JP2011230659A - 車両用空調システム及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】種々の運転状況下であっても、簡単且つ経済的な構成及び制御で、所望の吐気温度を確実に得ることを可能にする。
【解決手段】空調システム１０は、コンプレッサ１６を介して冷媒体を循環させるヒートポンプ循環路１８に、コンデンサ２０、自動絞り弁３４、第１エバポレータ２４及びヒータ２６が配置される。空調システム１０は、コンプレッサ１６の冷媒体吐出圧力を測定する圧力測定器４４と、ヒータ２６の下流における空調用空気の吐気温度を測定する温度測定器４６と、前記コンプレッサ１６の冷媒体吐出圧力、及び要求吐気温度と実測吐気温度との比較結果に基づいて、前記コンプレッサ１６の出力及び自動絞り弁３４の開度の少なくともいずれかを調整する制御部４８とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載されて乗員用のキャビンの空調を行うためのヒートポンプ式の車両用空調システム及びその制御方法に関する。

車両、例えば、内燃エンジンを組み込むエンジン自動車、エンジンと二次電池（又は二次電池と燃料電池等）とを併用するハイブリッド自動車、電気自動車及び燃料電池自動車等の自動車に対応して、種々の車両用空調システムが採用されている。

例えば、特許文献１に開示されている車両ヒートポンプ式冷暖房装置が知られている。この車両用ヒートポンプ式冷暖房装置は、図１１に示すように、冷媒に仕事量を加えるコンプレッサ１と、このコンプレッサ１から吐出された冷媒の熱を外気に放熱する車室外熱交換器２と、第１の送風手段３ａにより送風された空気にコンプレッサ１から吐出された冷媒の熱を放熱して温風を作る放熱用車室内熱交換器４ａと、この放熱用車室内熱交換器４ａの冷媒流出側に接続された膨脹手段５と、この膨脹手段５の冷媒流出側とコンプレッサ１の冷媒吸入側とに接続され、第１の送風手段３ａにより送風された空気の熱を冷媒に吸熱して冷風を作る吸熱用車室内熱交換器４ｂと、コンプレッサ１の冷媒吐出側に設けられ、コンプレッサ１から吐出される冷媒を車室外熱交換器２と放熱用車室内熱交換器４ａとに任意の割合で分配可能な冷媒流路切換手段６と、制御装置７とを備えている。

制御装置７は、熱環境情報に基づいて吹き出し風温度の目標値を演算する吹き出し風温度演算手段と、熱環境情報に基づいて吹き出し風温度を推定する吹き出し風温度推定手段と、車室外熱交換器２に送風して放熱量を増加させるための第２の送風手段３ｂと、吹き出し風温度の目標値と推定値との差に応じて第２の送風手段３ｂの送風量を調節する送風量調節手段と、吹き出し風温度の目標値と推定値との差に基づいて車室外熱交換器２と放熱用車室内熱交換器４ａへの冷媒分配割合を演算して冷媒流路切換手段６の開度を設定する開度設定手段と、暖房運転状態から冷房運転状態に移行する場合に、吹き出し風温度の推定値が目標値よりも高くなり、それらの差の絶対値が所定の温度Ｔ１になってから開度設定手段により車室外熱交換器２への冷媒の分配を開始し、さらに推定値と目標値との差の絶対値が所定の温度Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）になってから、送風量調節手段により車室外熱交換器２への送風を開始する制御手段として機能している。

このように、暖房運転状態から冷房運転状態に移行する場合に、吹き出し風温度の推定値が目標値よりも高くなり、それらの差の絶対値が所定の温度Ｔ１になってから車室外熱交換器２への冷媒の分配を開始し、さらに吹き出し風温度の推定値と目標値との差の絶対値が所定の温度Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）になってから、車室外熱交換器２への送風を開始するようにしている。このため、外気温が２０℃前後の冷房運転と暖房運転の切換が頻繁に必要となる環境条件下でも、暖房運転状態のままでコンプレッサ１を停止せずに、吹き出し風温度を目標値まで低下させることができる、としている。

特許第３３０１２０９号公報

しかしながら、上記の特許文献１では、暖房運転状態と冷房運転状態との切り換え時の制御が、相当に複雑化するという問題がある。

本発明はこの種の問題を解決するものであり、種々の運転状況下であっても、簡単且つ経済的な構成及び制御で、所望の吐気温度を確実に得ることが可能な車両用空調システム及びその制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、圧縮機を介して冷媒体を循環させるヒートポンプ循環路に配置され、前記冷媒体と外気とで熱交換を行うコンデンサと、前記コンデンサをバイパスするバイパス通路に配設される絞り弁と、前記ヒートポンプ循環路に配置され、前記冷媒体と空調用空気とで熱交換を行う第１エバポレータと、前記ヒートポンプ循環路に配置され、前記圧縮機から送出される前記冷媒体と前記第１エバポレータを通過した前記空調用空気とで熱交換を行うヒータと、前記ヒートポンプ循環路から分岐する分岐路に配置され、キャビンから排出される熱媒体と前記冷媒体とで熱交換を行う第２エバポレータとを備えるヒートポンプ式の車両用空調システム及びその制御方法に関するものである。

この車両用空調システムは、圧縮機の冷媒体吐出圧力を測定する吐出圧力測定部と、ヒータの下流における空調用空気の吐気温度を測定する吐気温度測定部と、前記圧縮機の冷媒体吐出圧力、及び要求吐気温度と実測吐気温度との比較結果に基づいて、前記圧縮機の出力及び前記絞り弁の開度の少なくともいずれかを調整する制御部とを備えている。

また、この車両用空調システムは、第２エバポレータに熱媒体を送り込む第２エバポレータ用ブロアを備え、制御部は、外気温と実測吐気温度との比較結果に基づいて、前記第２エバポレータ用ブロアの風量を調整することが好ましい。

さらに、この制御方法は、圧縮機の冷媒体吐出圧力を検出する工程と、要求吐気温度と実測吐気温度とを比較する工程と、検出された前記冷媒体吐出圧力及び前記比較結果に基づいて、前記圧縮機の出力及び前記絞り弁の開度の少なくともいずれかを調整する工程とを有している。

さらにまた、この制御方法は、運転モードが、暖房モードに切り換えられた際、圧縮機の出力を中間値以上に設定するとともに、絞り弁の開度を中間値に設定する工程を有し、検出された冷媒体吐出圧力及び比較結果に基づいて、前記圧縮機の出力及び前記絞り弁の開度の少なくともいずれかを調整することが好ましい。

また、この制御方法は、運転モードが、冷房モードに切り換えられた際、圧縮機の出力を中間値以上に設定するとともに、絞り弁を全閉に設定する工程を有し、検出された冷媒体吐出圧力及び比較結果に基づいて、前記圧縮機の出力及び前記絞り弁の開度の少なくともいずれかを調整することが好ましい。

さらに、この制御方法は、運転モードが、暖房モードと冷房モードとの中間領域の要求により冷房モードに切り換えられた際、圧縮機の出力を中間値以下に設定するとともに、絞り弁を全開に設定する工程を有し、検出された冷媒体吐出圧力及び比較結果に基づいて、前記圧縮機の出力及び前記絞り弁の開度の少なくともいずれかを調整することが好ましい。

さらにまた、この制御方法は、運転モードが、除湿モードに切り換えられた際、圧縮機の出力を中間値以下に設定するとともに、絞り弁を全開に設定する工程と、ヒートポンプ循環路に冷媒体を行き渡らせた後、要求吐気温度に応じて暖房除湿モード又は冷房除湿モードに設定する工程と、検出された冷媒体吐出圧力及び比較結果に基づいて、前記圧縮機の出力及び前記絞り弁の開度の少なくともいずれかを調整することが好ましい。

また、この制御方法は、第２エバポレータに熱媒体を送り込む第２エバポレータ用ブロアを備え、運転モードが、除湿暖房モードに切り換えられた際、外気温と実測吐気温度とを比較する工程と有し、前記比較結果に基づいて、前記第２エバポレータ用ブロアの風量を調整することが好ましい。

本発明では、圧縮機の冷媒体吐出圧力、及び要求吐気温度と実測吐気温度との比較結果に基づいて、前記圧縮機の出力及び絞り弁の開度の少なくともいずれかを調整するだけでよい。このため、種々の運転状況下であっても、簡単且つ経済的な構成及び制御で、所望の吐気温度を確実に得ることが可能になる。

これにより、暖房運転モードから冷房運転モードを含む各運転モードにおいて、特に運転モードの切り換え時に、吐気温度が急激に変動することがなく、安定した吐気温度を確実に得ることができる。

本発明の実施形態に係る車両用空調システムの概略ブロック図である。 前記車両用空調システムの暖房モードの概略説明図である。 前記車両用空調システムの運転モードの説明図である。 前記車両用空調システムの暖房制御方法を説明するフローチャートである。 前記車両用空調システムの除湿暖房モードの概略説明図である。 前記車両用空調システムの冷房制御方法を説明するフローチャートである。 前記車両用空調システムの冷房モードの概略説明図である。 前記車両用空調システムの切り換えモードの概略説明図である。 前記車両用空調システムの除湿制御方法を説明するフローチャートである。 前記車両用空調システムの立ち上がり除湿モードの概略説明図である。 特許文献１に開示されている車両ヒートポンプ式冷暖房装置の説明図である。

図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係る車両用空調システム１０は、自動車（車両）１２に搭載されており、乗員用のキャビン（車室）１４の空調を行う。

空調システム１０は、コンプレッサ（圧縮機）１６を介して冷媒体を循環させるヒートポンプ循環路１８を備える。ヒートポンプ循環路１８には、冷媒体と外気とで熱交換を行うコンデンサ２０と、前記コンデンサ２０から送られる前記冷媒体を減圧させる膨張弁２２と、前記膨張弁２２を通過した前記冷媒体と空調用空気とで熱交換を行う第１エバポレータ２４と、前記コンプレッサ１６から送出される前記冷媒体と前記第１エバポレータ２４を通過した前記空調用空気とで熱交換を行うヒータ２６とが配置される。また、第１エバポレータ２４に空調用空気を送り込むため、第１ブロア４１が設けられている。

ヒートポンプ循環路１８から分岐路２８が分岐するとともに、前記分岐路２８には、キャビン１４から排出される熱媒体（キャビン１４からの排熱気体）と冷媒体で熱交換を行う第２エバポレータ３０が配置される。また、第２エバポレータ３０に前記熱媒体を送り込むため、第２ブロア３１（第２エバポレータ用ブロア）が設けられている。

ヒートポンプ循環路１８には、暖房時に、コンデンサ２０をバイパスしてヒータ２６と膨張弁２２とを連結するための第１バイパス路３２ａが設けられる。この第１バイパス路３２ａには、開度が自動的に調整可能な自動絞り弁３４が配設される。なお、自動絞り弁３４に代えて、電子膨張弁や電磁弁等を使用してもよい。

膨張弁２２は、空調用空気を冷却する第１エバポレータ２４から送出された冷媒体の温度及び圧力を検出する手段（図示せず）を有する。この膨張弁２２は、第１エバポレータ２４から送出された冷媒体の温度及び圧力に応じて、開度を自動的に変更させることにより、冷媒体流量を変更可能に構成される。

ヒートポンプ循環路１８には、膨張弁２２に近接する部位と、分岐路２８の入り口側との接続部位に対応して、三方弁３６ａが配置される。ヒートポンプ循環路１８には、第１エバポレータ２４をバイパスする第２バイパス路３２ｂの出口部と前記ヒートポンプ循環路１８との接続部位に対応して、三方弁３６ｂが配置される。コンデンサ２０の入口側に近接して電磁弁３８が配置される。

第２エバポレータ３０は、自動車１２の後部側に配置される（図２参照）。第１エバポレータ２４とヒータ２６との間には、前記第１エバポレータ２４により冷却された空調用空気を前記ヒータ２６を迂回させてキャビン１４に送出するためのエアミックスダンパ４０が設けられる。

自動車１２には、外気を空調用空気として取り入れるための外気取り入れ口４２が形成される。この外気取り入れ口４２の下流には、第１エバポレータ２４及びヒータ２６の順に配置される。

図１に示すように、空調システム１０は、コンプレッサ１６の冷媒体吐出圧力を測定する圧力測定器（吐出圧力測定部）４４と、ヒータ２６の下流における空調用空気の吐気温度を測定する温度測定器（吐気温度測定部）４６と、前記コンプレッサ１６の冷媒体吐出圧力、及び要求吐気温度と実測吐気温度との温度差に基づいて、前記コンプレッサ１６の出力及び自動絞り弁３４の開度の少なくともいずれかを調整する制御部（ＥＣＵ）４８とを備える。

制御部４８は、電磁弁３８の開閉制御及び三方弁３６ａ、３６ｂの切換制御を行って、暖房運転と冷房運転とを切り換え制御する流路切換手段として機能するとともに、前記空調システム１０全体の駆動制御を行う。

このように構成される空調システム１０の動作について、図３に示す運転モード図に沿って以下に説明する。

空調システム１０の各運転モードは、最大暖房モード、暖房モード、除湿暖房モード、切換モード、除湿冷房モード、冷房モード及び最大冷房モードを有する。各運転モードは、コンプレッサ１６の回転数制御と自動絞り弁３４の回動調整とにより制御される一方、エアミックスダンパ４０は、開度調整を行うことがなく、暖房運転位置と冷房運転位置との２つの位置に切り換え制御だけが行われる。また、図３に示すように、暖房時、第１ブロア４１の風量が大きい場合には、吸熱量を大きくするため第２ブロア３１の風量も大きくなる。さらに、除湿暖房の際には、要求吸熱量が減らされるのに応じて、第２ブロア３１の風量が減少される。

以下に詳細に説明すると、先ず、空調システム１０の暖房時には、図４に示すフローチャートに沿って制御される。

エアコンが自動又は手動（スイッチ等）でオンされると（ステップＳ１）、ステップＳ２に進んで、暖房モードであるか否かが判断される。暖房モードでなければ、他の該当運転モードに移行する一方（ステップＳ２中、ＮＯ）、暖房モードであると判断されると（ステップＳ２中、ＹＥＳ）、ステップＳ４に進む。

このステップＳ４では、電磁弁３８が閉塞され、三方弁３６ａ、３６ｂが切り換えられて、ヒートポンプ循環路１８に分岐路２８が接続されるとともに、前記ヒートポンプ循環路１８に第２バイパス路３２ｂが接続される。さらに、自動絞り弁３４は、中間開度に設定される一方、コンプレッサ１６の回転数は、最大に設定される。

ここで、空調システム１０では、図２に示すように、コンプレッサ１６が駆動され、前記コンプレッサ１６からヒートポンプ循環路１８に冷媒体が送出される。この冷媒体は、ヒータ２６に供給され、このヒータ２６で空調用空気と熱交換（放熱）を行い、前記空調用空気を昇温させる。

ヒータ２６から排出される冷媒体は、電磁弁３８が閉塞されるため、コンデンサ３２を迂回して第１バイパス路３２ａを通り、自動絞り弁３４の絞り作用下に、圧力が上昇されて膨張弁２２に送られる。

膨張弁２２で減圧された冷媒体は、三方弁３６ａを介して分岐路２８に分岐され、第２エバポレータ３０に導入される。第２エバポレータ３０では、冷媒体がキャビン１４内の熱源と熱交換を行った後、第１エバポレータ２４を迂回して第２バイパス路３２ｂから膨張弁２２を通って、再度、コンプレッサ１６に送られる。

図４に示すように、ステップＳ５では、高圧判定の良否が判断される。ここで、高圧判定は、コンプレッサ１６の冷媒体吐出圧力が所定圧に至っているか否か、すなわち、圧力過大になっているか否かを確認するものである。圧力過大であると判断されると（ステップＳ５中、ＮＯ）、ステップＳ６に進んで、コンプレッサ１６の回転数が最小であるか否かが判断される。コンプレッサ１６の回転数が最小ではないと判断されると（ステップＳ６中、ＮＯ）、ステップＳ７に進んで、前記コンプレッサ１６の回転数を低下させる。

一方、コンプレッサ１６の回転数が最小であると判断されると（ステップＳ６中、ＹＥＳ）、ステップＳ８に進んで、自動絞り弁３４の開度が最大であるか否かが判断される。自動絞り弁３４の開度が最大でないと判断されると（ステップＳ８中、ＮＯ）、前記自動絞り弁３４の開度が開放側に制御される（ステップＳ９）。なお、自動絞り弁３４の開度が最大であると判断されると（ステップＳ８中、ＹＥＳ）、ステップＳ１０に進んで、何らかの不調があるとして空調システム１０がオフされる。

ステップＳ５において、圧力過大になっていないと判断されると（ステップＳ５中、ＹＥＳ）、ステップＳ１１に進んで、ヒータ２６を通過した吐気温度、すなわち、キャビン１４内の空調用空気の吐気温度が、暖房モードに対応して得られているか否かが判断される。吐気温度が得られていないと判断されると（ステップＳ１１中、ＮＯ）、ステップＳ１２に進んで、コンプレッサ１６が最大回転数であるか否かが判断される。コンプレッサ１６が最大回転数でないと判断されると（ステップＳ１２中、ＮＯ）、ステップＳ１３に進んで、前記コンプレッサ１６の回転数が上げられる。

一方、コンプレッサ１６が最大回転数であると判断されると（ステップＳ１２中、ＹＥＳ）、ステップＳ１４に進んで、自動絞り弁３４の開度が最小であるか否かが判断される。そして、自動絞り弁３４の開度が最小でないと判断されると（ステップＳ１４中、ＮＯ）、ステップＳ１５に進んで、前記自動絞り弁３４の開度が閉じられる方に制御される。自動絞り弁３４の開度が最小であると判断されると（ステップＳ１４中、ＹＥＳ）、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ１１において、吐気温度が得られると判断されると（ステップＳ１１中、ＹＥＳ）、ステップＳ１６に進んで、吐気温度が要求設定温度（ユーザが要求した温度）を超えているか否かが判断される。吐気温度が要求設定温度を超えていると判断されると（ステップＳ１６中、ＮＯ）、ステップＳ１６以降に進む一方、吐気温度が要求設定温度以下であると判断されると（ステップＳ１６中、ＹＥＳ）、ステップＳ１７に進んで、この状態が維持される。

さらに、設定温度の変更があると（ステップＳ１８中、ＮＯ）、ステップＳ１１に戻る一方、設定温度の変更がなければ（ステップＳ１８中、ＹＥＳ）、ステップＳ１９に進んで、この状態が保持される。そして、エアコンスイッチがオフされることにより（ステップＳ２０中、ＹＥＳ）、空調システム１０の運転が停止される。

次いで、除湿暖房モードでは、図３及び図５に示すように、三方弁３６ｂが切り換え制御されて、第２バイパス路３２ｂがヒートポンプ循環路１８から遮断され、このヒートポンプ循環路１８には、第１エバポレータ２４が接続される。自動絞り弁３４は、全開状態に制御される一方、コンプレッサ１６は、出力低下側（低回転数側）に制御される。

このため、コンプレッサ１６の作用下に、ヒートポンプ循環路１８に送出される冷媒体は、ヒータ２６を通って放熱された後、コンデンサ２０を迂回して分岐路２８に送られる。この冷媒体は、第２エバポレータ３０で吸熱された後、第１エバポレータ２４に送られる。

第１エバポレータ２４では、空調用空気から吸熱することにより、前記空調用空気が一旦冷却された後、ヒータ２６の放熱作用下に昇温され、キャビン１４に送出される。従って、空調用空気は、第１エバポレータ２４で冷却されることにより、外気から取り込まれた空気に含まれる水蒸気が除去されて、除湿処理が施されることになる。

さらに、外気温に吐気温度が近い程（その差が小さい程）、吸熱量はより少なくて済むことになるため、その場合は外気温と吐気温度とを比較し、第２ブロア３１の風量を少なくして吸熱を抑制していくように調整してもよい。

次に、空調システム１０の冷房時には、図６に示すフローチャートに沿って制御される。

先ず、空調システム１０がオンされて、冷房モードか否かが判断される（ステップＳ２１及びステップＳ２２）。冷房モードでなければ（ステップＳ２２中、ＮＯ）、ステップＳ２３に進んで、該当モードに移行する一方、冷房モードであると判断されると（ステップＳ２２中、ＹＥＳ）、ステップＳ２４に進む。このステップＳ２４では、電磁弁３８が開放される一方、三方弁３６ａ、３６ｂが切り換え制御される。

図７に示すように、三方弁３６ａにより分岐路２８がヒートポンプ循環路１８から遮断されるとともに、三方弁３６ｂを介して第１エバポレータ２４が前記ヒートポンプ循環路１８に接続される。自動絞り弁３４が閉塞されるとともに、エアミックスダンパ４０は、ヒータ２６を閉塞する全閉姿勢（冷房時）に配置される。そして、コンプレッサ１６は、最大回転数（冷房時対応の最大回転数であり、コンプレッサ１６の最大回転数とは異なる場合がある）に設定される。

そこで、コンプレッサ１６の作用下に、圧縮されて高温となった冷媒体は、ヒータ２６を通過してコンデンサ２０で冷却される。この冷媒体は、膨張弁２２でさらに低温及び低圧の冷媒体となった後、第１エバポレータ２４に供給される。従って、第１エバポレータ２４では、低温の冷媒体が通過して空調用空気と熱交換することにより、前記空調用空気が冷却される一方、冷媒体は、吸熱後に膨張弁２２からコンプレッサ１６に戻される。

第１エバポレータ２４により冷却された空調用空気は、エアミックスダンパ４０の閉塞によってヒータ２６で暖められることがなく、キャビン１４に送出されるため、前記キャビン１４の冷房が行われる。

さらに、ステップＳ２５に進んで、高圧判定の可否が判断される。高圧判定が否であると判断されると（ステップＳ２５中、ＮＯ）、ステップＳ２６に進んで、コンプレッサ１６の回転数が最小であるか否かが判断される。コンプレッサ１６の回転数が最小でないと判断されると（ステップＳ２６中、ＮＯ）、ステップＳ２７に進んで、前記コンプレッサ１６の回転数が低下される。一方、コンプレッサ１６の回転数が最小であると判断されると（ステップＳ２６中、ＹＥＳ）、ステップＳ２８に進んで、空調システム１０の運転が停止される。

ステップＳ２５において、高圧判定が良であると判断されると（ステップＳ２５中、ＹＥＳ）、ステップＳ２９に進んで、吐気温度の良否が判断される。吐気温度が冷房モードに対応していないと判断されると（ステップＳ２９中、ＮＯ）、ステップＳ３０に進んで、コンプレッサ１６の回転数が上昇される。一方、吐気温度が冷房モードに対応していると判断されると（ステップＳ２９中、ＹＥＳ）、ステップＳ３１に進んで、この吐気温度が要求設定温度以上であるか否かが判断される。

吐気温度が要求設定温度未満であると判断されると（ステップＳ３１中、ＮＯ）、ステップＳ２６に進んで、前記吐気温度を要求設定温度側に上昇させる処理が行われる。吐気温度が要求設定温度を超えていると判断されると（ステップＳ３１中、ＹＥＳ）、ステップＳ３２に進んで、この冷房制御が持続される。さらに、設定温度の変更がなければ（ステップＳ３３中、ＹＥＳ）、ステップＳ３４及びステップＳ３５に進む。

なお、図３に示すように、除湿冷房モードでは、上記の冷房モードに対して、コンプレッサ１６の回転数が低く設定される他、冷房モードと同様に制御される。

さらにまた、暖房と冷房との切り換えモードでは、図３及び図８に示すように、電磁弁３８が閉塞されるとともに、三方弁３６ａ、３６ｂを介して第２エバポレータ３０がヒートポンプ循環路１８から遮断される一方、第１エバポレータ２４が前記ヒートポンプ循環路１８に接続される。エアミックスダンパ４０は、全開姿勢（暖房時）に配置される。

この場合、本実施形態では、図３に示すように、最大暖房モードから最大冷房モードまでの各運転モードにおいて、コンプレッサ１６の冷媒体吐出圧力、及び要求吐気温度と実測吐気温度との比較結果に基づいて、前記コンプレッサ１６の出力及び自動絞り弁３４の開度の少なくとも何れかを調整している。このため、種々の運転状況下であっても、例えば、エアミックスダンパ４０の開度調整等が不要になり、簡単且つ経済的な構成及び制御で、所望の吐気温度を確実に得ることが可能になる。

これにより、最大暖房モードから最大冷房モードを含む各運転モードにおいて、特に、運転モードの切換時に、吐気温度が急激に変動することがなく、安定した吐気温度を確実に得ることができるという効果が得られる。

次いで、空調システム１０の立ち上がり時に、除湿モードと判定された場合の制御について、図９及び図１０を参照して以下に説明する。

先ず、空調システム１０がオンされて、除湿モードであるか否かが判断される（ステップＳ４１及びステップＳ４２）。除湿モードでなければ（ステップＳ４２中、ＮＯ）、ステップＳ４３に進んで、該当モードに移行する一方、除湿モードであると（ステップＳ４２中、ＹＥＳ）、ステップＳ４４に進む。

このステップＳ４４では、電磁弁３８が開放されるとともに、三方弁３６ａ、３６ｂを介してヒートポンプ循環路１８には、分岐路２８及び第１エバポレータ２４が接続される。さらに、自動絞り弁３４が開放（全開）され、コンプレッサ１６が最小回転数で駆動される。

このため、ヒートポンプ循環路１８の全域に渡って冷媒体を行き渡らせることができ、冷媒体が過剰になることによって回路内に破綻が惹起することを、有効に阻止することが可能になる。これにより、熱運搬機能がさほど要求されない立ち上がり時の冷媒体を、ヒートポンプ循環路１８の全域に渡って良好に供給することができ、高圧限界までの対応可能な範囲が増加するとともに、安定した空調制御を行うことが可能になる。

ステップＳ４５では、高圧判定の良否が判断され、高圧判定が否である際（ステップＳ４５中、ＮＯ）、ステップＳ４６に進んで、吐気温度＝外気温度±αであるか否かが判断される。吐気温度＝外気温度±αであれば、空調の必要がなく、ステップＳ４７に進んで、送風モードに移行する。また、吐気温度＝外気温度±αとならない場合には（ステップＳ４６中、ＮＯ）、ステップＳ４８に進んで、空調システム１０の運転が停止される。

一方、高圧判定が良であると判断されると（ステップＳ４５中、ＹＥＳ）、ステップＳ４９に進んで、除湿モードが冷房側と暖房側とのどちら寄りかの判断が行われる。冷房側であると判断されると、ステップＳ５０に進んで、自動絞り弁３４が閉塞されるとともに、三方弁３６ａが切り換えられて、分岐路２８がヒートポンプ循環路１８から遮断される（図７参照）。また、除湿モードが暖房側であると判断されると、ステップＳ５１において、電磁弁３８が閉塞される（図５参照）。

さらに、ステップＳ５２に進んで、高圧判定の良否が判断され、高圧判定が否である際には（ステップＳ５２中、ＮＯ）、ステップＳ５３に進む。ステップＳ５３では、ステップＳ４４と同様に、立ち上がり除湿モードとなり（図１０参照）、ステップＳ５４に進んで、高圧判定の良否が判断される。高圧判定が否であれば（ステップＳ５４中、ＮＯ）、ステップＳ５５に進んで、コンプレッサ１６の回転数が最小であるか否かが判断される。このコンプレッサ１６の回転数が最小であれば（ステップＳ５５中、ＹＥＳ）、ステップＳ４６に進む一方、回転数が最小でなければ（ステップＳ５５中、ＮＯ）、ステップＳ５６に進んで、コンプレッサ１６の回転数が減少される。

ここで、ステップＳ４６にて、吐気温度と外気温との比較を温度差で把握し、その温度差が少ない程、第２ブロア３１の風量を落とすように調整すれば、吸熱量が大き過ぎることなく設定され、適する吐気温度をより確実に得ることができるようになる。

ステップＳ５２及びステップＳ５４で、高圧判定が良であると判断されると、ステップＳ５７に進んで、ヒータ２６の下流における吐気温度の良否が判断される。吐気温度が不足であると判断されると（ステップＳ５７中、ＮＯ）、ステップＳ５８に進んで、コンプレッサ１６の回転数が上昇される。一方、吐気温度が十分であると判断されると（ステップＳ５７中、ＹＥＳ）、ステップＳ５９に進んで、この状態が維持される。そして、設定温度の変更がなければ（ステップＳ６０中、ＹＥＳ）、ステップＳ６１以降に進む。

１０…空調システム １２…自動車
１４…キャビン １６…コンプレッサ
１８…ヒートポンプ循環路 ２０…コンデンサ
２２…膨張弁 ２４、３０…エバポレータ
２６…ヒータ ２８…分岐路
３２ａ、３２ｂ…バイパス路 ３４…自動絞り弁
３６ａ、３６ｂ…三方弁 ３８…電磁弁
４０…エアミックスダンパ ４４…圧力測定器
４６…温度測定器 ４８…制御部

Claims (8)

1. 圧縮機を介して冷媒体を循環させるヒートポンプ循環路に配置され、前記冷媒体と外気とで熱交換を行うコンデンサと、
   前記コンデンサをバイパスするバイパス通路に配設される絞り弁と、
   前記ヒートポンプ循環路に配置され、前記冷媒体と空調用空気とで熱交換を行う第１エバポレータと、
   前記ヒートポンプ循環路に配置され、前記圧縮機から送出される前記冷媒体と前記第１エバポレータを通過した前記空調用空気とで熱交換を行うヒータと、
   前記ヒートポンプ循環路から分岐する分岐路に配置され、キャビンから排出される熱媒体と前記冷媒体とで熱交換を行う第２エバポレータと、
   を備えるヒートポンプ式の車両用空調システムであって、
   前記圧縮機の冷媒体吐出圧力を測定する吐出圧力測定部と、
   前記ヒータの下流における前記空調用空気の吐気温度を測定する吐気温度測定部と、
   前記圧縮機の冷媒体吐出圧力、及び要求吐気温度と実測吐気温度との比較結果に基づいて、前記圧縮機の出力及び前記絞り弁の開度の少なくともいずれかを調整する制御部と、
   を備えることを特徴とする車両用空調システム。
2. 請求項１記載の空調システムにおいて、前記第２エバポレータに前記熱媒体を送り込む第２エバポレータ用ブロアを備え、
   前記制御部は、外気温と実測吐気温度との比較結果に基づいて、前記第２エバポレータ用ブロアの風量を調整することを特徴とする車両用空調システム。
3. 圧縮機を介して冷媒体を循環させるヒートポンプ循環路に配置され、前記冷媒体と外気とで熱交換を行うコンデンサと、
   前記コンデンサをバイパスするバイパス通路に配設される絞り弁と、
   前記ヒートポンプ循環路に配置され、前記冷媒体と空調用空気とで熱交換を行う第１エバポレータと、
   前記ヒートポンプ循環路に配置され、前記圧縮機から送出される前記冷媒体と前記第１エバポレータを通過した前記空調用空気とで熱交換を行うヒータと、
   前記ヒートポンプ循環路から分岐する分岐路に配置され、キャビンから排出される熱媒体と前記冷媒体とで熱交換を行う第２エバポレータと、
   を備えるヒートポンプ式の車両用空調システムの制御方法であって、
   前記圧縮機の冷媒体吐出圧力を検出する工程と、
   要求吐気温度と実測吐気温度とを比較する工程と、
   検出された前記冷媒体吐出圧力及び前記比較結果に基づいて、前記圧縮機の出力及び前記絞り弁の開度の少なくともいずれかを調整する工程と、
   を有することを特徴とする車両用空調システムの制御方法。
4. 請求項３記載の制御方法において、運転モードが、暖房モードに切り換えられた際、前記圧縮機の出力を中間値以上に設定するとともに、前記絞り弁の開度を中間値に設定する工程を有し、
   検出された前記冷媒体吐出圧力及び前記比較結果に基づいて、前記圧縮機の出力及び前記絞り弁の開度の少なくともいずれかを調整することを特徴とする車両用空調システムの制御方法。
5. 請求項３又は４記載の制御方法において、運転モードが、冷房モードに切り換えられた際、前記圧縮機の出力を中間値以上に設定するとともに、前記絞り弁を全閉に設定する工程を有し、
   検出された前記冷媒体吐出圧力及び前記比較結果に基づいて、前記圧縮機の出力及び前記絞り弁の開度の少なくともいずれかを調整することを特徴とする車両用空調システムの制御方法。
6. 請求項３〜５のいずれか１項に記載の制御方法において、運転モードが、暖房モードと冷房モードとの中間領域の要求により冷房モードに切り換えられた際、前記圧縮機の出力を中間値以下に設定するとともに、前記絞り弁を全開に設定する工程を有し、
   検出された前記冷媒体吐出圧力及び前記比較結果に基づいて、前記圧縮機の出力及び前記絞り弁の開度の少なくともいずれかを調整することを特徴とする車両用空調システムの制御方法。
7. 請求項３〜６のいずれか１項に記載の制御方法において、運転モードが、除湿モードに切り換えられた際、前記圧縮機の出力を中間値以下に設定するとともに、前記絞り弁を全開に設定する工程と、
   前記ヒートポンプ循環路に前記冷媒体を行き渡らせた後、前記要求吐気温度に応じて暖房除湿モード又は冷房除湿モードに設定する工程と、
   検出された前記冷媒体吐出圧力及び前記比較結果に基づいて、前記圧縮機の出力及び前記絞り弁の開度の少なくともいずれかを調整することを特徴とする車両用空調システムの制御方法。
8. 請求項３〜７のいずれか１項に記載の制御方法において、前記第２エバポレータに前記熱媒体を送り込む第２エバポレータ用ブロアを備え、
   運転モードが、除湿暖房モードに切り換えられた際、外気温と実測吐気温度とを比較する工程と有し、
   前記比較結果に基づいて、前記第２エバポレータ用ブロアの風量を調整することを特徴とする車両用空調システムの制御方法。

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