【手続補正書】
【提出日】平成17年1月24日(2005.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  車両の空調装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  エンジンの軸出力によって駆動され冷媒の蒸気を圧縮して送り出すコンプレッサーと、該コンプレッサーから送られた冷媒の蒸気の熱を車室内に放熱する室内側熱交換器と、該室内側熱交換器によって凝縮された冷媒の一部を蒸発させる膨張手段と、加熱用媒体が供給され該膨張手段を経た冷媒を当該加熱用媒体によって加熱する室外側熱交換器とを備えたヒートポンプ加熱式の車両の空調装置において、
上記コンプレッサーから送られる冷媒の圧力を検出する圧力検出手段と、
上記圧力検出手段によって検出された冷媒圧力が第１設定圧力に上昇したときに、上記加熱用媒体による冷媒の加熱をその加熱量が少なくなり又は零になるように制限する加熱制限手段と、
上記圧力検出手段によって検出される冷媒圧力が、上記加熱制限手段が働く第１設定圧力よりも高い第２設定圧力に上昇したときに、上記コンプレッサーの作動をその仕事量が少なくなり又は零になるように制限する作動制限手段とを備えていることを特徴とする車両の空調装置。
【請求項２】  請求項１に記載されている車両の空調装置において、
上記加熱制限手段は、上記加熱用媒体による冷媒の加熱を制限した後に、上記圧力検出手段によって検出される冷媒圧力が、当該加熱制限をすべき第１設定圧力よりも低い第３設定圧力に低下したときに、当該加熱制限を解除することを特徴とする車両の空調装置。
【請求項３】  請求項１に記載されている車両の空調装置において、
上記冷媒の加熱制限手段及びコンプレッサーの作動制限手段は、上記コンプレッサーの作動が制限された後に、上記圧力検出手段によって検出される冷媒圧力が、上記第１設定圧力よりも低い第３設定圧力に低下したときに、当該加熱制限及びコンプレッサー作動制限をそれぞれ解除することを特徴とする車両の空調装置。
【請求項４】  請求項１に記載されている車両の空調装置において、
さらに、上記加熱制限手段による冷媒の加熱制限が行なわれた後に、上記圧力検出手段によって検出される冷媒圧力が、当該加熱制限をすべき第１設定圧力よりも低い第３設定圧力に低下したときに、上記コンプレッサーの作動をその仕事量が少なくなり又は零になるように制限する作動制限手段を備えていることを特徴とする車両の空調装置。
【請求項５】  エンジンの軸出力によって駆動され冷媒の蒸気を圧縮して送り出すコンプレッサーと、該コンプレッサーから送られた冷媒の蒸気の熱を車室内に放熱する室内側熱交換器と、該室内側熱交換器によって凝縮された冷媒の一部を蒸発させる膨張手段と、加熱用媒体が供給され該膨張手段を経た冷媒を当該加熱用媒体によって加熱する室外側熱交換器とを備え、さらに車室に当該空調装置の運転及び停止を操作する操作スイッチが設けられているヒートポンプ加熱式の車両の空調装置において、
上記操作スイッチが運転から停止に切り替わったときに、上記コンプレッサーの作動を継続して上記加熱用媒体による冷媒の加熱をその加熱量が少なくなり又は零になるように制限し、しかる後に上記コンプレッサーの作動を停止させる空調停止制御手段とを備えていることを特徴とする車両の空調装置。
【請求項６】  請求項５に記載されている車両の空調装置において、
上記コンプレッサーから送られる冷媒の圧力を検出する圧力検出手段を備え、  上記空調停止制御手段は、上記加熱用媒体による冷媒の加熱を制限した後に、上記圧力検出手段によって検出される冷媒圧力が設定圧力に低下したときに上記コンプレッサーの作動を停止させることを特徴とする車両の空調装置。
【請求項７】  エンジンの軸出力によって駆動され冷媒の蒸気を圧縮して送り出すコンプレッサーと、該コンプレッサーから送られた冷媒の蒸気の熱を送風手段によって車室内に送風される空気に放熱する室内側熱交換器と、該室内側熱交換器によって凝縮された冷媒の一部を蒸発させる膨張手段と、加熱用媒体が供給され該膨張手段を経た冷媒を当該加熱用媒体によって加熱する室外側熱交換器とを備え、さらに車室に上記送風手段の風量を調節する風量操作手段が設けられているヒートポンプ加熱式の車両の空調装置において、
上記コンプレッサーから送られる冷媒の圧力を検出する圧力検出手段と、
上記送風手段の風量が所定量以上に低下するように上記風量操作手段が操作されたときに、単位時間当たりの風量低下量が所定値以下になるように上記送風手段の作動を制御する風量制御手段と、
上記圧力検出手段によって検出された冷媒圧力が設定圧力に上昇したときに、上記加熱用媒体による冷媒の加熱をその加熱量が少なくなり又は零になるように制限する加熱制限手段とを備えていることを特徴とする車両の空調装置。
【請求項８】  請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載されている車両の空調装置において、
上記加熱用媒体による冷媒の加熱の制限は、上記室外側熱交換器への加熱用媒体の供給を停止することによって行なわれることを特徴とする車両の空調装置。
【請求項９】  請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載されている車両の空調装置において、
上記加熱用媒体がエンジンの冷却水であることを特徴とする車両の空調装置。
【請求項１０】  請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載されている車両の空調装置において、
上記コンプレッサーの作動の制限は、該コンプレッサーの作動を停止させることであることを特徴とする車両の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプ加熱式の車両の空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平６−２２７２４５号公報に車両用ヒートポンプ式冷暖房装置の一例が記載されている。これは、冷房運転モードと暖房運転モードとを有し、運転モードの切換え時に蒸気圧縮サイクルの負荷を低減させる、というものである。すなわち、冷房運転モードと暖房運転モードとの切換え時には蒸気圧縮サイクル内の圧力が急変するので、その際に蒸気圧縮サイクルの負荷を低減させることによって当該圧力の変化を小さくし、蒸気圧縮サイクルを構成する機器の寿命を延ばそうとするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ガソリンエンジン車やディーゼルエンジン車にヒートポンプ加熱式の暖房装置を設ける場合において、そのコンプレッサーをエンジンによって駆動するようにすると、電動式コンプレッサーにはない次の問題がある。
【０００４】
暖房運転中に当該車両が急加速すると、エンジン回転数の上昇に伴ってコンプレッサーの回転数が急上昇する。これにより、冷媒圧力が急上昇して当該空調装置の室内側熱交換器の破損などシステムの異常を来すおそれがある。また、エンジン冷却水を利用して冷媒を加熱する室外側熱交換器を設けている場合には、この急加速時にエンジンによって駆動されている冷却水ポンプの能力が急上昇してエンジン冷却水の循環流量が急増する。これにより、冷媒が室外側熱交換器で受け取る熱量が急増するので、冷媒圧力が急上昇して、コンプレッサーが故障する可能性も出てくる。
【０００５】
これに対して、上述の如き冷媒圧力の急上昇を生ずるときに、エンジンによるコンプレッサーの駆動を停止することが考えられる。しかし、そのことによって、コンプレッサーの駆動に消費されていたエンジンの出力エネルギーが当該車両の走行系にまわり、車輪の駆動トルクが急に上昇することになる。従って、車両が例えば雪道や凍結路面を走行していた場合には、車輪がスリップする可能性が出てくる。
【０００６】
また、上記コンプレッサーの停止によって、エンジン冷却水は室外側熱交換器で冷媒に熱を奪われなくなるので、エンジン冷却水の温度は急に上昇する。そのため、コンプレッサーの作動を再開したときに室外側熱交換器で冷媒が激しく蒸発して冷媒の圧力が再び急上昇する。このことが、コンプレッサーが故障したり、車輪がスリップする可能性を更に大きくしている。
【０００７】
また、乗員が暖房運転中に空調操作スイッチを操作して、コンプレッサーの作動を停止させた場合、その時の冷媒の圧力が高ければ、車輪の駆動トルクが急に上昇してスリップする可能性がある。特に、乗員が空調操作スイッチを操作してコンプレッサーを停止させるということは、既に、室内が十分に暖房されているということであるから、その時の冷媒の圧力は高いのが通常である。
【０００８】
さらに、乗員が風量操作スイッチを操作して、空調用空気の流量を急激に低下させた場合には、室内側熱交換器の放熱能力が急激に低下する。その結果、車両が急加速した場合と同様に冷媒の圧力が急上昇して、車両が急加速した場合と同様の問題を生ずる。
【０００９】
そこで、本発明は、エンジンによって駆動されるコンプレッサーを有するヒートポンプ加熱式の暖房装置において、該装置のコンプレッサー等が故障することや車両のスリップが発生することを、安価な手段を使って有効に防止せんとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この出願の請求項１に係る発明は、エンジンの軸出力によって駆動され冷媒の蒸気を圧縮して送り出すコンプレッサーと、該コンプレッサーから送られた冷媒の蒸気の熱を車室内に放熱する室内側熱交換器と、該室内側熱交換器によって凝縮された冷媒の一部を蒸発させる膨張手段と、加熱用媒体が供給され該膨張手段を経た冷媒を当該加熱用媒体によって加熱する室外側熱交換器とを備えたヒートポンプ加熱式の車両の空調装置において、
上記コンプレッサーから送られる冷媒の圧力を検出する圧力検出手段と、
上記圧力検出手段によって検出された冷媒圧力が第１設定圧力に上昇したときに、上記加熱用媒体による冷媒の加熱をその加熱量が少なくなり又は零になるように制限する加熱制限手段と、
上記圧力検出手段によって検出される冷媒圧力が、上記加熱制限手段が働く第１設定圧力よりも高い第２設定圧力に上昇したときに、上記コンプレッサーの作動をその仕事量が少なくなり又は零になるように制限する作動制限手段とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
この空調装置においては、エンジンの急加速運転等によって冷媒圧力が設定圧力に上昇したときに冷媒の加熱が制限されるが、室内側熱交換器によって熱が奪われる状態は続くから、該冷媒の比エンタルピーが低下して冷媒圧力が低下する。このため、当該冷凍サイクルを構成する機器の破損防止に有利になるとともに、コンプレッサーを直ちに停止させる必要がなくなり、車輪の駆動トルクの過度上昇等の問題を避けることができる。
【００１２】
また、変速機のシフトダウンを伴ってエンジンの急加速運転が行なわれたような場合、上記冷媒の加熱制限だけでは冷媒圧力の上昇が収まらないことがあるが、その場合には冷媒圧力が第２設定圧力に上昇したときにコンプレッサーの作動が制限されることになる。その一方で、室内側熱交換器による冷媒の放熱は続くから、当該制限によって、速やかに冷媒の比エンタルピーが低下して冷媒圧力が低下する。
【００１３】
なお、冷媒の加熱制限だけでは冷媒圧力の上昇が止まらないような急加速運転が行なわれるのは、車両の走行路面の摩擦係数が比較的高い（雪道や凍結路面ではない）ときであるから、コンプレッサーの停止によって車輪の駆動力が多少上昇しても車両の走行安定性に与える影響は少ない。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載されている車両の空調装置において、
上記加熱制限手段は、上記加熱用媒体による冷媒の加熱を制限した後に、上記圧力検出手段によって検出される冷媒圧力が、当該加熱制限をすべき第１設定圧力よりも低い第３設定圧力に低下したときに、当該加熱制限を解除することを特徴とする。
【００１５】
すなわち、冷媒の加熱制限によって冷媒圧力が低下した場合には機器の破損等の問題はなくなるため、その制限を解除して暖房能力を確保するものである。当該制限を解除すべき第３設定圧力を第１設定圧力よりも低くしているのは、当該制限とその解除とが交互に繰り返されるハンチングを避けるためである。
【００１６】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載されている車両の空調装置において、
上記冷媒の加熱制限手段及びコンプレッサーの作動制限手段は、上記コンプレッサーの作動が制限された後に、上記圧力検出手段によって検出される冷媒圧力が、上記第１設定圧力よりも低い第３設定圧力に低下したときに、当該加熱制限及びコンプレッサー作動制限をそれぞれ解除することを特徴とする。
【００１７】
すなわち、コンプレッサーの作動制限によって冷媒圧力が低下した場合には機器の破損等の問題はなくなるため、冷媒の加熱制限及びコンプレッサーの作動制限を解除して暖房能力を確保するものである。また、当該制限を解除すべき第３設定圧力を第１設定圧力よりも低くしているのは、当該制限とその解除とが交互に繰り返されるハンチングを避けるためである。
【００１８】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載されている車両の空調装置において、
さらに、上記加熱制限手段による冷媒の加熱制限が行なわれた後に、上記圧力検出手段によって検出される冷媒圧力が、当該加熱制限をすべき第１設定圧力よりも低い第３設定圧力に低下したときに、上記コンプレッサーの作動をその仕事量が少なくなり又は零になるように制限する作動制限手段を備えていることを特徴とする。
【００１９】
冷媒の加熱制限によって冷媒圧力が低下した場合には、請求項３に係る発明のようにその制限を解除して暖房能力を確保することも考えられるが、そのようにすると、冷媒圧力が急上昇してコンプレッサー等の故障、車両のスリップを招く可能性もある。そこで、この発明では、冷媒圧力が第１設定圧力よりも低い第３設定圧力に低下した時点でコンプレッサーの作動を制限するようにしたものである。
【００２０】
また、エンジンの冷却水を利用しヒータコア（暖房用熱交換器）によって暖房用空気を直接的に加熱する主暖房装置を有し、当該冷凍サイクルを補助暖房として用いる暖房システムを採用する場合にこの請求項５に係る発明は特に有用である。すなわち、上記冷媒の加熱制限を行なうようになるまで冷媒圧力が上昇しているならば、車内暖房はある程度確保され、また、エンジン冷却水温度も上昇していて主暖房装置によって全ての暖房を賄うことができるようになっている場合が多い。従って、このような状況においては当該加熱制限によって冷媒圧力が低下した時点ではもはや当該冷凍サイクルを利用した補助暖房は不要と考えられる。
【００２１】
請求項５に係る発明は、エンジンの軸出力によって駆動され冷媒の蒸気を圧縮して送り出すコンプレッサーと、該コンプレッサーから送られた冷媒の蒸気の熱を車室内に放熱する室内側熱交換器と、該室内側熱交換器によって凝縮された冷媒の一部を蒸発させる膨張手段と、加熱用媒体が供給され該膨張手段を経た冷媒を当該加熱用媒体によって加熱する室外側熱交換器とを備え、さらに車室に当該空調装置の運転及び停止を操作する操作スイッチが設けられているヒートポンプ加熱式の車両の空調装置において、
上記操作スイッチが運転から停止に切り替わったときに、上記コンプレッサーの作動を継続して上記加熱用媒体による冷媒の加熱をその加熱量が少なくなり又は零になるように制限し、しかる後に上記コンプレッサーの作動を停止させる空調停止制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００２２】
乗員が操作スイッチによって空調装置の運転を停止させるときは、既に冷媒圧力が高くなっているときであることが多いが、そのようなスイッチ操作があっても、コンプレッサーは直ちには停止せず、エンジンの出力の一部が該コンプレッサーに使われる状態が続くから、車輪の駆動トルクが急上昇して車両のスリップを招くという事態は避けられる。また、当該スイッチ操作によって冷媒の加熱が制限されるから、冷媒圧力は下降し始めることになり、その後にコンプレッサーの運転が停止されても、その時点ではコンプレッサーの駆動に必要な動力は少なくなっているから、車輪の駆動トルクの急上昇の問題は少なく、しかも、空調装置の停止は乗員の意思に基づくものであり、既に暖房が効いている状態と考えられるから、格別な支障はない。
【００２３】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載されている車両の空調装置において、
上記コンプレッサーから送られる冷媒の圧力を検出する圧力検出手段を備え、  上記空調停止制御手段は、上記加熱用媒体による冷媒の加熱を制限した後に、上記圧力検出手段によって検出される冷媒圧力が設定圧力に低下したときに上記コンプレッサーの作動を停止させることを特徴とする。
【００２４】
すなわち、冷媒の加熱制限によって冷媒圧力が低下している場合は、コンプレッサーの駆動に必要な動力は十分に小さくなっているから、該コンプレッサーの作動を停止させても車輪の駆動トルクは微増するだけなので車両がスリップするおそれはないということになる。
【００２５】
請求項７に係る発明は、エンジンの軸出力によって駆動され冷媒の蒸気を圧縮して送り出すコンプレッサーと、該コンプレッサーから送られた冷媒の蒸気の熱を送風手段によって車室内に送風される空気に放熱する室内側熱交換器と、該室内側熱交換器によって凝縮された冷媒の一部を蒸発させる膨張手段と、加熱用媒体が供給され該膨張手段を経た冷媒を当該加熱用媒体によって加熱する室外側熱交換器とを備え、さらに車室に上記送風手段の風量を調節する風量操作手段が設けられているヒートポンプ加熱式の車両の空調装置において、
上記コンプレッサーから送られる冷媒の圧力を検出する圧力検出手段と、
上記送風手段の風量が所定量以上に低下するように上記風量操作手段が操作されたときに、単位時間当たりの風量低下量が所定値以下になるように上記送風手段の作動を制御する風量制御手段と、
上記圧力検出手段によって検出された冷媒圧力が設定圧力に上昇したときに、上記加熱用媒体による冷媒の加熱をその加熱量が少なくなり又は零になるように制限する加熱制限手段とを備えていることを特徴とする。
【００２６】
乗員が風量操作手段を操作して、空調用空気の流量を急激に低下させた場合には、室内側熱交換器の放熱能力が急激に低下する一方、冷媒は室外側熱交換器から熱を奪い続ける。このため、冷媒の比エンタルピーが急激に上昇して冷媒の圧力が急上昇するが、この発明では、風量の急低下が阻止されるため冷媒圧力の急上昇は避けられる。そして、冷媒圧力が設定圧力に上昇したら冷媒の加熱が制限されるから、冷媒圧力が低下し、当該冷凍サイクルを構成する機器の破損等の問題が避けられる。
【００２７】
請求項８に係る発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載されている車両の空調装置において、
上記加熱用媒体による冷媒の加熱の制限は、上記室外側熱交換器への加熱用媒体の供給を停止することによって行なわれることを特徴とする。
【００２８】
この加熱用媒体の供給停止によって、室外側熱交換器での冷媒の加熱は行なわれなくなり、冷媒の比エンタルピーが低下する。
【００２９】
請求項９に係る発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載されている車両の空調装置において、
上記加熱用媒体がエンジンの冷却水であることを特徴とする。
【００３０】
すなわち、水冷エンジンを有する車両であれば、そのエンジン冷却水を、上記冷媒を加熱する媒体として利用することができるものである。
【００３１】
請求項１０に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載されている車両の空調装置において、
上記コンプレッサーの作動の制限は、該コンプレッサーの作動を停止させることであることを特徴とする。
【００３２】
すなわち、コンプレッサーの作動を停止させることによって、その仕事量が零になり、冷媒圧力が低下する。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、車両のエンジンによって駆動されるコンプレッサーと、冷媒を加熱用媒体によって加熱する室外側熱交換器とを備えたヒートポンプ加熱式空調装置において、コンプレッサーから送られる冷媒の圧力を検出する圧力検出手段と、この検出された冷媒圧力が第１設定圧力に上昇したときに上記加熱用媒体による冷媒の加熱を制限する手段と、冷媒圧力が上記第１設定圧力よりも高い第２設定圧力に上昇したときにコンプレッサーの作動を制限する手段とを設けたから、エンジンの急加速等によってコンプレッサーの仕事量が増大しても、加熱用媒体による冷媒の加熱制限により冷媒の比エンタルピーが低下して冷媒圧力が低下するため、当該冷凍サイクルを構成する機器の破損防止に有利になるとともに、コンプレッサーを直ちに停止させる必要がなくなり、車輪の駆動トルクの過度上昇によるスリップの発生等の問題を避けるうえで有利になり、さらに、冷媒圧力が第２設定圧力に上昇したときにはコンプレッサーの作動制限により、車両の走行安定性に悪影響を及ぼすことなく、当該制限によって冷媒の圧力を速やかに下げることができる。
【００３４】
また、上記冷媒の加熱制限によって冷媒圧力が第１設定圧力よりも低い第３設定圧力に低下したときに、当該加熱制限を解除するようにした発明によれば、冷凍サイクルを構成する機器の破損等の不具合を招くことなく、暖房能力を回復させることができる。
【００３５】
また、上記冷媒の加熱制限及びコンプレッサーの作動制限によって、冷媒圧力が第１設定圧力よりも低い第３設定圧力に低下したときに、当該加熱制限を解除するようにした発明によれば、冷凍サイクルを構成する機器の破損等の不具合を招くことなく、暖房能力を回復させることができる。
【００３６】
また、上記冷媒の加熱制限によって冷媒圧力が第１設定圧力よりも低い第３設定圧力に低下したときに、上記コンプレッサーの作動を制限するようにした発明によれば、冷媒圧力の上昇によるコンプレッサー等の故障や、車両のスリップを確実に防止するうえで有利になる。
【００３７】
また、空調装置の操作スイッチが運転から停止に切り替わったときに、まず冷媒の加熱を制限し、しかる後に上記コンプレッサーの作動を停止させるようにした発明によれば、当該スイッチ操作によって車輪の駆動トルクが急上昇して車両のスリップを招くという事態は避けられる。
【００３８】
また、送風手段の風量が所定量以上に低下するように風量操作手段が操作されたときに、単位時間当たりの風量低下量が所定値以下になるように送風手段の作動を制御し、冷媒圧力が設定圧力に上昇したときに冷媒の加熱を制限するようにした発明によれば、冷媒圧力の急上昇を避けつつ冷媒の加熱制限によって冷媒圧力を下げて当該冷凍サイクルを構成する機器の破損等の不具合を避けることができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
＜実施形態１＞
−ハード構成−
図１に示すヒートポンプ加熱式の車両用暖房装置において、１は当該車両のパワープラントを構成するエンジンである。このエンジン１の出力軸にはエンジンプーリー２が装備されており、ベルト３を介してコンプレッサープーリー４を駆動するようになっている。コンプレッサープーリー４は電磁クラッチ５を介してコンプレッサー６に接続されている。エンジン１と室外側熱交換器７とは供給ホース８と戻しホース９とによって接続されていて、この両ホース８，９によりエンジン１と室外側熱交換器７との間をエンジン冷却水（冷媒を加熱する媒体）が循環するようになっている。
【００４０】
冷凍サイクルを説明すると、冷媒はコンプレッサー６によって圧縮されて高温高圧の気体になり、室内側熱交換器１１へ送られる。室内側熱交換器１１で冷媒は低温の空調用空気によって冷却されて低温高圧の気体になり、絞り弁（膨張手段）１２へ送られる。絞り弁１２で冷媒は狭い通路を通されて減圧され、低温低圧の気液混合体になって室外側熱交換器７へ送られる。室外側熱交換器７で冷媒は高温のエンジン冷却水によって加熱され、高温低圧の気体になってコンプレッサー６へ戻る。
【００４１】
なお、絞り弁１２は必ずしも必要ではなく、室内側熱交換器１１から室外側熱交換器７までの間の冷媒配管を細くして代用してもよい。つまり、キャピラリーチューブによって膨張手段を構成する、というものである。
【００４２】
上記室内側熱交換器１１は当該車両の空調用ダクト１３に介装されている。このダクト１３における室内側熱交換器１１よりも上流側にはブロワモーター１４によって駆動されるファン１５が設けられ、室内側熱交換器１１よりも下流側にはヒータコア１６が設けられている。ヒータコア１６には上記供給ホース８より分岐した供給ホース１７が接続され、このヒータコア１６から延びる戻しホース１８が上記戻しホース９に接続されており、エンジン冷却水によって空調用空気を加熱するようになっている。
【００４３】
すなわち、空調用空気は、ファン１５の作用で室内側熱交換器１１へ送られ、さらにヒータコア１６を経て、図示していない分配装置によって、車室内の複数の吹き出し口から、窓の内側や、乗員の足元や、乗員の上半身に向けて吹き出される。この場合、ヒータコア１６による暖房が主暖房となり、上記冷凍サイクルによる暖房が補助暖房となる。
【００４４】
コンプレッサー６の吐出側より室内側熱交換器へ延びる冷媒配管１９には冷媒の圧力を検出するための圧力センサ（圧力検出手段）２１が設けられている。また、エンジン１から室外側熱交換器７へ延びる供給ホース８には該室外側熱交換器７へのエンジン冷却水の供給を遮断するための電磁開閉弁２２が設けられている。上述のヒータコア１６へ延びる供給ホース１７は電磁開閉弁２２よりも上流側から分岐している。
【００４５】
上記電磁クラッチ５及び電磁開閉弁２２は、上記圧力センサ２１の検出圧力に基づいてコントローラ２３によって作動が制御される。そのために、圧力センサ２１の検出信号がコントローラ２３に与えられ、コントローラ２３からコンプレッサー６の運転・停止を操作するコンプレッサースイッチ２４及び電磁開閉弁２２に制御信号が与えられるようになっている。また、上記ファン１５の風量を調節する風量操作手段２５の信号がブロアモータ１４に与えられるようになっている。風量操作手段２５は車室に設けられていて、風量を段階に切り換えるようになっている。
【００４６】
−制御構成−
コントローラ２３は、上記圧力センサ２１によって検出された冷媒圧力Ｐが第１設定圧力Ｐ１に上昇したときに、電磁開閉弁２２を閉じることによって冷媒の加熱を制限する加熱制限手段と、上記冷媒圧力Ｐが第１設定圧力Ｐ１よりも高い第２設定圧力Ｐ２に上昇したときに、電磁クラッチ５を遮断することによってコンプレッサー６の作動を制限する作動制限手段とを備えている。
【００４７】
制御の流れは図２に示されている。すなわち、圧力センサ２１の検出信号が読み込まれ、冷媒圧力Ｐが第１設定圧力Ｐ１に上昇すると、電磁開閉弁２２が閉になって室外側熱交換器７による冷媒の加熱が制限される（ステップＳ１〜Ｓ３）。冷媒圧力Ｐが第１設定圧力Ｐ１よりも高い第２設定圧力Ｐ２に上昇すると、電磁クラッチ５が遮断されてコンプレッサー６の作動が制限される（ステップＳ４，Ｓ５）。その後、冷媒圧力Ｐが第１設定圧力Ｐ１よりも低い第３設定圧力Ｐ３に低下すると、電磁クラッチ５が接続されてコンプレッサー６の作動制限が解除されるとともに、電磁開閉弁２２が開になって上記冷媒の加熱制限が解除される（ステップＳ６〜Ｓ８）。また、上記冷媒の加熱制限後に冷媒圧力Ｐが第２設定圧力Ｐ２に上昇することなく第３設定圧力Ｐ３に低下したときは当該加熱制限が解除される（ステップＳ３→Ｓ４→Ｓ９→Ｓ１０）。
【００４８】
図３には冷媒圧力の経時変化の一例が示されている。同例では、エンジン１の運転開始と共に空調装置の作動が開始し（電磁クラッチ５の接続及び電磁開閉弁２２は開）、エンジン回転数の上昇及びエンジン冷却水温度の上昇に伴って冷媒圧力Ｐが上昇している。エンジン回転数が中回転域にあって大きな変化がなければ、冷媒圧力は第１設定圧力Ｐ１（例えば３．０ＭＰａ付近）よりも低い圧力で推移する。
【００４９】
しかし、例えば、時間Ｔａにおいて変速機のシフトチェンジを伴わずにエンジン１の急加速運転がなされ、冷媒圧力Ｐが上昇し時間Ｔｂにおいて第１設定圧力Ｐ１に上昇すると、電磁開閉弁２２が閉になって室外側熱交換器７へのエンジン冷却水の供給が停止される。これにより、冷媒は比エンタルピーが低下して、時間Ｔｃには冷媒圧力Ｐが第３設定圧力Ｐ３（例えば２．０ＭＰａ）まで低下する。従って、当該冷凍サイクルを構成する機器の破損等の不具合は回避される。そうして、冷媒圧力Ｐが第３設定圧力Ｐ３に低下した時点で電磁開閉弁２２が再び接続され、冷媒がエンジン冷却水によって加熱されることにより、冷媒圧力Ｐが回復しており、従って、暖房が確保される。
【００５０】
図４には冷媒圧力の経時変化の他の例が示されている。これは、時間Ｔａにおいて例えばシフトチェンジを伴うエンジン１の急加速運転があったときのものである。この場合は図３の例よりもさらに加速が急になるため、冷媒圧力Ｐは、時間Ｔｂで第１設定圧力Ｐ１になって電磁開閉弁２２が閉になっても上昇を続け、時間Ｔｃで第２設定圧力Ｐ２になっている。これにより、電磁クラッチ５が遮断されてコンプレッサー６が停止して冷媒圧力Ｐが低下している。従って、当該冷凍サイクルを構成する機器の破損等の不具合は回避される。時間Ｔｄにおいて冷媒圧力が第３設定圧力Ｐ３に低下すると、電磁クラッチ５が接続されるとともに、電磁開閉弁２２が開になって、冷媒圧力Ｐが再び上昇し暖房が確保されている。上記時間Ｔｃにおいて電磁クラッチ５が遮断されたときには車輪の駆動トルクが上昇するが、本例のような急加速運転が行なわれるときは、路面摩擦係数が高いのが通常であるから、車輪のスリップは生じない。
【００５１】
＜実施形態２＞
本実施形態のハード構成は実施形態１と同じある。制御の流れは図５に示されている。すなわち、圧力センサ２１の検出信号が読み込まれ、冷媒圧力Ｐが第１設定圧力Ｐ１に上昇すると、電磁開閉弁２２が閉になって室外側熱交換器７による冷媒の加熱が制限される（ステップＳ１１〜Ｓ１３）。冷媒圧力Ｐが第１設定圧力Ｐ１よりも高い第２設定圧力Ｐ２に上昇すると、電磁クラッチ５が遮断されてコンプレッサー６の作動が制限される（ステップＳ１４，Ｓ１５）。一方、上記冷媒の加熱制限によって冷媒圧力Ｐが第１設定圧力Ｐ１よりも低い第３設定圧力Ｐ３に低下すると、電磁クラッチ５が遮断されてコンプレッサー６の作動が制限される（ステップＳ１３→Ｓ１４→Ｓ１６→Ｓ１５）。
【００５２】
図６には冷媒圧力Ｐの経時変化の一例が示されている。時間Ｔａでエンジン１が加速運転され、時間Ｔｂで電磁開閉弁２２が閉になって冷媒圧力Ｐが低下するところまでは実施形態１の図３の場合と同じである。但し、この例では、冷媒圧力Ｐが第３設定圧力Ｐ３（例えば１．０ＭＰａ）に達するまで低下した時点で電磁クラッチ５が遮断されてコンプレッサー６の作動が停止されている。すなわち、この場合は、冷媒圧力Ｐが第１設定圧力Ｐ１まで上昇したことによって車室の早期暖房が達成され、その後はヒータコア１６による主暖房によって車室暖房を確保することができる、という考えのもとに、冷媒圧力Ｐが第３設定圧力Ｐ３に低下した時点で当該冷凍サイクルによる補助暖房を解除するようにしたものである。
【００５３】
なお、凍結路面でのスリップを防止するためには第３設定圧力Ｐ３をできるだけ低くする方がよいが、あまり低くすると、気温が高めの時にはいつまでたっても冷媒圧力Ｐが第３設定圧力Ｐ３まで下がらない。従って、自動車用空調装置に広く採用されているＨＦＣ１３４ａ冷媒の飽和圧力特性を考慮して、当該第３設定圧力Ｐ３を１．０ＭＰａ付近にすることが好適である。
【００５４】
図７はシフトチェンジを伴うエンジン１の急加速運転があった場合の冷媒圧力の経時変化を示すものである。この場合は、時間Ｔｃにおいて冷媒圧力Ｐが第２設定圧力に上昇したときに電磁クラッチ５が遮断されて、冷媒圧力Ｐが低下していっているものである。時間Ｔｄにおいて冷媒圧力Ｐが第３設定圧力Ｐ３まで低下しているが、このときは電磁クラッチ５の接続や電磁開閉弁２２の閉から開への切換えは行なわれない。
【００５５】
＜実施形態３＞
本実施形態のハード構成は図８に示されており、乗員が操作するコンプレッサースイッチ２４の信号及び圧力センサ２１の信号をコントローラ２３に与えて、電磁クラッチ５及び電磁開閉弁２２の作動を制御するようにしているものであり、他は実施形態１と同じである。
【００５６】
コントローラ２３は、コンプレッサースイッチ２４が運転から停止に切り替わったときに、コンプレッサー６の作動を継続しながら電磁開閉弁２２を閉じることによって冷媒の加熱を制限し、しかる後に、上記冷媒圧力Ｐが設定圧力Ｐ３に低下したときにコンプレッサー６の作動を停止させる空調停止制御手段を備えている。
【００５７】
制御の流れは図９に示されている。すなわち、圧力センサ２１の検出信号及びコンプレッサースイッチ２４のオン・オフ信号が読み込まれ、コンプレッサースイッチ２４がオフであれば、電磁開閉弁２２が閉になって室外側熱交換器７による冷媒の加熱が制限される（ステップＳ２１〜Ｓ２３）。冷媒圧力Ｐが設定圧力Ｐ３まで低下すると、電磁クラッチ５が遮断されてコンプレッサー３の作動が制限される（ステップＳ２４，Ｓ２５）。
【００５８】
図１０に冷媒圧力Ｐの経時変化が示されている。時間Ｔａでコンプレッサースイッチ２４がオフに操作されると、電磁開閉弁２２が閉になって冷媒圧力Ｐが低下する。この冷媒圧力Ｐが設定圧力（例えば１．０ＭＰａ）に低下すると、電磁クラッチ５が遮断され冷媒圧力Ｐは急低下する。従って、コンプレッサースイッチ２４が乗員によってオフに操作されても、コンプレッサー６は直ちには停止しないから、車輪の駆動トルクが急上昇することはなく、そのスリップが防止される。冷媒圧力Ｐが低下した後のコンプレッサー６の停止は既に該コンプレッサー３の駆動に要する動力が少なくなっているから、車輪の駆動トルクの急上昇はない。
【００５９】
＜実施形態４＞
本実施形態のハード構成は図１１に示されており、風量操作手段２５、コンプレッサースイッチ２４及び圧力センサ２１の各信号を制御手段に与えて、電磁クラッチ５、電磁開閉弁２２及びブロアモータ１４の作動を制御するようにしているものであり、他は実施形態１と同じである。
【００６０】
コントローラ２３は、ファン１５の風量が所定量以上に低下するように上記風量操作手段２５が操作されたときに、単位時間当たりの風量低下量が所定値以下になるようにブロアモータ１４の作動を制御する風量制御手段と、冷媒圧力がＰ設定圧力Ｐ１に上昇したときに、電磁開閉弁２２を閉じることによって冷媒の加熱を制限する加熱制限手段とを備えている。
【００６１】
制御の流れは図１２に示されている。すなわち、風量操作手段２５、圧力センサ２１及びコンプレッサースイッチ２４の各信号が読み込まれ、風量が所定量以上に低下するように風量操作手段２５が操作されたときに、風量低下率（単位時間当たりの風量低下量）が所定値以下になるように制限される（ステップＳ３１〜Ｓ３３）。冷媒圧力Ｐが設定圧力Ｐ１に上昇すると、電磁開閉弁２２が閉にされて室外側熱交換器７による冷媒の加熱が制限される（ステップＳ３４，Ｓ３５）。
【００６２】
図１３に風量低下率の制限例が示されており、これは、風量が所定量以上に低下するように風量操作手段２５が操作されたときに、ブロアモータ１４の端子電圧を連続的に低下させる例である。このような制御は例えばパワートランジスタを用いることによって実行することができる。この場合の冷媒圧力Ｐの経時変化が図１４に示されている。時間Ｔａで風量操作手段２５が風量を所定量以上に低下させるように操作されると、風量が連続的に低下することに伴って、冷媒圧力Ｐが連続的に上昇している。時間Ｔｅで冷媒圧力Ｐが設定圧力Ｐ１に上昇すると電磁開閉弁２２が閉になって冷媒圧力Ｐが低下している。
【００６３】
図１３及び図１４に鎖線で示す特性は風量の低下率制御を行なわない場合である。この場合は、冷媒圧力Ｐが時間Ｔａで急上昇し、第２設定圧力Ｐ２に達して電磁クラッチ５が遮断されることになる。従って、冷媒圧力Ｐの急上昇による機器の破損、電磁クラッチ５の遮断に伴う車輪駆動トルクの急上昇の問題があるが、これが本実施形態ではなくなることになる。
【００６４】
図１５は風量低下率の他の制限例を示すものであり、これはブロアモータの端子電圧を段階的に下げる例である。この制御は複数の抵抗器とリレーとを組み合わせることによって実行することができる。その場合の冷媒圧力Ｐの経時変化が図１６に示されている。時間Ｔａで風量操作手段２５が風量を所定量以上に低下させるように操作されると、風量が段階的に低くなることに伴って冷媒圧力Ｐが段階的に上昇している。そして、時間Ｔｅで冷媒圧力Ｐが設定圧力Ｐ１に上昇すると電磁開閉弁２２が閉になって冷媒圧力Ｐが低下している。
【００６５】
なお、風量低下率の制限は、ブロアモータ１４の出力低下そのものを制御することによって行なってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施形態１に係る空調装置のハード構成を示す図。
【図２】
同形態の制御の流れ図。
【図３】
同形態の冷媒圧力の経時変化の一例を示すグラフ図。
【図４】
同形態の冷媒圧力の経時変化の他の例を示すグラフ図。
【図５】
本発明の実施形態２に係る制御の流れ図。
【図６】
同形態の冷媒圧力の経時変化の一例を示すグラフ図。
【図７】
同形態の冷媒圧力の経時変化の他の例を示すグラフ図。
【図８】
本発明の実施形態３に係る空調装置のハード構成を示す図。
【図９】
同形態の制御の流れ図。
【図１０】
同形態の冷媒圧力の経時変化の一例を示すグラフ図。
【図１１】
本発明の実施形態４に係る空調装置のハード構成を示す図。
【図１２】
同形態の制御の流れ図。
【図１３】
同形態のブロアモータ端子電圧の経時変化の一例を示すグラフ図。
【図１４】
同形態の冷媒圧力の経時変化の一例を示すグラフ図。
【図１５】
同形態のブロアモータ端子電圧の経時変化の他の例を示すグラフ図。
【図１６】
同形態の冷媒圧力の経時変化の他の例を示すグラフ図。
【符号の説明】
１  エンジン
６  コンプレッサー
５  電磁クラッチ
７  室外側熱交換器
１１  室内側熱交換器
１２  絞り弁（膨張手段）
１９  冷媒配管
１４  ブロワモーター
１５  ファン
２１  圧力スイッチ
２２  電磁開閉弁
２３  コントローラ
２４  コンプレッサースイッチ（操作スイッチ）
２５  風量操作手段