JP3587548B2 - 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、コンプレッサからの吐出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て空調風を加熱／冷却する蒸気圧縮式冷凍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、特開平２−２９０４７５号公報に開示されたものが知られている。この冷暖房装置は、コンプレッサで圧送される冷媒を車室外熱交換器や車室内熱交換器などに流通させる蒸気圧縮式冷凍サイクルを備え、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ることにより、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ものである。また、この空調装置は２個の車室内熱交換器を有し、暖房運転時には両車室内熱交換器を連通する冷媒配管をエンジンの廃熱で加熱し、これにより冷媒を加熱して暖房性能を向上させるようにしている。
【０００３】
また、特開平１−２９６０５６号公報に開示された車両用ヒートポンプ式冷暖房装置では、暖房運転時には車室外熱交換器を用いず、エンジン廃熱から吸熱する熱交換器により暖房を行うようにしている。
【０００４】
しかしながら、前者の冷暖房装置では、降雨時や降雪時などのように外気温度が低い場合、あるいは車両走行時には、車室外熱交換器での外気からの吸熱量が少なく冷媒の温度があまり上昇せず、このため車室内熱交換器での放熱量が少なく満足な暖房性能が得られないという問題がある。また、前者および後者の冷暖房装置は、共にエンジンの廃熱を利用して暖房性能を向上させるようにしているが、暖房初期時にはエンジン自体が冷えているためにエンジンの廃熱が殆どなく、このため初期暖房性能に問題があった。
【０００５】
そこで、上記問題点を解消するために本出願人は、特願平３−３４５９５０号明細書に記載されたようなヒートポンプ式冷暖房装置を提案した。これは、上記冷凍サイクルを構成する少なくとも２個の車室内熱交換器（第１，第２の車室内熱交換器）と、少なくとも１個の車室外熱交換器とを有し、冷房運転時には車室外熱交換器と第１車室内熱交換器とを放熱器として使用するとともに、第２車室内熱交換器を吸熱器として使用し、暖房運転時には車室外熱交換器を用いずに第１および第２車室内熱交換器を放熱器および吸熱器として使用している。このように暖房運転時に車室内熱交換器を吸熱器として使用すれば、車室外熱交換器を吸熱器として使用する場合と比べて低外気温時であっても冷媒への吸熱量を増加させることができ、暖房性能の向上が図れる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のような冷暖房装置では、条件に応じてコンプレッサの回転数あるいは吐出容量を変化させることにより、コンプレッサの冷媒吐出量を変更する制御を行っている。冷媒吐出量の変更は、コンプレッサの起動・停止時、冷房・暖房運転の切換時といった乗員の操作に対応するものと、例えば冷凍サイクルの状態などに応じてシステムが自動的に冷媒吐出量を変更するといった乗員の操作とは無関係なものとがある。従来の冷暖房装置では、冷媒吐出量を変更する際、乗員の操作によるときも、そうでないときも常に同一の速度でコンプレッサの回転数あるいは吐出容量を変化させていたため、コンプレッサ保護あるいは冷凍サイクルの安定化のために冷媒吐出量を緩慢に変更するものでは、乗員がコンプレッサの起動操作，停止操作あるいは運転切換操作などに応じて実際に冷媒吐出量が変化したか否かを確認しづらいという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、乗員の操作によってコンプレッサの吐出容量が変更された場合、吐出容量が変更されたことを乗員が認識できるようにした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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
一実施例を示す図１に対応付けて説明すると、請求項１の発明は、冷媒を圧送するコンプレッサ３１と、乗員の操作に応じてコンプレッサ３１の停止・稼働および冷媒吐出関連量（冷媒流量そのものに加えてそれに関連する圧力や温度を含む）を指令するコンプレッサ指令手段６４と、車室内へ送風すべき空調風を発生させる空調風発生手段３７と、乗員の操作に応じて空調風発生手段３７の風量を指令する風量指令手段６６と、コンプレッサ３１により圧送された冷媒が循環する冷凍サイクルを含み、空調風を冷却あるいは加熱する冷熱手段３４，３５，３８と、乗員の操作に応じて冷熱手段の作動形態を指令する冷熱指令手段６４と、コンプレッサ指令手段６４，風量指令手段６６および冷熱指令手段６４からの指令に応じてコンプレッサ３１，空調風発生手段３７および冷熱手段を制御する制御手段４３とを備えた車両用ヒートポンプ式冷暖房装置に適用される。
そして、コンプレッサ指令手段６４，風量指令手段６６および冷熱指令手段６４のいずれかによる乗員の操作に応じた指令によってコンプレッサ３１の冷媒吐出関連量を変更する場合には、乗員の操作に応じた指令と無関係にコンプレッサ３１の冷媒吐出関連量を変更する場合と比べて、コンプレッサの冷媒吐出関連量を急激に変更するように、その冷媒吐出関連量の変更速度を速く設定する変更速度設定手段４３を備え、コンプレッサ３１の冷媒吐出関連量を変更する場合には、変更速度設定手段４３で設定された速度で変更するよう制御手段４３を構成し、これにより上記問題点を解決する。
請求項２の発明は、冷凍サイクルが、コンプレッサの冷媒吐出側に接続され冷媒の熱を外気あるいは空調風に放熱する放熱用熱交換器と、この放熱用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コンプレッサの冷媒吸入側とに接続され外気あるいは空調風の熱を冷媒に吸熱する吸熱用熱交換器とを含むものである。
請求項３の発明は、乗員の操作に応じてコンプレッサ指令手段によりコンプレッサを稼働状態から停止状態とするための指令がなされた場合には、コンプレッサを停止させる際の冷媒吐出関連量の低減速度を、乗員の操作に応じた指令と無関係に冷媒吐出関連量を変更する場合と比べて速く設定するようにしたものである。
請求項４の発明は、コンプレッサを稼働せずに空調風発生手段を稼働させて空調を行う送風運転、およびコンプレッサおよび空調風発生手段をともに稼働させて空調を行う冷熱運転を切換える運転状態切換手段を更に備え、乗員の操作に応じてコンプレッサ指令手段によりコンプレッサの停止が指令された場合、および乗員の操作に応じて冷熱手段により冷熱運転から送風運転への切換えが指令された場合には、コンプレッサを停止させる際の冷媒吐出関連量の低減速度を、乗員の操作に応じた指令と無関係に冷媒吐出関連量を変更する場合と比べて速く設定するようにしたものである。
請求項５の発明は、乗員の操作に応じてコンプレッサ指令手段によりコンプレッサを停止状態から稼働状態へ変更する指令がなされた場合には、コンプレッサを稼働させる際の冷媒吐出関連量の増加速度を、乗員の操作に応じた指令と無関係に冷媒吐出関連量を変更する場合と比べて速く設定するものである。
請求項６の発明は、コンプレッサを稼働せずに空調風発生手段を稼働させて空調を行う送風運転、および冷熱手段によりコンプレッサおよび空調風発生手段をともに稼働させて空調を行う冷熱運転を切換える運転状態切換手段を更に備え、乗員の操作に応じてコンプレッサ指令手段によりコンプレッサの稼働が指令された場合、および乗員の操作に応じて冷熱手段により送風運転から冷熱運転への切換えが指令された場合には、コンプレッサを稼働させる際の冷媒吐出関連量の増加速度を、乗員の操作に応じた指令と無関係に冷媒吐出関連量を変更する場合と比べて速く設定するようにしたものである。
請求項７の発明は、乗員の操作に応じてコンプレッサ指令手段または冷熱指令手段によりコンプレッサの冷媒吐出関連量の変更が指令された場合には、冷媒吐出関連量の変更速度を、乗員の操作に応じた指令と無関係に変更する場合と比べて速く設定するようにしたものである。
請求項８の発明は、乗員の操作に応じて冷熱指令手段により暖房運転と冷房運転との間で運転状態の切換えが指令された場合には、冷媒吐出関連量の変更速度を、乗員の操作に応じた指令と無関係に変更する場合と比べて速く設定するようにしたものである。
請求項９の発明は、制御手段が吸熱用熱交換器に流入する空調風の温度に応じてコンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する自動吐出量変更部を含み、自動吐出量変更部によりコンプレッサの冷媒吐出関連量を変更するにあたって、その変更速度を、乗員の操作に応じた各指令手段の指令によって変更する場合と比べて遅く設定するようにしたものである。
請求項１０の発明は、暖房運転時、吸熱用熱交換器へ流入する空調風の温度に応じてコンプレッサの冷媒吐出関連量の上限値に相応する物理量を設定し、この物理量に基づいてコンプレッサの冷媒吐出関連量を上限値以下に維持する制御を行い、冷媒吐出関連量を上限値以下に維持するべく冷媒吐出関連量を変更するにあたって、その変更速度を、乗員の操作に応じた各指令手段の指令によって変更する場合と比べて遅く設定するようにしたものである。
請求項１１の発明は、暖房運転が、互いに制御方式の異なる第１および第２の制御モードを含み、第１の制御モードから第２の制御モードへの移行に伴ってコンプレッサの冷媒吐出関連量を変更し、第１の制御モードから第２の制御モードへの移行に伴ってコンプレッサの冷媒吐出関連量を変更するにあたって、その変更速度を、乗員の操作に応じた各指令手段の指令によって変更する場合と比べて遅く設定するようにしたものである。
請求項１２の発明は、上述した空調風発生手段と、風量指令手段と、コンプレッサと、コンプレッサ指令手段と、コンプレッサの冷媒吐出側に接続され、コンプレッサからの冷媒の熱を外気に放熱する車室外熱交換器と、コンプレッサの冷媒吐出側に接続され、コンプレッサからの冷媒の熱を空調風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、冷媒を断熱膨張させる膨張手段と、この膨張手段の冷媒流出側とコンプレッサの冷媒流入側とに接続され、空調風の熱を、車室外熱交換器および放熱用車室内熱交換器の少なくともいずれか一方を経て膨張手段で断熱膨張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、コンプレッサの吐出冷媒を車室外熱交換器に導く冷媒管路と放熱用車室内熱交換器に導く冷媒管路との分岐点に設けられ、冷房運転時にはコンプレッサの吐出冷媒を少なくとも車室外熱交換器に導き、暖房運転時には、コンプレッサの吐出冷媒を車室外熱交換器を迂回させて放熱用車室内熱交換器に導く冷媒流路切換手段と、乗員の操作に応じて、車室外熱交換器，放熱用車室内熱交換器，吸熱用車室内熱交換器，膨張手段，冷媒流路切換手段から構成される冷凍サイクルの作動形態を指令する冷熱指令手段と、コンプレッサ指令手段，風量指令手段および冷熱指令手段からの指令に応じてコンプレッサ，空調風発生手段および冷熱手段の作動形態を制御する制御手段を備えた車両用ヒートポンプ式冷暖房装置に適用される。
そして、コンプレッサ指令手段，風量指令手段および冷熱指令手段のいずれかによる乗員の操作に応じた指令によってコンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する場合には、乗員の操作に応じた指令と無関係にコンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する場合と比べて、コンプレッサの冷媒吐出関連量を急激に変更するように、その冷媒吐出関連量の変更速度を速く設定する変更速度設定手段を備え、コンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する場合には、変更速度設定手段で設定された速度で変更するようにし、これにより上記問題点を解決する。
請求項１３の発明は、制御手段が暖房運転時に風量指令手段からの乗員の操作に応じた指令によって風量を変更する風量変更部と、風量変更に応じてコンプレッサの冷媒吐出量を変更する吐出量変更部とを含み、風量変更に応じてコンプレッサの冷媒吐出量を変更するにあたって、その変更速度を、風量指令手段の操作に応じた指令と無関係に変更する場合と比べて速く設定するようにしたものである。
請求項１４の発明は、吸熱用車室内熱交換器の吹出空気温度に関する物理量に応じてコンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する制御を行い、物理量に応じてコンプレッサの冷媒吐出量を変更するにあたって、その変更速度を、各指令手段による操作に応じた指令によって変更する場合と比べて遅く設定するようにしたものである。
請求項１５の発明は、コンプレッサの回転数または吐出容量を変更することにより冷媒吐出関連量を変更するようにしたものである。
【０００９】
【作用】
請求項１の発明では、コンプレッサ指令手段，風量指令手段および冷熱指令手段のいずれかの指令によってコンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する場合、つまり乗員の操作に応じて冷媒吐出関連量を変更するには、操作と無関係にコンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する場合と比べて変更速度が速くなる。
請求項２の発明では、コンプレッサの冷媒吐出関連量に応じて放熱用熱交換器あるいは吸熱用熱交換器により冷暖房が行われる。この場合も各指令手段のいずれかの指令の有無によって、コンプレッサの冷媒吐出関連量の変更速度が切換えられる。
請求項３の発明では、コンプレッサを稼働状態から停止状態とするための指令（操作）に応じてコンプレッサが停止される。その際の冷媒吐出関連量の低減速度は、操作と無関係にコンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する場合と比べて速くなる。
請求項４の発明では、コンプレッサ指令手段によりコンプレッサの停止が指令された場合、および冷熱手段により冷熱運転から送風運転への切換えが指令された場合、つまり乗員の操作による停止指令がなされた場合には、コンプレッサが停止される。その際の冷媒吐出関連量の低減速度は、上記操作と無関係にコンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する場合と比べて速くなる。
請求項５の発明では、コンプレッサを停止状態から稼働状態へ変更する指令（操作に応じた指令）がなされると、コンプレッサが稼働される。その際の冷媒吐出関連量の増加速度は、上記操作と無関係にコンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する場合と比べて速くなる。
請求項６の発明では、コンプレッサ指令手段によりコンプレッサの稼働が指令された場合、および送風運転から冷熱運転への切換えが指令された場合、つまり乗員の操作による稼働指令がなされた場合には、コンプレッサが稼働される。その際の冷媒吐出関連量の増加速度は、上記操作と無関係にコンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する場合と比べて速くなる。
請求項７の発明では、コンプレッサ指令手段または冷熱指令手段によりコンプレッサの冷媒吐出関連量の変更が指令されると、つまり乗員の操作による変更指令がなされると、冷媒吐出関連量が変更される。その際の冷媒吐出関連量の変更速度は、上記操作と無関係に変更する場合と比べて速くなる。
請求項８の発明では、暖房運転から冷房運転あるいはその逆の切換えが指令された場合、つまり乗員の操作により切換指令がなされた場合には、その指令に応じて運転切換えが行われる。その際の冷媒吐出関連量の変更速度は、上記操作と無関係に変更する場合と比べて速くなる。
請求項９の発明では、吸熱用熱交換器に流入する空調風の温度に応じてコンプレッサの冷媒吐出関連量が変更される。その際の変更速度は、各指令手段の指令、つまり乗員の操作に応じて変更する場合と比べて遅くなる。
請求項１０の発明では、暖房運転時、吸熱用熱交換器へ流入する空調風の温度に応じてコンプレッサの冷媒吐出関連量の上限値に相応する物理量が設定され、この物理量に基づいてコンプレッサの冷媒吐出関連量を上限値以下に維持する制御が行われる。その際の冷媒吐出関連量の変更速度は、各指令手段の指令、つまり乗員の操作に応じて変更する場合と比べて遅くなる。
請求項１１の発明では、暖房運転時、第１の制御モードから第２の制御モードへの移行に伴ってコンプレッサの冷媒吐出関連量が変更される。その際の変更速度は、各指令手段の指令、つまり乗員の操作に応じて変更する場合と比べて遅くなる。
請求項１２の発明では、暖房運転時には車室外熱交換器を迂回して冷媒が循環する。この場合も各指令手段のいずれかの指令の有無によって、コンプレッサの冷媒吐出関連量の変更速度が切換えられる。
請求項１３の発明では、暖房運転時に風量指令手段からの指令、つまり乗員の操作に応じた風量変更指令によって風量が変更されると、その風量変更に応じてコンプレッサの冷媒吐出量が変更される。その際の変更速度は、乗員の操作による風量変更指令と無関係に変更する場合と比べて速くなる。
請求項１４の発明では、吸熱用車室内熱交換器の吹出空気温度に関する物理量に応じてコンプレッサの冷媒吐出量が変更される。その際の変更速度は、各指令手段の指令、つまり乗員の操作に応じて変更する場合と比べて遅くなる。
請求項１５の発明では、冷暖房装置制御用の物理量を検出する検出手段の出力が異常と判定された場合には、コンプレッサの冷媒吐出関連量が急速に低減されてコンプレッサが停止される。
請求項１６の発明では、冷凍サイクルの高圧系の圧力または温度が第１の所定値以上の場合には、コンプレッサの冷媒吐出関連量が急速に低下してコンプレッサが停止される。冷凍サイクルの高圧系の圧力または温度が第１の所定値未満でかつ第２の所定値以上の場合には、コンプレッサの冷媒吐出関連量が所定量だけ緩慢に低下される。
請求項１７の発明では、コンプレッサの目標冷媒吐出関連量と実際の冷媒吐出関連量との差が所定値以上の場合には、コンプレッサの冷媒吐出関連量が急速に変更されて目標冷媒吐出関連量に近づけられる。コンプレッサの目標冷媒吐出関連量と実際の冷媒吐出関連量との差が所定値未満の場合には、コンプレッサの冷媒吐出関連量が緩慢に変更されて目標冷媒吐出関連量に近づけられる。
請求項１８の発明では、コンプレッサの回転数または吐出容量を変更することにより冷媒吐出関連量が変更される。
【００１０】
なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易くするために一部実施例の図を用いたが、これにより本発明が実施例に限定されるものではない。
【００１１】
【実施例】
（１）第１の実施例（請求項１〜１２に対応する実施例）：
図１〜図５により本発明の第１の実施例を説明する。
図１は本発明に係る車両用ヒートポンプ式冷暖房装置の構成を示す図、図２はその冷凍サイクル系のみを示す図である。本実施例の冷凍サイクルは、コンプレッサ３１，車室外熱交換器３８，車室内熱交換器３５，アキュムレータ９１，膨張弁３４，四方弁９０などから構成される。
【００１２】
コンプレッサ３１は、エンジンルームなどの車室外箇所に設置され、例えば電動コンプレッサあるいは油圧駆動式コンプレッサのように、その回転数を変更することによって冷媒吐出量を変更可能なものが用いられる。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、放熱器あるいは吸熱器として用いられる。車室内熱交換器３５は、インストルメントパネルの裏側などの車室内前部に配置された空調ダクト３９内に配置され、吸熱器あるいは放熱器として用いられる。膨張弁３４は、車室内熱交換器３５あるいは車室外熱交換器３８からの冷媒を断熱膨張して霧状にして車室外熱交換器３８あるいは車室内熱交換器３５に流入する。アキュムレータ９１は、気液混合冷媒から気体冷媒のみを選択的にコンプレッサ３１に吸入せしめる。
【００１３】
四方弁９０は、冷房運転時には図示実線の位置に切換えられ、このときコンプレッサ３１の吐出冷媒は、四方弁９０→車室外熱交換器３８→膨張弁３４→車室内熱交換器３５→四方弁９０→アキュムレータ９１→コンプレッサ３１の順で循環する。その際、車室外熱交換器３８が高温の冷媒の熱を外気に放熱し、車室内熱交換器３５がブロアファン３７からの空調風の熱を冷媒に吸熱して車室内冷房用の冷風を作る。暖房運転時には、四方弁９０が図示破線の位置に切換えられ、このときコンプレッサ３１の吐出冷媒は、四方弁９０→車室内熱交換器３５→膨張弁３４→車室外熱交換器３８→四方弁９０→アキュムレータ９１→コンプレッサ３１の順で循環する。その際、車室外熱交換器３８が外気の熱を冷媒に吸熱し、車室内熱交換器３５が冷媒の熱をブロアファン３７からの空調風に放熱して車室内暖房用の温風を作る。
【００１４】
空調ダクト３９には、ブロアファンモータ４４によって駆動されるブロアファン３７が設けられるとともに、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、外気導入管４１と空調ダクト３９の境界部分にはインテークドア４２が設けられている。導入管４０，４１から導入された外気，内気は、ブロアファン３７により車室内熱交換器３５側に送られる。
【００１５】
また空調ダクト３９には、乗員の上半身に向けて空調風を吹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出すフット吹出口５２と、フロントウィンドウに向けて空調風を吹出すデフロスタ吹出口５３とが設けられるとともに、ベンチレータ吹出口５１を開閉するベンチレータドア５５と、フット吹出口５２を開閉するフットドア５６と、デフロスタ吹出口５３を開閉するデフロスタドア５７とが設けられている。
ベンチレータドア５５，フットドア５６およびデフロスタドア５７（以下、総称してモードドアと呼ぶ）は、制御装置４３で駆動される不図示のモードドアアクチュエータにより駆動される。
【００１６】
さらに空調ダクト３９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から空調ダクト３９への開口部７２には、循環用通路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７４および出口側ドア７５は、制御装置４３に接続された不図示のアクチュエータにより駆動され、開口部７２，分岐部７３をそれぞれ開閉する。すなわち、入口側ドア７４および出口側ドア７５が開放した状態において、空調ダクト３９からブロアファン３７の上流側へ温調風が循環する。
【００１７】
制御装置４３には、車室内熱交換器３５の吸込口空気温度Ｔｓｕｃを検出する車室内熱交換器吸込風温センサ５８と、車室内熱交換器３５の吹出空気温度Ｔｏｕｔ１を検出する車室内熱交換器吹出し温度センサ５９と、ベンチレータ吹出口５１の吹出空気温度Ｔｖｅｎｔを検出するベンチレータ吹出口風温センサ６０とが接続されるとともに、車室内への日射量Ｑｓｕｎを検出する日射量センサ６１と、外気温度Ｔａｍｂを検出する外気温センサ６２と、車室内温度Ｔｉｃを検出する室温センサ６３と、車室外熱交換器３８の吹出空気温度Ｔｏｕｔ２を検出する車室外熱交換器吹出温度センサ６７とが接続され、各センサの出力が制御装置４３にそれぞれ入力される。
【００１８】
また制御装置４３には、空調設定パネル８９に設けられた室温設定器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とが接続され、室温設定器６４から不図示の温度設定レバーの操作位置（設定温度Ｔｐｔｃに依存する）が制御装置４３に入力される。ここで、車室内に空調風を吹出す吹出口モードとしては、主として乗員の上半身に空気を吹出すベントモード、主として乗員の足元に空気を吹出すフットモード、乗員の上半身および足元の双方に空気を吹出すバイレベルモードなどが設定可能とされ、上記吹出口モードスイッチ６５の操作によりいずれかのモードが選択可能とされる。またブロアファンスイッチ６６は、ブロアファン３７の風量を選択するためのものである。
【００１９】
制御装置４３は、上記各センサの検出出力や設定温度Ｔｐｔｃ、各スイッチの操作状態に基づいてコンプレッサ３１の回転数、ブロアファン風量、吹出口モードなどを演算する。そして、各演算された値に基づいてコンプレッサ３１、ブロアファン４４、エアミックスドアアクチュエータ、モードドアアクチュエータなどを駆動制御する。
【００２０】
特にコンプレッサの回転数は、上記温度設定器６４を構成する温度設定レバーの操作位置に応じて制御される。詳しくは、温度設定レバーが暖房運転の位置にある場合には、最大暖房位置に近づくほどコンプレッサの回転数が増加され、最小暖房位置に近づくほどコンプレッサ回転数が低減される。同様に温度設定レバーが冷房運転の位置にある場合には、温度設定レバーが最大冷房位置に近づくほどコンプレッサの回転数が増加され、最小冷房位置に近づくほどコンプレッサ回転数が低減される。
【００２１】
以上の実施例の構成において、本発明は、温度設定レバーを含む室温設定器６４がコンプレッサ指令手段および冷熱指令手段を、ブロアファン３７が空調風発生手段を、ブロアファンスイッチ６６が風量指令手段を、冷凍サイクルを構成する熱交換器３５，３８，膨張弁３４などが冷熱手段を、制御装置４３が制御手段，変更速度設定手段および運転状態切換手段をそれぞれ構成する。
【００２２】
次に、図３〜図５のフローチャートを参照して制御装置４３による冷暖房制御の詳細手順を説明する。
図３のステップＳ５０１では、種々の計算式で用いる定数をセットする。ステップＳ５０２では、各種データの読み込みを行う。これらのデータは、温度設定器６４を構成する温度設定レバーの操作位置すなわち設定温度Ｔｐｔｃ，日射量Ｑｓｕｎ，外気温Ｔａｍｂ，設定ファンスイッチの操作情報Ｖｆａｎ−ｓｅｔ、エアコンスイッチのオン・オフ情報Ａ／Ｃｓｗ、冷媒吐出温度Ｔｄ、現在の運転モード判定Ｏｐｅ−ｍｏｄｅ，吹出口モード位置Ｍｏｄｅ，吸込口レバー位置Ｉｎｔｋ，センサが異常検出した場合のフラグＦｌａｇ−ｓｅｎｓｏｒなどである。
【００２３】
ステップＳ５０３では、コンプレッサ回転数を変更する際の速度を決定するためのフラグ（以下、変更速度フラグと呼ぶ）を「０」にセットする。後述するように、この変更速度フラグが「０」の場合にはコンプレッサ回転数を比較的緩慢に変更し、変更速度フラグが「１」の場合には急速に変更する。ステップＳ５０４では、エアコンスイッチおよび温度設定レバーの操作位置から現在設定されている運転状態を判断する。設定温度レバーが設定温度の低い側にあれば冷房運転と判断し、高い側にあれば暖房運転と判断し、中間位置にあれば送風運転と判断する。ここで、送風運転とは、コンプレッサ３１を稼働せずにブロアファン３７を稼働する運転状態であり、この場合、ブロアファン３７からの空調風が何ら加熱・冷却されずに車室内に吹出されることになる。
【００２４】
ステップＳ５０５では、運転状態の変更が指令されたか否かを判定する。運転状態の変更指令とは、前回と運転状態が異なる位置への設定温度レバーの操作、あるいは運転停止操作に相当するものである。運転状態の変更が指令された場合にはステップＳ５０６に進み、運転停止が指令されているか否かを判定する。ステップＳ５０６が否定されるとステップＳ５０７に進み、他の運転状態から送風運転への切換えが指令されたか否かを判定する。ステップＳ５０７が否定されるとステップＳ５０８に進み、変更速度フラグを「１」にセットしてステップＳ５０９に進む。つまり送風運転以外の運転状態への切換えが指令された場合には、変更速度フラグが「１」となる。
【００２５】
ステップＳ５０９では、他の運転状態から暖房運転への切換えが指令されたか否かを判定する。ステップＳ５０９が否定された場合には、冷房運転への切換えが指令されたと判断し、ステップＳ５１０で四方弁９０を冷房運転位置（図１に実線で示す位置）に切換えて図４のステップＳ５２６に進む。
【００２６】
ステップＳ５２６では、温度設定レバーの操作位置から回転数変更後のコンプレッサ３１の回転数を算出する。ステップＳ５２７では、コンプレッサ回転数が前回と所定値以上異なるか否か、すなわち現在設定されているコンプレッサ回転数と上記算出されたコンプレッサ回転数との差が所定値以上か否かを判定する。ステップＳ５２７が否定されるとステップＳ５２９で変更速度フラグを「０」に設定し、肯定されるとステップＳ５２８で変更速度フラグを「１」に設定する。つまりコンプレッサ回転数の変更量が所定値未満の場合には回転数が緩慢に変更されるように、回転数変更量が所定値以上の場合には回転数が急速に変更されるようにする。
【００２７】
次に、図５のステップＳ５３０では、ブロアファンスイッチ６６の操作状況に応じてブロアファン電圧を設定し、ステップＳ５３１では、吹出口モードスイッチ６５の操作状況に応じて吹出口モードを設定し、ステップＳ５３２では吸込口レバー位置に応じて吸込口を設定する。
【００２８】
ステップＳ５３３ではコンプレッサ３１の回転数を設定する。回転数の変更が指令されていない場合には現状の回転数に維持し、回転数の変更が指令されている場合には、指令された回転数になるよう変更する。また、コンプレッサの停止が指令されている場合には、コンプレッサ３１を停止させる。コンプレッサ３１の回転数を変更する際には、変更速度フラグが「１」であれば急速に変更し、「０」であれば緩慢に変更する。具体的には、コンプレッサ３１が電気的モータで駆動されるものであれば、最大回転数を１００％としたとき、急速に変化させる際には１秒間に１〜３％の割合で変更し（第１の速度で変更し）、緩慢に変更する際には１秒間に０．０８〜０．４％の割合で変更する（第２の速度で変更する）。なお、この割合は上記数値に限定されない。
また、コンプレッサ３１を停止させる場合には、冷凍サイクルの圧力によってコンプレッサ３１を急激に停止させる方向の力が働くので、上述の急速に変化させる場合よりも更に急速に停止することになる。
【００２９】
上述の制御によれば、他の運転状態から冷房運転へ切換えられた場合で、コンプレッサ回転数の変更量が所定値以上の場合には、コンプレッサ３１の回転数が急速に変更され、冷媒吐出量が変更される。コンプレッサ回転数が急速に変更されると、音や振動の変化を乗員が感知することにより、冷房切換操作に応じて回転数が変更された旨を認識することができる。また、コンプレッサ回転数が急速に変更されることにより、直ちに所望の空調状態を得ることができる。
一方、コンプレッサ回転数の変更量が所定値未満の場合には、コンプレッサ３１の回転数を急速に切換えなくても直ちに所望の空調状態を得ることができるので、冷凍サイクルの安定性を考慮してコンプレッサ回転数を緩慢に切換える。
【００３０】
ステップＳ５３４では、上記ステップＳ５３０〜Ｓ５３２で設定された状態となるようにブロアファン３７やモードアクチュエータ，吸込み口アクチュエータを制御し、その後、ステップＳ５０２に戻る。
【００３１】
一方、図３のステップＳ５０９が肯定された場合、すなわち、暖房運転への切換えが指令された場合には、ステップＳ５１１で四方弁９０を暖房運転位置に切換えて図４のステップＳ５１８に進む。ステップＳ５１８では、温度設定レバーの操作位置からコンプレッサ３１の回転数を算出し、ステップＳ５１９では、吸熱器として作用している車室外熱交換器３８の吹出空気温度Ｔｏｕｔ２からコンプレッサ回転数の上限値を設定する。上限値を設定するのは、冷凍サイクルの高圧系の温度，圧力が上昇し過ぎるのを防止するためである。ステップＳ５２０では、ステップＳ５１９で設定した回転数の上限値が温度設定レバーにより指令されたコンプレッサ回転数より小さいか否かを判定する。大きい場合には、変更速度フラグを現状の値に保持したまま上述した図５のステップＳ５３０〜Ｓ５３４の処理を行う。
【００３２】
これによれば、暖房運転への切換えが指令されたとき（このとき設定温度フラグは「１」である）、温度設定レバーにより指令されたコンプレッサ回転数が上限値未満であれば、ステップＳ５３３でコンプレッサ３１の回転数が急速に変更される。したがって、暖房切換操作に応じて回転数が変更された旨を認識することができる。
【００３３】
一方、ステップＳ５２０が肯定された場合、つまり温度設定レバーにより指令されたコンプレッサ回転数が上限値を超えている場合には、ステップＳ５２１に進む。ステップＳ５２１では、現在変更速度フラグが「１」か否かを判定する。「１」であれば、他の運転状態から暖房運転への切換えが指令されたと判断してステップＳ５２４で変更速度フラグを改めて「１」に設定して図５のステップＳ５３０〜Ｓ５３４の処理を行う。ここで、コンプレッサ回転数が上限値を超えている場合には、冷凍サイクルの高圧系の温度，圧力が上昇し過ぎるおそれがあるので、これを防止するためにステップＳ５３３では、コンプレッサ回転数を上限値以下に低下させる。そして、暖房運転への切換えが指令されたときには、変更速度フラグを改めて「１」となっているので、この場合もコンプレッサ３１の回転数が急速に変更される。したがって、上述と同様に暖房切換操作に応じて回転数が変更された旨を認識することができる。
【００３４】
ステップＳ５２１で変更速度フラグが「０」と判定された場合には、暖房運転が継続しているときの制御と判断してステップＳ５２２に進み、温度設定レバーの位置から算出されたコンプレッサ回転数が前回の回転数と所定値以上異なるか否か、つまりコンプレッサの回転数変化量が所定量以上か否かを判定する。変化量が少ない場合には、回転数変更速度は緩慢でよいのでステップＳ５２５に進んで変更速度フラグを「０」として図５のステップＳ５３０に進む。コンプレッサ回転数を緩慢に変化させることにより、冷凍サイクルが不安定になるのを最小限に抑制できる。
【００３５】
一方、回転数変化量が多い場合にはステップＳ５２３に進み、冬期の暖房初期のように、暖房能力を大きくして急速に車室内を加熱するための急速暖房制御（第１の制御モード）から、車室内の温度がほぼ設定温度に到達している安定制御（第２の制御モード）に移行する状態か否かを判定する。ここで、急速暖房制御時には、車室外熱交換器３８の凍結を防止しつつコンプレッサ３１の回転を最大限に高める制御を行う。したがって、急速暖房制御から安定制御への移行時にはコンプレッサ３１の回転数を低減する制御が行われることになる。
【００３６】
ステップＳ５２３で移行状態と判定されると、コンプレッサ回転数の変更が乗員の操作によるものではないから、回転数変更の旨を乗員に認識させる必要はないと判断し、回転数変更速度が緩慢になるようにステップＳ５２５に進む。コンプレッサ回転数を緩慢に変化させることにより、冷凍サイクルが不安定になるのを最小限に抑制できる。
また、移行状態でないと判定されると、コンプレッサ回転数の変更が乗員の操作によるものと判断し、回転数変更速度を急速に行うべくステップＳ５２４に進む。
【００３７】
図３のステップＳ５０７で今回送風運転が指令されたと判定された場合には、ステップＳ５１２に進み、前回が冷房運転，暖房運転のいずれかであったか否かを判定する。ここで、冷房運転および暖房運転が冷熱運転に相当する。ステップＳ５１２が否定されると、すなわち冷暖房装置が停止状態のときに送風運転が指令された場合には、ステップＳ５１４で送風運転に切換えて図５のステップＳ５３０〜Ｓ５３４の処理を行う。この場合、ステップＳ５３３ではコンプレッサ３１を停止状態に保持する。
【００３８】
ステップＳ５１２が肯定された場合、すなわち冷房運転，暖房運転のいずれかから送風運転への切換えが指令された場合には、ステップＳ５１３に進んで変更速度フラグを「１」にセットした後、ステップＳ５１４に進む。この場合には、ステップＳ５３３で稼働状態にあったコンプレッサ３１を停止させるが、その際、変更速度フラグが「１」となっているので、コンプレッサ回転数を急速に低下させる。これにより乗員は、送風運転への切換操作に応じてコンプレッサ３１が停止されたことを認識できる。
【００３９】
ステップＳ５０６で冷暖房装置の停止が指令されたと判定された場合には、ステップＳ５１５で変更速度フラグを「１」にセットしてステップＳ５１６に進み、冷暖房装置を停止に設定してステップＳ５３０に進む。この場合には、ステップＳ５３３で稼働状態にあったコンプレッサ３１を停止させるが、その際、コンプレッサ回転数を急速に低下させる。またステップＳ５３４ではブロアファンや各アクチュエータを停止する。
【００４０】
ステップＳ５０５で運転状態が前回と同じと判定された場合には、図４のステップＳ５１７に進む。ステップＳ５１７では運転状態を判定し、冷房運転であれば上述したステップＳ５２６以降の処理を行う。すなわち冷房運転が継続している場合には、コンプレッサ回転数の変更量が多いときには急速に、少ないときには緩慢に回転数を変更する。すなわち、温度設定レバーにより設定温度を所定値以上変更したような場合にはコンプレッサ回転数が急速に変更される。
【００４１】
ステップＳ５１７で暖房運転と判定された場合には、ステップＳ５１８以降の処理を行う。つまり暖房運転が継続している場合には、コンプレッサ回転数の変更量が少ない場合、および急速暖房制御（第１の制御モード）から安定暖房制御（第２の制御モード）への移行時には回転数が緩慢に変更される一方、温度設定レバーにより設定温度を所定値以上変更したような場合には、回転数が急速に変更される。
ステップＳ５１７で送風運転と判定された場合には、そのままステップＳ５３０に進み、ステップＳ５３３ではコンプレッサ３１を停止し、ステップＳ５３４ではブロアファン３７および各アクチュエータを制御する。
【００４２】
（２）第２の実施例（請求項１〜１８に対応する実施例）：
次に、図６〜図９により本発明の第２の実施例を説明する。
図６は本実施例における車両用ヒートポンプ式冷暖房装置の構成図、図７はその冷凍サイクルのみを示す図である。なお、図１と同様の箇所には同一の符号を付し、相違点を中心に説明する。
本実施例の冷凍サイクルは、上述した四方弁に代えて三方弁３２が、アキュムレータ９１に代えて液タンク３６がそれぞれ設けられる。また、放熱用車室内熱交換器３３が設けられるとともに、上述した車室内熱交換器３５は冷房時も暖房時も吸熱器として用いられる。
【００４３】
冷房運転時には三方弁３２が実線位置に切換えられ、このときコンプレッサ３１から吐出された冷媒は、コンプレッサ３１→車室外熱交換器３８→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の順で循環する。その際、車室外熱交換器３８が冷媒の熱を外気に放熱し、吸熱用車室内熱交換器３５が空調風の熱を冷媒に吸熱して冷風を作る。
【００４４】
暖房運転時には三方弁３２が図示点線位置に切換えられ、このときコンプレッサ３１から吐出された冷媒は、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の順で循環する。その際、吸熱用車室内熱交換器３５が上述と同様に冷風を作り、放熱用車室内熱交換器３３が冷媒の熱を上記冷風に放熱して温風を作る。
【００４５】
空調ダクト３９内には、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、制御装置４３で駆動される不図示のエアミックスドアアクチュエータにより開閉駆動され、放熱用車室内熱交換器３３を通過して加熱される空気量と、熱交換器３３を迂回して冷却されたままの空気量との混合比（風量配分）を調節して吹出温度を調節する。
【００４６】
空調ダクト３９の放熱用熱交換器３３よりも下流側には、上記冷風と温風とを十分に混合させて適切な温度の空調風を作る部屋として、エアミックスチャンバ４７が設けられている。また制御装置４３には、上述した各センサやスイッチ類に加えて、放熱用車室内熱交換器３３の出口側の冷媒吐出温度Ｔｄを検出する冷媒温度センサ６７や、放熱用車室内熱交換器３３の吹出空気温度Ｔｖを検出する放熱用車室内熱交換器吹出温度センサ６８などが接続される。
【００４７】
次に、本実施例における制御の手順を説明する。
上述した図３のステップＳ５０１〜Ｓ５１６の処理は本実施例でも実行される。図８は図４の一部に相当するフローチャートを示し、図４と同様のステップには同一のステップ番号を付してある。
本実施例では、ステップＳ５２１で変更速度フラグが「０」と判定された場合にステップＳ６０１に進む。ステップＳ６０１では、ブロアファンファンスイッチ６６により前回と異なるブロアファン速度（風量）が指令されたか否かを判定し、肯定されると、コンプレッサ回転数を急速に変更すべくステップＳ６２５で変更速度フラグを「１」に設定し、その後、図５のステップＳ５３０〜Ｓ５３４の処理を行う。
【００４８】
この場合、ステップＳ５３３では、ブロアファン速度に応じてコンプレッサ回転数が制御される。すなわち、ブロアファン速度が変更されると、放熱用車室内熱交換器３３の通過空気量が急激に変化するため、コンプレッサ回転数を適宜変更しないと冷凍サイクルの圧力や温度の上昇を招くおそれがある。そこで、冷凍サイクルの圧力上昇や温度の上昇を抑制するため、ステップＳ５３３でコンプレッサ３１の回転数を変更する。その際、変更速度フラグが「１」に設定されているので、コンプレッサ回転数は急速に変化する。したがって、乗員はブロアファン速度の変更に伴ってコンプレッサ回転数が確実に変化したことを認識できる。なお、ステップＳ６０１でブロアファン速度の変更操作がなされていないと判定されると、ステップＳ５２２に進んで上述と同様の処理を行う。
【００４９】
図９は図４の一部に相当する冷房運転時のフローチャートであり、図４と同様のステップには同一のステップ番号を付してある。
ステップＳ５２７でコンプレッサ回転数の変化量が所定値以上と判定されると、ステップＳ６０２に進む。ステップＳ６０２では、冷凍サイクルが高温，高圧になるのを抑制するために、吸熱用車室内熱交換器３５の吹出空気温度に基づいてコンプレッサ３１の回転数を変更するか否かを判定する。ステップＳ６０２が否定されると、コンプレッサ回転数を急速に変更すべくステップＳ５２８で変更速度フラグを「１」に設定し、肯定されると、コンプレッサ回転数を緩慢に変更すべくステップＳ５２９で変更速度フラグを「０」に設定する。
【００５０】
すなわち、冷凍サイクルが高温，高圧になるのを抑制するためのコンプレッサ回転数の変更は、乗員の操作に基づくものではなく、乗員に回転数変更の旨を認識させる必要がないから、回転数変更による冷凍サイクルの不安定化を最小限に抑制するために、回転数を緩慢に変更する。
その他の制御は第１の実施例と同様である。
【００５１】
（３）第３の実施例（請求項１〜２０に対応する実施例）：
次に、図１０により本発明の第３の実施例を説明する。
本実施例における冷暖房装置の構成は、図６に示したものと同様である。
また本実施例の制御手順において、上述した図３，図８，図９の処理は本実施例でも実行される。
【００５２】
図１０は図５に相当するフローチャートであり、図５と同様のステップには同一のステップ番号を付してある。本実施例では、ステップＳ５３２の後、ステップＳ７０１において、温度や圧力を計測する上記各センサのうちその出力に異常があるものがないかを検出する。これは、例えば各センサごとに検出値が正常と判断できる範囲を予め設定し、実際のセンサ出力がその範囲に含まれるか否かで判断する。いずれのセンサにも異常がなければステップＳ７０３に進み、異常があるものがあれば、コンプレッサ回転数を急速に変更すべくステップＳ７０２で変更速度フラグを「１」に設定してステップＳ７０３に進む。
【００５３】
ステップＳ７０３では、コンプレッサ３１の吐出冷媒温度が第１の所定値（例えば、１００〜１２０℃）以上か否かを判定する。第１の所定値以上であれば、冷凍サイクルの高圧系の温度，圧力が高くなり過ぎ、コンプレッサ３１が破損するおそれがあるので、コンプレッサ３１を保護するために冷暖房装置を直ちに停止させる。その際、コンプレッサ回転数を急速に低下させる。冷媒吐出温度が第１の所定値未満であればステップＳ７０４に進み、コンプレッサ３１の吐出冷媒温度が第２の所定値（例えば、９０〜９５℃）以上か否かを判定する。第２の所定値未満であればステップＳ５３３に進み、第２の所定値以上であれば、冷凍サイクルの高圧系の温度，圧力を低下させて冷凍サイクルを安定化させるために、ステップＳ７０５でコンプレッサ回転数を所定量（例えば最大回転数の３０％程度）だけ急速に低下させてステップＳ５３３に進む。なお、吐出冷媒温度に代えて吐出冷媒圧力を用いても同様の作用効果が得られる。
【００５４】
ステップＳ５３３では、上述と同様にコンプレッサ３１の稼働・停止またはコンプレッサ３１の回転数制御を行う。特に本実施例では、上記ステップＳ７０１でセンサが異常と判定された場合には、正確な冷暖房制御が行えないので、コンプレッサ３１を停止させる。その際、変更速度フラグが「１」となっているので、コンプレッサ回転数が急速に低下される。
【００５５】
なお以上では、温度設定器６４を構成する温度設定レバーにより冷房運転，暖房運転および送風運転の切換指令、およびコンプレッサ回転数の変更指令を行うようにし、コンプレッサ指令手段と冷熱指令手段とを兼用させたが、 上記２つの指令を別々の操作部材で行うようにしてもよい。また、コンプレッサの回転数を変更して冷媒吐出量を調節する例を示したが、可変容量コンプレッサを用いた場合には、吐出容量を変更して冷媒吐出量を変更することになる。
【００５６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、乗員の操作に応じてコンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する場合には、変更速度を速くするようにした。冷媒吐出関連量の変更速度が速い場合には、遅い場合と比べて音や振動が大きいため、乗員が自身の変更操作による変更が行われたことを音や振動という最も体感し易い信号で感知できる。一方、乗員の操作とは無関係に冷媒吐出関連量を変更する場合には、乗員にその変更を知らしめる必要はないので、変更速度を比較的遅めにし、冷凍サイクルの安定化を図る。
請求項２の発明によれば、コンプレッサの冷媒吐出関連量に応じて放熱用熱交換器あるいは吸熱用熱交換器により冷暖房を行うものにおいて、上述と同様に冷媒吐出関連量の変更速度を制御するようにしたので、冷凍サイクルの不安定化を最小限に抑制しつつ、上記指令に応じて冷媒吐出関連量が変更されたことを乗員に認識させることができる。
請求項３，４の発明によれば、例えば乗員の操作によりコンプレッサの停止が指令された場合、あるいは乗員の操作により冷熱運転から送風運転への切換えが指令された場合には、コンプレッサを稼働状態から停止状態とする際の冷媒吐出関連量の低減速度を速くするようにしたので、上記指令に応じてコンプレッサの停止動作が行われたことを乗員に認識させることができる。
請求項５，６の発明によれば、例えば乗員の操作によりコンプレッサの稼働が指令された場合、あるいは乗員の操作により送風運転から冷熱運転への切換えが指令された場合には、コンプレッサを停止状態から稼働状態へ変更する際の冷媒吐出関連量の増加速度を速くするようにしたので、上記指令に応じてコンプレッサが稼働されたことを乗員に認識させることができる。
請求項７の発明によれば、乗員の操作に応じてコンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する場合には、その変更速度を速くするようにしたので、上記指令に応じて冷媒吐出関連量が変更されたことを乗員に認識させることができる。
請求項８の発明によれば、乗員の操作により暖房運転から冷房運転あるいはその逆の切換えが指令された場合には、コンプレッサの冷媒吐出関連量の変更速度を速くするようにしたので、上記切換えが行われたことを乗員に認識させることができる。
請求項９〜１１の発明では、乗員の操作とは無関係にコンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する場合（例えば吸熱用熱交換器に流入する空調風の温度に応じてコンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する場合や、暖房運転時に、吸熱用熱交換器へ流入する空調風の温度に応じてコンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する場合、あるいは暖房運転時、第１の制御モードから第２の制御モードへの移行に伴ってコンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する場合）には、冷媒吐出関連量の変更の旨を乗員に認識させる必要がないので、変更速度を遅くするようにした。これにより、冷凍サイクルの不安定化を最小限に抑制することができる。
請求項１２の発明では、暖房運転時には車室外熱交換器を迂回して冷媒が循環する。この種の冷暖房装置においても、乗員の操作に応じてコンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する場合には、乗員の操作と無関係に冷媒吐出関連量を変更する場合と比べて冷媒吐出関連量の変更速度を速くするようにしたので、冷凍サイクルの不安定化を最小限に抑制しつつ、上記操作に応じて冷媒吐出関連量が変更されたことを乗員に認識させることができる。
請求項１３の発明によれば、暖房運転時に乗員の操作による風量変更に応じてコンプレッサの冷媒吐出量を変更する場合には、その変更速度を速くするようにしたので、風量変更操作に応じてコンプレッサの冷媒吐出量が変更された旨を乗員に認識させることができる。
請求項１４の発明によれば、吸熱用車室内熱交換器の吹出空気温度に関する物理量に応じてコンプレッサの冷媒吐出量を変更する場合、すなわち冷媒吐出量の変更を乗員に認識させる必要のないときには、その変更速度を遅くするようにしたので、冷凍サイクルの不安定化を最小限に抑制しつつ、上記指令に応じて冷媒吐出量が変更されたことを乗員に認識させることができる。
請求項１５の発明によれば、冷暖房装置制御用の物理量を検出する検出手段の出力が異常と判定された場合には、コンプレッサの冷媒吐出関連量を急速に低下させてコンプレッサを停止するようにしたので、不所望な空調制御が行われるのを防止できるとともに、その旨を乗員に認識させることができる。また、冷凍サイクルの高圧系の圧力または温度が第１の所定値未満でかつ第２の所定値以上の場合には、冷凍サイクルの安定化を図るためにコンプレッサの冷媒吐出関連量を所定量だけ緩慢に低下させるようにしたので、変更の旨を乗員に認識させる必要のない場合には、冷媒吐出関連量が緩慢に変更され、冷凍サイクルの不安定化を抑制できる。
請求項１７の発明によれば、コンプレッサの目標冷媒吐出関連量と実際の冷媒吐出関連量との差が所定値以上の場合には、コンプレッサの冷媒吐出関連量を急速に変更させて目標冷媒吐出関連量に近づけるようにしたので、即座に所望の冷暖房性能を得ることができる。また、コンプレッサの目標冷媒吐出関連量と実際の冷媒吐出関連量との差が所定値未満の場合には、コンプレッサの冷媒吐出関連量を緩慢に変更して目標回転数に近づけるようにしたので、冷凍サイクルの不安定化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る車両用ヒートポンプ式冷暖房装置の全体構成図。
【図２】冷暖房装置の冷凍サイクルを示す図。
【図３】第１の実施例の動作を説明するフローチャート。
【図４】図３に続くフローチャート。
【図５】図３，図４に続くフローチャート。
【図６】第２の実施例に係る車両用ヒートポンプ式冷暖房装置の全体構成図。
【図７】冷房装置の冷凍サイクルを示す図。
【図８】第２の実施例の動作を説明するフローチャート。
【図９】図８に続くフローチャート。
【図１０】第３の実施例の動作を説明するフローチャート。
【符号の説明】
３１ コンプレッサ
３２ 三方弁（冷媒流路切換手段）
３３，３５ 車室内熱交換器
３４ 膨張弁（膨張手段）
３７ ブロアファン（空調風発生手段）
３８ 車室外熱交換器
４３ 制御装置（制御手段，変更速度設定手段，運転状態切換手段）
４４ ブロアファンモータ
４６ エアミックスドア
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
６１ 日射センサ
６２ 外気温センサ
６３ 室温センサ
６４ 温度設定器（コンプレッサ指令手段，冷熱指令手段）
６６ ブロアファンスイッチ（風量指令手段）
９０ 四方弁（冷媒流路切換手段）
９１ アキュムレータ

Claims (15)

1. 冷媒を圧送するコンプレッサと、
   乗員の操作に応じて前記コンプレッサの停止・稼働および冷媒吐出関連量を指令するコンプレッサ指令手段と、
   車室内へ送風すべき空調風を発生させる空調風発生手段と、
   乗員の操作に応じて前記空調風発生手段の風量を指令する風量指令手段と、
   前記コンプレッサにより圧送された冷媒が循環する冷凍サイクルを含み、前記空調風を冷却あるいは加熱する冷熱手段と、
   乗員の操作に応じて前記冷熱手段の作動形態を指令する冷熱指令手段と、
   前記コンプレッサ指令手段，風量指令手段および冷熱指令手段からの指令に応じて前記コンプレッサ，前記空調風発生手段および前記冷熱手段を制御する制御手段とを備えた車両用ヒートポンプ式冷暖房装置において、
   前記コンプレッサ指令手段，前記風量指令手段および前記冷熱指令手段のいずれかによる前記乗員の操作に応じた指令によって前記コンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する場合には、前記乗員の操作に応じた指令と無関係に前記コンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する場合と比べて、コンプレッサの冷媒吐出関連量を急激に変更するように、その冷媒吐出関連量の変更速度を速く設定する変更速度設定手段を備え、
   前記制御手段は、前記コンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する場合には、前記変更速度設定手段で設定された速度で変更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。
2. 前記冷凍サイクルは、前記コンプレッサの冷媒吐出側に接続され冷媒の熱を外気あるいは前記空調風に放熱する放熱用熱交換器と、この放熱用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外気あるいは空調風の熱を冷媒に吸熱する吸熱用熱交換器とを含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。
3. 前記変更速度設定手段は、乗員の操作に応じて前記コンプレッサ指令手段により前記コンプレッサを稼働状態から停止状態とするための指令がなされた場合には、前記コンプレッサを停止させる際の冷媒吐出関連量の低減速度を、前記乗員の操作に応じた指令と無関係に冷媒吐出関連量を変更する場合と比べて速く設定することを特徴とする請求項１に記載の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。
4. 前記コンプレッサを稼働せずに前記空調風発生手段を稼働させて空調を行う送風運転、および前記コンプレッサおよび前記空調風発生手段をともに稼働させて空調を行う冷熱運転を切換える運転状態切換手段を更に備え、
   前記変更速度設定手段は、乗員の操作に応じて前記コンプレッサ指令手段により前記コンプレッサの停止が指令された場合、および乗員の操作に応じて前記冷熱手段により前記冷熱運転から前記送風運転への切換えが指令された場合には、前記コンプレッサを停止させる際の冷媒吐出関連量の低減速度を、前記乗員の操作に応じた指令と無関係に冷媒吐出関連量を変更する場合と比べて速く設定することを特徴とする請求項３に記載の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。
5. 前記変更速度設定手段は、乗員の操作に応じて前記コンプレッサ指令手段により前記コンプレッサを停止状態から稼働状態へ変更する指令がなされた場合には、前記コンプレッサを稼働させる際の冷媒吐出関連量の増加速度を、前記乗員の操作に応じた指令と無関係に冷媒吐出関連量を変更する場合と比べて速く設定することを特徴とする請求項２に記載の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。
6. 前記コンプレッサを稼働せずに前記空調風発生手段を稼働させて空調を行う送風運転、および前記冷熱手段により前記コンプレッサおよび前記空調風発生手段をともに稼働させて空調を行う冷熱運転を切換える運転状態切換手段を更に備え、
   前記変更速度設定手段は、乗員の操作に応じて前記コンプレッサ指令手段により前記コンプレッサの稼働が指令された場合、および乗員の操作に応じて前記冷熱手段により前記送風運転から冷熱運転への切換えが指令された場合には、前記コンプレッサを稼働させる際の冷媒吐出関連量の増加速度を、前記乗員の操作に応じた指令と無関係に冷媒吐出関連量を変更する場合と比べて速く設定することを特徴とする請求項５に記載の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。
7. 前記変更速度設定手段は、乗員の操作に応じて前記コンプレッサ指令手段または前記冷熱指令手段によりコンプレッサの冷媒吐出関連量の変更が指令された場合には、冷媒吐出関連量の変更速度を、前記乗員の操作に応じた指令と無関係に変更する場合と比べて速く設定することを特徴とする請求項２に記載の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。
8. 前記変更速度設定手段は、乗員の操作に応じて前記冷熱指令手段により暖房運転と冷房運転との間で運転状態の切換えが指令された場合には、冷媒吐出関連量の変更速度を、前記乗員の操作に応じた指令と無関係に変更する場合と比べて速く設定することを特徴とする請求項２に記載の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。
9. 前記制御手段は、吸熱用熱交換器に流入する空調風の温度に応じて前記コンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する自動吐出量変更部を含み、
   前記変更速度設定手段は、前記自動吐出量変更部によりコンプレッサの冷媒吐出関連量を変更するにあたって、その変更速度を、乗員の操作に応じた前記各指令手段の指令によって変更する場合と比べて遅く設定することを特徴とする請求項２に記載の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。
10. 前記制御手段は、暖房運転時、前記吸熱用熱交換器へ流入する空調風の温度に応じて前記コンプレッサの冷媒吐出関連量の上限値に相応する物理量を設定し、この物理量に基づいて前記コンプレッサの冷媒吐出関連量を前記上限値以下に維持する制御を行い、
    前記変更速度設定手段は、冷媒吐出関連量を前記上限値以下に維持するべく前記冷媒吐出関連量を変更するにあたって、その変更速度を、乗員の操作に応じた前記各指令手段の指令によって変更する場合と比べて遅く設定することを特徴とする請求項２に記載の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。
11. 暖房運転は、互いに制御方式が異なる第１および第２の制御モードを含み、
    前記制御手段は、前記第１の制御モードから第２の制御モードへの移行に伴ってコンプレッサの冷媒吐出関連量を変更し、
    前記変更速度設定手段は、前記第１の制御モードから第２の制御モードへの移行に伴ってコンプレッサの冷媒吐出関連量を変更するにあたって、その変更速度を、乗員の操作に応じた前記各指令手段の指令によって変更する場合と比べて遅く設定することを特徴とする請求項２に記載の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。
12. 車室内に送風すべき空調風を発生させる空調風発生手段と、
    乗員の操作に応じて前記空調風発生手段の風量を指令する風量指令手段と、
    冷媒を圧送するコンプレッサと、
    乗員の操作に応じて前記コンプレッサの冷媒吐出関連量を指令するコンプレッサ指令手段と、
    前記コンプレッサの冷媒吐出側に接続され、コンプレッサからの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、コンプレッサからの冷媒の熱を前記空調風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、冷媒を断熱膨張させる膨張手段と、
    この膨張手段の冷媒流出側と前記コンプレッサの冷媒流入側とに接続され、前記空調風の熱を、前記車室外熱交換器および放熱用車室内熱交換器の少なくともいずれか一方を経て前記膨張手段で断熱膨張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吐出冷媒を前記車室外熱交換器に導く冷媒管路と前記放熱用車室内熱交換器に導く冷媒管路との分岐点に設けられ、冷房運転時には前記コンプレッサの吐出冷媒を少なくとも前記車室外熱交換器に導き、暖房運転時には、前記コンプレッサの吐出冷媒を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に導く冷媒流路切換手段と、
    乗員の操作に応じて、前記車室外熱交換器，放熱用車室内熱交換器，吸熱用車室内熱交換器，膨張手段，冷媒流路切換手段から構成される冷凍サイクルの作動形態を指令する冷熱指令手段と、
    前記コンプレッサ指令手段，風量指令手段および冷熱指令手段からの指令に応じて前記コンプレッサ，前記空調風発生手段および冷熱手段の作動形態を制御する制御手段を備えた車両用ヒートポンプ式冷暖房装置において、
    前記コンプレッサ指令手段，前記風量指令手段および前記冷熱指令手段のいずれかによる前記乗員の操作に応じた指令によって前記コンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する場合には、前記乗員の操作に応じた指令と無関係に前記コンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する場合と比べて、コンプレッサの冷媒吐出関連量を急激に変更するように、その冷媒吐出関連量の前記変更速度を速く設定する変更速度設定手段を備え、
    前記制御手段は、前記コンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する場合には、前記変更速度設定手段で設定された速度で変更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。
13. 前記制御手段は、暖房運転時に前記風量指令手段からの乗員の操作に応じた指令によって風量を変更する風量変更部と、前記風量変更に応じてコンプレッサの冷媒吐出量を変更する吐出量変更部とを含み、
    前記変更速度設定手段は、前記風量変更に応じてコンプレッサの冷媒吐出量を変更するにあたって、その変更速度を、前記風量指令手段の前記操作に応じた指令と無関係に変更する場合と比べて速く設定することを特徴とする請求項１２に記載の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。
14. 前記制御手段は、前記吸熱用車室内熱交換器の吹出空気温度に関する物理量に応じて前記コンプレッサの冷媒吐出関連量を変更する制御を行い、
    前記変更速度設定手段は、前記物理量に応じて前記コンプレッサの冷媒吐出量を変更するにあたって、その変更速度を、前記各指令手段による前記操作に応じた指令によって変更する場合と比べて遅く設定することを特徴とする請求項１２に記載の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。
15. 前記制御手段は、前記コンプレッサの回転数または吐出容量を変更することにより冷媒吐出関連量を変更することを特徴とする請求項１〜１４に記載の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。

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