JPH08268050A - 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 暖房ウォームアップを速やかに効率よく行
う。 【構成】 放熱用車室内熱交換器３３で凝縮した冷媒を
吸熱用車室内熱交換器３５と車室外熱交換器３８とに分
流し、ふたたびコンプレッサ３１の冷媒吸入側で合流さ
せながら暖房運転を行う暖房モードＡで暖房運転を開始
してから、車室外熱交換器３８で外気から冷媒に吸熱し
ていないと判定されるか、または暖房運転を開始してか
ら車室内が所定の温度に達してウォームアップの終了が
判定されると、暖房モードＡから、放熱用車室内熱交換
器３３で凝縮した冷媒を吸熱用車室内熱交換器３５また
は車室外熱交換器３８のいずれか一方へ流しながら暖房
運転を行う暖房モードＢへ切り換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンプレッサの駆動に
より冷媒を車室外熱交換器と車室内熱交換器に循環する
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】四方弁により暖房運転時と冷房運転時に
冷媒の流れを逆転させ、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
て使用するようにした車両用ヒートポンプ式冷暖房装置
が知られている（例えば、特開平２−２９０４７５号公
報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の車両用
ヒートポンプ式冷暖房装置では、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、暖房運転を行うと車室外熱交換器での吸熱量
が減少する。そして、コンプレッサの仕事量が一定であ
ると仮定すると、車室外熱交換器からの吸熱量とコンプ
レッサの仕事量との合計熱量を放熱する車室内熱交換器
での放熱が減少し、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おそ
れがある。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、車室外熱交換器側、車室内熱交換
器側のいずれの配管も高温、高圧に耐えられるようにす
る必要があった。さらに暖房運転時には、エンジンから
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な大きな熱源を持たない車両
には不向きであった。

【０００４】このような問題を解決するために、本出願
人は特開平５−２２９３３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。この車両用ヒート
ポンプ式冷暖房装置では、車室内に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、三方弁で冷媒の
流れを切り換えるようにしたものである。この車両用ヒ
ートポンプ式冷暖房装置によれば、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させること
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。

【０００５】しかしながら、外気温が５〜１５℃程度の
やや寒い環境下では外気から吸熱しやすい条件にもかか
わらず車室外熱交換器が使用されないので、車室外熱交
換器で熱交換が行われず成績係数の向上に限界があっ
た。特に、電気自動車ではエンジン車と異なり電気エネ
ルギーの消費が走行距離に大幅に影響するため、コンプ
レッサの厳密な消費エネルギー管理を必要とする。この
ため、成績係数のより一層の向上が望まれる。

【０００６】本発明の目的は、暖房ウォームアップを速
やかに効率よく行う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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、冷媒を圧縮するコンプレッサと、冷媒と
外気との間で熱交換を行う車室外熱交換器と、冷媒の熱
を送風手段により送風された空気に放熱する放熱用車室
内熱交換器と、冷媒を断熱膨張させる膨張手段と、前記
送風手段により送風された空気の熱を冷媒に吸熱する吸
熱用車室内熱交換器とを備え、前記放熱用車室内熱交換
器で凝縮した冷媒を、前記吸熱用車室内熱交換器と前記
車室外熱交換器とに分流し、ふたたび前記コンプレッサ
の冷媒吸入側で合流させながら暖房運転を行う暖房モー
ドＡと、前記放熱用車室内熱交換器で凝縮した冷媒を、
前記吸熱用車室内熱交換器または前記車室外熱交換器の
いずれか一方へ流しながら暖房運転を行う暖房モードＢ
とを有する車両用ヒートポンプ式冷暖房装置であって、
前記車室外熱交換器で外気から冷媒に吸熱しているか否
かを判定する吸熱判定手段と、暖房運転を開始してから
車室内が所定の温度に達したらウォームアップの終了を
判定するウォームアップ判定手段と、前記暖房モードＡ
で暖房運転を開始してから、前記吸熱判定手段により外
気から吸熱していないと判定されるか、または前記ウォ
ームアップ判定手段によりウォームアップ終了が判定さ
れると、前記暖房モードＡから前記暖房モードＢへ切り
換える暖房モード切換手段とを備える。請求項２の車両
用ヒートポンプ式冷暖房装置の前記吸熱判定手段は、前
記車室外熱交換器へ流入する冷媒温度と外気温との温度
差に基づいて判定する。請求項３の車両用ヒートポンプ
式冷暖房装置の前記吸熱判定手段は、前記車室外熱交換
器から流出する冷媒温度と外気温との温度差に基づいて
判定する。請求項４の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置
の前記吸熱判定手段は、前記吸熱用車室内熱交換器の冷
却状態と外気温とに基づいて判定する。請求項５の車両
用ヒートポンプ式冷暖房装置の前記吸熱判定手段は、前
記吸熱用車室内熱交換器の出口／入口冷媒温度、出口／
入口冷媒圧力および表面温度の内の少なくともいずれか
一つにより前記吸熱用車室内熱交換器の冷却状態を判定
する。請求項６の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置の前
記吸熱判定手段は、前記吸熱用車室内熱交換器の吹出空
気温度と外気温との温度差に基づいて判定する。請求項
７の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置の前記吸熱判定手
段は、前記車室外熱交換器へ流入する冷媒温度と外気温
との間に所定の温度差が検出されるか、または前記車室
外熱交換器から流出する冷媒温度と外気温との間に所定
の温度差が検出されるか、または前記吸熱用車室内熱交
換器の吹出空気温度と外気温との間に所定の温度差が検
出されると外気から吸熱していないと判定する。請求項
８の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置の前記吸熱判定手
段は、暖房運転を開始してから所定時間が経過した後に
判定を開始する。請求項９の車両用ヒートポンプ式冷暖
房装置の前記吸熱判定手段は、前記吸熱用車室内熱交換
器または前記車室外熱交換器の冷却状態が所定の状態に
達した後に判定を開始する。請求項１０の車両用ヒート
ポンプ式冷暖房装置は、前記車室外熱交換器と前記コン
プレッサの冷媒吸入側との間に設けられる冷媒流路開閉
手段と、暖房運転を開始してから所定時間が経過するま
で前記冷媒流路開閉手段を閉状態に設定する制御手段と
を備える。請求項１１の車両用ヒートポンプ式冷暖房装
置は、前記車室外熱交換器と前記コンプレッサの冷媒吸
入側との間に設けられる冷媒流路開閉手段と、暖房運転
を開始してから前記吸熱用車室内熱交換器または前記車
室外熱交換器が所定の冷却状態に達するまで前記冷媒流
路開閉手段を閉状態に設定する制御手段とを備える。

【０００８】

【作用】請求項１の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置で
は、放熱用車室内熱交換器で凝縮した冷媒を吸熱用車室
内熱交換器と車室外熱交換器とに分流し、ふたたびコン
プレッサの冷媒吸入側で合流させながら暖房運転を行う
暖房モードＡで暖房運転を開始してから、車室外熱交換
器で外気から冷媒に吸熱していないと判定されるか、ま
たは暖房運転を開始してから車室内が所定の温度に達し
てウォームアップの終了が判定されると、暖房モードＡ
から、放熱用車室内熱交換器で凝縮した冷媒を吸熱用車
室内熱交換器または車室外熱交換器のいずれか一方へ流
しながら暖房運転を行う暖房モードＢへ切り換える。こ
れにより、暖房ウォームアップ時に車室外熱交換器から
外気への放熱が防止され、暖房ウォームアップが速やか
に効率よく行える。請求項２の車両用ヒートポンプ式冷
暖房装置では、車室外熱交換器へ流入する冷媒温度と外
気温との温度差に基づいて車室外熱交換器で外気から冷
媒に吸熱していないと判定されるか、または暖房運転を
開始してから車室内が所定の温度に達してウォームアッ
プの終了が判定されると、暖房モードＡから暖房モード
Ｂへ切り換える。これにより、暖房ウォームアップ時に
車室外熱交換器から外気への放熱が防止され、暖房ウォ
ームアップが速やかに効率よく行える。請求項３の車両
用ヒートポンプ式冷暖房装置では、車室外熱交換器から
流出する冷媒温度と外気温との温度差に基づいて車室外
熱交換器で外気から冷媒に吸熱していないと判定される
か、または暖房運転を開始してから車室内が所定の温度
に達してウォームアップの終了が判定されると、暖房モ
ードＡから暖房モードＢへ切り換える。これにより、暖
房ウォームアップ時に車室外熱交換器から外気への放熱
が防止され、暖房ウォームアップが速やかに効率よく行
える。請求項４の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置で
は、吸熱用車室内熱交換器の冷却状態と外気温とに基づ
いて車室外熱交換器で外気から冷媒に吸熱していないと
判定されるか、または暖房運転を開始してから車室内が
所定の温度に達してウォームアップの終了が判定される
と、暖房モードＡから暖房モードＢへ切り換える。これ
により、暖房ウォームアップ時に車室外熱交換器から外
気への放熱が防止され、暖房ウォームアップが速やかに
効率よく行える。請求項５の車両用ヒートポンプ式冷暖
房装置では、吸熱用車室内熱交換器の出口／入口冷媒温
度、出口／入口冷媒圧力および表面温度の内の少なくと
もいずれか一つにより吸熱用車室内熱交換器の冷却状態
を判定し、その冷却状態と外気温とに基づいて車室外熱
交換器で外気から冷媒に吸熱していないと判定される
か、または暖房運転を開始してから車室内が所定の温度
に達してウォームアップの終了が判定されると、暖房モ
ードＡから暖房モードＢへ切り換える。これにより、暖
房ウォームアップ時に車室外熱交換器から外気への放熱
が防止され、暖房ウォームアップが速やかに効率よく行
える。請求項６の車両用ヒートポンプ式冷暖房装置で
は、吸熱用車室内熱交換器の吹出空気温度と外気温との
温度差に基づいて車室外熱交換器で外気から冷媒に吸熱
していないと判定されるか、または暖房運転を開始して
から車室内が所定の温度に達してウォームアップの終了
が判定されると、暖房モードＡから暖房モードＢへ切り
換える。これにより、暖房ウォームアップ時に車室外熱
交換器から外気への放熱が防止され、暖房ウォームアッ
プが速やかに効率よく行える。請求項７の車両用ヒート
ポンプ式冷暖房装置では、車室外熱交換器へ流入する冷
媒温度と外気温との間に所定の温度差が検出されるか、
または車室外熱交換器から流出する冷媒温度と外気温と
の間に所定の温度差が検出されるか、または吸熱用車室
内熱交換器の吹出空気温度と外気温との間に所定の温度
差が検出されると外気から吸熱していないと判定する。
このようにして車室外熱交換器で外気から冷媒に吸熱し
ていないと判定されるか、または暖房運転を開始してか
ら車室内が所定の温度に達してウォームアップの終了が
判定されると、暖房モードＡから暖房モードＢへ切り換
える。これにより、暖房ウォームアップ時に車室外熱交
換器から外気への放熱が防止され、暖房ウォームアップ
が速やかに効率よく行える。請求項８の車両用ヒートポ
ンプ式冷暖房装置では、暖房運転を開始してから所定時
間が経過した後に、車室外熱交換器で外気から冷媒に吸
熱しているか否かの判定を開始する。これにより、運転
開始直後の誤判断が回避される。請求項９の車両用ヒー
トポンプ式冷暖房装置では、吸熱用車室内熱交換器また
は車室外熱交換器の冷却状態が所定の状態に達した後に
判定を開始する。これにより、運転開始直後の誤判断が
回避される。請求項１０の車両用ヒートポンプ式冷暖房
装置では、車室外熱交換器とコンプレッサの冷媒吸入側
との間に冷媒流路開閉手段を設け、暖房運転を開始して
から所定時間が経過するまでその冷媒流路開閉手段を閉
状態に設定する。これにより、所定時間経過後に車室外
熱交換器に残留する冷媒を多くして外気から吸熱しやす
くするとともに、運転開始直後に車室外熱交換器からコ
ンプレッサの冷媒吸入側へ流入する冷媒を減少させるこ
とができる。請求項１１の車両用ヒートポンプ式冷暖房
装置では、車室外熱交換器とコンプレッサの冷媒吸入側
との間に冷媒流路開閉手段を設け、暖房運転を開始して
から吸熱用車室内熱交換器または車室外熱交換器が所定
の冷却状態に達するまでその冷媒流路開閉手段を閉状態
に設定する。これにより、吸熱用車室内熱交換器または
車室外熱交換器が所定の冷却状態に達した後に車室外熱
交換器に残留する冷媒を多くして外気から吸熱しやすく
するとともに、運転開始直後に車室外熱交換器からコン
プレッサの冷媒吸入側へ流入する冷媒を減少させること
ができる。

【０００９】

【実施例】図１は一実施例の車両用ヒートポンプ式冷暖
房装置の構成を示す。図において、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
の冷媒吐出側には、冷媒流路切換手段としての四方弁７
３が接続される。四方弁７３は、二方弁７１を介して放
熱用車室内熱交換器３３へ冷媒を流す冷媒流路と、二方
弁１００を介して車室外熱交換器３８へ冷媒を流す冷媒
流路とを切り換える。暖房運転時には実線示の流路切り
換え状態になり、コンプレッサ３１の冷媒吐出側を二方
弁７１を介して放熱用車室内熱交換器３３の冷媒流入側
に接続するとともに、車室外熱交換器３８を二方弁１０
０を介してコンプレッサ３１の冷媒吸入側に接続する。
また、冷房運転時には点線示の流路切り換え状態にな
り、コンプレッサ３１の冷媒吐出側を二方弁１００、車
室外熱交換器３８および二方弁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ともに、二方
弁７１をコンプレッサ３１の冷媒吸入側に接続する。

【００１０】車室外熱交換器３８は車室外に設けられ、
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になっている。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により送風された空
気に放熱する放熱タイプの車室内コンデンサになってい
る。二方弁７０は、車室外熱交換器３８側から放熱用車
室内熱交換器３３側への冷媒の流れを許容し、放熱用車
室内熱交換器３３側から車室外熱交換器３８側への冷媒
の流れを阻止するようになっている。また二方弁７１
は、四方弁７３側から放熱用車室内熱交換器３３側への
冷媒の流れを許容し、放熱用車室内熱交換器３３側から
四方弁７３への冷媒の流れを阻止するようになってい
る。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３
５の冷媒流入側が、液タンク３６および膨張手段として
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。吸熱用車室内熱交換機３５は、ブロワ
ファン３７により送風された空気の熱を、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。この
吸熱用車室内熱交換器３５の冷媒流出側はコンプレッサ
３１の冷媒吸入側に接続されている。

【００１１】ダクト３９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口４０
と、走行風圧を受けて外気を導入する外気導入口４１と
が設けられている。この内気導入口４０と外気導入口４
１とが分岐する部分には、内気導入口４０と外気導入口
４１とを任意の比率で開閉するインテークドア４２が設
けられている。内気導入口４０と外気導入口４１との空
気導入側（空気流の下流側）と吸熱用車室内熱交換器３
５との間にはブロアファン３７が配設され、制御装置４
３で制御されるブロアファンモータ４４で回転駆動され
るようになっている。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が設けられており、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
エータによりその開度が調節される。すなわち、吸熱用
車室内熱交換器３５を通過して冷えている空気が放熱用
車室内熱交換器３３を迂回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の
割合（冷風と温風との風量配分）が調節される。エアミ
ックスドア４６の開度Ｘdscは、エアミックスドア４６
が一点鎖線示の位置に設定されて冷風と温風との風量配
分が冷風１００％となる場合をエアミックスドア開度Ｘ
dsc＝０％（全閉）とし、エアミックスドア４６が二点
鎖線示の位置に設定されて冷風と温風との風量配分が温
風１００％となる場合をエアミックスドア開度Ｘ dsc＝
１００％（全開）としてある。

【００１２】ダクト３９の放熱用車室内熱交換器３３よ
りも下流側には、冷風と温風との混合をよくすることに
より、温度調節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、不図示の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と、不
図示のフロントウインドガラスに向けて空調風を吹き出
すデフロスタ吹出口５３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５６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で駆動される不
図示のベンチレータドアアクチュエータによってベンチ
レータ吹出口５１を開閉する。フットドア５６は、制御
装置４３で駆動される不図示のフットドアアクチュエー
タによってフット吹出口５２を開閉する。デフロスタド
ア５７は、制御装置４３で駆動される不図示のデフロス
タドアアクチュエータによってデフロスタ吹出口５３を
開閉する。

【００１３】制御装置４３は、マイクロコンピューター
とタイマーなどの周辺部品から構成され、吸熱用車室内
熱交換器吸込風温センサ５８、吸熱用車室内熱交換器吹
出風温センサ５９、ベンチレータ吹出口風温センサ６
０、日射量センサ６１、外気温センサ６２、室温センサ
６３、室温設定器６４、吹出口モードスイッチ６５、ブ
ロアファンスイッチ６６、放熱用車室内熱交換器吹出風
温センサ６８、吸熱用車室内熱交換器入口冷媒温度セン
サ６７などの熱環境情報入力手段から入力される吸熱用
車室内熱交換器３５の吸い込み空気温度Ｔｓｕｃ、吸熱
用車室内熱交換器３５の吹き出し空気温度Ｔｏｕｔ、放
熱用車室内熱交換器３３の吹き出し空気温度Ｔｖ、ベン
チレータ吹出口５１の吹き出し空気温度Ｔｖｅｎｔ、車
両の日射量Ｑｓｕｎ、車室外の外気温度Ｔａｍｂ、車室
内の検出温度（車室内気温度）Ｔｒｏｏｍ、車室内の設
定温度Ｔｐｔｃなどの熱環境情報に基づいて、上述した
吸熱判定手段として車室外熱交換器３８で外気から冷媒
に吸熱しているか否かを判定するとともに、上述したウ
ォームアップ判定手段、暖房モード切換手段および制御
手段として、エアミックスドア開度Ｘｄｓｃ、コンプレ
ッサ３１の入力値Ｗｃｏｍｐ、吸熱用車室内熱交換器３
５を通過する通過風量Ｖｅｖａ、目標空調風温度Ｔｏｆ
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、ブロアファンモータ４４、各種ドアアク
チュエータなどを駆動する。

【００１４】この実施例では、暖房運転時に車室外熱交
換器３８を吸熱器（蒸発器）として用い、外気から吸熱
して暖房能力を高めるために、液タンク３６の下流から
車室外熱交換器３８の一端に冷媒を分流するためのバイ
パス路１０１が設けられ、このバイパス路１０１には膨
張弁１０２と二方弁１０３が設置される。暖房運転時に
は暖房モードＡと暖房モードＢのいずれかを選択する。
暖房モードＡは、二方弁１０３を開状態に設定して液タ
ンク３６を流出した冷媒を吸熱用車室内熱交換器３５と
車室外熱交換器３８へ分流させ、ふたたびコンプレッサ
３１の吸入側で合流させるモードである。また暖房モー
ドＢは、二方弁１０３を閉状態にして液タンク３６を流
出した冷媒を吸熱用車室内熱交換器３５のみに流入させ
るモードである。

【００１５】暖房モードＡでは、液タンク３６を流出し
た冷媒が車室外熱交換器３８と吸熱用車室内熱交換器３
５とに分流されるので、吸熱用車室内熱交換器３５では
車室内空気の冷却（除湿）が行なわれ、車室外熱交換器
３８では外気との熱交換が行なわれる。ところが、車室
外熱交換器３８と吸熱用車室内熱交換器３５へ分流した
冷媒は、コンプレッサ３１の吸入側で合流するので、吸
熱用車室内熱交換器３５の作動状態によって車室外熱交
換器３８での熱交換の様子が異なり、吸熱用車室内熱交
換器３５の作動温度が低い間は外気から吸熱するが、吸
熱用車室内熱交換器３５の作動温度が高くなると外気に
放熱する。車室外熱交換器３８に冷媒を流すことで吸熱
用車室内熱交換器３５へ流れる冷媒量が減少すると、吸
熱用車室内熱交換器３５の冷却能力が低下する。吸熱用
車室内熱交換器３５の冷却能力の低下は、放熱用車室内
熱交換器３３の作動圧力（コンプレッサ３１の吐出圧
力）を上昇させ、さらに吸熱用車室内熱交換器３５の作
動温度を上昇させるという循環を繰り返す。このため暖
房モードＡは、運転開始直後は車室外熱交換器３８で外
気から吸熱することができるが、短時間で車室外熱交換
器３８の作動温度がほぼ外気温まで上昇し、外気に放熱
する状態で平衡に達するという特性を有している。

【００１６】この暖房モードＡにおける各部の作動特性
を実験によって確認した結果を図２〜図４に示す。図２
は車室外熱交換器３８の出・入口冷媒温度の時間変化を
示し、図３は吸熱用車室内熱交換器吹出温度の時間変化
を示し、図４は車室外熱交換器３８の出・入口空気温度
の時間変化を示す。この実験は比較的外気から吸熱しや
すい外気温５℃で行なった。ここで、車室外熱交換器３
８の出口冷媒温度は四方弁７３と車室外熱交換器３８と
の間の冷媒温度であり、車室外熱交換器３８の入口冷媒
温度は二方弁１０３と車室外熱交換器３８との間の冷媒
温度である。運転開始から吸熱用車室内熱交換器吹出空
気温度が最低温度に達するまでは、車室外熱交換器３８
の入口冷媒温度は外気温よりも低下しているが、車室外
熱交換器３８の出・入口空気温度差はほとんどないの
で、外気からの吸熱はほとんど得られていない。これ
は、この間は圧力損失の大きな車室外熱交換器３８より
も吸熱用車室内熱交換器３５から吸熱され、車室外熱交
換器３８の出口側近傍に存在する冷媒が吸入されるだけ
なので外気からの吸熱が得られない。

【００１７】吸熱用車室内熱交換器吹出空気温度が最低
温度に達した後は、外気からの吸熱が得られるようにな
るが、吸熱用車室内熱交換器３５の作動温度（吹出空気
温度）が高くなるにしたがって車室外熱交換器３８の作
動温度も高くなり、外気からの吸熱量は減少する。車室
外熱交換器３８の作動温度がほぼ外気温に近ずくと、車
室外熱交換器入口では冷媒温度が外気温よりも高くなっ
て外気に放熱し、車室外熱交換器出口では冷媒温度が外
気温よりも低下して外気から吸熱する。さらに時間が経
過すると、車室外熱交換器出・入口冷媒温度はどちらも
外気温に漸近し、車室外熱交換器３８のほぼ全体から外
気に放熱する状態で蒸気圧縮サイクルの作動状態が平衡
に達する。外気温は車両の走行状態や車両周囲の熱環境
条件で変化するので、外気温と車室外熱交換器３８の作
動温度の温度差を使って外気からの吸熱の有無を判断す
ると、車室外熱交換器３８の一部から外気に放熱する条
件であっても車室外熱交換器３８に冷媒が流されてしま
う。

【００１８】また、車室外熱交換器３８で外気から吸熱
しているか否かは、吸熱用車室内熱交換器３５の作動状
態と外気温の温度差からも判定することができる。例え
ば図３に示す吸熱用車室内熱交換器吹出温度では、吸熱
用車室内熱交換器吹出温度が［外気温（Ｔamb）−β］
よりも高くなると、車室外熱交換器３８において外気へ
の放熱が起っている。ここで、βは車室外熱交換器３８
からコンプレッサ３１の吸入側との間、および吸熱用車
室内熱交換器３５からコンプレッサ３１の吸入側との間
の冷媒流れの圧力損失に応じて変化する値で、通常は３
〜４℃程度の固定値としても問題ない。この他に、吸熱
用車室内熱交換器３５の作動状態を代表する量として
は、吸熱用車室内熱交換器３５の出・入口冷媒温度や出
・入口冷媒圧力があり、ブロワ電圧やコンプレッサ周波
数を変化させた時の応答性は、車室外熱交換器３８の作
動温度を直接測定するよりも優れている。

【００１９】こうした暖房モードＡの特性は、図１に示
す実施例に限らず、暖房時に車室外熱交換器３８と吸熱
用車室内熱交換器３５の両方に冷媒を流しながら暖房す
る暖房モードを有する図５〜図１３に示す蒸気圧縮サイ
クルの他の構成においても見られる。図５は、図１に示
す二方弁７０，７１を逆止弁８０，８１に置き換えた蒸
気圧縮サイクルの実施例を示す。逆止弁８０は、車室外
熱交換器３８側から放熱用車室内熱交換器３３側への冷
媒の流れを許容し、放熱用車室内熱交換器３３側から車
室外熱交換器３８側への冷媒の流れを阻止するようにな
っている。逆止弁８１は、四方弁７３側から放熱用車室
内熱交換器３３側への冷媒の流れを許容し、放熱用車室
内熱交換器３３側から四方弁７３側への冷媒の流れを阻
止するようになっている。暖房時に二方弁１０３を開状
態とすることで、液タンク３６を流出した冷媒の一部が
車室外熱交換器３８へ流入する。

【００２０】図６は、図５に示す構成から放熱用車室内
熱交換器３３を四方弁７３と逆止弁８１の間に移動した
蒸気圧縮サイクルの実施例を示す。暖房運転時のみ放熱
用車室内熱交換器３３へ冷媒が流れる。暖房時に二方弁
１０３を開状態とすることで、液タンク３６を流出した
冷媒の一部が車室外熱交換器３８へ流入する。

【００２１】図７は、図５に示す構成から四方弁７３を
二方弁７２，７４，７５で置き換え、さらに二方弁７２
に逆止弁８１の機能を持たせた場合の蒸気圧縮サイクル
の実施例を示す。冷房運転時には、二方弁７４を開き、
二方弁７２，７５を閉じる。暖房運転時には、二方弁７
４を閉じ、二方弁７２を開き、二方弁７５を二方弁１０
０と同じ働きをしてサイクルの作動状態に応じて開閉さ
せる。また、暖房運転時に二方弁１０３を開状態とする
ことで、液タンク３６を流出した冷媒の一部が車室外熱
交換器３８へ流入する。

【００２２】図８は、図５に示す構成から四方弁７３を
三方弁３２と二方弁７５で置き換えた場合の蒸気圧縮サ
イクルの実施例を示す。冷房運転時には、コンプレッサ
３１から吐出した冷媒が車室外熱交換器３８へ流入する
ように三方弁３２を切り換え、二方弁７５を閉じる。暖
房運転時には、コンプレッサ３１から吐出した冷媒が放
熱用車室内熱交換器３３へ流入するように三方弁３２を
切り換え、二方弁７５は二方弁１００と同じ働きをして
サイクルの作動状態に応じて開閉される。また、暖房時
に二方弁１０３を開状態とすることで、液タンク３６を
流出した冷媒の一部が車室外熱交換器３８へ流入する。

【００２３】図９は、図６に示す蒸気圧縮サイクルの変
形例を示す。放熱用車室内熱交換器３３と逆止弁８１と
の間に膨張手段である膨張弁１０８が設けられ、この下
流で車室外熱交換器３８へ流れる冷媒と吸熱用車室内熱
交換器３５へ流れる冷媒とに分流させる。この実施例で
は、吸熱用車室内熱交換器３５の作動温度（作動圧力）
を下げるために、吸熱用車室内熱交換器３５へ流入する
冷媒はさらに膨張弁３４で断熱膨張させる。また、暖房
時に二方弁１０３を開状態とすることで、膨張弁１０８
を流出した冷媒の一部が車室外熱交換器３８へ流入す
る。

【００２４】図１および図５〜図９の各実施例では、暖
房運転時に、二方弁１０３を開状態にして吸熱用車室内
熱交換器３５と車室外熱交換器３８の両方に冷媒を分流
させ、再びコンプレッサ３１の吸入側で合流させる暖房
モードＡと、二方弁１０３を閉状態にして車室外熱交換
器３８へ冷媒を流さずに吸熱用車室内熱交換器３５のみ
に冷媒を流入させる暖房モードＢの２つの暖房モードを
選択したが、図１０〜１３の実施例では、暖房運転時
に、二方弁１０８を開状態にして吸熱用車室内熱交換器
３５と車室外熱交換器３８の両方に冷媒を流入させ、ふ
たたびコンプレッサ３１の吸入側で合流させる暖房モー
ドＡと、二方弁１０８を閉状態にして吸熱用車室内熱交
換器３５へ冷媒を流さずに車室外熱交換器３８のみに冷
媒を流入させる暖房モードＣの２つの暖房モードを選択
する。暖房モードＣでは、吸熱用車室内熱交換器３５の
作動状態の影響を受けることなく、車室外熱交換器３８
の作動状態を制御することが可能なので、暖房モードＡ
から暖房モードＣに切り換えることで車室外熱交換器３
８での外気への放熱を防止することができる。

【００２５】図１０は他の蒸気圧縮サイクルの構成を示
す。この実施例では、暖房運転時に放熱用車室内熱交換
器３３の下流で冷媒流れを分流し、二方弁１０８が開状
態であれば車室外熱交換器３８と吸熱用車室内熱交換器
３５の両方に冷媒が流れ、二方弁１０８が閉状態であれ
ば車室外熱交換器３８のみに冷媒が流れる。車室外熱交
換器３８へ流入する冷媒は膨張弁１０６で断熱膨張さ
れ、吸熱用車室内熱交換器３５へ流入する冷媒は膨張弁
３４で断熱膨張される。また、二方弁１００は図１や図
５〜図９に示す実施例の二方弁１００と同様の働きをす
る。

【００２６】図１１は、図１０に示す実施例の変形例の
蒸気圧縮サイクルを示す。この実施例では、吸熱用車室
内熱交換器３５の作動温度（作動圧力）を下げるため
に、吸熱用車室内熱交換器３５へ流入する冷媒は膨張弁
１０６で断熱膨張された後、さらに膨張弁３４で断熱膨
張される。また、二方弁１００は図１や図５〜図９に示
す実施例の二方弁１００と同様の働きをする。

【００２７】図１２は、図１０および図１１に示す実施
例の変形例の蒸気圧縮サイクルを示す。この実施例で
は、二方弁１０８，１１０を並列に配置することで、一
つの膨張弁で冷房運転と暖房運転が行えるようにしてい
る。すなわち、冷房運転時には、二方弁１０８を閉状態
に設定するとともに二方弁１１０を開状態に設定する。
また暖房運転時には、二方弁１１０を閉状態に設定する
とともに、二方弁１０８がサイクルの作動状態に応じて
開閉することで、開状態では暖房モードＡ、閉状態では
暖房モードＣになる。また、二方弁１００は図１や図５
〜図９に示す実施例の二方弁１００と同様の働きをす
る。

【００２８】図１３は他の実施例の蒸気圧縮サイクルを
示す。この実施例では、二方弁８１の下流に放熱用車室
内熱交換器３３を設け、さらに二方弁１１１と１０８を
並列に配置することで、冷房運転時に放熱用車室内熱交
換器３３をリヒート熱源として使用できるようにしてい
る。すなわち、冷房運転時には、二方弁１０８を閉状態
に設定するとともに二方弁１１１を開状態に設定する。
また暖房運転時には、二方弁１１１を閉状態に設定する
とともに、二方弁１０８がサイクルの作動状態に応じて
開閉することで、開状態では暖房モードＡ、閉状態では
暖房モードＣになる。また、二方弁１００は図１や図５
〜図９に示す実施例の二方弁１００と同様の働きをす
る。

【００２９】図１４と図１５は暖房運転時の二方弁１０
０と二方弁１０３の開閉動作を示すタイムチャートであ
り、図１４は比較的外気温が低い条件で暖房ウォームア
ップ運転終了までの時間が長い場合を示し、図１５は比
較的外気温が高い条件で暖房ウォームアップ運転終了ま
での時間が短い場合を示す。なお、図７と図８に示す実
施例では、二方弁７５に対して二方弁１００と同じ制御
が行われ、図１０〜図１３に示す実施例では、二方弁１
０８に対して二方弁１０３と同じ制御が行われる。図１
４では、運転開始と同時に二方弁１００を閉状態、二方
弁１０３を開状態にし、暖房運転開始から第１の設定時
間ｔｓｅｔが経過するまで、二方弁１００を閉じる。上
述したように、運転開始から吸熱用車室内熱交換器３５
の作動温度が最低温度に達するまでは、車室外熱交換器
３８の作動温度が外気温よりも低下していても外気から
吸熱できないので、この間は二方弁１００を閉じる。こ
れは、運転開始直後に車室外熱交換器３８からコンプレ
ッサ３１へ流入する冷媒を減少させることができるの
で、コンプレッサ３１の液バック防止の役割を果すこと
ができる。なお、ここでは、運転開始から設定時間経過
後に二方弁１００を開くようにしたが、設定時間に限ら
ず、吸熱用車室内熱交換器３５や車室外熱交換器３８の
作動状態（温度や圧力）を検出して二方弁１００を開く
タイミングを決めるようにしてもよい。

【００３０】時刻ｔ２は、判定条件の少なくとも一つが
満足された時刻で、開状態で暖房運転を開始した二方弁
１０３を閉状態にする。ここで判定条件とは、車室外
熱交換器入口冷媒温度が（外気温−α１）よりも高い、
吸熱用車室内熱交換器吹出空気温度が（外気温−α
２）よりも高い、車室外熱交換器出口冷媒温度が（外
気温−α３）よりも低い、のいずれか一つで、図２や図
３に示す蒸気圧縮サイクルの特性を利用して得られた条
件である。時刻ｔ２に閉状態とされた二方弁１０３は、
車室外熱交換器３８から外気への放熱を防止するため
に、運転を停止するまで閉状態を維持する。なお、〜
の判定は運転開始直後の誤判定を防ぐために、運転開
始から設定時間経過後、または、吸熱用車室内熱交換器
３５と車室外熱交換器３８の作動状態が設定状態に達し
た後に実施する。

【００３１】時刻ｔ２で二方弁１０３が閉状態になる
と、それから設定時間を経過した時刻ｔ４に二方弁１０
０を閉状態に設定する。時刻ｔ２から時刻ｔ４の間は、
車室外熱交換器３８へ流入する冷媒はないが、コンプレ
ッサ３１の吸入側に連通する車え室外熱交換器３８の一
端から車室外熱交換器内の冷媒がコンプレッサ３１へ吸
入される。なお、時刻ｔ３は、暖房ウォームアップ判定
手段によって、車室内が所定の温度に達し暖房ウォーム
アップの終了が判定された時刻である。

【００３２】図１５では、運転開始と同時に二方弁１０
０を閉状態、二方弁１０３を開状態に設定し、暖房運転
開始から第１の設定時間ｔｓｅｔが経過するまで二方弁
１００を閉じる。上述したように、運転開始から吸熱用
車室内熱交換器３５の作動温度が最低温度に達するまで
は、車室外熱交換器３８の作動温度が外気温よりも低下
していても外気から吸熱できないので、この間は二方弁
１００を閉じる。これは、運転開始直後に車室外熱交換
器３８からコンプレッサ３１へ流入する冷媒を減少させ
ることができるので、コンプレッサ３１の液バック防止
の役割を果すことができる。なお、ここでは、運転開始
から設定時間経過後に二方弁１００を開くようにした
が、設定時間に限らず、吸熱用車室内熱交換器３５や車
室外熱交換器３８の作動状態（温度や圧力）を検出して
二方弁１００を開くタイミングを決めてもよい。

【００３３】時刻ｔ２は車室内温度が所定の温度に達
し、暖房ウォームアップ運転を終了する時刻である。
〜の判定条件が満足されるよりも暖房ウォームアップ
運転の終了の方が早い場合には、暖房ウォームアップ運
転終了時に二方弁１０３を開状態から閉状態に設定す
る。これは、暖房ウォームアップ運転終了後にコンプレ
ッサ周波数を低下させると、吸熱用車室内熱交換器３５
の作動温度が上昇して、車室外熱交換器３８から外気に
放熱しやすくなるためである。時刻ｔ２に閉状態とされ
た二方弁１０３は、車室外熱交換器３８から外気への放
熱を防止するために、運転を停止するまで閉状態を維持
する。

【００３４】時刻ｔ３は判定条件の少なくとも一つが満
足された時刻である。ここで、判定条件とは、車室外
熱交換器入口冷媒温度が（外気温−α１）よりも高い、
吸熱用車室内熱交換器の吹出空気温度が（外気温−α
２）よりも高い、車室外熱交換器出口冷媒温度が（外
気温−α３）よりも低い、のいずれか一つで、図２や図
３に示す蒸気圧縮サイクルの特性を利用して得られた条
件である。ただし、すでに時刻ｔ２で二方弁１０３を閉
じているので、ここでは二方弁１００，１０３の開閉制
御は行わない。なお、〜の判定は運転開始直後の誤
判定を防ぐために、運転開始から設定時間経過後、また
は、吸熱用車室内熱交換器３５と車室外熱交換器３８の
作動状態が設定状態に達した後に実施する。

【００３５】時刻ｔ２で二方弁１０３が閉状態になる
と、それから設定時間を経過した時刻ｔ４に二方弁１０
０を閉状態に設定する。時刻ｔ２から時刻ｔ４の間は車
室外熱交換器３８へ流入する冷媒はないが、コンプレッ
サ３１の吸入側に連通する車室外熱交換器３８の一端か
ら車室外熱交換器内の冷媒がコンプレッサ３１へ吸入さ
れる。

【００３６】図１６は実施例の制御フローを示す。不図
示のイグニションスイッチが投入されて制御装置４３に
通電されると、ステップ１でエアコンの制御を開始す
る。ステップ２で、初期設定としてセンサ類の異常チェ
ックやアクチュエータ類の初期設定を行ない、ステップ
３へ進む。ステップ３においてブロアスイッチがＯＮか
否かを判断し、ブロアスイッチがＯＮの場合にはステッ
プ７へ進み、ＯＦＦの場合にはステップ４へ進む。ブロ
アスイッチがＯＦＦの場合は、ステップ４でコンプレッ
サ３１が運転されているか否かを判断する。コンプレッ
サが運転されている場合、すなわち冷房モードや暖房モ
ードで運転している途中でブロアスイッチがＯＦＦされ
た場合には、ステップ５へ進んで運転停止制御を行な
い、ステップ６でエアコン運転を停止する。一方、ステ
ップ４でコンプレッサ３１が運転されていない場合、す
なわち送風モードで運転している途中でブロアスイッチ
がＯＦＦされた場合には、ステップ６へ進んでエアコン
運転を停止する。ステップ６では、各アクチュエータを
所定の状態に設定した後、エアコン運転を停止する。

【００３７】ステップ３でブロアスイッチがＯＮの場合
はステップ７へ進み、外気温、室内温度、吸熱用車室内
熱交換器吸い込み空気温度、吸熱用車室内熱交換器吹き
出し空気温度、日射などのセンサ出力、コンプレッサ周
波数、ブロア電圧、インテークドア開度、エアミックス
ドア開度などのアクチュエータ出力を検出する。続くス
テップ８で、乗員の設定に応じて吹出モードの選択を行
う。ここでは、吹出モードが乗員によってマニュアル設
定されることを想定しているが、オート制御で行なう場
合には、後述の冷房モード時の制御または暖房モード時
の制御、あるいは送風モード時の制御で行なってもよ
い。ステップ９において、上記ステップ７で検出したセ
ンサ出力を用いて目標吹出温度を演算する。ステップ１
０において、ステップ９で演算した目標吹出温度とステ
ップ７で検出した車両の熱負荷状態に応じて運転モード
を選択する。冷房運転を行なう場合にはステップ１１へ
進んで冷房モード時の制御を行ない、暖房運転を行なう
場合にはステップ１２へ進んで暖房モード時の制御を行
ない、再びステップ３へ戻る。なお、ステップ１２は吸
熱判定手段、ウォームアップ判定手段、暖房モード切換
手段および制御手段に対応する。ブロア電圧、コンプレ
ッサ周波数、インテークドア開度、エアミックスドア開
度、バルブの切換などの制御は、ステップ１１の冷房モ
ード時の制御や、ステップ１２の暖房モード時の制御に
て行なわれる。また、ステップ１０で送風モードが選択
された場合にはステップ１３へ進む。

【００３８】ステップ１３では、コンプレッサ３１が運
転されているか否かを判断する。コンプレッサ３１が運
転されている場合、すなわち冷房モードや暖房モードか
ら送風モードへ切り替える場合には、ステップ１４へ進
んで運転停止制御を行ない、ステップ１５で送風モード
時の制御を行なった後、ステップ３へ戻る。一方、ステ
ップ１３でコンプレッサ３１が運転されていない場合に
は、ステップ１５へ進んで送風モード時の制御を継続し
た後、ステップ３へ戻る。なお、コンプレッサ３１の運
転中に運転異常が検出された場合には、強制的にステッ
プ４またはステップ１３へジャンプして、エアコン停止
または送風モードの運転を行なう。

【００３９】図１７は、図１６のステップ１２における
暖房モード時の制御の概略を示すフローチャートであ
る。ステップ１２１において暖房時のバルブ制御を行な
い、二方弁１００，１０３は上述したバルブ制御が行な
われ、その他のバルブは所定の状態に設定される。な
お、このステップ１２１は暖房モード切換手段および制
御手段に対応する。続くステップ１２２では暖房時の風
量制御を行ない、ブロア電圧を設定する。ステップ１２
３で暖房時のコンプレッサ制御を行ない、コンプレッサ
３１の運転周波数を設定する。次にステップ１２４で暖
房時のエアミックスドア制御を行ない、エアミックスド
ア４６の開度を設定する。そして、ステップ１２５で暖
房時のインテークドア制御を行ない、インテークドア４
２の開度を設定する。

【００４０】上述した各実施例において、コンプレッサ
３１がコンプレッサを、車室外熱交換器３８が車室外熱
交換器を、ブロアファン３７が送風手段を、放熱用車室
内熱交換器３３が放熱用車室内熱交換器を、膨張弁３
４，１０２，１０６，１０８が膨張手段を、吸熱用車室
内熱交換器３５が吸熱用車室内熱交換器を、制御装置４
３が吸熱判定手段、ウォームアップ判定手段、暖房モー
ド切換手段および制御手段を、二方弁７５と１００が冷
媒流路開閉手段をそれぞれ構成する。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、放熱用車室内熱交換器で凝縮した冷媒を吸熱用車
室内熱交換器と車室外熱交換器とに分流し、ふたたびコ
ンプレッサの冷媒吸入側で合流させながら暖房運転を行
う暖房モードＡで暖房運転を開始してから、車室外熱交
換器で外気から冷媒に吸熱していないと判定されるか、
または暖房運転を開始してから車室内が所定の温度に達
してウォームアップの終了が判定されると、暖房モード
Ａから、放熱用車室内熱交換器で凝縮した冷媒を吸熱用
車室内熱交換器または車室外熱交換器のいずれか一方へ
流しながら暖房運転を行う暖房モードＢへ切り換えるよ
うにしたので、車室内の除湿をしながら暖房ウォームア
ップを行う時に車室外熱交換器から外気への放熱が防止
され、暖房ウォームアップを速やかに効率よく行うこと
ができる。請求項２の発明によれば、車室外熱交換器へ
流入する冷媒温度と外気温との温度差に基づいて車室外
熱交換器で外気から冷媒に吸熱していないと判定される
か、または暖房運転を開始してから車室内が所定の温度
に達してウォームアップの終了が判定されると、暖房モ
ードＡから暖房モードＢへ切り換えるようにしたので、
車室内の除湿をしながら暖房ウォームアップを行う時に
車室外熱交換器から外気への放熱が防止され、暖房ウォ
ームアップを速やかに効率よく行うことができる。請求
項３の発明によれば、車室外熱交換器から流出する冷媒
温度と外気温との温度差に基づいて車室外熱交換器で外
気から冷媒に吸熱していないと判定されるか、または暖
房運転を開始してから車室内が所定の温度に達してウォ
ームアップの終了が判定されると、暖房モードＡから暖
房モードＢへ切り換えるようにしたので、車室内の除湿
をしながら暖房ウォームアップを行う時に車室外熱交換
器から外気への放熱が防止され、暖房ウォームアップを
速やかに効率よく行うことができる。請求項４の発明に
よれば、吸熱用車室内熱交換器の冷却状態と外気温とに
基づいて車室外熱交換器で外気から冷媒に吸熱していな
いと判定されるか、または暖房運転を開始してから車室
内が所定の温度に達してウォームアップの終了が判定さ
れると、暖房モードＡから暖房モードＢへ切り換えるよ
うにしたので、車室内の除湿をしながら暖房ウォームア
ップを行う時に車室外熱交換器から外気への放熱が防止
され、暖房ウォームアップが速やかに効率よく行える。
また、ほぼ一定の外気温下で暖房モードＡで暖房運転を
行なう場合、蒸気圧縮サイクルの作動状態の変化は吸熱
用車室内熱交換器の作動状態の変化に大きく影響され
る。そのため、吸熱用車室内熱交換器の冷却状態を判定
に用いることで、車室外熱交換器の冷媒温度を直接測定
することよりも早く外気に放熱しやすい状態に達したか
否かを判断することができる。請求項５の発明によれ
ば、吸熱用車室内熱交換器の出口／入口冷媒温度、出口
／入口冷媒圧力および表面温度の内の少なくともいずれ
か一つにより吸熱用車室内熱交換器の冷却状態を判定
し、その冷却状態と外気温とに基づいて車室外熱交換器
で外気から冷媒に吸熱していないと判定されるか、また
は暖房運転を開始してから車室内が所定の温度に達して
ウォームアップの終了が判定されると、暖房モードＡか
ら暖房モードＢへ切り換えるようにしたので、吸熱用車
室内熱交換器の冷却状態を正確に判断できる上に、暖房
ウォームアップ時に車室外熱交換器から外気への放熱が
防止され、暖房ウォームアップが速やかに効率よく行え
る。請求項６の発明によれば、吸熱用車室内熱交換器の
吹出空気温度と外気温との温度差に基づいて車室外熱交
換器で外気から冷媒に吸熱していないと判定されるか、
または暖房運転を開始してから車室内が所定の温度に達
してウォームアップの終了が判定されると、暖房モード
Ａから暖房モードＢへ切り換えるようにしたので、車室
内の除湿をしながら暖房ウォームアップを行う時に車室
外熱交換器から外気への放熱が防止され、暖房ウォーム
アップが速やかに効率よく行える。請求項７の発明によ
れば、車室外熱交換器へ流入する冷媒温度と外気温との
間に所定の温度差が検出されるか、または車室外熱交換
器から流出する冷媒温度と外気温との間に所定の温度差
が検出されるか、または吸熱用車室内熱交換器の吹出空
気温度と外気温との間に所定の温度差が検出されると外
気から吸熱していないと判定する。このようにして車室
外熱交換器で外気から冷媒に吸熱していないと判定され
るか、または暖房運転を開始してから車室内が所定の温
度に達してウォームアップの終了が判定されると、暖房
モードＡから暖房モードＢへ切り換えるようにしたの
で、車室内の除湿をしながら暖房ウォームアップを行う
時に車室外熱交換器から外気への放熱が防止され、暖房
ウォームアップが速やかに効率よく行える。請求項８の
発明によれば、暖房運転を開始してから所定時間が経過
した後に、車室外熱交換器で外気から冷媒に吸熱してい
るか否かの判定を開始するようにしたので、運転開始時
は運転開始直前の蒸気圧縮サイクルの状態や車両の置か
れた熱環境条件によって冷媒温度や外気温が一定せず、
場合によっては運転開始状態で判定条件が満足されてし
まうことがあるが、このような運転開始直後の誤判断が
回避される。請求項９の発明によれば、吸熱用車室内熱
交換器または車室外熱交換器の冷却状態が所定の状態に
達した後に判定を開始するようにしたので、運転開始時
は運転開始直前の蒸気圧縮サイクルの状態や車両の置か
れた熱環境条件によって冷媒温度や外気温が一定せず、
場合によっては運転開始状態で判定条件が満足されてし
まうことがあるが、このような運転開始直後の誤判断が
回避される。請求項１０の発明によれば、車室外熱交換
器とコンプレッサの冷媒吸入側との間に冷媒流路開閉手
段を設け、暖房運転を開始してから所定時間が経過する
までその冷媒流路開閉手段を閉状態に設定するようにし
たので、所定時間経過後に車室外熱交換器に残留する冷
媒を多くして外気から吸熱しやすくするとともに、運転
開始直後に車室外熱交換器からコンプレッサの冷媒吸入
側へ液状態で戻る冷媒を減少させてコンプレッサの信頼
性を向上させることができる。請求項１１の発明によれ
ば、車室外熱交換器とコンプレッサの冷媒吸入側との間
に冷媒流路開閉手段を設け、暖房運転を開始してから吸
熱用車室内熱交換器または車室外熱交換器が所定の冷却
状態に達するまでその冷媒流路開閉手段を閉状態に設定
するようにしたので、吸熱用車室内熱交換器または車室
外熱交換器が所定の冷却状態に達した後に車室外熱交換
器に残留する冷媒を多くして外気から吸熱しやすくする
とともに、運転開始直後に車室外熱交換器からコンプレ
ッサの冷媒吸入側へ流入する冷媒を減少させてコンプレ
ッサの信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の構成を示す図。

【図２】暖房モードＡで暖房運転を行なった場合の実験
結果の冷媒温度の時間変化を示す図。

【図３】暖房モードＡで暖房運転を行なった場合の実験
結果の吸熱用車室内熱交換器吹出温度の時間変化を示す
図。

【図４】暖房モードＡで暖房運転を行なった場合の実験
結果の車室外熱交換器の出・入口空気温度の時間変化を
示す図。

【図５】他の実施例の蒸気圧縮サイクルを示す図。

【図６】他の実施例の蒸気圧縮サイクルを示す図。

【図７】他の実施例の蒸気圧縮サイクルを示す図。

【図８】他の実施例の蒸気圧縮サイクルを示す図。

【図９】他の実施例の蒸気圧縮サイクルを示す図。

【図１０】他の実施例の蒸気圧縮サイクルを示す図。

【図１１】他の実施例の蒸気圧縮サイクルを示す図。

【図１２】他の実施例の蒸気圧縮サイクルを示す図。

【図１３】他の実施例の蒸気圧縮サイクルを示す図。

【図１４】暖房ウォームアップ運転が長い場合の二方弁
１００，１０３の動作を示すタイムチャート。

【図１５】暖房ウォームアップ運転が短い場合の二方弁
１００，１０３の動作を示すタイムチャート。

【図１６】実施例の制御プログラムを示すフローチャー
ト。

【図１７】図１６のステップ１２における暖房モード時
の制御を示すフローチャート。

【符号の説明】

３１ コンプレッサ ３２ 三方弁 ３３ 放熱用車室内熱交換器 ３４，１０２，１０６，１０８ 膨張弁 ３５ 吸熱用車室内熱交換器 ３６ 液タンク ３７ ブロアファン ３８ 車室外熱交換器 ４３ 制御装置 ４４ ブロアファンモータ ８０，８１ 逆止弁 ７３ 四方弁 ７０，７１，７４，７５，１００，１０３，１０８，１
１０，１１１ 二方弁 １０１ バイパス路

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を圧縮するコンプレッサと、 冷媒と外気との間で熱交換を行う車室外熱交換器と、 冷媒の熱を送風手段により送風された空気に放熱する放
   熱用車室内熱交換器と、 冷媒を断熱膨張させる膨張手段と、 前記送風手段により送風された空気の熱を冷媒に吸熱す
   る吸熱用車室内熱交換器とを備え、 前記放熱用車室内熱交換器で凝縮した冷媒を、前記吸熱
   用車室内熱交換器と前記車室外熱交換器とに分流し、ふ
   たたび前記コンプレッサの冷媒吸入側で合流させながら
   暖房運転を行う暖房モードＡと、 前記放熱用車室内熱交換器で凝縮した冷媒を、前記吸熱
   用車室内熱交換器または前記車室外熱交換器のいずれか
   一方へ流しながら暖房運転を行う暖房モードＢとを有す
   る車両用ヒートポンプ式冷暖房装置であって、 前記車室外熱交換器で外気から冷媒に吸熱しているか否
   かを判定する吸熱判定手段と、 暖房運転を開始してから車室内が所定の温度に達したら
   ウォームアップの終了を判定するウォームアップ判定手
   段と、 前記暖房モードＡで暖房運転を開始してから、前記吸熱
   判定手段により外気から吸熱していないと判定される
   か、または前記ウォームアップ判定手段によりウォーム
   アップ終了が判定されると、前記暖房モードＡから前記
   暖房モードＢへ切り換える暖房モード切換手段とを備え
   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. 【請求項２】 請求項１に記載の車両用ヒートポンプ式
   冷暖房装置において、 前記吸熱判定手段は、前記車室外熱交換器へ流入する冷
   媒温度と外気温との温度差に基づいて判定することを特
   徴とする車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の車両用ヒートポンプ式
   冷暖房装置において、 前記吸熱判定手段は、前記車室外熱交換器から流出する
   冷媒温度と外気温との温度差に基づいて判定することを
   特徴とする車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の車両用ヒートポンプ式
   冷暖房装置において、 前記吸熱判定手段は、前記吸熱用車室内熱交換器の冷却
   状態と外気温とに基づいて判定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。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の車両用ヒートポンプ式
   冷暖房装置において、 前記吸熱判定手段は、前記吸熱用車室内熱交換器の出口
   ／入口冷媒温度、出口／入口冷媒圧力および表面温度の
   内の少なくともいずれか一つにより前記吸熱用車室内熱
   交換器の冷却状態を判定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。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の車両用ヒートポンプ式
   冷暖房装置において、 前記吸熱判定手段は、前記吸熱用車室内熱交換器の吹出
   空気温度と外気温との温度差に基づいて判定することを
   特徴とする車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の車両用ヒートポンプ式
   冷暖房装置において、 前記吸熱判定手段は、前記車室外熱交換器へ流入する冷
   媒温度と外気温との間に所定の温度差が検出されるか、
   または前記車室外熱交換器から流出する冷媒温度と外気
   温との間に所定の温度差が検出されるか、または前記吸
   熱用車室内熱交換器の吹出空気温度と外気温との間に所
   定の温度差が検出されると外気から吸熱していないと判
   定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。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかの項に記載の車
   両用ヒートポンプ式冷暖房装置において、 前記吸熱判定手段は、暖房運転を開始してから所定時間
   が経過した後に判定を開始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。
9. 【請求項９】 請求項１〜７のいずれかの項に記載の車
   両用ヒートポンプ式冷暖房装置において、 前記吸熱判定手段は、前記吸熱用車室内熱交換器または
   前記車室外熱交換器の冷却状態が所定の状態に達した後
   に判定を開始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。
10. 【請求項１０】 請求項１〜７のいずれかの項に記載の
    車両用ヒートポンプ式冷暖房装置において、 前記車室外熱交換器と前記コンプレッサの冷媒吸入側と
    の間に設けられる冷媒流路開閉手段と、 暖房運転を開始してから所定時間が経過するまで前記冷
    媒流路開閉手段を閉状態に設定する制御手段とを備える
    ことを特徴とする車両用ヒートポンプ式冷暖房装置。
11. 【請求項１１】 請求項１〜７のいずれかの項に記載の
    車両用ヒートポンプ式冷暖房装置において、 前記車室外熱交換器と前記コンプレッサの冷媒吸入側と
    の間に設けられる冷媒流路開閉手段と、 暖房運転を開始してから前記吸熱用車室内熱交換器また
    は前記車室外熱交換器が所定の冷却状態に達するまで前
    記冷媒流路開閉手段を閉状態に設定する制御手段とを備
    えることを特徴とする車両用ヒートポンプ式冷暖房装
    置。