WO2018159141A1 - 車両用空気調和装置 - Google Patents

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WO2018159141A1
WO2018159141A1 PCT/JP2018/001478 JP2018001478W WO2018159141A1 WO 2018159141 A1 WO2018159141 A1 WO 2018159141A1 JP 2018001478 W JP2018001478 W JP 2018001478W WO 2018159141 A1 WO2018159141 A1 WO 2018159141A1
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WO
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refrigerant
radiator
valve
compressor
heat exchanger
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/001478
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English (en)
French (fr)
Inventor
耕平 山下
竜 宮腰
めぐみ 重田
和樹 関口
孝史 青木
Original Assignee
サンデン・オートモーティブクライメイトシステム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle

Definitions

  • the present invention relates to a heat pump type air conditioner that air-conditions the interior of a vehicle, and more particularly to an air conditioner that can be applied to a hybrid vehicle or an electric vehicle.
  • an air conditioner that can be applied to such a vehicle, a compressor that compresses and discharges the refrigerant, an internal condenser that is provided on the vehicle interior side and dissipates the refrigerant, and is provided on the vehicle interior side.
  • An evaporator that absorbs the refrigerant, an external condenser that dissipates or absorbs heat from the passenger compartment, a first expansion valve that expands the refrigerant that flows into the external condenser, and a refrigerant that flows into the evaporator
  • a second expansion valve for expanding the internal combustion engine, piping for bypassing the internal condenser and the first expansion valve, and flowing the refrigerant discharged from the compressor to the internal condenser or bypassing the internal condenser and the first expansion valve
  • a first valve that switches between direct flow from the pipe to the external condenser, the refrigerant discharged from the compressor is caused to flow through the internal condenser by the first valve to dissipate the heat, and the discharged refrigerant is passed through the first expansion valve.
  • the refrigerant discharged from the compressor is radiated in the internal condenser by the first valve, the radiated refrigerant is depressurized by the second expansion valve, and the refrigerant absorbs heat in the evaporator.
  • the dehumidification mode to be performed, and the refrigerant discharged from the compressor bypasses the internal condenser and the first expansion valve by the first valve and flows to the external condenser to radiate heat, and after the pressure is reduced by the second expansion valve,
  • a device that switches and executes a cooling mode for absorbing heat has been developed (see, for example, Patent Document 1).
  • the internal condenser (the radiator in the present application) is in an operation state in which no refrigerant flows. That is, the outlet on the internal condenser side of the first valve is closed. In this state, the refrigerant is confined in the closed circuit from the first valve (117) including the internal condenser (107) to the first expansion valve (119), so that the compression immediately after switching to the cooling mode is performed.
  • the pressure on the internal condenser side sometimes became higher than the pressure on the discharge side of the compressor.
  • an open / close valve (first open / close valve in the present application) on the internal condenser (radiator in the present application) side and an external condenser (outdoor heat exchanger in the present application)
  • Side open / close valve (second open / close valve in the present application)
  • the internal condenser side heat radiator
  • the pressure on the discharge side of the compressor (compressor in the present application) Side pressure may be higher.
  • a PTC heater (109, auxiliary heating device in the present application) is provided on the leeward side of the internal condenser, but this PTC heater (109) is provided on the leeward side of the internal condenser to generate heat.
  • this PTC heater since the internal condenser is heated by the heat generated by the PTC heater, the internal pressure rises, and the internal pressure is higher than the pressure on the discharge side of the compressor in the operating state where the compressor rotation speed is low at a low load. The pressure on the condenser side tends to be higher. In that case, back pressure is applied to the on-off valve on the internal condenser side (the first on-off valve in the present application), which may cause hunting.
  • the present invention has been made to solve the conventional technical problems, and effectively eliminates noise and vibration generated by malfunction of the first on-off valve provided on the inlet side of the radiator.
  • An object of the present invention is to provide an air conditioning apparatus for a vehicle that can suppress the above and improve the durability of the on-off valve.
  • An air conditioner for a vehicle includes a compressor that compresses a refrigerant, an air flow passage through which air supplied to the vehicle interior flows, and air that radiates the refrigerant and supplies the refrigerant to the vehicle interior from the air flow passage.
  • the first operation mode in which the refrigerant discharged from the compressor is allowed to flow to the radiator and the refrigerant discharged from the radiator is allowed to flow to the outdoor heat exchanger via the outdoor expansion valve and the outdoor expansion valve are all closed.
  • the control device switches and executes the second operation mode that flows to the compressor, and the control device, when the rotational speed of the compressor is reduced to a first predetermined value or less in the second operation mode, Back pressure prevention control for opening one on-off valve is executed.
  • the vehicle air conditioner according to a second aspect of the present invention is characterized in that, in the above invention, the control device opens the outdoor expansion valve and the first on-off valve at the same time when the back pressure prevention control is started.
  • a vehicle air conditioner according to a third aspect of the present invention includes a compressor that compresses a refrigerant, an air flow passage through which air supplied to the vehicle interior flows, and air that radiates the refrigerant and supplies the refrigerant from the air flow passage to the vehicle interior.
  • the first operation mode in which the refrigerant discharged from the compressor is allowed to flow to the radiator and the refrigerant discharged from the radiator is allowed to flow to the outdoor heat exchanger via the outdoor expansion valve and the outdoor expansion valve are all closed.
  • the control device is configured to switch and execute the second operation mode that flows to the compressor, and when the rotation speed of the compressor decreases to a first predetermined value or less in the second operation mode, the control device Back pressure prevention control for opening one of the on-off valves is performed.
  • a vehicle air conditioner is the air conditioner for vehicles according to the above-mentioned invention, wherein the control device performs the second pressure predetermined when the rotation speed of the compressor is higher than the first predetermined value when the counter pressure prevention control is executed. When it rises above the value, the back pressure prevention control is terminated, the outdoor expansion valve is fully closed, and the first on-off valve is returned to the closed state.
  • a vehicle air conditioner comprising: a discharge pressure sensor that detects and outputs a refrigerant discharge pressure of a compressor in each of the above inventions; and a radiator pressure sensor that detects and outputs a refrigerant pressure of a radiator.
  • a vehicle air conditioner includes an auxiliary heating device for heating the air supplied from the air flow passage to the vehicle interior in each of the above inventions, and the first operation mode is discharged from the compressor.
  • the refrigerant that has been radiated by the radiator, depressurizing the radiated refrigerant by the outdoor expansion valve, and then absorbing heat by the outdoor heat exchanger, and the refrigerant discharged from the compressor from the radiator to the outdoor heat exchanger The heat is released by the radiator and the outdoor heat exchanger, and after depressurizing the radiated refrigerant, the dehumidifying and cooling mode in which the heat is absorbed by the heat absorber, and the refrigerant discharged from the compressor is exchanged by the outdoor heat
  • the dehumidifying heating system causes the refrigerant discharged from the compressor to flow from the bypass pipe to the outdoor heat exchanger to dissipate heat, depressurizes the dissipated refrigerant, absorbs heat in the heat absorber, and generates heat in the auxiliary heating device.
  • an air conditioning apparatus for a vehicle wherein the auxiliary heating device is provided upstream of the radiator with respect to the air flow in the air flow passage, and the second operation mode is dehumidification. It is a heating mode.
  • the compressor that compresses the refrigerant, the air flow passage through which the air supplied to the vehicle interior flows, and the air that radiates the refrigerant and supplies the refrigerant to the vehicle interior from the air flow passage.
  • the refrigerant discharged from the compressor flows into the radiator, the first operation mode in which the refrigerant discharged from the radiator passes through the outdoor expansion valve to the outdoor heat exchanger, and the outdoor expansion valve is fully closed. And the first on-off valve is closed and the second on-off valve is opened to allow the refrigerant discharged from the compressor to flow to the outdoor heat exchanger through the bypass pipe, and to remove the refrigerant from the outdoor heat exchanger.
  • the control device reduces the outdoor expansion valve when the rotational speed of the compressor drops below the first predetermined value in the second operation mode, In the second operation mode in which the first on-off valve is closed and the second on-off valve is opened because the back pressure prevention control for opening the first on-off valve is executed.
  • the number of rotations of the valve decreases and back pressure is easily applied to the first on-off valve When it becomes that the operating state, so that the outdoor expansion valve and the first on-off valve is opened.
  • the inlet side and the outlet side of the first on-off valve are pressure-equalized, so it is possible to eliminate the disadvantage that back pressure is applied to the first on-off valve, and hunting occurs in the first on-off valve. Inconveniences such as noise and vibration, and problems that the durability of the first on-off valve is lowered can be solved or suppressed.
  • the control device since the control device opens both the outdoor expansion valve and the first on-off valve in the back pressure prevention control, the inlet side and the outlet side of the first on-off valve are quickly pressure-equalized, It is possible to effectively eliminate the disadvantage that back pressure is applied to the first on-off valve.
  • the outdoor expansion valve and the first on-off valve are opened, if the outdoor expansion valve is opened prior to the first on-off valve, there is a risk that a flow noise is generated because the refrigerant flows little by little through the first on-off valve.
  • the back pressure prevention control is started by the control device as in the second aspect of the invention, the inconvenience can be prevented or suppressed by opening the outdoor expansion valve and the first on-off valve at the same time. Will be able to.
  • the control device is performing the back pressure prevention control as in the invention of claim 4
  • the back pressure is increased when the rotational speed of the compressor rises to a second predetermined value higher than the first predetermined value.
  • the control device includes a discharge pressure sensor that detects and outputs the refrigerant discharge pressure of the compressor, and a radiator pressure sensor that detects and outputs the refrigerant pressure of the radiator.
  • the discharge pressure Pd output by the discharge pressure sensor is higher than the radiator pressure PCI output by the radiator pressure sensor, and the difference is the maximum error value derived from the detection error of the discharge pressure sensor and the radiator pressure sensor.
  • the back pressure prevention control is clearly performed in an operating state where no back pressure is applied to the first on-off valve even when the detection error of each pressure sensor is taken into consideration. By not performing the operation, it is possible to avoid unnecessary opening of the outdoor expansion valve and the first on-off valve, and to smoothly continue the second operation mode.
  • the refrigerant discharged from the compressor is radiated by the radiator as in the invention of claim 6, and the radiated refrigerant is expanded outdoors.
  • Heating mode in which heat is absorbed by the outdoor heat exchanger after the pressure is reduced by the valve, and the refrigerant discharged from the compressor is allowed to flow from the radiator to the outdoor heat exchanger and radiated by the radiator and the outdoor heat exchanger.
  • the dehumidifying and cooling mode in which heat is absorbed by the heat absorber, and the refrigerant discharged from the compressor is flowed from the radiator to the outdoor heat exchanger to be radiated by the outdoor heat exchanger, and the heat is radiated.
  • Outdoor heat exchanger from piping A dehumidifying and heating mode in which an auxiliary heating device for heating the air supplied from the air flow passage to the vehicle interior is heated, and the compressor The refrigerant discharged from the exhaust pipe flows from the bypass pipe to the outdoor heat exchanger to dissipate heat, and after depressurizing the dissipated refrigerant, heat is absorbed by the heat absorber, or any of them. .
  • the radiator is auxiliary. Since the internal pressure rises due to heating by the heat generated by the heating device, and it is easy for back pressure to be applied to the first on-off valve in the operating state where the compressor speed is low, the back pressure prevention control of each of the above inventions It becomes extremely effective.
  • FIG. 1 It is a block diagram of the air conditioning apparatus for vehicles of one Embodiment to which this invention is applied (heating mode, dehumidification heating mode, dehumidification cooling mode, and cooling mode). It is a block diagram of the electric circuit of the controller of the vehicle air conditioner of FIG. It is a block diagram at the time of the MAX cooling mode (maximum cooling mode) of the vehicle air conditioner of FIG. It is a timing chart of each apparatus explaining an example of the back pressure prevention control which the controller of FIG. 2 performs in dehumidification heating mode. It is another timing chart of each apparatus explaining an example of the back pressure prevention control which the controller of FIG. 2 performs in dehumidification heating mode.
  • FIG. 1 shows a configuration diagram of a vehicle air conditioner 1 according to an embodiment of the present invention.
  • a vehicle according to an embodiment to which the present invention is applied is an electric vehicle (EV) in which an engine (internal combustion engine) is not mounted, and travels by driving an electric motor for traveling with electric power charged in a battery. Yes (both not shown), the vehicle air conditioner 1 of the present invention is also driven by the power of the battery.
  • EV electric vehicle
  • an engine internal combustion engine
  • the vehicle air conditioner 1 of the embodiment performs a heating mode by a heat pump operation using a refrigerant circuit in an electric vehicle that cannot be heated by engine waste heat, and further includes a dehumidifying heating mode, a dehumidifying cooling mode, a cooling mode, Each operation mode of the MAX cooling mode (maximum cooling mode) and the auxiliary heater single mode is selectively executed.
  • the present invention is effective not only for electric vehicles but also for so-called hybrid vehicles that use an engine and an electric motor for traveling, and is also applicable to ordinary vehicles that run on an engine. Needless to say.
  • the heating mode, the dehumidifying and cooling mode, and the cooling mode are the first operation mode, the dehumidifying and heating mode, and the MAX cooling mode in the present invention.
  • the vehicle air conditioner 1 performs air conditioning (heating, cooling, dehumidification, and ventilation) in a vehicle interior of an electric vehicle, and includes an electric compressor 2 that compresses refrigerant and vehicle interior air. Is provided in the air flow passage 3 of the HVAC unit 10 through which air is circulated, and the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 2 flows in through the refrigerant pipe 13G, and dissipates the refrigerant into the vehicle compartment.
  • an outdoor expansion valve 6 comprising an electric valve that decompresses and expands the refrigerant during heating, and functions as a radiator during cooling and functions as a radiator during heating, and exchanges heat between the refrigerant and the outside air so as to function as an evaporator during heating.
  • An outdoor heat exchanger 7 that performs the above operation, an indoor expansion valve 8 that is an electric valve that decompresses and expands the refrigerant, and a heat absorber 9 that is provided in the air flow passage 3 and absorbs heat from outside the vehicle interior to the refrigerant during cooling and dehumidification.
  • And accumulator 12 etc. Are sequentially connected by a refrigerant pipe 13, the refrigerant circuit R is formed.
  • the refrigerant circuit R is filled with a predetermined amount of refrigerant and lubricating oil.
  • the outdoor heat exchanger 7 is provided with an outdoor blower 15.
  • the outdoor blower 15 exchanges heat between the outside air and the refrigerant by forcibly passing outside air through the outdoor heat exchanger 7, so that the outdoor air blower 15 can also be used outdoors even when the vehicle is stopped (that is, the vehicle speed is 0 km / h). It is comprised so that external air may be ventilated by the heat exchanger 7.
  • the outdoor heat exchanger 7 has a receiver dryer section 14 and a supercooling section 16 sequentially on the downstream side of the refrigerant, and the refrigerant pipe 13A exiting from the outdoor heat exchanger 7 is received via an electromagnetic valve 17 opened during cooling.
  • the refrigerant pipe 13 ⁇ / b> B on the outlet side of the supercooling section 16 is connected to the dryer section 14 and connected to the inlet side of the heat absorber 9 via the indoor expansion valve 8.
  • the receiver dryer part 14 and the supercooling part 16 structurally constitute a part of the outdoor heat exchanger 7.
  • the refrigerant pipe 13B between the subcooling section 16 and the indoor expansion valve 8 is provided in a heat exchange relationship with the refrigerant pipe 13C on the outlet side of the heat absorber 9, and constitutes an internal heat exchanger 19 together.
  • the refrigerant flowing into the indoor expansion valve 8 through the refrigerant pipe 13B is cooled (supercooled) by the low-temperature refrigerant that has exited the heat absorber 9.
  • the refrigerant pipe 13A exiting from the outdoor heat exchanger 7 is branched into a refrigerant pipe 13D, and this branched refrigerant pipe 13D is downstream of the internal heat exchanger 19 via an electromagnetic valve 21 opened during heating.
  • the refrigerant pipe 13C is connected in communication.
  • the refrigerant pipe 13 ⁇ / b> C is connected to the accumulator 12, and the accumulator 12 is connected to the refrigerant suction side of the compressor 2.
  • the refrigerant pipe 13E on the outlet side of the radiator 4 is connected to the inlet side of the outdoor heat exchanger 7 via the outdoor expansion valve 6.
  • a refrigerant pipe 13G between the discharge side of the compressor 2 and the inlet side of the radiator 4 has an electromagnetic valve 30 (first opening / closing valve in the present application: electromagnetic for reheating) that is closed during dehumidification heating and MAX cooling described later. Valve).
  • the refrigerant pipe 13G branches to a bypass pipe 35 on the upstream side of the electromagnetic valve 30, and the bypass pipe 35 includes an electromagnetic valve 40 (second on-off valve in the present application) that is opened during dehumidifying heating and MAX cooling.
  • Solenoid valve for bypass is provided, and is connected to the refrigerant pipe 13E on the downstream side of the outdoor expansion valve 6 through this solenoid valve 40.
  • bypass pipe 45, solenoid valve 30 and solenoid valve 40 constitute bypass device 45. Since the bypass device 45 is configured by the bypass pipe 35, the electromagnetic valve 30, and the electromagnetic valve 40, the dehumidifying heating mode or the MAX for allowing the refrigerant discharged from the compressor 2 to directly flow into the outdoor heat exchanger 7 as will be described later. Switching between the cooling mode and the heating mode in which the refrigerant discharged from the compressor 2 flows into the radiator 4, the dehumidifying cooling mode, and the cooling mode can be performed smoothly.
  • the air flow passage 3 on the air upstream side of the heat absorber 9 is formed with each of an outside air inlet and an inside air inlet (represented by the inlet 25 in FIG. 1).
  • a suction switching damper 26 for switching the air introduced into the air flow passage 3 between the inside air (inside air circulation mode) which is air inside the passenger compartment and the outside air (outside air introduction mode) which is outside the passenger compartment.
  • an indoor blower (blower fan) 27 for supplying the introduced inside air or outside air to the air flow passage 3 is provided on the air downstream side of the suction switching damper 26.
  • 23 is an auxiliary heater as an auxiliary heating device provided in the vehicle air conditioner 1 of the embodiment.
  • the auxiliary heater 23 of the embodiment is composed of a PTC heater which is an electric heater, and is provided in the air flow passage 3 on the air upstream side of the radiator 4 with respect to the air flow in the air flow passage 3. Yes.
  • the auxiliary heater 23 When the auxiliary heater 23 is energized and generates heat, the air in the air flow passage 3 flowing into the radiator 4 through the heat absorber 9 is heated.
  • the auxiliary heater 23 serves as a so-called heater core, which heats or complements the passenger compartment.
  • air in the air flow passage 3 on the upstream side of the auxiliary heater 23 flows into the air flow passage 3 and assists air (inside air or outside air) in the air flow passage 3 after passing through the heat absorber 9.
  • An air mix damper 28 is provided for adjusting the ratio of ventilation through the heater 23 and the radiator 4.
  • FOOT foot
  • VENT vent
  • DEF (def) outlets represented by the outlet 29 as a representative in FIG.
  • reference numeral 32 denotes a controller (ECU) as a control device composed of a microcomputer which is an example of a computer provided with a processor.
  • the controller 32 detects the outside air temperature (Tam) of the vehicle.
  • the outside air temperature sensor 33 for detecting the outside air humidity
  • the HVAC suction temperature sensor 36 for detecting the temperature of the air sucked into the air flow passage 3 from the suction port 25, and the air (inside air) in the passenger compartment.
  • An inside air temperature sensor 37 that detects the temperature
  • an inside air humidity sensor 38 that detects the humidity of the air in the vehicle interior
  • an indoor CO 2 concentration sensor 39 that detects the carbon dioxide concentration in the vehicle interior
  • an air outlet from the air outlet 29 And a discharge pressure sensor 41 for detecting the discharge refrigerant pressure (discharge pressure Pd) of the compressor 2.
  • the refrigerant outlet temperature sensor 46 to detect the refrigerant temperature (in the radiator 4,
  • a photosensor-type solar radiation sensor 51 for detecting the moving speed (vehicle speed) of the vehicle, and an air conditioning (air conditioner) operation unit 53 for setting a set temperature and an operation mode switching
  • An outdoor heat exchanger temperature sensor 54 for detecting the temperature of the refrigerant immediately after leaving the outdoor heat exchanger 7 (outdoor heat exchanger temperature TXO), and the refrigerant pressure of the outdoor heat exchanger 7 (in the outdoor heat exchanger 7, Or each output of the outdoor heat exchanger pressure sensor 56 which detects the pressure of the refrigerant
  • the input of the controller 32 further includes an auxiliary heater temperature sensor for detecting the temperature of the auxiliary heater 23 (the temperature of the air immediately after being heated by the auxiliary heater 23 or the temperature of the auxiliary heater 23 itself: the auxiliary heater temperature Tptc). 50 outputs are also connected.
  • each sensor is treated as including a sensor main body for detecting temperature and pressure, and an electronic component for converting the detected value of the sensor main body into a voltage and outputting it to the controller 32.
  • the output of the controller 32 includes the compressor 2, the outdoor blower 15, the indoor blower (blower fan) 27, the suction switching damper 26, the air mix damper 28, the outlet switching damper 31, and the outdoor expansion.
  • the solenoid valve, the indoor expansion valve 8, the auxiliary heater 23, the solenoid valve 30 (for reheating), the solenoid valve 17 (for cooling), the solenoid valve 21 (for heating), and the solenoid valve 40 (for bypass) are connected.
  • the controller 32 controls these based on the output of each sensor, and the setting input in the air-conditioning operation part 53.
  • the controller 32 switches between the operation modes of the heating mode, the dehumidifying heating mode, the dehumidifying cooling mode, the cooling mode, the MAX cooling mode (maximum cooling mode), and the auxiliary heater single mode.
  • Heating mode first operation mode
  • the controller 32 opens the heating electromagnetic valve 21 and closes the cooling electromagnetic valve 17.
  • the reheat solenoid valve 30 is opened, and the bypass solenoid valve 40 is closed.
  • the compressor 2 and each of the blowers 15 and 27 are operated, and the air mix damper 28 is blown out from the indoor blower 27 and passes through the heat absorber 9 as shown by a broken line in FIG. It is assumed that air is passed through the auxiliary heater 23 and the radiator 4.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 2 flows into the radiator 4 from the refrigerant pipe 13G via the electromagnetic valve 30. Since the air in the airflow passage 3 is passed through the radiator 4, the air in the airflow passage 3 is converted into the high-temperature refrigerant in the radiator 4 (when the auxiliary heater 23 operates, the auxiliary heater 23 and the radiator 4. On the other hand, the refrigerant in the radiator 4 is cooled by being deprived of heat by the air, and is condensed and liquefied. The refrigerant liquefied in the radiator 4 exits the radiator 4 and then reaches the outdoor expansion valve 6 through the refrigerant pipe 13E.
  • the refrigerant flowing into the outdoor expansion valve 6 is decompressed there and then flows into the outdoor heat exchanger 7.
  • the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 7 evaporates, and pumps up heat from the outside air that is ventilated by traveling or by the outdoor blower 15. That is, the refrigerant circuit R becomes a heat pump.
  • the low-temperature refrigerant exiting the outdoor heat exchanger 7 enters the accumulator 12 from the refrigerant pipe 13C through the refrigerant pipe 13A, the electromagnetic valve 21 and the refrigerant pipe 13D, and is separated into gas and liquid there. Repeated circulation inhaled. That is, the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger 7 flows to the accumulator 12 without passing through the heat absorber 9.
  • the controller 32 calculates a target radiator pressure PCO (target value of the radiator pressure PCI) from a target radiator temperature TCO (target value of the radiator temperature TH) calculated from a target outlet temperature TAO described later, and this target heat dissipation.
  • the rotational speed NC of the compressor 2 is controlled based on the compressor pressure PCO and the refrigerant pressure of the radiator 4 (radiator pressure PCI. High pressure of the refrigerant circuit R) detected by the radiator pressure sensor 47.
  • the controller 32 is based on the radiator inlet temperature TCIin detected by the radiator inlet temperature sensor 44, the radiator outlet temperature TCIout detected by the radiator outlet temperature sensor 46, and the radiator pressure PCI detected by the radiator pressure sensor 47.
  • the valve opening degree of the outdoor expansion valve 6 is controlled, and the supercooling degree SC of the refrigerant at the outlet of the radiator 4 is controlled.
  • the controller 32 assists so that the shortage is supplemented by the heat generated by the auxiliary heater 23.
  • the energization of the heater 23 is controlled.
  • the auxiliary heater 23 is disposed on the air upstream side of the radiator 4, the air flowing through the air flow passage 3 is vented to the auxiliary heater 23 before the radiator 4.
  • the auxiliary heater 23 is disposed on the air downstream side of the radiator 4
  • the auxiliary heater 23 is configured by a PTC heater as in the embodiment, the temperature of the air flowing into the auxiliary heater 23 is determined by the radiator. 4, the resistance value of the PTC heater increases, the current value also decreases, and the heat generation amount decreases.
  • the controller 32 opens the electromagnetic valve 17 and closes the electromagnetic valve 21. Further, the electromagnetic valve 30 is closed, the electromagnetic valve 40 is opened, and the valve opening degree of the outdoor expansion valve 6 is fully closed. Then, the compressor 2 and each of the blowers 15 and 27 are operated, and the air mix damper 28 is blown out from the indoor blower 27 and passes through the heat absorber 9 as shown by a broken line in FIG. It is assumed that air is passed through the auxiliary heater 23 and the radiator 4.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 2 to the refrigerant pipe 13G flows into the bypass pipe 35 without going to the radiator 4, passes through the electromagnetic valve 40, and is connected to the refrigerant pipe on the downstream side of the outdoor expansion valve 6. 13E.
  • the outdoor expansion valve 6 since the outdoor expansion valve 6 is fully closed, the refrigerant flows into the outdoor heat exchanger 7.
  • the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 7 is cooled and condensed by running there or by the outside air ventilated by the outdoor blower 15.
  • the refrigerant that has exited the outdoor heat exchanger 7 sequentially flows from the refrigerant pipe 13 ⁇ / b> A through the electromagnetic valve 17 into the receiver dryer unit 14 and the supercooling unit 16.
  • the refrigerant is supercooled.
  • the refrigerant that has exited the supercooling section 16 of the outdoor heat exchanger 7 enters the refrigerant pipe 13 ⁇ / b> B, reaches the indoor expansion valve 8 through the internal heat exchanger 19. After the refrigerant is depressurized by the indoor expansion valve 8, it flows into the heat absorber 9 and evaporates.
  • the air blown out from the indoor blower 27 by the heat absorption action at this time is cooled, and moisture in the air condenses and adheres to the heat absorber 9, so that the air in the air flow passage 3 is cooled, and Dehumidified.
  • the refrigerant evaporated in the heat absorber 9 reaches the accumulator 12 through the refrigerant pipe 13C through the internal heat exchanger 19, and repeats circulation that is sucked into the compressor 2 there through.
  • the valve opening degree of the outdoor expansion valve 6 is fully closed, it is possible to suppress or prevent inconvenience that the refrigerant discharged from the compressor 2 flows backward from the outdoor expansion valve 6 into the radiator 4. It becomes. Thereby, the fall of a refrigerant
  • the air cooled and dehumidified by the heat absorber 9 is further heated in the process of passing through the auxiliary heater 23 and the temperature rises, so that the dehumidifying heating in the passenger compartment is performed.
  • the controller 32 controls the rotational speed NC of the compressor 2 based on the temperature of the heat absorber 9 (heat absorber temperature Te) detected by the heat absorber temperature sensor 48 and the target heat absorber temperature TEO, which is the target value, and the auxiliary heater.
  • auxiliary heater 23 By controlling energization (heat generation) of the auxiliary heater 23 based on the auxiliary heater temperature Tptc detected by the temperature sensor 50 and the above-described target radiator temperature TCO, while appropriately cooling and dehumidifying the air in the heat absorber 9 And the fall of the air temperature which blows off into the vehicle interior from the blower outlet 29 by the heating by the auxiliary heater 23 is prevented exactly. As a result, it is possible to control the temperature to an appropriate heating temperature while dehumidifying the air blown into the vehicle interior, and it is possible to realize comfortable and efficient dehumidification heating in the vehicle interior.
  • the air mix damper 28 is in a state where all the air in the air flow passage 3 is passed through the auxiliary heater 23 and the radiator 4, so that the air passing through the heat absorber 9 is efficiently assisted. Heating by the heater 23 can improve the energy saving performance, and the controllability of the dehumidifying heating air conditioning can also be improved. Since the auxiliary heater 23 is arranged on the air upstream side of the radiator 4 as in the embodiment, when the auxiliary heater 23 generates heat, the air heated thereby flows into the radiator 4. Although 4 is heated, the safety (electric shock) of the occupant is improved as compared with the case where the auxiliary heater 23 is disposed on the air downstream side of the radiator 4.
  • the controller 32 opens the electromagnetic valve 17 and closes the electromagnetic valve 21. Further, the electromagnetic valve 30 is opened and the electromagnetic valve 40 is closed. Then, the compressor 2 and each of the blowers 15 and 27 are operated, and the air mix damper 28 is blown out from the indoor blower 27 and passes through the heat absorber 9 as shown by a broken line in FIG. It is assumed that air is passed through the auxiliary heater 23 and the radiator 4. As a result, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 2 flows into the radiator 4 from the refrigerant pipe 13G via the electromagnetic valve 30.
  • the air in the air flow passage 3 is passed through the radiator 4, the air in the air flow passage 3 is heated by the high-temperature refrigerant in the radiator 4, while the refrigerant in the radiator 4 heats the air. It is deprived and cooled, and condensates.
  • the refrigerant that has exited the radiator 4 reaches the outdoor expansion valve 6 through the refrigerant pipe 13E, and flows into the outdoor heat exchanger 7 through the outdoor expansion valve 6 that is controlled to open.
  • the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 7 is cooled and condensed by running there or by the outside air ventilated by the outdoor blower 15.
  • the refrigerant that has exited the outdoor heat exchanger 7 sequentially flows from the refrigerant pipe 13 ⁇ / b> A through the electromagnetic valve 17 into the receiver dryer unit 14 and the supercooling unit 16. Here, the refrigerant is supercooled.
  • the refrigerant that has exited the supercooling section 16 of the outdoor heat exchanger 7 enters the refrigerant pipe 13 ⁇ / b> B, reaches the indoor expansion valve 8 through the internal heat exchanger 19. After the refrigerant is depressurized by the indoor expansion valve 8, it flows into the heat absorber 9 and evaporates.
  • the air Since the moisture in the air blown out from the indoor blower 27 by the heat absorption action at this time condenses and adheres to the heat absorber 9, the air is cooled and dehumidified.
  • the refrigerant evaporated in the heat absorber 9 reaches the accumulator 12 through the refrigerant pipe 13C through the internal heat exchanger 19, and repeats circulation that is sucked into the compressor 2 there through.
  • the controller 32 does not energize the auxiliary heater 23, so the air cooled by the heat absorber 9 is reheated in the process of passing through the radiator 4 (the heat dissipation capability is lower than that during heating). The As a result, dehumidifying and cooling in the passenger compartment is performed.
  • the controller 32 controls the rotational speed NC of the compressor 2 based on the temperature of the heat absorber 9 (heat absorber temperature Te) detected by the heat absorber temperature sensor 48 and expands outdoors based on the high pressure of the refrigerant circuit R described above.
  • the valve opening degree of the valve 6 is controlled, and the refrigerant pressure (radiator pressure PCI) of the radiator 4 is controlled.
  • Cooling mode (first operation mode) Next, in the cooling mode, the controller 32 fully opens the valve opening degree of the outdoor expansion valve 6 in the dehumidifying and cooling mode.
  • the controller 32 controls the air mix damper 28, and the air in the air flow passage 3 after being blown out from the indoor blower 27 and passing through the heat absorber 9 as shown by a solid line in FIG.
  • the rate of ventilation through the vessel 4 is adjusted. Further, the controller 32 does not energize the auxiliary heater 23. As a result, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 2 flows into the radiator 4 from the refrigerant pipe 13G via the electromagnetic valve 30, and the refrigerant exiting the radiator 4 passes through the refrigerant pipe 13E and the outdoor expansion valve 6. To. At this time, since the outdoor expansion valve 6 is fully opened, the refrigerant passes through it and flows into the outdoor heat exchanger 7 as it is, where it is cooled by air or by outside air that is ventilated by the outdoor blower 15 and condensed. Liquefaction.
  • the refrigerant that has exited the outdoor heat exchanger 7 sequentially flows from the refrigerant pipe 13 ⁇ / b> A through the electromagnetic valve 17 into the receiver dryer unit 14 and the supercooling unit 16. Here, the refrigerant is supercooled.
  • the refrigerant that has exited the supercooling section 16 of the outdoor heat exchanger 7 enters the refrigerant pipe 13 ⁇ / b> B, reaches the indoor expansion valve 8 through the internal heat exchanger 19. After the refrigerant is depressurized by the indoor expansion valve 8, it flows into the heat absorber 9 and evaporates.
  • the air blown out from the indoor blower 27 by the heat absorption action at this time is cooled. Further, moisture in the air condenses and adheres to the heat absorber 9.
  • the refrigerant evaporated in the heat absorber 9 reaches the accumulator 12 through the refrigerant pipe 13C through the internal heat exchanger 19, and repeats circulation that is sucked into the compressor 2 there through. Since the air cooled and dehumidified by the heat absorber 9 is blown into the vehicle interior from the air outlet 29 (partly passes through the radiator 4 to exchange heat), the vehicle interior is thereby cooled. become.
  • the controller 32 rotates the compressor 2 based on the temperature of the heat absorber 9 (heat absorber temperature Te) detected by the heat absorber temperature sensor 48 and the target heat absorber temperature TEO that is the target value. Control the NC.
  • MAX cooling mode (maximum cooling mode: second operation mode)
  • the controller 32 opens the electromagnetic valve 17 and closes the electromagnetic valve 21. Further, the electromagnetic valve 30 is closed, the electromagnetic valve 40 is opened, and the valve opening degree of the outdoor expansion valve 6 is fully closed. Then, the compressor 2 and the blowers 15 and 27 are operated, and the air mix damper 28 keeps the air in the air flow passage 3 from passing through the auxiliary heater 23 and the radiator 4 as shown in FIG. However, there is no problem even if it is ventilated somewhat. Further, the controller 32 does not energize the auxiliary heater 23.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 2 to the refrigerant pipe 13G flows into the bypass pipe 35 without going to the radiator 4, passes through the electromagnetic valve 40, and is connected to the refrigerant pipe on the downstream side of the outdoor expansion valve 6. 13E.
  • the outdoor expansion valve 6 since the outdoor expansion valve 6 is fully closed, the refrigerant flows into the outdoor heat exchanger 7.
  • the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 7 is cooled and condensed by running there or by the outside air ventilated by the outdoor blower 15.
  • the refrigerant that has exited the outdoor heat exchanger 7 sequentially flows from the refrigerant pipe 13 ⁇ / b> A through the electromagnetic valve 17 into the receiver dryer unit 14 and the supercooling unit 16.
  • the refrigerant is supercooled.
  • the refrigerant that has exited the supercooling section 16 of the outdoor heat exchanger 7 enters the refrigerant pipe 13 ⁇ / b> B, reaches the indoor expansion valve 8 through the internal heat exchanger 19. After the refrigerant is depressurized by the indoor expansion valve 8, it flows into the heat absorber 9 and evaporates. The air blown out from the indoor blower 27 by the heat absorption action at this time is cooled. In addition, since moisture in the air condenses and adheres to the heat absorber 9, the air in the air flow passage 3 is dehumidified.
  • the refrigerant evaporated in the heat absorber 9 reaches the accumulator 12 through the refrigerant pipe 13C through the internal heat exchanger 19, and repeats circulation that is sucked into the compressor 2 there through.
  • the outdoor expansion valve 6 since the outdoor expansion valve 6 is fully closed, similarly, it is possible to suppress or prevent the disadvantage that the refrigerant discharged from the compressor 2 flows backward from the outdoor expansion valve 6 into the radiator 4. . Thereby, the fall of a refrigerant
  • the high-temperature refrigerant flows through the radiator 4 in the cooling mode described above, direct heat conduction from the radiator 4 to the HVAC unit 10 occurs not a little, but in this MAX cooling mode, the refrigerant flows into the radiator 4. Therefore, the air in the air flow passage 3 from the heat absorber 9 is not heated by the heat transmitted from the radiator 4 to the HVAC unit 10. Therefore, powerful cooling of the passenger compartment is performed, and particularly in an environment where the outside air temperature Tam is high, the passenger compartment can be quickly cooled to realize comfortable air conditioning in the passenger compartment.
  • the controller 32 rotates the compressor 2 based on the temperature of the heat absorber 9 (heat absorber temperature Te) detected by the heat absorber temperature sensor 48 and the target heat absorber temperature TEO that is the target value. Control the number NC.
  • (6) Auxiliary heater single mode Note that the controller 32 of the embodiment stops the compressor 2 and the outdoor blower 15 and energizes the auxiliary heater 23 when the overheat frost is generated in the outdoor heat exchanger 7. There is an auxiliary heater single mode in which the vehicle interior is heated only by the auxiliary heater 23.
  • the controller 32 controls energization (heat generation) of the auxiliary heater 23 based on the auxiliary heater temperature Tptc detected by the auxiliary heater temperature sensor 50 and the target heater temperature TCO described above. Further, the controller 32 operates the indoor blower 27, and the air mix damper 28 causes the air in the air flow passage 3 blown out from the indoor blower 27 to pass through the auxiliary heater 23 to adjust the air volume. Since the air heated by the auxiliary heater 23 is blown out into the vehicle interior from the air outlet 29, the vehicle interior is thereby heated.
  • the air flowing through the air flow passage 3 is cooled by the heat absorber 9 and heated by the heat radiator 4 (and the auxiliary heater 23) in each operation mode (adjusted by the air mix damper 28). ) And is blown out from the air outlet 29 into the passenger compartment.
  • the controller 32 is set by the air-conditioning operation unit 53, the outside air temperature Tam detected by the outside air temperature sensor 33, the temperature in the vehicle interior detected by the inside air temperature sensor 37, the blower voltage, the amount of solar radiation detected by the solar radiation sensor 51, and the like.
  • the target blowout temperature TAO is calculated based on the target passenger compartment temperature (set temperature) in the passenger compartment, and the temperature of the air blown from the blowout port 29 is controlled to this target blowout temperature TAO by switching each operation mode.
  • the controller 32 determines whether the outside air temperature Tam, the humidity in the vehicle interior, the target outlet temperature TAO, the radiator temperature TH, the target radiator temperature TCO, the heat absorber temperature Te, the target heat absorber temperature TEO, or the dehumidification request in the vehicle interior.
  • the heating mode, the dehumidifying heating mode, the dehumidifying cooling mode, the cooling mode, the MAX cooling mode, and the auxiliary heater single mode are accurately switched to realize comfortable and efficient air conditioning in the vehicle interior.
  • the back pressure prevention control executed by the controller 32 in the dehumidifying and heating mode (second operation mode) will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the electromagnetic valve 30 is closed as described above, the outdoor expansion valve 6 (0PLS) is also fully closed, and the refrigerant is in the radiator 4. It will be in a state of being trapped in.
  • the auxiliary heater 23 Since the auxiliary heater 23 is energized to generate heat, the air heated by the auxiliary heater 23 is passed through the radiator 4, and the refrigerant pressure in the radiator 4, that is, the radiator pressure PCI is Get higher.
  • the discharge pressure Pd of the compressor 2 decreases. Therefore, the pressure on the inlet side (discharge pressure Pd) of the solenoid valve 30 is lower than the pressure on the outlet side (heatsink pressure PCI), and a reverse pressure is easily applied to the solenoid valve 30.
  • the controller 32 opens the outdoor expansion valve 6 to the predetermined value PLS1 when the rotational speed NC of the compressor 2 decreases to the first predetermined value NC1 (predetermined low value) or less in this dehumidifying heating mode. Then, back pressure prevention control that opens the solenoid valve 30 is also executed. In this case, the controller 32 sets the timing for opening the outdoor expansion valve 6 and the timing for opening the electromagnetic valve 30 at the same time. Further, even if the compressor 2 is turned ON / OFF during that time, the counter pressure prevention control is continued unless the rotational speed NC becomes equal to or higher than a second predetermined value NC2 described later (FIG. 4).
  • the controller 32 opens both the outdoor expansion valve 6 and the electromagnetic valve 30 in the back pressure prevention control as in the embodiment, the inlet side and the outlet side of the electromagnetic valve 30 are quickly pressure-equalized, and the pressure is reversed to the electromagnetic valve 30. It is possible to effectively eliminate the inconvenience of applying pressure.
  • the controller 32 opens the outdoor expansion valve 6 and the electromagnetic valve 30 at the same time when the back pressure prevention control is started, so that such inconvenience can be prevented or suppressed.
  • the controller 32 constantly monitors the pressure on the inlet side and the outlet side of the solenoid valve 30 in this dehumidifying heating mode.
  • the pressure on the inlet side of the electromagnetic valve 30 is determined from the discharge pressure Pd detected and output by the discharge pressure sensor 42 described above, and the pressure on the outlet side of the electromagnetic valve 30 is determined on the radiator pressure sensor 47 described above. Is determined from the radiator pressure PCI detected and output.
  • a predetermined maximum error value ⁇ for example, even if the rotational speed NC of the compressor 2 falls below the first predetermined value NC1, the back pressure prevention control is not executed (prohibited) as shown in FIG. 5, and the outdoor expansion valve 6 is fully closed. Thus, the state where the electromagnetic valve 30 is closed is continued.
  • the maximum error value ⁇ described above is derived from detection errors (variations) of the discharge pressure sensor 42 and the radiator pressure sensor 47.
  • the detection error of the discharge pressure sensor 42 is plus or minus e1
  • the detection error of the radiator pressure sensor 47 is plus or minus e2.
  • the true discharge pressure (referred to as Pdr) is Pd ⁇ e1 ⁇ Pdr ⁇ Pd + e1
  • the true radiator pressure (referred to as PCIr) is PCI ⁇ e2 ⁇ PCIr ⁇ PCI + e2. Therefore, if PCI + e2 ⁇ Pd ⁇ e1, the pressure on the inlet side and the pressure on the outlet side of the solenoid valve 30 are clearly not reversed.
  • the rotational speed NC is equal to or less than the first predetermined value NC1 and ⁇ Pdx ⁇
  • the outdoor expansion valve 6 and the electromagnetic valve 30 are opened to start the back pressure prevention control.
  • the discharge pressure Pd output from the discharge pressure sensor 42 is higher than the radiator pressure PCI output from the radiator pressure sensor 47
  • solenoid valve 30 Only the solenoid valve 30 may be opened when the pressure drops below and the pressure difference ⁇ Pdx between the inlet side and the outlet side of the solenoid valve 30 is smaller than the maximum error value ⁇ . If the solenoid valve 30 is opened, the pressure difference between the inlet side and the outlet side disappears, so that the disadvantage that reverse pressure is applied to the solenoid valve 30 can be eliminated or suppressed. (10) Back pressure prevention control (3) Further, as shown in FIG. 7, the rotational speed NC of the compressor 2 decreases to a first predetermined value NC1 or less, and the pressure difference ⁇ Pdx between the inlet side and the outlet side of the solenoid valve 30 is smaller than the maximum error value ⁇ . Sometimes, only the outdoor expansion valve 6 may be opened.
  • the outlet side of the electromagnetic valve 30 is communicated with the inlet side via the bypass pipe 35 -the outdoor expansion valve 6 -the refrigerant pipe 13E -the radiator 4;
  • the inconvenience of applying back pressure to 30 can be eliminated or suppressed.
  • the back pressure prevention control (part 2) and (part 3), the back pressure prevention control is terminated and prohibited in the same manner as described above.
  • the back pressure prevention control of the solenoid valve 30 is executed in the dehumidifying heating mode, but it may be executed in the MAX cooling mode as the second operation mode.
  • the present invention is applied to the vehicle air conditioner 1 that switches between the operation modes of the heating mode, the dehumidifying heating mode, the dehumidifying cooling mode, the cooling mode, the MAX cooling mode, and the auxiliary heater single mode.
  • the present invention is not limited to this.
  • the auxiliary heating device is not limited to the auxiliary heater 23 shown in the embodiment, and a heat medium circulation circuit that heats the air in the air flow passage by circulating the heat medium heated by the heater or an engine. You may utilize the heater core etc. which circulate through the heated radiator water.
  • the configuration of the refrigerant circuit R described in each of the above embodiments is not limited thereto, and it is needless to say that the refrigerant circuit R can be changed without departing from the gist of the present invention.

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Abstract

放熱器の入口側に設けられた第1の開閉弁が誤作動することで発生する騒音や振動を効果的に抑制し、当該開閉弁の耐久性を向上させることができる車両用空気調和装置を提供する。 室外膨張弁6を全閉とし、電磁弁30を閉じ、電磁弁40を開くことで、圧縮機2から吐出された冷媒をバイパス配管35により室外熱交換器7に流す第2の運転モード(除湿暖房モード)を実行する。コントローラは、第2の運転モードにおいて圧縮機2の回転数が第1の所定値以下に低下した場合、室外膨張弁6及び電磁弁30を開く逆圧防止制御を実行する。

Description

車両用空気調和装置
 本発明は、車両の車室内を空調するヒートポンプ方式の空気調和装置、特にハイブリッド自動車や電気自動車に適用可能な空気調和装置に関するものである。
 近年の環境問題の顕在化から、ハイブリッド自動車や電気自動車が普及するに至っている。そして、このような車両に適用することができる空気調和装置として、冷媒を圧縮して吐出する圧縮器と、車室内側に設けられて冷媒を放熱させる内部凝縮機と、車室内側に設けられて冷媒を吸熱させる蒸発器と、車室外側に設けられて冷媒を放熱又は吸熱させる外部凝縮機と、この外部凝縮機に流入する冷媒を膨張させる第1膨張バルブと、蒸発器に流入する冷媒を膨張させる第2膨張バルブと、内部凝縮機及び第1膨張バルブをバイパスする配管と、圧縮器から吐出された冷媒を内部凝縮機に流すか、この内部凝縮機と第1膨張バルブをバイパスして前記配管から外部凝縮機に直接流すかを切り換える第1バルブを備え、圧縮器から吐出された冷媒を第1バルブにより内部凝縮機に流して放熱させ、この放熱した冷媒を第1膨張バルブで減圧した後、外部凝縮機において吸熱させる暖房モードと、圧縮器から吐出された冷媒を第1バルブにより内部凝縮機において放熱させ、放熱した冷媒を第2膨張バルブで減圧した後、蒸発器において吸熱させる除湿モードと、圧縮器から吐出された冷媒を第1バルブにより内部凝縮機及び第1膨張バルブをバイパスして外部凝縮機に流して放熱させ、第2膨張バルブで減圧した後、蒸発器において吸熱させる冷房モードを切り換えて実行するものが開発されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2013−23210号公報
 上記のように、特許文献1では冷房モードに切り換わったときは内部凝縮機(本願での放熱器)には冷媒を流さない運転状態となる。即ち、第1バルブの内部凝縮器側の出口を閉じることになる。この状態では、冷媒は内部凝縮器(107)を含む第1バルブ(117)から第1膨張バルブ(119)までの閉回路内に閉じ込められることになるため、冷房モードに切り換わった直後の圧縮器の停止時に、圧縮器の吐出側の圧力よりも内部凝縮機側の圧力の方が高くなることがあった。
 ここで、三方弁である第1バルブの代わりに、内部凝縮機(本願での放熱器)側の開閉弁(本願での第1の開閉弁)と外部凝縮機(本願での室外熱交換器)側の開閉弁(本願での第2の開閉弁)の二つの開閉弁で流路を切り換える場合、圧縮器(本願での圧縮機)の吐出側の圧力よりも内部凝縮機側(放熱器側)の圧力の方が高くなる場合がある。
 特に、特許文献1では内部凝縮器の風下側にPTCヒータ(109。本願での補助加熱装置))が設けられているが、このPTCヒータ(109)を内部凝縮器の風上側に設けて発熱させた場合、このPTCヒータの発熱で内部凝縮器が加熱されるため、内部の圧力が上昇し、低負荷で圧縮器の回転数が低い運転状態では、圧縮器の吐出側の圧力よりも内部凝縮機側の圧力の方が高くなり易くなる。その場合は内部凝縮機側の開閉弁(本願での第1の開閉弁)に逆圧がかかり、ハンチングを引き起こす場合があり、この開閉弁にハンチングが発生すると、当該開閉弁において騒音や振動が生じると共に、その耐久性も低下すると云う問題があった。
 そこで、例えば圧縮器(本願での圧縮機)の吐出側の圧力と内部凝縮機側(放熱器側)の圧力を圧力センサによりそれぞれ検出して、係る開閉弁(本願での第1の開閉弁)の逆圧状態を判定し、対処することも考えられるが、圧力センサ(圧力を検出するためのセンサ本体及びその検出値を電圧に変換して出力するための電子部品を含む)にはそれぞれの検出誤差(バラツキ)があり、実際には逆圧となっているのにそれを的確に検出できずに開閉弁において騒音や振動が発生する問題もあった。
 本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、放熱器の入口側に設けられた第1の開閉弁が誤作動することで発生する騒音や振動を効果的に抑制し、当該開閉弁の耐久性を向上させることができる車両用空気調和装置を提供することを目的とする。
 請求項1の発明の車両用空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、冷媒を放熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、冷媒を吸熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、車室外に設けられた室外熱交換器と、放熱器を出て室外熱交換器に流入する冷媒を減圧するための室外膨張弁と、圧縮機の吐出側と放熱器の入口側の間に設けられた第1の開閉弁と、この第1の開閉弁の上流側で分岐し、放熱器及び室外膨張弁をバイパスして圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器に流すためのバイパス配管と、このバイパス配管に設けられた第2の開閉弁と、制御装置を備え、この制御装置により、第1の開閉弁を開き、第2の開閉弁を閉じることで、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器に流し、この放熱器から出た冷媒を、室外膨張弁を経て室外熱交換器に流す第1の運転モードと、室外膨張弁を全閉とし、第1の開閉弁を閉じ、第2の開閉弁を開くことで、圧縮機から吐出された冷媒をバイパス配管により室外熱交換器に流し、この室外熱交換器から出た冷媒を吸熱器に流す第2の運転モードを切り換えて実行するものであって、制御装置は、第2の運転モードにおいて圧縮機の回転数が第1の所定値以下に低下した場合、室外膨張弁及び第1の開閉弁を開く逆圧防止制御を実行することを特徴とする。
 請求項2の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御装置は、逆圧防止制御を開始する際、室外膨張弁と第1の開閉弁を同時に開くことを特徴とする。
 請求項3の発明の車両用空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、冷媒を放熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、冷媒を吸熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、車室外に設けられた室外熱交換器と、放熱器を出て室外熱交換器に流入する冷媒を減圧するための室外膨張弁と、圧縮機の吐出側と放熱器の入口側の間に設けられた第1の開閉弁と、この第1の開閉弁の上流側で分岐し、放熱器及び室外膨張弁をバイパスして圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器に流すためのバイパス配管と、このバイパス配管に設けられた第2の開閉弁と、制御装置を備え、この制御装置により、第1の開閉弁を開き、第2の開閉弁を閉じることで、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器に流し、この放熱器から出た冷媒を、室外膨張弁を経て室外熱交換器に流す第1の運転モードと、室外膨張弁を全閉とし、第1の開閉弁を閉じ、第2の開閉弁を開くことで、圧縮機から吐出された冷媒をバイパス配管により室外熱交換器に流し、この室外熱交換器から出た冷媒を吸熱器に流す第2の運転モードを切り換えて実行するものであって、制御装置は、第2の運転モードにおいて圧縮機の回転数が第1の所定値以下に低下した場合、室外膨張弁と第1の開閉弁のうちの何れか一方を開く逆圧防止制御を実行することを特徴とする。
 請求項4の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において制御装置は、逆圧防止制御を実行しているときに、圧縮機の回転数が第1の所定値より高い第2の所定値以上に上昇した場合、逆圧防止制御を終了して室外膨張弁が全閉となり、第1の開閉弁が閉じた状態に復帰することを特徴とする。
 請求項5の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において圧縮機の吐出冷媒圧力を検出して出力する吐出圧力センサと、放熱器の冷媒圧力を検出して出力する放熱器圧力センサを備え、制御装置は、第2の運転モードにおいて、放熱器圧力センサが出力する放熱器圧力PCIより吐出圧力センサが出力する吐出圧力Pdが高く、その差が吐出圧力センサ及び放熱器圧力センサが有する検出誤差から導出される最大誤差値以上である場合、逆圧防止制御を実行しないことを特徴とする。
 請求項6の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための補助加熱装置を備え、第1の運転モードは、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を室外膨張弁で減圧した後、室外熱交換器にて吸熱させる暖房モードと、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器から室外熱交換器に流して当該放熱器及び室外熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器にて吸熱させる除湿冷房モードと、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器から室外熱交換器に流して当該室外熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器にて吸熱させる冷房モードのうちの何れか、又は、それらの組み合わせ、若しくは、それらの全てであり、第2の運転モードは、圧縮機から吐出された冷媒をバイパス配管から室外熱交換器に流して放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器にて吸熱させると共に、補助加熱装置を発熱させる除湿暖房モードと、圧縮機から吐出された冷媒をバイパス配管から室外熱交換器に流して放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器にて吸熱させる最大冷房モードのうちの何れか、又は、それらの全てであることを特徴とする。
 請求項7の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において補助加熱装置は、空気流通路の空気の流れに対して、放熱器の上流側に設けられると共に、第2の運転モードは、除湿暖房モードであることを特徴とする。
 請求項1及び請求項3の発明によれば、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、冷媒を放熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、冷媒を吸熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、車室外に設けられた室外熱交換器と、放熱器を出て室外熱交換器に流入する冷媒を減圧するための室外膨張弁と、圧縮機の吐出側と放熱器の入口側の間に設けられた第1の開閉弁と、この第1の開閉弁の上流側で分岐し、放熱器及び室外膨張弁をバイパスして圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器に流すためのバイパス配管と、このバイパス配管に設けられた第2の開閉弁と、制御装置を備え、この制御装置により、第1の開閉弁を開き、第2の開閉弁を閉じることで、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器に流し、この放熱器から出た冷媒を、室外膨張弁を経て室外熱交換器に流す第1の運転モードと、室外膨張弁を全閉とし、第1の開閉弁を閉じ、第2の開閉弁を開くことで、圧縮機から吐出された冷媒をバイパス配管により室外熱交換器に流し、この室外熱交換器から出た冷媒を吸熱器に流す第2の運転モードを切り換えて実行する車両用空気調和装置において、制御装置が、第2の運転モードにおいて圧縮機の回転数が第1の所定値以下に低下した場合、室外膨張弁、及び/又は、第1の開閉弁を開く逆圧防止制御を実行するようにしたので、第1の開閉弁が閉じられ、第2の開閉弁が開放される第2の運転モードにおいて、圧縮機の回転数が低下して第1の開閉弁に逆圧がかかり易くなる運転状態となったとき、室外膨張弁や第1の開閉弁が開放されることになる。
 これにより、第1の開閉弁の入口側と出口側は均圧されるので、第1の開閉弁に逆圧がかかる不都合を解消することが可能となり、第1の開閉弁でハンチングが起こって騒音や振動が発生する不都合や、第1の開閉弁の耐久性が低下する問題を未然に解消、若しくは、抑制することができるようになる。
 特に、請求項1の発明では制御装置が、逆圧防止制御において室外膨張弁及び第1の開閉弁の双方を開くので、第1の開閉弁の入口側と出口側は迅速に均圧され、第1の開閉弁に逆圧がかかる不都合を効果的に解消することが可能となる。ここで、室外膨張弁と第1の開閉弁を開く場合、第1の開閉弁より先に室外膨張弁を開くと、第1の開閉弁に少しずつ冷媒が流れるために流動音が生じる危険性があるが、請求項2の発明の如く制御装置により逆圧防止制御を開始する際、室外膨張弁と第1の開閉弁を同時に開くようにすれば、係る不都合を防止、若しくは、抑制することができるようになる。
 そして、請求項4の発明の如く制御装置が逆圧防止制御を実行しているときに、圧縮機の回転数が第1の所定値より高い第2の所定値以上に上昇した場合、逆圧防止制御を終了して室外膨張弁が全閉となり、第1の開閉弁が閉じた状態に復帰するようにすれば、圧縮機の回転数が上昇して第1の開閉弁に逆圧がかかり難くなったことに応じて、支障無く本来の第2の運転モードの運転状態に復帰することが可能となる。
 また、請求項5の発明の如く圧縮機の吐出冷媒圧力を検出して出力する吐出圧力センサと、放熱器の冷媒圧力を検出して出力する放熱器圧力センサを備え、制御装置が第2の運転モードにおいて、放熱器圧力センサが出力する放熱器圧力PCIより吐出圧力センサが出力する吐出圧力Pdが高く、その差が吐出圧力センサ及び放熱器圧力センサが有する検出誤差から導出される最大誤差値以上である場合、逆圧防止制御を実行しないようにすれば、各圧力センサの検出誤差を考慮しても明らかに第1の開閉弁に逆圧がかかっていない運転状態では、逆圧防止制御を行わないことで、不必要な室外膨張弁と第1の開閉弁の開放を回避し、第2の運転モードを円滑に継続することができるようになる。
 ここで、上記各発明の車両用空気調和装置の第1の運転モードは、請求項6の発明の如く、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を室外膨張弁で減圧した後、室外熱交換器にて吸熱させる暖房モードと、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器から室外熱交換器に流して当該放熱器及び室外熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器にて吸熱させる除湿冷房モードと、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器から室外熱交換器に流して当該室外熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器にて吸熱させる冷房モードのうちの何れか、又は、それらの組み合わせ、若しくは、それらの全てであり、第2の運転モードは、圧縮機から吐出された冷媒をバイパス配管から室外熱交換器に流して放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器にて吸熱させると共に、空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための補助加熱装置を発熱させる除湿暖房モードと、圧縮機から吐出された冷媒をバイパス配管から室外熱交換器に流して放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、吸熱器にて吸熱させる最大冷房モードのうちの何れか、又は、それらの全てである。
 そして、請求項7の発明の如く補助加熱装置が空気流通路の空気の流れに対して放熱器の上流側に設けられ、第2の運転モードとして除湿暖房モードを実行する場合、放熱器は補助加熱装置の発熱で加熱されるために内部の圧力が上昇し、圧縮機の回転数が低い運転状態では第1の開閉弁に逆圧がかかり易くなるので、上記各発明の逆圧防止制御は極めて有効なものとなる。
本発明を適用した一実施形態の車両用空気調和装置の構成図である(暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード及び冷房モード)。 図1の車両用空気調和装置のコントローラの電気回路のブロック図である。 図1の車両用空気調和装置のMAX冷房モード(最大冷房モード)のときの構成図である。 除湿暖房モードにおいて図2のコントローラが実行する逆圧防止制御の一例を説明する各機器のタイミングチャートである。 除湿暖房モードにおいて図2のコントローラが実行する逆圧防止制御の一例を説明する各機器のもう一つのタイミングチャートである。 除湿暖房モードにおいて図2のコントローラが実行する逆圧防止制御の他の例を説明する各機器のタイミングチャートである。 除湿暖房モードにおいて図2のコントローラが実行する逆圧防止制御のもう一つの他の例を説明する各機器のタイミングチャートである。
 以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。
 図1は本発明の一実施例の車両用空気調和装置1の構成図を示している。本発明を適用する実施例の車両は、エンジン(内燃機関)が搭載されていない電気自動車(EV)であって、バッテリに充電された電力で走行用の電動モータを駆動して走行するものであり(何れも図示せず)、本発明の車両用空気調和装置1も、バッテリの電力で駆動されるものとする。即ち、実施例の車両用空気調和装置1は、エンジン廃熱による暖房ができない電気自動車において、冷媒回路を用いたヒートポンプ運転により暖房モードを行い、更に、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、MAX冷房モード(最大冷房モード)、補助ヒータ単独モードの各運転モードを選択的に実行するものである。
 尚、車両として電気自動車に限らず、エンジンと走行用の電動モータを供用する所謂ハイブリッド自動車にも本発明は有効であり、更には、エンジンで走行する通常の自動車にも適用可能であることは云うまでもない。また、上記暖房モード、除湿冷房モード、及び、冷房モードが本発明における第1の運転モード、除湿暖房モード、及び、MAX冷房モードが本発明における第2の運転モードである。
 実施例の車両用空気調和装置1は、電気自動車の車室内の空調(暖房、冷房、除湿、及び、換気)を行うものであり、冷媒を圧縮する電動式の圧縮機2と、車室内空気が通気循環されるHVACユニット10の空気流通路3内に設けられ、圧縮機2から吐出された高温高圧の冷媒が冷媒配管13Gを介して流入し、この冷媒を車室内に放熱させる放熱器4と、暖房時に冷媒を減圧膨張させる電動弁から成る室外膨張弁6と、車室外に設けられて冷房時には放熱器として機能し、暖房時には蒸発器として機能すべく冷媒と外気との間で熱交換を行わせる室外熱交換器7と、冷媒を減圧膨張させる電動弁から成る室内膨張弁8と、空気流通路3内に設けられて冷房時及び除湿時に車室内外から冷媒に吸熱させる吸熱器9と、アキュムレータ12等が冷媒配管13により順次接続され、冷媒回路Rが構成されている。
 そして、この冷媒回路Rには所定量の冷媒と潤滑用のオイルが充填されている。尚、室外熱交換器7には、室外送風機15が設けられている。この室外送風機15は、室外熱交換器7に外気を強制的に通風することにより、外気と冷媒とを熱交換させるものであり、これにより停車中(即ち、車速が0km/h)にも室外熱交換器7に外気が通風されるよう構成されている。
 また、室外熱交換器7は冷媒下流側にレシーバドライヤ部14と過冷却部16を順次有し、室外熱交換器7から出た冷媒配管13Aは冷房時に開放される電磁弁17を介してレシーバドライヤ部14に接続され、過冷却部16の出口側の冷媒配管13Bは室内膨張弁8を介して吸熱器9の入口側に接続されている。尚、レシーバドライヤ部14及び過冷却部16は構造的に室外熱交換器7の一部を構成している。
 また、過冷却部16と室内膨張弁8間の冷媒配管13Bは、吸熱器9の出口側の冷媒配管13Cと熱交換関係に設けられ、両者で内部熱交換器19を構成している。これにより、冷媒配管13Bを経て室内膨張弁8に流入する冷媒は、吸熱器9を出た低温の冷媒により冷却(過冷却)される構成とされている。
 また、室外熱交換器7から出た冷媒配管13Aは冷媒配管13Dに分岐しており、この分岐した冷媒配管13Dは、暖房時に開放される電磁弁21を介して内部熱交換器19の下流側における冷媒配管13Cに連通接続されている。この冷媒配管13Cがアキュムレータ12に接続され、アキュムレータ12は圧縮機2の冷媒吸込側に接続されている。更に、放熱器4の出口側の冷媒配管13Eは室外膨張弁6を介して室外熱交換器7の入口側に接続されている。
 また、圧縮機2の吐出側と放熱器4の入口側の間の冷媒配管13Gには後述する除湿暖房とMAX冷房時に閉じられる電磁弁30(本願での第1の開閉弁:リヒート用の電磁弁)が介設されている。この場合、冷媒配管13Gは電磁弁30の上流側でバイパス配管35に分岐しており、このバイパス配管35には除湿暖房とMAX冷房時に開放される電磁弁40(本願での第2の開閉弁:バイパス用の電磁弁)が設けられており、この電磁弁40を介して室外膨張弁6の下流側の冷媒配管13Eに連通接続されている。これらバイパス配管35、電磁弁30及び電磁弁40によりバイパス装置45が構成される。
 このようなバイパス配管35、電磁弁30及び電磁弁40によりバイパス装置45を構成したことで、後述する如く圧縮機2から吐出された冷媒を室外熱交換器7に直接流入させる除湿暖房モードやMAX冷房モードと、圧縮機2から吐出された冷媒を放熱器4に流入させる暖房モードや除湿冷房モード、冷房モードとの切り換えを円滑に行うことができるようになる。
 また、吸熱器9の空気上流側における空気流通路3には、外気吸込口と内気吸込口の各吸込口が形成されており(図1では吸込口25で代表して示す)、この吸込口25には空気流通路3内に導入する空気を車室内の空気である内気(内気循環モード)と、車室外の空気である外気(外気導入モード)とに切り換える吸込切換ダンパ26が設けられている。更に、この吸込切換ダンパ26の空気下流側には、導入した内気や外気を空気流通路3に送給するための室内送風機(ブロワファン)27が設けられている。
 また、図1において23は実施例の車両用空気調和装置1に設けられた補助加熱装置としての補助ヒータである。実施例の補助ヒータ23は電気ヒータであるPTCヒータにて構成されており、空気流通路3の空気の流れに対して、放熱器4の空気上流側となる空気流通路3内に設けられている。そして、補助ヒータ23に通電されて発熱すると、吸熱器9を経て放熱器4に流入する空気流通路3内の空気が加熱される。即ち、この補助ヒータ23が所謂ヒータコアとなり、車室内の暖房を行い、或いは、それを補完する。
 また、補助ヒータ23の空気上流側における空気流通路3内には、当該空気流通路3内に流入し、吸熱器9を通過した後の空気流通路3内の空気(内気や外気)を補助ヒータ23及び放熱器4に通風する割合を調整するエアミックスダンパ28が設けられている。更に、放熱器4の空気下流側における空気流通路3には、FOOT(フット)、VENT(ベント)、DEF(デフ)の各吹出口(図1では代表して吹出口29で示す)が形成されており、この吹出口29には上記各吹出口から空気の吹き出しを切換制御する吹出口切換ダンパ31が設けられている。
 次に、図2において32はプロセッサを備えたコンピュータの一例であるマイクロコンピュータから構成された制御装置としてのコントローラ(ECU)であり、このコントローラ32の入力には車両の外気温度(Tam)を検出する外気温度センサ33と、外気湿度を検出する外気湿度センサ34と、吸込口25から空気流通路3に吸い込まれる空気の温度を検出するHVAC吸込温度センサ36と、車室内の空気(内気)の温度を検出する内気温度センサ37と、車室内の空気の湿度を検出する内気湿度センサ38と、車室内の二酸化炭素濃度を検出する室内CO濃度センサ39と、吹出口29から車室内に吹き出される空気の温度を検出する吹出温度センサ41と、圧縮機2の吐出冷媒圧力(吐出圧力Pd)を検出する吐出圧力センサ42と、圧縮機2の吐出冷媒温度を検出する吐出温度センサ43と、圧縮機2の吸込冷媒温度を検出する吸込温度センサ55と、放熱器4の入口の冷媒温度(放熱器入口温度TCIin)を検出する放熱器入口温度センサ44と、放熱器4の出口の冷媒温度(放熱器出口温度TCIout)を検出する放熱器出口温度センサ46と、放熱器4の冷媒圧力(放熱器4内、又は、放熱器4を出た直後の冷媒の圧力:放熱器圧力PCI)を検出する放熱器圧力センサ47と、吸熱器9の温度(吸熱器9を経た空気の温度、又は、吸熱器9自体の温度:吸熱器温度Te)を検出する吸熱器温度センサ48と、吸熱器9の冷媒圧力(吸熱器9内、又は、吸熱器9を出た直後の冷媒の圧力)を検出する吸熱器圧力センサ49と、車室内への日射量を検出するための例えばフォトセンサ式の日射センサ51と、車両の移動速度(車速)を検出するための車速センサ52と、設定温度や運転モードの切り換えを設定するための空調(エアコン)操作部53と、室外熱交換器7から出た直後の冷媒の温度(室外熱交換器温度TXO)を検出する室外熱交換器温度センサ54と、室外熱交換器7の冷媒圧力(室外熱交換器7内、又は、室外熱交換器7から出た直後の冷媒の圧力:室外熱交換器圧力PXO)を検出する室外熱交換器圧力センサ56の各出力が接続されている。また、コントローラ32の入力には更に、補助ヒータ23の温度(補助ヒータ23で加熱された直後の空気の温度、又は、補助ヒータ23自体の温度:補助ヒータ温度Tptc)を検出する補助ヒータ温度センサ50の出力も接続されている。
 尚、本願において各センサとは、温度や圧力を検出するためのセンサ本体と、このセンサ本体の検出値を電圧に変換してコントローラ32に出力するための電子部品を含むものとして扱う。
 一方、コントローラ32の出力には、前記圧縮機2と、室外送風機15と、室内送風機(ブロワファン)27と、吸込切換ダンパ26と、エアミックスダンパ28と、吹出口切換ダンパ31と、室外膨張弁6、室内膨張弁8と、補助ヒータ23、電磁弁30(リヒート用)、電磁弁17(冷房用)、電磁弁21(暖房用)、電磁弁40(バイパス用)の各電磁弁が接続されている。そして、コントローラ32は各センサの出力と空調操作部53にて入力された設定に基づいてこれらを制御する。
 以上の構成で、次に実施例の車両用空気調和装置1の動作を説明する。コントローラ32は実施例では暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、MAX冷房モード(最大冷房モード)、及び、補助ヒータ単独モードの各運転モードを切り換えて実行する。先ず、各運転モードにおける冷媒の流れと制御の概略について説明する。
 (1)暖房モード(第1の運転モード)
 コントローラ32により(オートモード)或いは空調操作部53へのマニュアル操作(マニュアルモード)により暖房モードが選択されると、コントローラ32は暖房用の電磁弁21を開放し、冷房用の電磁弁17を閉じる。また、リヒート用の電磁弁30を開放し、バイパス用の電磁弁40を閉じる。
 そして、圧縮機2、及び、各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は図1に破線で示す如く、室内送風機27から吹き出されて吸熱器9を経た空気流通路3内の全ての空気が補助ヒータ23及び放熱器4に通風される状態とする。これにより、圧縮機2から吐出された高温高圧のガス冷媒は電磁弁30を経て冷媒配管13Gから放熱器4に流入する。放熱器4には空気流通路3内の空気が通風されるので、空気流通路3内の空気は放熱器4内の高温冷媒(補助ヒータ23が動作するときは当該補助ヒータ23及び放熱器4)により加熱され、一方、放熱器4内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化する。
 放熱器4内で液化した冷媒は当該放熱器4を出た後、冷媒配管13Eを経て室外膨張弁6に至る。室外膨張弁6に流入した冷媒はそこで減圧された後、室外熱交換器7に流入する。室外熱交換器7に流入した冷媒は蒸発し、走行により、或いは、室外送風機15にて通風される外気中から熱を汲み上げる。即ち、冷媒回路Rがヒートポンプとなる。そして、室外熱交換器7を出た低温の冷媒は冷媒配管13A及び電磁弁21及び冷媒配管13Dを経て冷媒配管13Cからアキュムレータ12に入り、そこで気液分離された後、ガス冷媒が圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。即ち、室外熱交換器7から出た冷媒は吸熱器9を経ること無くアキュムレータ12に流れる。そして、放熱器4(補助ヒータ23が動作するときは当該補助ヒータ23及び放熱器4)にて加熱された空気は吹出口29から吹き出されるので、これにより車室内の暖房が行われることになる。
 コントローラ32は、後述する目標吹出温度TAOから算出される目標放熱器温度TCO(放熱器温度THの目標値)から目標放熱器圧力PCO(放熱器圧力PCIの目標値)を算出し、この目標放熱器圧力PCOと、放熱器圧力センサ47が検出する放熱器4の冷媒圧力(放熱器圧力PCI。冷媒回路Rの高圧圧力)に基づいて圧縮機2の回転数NCを制御する。また、コントローラ32は、放熱器入口温度センサ44が検出する放熱器入口温度TCIin、放熱器出口温度センサ46が検出する放熱器出口温度TCIout及び放熱器圧力センサ47が検出する放熱器圧力PCIに基づいて室外膨張弁6の弁開度を制御し、放熱器4の出口における冷媒の過冷却度SCを制御する。前記目標放熱器温度TCOは基本的にはTCO=TAOとされるが、制御上の所定の制限が設けられる。
 また、コントローラ32はこの暖房モードにおいては、車室内空調に要求される暖房能力に対して放熱器4による暖房能力が不足する場合、その不足する分を補助ヒータ23の発熱で補完するように補助ヒータ23の通電を制御する。それにより、快適な車室内暖房を実現し、且つ、室外熱交換器7の着霜も抑制する。このとき、補助ヒータ23は放熱器4の空気上流側に配置されているので、空気流通路3を流通する空気は放熱器4の前に補助ヒータ23に通風されることになる。
 ここで、補助ヒータ23が放熱器4の空気下流側に配置されていると、実施例の如くPTCヒータで補助ヒータ23を構成した場合には、補助ヒータ23に流入する空気の温度が放熱器4によって上昇するため、PTCヒータの抵抗値が大きくなり、電流値も低くなって発熱量が低下してしまうが、放熱器4の空気上流側に補助ヒータ23を配置することで、実施例の如くPTCヒータから構成される補助ヒータ23の能力を十分に発揮させることができるようになる。
 (2)除湿暖房モード(第2の運転モード)
 次に、除湿暖房モードでは、コントローラ32は電磁弁17を開放し、電磁弁21を閉じる。また、電磁弁30を閉じ、電磁弁40を開放すると共に、室外膨張弁6の弁開度は全閉とする。そして、圧縮機2、及び、各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は図1に破線で示す如く、室内送風機27から吹き出されて吸熱器9を経た空気流通路3内の全ての空気が補助ヒータ23及び放熱器4に通風される状態とする。
 これにより、圧縮機2から冷媒配管13Gに吐出された高温高圧のガス冷媒は、放熱器4に向かうこと無くバイパス配管35に流入し、電磁弁40を経て室外膨張弁6の下流側の冷媒配管13Eに至るようになる。このとき、室外膨張弁6は全閉とされているので、冷媒は室外熱交換器7に流入する。室外熱交換器7に流入した冷媒はそこで走行により、或いは、室外送風機15にて通風される外気により空冷され、凝縮する。室外熱交換器7を出た冷媒は冷媒配管13Aから電磁弁17を経てレシーバドライヤ部14、過冷却部16と順次流入する。ここで冷媒は過冷却される。
 室外熱交換器7の過冷却部16を出た冷媒は冷媒配管13Bに入り、内部熱交換器19を経て室内膨張弁8に至る。室内膨張弁8にて冷媒は減圧された後、吸熱器9に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機27から吹き出された空気は冷却され、且つ、当該空気中の水分が吸熱器9に凝結して付着するので、空気流通路3内の空気は冷却され、且つ、除湿される。吸熱器9で蒸発した冷媒は内部熱交換器19を経て冷媒配管13Cを介し、アキュムレータ12に至り、そこを経て圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。
 このとき、室外膨張弁6の弁開度は全閉とされているので、圧縮機2から吐出された冷媒が室外膨張弁6から放熱器4に逆流入する不都合を抑制若しくは防止することが可能となる。これにより、冷媒循環量の低下を抑制若しくは解消して空調能力を確保することができるようになる。更に、この除湿暖房モードにおいてコントローラ32は、補助ヒータ23に通電して発熱させる。これにより、吸熱器9にて冷却され、且つ、除湿された空気は補助ヒータ23を通過する過程で更に加熱され、温度が上昇するので車室内の除湿暖房が行われることになる。
 コントローラ32は吸熱器温度センサ48が検出する吸熱器9の温度(吸熱器温度Te)とその目標値である目標吸熱器温度TEOに基づいて圧縮機2の回転数NCを制御すると共に、補助ヒータ温度センサ50が検出する補助ヒータ温度Tptcと前述した目標放熱器温度TCOに基づいて補助ヒータ23の通電(発熱)を制御することで、吸熱器9での空気の冷却と除湿を適切に行いながら、補助ヒータ23による加熱で吹出口29から車室内に吹き出される空気温度の低下を的確に防止する。
 これにより、車室内に吹き出される空気を除湿しながら、その温度を適切な暖房温度に制御することが可能となり、車室内の快適且つ効率的な除湿暖房を実現することができるようになる。また、前述した如く除湿暖房モードではエアミックスダンパ28は空気流通路3内の全ての空気を補助ヒータ23及び放熱器4に通風する状態とされるので、吸熱器9を経た空気を効率良く補助ヒータ23で加熱して省エネ性を向上させ、且つ、除湿暖房空調の制御性も向上させることができるようになる。
 尚、実施例の如く補助ヒータ23を放熱器4の空気上流側に配置することで、補助ヒータ23が発熱すると、それによって加熱された空気が放熱器4に流入することになるため、放熱器4は加熱されるかたちとなるが、補助ヒータ23を放熱器4の空気下流側に配置した場合に比して、乗員の安全性(感電)は向上する。
 (3)除湿冷房モード(第1の運転モード)
 次に、除湿冷房モードでは、コントローラ32は電磁弁17を開放し、電磁弁21を閉じる。また、電磁弁30を開放し、電磁弁40を閉じる。そして、圧縮機2、及び、各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は図1に破線で示す如く、室内送風機27から吹き出されて吸熱器9を経た空気流通路3内の全ての空気が補助ヒータ23及び放熱器4に通風される状態とする。これにより、圧縮機2から吐出された高温高圧のガス冷媒は電磁弁30を経て冷媒配管13Gから放熱器4に流入する。放熱器4には空気流通路3内の空気が通風されるので、空気流通路3内の空気は放熱器4内の高温冷媒により加熱され、一方、放熱器4内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化していく。
 放熱器4を出た冷媒は冷媒配管13Eを経て室外膨張弁6に至り、開き気味で制御される室外膨張弁6を経て室外熱交換器7に流入する。室外熱交換器7に流入した冷媒はそこで走行により、或いは、室外送風機15にて通風される外気により空冷され、凝縮する。室外熱交換器7を出た冷媒は冷媒配管13Aから電磁弁17を経てレシーバドライヤ部14、過冷却部16と順次流入する。ここで冷媒は過冷却される。
 室外熱交換器7の過冷却部16を出た冷媒は冷媒配管13Bに入り、内部熱交換器19を経て室内膨張弁8に至る。室内膨張弁8にて冷媒は減圧された後、吸熱器9に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機27から吹き出された空気中の水分が吸熱器9に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。
 吸熱器9で蒸発した冷媒は内部熱交換器19を経て冷媒配管13Cを介し、アキュムレータ12に至り、そこを経て圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。この除湿冷房モードではコントローラ32は補助ヒータ23に通電しないので、吸熱器9にて冷却され、除湿された空気は放熱器4を通過する過程で再加熱(暖房時よりも放熱能力は低い)される。これにより車室内の除湿冷房が行われることになる。
 コントローラ32は吸熱器温度センサ48が検出する吸熱器9の温度(吸熱器温度Te)に基づいて圧縮機2の回転数NCを制御すると共に、前述した冷媒回路Rの高圧圧力に基づいて室外膨張弁6の弁開度を制御し、放熱器4の冷媒圧力(放熱器圧力PCI)を制御する。
 (4)冷房モード(第1の運転モード)
 次に、冷房モードでは、コントローラ32は上記除湿冷房モードの状態において室外膨張弁6の弁開度を全開とする。尚、コントローラ32はエアミックスダンパ28を制御し、図1に実線で示す如く、室内送風機27から吹き出されて吸熱器9を通過した後の空気流通路3内の空気が、補助ヒータ23及び放熱器4に通風される割合を調整する。また、コントローラ32は補助ヒータ23に通電しない。
 これにより、圧縮機2から吐出された高温高圧のガス冷媒は電磁弁30を経て冷媒配管13Gから放熱器4に流入すると共に、放熱器4を出た冷媒は冷媒配管13Eを経て室外膨張弁6に至る。このとき室外膨張弁6は全開とされているので冷媒はそれを通過し、そのまま室外熱交換器7に流入し、そこで走行により、或いは、室外送風機15にて通風される外気により空冷され、凝縮液化する。室外熱交換器7を出た冷媒は冷媒配管13Aから電磁弁17を経てレシーバドライヤ部14、過冷却部16と順次流入する。ここで冷媒は過冷却される。
 室外熱交換器7の過冷却部16を出た冷媒は冷媒配管13Bに入り、内部熱交換器19を経て室内膨張弁8に至る。室内膨張弁8にて冷媒は減圧された後、吸熱器9に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機27から吹き出された空気は冷却される。また、空気中の水分は吸熱器9に凝結して付着する。
 吸熱器9で蒸発した冷媒は内部熱交換器19を経て冷媒配管13Cを介し、アキュムレータ12に至り、そこを経て圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器9にて冷却され、除湿された空気が吹出口29から車室内に吹き出されるので(一部は放熱器4を通過して熱交換する)、これにより車室内の冷房が行われることになる。また、この冷房モードにおいては、コントローラ32は吸熱器温度センサ48が検出する吸熱器9の温度(吸熱器温度Te)とその目標値である目標吸熱器温度TEOに基づいて圧縮機2の回転数NCを制御する。
 (5)MAX冷房モード(最大冷房モード:第2の運転モード)
 次に、最大冷房モードとしてのMAX冷房モードでは、コントローラ32は電磁弁17を開放し、電磁弁21を閉じる。また、電磁弁30を閉じ、電磁弁40を開放すると共に、室外膨張弁6の弁開度は全閉とする。そして、圧縮機2、及び、各送風機15、27を運転し、エアミックスダンパ28は図3に示す如く補助ヒータ23及び放熱器4に空気流通路3内の空気が通風されない状態とする。但し、多少通風されても支障はない。また、コントローラ32は補助ヒータ23に通電しない。
 これにより、圧縮機2から冷媒配管13Gに吐出された高温高圧のガス冷媒は、放熱器4に向かうこと無くバイパス配管35に流入し、電磁弁40を経て室外膨張弁6の下流側の冷媒配管13Eに至るようになる。このとき、室外膨張弁6は全閉とされているので、冷媒は室外熱交換器7に流入する。室外熱交換器7に流入した冷媒はそこで走行により、或いは、室外送風機15にて通風される外気により空冷され、凝縮する。室外熱交換器7を出た冷媒は冷媒配管13Aから電磁弁17を経てレシーバドライヤ部14、過冷却部16と順次流入する。ここで冷媒は過冷却される。
 室外熱交換器7の過冷却部16を出た冷媒は冷媒配管13Bに入り、内部熱交換器19を経て室内膨張弁8に至る。室内膨張弁8にて冷媒は減圧された後、吸熱器9に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機27から吹き出された空気は冷却される。また、空気中の水分は吸熱器9に凝結して付着するので、空気流通路3内の空気は除湿される。吸熱器9で蒸発した冷媒は内部熱交換器19を経て冷媒配管13Cを介し、アキュムレータ12に至り、そこを経て圧縮機2に吸い込まれる循環を繰り返す。このとき、室外膨張弁6は全閉とされているので、同様に圧縮機2から吐出された冷媒が室外膨張弁6から放熱器4に逆流入する不都合を抑制若しくは防止することが可能となる。これにより、冷媒循環量の低下を抑制若しくは解消して空調能力を確保することができるようになる。
 ここで、前述した冷房モードでは放熱器4に高温の冷媒が流れているため、放熱器4からHVACユニット10への直接の熱伝導が少なからず生じるが、このMAX冷房モードでは放熱器4に冷媒が流れないため、放熱器4からHVACユニット10に伝達される熱で吸熱器9からの空気流通路3内の空気が加熱されることも無くなる。そのため、車室内の強力な冷房が行われ、特に外気温度Tamが高いような環境下では、迅速に車室内を冷房して快適な車室内空調を実現することができるようになる。また、このMAX冷房モードにおいても、コントローラ32は吸熱器温度センサ48が検出する吸熱器9の温度(吸熱器温度Te)とその目標値である目標吸熱器温度TEOに基づいて圧縮機2の回転数NCを制御する。
 (6)補助ヒータ単独モード
 尚、実施例のコントローラ32は室外熱交換器7に過着霜が生じた場合などに、圧縮機2と室外送風機15を停止し、補助ヒータ23に通電してこの補助ヒータ23のみで車室内を暖房する補助ヒータ単独モードを有している。この場合にも、コントローラ32は補助ヒータ温度センサ50が検出する補助ヒータ温度Tptcと前述した目標ヒータ温度TCOに基づいて補助ヒータ23の通電(発熱)を制御する。
 また、コントローラ32は室内送風機27を運転し、エアミックスダンパ28は、室内送風機27から吹き出された空気流通路3内の空気を補助ヒータ23に通風し、風量を調整する状態とする。補助ヒータ23にて加熱された空気が吹出口29から車室内に吹き出されるので、これにより車室内の暖房が行われることになる。
 (7)運転モードの切換
 空気流通路3内を流通される空気は上記各運転モードにおいて吸熱器9からの冷却や放熱器4(及び補助ヒータ23)からの加熱作用(エアミックスダンパ28で調整)を受けて吹出口29から車室内に吹き出される。コントローラ32は外気温度センサ33が検出する外気温度Tam、内気温度センサ37が検出する車室内の温度、前記ブロワ電圧、日射センサ51が検出する日射量等と、空調操作部53にて設定された車室内の目標車室内温度(設定温度)とに基づいて目標吹出温度TAOを算出し、各運転モードを切り換えて吹出口29から吹き出される空気の温度をこの目標吹出温度TAOに制御する。
 この場合、コントローラ32は、外気温度Tam、車室内の湿度、目標吹出温度TAO、放熱器温度TH、目標放熱器温度TCO、吸熱器温度Te、目標吸熱器温度TEO、車室内の除湿要求の有無、等のパラメータに基づき、的確に暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、MAX冷房モード及び補助ヒータ単独モードを切り換え、快適且つ効率的な車室内空調を実現する。
 (8)除湿暖房モードにおける逆圧防止制御(その1)
 次に、図4及び図5を参照しながら上記除湿暖房モード(第2の運転モード)においてコントローラ32が実行する逆圧防止制御について説明する。
 (8−1)逆圧防止制御の開始
 除湿暖房モード(第2の運転モード)では前述した如く電磁弁30が閉じられ、室外膨張弁6(0PLS)も全閉となり、冷媒が放熱器4内等に閉じ込められた状態となる。そして、補助ヒータ23が通電されて発熱するため、放熱器4にはこの補助ヒータ23で加熱された空気が通風されることになり、放熱器4内の冷媒の圧力、即ち放熱器圧力PCIは高くなる。
 一方、係る運転状態において低負荷となり、吸熱器温度Teに基づいて制御されている圧縮機2の回転数NCが低下して来ると、圧縮機2の吐出圧力Pdが低下する。そのため、電磁弁30の入口側の圧力(吐出圧力Pd)が、出口側の圧力(放熱器圧力PCI)よりも低くなって電磁弁30に逆圧がかかり易くなる。
 そこで、実施例ではコントローラ32は、この除湿暖房モードにおいて圧縮機2の回転数NCが第1の所定値NC1(所定の低い値)以下に低下した場合、室外膨張弁6を所定値PLS1まで開き、電磁弁30も開く逆圧防止制御を実行する。この場合、コントローラ32は室外膨張弁6を開き始めるタイミングと電磁弁30を開くタイミングを同時とする。また、その間に圧縮機2がON/OFFされても回転数NCが後述する第2の所定値NC2以上とならなければ逆圧防止制御を継続する(図4)。
 このように室外膨張弁6及び電磁弁30が開放されることによって、圧縮機2から吐出された冷媒は放熱器4側にも少量流れ、放熱器4から室外膨張弁6に向かい、室外熱交換器7に流入するようになる。これにより、電磁弁30の入口側と出口側は均圧されるので、電磁弁30に逆圧がかかる不都合は解消され、電磁弁30でハンチングが起こって騒音や振動が発生する不都合や、電磁弁30の耐久性が低下する問題を未然に解消、若しくは、抑制することができるようになる。
 特に、実施例の如く逆圧防止制御において室外膨張弁6と電磁弁30の双方をコントローラ32が開くことで、電磁弁30の入口側と出口側は迅速に均圧され、電磁弁30に逆圧がかかる不都合を効果的に解消することが可能となる。ここで、室外膨張弁6と電磁弁30を開く場合、電磁弁30より先に室外膨張弁6を開くと、電磁弁30に少しずつ冷媒が流れるために「ちょろちょろ」と流動音が生じる危険性があるが、実施例ではコントローラ32は、逆圧防止制御を開始する際、室外膨張弁6と電磁弁30を同時に開くので、係る不都合も防止、若しくは、抑制することができるようになる。
 (8−2)逆圧防止制御の終了
 その後、圧縮機2の回転数NCが上昇していけば、吐出圧力Pdも高くなるため、電磁弁30には逆圧はかかり難くなる。そこで、コントローラ32は圧縮機2の回転数NCが前記第1の所定値NC1より高い第2の所定値NC2以上に上昇した場合、逆圧防止制御を終了し、室外膨張弁6を閉じていって全閉とすると共に、電磁弁30も閉じる。これにより、冷媒回路Rは室外膨張弁6が全閉(0PLS)となり、電磁弁30が閉じた状態に復帰する。即ち、圧縮機2の回転数NCが上昇して電磁弁30に逆圧がかかり難くなったことに応じて、支障無く本来の除湿暖房モードの運転状態に復帰することが可能となる。
 (8−3)逆圧防止制御の禁止
 他方、コントローラ32はこの除湿暖房モードにおいて、常時電磁弁30の入口側と出口側の圧力を監視している。尚、この実施例では電磁弁30の入口側の圧力を前述した吐出圧力センサ42が検出して出力する吐出圧力Pdから判断し、電磁弁30の出口側の圧力を前述した放熱器圧力センサ47が検出して出力する放熱器圧力PCIから判断する。
 そして、実施例では電磁弁30の入口側の圧力である吐出圧力Pdと、出口側の圧力である放熱器圧力PCIとの差ΔPdx(=Pd−PCI)が所定の最大誤差値α以上である場合、例えば圧縮機2の回転数NCが前述した第1の所定値NC1以下に低下したとしても、図5に示す如く逆圧防止制御を実行せず(禁止)、室外膨張弁6が全閉となり、電磁弁30が閉じた状態を継続する。
 ここで、上述した最大誤差値αは、吐出圧力センサ42と放熱器圧力センサ47が有する検出誤差(バラツキ)から導出される。この場合、吐出圧力センサ42(センサ本体と電子部品)の検出誤差がプラスマイナスe1であり、放熱器圧力センサ47(センサ本体と電子部品)の検出誤差がプラスマイナスe2であることが予め分かっているものとすると、真の吐出圧力(Pdrと称する)はPd−e1≦Pdr≦Pd+e1、真の放熱器圧力(PCIrと称する)はPCI−e2≦PCIr≦PCI+e2となる。
 従って、PCI+e2≦Pd−e1であれば、電磁弁30の入口側の圧力と出口側の圧力は明らかに逆転していないことになる。そこで、コントローラ32は実施例では、上記最大誤差値αをe1+e2(α=e1+e2)とし、α(=e1+e2)≦差Pdx(=Pd−PCI)であるときは逆圧防止制御を実行せず、図5に示す如く回転数NCが第1の所定値NC1以下となっており、且つ、ΔPdx<αとなったときに、室外膨張弁6と電磁弁30を開いて逆圧防止制御を開始する。
 このように、放熱器圧力センサ47が出力する放熱器圧力PCIより吐出圧力センサ42が出力する吐出圧力Pdが高く、その差ΔPdx(=Pd−PCI)が吐出圧力センサ42及び放熱器圧力センサ47が有する検出誤差e1、e2から導出される最大誤差値α以上である場合、逆圧防止制御を実行しないようにすれば、各圧力センサ42、47の検出誤差e1、e2を考慮しても明らかに電磁弁30に逆圧がかかっていない運転状態では、逆圧防止制御を行わないことで、不必要な室外膨張弁6と電磁弁30の開放を回避し、除湿暖房モードを円滑に継続することができるようになる。
 (9)逆圧防止制御(その2)
 尚、上記実施例では逆圧防止制御において、室外膨張弁6と電磁弁30の双方を開放するようにしたが、図6に示すように圧縮機2の回転数NCが第1の所定値NC1以下に低下し、且つ、電磁弁30の入口側と出口側の圧力の差ΔPdxが最大誤差値αより小さいときに電磁弁30のみを開くようにしても良い。電磁弁30が開放されれば、入口側と出口側の圧力差そのものが無くなるので、当該電磁弁30に逆圧がかかる不都合も解消、若しくは、抑制することができるようになる。
 (10)逆圧防止制御(その3)
 また、図7に示すように圧縮機2の回転数NCが第1の所定値NC1以下に低下し、且つ、電磁弁30の入口側と出口側の圧力の差ΔPdxが最大誤差値αより小さいときに室外膨張弁6のみを開くようにしても良い。室外膨張弁6を開いていけば、バイパス配管35−室外膨張弁6−冷媒配管13E−放熱器4を介して電磁弁30の出口側は入口側に連通されることになるので、当該電磁弁30に逆圧がかかる不都合も解消、若しくは、抑制することができるようになる。
 尚、上記逆圧防止制御(その2)及び(その3)においても、前述と同様に逆圧防止制御の終了と禁止が行われるものとする。また、上記各実施例では除湿暖房モードにおいて電磁弁30の逆圧防止制御を実行するようにしたが、第2の運転モードとしてMAX冷房モードにおいても実行してもよい。但し、除湿暖房モードでは、放熱器4は補助ヒータ23の発熱で加熱されるために内部の圧力が上昇し、圧縮機2の回転数NCが低い運転状態では電磁弁30に逆圧がかかり易くなるので、逆圧防止制御は極めて有効となる。
 また、実施例では暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、MAX冷房モード、及び、補助ヒータ単独モードの各運転モードを切り換えて実行する車両用空気調和装置1に本発明を適用したが、それに限らず、請求項1~請求項5の発明では、第1の運転モード(暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード)の少なくとも何れかと、第2の運転モード(除湿暖房モード、MAX冷房モード)の少なくとも何れかとを切り換えて実行する場合にも有効である。
 更に、補助加熱装置は、実施例で示した補助ヒータ23に限られるものでは無く、ヒータで加熱された熱媒体を循環させて空気流通路内の空気を加熱する熱媒体循環回路や、エンジンで加熱されたラジエター水を循環するヒータコア等を利用してもよい。また、上記各実施例で説明した冷媒回路Rの構成はそれに限定されるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であることは云うまでもない。
 1 車両用空気調和装置
 2 圧縮機
 3 空気流通路
 4 放熱器
 6 室外膨張弁
 7 室外熱交換器
 8 室内膨張弁
 9 吸熱器
 17 電磁弁
 21 電磁弁
 23 補助ヒータ(補助加熱装置)
 27 室内送風機(ブロワファン)
 28 エアミックスダンパ
 30 電磁弁(第1の電磁弁)
 40 電磁弁(第2の電磁弁)
 32 コントローラ(制御装置)
 35 バイパス配管
 42 吐出圧力センサ
 45 バイパス装置
 47 放熱器圧力センサ
 R 冷媒回路

Claims (7)

  1.  冷媒を圧縮する圧縮機と、
     車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、
     冷媒を放熱させて前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、
     冷媒を吸熱させて前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、
     車室外に設けられた室外熱交換器と、
     前記放熱器を出て前記室外熱交換器に流入する冷媒を減圧するための室外膨張弁と、
     前記圧縮機の吐出側と前記放熱器の入口側の間に設けられた第1の開閉弁と、
     該第1の開閉弁の上流側で分岐し、前記放熱器及び前記室外膨張弁をバイパスして前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器に流すためのバイパス配管と、
     該バイパス配管に設けられた第2の開閉弁と、
     制御装置を備え、
     該制御装置により、前記第1の開閉弁を開き、前記第2の開閉弁を閉じることで、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器に流し、該放熱器から出た冷媒を、前記室外膨張弁を経て前記室外熱交換器に流す第1の運転モードと、
     前記室外膨張弁を全閉とし、前記第1の開閉弁を閉じ、前記第2の開閉弁を開くことで、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記バイパス配管により前記室外熱交換器に流し、該室外熱交換器から出た冷媒を前記吸熱器に流す第2の運転モードを切り換えて実行する車両用空気調和装置において、
     前記制御装置は、前記第2の運転モードにおいて前記圧縮機の回転数が第1の所定値以下に低下した場合、前記室外膨張弁及び前記第1の開閉弁を開く逆圧防止制御を実行することを特徴とする車両用空気調和装置。
  2.  前記制御装置は、前記逆圧防止制御を開始する際、前記室外膨張弁と前記第1の開閉弁を同時に開くことを特徴とする請求項1に記載の車両用空気調和装置。
  3.  冷媒を圧縮する圧縮機と、
     車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、
     冷媒を放熱させて前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、
     冷媒を吸熱させて前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、
     車室外に設けられた室外熱交換器と、
     前記放熱器を出て前記室外熱交換器に流入する冷媒を減圧するための室外膨張弁と、
     前記圧縮機の吐出側と前記放熱器の入口側の間に設けられた第1の開閉弁と、
     該第1の開閉弁の上流側で分岐し、前記放熱器及び前記室外膨張弁をバイパスして前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器に流すためのバイパス配管と、
     該バイパス配管に設けられた第2の開閉弁と、
     制御装置を備え、
     該制御装置により、前記第1の開閉弁を開き、前記第2の開閉弁を閉じることで、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器に流し、該放熱器から出た冷媒を、前記室外膨張弁を経て前記室外熱交換器に流す第1の運転モードと、
     前記室外膨張弁を全閉とし、前記第1の開閉弁を閉じ、前記第2の開閉弁を開くことで、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記バイパス配管により前記室外熱交換器に流し、該室外熱交換器から出た冷媒を前記吸熱器に流す第2の運転モードを切り換えて実行する車両用空気調和装置において、
     前記制御装置は、前記第2の運転モードにおいて前記圧縮機の回転数が第1の所定値以下に低下した場合、前記室外膨張弁と前記第1の開閉弁のうちの何れか一方を開く逆圧防止制御を実行することを特徴とする車両用空気調和装置。
  4.  前記制御装置は、前記逆圧防止制御を実行しているときに、前記圧縮機の回転数が前記第1の所定値より高い第2の所定値以上に上昇した場合、前記逆圧防止制御を終了して前記室外膨張弁が全閉となり、前記第1の開閉弁が閉じた状態に復帰することを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
  5.  前記圧縮機の吐出冷媒圧力を検出して出力する吐出圧力センサと、
     前記放熱器の冷媒圧力を検出して出力する放熱器圧力センサを備え、
     前記制御装置は、前記第2の運転モードにおいて、前記放熱器圧力センサが出力する放熱器圧力PCIより前記吐出圧力センサが出力する吐出圧力Pdが高く、その差が前記吐出圧力センサ及び前記放熱器圧力センサが有する検出誤差から導出される最大誤差値以上である場合、前記逆圧防止制御を実行しないことを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
  6.  前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を加熱するための補助加熱装置を備え、
     前記第1の運転モードは、
     前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を前記室外膨張弁で減圧した後、前記室外熱交換器にて吸熱させる暖房モードと、
     前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器から前記室外熱交換器に流して当該放熱器及び室外熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させる除湿冷房モードと、
     前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器から前記室外熱交換器に流して当該室外熱交換器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させる冷房モードのうちの何れか、又は、それらの組み合わせ、若しくは、それらの全てであり、
     前記第2の運転モードは、
     前記圧縮機から吐出された冷媒を前記バイパス配管から前記室外熱交換器に流して放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させると共に、前記補助加熱装置を発熱させる除湿暖房モードと、
     前記圧縮機から吐出された冷媒を前記バイパス配管から前記室外熱交換器に流して放熱させ、放熱した当該冷媒を減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させる最大冷房モードのうちの何れか、又は、それらの全てであることを特徴とする請求項1乃至請求項5のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
  7.  前記補助加熱装置は、前記空気流通路の空気の流れに対して、前記放熱器の上流側に設けられると共に、
     前記第2の運転モードは、前記除湿暖房モードであることを特徴とする請求項6に記載の車両用空気調和装置。
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