JPH10220889A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リア側空調ユニット１７の起動時における冷
媒通過音を低減する。 【解決手段】 フロント側空調ユニット１３に備えられ
る減圧手段を、蒸発器１５の出口冷媒の過熱度を機械的
に調整する温度式膨張弁１４にし、リア側空調ユニット
１７に備えられる減圧手段は、蒸発器２０の出口冷媒の
過熱度を電気的に制御する電気式膨張弁１９０とする。
リア側空調ユニット１７の起動直後の所定時間の間は、
電気式膨張弁１９０の開度を徐々に増加させる。これに
より、起動時に蒸発器２０に多量の冷媒が急激に流れ込
むのを防止して、冷媒通過音を低下できる。リア側空調
ユニット１７の冷房負荷が小さいときは、目標過熱度を
通常時の第１目標値Ｔ１より小さい第２目標値Ｔ２に変
更する。これにより、低負荷時においても、電気式膨張
弁１９０の開度を強制的に増加させて、圧縮機１０への
油戻りを良好にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、並列接続された第
１蒸発器および第２蒸発器を備え、第２蒸発器は必要に
応じて随時使用されるようになっている冷凍サイクル装
置に関するもので、例えば、車室内のフロント側とリア
側の双方に、冷凍サイクルの蒸発器を内蔵する空調ユニ
ットを配設する車両用空調装置等に用いて好適である。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の車両空調用の冷凍サイク
ル装置は図９に示す構成であって、車室内のフロント側
の空調制御とリア側の空調制御とをそれぞれ独立して行
うために、車室内フロント側の空調ユニット１３内と車
室内リア側の空調ユニット１７内に、それぞれ冷却用の
蒸発器１５、２０を配設するとともに、この２つの冷却
用の蒸発器１５、２０と、これらの蒸発器１５、２０に
流入する冷媒を減圧するための温度式膨張弁１４、１９
をそれぞれ冷凍サイクルにおいて並列に接続している。

【０００３】車室内前後の空調ユニット１３、１７内に
はそれぞれ蒸発器１５、２０で冷却された冷風を車室内
前部、後部に吹き出させる送風ファン１６、２１が備え
られている。また、車室内リア側の空調ユニット１７に
は、膨張弁１９の上流側に電磁弁１８を設置して、リア
側の空調ユニット１７の作動停止時には、電磁弁１８を
閉弁して、蒸発器２０への冷媒流れを停止するようにな
っている。

【０００４】圧縮機１０は電磁クラッチ１０ａを介して
車両エンジンにて駆動され、圧縮機１０で圧縮された高
温、高圧のガス冷媒は凝縮器１１で冷却されて凝縮し、
この凝縮した冷媒は受液器１２内に流入して、冷媒の気
液が分離されるとともに、液冷媒が受液器１２内に貯留
される。そして、受液器１２からの液冷媒は、車室内の
フロント側の空調ユニット１３内の膨張弁１４で減圧さ
れた後、蒸発器１５にて送風ファン１６の送風空気から
蒸発潜熱を吸熱して蒸発する。

【０００５】また、リア側の空調ユニット１７の作動時
には、電磁弁１８が開弁されるので、受液器１２からの
液冷媒は、リア側の膨張弁１９で減圧された後、蒸発器
２０にて送風ファン２１の送風空気から蒸発潜熱を吸熱
して蒸発する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術に関して、リア側の空調ユニット１７におけるサイク
ルの挙動について、本発明者らが詳細に実験検討したと
ころ、次のごとき不具合が発生することが判明した。す
なわち、リア側の空調ユニット１７の起動前には、リア
側の温度式膨張弁１９の感温筒１９ａは車室内後部の室
温と同程度の温度まで高くなっており、従って、感温筒
１９ａの内部冷媒圧力もこの室温に対応した飽和圧力ま
で上昇している。そして、リア側の空調ユニット１７が
起動されて、圧縮機１０および送風ファン２１が起動さ
れ、電磁弁１８が開弁されると、リア側の低圧が急激に
低下するので、膨張弁１９のダイヤフラム１９ｂに作用
する感温筒１９ａ内の圧力とリア側の低圧との圧力差が
大となり、膨張弁１９が急激に全開する。

【０００７】このように、リア側の空調ユニット１７の
起動時にリア側膨張弁１９が急激に全開となることによ
り、リア側の空調ユニット１７に多量の冷媒が急激に流
れ込み、冷媒通過音が大きくなるという問題を生じる。
また、リア側の空調ユニット１７の冷房負荷が小さいと
きは、リア側蒸発器２０の過熱度を目標値（例えば、１
０°Ｃ）に維持するために、リア側の温度式膨張弁１９
の開度は小開度に調整される。これにより、リア側蒸発
器２０への循環冷媒量が減少し、その結果、リア側蒸発
器２０における冷媒速度が低下する。す３と、冷媒中に
含まれる潤滑油は粘性が大きいので、リア側蒸発器２０
内の空間等に滞留し、圧縮機１０への油戻りが悪化す
る。これにより、圧縮機１０の焼きつき等の不具合を生
じることがある。

【０００８】本発明は上記点に鑑みてなされたもので、
第１には、リア側の空調ユニットのような補助空調ユニ
ットの起動時における冷媒通過音の低減を図ることを目
的とする。本発明は、第２には、補助空調ユニットの低
負荷時における圧縮機への油戻りを良好にすることを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、以下の技術的手段を採用する。請求項１記載
の発明では、冷房対象空間を主に冷房する主空調ユニッ
ト（１３）に備えられる第１の減圧手段を、第１の蒸発
器（１５）の出口冷媒の過熱度を機械的に調整する温度
式膨張弁（１４）にするとともに、冷房対象空間を補助
的に冷房する補助空調ユニット（１７）に備えられる第
２の減圧手段を、第２の蒸発器（２０）の出口冷媒の過
熱度を電気的に制御する電気式膨張弁（１９０）とし、
さらに、補助空調ユニット（１７）の起動直後の所定時
間の間は、電気式膨張弁（１９０）の開度を徐々に増加
させる起動時開度制御手段（２２ａ）を有することを特
徴としている。

【００１０】このように、起動時に電気式膨張弁（１９
０）の開度を徐々に増加させることにより、第２の蒸発
器（２０）に多量の冷媒が急激に流れ込むのを防止し
て、冷媒通過音を低減できる。なお、電気式膨張弁（１
９０）は機械的に作動する温度式膨張弁（１４）に比し
てセンサ部での応答遅れにより過熱度制御の応答遅れが
発生しやすい傾向にあるが、本発明では、電気式膨張弁
（１９０）を補助空調ユニット（１７）側に用い、冷房
対象空間を主に冷房する主空調ユニット（１３）には応
答性の高い温度式膨張弁（１４）を用いているので、主
空調ユニット（１３）では、起動時におけるクールダウ
ン性能等を良好に発揮できる。

【００１１】特に、請求項２記載の発明では、電気式膨
張弁（１９）の開度を徐々に増加させる所定時間を１０
秒〜２５秒とすることを特徴としている。本発明者らの
実験検討によると、補助空調ユニット（１７）の起動直
後の１０秒〜２５秒の間に、耳障りとなる大きな冷媒通
過音が発生することを実験的に確認しているので、請求
項２によると、この期間の冷媒通過音をより的確に低減
できる。

【００１２】また、請求項３記載の発明では、電気式膨
張弁（１９）の開度を徐々に増加させて起動時目標開度
にした後、この起動時目標開度を所定時間の間維持する
ことを特徴としている。これにより、電気式膨張弁（１
９０）の開度を起動直後に漸増させる漸増開度制御を行
った後に、補助空調ユニット（１７）の冷却能力を起動
時目標開度に基づいて適切に発揮できる。

【００１３】また、請求項４、および請求項５記載の発
明では、補助空調ユニット（１７）の冷房負荷が大きい
ときは、電気式膨張弁（１９０）により制御される、第
２の蒸発器（２０）の出口冷媒の目標過熱度を所定の第
１目標値（Ｔ１）とし、補助空調ユニット（１７）の冷
房負荷が小さいときは、前記目標過熱度を前記第１目標
値（Ｔ１）より小さい第２目標値（Ｔ２）に変更するこ
とを特徴としている。

【００１４】これにより、低負荷時においても、第２目
標値（Ｔ２）を設定した低過熱度運転の間は電気式膨張
弁（１９０）の開度を強制的に増加させて、第２の蒸発
器（２０）への冷媒循環量を増加さることにより、第２
の蒸発器（２０）内の潤滑油を押し出して、圧縮機（１
０）に吸入させることができるので、補助空調ユニット
（１７）の低負荷時における圧縮機（１０）への油戻り
を良好にすることができる。

【００１５】また、請求項６記載の発明では、補助空調
ユニット（１７）の冷房負荷が小さくなったことを判定
した後、この冷房負荷の小さい状態が所定時間（Ｘ）継
続された後に、目標過熱度を第１目標値（Ｔ１）より小
さい第２目標値（Ｔ２）に変更することを特徴としてい
る。このように、所定時間（Ｘ）経過後に、目標過熱度
を第２目標値（Ｔ２）に変更して、低過熱度運転を行う
ことにより、低過熱度運転が必要以上に頻繁に行われる
のを防止できる。

【００１６】また、請求項７記載の発明では、目標過熱
度を第２目標値（Ｔ２）に変更した後、所定時間（Ｙ）
経過すると、目標過熱度を第１目標値（Ｔ１）に復帰さ
せることを特徴としている。これにより、圧縮機（１
０）への油戻りに必要な時間の間だけ、低過熱度運転を
行うことができる。

【００１７】また、請求項８記載の発明のように、第２
目標値（Ｔ２）を補助空調ユニット（１７）の冷房負荷
の低下に応じて連続的に低下させるようにしてもよい。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態
記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】 （第１実施形態）図１〜図４は本発明の第１実施形態を
示すもので、図１は、本発明を適用した車両空調用冷凍
サイクル装置を示しており、図９と同一もしくは均等部
分には同一符号を付してある。

【００１９】この図１の冷凍サイクルは、車両のフロン
ト側とリア側にそれぞれ独立に制御可能な空調ユニット
１３、１７を持つ車両用空調装置に使用されるものであ
って、フロント側の空調ユニット１３は車室内前部の計
器盤下方部に設置され、車室内（冷房対象空間）を主に
冷房する主空調ユニットであって、車室内前部の乗員に
向けて空調空気を吹き出すものである。

【００２０】また、リア側の空調ユニット１７は車室内
後部、例えば、ワゴン車の車室内後部の側壁、天井等に
設置され、車室内（冷房対象空間）を補助的に冷房する
補助空調ユニットであって、車室内後部の乗員に向けて
空調空気を吹き出すものである。図１の冷凍サイクル装
置の圧縮機１０には、動力伝達を断続する電磁クラッチ
１０ａが装着されており、この電磁クラッチ１０ａが接
続状態になると、図示しない車両エンジンから動力が伝
達されて圧縮機１０は作動し、吸入冷媒を圧縮し、高温
高圧のガス冷媒として吐出する。

【００２１】凝縮器１１は、図示しない冷却ファンによ
る空冷作用を受けて圧縮機１０からの吐出ガス冷媒を冷
却して凝縮させ、この凝縮後の液冷媒は受液器１２内に
流入する。この受液器１２は、その内部に流入した凝縮
冷媒を気液分離して、液冷媒のみを流出させる。受液器
１２の下流側には、液冷媒を気液２相状態に減圧膨張さ
せる減圧手段をなすフロント側の膨張弁（第１の減圧手
段）１４とリア側の膨張弁（第２の減圧手段）１９０が
並列に配列され、さらに、これら膨張弁１４、１９０を
通過した冷媒を蒸発させるフロント側の蒸発器（第１の
蒸発器）１５、リア側の蒸発器（第２の蒸発器）２０が
並列に配設されている。

【００２２】ここで、フロント側の膨張弁１４および蒸
発器１５は、フロント側空調ユニット１３内に設けら
れ、蒸発器１５で冷却された冷風は送風ファン１６によ
り車室内前部側に吹き出す。また、フロント側の膨張弁
１４は周知の温度式の膨張弁であって、フロント側の蒸
発器１５の出口冷媒の過熱度を所定値に維持するように
弁開度を自動調整するものであって、蒸発器１５の出口
冷媒の温度を感知して内部の冷媒圧力が変化する感温筒
１４ａを有し、この感温筒１４ａ内の冷媒圧力と蒸発器
１５の冷媒蒸発圧力（低圧）との圧力差に応じてダイヤ
フラム１４ｂが変位して、弁開度が機械的に調整され
る。

【００２３】一方、リア側の膨張弁１９０および蒸発器
２０はリア側空調ユニット１７内に設けられており、リ
ア側空調ユニット１７では車室内空気（内気）を吸入し
て蒸発器２０で冷却し、その冷風を送風ファン２１によ
り車室内後部側に吹き出す。上記の両蒸発器１５、２０
の冷媒出口側は合流して圧縮機１０の吸入側に接続され
ている。

【００２４】リア側の膨張弁１９０はリア側の蒸発器２
０の出口冷媒の過熱度を電気的に制御する電気式膨張弁
からなり、その具体的構造を図２に例示する。図２にお
いて、電気式膨張弁１９０はバルブ部１９１と駆動部１
９２とから構成されており、この駆動部１９２はステッ
ピングモータからなる。バルブ部１９１のバルブ本体１
９３には、図１の受液器１２からの高圧液冷媒が流入す
る冷媒入口１９４と、減圧後の気液２相冷媒が流出する
冷媒出口１９５が形成されている。

【００２５】この冷媒入口１９４と冷媒出口１９５との
間に絞り通路１９６を設け、この絞り通路１９６の開度
（弁開度）をニードル状の弁体１９７により調整する構
成となっており、弁体１９７は作動軸１９７ａと一体に
形成されている。一方、バルブ本体１９３の上部には駆
動部１９２の密閉型ケース１９８が固定されており、こ
のケース１９８の外周部には、ステッピングモータの２
組の励磁コイル１９９、１９９を内蔵した磁性体製のス
テータ２００が取付けられている。

【００２６】また、ケース１９８の内周面には円筒状の
永久磁石２０１が回転可能に配置されており、この永久
磁石２０１の内周面に円筒状のロータ２０２が一体に結
合されている。このロータ２０２は、バルブ本体１９３
に固定された円筒状のねじ部材２０５にねじ結合するこ
とにより、回転しながら軸方向（図２上下方向）に移動
できるようにしてある。

【００２７】そして、ロータ２０２の中心部に作動軸１
９７ａの上端部が遊嵌合の状態で挿入され、この作動軸
１９７ａはコイルスプリング２０３とサークリップ２０
４により軸方向にはロータ２０２と一体に変位するよう
になっている。このような構成により、２組の励磁コイ
ル１９９、１９９に加えるパルス数により、永久磁石２
０１とロータ２０２の回転角が調整されて、弁体１９７
の軸方向移動量、すなわち、絞り通路１９６の開度（弁
開度）が調整されるようにしてある。

【００２８】次に、図１において、本実施形態における
電気制御部の構成を説明すると、空調用電子制御装置２
２は例えば、マイクロコンピュータ等から構成されるも
のであって、上記した電気式膨張弁１９０の弁開度を電
気的に制御するとともに、電磁クラッチ１０ａおよび電
動式送風ファン１６、２１等の作動を制御する。この制
御装置２２には、リア側蒸発器２０の出口冷媒温度を感
知する冷媒温度センサ２３、リア側蒸発器２０の出口冷
媒圧力を感知する冷媒圧力センサ２４の信号が入力さ
れ、この両センサ２３、２４の信号に基づいて蒸発器出
口冷媒の過熱度を判定する。

【００２９】また、本実施形態では、リア側蒸発器２０
の入口側冷媒温度および吸込側空気温度を感知する温度
センサ２５、２６を設け、この両温度センサ２５、２６
の信号を制御装置２２に入力して、両温度センサ２５、
２６の感知する温度差に基づいて、リア側空調ユニット
１７の冷房負荷の大小を判定するようにしてある。ま
た、フロント側空調ユニット１３およびリア側空調ユニ
ット１７の作動を断続するフロント側空調スイッチ２
７、リア側空調スイッチ２８を設けて、その作動信号が
制御装置２２に入力される。

【００３０】次に、上記構成に基づいて本実施形態の作
動を説明する。図１において、フロント側空調スイッチ
２７が投入されると、制御装置２２により電磁クラッチ
１０ａに通電され、圧縮機１０が車両のエンジンから電
磁クラッチ１０ａを介して動力を伝達されて作動する。
すると、圧縮機１０は蒸発器１５、２０の下流側流路の
冷媒を吸入、圧縮して、高温高圧のガス冷媒を凝縮器１
１に向けて吐出する。すると、この凝縮器１１ではガス
冷媒が冷却されて凝縮する。

【００３１】この凝縮後の冷媒は次に受液器１２内に流
入し、液冷媒が受液器１２から流出して、並列配置され
た膨張弁１４、１９０側へ向かう。ここで、車両のリヤ
ーシート側に乗員が搭乗していない場合は、リヤーシー
ト側を空調する必要がないため、リア側空調スイッチ２
８を投入しない。その結果、制御装置２２によりリア側
の電気式膨張弁１９０を閉弁状態に設定するとともに、
送風ファン２１も停止状態にしておく。従って、リア側
空調ユニット１７は停止状態となり、リア側の蒸発器２
０には冷媒が循環しない。

【００３２】一方、フロント側空調ユニット１３側にお
いては、温度式膨張弁１４にて受液器１２からの液冷媒
が減圧、膨張して、低温低圧の気液２相状態となる。こ
の気液２相冷媒がフロント側の蒸発器１５で空調空気か
ら吸熱して蒸発するため、空調空気は冷却され冷風とな
り、車室内のフロントシート側を空調する。ここで、膨
張弁１３の開度は、周知のごとく感温筒１３ａの感知す
る蒸発器出口冷媒温度に応じた開度に自動調整され、蒸
発器出口冷媒の過熱度を所定値に維持する。

【００３３】そして、車両のリヤーシート側に乗員が搭
乗し、車室後部側を空調する場合は、リア側空調スイッ
チ２８を投入する。これにより、リア側空調ユニット１
７の送風ファン２１が起動するとともに、リア側の電気
式膨張弁１９０を閉弁状態から開弁させる。本発明はこ
のリア側の電気式膨張弁１９０の開度制御に特徴を有し
ているので、以下、この開度制御について詳述する。

【００３４】図３はリア側の電気式膨張弁１９０の開度
制御に関する制御ブロック図であり、制御装置２２にお
ける制御の考え方を図示するものであり、リア側空調ス
イッチ２８が投入されると、起動時開度制御手段２２ａ
による開度制御が行われる。この起動時開度制御は、図
４に示すように、電気式膨張弁１９０の開度を急激に起
動時目標開度（冷房負荷大のときは目標開度＝全開）ま
で増加させずに、微小開度づつステップ的に漸増する制
御を行う。この開度漸増制御は、２５〜３０秒程度の所
定時間かけて行うため、起動時に膨張弁１９０を通過し
てリア側の蒸発器２０に流入する冷媒量も漸増する。従
って、膨張弁１９０付近で発生する冷媒通過音を抑制で
きる。

【００３５】そして、図４に示すように、電気式膨張弁
１９０の開度が起動時目標開度に到達した後、この起動
時目標開度の状態を所定時間（例えば、３０秒）継続す
る。冷房負荷が大きいときでは、起動時目標開度が全開
となるので、リア側の蒸発器２０への流入冷媒量を最大
状態に固定して、リア側の蒸発器２０の冷却能力を最大
状態に固定して、起動時に車室内への吹出空温度を急速
に低下させ、クールダウン性能の向上を図る。

【００３６】その後に、電気式膨張弁１９０の開度は、
リア側の蒸発器２０の出口冷媒の過熱度に対応して制御
される定常時開度制御に移行する。図３の定常時開度制
御手段２２ｂは、リア側の蒸発器２０の出口冷媒の温度
を感知する温度センサ２３、冷媒圧力を感知する圧力セ
ンサ２４の信号に基づいてリア側の蒸発器２０の現実の
過熱度を算出するとともに、この現実の過熱度と目標過
熱度とを比較して、現実の過熱度が目標過熱度に近づく
ように、電気式膨張弁１９０の開度を制御する。

【００３７】ところで、車室内後部側の冷房が進行する
と、リア側空調スイッチ２８に吸入される内気温度が低
下し、すなわち、冷房負荷が低下し、リア側の蒸発器２
０における冷媒の吸熱量が減少するので、電気式膨張弁
１９０の開度は、リア側の蒸発器２０の出口冷媒の過熱
度を第１目標値Ｔ１（例えば、１０°Ｃ）に維持するた
めに減少していく。

【００３８】そして、上記のように低負荷状態になる
と、温度センサ２５、２６により感知されるリア側蒸発
器２０の吸込側空気温度（内気温度）と入口側冷媒温度
との温度差ΔＴが減少するので、この温度差ΔＴをリア
側冷房負荷判定手段２２ｃにて予め設定した設定値Ｔ０
（例えば、１５°Ｃ）と比較して、温度差ΔＴが設定値
Ｔ０より減少すると、低負荷状態と判定する（図５参
照）。

【００３９】このリア側冷房負荷判定手段２２ｃの判定
信号は目標過熱度切替手段２２ｄに加えられる。この切
替手段２２ｄでは、上記判定信号が入力されると、タイ
マーをスタートさせ、このタイマーのカウント時間が図
５の所定時間Ｘ（例えば、１時間）に達すると、目標過
熱度切替手段２２ｄが目標過熱度を第２目標値Ｔ２（例
えば、５°Ｃ）に切り替える。

【００４０】これにより、定常時開度制御手段２２ｂ
は、リア側の蒸発器２０の出口冷媒の過熱度を第２目標
値Ｔ２となるように、電気式膨張弁１９０の開度を制御
する。ここで、第２目標値Ｔ２は第１目標値Ｔ１より小
さい値であるので、リア側の蒸発器２０はその出口冷媒
の過熱度が小さい「低過熱度運転」を行うこととなり、
電気式膨張弁１９０の開度を強制的に増加させる。

【００４１】上記の「低過熱度運転」は、目標過熱度切
替手段２２ｄに備えられているタイマー機能により図５
の所定時間Ｙ（例えば、５分間）の間行われ、その後、
再び、第１目標値Ｔ１による通常の過熱度の制御に戻
る。この後も、リア側空調ユニット１７の低負荷運転が
継続される場合は、一定時間Ｘ、経過後に、再び、「低
過熱度運転」を行う。

【００４２】このように低負荷時に、上記の「低過熱度
運転」を実施することにより、その間、電気式膨張弁１
９０の開度を強制的に増加させて、リア側の蒸発器２０
への冷媒循環量を増加できる。このため、リア側の蒸発
器２０に滞留していた潤滑油を「低過熱度運転」による
冷媒循環量の増加により圧縮機吸入側へ押し出して、多
量の潤滑油がリア側の蒸発器２０に滞留することを抑制
できるため、圧縮機１０への油戻りを低負荷時でも良好
に維持できる。

【００４３】（第２実施形態）第２実施形態は、リア側
空調ユニット１７の冷房負荷の判定方法を第１実施形態
とは別方法に変更するものであり、第１実施形態では、
リア側蒸発器２０の吸込側空気温度と入口側冷媒温度と
の温度差ΔＴが設定値Ｔ０より減少すると、低負荷状態
であると判定しているが、第２実施形態では、リア側の
蒸発器２０の入口側冷媒温度を感知する温度センサ２５
の代わりに、リア側の蒸発器２０の吹出空気温度を感知
する温度センサ２９（図１に破線図示）を設け、リア側
の蒸発器２０の吸込側空気温度と吹出空気温度との温度
差ΔＴが設定値Ｔ０より減少すると、低負荷状態である
と判定するものである。第２実施形態の他の点は第１実
施形態と同じである。

【００４４】（第３実施形態）図６は第３実施形態によ
る、リア側空調ユニット１７の冷房負荷の別の判定方法
を示すもので、電気式膨張弁１９０の開度は冷房負荷の
低下に応じて減少する傾向にあるので、この点に注目し
て、リア側冷房負荷判定手段２２ｃに、電気式膨張弁１
９０の開度に応じた信号を加えるとともに、予め判定基
準となる弁開度θを設定しておき、電気式膨張弁１９０
の開度が基準弁開度θより低下すると、低負荷状態であ
ると判定するものである。第３実施形態の他の点は第
１、第２実施形態と同じである。

【００４５】このように本発明における冷房負荷の判定
方法は種々な形態で実施可能である。 （第４実施形態）図７は第４実施形態を示すもので、上
記した第１〜第３実施形態では、リア側空調ユニット１
７の冷房負荷が高いときは、電気式膨張弁１９０の目標
過熱度を第１目標値Ｔ１（例えば、１０°Ｃ）とし、冷
房負荷が低いときは、目標過熱度を第２目標値Ｔ２（例
えば、５°Ｃ）としており、目標過熱度をＴ１とＴ２の
間で２段階に切り替えているが、図７の第４実施形態で
は、前記した温度差ΔＴが設定値Ｔ０（１５°Ｃ）以下
になると、この温度差ΔＴの減少とともに目標過熱度を
第１目標値Ｔ１（１０°Ｃ）から連続的に減少させ、温
度差ΔＴ＝５°Ｃまで低下すると、目標過熱度を以後０
°Ｃに固定するものである。

【００４６】次に、図８は、図４における起動時開度制
御の中で、特に開度漸増制御の設定時間に関する実験デ
ータを示すものであり、図８は縦軸にフロント側および
リヤ側の空調ユニット１３、１７からの吹出空気温度
と、リヤ側電気式膨張弁１９０の開度をとり、横軸にリ
ヤ側空調ユニット１７の起動後の経過時間をとったもの
である。そして、図８（ａ）はリヤ側空調ユニット１７
の起動直後に電気式膨張弁１９０の開度を起動時目標開
度（例えば、全開状態）まで、急激に増加させた場合で
あり、このときは吹出空気温度の低下は早くなるが、そ
の反面、リヤ側空調ユニット１７の起動から２０秒以内
の期間に、耳障りな冷媒通過音が発生した。

【００４７】これに対して、図８（ｂ）は本発明の制御
を採用した場合であって、リヤ側空調ユニット１７の起
動から２５秒の時間をかけて、電気式膨張弁１９０の開
度を起動時目標開度（例えば、全開状態）まで漸増させ
た場合であり、この場合にはリヤ側空調ユニット１７の
起動時に目立った騒音レベルの上昇がなかった。電気式
膨張弁１９０の開度を漸増させる「開度漸増制御」の時
間が長すぎると、リヤ側空調ユニット１７の起動後にお
ける吹出空気温度の目標温度への到達時間が長くなっ
て、冷房フィーリングを悪化させるが、起動からの経過
時間が２５秒以内であれば、冷房フィーリングの悪化は
ほとんど生じない。

【００４８】また、耳障りな冷媒通過音を抑制するため
には、「開度漸増制御」の時間をリヤ側空調ユニット１
７の起動後、少なくとも、１０秒以上設けた方がよい。
以上の理由から、「開度漸増制御」の時間はリヤ側空調
ユニット１７の起動後、１０秒〜２５秒に設定するのが
好ましい。 （他の実施形態）なお、上記した実施形態では、冷媒温
度センサ２３によりリア側蒸発器２０の出口冷媒温度を
感知するとともに、冷媒圧力センサ２４によりリア側蒸
発器２０の出口冷媒圧力を感知して、両センサ２３、２
４の信号に基づいて蒸発器出口冷媒の過熱度を算出する
ようにしているが、リヤ側蒸発器２０の前後の冷媒温度
差、すなわち、リア側蒸発器２０の入口側冷媒配管温度
と出口側冷媒配管温度を冷媒温度センサにて感知し、こ
の冷媒温度差に基づいてリヤ側蒸発器２０の出口冷媒の
過熱度を算出するようにしてもよい。

【００４９】また、上記した実施形態では、低負荷時に
おけるリア側蒸発器２０への潤滑油の滞留を防止するた
めに、電気式膨張弁１９０の目標過熱度を第１目標値Ｔ
１から、これより小さい第２目標値Ｔ２に変更する場合
について説明したが、リア側蒸発器２０への潤滑油の滞
留を防止するために必要な、最小弁開度を予め設定して
おき、電気式膨張弁１９０を低負荷時でも、この最小弁
開度以上の開度に維持されるように制御してもよい。

【００５０】また、本発明は車両空調用に限定されるこ
となく、種々な用途の冷凍サイクル装置に広く適用可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の全体構成を示す冷凍サ
イクル図である。

【図２】図１の電気式膨張弁の一例を示す断面図であ
る。

【図３】図１の制御装置による電気式膨張弁の開度制御
の考え方を示すブロック図である。

【図４】第１実施形態による起動時の電気式膨張弁の開
度制御を示すグラフである。

【図５】第１実施形態による低負荷時の電気式膨張弁の
開度制御を示すグラフである。

【図６】第３実施形態による低負荷時の電気式膨張弁の
開度制御を示すグラフである。

【図７】第４実施形態による低負荷時の目標過熱度の変
更を示すグラフである。

【図８】空調ユニットからの吹出空気温度および電気式
膨張弁開度と、リヤ側空調ユニット起動後の経過時間と
の関係を示すグラフである。

【図９】従来装置の全体構成を示す冷凍サイクル図であ
る。

【符号の説明】

１０…圧縮機、１１…凝縮器、１３…フロント側空調ユ
ニット、１４…温度式膨張弁、１５…蒸発器、１７…リ
ア側空調ユニット、２０…蒸発器、２２…制御装置、１
９０…電気式膨張弁。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を圧縮し吐出する圧縮機（１０）
   と、 この圧縮機（１０）から吐出されたガス冷媒を冷却し凝
   縮させる凝縮器（１１）と、 この凝縮器（１１）で凝縮した液冷媒を減圧膨張させる
   第１の減圧手段（１４）と、この第１の減圧手段（１
   ４）と並列に設けられ、前記凝縮器（１１）で凝縮した
   液冷媒を減圧膨張させる第２の減圧手段（１９０）と、 前記第１の減圧手段（１４）にて減圧膨張した冷媒を蒸
   発させる第１の蒸発器（１５）と、 この第１の蒸発器（１５）と並列に設けられ、前記第２
   の減圧手段（１９０）にて減圧膨張した冷媒を蒸発させ
   る第２の蒸発器（２０）とを備え、 前記第１の減圧手段（１４）および前記第１の蒸発器
   （１５）は冷房対象空間を主に冷房する主空調ユニット
   （１３）に備えられており、 前記第２の減圧手段（１９０）および前記第２の蒸発器
   （２０）は冷房対象空間を補助的に冷房する補助空調ユ
   ニット（１７）に備えられており、 前記第１の減圧手段は前記第１の蒸発器（１５）の出口
   冷媒の過熱度を機械的に調整する温度式膨張弁（１４）
   であり、 前記第２の減圧手段は前記第２の蒸発器（２０）の出口
   冷媒の過熱度を電気的に制御する電気式膨張弁（１９
   ０）であり、 前記補助空調ユニット（１７）の起動直後の所定時間の
   間は、前記電気式膨張弁（１９０）の開度を徐々に増加
   させる起動時開度制御手段（２２ａ）を有することを特
   徴とする冷凍サイクル装置。
2. 【請求項２】 前記電気式膨張弁（１９）の開度を徐々
   に増加させる所定時間は１０秒〜２５秒であることを特
   徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 【請求項３】 前記起動時開度制御手段（２２ａ）は、
   前記電気式膨張弁（１９）の開度を徐々に増加させて、
   起動時目標開度にした後、この起動時目標開度を所定時
   間の間維持することを特徴とする請求項１または２に記
   載の冷凍サイクル装置。
4. 【請求項４】 前記補助空調ユニット（１７）の冷房負
   荷が大きいときは、前記電気式膨張弁（１９０）により
   制御される、前記第２の蒸発器（２０）の出口冷媒の目
   標過熱度を所定の第１目標値（Ｔ１）とし、 前記補助空調ユニット（１７）の冷房負荷が小さいとき
   は、前記目標過熱度を前記第１目標値（Ｔ１）より小さ
   い第２目標値（Ｔ２）に変更することを特徴とする請求
   項１ないし３のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装
   置。
5. 【請求項５】 冷媒を圧縮し吐出する圧縮機（１０）
   と、 この圧縮機（１０）から吐出されたガス冷媒を冷却し凝
   縮させる凝縮器（１１）と、 この凝縮器（１１）で凝縮した液冷媒を減圧膨張させる
   第１の減圧手段（１４）と、 この第１の減圧手段（１４）と並列に設けられ、前記凝
   縮器（１１）で凝縮した液冷媒を減圧膨張させる第２の
   減圧手段（１９０）と、 前記第１の減圧手段（１４）にて減圧膨張した冷媒を蒸
   発させる第１の蒸発器（１５）と、 この第１の蒸発器（１５）と並列に設けられ、前記第２
   の減圧手段（１９０）にて減圧膨張した冷媒を蒸発させ
   る第２の蒸発器（２０）とを備え、 前記第１の減圧手段（１４）および前記第１の蒸発器
   （１５）は冷房対象空間を主に冷房する主空調ユニット
   （１３）に備えられており、 前記第２の減圧手段（１９０）および前記第２の蒸発器
   （２０）は冷房対象空間を補助的に冷房する補助空調ユ
   ニット（１７）に備えられており、 前記第１の減圧手段は前記第１の蒸発器（１５）の出口
   冷媒の過熱度を機械的に調整する温度式膨張弁（１４）
   であり、 前記第２の減圧手段は前記第２の蒸発器（２０）の出口
   冷媒の過熱度を電気的に制御する電気式膨張弁（１９
   ０）であり、 前記補助空調ユニット（１７）の冷房負荷が大きいとき
   は、前記電気式膨張弁（１９０）により制御される、前
   記第２の蒸発器（２０）の出口冷媒の目標過熱度を所定
   の第１目標値（Ｔ１）とし、 前記補助空調ユニット（１７）の冷房負荷が小さいとき
   は、前記目標過熱度を前記第１目標値（Ｔ１）より小さ
   い第２目標値（Ｔ２）に変更することを特徴とする冷凍
   サイクル装置。
6. 【請求項６】 前記補助空調ユニット（１７）の冷房負
   荷が小さくなったことを判定した後、この冷房負荷の小
   さい状態が所定時間（Ｘ）継続された後に、前記目標過
   熱度を前記第１目標値（Ｔ１）より小さい第２目標値
   （Ｔ２）に変更することを特徴とする請求項４または５
   に記載の冷凍サイクル装置。
7. 【請求項７】 前記目標過熱度を前記第２目標値（Ｔ
   ２）に変更した後、所定時間（Ｙ）経過すると、前記目
   標過熱度を前記第１目標値（Ｔ１）に復帰させることを
   特徴とする請求項４ないし６のいずれか１つに記載の冷
   凍サイクル装置。
8. 【請求項８】 前記第２目標値（Ｔ２）を前記補助空調
   ユニット（１７）の冷房負荷の低下に応じて連続的に低
   下させることを特徴とする請求項４ないし７のいずれか
   １つに記載の冷凍サイクル装置。