JP3301139B2 - 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】本発明は、コンプレッサの駆動に
より冷媒を車室外熱交換器や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】暖房運転時と冷房運転時とで四方弁によ
り冷媒の流れを逆転させ、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とも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ともに車室内熱交換器を吸熱
器として使用するようにした車両用ヒートポンプ式冷暖
房装置が知られている（例えば、特開平２−２９０４７
５号公報参照）。

【０００３】図２２は従来の車両用ヒートポンプ式冷暖
房装置の構成を示す。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の流路で循環する。
このとき、第１車室内熱交換器３において、コンプレッ
サ１から吐出された高温の冷媒の熱がブロアファン９に
より導入された空気に放熱され、車室内暖房用の温風が
作られる。さらに加熱用熱交換器４において、第１車室
内熱交換器３における熱交換によって温度が低下した冷
媒がエンジン１０からの廃熱を利用して加熱され、第２
車室内熱交換器５へ送られる。第２車室内熱交換器５で
は、加熱用熱交換器４で加熱された冷媒の熱がブロアフ
ァン１１で導入された空気に放熱され、車室内暖房用の
温風が作られる。一方、車室外熱交換器７では、第１車
室内熱交換器５における熱交換によって温度が低下した
冷媒がファン１２により導入された外気の熱を吸熱す
る。つまり、暖房運転時には車室外熱交換器７を吸熱器
として使用するとともに、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っている。

【０００４】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の流
路で循環する。このとき、車室外熱交換器７ではコンプ
レッサ１から吐出された高温の冷媒の熱が外気に放熱さ
れ、第１および第２車室内熱交換器３，５では車室外熱
交換器７で放熱して温度が低下した冷媒がブロワファン
９，１１により導入された空気の熱を吸熱する。つま
り、冷房運転時には車室外熱交換器７を放熱器として使
用するとともに、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っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置では、暖房運
転時に車室外熱交換器を吸熱器として使用しているの
で、外気温が低い時には車室外熱交換器における吸熱量
が減少し、コンプレッサの仕事量が一定であるとする
と、車室外熱交換器の吸熱量が減少した分だけ車室内熱
交換器における放熱量が減少し、暖房能力が低下して暖
房ウォームアップに時間がかかるという問題がある。

【０００６】本発明の目的は、外気温に拘らず安定した
暖房ウォームアップ性能が得られる車両用ヒートポンプ
式冷暖房装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】クレーム対応図である図
１に対応づけて本発明を説明すると、本発明は、冷媒に
仕事量を加えるコンプレッサ２０１と、このコンプレッ
サ２０１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２０２と、コンプレッサ２０１の
冷媒吐出側に接続され、空調用ダクト内で送風手段２１
０により送風された空気に冷媒の熱を放熱して温風を作
る放熱用車室内熱交換器２０３と、この放熱用車室内熱
交換器２０３の冷媒流出側に接続された膨張手段２０４
と、この膨張手段２０４の冷媒流出側とコンプレッサ２
０１の冷媒吸入側とに接続され、空調ダクト内で送風手
段２１０により送風された空気の熱を車室外熱交換器２
０２および放熱用車室内熱交換器２０３の少なくとも一
方から膨張手段２０４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２０５と、コンプレ
ッサ２０１の冷媒吐出側と車室外熱交換器２０２および
放熱用車室内熱交換器２０３の冷媒流入側との間に設け
られ、コンプレッサ２０１から吐出される冷媒を、冷房
運転時には車室外熱交換器２０２へ導き、暖房運転時に
は車室外熱交換器２０２を迂回させて放熱用車室内熱交
換器２０３へ導く冷媒流路切り換え手段２０６とを有す
る蒸気圧縮サイクル２００を備えた車両用ヒートポンプ
式冷暖房装置に、蒸気圧縮サイクル２００の低圧側また
は高圧側の冷媒温度または冷媒圧力を検出する検出手段
２２０と、暖房運転開始時に検出手段２２０により検出
された低圧側または高圧側の冷媒温度または冷媒圧力が
予め設定した値に達するまで送風手段２１０による空調
用ダクトから車室内への送風を禁止する禁止手段２３０
と、吸熱用車室内熱交換器２０５から吹き出される空気
温度を検出する空気温度検出手段２４０と、禁止手段２
３０による送風禁止が解除されると、蒸気圧縮サイクル
２００の高圧側冷媒圧力の増加に応じて送風手段２１０
の送風量を増加させるとともに、空気温度検出手段２４
０により検出された吹き出し空気温度が予め設定した値
より低い状態が、予め設定した時間以上経過した場合
に、吹き出し空気温度の低下に応じて送風手段２１０の
送風量を増加させる送風量制御手段２５０とを備え、こ
れにより、上記目的を達成する。

【０００８】

【作用】暖房運転開始時に、蒸気圧縮サイクル２００の
低圧側または高圧側の冷媒温度または冷媒圧力が設定値
に達するまで、空調用ダクトから車室内への送風を禁止
する。そして、送風禁止が解除されると、蒸気圧縮サイ
クル２００の高圧側冷媒圧力の増加に応じて送風量を増
加させるとともに、吸熱用車室内熱交換器２０５の吹き
出し空気温度が予め設定した値より低い状態が、予め設
定した時間以上経過した場合に、吹き出し空気温度の低
下に応じて送風量を増加させる。これによって、吸熱用
車室内熱交換器の凍結が防止されるとともに、蒸気圧縮
サイクルにおける圧力上昇が促進され、運転開始後、短
時間で十分暖かい温風を車室内へ送風することができ
る。

【０００９】

【実施例】

−第１の実施例− 図２，３は第１の実施例の構成を示すブロック図であ
る。この実施例の蒸気圧縮サイクルは、コンプレッサ３
１、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お
よび吸熱用車室内熱交換器３５から構成される。コンプ
レッサ３１は外部からの信号により仕事量を制御できる
電動式や油圧駆動式などのコンプレッサであり、車室外
の例えばエンジンルームに設けられる。コンプレッサ３
１の冷媒吐出側には三方弁３２が設けられ、この三方弁
３２により吐出された冷媒を車室外熱交換器３８へ導く
か、または車室外熱交換器３８を迂回して放熱用車室内
熱交換器３３へ導くかを切り換える。

【００１０】なお以下では、蒸気圧縮サイクルにおける
車室外熱交換器３８を通る前者の冷媒流路、すなわち、
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の流路を第１流路と呼び、蒸気圧縮サイクルにお
ける車室外熱交換器３８を迂回する後者の冷媒流路、す
なわち、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の流路を第２流路と
呼ぶ。この第１の実施例では、三方弁３２を制御して冷
房運転時には第１流路に切り換え、暖房運転時には第２
流路に切り換える。

【００１１】車室外熱交換器３８は、コンプレッサ３１
から吐出された高温の冷媒の熱を外気に放熱する。逆止
弁７０は、三方弁３２により第２流路に切り換えられて
いる時に冷媒が車室外熱交換器３８へ流入しないように
冷媒の逆流を阻止する。放熱用車室内熱交換器３３およ
び吸熱用車室内熱交換器３５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空調用のダク
ト３９内に設けられる。放熱用車室内熱交換器３３は、
コンプレッサ３１から吐出された高温の冷媒の熱をブロ
アファン３７により送風された空気に放熱し、吸熱用車
室内熱交換器３５は、ブロアファン３７により送風され
た空気の熱を冷媒に吸熱する。これらの放熱用車室内熱
交換器３３と吸熱用車室内熱交換器３５との間には、液
タンク３６と膨張弁３４が接続される。膨張弁３４は、
コンプレッサ３１により圧縮されて液化した冷媒を断熱
膨張させてガス状にする。したがって、膨張弁３４の上
流がこの実施例の蒸気圧縮サイクルにおける高圧側であ
り、膨張弁３４の下流が低圧側である。

【００１２】ダクト３９の上流側には、車室内の空気を
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とが設けられる。また、これらの
導入口４０，４１の分岐部には不図示のアクチュエータ
により駆動されるインテークドア４２が設けら、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。
ダクト３９の上流部に設けられるブロアファン３７はブ
ロアモータ４４により駆動され、インテークドア４２の
開閉比率に応じて内気導入口４０および外気導入口４１
から空気を導入し、ダクト３９の下流に配置される吸熱
用車室内熱交換器３５および放熱用車室内熱交換器３３
へ送風する。

【００１３】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が設けられる。このエアミックス
ドア４６は、不図示のアクチュエータにより開閉され、
放熱用車室内熱交換器３３を通過する空気と、放熱用車
室内熱交換器３３を迂回する空気との割合を調整する。
吸熱用車室内熱交換器３５により吸熱されて冷えた空気
は、エアミックスドア４６の開度に応じてその一部は放
熱用車室内熱交換器３３を通過して暖められ、残りは放
熱用車室内熱交換器３３を迂回して冷風のまま吹き出さ
れる。つまり、エアミックスドア４６の開度に応じて冷
風と温風との割合が調節される。エアミックスドア４６
の開度Ｘｄはエアミックスドア４６が一点鎖線位置にあ
る場合を０％（全閉、Ｘｄ＝０）とし、このとき冷風と
温風との風量配分は冷風１００％になる。一方、エアミ
ックスドア４６が図示位置にある場合の開度Ｘｄを１０
０％（全開、Ｘｄ＝１００）とし、このとき冷風と温風
との風量配分は温風１００％になる。

【００１４】ダクト３９のエアミックスドア４６の下流
にはエアミックスチャンバ４７が設けられており、ここ
で冷風と温風とを混合して温度調節された空調風が作ら
れる。エアミックスチャンバ４７には、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、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、ウインドシールドに向けて空調風を吹き出すデフロ
スタ吹出口５３とが連設される。これらの吹出口５１〜
５３にはそれぞれ、ベンチレータドア５５、フットドア
５６およびデフロスタドア５７と、各ドアを駆動する不
図示のアクチュエータが設けられる。なお、ベンチレー
タ吹出口５１は車両のインストルメントの中央に設けら
れたセンターベント吹出口５１ｂ，５１ｃと、両側に設
けられたサイドベント吹出口５１ａ，５１ｄから構成さ
れる。

【００１５】ここで、以下の実施例の説明で用いられる
種々の物理量を定義する。 Ｔｓｕｃ ； 吸熱用車室内熱交換器３５の吸込空気
温度（吸熱用車室内熱交換器吸込風温センサ５８により
検出される） Ｔｏｕｔ ； 吸熱用車室内熱交換器３５の吹出空気
温度（吸熱用車室内熱交換器吹出風温センサ５９により
検出される） Ｔｖｓｃ ； 放熱用車室内熱交換器３３の吹出空気
温度（放熱用車室内熱交換器吹出風温センサ６０により
検出される） Ｔｖｅｎｔ ； ベンチレータ吹出口５１の吹出空気温
度 Ｔａｍｂ ； 車室外の空気温度（以下、外気温と呼
ぶ）（外気温センサ６２により検出される） Ｔｉｃ ； 車室内の空気温度（以下、室温と呼
ぶ）（室温センサ６３により検出される） Ｔｐｔｃ ； 車室内の設定温度（室温設定器６４に
より設定される） Ｔｏｆ ； 冷暖房装置の目標吹き出し風温度（以
下、目標吹出温と呼ぶ） Ｔｅｖａ．ｉｎ； 吸熱用車室内熱交換器３５の入口冷
媒温度（吸熱用車室内熱交換器入口冷媒温センサ６８に
より検出される） Ｔｓｃ．ｏｕｔ； 放熱用車室内熱交換器３３の出口冷
媒温度（放熱用車室内熱交換器出口冷媒温センサ６７に
より検出される） Ｑｓｕｎ ； 日射量（日射量センサ６１により検出
される） Ｘｄ ； エアミックスドア開度 Ｗｃｏｍｐ ； コンプレッサ３１への制御信号の入力 Ｖｆａｎ ； ブロアモータ４４に印加される電圧 Ｖｅｖａ ； 吸熱用車室内熱交換器３５の通過風量

【００１６】制御装置４３は、マイクロコンピュータ
ー、メモリ、Ａ／Ｄ変換器、アクチュエータおよびモー
タの駆動回路、インタフェース回路などから構成され、
上述したサイクルの状態を検出する手段であるセンサ５
８〜６３，６７，６８、室温設定器６４、吹き出し口を
切り換えるための吹出口モードスイッチ６５、ブロアフ
ァンスイッチ６６、ブロアモータ４４、各ドアアクチュ
エータ、コンプレッサ３１、三方弁３２などが接続され
る。制御装置４３は、後述する制御プログラムを実行し
て車室内の空調制御を行う。すなわち、センサーおよび
設定器からのＴｓｕｃ，Ｔｏｕｔ，Ｔｖｓｃ，Ｔｖｅｎ
ｔ，Ｑｓｕｎ，Ｔａｍｂ，Ｔｉｃ，Ｔｐｔｃなどの環境
情報に基づいてＸｄ，Ｗｃｏｍｐ，Ｖｅｖａ，Ｔｏｆな
どの目標冷暖房条件を演算し、車室内が目標冷暖房条件
になるようにコンプレッサ３１、ブロアモータ４４、各
ドアのアクチュエータなどを制御する。

【００１７】図４は、吸熱用車室内熱交換器吸込空気温
度Ｔｓｕｃと通過風量Ｖｅｖａに基づいて、コンプレッ
サ３１の予測入力Ｗを求めるための予測入力マップを示
す。この予測入力マップは、横軸に吸い込み空気温度Ｔ
ｓｕｃを示し、縦軸に予測入力Ｗを示す。そして、ブロ
アモータ４４の回転数から換算した吸熱用車室内熱交換
器３５の通過風量Ｖｅｖａをパラメーターとして、吸い
込み空気温度Ｔｓｕｃから予測入力Ｗを求める。例え
ば、吸熱用車室内熱交換器吸込空気温度Ｔｓｕｃ＝Ｔｓ
ｕｃ１で通過風量Ｖｅｖａ＝Ｖｅｖａ１の場合は予測入
力Ｗ＝Ｗ１１となる。また、吸込空気温度Ｔｓｕｃ＝Ｔ
ｓｕｃ１で通過風量ＶｅｖａがＶｅｖａ１からΔＶｅｖ
ａだけ増加してＶｅｖａ２＝Ｖｅｖａ１＋ΔＶｅｖａに
なると、予測入力Ｗ＝Ｗ１２に増加し、吸込空気温度Ｔ
ｓｕｃ＝Ｔｓｕｃ１で通過風量ＶｅｖａがＶｅｖａ１か
らΔＶｅｖａだけ減少してＶｅｖａ３＝Ｖｅｖａ１−Δ
Ｖｅｖａになると、予測入力Ｗ＝Ｗ１３に減少する。

【００１８】なお、このコンプレッサ３１の予測入力Ｗ
は、ブロアファン３７によって導入された通過風量Ｖｅ
ｖａなる空気が吸熱用車室内熱交換器３５で凍結防止可
能な温度にまで冷却されるのに必要なコンプレッサ３１
の予測仕事量に相当する。

【００１９】図５〜図１２は、マイクロコンピューター
の冷暖房制御プログラムを示すフローチャートである。
これらのフローチャートにより、第１の実施例の動作を
説明する。この第１の実施例の冷暖房装置は、車室内が
設定温度Ｔｐｔｃになるように冷房運転または暖房運転
を行うオートエアコンモードと、不図示の冷房スイッチ
または暖房スイッチにより冷房運転または暖房運転を行
うマニュアルエアコンモードとを有している。オートエ
アコンモードもしくはマニュアルエアコンモードにおい
て暖房運転が選択された場合は、マイクロコンピュータ
ーは図５に示す制御プログラムを実行する。

【００２０】ステップＳ１において、外気温Ｔａｍｂ、
設定温度Ｔｐｔｃ、日射量Ｑｓｕｎ、吸熱用車室内熱交
換器吸込空気温度Ｔｓｕｃ、通過風量Ｖｅｖａ、室温Ｔ
ｉｃ、吸熱用車室内熱交換器吹出空気温度Ｔｏｕｔ、放
熱用車室内熱交換器吹出空気温度Ｔｖｓｃなどの熱環境
情報を各センサーおよび設定器から読み込む。ステップ
Ｓ２で読み込まれた熱環境情報に基づいて目標吹出温Ｔ
ｏｆを算出し、ステップ３で算出された目標吹出温Ｔｏ
ｆが設定値Ｔｏｆ１以上か否かを判別する。Ｔｏｆ≧Ｔ
ｏｆ１であればステップＳ４へ進み、急速に車室内を暖
める必要があると判断し、図６に示すサブルーチンを実
行して暖房ウォームアップ制御を行う。一方、Ｔｏｆ＜
Ｔｏｆ１であればステップＳ５へ進み、車室内温度が設
定温度に近づいていると判断し、図９に示す制御プログ
ラムを実行して暖房温調制御を行う。

【００２１】図６のフローチャートにより、暖房ウォー
ムアップ制御を説明する。ステップＳ１１において吹き
出し口を決定する。マニュアルエアコンモードであれ
ば、乗員がマニュアルスイッチにより選択した吹き出し
口を設定し、オートエアコンモードであれば、目標吹出
温Ｔｏｆに応じて予め設定された最適な吹き出し口を自
動的に設定する。またこの時、ブロアファン３７を停止
状態に初期設定する。ステップＳ１２では、制御装置４
３のメモリに予め記憶されている図４に示す予測入力マ
ップを参照して、吸熱用車室内熱交換器吸込空気温度Ｔ
ｓｕｃおよび通過風量Ｖｅｖａに対応するコンプレッサ
３１の予測入力Ｗを求める。ステップＳ１３で、算出さ
れた予測入力Ｗをコンプレッサ３１の実入力Ｗｃｏｍｐ
とし、この実入力Ｗｃｏｍｐに相当する制御信号をコン
プレッサ３１へ出力する。続くステップＳ１４では、予
測入力Ｗを大きくして車室内を素早く暖めるために、吸
熱用車室内熱交換器吸込空気温度Ｔｓｕｃを上昇させる
処理を行う。吸熱用車室内熱交換器吸込空気温度Ｔｓｕ
ｃを上昇させるには、インテークドア４２の開度を制御
して低温の外気導入量を減少させたり、再循環ダクトを
設置して暖められた空気の一部を内気導入口４０へ導く
方法がある。ステップＳ１５で、図７，８に示す制御プ
ログラムを実行して風量制御を行う。

【００２２】図７のステップＳ２１において、吸熱用車
室内熱交換器入口冷媒温度Ｔｅｖａ．ｉｎ、放熱用車室
内熱交換器出口冷媒温度Ｔｓｃ．ｏｕｔおよび吸熱用車
室内熱交換器吹出空気温度Ｔｏｕｔをそれぞれのセンサ
ー６８，６７，５９により検出する。ここで、Ｔｅｖ
ａ．ｉｎおよびＴｏｕｔは蒸気圧縮サイクルの低圧側の
作動状態を示す物理量であり、Ｔｓｃ．ｏｕｔは蒸気圧
縮サイクルの高圧側の作動状態を示す物理量である。

【００２３】なお、蒸気圧縮サイクルの低圧側の作動状
態を示す物理量として、膨張弁３４からコンプレッサ３
１までの任意の位置における冷媒温度または冷媒圧力を
用いてもよい。また、蒸気圧縮サイクルの高圧側の作動
状態を示す物理量として、コンプレッサ３１から膨張弁
３４までの任意の位置における冷媒温度または冷媒圧力
を用いてもよい。

【００２４】ステップＳ２２でブロアファン停止が解除
されているか否かを判別し、解除されていれば図８のス
テップＳ２８へ進み、解除されていなければステップＳ
２３へ進む。ステップＳ２３では暖房ウォームアップを
開始してから予め設定した時間が経過したか否かを判別
し、設定時間が経過したらステップＳ２４へ進み、そう
でなければステップＳ２７へ進む。暖房ウォームアップ
の実験を行った結果、暖房ウォームアップ開始後数分間
は蒸気圧縮サイクルの低圧側の作動状態が徐々に低下
し、その後、ふたたび徐々に増加する不安定な現象が確
認された。したがって、暖房ウォームアップ開始後の数
分間は蒸気圧縮サイクルの低圧側の作動状態を判断しな
いようにする。

【００２５】暖房ウォームアップ開始後、設定時間が経
過していない時は、ステップＳ２７でブロアファン３７
を停止して図６に示す制御プログラムへリターンする。
ステップＳ２４では、吸熱用車室内熱交換器入口冷媒温
度Ｔｅｖａ．ｉｎが予め設定した温度Ｔｅｖａ．ｓｅｔ
よりも高いか否かを判別し、高ければステップＳ２５へ
進み、そうでなければステップＳ２７へ進む。Ｔｅｖ
ａ．ｉｎ≦Ｔｅｖａ．ｓｅｔの時は、吸熱用車室内熱交
換器３５の温度が低く、ブロアファン３７による送風を
行うと吸熱用車室内熱交換器３５の凍結や、蒸気圧縮サ
イクルの高圧側の圧力上昇を妨げるおそれがあるので、
ステップＳ２７でブロアファン３７を停止して図６に示
す制御プログラムへリターンする。一方、Ｔｅｖａ．ｉ
ｎ＞Ｔｅｖａ．ｓｅｔの時は、ステップＳ２５で放熱用
車室内熱交換器出口冷媒温度Ｔｓｃ．ｏｕｔが予め設定
した温度Ｔｓｃ．ｓｅｔよりも高いか否かを判別し、高
ければステップＳ２６へ進み、そうでなければステップ
Ｓ２７へ進む。Ｔｓｃ．ｏｕｔ≦Ｔｓｃ．ｓｅｔの時
は、車室内へ低温の空調風を送風して乗員に冷風感を与
えないようにステップＳ２７でブロアファン３７を停止
して図６に示す制御プログラムへリターンする。以上の
各ステップが本願の禁止手段に相当する。

【００２６】吸熱用車室内熱交換器３５の入口冷媒設定
温度Ｔｅｖａ．ｓｅｔは蒸気圧縮サイクルにおける低圧
側の作動状態を判断する基準であり、放熱用車室内熱交
換器３３の出口冷媒設定温度Ｔｓｃ．ｓｅｔは蒸気圧縮
サイクルにおける高圧側の作動状態を判断する基準であ
る。暖房ウォームアップを開始してから設定時間が経過
し、且つ、蒸気圧縮サイクルの低圧側および高圧側がと
もに予め設定した基準以上の作動状態に達したらステッ
プＳ２６へ進み、ブロアファン３７の停止を解除して図
８のステップＳ２８へ進む。

【００２７】図８のステップＳ２８において、吸熱用車
室内熱交換器吹出空気温度Ｔｏｕｔが予め設定した温度
Ｔｏｕｔ．ｓｅｔよりも低い状態で予め設定した時間を
経過したか否かを判別し、Ｔｏｕｔ＜Ｔｏｕｔ．ｓｅｔ
の状態で設定時間が経過していたらステップＳ２９へ進
み、そうでなければステップＳ３１へ進む。吸熱用車室
内熱交換器吹出空気温度Ｔｏｕｔが長時間、低い状態に
あれば吸熱用車室内熱交換器３５が凍結するおそれがあ
る。ステップＳ２９において、通過風量Ｖｅｖａを増加
させるために、吸熱用車室内熱交換器吹出空気温度Ｔｏ
ｕｔと設定温度Ｔｏｕｔ．ｓｅｔとの差に応じてブロア
モータ４４に印加するブロアファン電圧Ｖｆａｎの増加
量ΔＶｆａｎを設定し、ステップＳ３０でブロアモータ
４４に電圧（Ｖｆａｎ＋ΔＶｆａｎ）を印加してブロア
ファン３７の送風量を増加させる。

【００２８】一方、ステップＳ２８で未だ設定時間を経
過していないと判別された時は、ステップＳ３１で放熱
用車室内熱交換器出口冷媒温度Ｔｓｃ．ｏｕｔに応じて
ブロアファン電圧Ｖｆａｎを設定する。Ｔｓｃ．ｏｕｔ
が低い状態では、風量を少なくして蒸気圧縮サイクルの
圧力上昇を促進し、Ｔｓｃ．ｏｕｔが上昇するにしたが
って徐々に風量を増加して高圧側の圧力上昇を抑制する
とともに、高圧上昇にともなう低圧低下を防ぎ、吸熱用
車室内熱交換器３５の凍結を防止する。続くステップＳ
３２で電圧Ｖｆａｎをブロアモータ４４に印加する。

【００２９】なお、図７，８に示す風量制御プログラム
では、放熱用車室内熱交換器３３の下流の空調風を直接
車室内へ送風する場合を示したが、放熱用車室内熱交換
器３３の下流とブロアファン３７の吸い込み口とを接続
し、ダクト３９内で空調風を循環させて加熱した後、車
室内へ送風する場合には、吸熱用車室内熱交換器３５の
凍結は発生しにくいのでステップＳ２３，２４の判断を
行わず、放熱用車室内熱交換器３３の作動状態が基準状
態に達した時点で車室内への送風を開始するようにして
もよい。

【００３０】図９は暖房温調制御プログラムを示すフロ
ーチャートである。ステップＳ４１において吹き出し口
を決定する。マニュアルエアコンモードであれば、乗員
がマニュアルスイッチにより選択した吹き出し口を設定
し、オートエアコンモードであれば、目標吹出温Ｔｏｆ
に応じて予め設定された最適な吹き出し口を自動的に設
定する。続くステップＳ４２で、目標吹出温Ｔｏｆと放
熱用車室内熱交換器吹出空気温度Ｔｖｓｃとの差Δθを
算出する。ステップＳ４３で算出されたΔθと予め設定
された値Ｓｏとを比較し、Δθ＜−Ｓｏの場合は、放熱
用車室内熱交換器吹出空気温度Ｔｖｓｃが目標吹出温Ｔ
ｏｆより高いと判断してステップＳ４４へ進み、コンプ
レッサ３１の仕事量を減らして放熱用車室内熱交換器吹
出空気温度Ｔｖｓｃを低下させる。Δθ＞Ｓｏの場合
は、放熱用車室内熱交換器吹出空気温度Ｔｖｓｃが目標
吹出温Ｔｏｆより低いと判断してステップＳ４６へ進
み、コンプレッサ３１の仕事量を増やして放熱用車室内
熱交換器吹出空気温度Ｔｖｓｃを上昇させる。−Ｓｏ≦
Δθ≦Ｓｏの場合は、ステップＳ４５でコンプレッサ３
１の仕事量を現状のまま維持する。

【００３１】ステップＳ４７では、吸熱用車室内熱交換
器吸込空気温度Ｔｓｕｃと、外気温Ｔａｍｂよりも高い
吸熱用車室内熱交換器吸込空気温度Ｔｓｕｃの設定値Ｔ
ｓｕｃ’（Ｔｓｕｃ’＞Ｔａｍｂ）との差Δθ’を算出
する。続くステップＳ４８では算出されたΔθ’と予め
設定された値Ｓ１とを比較し、Δθ’＜−Ｓ１の場合に
は、吸熱用車室内熱交換器吸込空気温度Ｔｓｕｃが低い
と判断してステップＳ４９へ進み、外気導入量を減らし
たり再循環ダクトからの風量を増やしたりして、吸熱用
車室内熱交換器吸込空気温度Ｔｓｕｃを上げる処理を行
う。Δθ’＞Ｓ１の場合には、吸熱用車室内熱交換器吸
込空気温度Ｔｓｕｃが高いと判断してステップＳ５１へ
進み、低温の外気導入量を増やして吸熱用車室内熱交換
器吸込空気温度Ｔｓｕｃを下げる処理を行う。さらに、
−Ｓ１≦Δθ’≦Ｓ１の場合には、ステップＳ５０へ進
んで現在の吸熱用車室内熱交換器吸込空気温度Ｔｓｕｃ
のままとする。ステップＳ５２では、放熱用車室内熱交
換器吹出空気温度Ｔｖｓｃや目標吹出温Ｔｏｆに応じて
風量を制御する。

【００３２】オートエアコンモードもしくはマニュアル
エアコンモードにおいて冷房運転が選択された場合は、
マイクロコンピューターは図１０に示す制御プログラム
を実行する。ステップＳＳ６１において、外気温Ｔａｍ
ｂ、設定温度Ｔｐｔｃ、日射量Ｑｓｕｎ、吸熱用車室内
熱交換器吸込空気温度Ｔｓｕｃ、通過風量Ｖｅｖａ、室
温Ｔｉｃ、吸熱用車室内熱交換器吹出空気温度Ｔｏｕ
ｔ、放熱用車室内熱交換器吹出空気温度Ｔｖｓｃなどの
熱環境情報を各センサーおよび設定器から読み込む。続
くステップＳ６２で、読み込まれた熱環境情報に基づい
て目標吹出温Ｔｏｆを算出する。ステップＳ６３で、算
出された目標吹出温Ｔｏｆが設定値Ｔｏｆ２より低いか
否かを判別し、Ｔｏｆ＜Ｔｏｆ２であればステップＳ６
４へ進み、そうでなければステップＳ６５へ進む。ステ
ップＳ６４では吸熱用車室内熱交換器吹出空気温度Ｔｏ
ｕｔがθ３以下でｔ分間経過したか否かを判別し、Ｔｏ
ｕｔ≦θ３の状態でｔ分間が経過したらステップＳ６５
へ進み、そうでなければステップＳ６６へ進む。ステッ
プＳ６６では図１１に示す制御プログラムを実行して冷
房クールダウン制御を行い、一方、ステップＳ６５では
図１２に示す制御プログラムを実行して冷房温調制御を
行う。

【００３３】図１１のフローチャートにより、冷房クー
ルダウン処理を説明する。ステップＳ７１において、ベ
ンチレータ吹出口５１を吹き出し口に設定する。ただ
し、乗員がマニュアルスイッチにて吹き出し口を選択し
ている場合には、乗員により選択された吹き出し口を設
定する。続くステップＳ７２で、エアミックスドア開度
Ｘｄが０％（Ｘｄ＝０）であるか否かを判別し、エアミ
ックスドア開度Ｘｄ＝０の場合にはステップＳ７３へ進
み、そうでなければステップＳ７３をスキップする。ス
テップＳ７３では、エアミックスドア開度ＸｄにΔＸ１
を設定してエアミックスドア４６を開き、吸熱用車室内
熱交換器３５を通過した後の冷風の一部を放熱用車室内
熱交換器３３へ導入する。これによって、放熱用車室内
熱交換器３３から膨張弁３４へ流入する冷媒が確実に液
化され、冷媒量も安定するので蒸気圧縮サイクルが安定
し、コンプレッサ３１の焼き付きなどの不具合が減少す
るとともに、冷房クールダウン性能が向上する。

【００３４】ステップＳ７４で目標吸熱用車室内熱交換
器吹出空気温度Ｔｏｕｔ．ｏｆに設定温度Ｔｓｅｔを代
入し、ステップＳ７５で吸熱用車室内熱交換器吹出空気
温度Ｔｏｕｔが目標値Ｔｏｕｔ．ｏｆとなるように、コ
ンプレッサ３１の仕事量を制御する。ステップＳ７６で
は吸い込み口を内気循環モードとし、インテークドア４
２で外気導入口４１を全閉し、且つ、内気導入口４０を
全開とした後、ステップＳ７７へ進んで風量制御を行
う。

【００３５】次に、図１２のフローチャートにより、冷
房温調処理を説明する。ステップＳ８１において吹き出
し口を設定する。吹き出し口は、暖房時と同様に、乗員
がマニュアルスイッチで選択した吹き出し口を設定する
か、あるいは、目標吹出温Ｔｏｆに応じて自動的に設定
する。ステップＳ８２で、吹き出し口にベンチレータ吹
出口５１が設定されたベントモードか否かを判別し、ベ
ントモードであればステップＳ８３に進み、ベントモー
ドでなければステップＳ８８へ進む。ステップＳ８３で
は、目標吸熱用車室内熱交換器吹出空気温度Ｔｏｕｔ．
ｏｆに目標吹出温Ｔｏｆを設定し、続くステップＳ８４
では、エアミックスドア開度Ｘｄを０％、すなわち、エ
アミックスドア４６を全閉にする。

【００３６】ステップＳ８８では放熱用車室内熱交換器
吹出空気温度Ｔｖｓｃと吸熱用車室内熱交換器吹出空気
温度Ｔｏｕｔとの差Δθを算出し、続くステップＳ８９
でバイレベルモードか否かを判断する。バイレベルモー
ドの場合は、ステップＳ９０でエアミックスドア４６の
開閉を判断する基準値Ｓに所定値Ｓ３を設定し、ステッ
プＳ９１で目標吸熱用車室内熱交換器吹出空気温度Ｔｏ
ｕｔ．ｏｆに（Ｔｏｆ−ΔＴ１）を設定する。一方、バ
イレレルモードでない場合はデフロストモードであると
してステップＳ９２へ進み、エアミックスドア４６の開
閉を判断する基準値Ｓに所定値Ｓ４設定し、ステップＳ
９３で目標吸熱用車室内熱交換器吹出空気温度Ｔｏｕ
ｔ．ｏｆに（Ｔｏｆ−ΔＴ２）を設定する。ここで、Δ
Ｔ１，ΔＴ２はΔＴ１＜ΔＴ２となる所定値である。

【００３７】ステップＳ９４で、ステップＳ８８で算出
されたΔθをステップＳ９０またはＳ９２で設定した基
準値Ｓと比較し、Δθ＜−Ｓの場合はステップＳ９５へ
進み、エアミックスドア４６をΔＸ２だけ閉じて放熱用
車室内熱交換器３３を通過する風量を減少させ、ダクト
３９の上流と下流の空気の温度差を小さくする。Δθ＞
Ｓの場合はステップＳ９７へ進み、エアミックスドア４
６をΔＸ２だけ開いて放熱用車室内熱交換器３３を通過
する風量を増加し、ダクト３９の上流と下流の空気の温
度差を大きくする。−Ｓ≦Δθ≦Ｓの場合はステップＳ
９６へ進み、エアミックスドア４６の開度Ｘｄを現在の
ままとしてステップＳ８５へ進む。

【００３８】ステップＳ８５において、吸熱用車室内熱
交換器吹出空気温度Ｔｏｕｔと、ステップＳ８３、また
はＳ９１、またはＳ９３で設定した目標吸熱用車室内熱
交換器吹出空気温度Ｔｏｕｔ．ｏｆとの差がθ４より小
さくなるようにコンプレッサ３１の仕事量を制御する。
ステップＳ８６では吸い込み口制御を行う。例えばこの
第１の実施例を電気自動車に適用する場合には、外気と
内気で熱負荷の小さい方を選択して省電力化を計る。ス
テップＳ８７では風量制御を行ってメインプログラムへ
リターンする。

【００３９】以上説明したように、暖房運転時は、三方
弁３２により蒸気圧縮サイクルを第２流路に切り換え、
冷媒をコンプレッサ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の経路で循環させる。
放熱用車室内熱交換器３３では、コンプレッサ３１から
吐出された高温の冷媒の熱をブロワファン４２により導
入した空気、または車両走行時のラム圧によって導入さ
れた空気に放熱させて温風を作るとともに、吸熱用車室
内熱交換器３５では、ブロワファン４２により導入した
空気、または車両走行時のラム圧によって導入された空
気の熱を冷媒に吸熱させて冷風を作る。

【００４０】一方、冷房運転時は、三方弁３２により蒸
気圧縮サイクルを第１流路に切り換え、冷媒をコンプレ
ッサ３１→三方弁３２→車室外熱交換器３８→逆止弁７
０→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の
経路で循環させる。車室外熱交換器３８では、コンプレ
ッサ３１から吐出された高温の冷媒の熱を外気に放熱さ
せ、放熱用車室内熱交換器３３では、冷媒の残りの熱を
ブロワファン４２により導入された空気、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させて温風
を作る。さらに、吸熱用車室内熱交換器３５では、ブロ
ワファン４２により導入された空気、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吸熱して
冷風を作る。

【００４１】このように、暖房運転時には吸熱用車室内
熱交換器３５による内気からの吸熱量とコンプレッサ３
１の仕事量とを放熱用車室内熱交換器３３で放熱するよ
うにしたので、外気温度が低下しても充分な暖房能力を
確保できる上に、暖房ウォームアップ時に蒸気圧縮サイ
クルの低圧側と高圧側が予め設定した作動状態に達する
まで車室内への送風を行わないようにしたので、吸熱用
車室内熱交換器３５の凍結が防止されるとともに、蒸気
圧縮サイクルにおける圧力上昇が促進され、運転開始
後、短時間で十分暖かい温風を車室内へ送風することが
できる。

【００４２】また、吸熱用車室内熱交換器３５で除湿し
た後、放熱用車室内熱交換器３３で加熱するので、除湿
暖房が行え、デフロスト運転をする必要がなく、安定な
暖房運転を行うことができる。さらに、冷房運転時と暖
房運転時とで冷媒の流れが変らないので、配管の耐圧性
能や管径を変更する必要がなく、現在の冷房装置の蒸気
圧縮サイクル部品をそのまま使用することができ、コス
トを低減できる。なお、ソーラーカーや電気自動車など
のエンジンのような大きな熱源を持たない車両に対して
も本発明を適用することができる。

【００４３】−第２の実施例− 図１３は、第２の実施例の構成を示すブロック図であ
る。なお、車両のインストルメント部分の構成は第１の
実施例を示す図３と同様であり、図示を省略する。ま
た、図２，３に示す機器と同様な機器に対しては同一の
符号を付して相違点を中心に説明する。この第２の実施
例では、エアミックスチャンバ４７から内気導入口４０
へ空気を再循環させる再循環ダクト７１が設けられる。
エアミックスチャンバ４７側の空気取入れ口７２には再
循環ドア７４が設けられ、不図示のアクチュエータによ
り駆動されて空気取入れ口７２の開閉が行なわれる。す
なわち、この再循環ドア７４の開度に応じて再循環され
る空気量が設定される。また、内気導入口４０側には切
換ドア７５が設けられ、不図示のアクチュエータにより
駆動されて空調用ダクト３９に導入される再循環空気と
内気との割合が調節される。

【００４４】また、第２の実施例の蒸気圧縮サイクルに
は、四方弁９１、三方弁９２、蓄熱槽９３、逆止弁９４
および切換弁９５が設けられる。四方弁９１は、制御装
置４３からの制御信号に従って冷媒の流れる方向を切り
換える。切換弁９５は、制御装置４３からの制御信号に
より設定された方向へのみ冷媒の流れを許容する。

【００４５】この第２の実施例では、四方弁９１、三方
弁３２，９２および切換弁９５を用いて冷媒流路を切り
換え、３つの暖房流路と１つの冷房流路を設定可能であ
る。まず、コンプレッサ３１→四方弁９１→三方弁３２
→放熱用車室内熱交換器３３→液タンク３６→三方弁９
２→吸熱用車室内熱交換器３５→四方弁９１→コンプレ
ッサ３１の流路を第３流路と呼び、この第３流路により
通常の暖房運転を行う。この第３流路による暖房運転は
第１の実施例の第２流路による暖房運転と同様であり、
以下ではこの第３流路を暖房流路の基本構成とする。

【００４６】また、第３流路の中で吸熱用車室内熱交換
器３５を迂回する流路、すなわちコンプレッサ３１→四
方弁９１→三方弁３２→放熱用車室内熱交換器３３→液
タンク３６→三方弁９２→蓄熱槽９３→逆止弁９４→四
方弁９１→コンプレッサ３１の流路を第４流路と呼び、
この第４流路により蓄熱利用による暖房運転を行う。

【００４７】さらに、コンプレッサ３１→四方弁９１→
吸熱用車室内熱交換器３５→三方弁９２→液タンク３６
→放熱用車室内熱交換器３３→切換弁９５→車室外熱交
換器３８→三方弁３２→四方弁９１→コンプレッサ３１
の流路を第５流路と呼び、この第５流路により従来のヒ
ートポンプ式の暖房運転を行う。

【００４８】さらにまた、コンプレッサ３１→四方弁９
１→三方弁３２→車室外熱交換器３８→切換弁９５→放
熱用車室内熱交換器３３→液タンク３６→三方弁９２→
吸熱用車室内熱交換器３５→四方弁９１→コンプレッサ
３１の流路を第６流路と呼び、この第６流路により通常
の冷房運転を行う。

【００４９】図１４は、図１３に示す冷暖房装置の暖房
ウォームアップ時の風量制御プログラムを示すフローチ
ャートである。なお、暖房運転、暖房ウォームアップ制
御、暖房温調制御、冷房運転、冷房クールダウンおよび
冷房温調制御については、それぞれ図５，６，９，１
０，１１，１２に示す第１の実施例の制御プログラムと
同様であり、それらの説明を省略する。ステップＳ１０
１において、上述した３つの暖房ウォームアップ方法、
すなわち、第５流路によるヒートポンプ式の暖房ウォー
ムアップ、第３流路の基本構成による暖房ウォームアッ
プ、空調用ダクト３９の空調風を再循環する循環流路使
用による暖房ウォームアップ方法の中から、外気温Ｔａ
ｍｂに応じていずれかの暖房ウォームアップ方法を選択
する。ヒートポンプ式の暖房ウォームアップは外気温Ｔ
ａｍｂが５〜１５度Ｃ位では効率的であるが、外気温Ｔ
ａｍｂがそれ以下になると上述したように車室外熱交換
器３８による吸熱量が低くなって暖房ウォームアップ性
能が低下するので、基本構成による暖房ウォームアップ
を行う。さらに外気温Ｔａｍｂが低下すると、基本構成
だけでは吸熱用車室内熱交換器３５による吸熱量が低く
なってウォームアップ性能が低下するので、循環流路に
よる暖房ウォームアップを行う。

【００５０】ステップＳ１０２ではヒートポンプ式の暖
房ウォームアップを行うか否かを判別し、ヒートポンプ
式暖房ウォームアップを行う場合はステップＳ１０３へ
進み、そうでなければステップＳ１０４へ進む。ステッ
プＳ１０３で日射量Ｑｓｕｎが予め設定した値以上か、
すなわち窓曇りが発生しやすいか否かを判別し、日射量
Ｑｓｕｎが設定値以上であれば窓曇りが発生しにくいと
判断して図１６，１７に示すヒートポンプ式暖房ウォー
ムアップ時の風量制御を行い、日射量Ｑｓｕｎが設定値
より低ければステップＳ１０４へ進む。なお、上記実施
例では日射量Ｑｓｕｎにより窓曇りが発生しやすいか否
かを判断したが、外気温Ｔａｍｂや室温Ｔｉｃなどの熱
負荷情報を考慮してもよい。

【００５１】ステップＳ１０４では、循環流路による暖
房ウォームアップを行うか否かを判別し、循環流路によ
る暖房ウォームアップを行う場合はステップＳ１０５へ
進み、そうでなければステップＳ１０８へ進む。ステッ
プＳ１０５では蓄熱槽９３の温度が予め設定した温度よ
り高いか否かを判別し、高ければステップＳ１０６へ進
んで蓄熱槽９３へ冷媒を流す第４流路に切り換え、低け
ればステップＳ１０７へ進んで蓄熱槽９３へ冷媒を流さ
ない第３流路に切り換える。冷媒流路を設定したら、図
１５のステップＳ１１２へ進み、循環流路による暖房ウ
ォームアップ時の風量制御、または循環流路と蓄熱利用
による暖房ウォームアップ時の風量制御を行う。

【００５２】ヒートポンプ式の暖房ウォームアップおよ
び循環流路による暖房ウォームアップがともに選択され
なかった場合は、ステップＳ１０８で蓄熱槽９３の温度
が設定温度よりも高いか否かを判別し、高ければ図１８
のステップＳ１３１へ進んで蓄熱利用による基本構成の
暖房ウォームアップ時の風量制御を行い、低ければ図２
０のステップＳ１４１へ進んで基本構成のみによる暖房
ウォームアップ時の風量制御を行う。

【００５３】図１５により、循環流路による暖房ウォー
ムアップ時の風量制御、または循環流路と蓄熱利用によ
る暖房ウォームアップ時の風量制御を説明する。ステッ
プＳ１１２で吸熱用車室内熱交換器吹出空気温度Ｔｏｕ
ｔ、放熱用車室内熱交換器出口冷媒温度Ｔｓｃ．ｏｕ
ｔ、吸熱用車室内熱交換器入口冷媒温度Ｔｅｖａ．ｉｎ
およびブロアファン電圧Ｖｆａｎを検出する。ここで、
ＴｏｕｔおよびＴｓｃ．ｏｕｔは蒸気圧縮サイクルにお
ける高圧側の作動状態を表す物理量であり、Ｔｅｖａ．
ｉｎは蒸気圧縮サイクルにおける低圧側の作動状態を表
す物理量である。ステップＳ１１３でブロアファン３７
の停止を解除してステップＳ１１４へ進み、放熱用車室
内熱交換器出口冷媒温度Ｔｓｃ．ｏｕｔに応じてブロア
ファン電圧Ｖｆａｎを設定する。

【００５４】ステップＳ１１５において、放熱用車室内
熱交換器出口冷媒温度Ｔｓｃ．ｏｕｔが予め設定した温
度よりも高いか否かを判別する。放熱用車室内熱交換器
出口冷媒温度Ｔｓｃ．ｏｕｔが設定値より高い場合は、
設定温度よりも高い温風を車室内へ吹き出すことができ
ると判断してステップＳ１１７へ進み、再循環ドア７４
を閉じて再循環ダクト７１への配風を停止し、図２０の
ステップＳ１４２へ進む。放熱用車室内熱交換器出口冷
媒温度Ｔｓｃ．ｏｕｔが設定温度より低い場合は、この
まま車室内へ吹き出すと乗員が冷風を浴びて不快になる
ので、ステップＳ１１６で再循環ダクト７１を使って空
調風を吸込口へ再循環させる。すなわち、ベンチレータ
ドア５５、フットドア５６、デフロスタドア５７を閉じ
るとともに、インテークドア４２を内気循環側に、切換
ドア７５を再循環側にそれぞれ切り換え、再循環ドア７
４を開けて再循環ダクト７１へ空調風を導く。その後、
ステップＳ１１２へ戻る。

【００５５】なお、ステップＳ１１５で放熱用車室内熱
交換器出口冷媒温度Ｔｓｃ．ｏｕｔに基づいて空調風の
再循環を行うか否かを判断したが、放熱用車室内熱交換
器吹出空気温度Ｔｖｓｃ、吸熱用車室内熱交換器吸込空
気温度Ｔｓｕｃ、吸熱用車室内熱交換器吹出空気温度Ｔ
ｏｕｔなどに基づいて判断するようにしてもよい。

【００５６】図１６により、ヒートポンプ式暖房ウォー
ムアップ時の風量制御を説明する。ステップＳ１２１で
冷媒流路を第５流路に切り換えた後、ステップＳ１２２
で吸熱用車室内熱交換器吹出空気温度Ｔｏｕｔ、放熱用
車室内熱交換器出口冷媒温度Ｔｓｃ．ｏｕｔ、吸熱用車
室内熱交換器入口冷媒温度Ｔｅｖａ．ｉｎ、ブロアファ
ン電圧Ｖｆａｎおよび室温Ｔｉｃを検出する。ここで、
ＴｏｕｔおよびＴｓｃ．ｏｕｔは蒸気圧縮サイクルの高
圧側の作動状態を表す物理量であり、Ｔｅｖａ．ｉｎは
低圧側の作動状態を表す物理量である。ステップＳ１２
３において、ブロアファン３７の停止が解除されている
か否かを判別し、解除されていれば図１７のステップＳ
１２７へ進み、解除されていなければステップＳ１２４
へ進む。ステップＳ１２４で吸熱用車室内熱交換器入口
冷媒温度Ｔｅｖａ．ｉｎが予め設定された温度より高い
か否かを判別する。Ｔｅｖａ．ｉｎが設定温度より高い
場合は車室内へ温風を吹き出してもよいと判断し、ステ
ップＳ１２５でブロアファン３７の停止を解除して図１
７のステップＳ１２７へ進む。一方、Ｔｅｖａ．ｉｎが
設定温度よりも低い場合は車室内へ冷風を吹き出すおそ
れがあるので、ステップＳ１２６でブロアファン３７を
停止したままステップＳ１２２へ戻る。

【００５７】図１７のステップＳ１２７で吸熱用車室内
熱交換器入口冷媒温度Ｔｅｖａ．ｉｎに応じてブロアフ
ァン電圧Ｖｆａｎを設定してステップＳ１２８へ進み、
暖房ウォームアップを開始してから予め設定した時間が
経過したか否かを判別する。設定時間が経過していれば
ステップＳ１３０へ進み、そうでなければステップＳ１
２９へ進む。暖房ウォームアップを開始してから設定時
間が経過している時は、ステップＳ１３０で冷媒流路を
第３流路に切り換えて図２０のステップＳ１４２へ進
む。一方、暖房ウォームアップを開始してから設定時間
が経過していない時は、ステップＳ１２９で室温Ｔｉｃ
が設定温度Ｔｐｔｃに達したか否かを判別し、設定温度
Ｔｐｔｃに達していればステップＳ１３０へ進み、設定
温度Ｔｐｔｃに達していなければ図１６のステップＳ１
２２へ戻る。

【００５８】図１８，１９により、蓄熱利用による暖房
ウォームアップ時の風量制御を説明する。ステップＳ１
３１で冷媒流路を第３流路に切り換えた後、ステップＳ
１３２で吸熱用車室内熱交換器吹出空気温度Ｔｏｕｔ、
放熱用車室内熱交換器出口冷媒温度Ｔｓｃ．ｏｕｔ、吸
熱用車室内熱交換器入口冷媒温度Ｔｅｖａ．ｉｎ、ブロ
アファン電圧Ｖｆａｎおよび室温Ｔｉｃを検出する。こ
こで、ＴｏｕｔおよびＴｓｃ．ｏｕｔは蒸気圧縮サイク
ルにおける高圧側の作動状態を表す物理量であり、Ｔｅ
ｖａ．ｉｎは低圧側の作動状態を表す物理量である。ス
テップＳ１３３でブロアファン３７の停止が解除されて
いるか否かを判別し、解除されていれば図１９のステッ
プＳ１３７へ進み、解除されていなければステップＳ１
３４へ進む。ステップＳ１３４では放熱用車室内熱交換
器出口冷媒温度Ｔｓｃ．ｏｕｔが予め設定した温度より
も高いか否かを判別し、設定温度よりも高ければステッ
プＳ１３５へ進み、そうでなければステップＳ１３６へ
進む。放熱用車室内熱交換器出口冷媒温度Ｔｓｃ．ｏｕ
ｔが設定温度よりも高い時は、ブロアファン３７を起動
しても車室内へ冷風が吹き出るおそれがないので、ステ
ップＳ１３５でブロアファン３７の停止を解除して図１
９のステップＳ１３７へ進む。逆に、Ｔｓｃ．ｏｕｔが
設定温度より低い時は車室内へ冷風が吹き出て乗員が不
快に感じるので、ステップＳ１３６でブロアファン３７
を停止したままステップＳ１３２へ戻る。

【００５９】図１９のステップＳ１３７において、放熱
用車室内熱交換器出口冷媒温度Ｔｓｃ．ｏｕｔに応じて
ブロアファン電圧Ｖｆａｎを設定する。ステップＳ１３
８で暖房ウォームアップを開始してから予め設定した時
間が経過したか否かを判別し、設定時間が経過したら図
２０のステップＳ１４２へ進み、そうでなければステッ
プＳ１３９へ進む。ステップＳ１３９では、室温Ｔｉｃ
が予め設定した温度に達したか否かを判別し、設定温度
に達したら図２０のステップＳ１４２へ進み、そうでな
ければ図１８のステップＳ１３２へ戻る。

【００６０】図２０，２１のフローチャートにより、基
本構成のみによる暖房ウォームアップ時の風量制御を説
明する。図２０のステップＳ１４１において冷媒流路を
第３流路に切り換え、ステップＳ１４２で吸熱用車室内
熱交換器入口冷媒温度Ｔｅｖａ．ｉｎ、放熱用車室内熱
交換器出口冷媒温度Ｔｓｃ．ｏｕｔ、吸熱用車室内熱交
換器吹出空気温度Ｔｏｕｔおよびブロアファン電圧Ｖｆ
ａｎを検出する。ここで、Ｔｓｃ．ｏｕｔは蒸気圧縮サ
イクルにおける高圧側の作動状態を表す物理量であり、
Ｔｅｖａ．ｉｎ，Ｔｏｕｔは蒸気圧縮サイクルにおける
低圧側の作動状態を表す物理量である。ステップＳ１４
３でブロアファン３７の停止が解除されているか否かを
判別し、解除されていれば図２１のステップＳ１４８へ
進み、解除されていなければステップＳ１４４へ進む。

【００６１】ステップＳ１４４では、吸熱用車室内熱交
換器入口冷媒温度Ｔｅｖａ．ｉｎが予め設定した温度よ
りも高いか否かを判別し、設定温度より高ければステッ
プＳ１４５へ進み、そうでなければステップＳ１４７へ
進む。吸熱用車室内熱交換器入口冷媒温度Ｔｅｖａ．ｉ
ｎが設定温度に達していない時は、吸熱用車室内熱交換
器３５の温度が低く、送風を行えば吸熱用車室内熱交換
器３５の凍結や蒸気圧縮サイクルの高圧側の圧力上昇の
妨げになるおそれがあるので、ステップＳ１４７でブロ
アファン３７を停止したままステップＳ１４２へ戻る。
一方、ステップＳ１４５では放熱用車室内熱交換器出口
冷媒温度Ｔｓｃ．ｏｕｔが予め設定した温度よりも高い
か否かを判別し、設定温度よりも高ければステップＳ１
４６へ進み、そうでなければステップＳ１４７へ進む。
放熱用車室内熱交換器出口冷媒温度Ｔｓｃ．ｏｕｔが設
定温度に達していない時は、車室内へ冷風を吹き出して
乗員に不快感を与えるので、ステップＳ１４７でブロア
ファン３７を停止したままステップＳ１４２へ戻る。ス
テップＳ１４６ではブロアファン３７の停止を解除して
図２１のステップＳ１４８へ進む。以上のステップＳ１
４３〜Ｓ１４７までが本願の禁止手段に相当する。

【００６２】図２１のステップＳ１４８で、吸熱用車室
内熱交換器吹出空気温度Ｔｏｕｔが設定温度Ｔｏｕｔ．
ｓｅｔよりも低い状態で設定時間を経過したか否かを判
別し、Ｔｏｕｔ＜Ｔｏｕｔ．ｓｅｔの状態で設定時間を
経過していればステップＳ１４９へ進み、そうでなけれ
ばステップＳ１５１へ進む。室温Ｔｉｃの上昇が鈍く、
吸熱用車室内熱交換器吹出空気温度Ｔｏｕｔが長時間低
い状態にあれば、吸熱用車室内熱交換器３５が凍結する
おそれがある。そこで、ステップＳ１４９において、吸
熱用車室内熱交換器吹出空気温度Ｔｏｕｔと設定温度Ｔ
ｏｕｔ．ｓｅｔとの差に基づいて、ブロアファン３７の
送風量を増加させるためのブロアファン電圧Ｖｆａｎの
増加分ΔＶｆａｎを設定する。ステップＳ１５０で、ブ
ロアファン電圧Ｖｆａｎに増加分ΔＶｆａｎを加算した
電圧をブロアモータ４４に印加し、ブロアファン３７の
送風量を増加させる。

【００６３】一方、Ｔｏｕｔ≧Ｔｏｕｔ．ｓｅｔの状態
で吸熱用車室内熱交換器３５が凍結するおそれがない時
は、ステップＳ１５１で放熱用車室内熱交換器出口冷媒
温度Ｔｓｃ．ｏｕｔに応じてブロアファン電圧Ｖｆａｎ
を設定する。Ｔｓｃ．ｏｕｔが低い状態ではブロアファ
ン３７の送風量を少なくして蒸気圧縮サイクルの高圧上
昇を促進し、Ｔｓｃ．ｏｕｔが上昇するにしたがって徐
々に風量を増加させる。風量増加によって蒸気圧縮サイ
クルの高圧側の圧力上昇を抑え、高圧上昇にともなう低
圧側の圧力低下を防ぐとともに、吸熱用車室内熱交換器
３５の凍結を防止する。ステップＳ１５２で、Ｔｓｃ．
ｏｕｔに応じて設定したブロアファン電圧Ｖｆａｎをブ
ロアモータ４４に印加して図２０のステップＳ１４２へ
戻る。

【００６４】このように、外気温Ｔａｍｂに応じて暖房
ウォームアップ方法を選択し、選択された方法による暖
房ウォームアップ時に蒸気圧縮サイクルの低圧側と高圧
側が予め設定した作動状態に達するまで車室内への送風
を行わないようにしたので、吸熱用車室内熱交換器３５
の凍結が防止されるとともに、蒸気圧縮サイクルにおけ
る圧力上昇が促進され、運転開始後、短時間で十分暖か
い温風を車室内へ送風することができる。

【００６５】以上の実施例の構成において、コンプレッ
サ３１がコンプレッサを、車室外熱交換器３８が車室外
熱交換器を、放熱用車室内熱交換器３３が放熱用車室内
熱交換器を、膨張弁３４が膨張手段を、吸熱用車室内熱
交換器３５が吸熱用車室内熱交換器を、三方弁３２が冷
媒流路切り換え手段を、ブロアファン３７が送風手段
を、吸熱用車室内熱交換器入口冷媒温センサ６８および
放熱用車室内熱交換器出口冷媒温センサ６７が検出手段
を、ベンチレータドア５５、フットドア５６、デフロス
タドア５７、インテークドア４２、再循環ドア７４、切
換ドア７５および制御装置４３が禁止手段を、吸熱用車
室内熱交換器吹出風温センサ５９が空気温度検出手段
を、制御装置４３が送風量制御手段をそれぞれ構成す
る。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、暖
房運転開始時に蒸気圧縮サイクルの低圧側または高圧側
の冷媒温度または冷媒圧力が予め設定された値に達する
まで、空調用ダクトから車室内への送風を禁止するとと
もに、送風禁止が解除されると、蒸気圧縮サイクルの高
圧側冷媒圧力の増加に応じて送風量を増加させるととも
に、吸熱用車室内熱交換器の吹き出し空気温度が予め設
定した値より低い状態が、予め設定した時間以上経過し
た場合に、吹き出し空気温度の低下に応じて送風量を増
加させるようにしたので、吸熱用車室内熱交換器の凍結
が防止されるとともに、蒸気圧縮サイクルにおける圧力
上昇が促進され、運転開始後、短時間で十分暖かい温風
を車室内へ送風することができ、外気温の影響を受けな
い安定した暖房ウォームアップ性能が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】クレーム対応図である。

【図２】第１の実施例の構成を示すブロック図。

【図３】第１の実施例の構成を示すブロック図。

【図４】コンプレッサの予測入力を求めるための予測入
力マップを示す図。

【図５】暖房運転制御プログラムを示すフローチャー
ト。

【図６】暖房ウォームアップ制御プログラムを示すフロ
ーチャート。

【図７】暖房ウォームアップ時の風量制御プログラムを
示すフローチャート。

【図８】暖房ウォームアップ時の風量制御プログラムを
示すフローチャート。

【図９】暖房温調制御プログラムを示すフローチャー
ト。

【図１０】冷房運転制御プログラムを示すフローチャー
ト。

【図１１】冷房クールダウン制御プログラムを示すフロ
ーチャート。

【図１２】冷房温調制御プログラムを示すフローチャー
ト。

【図１３】第２の実施例の構成を示すブロック図。

【図１４】暖房ウォームアップ時の風量制御プログラム
を示すフローチャート。

【図１５】循環流路による暖房ウォームアップ時の風量
制御および循環流路と蓄熱利用による暖房ウォームアッ
プ時の風量制御を示すフローチャート。

【図１６】ヒートポンプ式暖房ウォームアップ時の風量
制御を示すフローチャート。

【図１７】ヒートポンプ式暖房ウォームアップ時の風量
制御を示すフローチャート。

【図１８】蓄熱利用による暖房ウォームアップ時の風量
制御を示すフローチャート。

【図１９】蓄熱利用による暖房ウォームアップ時の風量
制御を示すフローチャート。

【図２０】基本構成のみによる暖房ウォームアップ時の
風量制御を示すフローチャート。

【図２１】基本構成のみによる暖房ウォームアップ時の
風量制御を示すフローチャート。

【図２２】従来の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置の構
成を示すブロック図。

【符号の説明】

３１，２０１ コンプレッサ ３２，９２ 三方弁 ３３，２０３ 放熱用車室内熱交換器 ３４ 膨張弁 ３５，２０５ 吸熱用車室内熱交換器 ３６ 液タンク ３７ ブロアファン ３８，２０２ 車室外熱交換器 ３９ ダクト ４０ 内気導入口 ４１ 外気導入口 ４２ インテークドア ４３ 制御装置 ４４ ブロアモータ ４６ エアミックスドア ４７ エアミックスチャンバ ５１，５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ ベンチレータ
吹出口 ５２ フット吹出口 ５３ デフロスタ吹出口 ５５ ベンチレータドア ５６ フットドア ５７ デフロスタドア ５８ 吸熱用車室内熱交換器吸込風温センサ ５９ 吸熱用車室内熱交換器吹出風温センサ ６０ 放熱用車室内熱交換器吹出風温センサ ６１ 日射量センサ ６２ 外気温センサ ６３ 室温センサ ６４ 室温設定器 ６５ 吹出口モードスイッチ ６６ ブロアファンスイッチ ６７ 放熱用車室内熱交換器出口冷媒温センサ ６８ 吸熱用車室内熱交換器入口冷媒温センサ ７０ 逆止弁 ７１ 再循環ダクト ７２ 空気取入れ口 ７４ 再循環ドア ７５ 切換ドア ９１ 四方弁 ９３ 蓄熱槽 ９４ 逆止弁 ９５ 切換弁 ２００ 蒸気圧縮サイクル ２０４ 膨張手段 ２０６ 冷媒流路切り換え手段 ２１０ 送風手段 ２２０ 検出手段 ２３０ 禁止手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増村 康弘 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 実開 昭52−141260（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/22 B60H 1/00 101 F25B 13/00

Claims (1)

(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、空調用ダク
   ト内で送風手段により送風された空気に冷媒の熱を放熱
   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、前記空調ダクト内で送風手段により
   送風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、前記コンプレッサから吐出される冷媒を、冷房
   運転時には前記車室外熱交換器へ導き、暖房運転時には
   前記車室外熱交換器を迂回させて前記放熱用車室内熱交
   換器へ導く冷媒流路切り換え手段とを有する蒸気圧縮サ
   イクルを備えた車両用ヒートポンプ式冷暖房装置であっ
   て、 前記蒸気圧縮サイクルの低圧側または高圧側の冷媒温度
   または冷媒圧力を検出する検出手段と、 暖房運転開始時に前記検出手段により検出された低圧側
   または高圧側の冷媒温度または冷媒圧力が予め設定した
   値に達するまで前記送風手段による空調用ダクトから車
   室内への送風を禁止する禁止手段と、前記吸熱用車室内熱交換器から吹き出される空気温度を
   検出する空気温度検出手段と、 前記禁止手段による送風禁止が解除されると、前記蒸気
   圧縮サイクルの高圧側冷媒圧力の増加に応じて前記送風
   手段の送風量を増加させるとともに、前記空気温度検出
   手段により検出された吹き出し空気温度が予め設定した
   値より低い状態が、予め設定した時間以上経過した場合
   に、前記吹き出し空気温度の低下に応じて前記送風手段
   の送風量を増加させる送風量制御手段と を備えることを
   特徴とする車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。