(57)【要約】【課題】低水温時における暖房サイクルの起動を円滑に行い、即暖性能の向上を図る。【解決手段】空調ダクト内に、エンジン冷却水の循環により空調風を加温するヒータコアの他に、補助ヒータとして、ヒートポンプサイクルの暖房ラインの選択により放熱するサブコンデンサを設けた車両用空調装置において、エンジン冷却水温が設定温度より低い状態でのエンジンの始動時に、サブコンデンサに冷媒を流してその凝縮熱の利用により暖房運転を行う場合は、空調ファンを低風量Ａで駆動（ステップ１０８）して、空調ダクト内に風を送り、エバポレータでの受熱、サブコンデンサでの放熱を共に促進させることで、ヒートポンプサイクルの立ち上がりを速くする。【選択図】図１
2005297802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒循環経路中にコンプレッサ（１）とコンデンサ（２）と膨張手段（７）とエバポレータ（５）とをこの順に接続し、前記コンデンサ（２）としてメインコンデンサ（２１）とサブコンデンサ（２２）の２つのコンデンサを前記コンプレッサ（１）の出口と膨張手段（７）の入口との間に並列に接続し、前記コンプレッサ（１）の出口から前記メインコンデンサ（２１）及びサブコンデンサ（２２）への分岐にいずれか一方のコンデンサを流路として選択する流路切換手段（３）を設けたヒートポンプサイクルを備え、
前記メインコンデンサ（２１）を外気への放熱手段として外気の流通する箇所に配置し、
車室内へ空調ファンによる風を送り込むための送風路（５１）中に、空調風の冷却手段として前記エバポレータ（５）を配置すると共に、その下流側に空調風の加温手段として、エンジンの冷却水の循環するヒータコア（５２）と前記サブコンデンサ（２２）とを配置し、
冷房運転時は、前記流路切換手段（３）によりメインコンデンサ（２１）を流路として冷媒を流す冷房ライン（Ｌ１）を選択し、冷媒ガスの凝縮熱の利用による暖房運転時は、前記流路切換手段（３）によりサブコンデンサ（２２）を流路として冷媒を流す暖房ライン（Ｌ２）を選択する車両用空調装置において、
エンジン冷却水温が設定温度より低い状態でのエンジンの始動時に、前記サブコンデンサに冷媒を流してその凝縮熱の利用により暖房運転を行う場合は、前記空調ファンを低風量Ａで駆動する制御手段を備えることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用空調装置であって、
前記風量Ａを、前記暖房ラインを正常に起動するのに必要な風量に設定することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用空調装置であって、
前記風量Ａを、前記暖房ライン内において冷媒循環を促進し得る風量に設定することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項４】
請求項１に記載の車両用空調装置であって、
前記風量Ａを、前記コンプレッサの吐出圧力が所定圧力になり得る風量に設定することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項５】
請求項１に記載の車両用空調装置であって、
前記制御手段は、
（ａ）エンジン冷却水温が設定温度より低い状態でのエンジンの始動時に、前記サブコンデンサに冷媒を流してその凝縮熱の利用により暖房運転を行う場合は、前記空調ファンを低風量Ａで駆動し、
（ｂ）エンジン冷却水温が設定温度より低い状態でのエンジンの始動時に、前記ヒータコアのみによる暖房運転を行う場合は、前記空調ファンを停止するか、前記風量Ａよりも低風量Ｂで駆動し、
（ｃ）エンジン冷却水温が設定温度以上にあるとき、前記空調ファンを空調負荷に応じて通常制御する
ことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の車両用空調装置であって、
前記制御手段は、車内吹出モードとしてＦＯＯＴモードまたはＤＥＦモードが選択されているときに限って、エンジン冷却水温が設定温度より低い状態でのエンジンの始動時に、前記サブコンデンサに冷媒を流してその凝縮熱の利用により暖房運転を行う場合は、前記空調ファンを低風量Ａで駆動することを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプサイクル内にメインとサブの２つのコンデンサを挿入し、サブコンデンサを補助ヒータとして空調ダクト内の送風路中に配置した車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般の車両に備わっているヒートポンプ式の車両用空調装置は、冷媒の循環経路中にコンプレッサ、コンデンサ、膨張弁、エバポレータをこの順に接続し、エバポレータを空調ダクト内の送風路中に配備すると共に、コンデンサを外気の流通する箇所に配備（ラジエータと並べて配備）し、更に、空調ダクト内のエバポレータの下流部に、エンジン冷却水を循環させることで空調風を加温するヒータコアを配備した構成となっている。
【０００３】
この種の車両用空調装置では、冷房時は、エバポレータで冷やした冷風をそのまま車内へ吹き出し、暖房時は、エバポレータで冷却除湿した風をヒータコアで再び温めて車室内に吹き出している。
【０００４】
ところが、ディーゼル車等の低水温エンジン搭載車両の場合、特に寒冷期におけるエンジン始動時に、ヒータコアへの熱供給が不足する事態が発生することがある。
【０００５】
そこで、メインコンデンサとは別にサブコンデンサをヒートポンプサイクル内に組み込み、このサブコンデンサを補助ヒータとして空調ダクト内に配備したものがある（例えば、特許文献１参照）。このようにサブコンデンサを空調ダクト内に組み込んだ場合、ヒータコアへの熱供給が不足するときに、サブコンデンサで冷媒の熱を空調ダクト内に放出することにより、ヒータコアによる加熱不足を補うことができる。
【特許文献１】特開２００２ー２１１２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、低外気温でエンジンを始動して暖房運転を行う場合、エンジンの始動と同時に空調ファンを回して風を送ると、吹出口から車室内に冷たい風が出てきてしまい、乗員に不快感を与えることがある。
【０００７】
そこで、通常は、ヒータコアを流れるエンジン冷却水が温まるまで、風を車室内に吹き出さないようにファンを止めている。このエンジン起動時の冷却水温に基づいたファン停止制御を、ここでは低水温起動制御と呼ぶ。
【０００８】
しかし、この低水温起動制御を、前述したサブコンデンサを補助ヒータとして備える車両用空調装置に適用すると、空調ファンが風を送り出すまでの間は、送風路中に配されたエバポレータでの受熱、サブコンデンサでの放熱が円滑に行われないため、暖房サイクル内を冷媒が循環しづらく、暖房サイクル中の冷媒循環量が増えない。このため、ヒートポンプサイクルの立ち上がりが遅れ、即暖性能が低下する。
【０００９】
本発明は、上記事情を考慮し、低水温時における暖房サイクルの起動を円滑に行うことができ、もって即暖性能の向上を図れるようにした車両用空調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】
【００１０】
請求項１の発明は、冷媒循環経路中にコンプレッサとコンデンサと膨張手段とエバポレータとをこの順に接続し、前記コンデンサとしてメインコンデンサとサブコンデンサの２つのコンデンサを前記コンプレッサの出口と膨張手段の入口との間に並列に接続し、前記コンプレッサの出口から前記メインコンデンサ及びサブコンデンサへの分岐にいずれか一方のコンデンサを流路として選択する流路切換手段を設けたヒートポンプサイクルを備え、前記メインコンデンサを外気への放熱手段として外気の流通する箇所に配置し、車室内へ空調ファンによる風を送り込むための送風路中に、空調風の冷却手段として前記エバポレータを配置すると共に、その下流側に空調風の加温手段として、エンジンの冷却水の循環するヒータコアと前記サブコンデンサとを配置し、冷房運転時は、前記流路切換手段によりメインコンデンサを流路として冷媒を流す冷房ラインを選択し、冷媒ガスの凝縮熱の利用による暖房運転時は、前記流路切換手段によりサブコンデンサを流路として冷媒を流す暖房ラインを選択する車両用空調装置において、エンジン冷却水温が設定温度より低い状態でのエンジンの始動時に、前記サブコンデンサに冷媒を流してその凝縮熱の利用により暖房運転を行う場合は、前記空調ファンを低風量Ａで駆動する制御手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の車両用空調装置であって、前記風量Ａを、前記暖房ラインを正常に起動するのに必要な風量に設定することを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１に記載の車両用空調装置であって、前記風量Ａを、前記暖房ライン内において冷媒循環を促進し得る風量に設定することを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１に記載の車両用空調装置であって、前記風量Ａを、前記コンプレッサの吐出圧力が所定圧力になり得る風量に設定することを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１に記載の車両用空調装置であって、前記制御手段は、
（ａ）エンジン冷却水温が設定温度より低い状態でのエンジンの始動時に、前記サブコンデンサに冷媒を流してその凝縮熱の利用により暖房運転を行う場合は、前記空調ファンを低風量Ａで駆動し、
（ｂ）エンジン冷却水温が設定温度より低い状態でのエンジンの始動時に、前記ヒータコアのみによる暖房運転を行う場合は、前記空調ファンを停止するか、前記風量Ａよりも低風量Ｂで駆動し、
（ｃ）エンジン冷却水温が設定温度以上にあるとき、前記空調ファンを空調負荷に応じて通常制御する
ことを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の車両用空調装置であって、前記制御手段は、車内吹出モードとしてＦＯＯＴモードまたはＤＥＦモードが選択されているときに限って、エンジン冷却水温が設定温度より低い状態でのエンジンの始動時に、前記サブコンデンサに冷媒を流してその凝縮熱の利用により暖房運転を行う場合は、前記空調ファンを低風量Ａで駆動することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、低水温起動時でも、サブコンデンサを利用して暖房運転を行う場合に限って、空調ファンで低風量Ａの風を送るようにしたので、エバポレータでの受熱、サブコンデンサでの放熱を共に促進させることができ、ヒートポンプサイクルの立ち上がりを速くすることができて、即暖性能の向上を図ることができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、暖房ラインを速やかに正常運転させることができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、暖房ライン中の冷媒循環を速やかに正常状態にすることができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、コンプレッサの吐出圧力を速やかに正常な圧力にすることができる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、空調ファンの風量を条件に応じて適切に制御するので、乗員に不快感を与えることなく、即暖性能を向上させることができる。
【００２１】
請求項６の発明によれば、ＦＯＯＴモードとＤＥＦモードのときだけ、前記の低風量Ａの送風制御を行うので、乗員に不快感を与えるのを極力避けつつ、即暖性能の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００２３】
図１は実施形態の車両用空調装置におけるファン制御の内容を示すフローチャート、図２は車両用空調装置の構成図である。
【００２４】
図２を用いて、まず機械的な構成について説明すると、この車両用空調装置は、冷媒循環経路中に、コンプレッサ１、コンデンサ２、膨張弁（膨張手段）７、エバポレータ５をこの順に接続し、コンデンサ２としてメインコンデンサ２１とサブコンデンサ２２の２つのコンデンサを、コンプレッサ１の出口と膨張弁７の入口との間に並列に接続し、コンプレッサ１のからメインコンデンサ２１及びサブコンデンサ２２への分岐部に、いずれか一方のコンデンサ２１、２２を流路として選択するための三方切換弁（流路切換手段）３を設け、メインコンデンサ２１及びサブコンデンサ２２から膨張弁７への合流部６の手前にそれぞれ、各コンデンサ２１、２２への冷媒の抜けを防止する逆止弁１２、１３を設けたヒートポンプサイクルを備えている。また、ヒートポンプサイクル中の符号４で示すものはリキッドタンク、８で示すものはアキュムレータである。
【００２５】
そして、メインコンデンサ２１を外気への放熱手段として外気の流通する箇所（ラジエータと同じ場所）に配置し、車室内へ空調ファン（図示略）による風（白抜き矢印で示す）を送り込むための空調ダクト５０内の送風路５１中に、空調風の冷却手段としてエバポレータ５を配置すると共に、その下流側の温風形成流路５５中に、空調風の加温手段として、エンジンの冷却水の循環により空調風を加温するヒータコア５２と、ヒートポンプサイクル中のサブコンデンサ２２とを配置している。また、空調ダクト５０内には、温風形成流路５５と並列に冷風バイパス流路５６を設け、それらの流路の前側にエアミックスドア５７を設け、エバポレータ５の上流側に送風ファン５８を設けている。
【００２６】
この車両用空調装置では、冷房運転時は、切換弁３によりメインコンデンサ２１を流路として冷媒を流す冷房ラインＬ１を選択し、冷媒ガスの凝縮熱の利用による暖房運転時は、切換弁３によりサブコンデンサ２２を流路として冷媒を流す暖房ラインＬ２を選択する。
【００２７】
このような構成の車両用空調装置において、冷房運転時は、冷媒が、コンプレッサ１→三方切換弁３→メインコンデンサ２１→合流点６→膨張弁７→エバポレータ５→コンプレッサ１の経路（冷房ラインＬ１）で流れる。また、冷媒ガスの凝縮熱を利用しての暖房運転時は、冷媒が、コンプレッサ１→三方切換弁３→サブコンデンサ２２→合流点６→膨張弁７→エバポレータ５→コンプレッサ１の経路（暖房ラインＬ２）で流れる。
【００２８】
本実施形態の車両用空調装置の特徴は、図示略のファン制御手段の制御内容にある。その制御内容について、図１のフローチャートを参照しながら説明する。
【００２９】
ファン制御手段は、図示のフローチャートのステップに従って空調ファンを制御する。この制御ルーチンがスタートすると、ステップ１０１でイグニッションスイッチ（ＩＧ）がＯＮかどうかチェックする。ＯＮの場合は、ステップ１０２でエアコンスイッチ（Ａ／Ｃ）がＯＮかどうかチェックする。ＯＮの場合は、ステップ１０３でエンジン冷却水温が低水温起動制御の設定温度以下かどうかをチェックする。設定温度以上に高い場合は、ステップ１０４に進んで通常のファン制御を実行する。
【００３０】
水温が低水温起動制御の設定温度以下の場合は、ステップ１０５でヒートポンプ運転条件かどうかをチェックする。即ち、ここでは、暖房サイクルＬ２を用いての暖房運転を実行する指令が出されているかどうかをチェックする。
【００３１】
暖房サイクルＬ２（ヒートポンプ）を使用しての暖房運転指令が出されていない場合、つまり、ヒータコア５２のみを利用しての暖房運転の指令が出されている場合は、ステップ１０６にて低水温起動制御（低水温起動ファン電圧制御）を実行する。この低水温起動制御では、空調ファンを停止するか、ごく低風量Ｂで駆動する。この制御の実行により水温が前記設定温度を超えると、ステップ１０７からステップ１０４に進み通常ファン制御を実行する。
【００３２】
一方、暖房サイクルＬ２（ヒートポンプ）を使用しての暖房運転指令が出されている場合、つまり、ヒータコア５２の他にサブコンデンサ２２の熱を利用して空調風を加温するヒートポンプ利用暖房運転の指令が出されている場合は、ステップ１０８に進み、空調ファンを低風量Ａ（ただし、Ａ＞Ｂ）で駆動するヒートポンプ用ファン電圧制御を実行する。この場合も、この制御の実行により水温が前記設定温度を超えると、ステップ１０９からステップ１０４に進み通常ファン制御を実行する。
【００３３】
このように、低水温起動時でも、サブコンデンサ２２を利用して暖房運転を行う場合に限って、空調ファンで低風量Ａの風を送るようにしたので、エバポレータ５での受熱、サブコンデンサ２２での放熱を共に促進させることができ、ヒートポンプサイクルの立ち上がりを速くすることができて、即暖性能の向上を図ることができる。また、必要に応じて低水温起動ファン制御も実行するので、乗員に不快感を与えるのを極力避けることができる。
【００３４】
図３は従来の車両用空調装置と本発明の実施形態の車両用空調装置における特性の違いを示す図である。実線が本発明の実施形態（最初からファン電圧４Ｖをかけた場合）、点線が従来例（最初はファン電圧を〜Ｖにした場合）である。室温平均、ＦＯＯＴ吹出温、コンプレッサ吐出圧Ｐｄのいずれをとっても、起動から短時間で従来よりも優れた傾向を示している。
【００３５】
なお、車内吹出モードがＦＯＯＴモードまたはＤＥＦモードのときに限って、前記ヒートポンプ用ファン電圧制御を実行するようにすれば、一層乗員への不快感を減らすことができる。
【００３６】
また、前記風量Ａとしては、暖房ラインＬ２を正常に起動するのに必要な風量、暖房ラインＬ２内において冷媒循環を促進し得る風量、コンプレッサ１の吐出圧力が所定圧力になり得る風量、のいずれかに設定するのがよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態の車両用空調装置におけるファン制御の内容を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施形態の車両用空調装置の構成図である。
【図３】本発明の実施形態の車両用空調装置と従来例の車両用空調装置の特性の違いを示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  コンプレッサ
２  コンデンサ
３  三方切換弁（流路切換手段）
５  エバポレータ
６  合流点
７  膨張弁（膨張手段）
２１  メインコンデンサ
２２  サブコンデンサ
５１  送風路
５２  ヒータコア
Ｌ１  冷房ライン
Ｌ２  暖房ライン
【図１】
2005297802.tif 000003
【図２】
2005297802.tif 000004
【図３】
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