(57)【要約】【課題】圧縮機として、吐出圧と吸入圧との圧力差を利用して吐出容量を変化させる可変容量型の圧縮機を用いる冷凍サイクル装置において、室外熱交換器側への寝込み冷媒の回収モードを的確に実行できるようにする。【解決手段】ホットガスヒータサイクルの起動信号が出たときに、冷房モードを最初に起動して寝込み冷媒の回収モードを起動し（Ｓ１０）、圧縮機の吐出圧Ｐｄが所定の設定値Ｐ１に上昇すると、冷房モードを終了してＯＦＦモードに切り替え（Ｓ２０、Ｓ３０）、このＯＦＦモードの経過時間が所定時間ｔａに達するとＯＦＦモードを終了して（Ｓ４０）、ホットガスヒータサイクルによる暖房モードを実行する。【選択図】        図４
2004255913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（１０）より吐出された冷媒を、室外熱交換器（１４）、冷房用減圧装置（１６）および室内熱交換器（１８）を通して前記圧縮機（１０）に戻すことで、前記室内熱交換器（１８）を蒸発器として作動させる冷房モードと、
前記圧縮機（１０）より吐出された冷媒を、前記室外熱交換器（１４）をバイパスして、前記室内熱交換器（１８）を通して前記圧縮機（１０）に戻すことで、前記室内熱交換器（１８）を放熱器として作動させる、ホットガスヒータサイクル（Ｈ）による暖房モードとを切替可能に構成し、
前記ホットガスヒータサイクル（Ｈ）の起動信号が出たときに、前記冷房モードを最初に起動して前記室外熱交換器（１４）側の寝込み冷媒の回収モードを起動し、前記寝込み冷媒の回収モードを実行した後に、前記ホットガスヒータサイクル（Ｈ）による暖房モードを実行する冷凍サイクル装置において、
前記圧縮機は、吐出圧と吸入圧との圧力差を利用して吐出容量を変化させる可変容量機構（１００）を備える可変容量型の圧縮機（１０）であり、
前記冷房モードによる寝込み冷媒の回収モードを起動した後に、前記圧縮機（１０）の吐出圧と相関のある情報値に基づいて前記冷房モードの終了時期を決定することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記圧縮機（１０）の吐出圧が所定値に上昇すると、前記冷房モードを終了することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記冷房モードの起動後における前記圧縮機（１０）の吐出圧上昇量が所定値以上に増加すると、前記冷房モードを終了することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
圧縮機（１０）より吐出された冷媒を、室外熱交換器（１４）、冷房用減圧装置（１６）および室内熱交換器（１８）を通して前記圧縮機（１０）に戻すことで、前記室内熱交換器（１８）を蒸発器として作動させる冷房モードと、
前記圧縮機（１０）より吐出された冷媒を、前記室外熱交換器（１４）をバイパスして、前記室内熱交換器（１８）を通して前記圧縮機（１０）に戻すことで、前記室内熱交換器（１８）を放熱器として作動させる、ホットガスヒータサイクル（Ｈ）による暖房モードとを切替可能に構成し、
前記ホットガスヒータサイクル（Ｈ）の起動信号が出たときに、前記冷房モードを最初に起動して前記室外熱交換器（１４）側の寝込み冷媒の回収モードを起動し、前記寝込み冷媒の回収モードを実行した後に、前記ホットガスヒータサイクル（Ｈ）による暖房モードを実行する冷凍サイクル装置において、
前記圧縮機は、吐出圧と吸入圧との圧力差を利用して吐出容量を変化させる可変容量機構（１００）を備える可変容量型の圧縮機（１０）であり、
前記冷房モードによる寝込み冷媒の回収モードを起動した後における前記圧縮機（１０）の吐出圧上昇量が所定値に到達すると、この到達時点から計時を開始して所定時間後に、前記冷房モードを終了することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記吐出圧上昇量が所定時間以内に前記所定値に到達しないときは、前記圧縮機（１０）を実質的に停止状態にすることを特徴とする請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記冷房モードを終了した後に前記圧縮機（１０）を停止状態にするＯＦＦモードを実行し、
前記ＯＦＦモードを終了した後に、前記ホットガスヒータサイクル（Ｈ）による暖房モードを実行することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記可変容量型の圧縮機（１０）は、斜板（１０ａ）の傾斜角度によりピストンストロークを変化させて吐出容量を変化させる斜板式圧縮機（１０）であり、
前記斜板（１０ａ）が配置される斜板室（１０ｂ）を前記圧縮機（１０）の吐出側及び吸入側に連通させ、前記斜板室（１０ｂ）内の圧力を前記可変容量機構の弁手段（１００）にて制御することにより、前記斜板（１０ａ）の傾斜角度を変化させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暖房時には圧縮機吐出ガス冷媒（ホットガス）を室内熱交換器（蒸発器）に直接導入することにより、室内熱交換器をガス冷媒の放熱器として使用するホットガスヒータ機能を持った冷凍サイクル装置において、特に、室外熱交換器（凝縮器）側に寝込んでいる冷媒（オイルを含む）を室内熱交換器側に回収する冷媒回収モードの制御に関するものであって、例えば、車両用空調装置に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置では冬期暖房時に温水（エンジン冷却水）を暖房用熱交換器に循環させ、この暖房用熱交換器にて温水を熱源として空調空気を加熱するようにしている。この場合、温水温度が低いときには車室内への吹出空気温度が低下して必要な暖房能力が得られない場合がある。
【０００３】
そこで、ホットガスヒータサイクルにより暖房機能を発揮できる冷凍サイクル装置が従来提案されている。この従来装置では、エンジン始動時のごとく温水温度が所定温度より低いときには、圧縮機吐出ガス冷媒（ホットガス）を室外熱交換器をバイパスして室内熱交換器に直接導入して、室内熱交換器でガス冷媒から空調空気に放熱することにより、暖房機能を発揮できるようにしている。
【０００４】
ところで、車両用の冷凍サイクル装置において室外熱交換器は圧縮機とともに車室外のエンジンルーム等に搭載されるので、冬期に冷凍サイクルが停止されると、室外熱交換器の温度は外気温と同程度の温度まで低下して、冷凍サイクルのうち最低温度の部位となる。従って、室外熱交換器の冷媒飽和圧力も冷凍サイクルのうち最低圧力となり、冬期の冷凍サイクル停止中の間に室外熱交換器内に冷媒が寝込むという問題が生じる。
【０００５】
ホットガスヒータサイクルを起動しても室外熱交換器をバイパスして冷媒が循環するので、室外熱交換器への冷媒寝込み状態はホットガスヒータサイクル起動後も維持される。この結果、ホットガスヒータサイクルの実行時に、ホットガスヒータサイクル側の冷媒量が不足して暖房性能が減少するとともに、圧縮機へのオイル戻りが悪化する等の不具合が発生する。
【０００６】
そこで、特許文献１では、ホットガスヒータサイクルの起動前にまず冷房モードを起動して寝込み冷媒の回収モードを起動し、所定時間が経過すると冷房モードを終了して、ホットガスヒータサイクルによる暖房モードに切り替えることを提案している。
【０００７】
また、特許文献１では、寝込み冷媒の回収モードの別の例として、室外熱交換器の入口側およびホットガスヒータサイクルのホットガスバイパス通路の入口側を両方とも閉塞して圧縮機を作動させて、室外熱交換器側の寝込み冷媒を回収する例を提案している。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２１９０３３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両用の冷凍サイクル装置では、圧縮機として、可変容量型の斜板式圧縮機を用いて、冷房低負荷時には圧縮機吐出容量を小さくすることにより、圧縮機駆動動力の低減を図ることが実施されている。ここで、可変容量型の斜板式圧縮機では、斜板が収容されている斜板室を圧縮機の吐出側及び吸入側に連通させるとともに、この斜板室の圧力（制御圧）を吐出圧と吸入圧の圧力差を利用して制御する圧力制御弁を設けている。この斜板室の圧力制御により斜板の傾斜角度を変化させてピストンストロークを変化させ、これにより、吐出容量を変化させている。
【００１０】
しかし、ホットガスヒータサイクルを必要とする極低温時、例えば、外気温−２０℃〜−３０℃程度の極低温時においては冷凍サイクルを停止すると圧縮機が低温外気雰囲気中に晒されて外気温と同程度の低温となる。このため、圧縮機の斜板室内に冷媒が液相状態にて多量に溜まるようになる。その結果、次回の圧縮機起動時に斜板による液冷媒の撹拌抵抗が非常に大きくなるとともに、斜板室内の液冷媒が蒸発することにより斜板室内の圧力低下を阻害するので、斜板の傾斜角度を大容量側に速やかに変化させることができないという事態が起きる。
【００１１】
その結果、圧縮機吐出容量を速やかに大容量に立ち上げることができないので、圧縮機が起動しても、圧縮機が小容量（小さなピストンストローク）のまま作動する時間が長くなり、この小容量作動の間は冷媒の吐出作用がほとんど行われない。従って、この間は室外熱交換器側の寝込み冷媒をほとんど回収できないことになる。
【００１２】
また、極低温時にはサイクル内封入冷媒の液化が進行して飽和圧力が非常に低くなるので、圧縮機起動時の吸入冷媒の密度が非常に小さくなる。このため、圧縮機の吸入冷媒が希薄な状態になって、吸入冷媒流量（質量流量）が減少するので、圧縮機の吐出圧が上昇しにくくなる。その結果、吐出圧と吸入圧との圧力差が拡大しにくいので、圧縮機の起動時に斜板室内に液冷媒が溜まり込んでいない場合にも、斜板の傾斜角度を大容量側に速やかに変化させることができない。これにより、冷房モードにて圧縮機を起動しても、上記と同様に、寝込み冷媒の回収をほとんど行うことができない。
【００１３】
しかるに、特許文献１の従来技術では、寝込み冷媒の回収モードをいずれの例でも回収モード起動後、所定の設定時間が経過すると回収モードを終了させているので、圧縮機起動後に圧縮機が小容量のまま作動する時間に比較して回収モードの設定時間が短いと、回収モードを実行しても寝込み冷媒をほとんど回収できない。
【００１４】
逆に、圧縮機が小容量のまま作動する時間に比較して回収モードの設定時間を過剰に長く設定すると、寝込み冷媒の回収の終了後も回収モードが継続されて、折角のホットガスヒータサイクルによる暖房機能をタイムリーに発揮できない。
【００１５】
本発明は上記点に鑑みて、室内熱交換器を放熱器として作動させるホットガスヒータサイクルによる暖房モードと冷房モードとを切替可能に構成し、かつ、圧縮機として、吐出圧と吸入圧との圧力差を利用して吐出容量を変化させる可変容量型の圧縮機を用いる冷凍サイクル装置において、室外熱交換器側への寝込み冷媒の回収モードを的確に実行できるようにすることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ホットガスヒータサイクル（Ｈ）の起動信号が出たときに、冷房モードを最初に起動して室外熱交換器（１４）側の寝込み冷媒の回収モードを起動し、この寝込み冷媒の回収モードを実行した後に、ホットガスヒータサイクル（Ｈ）による暖房モードを実行する冷凍サイクル装置において、
圧縮機は、吐出圧と吸入圧との圧力差を利用して吐出容量を変化させる可変容量機構（１００）を備える可変容量型の圧縮機（１０）であり、
冷房モードによる寝込み冷媒の回収モードを起動した後に、圧縮機（１０）の吐出圧と相関のある情報値に基づいて冷房モードの終了時期を決定することを特徴とする。
【００１７】
これによると、圧縮機（１０）の吐出圧が実際に上昇して室外熱交換器（１４）側への寝込み冷媒の回収を実行できる状態になったことを確認してから冷房モードを終了できる。従って、ホットガスヒータサイクル（Ｈ）による暖房モードの実行前に、室外熱交換器（１４）側から室内熱交換器（１８）側へ冷媒を確実に回収できる。
【００１８】
この結果、本来の適正冷媒量が充足された状態にてホットガスヒータサイクル（Ｈ）を作動でき、ホットガスヒータサイクル（Ｈ）による暖房性能を良好に発揮できるとともに、圧縮機（１０）へのオイル戻り性も良好に確保できる。
【００１９】
また、寝込み冷媒の回収を実行できる状態になったことを確認してから冷房モードを終了するから、ホットガスヒータサイクル（Ｈ）による暖房モードを寝込み冷媒の回収後にタイムリーに起動できる。
【００２０】
請求項２に記載の発明のように、請求項１において、具体的には、圧縮機（１０）の吐出圧が所定値に上昇すると、冷媒回収のための冷房モードを終了させればよい。
【００２１】
また、請求項３に記載の発明のように、請求項１において、具体的には、冷房モードの起動後における圧縮機（１０）の吐出圧上昇量が所定値以上に増加すると、冷媒回収のための冷房モードを終了するようにしてもよい。
【００２２】
請求項４に記載の発明では、ホットガスヒータサイクル（Ｈ）の起動信号が出たときに、冷房モードを最初に起動して室外熱交換器（１４）側の寝込み冷媒の回収モードを起動し、この寝込み冷媒の回収モードを実行した後に、ホットガスヒータサイクル（Ｈ）による暖房モードを実行する冷凍サイクル装置において、
圧縮機は、吐出圧と吸入圧との圧力差を利用して吐出容量を変化させる可変容量機構（１００）を備える可変容量型の圧縮機（１０）であり、
冷房モードによる寝込み冷媒の回収モードを起動した後における圧縮機（１０）の吐出圧上昇量が所定値に到達すると、この到達時点から計時を開始して所定時間後に、冷房モードを終了することを特徴とする。
【００２３】
ところで、吐出圧と吸入圧との圧力差を利用して吐出容量を変化させる可変容量機構（１００）を備える可変容量型の圧縮機（１０）では、起動後、吐出圧が少しでも上昇し始めると、これ以後は、吐出容量がスムーズに立ち上がって、冷媒の吐出機能を正常通り発揮する作動特性を持っている。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、この圧縮機作動特性に着目して冷媒回収のための冷房モードの終了時期を的確に決定するものであり、圧縮機起動後における吐出圧上昇量が所定値に到達した時点から計時を開始して所定時間後に、冷房モードを終了するから、圧縮機（１０）が冷媒の吐出機能を発揮し始めたことを確認し、その確認時点から所定時間経過後に冷房モードを終了させることができる。従って、請求項４においても、請求項１と同様に、圧縮機（１０）の吐出圧が実際に上昇して室外熱交換器（１４）側への寝込み冷媒の回収を実行できる状態になったことを確認してから冷房モードを終了できる。従って、ホットガスヒータサイクル（Ｈ）による暖房モードの実行前に、室外熱交換器（１４）側から室内熱交換器（１８）側へ冷媒を確実に回収でき、請求項１と同様の作用効果を発揮できる。
【００２５】
請求項５に記載の発明では、請求項４において、吐出圧上昇量が所定時間以内に所定値に到達しないときは、圧縮機（１０）を実質的に停止状態にすることを特徴とする。
【００２６】
ところで、サイクル外への冷媒洩れによりサイクル内への冷媒封入量が不足しているとき、あるいは圧縮機（１０）が故障しているときなどの異常時には吐出圧上昇量が所定時間以内に所定値に到達しない。そこで、請求項５ではこのような異常時に圧縮機（１０）を自動的に停止状態に維持することにより、圧縮機（１０）およびその他のサイクル部品を保護できる。
【００２７】
なお、請求項５において、「圧縮機（１０）を実質的に停止状態にする」とは、圧縮機（１０）をクラッチ手段により駆動源から切り離して完全に停止状態とする場合と、圧縮機（１０）の吐出容量を０容量付近の最小容量に維持し、圧縮機回転軸は駆動源により回転し続けている状態の両方を含む意味である。
【００２８】
請求項６に記載の発明のように、請求項１ないし５のいずれか１つにおいて、冷媒回収のための冷房モードを終了した後に、圧縮機（１０）を停止状態にするＯＦＦモードを実行し、このＯＦＦモードを終了した後に、ホットガスヒータサイクル（Ｈ）による暖房モードを実行するようにしてもよい。
【００２９】
これによると、ＯＦＦモード時においても室外熱交換器（１４）と室内熱交換器（１８）との圧力差を利用して、室外熱交換器（１４）側から室内熱交換器（１８）側へ冷媒を回収できる。
【００３０】
請求項７に記載の発明では、請求項１ないし６のいずれか１つにおいて、可変容量型の圧縮機（１０）は、斜板（１０ａ）の傾斜角度によりピストンストロークを変化させて吐出容量を変化させる斜板式圧縮機（１０）であり、斜板（１０ａ）が配置される斜板室（１０ｂ）を圧縮機（１０）の吐出側及び吸入側に連通させ、斜板室（１０ｂ）内の圧力を可変容量機構の弁手段（１００）にて制御することにより、斜板（１０ａ）の傾斜角度を変化させることを特徴とする。
【００３１】
このように斜板（１０ａ）の傾斜角度の変化により吐出容量を変化させる可変容量型の斜板式圧縮機（１０）を用いる冷凍サイクル装置において、本発明は好適に実施できる。
【００３２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は車両用空調装置における冷凍サイクル装置に本発明を適用した第１実施形態を示している。圧縮機１０は、プーリ１１を介して水冷式の車両エンジン１２により駆動されるものである。なお、圧縮機１０は可変容量型の斜板式圧縮機であり、吐出圧と吸入圧との圧力差を利用して吐出容量を変化させる可変容量機構を備えている。この可変容量機構は電磁式の圧力制御弁１００等により構成される。この可変容量機構（圧力制御弁１００）を含む圧縮機１０の概要は図２に基づいて後述する。
【００３４】
圧縮機１０の吐出側は冷房用電磁弁１３を介して凝縮器１４に接続され、この凝縮器１４の出口側は冷媒の気液を分離して液冷媒を溜める受液器１５に接続される。凝縮器１４は圧縮機１０等とともに車両エンジンルームに配置され、電動式の冷却ファン１４ａにより送風される外気（冷却空気）と熱交換する室外熱交換器である。
【００３５】
そして、受液器１５の出口側は冷房用減圧装置を構成する温度式膨張弁１６に接続されている。この温度式膨張弁１６の出口側は逆止弁１７を介して蒸発器１８の入口側に接続されている。蒸発器１８の出口側はアキュームレータ１９を介して圧縮機１０の吸入側に接続されている。
【００３６】
上記した圧縮機１０の吐出側から冷房用電磁弁１３→凝縮器１４→受液器１５→温度式膨張弁１６→逆止弁１７→蒸発器１８→アキュームレータ１９を経て圧縮機１０の吸入側に戻る閉回路により通常の冷房用冷凍サイクルＣが構成される。
【００３７】
温度式膨張弁１６は周知のごとく通常の冷凍サイクル運転時（冷房モード時）に蒸発器１８出口冷媒の過熱度が所定値に維持されるように弁開度（冷媒流量）を調整するものである。アキュームレータ１９は冷媒の気液を分離して液冷媒を溜め、ガス冷媒および底部付近の少量の液冷媒（オイルが溶け込んでいる）を圧縮機１０側へ吸入させる。
【００３８】
一方、圧縮機１０の吐出側と蒸発器１８の入口側との間に、凝縮器１４等をバイパスするホットガスバイパス通路２０が設けてあり、このバイパス通路２０には暖房用電磁弁２１および暖房用減圧装置を構成する絞り２１ａが直列に設けてある。この絞り２１ａはオリフィス、キャピラリチューブ等の固定絞りで構成することができる。そのため、絞り２１ａを暖房用電磁弁２１の冷媒通路に一体に構成してもよい。
【００３９】
圧縮機１０の吐出側から暖房用電磁弁２１→絞り２１ａ→蒸発器１８→アキュームレータ１９を経て圧縮機１０の吸入側に戻る閉回路により暖房用のホットガスヒータサイクルＨが構成される。
【００４０】
車両用空調装置の空調ケース２２は車室内へ向かって空気が流れる空気通路を構成するもので、空調ケース２２には電動式の空調用送風機２３が配置されている。この送風機２３の吸入側には内外気切替箱（図示せず）が設置され、この内外気切替箱から外気（車室外空気）または内気（車室内空気）が切り替え導入される。そして、この内外気切替箱への導入空気が空調用送風機２３の作動により空調ケース２２内を送風される。
【００４１】
蒸発器１８はこの空調ケース２２内に設置される室内熱交換器であって、冷房モード時には冷房用冷凍サイクルＣにより冷媒が循環して、蒸発器１８での冷媒蒸発（吸熱）により空調用送風機２３の送風空気が冷却される。また、暖房モード時には、蒸発器１８はホットガスバイパス通路２０からの高温冷媒ガス（ホットガス）が流入して空気に放熱するので、放熱器としての役割を果たす。
【００４２】
空調ケース２２内において、蒸発器１８の空気下流側には車両エンジン１２からの温水（エンジン冷却水）を熱源として送風空気を加熱する温水式の暖房用熱交換器２４が設置されており、この暖房用熱交換器２４の下流側に設けられた吹出口（図示せず）から車室内へ空調空気を吹き出すようになっている。暖房用熱交換器２４への温水回路には温水流れを制御する温水弁２５が備えられている。
【００４３】
空調用制御装置（以下ＥＣＵという）２６は、マイクロコンピュータとその周辺回路等から構成され、予め設定されたプログラムに従って演算処理を行って、冷房用、暖房用電磁弁１３、２１の開閉およびその他の電気機器（１００、１４ａ、２３、２５等）の作動を制御する。
【００４４】
次に、図２は可変容量型の斜板式圧縮機１０の具体例を示す断面図であり、この圧縮機１０は、周知のごとく、制御圧室をなす斜板室（クランクケース）１０ｂ内の圧力を制御することにより斜板１０ａの傾斜角θを変化させて、ピストン１０ｃのストローク（行程）を変化させ、これにより、吐出容量を変化させることができるものである。
【００４５】
すなわち、可変容量型の斜板式圧縮機１０では、斜板室１０ｂの圧力を制御することにより、斜板室１０ｂ内の圧力がピストン１０ｃに作用させる力とピストン１０ｃに作用する圧縮反力との釣り合い状態を変化させて斜板１０ａを傾斜させる傾転モーメントを変化させ、これにより、斜板１０ａの傾斜角θを変化させてピストン１０ｃのストロークを変化させ吐出容量を変化させる。
【００４６】
ここで、吐出容量とは、圧縮機１０の回転軸１０ｄが１回転する際にシリンダ１０ｅから吐出される幾何学的な理論吐出量を言う。
【００４７】
より具体的に述べると、斜板室１０ｂは圧縮機１０の吸入側に連通路を介して常に連通しており、この吸入側連通路にはオリフィスやキャピラリーチューブ等の所定の圧力損失を発生させる絞り（図示せず）が設けられている。また、斜板室１０ｂは圧縮機１０の吐出側にも圧力導入通路（図示せず）を介して連通するようになっており、そして、この圧力導入通路（図示せず）に通路面積を可変制御する圧力制御弁１００を設けている。
【００４８】
この圧力制御弁１００は、吐出容量を増大させる場合には、圧力導入通路を絞る又は閉じることにより斜板室１０ｂ内の圧力（制御圧）を低下させ、これにより、斜板１０ａの傾斜角θを増加させてピストン１０ｃのストローク（行程）を増加させる。
【００４９】
逆に、吐出容量を減少させるときには、圧力制御弁１００を開いて斜板室１０ｂ内に流入する吐出冷媒の流入量を増加して斜板室１０ｂ内の圧力（制御圧）を上昇させ、これにより、斜板１０ａの傾斜角θを減少してピストン１０ｃのストローク（行程）を減少させる。従って、吐出容量が最大のときには、斜板室１０ｂ内の圧力は略吸入圧となる。一方、吐出容量が最小のときには、斜板室１０ｂ内の圧力は略吐出圧となる。
【００５０】
そして、圧力制御弁１００は、図１に示すようにＥＣＵ２６により制御されるようになっており、このＥＣＵ２６は、通常運転時においては、蒸発器５内の冷媒蒸発圧力が目標圧力となるように圧力制御弁１００の電磁コイル１０１の通電電流をデューティ制御する。このデューティ制御により電磁コイル１０１の電磁力が変化することにより弁作動ロッド１０２が軸方向に変位して上記圧力導入通路の通路面積を可変制御するようになっている。
【００５１】
なお、蒸発器１８内の冷媒蒸発圧力は冷媒蒸発温度と相関があり、更に、この冷媒蒸発温度と蒸発器吹出空気温度は相関があるので、本実施形態では、蒸発器１８を通過した直後の空気温度、具体的には温度センサ２７ｄ（図１）の検出温度に基づいて圧力制御弁１００の通電電流をデューティ制御している。電磁コイル１０１の通電電流をデューティ制御によらず、直接アナログ的に増減してもよい。
【００５２】
また、圧縮機１０の回転軸１０ｄは本実施形態では、プ−リ１１を介して常時車両エンジン１２の回転動力が伝達されるようになっている。従って、車両エンジン１２の運転時には回転軸１０ｄが常時回転する。なお、プ−リ１１には公知のトルクリミッター機構およびトルク変動吸収用ダンパー機構が具備されている。また、本実施形態では、圧縮機１０を車両エンジン１２の運転時に回転軸１０ｄが常時回転する構成にしているが、プ−リ１１と回転軸１０ｄとの間に周知の電磁クラッチを介在して、圧縮機１０の作動を断続制御できるようにしてもよいことはもちろんである。
【００５３】
図３はＥＣＵ２６を含む電気制御部のブロック図であり、車室内の空調を自動制御するのに必要な空調環境因子を検出するためのセンサ２７ａ〜２７ｆが備えられ、これらのセンサから検出信号がＥＣＵ２６に入力される。これらのセンサは、具体的には、車室内の空気温度（以下内気温度と言う）を検出する内気温センサ２７ａ、外気温センサ２７ｂ、室内に入射する日射量を検出する日射センサ２７ｃ、蒸発器１８を通過した直後の空気温度を検出する蒸発器吹出温度センサ２７ｄ、温水式熱交換器２４に流入する温水（エンジン冷却水）温度を検出する水温センサ２７ｅ、冷凍サイクルの高圧圧力（吐出圧力：Ｐｄ）を検出する冷媒圧力センサ（高圧圧力検出手段）２７ｆ等である。
【００５４】
また、車室内計器盤付近に設置される空調操作パネル２８上の各種操作スイッチ群２９ａ〜２９ｆからのスイッチ操作信号がＥＣＵ２６に入力される。この操作スイッチ群として、具体的には、ホットガスヒータサイクルによる暖房モードを設定するホットガス暖房スイッチ２９ａ、空調の吹出モードを切り替える吹出モード切替スイッチ２９ｂ、車室内の温度を所望の温度に設定する温度設定スイッチ（温度設定手段）２９ｃ、冷凍サイクルの圧縮機１０の起動または停止を指令するエアコンスイッチ２９ｄ、送風機２３のオン、オフおよび風量切替を指令するブロワスイッチ２９ｅ、内外気切替箱での外気導入モードと内気循環モードの切替を指令する内外気切替スイッチ２９ｆ等が設置されている。
【００５５】
なお、エアコンスイッチ２９ｄは冷房モードを設定する冷房スイッチの役割を果たすものであって、エアコンスイッチ２９ｄの投入時（ＯＮ時）には、ＥＣＵ２６から圧力制御弁１００の電磁コイル１０１に対して所定の起動時デューティ比出力を与えて、圧縮機１０を起動する。
【００５６】
また、エアコンスイッチ２９ｄの非投入時（ＯＦＦ時）には、ＥＣＵ２６から圧力制御弁１００の電磁コイル１０１に与えるデューティ比出力を零にして、圧縮機１０の吐出容量を零容量付近の最小容量とすることにより、圧縮機１０を実質上停止状態とする。
【００５７】
一方、ホットガス暖房スイッチ２９ａの投入時においても、ＥＣＵ２６から圧力制御弁１００の電磁コイル１０１に対して所定の起動時デューティ比出力を与えて、圧縮機１０を起動する。
【００５８】
なお、図３において、１４ｂは凝縮器冷却ファン１４ａの駆動モータであり、２３ａは空調用送風機２３の駆動用ブロワモータである。
【００５９】
次に、上記構成において第１実施形態の作動を説明する。まず、最初に、冷凍サイクル部分の作動を説明すると、エアコンスイッチ２９ｄが投入されて冷房モードが設定されている時には、ＥＣＵ２６により所定のデューティ比出力が圧力制御弁１００の電磁コイル１０１に与えられ、圧縮機１０がこのデューティ比出力に対応した所定の吐出容量にて作動する。
【００６０】
また、冷房モード時には、ＥＣＵ２６により冷房用電磁弁１３が開状態とされ、暖房用電磁弁２１が閉状態とされる。従って、圧縮機１０の吐出ガス冷媒は開状態の冷房用電磁弁１３を通過して凝縮器１４に流入する。
【００６１】
凝縮器１４では、冷却ファン１４ａにより送風される外気にて冷媒が冷却されて凝縮する。そして、凝縮器１４通過後の冷媒は受液器１５で気液分離され、液冷媒のみが温度式膨張弁１６で減圧されて、低温低圧の気液２相状態となる。
【００６２】
次に、この低圧冷媒は逆止弁１７を通過して蒸発器１８内に流入して送風機２３の送風する空調空気から吸熱して蒸発する。蒸発器１８で冷却された空調空気は車室内へ吹き出して車室内を冷房する。蒸発器１８で蒸発したガス冷媒はアキュームレータ１９を介して圧縮機１０に吸入され、圧縮される。
【００６３】
一方、冬期においてホットガス暖房スイッチ２９ａが投入され、ホットガスヒータサイクルによる暖房モードが設定されているときは、ＥＣＵ２６による所定のデューティ比出力に対応した吐出容量にて圧縮機１０が作動する。そして、暖房モード時は、ＥＣＵ２６により冷房用電磁弁１３が閉状態とされ、暖房用電磁弁２１が開状態とされ、ホットガスバイパス通路２０が開通する。このため、圧縮機１０の高温吐出ガス冷媒（過熱ガス冷媒）が開状態の暖房用電磁弁２１を通って絞り２１ａで減圧された後、蒸発器１８に直接流入する。
【００６４】
このとき、逆止弁１７はホットガスバイパス通路２０からのガス冷媒が温度式膨張弁１６を通過して凝縮器１４側へ流れるのを防止する。従って、冷凍サイクルは、圧縮機１０の吐出側→暖房用電磁弁２１→絞り２１ａ→蒸発器１８→アキュームレータ１９→圧縮機１０の吸入側に戻る閉回路（ホットガスヒータサイクルＨ）にて運転される。
【００６５】
そして、絞り２１ａで減圧された後の過熱ガス冷媒が蒸発器１８にて送風空気に放熱して、送風空気を加熱する。ここで、蒸発器１８にてガス冷媒から放出される熱量は、圧縮機１０の圧縮仕事量に相当するものである。このとき、温水式の暖房用熱交換器２４に温水弁２５を介してエンジン１２の温水を流すことにより、送風空気を熱交換器２４においてさらに加熱することができる。
【００６６】
これにより、極寒時においても、車室内へ比較的温度の高い温風を吹き出すことができ、車室内暖房効果を向上できる。蒸発器１８で放熱したガス冷媒はアキュームレータ１９を介して圧縮機１０に吸入され、再度圧縮される。
【００６７】
なお、エンジン１２の温水温度が低いときは、圧縮機１０が作動しても、送風機２３を停止させるウォームアップ制御を実施することにより、車室内への低温空気の吹出を阻止できる。
【００６８】
次に、第１実施形態の特徴とする寝込み冷媒回収モードの作動制御を図４のフローチャートにより説明する。図４はＥＣＵ２６により実行される空調制御のメインルーチンに対して、ホットガス暖房スイッチ２９ａの投入（ＯＮ）信号によりスタートする寝込み冷媒回収モードのためのサブルーチンである。
【００６９】
ホットガス暖房スイッチ２９ａの投入により先ずステップＳ１０にて冷房モードによる寝込み冷媒回収モードを実行する。このステップＳ１０では、圧力制御弁１００に与えられる所定のデューティ比出力に対応した所定の吐出容量にて圧縮機１０を作動させる。これと同時に、冷房用電磁弁１３が開状態とされ、暖房用電磁弁２１が閉状態とされる。
【００７０】
これにより、圧縮機１０の吐出ガス冷媒は開状態の冷房用電磁弁１３を通過して凝縮器１４に流入し、冷房用冷凍サイクルＣにて冷媒が循環する。次のステップＳ２０にて圧縮機１０の吐出圧Ｐｄが所定の設定値Ｐ１以上に上昇したかどうかを判定する。吐出圧Ｐｄが設定値Ｐ１未満である間は、ステップＳ１０にて冷房モードによる寝込み冷媒回収モードの実行が継続される。
【００７１】
ここで、設定値Ｐ１は次のステップＳ３０によるＯＦＦモードの実行時に凝縮器１４内の冷媒を凝縮器１４と蒸発器１８との圧力差により蒸発器１８側に戻すことが可能となる程度の圧力に設定してある。
【００７２】
このように寝込み冷媒回収モード時に、圧縮機１０の吐出圧Ｐｄが所定の設定値Ｐ１以上に上昇したということは、圧縮機１０の斜板１０ａの傾斜角度θが十分大きい状態に変化して圧縮機１０の吐出容量が大容量状態となり、これにより、圧縮機１０の冷媒吐出機能が正常通り発揮される状態になっていることを意味している。
【００７３】
このことは換言すると、圧縮機１０の冷媒吐出機能により凝縮器１４内の寝込み冷媒を蒸発器１８側へ押し出して、寝込み冷媒の回収機能を良好に発揮できることになる。
【００７４】
そして、吐出圧Ｐｄが所定の設定値Ｐ１以上に上昇すると、次のステップＳ３０にてＯＦＦモードを実行する。このＯＦＦモードでは、圧力制御弁１００に与えるデューティ比出力を零にして、圧縮機１０の吐出容量を零容量付近の最小容量とする。これにより、圧縮機１０を実質上停止状態とする。また、冷房用電磁弁１３の開状態および暖房用電磁弁２１の閉状態はＯＦＦモードでも維持される。
【００７５】
このＯＦＦモードでも、寝込み冷媒回収モードからの切替直後では、凝縮器１４側の圧力が蒸発器１８側の圧力より高いという圧力差が維持されるので、凝縮器１４内から冷媒が蒸発器１８側へ移動する状態が維持される。従って、ＯＦＦモードへの切替後も寝込み冷媒の回収モードが継続される。
【００７６】
次のステップＳ４０にてＯＦＦモード実行後の経過時間が所定の設定時間ｔａ以上になったか判定する。この設定時間ｔａは、ＯＦＦモード実行後に凝縮器１４側の圧力が、蒸発器１８側の圧力と均圧するのに要する時間を予め実験等により求めて、この均圧に要する時間を設定時間ｔａとして設定してある。
【００７７】
従って、ステップＳ４０の判定がＹＥＳとなる時点では、凝縮器１４側の圧力と蒸発器１８側の圧力とが均圧して、凝縮器１４内から蒸発器１８側への冷媒移動が終了することになる。そこで、ステップＳ４０の判定がＹＥＳとなると、ＯＦＦモードを終了して、図４のサブルーチンを終了する。
【００７８】
そして、図４のサブルーチンを終了すると、空調制御のメインルーチンでは、ホットガスヒータサイクルＨによる暖房モードを実行する。すなわち、圧力制御弁１００に与えられる所定のデューティ比出力に対応した所定の吐出容量にて圧縮機１０を作動させる。これと同時に、冷房用電磁弁１３を閉状態とし、暖房用電磁弁２１を開状態とする。これにより、ホットガスヒータサイクルＨにて冷媒が循環して、ホットガス暖房機能が発揮される。
【００７９】
ところで、ホットガスヒータサイクルＨによる暖房モードを必要とするのは、外気温＝−２０℃〜−３０℃程度の極寒時であるので、可変容量型の斜板式圧縮機１０では、「発明が解決しようとする課題」の欄にて前述したように斜板室１０ｂ内への液冷媒の溜まり込み、あるいは吸入冷媒の希薄化等に起因して、吐出容量が速やかに大容量に立ち上がることができない現象が発生する。
【００８０】
しかし、本実施形態によると、吐出圧Ｐｄが所定の設定値Ｐ１未満の間は冷房モードによる寝込み冷媒の回収モードを継続し、そして、吐出圧Ｐｄが設定値Ｐ１以上に上昇した時点で始めて、冷房モードによる寝込み冷媒の回収モードを終了させている。このため、吐出圧Ｐｄの上昇により圧縮機１０の冷媒吐出機能が正常通り発揮される状態になったことを確認してから、冷房モードによる寝込み冷媒の回収モードを終了させることができる。
【００８１】
従って、圧縮機１０の冷媒吐出機能により凝縮器１４内の寝込み冷媒を蒸発器１８側へ押し出して、寝込み冷媒の回収機能を良好に発揮できる。更に、寝込み冷媒の回収モード終了後のＯＦＦモードにおいても、凝縮器１４内と蒸発器１８内との圧力差にて凝縮器１４側の寝込み冷媒の回収を継続できる。
【００８２】
それ故、吐出圧と吸入圧との圧力差を利用して吐出容量を変化させる可変容量型の斜板式圧縮機１０を用いる冷凍サイクル装置においても、凝縮器１４側への寝込み冷媒の回収モードを的確に実行できる。
【００８３】
このように凝縮器１４側への寝込み冷媒を確実に蒸発器１８側に回収することにより、ホットガスヒータサイクルＨによる暖房モード時に冷媒不足の不具合が発生することを未然に防止できる。これにより、ホットガスヒータサイクルＨによる暖房モード時に、本来の適正な冷媒量でもって圧縮機１０を作動させることができる。そのため、圧縮機１０の吐出圧を十分高めることができ、ホットガス暖房性能を向上できる。これと同時に、圧縮機１０へのオイル戻り性を良好に確保でき、圧縮機１０の耐久寿命に好影響を及ぼす。
【００８４】
なお、本実施形態では、ステップＳ４０にてＯＦＦモード実行後の経過時間が所定の設定時間ｔａ以上になったか判定しているが、この判定の目的は、前述したようにＯＦＦモードの実行後に凝縮器１４側の圧力が蒸発器１８側の圧力と均圧したかどうかを判定することにあるから、凝縮器１４側の圧力を検出する圧力センサおよび蒸発器１８側の圧力を検出する圧力センサを設置し、この両圧力センサの検出圧力に基づいて凝縮器１４側の圧力が蒸発器１８側の圧力と均圧した状態を判定して、ＯＦＦモードを終了させるようにしてもよい。
【００８５】
（第２実施形態）
第１実施形態では、冷房モードによる寝込み冷媒の回収モードを起動した後に、吐出圧Ｐｄが所定の設定値Ｐ１以上に上昇したことを判定して、冷房モードによる寝込み冷媒の回収モードを終了させているが、第２実施形態では、この冷房モードによる寝込み冷媒の回収モードの終了時期を別の判定方法にて決定するようにしている。
【００８６】
図５は第２実施形態による寝込み冷媒の回収モードの制御の考え方を示すものであり、横軸はホットガス暖房スイッチ２９ａが投入されてホットガス信号がＯＮとなった後の経過時間である。図５の縦軸は圧縮機１０の吐出圧（ＭＰａＧ、ゲージ圧、）である。従って、図５はホットガス信号がＯＮとなり、圧縮機１０が起動した後の吐出圧挙動を示す。
【００８７】
なお、図５は外気温＝−３５℃、圧縮機回転数＝１５６０ｒｐｍの条件で、冷媒としてＨＦＣ１３４ａを用いた場合の吐出圧挙動を示しており、圧縮機１０の起動前の吐出圧Ｐ２は外気温により決まる冷媒飽和圧力である。
【００８８】
ところで、可変容量型の斜板式圧縮機１０においては、斜板１０ａの傾斜角度θが圧縮機起動後、一旦増加側へ変化してピストン１０ｃが冷媒の吐出を少しでも行うようになると、これ以後は、吐出容量がスムーズに立ち上がって、冷媒の吐出機能を正常通り発揮する作動特性を持っている。第２実施形態は、この圧縮機作動特性に着目して、冷房モードによる寝込み冷媒の回収モードの終了時期を的確に決定する。
【００８９】
すなわち、ホットガス暖房スイッチ２９ａの投入（ＯＮ）信号が出た時点ｔ２における吐出圧（圧縮機起動前の冷媒飽和圧力）Ｐ２に対して所定量ΔＰ２だけ吐出圧が上昇した時点ｔ３にてタイマーをスタートさせ、このタイマーのカウント時間が所定の設定時間ｔｂに到達した時点ｔ４で、冷房モード運転を終了させる。
【００９０】
この設定時間ｔｂは、次のＯＦＦモード時に凝縮器１４内の冷媒を凝縮器１４と蒸発器１８との圧力差により蒸発器１８側に戻すことが可能となる程度の圧力Ｐ４まで吐出圧が上昇するに要する時間に設定してある。
【００９１】
なお、設定時間ｔｂの経過後に、ＯＦＦモードを所定の設定時間ｔａの間実行し、その後にホットガスヒータサイクルＨによる暖房モードを実行する点は第１実施形態と同じである。
【００９２】
図６は上記考え方に基づく制御フローチャートであり、図４との相違点を説明すると、ステップＳ２０’にて、冷房モードによる寝込み冷媒の回収モードの起動における吐出圧上昇量が所定量ΔＰ２以上になったか判定し、この吐出圧上昇量が所定量ΔＰ２未満である場合は、ステップＳ１０による寝込み冷媒回収モードを実行する。
【００９３】
そして、吐出圧上昇量が所定量ΔＰ２以上になると、ステップＳ２１にてタイマーをスタートさせ、ステップＳ２２にてこのタイマーのカウント時間が前述の設定時間ｔｂ以上になったか判定する。タイマー時間が設定時間ｔｂ未満である場合はステップＳ１０による寝込み冷媒回収モードを継続する。そして、タイマー時間ｔ１が設定時間ｔｂ以上になると、ステップＳ３０に進み、冷房モードによる寝込み冷媒の回収モードを終了してＯＦＦモードを実行する。
【００９４】
第２実施形態によると、ステップＳ２０’にて冷房モード起動後における吐出圧上昇量が所定量ΔＰ２以上になったことを判定することにより、可変容量型の斜板式圧縮機１０による冷媒の吐出機能が実質的に起動したことを確認でき、この後にタイマーをスタートさせ、このタイマーのカウント時間により冷房モード運転（冷房モードによる寝込み冷媒の回収モード）の終了時期を決定しているから、吐出圧が寝込み冷媒回収に必要なレベル以上に上昇した時点で冷房モード運転を終了させることができる。このため、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に寝込み冷媒の回収を適切に行うことができる。
【００９５】
（第３実施形態）
第３実施形態は第２実施形態において異常時の対応機能を追加するものである。図７は第３実施形態を示すもので、図６に対してステップＳ２３、Ｓ２４を追加している。
【００９６】
ステップＳ２３では、ホットガス暖房スイッチ２９ａの投入（ＯＮ）信号が出た時点（冷房モード起動時点）ｔ２からの経過時間が所定時間ｔｃ以上になったか判定する。冷凍サイクルが正常であれば、冷房モード起動時点ｔ２からの経過時間が所定時間ｔｃ未満であるうちに、冷房モード起動後における吐出圧上昇量が所定量ΔＰ２以上になる。このため、ステップＳ２３の判定結果がＮＯであるうちに、ステップＳ２０’からステップＳ２１に進む。
【００９７】
しかし、圧縮機１０が故障をしている場合とか、サイクル外への冷媒洩れによりサイクル内封入冷媒量が不足している場合等の異常時には、冷房モード起動時点ｔ２からの経過時間が所定時間ｔｃ以上になっても、吐出圧上昇量が所定量ΔＰ２以上にならない。
【００９８】
従って、この場合はステップＳ２３の判定結果がＹＥＳとなり、ステップＳ２４にて、圧力制御弁１００に与えるデューティ比出力を零にして圧縮機１０の吐出容量を零容量付近の最小容量とし、圧縮機１０を実質上停止状態とする。これにより、圧縮機１０およびその他のサイクル部品の保護を図ることができる。
【００９９】
（第４実施形態）
第４実施形態は第１実施形態の変形である。第１実施形態では、ステップＳ２０にて圧縮機１０の吐出圧Ｐｄが所定の設定値Ｐ１以上に上昇したかどうかを判定し、吐出圧Ｐｄが所定の設定値Ｐ１以上に上昇すると、冷房モードによる寝込み冷媒回収モードを終了しているが、これに対し、第４実施形態は図８に示すようにステップＳ２０’にて、冷房モード起動後における吐出圧上昇量が設定値ΔＰ３（図５参照）以上に増加したかどうかを判定し、吐出圧上昇量が設定値ΔＰ３（図５参照）以上に増加すると、ステップＳ３０に進み、冷房モードによる寝込み冷媒回収モードを終了してＯＦＦモードを実行する。
【０１００】
第４実施形態のように冷房モード起動後における吐出圧上昇量に基づいて冷房モード運転の終了時期を決定しても、第１実施形態と同様の作用効果を発揮できる。
【０１０１】
（他の実施形態）
なお、冷房用冷凍サイクルＣにおいて圧縮機１０の吐出側から減圧装置１６の上流部に至るまでの高圧側圧力と圧縮機１０の吐出圧Ｐｄは密接な相関があるから、本発明において吐出圧Ｐｄとは高圧側圧力を包含する意味で用いている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す車両用冷凍サイクル装置のサイクル構成図である。
【図２】第１実施形態における圧縮機構成を例示する断面図である。
【図３】第１実施形態における電気制御部のブロック図である。
【図４】第１実施形態による冷媒回収制御を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態よる冷媒回収制御を説明する吐出圧力挙動説明図である。
【図６】第２実施形態による冷媒回収制御を示すフローチャートである。
【図７】第３実施形態による冷媒回収制御を示すフローチャートである。
【図８】第４実施形態による冷媒回収制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…圧縮機、１４…凝縮器（室外熱交換器）、
１６…冷房用減圧装置、１８…蒸発器（室内熱交換器）、
１００…圧力制御弁（可変容量機構）、Ｈ…ホットガスヒータサイクル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004255913.tif 000007
【図６】
2004255913.tif 000008
【図７】
2004255913.tif 000009
【図８】
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