JP3460422B2 - 車両用空調装置 - 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空調装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用空調装置としては、例えば
特開平２−２９０４７５号公報や実開平２−１３０８０
８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房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、前述の特開平２−２９０４７
５号公報に開示された冷暖房装置を、図１１に基づいて
説明する。図１１において、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の室内熱交換器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１０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。

【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。

【０００５】

【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房運転時と
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。

【０００６】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
るようにする必要があった。

【０００７】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。

【０００８】これに対し、本願出願人は、特開平３−３
４５９５０号公報として新たな車両用冷暖房装置を提案
している。この装置は、車室内に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、冷房運転と暖房運
転とで冷媒流れを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。

【０００９】図１２に、冷媒流れを切り換える手段とし
て四方弁を用いた場合のサイクル構成を示す。

【００１０】暖房運転時には四方弁７３が実線示のよう
に切り換えられ、冷媒がコンプレッサ３１→四方弁７３
→逆止弁７１→放熱用車室内熱交換器３３→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、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での熱交換器により冷やされ、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。

【００１１】また、冷房運転時には四方弁７３が点線示
のように切り換えられ、冷媒がコンプレッサ３１→四方
弁７３→車室外熱交換器３８→逆止弁７０→放熱用車室
内熱交換器３３→膨張弁３４→吸熱用車室内熱交換器３
５→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。

【００１２】このような冷暖房装置では、暖房運転時に
車室外熱交換器３８を回避して冷媒が流れるため、外気
温が５℃を下回るような場合であっても車室外熱交換器
３８の凍結の影響を受けずに冷暖房装置を作動させるこ
とができる。

【００１３】今後、水冷式エンジン車において、エンジ
ンが高効率化されたり希薄燃焼化されるとエンジン冷却
水を利用したヒータコアからの放熱量が減少し、低外気
温時に、車室内を快適な状態に維持することとウインド
ガラスの曇りを防止することが同時に満足できるかが大
きな問題となる。

【００１４】従来の水冷式エンジン車ではウインドガラ
スの曇りを防止するためにフル外気導入を前提にして暖
房運転が行なわれるので、暖房能力が不足した場合に
は、特願平３−３４５９５０号公報に示されるような車
両用冷暖房装置を併用して、ウインドガラスの曇りを防
止しながら外気導入量を減らして暖房能力の不足を補う
ことが望まれる。しかしながら、水冷式エンジン車で
は、エンジン冷却水の熱を加熱源として利用できる上
に、吐出容量の大きなコンプレッサがエンジンで駆動さ
れるので、コンプレッサのＯＮ／ＯＦＦを適切に行わな
ければ、コンプレッサ駆動のためのエンジン負荷が必要
以上に増加したり、目標通りの温度制御ができない、と
いった問題点があることがわかった。

【００１５】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、必要最小限のコンプレッサの駆動
でウインドガラスの曇りを防止し、不必要なエンジン負
荷の増加を防止する車両用空調装置を提供することを目
的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、少なくとも、コンプレッサと、冷媒と外
気とで熱交換する車室外熱交換器と、冷媒を断熱膨張さ
せる膨張手段と、暖房運転時に吸熱器となる吸熱用車室
内熱交換器と、この吸熱用車室内熱交換器の空気流れ下
流に置かれて暖房運転時に放熱器となる放熱用車室内熱
交換器と、冷房運転時には車室外熱交換器に高温高圧の
冷媒を流し、暖房運転時には車室外熱交換器に高温高圧
の冷媒を流さないように冷媒流れを切り換える冷媒流路
切換手段とで構成されるエアコンサイクルと、コンプレ
ッサを駆動する駆動手段と、このコンプレッサと駆動手
段を連動あるいは分離するコンプレッサ断続手段と、車
室内に吹き出す空気を加熱するための加熱手段とを備え
た車両用空調装置において、車両の走行状態を検出する
手段と、加熱手段の作動状態を検出する手段と、加熱手
段の目標作動状態を設定する手段と、加熱手段の作動状
態が目標作動状態になるようにコンプレッサ断続手段を
制御する第１の制御方法と、吸熱用車室内熱交換器の冷
却状態を検出する手段と、吸熱用車室内熱交換器の目標
冷却状態を設定する手段と、吸熱用車室内熱交換器の冷
却状態が目標冷却状態よりも高くならないようにコンプ
レッサ断続手段を制御する第２の制御方法と、冷媒流路
切換手段が暖房側に設定されている時に、車両の走行状
態に応じて、第１の制御方法と第２の制御方法を切り換
える手段とを備える。

【００１７】また、冷媒流路切換手段が暖房側の設定
で、車両の走行負荷が低い場合には第１の制御方法で、
それ以外の場合には第２の制御方法でコンプレッサ断続
手段を制御する。

【００１８】また、加熱手段の目標作動状態は、車両の
暖房負荷から演算される目標吹出温よりも高い温度とな
るように設定される。

【００１９】さらにまた、吸熱用車室内熱交換器の目標
冷却状態は、ウインドガラスに曇りを生じないように設
定される。

【００２０】

【作用】第１の発明では、加熱手段の目標作動状態を設
定する手段と、吸熱用車室内熱交換器の目標冷却状態を
設定する手段と、加熱手段が目標作動状態となるように
コンプレッサクラッチを断続制御する第１の制御方法
と、吸熱用車室内熱交換器が目標冷却状態よりも高くな
らないようにコンプレッサクラッチを断続制御する第２
の制御方法を備え、冷媒流路切換手段が暖房側に設定さ
れている場合には、車両の走行状態に応じて第１の制御
方法と第２の制御方法を選択しながら車両用空調装置の
温調を行なう。

【００２１】第２の発明では、車両がほぼアイドル状態
に近い場合には第１の制御方法でコンプレッサクラッチ
が制御され、車室内吹出温の低下防止を優先しながらエ
アコンサイクルの運転が行われる。一方、走行時には第
２の制御方法でコンプレッサクラッチが制御され、車室
内吹出温の湿度低下を優先しながらエアコンサイクルの
運転が行われる。

【００２２】第３の発明では、加熱手段の目標作動状態
が車両の暖房負荷から演算される目標吹出温よりも高い
温度となるように設定される。加熱手段がこの目標作動
状態になるようにコンプレッサクラッチをＯＮ／ＯＦＦ
することによって、必要最低限のコンプレッサ運転で目
標通りの車室内吹出温度を得ることができ、車室内吹出
温の低下防止を優先したエアコンサイクルの運転が可能
となる。

【００２３】第４の発明では、吸熱用車室内熱交換器の
目標冷却状態がウインドガラスに曇りを生じないように
設定される。吸熱用車室内熱交換器がこの目標冷却状態
よりも高い状態にならないようにコンプレッサクラッチ
をＯＮ／ＯＦＦすることによって、必要最低限のコンプ
レッサの運転でウインドガラスの曇りを防止することが
でき、車室内吹出温の湿度低下を優先したエアコンサイ
クルの運転が可能となる。

【００２４】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明による車両
用空調装置の実施例を詳細に説明する。

【００２５】図１は、本発明の一実施例の車両用空調装
置を示している。

【００２６】図１において、コンプレッサ３１はエンジ
ンルームに設けられ、コンプレッサクラッチがＯＮなら
ばエンジン２０１で駆動され、ＯＦＦならばエンジンと
切り離されて停止する。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
とコンプレッサ３１の吸入側が流路切換手段としての四
方弁７３および逆止弁７０，７１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。

【００２７】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。四方弁７３は、暖
房設定時には、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の吐出側を逆止弁７１を介して放
熱用車室内熱交換器３３の冷媒流入側に接続する一方、
冷房設定時には、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。

【００２８】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。逆止弁７１
は、四方弁７３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
四方弁７３への冷媒の流れを阻止するようになってい
る。

【００２９】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、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。

【００３０】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。吸熱用
車室内熱交換器３５の冷媒流出側は、コンプレッサ３１
の冷媒吸入側に接続されている。

【００３１】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
気導入側（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。

【００３２】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を迂回して冷えたままの冷風と、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を通過して温められた温風との割合（冷風
と温風との風量配分）を調節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Ｘｄ
ｓｃ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Ｘｄｓｃ＝０％（全閉、Ｆｕ
ｌｌ ＣＯＯＬ）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％となるときを、エアミックスドア開度Ｘｄｓｃ
＝１００％（全開、Ｆｕｌｌ ＨＯＴ）と設定してあ
る。

【００３３】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、温度調節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５
７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。

【００３４】制御装置４３は、吸熱用車室内熱交換器吹
出風温センサ５９と日射量センサ６１と外気温センサ６
２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とブロアファンスイッチ６６などの熱環境情
報入力手段からの吸熱用車室内熱交換器３５の吹き出し
空気温度Ｔｏｕｔと車両の日射量Ｑｓｕｎと車室外の外
気温度Ｔａｍｂと車室内の検出温度（車室内温度）Ｔｒ
ｏｏｍと車室内の設定温度Ｔｐｔｃなどの熱環境情報に
より、エアミックスドア開度Ｘｄｓｃと風量Ｖｅｖａと
目標空調風温度Ｔｏｆ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、ブロアファンモータ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。また、制御装置４３は、コン
プレッサクラッチをＯＮ／ＯＦＦしたり、エンジン回転
数やタイヤの回転数から車両がどのような走行状態にあ
るかを検出する。

【００３５】また、ダクト３９には、放熱用車室内熱交
換器３３の下流にヒータコア２０２が設けられ、エンジ
ン冷却水が流入する。制御装置４３はエンジン冷却水配
管２０３に設けられた水温センサ（図示せず）からエン
ジン冷却水の温度Ｔｗを検出する。なお、実際の車両で
は、車室外熱交換器３８の後にラジエータが設けられ、
ここにもエンジン冷却水が流れて外気に放熱するように
なっているが、図１には図示されていない。また、本実
施例では、加熱手段としてエンジン冷却水を利用したヒ
ータコアを例にして説明するが、電気ヒータや燃焼式ヒ
ータ等の加熱手段を用いてもよい。

【００３６】図８と図９は、コンプレッサクラッチの制
御フローを示している。

【００３７】エアコンスイッチＯＮとともにステップＳ
８００でコンプレッサクラッチのＯＮ／ＯＦＦ制御を開
始する。

【００３８】ステップＳ８０１では、センサ値の検出を
行う。ここでは、ヒータコア２０２の作動状態を表す物
理量としてエンジン冷却水の温度Ｔｗ、吸熱用車室内熱
交換器３５の作動状態を表す物理量として吸熱用車室内
熱交換器出口空気温度Ｔｏｕｔ、車両の冷暖房負荷を表
す物理量として外気温Ｔａｍｂと日射Ｑｓｕｎと室温Ｔ
ｉｃと設定温度Ｔｐｔｃをそれぞれ検出する。

【００３９】ステップＳ８０２では、ステップＳ８０１
で検出したセンサ値を用いて目標吹出温度Ｔｏｆを演算
する。

【００４０】Ｔａｍｂ＜Ｔａでは、四方弁７３を冷房側
に設定してエアコンサイクルを運転すると、吸熱用車室
内熱交換器３５の凍結やコンプレッサ３１への液戻りに
よるコンプレッサ３１の破損が起こりやすく、エアコン
サイクルの運転ができない。変発明のエアコンサイクル
は、四方弁７３を暖房側に切り換えれば車室外熱交換器
３８を使用しない冷房運転を行なうので、吸熱用車室内
熱交換器３５の凍結やコンプレッサ３１への液戻りの問
題を生じることなく連続運転を行なうことができる。ま
た、空調風は、吸熱用車室内熱交換器３５で冷却（除
湿）され、放熱用車室内熱交換器３３において吸熱用車
室内熱交換器３５で空気から吸熱した熱とコンプレッサ
仕事に相当する熱を放熱されて、より低湿度で温度の高
い空気となってヒータコア２０２に流入する。

【００４１】そこで、ステップＳ８０３では、外気温が
設定温度Ｔａよりも低いか否かを判断し、Ｔａｍｂ＜Ｔ
ａならば、ステップＳ８０４に進んで四方弁７３を暖房
側に設定し、Ｔａｍｂ≧Ｔａならば、ステップＳ８１０
に進んで四方弁７３を冷房側に設定する。

【００４２】ステップＳ８０５では、エンジン回転数や
タイヤの回転数等から、車両がどのような走行状態にあ
るかを判断し、ほぼアイドル状態にあると判断される時
にはステップＳ８０６に進み、それ以外の時はステップ
Ｓ８０８に進む。

【００４３】ステップＳ８０６では、ヒータコア２０２
の目標作動温度Ｔｈを設定する。ここでは、不必要なコ
ンプレッサ３１の運転を無くし、確実に目標吹出温度を
得るために、ステップＳ８０２で演算される目標吹出温
度ＴｏｆよりもｄＴだけ高い温度に設定する。

【００４４】ステップＳ８０７では、ステップＳ８０６
で設定したヒータコア２０２の目標作動温度Ｔｈとエン
ジン冷却水温度Ｔｗの温度差に応じてコンプレッサクラ
ッチのＯＮ／ＯＦＦを行なう。本実施例では、（Ｔｈ−
Ｔｗ）が＋１．５℃よりも高くなればコンプレッサクラ
ッチをＯＮする。コンプレッサクラッチがＯＮされて四
方弁７３を暖房側に設定した状態でエアコンサイクルが
運転すると、ヒータコア２０２に流入する空気温度が高
くなるのでＴｗも上昇する。そして、（Ｔｈ−Ｔｗ）が
−１．５℃よりも下降すると、コンプレッサクラッチが
ＯＦＦしてエアコンサイクルの運転が停止する。アイド
ル時は、エンジン回転数が低いために、エンジン冷却水
の温度が低下してヒータコアからの放熱量が減少する。
車両用空調装置は、ヒータコアを流れるエンジン冷却水
の温度が所定の温度であることを前提にして温度制御す
るので、コンプレッサクラッチのＯＮ／ＯＦＦでＴｗが
Ｔｈに維持できれば、吹出温の低下を招くことなく車室
内を目標通りに暖房することができる。

【００４５】一方、ステップＳ８０５で車両が走行状態
であると判断された場合には、ステップＳ８０８で吸熱
用車室内熱交換器３５の吹出空気の目標温度（Ｔｆｉｎ
ｅ）を演算する。ここで、Ｔｆｉｎｅは図１０に示すよ
うに、外気温Ｔａｍｂが低い場合には外気温と日射をパ
ラメータとしてウインドガラスが曇らないことを条件に
設定され、それ以外の場合には外気温や日射にかかわら
ずほぼ一定の温度（Ｔｓｅｔ）が設定される。車室内に
吹き出される空気が吸熱用車室内熱交換器３５において
Ｔｆｉｎｅよりも低い温度まで冷却されれば、ウインド
ガラスの曇りを防止することができる。

【００４６】ステップＳ８０９では、Ｔｆｉｎｅと吸熱
用車室内熱交換器出口空気温度Ｔｏｕｔの温度差に応じ
て、コンプレッサクラッチをＯＮするかＯＦＦするかを
選択する。走行時はウインドガラスが外気で冷やされて
非常に曇りやすい状態にある。また一方では、走行時に
必要以上にコンプレッサ３１を運転するとエンジン出力
が増加する。本実施例では、必要最小限のコンプレッサ
駆動でウインドガラスの曇りを防止するために、（Ｔｆ
ｉｎｅ−Ｔｏｕｔ）に基づいてコンプレッサクラッチを
ＯＮ／ＯＦＦする。走行時はアイドル時に比べて走行に
よる外気取入量が増加するので、インテークドア４２で
外気導入量を減らして暖房不足を補うことがある。この
場合、外気導入量の減少に即応して吸熱用車室内熱交換
器３５の出口空気温度が高くなるので、本実施例のよう
に（Ｔｆｉｎｅ−Ｔｏｕｔ）に基づいてコンプレッサク
ラッチをＯＮ／ＯＦＦすれば、ウインドガラスの曇りを
防止しながら暖房能力を確保することができる。

【００４７】ステップＳ８１１では、Ｔａｍｂ≧Ｔａの
場合に、コンプレッサクラッチをＯＮするかＯＦＦする
かを選択する。吸熱用車室内熱交換器３５の出口空気温
度Ｔｏｕｔが設定温度Ｔｃよりも高い場合にはコンプレ
ッサクラッチをＯＮしてコンプレッサ３１を運転し、Ｔ
ｏｕｔが設定温度Ｔｂよりも低下するとコンプレッサク
ラッチをＯＦＦしてコンプレッサ３１を停止させる。

【００４８】ステップＳ８１２では、ステップＳ８０
７、ステップＳ８０９、ステップＳ８１１において、コ
ンプレッサクラッチのＯＮが選択されたかＯＦＦが選択
されたかを判別し、ＯＮが選択された場合にはステップ
Ｓ８１３に進んでコンプレッサクラッチをＯＮし、ＯＦ
Ｆが選択された場合にはステップＳ８１４に進んでコン
プレッサクラッチをＯＦＦする。

【００４９】図２は、図１の車両用空調装置の変形例
で、放熱用車室内熱交換器３３とヒータコア２０２の間
にダンパ８１を設け、放熱用車室内熱交換器３３に流入
する空気量とヒータコア２０２に流入する空気量をダン
パ４６とダンパ８１でそれぞれ独立して制御できるよう
になっている。これによって、エアコンサイクルの状態
とエンジンの状態に応じて効率的に温調を行うことがで
きる。本実施例でも図８に示すコンプレッサクラッチの
ＯＮ／ＯＦＦと四方弁設定の選択を行うことで、同様の
効果を得ることができる。

【００５０】図３は、図１の車両用空調装置の変形例
で、前後、あるいは、左右に分離されたデュアルタイプ
の車両用空調装置に適用した場合の別の実施例で、放熱
用車室内熱交換器３３とヒータコア２０２が前後、ある
いは、左右に分けて配置され、それぞれの空気流れ上流
には吸熱用車室内熱交換器３５，８５が設けられてい
る。吸熱用車室内熱交換器３５には外気または内気が任
意の割合で流入し、もう一方の吸熱用車室内熱交換器８
５には内気のみが流入する。また、吸熱用車室内熱交換
器３５，８５に流入する冷媒量は、それぞれの吸熱用車
室内熱交換器に流入する空気の熱負荷に応じてバルブ８
２で制御される。本実施例の場合も、Ｔｗとしてヒータ
コア２０２に流入するエンジン冷却水の水温、Ｔｏｕｔ
として吸熱用車室内熱交換器３５の出口空気温度を用い
て、図８に示すコンプレッサクラッチのＯＮ／ＯＦＦと
四方弁設定の選択を行うことで、同様の効果を得ること
ができる。

【００５１】図４は、放熱用車室内熱交換器３３を四方
弁７３と逆止弁７１の間に設けた場合のエアコンサイク
ルで、四方弁７３が冷房側設定の時に高温の冷媒が放熱
用車室内熱交換器３３を流れないことを除けば、図１２
のエアコンサイクルと全く同様の運転を行うことができ
る。

【００５２】図５〜図７は、図１〜図３においてエアコ
ンサイクルのみを図４のエアコンサイクルに置き換えた
場合の変形例である。また、図４のエアコンサイクル
は、冷房運転時に高温の冷媒が放熱用車室内熱交換器３
３に流れないので、図５の変形例として、放熱用車室内
熱交換器３３とヒータコア２０２を図１３のように設置
することができる。このような車両用空調装置において
も、図８に示すコンプレッサクラッチのＯＮ／ＯＦＦと
四方弁設定の選択を行なうことで、同様の効果を得るこ
とができる。

【００５３】また、図１４から図１７は、図４および図
１２の冷媒流路切換手段である四方弁７３を二方弁９
０，９１や三方弁９２で置き換えた場合の変形例である
が、四方弁７３の切り替えの代わりに、コンプレッサ３
１を吐出した冷媒が、冷房運転時には車室外熱交換器３
８に流入し、暖房運転時には車室外熱交換器３８をバイ
パスして放熱用車室内熱交換器３３に流入するように二
方弁９０，９１や三方弁９２を切り替え、さらに、図８
に示すコンプレッサクラッチのＯＮ／ＯＦＦ制御を行な
うことで、同様の効果を得ることができる。

【００５４】以上の説明からわかるように、本実施例で
は、放熱用車室内熱交換器３３と吸熱用車室内熱交換器
３５の２つの車室内熱交換器を備えた車両用空調装置を
例にして説明したが、車室内熱交換器の数や配置に依ら
ず、暖房運転時に吸熱器となる車室内熱交換器の空気流
れ下流に放熱器となる車室内熱交換器を備えていれば、
同様の効果が得られる。

【００５５】

【発明の効果】以上からわかるように、本発明の車両用
空調装置によれば、外気温が設定温度よりも低い場合に
は、四方弁を暖房側に設定し、車両がほぼアイドル状態
であれば加熱手段の作動状態が目標作動状態になるよう
に、一方、車両が走行状態であれば吸熱用車室内熱交換
器の冷却状態が目標冷却状態よりも高くならないように
エアコンサイクルを運転する。

【００５６】車両がほぼアイドル状態であれば、エンジ
ン回転数やエンジン負荷が小さいので、エンジン冷却水
の温度が低下する。エンジン冷却水温の低下は、車室内
への吹出風温が低下して暖房不足となるだけでなく、ウ
インドガラスの曇りの原因にもなっていた。本発明で
は、低外気温のアイドル時にエンジン冷却水温が低下す
ると、コンプレッサクラッチがＯＮとなり、エアコンサ
イクルは吸熱用車室内熱交換器で吸熱し放熱用車室内熱
交換器のみで放熱する運転を行なう。これによって、吸
熱用車室内熱交換器で空調風が冷却（除湿）され、この
冷却された空気は放熱用車室内熱交換器において冷却前
よりも低湿度で、より温度の高い空気にリヒートされて
ヒータコアに流入するので、アイドル時に低下していた
エンジン冷却水や車室内吹出温が上昇する。この結果、
暖房能力不足やウインドガラスの曇りといった問題を解
決することができる。

【００５７】逆に、車両が走行状態であれば、エンジン
回転数やエンジン負荷が小さくないので、エンジン冷却
水温の低下による暖房不足よりも、冷たい外気でウイン
ドガラスが冷却されることによって非常にウインドガラ
スが曇りやすくなる。こうした場合に本実施例では、吸
熱用車室内熱交換器の目標冷却温度を設定し、吸熱用車
室内熱交換器の出口空気温度がこの目標冷却温度よりも
高い場合のみコンプレッサクラッチをＯＮしてエアコン
サイクルを運転する。吸熱用車室内熱交換器の目標冷却
温度は、実験結果を基にして外気温や日射等の車両の環
境条件を考慮して設定され、走行状態でウインドガラス
の曇りを生じないための上限温度で、吸熱用車室内熱交
換器の出口空気温度がこの温度よりも高くなった場合の
みエアコンサイクルを運転することで、必要最低限のコ
ンプレッサの運転でウインドガラスの曇りを防止し、不
必要なエンジン負荷の増加を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両用空調装置の概略図である。

【図２】本発明における他の実施例の概略図である。

【図３】本発明における他の実施例の概略図である。

【図４】本発明における他のサイクル構成図である。

【図５】図４のサイクル構成を用いた実施例の概略図で
ある。

【図６】図４のサイクル構成を用いた実施例の概略図で
ある。

【図７】図４のサイクル構成を用いた実施例の概略図で
ある。

【図８】本発明におけるコンプレッサクラッチ制御のフ
ローチャートである。

【図９】本発明におけるコンプレッサクラッチ制御のフ
ローチャートである。

【図１０】本発明における吸熱用車室内熱交換器の目標
冷却温度を示すグラフである。

【図１１】従来の車両用空調装置を示す図である。

【図１２】本発明の車両用空調装置のサイクル構成を示
す図である。

【図１３】図４のサイクル構成を用いた別の実施例の概
略図である。

【図１４】図４および図１２のサイクルの変形例を示す
図である。

【図１５】図４および図１２のサイクルの変形例を示す
図である。

【図１６】図４および図１２のサイクルの変形例を示す
図である。

【図１７】図４および図１２のサイクルの変形例を示す
図である。

【符号の説明】

３１ コンプレッサ ３３ 放熱用車室内熱交換器 ３４，８６ 膨張弁 ３５，８５ 吸熱用車室内熱交換器 ３７ ブロワファン ３８ 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 ４６ エアミックスドア ４７ エアミックスチャンバ ５１ 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 ５９ 吸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 ブロワファンスイッチ ７０，７１ 逆止弁 ７３ 四方弁 ８１ ダンパ ８２ 流量制御弁 ８３ ブロワモータ ８４ ブロワ ９０，９１ 二方弁 ９２ 三方弁 １００ バイパス路 ２０１ エンジン ２０２ ヒータコア ２０３ エンジン冷却水配管 ２０４ エンジン冷却水温センサ

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、コンプレッサと、 冷媒と外気とで熱交換する車室外熱交換器と、 冷媒を断熱膨張させる膨張手段と、 暖房運転時に吸熱器となる吸熱用車室内熱交換器と、 前記吸熱用車室内熱交換器の空気流れ下流に置かれて暖
   房運転時に放熱器となる放熱用車室内熱交換器と、 冷房運転時には前記車室外熱交換器に高温高圧の冷媒を
   流し、暖房運転時には前記車室外熱交換器に高温高圧の
   冷媒を流さないように冷媒流れを切り換える冷媒流路切
   換手段と、で構成されるエアコンサイクルと、 前記コンプレッサを駆動する駆動手段と、 前記コンプレッサと前記駆動手段を連動あるいは分離す
   るコンプレッサ断続手段と、 車室内に吹き出す空気を加熱するための加熱手段と、を
   備えた車両用空調装置において、 車両の走行状態を検出する手段と、 前記加熱手段の作動状態を検出する手段と、 前記加熱手段の目標作動状態を設定する手段と、 前記加熱手段の作動状態が前記目標作動状態になるよう
   に前記コンプレッサ断続手段を制御する第１の制御方法
   と、 前記吸熱用車室内熱交換器の冷却状態を検出する手段
   と、 前記吸熱用車室内熱交換器の目標冷却状態を設定する手
   段と、 前記吸熱用車室内熱交換器の冷却状態が前記目標冷却状
   態よりも高くならないように前記コンプレッサ断続手段
   を制御する第２の制御方法と、 前記冷媒流路切換手段が暖房側に設定されている時に、
   車両の走行状態に応じて、前記第１の制御方法と前記第
   ２の制御方法を切り換える手段と、を備えることを特徴
   とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の車両用空調装置におい
   て、 前記冷媒流路切換手段が暖房側の設定で、車両の走行負
   荷が低い場合には前記第１の制御方法で、それ以外の場
   合には前記第２の制御方法で前記コンプレッサ断続手段
   を制御することを特徴とする車両用空調装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の車両用空調装置におい
   て、 前記加熱手段の目標作動状態は、車両の暖房負荷から演
   算される目標吹出温よりも高い温度となるように設定さ
   れることを特徴とする車両用空調装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の車両用空調装置におい
   て、 前記吸熱用車室内熱交換器の目標冷却状態は、ウインド
   ガラスに曇りを生じないように設定されることを特徴と
   する車両用空調装置。