JP2745997B2 - 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置 - Google Patents

車両用ヒートポンプ式冷暖房装置

Info

Publication number
JP2745997B2
JP2745997B2 JP4244956A JP24495692A JP2745997B2 JP 2745997 B2 JP2745997 B2 JP 2745997B2 JP 4244956 A JP4244956 A JP 4244956A JP 24495692 A JP24495692 A JP 24495692A JP 2745997 B2 JP2745997 B2 JP 2745997B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat exchanger
refrigerant
heat
vehicle
compressor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP4244956A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0692130A (ja
Inventor
潤一郎 原
孝佳 松岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP4244956A priority Critical patent/JP2745997B2/ja
Priority to US08/116,686 priority patent/US5419149A/en
Publication of JPH0692130A publication Critical patent/JPH0692130A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2745997B2 publication Critical patent/JP2745997B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00007Combined heating, ventilating, or cooling devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • B60H1/00914Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant does not change and there is a bypass of the condenser
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • B60H1/00921Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant does not change and there is an extra subcondenser, e.g. in an air duct
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H1/3204Cooling devices using compression
    • B60H1/3205Control means therefor
    • B60H1/3207Control means therefor for minimizing the humidity of the air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B6/00Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits
    • F25B6/04Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits arranged in series
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H2001/00961Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising means for defrosting outside heat exchangers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、コンプレッサの駆動
により冷媒を車室外熱交換器および車室内熱交換器に循
環させる蒸気圧縮サイクルを備えた車両用ヒートポンプ
式冷暖房装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置
としては、特開平2−290475号公報や実開平2−
130808号公報などに開示されているように、四方
弁で冷媒の流れを暖房運転時と冷媒運転時とで逆転さ
せ、暖房運転時には、車室外熱交換器を吸熱器として使
用すると共に、車室内熱交換器を放熱器として使用し、
冷房運転時には、車室外熱交換器を放熱器として使用す
ると共に、車室内熱交換器を吸熱器として使用するよう
にしたものが知られている。
【0003】具体的には、上記特開平2−290475
号公報に開示された冷暖房装置を、図10に図示して説
明する。つまり、暖房運転時には、四方弁2が実線示の
ように切り換えられ、冷媒がコンプレッサ1→四方弁2
→第1車室内熱交換器3→加熱用熱交換器4→第2車室
内熱交換器5→膨張弁6→車室外熱交換器7→四方弁2
→レシーバ8→コンプレッサ1と循環し、第1車室内熱
交換器3がコンプレッサ1から吐出された高温なる冷媒
の熱をブロワファン9で導入された空気に放熱して車室
内暖房用の温風を作り、加熱用熱交換器4がエンジン1
0からの廃熱を冷媒に吸熱し、この冷媒の熱を第2車室
内熱交換器5がブロワファン11で導入された空気に放
熱して車室内暖房用の温風を作り、車室外熱交換器7が
ファン12で導入された外気の熱を冷媒に吸熱する。冷
房運転時には、四方弁2が点線示のように切り換えら
れ、冷媒がコンプレッサ1→車室外熱交換器7→膨張弁
6→第2車室内熱交換器5→第1車室内熱交換器3→四
方弁2→レシーバ8→コンプレッサ1と循環し、車室外
熱交換器7がコンプレッサ1から吐出さたれ高温なる冷
媒の熱を外気に放熱し、第1,第2車室内熱交換器3,
5がブロワファン9,11で導入された空気の熱を冷媒
に放熱して車室内冷房用の冷風を作る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来例にあって
は、四方弁2で冷媒の流れを暖房運転時と冷媒運転時と
で逆転させ、暖房運転時には、車室外熱交換器7を吸熱
器として使用すると共に、車室内熱交換器3,5を放熱
器として使用して車室内暖房用の温風を作り、冷房運転
時には、車室外熱交換器7を放熱器として使用すると共
に、車室内熱交換器3,5を吸熱器として使用して車室
内冷房用の冷風を作るようになっているので、外気温が
低い時や走行時あるいは降雨時、さらに降雪時などのよ
うな気候条件において、暖房運転を行なうと、車室外熱
交換器7での吸熱量が減少する。そして、コンプレッサ
1の仕事量が一定であると仮定すると、車室外熱交換器
7からの吸熱量とコンプレッサ1の仕事量との合計熱量
を放熱する車室内熱交換器3,5での放熱量が減少し、
暖房能力が低下する。しかも、上記気候条件では、着霜
現象が生じ易く、デフロスト運転の回数が増加して安定
した暖房運転が得られなくなる恐れがある。
【0005】また、冷房運転時と暖房運転時とで冷媒の
流れ方向が変わるため、車室外熱交換器7側、車室内熱
交換器3,5側のいずれの配管も高温、高圧に耐えられ
るよう管径等を変更する必要があった。
【0006】また、暖房運転時には、エンジン10から
の廃熱を吸熱して車室内暖房用の温風を作るため、ソー
ラカーや電気自動車のように大きな熱源を持たない車両
には不向きであった。
【0007】これに対し本願出願人は、特願平3−34
5950号として新たな車両用ヒートポンプ式冷暖房装
置を提案している。この装置は、吸熱用車室内熱交換器
の他に放熱用車室内熱交換器を設け、三方弁で切り換え
るようにしたものである。かかる装置によれば、車室外
の気候条件に左右されず安定した制御で冷暖房能力を向
上することができ、大幅な設計変更を必要とせず、電気
自動車などにも適し、しかも除湿暖房を行なうことがで
きる。具体的には図11のようになっており、暖房運転
時には三方弁32が実線示のように切り換えられ、冷媒
がコンプレッサ31→三方弁32→放熱用車室内熱交換
器33→液タンク36→膨脹弁34→吸熱用車室内熱交
換器35→コンプレッサ31と循環し、ブロワファンで
導入された空気は吸熱用車室内熱交換器35での熱交換
により冷却除湿された後、放熱用車室内熱交換器33で
の熱交換により暖められ、車室内暖房用の温風が作られ
る。
【0008】また、冷房運転時には、三方弁32が点線
示のように切り換えられ、冷媒がコンプレッサ31→三
方弁32→車室外熱交換器38→逆止弁70→放熱用車
室内熱交換器33→液タンク36→膨脹弁34→吸熱用
車室内熱交換器35→コンプレッサ31と循環し、車室
外熱交換器38がコンプレッサ1から吐出された高温な
冷媒の熱を外気に放熱し、ブロワファンで導入された空
気が吸熱用車室内熱交換器35で熱交換されて冷やさ
れ、車室内冷房用の冷風が作られる。
【0009】かかる新たな装置では、暖房運転を行なう
とき上記のように三方弁32が実線示のように切り換え
られ、三方弁32と逆止弁70とにより冷媒が車室外熱
交換器38内へ流入しないようにしている。しかし、冬
期の寒冷地では車室外熱交換器38自体の温度が著しく
低下し、車室外熱交換器38内の冷媒がガス状態から二
層状態、そして液状態となり、密度が高くなることで容
積が小さくなり、車室外熱交換器38の内部圧力が低下
することとなる。このような場合でも、通常は三方弁3
2および逆止弁70によって実線示のように車室外熱交
換器38を回避して流れる冷媒が車室外熱交換器38内
へ流入することはないのであるが、何らかの原因で三方
弁32および逆止弁70の冷媒シール部に僅かな隙間が
形成され、前記内部圧力の低下に応じて冷媒が車室外熱
交換器38内へ徐々に流入する恐れがある。
【0010】そして、暖房運転時に車室外熱交換器38
内へ冷媒が流入して液溜りを生じると、本来冷凍サイク
ルを行なうべきコンプレッサ31、放熱用車室内熱交換
器33、液タンク36、膨脹弁34、吸熱用車室内熱交
換器35のそれぞれの内部およびこれらを連通接続する
配管内に十分あるべき冷媒が不足し、暖房運転性能が安
定して行なわれなくなる恐れがある。
【0011】このような問題に対しては、車室外熱交換
器38を遮閉して外気が触れにくいようにするとか、液
タンク36を大きくするなどの措置が考えられるが、い
ずれの方法も重量やコストの増加を来す恐れがある。
【0012】そこでこの発明は、車室内の気候条件に左
右されず、安定した制御で冷暖房能力を向上させること
ができ、大幅な設計変更を必要とせず、電気自動車など
にも適し、除湿暖房を可能とし、しかも外気温の大きな
低下に拘らず安定した暖房運転を可能とした車両用ヒー
トポンプ式冷暖房装置の提供を目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1の発明は、冷媒に仕事量を加えるコンプレ
ッサと、このコンプレッサの冷媒吐出側に接続され、冷
媒の熱を外気に放熱する車室外熱交換器と、前記コンプ
レッサの冷媒吐出側に接続され、冷媒の熱を送風手段に
より導入された空気に放熱して温風を作る放熱用車室内
熱交換器と、この放熱用車室内熱交換器の冷媒流出側に
接続された膨張手段と、この膨張手段の冷媒流出側と前
記コンプレッサの冷媒吸入側とに接続され、送風手段に
より導入された空気の熱を前記車室外熱交換器および前
記放熱用車室内熱交換器の少なくとも一方から前記膨張
手段を通して供給された冷媒に吸熱して冷風を作る吸熱
用車室内熱交換器と、前記コンプレッサの冷媒吐出側と
前記車室外熱交換器および前記放熱用車室内熱交換器の
冷媒流入側との間に設けられ、コンプレッサから吐出さ
れる冷媒を、冷房運転時に少なくとも前記車室外熱交換
器に導入し、暖房運転時に前記車室外熱交換器を回避し
て前記放熱用車室内熱交換器に導入する冷媒流路切り換
え手段とを備え、暖房運転時に回避した前記車室外熱交
換器への冷媒の流れを許容、遮断する断続手段を設けた
ことを特徴とする。
【0014】請求項2の発明は、請求項1記載の車両用
ヒートポンプ式冷暖房装置であって、前記断続手段は、
暖房運転時に前記車室外熱交換器の熱環境状態に応じて
前記車室外熱交換器への冷媒の流れを許容、遮断するこ
とを特徴とする。
【0015】請求項3の発明は、請求項2記載の車両用
ヒートポンプ式冷暖房装置であって、前記断続手段は、
前記車室外熱交換器の内圧が所定圧になるまで当該車室
外熱交換器への冷媒の流れを許容することを特徴とす
る。
【0016】請求項4の発明は、請求項2又は3記載の
車両用ヒートポンプ式冷暖房装置であって、前記断続手
段は、暖房運転から冷房運転に切り換える場合、切り換
え前の所定時間、前記車室外熱交換器の内圧が所定圧に
なるまで当該車室外熱交換器への冷媒の流れを許容する
ことを特徴とする。
【0017】請求項5の発明は、請求項2又は請求項3
若しくは請求項4記載の車両用ヒートポンプ式冷暖房装
置であって、前記断続手段は、前記車室外熱交換器の冷
媒出口と前記コンプレッサの冷媒吐出側および前記放熱
用車室内熱交換器との間に設けられ冷媒流れを許容、遮
断可能な吐出側開閉弁であることを特徴とする。
【0018】請求項6の発明は、請求項2又は請求項3
若しくは請求項4記載の車両用ヒートポンプ式冷暖房装
置であって、前記冷媒切り換え手段を、前記コンプレッ
サの冷媒吐出側と前記車室外熱交換器の冷媒入口との間
に設けられ冷媒流れを許容、遮断可能な吸込側開閉弁
と、前記コンプレッサの冷媒吐出側と前記放熱用車室内
熱交換器との間に設けられ冷媒流れを許容、遮断可能な
回避開閉弁とで構成し、前記断続手段を、前記吸込側開
閉弁としたことを特徴とする。
【0019】請求項7の発明は、請求項2又は請求項3
若しくは請求項4記載の車両用ヒートポンプ式冷暖房装
置であって、前記冷媒切り換え手段を、前記コンプレッ
サの冷媒吐出側と前記車室外熱交換器の冷媒入口との間
に設けられ冷媒流れを許容、遮断可能な吸込側開閉弁
と、前記コンプレッサの冷媒吐出側と前記放熱用車室内
熱交換器との間に設けられ冷媒流れを許容、遮断可能な
回避開閉弁とで構成し、前記断続手段を、前記吸込側開
閉弁と、前記車室外熱交換器の冷媒出口と前記コンプレ
ッサの冷媒吐出側および前記放熱用車室内熱交換器との
間に設けられ冷媒流れを許容、遮断可能な吐出側開閉弁
とで構成したことを特徴とする。
【0020】
【作用】請求項1の発明では、暖房運転時にコンプレッ
サの駆動により冷媒がコンプレッサから冷媒流路切り換
え手段、放熱用車室内熱交換器、膨脹手段、吸熱用車室
内熱交換器を順に経由してコンプレッサに循環し、放熱
用車室内熱交換器がコンプレッサから吐出された高温な
冷媒の熱を送風手段で導入された空気に放熱して温風を
作り、吸熱用車室内熱交換器が送風手段で導入された空
気の熱を冷媒に吸熱して冷風を作る。冷房運転時には、
コンプレッサの駆動により冷媒がコンプレッサから冷媒
流路切り換え手段、車室外熱交換器のみ又は車室外熱交
換器と放熱用車室内熱交換器との両方、膨脹手段、吸熱
用車室内熱交換器を順に経由してコンプレッサに循環
し、車室外熱交換器がコンプレッサから吐出された高温
な冷媒の熱を外気に放熱し、吸熱用車室内熱交換器が送
風手段で導入された空気の熱を冷媒に吸熱して冷風を作
る。また、車室外熱交換器への冷媒の流れが遮断されて
いる運転状態であっても、断続手段によって車室外熱交
換器への冷媒の流れを適宜許容遮断することができ、車
室外熱交換器の内部圧力を維持することができる。
【0021】請求項2の発明では、暖房運転時に車室外
熱交換器の熱環境状態に応じて、車室外熱交換器への冷
媒の流れを許容、遮断することができる。従って、暖房
運転時に車室外熱交換器の触れる外気が大きく低下した
ような場合であっても、断続手段によって車室外熱交換
器への冷媒の流れを適宜許容、遮断することができ、車
室外熱交換器の内部圧力を維持することができる。
【0022】請求項3の発明では、暖房運転時に断続手
段によって車室外熱交換器への冷媒の流れを許容、遮断
する場合に、車室外熱交換器の内圧が所定圧になるまで
冷媒の流れを許容することができる。従って、車室外熱
交換器の内圧を所定圧に正確に維持することができる。
【0023】請求項4の発明では、暖房運転から冷房運
転に切り換える場合、切り換え前の所定時間、車室外熱
交換器の内圧が所定圧になるまで、当該車室外熱交換器
への冷媒の流れを許容することができる。従って、車室
外熱交換器の内圧をコンプレッサの吐出圧力に近接させ
ることができる。
【0024】請求項5の発明では、車室外熱交換器の冷
媒出口とコンプレッサの冷媒吐出側および放熱用車室内
熱交換器との間に設けられた吐出側開閉弁によって、車
室外熱交換器への冷媒の流れを許容、遮断することがで
きる。
【0025】請求項6の発明では、冷房運転時と暖房運
転時との冷媒の流れをコンプレッサの冷媒吐出側と車室
外熱交換器の冷媒入口との間に設けられた吸込側開閉弁
と、コンプレッサの冷媒吐出側と放熱用車室内熱交換器
との間に設けられた回避開閉弁とで切り換えることがで
き、暖房運転時などに吸込側開閉弁によって車室外熱交
換器への冷媒の流れを許容、遮断することができる。
【0026】請求項7の発明では、冷房運転時と暖房運
転時との冷媒の流れを、コンプレッサの冷媒吐出側と車
室外熱交換器の冷媒入口との間に設けられた吸込側開閉
弁と、コンプレッサの冷媒吐出側と放熱用車室外熱交換
器との間に設けられた回避開閉弁とで切り換えることが
でき、また、暖房運転時などに前記吸込側開閉弁と車室
外熱交換器の冷媒出口とコンプレッサの冷媒吐出側およ
び放熱用車室外熱交換器との間に設けられた吐出側開閉
弁とによって車室外熱交換器への冷媒の流れを許容、遮
断することができる。
【0027】
【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。
【0028】図1は、この発明の一実施例にかかる車両
用ヒートポンプ式冷暖房装置の概略構成図を示し、図2
は、冷凍サイクルのみを示す概略構成図である。これら
図1、図2に示すように、コンプレッサ31はエンジン
ルームのような車室外に設けられ、電動コンプレッサ或
いは油圧駆動式のコンプレッサのように入力値が直接可
変可能になっている。このコンプレッサ31の吐出側に
は車室外熱交換器38と、放熱用車室内熱交換器33と
が冷媒流路切り換え手段としての三方弁32を介して接
続されている。
【0029】前記車室外熱交換器38は、エンジンルー
ムなどの車室外に設けられ、コンプレッサ31から吐出
される冷媒の熱を外気に放熱する車室外コンデンサとな
っている。
【0030】前記放熱用車室内熱交換器33は、インス
トルメントパネルの裏側のような車室内前部に配置され
た装置本体のダクト39内に設けられ、コンプレッサ3
1から吐出される冷媒の熱を送風手段としてのブロワフ
ァン37によって導入された空気に放熱する放熱タイプ
の車室内コンデンサとなっている。
【0031】前記三方弁32は、暖房運転時に実線示の
ような流路切り換え状態となり、コンプレッサ31の吐
出側を放熱用車室内熱交換器33の冷媒流入側に接続す
る一方、冷房運転時に点線示のような流路切り換え状態
となり、コンプレッサ31の吐出側を車室外熱交換器3
8および吐出側開閉弁91を介して放熱用車室内熱交換
器33の冷媒流入側に接続している。
【0032】前記吐出側開閉弁91は、この発明一実施
例の特徴となるもので、三方弁32の冷媒吐出側と車室
外熱交換器38の冷媒吐出側と放熱用車室内熱交換器3
3の冷媒流入側とを接続する管路の接続点Pと車室外熱
交換器38の冷媒吐出側とを結ぶ管路上に設けられ、電
磁アクチュエータ91aによって開閉駆動されるように
なっている。電磁アクチュエータ91aは、制御装置4
3によって制御されるものである。この吐出側開閉弁9
1を開くことにより、車室外熱交換器38内の温度が低
下し、ひいては圧力が低下した場合に、三方弁32の吐
出側から放熱用車室内熱交換器33へ向かう冷媒の一部
が車室外熱交換器38へ流入することを許容し、吐出側
開閉弁91を閉じれば、前記車室外熱交換器38への冷
媒の流入は遮断されるものである。
【0033】従って、吐出側開閉弁91は、この実施例
において車室外熱交換器38への冷媒の流れを許容、遮
断する断続手段を構成し、特に、暖房運転時に前記車室
外熱交換器38の熱環境状態に応じて車室外熱交換器3
8への前記冷媒の流れを許容、遮断し、また、冷媒流れ
の許容は、車室外熱交換器38内の温度が低下し、内圧
が低下した場合に、前記車室外熱交換器38の内圧が所
定圧となるまで行われる構成となっている。
【0034】従って、この実施例では、車室外熱交換器
38の熱環境状態に関係する要素を検出する手段として
車室外熱交換器温度検出器90が設けられ、その検出信
号は、制御装置43に入力される構成となっている。
【0035】前記放熱用車室内熱交換器33の冷媒流出
側には、ダクト39内の上流側に設けられた吸熱用車室
内熱交換器35の冷媒流入側が、液タンク36および車
室外に設けられた膨脹手段として液体冷媒を断熱膨脹し
て霧状にする膨脹弁(膨脹手段)34を介して接続され
ている。前記吸熱用車室内熱交換器35は、ブロワファ
ン37によって導入された空気の熱を、車室外熱交換器
38および放熱用車室内熱交換器33の少なくとも一方
と膨脹弁34とを通して供給された冷媒に吸熱して冷風
を作る吸熱タイプのエバポレータになっている。前記吸
熱用車室内熱交換器35の冷媒流出側には、コンプレッ
サ31の冷媒流入側が接続されている。
【0036】なお、前記放熱用車室内熱交換器33の空
気流入側には、補助ヒータ76が設けられている。補助
ヒータ76は入力電圧によって出力を任意に設定できる
可変タイプの電熱ヒータで、入力電圧は制御手段43に
より制御される。補助ヒータ76がONされると、放熱
用車室内熱交換器33を通過する空気が加熱され、放熱
用車室内熱交換器33を流通する冷媒の温度が上昇す
る。
【0037】前記ダクト39内の吸熱用車室内熱交換器
35よりも上流側には、車室内空気を導入する内気導入
管40と、走行風圧を受けて外気を導入する外気導入管
41とが接続されている。この内気導入管40と外気導
入管41との空気導出側(空気流の下流側)と吸熱用車
室内熱交換器35との間に、前記ブロワファン37が配
置され、ブロワファンモータ44で回転駆動されるよう
になっている。
【0038】前記放熱用車室内熱交換器33の上流側に
は、エアミックスドア46が設けられている。このエア
ミックスドア46は、制御装置43で駆動される図外の
エアミックスドアアクチュエータにより駆動され、吸熱
用車室内熱交換器35を通過して冷えている空気を、放
熱用車室内熱交換器33を回避して冷えたままの冷風
と、放熱用車室内熱交換器33を通過して暖められた温
風とに分ける割合(冷風と温風との風量配分)を調整す
るように開閉する。エアミックスドア46の開度たるエ
アミックスドア開度Xdscは、エアミックスドア46
が一点鎖線示の位置となり、冷風と温風との風量配分が
冷風100%になる時を、エアミックスドア開度Xds
c=0%(全閉)と設定し、エアミックスドア46が二
点鎖線示の位置となり、冷風と温風との風量配分が温風
100%となる時を、エアミックスドア開度Xdsc=
100%(全開)と設定してある。
【0039】前記ダクト39の放熱用車室内熱交換器3
3よりも下流側には、上記冷風と温風との混合を良くす
ることにより、温度調整された空調風を作る部屋として
のエアミックスチャンバ47が設けられている。エアミ
ックスチャンバ47には、対象乗員の上半身に向けて空
調風を吹き出すベンチレーチ吹出口51(51a,51
b,51c,51d)と、対象乗員の足元に向けて空調
風を吹き出すフット吹出口52(52a)と、フロント
ウィンドウに向けて空調風を吹き出すデフロスタ吹出口
53(53a)とが連設されている。エアミックスチャ
ンバ47内には、ベンチレータドア55とフットドア5
6とデフロスタドア57とが設けられている。ベンチレ
ードア55は、制御装置43で駆動される図外のベンチ
レータドアアクチュエータにより、ベンチレータ吹出口
51を開閉する。フットドア56は、制御装置43で駆
動される図外のフットドアアクチュエータにより、フッ
ト吹出口52を開閉する。デフロスタドア57は、制御
装置43で駆動される図外のデフロスタドアアクチュエ
ータにより、デフロスタ吹出口53を開閉する。
【0040】また、前記エアミックスチャンバ47に
は、内気導入管40に連通する循環通路71が接続され
ている。循環通路71からエアミックスチャンバ47へ
の開口部72には、循環通路71の入口側ドア74が設
けられ、循環通路71と内気導入管40との分岐部73
には、出口側ドア75が設けられている。入口側ドア7
4は、制御装置43で駆動される図外の入口側ドアアク
チュエータにより開口部72を開閉し、出口側ドア75
は、制御装置43で駆動される図外の出口側ドアアクチ
ュエータにより分岐部73を切り換える。すなわち入口
側ドア74および出口側ドア75が開放した状態(出口
側ドア75は内気導入管40を閉じる)において、エア
ミックスチャンバ47からブロワファン37の上流側へ
温調風が循環する。
【0041】前記制御装置43は、吸熱用車室内熱交換
器吸い込み風温センサ58と、吸熱用車室内熱交換器吹
き出し温風センサ59と、ベンチレータ吹出口風温セン
サ60と、日射量センサ61と、外気温センサ62と、
室温センサ63と、空調設定パネル89に設けられた室
温設定器64(図1では便宜上、信号線で示している)
と、吹出口モードスイッチ65(同)と、ブロワファン
スイッチ66(同)と、冷媒温度センサ67と、放熱用
車室内熱交換器吹き出し風温センサ68などの熱環境情
報入力手段からの熱環境情報により、エアミックスドア
開度Xdscとコンプレッサ31の入力値Wcompと吸熱
用車室内熱交換器35を通過する通過風量Veva と目標
吹出温度To などの目標冷暖房条件を演算し、車室内の
冷暖房条件が上記演算された目標冷暖房条件を維持する
ように、コンプレッサ31とブロワファンモータ44と
エアミックスドアアクチュエータとベンチレータドアア
クチュエータとフットドアアクチュエータとデフロスタ
ドアアクチュエータなどを駆動する。前記熱環境情報と
しては、吸熱用車室内熱交換器35の吸い込み口空気温
度Tsuc と吸熱用車室内熱交換器35の吹き出し空気温
度Tout と放熱用車室内熱交換器33の吹き出し空気温
度Tv とベンチレータ吹出口51の吹き出し空気温度T
ventと車両の日射量Qsun と車室外の外気温度Tamb
車室内の検出室温(車室内気温度)Troomと車室内の設
定温度Tptc と放熱用車室内熱交換器33出口側の冷媒
温度Tref などである。
【0042】上記実施例にかかる車両用ヒートポンプ式
冷暖房装置は、図3乃至図5に示すフローチャートに基
づいて冷房運転又は暖房運転の主たる制御が行われる。
そして、この主たる制御に対し、図6に示すフローチャ
ートを割り込み処理させることにより、寒冷地で外気温
が大きく低下した場合であっても、暖房時に車室外熱交
換器38の内圧を維持することができるのである。
【0043】そこでまず、図3〜図5のフローチャート
に基づいて主たる制御について説明する。
【0044】まず、図3は冷房運転と暖房運転との選択
のフローチャートを示している。
【0045】冷暖房装置のスイッチがONされて制御装
置が起動することとにより処理が始まる(ステップ30
1)。
【0046】ステップ302では、各センサの出力を検
出する。Tptc は室温設定器64の出力で車室内の設定
温度、Troomは室温センサ63の出力で車室内温度、T
ambは外気温センサ62の出力で外気温、Tout は風温
センサ59の出力で吸熱用車室内熱交換器35吹き出し
空気温度、Tsuc は風温センサ58の出力で吸熱用車室
内熱交換器吸い込み空気温度、Tv は風温センサ67の
出力で放熱用車室内熱交換器33吹き出し空気温、V
fan はファンモータの電圧、Qsun は日射量センサ61
の出力で日射量、Vcompはコンプレッサ仕事量を表わす
物理量で、Vcompに比例してコンプレッサ吐出量が増加
し、コンプレッサ仕事量も増える(電動コンプレッサを
使用する場合には、周波数に相当する)。
【0047】ステップ303では、ステップ302で検
出した熱環境情報である車室内熱負荷情報を用いて目標
空調風温度Tofを演算する。
【0048】ステップ304で、デフロスタスイッチが
ONされているか否かを判断し、デフロスタスイッチが
ONされている場合には、ステップ305に進み、デフ
ロスタスイッチがOFFされている場合には、ステップ
306に進む。
【0049】ステップ305では、吸熱用車室内熱交換
器35の目標冷却状態に対して、デフロスタスイッチが
ONされている場合の補正項を与える。δTc は冷房運
転時の目標とする吸熱用車室内熱交換器吹き出し空気温
の補正項で、δTH は暖房運転時の上限冷却温度(窓晴
れ温度Tfine)の補正項で、デフロスタスイッチがON
されている場合には、吸熱用車室内熱交換器35での目
標冷却状態をより低く設定して除湿量を増やし、放熱用
の車室内熱交換器33でのリヒート量を多くして、最終
的に目標とする吹き出し温度で車室内に空調風を吹き出
す。同様に、ステップ306では、デフロスタスイッチ
がONされていない場合の吸熱用の車室内熱交換器35
の目標冷却状態に対する補正項を与える。
【0050】ステップ307では、ステップ305やス
テップ306で与えられた補正項を使って、冷房運転し
た場合と暖房運転した場合の吸熱用の車室内熱交換器3
5での冷却状態を比較し、冷房運転した場合の冷却状態
の方が暖房運転した場合よりも低くなる時、ステップ3
08に進んで冷房運転を行ない、逆に、暖房運転した場
合の冷却状態の方が冷房運転した場合よりも低くなる場
合には、ステップ309に進んで暖房運転を実行する。
【0051】図4は暖房温調時のコンプレッサ制御のフ
ローチャートを示している。暖房運転が実行される(ス
テップ401)と、ステップ402でデフロスタスイッ
チがONされているか否かを判断する。
【0052】ステップ402でデフロスタスイッチがO
Nの場合には、ステップ403において、逆に、デフロ
スタスイッチがOFFの場合には、ステップ404にお
いて、暖房運転時の吸熱用車室内熱交換器35の上限冷
却温度Tfineに対する補正温度δTH を与える。ここで
は、デフロスタスイッチのON/OFFに対してのみ補
正しているが、車両の熱負荷条件、例えば、日射や車室
内温度や外気温や吹出温度に対して補正してもよい。
【0053】ステップ405では、低外気温時の設定上
限冷却温度T5 と外気温Tamb を基にした上限冷却温度
fineとを比較して、大きい方を暖房運転時の上限冷却
温度(上限T′int )として設定する。ここでは、上限
冷却温度を決める要素の一つとして、外気温度で代表さ
せているが、外気温以外にも車両の熱環境条件や窓曇り
センサ出力等を用いてもよい。
【0054】ステップ406では、吸熱用車室内熱交換
器35の凍結に基づく温度Tseto(T6 ) を下限冷却温
度(下限T′int )として設定する。
【0055】ステップ407では、吸熱用の車室内熱交
換器吹き出し空気温Tout がステップ406で設定した
下限冷却温度(下限T′int )よりも低いか否かを判断
する。Tout <下限T′int の場合、このままでは、吸
熱用車室内熱交換器35が凍結する恐れがあり、ステッ
プ413に進んで、コンプレッサ1の仕事量を△Vc
け減少させ、吸熱用車室内熱交換器吹き出し温度を上
げ、上下冷却温度内に入るようにする。この時、図に示
していないが、同時に吸熱用車室内熱交換器吸い込み空
気温を上昇させる制御を行なって、コンプレッサ1の仕
事量減少に伴なう吹き出し温低下を防ぐ。
【0056】ステップ407において、Tout >下限
T′int の場合には、ステップ408に進み、吸熱用車
室内熱交換器吹き出し空気温Tout が、ステップ405
で設定した上限冷却温度(上限T′int )よりも大きい
か否かを判断する。
【0057】ステップ408において、Tout >上限T
´int の場合には、ステップ411に進み、コンプレッ
サ1の仕事量を△Vc だけ増加させ、空調風の除湿量を
確保するために吸熱用車室内熱交換器吹き出し温度を下
げる。逆に、T′out ≦上限T´int の場合には、ステ
ップ409に進み、目標空調風温度Tofと放熱用車室内
熱交換器吹き出し空調温Tv の偏差△θを算出する。
【0058】ステップ410において、△θ>Sの場合
には、吹出温が目標空調風温度Tofに達していないの
で、ステップ411に進んで、コンプレッサ1の仕事量
を△Vc だけ増加させて吹出温を上昇させる。△θ<−
Sの場合には、吸熱用車室内熱交換器吹き出し空気温が
目標吹出温よりも高いので、ステップ413に進んでコ
ンプレッサ1の仕事量を△Vc だけ減少させて吹出温を
低下させる。これら以外の条件では、ステップ412に
進み、現状のコンプレッサ仕事量を維持する。
【0059】従来の車両用ヒートポンプ冷暖房装置にお
いても、コンプレッサの仕事量を可変して吹き出し温度
を制御することができるが、一定量の仕事量の変化に対
して、外気温度や走行条件によって吹き出し温の温度変
化量が大きく異なってしまい、安定した車室内温度制御
は困難であった。
【0060】ところが、本発明実施例の車両用冷暖房装
置の暖房運転においては、外気温の影響を受けずに連続
した暖房運転が可能で、一定量のコンプレッサ1の仕事
量の増減が、外気温度や走行条件に依らず、つねに所定
量の吹出温度変化量(車室内への放熱量変化)となって
現われ、しかも、暖房運転時には吸熱用車室内熱交換器
35において必ず除湿(冷却)を伴なうといった特徴を
持つために、図4に示すようなコンプレッサ制御によっ
て、不安定現象がない車室内除湿温度制御を行なうこと
ができる。
【0061】図5は、冷房運転時のコンプレッサ制御の
フローチャートを示している。冷房運転が実行される
(ステップ501)と、ステップ502において、ベン
ト吹き出しか否かを判断する。
【0062】ベント吹き出しの場合には、吸熱用の車室
内熱交換器35に流入する空気温度を目標吹出温にまで
冷却した後に車室内に吹き出すのが最も省エネとなるの
で、ステップ503に進み、目標吹出温XM (Tof) を
吸熱用車室内熱交換器吹き出し空気温の目標温度T′
int に設定する。
【0063】ステップ502において、ベント吹き出し
以外の場合には、ステップ504に進み、バイレベルモ
ードか否かを判断する。
【0064】バイレベルモードの場合には、ステップ5
06に進み、それ以外の場合には、ステップ505に進
み、吸熱用車室内熱交換器吹き出し空気温の補正温度δ
cを与える。この補正温度は、放熱用車室内熱交換器
33でのリヒート量が多くなるほど大きな値に設定す
る。
【0065】ステップ507では、吸熱用車室内熱交換
器吹き出し空気温の目標温度T′in t を、ステップ40
5で使用した温度T5 と、目標吹出温Tofをステップ5
05またはステップ506で与えた補正項で補正した温
度の大きい方の温度に設定する。
【0066】ステップ508では、ステップ503また
はステップ507で算出した目標温度T′int と吸熱用
車室内熱交換器吹き出し空気温Tout の差θを計算す
る。
【0067】ステップ509では、ステップ508で算
出したθの値がθ<−So の場合には、ステップ510
に進み、コンプレッサ1の仕事量を△Vc だけ増やして
吸熱用車室内熱交換器吹き出し空気温を下げ、θ>So
の場合には必要以上にコンプレッサ1の仕事量が大きく
なっていると判断して、ステップ512に進み、コンプ
レッサ1の仕事量を△Vc だけ減少させ、それら以外の
場合には、現状のコンプレッサ仕事量を維持する。
【0068】従って、暖房運転時には、三方弁32が図
1の実線示のように切り換えられ、冷媒がコンプレッサ
31→三方弁32→放熱用車室内熱交換器33→液タン
ク36→膨張弁34→吸熱用車室内熱交換器35→コン
プレッサ31と循環し、放熱用車室内熱交換器33がコ
ンプレッサ31から吐出された高温なる冷媒の熱をブロ
ワファン37で導入された空気または車両走行時のラム
圧によって導入された空気に放熱して温風を作り、吸熱
用車室内熱交換器35がプロワファン37で導入された
空気または車両走行時のラム圧によって導入された空気
の熱を冷媒に放熱して冷風を作る。また、冷房運転時に
は、三方弁32が図1の点線示のように切り換えられ、
冷媒がコンプレッサ31→三方弁32→車室外熱交換器
38→逆止弁70→放熱用車室内熱交換器33→液タン
ク36→膨張弁34→吸熱用車室内熱交換器35→コン
プレッサ31と循環し、車室外熱交換器38がコンプレ
ッサ31から吐出された高温なる冷媒の熱を外気に放熱
し、残りの熱を放熱用車室内熱交換器33がブロワファ
ン37で導入された空気または車両走行時のラム圧によ
って導入された空気に放熱して温風を作り、吸熱用車室
内熱交換器35がブロワファン37で導入された空気ま
たは車両走行時のラム圧によって導入された空気の熱を
冷媒に放熱して冷風を作る。
【0069】すなわち、暖房運転時には、コンプレッサ
31が始動すると、吸熱用車室内熱交換器35の吸熱量
と、コンプレッサ31の実入力値Wcompに相当する仕事
量とを、放熱用車室内熱交換器33において放熱するの
で、車室内には吸熱用車室内熱交換器35の吸い込み空
気温度Tsuc よりも高温の空気が吹き出され、運転時間
の経過とともに、車室内温度、すなわち、吸熱用車室内
熱交換器35の吸い込み空気温度Tsuc は上昇し、それ
に伴って、コンプレッサ31の実入力値Wcompも大きく
できるので、車室内は加速的に暖められる。また、吸熱
用車室内熱交換器35に流入した空気が、放熱用車室内
熱交換器33に流入するので吸熱用車室内熱交換器35
に流入する空気の熱負荷に対して、吸熱用車室内熱交換
器35で凍結が生じない範囲で、コンプレッサ31の実
入力値Wcompを決めておくことにより、コンプレッサ3
1の効率が最適となる。
【0070】次に、上記のような主たる制御によって暖
房運転が行われている時、図6に示すフローチャートが
所定時間の割り込み処理で実行され、車室外熱交換器3
8の内圧が維持される。
【0071】まず、ステップ601で、車室外熱交換器
38の熱環境状態を判断する前提として、車室外熱交換
器温度検出器90によって検出した温度Tcondの読み込
みを行なう。
【0072】次いで、ステップ602では、車室外熱交
換器38の熱環境状態を判断すべく、読み込んだ車室外
熱交換器38の温度Tcondを設定温度Tcond,setと比較
する。検出温度のTcondが設定温度Tcond,setを上回る
ならば、車室外熱交換器38内の温度の低下はなく内圧
低下もないと判断され、割り込み処理は終了する。
【0073】また、ステップ602で検出温度Tcond
設定温度Tcond,setを下回るならば、車室外熱交換器3
8内の温度が低下し、内圧が低下していると判断され、
ステップ603に移行する。
【0074】ステップ603では、車室外熱交換器38
の温度に応じて吐出側開閉弁91を30秒間につき何秒
間開通するかの時間を設定する。例えば、車室外熱交換
器温度Tcondが0℃〜5℃の時は開通時間を一律3(se
c )とし、−15℃〜0℃の範囲ではTcondに比例して
3(sec )〜8(sec )を設定し、−15℃以下では、
一律に8(sec )としている。
【0075】次いで、ステップ604へ移行し、設定さ
れた開通時間で吐出側開閉弁91の電磁アクチュエータ
91aを駆動し、吐出側開閉弁91を所定時間開通させ
て割り込み処理は終了する。
【0076】従って、暖房運転時、コンプレッサ31か
ら車室外熱交換器38へ流入する冷媒流れはないが、車
室外熱交換器38内の温度が低下し、ひいては圧力が低
下した場合に、吐出側開閉弁91が開放され、三方弁3
2の吐出側から放熱用車室内熱交換器33へ向かう冷媒
の一部が吐出側開閉弁91を通じて車室外熱交換器38
へ流入する。この場合、車室外熱交換器38の温度があ
まり低下していなければ吐出側開閉弁91の開通時間は
比較的短いことから、放熱用車室内熱交換器33での放
熱量を大きく減じることなく、車室外熱交換器38の温
度、圧力を所定状態に復帰させることが可能になる。ま
た、車室外熱交換器38の温度が比較的低い場合には、
吐出側開閉弁91の開通時間が長くなるものの、通常は
車室外熱交換器38の温度、圧力が少し低下すると、こ
れを回復すべく吐出側開閉弁91が前記所定条件下で開
通されるので、車室外熱交換器38の温度、圧力が大き
く低下することはない。ただし、空調装置起動直後など
では車室外熱交換器38の温度、圧力が大幅に低下して
いる場合があり、このため図6(ステップ603)のよ
うに車室外熱交換器38の温度範囲として比較的低温ま
で含めた制御としているのである。そして、車室外熱交
換器38の温度と圧力とがある程度回復し、車室外熱交
換器38の温度低下による液冷媒の溜りが防止され、稼
動している冷凍サイクル側の冷媒不足現象を防止するこ
とができ、安定した暖房運転を行なわせることができ
る。
【0077】ここに、図6のフローチャートでは、車室
外熱交換器38の熱環境状態を車室外熱交換器38内の
温度によって判断しているが、車室外熱交換器38の内
圧或いは温度、内圧の双方によって判断することもで
き、更には、外気温度によって判断することも可能であ
る。
【0078】また、車室外熱交換器38の内圧を回復さ
せるために、吐出側開閉弁91を開通させる時間を設定
するようにしたが、車室外熱交換器38の内圧を検出し
つつ、この内圧が所定圧力になるまで、吐出側開閉弁9
1を開通させるように制御することも可能である。
【0079】なお、一般のヒートポンプ式冷暖房装置
で、暖房運転時に室外熱交換器のコイル表面に空気中の
水分が凝縮して雪のように付着した場合、圧縮器からの
高温、高圧のホットガスを通して除霜を行なう方法が
「ホットガスバイパス」として知られている(「新編冷
凍空調実務読本」石渡憲治編著1986年、株式会社オ
ーム社出版の134頁参照)。この方法は、吸熱器とし
て使用する室外熱交換器の除霜(デフロスト)が目的で
あり、デフロスト運転している間は一般に室内への送風
は停止され、室内の空調は一時停止されるものである。
これに対し、本願発明の実施例では、コンプレッサ31
から放熱用車室内熱交換器33へ流れる冷媒の一部が吐
出側開閉弁91を通じて車室外熱交換器38へ流入する
に過ぎないので、この間にもブロワファン37による送
風は停止されず冷凍サイクルは有効に稼動しており、放
熱用車室内熱交換器33での熱交換により安定した空調
風を作り出すことができるものである。
【0080】図7は、請求項4に記載した発明に対応す
る実施例のフローチャートを示している。
【0081】この実施例は、装置を暖房運転から冷房運
転に切り換える場合の異常振動を防止するものである。
即ち、暖房運転時に、外気温が低下し車室外熱交換器3
8内の温度Tcondが低下し内圧が低下している時に冷房
運転に切り換えると、コンプレッサ31の吐出圧力と車
室外熱交換器38の内圧との圧力差によって膨脹弁の振
動のような現象を招く恐れがある。このため、暖房運転
から冷房運転に切り換えられる際に、冷媒の一部を車室
外熱交換器38に導き、コンプレッサ31の吐出圧力と
車室外熱交換器38の内圧との圧力差をなくしてから、
冷房運転への切り換えを行なうものである。
【0082】従って、この実施例では、図1、図2で示
すように、車室外熱交換器圧力検出器94とコンプレッ
サ吐出圧力検出器95とを設けている。
【0083】そして、暖房運転から冷房運転への切り換
え信号が入力されると、図7のフローチャートが割り込
み処理される。
【0084】まず、ステップ701,702において、
車室外熱交換器38の熱環境状態が判断され、車室外熱
交換器38の検出温度Tcondが設定温度Tcond,setを下
回れば、ステップ703において圧力検出器94,95
によって検出した車室外熱交換器38の内圧Pcondおよ
びコンプレッサ31の吐出圧力Pd の読み込みが行なわ
れる。
【0085】次いで、ステップ704において、両圧力
condとPd との圧力差Pdif を次式で計算する。
【0086】Pdif =Pd −Pcond 次いで、ステップ705において、圧力差Pdif に応じ
て吐出側開閉弁91を30秒間につき何秒間開通するか
の時間を設定し、ステップ706において、設定された
時間、吐出側開閉弁91の電磁アクチュエータ91aが
駆動され、割り込み処理は終了する。なお、ステップ7
05において、圧力差Pdif が3.5(kgf /cm2 )を
下回れば、開通時間を0とし、圧力差Pdif が3.5〜
4(kgf/cm2 )であれば、開通時間を3(sec )と
し、圧力差Pdif (kgf /cm2 )が4〜10(kgf /cm
2 )の時は、圧力差に比例して3〜8(sec )の開通時
間を設定し、圧力差Pdif が10(kgf /cm2 )を上回
れば一律8(sec )とするものである。
【0087】従って、暖房運転から冷房運転に切り換え
る場合、コンプレッサ31の吐出圧力Pd と車室外熱交
換器38の内圧Pcondとに圧力差Pdif がある時、この
圧力差Pdif に応じて吐出側開閉弁91が所定時間開通
され、冷媒の一部が吐出側開閉弁91を通じて車室外熱
交換器38内へ流入する。従って、車室外熱交換器38
の内圧がコンプレッサ31の吐出圧力とほぼ同等となる
まで回復し、暖房運転から冷房運転に切り換えられて
も、膨脹弁の異常振動のような現象を防止することがで
きる。
【0088】図8は、請求項5に記載の発明に対応する
実施例にかかり、冷凍サイクルのみを示すものである。
図2に示す構成と同一構成部分には同符号を付し、重複
説明は略す。
【0089】即ち、コンプレッサ31の冷媒吐出側、車
室外熱交換器38の冷媒流入側と放熱用車室内熱交換器
33の冷媒流入側とへ管路が分岐する点を第1の接続点
Qとし、車室外熱交換器38の冷媒吐出側と前記第1の
接続点Qとから延びる管路が放熱用車室内熱交換器33
へ至る間に交わる点を第2の接続点Pと称すれば、第1
の接続点Qと車室外熱交換器38の冷媒流入側との間の
管路に吸込側開閉弁92を設け、更に、第1の接続点Q
と第2の接続点Pとの間の管路上に回避開閉弁93を設
けている。両開閉弁92,93は制御装置43によって
制御される電磁アクチュエータ92a,93aを備えて
いる。
【0090】そして、両開閉弁92,93を開閉制御す
ることによって実線示のような暖房運転の流れと点線示
のような冷房運転の流れを切り換えることができ、両開
閉弁92,93はこの実施例において冷媒切り換え手段
を構成している。また、暖房運転時に吸込側開閉弁92
を開閉することにより、車室外熱交換器38への冷媒流
れを許容、遮断することができ、吸込側開閉弁92は車
室外熱交換器38への冷媒流れを許容、遮断可能な断続
手段を構成している。
【0091】従って、このような構成にすることで、暖
房運転および冷房運転を行なわせると共に、暖房運転時
に車室外熱交換器38内へ高温、高圧の冷媒を流すこと
が可能になる。
【0092】即ち、暖房運転の場合、吸込側開閉弁92
を閉じると共に、回避開閉弁93を開くことで車室外熱
交換器38を使わずに、放熱用車室内熱交換器33によ
って放熱を行なうことができる。また、冷房運転の場
合、吸込側開閉弁92を開くと共に、回避開閉弁93を
閉じることで放熱を車室外熱交換器38および放熱用車
室内熱交換器3の両方で行なうことができる。
【0093】また、熱環境条件により車室外熱交換器3
8が低温、低圧になる場合には、その環境条件を車室外
熱交換器温度検出器90および車室外熱交換器圧力検出
器94で検出すると共に、その検出結果に基づいて通常
は閉じている吸込側開閉弁92を所定時間、或いは車室
外熱交換器38の圧力、温度が所定値になるまで開くこ
とができる。
【0094】従って、この実施例においても、上記実施
例と同様な作用、効果を奏することができる。また、開
閉弁92,93によって断続手段を構成するため、構造
が簡単となる。
【0095】図9は、図8に示す実施例の変形例にかか
る実施例の冷凍サイクルを示す。全体的な構成は図8に
示す冷凍サイクルとほぼ同様であり、異なる点は図8に
示す逆止弁70に代えて吐出側開閉弁91としたもので
ある。
【0096】このような構成にすることにより、暖房運
転の場合、吸込側開閉弁92および吐出側開閉弁91を
閉じると共に回避開閉弁93を開くことにより、車室外
熱交換器38を使わず放熱用車室内熱交換器33によっ
て放熱を行なうことができる。
【0097】また、冷房運転の場合、吸込側開閉弁92
および吐出側開閉弁91を開くと共に、回避開閉弁93
を閉じることで車室外熱交換器38および放熱用車室内
熱交換器33の双方で放熱を行なうことができる。
【0098】また、熱環境条件により車室外熱交換器3
8が低温、低圧になる場合には、その環境条件を車室外
熱交換器温度検出器90および車室外熱交換器圧力検出
器94で検出すると共に、その検出結果に基づいて通常
は閉じている吸込側開閉弁92或いは吐出側開閉弁91
を所定時間或いは車室外熱交換器38の圧力、温度が所
定値になるまで開くことができる。更に、車室外熱交換
器38の温度、圧力状況に応じて吸込側開閉弁92およ
び吐出側開閉弁91の双方を所定条件で開通させること
もできる。この場合、車室外熱交換器38の圧力がコン
プレッサ31の吐出圧力に比較して低ければ冷媒は、吸
込側開閉弁92および吐出側開閉弁93の双方から車室
外熱交換器38へ流入し、より早く車室外熱交換器38
の圧力、温度を高めることが可能となる。
【0099】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項1に記
載の発明によれば、冷媒流路切り換え手段の流路切り換
え動作により冷媒は逆流することなく、暖房運転時には
放熱用車室内熱交換器で放熱すると共に、吸熱用車室内
熱交換器で吸熱し、冷房運転時には、車室外熱交換器の
み又は車室外熱交換器と放熱用車室内熱交換器の双方で
放熱すると共に、吸熱用車室内熱交換器で吸熱している
ので、暖房運転時には、吸熱用車室内熱交換器の吸熱量
とコンプレッサの仕事熱量と放熱用車室内熱交換器で放
熱し、暖房能力が向上すると共に、外部の気象条件に左
右されず低外気温でも運転が可能となり、安定した制御
が可能となる。吸熱用車室内熱交換器で除湿した後、放
熱用車室内熱交換器で加熱するので、除湿暖房が可能と
なり、空調風の除湿をした後のリヒートは電気ヒータな
どを使う必要がなく、消費電力を削減することができ
る。電気ヒータやエンジンの廃熱を用いることなく効率
良く暖房ができるため、エンジンを持った車に限らずソ
ーラーカーや電気自動車のような大きな熱源を持たない
場合でも適用することができる。冷房と暖房で冷媒の流
れ方向が同じであるため、現在車両に用いられている冷
房時冷凍サイクルを稼動させる空調装置をあまり変更せ
ずに適用することができ、設計上有利である。しかも、
上記のように冷房運転および暖房運転を可能にすると共
に、放熱用車室内熱交換器の放熱量を確保しながら暖房
運転時に車室外熱交換器へ冷媒を流すことが可能とな
り、車室外熱交換器の内圧を維持することができる。
【0100】請求項2に記載の発明では、車室外熱交換
器の熱環境状態に応じて車室外熱交換器へ冷媒を流すこ
とが可能であるため、放熱用車室内熱交換器の放熱量を
確保しながら車室外熱交換器内に冷媒が液状態で溜るこ
とを防止することができる。
【0101】請求項3に記載の発明では、車室外熱交換
器の内圧が所定圧になるまで、車室外熱交換器への冷媒
の流れを許容することができ、車室外熱交換器の内圧を
正確に保つことができる。
【0102】請求項4に記載の発明では、暖房運転から
冷房運転に切り換える場合、切り換え前の所定時間、車
室外熱交換器の内圧が所定圧になるまで車室外熱交換器
への冷媒の流れを許容することができ、コンプレッサ吐
出圧と車室外熱交換器の内圧との差を抑制し、暖房運転
から冷房運転への切り換え時の振動等を防止することが
できる。
【0103】請求項5に記載の発明では、車室外熱交換
器の冷媒出口とコンプレッサの冷媒吐出側および放熱用
車室内熱交換器との間に設けられた吐出側開閉弁で車室
外熱交換器への冷媒流れを許容、遮断することができ構
造が簡単である。
【0104】請求項6に記載の発明では、冷媒切り換え
手段を兼ねる吸込側開閉弁によって車室外熱交換器への
冷媒流れを許容、遮断することができ構造が簡単であ
る。
【0105】請求項7に記載の発明では、車室外熱交換
器の温度、圧力の低下状態に応じて吸込側開閉弁と吐出
側開閉弁との一方のみから、或いは双方から車室外熱交
換器への冷媒流れを許容、遮断するかを選択することが
でき、車室外熱交換器の熱環境状態に応じた制御を行な
うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例にかかるブロック図であ
る。
【図2】この発明の一実施例にかかる冷凍サイクルの構
成図である。
【図3】この発明の一実施例にかかるフローチャートで
ある。
【図4】この発明の一実施例にかかるフローチャートで
ある。
【図5】この発明の一実施例にかかるフローチャートで
ある。
【図6】この発明の一実施例にかかるフローチャートで
ある。
【図7】他の実施例にかかるフローチャートである。
【図8】他の実施例にかかる冷凍サイクルの構成図であ
る。
【図9】他の実施例にかかる冷凍サイクルの構成図であ
る。
【図10】従来例にかかる構成図である。
【図11】新たな車両用ヒートポンプ式冷暖房装置の冷
凍サイクルの構成図である。
【符号の説明】
31 コンプレッサ 32 三方弁(冷媒流路切り換え手段) 33 放熱用車室内熱交換器 34 膨脹弁(膨脹手段) 35 吸熱用車室内熱交換器 37 ブロワファン(送風手段) 38 車室外熱交換器 43 制御装置 90 車室外熱交換器温度検出器 91 吐出側開閉弁(断続手段) 92 吸込側開閉弁(断続手段) 93 回避開閉弁(断続手段) 94 車室外熱交換器圧力検出器 95 コンプレッサ吐出圧力検出器

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷媒に仕事量を加えるコンプレッサと、 このコンプレッサの冷媒吐出側に接続され、冷媒の熱を
    外気に放熱する車室外熱交換器と、 前記コンプレッサの冷媒吐出側に接続され、冷媒の熱を
    送風手段により導入された空気に放熱して温風を作る放
    熱用車室内熱交換器と、 この放熱用車室内熱交換器の冷媒流出側に接続された膨
    張手段と、 この膨張手段の冷媒流出側と前記コンプレッサの冷媒吸
    入側とに接続され、送風手段により導入された空気の熱
    を前記車室外熱交換器および前記放熱用車室内熱交換器
    の少なくとも一方から前記膨張手段を通して供給された
    冷媒に吸熱して冷風を作る吸熱用車室内熱交換器と、 前記コンプレッサの冷媒吐出側と前記車室外熱交換器お
    よび前記放熱用車室内熱交換器の冷媒流入側との間に設
    けられ、コンプレッサから吐出される冷媒を、冷房運転
    時に少なくとも前記車室外熱交換器に導入し、暖房運転
    時に前記車室外熱交換器を回避して前記放熱用車室内熱
    交換器に導入する冷媒流路切り換え手段と、 暖房運転時に回避した前記車室外熱交換器への冷媒の流
    れを許容、遮断する断続手段を設けたことを特徴とする
    車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の車両用ヒートポンプ式冷
    暖房装置であって、前記断続手段は、暖房運転時に前記
    車室外熱交換器の熱環境状態に応じて前記車室外熱交換
    器への冷媒の流れを許容、遮断することを特徴とする車
    両用ヒートポンプ式冷暖房装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の車両用ヒートポンプ式冷
    暖房装置であって、前記断続手段は、前記車室外熱交換
    器の内圧が所定圧になるまで当該車室外熱交換器への冷
    媒の流れを許容することを特徴とする車両用ヒートポン
    プ式冷暖房装置。
  4. 【請求項4】 請求項2又は請求項3記載の車両用ヒー
    トポンプ式冷暖房装置であって、前記断続手段は、暖房
    運転から冷房運転に切り換える場合、切り換え前の所定
    時間、前記車室外熱交換器の内圧が所定圧になるまで当
    該車室外熱交換器への冷媒の流れを許容することを特徴
    とする車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。
  5. 【請求項5】 請求項2又は請求項3若しくは請求項4
    記載の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置であって、前記
    断続手段は、前記車室外熱交換器の冷媒出口と前記コン
    プレッサの冷媒吐出側および前記放熱用車室内熱交換器
    との間に設けられ冷媒流れを許容、遮断可能な吐出側開
    閉弁であることを特徴とする車両用ヒートポンプ式冷暖
    房装置。
  6. 【請求項6】 請求項2又は請求項3若しくは請求項4
    記載の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置であって、前記
    冷媒切り換え手段を、前記コンプレッサの冷媒吐出側と
    前記車室外熱交換器の冷媒入口との間に設けられ冷媒流
    れを許容、遮断可能な吸込側開閉弁と、前記コンプレッ
    サの冷媒吐出側と前記放熱用車室内熱交換器との間に設
    けられ冷媒流れを許容、遮断可能な回避開閉弁とで構成
    し、前記断続手段を、前記吸込側開閉弁としたことを特
    徴とする車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。
  7. 【請求項7】 請求項2又は請求項3若しくは請求項4
    記載の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置であって、前記
    冷媒切り換え手段を、前記コンプレッサの冷媒吐出側と
    前記車室外熱交換器の冷媒入口との間に設けられ冷媒流
    れを許容、遮断可能な吸込側開閉弁と、前記コンプレッ
    サの冷媒吐出側と前記放熱用車室内熱交換器との間に設
    けられ冷媒流れを許容、遮断可能な回避開閉弁とで構成
    し、 前記断続手段を、前記吸込側開閉弁と、前記車室外熱交
    換器の冷媒出口と前記コンプレッサの冷媒吐出側および
    前記放熱用車室内熱交換器との間に設けられ冷媒流れを
    許容、遮断可能な吐出側開閉弁とで構成したことを特徴
    とする車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。
JP4244956A 1992-09-14 1992-09-14 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置 Expired - Fee Related JP2745997B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4244956A JP2745997B2 (ja) 1992-09-14 1992-09-14 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置
US08/116,686 US5419149A (en) 1992-09-14 1993-09-07 Heat pump type air conditioner for vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4244956A JP2745997B2 (ja) 1992-09-14 1992-09-14 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0692130A JPH0692130A (ja) 1994-04-05
JP2745997B2 true JP2745997B2 (ja) 1998-04-28

Family

ID=17126458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4244956A Expired - Fee Related JP2745997B2 (ja) 1992-09-14 1992-09-14 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5419149A (ja)
JP (1) JP2745997B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009234388A (ja) * 2008-03-26 2009-10-15 Calsonic Kansei Corp 空気調和システム
JP2009274517A (ja) * 2008-05-13 2009-11-26 Calsonic Kansei Corp 空気調和システム

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2936960B2 (ja) * 1993-06-14 1999-08-23 日産自動車株式会社 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置
JP3410820B2 (ja) * 1994-07-06 2003-05-26 サンデン株式会社 車両用空気調和装置
JP3305883B2 (ja) * 1994-07-06 2002-07-24 サンデン株式会社 車両用空気調和装置
JP3799748B2 (ja) * 1996-08-06 2006-07-19 株式会社デンソー 車両用空調装置
DE69734308T2 (de) 1996-11-15 2006-06-14 Calsonic Kansei Corp Fahrzeugklimaanlage
JP3781147B2 (ja) * 1997-04-09 2006-05-31 カルソニックカンセイ株式会社 ヒートポンプ式自動車用空気調和装置
JP3652477B2 (ja) * 1997-08-05 2005-05-25 株式会社テージーケー 副凝縮器付空調装置
US6105666A (en) * 1997-10-30 2000-08-22 Calsonic Corporation Vehicular air conditioning apparatus
JP3481138B2 (ja) * 1997-11-14 2003-12-22 株式会社テージーケー バイパス管路付冷凍サイクル
US6076366A (en) * 1998-04-03 2000-06-20 Denso Corporation Refrigerating cycle system with hot-gas bypass passage
US6370903B1 (en) 2001-03-14 2002-04-16 Visteon Global Technologies, Inc. Heat-pump type air conditioning and heating system for fuel cell vehicles
JP2003025832A (ja) * 2001-07-12 2003-01-29 Denso Corp 車両用空調装置
US6834511B2 (en) * 2002-03-15 2004-12-28 Calsonic Kansei Corporation Vehicle air conditioning apparatus
DE10225055A1 (de) * 2002-06-06 2003-12-18 Behr Gmbh & Co Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug
US6955057B2 (en) * 2003-06-30 2005-10-18 Carrier Corporation Control scheme and method for dehumidification systems at low ambient conditions
KR100531838B1 (ko) * 2004-04-22 2005-11-30 엘지전자 주식회사 에어콘용 압축기의 압력 평형 장치
US7275378B2 (en) * 2004-10-21 2007-10-02 Honda Motor Co., Ltd. Speed and system pressure control for cooling fan
WO2007127999A2 (en) * 2006-04-28 2007-11-08 Igor Kutyavin Use of products of pcr amplification carrying elements of secondary structure to improve pcr-based nucleic acid detection
DE102012205200B4 (de) * 2011-04-04 2020-06-18 Denso Corporation Kältemittelkreislaufvorrichtung
JP5984543B2 (ja) * 2011-12-08 2016-09-06 サンデンホールディングス株式会社 車両用空気調和装置
WO2013084736A1 (ja) * 2011-12-08 2013-06-13 サンデン株式会社 車両用空気調和装置
JP5984544B2 (ja) * 2011-12-08 2016-09-06 サンデンホールディングス株式会社 車両用空気調和装置
JP6189098B2 (ja) * 2013-06-14 2017-08-30 三菱重工オートモーティブサーマルシステムズ株式会社 ヒートポンプ式車両用空調システム
JP6418779B2 (ja) * 2014-05-08 2018-11-07 サンデンホールディングス株式会社 車両用空気調和装置
CN105276856B (zh) * 2014-06-13 2019-05-28 松下知识产权经营株式会社 燃气热泵式空气调节系统
US10302346B2 (en) * 2014-07-16 2019-05-28 Ford Global Technologies, Llc Maximizing defrost mode in electrified vehicle having dual evaporator and dual heater core climate control system
US11549606B2 (en) * 2018-11-28 2023-01-10 Mahle International Gmbh Pilot-pressure-controlled flow valve and fluid system containing same
US11231211B2 (en) * 2019-04-02 2022-01-25 Johnson Controls Technology Company Return air recycling system for an HVAC system

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3402564A (en) * 1967-03-06 1968-09-24 Larkin Coils Inc Air conditioning system having reheating with compressor discharge gas
US3421339A (en) * 1967-05-31 1969-01-14 Trane Co Unidirectional heat pump system
AT305354B (de) * 1970-10-06 1973-02-26 Friedmann Kg Alex Klimaanlage für Eisenbahnfahrzeuge
US3798920A (en) * 1972-11-02 1974-03-26 Carrier Corp Air conditioning system with provision for reheating
DE2700634C2 (de) * 1977-01-08 1983-04-21 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Kühler einer Klimaanlage mit Nachheizung, insbesondere Fahrzeugklimaanlage
JPS63103727A (ja) * 1986-10-21 1988-05-09 Diesel Kiki Co Ltd 車両用空調装置
JPH02130808A (ja) * 1988-11-10 1990-05-18 Fujitsu Ltd トランス
JPH02290475A (ja) * 1989-04-28 1990-11-30 Nippondenso Co Ltd ヒートポンプ式冷暖房装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009234388A (ja) * 2008-03-26 2009-10-15 Calsonic Kansei Corp 空気調和システム
JP2009274517A (ja) * 2008-05-13 2009-11-26 Calsonic Kansei Corp 空気調和システム

Also Published As

Publication number Publication date
US5419149A (en) 1995-05-30
JPH0692130A (ja) 1994-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2745997B2 (ja) 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置
JP3463303B2 (ja) 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置
JP2882184B2 (ja) 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置
JP3587548B2 (ja) 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置
JP2874443B2 (ja) 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置
JP2009035153A (ja) 車両用空調装置
JP2746013B2 (ja) 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置
JP3303578B2 (ja) 車両用冷暖房装置
JP3225724B2 (ja) 車両用冷暖房装置
JP3216357B2 (ja) 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置
JP3182958B2 (ja) 車両用冷暖房装置
JP3301209B2 (ja) 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置
JP3301265B2 (ja) 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置
JP2874492B2 (ja) 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置
JP3460422B2 (ja) 車両用空調装置
JP3275661B2 (ja) 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置
JP3351064B2 (ja) 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置
JP3336886B2 (ja) 車両用空調装置
JP3049940B2 (ja) 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置
JP3301139B2 (ja) 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置
JP2800596B2 (ja) 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置
JP2936937B2 (ja) 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置
JP3360406B2 (ja) 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置
JP3269358B2 (ja) 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置
JPH07285318A (ja) 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees