JP3049940B2 - 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
により冷媒を車室外熱交換器及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１６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から吐出された高温な冷媒
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
吸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、暖房運転時と冷媒運転時とで冷媒の流れを四方弁２
の切換えによって逆転させ、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
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、着霜現象を生じ易く、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】すなわち、ソーラカーや電気自動車などで
は暖房運転時にエンジン１０からの廃熱を吸熱すること
ができないため、別途電気ヒータなどを設けなければな
らず、その分空調装置に使用する電力量が増えるので、
走行距離が短くなる恐れがある。

【０００８】また、暖房運転中に乗員によって外気導入
スイッチがＯＮされて外気導入量が増えると、車室内を
設定温度に保つために電気ヒータによる熱入力量をさら
に増大しなければならないが、電気自動車などにおいて
は電気ヒータによる熱入力量の増大に限界があり、外気
導入量増加と乗員の快適感の両立とが困難となる恐れが
ある。

【０００９】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、しかも外気導入量増加と乗員の快適感との両立が容
易な車両用ヒートポンプ式冷暖房装置の提供を目的とす
る。

【００１０】

【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
よって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
によって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
回避させて前記放熱用車室内熱交換器に導入する冷媒流
路切換手段とを備えた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の冷却状態と放熱
用車室内熱交換器の加熱状態との少なくとも一方とコン
プレッサの仕事量を可変する物理量との相関関係で示さ
れる暖房特性を設定する手段と、この暖房特性に関係す
る吸熱用車室内熱交換器の冷却状態と放熱用車室内熱交
換器の加熱状態との少なくとも一方を検出する手段と、
前記暖房特性と前記検出手段の検出結果との関係で前記
コンプレッサを可変する物理量を設定し前記コンプレッ
サを制御する手段と、車室内の熱負荷に関係する熱環境
情報に基づいて前記送風手段を制御する手段とを設けた
ことを特徴とする。

【００１１】請求項２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
風手段によって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、
送風手段によって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
交換器を回避させて前記放熱用車室内熱交換器に導入す
る冷媒流路切換手段とを備えた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の冷却状
態と放熱用車室内熱交換器の加熱状態との少なくとも一
方とコンプレッサの仕事量を可変する物理量との相関関
係で示される暖房特性を設定する手段と、この暖房特性
に関係する吸熱用車室内熱交換器の冷却状態と放熱用車
室内熱交換器の加熱状態との少なくとも一方を検出する
手段と、前記暖房特性と前記検出手段の検出結果との関
係で前記コンプレッサを可変する物理量を設定し前記コ
ンプレッサを制御する手段と、前記コンプレッサの仕事
量の上限値と、車室内を設定室温にするために必要な車
室内熱入力により設定されるコンプレッサの仕事量とか
ら前記コンプレッサの仕事量の目標値を設定する手段
と、前記コンプレッサの仕事量が目標値となるように前
記送風手段を制御する手段とを設けたことを特徴とす
る。

【００１２】請求項３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
風手段によって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、
送風手段によって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
換器を回避させて前記放熱用車室内熱交換器に導入する
冷媒流路切換手段とを備えた車両用ヒートポンプ式冷暖
房装置であって、暖房運転時に外気が導入される場合、
前記吸熱用車室内熱交換器の目標吹出空気温度を漸次低
下させながら外気導入量を漸次増加させる手段を設けた
ことを特徴とする。

【００１３】

【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流路切換手段、
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流路切換手
段、車室外熱交換器のみ、また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、暖
房運転時には、吸熱用車室内熱交換器の冷却状態又は放
熱用車室内熱交換器の加熱状態の少なくとも一方の検出
結果と設定した暖房特性との関係で物理量を設定してコ
ンプレッサが制御され、所定の吹出空気温度を得ること
ができる。さらに、車室内の熱負荷に関係する熱環境情
報に基づいて送風手段が制御され、車室内の熱入力が増
減する。すなわち、所定の吹出空気温度を維持しながら
車室内熱入力を増減する。

【００１４】請求項２の発明では、暖房運転時に外気が
導入される場合、コンプレッサの仕事量の上限値と乗員
の快適感を維持できる車室内熱入力により設定されるコ
ンプレッサの仕事量とから、コンプレッサの仕事量の目
標値を設定し、コンプレッサの仕事量がこの目標値とな
るように送風手段が制御され、暖房運転時の外気導入に
対処することができる。すなわち、コンプレッサの仕事
量と乗員の快適感とを考慮しながら外気導入を増減す
る。

【００１５】請求項３の発明では、暖房運転時に外気が
導入される場合、吸熱用車室内熱交換器の目標吹出空気
温度を漸次低下させながら外気導入量を漸次増加させる
ため、車室内への熱入力状態をほぼ一定に保ちながら外
気導入量を増加させる。

【００１６】

【実施例】図１は、この発明の一実施例に係る車両用ヒ
ートポンプ式冷暖房装置を示している。

【００１７】図１において、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
可変となっている。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３２を介して接続されて
いる。車室外熱交換器３８は、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。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。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。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３８への冷媒の流れを阻止するようになっている。
放熱用車室内熱交換器３３の冷媒流出側には、ダクト３
９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。吸熱用車室内熱交換器３
５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３
３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。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。

【００１８】ダクト３９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口４０
と、走行風圧を受けて外気を導入する外気導入口４１と
が設けられている。この内気導入口４０と外気導入口４
１とが分岐する部分には、内気導入口４０と外気導入口
４１とを任意の比率で開閉するインテークドア４２が設
けられている。内気導入口４０と外気導入口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３
５との間には、前記ブロワファン３７が配置され、制御
装置４３で駆動される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。

【００１９】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、吸熱用車室内熱交
換器３５を通過して冷えている空気が、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、吸熱用車室
内熱交換器３３を通過して暖められた温風との割合（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％となるとき
を、エアミックスドア開度Ｘ_dsc ＝０％（全閉）と設定
し、エアミックスドア４６が実線示の位置となり、冷風
と温風との風量配分が温風１００％となるときを、エア
ミックスドア開度Ｘ_dsc ＝１００％（全開）と設定して
ある。

【００２０】ダクト３９の放熱用車室内熱交換器３３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、図外の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と、
図外のフロントウインドウガラスに向けて空調風を吹き
出すデフロスタ吹出口５３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５６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。

【００２１】制御装置４３は、吸熱用車室内熱交換器吸
込風温センサ５８と吸熱用車室内熱交換器吹出風温セン
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と室温設
定器６４と吹出口モードスイッチ６５とブロワファンス
イッチ６６と放熱用車室内熱交換器吹出風温センサ６７
などの熱環境情報入力手段からの熱環境情報により各ア
クチュエータ等を駆動する。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 と吸熱用車室内熱
交換器３５の吹出空気温度Ｔ_out と放熱用車室内熱交換
器３３の吹出空気温度Ｔ_v とベンチレータ吹出口５１の
吹出空気温度Ｔ_ventと車両の日射量Ｑ_{su n} 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 などの熱環境情報によ
り、エアミックスドア開度Ｘ_dsc 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 と目標空調風温度Ｔ_of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。

【００２２】一方、この車両用ヒートポンプ式冷暖房装
置の冷暖房の切換えは、前記三方弁３２を制御装置４３
によって設定温度で切換制御することにより行なってい
る。前記設定温度は車室内気温度としての検出室温Ｔ
_room及び外気温度Ｔ_amb の関係での窓曇りを生じない境
界の温度と熱環境情報に応じた目標空調風温度Ｔ_ofとが
略一致するものとして定めている。

【００２３】そして、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。

【００２４】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。換言する
と、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、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。
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３１の効率が最適となる。

【００２５】一方、この発明の実施例では、制御装置４
３は、前記吸熱用車室内熱交換器３５の冷却状態と放熱
用車室内熱交換器３３の加熱状態との少なくとも一方と
コンプレッサ３１の仕事量を可変する物理量との相関関
係で示される暖房特性を設定する手段を構成している。
吸熱用車室内熱交換器３５の冷却状態は吹出風温センサ
５９で検出し、放熱用車室内熱交換器３３の加熱状態は
吹出風温センサ６７で検出する。そして、吹出風温セン
サ５９，６７は、暖房特性に関係する吸熱用車室内熱交
換器３５の冷却状態と放熱用車室内熱交換器３３の加熱
状態との少なくとも一方を検出する手段を構成する。さ
らに、制御手段４３は、前記暖房特性と前記検出手段と
しての吹出風温センサ５９，６７の検出結果との関係で
前記コンプレッサ３１を可変する物理量を設定しコンプ
レッサ３１を制御する手段を構成すると共に、車室内の
熱負荷に関係する熱環境情報に基づいて送風手段、すな
わち、ブロワファン３７を制御する手段を構成してい
る。

【００２６】そして、このような構成により、暖房能力
や除湿性能を一定状態に維持すべく吸熱用車室内熱交換
器３５の吹出空気温度Ｔ_out や放熱用車室内熱交換器３
３の吹出空気温度Ｔ_v を一定温度に維持したまま、風量
制御によって車室内熱入力を変化させることができるの
である。このため、制御装置４３には、さらにブロワフ
ァン３７の回転数Ｖ_fan を検出するブロワファン回転数
検出センサ７１、コンプレッサ仕事量を可変する物理量
（例えば回転数や吐出容量）Ｖ_compを検出する物理量検
出センサ７３からの検出信号が入力されるようになって
いる。

【００２７】図２は前記風量制御のフローチャートであ
る。

【００２８】まず、ステップ２０１で制御を開始する
と、ステップ２０２で各センサによって検出された値が
読み込まれる。各センサによって検出された値として
は、室温設定器６４からの設定室温Ｔ_ptc 、日射センサ
６１で検出される日射量Ｑ_sun 、吸熱用車室内熱交換器
吸込風温センサ５８で検出される吸熱用車室内熱交換器
３５の吸込空気温度Ｔ_suc 、吸熱用車室内熱交換器吹出
風温センサ５９が検出する吸熱用車室内熱交換器３５の
吹出空気温度Ｔ_out 、室温センサ６３によって検出され
る車室内気温度Ｔ_room、外気温センサ６２が検出する車
室外の外気温度Ｔ_{am b} 、放熱用車室内熱交換器吹出風温
センサ６７で検出した放熱用車室内熱交換器３３の吹出
空気温度Ｔ_v （Ｔ_vent）、ブロワファン回転数センサ７
１で検出されるブロワファン３７の回転数Ｖ_fan 、物理
量検出センサ７３で検出されるコンプレッサ仕事量を可
変する物理量Ｖ_compである。

【００２９】ステップ２０３では、ステップ２０２で検
出した各値を基にして放熱用車室内熱交換器３３の吹出
空気温度Ｔ_v の目標温度Ｔ_voを演算する。

【００３０】ステップ２０４ではステップ２０２で検出
された吹出空気温度Ｔ_v と、ステップ２０３で演算した
目標温度Ｔ_voとの差Δθ１を演算する。

【００３１】ステップ２０５では吸熱用車室内熱交換器
３５での冷却状態の目標として目標Ｔ_out を演算する
（Ｔ_outo）。

【００３２】ステップ２０６では、ステップ２０２で検
出された吹出空気温度Ｔ_out と目標吹出空気温度Ｔ_outo
との差Δθ２を演算する。

【００３３】ステップ２０７では、コンプレッサ仕事量
を可変する物理量Ｖ_compや吸熱用車室内熱交換器３５の
吸込空気温度Ｔ_suc の変化に対する放熱用車室内熱交換
器３３の吹出空気温度Ｔ_v と吸熱用車室内熱交換器３５
の吸込空気温度Ｔ_suc との特性を基にした暖房特性を現
す計算式（実験式）から、放熱用車室内熱交換器３３の
吹出空気温度Ｔ_v と吸熱用車室内熱交換器３５の吹出空
気温度Ｔ_out とをそれぞれ目標値とするための物理量Ｖ
_compと吸熱用車室内熱交換器３５の吸込空気温度Ｔ_suc
の微小変化量ΔＶ_comp、ΔＴ_suc を演算する（詳細は後
述する）。

【００３４】ステップ２０８では、コンプレッサ仕事量
を可変する物理量Ｖ_compをステップ２０７で計算した微
小変化量ΔＶ_compで補正して出力する。

【００３５】ステップ２０９では、車室内の設定温度Ｔ
_ptc と検出した車室内温度Ｔ_roomとの差Δθ４を演算す
る。

【００３６】ステップ２１０では、ステップ２０９で演
算した偏差Δθ４の大きさを設定値Ｓ４と比較する。Δ
θ４＜−Ｓ４の場合には、室内への熱入力が大きいた
め、車室内気温度Ｔ_roomが設定温度Ｔ_ptc よりも高くな
っているので、ステップ２１１に進み、風量を減らすよ
うにブロワファン３７のブロワファンモータ４４を制御
する。逆にΔθ４＞Ｓ４の場合には、室内への熱入力が
小さく車室内温度Ｔ_roomが設定温度Ｔ_ptc よりも低いの
でステップ２１３に進み風量を増加する。｜Δθ４｜＜
Ｓ４の場合には、車室内温度Ｔ_roomが適温であるため、
ステップ２１２に進み現状の風量を維持する。

【００３７】このようにこの発明実施例では、吸熱用車
室内熱交換器３５の下流に放熱用車室内熱交換器３３が
位置する構成であるため、暖房運転時に風量のみの変化
に対して吸熱用車室内熱交換器３５の吹出空気温度Ｔ
_out と、放熱用車室内熱交換器３３の吹出空気温度Ｔ_v
とがほぼ一定温度に維持されたままコンプレッサ３１の
仕事量（入力）が変化するという特性を利用した。そし
て、コンプレッサ仕事量を可変する物理量Ｖ_compや吸熱
用車室内熱交換器３５の吸込空気温度Ｔ_suc を用いて、
目標とする吸熱用車室内熱交換器３５の吹出空気温度Ｔ
_out や放熱用車室内熱交換器３３の吹出空気温度Ｔ_v を
制御した後に、前記特性を利用すべく風量を可変して車
室内に入力される熱量を制御するのである。

【００３８】従って、吸熱用車室内熱交換器３５によっ
て窓曇りを生じないように除湿（冷却）を行うことがで
き、また、放熱用車室内熱交換器３３によって所定温度
まで加熱することができ、十分な除湿暖房性能を維持す
ることができる。

【００３９】ここで、吸熱用車室内熱交換器３５の吹出
空気温度Ｔ_out と放熱用車室内熱交換器３３の吹出空気
温度Ｔ_v とがほぼ一定温度に維持されたまま、風量制御
によって車室内熱入力が変化するという特性は実験によ
り判明したものであり、以下これを説明する。

【００４０】この発明実施例の車両用ヒートポンプ式冷
暖房装置は、従来のガソリン車用冷凍サイクルやヒート
ポンプ式冷暖房装置と異なり、暖房運転時、吸熱用車室
内熱交換器３５で冷却された空調風が放熱用車室内熱交
換器３３に流入し、放熱器である放熱用車室内熱交換器
３３を冷却する構成となっているため、吸熱用車室内熱
交換器３５を通過する空気の熱負荷状態が放熱用車室内
熱交換器３３の作動状態、さらにはサイクル全体の作動
状態に強く影響を及ぼす。

【００４１】図３〜図５は、この発明実施例の車両用ヒ
ートポンプ式冷暖房装置の特性を調べた実験結果の一例
であり、図６、図７は従来の車両用冷暖房装置において
同様な実験を行った結果である。

【００４２】図３〜図５は、吸熱用車室内熱交換器３５
の吸込空気温度Ｔ_suc （湿度一定）とコンプレッサ３１
の仕事量を可変する物理量Ｖ_compを固定して風量Ｖ_eva
のみを変化させた場合に、吸熱用車室内熱交換器３５の
吹出空気温度Ｔ_out 、放熱用車室内熱交換器３３の吹出
空気温度Ｔ_v 、コンプレッサ３１の仕事量（入力）がど
のように変化するかを調べた。

【００４３】ここで、図１６のような従来の車両用冷暖
房装置では、第１、第２車室内熱交換器３，５の吸込空
気温度Ｔ_suc とコンプレッサ１の仕事量を可変とする物
理量Ｖ_compとを固定して風量のみを増加させると、図
６、図７に示すように車室内熱交換器３，５の空気側の
熱伝達率が良くなるためにコンプレッサ仕事量Ｗ_compは
微増するが車室内熱交換器３，５の吹出空気温度Ｔ_v は
低下してしまい、暖房性能を維持することができなくな
る。

【００４４】これに対し、この発明実施例の車両用ヒー
トポンプ式冷暖房装置では、吸熱用車室内熱交換器３５
の吸込空気温度Ｔ_suc とコンプレッサ３１の仕事量を可
変する物理量Ｖ_compとを固定して風量Ｖ_eva のみを増加
させると、 ａ）コンプレッサ３１の仕事量（車室内熱入力）は風量
に比例して増加する（図５）。

【００４５】ｂ）吸熱用車室内熱交換器３５の吹出空気
温度Ｔ_out はほぼ一定に保たれ、風量が変化した場合で
も吸熱用車室内熱交換器３５での除湿性能（冷却性能）
は維持される（図４）。

【００４６】ｃ）放熱用車室内熱交換器３３の吹出空気
温度Ｔ_v もほぼ一定に保たれ、風量が変化した場合でも
暖房能力を維持することができる（図３）。

【００４７】という結果が得られた。

【００４８】この図３〜図５の結果によれば、外気導入
量が多いとか室内温度が低い場合に、吸熱用車室内熱交
換器３５の吸込空気温度Ｔ_suc が低くても風量を増加す
ることによって、吸熱用車室内熱交換器３５の吸込空気
温度Ｔ_suc 、すなわち放熱用車室内熱交換器３３の吹出
空気温度Ｔ_v が高い場合と同等レベルの車室内熱入力を
確保することができる。

【００４９】次に、前記ステップ２０７で用いる暖房特
性を表わす計算式は以下のように求めた。

【００５０】この発明実施例に係る車両用ヒートポンプ
式冷暖房装置では、コンプレッサ仕事量を可変する物理
量Ｖ_comp、吸熱用車室内熱交換器３５の吸込空気温度Ｔ
_sucに対するコンプレッサ仕事量Ｗ_comp、放熱用車室内
熱交換器３３の吹出空気温度Ｔ_v 、吸熱用車室内熱交換
器３５の吹出空気温度Ｔ_out の変化が、図８〜図１２の
ような実験結果となった。

【００５１】まず、図９、図１０は、吸熱用車室内熱交
換器３５の吸込空気温度Ｔ_suc を固定してコンプレッサ
仕事量を可変する物理量Ｖ_compのみを変化させた場合
に、放熱用車室内熱交換器３３の吹出空気温度（ベント
吹出温度）Ｔ_v 、吸熱用車室内熱交換器３５の吹出空気
温度Ｔ_out の変化をそれぞれ示している。

【００５２】同各図に示すように、吸熱用車室内熱交換
器３５の吸込空気温度Ｔ_suc が異なる場合にも放熱用車
室内熱交換器３３の吹出空気温度Ｔ_v 、吸熱用車室内熱
交換器３５の吹出空気温度Ｔ_out の変化はコンプレッサ
仕事量を可変する物理量Ｖ_{co mp}に対して同じ変化率を示
し、これらの変化率を使って物理量Ｖ_compの微小変化Δ
Ｖ_compに対する吹出空気温度Ｔ_v ，Ｔ_out の変化量ΔＴ
_v ，ΔＴ_out とを式化して表すことが可能となる。

【００５３】 ΔＴ_v ＝Ａ１１ΔＶ_comp …（１） ΔＴ_out ＝Ａ２１ΔＶ_comp …（２） 一方、図１１、図１２は物理量Ｖ_compを固定して吸込空
気温度Ｔ_suc のみを変化させた場合、吹出空気温度
Ｔ_v ，Ｔ_out の変化を示している。この場合も図９、図
１０と同じく物理量Ｖ_compが異なる場合であっても吹出
空気温度Ｔ_v ，Ｔ_{ou t} の変化は吸込空気温度Ｔ_suc に対
して同じ変化率を示し、これらの変化率を使ってＴ_suc
の微小変化ΔＴ_suc に対する吹出空気温度Ｔ_v ，Ｔ_out
の変化量ΔＴ_v ，ΔＴ_out を式化して表現することがで
きる。

【００５４】 ΔＴ_v ＝Ａ１２ΔＴ_suc …（３） ΔＴ_out ＝Ａ２２ΔＴ_suc …（４） このような実験結果を基にして得られた（１）式から
（４）式を使って物理量Ｖ_comp、吸込空気温度Ｔ_suc が
同時に変化する場合の吹出空気温度Ｔ_v 、Ｔ_outの変化
量を ΔＴ_v ＝Ａ１１ΔＶ_comp＋Ａ１２ΔＴ_suc …（５） ΔＴ_out ＝Ａ２１ΔＶ_comp＋Ａ２２ΔＴ_suc …（６） と表し、図８において物理量Ｖ_compと吸込空気温度Ｔ
_suc とを微小変化させた場合の吹出空気温度の微小変化
ΔＴ_v ，ΔＴ_out の変化を調べると実験結果と一致する
ことが確認された。

【００５５】このように、物理量Ｖ_compや吸込空気温度
Ｔ_suc の変化に対する吹出空気温度Ｔ_v ，Ｔ_out の特性
を基にした暖房特性を表わす実験式（５），（６）に基
づいて前記ステップ２０７のように物理量Ｖ_comp、吸込
空気温度Ｔ_suc の微小変化量ΔＶ_comp，ΔＴ_suc を演算
することにより、目標とする放熱用車室内熱交換器３３
の吹出空気温度Ｔ_v 、吸熱用車室内熱交換器３５の吹出
空気温度Ｔ_suc を得ることができるのである。従って、
実験式（５），（６）は制御装置４３に暖房特性として
設定されている。なお、（１）式〜（４）式をも制御装
置に記憶させ、所定の制御に用いることもでき、また、
微小変化量ΔＶ_comp、ΔＴ_suc を設定し、これに対する
Ｔ_v ，Ｔ_out の変化をテーブルとして備え、制御に用い
ることもできる。

【００５６】また、このように電気ヒータなどを別途用
いることなく風量制御によって車室内熱入力を増加する
ことができるため、ソーラカーや電気自動車などの場合
には電力消費量を軽減することによって、走行距離を著
しく増大させることが可能となる。

【００５７】図１３は、この発明の他の実施例に係るフ
ローチャートを示す。

【００５８】このフローチャートは、外気導入スイッチ
をＯＮにしたときの風量制御のフローチャートを示す。
すなわち、外気導入スイッチをＯＮにして外気導入量を
多くした場合でも、車室内温度の低下をきたさないよう
にし車室内快適性を維持する必要がある。

【００５９】従って、この実施例では図１に示す制御装
置４３は、コンプレッサ３１の仕事量の上限値と乗員の
快適感を維持できる車室内熱入力により設定されるコン
プレッサ３１の仕事量とからコンプレッサ３１の仕事量
の目標値を設定する手段と、コンプレッサ３１の仕事量
が目標値となるように送風手段としてのブロワファン３
７を制御する手段をも構成することとしている。

【００６０】そして、この制御を以下のようにして行っ
ている。

【００６１】ステップ１４０１において、制御が開始さ
れるとステップ１４０２以下が実行される。ステップ１
４０２からステップ１４０６までは図２のステップ２０
２からステップ２０６と同様であり、ステップ１４０２
で各センサの出力が読み込まれ、ステップ１４０３で放
熱用車室内熱交換器３３の目標吹出空気温度Ｔ_v の演算
（Ｔ_v0）が行われ、ステップ１４０４において温度差Δ
θ１が演算され、ステップ１４０５で吸熱用車室内熱交
換器３５の吹出空気温度Ｔ_out の目標値Ｔ_outoの演算が
行われ、ステップ１４０６で温度差Δθ２が演算され
る。

【００６２】次に、ステップ１４０７では、吸熱用車室
内熱交換器３５の吸込空気温度Ｔ_{su c} の目標値Ｔ_sucoを
演算する。外気導入スイッチがＯＮされている場合には
外気導入によって車室内温度が低下し過ぎないようにす
るため、吸熱用車室内熱交換器３５の吹出空気温度Ｔ
_out または放熱用車室内熱交換器３３の吹出空気温度Ｔ
_v を目標とする一定温度に保ちつつ、吸熱用車室内熱交
換器３５の目標吸込空気温度Ｔ_sucoを低下させて外気導
入量を増加するのである。

【００６３】ステップ１４０８では、吸熱用車室内熱交
換器３５の吸込空気温度Ｔ_suc とステップ１４０７で演
算した目標の吸込空気温度Ｔ_sucoの差Δθ３を演算す
る。

【００６４】ステップ１４０９では、制御対象温度を選
択する。放熱用車室内熱交換器３３の吹出空気温度（ベ
ント吹出空気温度）Ｔ_v を目標値とする場合には、ステ
ップ１４１０の演算式でコンプレッサ仕事量を可変する
物理量Ｖ_compの微小変化量ΔＶ_compを演算し、逆に吸熱
用車室内熱交換器３５の吹出空気温度Ｔ_out を目標値と
する場合には、ステップ１４１１の演算式でコンプレッ
サ仕事量を可変する物理量Ｖ_compの微小変化量ΔＶ_comp
を演算する。

【００６５】ステップ１４１２では、ステップ１４１０
あるいはステップ１４１１で演算したΔＶ_compを用いて
コンプレッサ仕事量を可変する物理量Ｖ_compを補正して
出力する。

【００６６】ステップ１４１３では、コンプレッサ３１
で使用できる電力量の上限値Ｗ_{comp .max}を検出する。こ
れは、電気自動車などにおいてはバッテリーの容量や外
気温度などの条件から空調装置に使用できる電力量が制
限されるため、この制限によって決められる上限値Ｗ
_comp.maxを検出するものである。

【００６７】ステップ１４１４では、車室内の最低限の
快適性を維持できる設定室温Ｔ_set1を用いて、車室内を
この設定室温にするために必要な車室内熱入力Ｑ_inを演
算する。

【００６８】ステップ１４１５では、ステップ１４１３
で検出したＷ_comp.maxとステップ１４１４で算出した必
要熱入力Ｑ_inのうち、小さいほうをコンプレッサ仕事量
の目標値Ｗ_compとする。この時、電気ヒータなどを併用
して車室内暖房する場合、あるいは上記図１の実施例の
冷暖房装置の構成にさらに熱交換器を追加して廃熱回収
を行う場合には、それらの熱量を考慮してコンプレッサ
仕事量の目標値Ｗ_compを設定する。

【００６９】ステップ１４１６では、コンプレッサ仕事
量をステップ１４１５で求めたコンプレッサ仕事量の目
標値Ｗ_compとするための風量Ｖ_eva を演算する。

【００７０】このような制御によって外気導入量を増加
する場合には、吸熱用車室内熱交換器３５の吹出空気温
度Ｔ_out と放熱用車室内熱交換器３３の吹出空気温度Ｔ
_v が所定の一定状態となるようにコンプレッサ仕事量を
可変する物理量Ｖ_compと吸熱用車室内熱交換器３５の吸
込空気温度Ｔ_suc を設定し、また、車両の熱負荷状態や
乗員の快適性を維持するために必要な車室内への熱入力
またはコンプレッサ３１で使用可能な電力量Ｗ_comp.max
からコンプレッサ入力Ｗ_compo を設定し、このコンプレ
ッサ入力となるように風量を設定するのである。従っ
て、車室内の快適性の維持と、外気導入量の増加とを両
立させることができるのである。

【００７１】図１４は、さらに他の実施例に係るフロー
チャートを示し、外気導入スイッチがＯＮされた時の吸
込口制御のフローチャートを示している。

【００７２】この実施例では、外気導入スイッチがＯＮ
された場合に吸熱用車室内熱交換器３５の吸込空気温度
Ｔ_suc の急激な変化を回避して徐々に外気導入量を増や
すことによって暖房運転をしばらく維持し、ベント吹出
温度Ｔ_ventや車室内温度Ｔ_{ro om}の急激な低下を防止する
のである。

【００７３】従って、この実施例では、制御装置４３
が、吸熱用車室内熱交換器３５の目標吹出空気温度Ｔ
_outoを漸次低下させながら外気導入量を漸次増加させる
手段を構成することとしている。

【００７４】まず、ステップ１５０１で外気導入スイッ
チＯＮ時の吸込口制御が開始されると、ステップ１５０
２で吸熱用車室内熱交換器３５の検出した吸込空気温度
Ｔ_{su c} が読み込まれ、ステップ１５０３でその時に検出
した外気温度Ｔ_amb が読み込まれる。

【００７５】ステップ１５０４では、ステップ１５０２
で検出した吸込空気温度Ｔ_suc が設定温度Ｔ_suc.set よ
りも高いか否かを判断する。吸込空気温度Ｔ_suc が設定
温度Ｔ_suc.set 以下になると吸熱用車室内熱交換器３５
の作動温度／圧力が低下し、コンプレッサ３１の入力も
低下するため、放熱用車室内熱交換器３３の吹出空気温
度（ベント吹出温）Ｔ_v は低下してしまい、結果的に車
室内温度が非常に不快に感じるほどの低温になったり、
コンプレッサ３１において液圧縮の不具合が生じてコン
プレッサ３１を破壊する恐れ等があるため、これを回避
するのである。

【００７６】従って、ステップ１５０４でＴ_suc ＞Ｔ
_suc.set の場合にはステップ１５０５に進むが、それ以
外の場合にはステップ１５１０に進み、吸込空気温度Ｔ
_suc の目標温度Ｔ_sucoの設定値をそのまま維持し、それ
以上の外気導入を行わないようにする。この場合、ステ
ップ１５１１においてこの時の状態を表すＸ_int ．ＦＬ
Ｇ＝１をセットする。

【００７７】一方、ステップ１５０５では、外気導入ス
イッチがＯＮされた直後か否かを判断し、ＯＮされた直
後でなければステップ１５０６へ移行し、ＯＮされた直
後であればステップ１５０８へ進む。

【００７８】ステップ１５０６では、吸込空気温度Ｔ
_suc の目標温度Ｔ_sucoの設定を変更してから設定時間経
過したか否かを判断し、設定時間経過した場合にはステ
ップ１５０８に進み、設定時間経過していない場合には
ステップ１５１０に進んで目標吸込空気温度Ｔ_sucoをそ
のまま維持する。

【００７９】ステップ１５０８では、吸込空気温度Ｔ
_suc の目標温度Ｔ_sucoの補正量ΔＴ_{su co}だけ低く設定す
る。

【００８０】ステップ１５０９では、その時の状態を表
すＸ_int ．ＦＬＧを０にセットする。

【００８１】ステップ１５１２では、検出した吸込空気
温度Ｔ_suc とステップ１５０８で補正した目標吸込温度
Ｔ_sucoあるいはステップ１５１０でそのまま維持した目
標吸込温度Ｔ_sucoとの温度差Δθを演算する。

【００８２】ステップ１５１３では、Δθを設定値Ｓと
比較する。Δθ＜−Ｓの場合には吸込空気温度Ｔ_suc が
低いのでステップ１５１４に進んで、インテークダンパ
４２の開度を微小量ΔＸ_int だけ小さくし、Δθ＞ｓの
場合には吸込空気温度Ｔ_sucが高いのでステップ１５１
６に進んでインテークダンパ４２の回路を大きくして外
気導入量を増やし、これら以外の場合にはステップ１５
１５に進んでインテークダンパ４２の開度を維持する。

【００８３】このように外気導入を行う場合に単位時間
毎に設定された温度差ΔＴ_sucoだけ吸込空気温度Ｔ_suc
を低下させ、吸込空気温度Ｔ_suc の下限温度を設定して
乗員が不快になる温度以下まで車室内温度が低下するの
を防ぐことができる。

【００８４】従って、暖房運転時の外気導入に際して急
激な吹出温変化を伴わず、吸熱用車室内熱交換器３５の
凍結を防ぎながら最大限の外気導入を行うことができ
る。そして、急激な吹出温度変化を防止するために電気
ヒータなどを用いる必要がなく、電力消費量を軽減し
て、電気自動車などにおいては走行距離を著しく延ばす
ことができるのである。

【００８５】図１５はこの発明のさらに他の実施例に係
る吸込口制御のフローチャートを示す。

【００８６】すなわち、この実施例では単位時間毎に外
気温度Ｔ_amb や放熱用車室内熱交換器３３の吹出空気温
度Ｔ_v と外気温度Ｔ_amb との温度差などによって設定さ
れた変化量だけインテークダンパ４２の開度を大きく
し、吸熱用車室内熱交換器３５の吸込空気温度Ｔ_suc の
下限温度を設定し、乗員が不快になる温度以下まで車室
内温度が低下するのを防ぐのである。

【００８７】従って、この実施例において制御装置４３
は暖房運転時に外気が導入された場合、吸熱用車室内熱
交換器３５の目標吹出空気温度Ｔ_out を漸次低下させな
がら外気導入量を漸次増加させる手段として構成してい
る。

【００８８】まず、ステップ１６０１で外気導入スイッ
チＯＮの時の吸込口制御が開始されると、ステップ１６
０２で吸熱用車室内熱交換器３５の検出した吸込空気温
度Ｔ_suc が読み込まれる。

【００８９】ステップ１６０３では、その時の外気温度
Ｔ_amb が読み込まれる。

【００９０】ステップ１６０４では、ステップ１６０２
で検出した吸込空気温度Ｔ_suc が設定温度Ｔ_suc.set よ
りも高いか否かを判断する。この判断は図１４のステッ
プ１５０４の判断と同様であり、Ｔ_suc ＞Ｔ_suc.set の
場合にはステップ１６０５に進み、それ以外の場合には
ステップ１６１０に進んでインテークダンパ開度Ｘ_{in t}
をそのまま維持する。なお、ステップ１６１１では、そ
の時の状態を表すＸ_{in t} ．ＦＬＧ＝１がセットされる。

【００９１】ステップ１６０５では、外気導入スイッチ
がＯＮされた直後か否かが判断され、ＯＮされた直後で
なければステップ１６０６へ移行し、ＯＮされた直後で
あればステップ１６０７へ移行する。

【００９２】ステップ１６０６では、インテークダンパ
開度Ｘ_int を変更してから設定時間経過したか否かが判
断され、経過している場合にはステップ１６０７へ移行
してインテークダンパ開度Ｘ_int を設定変更し、経過し
ていない場合にはステップ１６１０へ移行してインテー
クダンパ開度Ｘ_int をそのまま維持する。

【００９３】ステップ１６０７では、外気温度Ｔ_amb に
応じてインテークダンパ開度Ｘ_intの変化量ΔＸ_int を
設定する。すなわち、外気温度の低下に伴ってΔＸ_int
を小さくし、吸込空気温度Ｔ_suc や車室内温度Ｔ_roomあ
るいは放熱用車室内熱交換器３３の吹出空気温度（ベン
ト吹出温度）Ｔ_v が急激に変化することを防止する。

【００９４】ステップ１６０８では、ステップ１６０７
で求めたインテークダンパ開度の変化量ΔＸ_int だけイ
ンテークダンパ開度を大きくして外気導入量を増加す
る。

【００９５】ステップ１６０９では、その時の状態を表
すＸ_int.ＦＬＧを０にセットしリターンする。

【００９６】このような吸込口制御を行うことによっ
て、外気導入スイッチがＯＮされた時に、吸熱用車室内
熱交換器３５の吸込空気温度Ｔ_suc や放熱用車室内熱交
換器３３の吹出空気温度Ｔ_v や車室内温度の急激な低下
を伴うことなく外気導入量を増やすことができる。これ
によってコンプレッサ破損などのサイクル作動の異常を
防止でき、しかも徐々に室内温度を低下させるので、外
気導入スイッチがＯＮされた後も乗員の快適感を不快に
することがない。また、室内温度が低下して乗員が外気
導入モードから通常のオートエアコン制御に切換えた場
合にも、サイクルが連続運転していて、車室内温度が最
低限設定温度以上に維持されていれば、外気導入スイッ
チが押される以前の状態まで素早く戻すことができるの
である。

【００９７】なお、上記各実施例は外気導入量を増加す
る場合と外気導入スイッチＯＮ時の制御を例にしている
が、外気導入量を増加する場合だけでなくウォームアッ
プ時や通常の風量制御にも適用できるものである。

【００９８】また、上記実施例では、電気自動車に適用
する場合を想定して説明しているが、ガソリン車のよう
に暖房用熱源を有する車両にも適用できるものである。

【００９９】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明によれば、切換手段の流路切換動作により冷媒が逆流
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また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。

【０１００】また、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。しかも、暖房運転時に除湿性能を落とすこと
なく風量制御によって車室内熱入力を増加することがで
き、十分な暖房性能を維持することができる。この暖房
性能の維持は電気ヒータなどを用いることなく、風量制
御によって行うことができるから電力消費量を軽減し、
ソーラカーや電気自動車などの走行距離を著しく増大す
ることができる。

【０１０１】その他、電気ヒータやエンジンの廃熱を用
いることなく効率よ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カーや電気自動車のように大きな
熱源を持たない場合にも十分に適用することができる。
冷房と暖房と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。

【０１０２】また、請求項２の発明によれば、暖房運転
時に乗員が外気導入の操作を行った場合に車室内温度を
低下させずにその快適性を維持し、かつ、十分な外気導
入を行わせることができる。

【０１０３】請求項３の発明によれば、暖房運転時の外
気導入に際して急激な吹出風温の変化を防止し、吸熱用
車室内熱交換器の凍結を防ぎながら最大限の外気導入を
行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るブロック図である。

【図２】この発明の一実施例に係る風量制御のフローチ
ャートである。

【図３】この発明の一実施例に係り、風量変化に対する
放熱用車室内熱交換器の吹出空気温度変化を示す実験結
果のグラフである。

【図４】この発明の一実施例に係り、風量変化に対する
吸熱用車室内熱交換器の吹出空気温度の変化を示すグラ
フである。

【図５】この発明の一実施例に係り、風量変化に対する
車室内熱入力の変化を示すグラフである。

【図６】従来の車両用冷暖房装置に係り、風量変化に対
する車室内熱入力の変化の実験結果を示すグラフであ
る。

【図７】従来の車両用冷暖房装置の風量変化に対する放
熱用車室内熱交換器の吹出空気温度変化を示す実験結果
のグラフである。

【図８】この発明の一実施例に係り、コンプレッサ仕事
量を可変する物理量の変化に対するコンプレッサ仕事量
の変化などを示す実験結果のグラフである。

【図９】この発明の一実施例に係り、コンプレッサ仕事
量を可変する物理量の変化に対する放熱用車室内熱交換
器吹出空気温度の変化を示す実験結果のグラフである。

【図１０】この発明の一実施例に係り、コンプレッサ仕
事量を可変する物理量の変化に対する吸熱用車室内熱交
換器吹出空気温度の変化を示す実験結果のグラフであ
る。

【図１１】この発明の一実施例に係り、吸熱用車室内熱
交換器吸込空気温度の変化に対する放熱用車室内熱交換
器吹出空気温度の変化を示す実験結果のグラフである。

【図１２】この発明の一実施例に係り、吸熱用車室内熱
交換器吸込空気温度の変化に対する吸熱用車室内熱交換
器吹出空気温度の変化を示す実験結果のグラフである。

【図１３】この発明の他の実施例に係り、外気導入スイ
ッチＯＮ時の風量制御のフローチャートである。

【図１４】この発明のさらに他の実施例に係り、外気導
入スイッチＯＮ時の吸込口制御のフローチャートであ
る。

【図１５】この発明のさらに他の実施例に係り、外気導
入スイッチＯＮ時の吸込口制御のフローチャートであ
る。

【図１６】従来例の車両用冷暖房装置のブロック図であ
る。

【符号の説明】

３１ コンプレッサ ３２ 三方弁（流路切換手段） ３３ 放熱用車室内熱交換器 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

Claims (3)

(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
   送風手段によって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、送風手段によって導入された空気の
   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させて前記放熱用車室内
   熱交換器に導入する冷媒流路切換手段とを備えた車両用
   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の冷却状態と放熱用車室内熱
   交換器の加熱状態との少なくとも一方とコンプレッサの
   仕事量を可変する物理量との相関関係で示される暖房特
   性を設定する手段と、 この暖房特性に関係する吸熱用車室内熱交換器の冷却状
   態と放熱用車室内熱交換器の加熱状態との少なくとも一
   方を検出する手段と、 前記暖房特性と前記検出手段の検出結果との関係で前記
   コンプレッサを可変する物理量を設定し前記コンプレッ
   サを制御する手段と、 車室内の熱負荷に関係する熱環境情報に基づいて前記送
   風手段を制御する手段と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】 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
   送風手段によって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、送風手段によって導入された空気の
   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させて前記放熱用車室内
   熱交換器に導入する冷媒流路切換手段とを備えた車両用
   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の冷却状態と放熱用車室内熱
   交換器の加熱状態との少なくとも一方とコンプレッサの
   仕事量を可変する物理量との相関関係で示される暖房特
   性を設定する手段と、 この暖房特性に関係する吸熱用車室内熱交換器の冷却状
   態と放熱用車室内熱交換器の加熱状態との少なくとも一
   方を検出する手段と、 前記暖房特性と前記検出手段の検出結果との関係で前記
   コンプレッサを可変する物理量を設定し前記コンプレッ
   サを制御する手段と、 前記コンプレッサの仕事量の上限値と、車室内を設定室
   温にするために必要な車室内熱入力により設定されるコ
   ンプレッサの仕事量とから前記コンプレッサの仕事量の
   目標値を設定する手段と、 前記コンプレッサの仕事量が目標値となるように前記送
   風手段を制御する手段と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。
3. 【請求項３】 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
   送風手段によって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、送風手段によって導入された空気の
   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させて前記放熱用車室内
   熱交換器に導入する冷媒流路切換手段とを備えた車両用
   ヒートポンプ式冷暖房装置であって、 暖房運転時に外気が導入される場合、前記吸熱用車室内
   熱交換器の目標吹出空気温度を漸次低下させながら外気
   導入量を漸次増加させる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。