特許 6680600 車両用空気調和装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6680600

(24)【登録日】2020年3月24日

(45)【発行日】2020年4月15日

(54)【発明の名称】車両用空気調和装置

(51)【国際特許分類】

   B60H 1/22 20060101AFI20200406BHJP

   B60H 1/32 20060101ALI20200406BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20200406BHJP

【ＦＩ】

   B60H1/22 651C

   B60H1/32 624H

   B60H1/32 624J

   F25B1/00 101H

【請求項の数】5

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2016-81223(P2016-81223)

(22)【出願日】2016年4月14日

(65)【公開番号】特開2017-190072(P2017-190072A)

(43)【公開日】2017年10月19日

【審査請求日】2019年3月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】515134276

【氏名又は名称】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

(74)【代理人】

【識別番号】100098361

【弁理士】

【氏名又は名称】雨笠 敬

(72)【発明者】

【氏名】石関 徹也

(72)【発明者】

【氏名】関口 和樹

(72)【発明者】

【氏名】山下 耕平

(72)【発明者】

【氏名】宮腰 竜

【審査官】 ▲高▼藤 啓

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−９４６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５１４２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平４−２８９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１８７３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１３９２４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｈ １／２２

Ｂ６０Ｈ １／３２

Ｆ２５Ｂ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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、
前記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、
前記吸熱器に流入する冷媒を減圧するための室内膨張弁と、
前記圧縮機の冷媒吸込側に接続されたアキュムレータと、
前記室外熱交換器から出た冷媒を、前記室内膨張弁を経て前記吸熱器に流すための第１の開閉弁と、
前記室外熱交換器から出た冷媒を、前記吸熱器を経ること無く前記アキュムレータに流すための第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、該室外熱交換器から出た冷媒を前記アキュムレータに流し、該アキュムレータから前記圧縮機に吸い込ませる第１の運転モードと、
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、前記室外熱交換器から出た冷媒を前記室内膨張弁で減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させ、該吸熱器から出た冷媒を前記アキュムレータに流し、該アキュムレータから前記圧縮機に吸い込ませる第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１の運転モードから前記第２の運転モードに移行する際、移行から所定期間、前記第２の開閉弁を開くことを特徴とする車両用空気調和装置。

【請求項2】

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、
前記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、
前記吸熱器に流入する冷媒を減圧するための室内膨張弁と、
前記圧縮機の冷媒吸込側に接続されたアキュムレータと、
前記室外熱交換器から出た冷媒を、前記室内膨張弁を経て前記吸熱器に流すための第１の開閉弁と、
前記室外熱交換器から出た冷媒を、前記吸熱器を経ること無く前記アキュムレータに流すための第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、該室外熱交換器から出た冷媒を前記アキュムレータに流し、該アキュムレータから前記圧縮機に吸い込ませる第１の運転モードと、
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、前記室外熱交換器から出た冷媒を前記室内膨張弁で減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させ、該吸熱器から出た冷媒を前記アキュムレータに流し、該アキュムレータから前記圧縮機に吸い込ませる第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の運転モードで前記圧縮機を起動する際、起動から所定期間、前記第２の開閉弁を開くことを特徴とする車両用空気調和装置。

【請求項3】

前記制御装置は、前記第１の運転モードから前記第２の運転モードに移行する際、又は、前記第２の運転モードで前記圧縮機を起動する際、前記第２の開閉弁を開いた状態で前記室外膨張弁を開け、前記圧縮機を運転することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用空気調和装置。

【請求項4】

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直接流入させるためのバイパス配管と、
前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器に流すための第３の開閉弁と、
前記圧縮機から吐出された冷媒を前記バイパス配管に流すための第４の開閉弁と、
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の運転モードは暖房モードであり、該暖房モードでは、前記第３の開閉弁を開き、前記第４の開閉弁を閉じると共に、
前記第２の運転モードは、
前記第３の開閉弁及び前記室外膨張弁を閉じ、前記第４の開閉弁を開くことにより、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前記室内膨張弁で減圧した後、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、
前記第３の開閉弁を開き、前記第４の開閉弁を閉じることにより、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前記室内膨張弁で減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させる除湿冷房モードと、
前記第３の開閉弁を開き、前記第４の開閉弁を閉じることにより、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前記室内膨張弁で減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させる冷房モードと、
前記第３の開閉弁及び前記室外膨張弁を閉じ、前記第４の開閉弁を開くことにより、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前記室内膨張弁で減圧した後、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、それらの組み合わせ、若しくは、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３のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。

【請求項5】

前記第２の運転モードは、前記除湿冷房モード、及び／又は、前記冷房モードであることを特徴とする請求項４に記載の車両用空気調和装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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機と、車室内側に設けられて冷媒を放熱させる放熱器と、車室内側に設けられて冷媒を吸熱させる吸熱器と、車室外側に設けられて冷媒を放熱又は吸熱させる室外熱交換器を備え、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器において放熱させ、この放熱器において放熱した冷媒を室外膨張弁で減圧した後、室外熱交換器におい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や室外熱交換器において放熱させ、放熱した冷媒を室内膨張弁で減圧した後、吸熱器において吸熱させる除湿暖房モードや除湿冷房モードと、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器において放熱させ、放熱した冷媒を室内膨張弁で減圧した後、吸熱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。

【0003】

この場合、圧縮機の冷媒吸込側にはアキュムレータが設けられ、暖房モードでは冷房用の電磁弁を閉じ、暖房用の電磁弁を開いて室外熱交換器から出た冷媒をアキュムレータに流し、例えば冷房モードでは暖房用の電磁弁を閉じ、冷房用の電磁弁を開いて室外熱交換器から出た冷媒を室内膨張弁に流し、吸熱器を経た冷媒をアキュムレータに流すように構成されている。そして、このアキュムレータでは冷媒が一旦貯留されることで気液が分離され、このうちのガス冷媒が圧縮機に吸い込まれるようにすることで、圧縮機への液戻りを防止、若しくは、抑制するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−９４６７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、圧縮機が停止しているときのアキュムレータ内では、圧縮機から出て冷媒回路内を流れて来た冷媒とオイルが流入し、そのうちの液体の部分がアキュムレータ内に溜まり、比重の軽いオイルが液状の冷媒の上に層を作り、蓋をしたような安定状態となっている。特に、外気温度が低い環境で実行されることになる暖房モードでは、室外熱交換器から出て暖房用の電磁弁を通り、アキュムレータに流入してその内部に溜まる液冷媒とオイルの量も多くなるため、アキュムレータの出口近くまでオイル面（アキュムレータ内の液面）が上昇するようになる。

【0006】

このような状態で、冷媒を室外膨張弁で減圧する暖房モードから、冷媒を室内膨張弁で減圧する他の運転モード（上記除湿暖房モードや除湿冷房モード、冷房モード）に切り換えられると、室外熱交換器から出た冷媒が室内膨張弁側に流れるようになる。他方、圧縮機はアキュムレータ内の冷媒を吸引するため、アキュムレータ内の圧力は急激に低下することになる。このようにアキュムレータ内の圧力が急激に下がると、オイルより下の冷媒が一気に沸騰して気化し、上のオイルの層を激しく突き破る所謂突沸と称される現象が発生する。

【0007】

そして、この突沸が激しくなると、アキュムレータ内の多くの液冷媒が出口から外部に押し出されるようになるため、圧縮機へ過剰な液戻りが発生し、液圧縮により圧縮機の信頼性が損なわれることになる。また、アキュムレータ内での突沸現象は比較的大きな音を伴うため、騒音の発生により搭乗者の快適性が損なわれる問題もあった。

【0008】

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、冷媒を室外膨張弁で減圧する運転モードから冷媒を室内膨張弁で減圧する運転モードに切り換えるとき等に生じる圧縮機への液戻りとアキュムレータ内での騒音の発生を防止若しくは抑制す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。

【課題を解決するための手段】

【0009】

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、吸熱器に流入する冷媒を減圧するための室内膨張弁と、圧縮機の冷媒吸込側に接続されたアキュムレータと、室外熱交換器から出た冷媒を、室内膨張弁を経て吸熱器に流すための第１の開閉弁と、室外熱交換器から出た冷媒を、吸熱器を経ること無くアキュムレータに流すための第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、この室外熱交換器から出た冷媒をアキュムレータに流し、このアキュムレータから圧縮機に吸い込ませる第１の運転モードと、第１の開閉弁を開き、第２の開閉弁を閉じることで、室外熱交換器から出た冷媒を室内膨張弁で減圧した後、吸熱器にて吸熱させ、この吸熱器から出た冷媒をアキュムレータに流し、このアキュムレータから圧縮機に吸い込ませる第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１の運転モードから第２の運転モードに移行する際、移行から所定期間、第２の開閉弁を開くことを特徴とする。

【0010】

請求項２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、吸熱器に流入する冷媒を減圧するための室内膨張弁と、圧縮機の冷媒吸込側に接続されたアキュムレータと、室外熱交換器から出た冷媒を、室内膨張弁を経て吸熱器に流すための第１の開閉弁と、室外熱交換器から出た冷媒を、吸熱器を経ること無くアキュムレータに流すための第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、この室外熱交換器から出た冷媒をアキュムレータに流し、このアキュムレータから圧縮機に吸い込ませる第１の運転モードと、第１の開閉弁を開き、第２の開閉弁を閉じることで、室外熱交換器から出た冷媒を室内膨張弁で減圧した後、吸熱器にて吸熱させ、この吸熱器から出た冷媒をアキュムレータに流し、このアキュムレータから圧縮機に吸い込ませる第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の運転モードで圧縮機を起動する際、起動から所定期間、第２の開閉弁を開くことを特徴とする。

【0011】

請求項３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、第１の運転モードから第２の運転モードに移行する際、又は、第２の運転モードで圧縮機を起動する際、第２の開閉弁を開いた状態で室外膨張弁を開け、圧縮機を運転することを特徴とする。

【0012】

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直接流入させるためのバイパス配管と、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器に流すための第３の開閉弁と、圧縮機から吐出された冷媒をバイパス配管に流すための第４の開閉弁と、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の運転モードは暖房モードであり、この暖房モードでは、第３の開閉弁を開き、第４の開閉弁を閉じると共に、第２の運転モードは、第３の開閉弁及び室外膨張弁を閉じ、第４の開閉弁を開くことにより、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室内膨張弁で減圧した後、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、第３の開閉弁を開き、第４の開閉弁を閉じることにより、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室内膨張弁で減圧した後、吸熱器にて吸熱させる除湿冷房モードと、第３の開閉弁を開き、第４の開閉弁を閉じることにより、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室内膨張弁で減圧した後、吸熱器にて吸熱させる冷房モードと、第３の開閉弁及び室外膨張弁を閉じ、第４の開閉弁を開くことにより、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室内膨張弁で減圧した後、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、それらの組み合わせ、若しくは、それらの全てであることを特徴とする。

【0013】

請求項５の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において第２の運転モードは、除湿冷房モード、及び／又は、冷房モードであることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

請求項１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、吸熱器に流入する冷媒を減圧するための室内膨張弁と、圧縮機の冷媒吸込側に接続されたアキュムレータと、室外熱交換器から出た冷媒を、室内膨張弁を経て吸熱器に流すための第１の開閉弁と、室外熱交換器から出た冷媒を、吸熱器を経ること無くアキュムレータに流すための第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、この室外熱交換器から出た冷媒をアキュムレータに流し、このアキュムレータから圧縮機に吸い込ませる第１の運転モードと、第１の開閉弁を開き、第２の開閉弁を閉じることで、室外熱交換器から出た冷媒を室内膨張弁で減圧した後、吸熱器にて吸熱させ、この吸熱器から出た冷媒をアキュムレータに流し、このアキュムレータから圧縮機に吸い込ませる第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１の運転モードから第２の運転モードに移行する際、移行から所定期間、第２の開閉弁を開くので、第１の運転モードから第２の運転モードに切り換える際に、第２の開閉弁を経てアキュムレータに多量の冷媒を戻し、内部を攪拌することができるようになる。

【0015】

これにより、アキュムレータ内の安定状態を崩すことができるので、液冷媒の上をオイルが蓋をしたような安定状態でアキュムレータ内の圧力が低下したときに生じる突沸の発生を防止若しくは抑制し、圧縮機での液圧縮やアキュムレータ内での騒音の発生を効果的に解消若しくは抑制することができるようになり、車両用空気調和装置の信頼性を向上させ、搭乗者の快適性も効果的に改善することができるようになる。

【0016】

請求項２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、吸熱器に流入する冷媒を減圧するための室内膨張弁と、圧縮機の冷媒吸込側に接続されたアキュムレータと、室外熱交換器から出た冷媒を、室内膨張弁を経て吸熱器に流すための第１の開閉弁と、室外熱交換器から出た冷媒を、吸熱器を経ること無くアキュムレータに流すための第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、この室外熱交換器から出た冷媒をアキュムレータに流し、このアキュムレータから圧縮機に吸い込ませる第１の運転モードと、第１の開閉弁を開き、第２の開閉弁を閉じることで、室外熱交換器から出た冷媒を室内膨張弁で減圧した後、吸熱器にて吸熱させ、この吸熱器から出た冷媒をアキュムレータに流し、このアキュムレータから圧縮機に吸い込ませる第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の運転モードで圧縮機を起動する際、起動から所定期間、第２の開閉弁を開くので、第２の運転モードで圧縮機を起動する際に、第２の開閉弁を経てアキュムレータに多量の冷媒を戻し、内部を攪拌することができるようになる。

【0017】

これにより、同様にアキュムレータ内の安定状態を崩すことができるので、液冷媒の上をオイルが蓋をしたような安定状態でアキュムレータ内の圧力が低下したときに生じる突沸の発生を防止若しくは抑制し、圧縮機での液圧縮やアキュムレータ内での騒音の発生を効果的に解消若しくは抑制することができるようになり、車両用空気調和装置の信頼性を向上させ、搭乗者の快適性も効果的に改善することができるようになる。

【0018】

請求項３の発明によれば、上記各発明に加えて制御装置が、第１の運転モードから第２の運転モードに移行する際、又は、第２の運転モードで圧縮機を起動する際、第２の開閉弁を開いた状態で室外膨張弁を開け、圧縮機を運転するので、アキュムレータにより多量の冷媒を流入させ、内部の攪拌をより一層促進することができるようになる。

【0019】

ここで、請求項４の発明の如く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直接流入させるためのバイパス配管と、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器に流すための第３の開閉弁と、圧縮機から吐出された冷媒をバイパス配管に流すための第４の開閉弁と、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の運転モードが暖房モードであり、この暖房モードでは、第３の開閉弁を開き、第４の開閉弁を閉じると共に、第２の運転モードが、第３の開閉弁及び室外膨張弁を閉じ、第４の開閉弁を開くことにより、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室内膨張弁で減圧した後、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、第３の開閉弁を開き、第４の開閉弁を閉じることにより、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室内膨張弁で減圧した後、吸熱器にて吸熱させる除湿冷房モードと、第３の開閉弁を開き、第４の開閉弁を閉じることにより、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室内膨張弁で減圧した後、吸熱器にて吸熱させる冷房モードと、第３の開閉弁及び室外膨張弁を閉じ、第４の開閉弁を開くことにより、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室内膨張弁で減圧した後、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、それらの組み合わせ、若しくは、それらの全てであるときに、請求項５の発明の如く第２の運転モードを、除湿冷房モード、及び／又は、冷房モードとすれば、暖房モードから除湿冷房モードや冷房モードへの移行時の冷媒掃気運転は不要であるので、暖房モードから除湿冷房モードや冷房モードに移行する際に、移行から所定期間、第２の開閉弁を開いても、当該第２の開閉弁において騒音は発生しない。従って、第２の開閉弁における騒音の発生を回避しながら、比較的短時間で効果的にアキュムレータ内を攪拌し、突沸を防止することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】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2】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3】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。

【図4】暖房モードから除湿冷房モード又は冷房モードに切り換えるときに図２のコントローラが実行する突沸防止制御の例を説明する各機器のタイミングチャートである。

【図5】除湿冷房モード又は冷房モードで圧縮機を起動するときに図２のコントローラが実行する突沸防止制御の例を説明する各機器のタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

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。

【0022】

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）の各運転モードを選択的に実行するものである。

【0023】

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、上記暖房モードが本発明における第１の運転モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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（第１の開閉弁）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。

【0027】

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。

【0028】

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(第２の開閉弁）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。

【0029】

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（第３の開閉弁）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は除湿暖房とＭＡＸ冷房時に開放される電磁弁４０（第４の開閉弁）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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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ＣＯ₂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の吸込冷媒圧力を検出する吸込圧力センサ４４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の温度（放熱器４を経た空気の温度、又は、放熱器４自体の温度：放熱器温度ＴＨ）を検出する放熱器温度センサ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の温度（室外熱交換器７から出た直後の冷媒の温度、又は、室外熱交換器７自体の温度：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。

【0035】

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。

【0036】

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、及び、ＭＡＸ冷房モード（最大冷房モード）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。

【0037】

（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（第２の開閉弁）を開放し、冷房用の電磁弁１７（第１の開閉弁）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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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の回転数を制御する。また、コントローラ３２は、放熱器温度センサ４６が検出する放熱器４の温度（放熱器温度ＴＨ）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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

（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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

尚、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、補助ヒータ２３で加熱された空気は放熱器４を通過することになるが、この除湿暖房モードでは放熱器４に冷媒は流されないので、補助ヒータ２３にて加熱された空気から放熱器４が吸熱してしまう不都合も解消される。即ち、放熱器４によって車室内に吹き出される空気の温度が低下してしまうことが抑制され、ＣＯＰも向上することになる。

【0050】

（３）除湿冷房モード（第２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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

（４）冷房モード（第２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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

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の回転数を制御する。

【0059】

（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。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

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の回転数を制御する。

【0063】

（６）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。

【0064】

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、暖房モードから除湿暖房モード、除湿暖房モードから除湿冷房モード、除湿冷房モードから冷房モード、冷房モードからＭＡＸ冷房モード、このＭＡＸ冷房モードから冷房モード、冷房モードから除湿冷房モード、除湿冷房モードから除湿暖房モード、除湿暖房モードから暖房モードに運転モードを切り換える。また、暖房モードから除湿冷房モードや冷房モード、除湿冷房モードや冷房モードから暖房モードに切り換える場合もある。実施例では上記のように各運転モードの切り換えを行うことで、環境条件や除湿の要否に応じて的確に暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード及びＭＡＸ冷房モードを切り換え、快適且つ効率的な車室内空調を実現する。

【0065】

（７）冷媒掃気運転
尚、前述した如く除湿暖房モードでは、電磁弁３０を閉じ、室外膨張弁６も全閉として放熱器４に冷媒を流さない状態となるため、暖房モードから除湿暖房モードに切り換えた時点で放熱器４に残留している冷媒は内部に寝込んだ状態となり、循環冷媒量が減少してしまう。

【0066】

そこで、コントローラ３２は、実施例では暖房モードから除湿暖房モードに切り換える際、冷媒掃気運転を実行する。この冷媒掃気運転でコントローラ３２は、暖房モードから除湿暖房モードに切り換える際には、電磁弁２１を閉じ、電磁弁１７を開いて除湿暖房モードに移行した後、電磁弁３０と電磁弁４０を切り換える前に、室外膨張弁６の弁開度を所定時間だけ拡大（例えば全開）する。この状態は冷房モードと同様の状態である。また、実施例では圧縮機２の回転数ＮＣは低く（例えば制御上の最低回転数）維持する。

【0067】

これにより、放熱器４を含む電磁弁３０から室外膨張弁６までの間に存在する冷媒を室外熱交換器７の方向に追い出す（掃気）。そして、所定期間が経過した後、電磁弁３０を閉じ、電磁弁４０を開き、室外膨張弁６を全閉に向けて閉じていく。この室外膨張弁６が全閉となった後、コントローラ３２は圧縮機２の回転数を除湿暖房モードでの作動範囲で制御する状態に移行する。このような冷媒掃気運転により、放熱器４への冷媒の寝込みを防止し、冷媒回路Ｒ内の冷媒循環量を確保して空調性能の低下を防止する。

【0068】

（８）突沸防止制御
ここで、前述した如く圧縮機２が停止しているときのアキュムレータ１２内では、圧縮機２から出て冷媒回路Ｒ内を流れて来た冷媒とオイルが流入し、そのうちの液体の部分がアキュムレータ１２内に溜まり、比重の軽いオイルが液冷媒の上に層を作り、蓋をしたような安定状態となっている。特に、暖房モードでは、室外熱交換器７から出て電磁弁２１を通り、アキュムレータ１２に流入してその内部に溜まる液冷媒とオイルの量も多くなる。

【0069】

このような状態で、暖房モードから除湿冷房モードや冷房モードに運転モードが切り換えられると、室外熱交換器７から出た冷媒が電磁弁１７から室内膨張弁８の方向に流れるようになる。そして、圧縮機２はアキュムレータ１２内の冷媒を吸引するため、アキュムレータ１２内の圧力は急激に低下し、オイルより下の冷媒が一気に沸騰して気化し、上のオイルの層を激しく突き破る突沸が発生して圧縮機２へ過剰な液戻りや音（騒音）が発生する。そして、このような突沸は、室外熱交換器７を出た冷媒が室内膨張弁８から吸熱器９方向に流れる除湿冷房モードや冷房モードで圧縮機２が起動される場合も同様に危惧される。そこで、コントローラ３２は暖房モードから除湿冷房モードや冷房モードに切り換える際や、除湿冷房モードや冷房モードで圧縮機２を起動する際、以下に説明する突沸防止制御を実行する。

【0070】

（８−１）暖房モードから除湿冷房モード又は冷房モードに切り換える際の突沸防止制御
先ず、図４を参照しながら、車両用空気調和装置１の運転モードを、前述した暖房モード（第１の運転モード）から除湿冷房モード又は冷房モード（第２の運転モード）に切り換える際にコントローラ３２が実行する突沸防止制御の例について説明する。図４のタイミングチャートは、暖房モードから除湿冷房モード、又は、冷房モードに移行する際の圧縮機２の回転数ＮＣと、室外膨張弁６の弁開度と、電磁弁１７、電磁弁２１及び補助ヒータ２３の状態を示している。

【0071】

コントローラ３２は冷房用の電磁弁１７を開いて、暖房モードから除湿冷房モード又は冷房モードに移行した後、所定期間、暖房用の電磁弁２１を閉じずに開いた状態に維持する。また、その間も室外膨張弁６を開けてその弁開度を暖房モードでの作動範囲から除湿冷房モード／冷房モードでの作動範囲に拡大していき、圧縮機２も運転し続けて暖房モードでの作動範囲から除湿冷房モード／冷房モードでの作動範囲に回転数ＮＣを上昇させていく。

【0072】

そして、所定期間が経過した後、コントローラ３２は電磁弁２１を閉じる。尚、圧縮機２の作動範囲が除湿冷房モード／冷房モードでの作動範囲に移行するまでの期間を実施例では突沸防止制御とする。

【0073】

このように、コントローラ３２は暖房モードから除湿冷房モードや冷房モードに移行する際、移行から所定期間、暖房用の電磁弁２１（第２の開閉弁）を開くので、暖房モードから除湿冷房モードや冷房モードに切り換える際に、電磁弁２１を経てアキュムレータ１２に多量の冷媒を戻し、内部を攪拌することができるようになる。

【0074】

これにより、アキュムレータ１２内の安定状態を崩すことができるので、液冷媒の上をオイルが蓋をしたような安定状態でアキュムレータ１２内の圧力が低下したときに生じる突沸の発生を防止若しくは抑制し、圧縮機２での液圧縮やアキュムレータ１２内での騒音の発生を効果的に解消若しくは抑制することができるようになり、車両用空気調和装置１の信頼性を向上させ、搭乗者の快適性も効果的に改善することができるようになる。

【0075】

また、コントローラ３２は暖房モードから除湿冷房モードや冷房モードに移行する際、電磁弁２１を開いた状態で室外膨張弁６を開けてその弁開度を拡大していき、圧縮機２も運転し続けるので、アキュムレータ１２により多量の冷媒を流入させ、内部の攪拌をより一層促進することができるようになる。

【0076】

（８−２）除湿冷房モード又は冷房モードで圧縮機２を起動する際の突沸防止制御
次に、図５を参照しながら、除湿冷房モード又は冷房モード（第２の運転モード）で車両用空気調和装置１の圧縮機２を起動する際にコントローラ３２が実行する突沸防止制御の例について説明する。図５のタイミングチャートは、除湿冷房モード、又は、冷房モードで圧縮機２を起動する際の圧縮機２の回転数ＮＣと、室外膨張弁６の弁開度と、電磁弁１７及び電磁弁２１の状態を示している。

【0077】

コントローラ３２は除湿冷房モード又は冷房モードでの停止状態から圧縮機２を起動した後、所定期間、暖房用の電磁弁２１を開く。その間、コントローラ３２は室外膨張弁６を全開状態（圧縮機２が停止中は全開）から、その弁開度を除湿冷房モード／冷房モードでの作動範囲に制御する状態に移行していき、圧縮機２も運転して除湿冷房モード／冷房モードでの作動範囲に回転数ＮＣを上昇させていく。

【0078】

そして、所定期間が経過した後、コントローラ３２は電磁弁２１を閉じる。尚、圧縮機２と室外膨張弁６の作動範囲が除湿冷房モード／冷房モードでの作動範囲に移行するまでの期間を実施例では突沸防止制御とする。

【0079】

このように、コントローラ３２は除湿冷房モードや冷房モードで圧縮機２を起動する際、起動から所定期間、暖房用の電磁弁２１（第２の開閉弁）を開くので、除湿冷房モードや冷房モードで圧縮機２を起動する際に、電磁弁２１を経てアキュムレータ１２に多量の冷媒を戻し、内部を攪拌することができるようになる。

【0080】

これにより、同様にアキュムレータ１２内の安定状態を崩すことができるので、液冷媒の上をオイルが蓋をしたような安定状態でアキュムレータ１２内の圧力が低下したときに生じる突沸の発生を防止若しくは抑制し、圧縮機２での液圧縮やアキュムレータ１２内での騒音の発生を効果的に解消若しくは抑制することができるようになり、車両用空気調和装置１の信頼性を向上させ、搭乗者の快適性も効果的に改善することができるようになる。

【0081】

また、この場合もコントローラ３２は除湿冷房モードや冷房モードで圧縮機２を起動する際、電磁弁２１を開いた状態で室外膨張弁６を開け、圧縮機２も運転し続けるので、同様にアキュムレータ１２により多量の冷媒を流入させ、内部の攪拌をより一層促進することができるようになる。

【0082】

ここで、本発明における第２の運転モードとしては前述した除湿暖房モードも存在するが、実施例では上記突沸防止制御を暖房モードから除湿暖房モードに移行する際には実行しない。その理由は、前述した如く暖房モードから除湿暖房モードに移行する際に行われる冷媒掃気運転に起因する。この冷媒掃気運転では、前述した如く室外膨張弁６が全開とされ、冷房モードでの運転となるので、電磁弁２１の上流側の室外熱交換器７は高圧となり、下流側のアキュムレータ１２は低圧となる。即ち、電磁弁２１の前後の圧力差が大きくなるので、突沸防止制御のために電磁弁２１を開くと、騒音が発生する危険性がある。

【0083】

一方で、実施例の如く暖房モードから除湿冷房モードや冷房モードに移行する際に突沸防止制御を行うようにすれば、暖房モードから除湿冷房モードや冷房モードへの移行時には冷媒掃気運転は行わないので、暖房モードから除湿冷房モードや冷房モードに移行する際に、移行から所定期間、電磁弁２１を開いても、当該電磁弁２１において騒音は発生しない。また、停止中は電磁弁２１の上流側と下流側は平衡しているので、圧縮機２の起動時に開放しても騒音は発生しない。従って、実施例によれば電磁弁２１における騒音の発生を回避しながら、比較的短時間で効果的にアキュムレータ１２内を早期に攪拌し、突沸を防止することができるようになる。

【0084】

尚、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、及び、ＭＡＸ冷房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、暖房モードと、その他の運転モードの何れか、又は、それらの組み合わせを切り換えて実行する場合にも本発明は有効である。

【0085】

例えば、移行時に前述した冷媒掃気運転を行う除湿暖房モードへの移行時であっても、電磁弁２１における騒音の発生を考慮しない場合、或いは、騒音発生を回避する構造を採った場合には本発明を実行してもよい。また、暖房モードからＭＡＸ冷房モードに直接移行するモード切換が可能な場合には、本発明を実行してもよい。

【0086】

更に、実施例で示した各運転モードの切換制御は、それに限られるものでは無く、車両用空気調和装置の能力や使用環境に応じて、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、等のパラメータの何れか、又は、それらの組み合わせ、それらの全てを採用して適切な条件を設定すると良い。

【0087】

更にまた、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。

【符号の説明】

【0088】

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
１２ アキュムレータ
１７ 電磁弁（第１の開閉弁）
２１ 電磁弁（第２の開閉弁）
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３の開閉弁）
４０ 電磁弁（第４の開閉弁）
３２ コントローラ（制御装置）
３５ バイパス配管
４５ バイパス装置
Ｒ 冷媒回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】