JP4213535B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両室内における温度環境を調整するための車両用空調装置に関する。

車室内の温度環境を調整する車両用空調装置の中には、たとえば特許文献１に示されているように、ヒートポンプ方式の冷凍サイクルを用いたものが知られている。これは、車室内空気流路中に配設された発熱手段であるヒータコアからの熱を受熱可能な位置に、補助熱交換器であるサブエバポレータと放熱用車室内熱交換器であるサブコンデンサとを配設することで、冷媒のコンプレッサ吐出圧を速やかに上昇、および安定させて、極めて良好な除湿暖房性能を提供するものである。
特開２００２−２２５５４５号公報

しかしながら、前記従来の車両用空調装置にあっては、−２５度以下となるような極低温外気環境下では、暖房運転状態でメインコンデンサ（車室外熱交換器）内部で冷媒が液化、滞留し、冷凍サイクル内を循環する気相冷媒が不足して、暖房性能が低下する恐れがあった。

そこで、本発明は、極低温外気環境下でも十分な暖房性能が得られる車両用空調装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、気相冷媒を圧縮するコンプレッサと、このコンプレッサから導入された当該気相冷媒の熱を周辺の空気に放出させる放熱用熱交換器と、車室内空気流路内に配設され、該放熱用熱交換器から導入された当該気相冷媒に送風空気の熱を吸収させる吸熱用車室内熱交換器と、該放熱用熱交換器から該吸熱用車室内熱交換器へ導入される冷媒を膨張させる膨張手段と、車室内空気流路内に配設された発熱手段とを備え、車両室内の温度環境を調整する車両用空調装置において、前記放熱用熱交換器が複数配設され、これら放熱用熱交換器のそれぞれに冷媒の循環経路が形成され、該放熱用熱交換器の内、車室外に設置された放熱用車室外熱交換器と熱交換が可能な位置に加熱手段が設置されたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項１に記載の車両用空調装置において、前記加熱手段は、車両の駆動源を冷却する冷却水を熱媒体とする熱交換器であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項２に記載の車両用空調装置において、前記冷却水が内部を循環する冷却水循環経路の該加熱手段上流側に電磁制御弁が配設されたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項２に記載の車両用空調装置において、前記冷却水循環系路に冷却水を循環する手段として、電動ウォーターポンプが配設されたことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の車両用空調装置において、前記放熱用車室外熱交換器を構成する放熱フィンと、前記加熱手段を構成する放熱フィンとが一体に形成されていることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項１に記載の車両用空調装置において、前記加熱手段が、電気ヒータであることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、加熱手段によって放熱用車室外熱交換器を加熱可能なことから、極低温外気環境下で放熱用車室外熱交換器内に滞留した液相冷媒を気化させて、循環サイクルに戻し、冷媒圧力を素早く上昇させ、十分な暖房性能を確保することができる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、車両の駆動源を冷却する冷却水を加熱手段の熱媒体に使用することで、新たに熱媒体を確保する必要がないとともに、車両全体の燃費を改善することができる。

請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明の効果に加えて、冷却水循環経路の加熱手段上流側に電磁制御弁が配設されたことにより、冷却水温度に影響されることなく必要に応じて加熱手段に冷却水を循環させることができるので、極低温外気環境下でも素早く放熱用車室外熱交換器内に滞留した液相冷媒を気化させて、循環サイクルに戻し、十分な暖房性能を確保することができる。

請求項４記載の発明によれば、請求項２記載の発明の効果に加えて、冷却水循環系路に冷却水を循環する手段として、電動ウォーターポンプが配設されたことにより、冷却水温度に影響されることなく必要に応じて加熱手段に冷却水を循環させることができるので、極低温外気環境下でも素早く放熱用車室外熱交換器内に滞留した液相冷媒を気化させて、循環サイクルに戻し、十分な暖房性能を確保することができる。

請求項５記載の発明によれば、請求項２〜請求項４の効果に加えて、放熱用車室外熱交換器を構成する放熱フィンと、加熱手段を構成する放熱フィンとが一体に形成されていることにより、加熱手段から放熱用車室外熱交換器への伝熱効率が改善され、極低温外気環境下でも素早く放熱用車室外熱交換器内に滞留した液相冷媒を気化させて、循環サイクルに戻し、十分な暖房性能を確保することができるとともに、装置全体を小型化することができる。

請求項６記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、加熱手段を設置するための構成が簡素化されるため、装置全体を小型、軽量化することができるとともに、応答性にすぐれているため、加熱手段を稼働した直後から放熱用車室外熱交換器を加熱し、放熱用車室外熱交換器内に滞留した液相冷媒を素早く気化させ、循環サイクルに戻すことができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態である車両用空調装置１の概略構成図である。この車両用空調装置１は、冷媒を循環させて冷媒と空気との間で熱交換を行う冷媒サイクルと、車両の駆動源であるエンジン１０の排熱により温められたエンジン冷却水を循環させてエンジン冷却水と空気との間で熱交換を行う冷却水ラインとを備えている。

冷媒サイクルは、コンプレッサ２と、放熱用車室外熱交換器としてのメインコンデンサ３と、放熱用車室内熱交換器としてのサブコンデンサ４と、リキッドタンク５と、膨張手段としての膨張弁６と、吸熱用車室内熱交換器としてのエバポレータ７とが配管部材を介して連通接続され、コンプレッサ２によって圧縮された冷媒がこれらの間を循環するように構成されたものである。

コンプレッサ２は、エンジンルームのような車室外に配設され、吸入した低圧の気相冷媒を圧縮して高圧の気相冷媒として吐出する。このコンプレッサ２は、例えば、エンジン１０のクランクシャフトの動力が、接続・分離手段としてのコンプレッサクラッチ８を介して伝達されることで駆動される。

メインコンデンサ３は、車室外に配設され、コンプレッサ２から吐出され高温高圧の気相冷媒の熱を外気に放出するものである。このメインコンデンサ３には、例えば電動ファン等の送風手段（不図示）が駆動されることで、停車中にもメインコンデンサ３に外気が吹き付けられるようになっている。メインコンデンサ３は、内部を流通する高温高圧の気相冷媒とメインコンデンサ３を通過する外気との間で熱交換を行い、気相冷媒の熱が外気に放出される。

サブコンデンサ４は、後述する車室内空気流路Ｐ１内に配設され、コンプレッサ２から吐出された高温高圧の気相冷媒の熱を車室内空気流路Ｐ１内を流れる空気に放出するものである。車室内空気流路Ｐ１内を流れる空気は、このサブコンデンサ４によって冷媒から熱を吸収することで温風となり、車室内空気流路Ｐ１の下流側へ送風される。

また、本実施形態の車両用空調装置１では、メインコンデンサ３とサブコンデンサ４が並列に接続されており、これらメインコンデンサ３とサブコンデンサ４とが選択的に使用されるように構成されている。つまり、コンプレッサ２から吐出された冷媒が流れる流路は、三方コネクタ１２を介して、メインコンデンサ３を通過する第１の冷媒ラインＬ１と、サブコンデンサ４を通過する第２の冷媒ラインＬ２とに分岐されている。そして、リキッドタンク５の前段で、これら第１の冷媒ラインＬ１と、第２の冷媒ラインＬ２とが三方コネクタ１３を介して合流するようになっている。なお、三方コネクタ１２とコンプレッサ２の間には、コンプレッサ２の吐出冷媒圧力を検出する検出手段としての圧力センサ９が設けられている。

第１の冷媒ラインＬ１には、メインコンデンサ３の前段に電磁制御弁１４が設けられ、メインコンデンサ３の後段に逆止弁１５が設けられている。同様に、第２の冷媒ラインＬ２にも、サブコンデンサ４の前段に電磁制御弁１６が設けられ、サブコンデンサ４の後段に逆止弁１７が設けられている。そして、第１の冷媒ラインＬ１に設けられた電磁制御弁１４の開閉状態、及び第２の冷媒ラインＬ２に設けられた電磁制御弁１６の開閉状態が制御ユニット（不図示）によって切り替えられることで、第１の冷媒ラインＬ１又は第２の冷媒ラインＬ２が選択されるように構成されている。

つまり、冷房運転時には、当該制御ユニットが、第１の冷媒ラインＬ１に設けられた電磁制御弁１４を「開」に設定し、第２の冷媒ラインＬ２に設けられた電磁制御弁１６を「閉」に設定する。これにより、第１の冷媒ラインＬ１が選択されて、コンプレッサ２から吐出された冷媒がメインコンデンサ３へと供給される。一方、暖房運転時には、当該制御ユニットが、第１の冷媒ラインＬ１に設けられた電磁制御弁１４を「閉」に設定し、第２の冷媒ラインＬ２に設けられた電磁制御弁１６を「開」に設定する。これにより、第２の冷媒ラインＬ２が選択されて、コンプレッサ２から吐出された冷媒がサブコンデンサ４へと供給されることになる。

したがって、この車両用空調装置１においては、当該制御ユニットが、第１の冷媒ラインＬ１と第２の冷媒ラインＬ２とを選択的に切り替える切り替え手段として機能し、コンプレッサ２から吐出された冷媒の流路が冷房運転時と暖房運転時とで切り替えられて、メインコンデンサ３とサブコンデンサ４とが選択的に使用されるように構成されている。

リキッドタンク５は、メインコンデンサ３あるいはサブコンデンサ４により熱を放出して冷却され、液化した冷媒を一時的に貯留するものである。このリキッドタンク５は除塵フィルタを備えており、貯留した液状冷媒中に混在する塵埃を除去する機能も有している。なお、リキッドタンク５は三方コネクタ１３の後段に配設されることが望ましいが、エンジンルーム内の配管レイアウトによる制限を受けて三方コネクタ１３の後段に配設することが困難な場合には、図１中に破線で示すように、メインコンデンサ３の直後、あるいはメインコンデンサ３と一体に配設するようにしてもよい。この場合には、サブコンデンサ４で放熱されて液化した冷媒は、リキッドタンク５を介さずに直接膨張弁６に供給されることになる。

膨張弁６は、メインコンデンサ３、あるいはサブコンデンサ４で放熱されてリキッドタンク５に一時的に貯留された液状冷媒を断熱膨張させることで、低温低圧の霧状の冷媒としてエバポレータ７に供給するものである。

エバポレータ７は、車室内空気流路Ｐ１内におけるサブコンデンサ４よりも上流側に配設され、車室内空気流路Ｐ１内を流れる空気の熱を、膨張弁６から供給された低温低圧の霧状の冷媒に吸収させるものである。

膨張弁６により断熱膨張しながら低温低圧の霧状となってエバポレータ７に供給された冷媒は、エバポレータ７を通過する際に、車室内空気流路Ｐ１内を流れる空気の熱を奪って気化する。そして、この気相冷媒がコンプレッサ２に吸入され、再度圧縮されて吐出される。一方、エバポレータ７内の冷媒に熱を奪われた空気は除湿された冷風となって車室内空気流路Ｐ１の下流側へ送風される。

つまり、冷媒サイクルは、以上のように冷媒を循環させて、メインコンデンサ３やサブコンデンサ４、エバポレータ７で熱交換を行うことで、車室内空気流路Ｐ１内に導入された空気を所定の温度に調整する構成になっている。

冷却水ラインは、エンジン冷却水を循環させることで、エンジン１０の排熱によって高温となったエンジン冷却水を熱媒体として利用し、車室内に送風される空気と熱交換を行うもので、放熱器としてのヒータコア２１と、加熱手段としてのラジエータ２０と、エンジン冷却水を循環させるウォーターポンプ２３とが組み込まれている。

また、本実施形態の車両用空調装置１では、ラジエータ２０とヒータコア２１が並列に接続されており、これらラジエータ２０とヒータコア２１とが選択的に使用されるように構成されている。つまり、エンジン１０から吐出されたエンジン冷却水が流れる流路は、三方コネクタ２５を介して、ラジエータ２０を通過する第１の冷却水ラインＬ３と、ヒータコア２１を通過する第２の冷却水ラインＬ４とに分岐されている。そして、ウォーターポンプ２３の前段で、これら第１の冷却水ラインＬ３と、第２の冷却水ラインＬ４とが三方コネクタ２６を介して合流するようになっている。なお、三方コネクタ２６とエンジン１０の間には、エンジン冷却水の吐出量を調整するウォーターポンプ２３が設けられているとともに、第１の冷却水ラインＬ３には、ラジエータ２０の前段に電磁制御弁２４が設けられている。

また、メインコンデンサ３を構成する放熱フィン（不図示）がラジエータ２０を構成する放熱フィンと一体に形成され、メインコンデンサ３とラジエータ２０とが熱交換可能に設置されている。

そして、第１の冷却水ラインＬ３に設けられた電磁制御弁２４の開閉状態が当該制御ユニットによって切り替えられることで、第１の冷却水ラインＬ３が冷却水温度に関係なく、選択されるように構成されている。

たとえば、従来では、気温が−２５度以下となるような極低温外気環境下に車両が長時間放置された場合には、冷媒ライン中の冷媒が液化し、冷媒ラインの中でも特にメインコンデンサ３では外気との熱交換が効率よく行われるために、メインコンデンサ３内に冷媒の多くが滞留してしまうので、このまま暖房運転を開始しても、暖房時の冷媒サイクルを循環する気相冷媒が不足して、暖房性能が低下する恐れがあった。

しかし、メインコンデンサ３を加熱する手段を備えたことにより、メインコンデンサ３内に冷媒の多くが滞留している場合にも、冷媒を加熱して気化することにより、暖房時の冷媒サイクルに冷媒を素早く回収することができる。

ヒータコア２１は、サブコンデンサ４と共に、車室内空気流路Ｐ１内におけるエバポレータ７の下流側に配設され、エンジン１０のウォータージャケット（不図示）から配管部材を介して供給される冷却水、即ち、エンジンの排熱によって加熱されたエンジン冷却水を熱媒体とし、このエンジン冷却水の保有熱により放熱するものである。車室内空気流路Ｐ１内を流れる空気は、上述したサブコンデンサ４により放熱される冷媒の熱に加えて、このヒータコア２１からの熱を吸収することになる。

これにより、車室内空気流路Ｐ１内で効果的に温風が生成されることになる。なお、エンジン１０のウォータージャケットからヒータコア２１へとエンジン冷却水を供給する配管部材にはウォーターバルブ２２が設けられており、上述した制御ユニットによりこのウォーターバルブ２２が調整されることで、ヒータコア２１に供給されるエンジン冷却水の流量、即ち、ヒータコア２１の放熱量が調整されるように構成されている。

ところで、この車両用空調装置１においては、放熱用車室内熱交換器であるサブコンデンサ４が、ヒータコア２１からの熱を受熱可能な位置に配設されている。ここで、ヒータコア２１からの熱を受熱可能な位置とは、車室内空気流路Ｐ１内に空気が流れていない状態においても、ヒータコア２１からの熱が伝達される位置のことをいう。具体的には、例えば、サブコンデンサ４がヒータコア２１に極めて近い位置に配設されている場合や、サブコンデンサ４とヒータコア２１とが一体構造とされている場合には、サブコンデンサ４はヒータコア２１からの熱を受熱可能である。

車室内空気流路Ｐ１の上流側にはブロワファン３１が設けられている。このブロワファン３１が駆動されることで、外気導入口から車室内空気流路Ｐ１内に外気が導入され、あるいは内気導入口から車室内空気流路Ｐ１内に内気が導入される。なお、外気導入口及び内気導入口の近傍にはインテークドア３２が設けられており、このインテークドア３２が駆動制御されることで、車室内空気流路Ｐ１内に導入される外気と内気の割合が調節されるように構成されている。

外気導入口あるいは内気導入口から車室内空気流路Ｐ１内に導入された空気は、まず、車室内空気流路Ｐ１の上流側に配設されたエバポレータ７を通過することになる。このとき、上述したように、エバポレータ７を通過する空気が、このエバポレータ７内の冷媒に熱を奪われることで除湿され、冷風となって下流側へと送風される。

車室内空気流路Ｐ１では、エバポレータ７の下流側が、ヒータコア２１やサブコンデンサ４が配設された温風流路Ｒ１と、ヒータコア２１やサブコンデンサ４を迂回する迂回流路Ｒ２とに分岐されている。温風流路Ｒ１に流された空気は、上述したように、ヒータコア２１を通過する際に、ヒータコア２１からの熱を吸収し、更にサブコンデンサ４を通過する際に、サブコンデンサ４内の冷媒から放熱される熱を吸収して温風となり、下流側へ送風される。一方、迂回流路Ｒ２に流された空気は、エバポレータ７内の冷媒に熱を奪われた冷風のままの状態で下流側へ送風される。

ここで、温風流路Ｒ１と迂回流路Ｒ２とに分岐される分岐点には、温風流路Ｒ１に流される空気の流量と迂回流路Ｒ２に流される空気の流量との割合を調整するためのエアミックスドア３３が設けられている。そして、このエアミックスドア３３が駆動制御されて温風流路Ｒ１に流される空気の流量と迂回流路Ｒ２に流される空気の流量との割合が調整されることで、最終的に、デフロスタ吹出口やベント吹出口、フット吹出口から吹き出される空気の温度が調整されるようになっている。

車室内空気流路Ｐ１の温風流路Ｒ１や迂回流路Ｒ２の更に下流側には、温風流路Ｒ１からの温風と迂回流路Ｒ２からの冷風とを混合するためのエアミックスチャンバ３４が設けられている。そして、このエアミックスチャンバ３４には、温風と冷風とが混合されて温度調整された空気をフロントウィンドウガラスに向けて吹き出すためのデフロスタ吹出口、乗員の上半身に向けて吹き出すためのベント吹出口、乗員の足下に向けて吹き出すためのフット吹出口がそれぞれ設けられている。各吹出口の近傍には、デフロスタドア３５、ベントドア３６、及びフットドア３７がそれぞれ設けられており、これらのドアが駆動制御されることによって、各吹出口から吹き出される空気の流量が調整されるように構成されている。

つまり、本実施形態の車両用空調装置１においては、エバポレータ７を通過することで除湿された空気をヒータコア２１やサブコンデンサ４により加熱して温風を生成するようにしているので、暖房運転時に除湿を行うこともできる。

また、この車両用空調装置１においては、ヒータコア２１に加えて、放熱用車室内熱交換器であるサブコンデンサ４を車室内空気流路Ｐ１内に配設して、ヒータコア２１だけでなく、サブコンデンサ４でも温風を生成するようにしているので、エンジン冷却水の温度が十分に高温となっていない場合であっても車室内の温度を比較的速やかに昇温させることができる。なお、省動力のため、エンジン冷却水が所定温度に達した時点で、コンプレッサクラッチ８をＯＦＦにしてヒータコア２１のみの暖房に移行するようになっている。

そして、この車両用空調装置１は、暖房時の吹き出し温度を安定させるための制御ユニットを有しており、この制御ユニットは、当該制御ユニットのメモリに格納されたプログラムにより構成されている。図２は、当該制御ユニットによる冷媒回収制御の制御手順を示すフローチャートである。

本制御は、暖房運転開始から所定の時間は、電磁制御弁２４を開いて、エンジン冷却水をラジエータ２０に循環させ、ラジエータ２０を介してメインコンデンサ３を加熱し、メインコンデンサ３内部に滞留する液相冷媒を気化することで、冷媒を循環サイクルに回収するものである。

同図に示すように、暖房スイッチが入り、暖房運転がスタートすると、暖房運転を行いつつ、回収用フラッグをｔｒｕｅにし（ステップＳ１０）、カウンタを１に設定する（ステップＳ２０）。この回収用フラッグは、冷媒回収制御であるか否かを示し、ｔｒｕｅの場合には回収制御であり、ｆａｌｓｅの場合には回収制御ではない。また、カウンタは、冷媒回収制御に移行してからの経過時間を計測するものである。

次に、冷媒回収制御に移行してから所定の回収時間Ｘが経過したか否かが判定され（ステップＳ３０）、所定の回収時間Ｘが経過していない場合には、ステップＳ５０に移行する。また、所定の回収時間Ｘが経過した場合には、回収用フラッグをｆａｌｓｅにする（ステップＳ４０）。

次に、回収用フラッグの状態を判定し（ステップＳ５０）、ｔｒｕｅの場合にはステップＳ７０に移行し、ｆａｌｓｅの場合には電磁制御弁２４を閉じて（ステップＳ６０）、冷媒回収制御を終了し、通常の暖房運転に移行する。

また、ステップＳ５０で回収用フラッグがｔｒｕｅであった場合には、カウンタに１を加え（ステップＳ７０）、電磁制御弁２４を開いて（ステップＳ８０）、ステップＳ３０に戻り、冷媒回収制御を継続する。

以上のような構成と冷媒回収制御により、本実施形態の車両用空調装置１では、エバポレータ負荷やエンジン回転数の変化によりコンプレッサ２の吐出冷媒圧力が変化したとしても、コンプレッサ２の吐出冷媒容量が制御されてすぐに目標吐出冷媒圧力に戻るので、吹き出し温度を安定させることができる。

また、車室内が設定温度に達しても、エンジン冷却水の水温が低いときには、ヒータコア２１に加えてサブコンデンサ４でも温風が生成されて吹き出し温度が所定温度に保たれるため、吹き出し温度が急激に低下することはない。なお、コンプレッサ２の駆動時間は長くなるが、エンジン冷却水の水温の上昇に従ってコンプレッサ２の吐出冷媒容量が減少するので、省動力化を実現することができる。

また、上記実施形態では、放熱器がエンジン冷却水の熱を車室内に吹き出される空気に放熱させるようにしているが、これに代えて、エンジン冷却水以外の車両駆動系冷却水、例えば、電気自動車のモータの冷却水、燃料電池車のスタック冷却水等の熱を放熱させるようにしてもよい。

そして、加熱手段としてのラジエータ２０によって放熱用車室外熱交換器としてのメインコンデンサ３を加熱可能なことから、極低温外気環境下でメインコンデンサとしてのメインコンデンサ３内に滞留した液相冷媒を気化させ、冷媒サイクルに戻すことで、十分な暖房性能を確保することができる。

車両の駆動源としてのエンジン１０を冷却する冷却水をラジエータ２０の熱媒体に使用することで、新たに熱媒体を確保する必要がないとともに、エンジン１０の廃熱を利用することにより、車両全体の燃費を改善することができる。

冷却水循環経路としての第１の冷却水ラインＬ３のラジエータ２０上流側に電磁制御弁２４が配設されたことにより、冷却水温度に影響されることなく必要に応じてラジエータ２０に冷却水を循環し、メインコンデンサ３を加熱することができるので、極低温外気環境下でも素早くメインコンデンサ３内に滞留した液相冷媒を気化させて、冷媒サイクルに戻し、十分な暖房性能を確保することができる。

第１の冷却水ラインＬ３に冷却水を循環する手段として、電動ウォーターポンプ２３が配設されたことにより、冷却水温度に影響されることなく必要に応じてラジエータ２０に必要な量の冷却水を循環させることができるので、極低温外気環境下でも素早くメインコンデンサ３内に滞留した液相冷媒を気化させて、冷媒サイクルに戻し、十分な暖房性能を確保することができる。

メインコンデンサ３を構成する放熱フィンと、ラジエータ２０を構成する放熱フィンとが一体に形成されていることにより、ラジエータ２０からメインコンデンサ３への伝熱効率が改善され、極低温外気環境下でも素早くメインコンデンサ３内に滞留した液相冷媒を気化させて、冷媒サイクルに戻し、十分な暖房性能を確保することができるとともに、装置全体を小型化することができる。

ラジエータ２０を設置するための構成が簡素化されるため、装置全体を小型、軽量化することができるとともに、応答性にすぐれているため、ラジエータを稼働した直後からメインコンデンサ３を加熱し、メインコンデンサ３内に滞留した液相冷媒を素早く気化させ、冷媒サイクルに戻すことができる。

なお、本実施形態の冷媒回収制御では、暖房運転開始から所定の時間は、電磁制御弁２４を開いて、エンジン冷却水をラジエータ２０に循環させ、ラジエータ２０を介してメインコンデンサ３を加熱し、メインコンデンサ３内部に滞留する液相冷媒を気化することで、冷媒を循環サイクルに回収するものであるが、圧力センサ９で検知される冷媒圧力が低下した場合に冷媒回収制御を行うことも可能である。

次に、図３を用いて第２実施形態について説明する。図３は本発明の第２実施形態である車両用空調装置１ａの概略構成図である。第１実施形態の車両用空調装置１と大きく異なる点は、放熱用車室外熱交換器としてのメインコンデンサ３を加熱する加熱手段として、ラジエータ２０ではなく、電気ヒータ２０ａが用いられている点である。

そして、前述の制御ユニット（不図示）が、電磁制御弁２４の開閉ではなく、電気ヒータ２０ａのＯＮ−ＯＦＦを行うことで、メインコンデンサ３を必要に応じて加熱する。

以上のような構成により、本実施形態の車両用空調装置１ａでは、加熱手段としての電気ヒータ２０ａによって放熱用車室外熱交換器としてのメインコンデンサ３を加熱可能なことから、極低温外気環境下でメインコンデンサ３内に滞留した液相冷媒を気化させて、冷媒サイクルに戻し、十分な暖房性能を確保することができる。

また、電気ヒータ２０ａを設置するための構成が簡素化されるため、装置全体を小型、軽量化することができるとともに、電気ヒータ２０ａは応答性にすぐれているため、稼働した直後からメインコンデンサ３を加熱し、メインコンデンサ内に滞留した液相冷媒を素早く気化させ、冷媒サイクルに戻すことができる。

なお、本実施形態の冷媒回収制御では、第１実施形態の冷媒回収制御と同様に、暖房運転開始から所定の時間は、電磁制御弁２４を開いて、エンジン冷却水をラジエータ２０に循環させ、ラジエータ２０を介してメインコンデンサ３を加熱し、メインコンデンサ３内部に滞留する液相冷媒を気化することで、冷媒を循環サイクルに回収することができるが、圧力センサ９で検知される冷媒圧力が低下した場合に冷媒回収制御を行うことも可能である。

本発明の第１実施形態を示すシステム構成図である。 本発明の第１実施形態の冷媒回収制御のフローチャートである。 本発明の第２実施形態を示すシステム構成図である。

符号の説明

１…車両用空調装置
２…コンプレッサ
３…メインコンデンサ（放熱用熱交換器）
４…サブコンデンサ（放熱用熱交換器）
６…膨張弁（膨張手段）
７…エバポレータ（吸熱用車室内熱交換器）
２０…ラジエータ（加熱手段）
２０ａ…電気ヒータ（加熱手段）
２１…ヒータコア（発熱手段）
２３…電動ウォーターポンプ
２４…電磁制御弁
Ｌ１…第１の冷媒ライン（冷媒の循環経路）
Ｌ２…第２の冷媒ライン（冷媒の循環経路）
Ｌ３…第１の冷却水ライン
Ｌ４…第２の冷却水ライン
Ｐ１…車室内空気流路

Claims (6)

1. 気相冷媒を圧縮するコンプレッサ（２）と、このコンプレッサ（２）から導入された当該気相冷媒の熱を周辺の空気に放出させる放熱用熱交換器（３、４）と、車室内空気流路（Ｐ１）内に配設され、該放熱用熱交換器（３、４）から導入された当該気相冷媒に送風空気の熱を吸収させる吸熱用車室内熱交換器（７）と、該放熱用熱交換器（３、４）から該吸熱用車室内熱交換器（７）へ導入される冷媒を膨張させる膨張手段（６）と、車室内空気流路（Ｐ１）内に配設された発熱手段（２１）とを備え、車両室内の温度環境を調整する車両用空調装置において、
   前記放熱用熱交換器（３、４）が複数配設され、
   これら放熱用熱交換器（３、４）のそれぞれに冷媒の循環経路（Ｌ１、Ｌ２）が形成され、
   該放熱用熱交換器（３、４）の内、車室外に設置された放熱用車室外熱交換器（３）と熱交換が可能な位置に加熱手段（２０）が設置されたことを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１に記載の車両用空調装置において、
   前記加熱手段は、車両の駆動源を冷却する冷却水を熱媒体とする熱交換器（２０）であることを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項２に記載の車両用空調装置において、
   前記冷却水が内部を循環する冷却水循環経路（Ｌ３）の該加熱手段（２０）上流側に電磁制御弁（２４）が配設されたことを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項２に記載の車両用空調装置において、
   前記冷却水循環系路（Ｌ３）に冷却水を循環する手段として、電動ウォーターポンプ（２３）が配設されたことを特徴とする車両用空調装置。
5. 請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の車両用空調装置において、
   前記放熱用車室外熱交換器（３）を構成する放熱フィンと、
   前記加熱手段（２０）を構成する放熱フィンとが一体に形成されていることを特徴とする車両用空調装置。
6. 請求項１に記載の車両用空調装置において、
   前記加熱手段が、電気ヒータ（２０ａ）であることを特徴とする車両用空調装置。

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