冷房（ディアイス）モードへ切り替える場合の処理を図２〜図４に基づいて説明する。図２は暖房モード時における冷媒の流れを示す系統図、図３は暖房モードから冷房（ディアイス）モードへ切り替えるときに行われる処理を説明するためのフローチャート、図４は冷房モード時における冷媒の流れを示す系統図である。

最初に、図２に基づいて暖房モード時の冷媒の流れを説明する。冷媒はまず圧縮機１により高温高圧にされ、サブ熱交換器２に送られる。ここで、ブロアファンから送られてくる空調風と熱交換して空調風を加温し、暖かくなった空調風は車室内へと送られる。このとき、エアミックスドア１３は加温する温度に応じて所定量回動するように制御される。

そして、サブ熱交換器２で熱交換した冷媒は電磁弁１２を通過して内部熱交換器７に送られ、そこで熱交換をして温度を下げ、さらに第２膨張弁８で減圧されて冷媒は低温低圧となる。低温低圧となった冷媒は室外熱交換器３に送られ、そこで外気と熱交換して吸熱し、その後、三方弁１１、逆止弁１０を通過してアキュームレータ６に導かれ、アキュームレータ６では冷媒を気液分離し、気相状態の冷媒が内部熱交換器７に送られ、液相状態の冷媒は一時的にアキュームレータ６に貯留される。

そして、内部熱交換器７で熱交換して温められた冷媒は、再び圧縮機１で高温高圧にされてサブ熱交換器２へと循環していく。

次に、上述した暖房モードの運転中に冷房（ディアイス）モードへの切り替えが行われるときの処理について図３のフローチャートに基づいて説明する。

まず、制御部１４はモード切替要求があるか否かを監視し（ステップＳ３０１）、モード切替要求がないときには通常制御を行い、モード切替要求があったときには圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］以下であるか否かをチェックする（ステップＳ３０２）。ここで、Ｔ［Ｈｚ］は圧縮機１の切替可能な回転数であり、圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］以下のときにモード切替可能を意味している。制御部１４からの要求性能が小さい場合、概ね圧縮機１の回転数はＴ［Ｈｚ］以下となる。

そして、圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］以下でないときには圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］になるように制御し（ステップＳ３０３）、圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］以下になっているときには、次に第１膨張弁５の開度がａ％となるように制御する（ステップＳ３０４）。そして、第１膨張弁５の開度がａ％になっているか否かをチェックし（ステップＳ３０５）、開度がａ％になっていないときにはステップＳ３０４に戻って第１膨張弁５の開度がａ％になるように制御し、開度がａ％になっているときには、次に第２膨張弁８の開度がｂ％になるように制御する（ステップＳ３０６）。そして、第２膨張弁８の開度がｂ％になっているか否かをチェックし（ステップＳ３０７）、開度がｂ％になっていないときにはステップＳ３０６に戻って第２膨張弁８の開度がｂ％になるように制御し、開度がｂ％になっているときには、次に三方弁１１を切り替える（ステップＳ３０８）。

この暖房モードから冷房モードへの切替時において、サイクルの圧力を制御している膨張弁は第２膨張弁８であるため、この第２膨張弁８を先に動かしてしまうと、サイクルバランスが急激に変化して大きな性能変化が発生してしまう。そこで、サイクルバランスに影響の少ない第１膨張弁５を先に動かすことにより、急激且つ大きなサイクルバランスの変化を抑制している。

さらに、電磁弁１２を切り替えて（ステップＳ３０９）、その次に第２膨張弁８の開度がｃ％になるように制御する（ステップＳ３１０）。そして、第２膨張弁８の開度がｃ％になっているか否かをチェックし（ステップＳ３１１）、開度がｃ％になっていないときにはステップＳ３１０に戻って第２膨張弁８の開度がｃ％になるように制御し、開度がｃ％になっているときには、運転モードの切り替え処理を終了して通常運転の制御を行うようにする（ステップＳ３１２）。ここで、開度ｂ％はサイクルの圧力差を低減するための開度、開度ｃ％は圧力差を発生させるための開度であり、開度ｂ％≧ｃ％となる。

こうして冷房モードへの切り替え処理が終了すると、冷媒の流れは図４に示す系統図のようになる。ここで、図４に基づいて冷房モード時の冷媒の流れを説明する。冷媒はまず圧縮機１により高温高圧にされ、サブ熱交換器２に送られて熱交換を行う。このとき、エアミックスドア１３は上方へ回動している。

そして、サブ熱交換器２で熱交換した冷媒は三方弁１１を通過して室外熱交換器３に送られ、ここで外気と熱交換して放熱し、温度を下げる。そして、温度の下がった冷媒は逆止弁９を通って内部熱交換器７に送られ、ここでも熱交換をして温度を下げ、さらに第１膨張弁５で減圧されて冷媒は低温低圧となる。低温低圧となった冷媒は室内熱交換器４に送られ、ここでブロアファンによって送風される空調風と熱交換して空調風の温度を下げ、温度の下がった空調風は車室内へと送風される。

室内熱交換器４で熱交換した冷媒はアキュームレータ６に導かれ、アキュームレータ６では冷媒が気液分離されて気相状態の冷媒が内部熱交換器７に送られ、液相状態の冷媒は一時的にアキュームレータ６に貯留される。

そして、内部熱交換器７で熱交換した冷媒は、再び圧縮機１で高温高圧にされてサブ熱交換器２へと循環していく。

［２］冷房（ディアイス）モード→暖房モード
次に、冷房（ディアイス）モードから暖房モードへ切り替える場合の処理を図５に基づいて説明する。図５は冷房（ディアイス）モードから暖房モードへ切り替えるときに行われる処理を説明するためのフローチャートである。

最初に冷媒の流れは図４で示した冷房（ディアイス）モードのときの系統図のように流れている。

そして、制御部１４はモード切替要求があるか否かを監視し（ステップＳ５０１）、モード切替要求がないときには通常制御を行い、モード切替要求があったときには圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］以下であるか否かをチェックする（ステップＳ５０２）。そして、圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］以下でないときには圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］になるように制御し（ステップＳ５０３）、圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］以下になっているときには、次に第２膨張弁８の開度がｄ％になるように制御する（ステップＳ５０４）。そして、第２膨張弁８の開度がｄ％になっているか否かをチェックし（ステップＳ５０５）、開度がｄ％になっていないときにはステップＳ５０４に戻って第２膨張弁８の開度がｄ％になるように制御し、開度がｄ％になっているときには、次に第１膨張弁５の開度がｅ％になるように制御する（ステップＳ５０６）。そして、第１膨張弁５の開度がｅ％になっているか否かをチェックし（ステップＳ５０７）、開度がｅ％になっていないときにはステップＳ５０６に戻って第１膨張弁５の開度がｅ％になるように制御し、開度がｅ％になっているときには、次に電磁弁１２を切り替える（ステップＳ５０８）。

この冷房モードから暖房モードへの切替時において、サイクルの圧力を制御している膨張弁は第１膨張弁５であるため、サイクルバランスに影響の少ない第２膨張弁８を先に動かすことにより、急激且つ大きなサイクルバランスの変化を抑制している。

さらに、三方弁１１を切り替えて（ステップＳ５０９）、その次に第１膨張弁５の開度がｆ％になるように制御する（ステップＳ５１０）。そして、第１膨張弁５の開度がｆ％になっているか否かをチェックし（ステップＳ５１１）、開度がｆ％になっていないときにはステップＳ５１０に戻って第１膨張弁５の開度がｆ％になるように制御し、開度がｆ％になっているときには、運転モードの切り替え処理を終了して通常運転の制御を行うようにする（ステップＳ５１２）。ここで、開度ｅ％はサイクルの圧力差を低減するための開度、開度ｆ％は圧力差を発生させるための開度であり、開度ｅ％≧ｆ％となる。

こうして暖房モードへの切り替え処理が終了すると、冷媒の流れは図２に示す系統図のようになる。

［３］冷房（ディアイス）モード→除湿暖房モード
次に、冷房（ディアイス）モードから除湿暖房モードへ切り替える場合の処理を図６、図７に基づいて説明する。図６は冷房（ディアイス）モードから除湿暖房モードへ切り替えるときに行われる処理を説明するためのフローチャート、図７は除湿暖房モード時における冷媒の流れを示す系統図である。

そして、制御部１４はモード切替要求があるか否かを監視し（ステップＳ６０１）、モード切替要求がないときには通常制御を行い、モード切替要求があったときには圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］以下であるか否かをチェックする（ステップＳ６０２）。そして、圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］以下でないときには圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］になるように制御し（ステップＳ６０３）、圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］以下になっているときには、次に第１膨張弁５の開度がｇ％になるように制御する（ステップＳ６０４）。そして、第１膨張弁５の開度がｇ％になっているか否かをチェックし（ステップＳ６０５）、開度がｇ％になっていないときにはステップＳ６０４に戻って第１膨張弁５の開度がｇ％になるように制御し、開度がｇ％になっているときには、次に電磁弁１２を切り替える（ステップＳ６０６）。

この冷房モードから除湿暖房モードへの切替時においては、第２膨張弁８は動かさず、第１膨張弁５の動作によりモード切替え行っている。

さらに、三方弁１１を切り替えて（ステップＳ６０７）、その次に第１膨張弁５の開度がｈ％になるように制御する（ステップＳ６０８）。そして、第１膨張弁５の開度がｈ％になっているか否かをチェックし（ステップＳ６０９）、開度がｈ％になっていないときにはステップＳ６０８に戻って第１膨張弁５の開度がｈ％になるように制御し、開度がｈ％になっているときには、運転モードの切り替え処理を終了して通常運転の制御を行うようにする（ステップＳ６１０）。ここで、開度ｇ％はサイクルの圧力差を低減するための開度、開度ｈ％は圧力差を発生させるための開度であり、開度ｇ％≧ｈ％となる。

こうして除湿暖房モードへの切り替え処理が終了すると、冷媒の流れは図７に示す系統図のようになる。ここで、図７に基づいて除湿暖房モード時の冷媒の流れを説明する。冷媒はまず圧縮機１により高温高圧にされ、サブ熱交換器２に送られて熱交換する。ここで、ブロアファンから送られてくる空調風と熱交換して空調風を加温し、暖かくなった空調風は車室内へと送られる。このとき、エアミックスドア１３は加温する温度に応じて所定量回動されている。

そして、サブ熱交換器２で熱交換した冷媒は電磁弁１２を通過して内部熱交換器７に送られ、ここで熱交換をして温度を下げ、さらに第１膨張弁５で減圧されて冷媒は低温低圧となる。低温低圧となった冷媒は室内熱交換器４に送られ、ここでブロアファンによって送風される空調風と熱交換して空調風を除湿し、除湿された空調風はサブ熱交換器２で加温されて車室内へと送風される。

［４］除湿暖房モード→冷房（ディアイス）モード
次に、除湿暖房モードから冷房（ディアイス）モードへ切り替える場合の処理を図８に基づいて説明する。図８は除湿暖房モードから冷房（ディアイス）モードへ切り替えるときに行われる処理を説明するためのフローチャートである。

最初に冷媒の流れは図７で示した除湿暖房モードのときの系統図のように流れている。

そして、制御部１４はモード切替要求があるか否かを監視し（ステップＳ８０１）、モード切替要求がないときには通常制御を行い、モード切替要求があったときには圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］以下であるか否かをチェックする（ステップＳ８０２）。そして、圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］以下でないときには圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］になるように制御し（ステップＳ８０３）、圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］以下になっているときには、次に第２膨張弁８の開度がｋ％になるように制御する（ステップＳ８０４）。そして、第２膨張弁８の開度がｋ％になっているか否かをチェックし（ステップＳ８０５）、開度がｋ％になっていないときにはステップＳ８０４に戻って第２膨張弁８の開度がｋ％になるように制御し、開度がｋ％になっているときには、次に第１膨張弁５の開度がｍ％になるように制御する（ステップＳ８０６）。そして、第１膨張弁５の開度がｍ％になっているか否かをチェックし（ステップＳ８０７）、開度がｍ％になっていないときにはステップＳ８０６に戻って第１膨張弁５の開度がｍ％になるように制御し、開度がｍ％になっているときには、次に三方弁１１を切り替える（ステップＳ８０８）。

この除湿暖房モードから冷房モードへの切替時において、サイクルの圧力を制御している膨張弁は第１膨張弁５であるため、サイクルバランスに影響の少ない第２膨張弁８を先に動かすことにより、急激且つ大きなサイクルバランスの変化を抑制している。

さらに、電磁弁１２を切り替えて（ステップＳ８０９）、その次に第２膨張弁８の開度がｎ％になるように制御する（ステップＳ８１０）。そして、第２膨張弁８の開度がｎ％になっているか否かをチェックし（ステップＳ８１１）、開度がｎ％になっていないときにはステップＳ８１０に戻って第２膨張弁８の開度がｎ％になるように制御し、開度がｎ％になっているときには、運転モードの切り替え処理を終了して通常運転の制御を行うようにする（ステップＳ８１２）。ここで、開度ｍ％はサイクルの圧力差を低減するための開度、開度ｎ％は圧力差を発生させるための開度であり、開度ｍ％≧ｎ％となる。

こうして冷房モードへの切り替え処理が終了すると、冷媒の流れは図４に示す系統図のようになる。

［５］暖房モード→除湿暖房モード
次に、暖房モードから除湿暖房モードへ切り替える場合の処理を図９に基づいて説明する。図９は暖房モードから除湿暖房モードへ切り替えるときに行われる処理を説明するためのフローチャートである。

最初に冷媒の流れは図２で示した暖房モードのときの系統図のように流れている。

そして、制御部１４はモード切替要求があるか否かを監視し（ステップＳ９０１）、モード切替要求がないときには通常制御を行い、モード切替要求があったときには圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］以下であるか否かをチェックする（ステップＳ９０２）。そして、圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］以下でないときには圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］になるように制御し（ステップＳ９０３）、圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］以下になっているときには、次に第１膨張弁５の開度がｐ％になるように制御する（ステップＳ９０４）。そして、第１膨張弁５の開度がｐ％になっているか否かをチェックし（ステップＳ９０５）、開度がｐ％になっていないときにはステップＳ９０４に戻って第１膨張弁５の開度がｐ％になるように制御し、開度がｐ％になっているときには、次に第２膨張弁８の開度がｑ％になるように制御する（ステップＳ９０６）。そして、第２膨張弁８の開度がｑ％になっているか否かをチェックし（ステップＳ９０７）、開度がｑ％になっていないときにはステップＳ９０６に戻って第２膨張弁８の開度がｑ％になるように制御し、開度がｑ％になっているときには、運転モードの切り替え処理を終了して通常運転の制御を行うようにする（ステップＳ９０８）。

この暖房モードから除湿暖房モードへの切替時において、サイクルの圧力を制御している膨張弁は第２膨張弁８であるため、サイクルバランスに影響の少ない第１膨張弁５を先に動かすことにより、急激且つ大きなサイクルバランスの変化を抑制している。また、開度ｐ％はサイクルの圧力差を低減するための開度、開度ｑ％は圧力差を発生させるための開度であり、開度ｐ％≧ｑ％となる。

こうして除湿暖房モードへの切り替え処理が終了すると、冷媒の流れは図７に示す系統図のようになる。

［６］除湿暖房モード→暖房モード
次に、除湿暖房モードから暖房モードへ切り替える場合の処理を図１０に基づいて説明する。図１０は除湿暖房モードから暖房モードへ切り替えるときに行われる処理を説明するためのフローチャートである。

そして、制御部１４はモード切替要求があるか否かを監視し（ステップＳ１００１）、モード切替要求がないときには通常制御を行い、モード切替要求があったときには圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］以下であるか否かをチェックする（ステップＳ１００２）。そして、圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］以下でないときには圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］になるように制御し（ステップＳ１００３）、圧縮機１の回転数がＴ［Ｈｚ］以下になっているときには、次に第２膨張弁８の開度がｒ％になるように制御する（ステップＳ１００４）。そして、第２膨張弁８の開度がｒ％になっているか否かをチェックし（ステップＳ１００５）、開度がｒ％になっていないときにはステップＳ１００４に戻って第２膨張弁８の開度がｒ％になるように制御し、開度がｒ％になっているときには、次に第１膨張弁５の開度をｓ％になるように制御する（ステップＳ１００６）。そして、第１膨張弁５の開度がｓ％になっているか否かをチェックし（ステップＳ１００７）、開度がｓ％になっていないときにはステップＳ１００６に戻って第１膨張弁５の開度がｓ％になるように制御し、開度がｓ％になっているときには、運転モードの切り替え処理を終了して通常運転の制御を行うようにする（ステップＳ１００８）。

この除湿暖房モードから暖房モードへの切替時において、サイクルの圧力を制御している膨張弁は第１膨張弁５であるため、サイクルバランスに影響の少ない第２膨張弁８を先に動かすことにより、急激且つ大きなサイクルバランスの変化を抑制している。また、開度ｒ％はサイクルの圧力差を低減するための開度、開度ｓ％は圧力差を発生させるための開度であり、開度ｒ％≧ｓ％となる。

このように、本実施例に係る車両用空調装置では、運転モードの切り換え要求があると、圧縮機１の回転数が規定値に達してから、第１及び第２の膨張弁５、８の開度が規定値に達するように制御し、三方弁１１や電磁弁１２の開閉を行ってすべての弁の開閉が完了してから通常運転の制御をするので、運転モードの切替時に発生するサイクルバランスの変化を緩和して応答の遅れを無くし、各弁を切り替えるときの切替音を低減することができ、これによって乗員への不快感を低減することができる。

さらに、圧縮機１を停止させないので、車室内へ送風される空調風の温度が上昇したり、低下したりして乗員に不快感を与えることを無くすこともできる。

また、サイクルバランスの変化を緩和しているので、運転モードを切り替える前後の差圧を低減することができ、これによって弁の寿命を延ばすことができるとともに、付随した効果として空調装置を小型化することもできる。

以上、本発明の車両用空調装置について、図示した実施例に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。

自動車などの車両用空調装置に関し、特に運転モードの切り替え時におけるサイクルバランスの変化を緩和して応答の遅れを防止するための技術として極めて有用である。

本発明の一実施例に係る車両用空調装置の構成を示す系統図である。本発明の車両用空調装置の暖房モード時における冷媒の流れを示す系統図である。本発明の車両用空調装置における暖房モードから冷房（ディアイス）モードへ切り替えるときに行われる処理を説明するためのフローチャートである。本発明の車両用空調装置の冷房（ディアイス）モード時における冷媒の流れを示す系統図である。本発明の車両用空調装置における冷房（ディアイス）モードから暖房モードへ切り替えるときに行われる処理を説明するためのフローチャートである。本発明の車両用空調装置における冷房（ディアイス）モードから除湿暖房モードへ切り替えるときに行われる処理を説明するためのフローチャートである。本発明の車両用空調装置の除湿暖房モード時における冷媒の流れを示す系統図である。本発明の車両用空調装置における除湿暖房モードから冷房（ディアイス）モードへ切り替えるときに行われる処理を説明するためのフローチャートである。本発明の車両用空調装置における暖房モードから除湿暖房モードへ切り替えるときに行われる処理を説明するためのフローチャートである。本発明の車両用空調装置における除湿暖房モードから暖房モードへ切り替えるときに行われる処理を説明するためのフローチャートである。従来の車両用空調装置における運転モードの切り替え時における処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１…圧縮機
２…サブ熱交換器
３…室外熱交換器
４…室内熱交換器
５…第１膨張弁
６…アキュームレータ
７…内部熱交換器
８…第２膨張弁
９…逆止弁
１０…逆止弁
１１…三方弁
１２…電磁弁
１３…エアミックスドア
１４…制御部

Claims

冷媒の流路を切り替える切替弁（１１、１２）と冷媒を減圧する膨張弁（５、８）とを備え、前記切替弁（１１、１２）と前記膨張弁（５、８）とを開閉することによって複数の冷暖房の運転モードを行う車両用空調装置であって、
前記運転モードの切り替え要求があると、冷媒を圧縮する圧縮機（１）の回転数を検出して前記回転数が規定値に達するように前記圧縮機（１）を制御し、
前記圧縮機（１）の回転数が前記規定値に達したときには、前記膨張弁（５、８）の開度が規定値に達するように前記膨張弁（５、８）を開閉し、
前記膨張弁（５、８）の開度が前記規定値に達したときには、必要に応じて前記切替弁（１１、１２）を開閉し、
すべての前記膨張弁（５、８）及び切替弁（１１、１２）の開閉が完了したときには通常運転の制御を行う制御部（１４）を備えることを特徴とする車両用空調装置。
冷媒の流路を切り替える切替弁（１１、１２）と冷媒を減圧する膨張弁（５、８）とを備え、前記切替弁（１１、１２）と前記膨張弁（５、８）とを開閉することによって複数の冷暖房の運転モードを行う車両用空調装置の運転モード切替方法であって、
前記運転モードの切り替え要求があると、冷媒を圧縮する圧縮機（１）の回転数を検出して前記回転数が規定値に達するように前記圧縮機（１）を制御する圧縮機制御ステップと、
前記圧縮機（１）の回転数が前記規定値に達したときには、前記膨張弁（５、８）の開度が規定値に達するように前記膨張弁（５、８）を開閉する膨張弁開閉ステップと、
前記膨張弁（５、８）の開度が前記規定値に達したときには、必要に応じて前記切替弁（１１、１２）を開閉する切替弁開閉ステップと、
すべての前記膨張弁（５、８）及び切替弁（１１、１２）の開閉が完了したときには通常運転の制御を行う通常運転ステップと、
を含むことを特徴とする車両用空調装置の運転モード切替方法。