JPH06143992A

JPH06143992A - 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置

Info

Publication number: JPH06143992A
Application number: JP29970792A
Authority: JP
Inventors: Junichiro Hara; 潤一郎原; Takayoshi Matsuoka; 孝佳松岡
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1992-11-10
Filing date: 1992-11-10
Publication date: 1994-05-24
Anticipated expiration: 2013-09-21
Also published as: JP2800596B2

Abstract

(57)【要約】【目的】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、冷暖房
能力をさらに向上させることを可能とする。【構成】コンプレッサ、車室外熱交換器、放熱用車室
内熱交換器、膨脹手段、吸熱用車室内熱交換器、冷媒流
路切換手段を設ける他、暖房用リターン流路と冷房用リ
ターン流路との少なくとも一方を設け、暖房用リターン
流路の場合は暖房用漏れ許容手段を設け、冷房用リター
ン流路の場合は、冷房用漏れ許容手段を設けたことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コンプレッサの駆動
により冷媒を車室外熱交換器およ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
としては、特開平２−２９０４７５号公報や実開平２−
１３０８０８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媒運転時とで逆転さ
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、上記特開平２−２９０４７５
号公報に開示された冷暖房装置を、図２５に図示して説
明する。つまり、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車室内熱交換器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１
０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。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から吐出さたれ高温なる冷
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。

【０００４】

【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媒運転時と
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、暖房運転を行なうと、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。

【０００５】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
るよう管径等を変更する必要があった。

【０００６】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。

【０００７】これに対し本願出願人は、特願平３−３４
５９５０号として新たな車両用ヒートポンプ式冷暖房装
置を提案している。この装置は、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、三方弁で切り換え
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。

【０００８】具体的には図２６のようになっており、暖
房運転時には三方弁３２が実線示のように切り換えら
れ、冷媒がコンプレッサ３１→三方弁３２→放熱用車室
内熱交換器３３→液タンク３６→膨脹弁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。

【０００９】また、冷房運転時には、三方弁３２が点線
示のように切り換えられ、冷媒がコンプレッサ３１→三
方弁３２→車室外熱交換器３８→逆止弁７０→放熱用車
室内熱交換器３３→液タンク３６→膨脹弁３４→吸熱用
車室内熱交換器３５→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１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。

【００１０】このような冷暖房装置の冷凍能力は冷媒循
環量に関係し、冷房能力や除湿暖房能力を向上させるた
めには冷媒循環量を増大することが肝要である。ところ
で、この冷媒循環量はコンプレッサ３１の体積効率と吸
入ガスの比体積とに関係しているが、この体積効率を積
極的に増大させる手段は特になく、冷凍能力向上には限
界があった。

【００１１】また、コンプレッサ吐出温度が高い場合や
コンプレッサモータ回転数が高くコンプレッサ吐出温度
が高くなり易い条件では、装置の運転を停止しなればな
らず、暖房能力を最大限に発揮することができなくなる
恐れがあった。

【００１２】そこで、この発明は、車室外の気候条件に
左右されず、安定した制御で冷暖房性能を向上させるこ
とができ、大幅な設計変更を必要とせず、自動車などに
も適し除湿暖房を可能とし、しかも冷凍能力をさらに向
上させ、また、暖房能力を最大限に発揮することを可能
とする車両用ヒートポンプ式冷暖房装置の提供を目的と
する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、冷媒に仕事量を加えるコ
ンプレッサと、このコンプレッサの冷媒吐出側に接続さ
れ、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、冷媒の熱を送風
手段により導入された空気と熱交換して温い空調風を作
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、送風手段により導入された空気の熱を前記車室外熱
交換器および前記放熱用車室内熱交換器の少なくとも一
方から前記膨張手段を通して供給された冷媒と熱交換し
て冷たい空調風を作る吸熱用車室内熱交換器と、前記コ
ンプレッサの冷媒吐出側と前記車室外熱交換器および前
記放熱用車室内熱交換器の冷媒流入側との間に設けら
れ、コンプレッサから吐出される冷媒を、冷房運転時に
少なくとも前記車室外熱交換器に導入し、暖房運転時に
前記車室外熱交換器を回避して前記放熱用車室内熱交換
器に導入する冷媒流路切換手段とを備え、暖房運転時に
前記車室外熱交換器の冷媒流入側と前記コンプレッサの
冷媒吸入側との間を接続する暖房用リターン流路と、冷
房運転時に前記車室外熱交換器の冷媒流出側又は放熱用
車室内熱交換器の冷媒流出側と前記コンプレッサの冷媒
吸入側との間を接続する冷房用リターン流路との少なく
とも一方を設け、暖房運転時に前記冷媒流路切換手段か
ら放熱用車室内熱交換器へ向う冷媒の一部が前記車室外
熱交換器及び暖房用リターン流路を介して前記コンプレ
ッサの冷媒吸入側へ供給されるのを許容する暖房用漏れ
許容手段と、冷房運転時に前記車室外熱交換器から前記
放熱用車室内熱交換器及び吸熱用車室内熱交換器へ向う
冷媒の一部が冷房用リターン流路を介して前記コンプレ
ッサの冷媒吸入側へ供給されるのを許容する冷房用漏れ
許容手段との少なくとも一方を設けたことを特徴とす
る。

【００１４】請求項２に記載の発明では、請求項１記載
の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置であって、前記暖房
用漏れ許容手段又は冷房用漏れ許容手段によって漏れを
許容された冷媒を通過させる圧力抵抗体を介設したこと
を特徴とする。

【００１５】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
請求項２記載の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置であっ
て、前記暖房用漏れ許容手段又は冷房用漏れ許容手段
は、順方向の流れを許容し、逆方向の流れの規定量の冷
媒漏れを許容する逆止弁であることを特徴とする。

【００１６】請求項４に記載の発明では、請求項１又は
請求項２記載の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置であっ
て、前記暖房用漏れ許容手段又は冷房用漏れ許容手段
は、制御弁であることを特徴とする。

【００１７】請求項５に記載の発明では、冷媒に仕事量
を加えるコンプレッサと、このコンプレッサの冷媒吐出
側に接続され、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、冷媒
の熱を送風手段により導入された空気と熱交換して温い
空調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、送風手段により導入された空気の熱を前
記車室外熱交換器および前記放熱用車室内熱交換器の少
なくとも一方から前記膨張手段を通して供給された冷媒
と熱交換して冷たい空調風を作る吸熱用車室内熱交換器
と、前記コンプレッサの冷媒吐出側と前記車室外熱交換
器および前記放熱用車室内熱交換器の冷媒流入側との間
に設けられ、コンプレッサから吐出される冷媒を、冷房
運転時に少なくとも前記車室外熱交換器に導入し、暖房
運転時に前記車室外熱交換器を回避して前記放熱用車室
内熱交換器に導入する冷媒流路切換手段とを備え、前記
冷媒流路切換手段を、四方弁とし、暖房運転時に前記四
方弁を介して前記車室外熱交換器の冷媒流入側と前記コ
ンプレッサの冷媒吸入側とを接続可能とする流路を設
け、前記車室外熱交換器の冷媒流出側と前記四方弁及び
放熱用車室内熱交換器との間に、車室外熱交換器からの
流出方向を順方向とし、逆方向への規定量の冷媒漏れを
許容する流出側逆止弁を設けたことを特徴とする。

【００１８】請求項６に記載の発明では、冷媒に仕事量
を加えるコンプレッサと、このコンプレッサの冷媒吐出
側に接続され、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、冷媒
の熱を送風手段により導入された空気と熱交換して温い
空調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、送風手段により導入された空気の熱を前
記車室外熱交換器および前記放熱用車室内熱交換器の少
なくとも一方から前記膨張手段を通して供給された冷媒
と熱交換して冷たい空調風を作る吸熱用車室内熱交換器
と、前記コンプレッサの冷媒吐出側と前記車室外熱交換
器および前記放熱用車室内熱交換器の冷媒流入側との間
に設けられ、コンプレッサから吐出される冷媒を、冷房
運転時に少なくとも前記車室外熱交換器に導入し、暖房
運転時に前記車室外熱交換器を回避して前記放熱用車室
内熱交換器に導入する冷媒流路切換手段とを備え、前記
冷媒流路切換手段を、四方弁とし、暖房運転時に前記四
方弁を介して前記車室外熱交換器の冷媒流入側と前記コ
ンプレッサの冷媒吸入側とを接続可能とする流路を設
け、前記車室外熱交換器の冷媒流出側と前記四方弁及び
放熱用車室内熱交換器との間に、流出側制御弁を設けた
ことを特徴とする。

【００１９】請求項７に記載の発明では、冷媒に仕事量
を加えるコンプレッサと、このコンプレッサの冷媒吐出
側に接続され、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、冷媒
の熱を送風手段により導入された空気と熱交換して温い
空調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、送風手段により導入された空気の熱を前
記車室外熱交換器および前記放熱用車室内熱交換器の少
なくとも一方から前記膨張手段を通して供給された冷媒
と熱交換して冷たい空調風を作る吸熱用車室内熱交換器
と、前記コンプレッサの冷媒吐出側と前記車室外熱交換
器および前記放熱用車室内熱交換器の冷媒流入側との間
に設けられ、コンプレッサから吐出される冷媒を、冷房
運転時に少なくとも前記車室外熱交換器に導入し、暖房
運転時に前記車室外熱交換器を回避して前記放熱用車室
内熱交換器に導入する冷媒流路切換手段とを備え、前記
冷媒流路切換手段を、四方弁とし、暖房運転時に、前記
四方弁を介して前記車室外熱交換器の冷媒流入側と前記
コンプレッサの冷媒流入側とを接続可能とし、冷房運転
時に前記四方弁を介して前記車室外熱交換器の冷媒流出
側と前記コンプレッサの冷媒流入側とを接続可能とする
流路を設け、前記車室外熱交換器の冷媒流出側と前記四
方弁及び放熱用車室内熱交換器との間に、冷媒の流れを
圧力抵抗体を介して迂回させる流出側迂回流路を設け、
前記四方弁と前記車室外熱交換器の冷媒流出側及び前記
放熱用車室内熱交換器の冷媒流入側との間に、冷媒流れ
を圧力抵抗体を介して迂回させる迂回流路を設け、前記
流出側迂回流路と並ぶ流路に、前記車室外熱交換器から
の流出方向を順方向とする流出側逆止弁を設け、前記迂
回流路と並ぶ流路に、前記四方弁からの流出方向を順方
向とする逆止弁を設けたことを特徴とする。

【００２０】請求項８に記載の発明では、冷媒に仕事量
を加えるコンプレッサと、このコンプレッサの冷媒吐出
側に接続され、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、冷媒
の熱を送風手段により導入された空気と熱交換して温い
空調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、送風手段により導入された空気の熱を前
記車室外熱交換器および前記放熱用車室内熱交換器の少
なくとも一方から前記膨張手段を通して供給された冷媒
と熱交換して冷たい空調風を作る吸熱用車室内熱交換器
と、前記コンプレッサの冷媒吐出側と前記車室外熱交換
器および前記放熱用車室内熱交換器の冷媒流入側との間
に設けられ、コンプレッサから吐出される冷媒を、冷房
運転時に少なくとも前記車室外熱交換器に導入し、暖房
運転時に前記車室外熱交換器を回避して前記放熱用車室
内熱交換器に導入する冷媒流路切換手段とを備え、前記
冷媒流路切換手段を三方弁とし、前記車室外熱交換器の
冷媒流入側とコンプレッサの冷媒吸入側とを接続可能と
する流路を設け、前記車室外熱交換器の冷媒流出側と三
方弁及び放熱用車室内熱交換器との間とに、冷媒の流れ
を圧力抵抗体を介して迂回させる流出側迂回流路を設
け、前記放熱用車室内熱交換器の冷媒流出側と前記コン
プレッサの冷媒吸入側との間を、圧力抵抗体を備えた流
路で接続し、前記流出側迂回流路と並ぶ流路に、前記車
室外熱交換器からの流出方向を順方向とする流出側逆止
弁を設けたことを特徴とする。

【００２１】請求項９に記載の発明では、冷媒に仕事量
を加えるコンプレッサと、このコンプレッサの冷媒吐出
側に接続され、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、冷媒
の熱を送風手段により導入された空気と熱交換して温い
空調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、送風手段により導入された空気の熱を前
記車室外熱交換器および前記放熱用車室内熱交換器の少
なくとも一方から前記膨張手段を通して供給された冷媒
と熱交換して冷たい空調風を作る吸熱用車室内熱交換器
と、前記コンプレッサの冷媒吐出側と前記車室外熱交換
器および前記放熱用車室内熱交換器の冷媒流入側との間
に設けられ、コンプレッサから吐出される冷媒を、冷房
運転時に少なくとも前記車室外熱交換器に導入し、暖房
運転時に前記車室外熱交換器を回避して前記放熱用車室
内熱交換器に導入する冷媒流路切換手段とを備え、前記
放熱用車室内熱交換器の冷媒流出側と前記コンプレッサ
の冷媒吸入側との間を、圧力抵抗体を備えた流路で接続
したことを特徴とする。

【００２２】請求項１０に記載の発明では、請求項４又
は請求項６記載の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置であ
って、前記コンプレッサの吸入冷媒温度又は吐出冷媒温
度の少なくとも一方に関係する要素を検出する検出手段
と、前記検出手段の検出に応じて前記制御弁を制御する
制御手段とを設けたことを特徴とする。

【００２３】

【作用】請求項１に記載の発明では、暖房運転時にコン
プレッサの駆動により冷媒がコンプレッサから冷媒流路
切換手段、放熱用車室内熱交換器、膨脹手段、吸熱用車
室内熱交換器を順に経由してコンプレッサに循環し、放
熱用車室内熱交換器がコンプレッサから吐出された高温
な冷媒の熱を送風手段で導入された空気に放熱して温風
を作り、吸熱用車室内熱交換器が送風手段で導入された
空気の熱を冷媒に吸熱して冷風を作る。冷房運転時には
コンプレッサの駆動により冷媒をコンプレッサから冷媒
流路切換手段、車室外熱交換器のみ又は車室外熱交換器
と放熱用車室内熱交換器との両方、膨脹手段、吸熱用車
室内熱交換器を順に経由してコンプレッサに循環し、車
室内熱交換器がコンプレッサから吐出された高温な冷媒
の熱を外気に放熱し、吸熱用車室内熱交換器が送風手段
で導入された空気の熱を冷媒に吸熱して冷風を作る。

【００２４】そして、暖房運転時に車室外熱交換器側及
び暖房用リターン流路を介して、コンプレッサの冷媒吸
入側へ冷媒の一部が供給され、あるいは冷房運転時に車
室外熱交換器側又は放熱用車室内熱交換器側と冷房用リ
ターン流路とを介してコンプレッサの冷媒吸入側へ冷媒
の一部が供給される。

【００２５】従って、暖房時あるいは冷房時の少なくと
も一方の時において、コンプレッサの冷媒吸入側に供給
される漏れ冷媒が断熱膨脹して周囲から熱を奪い、コン
プレッサの吸入冷媒の温度が低下するインジェクション
が行われ、体積効率が増大する。

【００２６】請求項２に記載の発明では、圧力抵抗体を
介してコンプレッサの冷媒吸入側に冷媒の一部が供給さ
れ、断熱膨脹がより促進され、コンプレッサへの吸入冷
媒の温度低下をより促進させることができる。

【００２７】請求項３に記載の発明では、逆止弁によっ
て規定量の冷媒漏れを許容し、インジェクションに用い
ることができる。

【００２８】請求項４に記載の発明では、制御弁によっ
て規定量の冷媒漏れを許容し、インジェクションに用い
ることができる。また、制御弁の調整によってインジェ
クションに用いる冷媒量及びインジェクションのタイミ
ングを調整することができる。

【００２９】請求項５に記載の発明では、暖房運転時
に、四方弁から放熱用車室内熱交換器へ向かう冷媒の一
部が流出側逆弁から規定量漏れ、車室外熱交換器での放
熱によって冷却液化され、コンプレッサの冷媒吸入側に
供給され、インジェクションが行なわれる。

【００３０】請求項６に記載の発明では、暖房運転時
に、四方弁から放熱用車室内熱交換器へ向かう冷媒の一
部が流出側制御弁の制御によって規定量漏れ、車室外熱
交換器によって冷却液化され、コンプレッサの冷媒吸入
側へ供給され、インジェクションが行なわれる。

【００３１】請求項７に記載の発明では、暖房運転時
に、四方弁から放熱用車室内熱交換器に向かう冷媒の一
部が流出側迂回流路から圧力抵抗体、車室外熱交換器を
介してコンプレッサの冷媒吸入側に供給され、インジェ
クションが行なわれる。また、冷房運転時に、四方弁か
ら車室外熱交換器を介して放熱用車室内熱交換器に向か
う冷媒の一部が迂回流路から圧力抵抗体、四方弁を介し
てコンプレッサの冷媒吸入側に流入され、インジェクシ
ョンが行なわれる。従って、冷暖房の何れの場合にもイ
ンジェクションを行なうことができる。

【００３２】請求項８に記載の発明では、暖房運転時
に、三方弁から放熱用車室内熱交換器に向かう冷媒の一
部が流出側迂回流路から圧力抵抗体、車室外熱交換器を
介してコンプレッサの冷媒吸入側に流入され、インジェ
クションが行なわれる。また、冷房運転時に、放熱用車
室内熱交換器から吸熱用車室内熱交換器に向かう冷媒の
一部が圧力抵抗体を介してコンプレッサの冷媒吸入側に
供給され、インジェクションが行なわれる。従って、冷
暖房何れの場合にもインジェクションを行なうことがで
きる。

【００３３】請求項９に記載の発明では、放熱用車室内
熱交換器から吸熱用車室内熱交換器に向かう冷媒の一部
が圧力抵抗体を介してコンプレッサの冷媒吸入側に流入
され、インジェクションが行なわれる。従って、冷房運
転時あるいは暖房運転時にインジェクションを行なわせ
ることができる。

【００３４】請求項１０に記載の発明では、コンプレッ
サの吸入冷媒温度又は吐出冷媒温度の少なくとも一方に
応じて制御弁を制御することができ、制御弁の正確な制
御を行なうことができる。

【００３５】

【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。

【００３６】図１はこの発明の第１実施例に係る車両用
ヒートポンプ式冷暖房装置の概略構成図を示し、図２は
冷凍サイクルのみを示す概略構成図である。

【００３７】これら図１、図２に示すように、コンプレ
ッサ３１はエンジンルームのような車室外に設けられ、
電動式コンプレッサや油圧駆動式コンプレッサのように
入力値が直接可変可能になっている。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とが流路切換手段としての四方弁９０を介
して接続されている。

【００３８】前記車室外熱交換器３８は、エンジンルー
ムなどの車室外に設けられ、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とな
っている。

【００３９】前記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となっている。

【００４０】前記四方弁９０は、暖房運転時に実線示の
ような流路切換状態となり、コンプレッサ３１の吐出側
を逆止弁９２を介して放熱用車室内熱交換器３３の冷媒
流入側に接続すると共に、コンプレッサ３１の冷媒吸入
側を流路１００及び流入側逆止弁９１を介して車室外熱
交換器３８の冷媒流入側に接続する。前記流路１００
は、キャピラリチューブなどの圧力抵抗体１０１を備
え、暖房用リターン流路を構成する。

【００４１】また、四方弁９０は、冷房運転時に点線示
のような流路切換状態となり、コンプレッサ３１の吐出
側を、逆止弁９１、車室外熱交換器３８、及び流出側逆
止弁７０を介して放熱用車室内熱交換器３３の冷媒流入
側に接続すると共に、コンプレッサ３１の冷媒吸入側を
流路１００及び逆止弁９２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。

【００４２】前記逆止弁９１は、四方弁９０から車室外
熱交換器３８への順方向の冷媒流れを許容し、車室外熱
交換器３８から流路１００側への逆方向へ規定量の冷媒
漏れを許容する。逆止弁７０は車室外熱交換器３８から
放熱用車室内熱交換器３３側への順方向の冷媒流れを許
容し、車室外熱交換器３８への逆方向へ規定量の冷媒漏
れを許容する。これら、逆止弁９１，７０は暖房用漏れ
許容手段を構成する。

【００４３】前記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、液タンク３６及び車室
外に設けられた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。

【００４４】前記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。前
記吸熱用車室内熱交換器３５の冷媒流出側には、コンプ
レッサ３１の冷媒吸入側が接続されている。

【００４５】なお、前記放熱用車室内熱交換器３３の空
気流入側には、補助ヒータ７６が設けられている。補助
ヒータ７６は入力電圧によって出力を任意に設定できる
可変タイプの電熱ヒータで、入力電圧は制御装置４３に
より制御される。補助ヒータ７６がＯＮされると、放熱
用車室内熱交換器３３を通過する空気が加熱され、放熱
用車室内熱交換器３３を流通する冷媒の温度が上昇す
る。

【００４６】前記ダクト３９内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
管４０と、走行風圧を受けて外気を導入する外気導入管
４１とが接続されている。この内気導入管４０と外気導
入管４１との空気導出側（空気流の下流側）と吸熱用車
室内熱交換器３５との間に、前記ブロワファン３７が配
置され、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。

【００４７】前記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駆動され、吸熱
用車室内熱交換器３５を通過して冷えている空気を、放
熱用車室内熱交換器３３を回避して冷えたままの冷風
と、放熱用車室内熱交換器３３を通過して暖められた温
風とに分ける比率（冷風と温風との風量配分）を調整す
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Ｘｄｓｃ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％になる時を、エアミックスドア開度Ｘｄｓ
ｃ＝０％（全閉）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％となる時を、エアミックスドア開度Ｘｄｓｃ＝
１００％（全開）と設定してある。

【００４８】前記ダクト３９の放熱用車室内熱交換器３
３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、温度調整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、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（５１ａ，５１
ｂ，５１ｃ，５１ｄ）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（５２ａ）と、フロント
ウィンドウに向けて空調風を吹き出すデフロスタ吹出口
５３（５３ａ）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５
６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５７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。

【００４９】また、前記エアミックスチャンバ４７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からエアミックスチャンバ４７へ
の開口部７２には、循環通路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７
４は、制御装置４３で駆動される図外の入口側ドアアク
チュエータにより開口部７２を開閉し、出口側ドア７５
は、制御装置４３で駆動される図外の出口側ドアアクチ
ュエータにより分岐部７３を切り換える。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（出口
側ドア７５は内気導入管４０を閉じる。）において、エ
アミックスチャンバ４７からブロワファン３７の上流側
へ温調風が循環する。

【００５０】前記制御装置４３は、吸熱用車室内熱交換
器吸い込み風温センサ５８と、吸熱用車室内熱交換器吹
き出し風温センサ５９と、ベンチレータ吹出口風温セン
サ６０と、日射量センサ６１と、外気温センサ６２と、
室温センサ６３と、空調設定パネル８９に設けられた室
温設定器６４（図１では便宜上、信号線で示している）
と、吹出口モードスイッチ６５（同）と、ブロワファン
スイッチ６６（同）と、冷媒温度センサ６７と、放熱用
車室内熱交換器吹き出し風温センサ６８などの熱環境情
報により、エアミックスドア開度Ｘｄｓｃとコンプレッ
サ３１の入力値Ｗ_compと吸熱用車室内熱交換器３５を通
過する通過風量Ｖ_evaと目標吹出温度Ｔ_o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、コンプレッサ３１
とブロワファンモータ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。前記熱環境情報としては、吸熱用車室内熱交
換器３５の吸い込み口空気温度Ｔ_sucと吸熱用車室内熱
交換器３５の吹き出し空気温度Ｔ_outと放熱用車室内熱
交換器３３の吹き出し空気温度Ｔ_vとベンチレータ吹出
口５１の吹き出し空気温度Ｔ_ventと車両の日射量Ｑ_sun
と車室外の外気温度Ｔ_ambと車室内の検出室温（車室内
気温度）Ｔ_ro _omと車室内の設定温度Ｔ_ptcと放熱用車室
内熱交換器３３出口側の冷媒温度Ｔ_re _fなどである。

【００５１】上記実施例に係る車両用ヒートポンプ式冷
暖房装置は、図３、図４に示すフローチャートに基づい
て制御が行なわれる。

【００５２】冷暖房装置のスイッチがＯＮされて制御装
置が作動することにより処理を開始し、ステップＳ１で
この制御フローチャートで用いる定数（Ａ〜Ｈ，Ｐ，
Ｑ）のセットが行われる。すなわち、目標吹出温度Ｔ_of
の計算式に用いるＡ〜Ｅ、エアミックスドアの開度Ｘの
計算式に用いるＦ，Ｇ，Ｈ、設定室温の補正に用いる
Ｐ，Ｑをセットする。

【００５３】ステップＳ２では、各種センサ出力が読み
込まれる。すなわち、室温センサ６３の出力である車室
内温度Ｔ_room、日射量センサ６１の出力である日射量Ｑ
_sun、外気温センサ６２の出力である外気温Ｔ_amb、室
温設定器６４の出力である車室内の設定室温Ｔ_ptc、フ
ァンスイッチの設定Ｖ_fan,setの読み込みを行う。

【００５４】ステップＳ３では、ブロワファンの風量を
印加電圧により制御するため、乗員の設定する室温設定
値Ｔ_ptcと室温Ｔ_roomとの偏差（Ｔ_room−Ｔ_ptc）に応
じて空調風を発生するブロワファンの印加電圧Ｖ_fanを
セットする。具体的には、この偏差が大きいほど印加電
圧を増加し、室温を設定室温に早急に近付けるようにす
る。

【００５５】ステップＳ４では、設定室温Ｔ_ptcの補正
を行う。この補正は、定数Ｐ，Ｑ及び外気温Ｔ_ambを用
い、次式により行なう。

【００５６】Ｔ_ptc′＝Ｔ_ptc＋Ｐ×Ｔ_amb＋Ｑ具体的には、外気温が低い場合には設定室温を上昇さ
せ、外気温が高い場合には、設定室温を低下させる。通
常、人間の体感では、周囲が暑い環境下で室温を低下さ
せると「涼しい」といった温冷感が得られ、逆に、周囲
が寒い環境下で室温を上昇させると「暖かい」といった
温冷感が得られる。このように周囲の温度に逆比例する
ような温度を設定することで温冷感が刺激されて快適と
なる。

【００５７】ステップＳ５では、目標吹出温度Ｔ_ofを算
出する。この算出は、定数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ、外気温
Ｔ_amb、室温Ｔ_room、補正設定室温Ｔ′_ptc、日射量Ｑ
_sunを用い次式によって算出する。

【００５８】

【数１】Ｔ_of＝Ａ×Ｔ_amb＋Ｂ×Ｔ_room＋Ｃ×Ｔ′_ptc＋Ｄ×Ｑ_sun＋ＥステップＳ６では、目標吹出温度Ｔ_ofに基づいてエアミ
ックスドアの開度Ｘを算出する。この算出は定数Ｆ，
Ｇ，Ｈを用い次式によって行う。

【００５９】Ｘ＝Ｆ×Ｔ_of ²＋Ｇ×Ｔ_of＋ＨステップＳ７では、目標吹出温度Ｔ_ofに基づいて吹出モ
ードを決定する。すなわち、目標吹出温度が高ければ主
として前席乗員の足元に吹き出すＦＯＯＴ（フートモー
ド）、同中程度であれば前席乗員の胸部と足元に吹き出
すＢＩ−ＬＥＶＥＬ（バイレベルモード）、同低ければ
前席乗員の胸部に吹き出すＶＥＮＴ（ベントモード）を
選択する。

【００６０】ステップＳ８では、乗員によってマニュア
ルファンスイッチが押されたかどうかを判断する。マニ
ュアルファンスイッチが押されていればその操作に応じ
るためステップＳ９によってファン設定値Ｖ_fan′＝Ｖ
_fan,setを最終的なブロワファン電圧とする。マニュア
ルファンスイッチが押されていなければ、ステップＳ１
０において、以前のステップＳ３で自動的に定めたブロ
ワファン電圧をそのまま用いる。

【００６１】ステップＳ１１では、ステップＳ９あるい
はステップＳ１０で決められたブロワファン電圧をブロ
ワファンモータ４４へ出力する。

【００６２】ステップＳ１２では、各ドアアクチュエー
タに出力し、ドアを所定位置に自動セットする。

【００６３】ステップＳ１３では、コンプレッサとコン
プレッサモータを制御する。この制御については図６〜
図８を用いて後述する。

【００６４】こうして、一回のループを終了するとステ
ップＳ２へ戻り、再度上記各ステップが繰り返される。

【００６５】そして、暖房運転時には、図１、図２の実
線示のように四方弁９０が切り換えられ、冷媒がコンプ
レッサ３１→四方弁９０→逆止弁９２→放熱用車室内熱
交換器３３→液タンク３６→膨脹弁３４→吸熱用車室内
熱交換器３５→コンプレッサ３１と循環し、放熱用車室
内熱交換器３３がコンプレッサ３１から吐出された高温
な冷媒の熱をブロワファン３７で導入された空気又は車
両走行時のラム圧によって導入された空気に放熱して温
風を作り、吸熱用車室内熱交換器３５がブロワファン３
７で導入された空気又は車両走行時のラム圧によって導
入された空気の熱を冷媒に吸熱して冷風を作る。

【００６６】また、冷房運転時には、同図の点線示のよ
うに四方弁９０が切り換えられ、冷媒がコンプレッサ３
１→四方弁９０→車室外熱交換器３８→逆止弁７０→放
熱用車室内熱交換器３３→液タンク３６→膨脹弁３４→
吸熱用車室内熱交換器３５→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、残りの熱を放熱用
車室内熱交換器３３がブロワファン３７で導入された空
気又は車両走行時のラム圧によって導入された空気に放
熱して温風を作り、吸熱用車室内熱交換器３５がブロワ
ファン３７で導入された空気又は車両走行時のラム圧に
よって導入された空気の熱を冷媒に放熱して冷風を作
る。

【００６７】一方、図５で示すように、暖房運転時に、
逆止弁９２を通過して放熱用車室内熱交換器３３へ向う
冷媒の一部が規定の漏れ量に設定された逆止弁７０から
漏れ、車室外熱交換器３８へ流入する。車室外熱交換器
３８では外気への放熱によって冷媒が冷却液化され、逆
止弁９１へ至る。逆止弁９１も規定の漏れ量に設定され
ており、この逆止弁９１から漏れた冷媒が流路１００へ
流入し、圧力抵抗体１０１を通過してコンプレッサ３１
の冷媒吸入側に供給される。このように圧力抵抗体１０
１を介してコンプレッサ３１の冷媒吸入側に供給された
液状態の冷媒は、断熱膨脹して周囲から熱を奪い、コン
プレッサ３１の冷媒吸入温度を低下させインジェクショ
ンが行われる。

【００６８】このインジェクションによってコンプレッ
サ吐出温度Ｔ_dが高い場合や、コンプレッサモータ回転
数Ｎ_cが高くＴ_dが高くなり易い条件において、Ｔ_dを
低下させ、暖房能力を最大に発揮したい場合にＴ_dが高
くて運転できない問題点を解消し、暖房能力を向上する
ことができる。特に、制御し易いモータ内蔵型の電動コ
ンプレッサの場合、比較的低温の吸入冷媒をモータの冷
却に使うため、吸入冷媒が加熱されひいてはＴ_dが高く
なるためインジェクションによってこれを解消し、コン
プレッサの回転数をさらに増加させ冷媒流量を増加させ
ることで暖房能力を向上することができるのである。

【００６９】また、コンプレッサ３１の吸入冷媒温度が
低下するということは、体積効率を向上させて循環冷媒
量を増大させ、放熱用車室内熱交換器３３での放熱と吸
熱用車室内熱交換器３５での吸熱を向上させ、除湿性能
を維持しながら暖房能力を著しく増大させることができ
る。従って、フロントガラスの防曇性能を維持しながら
十分な暖房によって快適な車室内環境を作り出すことが
できる。

【００７０】なお、前記四方弁９０は通常、電磁力を用
いて流れ方向を切り換えるが、切り換えた流れ方向に圧
力差を設けておくことにより、切り換え用の電磁力を低
減している。すなわち、暖房運転時に、コンプレッサ３
１から車室外熱交換器３８を回避して、放熱用車室内熱
交換器３３へ流れる冷媒と逆止弁７０、車室外熱交換器
３８、逆止弁９１を介して僅かに漏れる冷媒とでは、後
者の方が逆止弁７０，９１などの抵抗体を通過している
分だけ圧力が低くなっている。この圧力差により、冷房
運転へ切り換えるとき、少ない電磁力で四方弁９０を切
り換えることができる。また、冷房運転時に、コンプレ
ッサ３１から車室外熱交換器３８へ向かう冷媒と、車室
外熱交換器３８から放熱用車室内熱交換器３３へ向う冷
媒の一部が逆止弁９２を介して四方弁９０に僅かに漏れ
てくる冷媒とでは、後者の方が圧力が低くなっている。
このため、圧力差を利用して、暖房運転へ切り換えると
き、少ない電磁力で四方弁９０を切り換えることができ
る。

【００７１】また、逆止弁９１の存在によって圧力抵抗
体１０１の振動を防止することができる。すなわち、も
し逆止弁９１がなければ冷房運転から暖房運転に切り換
える場合、車室外熱交換器３８内の多くの冷媒が圧力抵
抗体１０１にそのまま流れ込んで圧力抵抗体１０１の振
動を招く恐れがあるが、逆止弁９１によって圧力抵抗体
１０１には設定された漏れ量が流れ込むこととなり、そ
の振動を抑制することができるのである。

【００７２】図６から図８は、前記図４のステップＳ１
３を実行するフローチャートを示す。

【００７３】まず、図６は冷房運転と暖房運転との選択
のフローチャートを示している。

【００７４】ステップＳ１３１では各種データの読み込
みが行なわれる。ここでの読み込みは図３のステップＳ
２で読み込んだデータ以外のものを読み込む。すなわ
ち、風温センサ５９の出力である吸熱用車室内熱交換器
３５の吹き出し空気温度Ｔ_out、風温センサ５８の出力
である吸熱用車室内熱交換器吸い込み空気温度Ｔ_suc、
風温センサ６７の出力である放熱用車室内熱交換器３３
吹き出し空気温度Ｔ_v、コンプレッサ仕事量を表わす物
理量Ｖ_compで、Ｖ_compに比例してコンプレッサ吐出量が
増加し、コンプレッサ仕事量も増える（電動コンプレッ
サを使用する場合には、周波数に相当する）。

【００７５】ステップＳ１３２で、デフロスタスイッチ
がＯＮされているか否かを判断し、デフロスタスイッチ
がＯＮされている場合には、ステップＳ１３３に進み、
デフロスタスイッチがＯＦＦされている場合には、ステ
ップＳ１３４に進む。

【００７６】ステップＳ１３３では、吸熱用車室内熱交
換器３５の目標冷却状態に対して、デフロスタスイッチ
がＯＮされている場合の補正項を与える。δＴ_cは冷房
運転時の目標とする吸熱用車室内熱交換器吹き出し空気
温の補正項で、δＴ_Hは暖房運転時の上限冷却温度（窓
晴れ温度）の補正項で、デフロスタスイッチがＯＮされ
ている場合には、吸熱用車室内熱交換器３５での目標冷
却状態をより低く設定して除湿量を増やし、放熱用車室
内熱交換器３３でのリヒート量を多くして、最終的に目
標とする吹き出し温度で車室内に空調風を吹き出す。同
様に、ステップＳ１３４では、デフロスタスイッチがＯ
Ｎされていない場合の吸熱用車室内熱交換器３５の目標
冷却状態に対する補正項を与える。

【００７７】ステップＳ１３５では、ステップＳ１３３
やステップＳ１３４で与えられた補正項を使って、冷房
運転した場合と暖房運転した場合の吸熱用車室内熱交換
器３５での冷却状態を比較し、冷房運転した場合の冷却
状態の方が暖房運転した場合よりも低くなる時、ステッ
プＳ１３６に進んで冷房運転を行ない、逆に、暖房運転
した場合の冷却状態の方が冷房運転した場合よりも低く
なる場合には、ステップＳ１３７に進んで暖房運転を実
行する。

【００７８】図７は暖房温調時のコンプレッサ制御のフ
ローチャートを示している。暖房運転が実行されると、
ステップＳ１３７１でデフロスタスイッチがＯＮされて
いるか否かを判断する。

【００７９】ステップＳ１３７１でデフロスタスイッチ
がＯＮの場合には、ステップＳ１３７２において、逆
に、デフロスタスイッチがＯＦＦの場合には、ステップ
Ｓ１３７３において、暖房運転時の吸熱用車室内熱交換
器３５の上限冷却温度に対する補正温度δＴ_Hを与え
る。ここでは、デフロスタスイッチのＯＮ／ＯＦＦに対
してのみ補正しているが、車両の熱負荷条件、例えば、
日射や車室内温度や外気温や吹出温度に対して補正して
もよい。

【００８０】ステップＳ１３７４では、低外気温時の設
定上限冷却温度Ｔ₅と外気温Ｔ_ambを基にした上限冷却
温度（Ｔ_amb−δＴ_H）とを比較して、大きい方を暖房
運転時の上限冷却温度（上限Ｔ′_int）として設定す
る。ここでは、上限冷却温度を決める要素の一つとし
て、外気温度で代表させているが、外気温以外にも車両
の熱環境条件や窓曇りセンサ出力等を用いてもよい。

【００８１】ステップＳ１３７５では、吸熱用車室内熱
交換器３５の凍結に基づく温度Ｔ_se _to（Ｔ₆) を下限冷
却温度（下限Ｔ′_int）として設定する。

【００８２】ステップＳ１３７６では、吸熱用車室内熱
交換器吹き出し空気温Ｔ_outがステップＳ１３７５で設
定した下限冷却温度（下限Ｔ′_int）よりも低いか否か
を判断する。Ｔ_out＜下限Ｔ′_intの場合、このままで
は、吸熱用車室内熱交換器３５が凍結する恐れがあり、
ステップＳ１３８２に進んで、コンプレッサ３１の仕事
量を△Ｖ_cだけ減少させ、吸熱用車室内熱交換器吹き出
し温度を上げ、上下冷却温度内に入るようにする。この
時、図に示していないが、同時に吸熱用車室内熱交換器
吸い込み空気温を上昇させる制御を行なって、コンプレ
ッサ３１の仕事量減少に伴なう吹き出し温低下を防ぐ。

【００８３】ステップＳ１３７６において、Ｔ_out≧下
限Ｔ′_intの場合には、ステップＳ１３７７に進み、吸
熱用車室内熱交換器吹き出し空気温Ｔ_outが、ステップ
Ｓ１３７４で設定した上限冷却温度（上限Ｔ′_int）よ
りも大きいか否かを判断する。

【００８４】ステップＳ１３７７において、Ｔ_out＞上
限Ｔ´_intの場合には、ステップＳ１３８０に進み、コ
ンプレッサ３１の仕事量を△Ｖ_cだけ増加させ、空調風
の除湿量を確保するために吸熱用車室内熱交換器吹き出
し温度を下げる。逆に、Ｔ_ou _t≦上限Ｔ´_intの場合に
は、ステップＳ１３７８に進み、目標空調風温度Ｔ_ofと
放熱用車室内熱交換器吹き出し空調温Ｔ_vの偏差△θを
算出する。

【００８５】ステップＳ１３７９において、△θ＞Ｓの
場合には、吹出温が目標空調風温度Ｔ_ofに達していない
ので、ステップＳ１３８０に進んで、コンプレッサ３１
の仕事量を△Ｖ_cだけ増加させて吹出温を上昇させる。
△θ＜−Ｓの場合には、吸熱用車室内熱交換器吹き出し
空気温が目標吹出温よりも高いので、ステップＳ１３８
２に進んでコンプレッサ３１の仕事量を△Ｖ_cだげ減少
させて吹出温を低下させる。これら以外の条件では、ス
テップＳ１３８１に進み、現状のコンプレッサ仕事量を
維持する。

【００８６】従来の車両用ヒートポンプ冷暖房装置にお
いても、コンプレッサの仕事量を可変して吹き出し温度
を制御することができるが、一定量の仕事量の変化に対
して、外気温度や走行条件によって吹き出し温の温度変
化量が大きく異なってしまい、安定した車室内温度制御
は困難であった。

【００８７】ところが、本発明実施例の車両用冷暖房装
置の暖房運転においては、外気温の影響を受けずに連続
した暖房運転が可能で、一定量のコンプレッサ３１の仕
事量の増減が、外気温度や走行条件に依らず、つねに所
定量の吹出温度変化量（車室内への放熱量変化）となっ
て現われ、しかも、暖房運転時には吸熱用車室内熱交換
器３５において必ず除湿（冷却）を伴なうといった特徴
を持つために、図７に示すようなコンプレッサ制御によ
って、不安定現象がない車室内除湿温度制御を行なうこ
とができる。

【００８８】図８は、冷房運転時のコンプレッサ制御の
フローチャートを示している。冷房運転が実行される
と、ステップＳ１３６１において、ベント吹き出しか否
かを判断する。

【００８９】ベント吹き出しの場合には、吸熱用の車室
内熱交換器３５に流入する空気温度を目標吹出温にまで
冷却した後に車室内に吹き出すのが最も省エネとなるの
で、ステップＳ１３６２に進み、目標吹出温Ｘ
_M（Ｔ_of) を吸熱用車室内熱交換器吹き出し空気温の目
標温度Ｔ′_intに設定する。

【００９０】ステップＳ１３６１において、ベント吹き
出し以外の場合には、ステップＳ１３６３に進み、バイ
レベルモードか否かを判断する。

【００９１】バイレベルモードの場合には、ステップＳ
１３６５に進み、それ以外の場合には、ステップＳ１３
６４に進み、吸熱用車室内熱交換器吹き出し空気温の補
正温度δＴ_cを与える。この補正温度は、放熱用車室内
熱交換器３３でのリヒート量が多くなるほど大きな値に
設定する。

【００９２】ステップＳ１３６６では、吸熱用車室内熱
交換器吹き出し空気温の目標温度Ｔ′_intを、ステップ
Ｓ１３７４で使用した温度Ｔ₅と、目標吹出温Ｔ_ofをス
テップＳ１３６４またはステップＳ１３６５で与えた補
正項で補正した温度（Ｔ_of−δＴ_c）との大きい方の温
度に設定する。

【００９３】ステップＳ１３６７では、ステップＳ１３
６２またはステップＳ１３６６で算出した目標温度Ｔ′
_intと吸熱用車室内熱交換器吹き出し空気温Ｔ_outとの
差θを計算する。

【００９４】ステップＳ１３６８では、ステップＳ１３
６７で算出したθの値がθ＜−Ｓ_oの場合には、ステッ
プＳ１３６９に進み、コンプレッサ３１の仕事量を△Ｖ
_cだけ増やして吸熱用車室内熱交換器吹き出し空気温を
下げ、θ＞Ｓ_oの場合には必要以上にコンプレッサ３１
の仕事量が大きくなっていると判断して、ステップＳ１
３９１に進み、コンプレッサ３１の仕事量を△Ｖ_cだけ
減少させ、それら以外の場合には、現状のコンプレッサ
仕事量を維持する。

【００９５】従って、暖房運転時には、コンプレッサ３
１が始動すると、吸熱用車室内熱交換器３５の吸熱量
と、コンプレッサ３１の実入力値Ｗ_compに相当する仕事
量とを、放熱用車室内熱交換器３３において放熱するの
で、車室内には吸熱用車室内熱交換器３５の吸い込み空
気温度Ｔ_sucよりも高温の空気が吹き出され、運転時間
の経過とともに、車室内温度、すなわち、吸熱用車室内
熱交換器３５の吸い込み空気温度Ｔ_sucは上昇し、それ
に伴って、コンプレッサ３１の実入力値Ｗ_compも大きく
できるので、車室内は加速的に暖められる。また、吸熱
用車室内熱交換器３５に流入した空気が、放熱用車室内
熱交換器３３に流入するので吸熱用車室内熱交換器３５
に流入する空気の熱負荷に対して、吸熱用車室内熱交換
器３５で凍結が生じない範囲で、コンプレッサ３１の実
入力値Ｗ_compを決めておくことにより、コンプレッサ３
１の効率が最適となる。

【００９６】図９は第２実施例に係る冷凍サイクルの構
成図を示す。基本的な構成は図２に記載の実施例と同一
であるため、同符号を付して重複した説明は省略する。

【００９７】この実施例では、暖房運転時に流路１００
への冷媒の漏れ流量を制御できるようにした。すなわ
ち、この実施例では、図２の逆止弁７０，９１に代えて
制御弁として冷媒流れ開閉弁９３，９４を設けている。
この冷媒流れ開閉弁９３，９４は図１で示す制御手段と
しての制御装置４３で制御される。

【００９８】車室外熱交換器３８には、その温度を検出
する車室外熱交換器温度検出器９６が設けられている。
コンプレッサ３１の吐出側にはコンプレッサ吐出温度Ｔ
_dを検出するコンプレッサ吐出温度検出器９７が設けら
れている。車室外熱交換器温度検出器９６、コンプレッ
サ吐出温度検出器９７の検出信号は、制御装置４３へ入
力されるようになっている。

【００９９】図１０、図１１は図９に示す実施例のフロ
ーチャートを示す。

【０１００】図１０は、前記図３、図４に示すフローチ
ャートの一部、すなわち、図４に対応する部分のみ示し
たもので、この実施例でも図３に示すフローチャートと
同一のフローチャートを備えている。従って、基本的に
は図３、図１０のフローチャートの組み合わせで基本的
な制御が行われる。

【０１０１】そして、積極的なインジェクション制御を
行うために、ステップＳ１３のコンプレッサ及びコンプ
レッサモータ制御の後にステップＳ１４としてインジェ
クション制御を加えている。他のステップＳ８〜Ｓ１３
までは図４の各ステップと同一である。

【０１０２】そして、ステップＳ１４のインジェクショ
ン制御は図１１のフローチャートによって実行される。

【０１０３】インジェクション制御がスタートすると、
まずステップＳ１４１においてインジェクション制御を
行うかどうかを決めるために装置が暖房運転中かどうか
を判断する。暖房運転中ならばステップＳ１４２へ移行
し、冷房運転中であればステップＳ１４３へ移行する。

【０１０４】ステップＳ１４３では、コンプレッサ吐出
温度Ｔ_d、コンプレッサモータ回転数Ｎ_cが共に低く冷
凍サイクル内の冷媒流量が小さいので、弁９３，９４の
閉止によってインジェクションを行わず、稼働している
冷凍サイクル側の作動冷媒量の不足を防止する。

【０１０５】ステップＳ１４２では、インジェクション
を行うかどうかの判断をするためコンプレッサ吐出温度
Ｔ_dが所定の設定吐出温度Ｔ_d,setよりも高いかどうか
を判断する。Ｔ_dがＴ_d,setよりも高ければステップＳ
１４４へ移行し、冷媒流れ開閉弁９３，９４の開閉状態
を制御してインジェクションを行う。Ｔ_dがＴ_d,set以
下であれば、ステップＳ１４５へ移行する。

【０１０６】ステップＳ１４４では、弁９３，９４の開
放によって冷媒がコンプレッサ３１の冷媒吸入側に導か
れ、断熱膨脹によって吸入冷媒の冷却を行い、インジェ
クションが行われる。

【０１０７】ステップＳ１４５では、コンプレッサ回転
数が高く、インジェクションを必要とするかどうかを判
断する。コンプレッサ回転数Ｎ_cが所定の設定回転数Ｎ
_c,se _tより高い場合は、ステップＳ１４４へ移行してイ
ンジェクションを行なう。低い場合はステップＳ１４６
へ移行し、車室外熱交換器温度検出器９６で検出した車
室外熱交換器温度Ｔ_condに応じて冷媒流れ開閉弁９３，
９４の開閉状態を制御する。すなわち、Ｔ_condが０℃近
辺になれば弁９３，９４を開放状態とする。こうする
と、インジェクションを行うのと同じ状態となり、車室
外熱交換器３８内に高温高圧の冷媒が流れるため車室外
熱交換器３８内に滞留していた冷媒が追い出され、稼働
している冷凍サイクル側の冷媒量不足を防止することが
できる。また、Ｔ_condが１０℃近辺であれば弁９３，９
４を閉止する。また、その中間的な温度領域であれば、
弁９３を開放して車室外熱交換器３８内へ冷媒を入れる
ようにし、車室外熱交換器３８内の圧力、温度を高め、
同様に作動冷媒量の不足を防止することができる。

【０１０８】以上のインジェクション制御が終了した
ら、図３で示すステップＳ２へ移行し、同様なステップ
が繰り返される。

【０１０９】このようにして、図１２に示すように、冷
媒流れ開閉弁９３，９４の制御により暖房運転時、適正
量の冷媒を流路１００へ流し、圧力抵抗体１０１を介し
てコンプレッサ３１の吸入側へ供給することが可能とな
る。従って、インジェクションする冷媒量をより大きな
範囲で調整することができ、例えばコンプレッサ吐出温
度Ｔ_dに応じてインジェクションする冷媒量を調整する
ことが可能となり、コンプレッサ吐出冷媒温度をより的
確に低減することができる。

【０１１０】すなわち、コンプレッサ吐出温度Ｔ_dが高
い場合や、コンプレッサモータ回転数Ｎ_cが高くＴ_dが
高くなり易い条件ではインジェクションを行ってＴ_dを
低下させ、Ｔ_dが高くて運転できないといった問題を解
消し、暖房能力を最大に発揮しその能力向上を図ること
ができる。

【０１１１】図１３は、第３実施例に係る冷凍サイクル
の構成図を示す。基本的な構成は第１実施例とほぼ同様
であるため同符号を付して重複した説明は省略する。

【０１１２】この実施例では、冷暖房何れにおいてもイ
ンジェクション制御するようにした。従って、暖房用リ
ターン流路を構成するために、四方弁９０とコンプレッ
サ３１の冷媒流入側とを接続する流路１１１を設け、四
方弁９０と前記車室外熱交換器３８の冷媒流出側及び放
熱用車室内熱交換器３３との間に、流出側迂回流路１１
２を設けている。流出側迂回流路１１２には、圧力抵抗
体１０２が備えられている。

【０１１３】暖房用漏れ許容手段を構成するために、流
出側迂回流路１１２に並ぶ流路に流出側逆止弁７０を設
け、四方弁９０と車室外熱交換器３８の冷媒流入側との
間に、流入側制御弁として冷媒流れ開閉弁９４を介設し
ている。

【０１１４】冷房用リターン流路を構成するためには、
前記流路１１１を設け、前記四方弁９０と前記車室外熱
交換器３８の冷媒流出側及び前記放熱用車室内熱交換器
３３との間に、迂回流路１１３を設けている。この迂回
流路１１３には、圧力抵抗体１０３が備えられている。

【０１１５】冷房用漏れ許容手段を構成するためには、
迂回流路１１３に並設した逆止弁９２と、前記四方弁９
０と迂回流路１１３との間に介設された制御弁として冷
媒流れ開閉弁１１０とを備えている。

【０１１６】図１４は、第３実施例の制御例を示すフロ
ーチャートである。

【０１１７】このフローチャートは前記実施例の図１１
に示すフローチャートに対応する。従って、この実施例
においても基本的な制御は図３、図１０に示すフローチ
ャートに従って行われる。

【０１１８】そして、この実施例において、インジェク
ション制御がスタートすると、まず、図１４のステップ
Ｓ１６１において装置の運転状態が冷房運転であるか、
暖房運転であるかが判定され、冷房運転であればステッ
プＳ１６２へ移行し、暖房運転であればステップＳ１６
３へ移行する。

【０１１９】ステップＳ１６２では、冷房運転であるた
め弁１１０を閉止し、弁９４を開く。ステップＳ１６３
では逆に暖房運転であるため、弁９４を閉止し、弁１１
０を開く。

【０１２０】次いでステップＳ１６４では、コンプレッ
サ吐出温度Ｔ_dが所定の設定吐出温度Ｔ_d,setよりも高
くインジェクションが必要であるかどうかを判断する。
Ｔ_dがＴ_d,setよりも高ければインジェクションを必要
とし、ステップＳ１６５において弁１１０が開かれる。
従って、車室外熱交換器３８から放熱用車室内熱交換器
３３へ向かう冷媒の一部が迂回流路１１３、圧力抵抗体
１０３、弁１１０、及び流路１１１を介してコンプレッ
サ３１の冷媒吸入側に供給され断熱膨脹する。従って、
コンプレッサ３１の吸入冷媒温度が低下して体積効率が
向上し、サイクルの冷媒循環量が増大して、冷房能力を
向上させることができる。

【０１２１】ステップＳ１６４においてＴ_dがＴ_d,set
以下であると判断されれば、ステップＳ１６６へ移行す
る。ステップＳ１６６ではモータ回転数Ｎ_cが高く、イ
ンジェクションが必要であるかどうかを判断する。すな
わち、コンプレッサモータ回転数Ｎ_cを所定の設定回転
数Ｎ_c,setと比較し、Ｎ_cがＮ_c,setより高ければ、ス
テップＳ１６５へ移行し、前記同様インジェクションが
行われる。

【０１２２】ステップＳ１６６においてＮ_cがＮ_c,set
以下であると判断されればステップＳ１６７へ移行し、
弁１１０が閉止される。従って、コンプレッサ３１の吐
出温度が低く、回転数も低ければインジェクションは行
われず、サイクルの作動冷媒量が適正に確保され、冷房
能力向上を図ることができる。

【０１２３】暖房運転時にはステップＳ１６３からップ
Ｓ１６８へ移行し、前記ステップＳ１６４と同様にＴ_d
とＴ_d,setとの比較が行われる。また、ステップＳ１６
９では前記ステップＳ１６６と同様にＮ_cとＮ_c,setと
の比較が行われる。Ｔ_dがＴ_d,setより高い場合、Ｎ_c
がＮ_c,setより高い場合の何れもインジェクションが必
要であるため、ステップＳ１７０へ移行し、弁９４が開
かれる。

【０１２４】コンプレッサ吐出温度Ｔ_dが低く、コンプ
レッサモータ回転数Ｎ_cも低い場合にはステップＳ１７
１へ移行する。

【０１２５】ステップＳ１７１では、外気温が低く車室
外熱交換器３８内に液冷媒が溜って冷凍サイクル側の作
動冷媒量が不足するかどうかの判断を行う。従って、車
室外熱交換器３８内の温度Ｔ_condが所定の設定温度Ｔ
_cond,setよりも低ければインジェクション制御を行い、
高温高圧の冷媒を車室外熱交換器３８へ供給すべくステ
ップＳ１７０へ移行する。車室外熱交換器３８の温度Ｔ
_condがＴ_cond,set以上であれば、ステップＳ１７２へ移
行し、弁９４が閉止される。

【０１２６】以上のインジェクション制御が終了した場
合には、図３に示すステップＳ２へ移行し、同様なステ
ップが繰り返される。

【０１２７】このような制御により、暖房運転時には、
図１５のようにコンプレッサ３１から放熱用車室内熱交
換器３３へ向かう冷媒の一部が流出側迂回流路１１２の
圧力抵抗体１０２を介して車室外熱交換器３８へ流入
し、ここで十分冷却されて液冷媒となる。この液冷媒は
開状態の弁９４、四方弁９０を介して流路１１１へ流
れ、この流路１１１からコンプレッサ３１の冷媒吸入側
に流入する。コンプレッサ３１の冷媒吸入側に流入した
液冷媒は断熱膨脹して冷媒吸入温度を低減し、延いては
冷媒吐出温度を低減することができる。従って、上記同
様暖房能力を向上することができる。

【０１２８】さらに、この実施例では、冷房運転時に、
図１６に示すようにコンプレッサ３１から車室外熱交換
器３８へ流れ、さらに放熱用車室内熱交換器３３へ流れ
る冷媒の一部が迂回流路１１３の圧力抵抗体１０３、開
状態の弁１１０、四方弁９０を介して流路１１１へ流入
し、コンプレッサ３１の冷媒吸入側に流入する。従っ
て、吸入冷媒温度を低減することでコンプレッサ３１は
冷媒吸入時の体積効率を向上させ、ひいては冷房能力を
も向上させることができる。

【０１２９】図１７は第４実施例に係る冷凍サイクルの
構成図を示す。基本的な構成は第１実施例の図２に示す
構成とほぼ同一であるため、同符号を付して重複した説
明は省略する。

【０１３０】この実施例も、第３実施例と同様に冷暖房
何れでもインジェクションができるようにしている。そ
して、冷媒流路切換手段としては、三方弁３２を用いて
いる。

【０１３１】暖房用リターン流路を構成するため、車室
外熱交換器３８の冷媒流入側とコンプレッサの冷媒吸入
側とを接続する流路１１４を設け、車室外熱交換器３８
の冷媒流出側と三方弁３２及び放熱用車室内熱交換器３
３との間に、圧力抵抗体１０２を備えた流出側迂回流路
１１２を設けている。

【０１３２】冷房用リターン流路を構成するため、放熱
用車室内熱交換器３３の冷媒流出側、具体的には液タン
ク３６の流出側とコンプレッサ３１の冷媒吸入側との間
とを接続すると共に、圧力抵抗体１０４を備えた流路１
１５を設けている。

【０１３３】暖房用漏れ許容手段を構成するため、前記
流出側迂回流路１１２に並ぶ流路に流出側逆止弁７０を
設け、前記流路１１４に、制御弁として冷媒流れ開閉弁
９５を介設している。

【０１３４】冷房用漏れ許容手段を構成するため、前記
流路１１５に、制御弁として冷媒流れ開閉弁９８を介設
している。

【０１３５】図１８は、第４実施例の制御例を示すフロ
ーチャートである。

【０１３６】このフローチャートの制御内容は、第３実
施例の図１４に示すフローチャートとほぼ同一である。

【０１３７】従って、ステップＳ１８１は図１４のステ
ップＳ１６１に対応し、以下、ステップＳ１８２は同ス
テップＳ１６２に、ステップＳ１８３は同ステップＳ１
６３に、ステップＳ１８４は同ステップＳ１６４に、ス
テップＳ１８５は同ステップＳ１６５に、ステップＳ１
８６は同ステップＳ１６６に、ステップＳ１８７は同ス
テップＳ１６７に、ステップＳ１８８は同ステップＳ１
６８に、ステップＳ１８９は同ステップＳ１６９に、ス
テップＳ１９０は同ステップＳ１７０に、ステップＳ１
９２は同ステップＳ１７２にそれぞれ対応している。

【０１３８】但し、図１８のフローチャートでは、図１
４のフローチャートに対し制御する弁が異なっている。
すなわち、冷房運転時、ステップＳ１８２で弁９５を閉
止し、ステップＳ１８５及びステップＳ１８７において
弁９８を開閉制御する。また、暖房運転時、ステップＳ
１８３で弁９８を閉止し、ステップＳ１９０及びＳ１９
２で弁９５を開閉制御する。

【０１３９】従って、暖房運転時には図１９のように、
コンプレッサ３１から三方弁３２を経て放熱用車室内熱
交換器３３へ流れる冷媒の一部が圧力抵抗体１０２を介
して車室外熱交換器３８へ流入しここで液冷媒となる。
そして、開状態の弁９５を介してコンプレッサ３１の吸
入側へ供給され、上記同様、断熱膨脹によってコンプレ
ッサ３１の吸入冷媒温度、ひいては吐出冷媒温度を低下
させる。従って、上記同様に暖房能力を向上することが
できる。

【０１４０】また、冷房運転時には図２０で示すよう
に、液タンク３６を流出した冷媒の一部が開状態の弁９
８、圧力抵抗体１０４を介してコンプレッサ３１の吸入
側へ同様に吸入され、冷媒吸入時の体積効率を向上さ
せ、冷房能力を向上させることができる。

【０１４１】図２１は、第５実施例に係る冷凍サイクル
の構成図を示す。基本的な構成は図２０に示す第４実施
例とほぼ同一であるため、同符号を付して重複した説明
は省略する。

【０１４２】この実施例は、簡単な構成で、冷暖房のイ
ンジェクションを行うようにした。すなわち、第４実施
例の流出側迂回流路１１２及び流路１１４を省いたもの
である。従って、暖房時のインジェクションは図２２の
ように、冷房時のインジェクションは図２３のように行
なわれ、何れも制御弁としての冷媒流れ開閉弁９９の開
閉制御により流路１１５から圧力抵抗体１０４を介して
コンプレッサ３１の冷媒吸入側に冷媒の一部が供給され
る。

【０１４３】従って、この実施例では装置を安価に製造
することができる。

【０１４４】図２４は、コンプレッサ冷媒吐出温度ある
いは冷媒吸入温度、若しくはこれらに関係する圧力など
の物理量の何れかに基づいてインジェクションするかし
ないかを適正に切り換える場合の制御線図を示してい
る。すなわち、この例ではコンプレッサ冷媒吐出温度が
所定温度以下である場合、インジェクションするよりも
吸熱用車室内熱交換器に流す冷媒量を維持するほうが冷
凍性能が向上するのでインジェクションはしない。ま
た、冷媒吐出温度が所定温度以上である場合インジェク
ションすることによって吐出冷媒温度を低減し、コンプ
レッサ能力を最大限に活用して冷凍能力を向上させるこ
とができる。

【０１４５】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１に記
載の発明によれば、流路切り換え手段の流路切り換え動
作により冷媒は逆流することなく暖房運転時には放熱用
車室内熱交換器で放熱すると共に、吸熱用車室内熱交換
器で吸熱し、冷房運転時には車室外熱交換器または車室
外熱交換器と放熱用車室内熱交換器との双方で放熱する
と共に、吸熱用車室内熱交換器で吸熱しているので、暖
房運転時には吸熱用車室内熱交換器の吸熱量と、コンプ
レッサの仕事熱量とを放熱用車室内熱交換器で放熱し暖
房能力が向上すると共に外気の気象条件に左右されず低
外気温でも運転が可能となり安定した制御が可能とな
る。吸熱用車室内熱交換器で除湿した後、放熱用車室内
熱交換器で加熱するので、除湿暖房が可能となる。空調
風の除湿をした後のリヒートは電気ヒータ等を使う必要
がなく消費電力を削減することができる。電気ヒータや
エンジンの排熱を用いることなく効率良く暖房ができる
ためエンジンを持った車に限らずソーラーカーや電気自
動車のような大きな熱源を持たない場合でも適用するこ
とができる。冷房と暖房で冷媒の流れ方向が同じである
ため現在車両に用いられている冷暖房装置を余り変更せ
ずに適用することができ、設計上有利である。

【０１４６】しかも、暖房運転時あるいは冷房運転時の
少なくとも一方においてインジェクションを行わせるこ
とができる。従って、コンプレッサの吸入冷媒温度、ひ
いては吐出冷媒温度を低下させることができ、最大限の
暖房性能を引き出すことができ、あるいは、コンプレッ
サの吸入冷媒温度を低下させることで体積効率が高くな
り、冷房能力を向上させることができる。従って、コン
プレッサ入力等を大きくしなくても能力向上を図ること
ができ、より経済的な装置を得ることができる。

【０１４７】請求項２に記載の発明では、圧力抵抗体に
よってコンプレッサに流入する冷媒の断熱膨脹を促進さ
せ、僅かな冷媒でインジェクションが可能となる。

【０１４８】請求項３に記載の発明では、暖房用漏れ許
容手段あるいは冷房用漏れ許容手段として逆止弁を用い
ることにより、簡単な構造でインジェクションを達成す
ることができ、装置が安価となる。

【０１４９】請求項４に記載の発明では、暖房用漏れ許
容手段あるいは冷房用漏れ許容手段として制御弁を用い
ることにより、インジェクションを制御することが可能
となる。従って、より正確なインジェクションが可能と
なる。

【０１５０】請求項５に記載の発明では、暖房運転時に
インジェクションを行うことができ、コンプレッサの吸
入冷媒、ひいては吐出冷媒の温度を低下させることがで
きる。このため、暖房性能を大幅に向上させることがで
き、また、コンプレッサの体積効率が向上することによ
ってサイクルの冷媒流量が増大し、冷凍能力も向上する
ため除湿暖房性能を向上させることができる。

【０１５１】請求項６に記載の発明では、インジェクシ
ョンを制御することができ、除湿暖房性能を向上させな
がら、これを正確に行うことができる。従って、フロン
トウィンドウガラスの防曇性能等を正確に維持したまま
暖房性能を向上させることができる。

【０１５２】請求項７に記載の発明では、冷暖房何れの
場合にもインジェクションを行うことができ、除湿暖房
性能向上と冷房能力の向上の双方を行わせることができ
る。

【０１５３】請求項８に記載の発明では、冷暖房いずれ
の場合にもインジェクションを行わせることができる。
しかも、冷媒流路切換手段として三方弁を用いているの
で、安価に製造することができる。

【０１５４】請求項９に記載の発明では、冷暖房何れの
場合にもインジェクションを行わせることができる。し
かも、三方弁を用い、また冷媒リターン用の流路を冷暖
房用に共用しているので構造が極めて簡単なものとな
る。

【０１５５】請求項１０に記載の発明では、検出手段の
検出に応じて制御弁を制御することができ、コンプレッ
サの吸入冷媒温度又は吐出冷媒温度の少なくとも一方に
応じて正確なインジェクションを行わせることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例に係るブロック図であ
る。

【図２】この発明の第１実施例に係る冷凍サイクルの構
成図である。

【図３】この発明の第１実施例に係るフローチャートで
ある。

【図４】この発明の第１実施例に係るフローチャートで
ある。

【図５】作用説明図である。

【図６】この発明の第１実施例に係るフローチャートで
ある。

【図７】この発明の第１実施例に係るフローチャートで
ある。

【図８】この発明の第１実施例に係るフローチャートで
ある。

【図９】この発明の第２実施例に係る冷凍サイクルの構
成図である。

【図１０】この発明の第２実施例に係るフローチャート
である。

【図１１】この発明の第２実施例に係るフローチャート
である。

【図１２】作用説明図である。

【図１３】この発明の第３実施例に係る冷凍サイクルの
構成図である。

【図１４】この発明の第３実施例に係るフローチャート
である。

【図１５】作用説明図である。

【図１６】作用説明図である。

【図１７】この発明の第４実施例に係る冷凍サイクルの
構成図である。

【図１８】この発明の第４実施例に係るフローチャート
である。

【図１９】作用説明図である。

【図２０】作用説明図である。

【図２１】この発明の第５実施例に係る冷凍サイクルの
構成図である。

【図２２】作用説明図である。

【図２３】作用説明図である。

【図２４】インジェクション制御の例を示す制御線図で
ある。

【図２５】従来例に係る冷凍サイクルの構成図である。

【図２６】新たな車両用ヒートポンプ式冷暖房装置の冷
凍サイクルの構成図である。

【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放熱用車室内熱交換器３４膨脹弁（膨脹手段）３５吸熱用車室内熱交換器３７ブロワファン（送風手段）３８車室外熱交換器４３制御装置７０流出側逆止弁（暖房用漏れ許容手段）９０四方弁（冷媒流路切換手段）９３冷媒流れ開閉弁（流出側制御弁）９８，９９冷媒流れ開閉弁（制御弁）１００，１１１，１１４，１１５流路１０１，１０２，１０３，１０４圧力抵抗体１１２流出側迂回流路１１３迂回流路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒に仕事量を加えるコンプレッサと、このコンプレッサの冷媒吐出側に接続され、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、冷媒の熱を
送風手段により導入された空気と熱交換して温い空調風
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、送風手段により導入された空気の熱
を前記車室外熱交換器および前記放熱用車室内熱交換器
の少なくとも一方から前記膨張手段を通して供給された
冷媒と熱交換して冷たい空調風を作る吸熱用車室内熱交
換器と、前記コンプレッサの冷媒吐出側と前記車室外熱交換器お
よび前記放熱用車室内熱交換器の冷媒流入側との間に設
けられ、コンプレッサから吐出される冷媒を、冷房運転
時に少なくとも前記車室外熱交換器に導入し、暖房運転
時に前記車室外熱交換器を回避して前記放熱用車室内熱
交換器に導入する冷媒流路切換手段とを備え、暖房運転時に前記車室外熱交換器の冷媒流入側と前記コ
ンプレッサの冷媒吸入側との間を接続する暖房用リター
ン流路と、冷房運転時に前記車室外熱交換器の冷媒流出
側又は放熱用車室内熱交換器の冷媒流出側と前記コンプ
レッサの冷媒吸入側との間を接続する冷房用リターン流
路との少なくとも一方を設け、暖房運転時に前記冷媒流路切換手段から放熱用車室内熱
交換器へ向う冷媒の一部が前記車室外熱交換器及び暖房
用リターン流路を介して前記コンプレッサの冷媒吸入側
へ供給されるのを許容する暖房用漏れ許容手段と、冷房
運転時に前記車室外熱交換器から前記放熱用車室内熱交
換器及び吸熱用車室内熱交換器へ向う冷媒の一部が冷房
用リターン流路を介して前記コンプレッサの冷媒吸入側
へ供給されるのを許容する冷房用漏れ許容手段との少な
くとも一方を設けたことを特徴とする車両用ヒートポン
プ式冷暖房装置。
【請求項２】請求項１記載の車両用ヒートポンプ式冷
暖房装置であって、前記暖房用漏れ許容手段又は冷房用漏れ許容手段によっ
て漏れを許容された冷媒を通過させる圧力抵抗体を介設
したことを特徴とする車両用ヒートポンプ式冷暖房装
置。
【請求項３】請求項１又は請求項２記載の車両用ヒー
トポンプ式冷暖房装置であって、前記暖房用漏れ許容手段又は冷房用漏れ許容手段は、順
方向の流れを許容し、逆方向の流れの規定量の冷媒漏れ
を許容する逆止弁であることを特徴とする車両用ヒート
ポンプ式冷暖房装置。
【請求項４】請求項１又は請求項２記載の車両用ヒー
トポンプ式冷暖房装置であって、前記暖房用漏れ許容手段又は冷房用漏れ許容手段は、制
御弁であることを特徴とする車両用ヒートポンプ式冷暖
房装置。
【請求項５】冷媒に仕事量を加えるコンプレッサと、このコンプレッサの冷媒吐出側に接続され、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、冷媒の熱を
送風手段により導入された空気と熱交換して温い空調風
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、送風手段により導入された空気の熱
を前記車室外熱交換器および前記放熱用車室内熱交換器
の少なくとも一方から前記膨張手段を通して供給された
冷媒と熱交換して冷たい空調風を作る吸熱用車室内熱交
換器と、前記コンプレッサの冷媒吐出側と前記車室外熱交換器お
よび前記放熱用車室内熱交換器の冷媒流入側との間に設
けられ、コンプレッサから吐出される冷媒を、冷房運転
時に少なくとも前記車室外熱交換器に導入し、暖房運転
時に前記車室外熱交換器を回避して前記放熱用車室内熱
交換器に導入する冷媒流路切換手段とを備え、前記冷媒流路切換手段を、四方弁とし、暖房運転時に前記四方弁を介して前記車室外熱交換器の
冷媒流入側と前記コンプレッサの冷媒吸入側とを接続可
能とする流路を設け、前記車室外熱交換器の冷媒流出側と前記四方弁及び放熱
用車室内熱交換器との間に、車室外熱交換器からの流出
方向を順方向とし、逆方向への規定量の冷媒漏れを許容
する流出側逆止弁を設けたことを特徴とする車両用ヒー
トポンプ式冷暖房装置。
【請求項６】冷媒に仕事量を加えるコンプレッサと、このコンプレッサの冷媒吐出側に接続され、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、冷媒の熱を
送風手段により導入された空気と熱交換して温い空調風
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、送風手段により導入された空気の熱
を前記車室外熱交換器および前記放熱用車室内熱交換器
の少なくとも一方から前記膨張手段を通して供給された
冷媒と熱交換して冷たい空調風を作る吸熱用車室内熱交
換器と、前記コンプレッサの冷媒吐出側と前記車室外熱交換器お
よび前記放熱用車室内熱交換器の冷媒流入側との間に設
けられ、コンプレッサから吐出される冷媒を、冷房運転
時に少なくとも前記車室外熱交換器に導入し、暖房運転
時に前記車室外熱交換器を回避して前記放熱用車室内熱
交換器に導入する冷媒流路切換手段とを備え、前記冷媒流路切換手段を、四方弁とし、暖房運転時に前記四方弁を介して前記車室外熱交換器の
冷媒流入側と前記コンプレッサの冷媒吸入側とを接続可
能とする流路を設け、前記車室外熱交換器の冷媒流出側と前記四方弁及び放熱
用車室内熱交換器との間に、流出側制御弁を設けたこと
を特徴とする車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。
【請求項７】冷媒に仕事量を加えるコンプレッサと、このコンプレッサの冷媒吐出側に接続され、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、冷媒の熱を
送風手段により導入された空気と熱交換して温い空調風
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、送風手段により導入された空気の熱
を前記車室外熱交換器および前記放熱用車室内熱交換器
の少なくとも一方から前記膨張手段を通して供給された
冷媒と熱交換して冷たい空調風を作る吸熱用車室内熱交
換器と、前記コンプレッサの冷媒吐出側と前記車室外熱交換器お
よび前記放熱用車室内熱交換器の冷媒流入側との間に設
けられ、コンプレッサから吐出される冷媒を、冷房運転
時に少なくとも前記車室外熱交換器に導入し、暖房運転
時に前記車室外熱交換器を回避して前記放熱用車室内熱
交換器に導入する冷媒流路切換手段とを備え、前記冷媒流路切換手段を、四方弁とし、暖房運転時に、前記四方弁を介して前記車室外熱交換器
の冷媒流入側と前記コンプレッサの冷媒流入側とを接続
可能とし、冷房運転時に前記四方弁を介して前記車室外
熱交換器の冷媒流出側と前記コンプレッサの冷媒流入側
とを接続可能とする流路を設け、前記車室外熱交換器の冷媒流出側と前記四方弁及び放熱
用車室内熱交換器との間に、冷媒の流れを圧力抵抗体を
介して迂回させる流出側迂回流路を設け、前記四方弁と前記車室外熱交換器の冷媒流出側及び前記
放熱用車室内熱交換器の冷媒流入側との間に、冷媒流れ
を圧力抵抗体を介して迂回させる迂回流路を設け、前記流出側迂回流路と並ぶ流路に、前記車室外熱交換器
からの流出方向を順方向とする流出側逆止弁を設け、前記迂回流路と並ぶ流路に、前記四方弁からの流出方向
を順方向とする逆止弁を設けたことを特徴とする車両用
ヒートポンプ式冷暖房装置。
【請求項８】冷媒に仕事量を加えるコンプレッサと、このコンプレッサの冷媒吐出側に接続され、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、冷媒の熱を
送風手段により導入された空気と熱交換して温い空調風
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、送風手段により導入された空気の熱
を前記車室外熱交換器および前記放熱用車室内熱交換器
の少なくとも一方から前記膨張手段を通して供給された
冷媒と熱交換して冷たい空調風を作る吸熱用車室内熱交
換器と、前記コンプレッサの冷媒吐出側と前記車室外熱交換器お
よび前記放熱用車室内熱交換器の冷媒流入側との間に設
けられ、コンプレッサから吐出される冷媒を、冷房運転
時に少なくとも前記車室外熱交換器に導入し、暖房運転
時に前記車室外熱交換器を回避して前記放熱用車室内熱
交換器に導入する冷媒流路切換手段とを備え、前記冷媒流路切換手段を三方弁とし、前記車室外熱交換器の冷媒流入側とコンプレッサの冷媒
吸入側とを接続可能とする流路を設け、前記車室外熱交換器の冷媒流出側と三方弁及び放熱用車
室内熱交換器との間とに、冷媒の流れを圧力抵抗体を介
して迂回させる流出側迂回流路を設け、前記放熱用車室内熱交換器の冷媒流出側と前記コンプレ
ッサの冷媒吸入側との間を、圧力抵抗体を備えた流路で
接続し、前記流出側迂回流路と並ぶ流路に、前記車室外熱交換器
からの流出方向を順方向とする流出側逆止弁を設けたこ
とを特徴とする車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。
【請求項９】冷媒に仕事量を加えるコンプレッサと、このコンプレッサの冷媒吐出側に接続され、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、冷媒の熱を
送風手段により導入された空気と熱交換して温い空調風
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、送風手段により導入された空気の熱
を前記車室外熱交換器および前記放熱用車室内熱交換器
の少なくとも一方から前記膨張手段を通して供給された
冷媒と熱交換して冷たい空調風を作る吸熱用車室内熱交
換器と、前記コンプレッサの冷媒吐出側と前記車室外熱交換器お
よび前記放熱用車室内熱交換器の冷媒流入側との間に設
けられ、コンプレッサから吐出される冷媒を、冷房運転
時に少なくとも前記車室外熱交換器に導入し、暖房運転
時に前記車室外熱交換器を回避して前記放熱用車室内熱
交換器に導入する冷媒流路切換手段とを備え、前記放熱用車室内熱交換器の冷媒流出側と前記コンプレ
ッサの冷媒吸入側との間を、圧力抵抗体を備えた流路で
接続したことを特徴とする車両用ヒートポンプ式冷暖房
装置。
【請求項１０】請求項４又は請求項６記載の車両用ヒ
ートポンプ式冷暖房装置であって、前記コンプレッサの吸入冷媒温度又は吐出冷媒温度の少
なくとも一方に関係する要素を検出する検出手段と、前記検出手段の検出に応じて前記制御弁を制御する制御
手段とを設けたことを特徴とする車両用ヒートポンプ式
冷暖房装置。