JP6274201B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用空調装置に関する。

従来、ヒートポンプを利用して車室内の冷房および暖房を行う車両用空調装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示の車両用空調装置では、暖房用の冷媒サイクル経路と、暖房用の冷媒サイクル経路の一部を共用する冷房用の冷媒サイクル経路とを切り替えて車室内の空調を行っている（例えば、特許文献１の図１）。

特開平８−１９７９３７号公報

しかしながら、このような冷媒経路の一部を共用して２つの冷媒サイクル経路を切り替える車両用空調装置では、暖房用の冷媒サイクル使用時に、共用部分を介して冷房用の冷媒サイクルに冷媒が流れ込み、冷房用の冷媒サイクル内で冷媒の液化、いわゆる、寝込みが生じることがある。この結果、暖房用の冷媒サイクル内における冷媒量が減少し、暖房性能が低下するという問題がある。

この種の問題は、特許文献１に開示の車両用空調装置に限らず、様々なパターンで第１冷媒サイクルと第２冷媒サイクルとを有し、冷媒通路の一部を共用する場合に起こりうる。

本発明の目的は、第１冷媒サイクル内における冷媒量の減少を解消し、空調性能の低下を抑制する車両用空調装置を提供することである。

本発明の一態様に係る車両用空調装置は、冷媒を循環させる経路であって、第１ヒートポンプサイクルを形成する第１冷媒サイクルと、冷媒を循環させる経路であって、前記第１ヒートポンプサイクルと異なる第２ヒートポンプサイクルを形成し、前記第１冷媒サイクルと一部の経路を共用する第２冷媒サイクルと、前記第１冷媒サイクルに含まれ、低温低圧冷媒と車両の発熱部材の冷却液との間で熱交換を行って冷媒を気化させる第１水冷媒熱交換器と、高温高圧冷媒と熱輸送用の冷却液との間で熱交換を行って冷媒を凝縮させる第２水冷媒熱交換器と、前記発熱部材および前記第１水冷媒熱交換器を流れる前記冷却液の流量を調整する流量調整手段と、前記第２冷媒サイクルへの冷媒の流入による前記第１冷媒サイクルにおける冷媒量の減少を検知する検知手段と、前記第１冷媒サイクルにおける冷媒量の減少が検知された場合、前記流量調整手段を制御し、前記冷却液の流量を低下させる制御手段と、前記第１冷媒サイクルと前記第２冷媒サイクルとで共用し、冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサと、冷媒から外気に熱を放熱させて冷媒を凝縮させる室外コンデンサと、車室内へ送られる吸気から熱を吸収して冷媒を気化させるエバポレータと、を具備し、前記第１冷媒サイクルには、前記第２水冷媒熱交換器と、前記第１水冷媒熱交換器と、前記コンプレッサとが含まれ、この順で冷媒が流れ、前記第２冷媒サイクルには、前記コンプレッサと、前記第２水冷媒熱交換器と、前記室外コンデンサ、前記エバポレータとが含まれ、この順で冷媒が流れる構成を採る。

本発明によれば、第１冷媒サイクル内における冷媒量の減少を解消し、空調性能の低下を抑制することができる。

本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置を示す構成図 本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置における暖房モードの動作を説明する図 本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置におけるエアコンＥＣＵ周辺の機能構成を示すブロック図 図３に示したエアコンＥＣＵの詳細な動作手順を示すフロー図 図４に示した寝込み冷媒判定処理手順を示すフロー図 寝込み冷媒判定基準を説明するための図 図４に示した寝込み冷媒回収運転手順を示すフロー図 図４に示した通常運転手順を示すフロー図 冷媒の寝込みの様子を冷媒の吐出圧力および吸入圧力と共に示した図 実施の形態１の車両用空調装置の冷却液配管の変形例を示す図 実施の形態１の車両用空調装置の冷媒回路の変形例を示す図 本発明の実施の形態２に係る車両用空調装置を示す構成図 本発明の実施の形態２に係る車両用空調装置における暖房モードの動作を説明する図 本発明の実施の形態２に係る車両用空調装置におけるエアコンＥＣＵ周辺の機能構成を示すブロック図 図４に示した寝込み冷媒回収運転手順を示すフロー図 冷媒の寝込みの様子を冷媒の吐出圧力および吸入圧力と共に示した図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置を示す構成図である。

車両用空調装置１は、エンジン（内燃機関）を有する車両に搭載されて、車室内の暖房、除湿および冷房を行う装置である。

車両用空調装置１は、第１水冷媒熱交換器１１、第２水冷媒熱交換器１２、開閉弁１３、電磁弁付き膨張弁１４、第２ウォータポンプ１６、アキュムレータ１７、膨張弁３７、コンプレッサ（圧縮機）３８、室外コンデンサ３９、エンジン冷却部４０、ヒーターコア４４、エバポレータ４８、および、これらの間を結ぶ冷却液の配管および冷媒配管等を具備する。ヒーターコア４４と、エバポレータ４８とは、ＨＶＡＣ（Heating, Ventilation, and Air Conditioning）７０の吸気通路内に配置される。ＨＶＡＣ７０には、吸気を流すブロアファン（図示せず）が設けられている。

第１水冷媒熱交換器１１は、低温低圧の冷媒を流す通路と、冷却液を流す通路とを有し、冷媒と冷却液との間で熱交換を行う。第１水冷媒熱交換器１１には、所定の運転モードのときに、低温低圧の冷媒が供給され、且つ、エンジン冷却部４０との間で配管ｈ１、ｈ２を介して冷却液が循環的に流されて、冷却液から低温低圧冷媒へ熱を移動させる。

第２水冷媒熱交換器１２は、高温高圧の冷媒を流す通路と、冷却液を流す通路とを有し、冷媒と冷却液との間で熱交換を行う。第２水冷媒熱交換器１２には、所定の運転モードのときに、ヒーターコア４４との間で冷却液が循環的に流されて、高温高圧冷媒から冷却液へ熱を放出させる。

第２水冷媒熱交換器１２の冷却液の入口と出口とにそれぞれ接続されている２つの配管ｈ３，ｈ４には、何れか一方に第２ウォータポンプ１６が設けられている。これら２つの配管ｈ３，ｈ４は、ヒーターコア４４に接続されている。

第２ウォータポンプ１６は、例えば電気的な駆動により、第２水冷媒熱交換器１２とヒーターコア４４との間で冷却液を循環させることが可能なポンプである。

第２水冷媒熱交換器１２の冷媒の入口に接続されている冷媒配管ｊ１は、コンプレッサ３８の吐出口に接続されている。第２水冷媒熱交換器１２の冷媒の出口に接続されている冷媒配管ｊ２は、２つに分岐している。そして、分岐した内の一方の冷媒配管は、開閉弁１３を介して、室外コンデンサ３９の冷媒の入口に接続されている。分岐した内の他方の冷媒配管ｊ３は、電磁弁付き膨張弁１４を介して第１水冷媒熱交換器１１の冷媒の入口に接続されている。

第１水冷媒熱交換器１１の冷媒の出口に接続されている冷媒配管ｊ４は、アキュムレータ１７を介して、コンプレッサ３８の冷媒吸入口に接続されている。コンプレッサ３８の冷媒吸入口には、エバポレータ４８の冷媒配管も合流接続されている。

開閉弁１３は、例えば電気的な制御により、冷媒配管の開閉を切り替える弁である。

電磁弁付き膨張弁１４は、例えば電気的な制御により、冷媒配管の開閉を切り替えられると共に、開としたときに膨張弁として機能する弁である。

アキュムレータ１７は、第１水冷媒熱交換器１１を通過した気化した冷媒と未気化の冷媒とを分離して、気化した冷媒のみをコンプレッサ３８へ送る。

コンプレッサ３８は、電気により駆動して、吸入した冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する。圧縮された冷媒は、第２水冷媒熱交換器１２へ送られる。

エンジン冷却部４０は、エンジンの周囲に冷却液を流すウォータジャケットと、ウォータジャケットおよび第１水冷媒熱交換器１１に冷却液を流す第１ウォータポンプ４２とを具備し、ウォータジャケットに流れる冷却液へエンジンから熱を放出させる。第１ウォータポンプ４２は、例えば、エンジンの動力により回転する。

ヒーターコア４４は、冷却液と空気との間で熱交換を行う機器であり、車室内へ空気を供給するＨＶＡＣ７０の吸気通路内に配置される。ヒーターコア４４には、加熱された冷却液が供給され、暖房運転時に車室内へ送られる吸気に熱を放出する。

エバポレータ４８は、低温低圧の冷媒と、空気との間で熱交換を行う機器であり、ＨＶＡＣ７０の吸気通路内に配置される。エバポレータ４８には、冷房運転時または除湿運転時に低温低圧の冷媒が流され、車室内へ供給される吸気を冷却する。

膨張弁３７は、高圧の冷媒を低温低圧に膨張して、エバポレータ４８に吐出する。膨張弁３７は、エバポレータ４８に近接して配置されている。

室外コンデンサ３９は、冷媒を流す通路と、空気を流す通路とを有し、例えばエンジンルーム内の車両の先頭付近に配置されて、冷媒と外気との間で熱交換を行う。室外コンデンサ３９には、冷房モードおよび除湿モードのときに、高温高圧の冷媒が流されて、冷媒から外気へ熱を排出させる。室外コンデンサ３９には、例えば、ファンにより外気が吹き付けられる。

次に、車両用空調装置１の動作について説明する。

＜暖房モードの動作＞
図２は、車両用空調装置１における暖房モードの動作を説明する図である。

暖房モードの運転が要求された場合には、図２に示すように、開閉弁１３が閉、電磁弁付き膨張弁１４が開、第２ウォータポンプ１６がオン作動する。

さらに、コンプレッサ３８が作動することで、冷媒は、第２水冷媒熱交換器１２、電磁弁付き膨張弁１４、第１水冷媒熱交換器１１、アキュムレータ１７、および、コンプレッサ３８を、この順で循環的に流れる。この経路を暖房用冷媒サイクル（第１冷媒サイクルに相当）という。

その際、コンプレッサ３８により圧縮された高温高圧冷媒は、第２水冷媒熱交換器１２にて冷却液へ熱を放出して凝縮する。また、電磁弁付き膨張弁１４により膨張された低温低圧冷媒は、第１水冷媒熱交換器１１にて冷却液から熱を吸収して気化する。

冷却液は、２経路に分かれて各々独立的に流れる。第１経路の冷却液は、エンジン冷却部４０と第１水冷媒熱交換器１１との間を循環的に流れる。第１経路の冷却液は、エンジン冷却部４０においてエンジンを冷却し、第１水冷媒熱交換器１１において低温低圧の冷媒に熱を放出する。

第２経路の冷却液は、第２ウォータポンプ１６により第２水冷媒熱交換器１２とヒーターコア４４との間を循環的に流れる。第２経路の冷却液は、第２水冷媒熱交換器１２において高温高圧の冷媒から熱を吸収し、ヒーターコア４４において車室内へ送られる吸気へ熱を放出する。

これにより、車室内の暖房が行われる。

車両用空調装置１は、このような動作の過程において、外気低温時（例えば、−２０℃）には、低温環境に設置されている室外コンデンサ３９の冷媒飽和圧力が低下するため、温度が高い第１水冷媒熱交換器１１よりも室外コンデンサ３９の圧力が低下し、コンプレッサ３８の冷媒吸入口で暖房用冷媒サイクルと合流接続されたエバポレータ４８の冷媒配管（冷房用冷媒サイクル（第２冷媒サイクルに相当）の一部）に冷媒が流れてしまう。エバポレータ４８の冷媒配管に流れ込んだ冷媒は、室外コンデンサ３９において寝込みが生じる。

一般的には、暖房用冷媒サイクルから冷房用冷媒サイクルへの冷媒の流入を阻止する逆止弁を設けることが考えられる。しかし、逆止弁を設けた場合には、逆止弁を冷媒が通過する運転モード時（冷房時）に、圧損が生じて、空調性能が低下すると共に、コストの増大を招いてしまう。

そこで、本実施の形態では、車両用空調装置１に逆止弁を設けず、エアコンＥＣＵ（Electronic Control Unit）が装置内の各部を制御して、寝込み冷媒を回収する場合について説明する。

＜エアコンＥＣＵ周辺の機能構成＞
図３は、本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置１におけるエアコンＥＣＵ周辺の機能構成を示すブロック図である。

吐出温度検出部１０１は、コンプレッサ３８から吐出された冷媒の温度を検出し、検出した冷媒の温度をエアコンＥＣＵ１０９に通知する。吐出圧力検出部１０２は、コンプレッサ３８から吐出された冷媒の圧力を検出し、検出した冷媒の圧力をエアコンＥＣＵ１０９に通知する。

運転モード記憶部１０３は、車両用空調装置１の現在の運転モード、すなわち、暖房モード、冷房モード、除湿モード等を記憶し、エアコンＥＣＵ１０９に通知する。

ＡＣスイッチ部１０４は、ユーザが車室内の空調を制御するスイッチであり、エアコンのオンオフ、温度、風量等の指示をユーザから受け付け、ユーザからの指示をエアコンＥＣＵ１０９に出力する。

吹き出し温度検出部１０５は、ＨＶＡＣ７０内において、ヒーターコア４４またはエバポレータ４８が熱交換して、車室内へ供給する吸気の吹き出し温度を検出し、検出した吹き出し温度をエアコンＥＣＵ１０９に通知する。

コンプレッサ制御部１０６は、エアコンＥＣＵ１０９の制御に基づいて、コンプレッサ３８の回転数を制御し、また、コンプレッサ３８の回転数等をエアコンＥＣＵ１０９に通知する。

ブロアファン制御部１０７は、エアコンＥＣＵ１０９の制御に基づいて、ＨＶＡＣ７０内のブロアファンの回転数を制御し、また、ブロアファンの回転数等をエアコンＥＣＵ１０９に通知する。

ウォータポンプ制御部１０８は、エアコンＥＣＵ１０９の制御に基づいて、エンジン冷却部４０内部の第１ウォータポンプ４２及び第２ウォータポンプ１６の回転数を制御し、また、第１ウォータポンプ４２及び第２ウォータポンプ１６の回転数等をエアコンＥＣＵ１０９に通知する。

エアコンＥＣＵ１０９は、各種検出部、スイッチ、各種制御部からの情報に基づいて、暖房モード時に冷房用冷媒サイクルにて寝込みが生じていないか判定し、寝込みが生じている場合には、寝込み冷媒を暖房用冷媒サイクルに回収する寝込み冷媒回収運転を行い、寝込みが生じていない場合には、通常運転を行う。エアコンＥＣＵ１０９の詳細な動作については後述する。

＜エアコンＥＣＵの動作＞
次に、上述したエアコンＥＣＵ１０９の詳細な動作について、図４を用いて説明する。

図４において、ステップ（以下、「ＳＴ」と省略する）２０１では、イグニッションのオン操作を受けて、エアコンＥＵＣ１０９が起動し、ＳＴ２０２では、エアコンＥＣＵ１０９が各種検出部及びＨＶＡＣ７０が備えた各種ドアを開閉する為のアクチュエータを初期化する。

ＳＴ２０３では、エアコンＥＣＵ１０９がＡＣスイッチ部１０４からエアコンオンの指示を受けたか否かを判定し、エアコンオンの指示を受けた（ＹＥＳ）場合には、ＳＴ２０４に移行し、エアコンオンの指示を受けていない（ＮＯ）場合には、エアコンＥＣＵ１０９の動作を終了する。

ＳＴ２０４では、エアコンＥＣＵ１０９は、各種検出部より検出情報を取得し、ＳＴ２０５では、寝込み冷媒判定処理を行う。寝込み冷媒判定処理の詳細については後述する。

ＳＴ２０６では、エアコンＥＣＵ１０９は、ＳＴ２０５における寝込み冷媒判定処理の結果、冷媒の寝込みが生じているか否かを判定し、寝込みが生じている（ＹＥＳ）場合には、ＳＴ２０７に移行し、寝込みが生じていない（ＮＯ）場合には、ＳＴ２０８に移行する。

ＳＴ２０７では、エアコンＥＣＵ１０９は、寝込み冷媒回収運転を行い、ＳＴ２０３に戻る。寝込み冷媒回収運転の詳細については後述する。

ＳＴ２０８では、エアコンＥＣＵ１０９は、通常運転を行い、ＳＴ２０３に戻る。通常運転の詳細については後述する。

＜寝込み判定処理＞
次に、図４に示した寝込み冷媒判定処理について、図５を用いて説明する。

図５において、ＳＴ３０１では、エアコンＥＣＵ１０９は、コンプレッサ３８の回転数に変更がないか判定し、変更がない（ＹＥＳ）場合には、ＳＴ３０２に移行し、変更がある（ＮＯ）場合には、ＳＴ３０８に移行する。

ＳＴ３０２では、エアコンＥＣＵ１０９は、ＨＶＡＣ７０内のブロアファンの回転数（風量）に変更がないかを判定し、変更がない（ＹＥＳ）場合には、ＳＴ３０３に移行し、変更がある（ＮＯ）場合には、ＳＴ３０８に移行する。

ＳＴ３０３では、エアコンＥＣＵ１０９は、運転モードに変更がないかを判定し、変更がない（ＹＥＳ）場合には、ＳＴ３０４に移行し、変更がある（ＮＯ）場合には、ＳＴ３０８に移行する。

ＳＴ３０４では、エアコンＥＣＵ１０９は、第２ウォータポンプ１６の回転数に変更がないかを判定し、変更がない（ＹＥＳ）場合には、ＳＴ３０５に移行し、変更がある（ＮＯ）場合には、ＳＴ３０８に移行する。なお、ＳＴ３０１〜ＳＴ３０４の手順は、いずれの順で行われてもよいし、同時に行われてもよい。

ＳＴ３０５では、エアコンＥＣＵ１０９は、寝込み判定用タイマが設定されているか判定し、設定されている（ＹＥＳ）場合には、ＳＴ３１０に移行し、設定されていない（ＮＯ）場合には、ＳＴ３０６に移行する。

ＳＴ３０６では、エアコンＥＣＵ１０９は、冷媒の吐出温度Ｔｄと、第２水冷媒熱交換器１２における冷却液の出口水温Ｔｓｃ＿ｏｕｔを取得して、これらを基準値として記憶し、ＳＴ３０７では、寝込み判定用タイマを設定値Ｔｗａｉｔ秒に設定し、寝込み冷媒判定処理を終了する。

ＳＴ３０８では、エアコンＥＣＵ１０９は、ＳＴ３０７において設定された寝込み判定用タイマを消去し、ＳＴ３０９では、冷媒の寝込みが生じていないと判定し、寝込み冷媒判定処理を終了する。

ＳＴ３１０では、エアコンＥＣＵ１０９は、寝込み判定用タイマが設定値Ｔｗａｉｔ秒経過したかを判定し、Ｔｗａｉｔ秒経過した（ＹＥＳ）場合には、ＳＴ３１２に移行し、Ｔｗａｉｔ秒経過していない（ＮＯ）場合、ＳＴ３１１において、冷媒の寝込みが生じていないと判定し、寝込み冷媒判定処理を終了する。

ＳＴ３１２では、エアコンＥＣＵ１０９は、冷媒の吐出温度Ｔｄと、第２水冷媒熱交換器１２における冷却液の出口水温Ｔｓｃ＿ｏｕｔを取得し、ＳＴ３１３では、ＳＴ３０６において記憶した基準値と、ＳＴ３１２において取得した冷媒の吐出温度Ｔｄ及び冷却液の出口水温Ｔｓｃ＿ｏｕｔとから、冷媒の吐出温度Ｔｄの変化分ΔＴｄが０以上、かつ、第２水冷媒熱交換器１２の出口水温の変化分ΔＴｓｃ＿ｏｕｔが０より小さいという条件を満たすか判定する。この条件を満たす（ＹＥＳ）場合には、ＳＴ３１４に移行し、この条件を満たさない（ＮＯ）場合には、ＳＴ３１５に移行する。

ＳＴ３１４では、エアコンＥＣＵ１０９は、冷媒の寝込みが生じていると判定し、一方、ＳＴ３１５では、冷媒の寝込みが生じていないと判定する。

ＳＴ３１６では、寝込み判定用タイマを消去し、寝込み冷媒判定処理を終了する。

このように、寝込み冷媒判定処理では、コンプレッサ回転数、ブロアファン回転数、運転モード（外気温度及び環境温度に相当）および第２ウォータポンプ回転数に変更がないという条件の下、吐出温度Ｔｄが一定または上昇しているにもかかわらず、第２水冷媒熱交換器１２の出口水温Ｔｓｃ＿ｏｕｔが下がったときに、冷媒の寝込みが生じていると判定する。この様子を図６に示す。

図６（ａ）は、冷媒の寝込みの様子を冷媒の吐出圧力および吸入圧力と共に示した図であり、横軸が時間を、縦軸が圧力および温度を示している。また、実線が寝込みの状態を示すコンプレッサ吸入部過熱度を、点線が冷媒の吐出圧力を、一点鎖線が冷媒の吸入圧力をそれぞれ示している。なお、コンプレッサ吸入部過熱度は、冷媒が寝込むと大きくなり、冷媒の寝込みが解消すると小さくなる。

図６（ｂ）は、冷媒の吸入温度Ｔｓおよび吐出温度Ｔｄを示した図であり、横軸が時間を、縦軸が温度を示している。また、実線が吐出温度Ｔｄを示し、点線が吸入温度Ｔｓを示している。また、図６（ｃ）は、第１水冷媒熱交換器の出口水温を示した図であり、横軸が時間を、縦軸が温度を示している。

図６の区間Ｔｗａｉｔにおいて、図６（ａ）より、コンプレッサ吸入部過熱度が上昇していることから、冷媒の寝込みが生じていることが分かる。このとき、吐出温度Ｔｄが一定または上昇しているのに対して（図６（ｂ）参照）、第２水冷媒熱交換器の出口水温が低下している（図６（ｃ）参照）。

なお、冷媒の寝込みは、すなわち、暖房用冷媒サイクルにおける冷媒量の減少を意味するため、寝込み冷媒判定処理は暖房用冷媒サイクルの冷媒量の減少を検知する手段に相当する。

また、上記の説明では、コンプレッサ回転数、ブロアファン回転数、運転モード（外気温度及び環境温度に相当）および第２ウォータポンプ回転数に変更がないという条件の下、寝込み冷媒判定処理に冷媒の吐出温度Ｔｄと、第２水冷媒熱交換器１２における冷却液の出口水温Ｔｓｃ＿ｏｕｔとを用いたが、これに限るものではない。例えば、上記条件の下、冷媒の吐出圧力と吐出温度から判定してもよく、この場合、吐出温度一定で吐出圧力が低下したら、冷媒の寝込みが生じていると判定する。また、冷媒サイクルが過少冷媒の状態であることを示すコンプレッサ吸入部過熱度を直接測定してもよく、この場合、この加熱度が上昇したら、冷媒の寝込みが生じていると判定する。

＜寝込み冷媒回収運転＞
次に、図４に示した寝込み冷媒回収運転について、図７を用いて説明する。

図７において、ＳＴ４０１では、エアコンＥＣＵ１０９は、エンジン冷却部４０内部の第１ウォータポンプ４２を停止させ、ＳＴ４０２では、吹き出し温度と目標吹き出し温度との差分が所定の閾値以上かを判定し、差分が閾値以上である（ＹＥＳ）場合には、第１ウォータポンプ４２を停止したまま、ＳＴ４０２に戻り、差分が閾値未満である（ＮＯ）場合には、ＳＴ４０３に移行する。

ＳＴ４０３では、エアコンＥＣＵ１０９は、第１ウォータポンプ４２を再始動させ、寝込み冷媒回収運転を終了する。

このように、寝込みが生じた場合に、エンジン冷却部４０内部の第１ウォータポンプを停止することにより、第１水冷媒熱交換器１１の低圧が下がり、室外コンデンサ３９に貯留した液冷媒をコンプレッサ３８に回収し、暖房用冷媒サイクルに戻すことができる。

なお、上記の説明では、寝込み冷媒回収運転において、第１ウォータポンプ４２を停止するとして説明したが、本発明はこれに限らず、第１ウォータポンプ４２の回転数を所定値以下に減少させてもよい。ここで、所定値としては、エンジンの冷却液水温が安定した際における第１ウォータポンプ４２の回転数より小さい値が考えられる。

＜通常運転処理＞
次に、図４に示した通常運転について、図８を用いて説明する。

図８において、ＳＴ５０１では、エアコンＥＣＵ１０９は、目標吹き出し温度を算出する。

ＳＴ５０２では、エアコンＥＣＵ１０９は、目標吹き出し温度に基づいて、コンプレッサ３８の回転数を指示し、ＳＴ５０３では、目標吹き出し温度に基づいて、第２ウォータポンプ１６の回転数を指示する。

＜冷媒の寝込みの様子＞
図９は、冷媒の寝込みの様子を冷媒の吐出圧力および吸入圧力と共に示した図である。図９において、横軸が時間を、縦軸が圧力および温度を示している。また、実線が寝込みの状態を示すコンプレッサ吸入部過熱度を、点線が冷媒の吐出圧力をそれぞれ示している。

図９より、コンプレッサ吸入部過熱度が上昇し、寝込みが発生した段階で、第１ウォータポンプ４２を停止すると、吐出圧力が低下し、これに伴い、コンプレッサ吸入部過熱度も低下して、寝込みが解消することが分かる。図９では、その後、コンプレッサ吸入部過熱度が十分低下し、暖房用冷媒サイクルに寝込み冷媒を回収すると、吐出圧力が上昇するので、第１ウォータポンプ４２を再始動している。

＜実施の形態１の効果＞
このように、本実施の形態の車両用空調装置１では、コンプレッサ３８および一部の経路を共用する暖房用冷媒サイクルと冷房用冷媒サイクルとを有し、エアコンＥＣＵ１０９が冷房用冷媒サイクルへの冷媒の流入による暖房用冷媒サイクルにおける冷媒量の減少を検知した場合、第１水冷媒熱交換器１１とエンジン冷却部４０との間で冷却液を輸送する第１ウォータポンプ４２を停止させる。

これにより、第１水冷媒熱交換器１１の低圧が下がり、冷房用冷媒サイクルに貯留した液冷媒をコンプレッサ３８に回収し、暖房用冷媒サイクルに戻すことができる。この結果、暖房性能の低下を抑制することができる。

また、暖房用冷媒サイクルから冷房用冷媒サイクルへの冷媒の流入を阻止する逆止弁を設けずに済むため、逆止弁を設けた場合に生じる圧損およびこの圧損による空調性能の低下を回避すると共に、コストの増大を抑えることができる。

なお、本実施の形態では、第１水冷媒熱交換器１１がエンジン冷却部４０との間で冷却液を循環的に流す場合について説明した。しかし、本発明はこれに限らない。第１水冷媒熱交換器１１は、例えば、電気自動車に用いられる走行用モータ、走行用モータを駆動するためのインバータ、走行用モータへ電気エネルギーを供給するための蓄電池、車両外部から蓄電池を充電するための充電器、蓄電池の電圧変換を行うためのＤＣ−ＤＣ変換器などの、発熱部材との間で冷却液を循環的に流してもよい。

また、本実施の形態では、車両用空調装置１がアキュムレータ１７を備える場合について説明した。しかし、本発明はこれに限らず、アキュムレータ１７を備えていなくてもよい。

＜変形例＞
また、本実施の形態では、第１水冷媒熱交換器１１とエンジン冷却部４０とを冷却液の配管ｈ１、ｈ２で接続し、第２水冷媒熱交換器１２とヒーターコア４４とを冷却液の配管ｈ３、ｈ４で接続する場合について示したが、これに制限されない。例えば、図１０に示すように、エンジン冷却部４０と第２水冷媒熱交換器１２とを冷却液の配管ｈ１で接続し、第２水冷媒熱交換器１２とヒーターコア４４とを冷却液の配管ｈ３で接続し、ヒーターコア４４と第１水冷媒熱交換器１１とを冷却液の配管ｈ４で接続し、第１水冷媒熱交換器１１とエンジン冷却部４０とを冷却液の配管ｈ２で接続してもよい。これにより、エンジン冷却部４０、第２水冷媒熱交換器１２、ヒーターコア４４、第１水冷媒熱交換器１１、エンジン冷却部４０の順に冷却液が循環する。

また、本実施の形態では、冷房運転時又は除湿運転時に、コンプレッサ３８から吐出された冷媒がサブコンデンサ１２を介して室外コンデンサ３９へ送られる冷媒回路を示したが、この回路構成に制限されない。

図１１には、実施の形態の車両用空調装置の冷媒回路の変形例を示す。

図１１の冷媒回路は、コンブレッサ３８の吐出口の冷媒配管を分岐させて、コンプレッサ３８から第２水冷媒熱交換器１２へ冷媒を送る経路と、コンプレッサ３８から第２水冷媒熱交換器１２を介さずに室外コンデンサ３９へ冷媒を送る経路とを有する。図１１の冷媒回路は、コンプレッサ３８から吐出された冷媒を、第２水冷媒熱交換器１２へ送るか、室外コンデンサ３９へ送るかを切り換えるための開閉弁１３と開閉弁１５を有している。

図１１の冷媒回路では、開閉弁１５を開、開閉弁１３を閉とすると、コンプレッサ３８、第２水冷媒熱交換器１２、膨張弁４３、第１水冷媒熱交換器１１、アキュムレータ１７の順に、冷媒が流れる。このとき、ヒートポンプ作用により、第１水冷媒熱交換器１１から第２水冷媒熱交換器１２へ熱を移動させることができる。

また、図１１の冷媒回路では、開閉弁１５を閉、開閉弁１３を開とすると、コンプレッサ３８、室外コンデンサ３９、膨張弁３７、エバポレータ４８の順に、冷媒が流れる。このとき、ヒートポンプ作用により、エバポレータ４８から室外コンデンサ３９へ熱を移動させることができる。

実施の形態１の冷媒回路は、図１１の冷媒回路に変更可能である。

また、本実施の形態では、エンジン冷却部４０内部の第１ウォータポンプ４２の回転数を制御することにより、配管ｈ１、ｈ２を流れる冷却液の流量を調整したが、これに制限されない。例えば、流量調整手段として、ウォータポンプに代えて、開閉弁または絞り弁等を用いて流量を調整してもよい。

（実施の形態２）
図１２は、本発明の実施の形態２に係る車両用空調装置を示す構成図である。

車両用空調装置１は、エンジン（内燃機関）を有する車両に搭載されて、車室内の暖房、除湿および冷房を行う装置である。

車両用空調装置１は、第１水冷媒熱交換器１１、第２水冷媒熱交換器１２、開閉弁１３、電磁弁付き膨張弁１４、ウォータポンプ１６、アキュムレータ１７、膨張弁３７、コンプレッサ（圧縮機）３８、室外コンデンサ３９、エンジン冷却部４０、ヒーターコア４４、エバポレータ４８、および、これらの間を結ぶ冷却液の配管および冷媒配管等を具備する。ヒーターコア４４と、エバポレータ４８とは、ＨＶＡＣ（Heating, Ventilation, and Air Conditioning）７０の吸気通路内に配置される。ＨＶＡＣ７０には、吸気を流すブロアファン（図示せず）が設けられている。

第１水冷媒熱交換器１１は、低温低圧の冷媒を流す通路と、冷却液を流す通路とを有し、冷媒と冷却液との間で熱交換を行う。第１水冷媒熱交換器１１には、所定の運転モードのときに、低温低圧の冷媒が供給され、且つ、エンジン冷却部４０との間で配管ｈ１、ｈ２を介して冷却液が循環的に流されて、冷却液から低温低圧冷媒へ熱を移動させる。

第２水冷媒熱交換器１２は、高温高圧の冷媒を流す通路と、冷却液を流す通路とを有し、冷媒と冷却液との間で熱交換を行う。第２水冷媒熱交換器１２には、所定の運転モードのときに、ヒーターコア４４との間で冷却液が循環的に流されて、高温高圧冷媒から冷却液へ熱を放出させる。

第２水冷媒熱交換器１２の冷却液の入口と出口とにそれぞれ接続されている２つの配管ｈ３，ｈ４には、何れか一方にウォータポンプ１６が設けられている。これら２つの配管ｈ３，ｈ４は、ヒーターコア４４に接続されている。

ウォータポンプ１６は、例えば電気的な駆動により、第２水冷媒熱交換器１２とヒーターコア４４との間で冷却液を循環させることが可能なポンプである。

第２水冷媒熱交換器１２の冷媒の入口に接続されている冷媒配管ｊ１は、コンプレッサ３８の吐出口に接続されている。第２水冷媒熱交換器１２の冷媒の出口に接続されている冷媒配管ｊ２は、２つに分岐している。そして、分岐した内の一方の冷媒配管は、開閉弁１３を介して、室外コンデンサ３９の冷媒の入口に接続されている。分岐した内の他方の冷媒配管ｊ３は、電磁弁付き膨張弁１４を介して第１水冷媒熱交換器１１の冷媒の入口に接続されている。

第１水冷媒熱交換器１１の冷媒の出口に接続されている冷媒配管ｊ４は、アキュムレータ１７を介して、コンプレッサ３８の冷媒吸入口に接続されている。コンプレッサ３８の冷媒吸入口には、エバポレータ４８の冷媒配管も合流接続されている。

開閉弁１３は、例えば電気的な制御により、冷媒配管の開閉を切り替える弁である。

電磁弁付き膨張弁１４は、例えば電気的な制御により、冷媒配管の開閉を切り替えられると共に、開としたときに膨張弁として機能する弁である。

アキュムレータ１７は、第１水冷媒熱交換器１１を通過した気化した冷媒と未気化の冷媒とを分離して、気化した冷媒のみをコンプレッサ３８へ送る。

コンプレッサ３８は、電気により駆動して、吸入した冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する。圧縮された冷媒は、第２水冷媒熱交換器１２へ送られる。

エンジン冷却部４０は、エンジンの周囲に冷却液を流すウォータジャケットと、ウォータジャケットに冷却液を流すポンプとを具備し、ウォータジャケットに流れる冷却液へエンジンから熱を放出させる。ポンプは、例えば、エンジンの動力により回転する。

ヒーターコア４４は、冷却液と空気との間で熱交換を行う機器であり、車室内へ空気を供給するＨＶＡＣ７０の吸気通路内に配置される。ヒーターコア４４には、加熱された冷却液が供給され、暖房運転時に車室内へ送られる吸気に熱を放出する。

エバポレータ４８は、低温低圧の冷媒と、空気との間で熱交換を行う機器であり、ＨＶＡＣ７０の吸気通路内に配置される。エバポレータ４８には、冷房運転時または除湿運転時に低温低圧の冷媒が流され、車室内へ供給される吸気を冷却する。

膨張弁３７は、高圧の冷媒を低温低圧に膨張して、エバポレータ４８に吐出する。膨張弁３７は、エバポレータ４８に近接して配置されている。

室外コンデンサ３９は、冷媒を流す通路と、空気を流す通路とを有し、例えばエンジンルーム内の車両の先頭付近に配置されて、冷媒と外気との間で熱交換を行う。室外コンデンサ３９には、冷房モードおよび除湿モードのときに、高温高圧の冷媒が流されて、冷媒から外気へ熱を排出させる。室外コンデンサ３９には、例えば、ファンにより外気が吹き付けられる。

次に、車両用空調装置１の動作について説明する。

＜暖房モードの動作＞
図１３は、車両用空調装置１における暖房モードの動作を説明する図である。

暖房モードの運転が要求された場合には、図１３示すように、開閉弁１３が閉、電磁弁付き膨張弁１４が開、ウォータポンプ１６がオン作動する。

さらに、コンプレッサ３８が作動することで、冷媒は、第２水冷媒熱交換器１２、電磁弁付き膨張弁１４、第１水冷媒熱交換器１１、アキュムレータ１７、および、コンプレッサ３８を、この順で循環的に流れる。この経路を暖房用冷媒サイクル（第１冷媒サイクルに相当）という。

その際、コンプレッサ３８により圧縮された高温高圧冷媒は、第２水冷媒熱交換器１２にて冷却液へ熱を放出して凝縮する。また、電磁弁付き膨張弁１４により膨張された低温低圧冷媒は、第１水冷媒熱交換器１１にて冷却液から熱を吸収して気化する。

冷却液は、２経路に分かれて各々独立的に流れる。第１経路の冷却液は、エンジン冷却部４０と第１水冷媒熱交換器１１との間を循環的に流れる。第１経路の冷却液は、エンジン冷却部４０においてエンジンを冷却し、第１水冷媒熱交換器１１において低温低圧の冷媒に熱を放出する。

第２経路の冷却液は、ウォータポンプ１６により第２水冷媒熱交換器１２とヒーターコア４４との間を循環的に流れる。第２経路の冷却液は、第２水冷媒熱交換器１２において高温高圧の冷媒から熱を吸収し、ヒーターコア４４において車室内へ送られる吸気へ熱を放出する。

これにより、車室内の暖房が行われる。

車両用空調装置１は、このような動作の過程において、外気低温時（例えば、−２０℃）には、低温環境に設置されている室外コンデンサ３９の冷媒飽和圧力が低下するため、温度が高い第１水冷媒熱交換器１１よりも室外コンデンサ３９の圧力が低下し、コンプレッサ３８の冷媒吸入口で暖房用冷媒サイクルと合流接続されたエバポレータ４８の冷媒配管（冷房用冷媒サイクル（第２冷媒サイクルに相当）の一部）に冷媒が流れてしまう。エバポレータ４８の冷媒配管に流れ込んだ冷媒は、室外コンデンサ３９において寝込みが生じる。

一般的には、暖房用冷媒サイクルから冷房用冷媒サイクルへの冷媒の流入を阻止する逆止弁を設けることが考えられる。しかし、逆止弁を設けた場合には、逆止弁を冷媒が通過する運転モード時（冷房時）に、圧損が生じて、空調性能が低下すると共に、コストの増大を招いてしまう。

そこで、本実施の形態では、車両用空調装置１に逆止弁を設けず、エアコンＥＣＵ（Electronic Control Unit）が装置内の各部を制御して、寝込み冷媒を回収する場合について説明する。

＜エアコンＥＣＵ周辺の機能構成＞
図１４は、本発明の実施の形態２に係る車両用空調装置１におけるエアコンＥＣＵ周辺の機能構成を示すブロック図である。

吐出温度検出部１０１は、コンプレッサ３８から吐出された冷媒の温度を検出し、検出した冷媒の温度をエアコンＥＣＵ１０９に通知する。吐出圧力検出部１０２は、コンプレッサ３８から吐出された冷媒の圧力を検出し、検出した冷媒の圧力をエアコンＥＣＵ１０９に通知する。

運転モード記憶部１０３は、車両用空調装置１の現在の運転モード、すなわち、暖房モード、冷房モード、除湿モード等を記憶し、エアコンＥＣＵ１０９に通知する。

ＡＣスイッチ部１０４は、ユーザが車室内の空調を制御するスイッチであり、エアコンのオンオフ、温度、風量等の指示をユーザから受け付け、ユーザからの指示をエアコンＥＣＵ１０９に出力する。

コンプレッサ制御部１０６は、エアコンＥＣＵ１０９の制御に基づいて、コンプレッサ３８の回転数を制御し、また、コンプレッサ３８の回転数等をエアコンＥＣＵ１０９に通知する。

ブロアファン制御部１０７は、エアコンＥＣＵ１０９の制御に基づいて、ＨＶＡＣ７０内のブロアファンの回転数を制御し、また、ブロアファンの回転数等をエアコンＥＣＵ１０９に通知する。

ウォータポンプ制御部１０８は、エアコンＥＣＵ１０９の制御に基づいて、ウォータポンプ１６の回転数を制御し、また、ウォータポンプ１６の回転数等をエアコンＥＣＵ１０９に通知する。

エアコンＥＣＵ１０９は、各種検出部、スイッチ、各種制御部からの情報に基づいて、暖房モード時に冷房用冷媒サイクルにて寝込みが生じていないか判定し、寝込みが生じている場合には、寝込み冷媒を暖房用冷媒サイクルに回収する寝込み冷媒回収運転を行い、寝込みが生じていない場合には、通常運転を行う。エアコンＥＣＵ１０９の詳細な動作については後述する。

＜エアコンＥＣＵの動作＞
次に、上述したエアコンＥＣＵ１０９の詳細な動作について、図４を用いて説明する。

図４において、ステップ（以下、「ＳＴ」と省略する）２０１では、イグニッションのオン操作を受けて、エアコンＥＵＣ１０９が起動し、ＳＴ２０２では、エアコンＥＣＵ１０９が各種検出部及びＨＶＡＣ７０が備えた各種ドアを開閉する為のアクチュエータを初期化する。

ＳＴ２０３では、エアコンＥＣＵ１０９がＡＣスイッチ部１０４からエアコンオンの指示を受けたか否かを判定し、エアコンオンの指示を受けた（ＹＥＳ）場合には、ＳＴ２０４に移行し、エアコンオンの指示を受けていない（ＮＯ）場合には、エアコンＥＣＵ１０９の動作を終了する。

ＳＴ２０４では、エアコンＥＣＵ１０９は、各種検出部より検出情報を取得し、ＳＴ２０５では、寝込み冷媒判定処理を行う。寝込み冷媒判定処理の詳細については後述する。

ＳＴ２０６では、エアコンＥＣＵ１０９は、ＳＴ２０５における寝込み冷媒判定処理の結果、冷媒の寝込みが生じているか否かを判定し、寝込みが生じている（ＹＥＳ）場合には、ＳＴ２０７に移行し、寝込みが生じていない（ＮＯ）場合には、ＳＴ２０８に移行する。

ＳＴ２０７では、エアコンＥＣＵ１０９は、寝込み冷媒回収運転を行い、ＳＴ２０３に戻る。寝込み冷媒回収運転の詳細については後述する。

ＳＴ２０８では、エアコンＥＣＵ１０９は、通常運転を行い、ＳＴ２０３に戻る。通常運転の詳細については後述する。

＜寝込み判定処理＞
次に、図４に示した寝込み冷媒判定処理について、図５を用いて説明する。

図５において、ＳＴ３０１では、エアコンＥＣＵ１０９は、コンプレッサ３８の回転数に変更がないか判定し、変更がない（ＹＥＳ）場合には、ＳＴ３０２に移行し、変更がある（ＮＯ）場合には、ＳＴ３０８に移行する。

ＳＴ３０２では、エアコンＥＣＵ１０９は、ＨＶＡＣ７０内のブロアファンの回転数（風量）に変更がないかを判定し、変更がない（ＹＥＳ）場合には、ＳＴ３０３に移行し、変更がある（ＮＯ）場合には、ＳＴ３０８に移行する。

ＳＴ３０３では、エアコンＥＣＵ１０９は、運転モードに変更がないかを判定し、変更がない（ＹＥＳ）場合には、ＳＴ３０４に移行し、変更がある（ＮＯ）場合には、ＳＴ３０８に移行する。

ＳＴ３０４では、エアコンＥＣＵ１０９は、ウォータポンプ１６の回転数に変更がないかを判定し、変更がない（ＹＥＳ）場合には、ＳＴ３０５に移行し、変更がある（ＮＯ）場合には、ＳＴ３０８に移行する。なお、ＳＴ３０１〜ＳＴ３０４の手順は、いずれの順で行われてもよいし、同時に行われてもよい。

ＳＴ３０５では、エアコンＥＣＵ１０９は、寝込み判定用タイマが設定されているか判定し、設定されている（ＹＥＳ）場合には、ＳＴ３１０に移行し、設定されていない（ＮＯ）場合には、ＳＴ３０６に移行する。

ＳＴ３０６では、エアコンＥＣＵ１０９は、冷媒の吐出温度Ｔｄと、第２水冷媒熱交換器１２における冷却液の出口水温Ｔｓｃ＿ｏｕｔを取得して、これらを基準値として記憶し、ＳＴ３０７では、寝込み判定用タイマを設定値Ｔｗａｉｔ秒に設定し、寝込み冷媒判定処理を終了する。

ＳＴ３０８では、エアコンＥＣＵ１０９は、ＳＴ３０７において設定された寝込み判定用タイマを消去し、ＳＴ３０９では、冷媒の寝込みが生じていないと判定し、寝込み冷媒判定処理を終了する。

ＳＴ３１０では、エアコンＥＣＵ１０９は、寝込み判定用タイマが設定値Ｔｗａｉｔ秒経過したかを判定し、Ｔｗａｉｔ秒経過した（ＹＥＳ）場合には、ＳＴ３１２に移行し、Ｔｗａｉｔ秒経過していない（ＮＯ）場合、ＳＴ３１１において、冷媒の寝込みが生じていないと判定し、寝込み冷媒判定処理を終了する。

ＳＴ３１２では、エアコンＥＣＵ１０９は、冷媒の吐出温度Ｔｄと、第２水冷媒熱交換器１２における冷却液の出口水温Ｔｓｃ＿ｏｕｔを取得し、ＳＴ３１３では、ＳＴ３０６において記憶した基準値と、ＳＴ３１２において取得した冷媒の吐出温度Ｔｄ及び冷却液の出口水温Ｔｓｃ＿ｏｕｔとから、冷媒の吐出温度Ｔｄの変化分ΔＴｄが０以上、かつ、第２水冷媒熱交換器１２の出口水温の変化分ΔＴｓｃ＿ｏｕｔが０より小さいという条件を満たすか判定する。この条件を満たす（ＹＥＳ）場合には、ＳＴ３１４に移行し、この条件を満たさない（ＮＯ）場合には、ＳＴ３１５に移行する。

ＳＴ３１４では、エアコンＥＣＵ１０９は、冷媒の寝込みが生じていると判定し、一方、ＳＴ３１５では、冷媒の寝込みが生じていないと判定する。

ＳＴ３１６では、寝込み判定用タイマを消去し、寝込み冷媒判定処理を終了する。

このように、寝込み冷媒判定処理では、コンプレッサ回転数、ブロアファン回転数、運転モード（外気温度及び環境温度に相当）およびウォータポンプ回転数に変更がないという条件の下、吐出温度Ｔｄが一定または上昇しているにもかかわらず、第２水冷媒熱交換器１２の出口水温Ｔｓｃ＿ｏｕｔが下がったときに、冷媒の寝込みが生じていると判定する。冷媒の寝込みは、すなわち、暖房用冷媒サイクルにおける冷媒量の減少を意味するため、寝込み冷媒判定処理は暖房用冷媒サイクルの冷媒量の減少を検知する手段に相当する。

なお、上記の説明では、コンプレッサ回転数、ブロアファン回転数、運転モード（外気温度及び環境温度に相当）およびウォータポンプ回転数に変更がないという条件の下、寝込み冷媒判定処理に冷媒の吐出温度Ｔｄと、第２水冷媒熱交換器１２における冷却液の出口水温Ｔｓｃ＿ｏｕｔとを用いたが、これに限るものではない。例えば、上記条件の下、冷媒の吐出圧力と吐出温度から判定してもよく、この場合、吐出温度一定で吐出圧力が低下したら、冷媒の寝込みが生じていると判定する。また、冷媒サイクルが過少冷媒の状態であることを示すコンプレッサ吸入部過熱度を直接測定してもよく、この場合、この過熱度が上昇したら、冷媒の寝込みが生じていると判定する。

＜寝込み冷媒回収運転＞
次に、図４に示した寝込み冷媒回収運転について、図１５を用いて説明する。

図１５において、ＳＴ６０１では、エアコンＥＣＵ１０９は、タイマを設定値Ｔｔｉｍｅｒ（例えば、３０秒）に設定し、ＳＴ６０２では、コンプレッサ３８を停止させる。

ＳＴ６０３では、エアコンＥＣＵ１０９は、タイマが設定値Ｔｔｉｍｅｒ秒経過したかを判定し、Ｔｔｉｍｅｒ秒経過した（ＹＥＳ）場合には、ＳＴ６０４に移行し、Ｔｗａｉｔ秒経過していない（ＮＯ）場合、ＳＴ４０２に戻る。

ＳＴ６０４では、エアコンＥＣＵ１０９は、コンプレッサ３８を再始動して、寝込み冷媒回収運転を終了する。

このように、寝込みが生じた場合に、コンプレッサ３８を一時停止、再始動する運転を行うことにより、コンプレッサ３８の冷媒吸入圧力が一時的に低下し、室外コンデンサ３９に貯留した液冷媒をコンプレッサ３８に回収し、暖房用冷媒サイクルに戻すことができる。なお、図６では、コンプレッサ３８の一時停止、再始動を１回行う運転を示したが、この動作を繰り返す間欠運転を行ってもよい。

＜通常運転処理＞
次に、図４に示した通常運転について、図８を用いて説明する。

図８において、ＳＴ５０１では、エアコンＥＣＵ１０９は、目標吹き出し温度を算出する。

ＳＴ５０２では、エアコンＥＣＵ１０９は、目標吹き出し温度に基づいて、コンプレッサ３８の回転数を指示し、ＳＴ５０３では、目標吹き出し温度に基づいて、ウォータポンプ１６の回転数を指示する。

＜冷媒の寝込みの様子＞
図１６は、冷媒の寝込みの様子を冷媒の吐出圧力および吸入圧力と共に示した図である。図１６において、横軸が時間を、縦軸が圧力および温度を示している。また、実線が寝込みの状態を示すコンプレッサ吸入部過熱度を、点線が冷媒の吐出圧力を、一点鎖線が冷媒の吸入圧力をそれぞれ示している。なお、コンプレッサ吸入部過熱度は、冷媒が寝込むと大きくなり、冷媒の寝込みが解消すると小さくなる。

図１６より、コンプレッサ吸入部過熱度が上昇し、寝込みが発生してくると、吐出圧力が低下し始める。ここで、寝込み冷媒回収運転を行い、コンプレッサ３８を一時停止すると、吐出圧力が急低下し、コンプレッサ３８を再始動すると、吐出圧力が戻り、吸入圧力が急上昇する。このとき、コンプレッサ吸入部過熱度も急低下し、冷媒の寝込みが一時的に解消することが分かる。図１６では、その後も寝込み冷媒回収運転（コンプレッサの間欠運転）を継続している。

＜実施の形態２の効果＞
このように、本実施の形態の車両用空調装置１では、コンプレッサ３８および一部の経路を共用する暖房用冷媒サイクルと冷房用冷媒サイクルとを有し、エアコンＥＣＵ１０９が冷房用冷媒サイクルへの冷媒の流入による暖房用冷媒サイクルにおける冷媒量の減少を検知した場合、コンプレッサ３８を一時停止した後、再始動させる。

これにより、コンプレッサ３８の冷媒吸入圧力が一時的に低下し、冷房用冷媒サイクルに貯留した液冷媒をコンプレッサ３８に回収し、暖房用冷媒サイクルに戻すことができる。この結果、暖房性能の低下を抑制することができる。

また、暖房用冷媒サイクルから冷房用冷媒サイクルへの冷媒の流入を阻止する逆止弁を設けずに済むため、逆止弁を設けた場合に生じる圧損およびこの圧損による空調性能の低下を回避すると共に、コストの増大を抑えることができる。

なお、本実施の形態では、車両用空調装置１がアキュムレータ１７を備える場合について説明した。しかし、本発明はこれに限らず、アキュムレータ１７を備えていなくてもよい。

また、本実施の形態においても、図１０に示した冷却液の流路を適用してもよいし、図１１に示した冷媒回路を適用してもよい。

なお、上記実施の形態では、コンプレッサ３８は、電動コンプレッサなど電気により駆動され回転数が制御可能なコンプレッサとして記載したが、エンジンの動力により駆動されるコンプレッサであってもよい。エンジンにより駆動されるコンプレッサとしては、吐出容量が固定である固定容量コンプレッサと、吐出容量が可変である可変容量コンプレッサとのいずれも適用が可能である。

エンジンにより駆動されるコンプレッサは、クラッチをオンすることで冷媒の圧縮を開始し、クラッチをオフすることで冷媒の圧縮を停止させることができる。エンジンにより駆動されるコンプレッサを用いる場合、図１５のＳＴ６０１における「コンプレッサ３８の停止」は、クラッチのオフすることで実現可能である。また、エンジンにより駆動されるコンプレッサを用いる場合、図１５のＳＴ６０４における「コンプレッサ３８の再始動」は、クラッチをオンすることで実現可能である。

＜発明の一態様の概要＞
続いて、本発明にかかる一態様の概要を記載する。

態様１は、冷媒を循環させる経路であって、第１ヒートポンプサイクルを形成する第１冷媒サイクルと、冷媒を循環させる経路であって、前記第１ヒートポンプサイクルと異なる第２ヒートポンプサイクルを形成し、前記第１冷媒サイクルと一部の経路を共用する第２冷媒サイクルと、前記第１冷媒サイクルに含まれ、低温低圧冷媒と車両の発熱部材の冷却液との間で熱交換を行って冷媒を気化させる第１水冷媒熱交換器と、前記発熱部材および前記第１水冷媒熱交換器を流れる前記冷却液の流量を調整する流量調整手段と、前記第２冷媒サイクルへの冷媒の流入による前記第１冷媒サイクルにおける冷媒量の減少を検知する検知手段と、前記第１冷媒サイクルにおける冷媒量の減少が検知された場合、前記流量調整手段を制御し、前記冷却液の流量を低下させる制御手段と、を具備する車両用空調装置。

態様２は、前記第１冷媒サイクルと前記第２冷媒サイクルとで共用し、冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサを、更に具備する、態様１に記載の車両用空調装置。

態様３は、前記発熱部材と前記第１水冷媒熱交換器との間で前記冷却液を循環させる、態様１または態様２に記載の車両用空調装置。

態様４は、冷却液が流されて車室内へ送られる空気に熱を与えるヒーターコアと、高温高圧冷媒と熱輸送用の冷却液との間で熱交換を行って冷媒を凝縮させる第２水冷媒熱交換器と、をさらに具備し、前記発熱部材、第２水冷媒熱交換器、ヒーターコア、および、前記第１水冷媒熱交換器、の間で前記冷却液を循環させる、態様１または態様２に記載の車両用空調装置。

態様５は、前記制御手段は、前記第１冷媒サイクルにおける冷媒量の減少が検知された場合、前記流量調整手段を制御し、前記冷却液の流量をゼロにする、態様１から態様４のいずれか一つに記載の車両用空調装置。

態様６は、前記第１冷媒サイクルには、前記コンプレッサと、前記第１水冷媒熱交換器と、高温高圧冷媒と熱輸送用の冷却液との間で熱交換を行って冷媒を凝縮させる第２水冷媒熱交換器と、が含まれる態様２に記載の車両用空調装置。

態様７は、前記第２冷媒サイクルには、前記コンプレッサと、高温高圧冷媒と熱輸送用の冷却液との間で熱交換を行って冷媒を凝縮させる第２水冷媒熱交換器と、冷媒から外気に熱を放熱させて冷媒を凝縮させる室外コンデンサと、車室内へ送られる吸気から熱を吸収して冷媒を気化させるエバポレータと、が含まれる態様２または態様６に記載の車両用空調装置。

態様８は、前記第２冷媒サイクルには、前記コンプレッサと、冷媒から外気に熱を放熱させて冷媒を凝縮させる室外コンデンサと、車室内へ送られる吸気から熱を吸収して冷媒を気化させるエバポレータと、が含まれる態様２または態様６に記載の車両用空調装置。

態様９は、前記第１冷媒サイクルと前記第２冷媒サイクルとが、前記コンプレッサの冷媒吸入口で合流接続されている、態様２に記載の車両用空調装置。

態様１０は、前記第１冷媒サイクルから前記第２冷媒サイクルへの冷媒の流入を阻止する弁を介さずに、前記第１冷媒サイクルと前記第２冷媒サイクルとが合流接続されている、態様９に記載の車両用空調装置。

態様１１は、冷媒を循環させる経路であって、第１ヒートポンプサイクルを形成する第１冷媒サイクルと、冷媒を循環させる経路であって、前記第１ヒートポンプサイクルと異なる第２ヒートポンプサイクルを形成し、前記第１冷媒サイクルと一部の経路を共用する第２冷媒サイクルと、前記第２冷媒サイクルへの冷媒の流入による前記第１冷媒サイクルにおける冷媒量の減少を検知する検知手段と、前記第１冷媒サイクルにおける冷媒量の減少が検知された場合、前記第１冷媒サイクルと前記第２冷媒サイクルとで共用し冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサを停止してから再始動させる制御を行う制御手段と、を具備する車両用空調装置。

態様１２は、前記第１冷媒サイクルと前記第２冷媒サイクルとで共用し、冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサを、更に具備する、態様１１に記載の車両用空調装置。

態様１３は、前記第１冷媒サイクルには、前記コンプレッサと、低温低圧冷媒とエンジンの冷却液との間で熱交換を行って冷媒を気化させる第１水冷媒熱交換器と、高温高圧冷媒と熱輸送用の冷却液との間で熱交換を行って冷媒を凝縮させる第２水冷媒熱交換器と、が含まれる態様１１または態様１２に記載の車両用空調装置。

態様１４は、前記第２冷媒サイクルには、前記コンプレッサと、高温高圧冷媒と熱輸送用の冷却液との間で熱交換を行って冷媒を凝縮させる第２水冷媒熱交換器と、冷媒から外気に熱を放熱させて冷媒を凝縮させる室外コンデンサと、車室内へ送られる吸気から熱を吸収して冷媒を気化させるエバポレータと、が含まれる態様１１から態様１３のいずれか一つに記載の車両用空調装置。

態様１５は、前記第２冷媒サイクルには、前記コンプレッサと、冷媒から外気に熱を放熱させて冷媒を凝縮させる室外コンデンサと、車室内へ送られる吸気から熱を吸収して冷媒を気化させるエバポレータと、が含まれる態様１１から態様１３のいずれか一つに記載の車両用空調装置。

態様１６は、前記第１冷媒サイクルと前記第２冷媒サイクルとが、前記コンプレッサの冷媒吸入口で合流接続されている、態様１１から態様１５のいずれか一つに記載の車両用空調装置。

態様１７は、前記第１冷媒サイクルから前記第２冷媒サイクルへの冷媒の流入を阻止する弁を介さずに、前記第１冷媒サイクルと前記第２冷媒サイクルとが合流接続されている、態様１６に記載の車両用空調装置。

２０１３年３月６日出願の特願２０１３−０４４１３３の日本出願、および、２０１３年３月６日出願の特願２０１３−０４４１３６の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本発明は、車両に搭載される車両用空調装置に利用できる。

１ 車両用空調装置
１１ 第１水冷媒熱交換器
１２ 第２水冷媒熱交換器
１３、１５ 開閉弁
１４ 電磁弁付き膨張弁
１６ 第２ウォータポンプ
３７、４３ 膨張弁
３８ コンプレッサ
３９ 室外コンデンサ
４０ エンジン冷却部
４２ 第１ウォータポンプ
４４ ヒーターコア
４８ エバポレータ
７０ ＨＶＡＣ
ｈ１〜ｈ４ 配管
ｊ１〜ｊ４ 冷媒配管
１０１ 吐出温度検出部
１０２ 吐出圧力検出部
１０３ 運転モード記憶部
１０４ ＡＣスイッチ部
１０５ 吹き出し温度検出部
１０６ コンプレッサ制御部
１０７ ブロアファン制御部
１０８ ウォータポンプ制御部
１０９ エアコンＥＣＵ

Claims (6)

1. 冷媒を循環させる経路であって、第１ヒートポンプサイクルを形成する第１冷媒サイクルと、
   冷媒を循環させる経路であって、前記第１ヒートポンプサイクルと異なる第２ヒートポンプサイクルを形成し、前記第１冷媒サイクルと一部の経路を共用する第２冷媒サイクルと、
   前記第１冷媒サイクルに含まれ、低温低圧冷媒と車両の発熱部材の冷却液との間で熱交換を行って冷媒を気化させる第１水冷媒熱交換器と、
   高温高圧冷媒と熱輸送用の冷却液との間で熱交換を行って冷媒を凝縮させる第２水冷媒熱交換器と、
   前記発熱部材および前記第１水冷媒熱交換器を流れる前記冷却液の流量を調整する流量調整手段と、
   前記第２冷媒サイクルへの冷媒の流入による前記第１冷媒サイクルにおける冷媒量の減少を検知する検知手段と、
   前記第１冷媒サイクルにおける冷媒量の減少が検知された場合、前記流量調整手段を制御し、前記冷却液の流量を低下させる制御手段と、
   前記第１冷媒サイクルと前記第２冷媒サイクルとで共用し、冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサと、
   冷媒から外気に熱を放熱させて冷媒を凝縮させる室外コンデンサと、
   車室内へ送られる吸気から熱を吸収して冷媒を気化させるエバポレータと、
   を具備し、
   前記第１冷媒サイクルには、前記第２水冷媒熱交換器と、前記第１水冷媒熱交換器と、前記コンプレッサとが含まれ、この順で冷媒が流れ、
   前記第２冷媒サイクルには、前記コンプレッサと、前記第２水冷媒熱交換器と、前記室外コンデンサ、前記エバポレータとが含まれ、この順で冷媒が流れる、
   車両用空調装置。
2. 前記発熱部材と前記第１水冷媒熱交換器との間で前記冷却液を循環させる、
   請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記冷却液が流されて車室内へ送られる空気に熱を与えるヒーターコアをさらに具備し、
   前記発熱部材、前記第２水冷媒熱交換器、前記ヒーターコア、および、前記第１水冷媒熱交換器、の間で前記冷却液を循環させる、
   請求項１に記載の車両用空調装置。
4. 前記制御手段は、前記第１冷媒サイクルにおける冷媒量の減少が検知された場合、前記流量調整手段を制御し、前記冷却液の流量をゼロにする、
   請求項１に記載の車両用空調装置。
5. 前記第１冷媒サイクルと前記第２冷媒サイクルとが、前記コンプレッサの冷媒吸入口で合流接続されている、
   請求項１に記載の車両用空調装置。
6. 前記第１冷媒サイクルから前記第２冷媒サイクルへの冷媒の流入を阻止する弁を介さずに、前記第１冷媒サイクルと前記第２冷媒サイクルとが合流接続されている、
   請求項５に記載の車両用空調装置。

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