JP5552166B2 - 車輌用空調システム、およびこのシステムの運転モードに応じた実行プロセス - Google Patents

Description

本発明は、電気車輌またはハイブリッド車輌用の換気・暖房・空調装置の分野に関する。また本発明は、前記換気・暖房・空調装置と協働する空調システムを提供することを目的とする。さらに本発明は、運転モードに応じて、上記システムを実施するためのプロセスを提供することを目的としている。

電気車輌、または推進力の少なくとも一部が、電気モーターにより分担されるハイブリッド車輌は、通常、換気空調装置や空調システムを備えており、これにより、車輌の乗員室内の空気の流動・熱状態を変化させるようになっている。この流動・熱状態の変化は、空気流を乗員室内に送出することにより開始される。

空調システムは、換気・暖房・空調装置を有し、この装置は、主としてプラスチック製のハウジング内に配置され、車輌の計器パネルの下に設置される。このハウジングは、空気流の循環を、乗員室内部に向けて供給されるように導くことになる。この目的のため、ハウジングは、少なくともデフロスタ排気口を備え、曇り・霜などを除去するため、空気流を車輌のフロントガラスや前パネルの方に供給するようになっている。

この空調システムは、その内部に、冷媒を循環させる空調ループと、その内部に熱媒を循環させる第２のループとを有している。冷媒／熱媒間の第１の熱交換器は、空調ループ内および第２のループ内に同時に構成され、冷媒と熱媒との間で熱を交換することができる。例えば、特許文献１（米国特許出願公開公報２００２／００３６０８０（イトウら））には、このタイプのシステムが記載されている。

空調ループは、流体冷却を圧縮するためのコンプレッサと、四方弁と、熱を冷媒に移動することにより比較的安定な圧力で冷媒の冷却を可能にする冷媒／熱媒間の第１の熱交換器と、冷媒の減圧を可能にするための、少なくとも１つの減圧器と、冷媒と車輌内の周囲の空気等の雰囲気との間の熱移動を可能にする冷媒／雰囲気間の第２の熱交換器とを備えている。また、空調ループは、ハウジング内に配置される熱交換器を有することにより、熱交換器内を流れる空気流とアキュムレータ内の冷媒との間の熱移動を行わせ、コンプレッサー内に流動状態の中に冷媒が侵入することが防止される。

第２のループは、熱媒を循環させるポンプと、熱媒が冷媒から熱を回復できるようにする冷媒／熱媒間の第１の熱交換器と、熱媒が熱を空気流へ移動するよう装置内部に配置されるラジエータとを備えている
ラジエータは、ラジエータを通る空気流の通行遮断の切り替えを行うためのシャッターを備えている。

この空調システムは、熱媒／雰囲気用の第２の熱交換器のデフロストを行うようになっている。

米国特許出願公開２００２／００３６０８０号公報

特許文献１に記載されている空調システムにおいては、乗員室内部へ空気を供給する前に空気を加熱・冷却するために、それぞれ必要な加熱モード・空調モードにおいて、この空調システムは効率よく機能しないという問題がある。
より詳しくは、この空調システムは、効率よく、加熱モードと空調モードとを交互に繰り返すことに対応していないという問題があった。
さらに詳しくは、この空調システムは、例えば空調システムが別のモードへ切り替わるプロセスの時点で、フロントガラスや窓枠を曇らせることなく、空気流を供給することができないという問題があった。

本発明の目的は、電気自動車やハイブリッド自動車に装備される空調システムを提案することにあり、特に、少なくとも加熱モードおよび空調モードにおいて、車両前方のフロントガラスや窓枠を曇らせることなく、空調システムが他のモードへ切り替わることができるようにすることができる空調システムを提供することにある。本発明の他の目的は、可能な限り、最も効率よく空気流を加熱することができる空調システムを提案することにある。

本発明の空調のシステムは、換気・暖房・空調装置を有し、空気の流動の循環を導く、車輌用の空調のシステムである。この空調システムは、内部に冷媒ＦＲが循環する空調ループを有し、この空調ループは、熱力学サイクルを実現する閉路を形成する。また、この空調のシステムは、内部に熱媒ＦＣが循環する第２のループを有している。第２のループおよび空調ループは、冷媒／熱媒間の第１の熱交換器を共有している。第２のループは、前記換気・暖房・空調装置内に配置されたラジエータを備えている。空調ループは少なくとも、減圧器と、コンプレッサーと、四方弁と冷媒／雰囲気間の第２の熱交換器と、前記換気・暖房・空調装置内に配置された熱交換器とを有している。四方弁は、冷媒／熱媒間の第１の熱交換器から、コンプレッサーの方へ冷媒ＦＲを循環させる第１のチャネルを有している。四方弁は、空気流に対する第１の加熱モードにおいて、コンプレッサーから熱交換器の方へ冷媒ＦＲを循環させる第２のチャネルを有している。四方弁は、コンプレッサーから冷媒／熱媒間の第１の熱交換器の方へ冷媒ＦＲを循環させる第３のチャネルを有し、また、四方弁は、空気流加熱の第２のモードにおいて、熱冷却／雰囲気の第２の熱交換器からコンプレッサーの方へ冷媒ＦＲを循環させる、第４のチャネルを有している。

第１，第２，第３，および第４の各チャネルは、四方弁内における流体冷却の循環の流路である。

第１の減圧器を、冷媒／熱媒間の第１の熱交換器と、冷媒／雰囲気の第２の熱交換器との間に介在させることが好ましい。

冷媒−熱媒間の第１の熱交換器と、第１の減圧器と、冷媒／雰囲気間の第２の熱交換器とは、直接に空調ループ上に直列に配置され、すなわち、これらを接続するダクト以外の他の中間部品の必要が無い。したがって、第１の迂回装置の入口は、冷媒／熱媒間の第１の熱交換器と第１の減圧器との間に接続され、第１の迂回装置の出口は、この減圧器と冷媒／雰囲気間の第２の熱交換器との間に接続される。

第１の減圧器は、第１の迂回装置と対応していることが好ましい。

第２の減圧器は、冷媒／雰囲気間の第２の熱交換器と熱交換器の間に配置されていることが好ましい。

第２の迂回装置は、第２の減圧器とおよび熱交換器と並列に配置され、これらに直接に並列に接続されていることが好ましい。したがって、第２の迂回装置の入口は、（図２の冷媒の循環の方向を基準に）第２の減圧器のすぐ上流に配置され、第２の迂回装置の出口は、換気・暖房・空調装置の内部に配置される熱交換器の出口のすぐ下流に配置される。

コンプレッサーは、空調のループの上の、四方弁の冷媒ＦＲの出口と、四方弁の冷媒ＦＲの入口との間で配置されることが好ましい。

コンプレッサーは、空調のループ上のコンプレッサと冷媒ＦＲの出口との間に配置されるアキュムレーターに関連していることが好ましい。

第２のループは、ポンプと、熱媒の交換部／補助的電気手段を有していることが好ましい。

補助的電気手段は、例えば電気モーターや電源ボックス、バッテリー等である。

ラジエータは、少なくとも、前述の装置内部で循環する空気流の混合シャッターを備えていることが好ましい。

前記のシステムは、第１のチャネル、第２のチャネル、第３のチャネル、第４のチャネル、第１の迂回装置、第２の迂回装置、ポンプおよび混合手段に対する実行命令を行う手段を備えていることが好ましい。

この実行命令を行う手段は、雰囲気Ａの測定温度Ｔａと第１の閾値温度Ｔｓ１との差Ｄという相対的な情報に依存して動作することが好ましい。

この空調システムを実行するためのプロセスは、主に、次の工程を有している。差異Ｄが負またはゼロの場合に動作する、空気流の加熱の第１のモード、および、差異Ｄが正の場合に動作する、空気流の加熱の第２のモード。

より詳細には、加熱の第１のモードは、第１のチャネルおよび第２のチャネルを開ける工程と、第３のチャネルおよび第４のチャネルを閉じる工程と、第１の迂回装置を開ける工程と、第２の迂回装置を閉じる工程と、混合器のシャッターを閉じた位置に置く工程と、ポンプを停止する工程とを有している。

また、より詳細には、加熱の第２のモードは、第１のチャネルおよび第２のチャネルを閉じる工程と、第３のチャネルおよび第４のチャネルを開ける工程と、第１の迂回装置を閉じる工程と、第２の迂回装置を開ける工程と、混合器のシャッターを開いた位置にする工程と、ポンプを作動させる工程とを有している。

また、より詳しくは、このプロセスは第１の除湿モードを有し、この第１の除湿モードは、第１のチャネルおよび第２のチャネルを閉じる工程と、第３のチャネルおよび第４のチャネルを開ける工程と、第１の迂回装置を開ける工程と、第２の迂回装置を閉じる工程と、混合器のシャッターを開いた位置にする工程と、ポンプを動作させる工程とを有している。

また、より詳細には、このプロセスは第２の除湿モードを有し、この第２の除湿モードは、第１のチャネルおよび第２のチャネルを閉じる工程と、第３のチャネルおよび第４のチャネルを開ける工程と、第１の迂回装置を閉じる工程と、第２の迂回装置を開ける工程と、混合器のシャッターを開いた位置にする工程と、ポンプを動作させる工程とを有している。

また、より詳細には、このプロセスは空調モードを有し、この空調モードは、第１のチャネルおよび第２のチャネルを閉じる工程と、第３のチャネルおよび第４のチャネルを開ける工程と、第１の迂回装置を開ける工程と、第２の迂回装置を閉じる工程と、混合器のシャッターを閉じた位置にする工程と、ポンプを停止する工程とを有している。

空調モードで空調システムを運転する設定の後、プロセスは、時間Ｔの間に、第１の加熱モードに従った空調システムの運転の設定が禁止され、かつ第２の加熱モードに従った空調システムの運転の設定が許可されることが好ましい。

本発明は、添付の図面を参照して説明する好適な具体例により、より良く理解しうると思う。

本発明に従ったそれぞれのモードにおける空調のシステムの構成図である。 本発明に従ったそれぞれのモードにおける空調のシステムの構成図である。 本発明に従ったそれぞれのモードにおける空調のシステムの構成図である。 本発明に従ったそれぞれのモードにおける空調のシステムの構成図である。 本発明に従ったそれぞれのモードにおける空調のシステムの構成図である。

各図に示す通り、車輌は、車輌の乗員室内の空気の流動・熱状態を変化させる空調システム１を備えている。この状態の変化は、少なくとも、空気流２が乗員室の内部へ供給されることにより開始される。この目的のため、空調システム１は、主にプラスチック製であるハウジング内に格納される換気・暖房・空調装置３を有している。換気・暖房・空調装置３は、車輌の計器パネルの下に配置され、空気流２の循環を導く。この装置３は、少なくとも吸気口５から、少なくともハウジングの空気供給口６の方へ空気流２を循環させるブロア４を有している。この空気供給口６は特に、デフロスタ空気口であり、車輌の前方のフロントガラスや枠の方へ空気流２を供給する。

空調システム１は、その内部に、Ｒ７４４として知られる二酸化炭素等の冷媒ＦＲを循環させる空調ループ７を有している。空調７のループは、ガス状態の冷媒ＦＲを圧縮するためのコンプレッサー８を備え、また、流動状態の冷媒ＦＲのコンプレッサー８内部への侵入を防止するアキュムレーター９を有している。アキュムレーター９は、空調７のループ上の、冷媒ＦＲのコンプレッサー８およびアキュムレーター９の内部における循環１０の方向を基準とした場合の、コンプレッサー８の上流側に、配置されている。また、空調ループ７は、装置３の内部に配置される熱交換器１１を有している。熱交換器１１は、装置３の内部を循環し熱交換器１１とクロスする空気流２の温度を変化させる。また、空調ループ７は、冷媒ＦＲが、第２のループ１３の内部を循環する熱媒ＦＣと熱交換できるようにする冷媒／熱媒間の第１の熱交換器１２を有している。そして、空調ループ７は、空調ループ７を加熱モードまたは空調モードに設定するための、四方弁１９を有している。加熱モードでは、熱交換器１１は、コンデンサのように機能し、クロスする空気流２を加熱するようにする。空調モードでは、熱交換器１１は、蒸発器のように機能し、クロスする空気流２を冷却するようにする。

また、空調システム１は、その内部に水とグリコールの混合物等の冷媒ＦＣを循環させる第２のループ１３を有している。第２のループ１３は、冷媒／熱媒間の第１の熱交換器１２と、ポンプ２８と、ラジエータ２９とを有している。このラジエータは、装置３の内部における、装置３内部の空気流２の流れ３０の方向を基準とした場合の熱交換器１１の下流に配置されている。

車輌を一日使用する間、例えば車輌の周囲の空気等の雰囲気の温度Ｔａにおいて、暖房モードになり、次いで空調モードになり、再び暖房モードになるようなことが、空調システム１には頻繁に起こりうる。実際に、一日の初めに、雰囲気の温度が低い場合、すなわち、第１の閾値温度Ｔｓ1、例えば約５℃よりも低い場合、空調システム１を暖房モードにすることが望ましい。次いで、雰囲気の温度が上昇して、第２の閾値温度Ｔｓ2、例えば約２０℃まで上昇した場合、空調システム１を空調モードにすることが望ましい。次いで、一日の終わりに、第１の温度Ｔｓ1閾値より低くなるまで、雰囲気の温度が降下した場合、空調システム１を暖房モードにすることが望ましい。

空調モードでは、熱交換器１１は蒸発器のように機能し、空気流２によって運ばれる水蒸気は、熱交換器１１の外面Ｓ上に凝結するようになる。暖房モードに切り替えた時点で、次いで、熱交換器１１はコンデンサのように機能し、熱交換器１１の外面Ｓ上の凝結水が蒸発し、車輌の前方のフロントガラスや枠上で凝結するようになってしまう。本発明は、従来技術の空調システムにおけるこのような不利益に対して、熱交換器１１により、および／またはラジエータ２９により、空気流２を加熱し、次いで熱交換器１１により空気流２を冷却し、次いでラジエータ２９により空気流２を加熱し、熱交換器１１により空気流２を加熱するよう構成される空調システム１を提案することにより、上記の問題を解決しようとするものである。したがって、本発明では、空調モードから暖房モードへの移行の時点で、時間Ｔの間、ラジエータ２９により空気流２を加熱して、熱交換器１１を乾燥させるよう、すなわち空気流２からその外部面Ｓ上にゆっくり水を凝縮させることを、優先して行い、次いで、時間Ｔが経過後、外面Ｓが凝縮水の無い熱交換器１１により空気流２を加熱する。

本発明の目的は、以下に記載する空調システム１により達成される。

空調システム１の空調ループ７は、冷媒ＦＲと雰囲気のＡとの間での熱移動を可能にする冷媒／雰囲気の第２の熱交換器１４を有している。冷媒／雰囲気の第２の熱交換器１４は、車輌の前方に配置され、この熱移動を容易にする。また、空調ループ７は、２つの減圧器１５，１６を備え、これらの減圧器は、それぞれ、迂回装置または迂回弁１７，１８に関連している。迂回装置１７，１８は、関連する減圧器１５，１６内の冷媒ＦＲの循環を、停止または開始させる。第１の迂回装置１７に関連する第１の減圧器１５は、冷媒／熱媒間の第１の熱交換器１２と冷媒／雰囲気の第２の熱交換器１４との間に配置されている。第２の減圧器１６は、冷媒／雰囲気１４の第２の熱交換器と熱交換器１１の間に配置されている。第２の迂回装置１８は、第２の減圧器１６と熱交換器と並列に配置されている。

四方弁１９は、冷媒ＦＲを四方弁１９内に導入するための冷媒ＦＲの入口２０と、冷媒ＦＲを四方弁１９から排出するための冷媒ＦＲの出口２１とを備えている。入口２０は、コンプレッサー８に直接に接続された専用の入口であり、出口２１は、アキュムレーター９直接に接続された専用の出口である。したがって、コンプレッサー８の出口では、全ての冷媒ＦＲが、直接かつ必然的に入口２０の方へ移動する。同様に、出口２１への中間地点を通って四方弁１９の外へ排出する際、全ての冷媒ＦＲは、直接かつ必然的にアキュムレータ９の方へ移動する。

また、四方弁１９は、冷媒ＦＲの第１の循環開口２２と、冷媒ＦＲの第２の循環開口２３とを備えている。冷媒ＦＲの第１の循環開口２２は、冷媒／熱媒間の第１の熱交換器１２に直接に接続された専用の開口であり、冷媒ＦＲの第２の循環開口２３は、熱交換器１１に直接に接続された専用の開口である。したがって、冷媒ＦＲは、直接的に、かつ、冷媒／熱媒間の第１の熱交換器１２と冷媒ＦＲの第１の循環開口２２との間を、全体的に循環している。冷媒ＦＲは、直接的に、かつ、熱交換器１１と冷媒ＦＲの第２の循環開口２３との間を、全体的に循環している。換言すれば、冷媒／熱媒間の第１の熱交換器１２と冷媒ＦＲの第１の循環開口２２との間にも、熱交換器１１と冷媒ＦＲの第２の循環開口２３との間にも、分枝は存在しない。

図１に示すように、四方弁１９は、第１の循環開口２２から出口２１の方へ冷媒ＦＲを循環させる第１のチャネル２４と、入口２０から第２の循環開口２３の方へ冷媒ＦＲを循環させる第２のチャネル２５とを備えている。

図２および図５に示すように、四方弁１９は、入口２０から第１の循環開口２２の方へ冷媒ＦＲを循環させる第３のチャネル２６と、第２の循環開口２３から出口２１の方へ冷媒ＦＲを循環させる第４のチャネル２７とを備えている。

第２のループ１３のラジエータ２９は、図１および図５に図示され、空気流２がラジエータ２９を通過させない閉の位置と、図２および図４に図示され、これを通過させる開の位置との間での操作が可能な少なくとも１つの空気混合シャッター３１を備えている。また、第２のループ１３は、冷媒／補助電気機器間の熱交換器を少なくとも有している。符号３２は、冷媒／駆動系（すなわち例えば、電気車輌やハイブリッド車輌の、車輌を移動させる準備ができたエンジン等）間の熱交換器３２を示している。他の電気補助機器としては、例えば、車輌のエンジンに関連するバッテリーや電気モータ３３を挙げることができる。

空調システム１は、冷媒／雰囲気の第２の熱交換器１４を通過する雰囲気の空気Ａの温度Ｔａを計る温度ゲージ３４を有している。センサー３４は、ブロア４、第１の迂回装置１７、第２の迂回装置１８、第１のチャネル２４、第２のチャネル２５、第３のチャネル２６、第４のチャネル２７、ポンプ２８および混合シャッター３１のそれぞれに命令を行うための命令手段３５に接続されている。命令手段３５は、例えば、空調システム１の電子コントロールユニットにより構成されている。命令手段３５は、特に、測定した雰囲気Ａの温度Ｔａを、第１の閾値温度Ｔｓ１および第２の閾値温度Ｔｓ２と比較するようになっている。より正確には、命令手段３５は、雰囲気Ａの測定温度Ｔａと第１の閾値温度Ｔｓ１との間の差Ｄを計算することが可能である。この差Ｄの性質により、命令手段３５は、空調システム１の制御下にある各要素を作動させるか否かを指示する。したがって、センサー３４と命令手段３５とは、協働して、空調システム１の運転の設定の制御手段３６を構成し、この制御手段３６は、図では点線で示されている。

図１〜図５は、実線により、運転中、すなわち、その内部を冷媒ＦＲが循環している状態での、空調システム１の各要素を示し、他方、点線により、運転していない状態、すなわち冷却流体ＦＲが内部を循環していない状態での空調システム１の各要素を示している。

図１は、雰囲気空気Ａの温度Ｔａが、温度Ｔｓ以下である場合に、第１の暖房モードで操作中の空調システム１を示す。この場合、差Ｄ＝Ｔａ−Ｔｓは、負かゼロである。この構成により、本発明では、空気流２の加熱は、熱交換器１１のみにより行い、ラジエータ２９は、空気流２の熱にはかかわらないようにすることを提案する。第１の暖房モードは、空気流２が空調ループ７の要素、すなわち熱交換器によって直接加熱される暖房モードであり、したがって、＜空気を＞暖房するモードの第１の暖房モードということができる。

この第１の暖房モードに従えば、第１のチャネル２４および第２のチャネル２５を用いて、四方弁１９の内部に冷媒ＦＲを循環させ、他方、第３のチャネル２６および第４のチャネル２７は作動させない。第１の迂回装置１７を開けて、冷却流体ＦＲが第１の減圧器１５を迂回するようにし、他方で、第２の迂回装置１８を閉じ、冷却流体ＦＲが第２の減圧器１６および熱交換器１１を循環するようにする。混合シャッター３１が閉の位置にありポンプ２８は作動していないため、第２のループ１３の内部では、冷媒ＦＣは循環していない。ブロア４を作動させて、前述の装置３の内部に空気流２を循環させる。空調ループ７内では、冷媒ＦＲは、コンプレッサ８から入口２０の方へ循環し、次いで、第２のチャネル２５を通り、第２の循環開口２３の方へ循環し、熱交換器１１に達する。この熱交換器１１は、ガスのクーラーの作用をし、向流する空気流２を再加熱する。この方策では、例えば、空気流２が乗員室内に供給される前に加熱されると、空調ループ７は有益である。次いで、冷媒ＦＲは熱交換器内を離れて、第２の減圧器１６に達して、減圧される。そして、冷媒ＦＲは、蒸発器として作用する冷媒／雰囲気の第２の熱交換器１４の方へと進行する。冷媒ＦＲは次いで、第１の迂回装置１７により第１の減圧器１５を迂回し、その後、冷媒／熱媒間の第１の熱交換器１２を循環する。ポンプ２８が作動していないため、冷媒ＦＲと熱媒ＦＣとの間の熱交換は、冷媒／熱媒間の第１の熱交換器１２では行われない。次いで冷媒ＦＲは、第１の循環開口２２の方へ循環し、第１のチャネル２４を通過し、出口２１に到る。そして、冷媒ＦＲは、アキュムレータ９を通過して、コンプレッサ８に戻る。

図２は、温度ＴａがＴｓ温度より高い第２の暖房モードで運転される場合の空調システム１を示している。この場合、差Ｄ＝Ｔａ−Ｔｓは、正である。この構成において、本発明では、空気流２の加熱は、ラジエータ２９のみにより行い、熱交換器１１は、空気流２の熱にはかかわらないようにすることを提案する。第２の暖房モードは、空気流２が空調ループ７の要素、すなわちラジエータ２９によって直接加熱される暖房モードであり、したがって、＜液体を＞、すなわち主として水から成る熱媒ＦＣを加熱するモードの第２の暖房モードということができる。

第２の暖房モードによれば、第１のチャネル２４および第２のチャネル２５は動作せず、第３のチャネル２６および第４のチャネル２７は、四方弁１９内部での冷媒ＦＲの循環のために用いられる。第１の迂回装置１７は閉じられ、冷媒ＦＲは第１の減圧器１５内部を循環し、他方、第２の迂回装置１８が開き、冷媒ＦＲは、第２の減圧器１６および熱交換器１１を迂回する。混合シャッター３１が開の位置にあり、ポンプ２８が作動することにより、熱媒ＦＣが第２のループ１３内を循環する。ブロア４が作動して、前述の装置３の内部で空気流２を循環させる。空調ループ７の内部では、冷媒ＦＲは、コンプレッサ８から入口２０の方へ循環し、次いで、第３のチャネル２６を通って第１の循環開口２２の方へと循環し、冷媒／熱媒間の第１の熱交換器１２に到る。この第１の熱交換器は、ガスクーラーとして機能し、熱媒ＦＣを加熱する。したがって、第２のループ１３は、空調ループ７の近傍の熱を、冷媒／熱媒間の第１の熱交換器１２によって移動させ、ラジエータ２９により空気流２の方へ与える。さらに、冷媒／駆動系間の熱交換器３２の近傍の熱を再生するよう、第２のループ１３が配置される。次いで冷媒ＦＲは、冷媒／熱媒間の第１の熱交換器１２を離れ、第１の減圧器１５に達して減圧される。そして、冷媒ＦＲは、蒸発器として機能する冷媒／雰囲気間の第２の熱交換器１４の方へ進行する。次いで冷媒ＦＲは、第２の迂回装置１８により第２の減圧器１６および熱交換器１１を迂回し、次いで第２の循環開口２３に至り、第４のチャネル２７を通過し、出口２１に到る。そして、冷媒ＦＲは、アキュムレータ９を通り、コンプレッサ８に戻る。

図３は、第１の除湿モードに従って運転される空調システム１を示す。この構成では、第１のチャネル２４および第２のチャネル２５は作動せず、第３のチャネル２６および第４のチャネル２７は、冷媒ＦＲを四方弁１９内で循環させるために用いられる。第１の迂回装置１７を開けて、冷媒ＦＲが第１の減圧器１５を迂回するようにし、第２の迂回装置１８を閉じて、冷媒ＦＲが第２の減圧器１６および熱交換器１の内部を循環するようにする。混合シャッター３１を開の位置として、ポンプ２８を作動させることにより、熱媒ＦＣが、第２のループ１３内を循環するようになる。ブロア４を作動させて、前述の装置３の内部で空気流２を循環させる。空調ループ７の内部では、冷媒ＦＲは、コンプレッサ８から入口２０の方へ循環し、次いで第３のチャネル２６を通り、第１の循環開口２２の方へ循環し、冷媒／熱媒間の第１の熱交換器１２に到る。第１の熱交換器１２は、熱媒ＦＣを加熱するガスクーラーとして機能する。図２に示されている構成と同様に、空調ループ７が、乗員室内への空気流２の供給の前にこれを加熱することは有益であり、また、第２のループ１３は、流体冷媒／熱媒間の第１の熱交換器１２および冷媒／駆動系間の熱交換器３２の近傍の熱を回収することにより、ラジエータ２９が空気流２を加熱するのに貢献している。次いで冷媒ＦＲは、冷媒／熱媒間の第１の熱交換器１２を離れ、第１の減圧器１５を迂回することにより、第１の迂回装置１７内を循環する。そして、冷媒ＦＲは、雰囲気空気Ａの加熱により、ガスクーラーとして機能する冷媒／雰囲気間の第２の熱交換器１４の方へ進行する。次いで冷媒ＦＲは、第２の減圧器１６に至り、そこで減圧され、蒸発器として機能する熱交換器１１に到る。これらの工程では、熱交換器１１によって、空気流２を先に冷却および除湿し、ラジエータ２９での空気流２を加熱する。次いで、冷媒ＦＲは、第２の循環開口２３に至り、第４のチャネル２７を通って、出口２１に到る。そして、冷媒ＦＲは、アキュムレータ９を通り、コンプレッサ８に戻る。

図４は、第２の除湿モードに従って運転される空調システム１を示す。この構成では、第１のチャネル２４および第２のチャネル２５は作動せず、第３のチャネル２６および第４のチャネル２７は、冷媒ＦＲを四方弁１９内で循環させるために用いられる。第１の迂回装置１７を閉じて、冷媒ＦＲが第１の減圧器１５内を循環するようにし、第２の迂回装置１８も閉じて、冷媒ＦＲが第２の減圧器１６および熱交換器１１の内部を循環するようにする。混合シャッター３１を開の位置にして、ポンプ２８を作動させることにより、熱媒ＦＣが、第２のループ１３内を循環するようになる。ブロア４を作動させて、前述の装置３の内部で空気流２を循環させる。空調ループ７内では、冷媒ＦＲは、コンプレッサ８から入口２０の方へ循環し、次いで第３のチャネル２６を通って第１の循環開口２２の方へ循環し、冷媒／熱媒間の第１の熱交換器１２に到る。第１の熱交換器１２は、熱媒ＦＣを加熱するガスクーラーとして機能する。図２および図３に示されている構成と同様に、空調ループ７が、乗員室内への空気流２の供給の前にこれを加熱することは有益であり、また、第２のループ１３は、冷媒／駆動系間の熱交換器３２および冷媒／熱媒間の第１の熱交換器１２の近傍の熱を回収することにより、ラジエータ２９が空気流２を加熱するように貢献している。次いで冷媒ＦＲは、冷媒／熱媒間の第１の熱交換器１２を離れ、第１の減圧器１５内を通り、そこで第１の減圧がなされる。そして、冷媒ＦＲは、雰囲気空気Ａを冷却することにより、蒸発器として機能する冷媒／雰囲気間の第２の熱交換器１４の方へ進行する。次いで冷媒ＦＲは、第２の減圧器１６に至り、そこで第２の減圧がなされ、蒸発器として機能する熱交換器１１に到る。したがって、第１の減圧と第２の減圧との一方と他方とを関連付けて制御することが可能である。これらの工程では、ラジエータ２９で空気流２を暖める前に、空気流２を熱交換器１１の中で冷却および除湿する。その後、冷媒ＦＲは第２の循環開口２３に至り、第４のチャネル２７を通過して、出口２１に到る。そして、冷媒ＦＲは、アキュムレータ９を通り、コンプレッサ８に戻る。

図５は、空調モードに従って運転される空調システム１を示す。この構成では、第１のチャネル２４および第２のチャネル２５は作動せず、第３のチャネル２６および第４のチャネル２７は、冷媒ＦＲを四方弁１９内で循環させるために用いられる。第１の迂回装置１７を開けて、冷媒ＦＲが第１の減圧器１５を迂回するようにし、第２の迂回装置１８を閉じて、冷媒ＦＲが第２の減圧器１６および熱交換器１１の内部を循環するようにする。混合シャッター３１を閉の位置にして、ポンプ２８を作動させないことにより、熱媒ＦＣを第２のループ１３内を循環させない。ブロア４を作動させて、前述の装置３の内部で空気流２を循環させる。空調ループ７内では、冷媒ＦＲは、コンプレッサ８から入口２０の方へ循環し、次いで第３のチャネル２６を通って第１の循環開口２２の方へ循環し、冷媒／熱媒間の第１の熱交換器１２に到る。ポンプ２８を停止している設定であるため、第１の熱交換器１２はほぼ停止している。次いで冷媒ＦＲは、冷媒／熱媒間の第１の熱交換器１２を離れ、第１の減圧器１５を迂回し、第１の迂回装置１７内を循環する。そして、冷媒ＦＲは、雰囲気空気Ａを加熱することにより、ガスクーラーとして機能する冷媒／雰囲気間の第２の熱交換器１４の方へ進行する。次いで冷媒ＦＲは、第２の減圧器１６に至り、そこで減圧され、蒸発器として機能する熱交換器１１に到る。これらの工程では、熱交換器１１の中で、空気流２は冷却および除湿される。その後、冷媒ＦＲは第２の循環開口２３に至り、第４のチャネル２７を通過して、出口２１に到る。そして、冷媒ＦＲは、アキュムレータ９を通り、コンプレッサ８に戻る。

総括すれば、本発明の空調システム１は、最も満足と思われる方法で、暖房モード、除湿モードおよび空調モードで運転することが可能であり、とりわけ、雰囲気空気Ａの温度Ｔａを第１の温度Ｔｓ1閾値と比較して、第１の暖房モードおよび第２の暖房モードを区別することによって実現される。

また、上記で説明したように、空調システム１を空調モードで運転する設定の後、空調システムの運転において、空気を加熱する第１の暖房モードの操作の設定を禁止し、水を加熱する第２の暖房モードに特権を与えるようにすることができる。また、上記で説明したように、経過時間Ｔ、たとえば１５分〜４５分、好ましくは３０分間、車輌の前方のフロントガラスや枠に、くもりが形成するのを防止することができる。

１ 空調システム
２ 空気流
３ 換気・暖房・空調装置
４ ブロア
５ 吸気口
６ 空気供給口
７ 空調ループ
８ コンプレッサ
９ アキュムレータ
１０ 循環方向
１１ 熱交換器
１２ 第１の熱交換器
１３ 第２のループ
１４ 第２の熱交換器
１５ 減圧器
１６ 減圧器
１７ 迂回装置
１８ 迂回装置
１９ 四方弁
２０ 冷媒入口
２１ 冷媒出口
２２ 第１の循環開口
２３ 第２の循環開口
２４ 第１のチャネル
２５ 第２のチャネル
２６ 第３のチャネル
２７ 第４のチャネル
２８ ポンプ
２９ ラジエータ
３０ 流れ方向
３１ 混合シャッター
３２ 冷媒／駆動系間の熱交換器
３３ 電気モータ
３４ 温度センサ
３５ 命令手段
ＦＣ 熱媒
ＦＲ 冷媒

Claims (18)

1. 車輌用の空調システム（１）であって、
   空気流（２）の循環を導く換気・暖房・空調装置（３）と、
   内部に冷媒（ＦＲ）循環させる空調ループ（７）と、
   内部に熱媒（ＦＣ）循環させる第２の空調ループ（１３）とを有し、
   第２のループ（１３）および空調ループ（７）は、ともに、冷媒／熱媒間の第１の熱交換器（１２）を有し、
   第２のループ（１３）は、前記装置（３）の内部に配置されるラジエータ（２９）を備え、
   空調ループ（７）は、少なくとも、減圧器（１５，１６）と、コンプレッサ（８）と、四方弁（９）と、冷媒／雰囲気間の第２の熱交換器（１４）と、前記装置（３）の内部に配置される熱交換器（１１）とを備え、
   四方弁（１９）は、冷媒／熱媒間の第１の熱交換器（１２）からコンプレッサ（８）の方へ冷媒（ＦＲ）を循環させる第１のチャネル（２４）と、空気流（２）の第１の暖房モードでは、コンプレッサ（８）から熱交換器（１）の方へ冷媒（ＦＲ）を循環させる第２のチャネル（２５）とを有し、
   四方弁（１９）は、コンプレッサ（８）から冷媒／熱媒間の第１の熱交換器（１２）の方へ冷媒（ＦＲ）を循環させる第３のチャネル（２６）と、空気流（２）の第２の暖房モードで、冷媒／雰囲気間の第２の熱交換器（１４）からコンプレッサ（８）の方へ冷媒（ＦＲ）を循環させる第４のチャネル（２７）とを有していることを特徴とする空調システム（１）。
2. 冷媒／熱媒間の第１の熱交換器（１２）と冷媒／雰囲気間の第２の熱交換器（１４）との間に、第１の減圧器（１５）が配置されている請求項１に記載の空調システム。
3. 冷媒／熱媒間の第１の熱交換器（１２）と、第１の減圧器（１５）と、冷媒／雰囲気間の第２の熱交換器（１４）とが、空調ループ（７）内で直接に直列に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
4. 第１の減圧器（１５）は、第１の迂回装置（１７）と関連していることを特徴とする請求項２または３に記載の空調システム（１）。
5. 冷媒／雰囲気間の第２の熱交換器（１４）と熱交換器（１１）との間に、第２の減圧器（１５）が配置されている請求項１〜４のいずれかに記載の空調システム（１）。
6. 第２の迂回装置（１８）は、第２の減圧器（１６）および熱交換器（１１）に並列に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の空調システム（１）。
7. コンプレッサ（８）は、空調ループ（７）上の四方弁（１９）を備える冷媒（ＦＲ）の出口（２１）と四方弁（１９）を備える冷媒（ＦＲ）の入口（２０）との間に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の空調システム（１）。
8. 第２のループ（１３）は、ポンプ（２８）および冷媒／補助電気機器間の熱交換器（３２）を有していることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の空調システム（１）。
9. 補助電気機器は、バッテリーまたは電気モータ（３３）であることを特徴とする請求項８に記載の空調システム（１）。
10. 前記システム（１）は、第１のチャネル（２４）と第２のチャネル（２５）と第３のチャネル（２６）と第４のチャネル（２７）と第１の迂回装置（１７）と第２の迂回装置（１８）とポンプ（２８）と混合シャッター（３１）とに対して、運転の設定の命令を行う命令手段（３５）を備えていることを特徴とする請求項３または５または８に記載の空調システム（１）。
11. 命令手段（３５）の設定は、雰囲気空気「Ａ」の測定温度「Ｔａ」と第１の閾値温度Ｔｓ１との間の差Ｄの相対的な情報に基づいて行われることを特徴とする請求項１０に記載の空調システム（１）。
12. 請求項１１に従う空調システム（１）の運転の設定プロセスであって、
    前記差Ｄが負またはゼロであるときの運転である空気流（２）の第１の暖房モードと、
    前記差Ｄが正であるときの運転である空気流（２）の第２の暖房モードとを有することを特徴とする設定プロセス。
13. 前記第１の暖房モードは、第１のチャネル（２４）および第２のチャネル（２５）を開き、第３のチャネル（２６）および第４のチャネル（２７）を閉じ、第１の迂回装置（１７）を開け、第２の迂回装置（１８）を閉じ、ポンプ（２８）を停止させることからなることを特徴とする請求項１２に記載の設定プロセス。
14. 前記第２の暖房モードは、第１のチャネル（２４）および第２のチャネル（２５）を閉じ、第３のチャネル（２６）および第４のチャネル（２７）を開け、第１の迂回装置（１７）を閉じ、第２の迂回装置（１８）を開け、ポンプ（２８）を作動させることからなることを特徴とする請求項１２に記載の設定プロセス。
15. 前記プロセスは、第１の除湿モードを備え、前記第１の除湿モードは、第１のチャネル（２４）および第２のチャネル（２５）を閉じ、第３のチャネル（２６）および第４のチャネル（２７）を開け、第１の迂回装置（１７）を開け、第２の迂回装置（１８）を閉じ、ポンプ（２８）を作動させることからなることを特徴とする請求項１２に記載の設定プロセス。
16. 前記プロセスは第２の除湿モードを備え、前記第２の除湿モードは、第１のチャネル（２４）および第２のチャネル（２５）を閉じ、第３のチャネル（２６）および第４のチャネル（２７）を開け、第１の迂回装置（１７）を閉じ、第２の迂回装置（１８）を閉じ、ポンプ（２８）を作動させることからなることを特徴とする請求項１２に記載の設定プロセス。
17. 前記プロセスは、空調モードを備え、この空調モードは、第１のチャネル（２４）および第２のチャネル（２５）を閉じ、第３のチャネル（２６）および第４のチャネル（２７）を開け、第１の迂回装置（１７）を開け、第２の迂回装置（１８）を閉じ、混合シャッター（３１）を閉の位置とし、ポンプ（２８）を停止することからなることを特徴とする請求項１２に記載の設定プロセス。
18. 前記空調システム（１）の運転を空調モードに設定の後、前記プロセスは、時間Ｔの間、第１の暖房モードに従った空調システム（１）の運転が禁止され、第２の暖房モードに従った空調システム（１）の運転が許可されることを特徴とする請求項１７に記載の設定プロセス。

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