JP2746013B2 - 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置 - Google Patents

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
により冷媒を室内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１８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。

【０００８】具体的には図１９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
の熱交換により冷やされ、冷却除湿された後、放熱用車
室内熱交換器３３での熱交換により温められ、車室内暖
房用の温風が作られる。

【０００９】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３１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。

【００１０】そして、放熱用車室内熱交換器３３の上流
側にエアミックスドア４６が設けられ、吸熱用車室内熱
交換器３５を通過して冷やされた空気が放熱用車室用熱
交換器３３を通過する割合いを調節し、温度調節を行な
うようになっている。したがって、最大冷房等の強冷房
を必要とするときには、エアミックスドア４６によって
放熱用車室内熱交換器３３の前面を閉塞し、吸熱用車室
内熱交換器３５を通過して冷やされた空気の全てが放熱
用車室内熱交換器３３を回避流下するようにし、放熱用
車室内熱交換器３３で熱交換が行なわれないようにす
る。

【００１１】しかしながら、吸熱用車室内熱交換器３５
の後方にある放熱用車室内熱交換器３３を回避流下する
空気によって渦Ｃが発生し、この渦Ｃにより放熱用車室
内熱交換器３３の下流側の面に空気が触れ、放熱用車室
内熱交換器３３との熱交換によって温度が上昇する。温
度上昇した空気は矢印Ｈのように流下し、やがてＧのよ
うに流下して放熱用車室内熱交換器３３を回避流下する
空気に混合する。このため吸熱用車室内熱交換器３５を
通過するだけの空調風温度よりも若干高いものとなり、
最大冷房時の冷房性能がやや低下するという問題を招く
恐れがあった。

【００１２】そこでこの発明は、車室外の気候条件に左
右されず安定した制御で冷暖房性能を向上させることが
でき、大幅な設計変更を必要とせず、自動車等にも適
し、除湿暖房を可能とし、しかも冷房性能を更に向上さ
せることのできる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に記載の発明は、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と熱交換して温い空調風を作
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と熱交換し
て冷たい空調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
器に導入する冷媒切り換え手段とを備え、前記放熱用車
室内熱交換器を回避して冷媒を吸熱用車室内熱交換器へ
流す回避流路と、前記冷媒を放熱用車室内熱交換器へ流
す状態と回避流路へ流す状態とに切り換える回避切り換
え手段とを備えたことを特徴とする。

【００１４】請求項２に記載の発明は、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、前記回避切
り換え手段を、車室内の熱環境状態に応じて切り換える
ことを特徴とする。

【００１５】請求項３に記載の発明は、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、前記回避切
り換え手段は、前記車室内の熱環境状態が強冷房を必要
とする場合に、前記回避流路へ冷媒を流すように切り換
わることを特徴とする。

【００１６】請求項４に記載の発明は、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、前記冷媒と熱交換した空調風を車室内足元へ温風を
吹き出すモードとその他のモードとを有する吹出し手段
を備え、前記回避切り換え手段は、前記吹出し手段がそ
の他のモードである場合に、前記回避流路へ冷媒を流す
ように切り換わることを特徴とする。

【００１７】請求項５に記載の発明は、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、前記吸熱用
車室内熱交換器で熱交換された空調風の全風量に対し前
記放熱用車室内熱交換器を通過させる比率を調節する配
風比率調節手段を有し、前記配風比率調節手段は、前記
車室内の熱環境状態が強冷房を必要とする場合に、前記
比率をほぼ中間とすることを特徴とする。

【００１８】

【作用】請求項１に記載の発明では、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流路
切り換え手段、放熱用車室内熱交換器、膨張手段、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をコンプレッサ
から流路切り換え手段、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、膨張手段、
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
環し車室内熱交換器か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。そして、例えば、冷房運転時に回避切り換え手段に
よって冷媒を放熱用車室内熱交換器へ流す状態と回避流
路へ流す状態とに切り換えることができる。

【００１９】回避流路へ切り換えたときは、放熱用車室
内熱交換器を回避して冷媒が吸熱用車室内熱交換器へ流
れ、放熱用車室内熱交換器から放熱させないようにする
ことができ、空調風を放熱していない放熱用車室内熱交
換器を通過させることができる。

【００２０】請求項２に記載の発明では、車室内の熱環
境状態に応じて回避切り換え手段を切換え、熱環境状態
に応じて放熱用車室内熱交換器を回避して冷媒を吸熱用
車室内熱交換器へ流すことができ、車室内の熱環境状態
に応じて放熱用車室内熱交換器から放熱させないように
することができる。

【００２１】請求項３に記載の発明では、車室内の熱環
境状態が強冷房を必要とする場合に回避流路へ冷媒を流
すことができる。したがって、強冷房を必要とする場合
に放熱用車室内熱交換器を回避して冷媒を吸熱用車室内
熱交換器へ流すことができる。

【００２２】請求項４に記載の発明では、吹出し手段
が、冷媒と熱交換した空調風を車室内へ上下異なる温度
で吹出すモードと、その他のモードとを有する場合、吹
出し手段がその他のモードである場合に回避流路へ冷媒
を流すことができる。従って、冷媒が熱交換した空調風
を車室内足元へ温風として吹出すモード以外のモードで
は放熱用車室内熱交換器からの放熱を停止することがで
き、空調性能を十分に発揮させることができる。

【００２３】請求項５に記載の発明では、車室内の熱環
境状態が強冷房を必要とする場合に、放熱用車室内交換
器を通過させる空調風の比率をほぼ中間とすることがで
きる。したがって、放熱用車室内熱交換器を回避して冷
媒を吸熱用車室内熱交換器へ流しながら通気抵抗を減少
することができる。

【００２４】

【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。

【００２５】図１は、この発明の第１実施例の車両用ヒ
ートポンプ式冷暖房装置の概略構成図を示し、図２は、
冷媒サイクルのみを示す概略構成図である。

【００２６】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、電動式コンプレッサや油圧駆動式コンプレッサのよ
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とが流路切換手段としての三方弁３
２を介して接続されている。

【００２７】前記車室外熱交換器３８は、エンジンルー
ム等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になっ
ている。

【００２８】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
た装置本体としてのダクト３９内に設けられ、コンプレ
ッサ３１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になっている。

【００２９】前記三方弁３２は、暖房運転時には、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、冷房運転時には、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３８及び逆止弁７０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。

【００３０】前記逆止弁７０は、車室外熱交換器３８側
から放熱用車室内熱交換器３３側への冷媒の流れを許容
し、放熱用車室内熱交換器３３側から車室外熱交換器３
８への冷媒の流れを阻止するようになっている。

【００３１】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及び車室
外に設けられた膨張手段として液体冷媒を断熱膨張して
霧状にする膨張弁３４を介して接続されている。

【００３２】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
一方から膨張弁３４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の冷媒吸入側が接続されている。

【００３３】一方、この発明の実施例では特に放熱用車
室内熱交換器３３の上流側と下流側との管路を短絡する
回避流路９０が設けられている。この回避流路９０は放
熱用車室内熱交換器３３を回避して冷媒を吸熱用車室内
熱交換器３５へ流す構成となっている。また、放熱用車
室内熱交換器３３の上流側の管路には第１開閉弁９１が
設けられ、前記回避流路９０には第２開閉弁９２が設け
られている。これら開閉弁９１，９２は、制御装置４３
によって制御される電磁アクチュエータ９１ａ，９２ａ
によって開閉駆動されるようになっている。したがっ
て、これら開閉弁９１，９２を開閉することにより冷媒
を放熱用車室内熱交換器３３へ流す状態と、回避流路９
０へ流す状態とに切り換えることができ、両開閉弁９
１，９２は回避切り換え手段を構成している。このよう
にして、放熱用車室内熱交換器３３を回避して冷媒を吸
熱用車室内熱交換器３５へ流す回避流路９０と、前記冷
媒を放熱用車室内熱交換器３３へ流す状態と回避流路９
０へ流す状態とに切り換える回避切り換え手段とを備え
た構成となっている（請求項１）。

【００３４】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、入力電圧は制御装置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る。

【００３５】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。

【００３６】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
風とに分ける比率（冷風と温風との風量配分）を調整す
るように開閉する配風比率調節手段を構成している。エ
アミックスドア４６の開度たるエアミックスドア開度Ｘ
ｄｓｃ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Ｘｄｓｃ＝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。

【００３７】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タ吹出口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
ータドア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。

【００３８】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。

【００３９】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
き出し風温センサ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Ｗ_compと吸熱
用車室内熱交換器３５を通過する通過風量Ｖ_eva と目標
吹出温度Ｔ_o 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Ｔ_suc と吸熱用車室内熱交換器３５の吹き出し空気温
度Ｔ_out と放熱用車室内熱交換器３３の吹き出し空気温
度Ｔ_v 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Ｑ_sun と車室外の外気温度Ｔ_amb と
車室内の検出室温（車室内気温度）Ｔ_roomと車室内の設
定温度Ｔ_ptc と放熱用車室内熱交換器３３出口側の冷媒
温度Ｔ_ref などである。

【００４０】上記実施例に係る車両用ヒートポンプ式冷
暖房装置は、図３、図４に示すフローチャートに基づい
て主たる制御が行なわれ、図８に示すフローチャートに
よって冷房運転及び暖房運転の選択が行なわれ、図９に
示すフローチャートによって暖房温度調節時のコンプレ
ッサ制御が行なわれ、図１０に示すフローチャートによ
って冷房温度調節時のコンプレッサ制御が行なわれる。
そこでまず、図３、図４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。

【００４１】冷暖房装置のスイッチがオンされて制御装
置が始動することにより、処理を開始し、ステップ３０
１で計算式に用いる乗数（Ａ〜Ｈ、Ｐ〜Ｓ）のセットが
行なわれる。

【００４２】ステップ３０２では各種センサ出力が読み
込まれる。Ｔ_roomは室温センサ６３の出力で車室内温
度、Ｑ_sun は日射量センサ６１の出力で日射量、Ｔ_amb
は外気温センサ６２の出力で外気温、Ｔ_ptc は室温設定
器６４の出力で車室内の設定温度、Ｖ_fan 、_set はファ
ンスイッチの設定である。

【００４３】ステップ３０３では、乗員が設定する室温
設定値Ｔ_ptc と室温Ｔ_roomとの偏差に応じて空調風を発
生するブロワファンの印加電圧Ｖ_fan をセットする。

【００４４】ステップ３０４では補正設定室温Ｔ_ptc ′
を定数Ｐ，Ｑ及び設定室温Ｔ_ptc と外気温Ｔ_amb とを用
いて次式により計算し、設定室温を補正する。

【００４５】Ｔ_ptc ′＝Ｔ_ptc ＋Ｐ×Ｔ_amb ＋Ｑ 具体的には外気温が高ければ設定室温を低めに補正す
る。

【００４６】ステップ３０５では目標吹出し温度Ｔ_ofを
定数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｈ、外気温Ｔ_amb 、補正設定室温
Ｔ_ptc ′、日射量Ｑ_sun を用い次式によって算出する。

【００４７】Ｔ_of＝Ａ×Ｔ_amb ＋Ｂ×Ｔ_ic＋Ｃ×
Ｔ_ptc ′＋Ｄ×Ｑ_sun ＋Ｈ ステップ３０６では、目標吹出し温度Ｔ_ofに基づいて吹
出し口モードを前席乗員の上半身に吹出すＶＥＮＴモー
ド、前席乗員の下半身に吹出すＦＯＯＴモード、あるい
は両方に吹出すＢＩ−ＬＥＶＥＬモードのいずれかを選
択する。

【００４８】ステップ３０７では、マニアルファンスイ
ッチが押されたかどうかを判断する。マニアルファンス
イッチが押されていれば、その操作に応じるため、ステ
ップ３０８によって設定ファンをブロワファン電圧とす
る。ステップ３０７において、マニアルファンスイッチ
が押されていなければ、ステップ３０９へ移行し、以前
のステップで定めたブロワファン電圧をそのまま用い
る。

【００４９】ステップ３１０では、ステップ３０８、あ
るいはステップ３０９で決められたブロワファン電圧を
ブロワファンモータ４４へ出力する。ステップ３１１で
は、定数Ｒ，Ｓ、目標吹出し温度Ｔ_ofを用いてエアミッ
クス開度Ｘ_m を次式によって計算する。

【００５０】Ｘ_m ＝Ｒ×Ｔ_of＋Ｓ ステップ３１２では、コンプレッサ及びコンプレッサモ
ータを制御する。この制御については、図８〜図１０を
用いて後述する。

【００５１】ステップ３１３では、各ドアアクチュエー
タに出力し、ドアを適当位置にセットする。

【００５２】ステップ３１４は、車室内の熱環境状態、
特に強冷房を必要とするかどうかを判断するもので、目
標吹出し温度Ｔ_ofが３℃を下回り強冷房を必要とすると
判断されればステップ３１５へ移行し、そうでなければ
ステップ３１６へ移行する。

【００５３】ステップ３１５では、回避流路９０に冷媒
を流す制御を行なう。具体的には、制御装置４３から電
磁アクチュエータ９１ａ，９２ａへの指令によって、第
１開閉弁９１を閉じ、第２開閉弁９２を開くのである。
これによって、冷媒は冷房運転時に車室内熱交換器３８
から回避流路９０を流れ、液タンク３６、膨張弁３４を
経て吸熱用車室内熱交換器３５へ流入する。

【００５４】ステップ３１４において、目標吹出し温度
Ｔ_ofが３℃を上回ればステップ３１６において放熱用車
室内熱交換器３３に冷媒を流す制御が行なわれる。具体
的には制御装置４３からの信号によって第１開閉弁９１
を開き、第２開閉弁９２を閉じるのである。

【００５５】したがって、回避切り換え手段としての第
１，第２開閉弁９１，９２を車室内の熱環境状態に応じ
て切換え、特に車室内の熱環境状態が強冷房を必要とす
る場合に回避流路９０へ冷媒を流すように切換わる構成
となっている（請求項２、請求項３）。

【００５６】次にステップ３１７では、吹出し口モード
の判断が行なわれる。この吹出し口モードの判断は、冷
媒と熱交換した空調風を車室内足元へ温風として吹出す
モード（例えば、ＢＩ−ＬＥＶＥＬモードやＦＯＯＴモ
ード）と、その他のモードとの区別を判断する。その他
のモードの場合はステップ３１８へ移行し、回避流路９
０に冷媒を流す制御を行なう。この制御は、前記ステッ
プ３１５と同様である。したがって、乗員が顔などへ集
中的に空調風を当てようとしている時などには、回避流
路に冷媒を流すことができる。吹出し口モードがＢＩ−
ＬＥＶＥＬモードあるいはＦＯＯＴモードの場合には、
ステップ３１９に移行し、放熱用車室内熱交換器３３に
冷媒を流す制御が行なわれる。この制御は前記ステップ
３１６と同様である。したがって、回避切り換え手段と
しての第１，第２開閉弁９１，９２は吹出し手段がその
他のモードである場合に回避流路９０へ冷媒を流すよう
に切換わる構成となっている（請求項４）。

【００５７】この場合、制御装置４３によって各ドアア
クチュエータを制御することにより乗員への空調風吹出
しモード（吹出し口モード）をフットモード（ＦＯＯ
Ｔ）、ベントモード（ＶＥＮＴ）、バイレベルモード
（ＢＩ−ＬＥＶＥＬ）とに切換えることができ、制御装
置４３、各ドア５５，５６，５７、各ドアアクチュエー
タは、冷媒と熱交換した空調風を車室内へ上下異なる温
度で吹出すモード（ＢＩ−ＬＥＶＥＬモード）と、その
他のモード（ＦＯＯＴ、ＶＥＮＴモード）とを有する吹
出し手段を構成する。

【００５８】図５は上記実施例にかかわる制御線図を示
す。同図において、運転モードとは、車室外熱交換器３
８に冷媒を流す冷房運転モード（Cooler）と前記車室外
熱交換器３８に冷媒を流さない暖房運転モード（Heate
r）とを言う。また吹出モードとは対象乗員の上部に向
かって空調風を吹き出すベントモード（ＶＥＮＴ）、対
象乗員の下部、足元に向かって空調風を吹き出すフット
モード（ＦＯＯＴ）、そしてその両方に吹き出すバイレ
ベルモード（ＢＩ−ＬＥＶＥＬ）のことである。吹き出
す温度が低くなるにしたがい、吹き出し風向は対象乗員
の上の方になる。エアミックス開度とは、吸熱用車室内
熱交換器３５により冷却された空調風が放熱用車室内熱
交換器３３を通過させるか、通過させないでそのまま車
室内へ吹き出すかを段階的に切り換えることができるエ
アミックスドア４６の回転位置を制御する場合の目標値
のことであり、図中１００％とは吸熱用車室内熱交換器
３５を通過した空調風がすべて放熱用車室内熱交換器３
３を通過するようにエアミックスドア４６を回動した場
合であり、図中０％とはその逆に放熱用車室内熱交換器
３３を回避するようエアミックスドア４６を回動した場
合を示す。コンプレッサ回転数とは、モータなどの電動
手段、あるいは油圧モータなどの油圧手段によって回転
数設定を行なう空調用コンプレッサの回転数のことであ
り、図中１００％とは最大回転数である。図中停止とは
コンプレッサを回転させない場合である。回避流路開度
とは、放熱用車室内熱交換器３３を通過させる場合と回
避流路９０により回避させる場合とに応じて冷媒流れを
切り換えることであり、図中回避流路開、放熱用車室内
熱交換器閉とは放熱用車室内熱交換器３３を回避させる
ということであり、図中回避流路閉、放熱用車室内熱交
換器開とはその逆にすべて冷媒を放熱用車室内熱交換器
３３内を通過させることである。そして、この実施例で
は回避流路９０が閉じられ、放熱用車室内熱交換器３３
へ冷媒が流れている状態から回避流路９０へ冷媒流れを
回避させる場合は、目標吹出し温度Ｔ_ofが３℃あるいは
吹出し口モードがベントモードの時に行なわれ、逆の場
合は１０℃、あるいはバイレベルモードの時に行なわれ
るようになっている。

【００５９】上記のような制御によって目標吹出し温度
Ｔ_ofが３℃を下回りあるいは吹出し口モードがベントモ
ードである場合には、放熱用車室内熱交換器３３には冷
媒が流れることはなく、放熱はない。したがって、図６
のように吸熱用車室内熱交換器３５を通過して冷やされ
た空気が放熱用車室内熱交換器３３の下流側の面に触れ
ても温められることはなく、全てが冷たいままベンチレ
ータ吹出し口５１から車室内へ吹出される。このため、
夏場の乗車直後などのように車室内の熱環境状態が強冷
房を必要とする場合、強冷房状態を確実に得ることがで
き、車室内を急速に冷房することができる。

【００６０】また、図７に示すように、エアミックスド
ア４６の配風比率をほぼ中間にすると吸熱用車室内熱交
換器３５を通過して冷やされた空気はその半分が放熱用
車室内熱交換器３３を通過することとなる（図５におい
てエアミックス開度は目標吹出し温度Ｔ_ofが非常に低い
場合（３℃を下回る場合）、ほぼ５０％の位置にしてい
る）。しかも上記のように放熱用車室内熱交換器３３に
冷媒は流れないため、放熱用車室内熱交換器３３での熱
交換はない。したがって、ダクト３９内の通路が大きく
なって通路抵抗が下がり、強冷房（最大冷房）時の風量
をより大きくすることができ、結局車室内をより急速に
冷房することができる。このため、車室内の熱環境状態
が強冷房を必要とする場合に配風比率調節手段が吸熱用
車室内熱交換器で熱交換された空調風の全風量に対し、
放熱用車室内熱交換器３３を通過させる比率をほぼ中間
とすることとなる（請求項５）。

【００６１】図８から図１０は前記図４のステップ３１
２を実行するフローチャートを示す。まず図８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。

【００６２】ステップ１００１では各種データの読み込
みが行なわれる。ここでの読み込みは図３のステップ３
０２で読み込んだデータ以外のものを読み込む。Ｔ_out
は風温センサ５９の出力で吸熱用車室内熱交換器３５の
吹き出し空気温度、Ｔ_suc 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、Ｔ_v 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_compはコンプレッサ仕事量を表わす物理量で、Ｖ
_comp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）。

【００６３】ステップ１１０２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１１０３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１１０４に進む。

【００６４】ステップ１１０３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。δＴ_c 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、δＴ_H は暖房運転時の上限冷却温度（窓
晴れ温度Ｔ_fine）の補正項で、デフロスタスイッチがＯ
Ｎ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１１０４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。

【００６５】ステップ１１０５では、ステップ１１０３
やステップ１１０４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車室内熱交換
器３５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１１０６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１１０７に進んで暖房運転を実
行する。

【００６６】図９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と、
ステップ１２０１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。

【００６７】ステップ１２０１でデフロスタスイッチが
ＯＮの場合には、ステップ１２０２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１２０
３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Ｔ_fineに対する補正温度δＴ_H 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。

【００６８】ステップ１２０４では、低外気温時の設定
上限冷却温度Ｔ₅ と外気温Ｔ_amb を基にした上限冷却温
度Ｔ_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。

【００６９】ステップ１２０５では、吸熱用車室内熱交
換器３５の凍結に基づく温度Ｔ_seto（Ｔ₆ ) を下限冷却
温度（下限Ｔ′_int ）として設定する。

【００７０】ステップ１２０６では、吸熱用の車室内熱
交換器吹き出し空気温Ｔ_out がステップ１２０５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。Ｔ_out ＜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１２１２に進んで、コンプレッサ３１の仕事量
を△Ｖ_c だけ減少させ、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３１の仕事量減少に伴なう吹き出し温低下を防ぐ。

【００７１】ステップ１２０６において、Ｔ_out ＞下限
Ｔ′_int の場合には、ステップ１２０７に進み、吸熱用
車室内熱交換器吹き出し空気温Ｔ_out が、ステップ１２
０４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。

【００７２】ステップ１２０７において、Ｔ_out ＞上限
Ｔ´_int の場合には、ステップ１２１０に進み、コンプ
レッサ３１の仕事量を△Ｖ_c 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１２０８に進み、目標空調風温度Ｔ_ofと放
熱用車室内熱交換器吹き出し空調温Ｔ_v の偏差△θを算
出する。

【００７３】ステップ１２０９において、△θ＞Ｓの場
合には、吹出温が目標空調風温度Ｔ_ofに達していないの
で、ステップ１２１０に進んで、コンプレッサ３１の仕
事量を△Ｖ_c だけ増加させて吹出温を上昇させる。ここ
でＳは偏差△θの大小判定量である。△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１２１２に進んでコンプレ
ッサ３１の仕事量を△Ｖ_c 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１２１１に進
み、現状のコンプレッサ仕事量を維持する。

【００７４】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３１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。

【００７５】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３１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９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。

【００７６】図１０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
と、ステップ１３０１において、ベント吹き出しか否か
を判断する。

【００７７】ベント吹き出しの場合には、吸熱用車室内
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１３０２に進み、目標吹出温Ｘ_M （Ｔ_of)
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。

【００７８】ステップ１３０１において、ベント吹き出
し以外の場合には、ステップ１３０３に進み、バイレベ
ルモードか否かを判断する。

【００７９】バイレベルモードの場合には、ステップ１
３０５に進み、それ以外の場合には、ステップ１３０４
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δＴ_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。

【００８０】ステップ１３０６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′_int を、ステップ１
２０４で使用した温度Ｔ₅ と、目標吹出温Ｔ_ofをステッ
プ１３０４またはステップ１３０５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。

【００８１】ステップ１３０７では、ステップ１３０２
またはステップ１３０６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Ｔ_out の差θを計
算する。

【００８２】ステップ１３０８では、ステップ１３０７
で算出したθの値がθ＜−Ｓ_o の場合には、ステップ１
３０９に進み、コンプレッサ３１の仕事量を△Ｖ_c 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＞Ｓ_o の場合には必要以上にコンプレッサ３１の仕事
量が大きくなっていると判断して、ステップ１３１１に
進み、コンプレッサ３１の仕事量を△Ｖ_c 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。なお、ここでＳ_o はθの判定量である。

【００８３】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。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。

【００８４】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Ｗ_comp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Ｔ_suc 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Ｔ_suc は上昇し、それ
に伴って、コンプレッサ３１の実入力値Ｗ_comp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Ｗ_comp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。

【００８５】図１１、図１３、図１６は、第２乃至第４
実施例に係り、上記第１実施例と同一構成部分には同符
号を付し重複した説明は省略する。

【００８６】図１１は第２実施例に係る冷凍サイクルの
構成図を示すものである。この実施例は、前記第１実施
例の開閉弁９１，９２に代えて管路の冷媒流量を最小か
ら最大まで連続的に制御できる第１、第２流量制御弁９
３，９４としたものである。これら流量制御弁９３，９
４はそれぞれ電磁アクチュエータ９３ａ，９４ａで駆動
されるようになっており電磁アクチュエータ９３ａ，９
４ａは図１で示す制御装置４３によって制御されるよう
になっている。

【００８７】したがって、この実施例では車室内の熱環
境状態が必要とする冷房状態に応じて回避流路９０と放
熱用車室内熱交換器３３とへ流す冷媒の流量を細かく制
御することができ車室内熱環境状態によりよく適合する
ことが可能となる。

【００８８】図１２はこの第２実施例の制御線図を示す
もので第１実施例の図５に示す制御線図に対し運転モー
ド、吹出しモード、エアミックス開度、コンプレッサ回
転数は同一であるが、回避流路開度が回避流路開、放熱
用車室内熱交換器閉状態から回避流路閉、放熱用車室内
熱交換器開状態まで滑らかに変化している。

【００８９】図１３は第３実施例に係る冷凍サイクルの
構成図を示している。この実施例では、回避流路として
第１回避流路９５、第２回避流路９６の２系統を設け、
回避切り換え手段である開閉弁として第１開閉弁９７、
第２開閉弁９８、第３開閉弁９９を設けている。したが
って、この実施例では図１４に示すような制御線図とな
り、弁開閉状態として図１５に示す図表のように状態
１、状態２、状態３と切り換えることができる。

【００９０】すなわち、目標吹出し温度Ｔ_ofが比較的高
い場合には状態３のように放熱用車室内熱交換器３３に
全ての冷媒を流す。やや低い場合には、状態３から状態
２へ切り換え、放熱用車室内熱交換器３３と第１回避流
路９５とに冷媒を流すことで放熱用車室内熱交換器３３
への冷媒流量を低減する。更に目標温度Ｔ_ofが低い場合
には状態１に切り換え放熱用車室内熱交換器３３へは冷
媒を流さず第１回避流路９５及び第２回避流路９６の双
方へ冷媒を流す。このように放熱用車室内熱交換器３３
への冷媒流れを段階的に調節でき、冷媒流れ開通閉止を
滑らかに行なうことができる。したがって、車室内の熱
環境状態により適確に適合させることが可能とする。

【００９１】図１６は第４実施例に係る冷凍サイクルの
構成図を示す。この実施例では、図２の第１実施例の構
成に対し吸熱回避流路１００２を設け、この吸熱回避流
路１００２上に吸熱回避開閉弁１００１を設けている。
１００１ａは電磁アクチュエータである。なお、吸熱回
避流路１００２は液タンク３６の出口部から設けている
が、膨張弁３４の出口部から設けることも可能である。
この実施例における空調制御も基本的には図３、図４に
示すフローチャートと同様に行なわれ、図４に示す部分
を図１７に示すフローチャートに代えて行なっている。
したがって、図３、図１７に示すフローチャートで空調
制御を行なうものである。

【００９２】図１７に示すフローチャートのステップ２
００１は図４に示すフローチャートのステップ３０７、
同ステップ２００２は同ステップ３０８、同ステップ２
００３は同ステップ３０９、同ステップ２００４は同ス
テップ３１０、同ステップ２００５は同ステップ３１
１、同ステップ２００６は同ステップ３１２、同ステッ
プ２００７は同ステップ３１３、同ステップ２００８は
同ステップ３１４、同ステップ２００９は同ステップ３
１５、同ステップ２０１０は同ステップ３１６にそれぞ
れ対応している。

【００９３】そしてこの実施例では、ステップ２０１１
において車室内熱環境状態が急速暖房を必要とするかど
うかの判断が行なわれる。目標吹出し温度Ｔ_ofが６０℃
を上回ると判断されれば急速暖房が必要であると判断さ
れステップ２０１２において吸熱回避流路１００２に冷
媒を流す制御が行なわれる。これによって、吸熱回避開
閉弁１００１が開かれ、吸熱回避流路１００２側に冷媒
が流れる。ただしこの制御は最大１分間とし冷凍サイク
ルの正常な運転を損なわないようにすると共に、吸熱用
車室内熱交換器３５での空調風の除湿を損なわないよう
にする。一方、ステップ２０１１で目標吹出し温度Ｔ_of
が６０℃を上回らないと判断されれば、急速暖房を必要
とせずと判断されステップ２０１３において吸熱用車室
内熱交換器３５に冷媒を流す制御が行なわれる。具体的
には、吸熱回避開閉弁１００１が閉じられる。

【００９４】このような制御によって例えば暖房初期の
ような場合、短時間、吸熱用車室内熱交換器３５に冷媒
を流さないようにすることができる。この間、車室内へ
送風する空調風を冷却しないので、空調風の温度低下が
なく、急速暖房を可能とする。

【００９５】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１に記
載の発明では、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または車室外熱
交換器と放熱用車室内熱交換器と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
サの仕事熱量とを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気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る。空調風の除
湿をした後のヒートは電気ヒータ等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
の排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ヒートポンプ式冷暖房装置を余り
変更せずに適用することができ、設計上有利である。

【００９６】しかも、放熱用車室内熱交換器から放熱さ
せないようにすることができ吸熱用車室内熱交換器で冷
やされた空気が放熱用車室内熱交換器に触れて温められ
ることを防止することができる。

【００９７】請求項２に記載の発明では、車室内の熱環
境状態に応じて放熱用車室内熱交換器から放熱させない
ようにすることができ、車室内の熱環境状態に応じた制
御が可能となる。

【００９８】請求項３に記載の発明では、車室内の熱環
境状態が強冷房を必要とする場合に放熱用車室内熱交換
器から放熱させないようにすることができ、強冷房をい
ち速く行なわせることが可能となる。

【００９９】請求項４に記載の発明では、冷媒と熱交換
した空調風を車室内足元へ温風として吹き出すモード以
外では放熱用車室内熱交換器からの放熱を停止できるの
で、空調性能を十分に発揮させることができる。

【０１００】請求項５に記載の発明では、車室内の熱環
境状態が強冷房を必要とする場合に放熱用車室内熱交換
器から放熱させないようにすると共に、吸熱用車室内熱
交換器で熱交換された空調風の全風量に対し放熱用車室
内熱交換器を通過させる比率をほぼ中間とすることがで
き風量を低下させることもなく、より急速な冷房を可能
とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例に係るブロック図であ
る。

【図２】この発明の第１実施例に係る冷凍サイクルの構
成図である。

【図３】この発明の第１実施例に係るフローチャートで
ある。

【図４】この発明の第１実施例に係るフローチャートで
ある。

【図５】この発明の第１実施例に係る制御線図である。

【図６】この発明の第１実施例に係る作用説明図であ
る。

【図７】この発明の第１実施例に係る作用説明図であ
る。

【図８】この発明の第１実施例に係るフローチャートで
ある。

【図９】この発明の第１実施例に係るフローチャートで
ある。

【図１０】この発明の第１実施例に係るフローチャート
である。

【図１１】この発明の第２実施例に係る冷凍サイクルの
構成図である。

【図１２】この発明の第２実施例に係る制御線図であ
る。

【図１３】この発明の第３実施例に係る冷凍サイクルの
構成図である。

【図１４】この発明の第３実施例に係る制御線図であ
る。

【図１５】この発明の第３実施例に係る回避流路の開閉
状態を示す図表である。

【図１６】この発明の第４実施例に係る冷凍サイクルの
構成図である。

【図１７】この発明の第４実施例に係るフローチャート
である。

【図１８】従来例に係る構成図である。

【図１９】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 膨張弁（膨張手段） 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 回避流路 ９１ 第１開閉弁（回避切り換え手段） ９２ 第２開閉弁（回避切り換え手段） ９３ 第１流量制御弁（回避切り換え手段） ９４ 第２流量制御弁（回避切り換え手段） ９５ 第１回避流路 ９６ 第２回避流路 ９７ 第１開閉弁（回避切り換え手段） ９８ 第２開閉弁（回避切り換え手段） ９９ 第３開閉弁（回避切り換え手段）

Claims (5)

(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と熱交換して温い空調風
   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
   冷媒と熱交換して冷たい空調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、 前記放熱用車室内熱交換器を回避して冷媒を吸熱用車室
   内熱交換器へ流す回避流路と、 前記冷媒を放熱用車室内熱交換器へ流す状態と回避流路
   へ流す状態とに切り換える回避切り換え手段とを備えた
   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、 前記回避切り換え手段を、車室内の熱環境状態に応じて
   切り換え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、 前記回避切り換え手段は、前記車室内の熱環境状態が強
   冷房を必要とする場合に、前記回避流路へ冷媒を流すよ
   うに切り換わ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、 前記冷媒と熱交換した空調風を車室内足元へ温風を吹き
   出すモードとその他のモードとを有する吹出し手段を備
   え、 前記回避切り換え手段は、前記吹出し手段がその他のモ
   ードである場合に、前記回避流路へ冷媒を流すように切
   り換わ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、 前記吸熱用車室内熱交換器で熱交換された空調風の全風
   量に対し前記放熱用車室内熱交換器を通過させる比率を
   調節する配風比率調節手段を有し、 前記配風比率調節手段は、前記車室内の熱環境状態が強
   冷房を必要とする場合に、前記比率をほぼ中間とするこ
   とを特徴とする車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。