JPH11235919A - ヒートポンプ式自動車用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気加熱ヒータを所定の制御の下で作動させ
ることにより、即暖性および暖房性能を高めるととも
に、乗員の温感を快適な状態に維持しつつ通常のヒート
ポンプによる暖房運転に移行し得るようにしたヒートポ
ンプ式自動車用空気調和装置を提供する。 【解決手段】 風路１３内の第１コンデンサ１６の空気
流れ上流側に配置した電気加熱ヒータを、制御手段３９
により、コンプレッサ１４の吐出圧力が１０ｋｇ／ｃｍ
２（ゲージ圧）以上になったときに、通電（オン）状態
から作動停止（オフ）状態に切り換えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の車室内を
冷暖房するヒートポンプ式自動車用空気調和装置に関
し、特に暖房性能不足の解消を図ったものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車用空気調和装置の冷房サイクル
は、コンプレッサから吐出された冷媒を、外部熱交換器
（冷房運転時にコンデンサとして機能する）、冷媒膨張
部材および内部熱交換器（冷房運転時にエバポレータと
して機能する）を経て前記コンプレッサに帰還させるよ
うになっていることは周知である。

【０００３】このような冷房サイクルが組み込まれた自
動車用空気調和装置１０は、例えば、図６に示すよう
に、ユニットケース１１の端部に設けられたインテーク
ユニット１２から車室内空気（内気）と車室外空気（外
気）を選択的に風路１３内に取り入れ、これを空気調和
して車室内に向かって吹き出すようにしている。

【０００４】ヒートポンプ式の自動車用空気調和装置の
場合、風路１３内には上流側から順にエバポレータ１９
と、主として暖房運転時にコンデンサとして機能する第
１コンデンサ１６とが配置され、風路１３外には主とし
て冷房運転時にコンデンサとして機能する第２コンデン
サ１５が配置されている。そして、コンプレッサ１４か
ら吐出された冷媒が、第２コンデンサ１５、第１コンデ
ンサ１６、リキッドタンク１７、膨張弁１８およびエバ
ポレータ１９を経てコンプレッサ１４に帰還する冷房サ
イクルが構成されている。また、暖房運転時と冷房運転
時とで機能させるコンデンサ１５、１６を切り替えるた
め、暖房時にコンプレッサ１４から吐出された冷媒が第
２コンデンサ１５をバイパスして流れるように、第２コ
ンデンサ１５の入口側に配置される三方弁２０と、バイ
パス回路２１と、２つの逆止弁２２とが設けられてい
る。第１コンデンサ１６の前面には、エバポレータ１９
により冷却された空気が第１コンデンサ１６側とバイパ
ス通路２３側を通過する比率を調節するミックスドア２
４が開閉自在に設けられている。

【０００５】暖房運転時には、コンプレッサ１４から吐
出された冷媒は、三方弁２０およびバイパス回路２１を
介して、直ちに第１コンデンサ１６に導かれる。エバポ
レータ１９により冷却されかつ除湿された後の冷風は、
ミックスドア２４により第１コンデンサ１６側とバイパ
ス通路２３側に分岐される。第１コンデンサ１６を通過
する空気は、コンプレッサ１４から吐出されたガス状冷
媒との間で熱交換を行って加熱される。そして、加熱さ
れた高温空気は、バイパス通路２３を通過した低温空気
と第１コンデンサ１６の下流域でミックスされ、所定温
度とされた後に、配風ドア２５、２６により所定の吹出
口（ベント口２７ｖ、デフ口２７ｄ、フット口２７ｆ）
から車室内前方に向かって吹出される。なお、図中符号
「Ｆ」はファン、「Ｍ」はファンモータである。

【０００６】一方、冷房運転時には、三方弁２０が切り
替えられ、コンプレッサ１４から吐出された冷媒は第２
コンデンサ１５に導かれ、第１コンデンサ１６、リキッ
ドタンク１７、膨張弁１８、エバポレータ１９を経てコ
ンプレッサ１４に帰還する。この過程において、エバポ
レータ１９は熱交換により液状冷媒を蒸発させて風路１
３内の空気を冷却し、第２コンデンサ１５はエバポレー
タ１９で奪った熱を外部に放出してガス状冷媒を冷却し
凝縮液化させる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記構成のヒートポン
プ式自動車用空気調和装置１０で暖房運転する場合、暖
房初期ではエバポレータ１９出口空気温度が低く当該エ
バポレータ１９の凍結防止を図る必要から、ファンＦに
よる送風量を下げる必要がある。このため、運転開始と
同時に暖かい空気が吹き出される状態、いわゆる即暖性
が不十分で、暖房性能も不足気味となる虞れがある。

【０００８】かかる不具合を解消して即暖性および暖房
性能の向上を図るためには、第１コンデンサ１６に流入
する空気温度を上昇させる何らかの手段を講じ、モリエ
ル線図における冷房サイクルのサイクルバランスを上昇
させてコンプレッサ１４の吐出圧力を高めることが必要
である。

【０００９】このため、本件出願人は、空気を加熱する
電気加熱ヒータを第１コンデンサ１６の上流側に配置し
たヒートポンプ式自動車用空気調和装置を既に提案して
いる（実開昭７−５８２５号公報）。

【００１０】本発明は、電気加熱ヒータを所定の制御の
下で作動させることにより、即暖性および暖房性能を高
めるとともに、乗員の温感を快適な状態に維持しつつ通
常のヒートポンプによる暖房運転に移行し得るようにし
たヒートポンプ式自動車用空気調和装置を提供すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項１に記載の発明は、ファンにより取り入れた空
気を車室内に向けて送るユニットケースと、前記ユニッ
トケースの風路内に配置されるエバポレータと、前記風
路内で前記エバポレータの空気流れ下流側に配置される
第１コンデンサと、前記風路外に配置されると共に前記
第１コンデンサに接続される第２コンデンサと、前記第
１コンデンサから流下した冷媒を断熱膨張する冷媒膨張
部材と、コンプレッサから吐出された冷媒をバイパス回
路を介して前記第１コンデンサに導く暖房運転用回路
と、前記冷媒を前記第２コンデンサに導く冷房運転用回
路とを選択的に切り替える回路切換弁と、前記第１コン
デンサの空気流れ上流側に配置される電気加熱ヒータ
と、を備えたヒートポンプ式自動車用空気調和装置にお
いて、前記コンプレッサの吐出圧力が１０ｋｇ／ｃｍ２
（ゲージ圧）以上になったときに、前記電気加熱ヒータ
を通電状態から作動停止状態に切り換える制御手段を有
することを特徴とするヒートポンプ式自動車用空気調和
装置である。

【００１２】このように構成すれば、暖房運転を行う場
合には、回路切換弁によりコンプレッサから吐出された
冷媒をバイパス回路を介して第１コンデンサに導き、こ
の第１コンデンサを熱交換器として機能させる。このと
き、第１コンデンサの上流に設置された電気加熱ヒータ
を作動させると、エバポレータを通過して冷却された取
り入れ空気は、電気加熱ヒータにより加熱されて温度が
高くなるため、モリエル線図における冷凍サイクルのサ
イクルバランスが上昇してコンプレッサの吐出圧力が上
昇する。したがって、利用できる潜熱が大きくなるので
暖房性能が向上し、吹出し温度が上昇する。つまり、電
気加熱ヒータをオンすれば、起動時や低負荷時の暖房性
能不足を補うことができる。

【００１３】一方、制御手段は、コンプレッサの吐出圧
力が１０ｋｇ／ｃｍ２（ゲージ圧）以上になったとき
に、電気加熱ヒータを通電状態から作動停止状態に切り
換えるので、乗員の温感を快適な状態に維持しつつ、通
常のヒートポンプによる暖房運転に移行することができ
る。

【００１４】また、請求項２に記載の発明は、前記風路
内で、前記エバポレータの空気流れ下流側かつ前記電気
加熱ヒータの空気流れ上流側位置に、エンジン冷却水が
内部を流通するヒータコアを配置したことを特徴とす
る。

【００１５】かかる構成では、暖房起動時には、高温高
圧の冷媒が流通する第１コンデンサのみでなく、エンジ
ン冷却水が流通するヒータコアによっても空気を加熱す
るので、飛躍的に暖房性能を高めることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１および図２は、本発明に係
るヒートポンプ式自動車用空気調和装置の実施の形態を
示す概略構成図であり、図１は暖房運転時の状態を、図
２は冷房運転時の状態をそれぞれ示している。なお、図
６と共通する部材には同一の符号を付し一部説明を省略
する。また、図中、白抜き矢印は空気の流れを、実線矢
印は冷媒の流れを、破線矢印はエンジン冷却水の流れを
示している。

【００１７】このヒートポンプ式空気調和装置は、ファ
ンＦにより取り入れた空気を車室内に向けて送るユニッ
トケース１１を有し、このユニットケース１１の風路１
３内で、インテークドア（図示せず）やブロワモータＭ
を有する空気導入部であるインテークユニット１２から
導入された空気の流れ方向（白抜き矢印で示す）の上流
側から順に、エバポレータ１９と第１コンデンサ１６と
が配置されている。また、風路１３外には、第１コンデ
ンサ４に接続される第２コンデンサ１５が配置されてい
る。風路１３内の第１コンデンサ１６は主として暖房運
転時に機能し、風路１３外の第２コンデンサ１５は主と
して冷房運転時に機能する。

【００１８】なお、風路１３の出口側には、調和空気が
車室内所定部位に向かって吹き出される各種吹出口２７
ｄ、２７ｖ、２７ｆが設けられている。

【００１９】エバポレータ１９、第１コンデンサ１６お
よび第２コンデンサ１５は、コンプレッサ１４から吐出
された冷媒が、第２コンデンサ１５、第１コンデンサ１
６、液状冷媒を一時貯溜するリキッドタンク１７、第１
コンデンサ１６から流下した冷媒を断熱膨張する膨張弁
１８（冷媒膨張部材に相当する）およびエバポレータ１
９を経てコンプレッサ１４に帰還する冷房サイクルを構
成するように、冷媒配管により相互に接続されている。

【００２０】冷房サイクルの高圧側には、暖房時にコン
プレッサ１４から吐出された冷媒が風路１３外の第２コ
ンデンサ１５をバイパスして流れるように、バイパス回
路２１、および、２つの逆止弁２２が設けられている。
すなわち、第２コンデンサ１５の入口側には回路切換弁
３０が設けられ、バイパス回路２１により第２コンデン
サ１５の出口と直結されている。前記回路切換弁３０に
より、コンプレッサ１４から吐出された冷媒をバイパス
回路２１を介してただちに第１コンデンサ１６に導き、
リキッドタンク１７、膨張弁１８、エバポレータ１９、
コンプレッサ１４へと循環させる暖房運転用回路と、コ
ンプレッサ１４から吐出された冷媒を第２コンデンサ１
５に導き、それから第１コンデンサ１６、リキッドタン
ク７、膨張弁１８、エバポレータ１９、コンプレッサ１
４へと循環させる冷房運転用回路とが選択的に切り替え
られる。

【００２１】冷房サイクルの低圧側には、エバポレータ
１９とコンプレッサ１４との間に、エンジン３１により
加熱されたエンジン冷却水（図中破線で示す）が内部を
流通するサブ熱交換器３２が配置されている。エンジン
冷却水は温水コック３３を通ってサブ熱交換器３２に導
入される。エバポレータ１９から流出した冷媒は、サブ
熱交換器３２を流通する間にエンジン冷却水と熱交換し
て過熱蒸気とされたのち、コンプレッサ１４に吸入され
る。

【００２２】また、風路１３内の第１コンデンサ１６の
空気流れ上流側近傍には、電気加熱ヒータとしてのＰＴ
Ｃヒータ３５が設置されている。ＰＴＣヒータ３５自体
は公知の技術であるので詳細な説明は省略するが、一般
的な抵抗ヒータと比べてすぐれた性能、安全性、信頼性
を備えている。このＰＴＣヒータ３５は、ＰＴＣ素子と
呼ばれるＰＴＣセラミックをハニカム状のフィンで挟ん
だ構造を一単位として、これを複数個並列に連結して構
成されている。ＰＴＣヒータ３５の両端にはそれぞれマ
イナス（−）の端子とプラス（＋）の端子が接続されて
おり、バッテリーなどの電源からこれらの端子を通じて
通電することによってそれぞれのＰＴＣ素子が発熱す
る。図３に概念的に示すように、ＰＴＣヒータ３５は、
風量が多いほど最大性能を発揮しやすい特性を持ってい
る。

【００２３】さらに、風路１３内には、エバポレータ１
９の下流側かつＰＴＣヒータ３５の上流側位置に、エン
ジン冷却水が内部を流通するヒータコア３６を配置して
ある。エンジン冷却水は温水コック３７を通ってヒータ
コア３６に導入される。当該ヒータコア３６と第１コン
デンサ１６は、風路１３内でバイパス通路２３を備える
ように相互に対向して近接配置されている。ヒータコア
３６の前面には、エバポレータ１９により冷却された空
気がヒータコア３６側とバイパス通路２３側とを通過す
る比率を調節するミックスドア３８が開閉自在に設けら
れている。

【００２４】前記ＰＴＣヒータ３５に通電すれば、ヒー
タコア３６を通過した空気が加熱され、第１コンデンサ
１６に送り込まれる空気の温度が上昇することになる。
ＰＴＣヒータ３５の通電状態（オン）と作動停止状態
（オフ）との切換制御はマイクロコンピュータなどから
構成される制御手段３９によりなされており、特に、制
御手段３９は、コンプレッサ１４の吐出圧力Ｐｄが１０
ｋｇ／ｃｍ２（ゲージ圧）以上のときに、ＰＴＣヒータ
３５をオン状態からオフ状態に切り換え制御している。

【００２５】また、本実施形態の冷房サイクルは、暖房
起動時に第２コンデンサ１５内に寝込んでいる冷媒をコ
ンプレッサ１４に回収する戻し回路４０を有している。
通常、冷媒は運転停止後、コンプレッサ１４に帰還せ
ず、冷房サイクルを構成する各構成要素中に寝込んでい
ることが多く、コンプレッサ１４にはあまり存在してい
ない。この状態でコンプレッサ１４を作動し、暖房運転
を開始すると、多量の冷媒を用いて運転することはでき
ず、暖房性能の低下は否めない。したがって、運転開始
時に、第２コンデンサ１５などの内部に寝込んでいる冷
媒を一旦コンプレッサ１４に戻すことが好ましい。

【００２６】このため、コンプレッサ１４と第２コンデ
ンサ１５との間に前記回路切換弁としての四方弁３０を
設け、当該四方弁３０を介して第２コンデンサ１５とコ
ンプレッサ１４とを連結した戻し回路４０を形成し、戻
し回路４０を通って第２コンデンサ１５などの内部に寝
込んでいる冷媒をコンプレッサ１４に導き回収するよう
にしている。

【００２７】ここに、四方弁３０は、密閉ケース４１に
１つの入口ポートＰｉと３つの出口ポートＰｏが設けら
れ、当該密閉ケース４１内に前記３つの出口ポートＰｏ
のうち２つの出口ポートＰｏを連通するスライド部材４
２が設けられ、当該スライド部材４２が選択した出口ポ
ートＰｏ以外の出口ポートＰｏは入口ポートＰｉと連通
するように構成されている。したがって、スライド部材
４２をセットする位置により入口ポートＰｉと連通され
る出口ポートＰｏが選択されることになる。

【００２８】したがって、暖房運転の開始時に、四方弁
３０を図１に示すような状態にセットすれば、コンプレ
ッサ１４の吸込側と第２コンデンサ１５が戻し回路４０
を介して連通されることになり、コンプレッサ１４の吸
込力により第２コンデンサ１５内の寝込み冷媒が、コン
プレッサ１４に回収され、コンプレッサ１４から吐出さ
れる冷媒量は増大し、暖房性能の低下が防止される。

【００２９】次に、実施の形態の作用を説明する。 《暖房運転》暖房運転の開始時に、外気温度が低い場合
（例えば、−１０℃〜＋５℃程度）とか、エンジン始動
直後、エンジン低負荷時あるいはアイドリング時のよう
にエンジン冷却水温が暖房用として使用できない程度に
低い場合には、四方弁３０を図１に示すように作動させ
て冷媒を回収する。さらに、制御手段３９により、ＰＴ
Ｃヒータ３５を通電状態（オン）とする。

【００３０】その後、コンプレッサ１４から吐出された
冷媒がバイパス回路２１を介してただちに第１コンデン
サ１６に導かれるように四方弁３０を切り替える。第２
コンデンサ１５内に寝込んでいる冷媒が回収されるの
で、コンプレッサ１４から多量の高温高圧のガス状冷媒
が吐出されることになり、この冷媒は、バイパス回路２
１を通って第１コンデンサに１６導かれる。したがっ
て、第１コンデンサ１６には、容量の大きな第２コンデ
ンサ１５をバイパスした高温高圧状態のガス冷媒がその
まま流入するので、ここを通る空気が加熱され、暖房性
能が向上する。

【００３１】第１コンデンサ１６から流出する冷媒は、
空気との間の熱交換により中温高圧状態の液状冷媒とな
る。この冷媒はリキッドタンク１７を経て膨張弁１８を
通過する際に断熱膨張されて低温低圧の気液混合冷媒に
なるので、エバポレータ１９を通る空気は除湿されかつ
冷却される。なお、冷媒はエバポレータ１９で気化しつ
つ等圧膨張を続け、さらに流下した冷媒は、サブ熱交換
器３２を流通する間にエンジン冷却水と熱交換して過熱
蒸気となって再びコンプレッサ１４に吸入される。

【００３２】したがって、インテークユニット１２から
送られてきた空気は、エバポレータ１９で冷却され、そ
の下流側に配置されているＰＴＣヒータ３５および第１
コンデンサ１６により加熱されることになる。つまり、
除湿暖房運転が行なわれる。このようにエバポレータ１
９により除湿された空気を第１コンデンサ１６などが加
熱するので、いわゆる内気循環モードにより暖房して
も、フロントガラスが曇ることはなく、窓晴れ状態で運
転ができ、運転の安全性も高まる。

【００３３】エンジン冷却水が低温なため暖房用として
使用できない場合でも、比較的短時間の内に高温高圧状
態になる冷媒を第１コンデンサ１６に流すことにより空
気を加熱するので、高い暖房性能を発揮する。しかも、
サブ熱交換器３２でエンジン冷却水から熱を汲み上げて
いるため、即暖性も向上することになる。

【００３４】このようにサブ熱交換器３２においてエン
ジン冷却水により冷媒を加温すれば、エンジン冷却水が
保有する熱を有効に冷媒に取り込むことができるので、
この冷媒をコンプレッサ１４に戻し、再度加圧すれば、
当該コンプレッサ１４から吐出された冷媒は、より高温
の冷媒となり、再度、第１コンデンサ１６において空気
を加熱するとき、相当高温の空気にすることができ、高
い暖房性能を発揮することができる。また、サブ熱交換
器３２を流れる冷媒はここで加温されて蒸発しガス状と
なるので、コンプレッサ１４に液冷媒が帰還する虞れは
なく、コンプレッサ１４が液圧縮することによる弁など
の破損を防止できる。

【００３５】エバポレータ１９を通過した空気は、風路
１３内を流下し、ヒータコア３６の部分に至る。ここに
おいて、ヒータコア３６は、エンジン３１の始動により
ある程度温度上昇したエンジン冷却水が流通するが、こ
の時点のエンジン冷却水はまだ十分温度上昇していない
状態であるため、暖房用として使用することは好ましく
ない。したがって、温水コック３７を閉鎖し、ヒータコ
ア３６にエンジン冷却水が流入しないようにする。これ
によりインテークユニット１２から風路１３内に導入さ
れた空気は、ＰＴＣヒータ３５および第１コンデンサ１
６により加熱された相当高温の空気となって車室内に吹
き出される。

【００３６】なお、車室内に吹き出される空気の温度
は、ミックスドア３８の開度を調節してエバポレータ１
９を通過した冷風と第１コンデンサ１６を通過した温風
との混合割合を変えることによって行われる。

【００３７】そして、本実施形態では、暖房性能が不足
しがちな起動時や低負荷時にＰＴＣヒータ３５を通電す
ることによって暖房性能不足を補うことができる。すな
わち、エバポレータ１９およびヒータコア３６を通過し
た空気は、ＰＴＣヒータ３５で加熱されて温度が高くな
り、第１コンデンサ１６に送り込まれる空気の温度が高
くなる。その結果、図４に示すように、モリエル線図に
おける冷凍サイクルのサイクルバランスが上昇し、第１
コンデンサ１６の圧力、引いてはコンプレッサ１４の吐
出圧力が上昇する。ここに、点線で示す冷凍サイクルは
ＰＴＣヒータ３５を使用した場合であり、実線のそれは
ＰＴＣヒータ３５を使用しない場合である。したがっ
て、利用できる潜熱が大きくなるので暖房性能が向上し
（同図中の「Ａ」と「Ｂ」はそれぞれＰＴＣヒータ３５
を使用した場合と使用しない場合の各暖房性能を表わし
ている）、吹出し温度が上昇する。つまり、暖房運転時
にＰＴＣヒータ３５をオンすることにより、起動時や低
負荷時の暖房性能不足を補うことができるようになる。

【００３８】前述したように、ＰＴＣヒータ３５は風量
が多いほど最大性能を発揮するという特性があり、この
特性を最大限に生かすために、本実施形態では、暖房初
期からファンＦによる送風量を多くし、第１コンデンサ
１６に送り込まれる空気温度を迅速に高めるようにして
ある。その結果に、コンプレッサ１４の吐出圧力も迅速
に上昇することになり、車室内への吹出空気温度を迅速
に高めることが可能となる。

【００３９】上記した作用により、コンプレッサ１４の
吐出圧力は、図５に示すように、運転時間の経過ととも
に上昇する。そして、制御手段３９は、コンプレッサ１
４の吐出圧力Ｐｄが１０ｋｇ／ｃｍ２（ゲージ圧）以上
のときに、ＰＴＣヒータ３５をオン状態からオフ状態に
切り換え制御している。

【００４０】ここに、切換作動圧力を１０ｋｇ／ｃｍ２
（ゲージ圧）としたのは次の理由による。コンプレッサ
吐出圧力Ｐｄ＝１０ｋｇ／ｃｍ２（ゲージ圧）のときの
冷媒の飽和温度が約４２℃であり、仮にＰＴＣヒータ３
５をオフしたとしても、車室内に吹き出される空気温度
として４２℃近傍の温度を得ることができる。乗員が快
適であると感じる温風温度の下限が４０℃であることか
ら、コンプレッサ吐出圧力Ｐｄが１０ｋｇ／ｃｍ２（ゲ
ージ圧）に達するまでＰＴＣヒータ３５をオンしておけ
ば、ＰＴＣヒータ３５をオフしても、乗員の温感を快適
な状態に維持することができる。このように、ＰＴＣヒ
ータ３５をオフするコンプレッサ吐出圧力Ｐｄを１０ｋ
ｇ／ｃｍ２（ゲージ圧）以上とした点については、乗員
の快適性を維持できる下限であるという臨界的な意義を
有している。

【００４１】また、コンプレッサ１４として公知の内部
圧力制御型の容量可変斜板式コンプレッサを使用した場
合、コンプレッサ吐出圧力Ｐｄが１０ｋｇ／ｃｍ２（ゲ
ージ圧）以上であれば、斜板の傾斜角度を制御する制御
圧力となるコンプレッサ吸入圧力Ｐｓも３ｋｇ／ｃｍ２
（ゲージ圧）となる。この制御圧力の下では斜板がフル
ストローク状態に傾斜し、多量の冷媒を吐出することが
できるため、ＰＴＣヒータ３５をオンしていなくとも、
通常のヒートポンプ式の自動車用空気調和装置で十分な
暖房性能を得ることができる。

【００４２】これらの点から、本実施形態では、制御手
段３９により、コンプレッサ１４の吐出圧力が１０ｋｇ
／ｃｍ２（ゲージ圧）以上になったときに、ＰＴＣヒー
タ３５を通電状態から作動停止状態に切り換え、本来の
ヒートポンプとしての最大性能を発揮させるようにして
ある。

【００４３】一方、外気温度が高いとき（例えば、＋５
℃〜＋１５℃程度）あるいはエンジンが高負荷運転時な
どのときは、エンジン冷却水が暖房用として使用できる
程度にまで高温となるので、コンプレッサ１４により加
圧した高温の冷媒を用いて暖房する必要はない。そこ
で、本実施形態では、例えば、エンジン３１とコンプレ
ッサ１４とを連結しているクラッチなどを切り、コンプ
レッサ１４の作動を停止し、ヒータコア３６のみによる
暖房運転とする。このようにすれば、エンジン３１に不
必要な負荷を掛けることはなく、省燃費の暖房運転が可
能となる。

【００４４】《冷房運転》外気温度が、例えば、＋１５
℃〜＋３０℃程度のときに、冷房運転を行なう場合に
は、図２に示すように、冷媒は、四方弁３０を介して直
接第２コンデンサ１５に入ることになる。

【００４５】この状態でコンプレッサ１４を作動する
と、吐出された冷媒は、図２に示すように、第２コンデ
ンサ１５に入り、冷却され凝縮する。低温高圧となった
液状冷媒は、風路１３内の第１コンデンサ１６を経て、
リキッドタンク１７にある程度貯溜された後に、膨張弁
１８により流量が制限され、ここで断熱膨張され、より
低温な低圧冷媒になってエバポレータ１９に流入する。
エバポレータ１９において、インテークユニット１２か
ら送られてきた空気は除湿されると共に冷却され、冷媒
は蒸発してガス状となって再びコンプレッサ１４に吸入
される。

【００４６】しかし、外気温が１５℃〜２０℃程度の場
合は、乗員にとっては冷房過多となる虞れもあるので、
ヒータコア３６前面のミックスドア３８の開度を調節
し、ヒータコア３６側とバイパス通路２３側に冷風を分
岐し、これらを再度ミックスすることにより所定温度に
した後に、車室内に吹き出す。

【００４７】なお、外気温度が、＋３０℃以上のとき
も、本実施形態では、＋１５℃〜＋３０℃の冷房運転と
基本的には同じである。

【００４８】本発明は、上述した実施の形態に限定され
るものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変す
ることができる。例えば、ヒータコア３６を必ずしも設
ける必要はなく、この場合のヒートポンプ式自動車用空
気調和装置は電気自動車に搭載して好適なものとなる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明によれば、コンプレッサの吐出圧力が１０ｋｇ／ｃｍ
２（ゲージ圧）以上になったときに、電気加熱ヒータを
通電状態から作動停止状態に切り換えるようにしたの
で、第１コンデンサに入る空気の温度を昇温して起動時
や低負荷時の暖房性能不足を補うことができるのみなら
ず、乗員の温感を快適な状態に維持しつつ、通常のヒー
トポンプによる暖房運転に移行することができる。

【００５０】請求項２に記載の発明によれば、高温高圧
の冷媒が流通する第１コンデンサのみでなく、エンジン
冷却水が流通するヒータコアによっても空気を加熱する
ので、飛躍的に暖房性能を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式自
動車用空気調和装置の暖房運転時の状態を示す概略構成
図である。

【図２】 同実施の形態の冷房運転時の状態を示す概略
構成図である。

【図３】 ＰＴＣヒータの特性を概念的に示す図であ
る。

【図４】 ＰＴＣヒータのオン、オフ制御およびコンプ
レッサ吐出圧力の昇圧状態を示す図である。

【図５】 同実施の形態の作用の説明に供する図であ
る。

【図６】 一般的なヒートポンプ式自動車用空気調和装
置を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１１…ユニットケース １３…風路 １４…コンプレッサ １５…第２コンデンサ １６…第１コンデンサ １７…リキッドタンク １８…膨張弁（冷媒膨張部材） １９…エバポレータ ２１…バイパス回路 ３０…四方弁（回路切換弁） ３２…サブ熱交換器 ３５…ＰＴＣヒータ（電気加熱ヒータ） ３６…ヒータコア ３９…制御手段 Ｆ…ファン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ファン（Ｆ）により取り入れた空気を車
   室内に向けて送るユニットケース（１１）と、 前記ユニットケース（１１）の風路（１３）内に配置さ
   れるエバポレータ（１９）と、 前記風路（１３）内で前記エバポレータ（１９）の空気
   流れ下流側に配置される第１コンデンサ（１６）と、 前記風路（１３）外に配置されると共に前記第１コンデ
   ンサ（１６）に接続される第２コンデンサ（１５）と、 前記第１コンデンサ（１６）から流下した冷媒を断熱膨
   張する冷媒膨張部材（１８）と、 コンプレッサ（１４）から吐出された冷媒をバイパス回
   路（２１）を介して前記第１コンデンサ（１６）に導く
   暖房運転用回路と、前記冷媒を前記第２コンデンサ（１
   ５）に導く冷房運転用回路とを選択的に切り替える回路
   切換弁（３０）と、 前記第１コンデンサ（１６）の空気流れ上流側に配置さ
   れる電気加熱ヒータ（３５）と、を備えたヒートポンプ
   式自動車用空気調和装置において、 前記コンプレッサ（１４）の吐出圧力が１０ｋｇ／ｃｍ
   ２（ゲージ圧）以上になったときに、前記電気加熱ヒー
   タ（３５）を通電状態から作動停止状態に切り換える制
   御手段（３９）を有することを特徴とするヒートポンプ
   式自動車用空気調和装置。
2. 【請求項２】 前記風路（１３）内で、前記エバポレー
   タ（１９）の空気流れ下流側かつ前記電気加熱ヒータ
   （３５）の空気流れ上流側位置に、エンジン冷却水が内
   部を流通するヒータコア（３６）を配置したことを特徴
   とする請求項１に記載のヒートポンプ式自動車用空気調
   和装置。