(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動圧縮機、車外熱交換器、レシーバ、第１減圧手段、ＨＶＡＣユニット内に設けられている車内蒸発器がこの順に接続された冷房用冷媒回路と、
前記ＨＶＡＣユニット内の前記車内蒸発器の下流側に配設され、温水を含む熱媒体が循環可能とされているヒータコアと、
前記電動圧縮機の吐出配管に設けられ、前記ヒータコアに循環される熱媒体と前記電動圧縮機からの吐出冷媒ガスを熱交換する冷媒／熱媒体熱交換器と、
前記冷媒／熱媒体熱交換器の下流側で前記電動圧縮機の吐出配管に切替え手段を介して一端が接続され、他端が前記レシーバに接続された暖房用バイパス回路と、
前記レシーバの出口側と前記車外熱交換器の一端側との間に接続された第２減圧手段を有する第２回路と、
前記車外熱交換器の他端側と前記電動圧縮機の吸入回路との間に接続された暖房時に開とされる電磁弁を有する第３回路と、を備え、
前記電動圧縮機、前記冷媒／熱媒体熱交換器、前記切替え手段、前記暖房用バイパス回路、前記レシーバ、前記第２減圧手段を有する前記第２回路、前記車外熱交換器、前記電磁弁を有する前記第３回路がこの順に接続されることにより暖房用冷媒回路が構成可能とされ、
前記冷媒／熱媒体熱交換器の下流側が前記切替え手段を経て前記車外熱交換器の他端側に直結され、
前記切替え手段と前記レシーバとの間が前記暖房用バイパス回路により直結され、
暖房モード時、前記車外熱交換器が着霜したとき、前記暖房用冷媒回路を前記冷房用冷媒回路に切替え、前記冷媒／熱媒体熱交換器を経た高温高圧の冷媒を直接前記車外熱交換器に導入することにより除霜可能とされていることを特徴とするヒートポンプ式車両用空調システム。
【請求項２】
前記第１減圧手段および前記第２減圧手段は、開閉弁機能付きの減圧手段とされ、その開閉弁機能を用いることにより、暖房モード時、前記車外熱交換器および前記車内蒸発器の双方が蒸発器として併用可能とされていることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式車両用空調システム。
【請求項３】
前記第１減圧手段および第２減圧手段は、電磁弁付き温度式自動膨張弁または電子膨張弁とされていることを特徴とする請求項１または２に記載のヒートポンプ式車両用空調システム。
【請求項４】
前記第１減圧手段は、開閉弁機能付きの減圧手段とされるとともに、前記第２減圧手段が設けられた前記第２回路には、開閉弁機能の代替手段として前記レシーバの出口側から前記車外熱交換器側への冷媒流れのみを許容する逆止弁が設けられ、前記第１減圧手段の開閉弁機能と前記第３回路の前記電磁弁とを用いることにより、暖房モード時、前記車外熱交換器および前記車内蒸発器の双方が蒸発器として併用可能とされていることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式車両用空調システム。
【請求項５】
暖房モード時、前記車外熱交換器の出口冷媒温度および前記車内蒸発器からの吹出空気またはそのフィン温度に応じて、前記第１減圧手段の開閉弁機能および前記第２減圧手段の開閉弁機能または前記第３回路の電磁弁を交互に開閉制御し、前記車外熱交換器および前記車内蒸発器に交互に冷媒を流通または遮断させる構成とされていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載のヒートポンプ式車両用空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車やハイブリッド車等の電動車両に適用して好適なヒートポンプ式車両用空調システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＥＶ車、ＨＥＶ車、ＰＨＥＶ車等の電動車両に用いられる車両用空調システムでは、エンジン冷却水等の燃焼排熱を利用した暖房運転を行うことができない。このため、電動圧縮機を用いたヒートポンプ方式の空調システムが考えられているが、リバース方式のヒートポンプとした場合、冷媒回路を構成する配管類や蒸発器、凝縮器等の熱交換器を冷房運転および暖房運転の異なる温度、圧力条件下で共用できるようにしなければならず、現行のエンジン駆動方式の車両に適用されている車両用空調システム（以下、現行システムと云う。）を全面的に変更しなければならない。
【０００３】
そこで、現行システムの冷房用の冷媒回路をそのまま利用し、その回路にＨＶＡＣユニット（Ｈｅａｔｉｎｇ  Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ａｉｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）内に設けられる車内凝縮器（サブコンデンサとも云う。）や車外蒸発器を切替え弁およびバイパス回路等を介して追加し、暖房用の冷媒回路を構成したヒートポンプ式の車両用空調システムが、例えば特許文献１により提供されている。
【０００４】
一方、特許文献２には、車外凝縮器に対し、四方弁を介して暖房用のバイパス回路を接続するとともに、膨張弁の上流側にサブ凝縮器を接続し、そのサブ凝縮器をＨＶＡＣユニット内において蒸発器の下流側に配設した構成のヒートポンプ式車両用空調システムが開示され、また、特許文献３には、ＨＶＡＣユニット内の上流側に蒸発器、下流側に車内凝縮器を配設し、その車内凝縮器の冷媒入口側に切替え弁やバイパス回路等を介して冷房時に凝縮器、暖房時に蒸発器として機能する車外熱交換器を接続した構成のヒートポンプ式車両用空調システムが開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献４には、ＨＶＡＣ内の上流側に車内蒸発器、下流側に温水等のブラインが循環可能とされたヒータコアを設け、そのヒータコアに循環する温水等のブラインを加熱する冷媒／ブライン熱交換器を電動圧縮機の吐出配管に設けるとともに、該冷媒／ブライン熱交換器、車外熱交換器および車内蒸発器等によりヒートポンプサイクルを構成するようにしたヒートポンプ方式の車両用空調システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−９６６３４号公報
【特許文献２】特開平１１−１７０８４９号公報
【特許文献３】特開平５−３１９０７７（特許第３５３８８４５号）公報
【特許文献４】特開平９−２８６２２５（特許第３７０４８１４号）公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１−３に示すものは、現行システムの冷房用冷媒回路を利用してヒートポンプ式のシステムを構築するため、熱交換器を４枚用いたシステムとするか、３枚用いたシステムとするかの違いはあるものの、いずれもＨＶＡＣ内の上流側に車内蒸発器、下流側に車内凝縮器を設け、その車内凝縮器に高温の冷媒ガスを循環させ、放熱させることによって暖房するシステムとしたものである。従って、温水等の熱媒体が循環されるヒータコアを用いた現行システムのＨＶＡＣをそのまま流用（Ｃ／Ｏ；キャリーオーバー）することができないだけでなく、ガソリンエンジンを搭載している電動車両（ＰＨＥＶ車）であっても、温水排熱等を暖房に有効利用することができない等の課題があった。
【０００８】
一方、特許文献４に示すものは、ＨＶＡＣ内の上流側に車内蒸発器、下流側に温水等のブラインが循環されるヒータコアを設けたものであり、現行システムのＨＶＡＣをそのまま流用できるものであるが、車外熱交換器と並列に暖房および除湿用の減圧手段を備えたバイパス回路を設けているため、冷房用の減圧手段に対し除湿用のバイパス回路を設ける必要があり、回路が複雑化するとともに、低外気温時で車外熱交換器に着霜し易い条件下でのヒートポンプ暖房時、車外熱交換器が着霜によって凍結し易い等の課題があった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、現行システムの冷房用冷媒回路およびＨＶＡＣを流用したシステムとし、構成の簡素化や小型化、低コスト化を図りながら、暖房熱源を多様化して冷暖房能力を確保でき、しかも暖房時に車外熱交換器への着霜遅延モード等での運転を可能としたヒートポンプ式車両用空調システム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】
【００１０】
上記した課題を解決するために、本発明のヒートポンプ式車両用空調システムは、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるヒートポンプ式車両用空調システムは、電動圧縮機、車外熱交換器、レシーバ、第１減圧手段、ＨＶＡＣユニット内に設けられている車内蒸発器がこの順に接続された冷房用冷媒回路と、前記ＨＶＡＣユニット内の前記車内蒸発器の下流側に配設され、温水を含む熱媒体が循環可能とされているヒータコアと、前記電動圧縮機の吐出配管に設けられ、前記ヒータコアに循環される熱媒体と前記電動圧縮機からの吐出冷媒ガスを熱交換する冷媒／熱媒体熱交換器と、前記冷媒／熱媒体熱交換器の下流側で前記電動圧縮機の吐出配管に切替え手段を介して一端が接続され、他端が前記レシーバに接続された暖房用バイパス回路と、前記レシーバの出口側と前記車外熱交換器の一端側との間に接続された第２減圧手段を有する第２回路と、前記車外熱交換器の他端側と前記電動圧縮機の吸入回路との間に接続された暖房時に開とされる電磁弁を有する第３回路と、を備え、前記電動圧縮機、前記冷媒／熱媒体熱交換器、前記切替え手段、前記暖房用バイパス回路、前記レシーバ、前記第２減圧手段を有する前記第２回路、前記車外熱交換器、前記電磁弁を有する前記第３回路がこの順に接続されることにより暖房用冷媒回路が構成可能とされ、前記冷媒／熱媒体熱交換器の下流側が前記切替え手段を経て前記車外熱交換器の他端側に直結され、前記切替え手段と前記レシーバとの間が前記暖房用バイパス回路により直結され、暖房モード時、前記車外熱交換器が着霜したとき、前記暖房用冷媒回路を前記冷房用冷媒回路に切替え、前記冷媒／熱媒体熱交換器を経た高温高圧の冷媒を直接前記車外熱交換器に導入することにより除霜可能とされていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、電動圧縮機、車外熱交換器、レシーバ、第１減圧手段、ＨＶＡＣユニット内に設けられている車内蒸発器をこの順に接続して冷房用冷媒回路を構成し、その冷房用冷媒回路に対して電動圧縮機の吐出配管に冷媒／熱媒体熱交換器を設け、その冷媒／熱媒体熱交換器で熱交換された熱媒体をＨＶＡＣユニット内の車内蒸発器の下流側に配設されたヒータコアに循環可能とするとともに、該冷媒／熱媒体熱交換器の下流側の吐出配管に切替え手段を介して一端が接続され、他端がレシーバに接続された暖房用バイパス回路を設け、更にレシーバの出口側と車外熱交換器の一端側との間に接続された第２減圧手段を有する第２回路および車外熱交換器の他端側と電動圧縮機の吸入回路との間に接続された暖房時に開とされる電磁弁を有する第３回路を設けることにより、電動圧縮機、冷媒／熱媒体熱交換器、切替え手段、暖房用バイパス回路、レシーバ、第２減圧手段を備えた第２回路、車外熱交換器、電磁弁を備えた第３回路がこの順に接続される暖房用冷媒回路が構成可能とされているため、現行システムの冷房用冷媒回路と略同等の冷房用冷媒回路および車内蒸発器とヒータコアを備えたＨＶＡＣユニットをそのまま流用し、そのシステムに冷媒／熱媒体熱交換器、切替え手段、暖房用バイパス回路、第２減圧手段を有する第２回路および電磁弁を有する第３回路を追加することによりヒートポンプ式のシステムとなし、冷房モード時、車内蒸発器と車外熱交換器（凝縮器として機能）の２枚の熱交換器を機能させ、暖房モード時、冷媒／熱媒体熱交換器と車外熱交換器（蒸発器として機能）の２枚の熱交換器を機能させることにより、冷房運転および暖房運転を行わせることができる。従って、電動圧縮機の仕事量に見合った最大限の能力で効率のよい冷房運転、暖房運転を行い、その能力を向上させることができるとともに、最小限の暖房用機器を追加してヒートポンプ式のシステムを構成することができ、構成の簡素化、小型化、低コスト化を図ることができる。しかも、ＨＶＡＣとして、車内蒸発器の下流側に温水を含む熱媒体が循環されるタイプのヒータコアを配置した現行システムと同等のＨＶＡＣをそのまま流用することができ、エンジン、モータ、インバータ等の排熱を熱媒体により回収し、あるいはその熱媒体をＰＴＣヒータで加熱して暖房用熱源とする等、多様な熱源を利用することにより、ヒートポンプ暖房が困難な極低温時や除霜時にも暖房運転を継続することが可能となる。また、冷媒／熱媒体熱交換器を電動圧縮機の吐出配管に設け、その下流側に切替え手段を設けているため、切替え手段をＣＲＦＭ（Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ  Ｒａｄｉａｔｏｒ  ａｎｄ  Ｆａｎ  Ｍｏｔｏｒ）側に設置することができ、車両への搭載性をも向上させることができる。
【００１３】
また、本発明によれば、暖房モード時、車外熱交換器が着霜したとき、暖房用冷媒回路を冷房用冷媒回路に切替え、前記冷媒／熱媒体熱交換器を経た高温高圧の冷媒を直接前記車外熱交換器に導入することにより除霜可能とされているため、暖房モード時、車外熱交換器が着霜したとき、切替え手段により冷媒回路を冷房用の回路に切替えて高温高圧の冷媒を直接車外熱交換器に導入することにより効率よく除霜することができる。従って、除霜時間を短くすることができるとともに、外気温が０℃以下であっても除霜することができるようになる。
【００１４】
さらに、本発明のヒートポンプ式車両用空調システムは、上述のいずれかにのヒートポンプ式車両用空調システムにおいて、前記第１減圧手段および前記第２減圧手段は、開閉弁機能付きの減圧手段とされ、その開閉弁機能を用いることにより、暖房モード時、前記車外熱交換器および前記車内蒸発器の双方が蒸発器として併用可能とされていることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、第１減圧手段および第２減圧手段が、開閉弁機能付きの減圧手段とされ、その開閉弁機能を用いることにより、暖房モード時、車外熱交換器および車内蒸発器の双方が蒸発器として併用可能な構成とされているため、暖房モード時、車外熱交換器への着霜条件下では、着霜遅延モードとなし、第１減圧手段および第２減圧手段の開閉弁機能を交互に開閉制御して、第１減圧手段を介して一部冷媒を車内蒸発器に循環させ、車外熱交換器への冷媒循環量を減らすことにより、着霜およびその進行を遅延させつつ吹出空気温度の変動を抑えながら、安定的に暖房運転を継続することができる。従って、ヒートポンプ方式車両用空調システムの暖房性能を改善することができる。
【００１６】
さらに、本発明のヒートポンプ式車両用空調システムは、上述のいずれかにのヒートポンプ式車両用空調システムにおいて、前記第１減圧手段および第２減圧手段は、電磁弁付き温度式自動膨張弁または電子膨張弁とされていることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、第１減圧手段および第２減圧手段が、電磁弁付き温度式自動膨張弁または電子膨張弁とされているため、第１減圧手段および第２減圧手段を電磁弁付き温度式自動膨張弁とした場合、電磁弁の開閉で冷媒を流通または遮断でき、電磁弁が開とされたとき、温度式自動膨張弁により車外熱交換器出口または車内蒸発器出口の冷媒過熱度が一定となるように冷媒流量を制御することができる。また、電子膨張弁とした場合、電子膨張弁の全閉、全開機能により冷媒を流通または遮断でき、その開度調整機能により車外熱交換器出口または車内蒸発器出口の冷媒過熱度を制御することができる。従って、運転モードに応じ、その開閉弁機能を用いて第１減圧手段および第２減圧手段を切替え使用することができるとともに、暖房モード時に、車外熱交換器および車内蒸発器を併用した運転を行うことができる。
【００１８】
さらに、本発明のヒートポンプ式車両用空調システムは、上述のいずれかにのヒートポンプ式車両用空調システムにおいて、前記第１減圧手段は、開閉弁機能付きの減圧手段とされるとともに、前記第２減圧手段が設けられた前記第２回路には、開閉弁機能の代替手段として前記レシーバの出口側から前記車外熱交換器側への冷媒流れのみを許容する逆止弁が設けられ、前記第１減圧手段の開閉弁機能と前記第３回路の前記電磁弁とを用いることにより、暖房モード時、前記車外熱交換器および前記車内蒸発器の双方が蒸発器として併用可能とされていることを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、第１減圧手段が、開閉弁機能付きの減圧手段とされるとともに、第２減圧手段が設けられた第２回路には、開閉弁機能の代替手段としてレシーバの出口側から車外熱交換器側への冷媒流れのみを許容する逆止弁が設けられ、第１減圧手段の開閉弁機能と第３回路の電磁弁とを用いることにより、暖房モード時、車外熱交換器および車内蒸発器の双方が蒸発器として併用可能とされているため、暖房モード時、車外熱交換器への着霜条件下においては、着霜遅延モードとし、第１減圧手段の開閉弁機能および第２回路の電磁弁を交互に開閉制御して、第１減圧手段を経て一部冷媒を車内蒸発器に循環させ、車外熱交換器への冷媒循環量を減らすことにより、着霜およびその進行を遅延させつつ吹出空気温度の変動を抑えながら、安定的に暖房運転を継続することができる。従って、ヒートポンプ方式車両用空調システムの暖房性能を改善することができる。
【００２０】
さらに、本発明のヒートポンプ式車両用空調システムは、上述のいずれかにのヒートポンプ式車両用空調システムにおいて、暖房モード時、前記車外熱交換器の出口冷媒温度および前記車内蒸発器からの吹出空気またはそのフィン温度に応じて、前記第１減圧手段の開閉弁機能および前記第２減圧手段の開閉弁機能または前記第３回路の電磁弁を交互に開閉制御し、前記車外熱交換器および前記車内蒸発器に交互に冷媒を流通または遮断させる構成とされていることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、暖房モード時、車外熱交換器の出口冷媒温度および車内蒸発器からの吹出空気またはそのフィン温度に応じて、第１減圧手段の開閉弁機能および第２減圧手段の開閉弁機能または第３回路の電磁弁を交互に開閉制御し、車外熱交換器および車内蒸発器に交互に冷媒を流通または遮断させる構成とされているため、暖房モード時、車外蒸発器に対する着霜条件下において、車外熱交換器の出口冷媒温度および車内蒸発器からの吹出空気またはそのフィン温度に応じて、車外熱交換器および車内蒸発器に交互に冷媒を流通または遮断させることにより、着霜遅延モードとなし、車外熱交換器への冷媒循環量を減少させ、車外蒸発器での着霜およびその進行を遅延させることができる一方、車内蒸発器での冷却による吹出空気温度の低下を抑え、それを繰り返すことにより温度変動幅を一定範囲に抑えて運転することができる。従って、暖房時、車外蒸発器への着霜およびその進行を遅延させるとともに、吹出空気温度の変動を抑制しながら、安定的に暖房運転を継続することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、現行システムの冷房用冷媒回路と略同等の冷房用冷媒回路および車内蒸発器とヒータコアを備えたＨＶＡＣユニットをそのまま流用し、そのシステムに冷媒／熱媒体熱交換器、切替え手段、暖房用バイパス回路、第２減圧手段を有する第２回路および電磁弁を有する第３回路を追加することによりヒートポンプ式のシステムとなし、冷房モード時、車内蒸発器と車外熱交換器の２枚の熱交換器を機能させ、暖房モード時、冷媒／熱媒体熱交換器と車外熱交換器の２枚の熱交換器を機能させることで、冷房運転および暖房運転を行わせることができるため、電動圧縮機の仕事量に見合った最大限の能力で効率のよい冷房運転、暖房運転を行い、その能力を向上させることができるとともに、最小限の暖房用機器を追加してヒートポンプ式の空調システムを構成することができ、構成の簡素化、小型化、低コスト化を図ることができる。しかも、ＨＶＡＣとして、車内蒸発器の下流側に温水を含む熱媒体が循環されるタイプのヒータコアを配置した現行システムと同等のＨＶＡＣをそのまま流用することができ、エンジン、モータ、インバータ等の排熱を熱媒体により回収し、あるいはその熱媒体をＰＴＣヒータで加熱して暖房用の熱源とする等、多様な熱源を利用することにより、ヒートポンプ暖房が困難な極低温時や除霜時にも暖房運転を継続することが可能となる。また、冷媒／熱媒体熱交換器を電動圧縮機の吐出配管に設け、その下流側に切替え手段を設けているため、切替え手段をＣＲＦＭ（Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ  Ｒａｄｉａｔｏｒ  ａｎｄ  Ｆａｎ  Ｍｏｔｏｒ）側に設置することができ、車両への搭載性をも向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るヒートポンプ式車両用空調システムの概略構成図（冷媒回路図）である。
【図２】上記ヒートポンプ式車両用空調システムに組み込まれるレシーバの縦断面図（Ａ）とその平面図（Ｂ）および図（Ｂ）のａ−ａ断面相当図（Ｃ）である。
【図３】上記ヒートポンプ式車両用空調システムに組み込まれる電磁弁付き温度式自動膨張弁の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図３を用いて説明する。
図１には、本発明の第１実施形態に係るヒートポンプ式車両用空調システムの概略構成図が示され、図２には、同システムに組み込まれるレシーバの構成図、図３には、同システムに組み込まれる電磁弁付き温度式自動膨張弁の構成図が示されている。
本実施形態に係るヒートポンプ式車両用空調システム１は、ＨＶＡＣユニット（Ｈｅａｔｉｎｇ  Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ａｉｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２と、冷暖房が可能なヒートポンプ式の冷媒回路３とを備えている。
【００２５】
ＨＶＡＣユニット２は、車室内からの内気または外気のいずれかを切替え導入し、下流側に圧送するブロア４と、ブロア４に連なる空気流路５中の上流側に配設される車内蒸発器６と、その下流側に配設され、温水等の熱媒体（ブライン）が熱媒体循環回路７を介して循環可能とされているヒータコア８と、ヒータコア８を流通する空気量とバイパスする空気量の割合を調整して車室内に吹出される温調風の温度を調整するエアミックスダンパ９とを備えている。
【００２６】
このＨＶＡＣユニット２は、現行のエンジン駆動方式の車両に適用されている車両用空調システム（以下、現行システムと云う。）に組み込まれている、車両用エンジンの冷却水をヒータコアに循環することにより暖房用熱源としているＨＶＡＣユニットと何ら変わるものではなく、車室側のインストルメントパネル内に設置され、温調風を車室内に向けて開口されている複数の吹出し口から選択的に車室内へと吹出す構成としてものである。
【００２７】
なお、ヒータコア８に温水等の熱媒体を循環する熱媒体循環回路７には、後述するヒートポンプ式冷媒回路３側の冷媒／熱媒体熱交換器１６の他に、エンジンを搭載している電動車両（ＰＨＥＶ車）のエンジンからの排熱、モータあるいはインバータ等の車両駆動機器からの排熱等の排熱回収機器、更にはＰＴＣヒータ等の熱源機器が設けられ、多様な熱が暖房用熱源として有効に利用できる構成とされている。
【００２８】
冷房サイクルと暖房サイクルとに切替え可能なヒートポンプ式冷媒回路３は、冷媒を圧縮する電動圧縮機１０と、車外熱交換器（冷房時には凝縮器、暖房時には蒸発器として機能する。）１１と、レシーバ１２と、開閉弁機能付きの第１減圧手段１３と、ＨＶＡＣユニット２内に設けられている車内蒸発器６とがこの順に冷媒配管１４を介して接続されている閉サイクルの冷房用冷媒回路（冷房サイクル）１５を備えている。この冷房用冷媒回路１５は、エンジン駆動方式の車両に適用されている現行の車両用空調システムに用いられている冷媒回路と略同等のものとすることができる。
【００２９】
また、ヒートポンプ式冷媒回路３には、電動圧縮機１０からの吐出配管（吐出回路）１４Ａに、電動圧縮機１０から吐出された高温高圧冷媒ガスと、ヒータコア８への熱媒体循環回路７を循環する熱媒体とを熱交換する冷媒／熱媒体熱交換器１６が設けられているとともに、その下流側に三方切替え弁（切替え手段）１７が設けられている。この三方切替え弁１７には、暖房用バイパス回路１８が接続され、その他端がレシーバ１２に接続されることにより、暖房時、冷媒／熱媒体熱交換器１６で凝縮された冷媒をレシーバ１２内に導入できる構成とされている。
【００３０】
また、レシーバ１２の出口冷媒配管１４Ｃと、車外熱交換器１１の冷房運転時の冷媒出口側（車外熱交換器１１の一端側）との間に、開閉弁機能付きの第２減圧手段１９を備えた暖房用の第２回路２０が接続されるとともに、車外熱交換器１１の冷房運転時の冷媒入口側（車外熱交換器１１の他端側）と、電動圧縮機１０への吸入配管（吸入回路）１４Ｆとの間に、電磁弁２１を備えた暖房用の第３回路２２が接続されている。
【００３１】
これによって、電動圧縮機１０、冷媒／熱媒体熱交換器１６、三方切替え弁１７、暖房用バイパス回路１８、レシーバ１２、開閉弁機能付きの第２減圧手段１９を備えた第２回路２０、車外熱交換器１１および電磁弁２１を備えた第３回路２２がこの順に冷媒配管１４Ａ，１４Ｂ（暖房用バイパス回路１８），１４Ｃ，１４Ｄ（第２回路２０），１４Ｅ（第３回路２２），１４Ｆを介して接続される閉サイクルの暖房用冷媒回路（暖房サイクル）２３が構成可能とされている。なお、車外熱交換器１１に対しては、外気を流通させるためのファン２４が付設されている。
【００３２】
更に、上記レシーバ１２は、三方切替え弁１７からの暖房用バイパス回路１８および車外熱交換器１１からの冷媒配管１４が接続される２つの冷媒流入口に逆止弁２５，２６が一体的に組み込まれた逆止弁付きレシーバ１２とされている。このレシーバ１２は、図２に示されるように、底を有する筒状の本体３０と、本体３０の一端開口部に溶接された蓋体３１と、蓋体３１に一端が接続され、他端が本体３０の底部付近まで延長されている冷媒流出管３２と、本体３０内の上方部に設置された上下一対のフィルタ３３，３４間に乾燥剤３５を充填することによって構成されたドライヤ３６とを備えたドライヤ内蔵の逆止弁付きレシーバ１２とされている。
【００３３】
蓋体３１には、上記の如く、暖房用バイパス回路１８（冷媒配管１４Ｂ）および車外熱交換器１１からの冷媒配管１４が接続される２つの冷媒流入口３７，３８と、出口冷媒配管１４Ｃが接続されている冷媒流出口３９とが設けられている。冷媒流入口３７，３８および冷媒流出口３９には、冷媒配管を接続するためのフィッテング部４０，４１，４２が設けられ、そのフィッテング部４０，４１，４２を介して冷媒配管１４，１４Ｂおよび出口冷媒配管１４Ｃが接続可能とされている。また、冷媒流入口３７，３８内には、逆止弁２５，２６が止め輪およびストッパ４３，４４を介して組み込まれている。
【００３４】
また、開閉弁機能付きの第１減圧手段１３および第２減圧手段１９として、図３に示すような電磁弁付き温度式自動膨張弁５０を用いることができる。該電磁弁付き温度式自動膨張弁５０は、車内蒸発器６および蒸発器として機能する車外熱交換器１１の冷媒入口側に設けられるものであり、これら蒸発器に対する入口側冷媒流路５４および出口側冷媒流路５５を備えた弁本体５３と、弁本体５３に設けられている入口側冷媒流路５４を開閉する電磁弁５１と、入口側冷媒流路５４に設けられている弁座部５６に着座され、その開度を調整するボール弁５７を備えた温度式自動膨張弁５２とが一体化されたものである。
【００３５】
電磁弁５１は、電磁コイル５１Ａと、可動鉄心５１Ｂと、可動鉄心５１Ｂの先端に設けられ、入口側冷媒流路５４を開閉する弁体５１Ｃとを備え、電磁コイル５１Ａへの通電により可動鉄心５１Ｂが軸方向に進退し、弁体５１Ｃが入口側冷媒流路５４を開閉する構成とされている。また、温度式自動膨張弁５２は、車内蒸発器６および車外熱交換器１１で蒸発した冷媒が流通する出口側冷媒流路５５内の冷媒の温度と圧力とを感温筒およびダイヤフラム５８を介して感知し、その差圧でシャフト５９を進退させ、バネ６０で付勢されているボール弁５７を押すことにより開度調整される構成とされている。なお、電磁弁５１と温度式自動膨張弁５２は、独立した個別の標準的な電磁弁、温度式自動膨張弁を直列に接続して構成したものとしてもよい。
【００３６】
上記の電磁弁付き温度式自動膨張弁５０を用い、車内蒸発器６および蒸発器として機能する車外熱交換器１１の一方または双方を使った運転時、電磁弁５１を開とし、入口側冷媒流路５４を介して温度式自動膨張弁５２で断熱膨張された冷媒を車内蒸発器６および車外熱交換器１１に供給することにより、各蒸発器出口の冷媒過熱度が一定となるように温度式自動膨張弁５２で冷媒流量を自動制御することができる。これによって、冷媒圧力検出手段および冷媒温度検出手段を必要とする電子膨張弁を使用したシステムに比べ、構成を簡素化し、低コスト化することができる。
【００３７】
ただし、本発明おいては、開閉弁機能付きの第１減圧手段１３および第２減圧手段１９として、電磁弁付き温度式自動膨張弁５０に代え、電子膨張弁を用いてもよく、電子膨張弁の使用を除外するものではない。また、電磁弁付き温度式自動膨張弁５０には、電磁弁５１と温度式自動膨張弁５２とを一体化したものの他、独立した個別の電磁弁と温度式自動膨張弁とを直列に接続したものを包含するものとし、本発明では、それらに上記機能を有する電子膨張弁を加えたものを総称して、開閉弁機能付きの減圧手段１３，１９と定義するものである。
【００３８】
上記のヒートポンプ式車両用空調システム１において、冷房モード時、電動圧縮機１０により圧縮された冷媒は、実線矢印で示されるように、冷媒／熱媒体熱交換器１６、三方切替え弁１７、凝縮器として機能する車外熱交換器１１、レシーバ１２、開閉弁機能付きの第１減圧手段１３、車内蒸発器６をこの順に流通し、再び電動圧縮機１０に戻る冷房用冷媒回路（冷房サイクル）１５内を循環する。
【００３９】
一方、暖房モード時、電動圧縮機１０により圧縮された冷媒は、破線矢印で示されるように、冷媒／熱媒体熱交換器１６、三方切替え弁１７、暖房用バイパス回路１８、レシーバ１２、開閉弁機能付きの第２減圧手段１９を備えた第２回路２０、蒸発器として機能する車外熱交換器１１、電磁弁２１を備えた第３回路２２をこの順に流通し、再び電動圧縮機１０に戻る暖房用冷媒回路（暖房サイクル）２３内を循環する。そして、冷媒／熱媒体熱交換器１６において、熱媒体循環回路７内を循環する温水等の熱媒体（ブライン）を加熱し、ヒータコア８に供給する。
【００４０】
ここで、外気温が低い着霜条件下において暖房運転を続けると、蒸発器として機能する車外熱交換器１１に着霜が生じ、その霜が成長して車外熱交換器１１が全面凍結する事態に至ると、外気との熱交換が阻害され、ヒートポンプ暖房が困難となる。しかし、車外熱交換器１１に着霜したとしても、その成長を遅延させることによって、安定的に暖房運転を継続することができる。このため、本実施形態では、暖房モード時において、車外熱交換器１１での着霜の進行を遅延させるべく、以下の構成を採用している。
【００４１】
つまり、第１減圧手段１３および第２減圧手段１９が開閉弁機能付きの電磁弁付き温度式自動膨張弁５０とされているため、冷媒が破線矢印で示すように循環されている暖房モード時、例えば車外熱交換器１１の出口冷媒温度が設定温度以下に低下し、車外熱交換器１１に着霜の虞がある場合、第２減圧手段１９を構成する電磁弁付き温度式自動膨張弁５０の電磁弁５１を閉、第１減圧手段１３を構成する電磁弁付き温度式自動膨張弁５０の電磁弁５１を開として冷媒を車内蒸発器６側に流すことにより、車内蒸発器６を蒸発器として機能させて暖房運転を継続することができる。また、これによって、車外熱交換器１１での吸熱能力を下げ、着霜の進行を抑制することができる。
【００４２】
この際、車内蒸発器６が作用して除湿暖房運転となり、ヒータコア８で加熱されて吹出される温調風の温度が設定温度を維持できなくなる場合があるため、車内蒸発器６からの吹出空気またはそのフィン温度を検出し、該温度が設定値以下となったとき、第１減圧手段１３の開閉弁機能（電磁弁付き温度式自動膨張弁５０の電磁弁５１）を閉、第２減圧手段１９の開閉弁機能（電磁弁付き温度式自動膨張弁５０の電磁弁５１）を開として冷媒を車外熱交換器１１側に流す動作を繰り返すことによって、着霜を遅延させつつ温度変動幅を一定の範囲内を抑えながら、安定的に暖房運転を継続できるようにしている。
【００４３】
更に、本実施形態では、ヒータコア８および車内蒸発器６を同時に作用させ、除湿暖房モードで運転できるようにしている。つまり、第１減圧手段１３および第２減圧手段１９が開閉弁機能付きの電磁弁付き温度式自動膨張弁５０とされているため、冷媒回路を暖房用冷媒回路（暖房サイクル）２３に切替え、電動圧縮機１０から吐出された冷媒を破線矢印の如く、冷媒／熱媒体熱交換器１６、三方切替え弁１７、暖房用バイパス回路１８、レシーバ１２、第２減圧手段１９を備えた第２回路２０、車外熱交換器１１および電磁弁２１を備えた第３回路２２を流通して電動圧縮機１０に戻る暖房用冷媒回路２３を循環させると同時に、第１減圧手段１３の開閉弁機能を開とすることにより一部の冷媒をレシーバ１２から車内蒸発器６へと循環させることができる。
【００４４】
これによって、車内蒸発器６で冷却、除湿した空気をヒータコア８で加熱して車室内に吹出し、除湿暖房運転することが可能となる。この場合、単に車内蒸発器６で冷却、除湿された空気をヒータコア８で加熱するだけでは、車室内に吹出される空気の温度を設定温度の変化に追従させて変化させる、所謂温度リニアリティ特性を確保できないが、この除湿暖房モード時に、蒸発器として機能する車外熱交換器１１および車内蒸発器６に冷媒を流し、両蒸発器を併用して運転すると同時に、例えば車内蒸発器６から吹出される空気またはそのフィン温度を検出し、該温度に応じて第１減圧手段１３の開閉弁機能を開閉制御して車内蒸発器６での冷却量を調整することにより、温度リニアリティ特性をも確保することが可能となる。
【００４５】
また、ヒートポンプ式冷媒回路３を冷房用冷媒回路（冷房サイクル）１５と暖房用冷媒回路（暖房サイクル）２３とに切替える三方切替え弁１７を、上記したように電動圧縮機１０からの吐出配管１４Ａに設けられている冷媒／熱媒体熱交換器１６の下流側に設けた構成としているため、図１に示すように、三方切替え弁１７をＣＲＦＭ（Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ  Ｒａｄｉａｔｏｒ  ａｎｄ  Ｆａｎ  Ｍｏｔｏｒ）２７側に設けて一体化し、車両に搭載することが可能となる。
【００４６】
以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
まず、冷房モード時、電動圧縮機１０で圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、吐出配管１４Ａにより冷媒／熱媒体熱交換器１６、三方切替え弁１７を経て凝縮器として機能する車外熱交換器１１に導かれ、ここでファン２４により通風される外気と熱交換されて凝縮液化される。この液冷媒は、第２減圧手段１９を構成する電磁弁付き温度式自動膨張弁５０の電磁弁５１が閉とされているため、逆止弁２６を経てレシーバ１２に導入され、いったん貯留された後、出口冷媒配管１４Ｃを経て第１減圧手段１３に導かれ、減圧されて気液二相状態となり、車内蒸発器６に供給される。
【００４７】
車内蒸発器６でブロア４から送風されてくる内気または外気と熱交換されて蒸発した冷媒は、吸入配管１４Ｆを経て電動圧縮機１０に吸入され、再圧縮される。以下、同様のサイクルが繰り返されることになる。この冷房用冷媒回路１５は、エンジン駆動方式の車両に用いられている現行システムの冷房用冷媒回路（冷房サイクル）と何ら変わるものではなく、そのまま共用化することができる。車内蒸発器６を通過する過程で冷媒と熱交換することにより冷却された内気または外気は、車室内に吹出されることによって、車室内の冷房に供される。
なお、冷房モードの間、冷媒／熱媒体熱交換器１６およびヒータコア８に熱媒体を循環する熱媒体循環回路７を閉じることにより、冷媒／熱媒体熱交換器１６での熱交換を中断させることができる。
【００４８】
また、暖房モード時、電動圧縮機１０で圧縮された冷媒は、吐出配管１４Ａを経て冷媒／熱媒体熱交換器１６に導かれ、熱媒体循環回路７を循環する熱媒体と熱交換して凝縮液化し、熱媒体を加熱する。この熱媒体は、ヒータコア８に循環され、暖房に供されることになる。冷媒／熱媒体熱交換器１６で凝縮された冷媒は、三方切替え弁１７、暖房用バイパス回路１８を経てレシーバ１２に導入され、いったん貯留された後、第１減圧手段１３を構成する電磁弁付き温度式自動膨張弁５０の電磁弁５１が閉とされているため、出口冷媒配管１４Ｃ、第２回路２０を経て第２減圧手段１９に導かれ、ここで減圧された気液二相状態となり、車外熱交換器１１に供給される。
【００４９】
この際、車外熱交換器１１とレシーバ１２間を接続する冷媒配管１４内の冷媒は、逆止弁２６に対して順方向となるが、冷媒配管１４内は低圧、レシーバ１２内は高圧であることから、その圧力差で逆止弁２６は閉状態を維持し、冷媒が車外熱交換器１１側から冷媒配管１４を経てレシーバ１２に流れることはなく、従って、車外熱交換器１１に供給された冷媒は、蒸発器として機能する車外熱交換器１１でファン２４により通風される外気と熱交換され、外気から吸熱して蒸発された後、電磁弁２１を備えた第３回路２２、吸入配管１４Ｆを経て電動圧縮機１０に吸入され、再圧縮される。以下、同様のサイクルが繰り返されることになり、この暖房用冷媒回路２３により、外気を熱源にしてヒートポンプ暖房を行うことができる。
【００５０】
一方、暖房運転モード時、外気条件によっては蒸発器として機能する車外熱交換器１１に着霜し、車外熱交換器１１が凍結してしまうことがあり、この場合、霜を溶かす必要がある。本実施形態においては、暖房用冷媒回路２３を冷房用冷媒回路１５に切替えることにより除霜モードとなし、電動圧縮機１０から吐出された冷媒を、冷媒／熱媒体熱交換器１６および三方切替え弁１７を経て直接車外熱交換器１１に導入することにより、その高温高圧の冷媒で車外熱交換器１１を加熱し、効率よく除霜することができ、従って、０℃以下の低外気温時であってもその温度に影響されることなく除霜を行うことができる。
【００５１】
ただし、本実施形態では、暖房モードでの運転時、外気温が低下し、車外熱交換器１１に着霜する条件となった場合、例えば車外熱交換器１１の出口冷媒温度を検知し、その温度が設定温度以下になったとき、着霜遅延モードに切替え、車外熱交換器１１への着霜またはその進行を遅延できるようにしている。この着霜遅延モードは、暖房用冷媒回路２３を維持しながら、第１減圧手段１３および第２減圧手段１９を構成する電磁弁付き温度式自動膨張弁５０の電磁弁５１を交互に開閉し、車内蒸発器６にも冷媒を流すことにより車外熱交換器１１への冷媒循環量を減らし、車外熱交換器１１での吸熱能力を低減することによって、車外熱交換器１１への着霜またはその進行を抑制するものである。
【００５２】
なお、着霜遅延モードでは、車外熱交換器１１の出口冷媒温度が設定温度以下になったとき、第２減圧手段１９の開閉弁機能を閉、第１減圧手段１３の開閉弁機能を開として車内蒸発器６に冷媒を流し、車外熱交換器１１への着霜を抑制している。しかし、このまま運転を続けると、車内蒸発器６での蒸発作用により空気が冷却され、ヒータコア８で加熱されて車室内に吹出される空気の温度が低下する。このため、車内蒸発器６からの吹出空気またはそのフィン温度を検知し、それが設定値以下になったとき、第１減圧手段１３の開閉弁機能を閉、第２減圧手段１９の開閉弁機能を開として、再び車外熱交換器１１に冷媒を流すようにし、その動作を繰り返すことにより、着霜の進行を抑制しつつ車室内への吹出風の温度変動幅を抑制し、乗員に不快感を与えないようにすることができる。
【００５３】
さらに、本実施形態では、暖房モードでの運転だけでなく、第１減圧手段１３の開閉弁機能を利用することにより、除湿暖房モードでの運転を可能としている。この除湿暖房モードは、暖房モード時の暖房用冷媒回路２３を維持しつつ、第１減圧手段１３を構成する電磁弁付き温度式自動膨張弁５０の電磁弁５１を開閉し、車内蒸発器６にも並行して冷媒を流すことにより、車内蒸発器６で冷却、除湿した空気をヒータコア８で加熱して車室内に吹出し、除湿暖房運転するものである。
【００５４】
この際、車内蒸発器６で冷却、除湿した空気をヒータコア８で加熱するだけでは、車室内に吹出される空気の温度を設定温度の変化に追従させて変化させる温度リニアリティ特性を確保することができないが、例えば車内蒸発器６から吹出される空気またはそのフィン温度を検出し、その温度に応じて第１減圧手段１３を構成する電磁弁付き温度式自動膨張弁５０の電磁弁５１を開閉制御し、車内蒸発器６での冷却量を調整することにより、温度リニアリティ特性を確保することができる。
【００５５】
斯くして、本実施形態によると、現行システムの冷房用冷媒回路と略同等の冷房用冷媒回路１５に対して、冷媒／熱媒体熱交換器１６、三方切替え弁１７、暖房用バイパス回路１８、第２減圧手段１９を有する第２回路２０および電磁弁２１を有する第３回路２２を追加してヒートポンプ式の冷媒回路３を構成し、更に上流側に車内蒸発器６、下流側に温水等のブラインが循環可能なヒータコア８を配設した現行システムのＨＶＡＣと同様のＨＶＡＣユニット２を用いることにより、冷房モード時、車内蒸発器６および車外熱交換器１１（凝縮器として機能）の２枚の熱交換器を機能させ、暖房モード時、冷媒／熱媒体熱交換器１６および車外熱交換器１１（蒸発器として機能）の２枚の熱交換器を機能させることにより、冷房運転および暖房運転を行わせることができる。
【００５６】
従って、電動圧縮機１０の仕事量に見合った最大限の能力で効率のよい冷房運転、暖房運転を行い、冷暖房能力を向上させることができるとともに、最小限の暖房用機器を追加してヒートポンプ式の空調システム１を構成することができ、構成の簡素化、小型化、低コスト化を図ることができる。
【００５７】
また、ＨＶＡＣユニット２として、車内蒸発器６の下流側に温水を含む熱媒体が循環されるタイプのヒータコア８を配置した現行システムと同等のＨＶＡＣをそのまま流用することができるため、車両の駆動機器であるエンジン、モータ、インバータ等の排熱を熱媒体により回収し、あるいはその熱媒体をＰＴＣヒータ等により加熱して暖房用熱源とすることができる等、多様な熱源を利用して暖房することが可能となる。更に、冷媒／熱媒体熱交換器１６を電動圧縮機１０の吐出配管１４Ａに設け、その下流側に三方切替え弁（切替え手段）１７を設けているため、三方切替え弁１７をＣＲＦＭ２７側に設置することができ、車両への搭載性を向上させることができる。
【００５８】
また、暖房モード時、蒸発器として機能する車外熱交換器１１が着霜したとき、暖房用冷媒回路（暖房サイクル）２３を冷房用冷媒回路（冷房サイクル）１５に切替え、電動圧縮機１０から吐出された冷媒を冷媒／熱媒体熱交換器１６および三方切替え弁１７を介して直接車外熱交換器１１に導入することにより効率よく除霜することができるため、除霜時間を短くすることができるとともに、外気温が０℃以下での除霜を可能とし、除霜可能な外気温度範囲を広げることができる。
【００５９】
更に、上記システム１の組み込まれるレシーバ１２が、冷媒流入口に逆止弁２５，２６が組み込まれた逆止弁付きレシーバ１２とされているため、運転モードにより使用されない冷房用または暖房用の冷媒回路１５，２３をレシーバ１２の冷媒流入口３７，３８に組み込まれた逆止弁２５，２６で遮断し、それら回路１５，２３への冷媒の逆流を阻止することができる。従って、使用されない冷媒回路１５，２３への冷媒流れを防止できるとともに、レシーバ１２、逆止弁２５，２６を個別に冷媒回路３に設けたものに比べ、フランジ等の接続用部品を低減し、冷媒回路３の簡素化、低コスト化を図ることができる。
【００６０】
また、第１減圧手段１３および第２減圧手段１９が、開閉弁機能付きの減圧手段とされているため、運転モードを暖房モードとして運転し、同時に第１減圧手段１３の開閉弁機能を用い、それを開閉制御して冷媒の一部を車内蒸発器６に流し、そこで空気を冷却除湿することにより、除湿暖房モードで運転することができ、その際、開閉弁機能を開閉して車内蒸発器６からの吹出し温度を変化させることにより、除湿暖房モード時において温度リニアリティ特性（設定温度に対する追従性）を確保することができる。
【００６１】
同様に、暖房モード時、車外熱交換器１１への着霜条件下においては、着霜遅延モードとし、第１減圧手段１３および第２減圧手段１９の開閉弁機能を交互に開閉制御することにより、第１減圧手段１３を介して一部の冷媒を車内蒸発器６に循環させ、車外熱交換器１１への冷媒循環量を減少させることによって、車外熱交換器１１への着霜およびその進行を遅延させつつ、吹出空気温度の変動を抑制しながら、安定的に暖房運転を継続することができる。従って、ヒートポンプ方式車両用空調システム１の暖房性能を改善することができる。
【００６２】
また、第１減圧手段１３および第２減圧手段１９が電磁弁付き温度式自動膨張弁５０または電子膨張弁とされており、第１減圧手段１３および第２減圧手段１９を電磁弁付き温度式自動膨張弁５０とした場合、電磁弁５１の開閉で冷媒を流通または遮断でき、電磁弁５１が開とされたとき、温度式自動膨張弁５２により車外熱交換器１１および車内蒸発器６の出口の冷媒過熱度を一定に制御することができ、また、電子膨張弁とした場合、電子膨張弁の全閉、全開機能により冷媒を流通または遮断でき、その開度調整機能により車外熱交換器１１および車内蒸発器６の出口の冷媒過熱度を制御することができる。
【００６３】
従って、運転モードに応じ、その開閉弁機能を用いて第１減圧手段１３および第２減圧手段１９を切替え使用することができるとともに、暖房モードおよび除湿暖房モード時において、車外熱交換器１１および車内蒸発器６を併用した運転を行うことができる。
【００６４】
更に、本実施形態では、除湿暖房モード時、車内蒸発器６からの吹出空気またはそのフィン温度に応じて第１減圧手段１３の開閉弁機能を開閉制御し、車内蒸発器６への冷媒を流通または遮断するようにしているため、車内蒸発器６で冷却、除湿した空気をその下流側のヒータコア８で加熱して除湿暖房する際、車内蒸発器６により冷却、除湿した空気をそのまま車内凝縮器で加熱して吹出すだけでは、温度リニアリティ特性を確保することはできないが、車内蒸発器６からの吹出空気またはそのフィン温度に応じて車内蒸発器６への冷媒を流通または遮断し、車内蒸発器６での冷却量を変えることにより、吹出空気の温度を変化させることができる。従って、除湿暖房モード時においても、確実に温度リニアリティ特性を確保することができる。
【００６５】
また、暖房モード時、車外熱交換器１１への着霜条件下では、車外熱交換器１１の出口冷媒温度、車内蒸発器６からの吹出空気またはそのフィン温度に応じて、第１減圧手段１３および第２減圧手段１９の開閉弁機能を開閉制御し、車外熱交換器１１および車内蒸発器６に交互に冷媒を流通または遮断させ、車外熱交換器１１への冷媒循環量を減少させることにより、車外熱交換器１１での着霜の進行を遅延させることができる一方、車内蒸発器６での冷却による吹出空気温度の低下を抑え、その動作を繰り返すことによって温度変動幅を一定範囲に抑えて運転することができる。従って、暖房時、車外熱交換器１１への着霜およびその進行を遅延させるとともに、吹出空気温度の変動を抑制しながら、安定的に暖房運転を継続することができる。
【００６６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
上記第１実施形態では、第２減圧手段１９を電磁弁付き温度式自動膨張弁５０とすることにより開閉弁機能を持たせているが、暖房用の第２回路２０に設けている第２減圧手段１９を、図３に示した電磁弁付き温度式自動膨張弁５０から電磁弁５１を除去し、温度式自動膨張弁５２のみとした温度式自動膨張弁となし、その第２回路２０の車外熱交換器１１側にレシーバ１２の出口側から車外熱交換器１１側への冷媒の流れのみを許容する逆止弁（図示省略）を設けた構成としてもよい。
【００６７】
上記の如く、第２回路２０に設ける第２減圧手段１９を、開閉弁機能を持たない温度式自動膨張弁５２となし、その第２回路２０の車外熱交換器１１側に逆止弁を設けた構成とすることによっても、第１実施形態と同様に、冷房モード（除霜モード）、暖房モード、着霜遅延モードおよび除湿暖房モードでそれぞれ運転することができる。その際、冷房モード時および除霜モード時において、第２回路２０内の冷媒流れは、上記逆止弁に対して順方向となるが、逆止弁の車外熱交換器１１側は高圧、第２減圧手段１９側は低圧のため、その圧力差で逆止弁は閉状態を維持し、レシーバ１２の出口側から車外熱交換器１１側に第２回路２０を介して冷媒が流れることはない。
【００６８】
斯くして、本実施形態においても、運転モードを暖房モードとして運転し、同時に第１減圧手段１３（電磁弁付き温度式自動膨張弁５０）の開閉弁機能を用い、それを開閉制御して冷媒の一部を車内蒸発器６に流し、そこで空気を冷却除湿することにより、除湿暖房モードで運転することができ、その際、開閉弁機能を開閉して車内蒸発器６からの空気の吹出温度を変化させることにより、除湿暖房モード時にも温度リニアリティ特性（設定温度に対する追従性）を確保することができる。
【００６９】
また、暖房モード時、車外熱交換器１１に着霜する虞がある条件下において、着霜遅延モードとし、第１減圧手段１３の開閉弁機能および第３回路２２の電磁弁２１を交互に開閉制御して第１減圧手段１３を経て一部の冷媒を車内蒸発器６に循環させ、車外熱交換器１１への冷媒循環量を減らすことによって、車外熱交換器１１に対する着霜およびその進行を遅延させつつ吹出空気温度の変動を抑えながら、安定的に暖房運転を継続することができる。従って、これによってもヒートポンプ方式車両用空調システム１の暖房性能を改善することができる。
【００７０】
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、冷媒切替え手段として三方切替え弁１７を用いているが、２個の電磁弁や四方切替え弁により代替してもよいことはもちろんである。
【符号の説明】
【００７１】
１  ヒートポンプ式車両用空調システム
２  ＨＶＡＣユニット
３  ヒートポンプ式冷媒回路
６  車内蒸発器
７  熱媒体循環回路
８  ヒータコア
１０  電動圧縮機
１１  車外熱交換器
１２  レシーバ（逆止弁付きレシーバ）
１３  開閉弁機能付き第１減圧手段
１４Ａ  吐出配管（吐出回路）
１４Ｆ  吸入配管（吸入回路）
１５  冷房用冷媒回路（冷房サイクル）
１６  冷媒／熱媒体熱交換器
１７  三方切替え弁（切替え手段）
１８  暖房用バイパス回路
１９  開閉弁機能付き第２減圧手段
２０  第２回路
２１  電磁弁
２２  第３回路
２３  暖房用冷媒回路（暖房サイクル）
５０  電磁弁付き温度式自動膨張弁
５１  電磁弁
５２  温度式自動膨張弁
【図１】
0006415943.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006415943.tif 000004