JP2019018710A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】暖房モードで圧縮機を起動する際に生じる圧縮機への液戻りとアキュムレータ内での騒音の発生を効果的に防止若しくは抑制する。【解決手段】暖房モードでの運転中、所定の作動範囲内で圧縮機２の回転数を変更することで、当該圧縮機の回転数を所定の目標回転数に制御すると共に、圧縮機の起動時には、運転中における圧縮機の回転数の変更速度ＮＣｃｈよりも遅い所定の上昇速度ＮＣｕｐにて当該圧縮機の回転数を上昇させ、且つ、圧縮機の起動後の所定期間、室外膨張弁６の弁開度を当該室外膨張弁の作動範囲内における所定の固定開度ＰＰＳ２に維持する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の車室内を空調するヒートポンプ方式の空気調和装置、特にハイブリッド自動車や電気自動車に適用可能な空気調和装置に関するものである。

近年の環境問題の顕在化から、ハイブリッド自動車や電気自動車が普及するに至っている。そして、このような車両に適用することができる空気調和装置として、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、車室内側に設けられて冷媒を放熱させる放熱器と、車室内側に設けられて冷媒を吸熱させる吸熱器と、車室外側に設けられて冷媒を放熱又は吸熱させる室外熱交換器を備え、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器において放熱させ、この放熱器において放熱した冷媒を室外膨張弁で減圧した後、室外熱交換器において吸熱させる暖房モードと、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器や室外熱交換器において放熱させ、放熱した冷媒を室内膨張弁で減圧した後、吸熱器において吸熱させる除湿暖房モードや除湿冷房モードと、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器において放熱させ、放熱した冷媒を室内膨張弁で減圧した後、吸熱器において吸熱させる冷房モードを切り換えて実行するものが開発されている。

この場合、圧縮機の冷媒吸込側にはアキュムレータが設けられ、暖房モードでは室外熱交換器から出た冷媒をアキュムレータに流し、例えば冷房モードでは室外熱交換器から出た冷媒を室内膨張弁に流し、吸熱器を経た冷媒をアキュムレータに流すように構成されている。そして、このアキュムレータでは冷媒が一旦貯留されることで気液が分離され、このうちのガス冷媒が圧縮機に吸い込まれるようにすることで、圧縮機への液戻りを防止、若しくは、抑制するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７−７４５８号公報

ここで、圧縮機が停止しているときのアキュムレータ内では、圧縮機から出て冷媒回路内を流れて来た冷媒とオイルが流入し、そのうちの液体の部分がアキュムレータ内に溜まり、比重の軽いオイルが液状の冷媒の上に層を作り、蓋をしたような安定状態となっている。特に、外気温度が低い環境で実行されることになる暖房モードでは、室外熱交換器から出てアキュムレータに流入し、当該アキュムレータ内に溜まる液冷媒とオイルの量も多くなるため、アキュムレータの出口近くまでオイル面（アキュムレータ内の液面）が上昇するようになる。

このような状態の暖房モードで圧縮機が起動されると、圧縮機による冷媒の吸い込みによってアキュムレータ内の液面が急激に低下し、圧力も急激に下がることになる。このようにアキュムレータ内の圧力が急激に下がると、オイルより下の冷媒が一気に沸騰して気化し、上のオイルの層を激しく突き破る所謂突沸と称される現象が発生する。そして、この突沸が激しくなると、アキュムレータ内の多くの液冷媒が出口から外部に押し出されるようになるため、圧縮機へ過剰な液戻りが発生し、液圧縮により圧縮機の信頼性が損なわれることになる。また、アキュムレータ内での突沸現象は比較的大きな音を伴うため、騒音の発生により搭乗者の快適性が損なわれる。

そこで、前記特許文献１では暖房モードで圧縮機を起動する際、回転数の上昇速度を遅くすると共に、室外膨張弁の弁開度を大きくしてアキュムレータ内の圧力が急激に下がることを防ごうとしていたが、起動後にアキュムレータ内の液面が下がらず、或いは、液面低下が遅すぎても、その後圧縮機や室外膨張弁の制御が通常状態に移行した際に、アキュムレータ内の液面が急激に下がるため、その時点で突沸による騒音が発生すると云う問題があった。

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、暖房モードで圧縮機を起動する際等に生じる圧縮機への液戻りとアキュムレータ内での騒音の発生を効果的に防止若しくは抑制することができる車両用空気調和装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明の車両用空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、冷媒を放熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、冷媒を吸熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、車室外に設けられた室外熱交換器と、放熱器を出て室外熱交換器に流入する冷媒を減圧するための室外膨張弁と、圧縮機の冷媒吸込側に接続されたアキュムレータと、制御装置を備え、この制御装置により、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を室外膨張弁で減圧した後、室外熱交換器にて吸熱させ、この室外熱交換器から出た冷媒をアキュムレータに流し、このアキュムレータから圧縮機に吸い込ませる暖房モードを実行するものであって、制御装置は、暖房モードでの運転中、所定の作動範囲内で圧縮機の回転数を変更することで、当該圧縮機の回転数を所定の目標回転数に制御すると共に、圧縮機の起動時には、運転中における圧縮機の回転数の変更速度よりも遅い所定の上昇速度にて当該圧縮機の回転数を上昇させ、且つ、圧縮機の起動後の所定期間、室外膨張弁の弁開度を当該室外膨張弁の作動範囲内における所定の固定開度に維持することを特徴とする。

請求項２の発明の車両用空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、冷媒を放熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、冷媒を吸熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、車室外に設けられた室外熱交換器と、放熱器を出て室外熱交換器に流入する冷媒を減圧するための室外膨張弁と、吸熱器に流入する冷媒を減圧するための室内膨張弁と、圧縮機の冷媒吸込側に接続されたアキュムレータと、制御装置を備え、この制御装置により、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を室外膨張弁で減圧した後、室外熱交換器にて吸熱させ、この室外熱交換器から出た冷媒をアキュムレータに流し、このアキュムレータから圧縮機に吸い込ませる第１の運転モードと、圧縮機から吐出された冷媒を、室外熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を室内膨張弁で減圧した後、吸熱器にて吸熱させ、この吸熱器から出た冷媒をアキュムレータに流し、このアキュムレータから圧縮機に吸い込ませる第２の運転モードを切り換えて実行するものであって、制御装置は、各運転モードでの運転中、所定の作動範囲内で圧縮機の回転数を変更することで、当該圧縮機の回転数を所定の目標回転数に制御すると共に、第２の運転モードから第１の運転モードに移行する際には、圧縮機を停止した後、起動して、運転中における圧縮機の回転数の変更速度よりも遅い所定の上昇速度にて当該圧縮機の回転数を上昇させ、且つ、圧縮機の起動後の所定期間、室外膨張弁の弁開度を、第１の運転モードでの当該室外膨張弁の作動範囲内における所定の固定開度に維持することを特徴とする。

請求項３の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において放熱器及び室外膨張弁をバイパスして、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器に直接流入させるためのバイパス配管と、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器に流すための第１の開閉弁と、圧縮機から吐出された冷媒をバイパス配管に流すための第２の開閉弁と、空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための補助加熱装置を備え、第１の運転モードは暖房モードであり、この暖房モードでは、第１の開閉弁を開き、第２の開閉弁を閉じると共に、第２の運転モードは、第１の開閉弁及び室外膨張弁を閉じ、第２の開閉弁を開くことにより、圧縮機から吐出された冷媒をバイパス配管から室外熱交換器に流して放熱させ、放熱した当該冷媒を室内膨張弁で減圧した後、吸熱器にて吸熱させると共に、補助加熱装置を発熱させる除湿暖房モードと、第１の開閉弁を開き、第２の開閉弁を閉じることにより、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器から室外熱交換器に流して当該放熱器及び室外熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を室内膨張弁で減圧した後、吸熱器にて吸熱させる除湿冷房モードと、第１の開閉弁を開き、第２の開閉弁を閉じることにより、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器から室外熱交換器に流して当該室外熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を室内膨張弁で減圧した後、吸熱器にて吸熱させる冷房モードと、第１の開閉弁及び室外膨張弁を閉じ、第２の開閉弁を開くことにより、圧縮機から吐出された冷媒をバイパス配管から室外熱交換器に流して放熱させ、放熱した当該冷媒を室内膨張弁で減圧した後、吸熱器にて吸熱させる最大冷房モードのうちの何れか、又は、それらの組み合わせ、若しくは、それらの全てであることを特徴とする。

請求項４の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において制御装置は、圧縮機を起動後、目標回転数に到達するまで、当該圧縮機の回転数の上昇速度を、運転中における圧縮機の回転数の変更速度よりも遅くすることを特徴とする。

請求項５の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において室外膨張弁の作動範囲は、当該室外膨張弁の制御上の最大開度よりも小さい弁開度領域に設定されることを特徴とする。

請求項６の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において室外膨張弁の固定開度は、圧縮機の起動後、当該圧縮機の回転数を前記上昇速度で上昇させたときに、アキュムレータ内の液面が所定の低下率で低下する弁開度であることを特徴とする。

請求項７の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において室外膨張弁の固定開度は、暖房モード又は第１の運転モードでの作動範囲内において、大きい弁開度領域に含まれる弁開度であることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、冷媒を放熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、冷媒を吸熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、車室外に設けられた室外熱交換器と、放熱器を出て室外熱交換器に流入する冷媒を減圧するための室外膨張弁と、圧縮機の冷媒吸込側に接続されたアキュムレータと、制御装置を備え、この制御装置により、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を室外膨張弁で減圧した後、室外熱交換器にて吸熱させ、この室外熱交換器から出た冷媒をアキュムレータに流し、このアキュムレータから圧縮機に吸い込ませる暖房モードを実行する車両用空気調和装置において、制御装置が、暖房モードでの運転中、所定の作動範囲内で圧縮機の回転数を変更することで、当該圧縮機の回転数を所定の目標回転数に制御すると共に、圧縮機の起動時には、運転中における圧縮機の回転数の変更速度よりも遅い所定の上昇速度にて当該圧縮機の回転数を上昇させ、且つ、圧縮機の起動後の所定期間、室外膨張弁の弁開度を当該室外膨張弁の作動範囲内における所定の固定開度に維持するようにしたので、暖房モードで圧縮機を起動した後、アキュムレータ内の液面を適切に低下させることが可能となる。

また、請求項２の発明によれば、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、冷媒を放熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、冷媒を吸熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、車室外に設けられた室外熱交換器と、放熱器を出て室外熱交換器に流入する冷媒を減圧するための室外膨張弁と、吸熱器に流入する冷媒を減圧するための室内膨張弁と、圧縮機の冷媒吸込側に接続されたアキュムレータと、制御装置を備え、この制御装置により、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を室外膨張弁で減圧した後、室外熱交換器にて吸熱させ、この室外熱交換器から出た冷媒をアキュムレータに流し、このアキュムレータから圧縮機に吸い込ませる第１の運転モードと、圧縮機から吐出された冷媒を、室外熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を室内膨張弁で減圧した後、吸熱器にて吸熱させ、この吸熱器から出た冷媒をアキュムレータに流し、このアキュムレータから圧縮機に吸い込ませる第２の運転モードを切り換えて実行する車両用空気調和装置において、制御装置が、各運転モードでの運転中、所定の作動範囲内で圧縮機の回転数を変更することで、当該圧縮機の回転数を所定の目標回転数に制御すると共に、第２の運転モードから第１の運転モードに移行する際には、圧縮機を停止した後、起動して、運転中における圧縮機の回転数の変更速度よりも遅い所定の上昇速度にて当該圧縮機の回転数を上昇させ、且つ、圧縮機の起動後の所定期間、室外膨張弁の弁開度を、第１の運転モードでの当該室外膨張弁の作動範囲内における所定の固定開度に維持するようにしたので、例えば、請求項３の発明の如き第２の運転モードである除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、或いは、最大冷房モードから第１の運転モードである暖房モードに移行する際に、圧縮機を停止して、起動した後、アキュムレータ内の液面を適切に低下させることが可能となる。

例えば、請求項４の発明の如く制御装置が、圧縮機を起動後、目標回転数に到達するまで、当該圧縮機の回転数の上昇速度を、運転中における圧縮機の回転数の変更速度よりも遅くし、請求項５の発明の如く室外膨張弁の作動範囲が、当該室外膨張弁の制御上の最大開度よりも小さい弁開度領域に設定されている場合に、請求項６の発明の如く室外膨張弁の固定開度を、圧縮機の起動後、当該圧縮機の回転数を前記上昇速度で上昇させたときに、アキュムレータ内の液面が所定の低下率で低下する弁開度とすることで、暖房モードや第１の運転モードで圧縮機を起動した後、アキュムレータ内の液面を急激に低下させること無く、適切な度合で低下させることができるようになる。

また、請求項７の発明の如く室外膨張弁の固定開度を、暖房モード又は第１の運転モードでの作動範囲内において、大きい弁開度領域に含まれる弁開度とすることで、より適切にアキュムレータ内の液面を低下させることができるようになる。

即ち、本発明によれば、暖房モードや第１の運転モードで圧縮機を起動する際、アキュムレータ内の液面低下を適度に行わせて、突沸による騒音の発生を効果的に防止若しくは抑制し、車両用空気調和装置の信頼性と搭乗者の快適性を改善することができるようになる。

本発明を適用した一実施形態の車両用空気調和装置の構成図である（暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード及び冷房モード）。 図１の車両用空気調和装置のコントローラの電気回路のブロック図である。 図１の車両用空気調和装置のＭＡＸ冷房モード（最大冷房モード）のときの構成図である。 暖房モードで圧縮機を起動したときの放熱器での冷媒の過冷却度ＳＣとアキュムレータ内の液面の様子を説明する図である。 暖房モードで圧縮機を起動するときに図２のコントローラが実行する突沸防止制御の例を説明する各機器のタイミングチャートである。 除湿暖房モードから暖房モードに移行するときに図２のコントローラが実行する突沸防止制御の例を説明する各機器のタイミングチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。

図１は本発明の一実施例の車両用空気調和装置１の構成図を示している。本発明を適用する実施例の車両は、エンジン（内燃機関）が搭載されていない電気自動車（ＥＶ）であって、バッテリに充電された電力で走行用の電動モータを駆動して走行するものであり（何れも図示せず）、本発明の車両用空気調和装置１も、バッテリの電力で駆動されるものとする。即ち、実施例の車両用空気調和装置１は、エンジン廃熱による暖房ができない電気自動車において、冷媒回路を用いたヒートポンプ運転により暖房モードを行い、更に、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、ＭＡＸ冷房モード（最大冷房モード）の各運転モードを選択的に実行するものである。

尚、車両として電気自動車に限らず、エンジンと走行用の電動モータを供用する所謂ハイブリッド自動車にも本発明は有効であり、更には、エンジンで走行する通常の自動車にも適用可能であることは云うまでもない。また、上記暖房モードが本発明における第１の運転モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、及び、ＭＡＸ冷房モードが本発明における第２の運転モードである。

実施例の車両用空気調和装置１は、電気自動車の車室内の空調（暖房、冷房、除湿、及び、換気）を行うものであり、冷媒を圧縮する電動式の圧縮機２と、車室内空気が通気循環されるＨＶＡＣユニット１０の空気流通路３内に設けられ、圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒が冷媒配管１３Ｇを介して流入し、この冷媒を車室内に放熱させる放熱器４と、暖房時に冷媒を減圧膨張させる電動弁から成る室外膨張弁６と、車室外に設けられて冷房時には放熱器として機能し、暖房時には蒸発器として機能すべく冷媒と外気との間で熱交換を行わせる室外熱交換器７と、冷媒を減圧膨張させる電動弁から成る室内膨張弁８と、空気流通路３内に設けられて冷房時及び除湿時に車室内外から冷媒に吸熱させる吸熱器９と、アキュムレータ１２等が冷媒配管１３により順次接続され、冷媒回路Ｒが構成されている。

そして、この冷媒回路Ｒには所定量の冷媒と潤滑用のオイルが充填されている。尚、室外熱交換器７には、室外送風機１５が設けられている。この室外送風機１５は、室外熱交換器７に外気を強制的に通風することにより、外気と冷媒とを熱交換させるものであり、これにより停車中（即ち、車速が０ｋｍ／ｈ）にも室外熱交換器７に外気が通風されるよう構成されている。

また、室外熱交換器７は冷媒下流側にレシーバドライヤ部１４と過冷却部１６を順次有し、室外熱交換器７から出た冷媒配管１３Ａは冷房時に開放される電磁弁１７を介してレシーバドライヤ部１４に接続され、過冷却部１６の出口側の冷媒配管１３Ｂは室内膨張弁８を介して吸熱器９の入口側に接続されている。尚、レシーバドライヤ部１４及び過冷却部１６は構造的に室外熱交換器７の一部を構成している。

また、過冷却部１６と室内膨張弁８間の冷媒配管１３Ｂは、吸熱器９の出口側の冷媒配管１３Ｃと熱交換関係に設けられ、両者で内部熱交換器１９を構成している。これにより、冷媒配管１３Ｂを経て室内膨張弁８に流入する冷媒は、吸熱器９を出た低温の冷媒により冷却（過冷却）される構成とされている。

また、室外熱交換器７から出た冷媒配管１３Ａは冷媒配管１３Ｄに分岐しており、この分岐した冷媒配管１３Ｄは、暖房時に開放される電磁弁２１を介して内部熱交換器１９の下流側における冷媒配管１３Ｃに連通接続されている。この冷媒配管１３Ｃがアキュムレータ１２に接続され、アキュムレータ１２は圧縮機２の冷媒吸込側に接続されている。更に、放熱器４の出口側の冷媒配管１３Ｅは室外膨張弁６を介して室外熱交換器７の入口側に接続されている。

また、圧縮機２の吐出側と放熱器４の入口側の間の冷媒配管１３Ｇには後述する除湿暖房とＭＡＸ冷房時に閉じられる電磁弁３０（第１の開閉弁）が介設されている。この場合、冷媒配管１３Ｇは電磁弁３０の上流側でバイパス配管３５に分岐しており、このバイパス配管３５は除湿暖房とＭＡＸ冷房時に開放される電磁弁４０（第２の開閉弁）を介して室外膨張弁６の下流側の冷媒配管１３Ｅに連通接続されている。これらバイパス配管３５、電磁弁３０及び電磁弁４０によりバイパス装置４５が構成される。

このようなバイパス配管３５、電磁弁３０及び電磁弁４０によりバイパス装置４５を構成したことで、後述する如く圧縮機２から吐出された冷媒を室外熱交換器７に直接流入させる除湿暖房モードやＭＡＸ冷房モードと、圧縮機２から吐出された冷媒を放熱器４に流入させる暖房モードや除湿冷房モード、冷房モードとの切り換えを円滑に行うことができるようになる。

また、吸熱器９の空気上流側における空気流通路３には、外気吸込口と内気吸込口の各吸込口が形成されており（図１では吸込口２５で代表して示す）、この吸込口２５には空気流通路３内に導入する空気を車室内の空気である内気（内気循環モード）と、車室外の空気である外気（外気導入モード）とに切り換える吸込切換ダンパ２６が設けられている。更に、この吸込切換ダンパ２６の空気下流側には、導入した内気や外気を空気流通路３に送給するための室内送風機（ブロワファン）２７が設けられている。

また、図１において２３は実施例の車両用空気調和装置１に設けられた補助加熱装置としての補助ヒータである。実施例の補助ヒータ２３は電気ヒータであるＰＴＣヒータにて構成されており、空気流通路３の空気の流れに対して、放熱器４の空気上流側となる空気流通路３内に設けられている。そして、補助ヒータ２３に通電されて発熱すると、吸熱器９を経て放熱器４に流入する空気流通路３内の空気が加熱される。即ち、この補助ヒータ２３が所謂ヒータコアとなり、車室内の暖房を行い、或いは、それを補完する。

また、補助ヒータ２３の空気上流側における空気流通路３内には、当該空気流通路３内に流入し、吸熱器９を通過した後の空気流通路３内の空気（内気や外気）を補助ヒータ２３及び放熱器４に通風する割合を調整するエアミックスダンパ２８が設けられている。更に、放熱器４の空気下流側における空気流通路３には、ＦＯＯＴ（フット）、ＶＥＮＴ（ベント）、ＤＥＦ（デフ）の各吹出口（図１では代表して吹出口２９で示す）が形成されており、この吹出口２９には上記各吹出口から空気の吹き出しを切換制御する吹出口切換ダンパ３１が設けられている。

次に、図２において３２はプロセッサを備えたコンピュータの一例であるマイクロコンピュータから構成された制御装置としてのコントローラ（ＥＣＵ）であり、このコントローラ３２の入力には車両の外気温度（Ｔａｍ）を検出する外気温度センサ３３と、外気湿度を検出する外気湿度センサ３４と、吸込口２５から空気流通路３に吸い込まれる空気の温度を検出するＨＶＡＣ吸込温度センサ３６と、車室内の空気（内気）の温度を検出する内気温度センサ３７と、車室内の空気の湿度を検出する内気湿度センサ３８と、車室内の二酸化炭素濃度を検出する室内ＣＯ₂濃度センサ３９と、吹出口２９から車室内に吹き出される空気の温度を検出する吹出温度センサ４１と、圧縮機２の吐出冷媒圧力（吐出圧力Ｐｄ）を検出する吐出圧力センサ４２と、圧縮機２の吐出冷媒温度を検出する吐出温度センサ４３と、圧縮機２の吸込冷媒圧力を検出する吸込圧力センサ４４と、圧縮機２の吸込冷媒温度を検出する吸込温度センサ５５と、放熱器４の温度（放熱器４を経た空気の温度、又は、放熱器４自体の温度：放熱器温度ＴＣＩ）を検出する放熱器温度センサ４６と、放熱器４の冷媒圧力（放熱器４内、又は、放熱器４を出た直後の冷媒の圧力：放熱器圧力ＰＣＩ）を検出する放熱器圧力センサ４７と、吸熱器９の温度（吸熱器９を経た空気の温度、又は、吸熱器９自体の温度：吸熱器温度Ｔｅ）を検出する吸熱器温度センサ４８と、吸熱器９の冷媒圧力（吸熱器９内、又は、吸熱器９を出た直後の冷媒の圧力）を検出する吸熱器圧力センサ４９と、車室内への日射量を検出するための例えばフォトセンサ式の日射センサ５１と、車両の移動速度（車速）を検出するための車速センサ５２と、設定温度や運転モードの切り換えを設定するための空調（エアコン）操作部５３と、室外熱交換器７の温度（室外熱交換器７から出た直後の冷媒の温度、又は、室外熱交換器７自体の温度：室外熱交換器温度ＴＸＯ）を検出する室外熱交換器温度センサ５４と、室外熱交換器７の冷媒圧力（室外熱交換器７内、又は、室外熱交換器７から出た直後の冷媒の圧力：室外熱交換器圧力ＰＸＯ）を検出する室外熱交換器圧力センサ５６の各出力が接続されている。また、コントローラ３２の入力には更に、補助ヒータ２３の温度（補助ヒータ２３で加熱された直後の空気の温度、又は、補助ヒータ２３自体の温度：補助ヒータ温度Ｔｐｔｃ）を検出する補助ヒータ温度センサ５０の出力も接続されている。

一方、コントローラ３２の出力には、前記圧縮機２と、室外送風機１５と、室内送風機（ブロワファン）２７と、吸込切換ダンパ２６と、エアミックスダンパ２８と、吹出口切換ダンパ３１と、室外膨張弁６、室内膨張弁８と、補助ヒータ２３、電磁弁３０（リヒート用）、電磁弁１７（冷房用）、電磁弁２１（暖房用）、電磁弁４０（バイパス用）の各電磁弁が接続されている。そして、コントローラ３２は各センサの出力と空調操作部５３にて入力された設定に基づいてこれらを制御する。

以上の構成で、次に実施例の車両用空気調和装置１の動作を説明する。コントローラ３２は実施例では暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、及び、ＭＡＸ冷房モード（最大冷房モード）の各運転モードを切り換えて実行する。先ず、各運転モードにおける冷媒の流れと制御の概略について説明する。

（１）暖房モード（第１の運転モード）
コントローラ３２により（オートモード）或いは空調操作部５３へのマニュアル操作（マニュアルモード）により暖房モードが選択されると、コントローラ３２は暖房用の電磁弁２１（第２の開閉弁）を開放し、冷房用の電磁弁１７（第１の開閉弁）を閉じる。また、リヒート用の電磁弁３０を開放し、バイパス用の電磁弁４０を閉じる。

そして、圧縮機２、及び、各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は図１に破線で示す如く、室内送風機２７から吹き出されて吸熱器９を経た空気流通路３内の全ての空気が補助ヒータ２３及び放熱器４に通風される状態とする。これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は電磁弁３０を経て冷媒配管１３Ｇから放熱器４に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気が通風されるので、空気流通路３内の空気は放熱器４内の高温冷媒（補助ヒータ２３が動作するときは当該補助ヒータ２３及び放熱器４）により加熱され、一方、放熱器４内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化する。

放熱器４内で液化した冷媒は当該放熱器４を出た後、冷媒配管１３Ｅを経て室外膨張弁６に至る。室外膨張弁６に流入した冷媒はそこで減圧された後、室外熱交換器７に流入する。室外熱交換器７に流入した冷媒は蒸発し、走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気中から熱を汲み上げる。即ち、冷媒回路Ｒがヒートポンプとなる。そして、室外熱交換器７を出た低温の冷媒は冷媒配管１３Ａ及び電磁弁２１及び冷媒配管１３Ｄを経て冷媒配管１３Ｃからアキュムレータ１２に入り、そこで気液分離された後、ガス冷媒が圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。即ち、室外熱交換器７から出た冷媒は吸熱器９を経ること無くアキュムレータ１２に流れる。そして、放熱器４（補助ヒータ２３が動作するときは当該補助ヒータ２３及び放熱器４）にて加熱された空気は吹出口２９から吹き出されるので、これにより車室内の暖房が行われることになる。

コントローラ３２は、後述する目標吹出温度ＴＡＯから算出される目標ヒータ温度ＴＣＯ（放熱器４を経た空気の温度である加熱温度ＴＨ（推定値）の目標値）から目標放熱器圧力ＰＣＯ（放熱器圧力ＰＣＩの目標値）を算出し、この目標放熱器圧力ＰＣＯと、放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器４の冷媒圧力（放熱器圧力ＰＣＩ。冷媒回路Ｒの高圧圧力）に基づいて圧縮機２の目標回転数ＴＧＮＣを算出して、圧縮機２の回転数ＮＣをこの目標回転数ＴＧＮＣに制御する。また、コントローラ３２は、放熱器温度センサ４６が検出する放熱器４の温度（放熱器温度ＴＣＩ）及び放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器圧力ＰＣＩに基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御し、放熱器４の出口における冷媒の過冷却度ＳＣを目標過冷却度ＴＧＳＣに制御する。前記目標ヒータ温度ＴＣＯは基本的にはＴＣＯ＝ＴＡＯとされるが、制御上の所定の制限が設けられる。

また、コントローラ３２はこの暖房モードにおいては、車室内空調に要求される暖房能力に対して放熱器４による暖房能力が不足する場合、その不足する分を補助ヒータ２３の発熱で補完するように補助ヒータ２３の通電を制御する。それにより、快適な車室内暖房を実現し、且つ、室外熱交換器７の着霜も抑制する。このとき、補助ヒータ２３は放熱器４の空気上流側に配置されているので、空気流通路３を流通する空気は放熱器４の前に補助ヒータ２３に通風されることになる。

ここで、補助ヒータ２３が放熱器４の空気下流側に配置されていると、実施例の如くＰＴＣヒータで補助ヒータ２３を構成した場合には、補助ヒータ２３に流入する空気の温度が放熱器４によって上昇するため、ＰＴＣヒータの抵抗値が大きくなり、電流値も低くなって発熱量が低下してしまうが、放熱器４の空気上流側に補助ヒータ２３を配置することで、実施例の如くＰＴＣヒータから構成される補助ヒータ２３の能力を十分に発揮させることができるようになる。

（２）除湿暖房モード（第２の運転モード）
次に、除湿暖房モードでは、コントローラ３２は電磁弁１７を開放し、電磁弁２１を閉じる。また、電磁弁３０を閉じ、電磁弁４０を開放すると共に、室外膨張弁６の弁開度は全閉とする。そして、圧縮機２、及び、各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は図１に破線で示す如く、室内送風機２７から吹き出されて吸熱器９を経た空気流通路３内の全ての空気が補助ヒータ２３及び放熱器４に通風される状態とする。

これにより、圧縮機２から冷媒配管１３Ｇに吐出された高温高圧のガス冷媒は、放熱器４に向かうこと無くバイパス配管３５に流入し、電磁弁４０を経て室外膨張弁６の下流側の冷媒配管１３Ｅに至るようになる。このとき、室外膨張弁６は全閉とされているので、冷媒は室外熱交換器７に流入する。室外熱交換器７に流入した冷媒はそこで走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気により空冷され、凝縮する。室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａから電磁弁１７を経てレシーバドライヤ部１４、過冷却部１６と順次流入する。ここで冷媒は過冷却される。

室外熱交換器７の過冷却部１６を出た冷媒は冷媒配管１３Ｂに入り、内部熱交換器１９を経て室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気は冷却され、且つ、当該空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気流通路３内の空気は冷却され、且つ、除湿される。吸熱器９で蒸発した冷媒は内部熱交換器１９を経て冷媒配管１３Ｃを介し、アキュムレータ１２に至り、そこを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。

このとき、室外膨張弁６の弁開度は全閉とされているので、圧縮機２から吐出された冷媒が室外膨張弁６から放熱器４に逆流入する不都合を抑制若しくは防止することが可能となる。これにより、冷媒循環量の低下を抑制若しくは解消して空調能力を確保することができるようになる。更に、この除湿暖房モードにおいてコントローラ３２は、補助ヒータ２３に通電して発熱させる。これにより、吸熱器９にて冷却され、且つ、除湿された空気は補助ヒータ２３を通過する過程で更に加熱され、温度が上昇するので車室内の除湿暖房が行われることになる。

コントローラ３２は吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度（吸熱器温度Ｔｅ）とその目標値である目標吸熱器温度ＴＥＯに基づいて圧縮機２の目標回転数ＴＧＮＣを算出し、圧縮機２の回転数ＮＣをこの目標回転数ＴＧＮＣに制御すると共に、補助ヒータ温度センサ５０が検出する補助ヒータ温度Ｔｐｔｃと前述した目標ヒータ温度ＴＣＯに基づいて補助ヒータ２３の通電（発熱）を制御することで、吸熱器９での空気の冷却と除湿を適切に行いながら、補助ヒータ２３による加熱で吹出口２９から車室内に吹き出される空気温度の低下を的確に防止する。

これにより、車室内に吹き出される空気を除湿しながら、その温度を適切な暖房温度に制御することが可能となり、車室内の快適且つ効率的な除湿暖房を実現することができるようになる。また、前述した如く除湿暖房モードではエアミックスダンパ２８は空気流通路３内の全ての空気を補助ヒータ２３及び放熱器４に通風する状態とされるので、吸熱器９を経た空気を効率良く補助ヒータ２３で加熱して省エネ性を向上させ、且つ、除湿暖房空調の制御性も向上させることができるようになる。

尚、補助ヒータ２３は放熱器４の空気上流側に配置されているので、補助ヒータ２３で加熱された空気は放熱器４を通過することになるが、この除湿暖房モードでは放熱器４に冷媒は流されないので、補助ヒータ２３にて加熱された空気から放熱器４が吸熱してしまう不都合も解消される。即ち、放熱器４によって車室内に吹き出される空気の温度が低下してしまうことが抑制され、ＣＯＰも向上することになる。

（３）除湿冷房モード（第２の運転モード）
次に、除湿冷房モードでは、コントローラ３２は電磁弁１７を開放し、電磁弁２１を閉じる。また、電磁弁３０を開放し、電磁弁４０を閉じる。そして、圧縮機２、及び、各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は図１に破線で示す如く、室内送風機２７から吹き出されて吸熱器９を経た空気流通路３内の全ての空気が補助ヒータ２３及び放熱器４に通風される状態とする。これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は電磁弁３０を経て冷媒配管１３Ｇから放熱器４に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気が通風されるので、空気流通路３内の空気は放熱器４内の高温冷媒により加熱され、一方、放熱器４内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化していく。

放熱器４を出た冷媒は冷媒配管１３Ｅを経て室外膨張弁６に至り、開き気味で制御される室外膨張弁６を経て室外熱交換器７に流入する。室外熱交換器７に流入した冷媒はそこで走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気により空冷され、凝縮する。室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａから電磁弁１７を経てレシーバドライヤ部１４、過冷却部１６と順次流入する。ここで冷媒は過冷却される。

室外熱交換器７の過冷却部１６を出た冷媒は冷媒配管１３Ｂに入り、内部熱交換器１９を経て室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。

吸熱器９で蒸発した冷媒は内部熱交換器１９を経て冷媒配管１３Ｃを介し、アキュムレータ１２に至り、そこを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。この除湿冷房モードではコントローラ３２は補助ヒータ２３に通電しないので、吸熱器９にて冷却され、除湿された空気は放熱器４を通過する過程で再加熱（暖房時よりも放熱能力は低い）される。これにより車室内の除湿冷房が行われることになる。

コントローラ３２は吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度（吸熱器温度Ｔｅ）と目標吸熱器温度ＴＥＯに基づいて圧縮機２の目標回転数ＴＧＮＣを算出し、圧縮機２の回転数ＮＣをこの目標回転数ＴＧＮＣに制御すると共に、前述した冷媒回路Ｒの高圧圧力に基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御し、放熱器４の冷媒圧力（放熱器圧力ＰＣＩ）を制御する。

（４）冷房モード（第２の運転モード）
次に、冷房モードでは、コントローラ３２は上記除湿冷房モードの状態において室外膨張弁６の弁開度を全開とする。尚、コントローラ３２はエアミックスダンパ２８を制御し、図１に実線で示す如く、室内送風機２７から吹き出されて吸熱器９を通過した後の空気流通路３内の空気が、補助ヒータ２３及び放熱器４に通風される割合を調整する。また、コントローラ３２は補助ヒータ２３に通電しない。

これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は電磁弁３０を経て冷媒配管１３Ｇから放熱器４に流入すると共に、放熱器４を出た冷媒は冷媒配管１３Ｅを経て室外膨張弁６に至る。このとき室外膨張弁６は全開とされているので冷媒はそれを通過し、そのまま室外熱交換器７に流入し、そこで走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気により空冷され、凝縮液化する。室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａから電磁弁１７を経てレシーバドライヤ部１４、過冷却部１６と順次流入する。ここで冷媒は過冷却される。

室外熱交換器７の過冷却部１６を出た冷媒は冷媒配管１３Ｂに入り、内部熱交換器１９を経て室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気は冷却される。また、空気中の水分は吸熱器９に凝結して付着する。

吸熱器９で蒸発した冷媒は内部熱交換器１９を経て冷媒配管１３Ｃを介し、アキュムレータ１２に至り、そこを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９にて冷却され、除湿された空気が吹出口２９から車室内に吹き出されるので（一部は放熱器４を通過して熱交換する）、これにより車室内の冷房が行われることになる。また、この冷房モードにおいては、コントローラ３２は吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度（吸熱器温度Ｔｅ）とその目標値である目標吸熱器温度ＴＥＯに基づいて圧縮機２の目標回転数ＴＧＮＣを算出し、圧縮機２の回転数ＮＣをこの目標回転数ＴＧＮＣに制御する。

（５）ＭＡＸ冷房モード（最大冷房モード：第２の運転モード）
次に、最大冷房モードとしてのＭＡＸ冷房モードでは、コントローラ３２は電磁弁１７を開放し、電磁弁２１を閉じる。また、電磁弁３０を閉じ、電磁弁４０を開放すると共に、室外膨張弁６の弁開度は全閉とする。そして、圧縮機２、及び、各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は図３に示す如く補助ヒータ２３及び放熱器４に空気流通路３内の空気が通風されない状態とする。但し、多少通風されても支障はない。また、コントローラ３２は補助ヒータ２３に通電しない。

これにより、圧縮機２から冷媒配管１３Ｇに吐出された高温高圧のガス冷媒は、放熱器４に向かうこと無くバイパス配管３５に流入し、電磁弁４０を経て室外膨張弁６の下流側の冷媒配管１３Ｅに至るようになる。このとき、室外膨張弁６は全閉とされているので、冷媒は室外熱交換器７に流入する。室外熱交換器７に流入した冷媒はそこで走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気により空冷され、凝縮する。室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａから電磁弁１７を経てレシーバドライヤ部１４、過冷却部１６と順次流入する。ここで冷媒は過冷却される。

室外熱交換器７の過冷却部１６を出た冷媒は冷媒配管１３Ｂに入り、内部熱交換器１９を経て室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気は冷却される。また、空気中の水分は吸熱器９に凝結して付着するので、空気流通路３内の空気は除湿される。吸熱器９で蒸発した冷媒は内部熱交換器１９を経て冷媒配管１３Ｃを介し、アキュムレータ１２に至り、そこを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。このとき、室外膨張弁６は全閉とされているので、同様に圧縮機２から吐出された冷媒が室外膨張弁６から放熱器４に逆流入する不都合を抑制若しくは防止することが可能となる。これにより、冷媒循環量の低下を抑制若しくは解消して空調能力を確保することができるようになる。

ここで、前述した冷房モードでは放熱器４に高温の冷媒が流れているため、放熱器４からＨＶＡＣユニット１０への直接の熱伝導が少なからず生じるが、このＭＡＸ冷房モードでは放熱器４に冷媒が流れないため、放熱器４からＨＶＡＣユニット１０に伝達される熱で吸熱器９からの空気流通路３内の空気が加熱されることも無くなる。そのため、車室内の強力な冷房が行われ、特に外気温度Ｔａｍが高いような環境下では、迅速に車室内を冷房して快適な車室内空調を実現することができるようになる。また、このＭＡＸ冷房モードにおいても、コントローラ３２は吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度（吸熱器温度Ｔｅ）とその目標値である目標吸熱器温度ＴＥＯに基づいて圧縮機２の目標回転数ＴＧＮＣを算出し、圧縮機２の回転数ＮＣをこの目標回転数ＴＧＮＣに制御する。

（６）運転モードの切換
空気流通路３内を流通される空気は上記各運転モードにおいて吸熱器９からの冷却や放熱器４（及び補助ヒータ２３）からの加熱作用（エアミックスダンパ２８で調整）を受けて吹出口２９から車室内に吹き出される。コントローラ３２は外気温度センサ３３が検出する外気温度Ｔａｍ、内気温度センサ３７が検出する車室内の温度、前記ブロワ電圧、日射センサ５１が検出する日射量等と、空調操作部５３にて設定された車室内の目標車室内温度（設定温度）とに基づいて目標吹出温度ＴＡＯを算出し、各運転モードを切り換えて吹出口２９から吹き出される空気の温度をこの目標吹出温度ＴＡＯに制御する。

この場合、コントローラ３２は、外気温度Ｔａｍ、車室内の湿度、目標吹出温度ＴＡＯ、加熱温度ＴＨ、目標ヒータ温度ＴＣＯ、吸熱器温度Ｔｅ、目標吸熱器温度ＴＥＯ、車室内の除湿要求の有無、等のパラメータに基づき、暖房モードから除湿暖房モード、除湿暖房モードから除湿冷房モード、除湿冷房モードから冷房モード、冷房モードからＭＡＸ冷房モード、このＭＡＸ冷房モードから冷房モード、冷房モードから除湿冷房モード、除湿冷房モードから除湿暖房モード、除湿暖房モードから暖房モードに運転モードを切り換える。また、暖房モードから除湿冷房モードや冷房モード、除湿冷房モードや冷房モードから暖房モードに切り換える場合もある。実施例では上記のように各運転モードの切り換えを行うことで、環境条件や除湿の要否に応じて的確に暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード及びＭＡＸ冷房モードを切り換え、快適且つ効率的な車室内空調を実現する。

（７）圧縮機２の回転数ＮＣと室外膨張弁６の弁開度
尚、実施例では前記各運転モードにおける運転中、コントローラ３２は所定の制御上の最高回転数ＮＣｍａｘと最低回転数ＮＣｍｉｎの間の作動範囲内で前述した目標回転数ＴＧＮＣを設定し、圧縮機２の回転数ＮＣがこの目標回転数ＴＧＮＣとなるように当該圧縮機２の回転数ＮＣを変更するものであるが、その際、所定の変更速度ＮＣｃｈ（例えば１０００ｒｐｍ／ｓ）で回転数ＮＣを上昇させ、或いは、降下させるように設定されているものとする。

また、電動弁から成る室外膨張弁６は、０（全閉）と制御上の最大開度ＰＰＳｍａｘ（全開）の間で弁開度を制御可能であるが、コントローラ３２は暖房モードにおいては室外膨張弁６の弁開度を、所定の弁開度ＰＰＳ１とこの弁開度ＰＰＳ１よりも大きい弁開度ＰＰＳ３の間の作動範囲内で制御するように設定されている。そして、実施例の場合、上記作動範囲（ＰＰＳ１以上ＰＰＳ３以下）は制御上の最大開度ＰＰＳｍａｘよりも小さい弁開度領域に設定されているものとする。

（８）突沸防止制御
ここで、前述した如く圧縮機２が停止しているときのアキュムレータ１２内では、圧縮機２から出て冷媒回路Ｒ内を流れて来た冷媒とオイルが流入し、そのうちの液体の部分がアキュムレータ１２内に溜まり、比重の軽いオイルが液冷媒の上に層を作り、蓋をしたような安定状態となっている。特に、暖房モードでは、室外熱交換器７から出て電磁弁２１を通り、アキュムレータ１２に流入してその内部に溜まる液冷媒とオイルの量も多くなる。

このような暖房モードで、図４に示す如く停止状態から圧縮機２が起動され、前述した変更速度ＮＣｃｈで回転数ＮＣが上昇された場合、圧縮機２によりアキュムレータ１２内の冷媒は急速に吸引される。係る圧縮機２の起動時に、図４中にＬ１で示す如く室外膨張弁６の弁開度を最大開度ＰＰＳｍａｘ（全開）状態から閉め過ぎると、Ｌ２で示す如く放熱器４における冷媒の過冷却度ＳＣが急激に上昇する一方、アキュムレータ１２に流入する冷媒は少なくなるため、当該アキュムレータ１２内の液面（オイル面）はＬ３で示す如く急激に低下し、圧力も急激に低下してオイルより下の冷媒が一気に沸騰して気化し、上のオイルの層を激しく突き破る突沸が発生して圧縮機２へ過剰な液戻りや音（騒音）が発生する。

逆に、図４中にＬ４で示す如く室外膨張弁６の弁開度を最大開度ＰＰＳｍａｘ（全開）のままとした場合、アキュムレータ１２内には多量の冷媒が流入するため、アキュムレータ１２内の液面は殆ど下がらないか、極めて液面の低下が極めて緩慢となる。しかしながら、その後、室内膨張弁６が暖房モードでの作動範囲における制御に移行した時点で、Ｌ５で示す如く過冷却度ＳＣが急激に上昇し、アキュムレータ１２内の液面がＬ６で示す如く急激に低下するため、この時点で突沸が発生して圧縮機２へ過剰な液戻りや音（騒音）が発生することになる。

そして、このような突沸は、室外熱交換器７を出た冷媒が室内膨張弁８から吸熱器９方向に流れる除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、ＭＡＸ冷房モード（第２の運転モード）から暖房モード（第１の運転モード）へ移行する際にも同様に危惧される。そこで、コントローラ３２は暖房モードで圧縮機２を起動する際や、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、ＭＡＸ冷房モードから暖房モードに切り換える際、以下に説明する突沸防止制御を実行する。

（８−１）暖房モードで圧縮機２を起動する際の突沸防止制御
先ず、図５を参照しながら、暖房モード（第１の運転モード）で車両用空気調和装置１の圧縮機２を起動する際にコントローラ３２が実行する突沸防止制御の例について説明する。図５のタイミングチャートは、停止状態から暖房モードで圧縮機２を起動する際の圧縮機２の回転数ＮＣと、室外膨張弁６の弁開度と、電磁弁１７及び電磁弁２１の状態等を示している。

コントローラ３２は暖房モードでの停止状態から圧縮機２を起動する際、先ず、電磁弁１７を閉じ、電磁弁２１を開いた後、室外膨張弁６（停止中は全開となっている）の弁開度を所定の固定開度ＰＰＳ２に向けて変更（縮小）していく。この固定開度ＰＰＳ２は前述した弁開度ＰＰＳ１と弁開度ＰＰＳ３の間の作動範囲内で、且つ、当該作動範囲内において大きい弁開度領域（作動範囲の中央値である（ＰＰＳ１＋ＰＰＳ３）／２よりも大きい領域）に含まれる弁開度に設定されている。尚、補助ヒータ２３は暖房モードでの作動範囲（ＰＴＣｍｉｎ以上ＰＴＣｍａｘ以下）での制御を開始する。

そして、コントローラ３２は、室外膨張弁６の弁開度が固定開度ＰＰＳ２に到達した時点で圧縮機２を起動するが、起動後の回転数ＮＣの上昇速度ＮＣｕｐを、前述した運転中の作動範囲での変更速度ＮＣｃｈよりも遅くする（例えば、５００ｒｐｍ／ｓ等）。そして、この上昇速度ＮＣｕｐ（５００ｒｐｍ／ｓ）での回転数ＮＣの上昇を目標回転数ＴＧＮＣになるまで実行し、その後は暖房モードにおける作動範囲での制御状態（フィードフォワード＋フィードバック制御により変更速度ＮＣｃｈ（１０００ｒｐｍ／ｓ）で圧縮機２の回転数ＮＣを変更する）に移行させていく。

コントローラ３２は、この圧縮機２の起動後の所定期間（例えば３０秒等）、室外膨張弁６の弁開度を固定開度ＰＰＳ２に維持し、所定期間の経過後、暖房モードでの作動範囲での制御状態に移行する。この所定期間が突沸防止制御の期間となる。図４中のＬ７〜Ｌ９が室外膨張弁６の弁開度を固定開度ＰＰＳ２に維持した場合（Ｌ７）の放熱器４の冷媒の過冷却度ＳＣとアキュムレータ１２内の液面の状態を示している。

上述した如く起動から圧縮機２の回転数ＮＣを、変更速度ＮＣｃｈよりも遅い上昇速度ＮＣｕｐで上昇させた場合、アキュムレータ１２からの冷媒の吸引は緩慢となる。他方、室外膨張弁６は前述した作動範囲内の固定開度ＰＰＳ２に維持されるため、過冷却度ＳＣは圧縮機２の起動から所定の上昇率で上昇していき、アキュムレータ１２内の液面も圧縮機２の起動から所定の低下率で低下していくことになる。

この低下率は、アキュムレータ１２内で突沸が発生しない、或いは、発生し難くなる低下率であり、実施例では圧縮機２の起動後、その回転数ＮＣを前述した上昇速度ＮＣｕｐで上昇させたときに、アキュムレータ１２内の液面が上記所定の低下率で低下する室外膨張弁６の弁開度を予め実験により求めておき、前述した室外膨張弁６の固定開度ＰＰＳ２を当該弁開度に設定している。

このように、本発明ではコントローラ３２が暖房モードでの圧縮機２の起動時に、運転中における圧縮機２の回転数ＮＣの変更速度ＮＣｃｈよりも遅い所定の上昇速度ＮＣｕｐにて当該圧縮機２の回転数を上昇させ、且つ、圧縮機２の起動後の所定期間、室外膨張弁６の弁開度を当該室外膨張弁６の作動範囲内における所定の固定開度ＰＰＳ２に維持するようにしたので、暖房モードで圧縮機２を起動した後、アキュムレータ１２内の液面を適切に低下させることが可能となる。

特に実施例では、コントローラ３２が圧縮機２を起動後、目標回転数ＴＧＮＣに到達するまで、当該圧縮機２の回転数ＮＣの上昇速度ＮＣｕｐを、運転中における圧縮機２の回転数の変更速度ＮＣｃｈよりも遅くし、室外膨張弁６の固定開度ＰＰＳ２を、圧縮機２の起動後、当該圧縮機２の回転数ＮＣを前記上昇速度ＮＣｕｐで上昇させたときに、アキュムレータ１２内の液面が所定の低下率で低下する弁開度（室外膨張弁６の制御上の最大開度ＰＰＳｍａｘよりも小さい弁開度領域に設定されている作動範囲内）としているので、暖房モードで圧縮機２を起動した後、アキュムレータ１２内の液面を急激に低下させること無く、適切な度合で低下させることができるようになる。

また、室外膨張弁６の固定開度は、暖房モードでの作動範囲内において、大きい弁開度領域に含まれる弁開度でもあるので、より適切にアキュムレータ１２内の液面を低下させることができるようになる。即ち、本発明によれば、暖房モードで圧縮機２を起動する際、アキュムレータ１２内の液面低下を適度に行わせて、突沸による騒音の発生を効果的に防止若しくは抑制し、車両用空気調和装置１の信頼性と搭乗者の快適性を改善することができるようになる。

（８−２）除湿暖房モードから暖房モードに移行する際の突沸防止制御
次に、図６を参照しながら、除湿暖房モード（第２の運転モード）から暖房モード（第１の運転モード）に移行する際にコントローラ３２が実行する突沸防止制御の例について説明する。図６のタイミングチャートは、除湿暖房モードから暖房モードに移行する際の圧縮機２の回転数ＮＣと、室外膨張弁６の弁開度と、電磁弁４０、電磁弁３０、電磁弁１７及び電磁弁２１の状態等を示している。

コントローラ３２は除湿暖房モードから暖房モードに移行した後、先ず、圧縮機２を停止すると共に、室外膨張弁６を開き、その弁開度を前述した固定開度ＰＰＳ２に向けて拡大していく。そして、室外膨張弁６が固定開度ＰＰＳ２となった後、コントローラ３２は電磁弁４０を閉じ、電磁弁３０を開く。次に、コントローラ３２は電磁弁１７を閉じ、電磁弁２１を開き、圧縮機２を起動するが、起動後の回転数ＮＣの上昇速度ＮＣｕｐは、前述同様に運転中の作動範囲での変更速度ＮＣｃｈよりも遅い値（５００ｒｐｍ／ｓ等）とする。そして、この上昇速度ＮＣｕｐでの回転数ＮＣの上昇を目標回転数ＴＧＮＣになるまで実行し、その後は暖房モードにおける作動範囲での制御状態（フィードフォワード＋フィードバック制御）に移行させていく。

コントローラ３２は、この圧縮機２の起動後の所定期間（例えば前述した３０秒等）、室外膨張弁６の弁開度を固定開度ＰＰＳ２に維持し、所定期間の経過後、暖房モードでの作動範囲での制御状態に移行する。この所定期間が突沸防止制御の期間となる。このように、コントローラ３２は、除湿暖房モード（第２の運転モード）から暖房モード（第１の運転モード）に移行する際にも、圧縮機２を停止した後、起動して、運転中における圧縮機２の回転数ＮＣの変更速度ＮＣｃｈよりも遅い所定の上昇速度ＮＣｕｐにて当該圧縮機２の回転数を上昇させ、且つ、圧縮機２の起動後の所定期間、室外膨張弁６の弁開度を当該室外膨張弁６の作動範囲内における所定の固定開度ＰＰＳ２に維持するようにしたので、前述した暖房モードで圧縮機２を起動時と同様に、アキュムレータ１２内の液面を適切に低下させ、突沸の発生を解消若しくは抑制し、快適な空調運転を実現する。

尚、実施例では暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、及び、ＭＡＸ冷房モードの各運転モードを切り換えて実行する車両用空気調和装置１に本発明を適用したが、それに限らず、暖房モードと、その他の運転モードの何れか、又は、それらの組み合わせを切り換えて実行する場合にも本発明は有効である。例えば、除湿冷房モード、冷房モードから暖房モードに移行するモード切換を行う場合にも本発明を実行してもよく、ＭＡＸ冷房モードから暖房モードに直接移行可能とした場合にも有効である。

また、実施例で示した各運転モードの切換制御は、それに限られるものでは無く、車両用空気調和装置の能力や使用環境に応じて、外気温度Ｔａｍ、車室内の湿度、目標吹出温度ＴＡＯ、加熱温度ＴＨ、目標ヒータ温度ＴＣＯ、吸熱器温度Ｔｅ、目標吸熱器温度ＴＥＯ、車室内の除湿要求の有無、等のパラメータの何れか、又は、それらの組み合わせ、それらの全てを採用して適切な条件を設定すると良い。

更に、補助加熱装置は、実施例で示した補助ヒータ２３に限られるものでは無く、ヒータで加熱された熱媒体を循環させて空気流通路内の空気を加熱する熱媒体循環回路や、エンジンで加熱されたラジエター水を循環するヒータコア等を利用してもよい。また、上記各実施例で説明した冷媒回路Ｒの構成はそれに限定されるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であることは云うまでもない。

１ 車両用空気調和装置
２ 圧縮機
３ 空気流通路
４ 放熱器
６ 室外膨張弁
７ 室外熱交換器
８ 室内膨張弁
９ 吸熱器
１２ アキュムレータ
１７ 電磁弁
２１ 電磁弁
２３ 補助ヒータ（補助加熱装置）
２７ 室内送風機（ブロワファン）
３０ 電磁弁（第１の開閉弁）
４０ 電磁弁（第２の開閉弁）
３２ コントローラ（制御装置）
３５ バイパス配管
４５ バイパス装置
Ｒ 冷媒回路

Claims (7)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
   車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、
   冷媒を放熱させて前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、
   冷媒を吸熱させて前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、
   車室外に設けられた室外熱交換器と、
   前記放熱器を出て前記室外熱交換器に流入する冷媒を減圧するための室外膨張弁と、
   前記圧縮機の冷媒吸込側に接続されたアキュムレータと、
   制御装置を備え、
   該制御装置により、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を前記室外膨張弁で減圧した後、前記室外熱交換器にて吸熱させ、該室外熱交換器から出た冷媒を前記アキュムレータに流し、該アキュムレータから前記圧縮機に吸い込ませる暖房モードを実行する車両用空気調和装置において、
   前記制御装置は、前記暖房モードでの運転中、所定の作動範囲内で前記圧縮機の回転数を変更することで、当該圧縮機の回転数を所定の目標回転数に制御すると共に、
   前記圧縮機の起動時には、運転中における前記圧縮機の回転数の変更速度よりも遅い所定の上昇速度にて当該圧縮機の回転数を上昇させ、且つ、前記圧縮機の起動後の所定期間、前記室外膨張弁の弁開度を当該室外膨張弁の作動範囲内における所定の固定開度に維持することを特徴とする車両用空気調和装置。
2. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
   車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、
   冷媒を放熱させて前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、
   冷媒を吸熱させて前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、
   車室外に設けられた室外熱交換器と、
   前記放熱器を出て前記室外熱交換器に流入する冷媒を減圧するための室外膨張弁と、
   前記吸熱器に流入する冷媒を減圧するための室内膨張弁と、
   前記圧縮機の冷媒吸込側に接続されたアキュムレータと、
   制御装置を備え、
   該制御装置により、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を前記室外膨張弁で減圧した後、前記室外熱交換器にて吸熱させ、該室外熱交換器から出た冷媒を前記アキュムレータに流し、該アキュムレータから前記圧縮機に吸い込ませる第１の運転モードと、
   前記圧縮機から吐出された冷媒を、前記室外熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を前記室内膨張弁で減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させ、該吸熱器から出た冷媒を前記アキュムレータに流し、該アキュムレータから前記圧縮機に吸い込ませる第２の運転モードを切り換えて実行する車両用空気調和装置において、
   前記制御装置は、前記各運転モードでの運転中、所定の作動範囲内で前記圧縮機の回転数を変更することで、当該圧縮機の回転数を所定の目標回転数に制御すると共に、
   前記第２の運転モードから前記第１の運転モードに移行する際には、前記圧縮機を停止した後、起動して、運転中における前記圧縮機の回転数の変更速度よりも遅い所定の上昇速度にて当該圧縮機の回転数を上昇させ、且つ、前記圧縮機の起動後の所定期間、前記室外膨張弁の弁開度を、前記第１の運転モードでの当該室外膨張弁の作動範囲内における所定の固定開度に維持することを特徴とする車両用空気調和装置。
3. 前記放熱器及び前記室外膨張弁をバイパスして、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器に直接流入させるためのバイパス配管と、
   前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器に流すための第１の開閉弁と、
   前記圧縮機から吐出された冷媒を前記バイパス配管に流すための第２の開閉弁と、
   前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を加熱するための補助加熱装置を備え、
   前記第１の運転モードは暖房モードであり、該暖房モードでは、前記第１の開閉弁を開き、前記第２の開閉弁を閉じると共に、
   前記第２の運転モードは、
   前記第１の開閉弁及び前記室外膨張弁を閉じ、前記第２の開閉弁を開くことにより、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記バイパス配管から前記室外熱交換器に流して放熱させ、放熱した当該冷媒を前記室内膨張弁で減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させると共に、前記補助加熱装置を発熱させる除湿暖房モードと、
   前記第１の開閉弁を開き、前記第２の開閉弁を閉じることにより、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器から前記室外熱交換器に流して当該放熱器及び室外熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を前記室内膨張弁で減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させる除湿冷房モードと、
   前記第１の開閉弁を開き、前記第２の開閉弁を閉じることにより、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器から前記室外熱交換器に流して当該室外熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を前記室内膨張弁で減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させる冷房モードと、
   前記第１の開閉弁及び前記室外膨張弁を閉じ、前記第２の開閉弁を開くことにより、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記バイパス配管から前記室外熱交換器に流して放熱させ、放熱した当該冷媒を前記室内膨張弁で減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させる最大冷房モードのうちの何れか、又は、それらの組み合わせ、若しくは、それらの全てであることを特徴とする請求項２に記載の車両用空気調和装置。
4. 前記制御装置は、前記圧縮機を起動後、前記目標回転数に到達するまで、当該圧縮機の回転数の上昇速度を、運転中における前記圧縮機の回転数の変更速度よりも遅くすることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
5. 前記室外膨張弁の作動範囲は、当該室外膨張弁の制御上の最大開度よりも小さい弁開度領域に設定されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
6. 前記室外膨張弁の固定開度は、前記圧縮機の起動後、当該圧縮機の回転数を前記上昇速度で上昇させたときに、前記アキュムレータ内の液面が所定の低下率で低下する弁開度であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
7. 前記室外膨張弁の固定開度は、前記暖房モード又は前記第１の運転モードでの作動範囲内において、大きい弁開度領域に含まれる弁開度であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。

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