(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサ（６）、室外コンデンサ（７）、室内コンデンサ（５）、減圧手段（９）、および室内エバポレータ（４）を冷媒配管（１２）によりこの順序で連結し、前記コンプレッサ（６）から吐出された冷媒を前記室外コンデンサ（７）をバイパスさせて前記室内コンデンサ（５）に導くバイパス管（１３）と、前記コンプレッサ（６）から吐出された冷媒を冷房運転時は前記室外コンデンサ（７）側に導き暖房運転時は前記バイパス管（１３）側に導く冷媒流路切替手段（２０）と、前記室外コンデンサ（７）に滞留している冷媒を前記コンプレッサ（６）の吸入側に戻すための冷媒回収管（３０）とを備えてなるヒートポンプ式自動車用空気調和装置において、
前記冷媒回収管（３０）は、前記室外コンデンサ（７）の出口側と前記コンプレッサ（６）の吸入側との間に接続され、
前記冷媒回収管（３０）を開閉する開閉手段（３１）を有し、
前記冷媒流路切替手段は、前記室外コンデンサ（７）の入口配管に設けられた第１電磁弁（３３）と、前記バイパス管（１３）に設けられた第２電磁弁（３４）とを備え、
暖房運転が選択されたときに、前記第１電磁弁（３３）を開き、前記第２電磁弁（３４）を閉じ、かつ前記開閉手段（３１）を開いた状態で前記コンプレッサ（６）を起動し、当該コンプレッサ（６）起動後の経過時間が第１所定時間以上となった時に前記第１電磁弁（３３）を閉じかつ前記第２電磁弁（３４）を開き、当該電磁弁（３３，３４）切替後の経過時間が第２所定時間以上となった時に前記開閉手段（３１）を閉じるようにしたことを特徴とするヒートポンプ式自動車用空気調和装置。
【請求項２】
コンプレッサ（６）、室外コンデンサ（７）、室内コンデンサ（５）、減圧手段（９）、および室内エバポレータ（４）を冷媒配管（１２）によりこの順序で連結し、前記コンプレッサ（６）から吐出された冷媒を前記室外コンデンサ（７）をバイパスさせて前記室内コンデンサ（５）に導くバイパス管（１３）と、前記コンプレッサ（６）から吐出された冷媒を冷房運転時は前記室外コンデンサ（７）側に導き暖房運転時は前記バイパス管（１３）側に導く冷媒流路切替手段（２０）と、前記室外コンデンサ（７）に滞留している冷媒を前記コンプレッサ（６）の吸入側に戻すための冷媒回収管（３０）とを備えてなるヒートポンプ式自動車用空気調和装置において、
前記冷媒回収管（３０）は、前記室外コンデンサ（７）の出口側と前記コンプレッサ（６）の吸入側との間に接続され、
前記冷媒回収管（３０）を開閉する開閉手段（３１）を有し、
暖房運転が選択されたときに、前記冷媒流路切替手段（２０）により冷房サイクルを形成し、かつ前記開閉手段（３１）を開いた状態で前記コンプレッサ（６）を起動し、当該コンプレッサ（６）起動後の経過時間が第１所定時間以上となった時に前記冷媒流路切替手段（２０）により暖房サイクルへ切り替え、当該冷凍サイクル切替後の経過時間が第２所定時間以上となった時に前記開閉手段（３１）を閉じるようにしたことを特徴とするヒートポンプ式自動車用空気調和装置。
【請求項３】
前記開閉手段（３１）は、前記冷媒回収管（３０）に冷媒の回収方向に対して正方向に設けられたパイロット差圧作動式電磁弁（３１ａ）であることを特徴とする請求項１または２記載のヒートポンプ式自動車用空気調和装置。
【請求項４】
前記冷媒回収管（３０）の前記パイロット差圧作動式電磁弁（３１ａ）の冷媒回収方向下流側には逆流防止用の逆止弁（３２）が設けられていることを特徴とする請求項３記載のヒートポンプ式自動車用空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒を利用して車室内の冷暖房を行うヒートポンプ式自動車用空気調和装置に係り、特に、運転モードを暖房運転に切り替えたときに室外コンデンサに滞留している冷媒を暖房サイクルへ迅速かつ多量に戻すことができるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヒートポンプ式自動車用空気調和装置は、例えば、図６に示すように、ユニット１内にサブコンデンサと呼ばれる室内熱交換器（室内コンデンサ）５を設け、コンプレッサ６によって圧縮された高温高圧の冷媒を暖房熱源として利用するようにしたシステムである。つまり、冷房、暖房ともに冷媒を用いたサイクル運転を行って車室内を冷暖房するようにしたものである。ユニット１外にはメインコンデンサと呼ばれる室外熱交換器（室外コンデンサ）７が設けられ、四方弁１１により暖房運転時と冷房運転時とで機能させるコンデンサを切り替えることによって、運転モードが切り替えられる。コンプレッサ６から吐出した冷媒は、冷房運転時にはメインコンデンサ７に導入され、暖房運転時にはバイパス管１３によりメインコンデンサ７をバイパスして直接サブコンデンサ５に導入される。なお、以下では、冷房運転時に形成される冷凍サイクルを冷房サイクル、暖房運転時に形成される冷凍サイクルを暖房サイクルと呼ぶことにする。
【０００３】
このようなヒートポンプ式自動車用空気調和装置においては、暖房運転時にメインコンデンサ７をバイパスさせる暖房サイクルとなるため、メインコンデンサ７に冷媒が過剰に滞留すると、暖房サイクルを循環する冷媒量が不足するおそれがある。そこで、冷媒回収管１４とこれを開閉する電磁弁１５を設けて、暖房運転起動時にメインコンデンサ７に滞留しているいわゆる寝込み冷媒をコンプレッサ６の吸入側に戻すようにした冷媒回収システムが現在開発されている（例えば、特開平９−１０９６６９号公報参照）。
【０００４】
なお、このようなヒートポンプ式自動車用空気調和装置には、暖房性能を向上させるため、冷媒を熱源として利用する上記ヒートポンプシステムに加え、エンジン冷却水を熱源として利用するヒータコアシステムを併用したものがあり、また、通常は除湿機能を織り込んで（除湿暖房の実現）、フロントガラスの曇りを防止して、安全運転を確保しうるようにしている。さらには、そもそもエンジン冷却水を利用できない電気自動車用のカーエアコンとしても使用可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示す冷媒回収システムでは、メインコンデンサ７の入口から冷媒を回収する構成となっており、メインコンデンサ７に滞留している冷媒は、メインコンデンサ７の入口→四方弁１１→冷媒回収管１４→アキュムレータ１０の入口という経路をたどって、暖房サイクル内に回収される。
【０００６】
ところが、その後の実験により、このような従来の冷媒回収方法（経路）、つまりメインコンデンサ７の入口からの回収では、暖房運転起動時において冷媒回収管１４によりメインコンデンサ７に滞留している冷媒をコンプレッサ６の吸入側に戻して回収しようとしても、回収量が少なくかつ回収時間がかかることがわかった。その理由としては、メインコンデンサ７の入口からの冷媒回収では、コンデンサ入口から回収するためガス冷媒しか回収しないためであると考えられる（図７参照）。つまり、メインコンデンサ７の入口からの冷媒回収では、冷媒を圧力差により蒸発させてガス冷媒として回収しなければならないため、回収量が少なく回収時間もかかることになる。例えば、従来、回収時間は１５０秒に設定されていた。
【０００７】
また、車室内が暖まっている状態でシステムを再起動させた場合においても、上記と同様に、回収量は少なく、その回収にも時間がかかった。
【０００８】
いずれにせよ、暖房運転時にメインコンデンサ７からの冷媒回収量が少ないと、暖房サイクル内の冷媒量を適正に維持することができず、いわゆる過少冷媒の状態で暖房運転を行うことになるため、暖房性能が低下したり潤滑性が低下したりするおそれがある。
【０００９】
また、回収量が少ない、つまり過少冷媒ぎみの状態で作動を継続すると、コンプレッサ吸入圧力（飽和圧力）が上昇し、コンプレッサ吸入圧力（飽和圧力）よりもメインコンデンサ７の内圧が低くなるため、メインコンデンサ７側へ冷媒が逆流してしまい、ますます冷媒回収量が減少することになる。
【００１０】
本発明は、室外コンデンサ（メインコンデンサ）に滞留している冷媒の回収方法（回収経路）における上記課題に着目してなされたものであり、冷媒回収経路の変更により短時間で多量の冷媒回収を行うことができるヒートポンプ式自動車用空気調和装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【００１２】
（１）本発明に係るヒートポンプ式自動車用空気調和装置は、コンプレッサ、室外コンデンサ、室内コンデンサ、減圧手段、および室内エバポレータを冷媒配管によりこの順序で連結し、前記コンプレッサから吐出された冷媒を前記室外コンデンサをバイパスさせて前記室内コンデンサに導くバイパス管と、前記コンプレッサから吐出された冷媒を冷房運転時は前記室外コンデンサ側に導き暖房運転時は前記バイパス管側に導く冷媒流路切替手段と、前記室外コンデンサに滞留している冷媒を前記コンプレッサの吸入側に戻すための冷媒回収管とを備えてなるヒートポンプ式自動車用空気調和装置において、前記冷媒回収管は、前記室外コンデンサの出口側と前記コンプレッサの吸入側との間に接続され、前記冷媒回収管を開閉する開閉手段を有し、前記冷媒流路切替手段は、前記室外コンデンサの入口配管に設けられた第１電磁弁と、前記バイパス管に設けられた第２電磁弁とを備え、暖房運転が選択されたときに、前記第１電磁弁を開き、前記第２電磁弁を閉じ、かつ前記開閉手段を開いた状態で前記コンプレッサを起動し、当該コンプレッサ起動後の経過時間が第１所定時間以上となった時に前記第１電磁弁を閉じかつ前記第２電磁弁を開き、当該電磁弁切替後の経過時間が第２所定時間以上となった時に前記開閉手段を閉じるようにしたことを特徴とする。
（２）本発明に係るヒートポンプ式自動車用空気調和装置は、コンプレッサ、室外コンデンサ、室内コンデンサ、減圧手段、および室内エバポレータを冷媒配管によりこの順序で連結し、前記コンプレッサから吐出された冷媒を前記室外コンデンサをバイパスさせて前記室内コンデンサに導くバイパス管と、前記コンプレッサから吐出された冷媒を冷房運転時は前記室外コンデンサ側に導き暖房運転時は前記バイパス管側に導く冷媒流路切替手段と、前記室外コンデンサに滞留している冷媒を前記コンプレッサの吸入側に戻すための冷媒回収管とを備えてなるヒートポンプ式自動車用空気調和装置において、前記冷媒回収管は、前記室外コンデンサの出口側と前記コンプレッサの吸入側との間に接続され、前記冷媒回収管を開閉する開閉手段を有し、暖房運転が選択されたときに、前記冷媒流路切替手段により冷房サイクルを形成し、かつ前記開閉手段を開いた状態で前記コンプレッサを起動し、当該コンプレッサ起動後の経過時間が第１所定時間以上となった時に前記冷媒流路切替手段により暖房サイクルへ切り替え、当該冷凍サイクル切替後の経過時間が第２所定時間以上となった時に前記開閉手段を閉じるようにしたことを特徴とする。
【００１４】
（３）前記開閉手段は、前記冷媒回収管に冷媒の回収方向に対して正方向に設けられたパイロット差圧作動式電磁弁である。
【００１５】
（４）前記冷媒回収管の前記パイロット差圧作動式電磁弁の冷媒回収方向下流側には逆流防止用の逆止弁が設けられている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を使って、本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
《第１実施形態》
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るヒートポンプ式自動車用空気調和装置を示す概略構成図である。なお、図６と共通する部材には同一の符号を付している。
【００２１】
この自動車用空気調和装置は、車室内外の空気（内外気）を選択的に取り入れて空気調和した後車室内の所定の場所に向かって吹き出す空調ユニット１を有している。
【００２２】
この空調ユニット１は、取り入れた空気を車室内に向かって送るためのダクト２を有し、このダクト２内に、白抜き矢印で示す空気流れ方向上流側から順に、内気取入口および外気取入口（共に図示せず）を選択的に開閉する図示しないインテークドアと、インテークドアにより選択された内外気をダクト２内に導入し下流側に向かって圧送するブロアファン３と、冷媒を蒸発させて空気を冷却させる室内エバポレータ４（以下単に「エバポレータ」という）と、主に暖房運転時に働きガス冷媒を凝縮液化させて空気を加熱する室内コンデンサとしてのサブコンデンサ５とを有している。図示しないが、サブコンデンサ５の前面には、サブコンデンサ５を通過する空気とこれを迂回する空気との割合を調節するためのエアミックスドアが回動自在に設けられ、また、サブコンデンサ５の下流側には、温度調節された空気を車室内の所定の場所に向かって吹き出すための各種吹出口が形成されている。
【００２３】
このヒートポンプ式自動車用空気調和装置は、冷房、暖房ともに冷媒を用いたサイクル運転を行うことによって車室内の冷房と除湿暖房を行うものであって、従来と同様の冷凍サイクルを有している。
【００２４】
すなわち、空調ユニット１の外部には、図示しないエンジンにより図示しないベルトを介して回転駆動されるコンプレッサ６と、主に冷房運転時に働く室外コンデンサとしてのメインコンデンサ７とが配設されている。冷凍サイクルは、コンプレッサ６、メインコンデンサ７、サブコンデンサ５、リキッドタンク８、減圧手段としての膨脹弁９、エバポレータ４、およびアキュムレータ１０をこの順に冷媒配管１２で連結し、その中に冷媒を封入して構成されている。リキッドタンク８は、気液を分離して液冷媒を一度蓄え、液冷媒のみを膨脹弁９に送り出すものであり、通常、エアの分離や水分・異物の除去を行う機能も有している。膨脹弁９は、液冷媒を減圧膨脹させて蒸発しやすい低温低圧の霧状冷媒にするとともに、エバポレータ出口温度を感知して冷媒流量を自動調節する（温度作動式の場合）機能を有している。また、アキュムレータ１０は、余剰冷媒の貯溜と気液の分離を行いガス冷媒のみをコンプレッサ６に戻すためのものであり、比較的容量のある容器であるため、仮に冷媒が液状態で帰還してきても、これを気化してコンプレッサ６に戻すことができ、液圧縮によるコンプレッサ６の破損を防止することができるようになっている。
【００２５】
なお、リキッドタンク８とアキュムレータ１０は、通常、機能が一部共通しているため、必ずしも常に両方設ける必要はないが、本発明では、後述するように、メインコンデンサ７の出口から液冷媒として冷媒回収を行うため、少なくともアキュムレータ１０は省略しないのが好ましい。したがって、例えば、本実施の形態のように減圧手段として温度作動式膨脹弁９を用いる場合にはリキッドタンク８とアキュムレータ１０を両方設け、また、減圧手段として温度作動式膨脹弁９に代えていわゆるオリフィス付き電磁弁（弁位置が全開状態と絞り状態の二段階に切替え可能な流量切替電磁弁）を用いる場合にはアキュムレータ１０のみを設けてリキッドタンク８を省略してもよい。
【００２６】
また、図中、１６，１７，１８はそれぞれ反対方向の流れを阻止するための逆止弁であり、１９はメインコンデンサ７に空気を送りこれを冷却するためのコンデンサファンである。
【００２７】
本実施の形態では、暖房運転時と冷房運転時とで機能させるコンデンサを切り替えるため、コンプレッサ６の吐出口とメインコンデンサ７の入口との間に冷媒流路切替手段としての三方弁２０が設けられている。三方弁２０は一つの入口ポートと二つ出口ポートを有している。ここでは、三方弁２０の入口ポートはコンプレッサ６の吐出側に接続され、三方弁２０の二つの出力ポートはメインコンデンサ７の入口とバイパス管１３を介してメインコンデンサ７の出口とにそれぞれ接続されている。入口ポートと連通する出口ポートを選択的に切り替えることで、コンプレッサ６から吐出された冷媒をメインコンデンサ７に導く冷房サイクルと、コンプレッサ６から吐出された冷媒をバイパス管１３を介して直接サブコンデンサ５に導く暖房サイクルとが切り替えられる。
【００２８】
冷房運転時には、三方弁２０を操作して、コンプレッサ６から吐出された冷媒をメインコンデンサ７に導入する。つまり、コンプレッサ６から出た冷媒が、三方弁２０→メインコンデンサ７→サブコンデンサ５→リキッドタンク８→膨脹弁９→エバポレータ４→アキュムレータ１０と流れてコンプレッサ６に帰還する冷房サイクルを形成する。これにより、エバポレータ４においては、液冷媒と取入れ空気との熱交換が行われ、液冷媒が蒸発しながら冷媒通路の周囲を通過する取入れ空気が冷却され、車室内が冷房される。また、メインコンデンサ７においては、エバポレータ４で奪った熱を外気との熱交換により外部に放出して、ガス冷媒を冷却し凝縮液化させる。なお、このとき、例えばエアミックスドアは全閉位置に設定されサブコンデンサ５を空気が通過しないようにされているため、サブコンデンサ５は熱交換器としてはほとんど機能しない。
【００２９】
これに対し、暖房運転時には、三方弁２０を操作して、コンプレッサ６から吐出された冷媒をバイパス管１３を介して直接サブコンデンサ５に導入する。つまり、メインコンデンサ７を使用せず、コンプレッサ６から出た冷媒が、三方弁２０→バイパス管１３→サブコンデンサ５→リキッドタンク８→膨脹弁９→エバポレータ４→アキュムレータ１０と流れてコンプレッサ６に帰還する暖房サイクルを形成する。これにより、コンプレッサ６から吐出され三方弁２０でメインコンデンサ７をバイパスした高温高圧のガス冷媒は、サブコンデンサ５で凝縮液化されて放熱を行い、エバポレータ４で冷却された空気は加熱されて車室内に吹き出され、もって車室内が暖房される。その際、エバポレータ４は取入れ空気を冷却して除湿を行うので、除湿暖房が実現される。
【００３０】
本発明では、暖房運転時にメインコンデンサ７に滞留している冷媒をコンプレッサ６の吸入側に戻す冷媒回収システムとして、メインコンデンサ７の出口から冷媒を回収するようにしている。すなわち、メインコンデンサ７の出口配管に三方コネクタを介して冷媒回収管３０を接続することにより冷媒回収ラインを分岐・形成し、この冷媒回収管３０（冷媒回収ライン）に開閉手段としての電磁弁３１を設け、冷媒回収管３０の他端をアキュムレータ１０の入口に三方コネクタを介して接続して冷媒を戻すシステムとしている。電磁弁３１を設けるのは、冷房運転時にメインコンデンサ７から流出した冷媒が冷媒回収ラインに流れるのを防止するためである。
【００３１】
このように、メインコンデンサ７の出口から冷媒の回収を行うようにすれば、メインコンデンサ７内では下部に液冷媒が溜まっているため（図７参照）、冷媒を液状態で回収することができる。そのため、ガス状態で回収する場合と比べて冷媒の回収時間と回収量とが大幅に改善される。
【００３２】
このことは、実験によっても確認された。例えば、外気温が−２０℃の場合において、９０秒で３００グラム以上（メインコンデンサ７内の冷媒のほぼ全量）の冷媒回収が可能であった。また、回収を継続しても逆流は見られなかった。
【００３３】
この実験結果を考慮して、電磁弁３１の開閉制御を、次のとおり行う。すなわち、暖房運転を開始してから所定時間（例えば、９０秒）だけ電磁弁３１をＯＮして冷媒回収管３０（冷媒回収ライン）を開き、９０秒経過後、つまり冷媒回収終了後は、電磁弁３１をＯＦＦして冷媒回収管３０（冷媒回収ライン）を閉じる。また、冷房運転時は常に電磁弁３１をＯＦＦして冷媒回収管３０（冷媒回収ライン）を閉じておく。なお、もちろん冷媒回収時間は９０秒に限定されるわけではなく、それぞれのシステムごとに、必要な回収量を得るのに要する時間を実験などにより求めて、適当に設定すればよい。
【００３４】
したがって、本実施の形態によれば、従来メインコンデンサ７の入口からの冷媒回収だったものをメインコンデンサ７の出口からの冷媒回収に変更して、液冷媒として回収するようにしたので、メインコンデンサ７への逆流もなく短時間で多量の冷媒回収を行うことが可能となり、冷媒回収制御時間（電磁弁３１のＯＮ時間）の短縮が図られる。そして、その冷媒回収制御時間内にメインコンデンサ７内に滞留している冷媒を常に必要十分なだけ回収することができるようになるため、暖房運転時に暖房サイクル内の冷媒量を常に適正に維持することができるようになり、過少冷媒の状態での暖房運転による暖房性能の低下や潤滑性の低下といった不具合が解消され、繰り返しシステムを作動しても同一の性能を得ることができる。
【００３５】
《第２実施形態》
図２は、本発明の第２の実施の形態に係るヒートポンプ式自動車用空気調和装置を示す概略構成図である。なお、図１および図６と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００３６】
この自動車用空気調和装置は、図１に示す自動車用空気調和装置の一変形例であって、暖房運転起動時の冷媒回収ラインの開閉制御用の電磁弁３１として、いわゆるパイロット差圧作動式電磁弁３１ａを用いたシステムに関する。なお、パイロット差圧作動式電磁弁３１ａは、直動式の両流れ制御型の電磁弁に比べて、電磁弁自体のコストが安く、しかも消費電力が少ないため、特に電気自動車に搭載するには好ましい。
【００３７】
パイロット差圧作動式電磁弁３１ａは、一方向に流れる冷媒のみを制御可能な弁であるため、図中点線の矢印で示す冷媒回収方向（回収冷媒の流れ）に対して正方向に取り付けられている。なお、パイロット差圧作動式電磁弁３１ａの構成および作用については周知であるから、その説明は省略する。
【００３８】
上記のように、この冷媒回収システムは、メインコンデンサ７の出口とコンプレッサ６の吸入側とを冷媒回収管３０により接続して、暖房運転起動時にメインコンデンサ７の内圧（飽和圧力）がコンプレッサ６の吸入圧力よりも高い場合に、メインコンデンサ７に滞留している冷媒が液冷媒の状態でメインコンデンサ７の出口から冷媒回収管３０を通ってコンプレッサ６の吸入側に戻され暖房サイクル内に回収されるようにした装置である。しかし、冷媒回収ライン（冷媒回収管３０）の開閉制御弁として前記パイロット差圧作動式電磁弁３１ａを用いた場合には、冷媒回収終了後、冷媒回収ラインの電磁弁３１ａが閉じている（ＯＦＦ）状態において、外気温が低く（例えば、−２０℃）かつ車室内温度が２０℃くらいのときに、メインコンデンサ７の内圧（飽和圧力）がコンプレッサ吸入圧力よりも低くなることがあり、この場合、パイロット差圧作動式電磁弁３１ａに逆差圧が作用して、冷媒がこの電磁弁３１ａを通過し、コンプレッサ６の吸入側からメインコンデンサ７の側へ冷媒が逆流してしまうおそれがある。
【００３９】
そこで、本実施の形態では、冷媒回収管３０のパイロット差圧作動式電磁弁３１ａの冷媒回収方向下流側に逆流防止用の逆止弁３２を設けている。つまり、冷媒回収ラインのパイロット差圧作動式電磁弁３１ａとコンプレッサ６の吸入側（より厳密には、アキュムレータ１０の入口）との間に、逆止弁３２を、コンプレッサ６の吸入側からメインコンデンサ７の側へ冷媒の流れを止める向きに設置している。
【００４０】
これにより、冷媒回収ラインの制御用にパイロット差圧作動式電磁弁３１ａを用いたシステムにおいても、たとえ逆流が発生しうる環境下にあっても逆止弁３２の働きにより冷媒の逆流が防止され、暖房運転時にコンプレッサ６の吸入側からメインコンデンサ７の側へ冷媒が漏れてメインコンデンサ７内に冷媒が溜まるということが防止され、暖房運転時の暖房サイクル内の冷媒量を適正に維持することができる。
【００４１】
これ以外の構成、作用効果は、第１実施形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００４２】
《第３実施形態》
図３は、本発明の第３の実施の形態に係るヒートポンプ式自動車用空気調和装置を示す概略構成図である。なお、図１、図２、および図６と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４３】
この自動車用空気調和装置は、さらに図２に示す自動車用空気調和装置の一変形例であって、図２中の三方弁２０に代えて冷媒流路切替手段として二つの電磁弁３３，３４を設けたものである。例えば、これら電磁弁３３，３４を取り付けた配管を流れる冷媒方向は常に一定であるため、これら電磁弁３３，３４もまた、コストアップを最小限に抑えるべく、パイロット差圧作動式電磁弁で構成されている。
【００４４】
冷房運転時には、メインコンデンサ７の入口配管に設けられた電磁弁３３を開く（ＯＮ）とともに、バイパス管３４に設けられた電磁弁３４を閉じて（ＯＦＦ）、コンプレッサ６から吐出された冷媒をメインコンデンサ７に導入し、冷房サイクルを形成する。これに対し、暖房運転時には、メインコンデンサ７の入口配管に設けられた電磁弁３３を閉じる（ＯＦＦ）とともに、バイパス管３４に設けられた電磁弁３４を開いて（ＯＮ）、コンプレッサ６から吐出された冷媒をバイパス管１３を介して直接サブコンデンサ５に導入し、暖房サイクルを形成する。これ以外の基本的な構成、作用効果は、第２実施形態とほぼ同様であるから、その説明は省略する。
【００４５】
以下では、冷媒回収時における三つの電磁弁３１，３３，３４の開閉制御について説明しておく。ここでは、説明の便宜上、メインコンデンサ７入口配管の電磁弁３３を第１電磁弁、バイパス管１３の電磁弁３４を第２電磁弁、冷媒回収管３０の電磁弁３１を第３電磁弁とそれぞれ呼ぶことにする。
【００４６】
この冷凍サイクルにおける冷媒回収時の電磁弁開閉制御の方法として、第一に、暖房運転が開始されると、第１電磁弁３３を閉じ、第２電磁弁３４を開き、第３電磁弁３１を所定時間だけ開く、すなわち、暖房サイクルに切り替えた状態で冷媒回収管３０を所定時間だけ開くという方法がある。しかし、実験の結果、この方法では、低外気（−２０℃）時においてメインコンデンサ７の飽和圧力が低くなり過ぎた場合に、低圧ライン（コンプレッサ吸入圧力）との差圧が少なくなるため、メインコンデンサ７に滞留している冷媒を十分に回収できなくなるおそれがある。
【００４７】
そこで、第二の方法として、図４のフローチャートに示すような冷媒回収制御を考案した。
【００４８】
手動または自動で暖房運転モードが選択されると（Ｓ１）、冷媒回収モードに入り、まず、第１段階として、電磁弁の初期状態として第１電磁弁３３を開き、第２電磁弁３４を閉じ、かつ第３電磁弁３１を開いて（Ｓ２）、コンプレッサ６を起動する（Ｓ３）。つまり、この第１段階では、冷房サイクルを設定した状態で冷媒回収管３０を開く。
【００４９】
その後、コンプレッサ６を起動してからの経過時間をカウントし、第１の所定時間（例えば、３０秒）が経過した時点で（Ｓ４）、第２段階として、第１電磁弁３３を閉じかつ第２電磁弁３４を開く（Ｓ５）。第３電磁弁３１は開いたままである。つまり、この第２段階では、冷媒回収管３０を開いたままの状態で回路を暖房サイクルへ切り替える。
【００５０】
その後、第１電磁弁３３を閉じかつ第２電磁弁３４を開いてからの経過時間をカウントし、第２の所定時間（例えば、９０秒）に到達した時点で（Ｓ６）、第３電磁弁３１を閉じて（Ｓ７）、つまり冷媒回収管３０を閉じて、冷媒回収の動作を終了し、引き続いて前述の暖房運転に移行する。
【００５１】
この冷媒回収方法にあっては、冷媒回収時に、まず第１段階で、冷房サイクルを第１所定時間（第１冷媒回収時間）だけ一時的に形成して（コンプレッサ起動後３０秒間）、メインコンデンサ７にコンプレッサ吐出圧力を導入してメインコンデンサ７内の圧力を上昇させ、メインコンデンサ７内の冷媒を低圧サイクル側に一気に回収させる（いわゆるホットガスバイパス）。このホットガスバイパス後、次の第２段階で、回路を本来の暖房サイクルに切り替えて、さらに第２所定時間（第２冷媒回収時間）だけ冷媒回収管３０を開いて（サイクル切替後９０秒間）、メインコンデンサ５内に滞留している冷媒を回収する。この第２段階では、第１段階におけるホットガスバイパスによるメインコンデンサ７内への高圧力の導入によって、低外気（−２０℃以下）時でも、飽和圧力が高くなっており、低圧ラインとの差圧が発生するため、その差圧によってメインコンデンサ７内に溜まっている冷媒が低圧サイクル側へ移動し、暖房サイクル内に回収されることになる。
【００５２】
したがって、この冷凍サイクルにおいて、ホットガスバイパスの利用により−２０℃以下の低外気の下でも冷媒回収が可能となる。
【００５３】
なお、上記した二段階の冷媒回収制御は、三方弁を用いた他の実施形態（図１、図２、図５の回路）にも適用可能である。
【００５４】
《第４実施形態》
図５は、本発明の第４の実施の形態に係るヒートポンプ式自動車用空気調和装置を示す概略構成図である。なお、図１、図２、図３、および図６と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００５５】
この自動車用空気調和装置は、図２に示す自動車用空気調和装置をベースとしつつ、ヒートポンプによる暖房性能を高めるため、コンプレッサ６の吸入側（より厳密には、アキュムレータ１０の入口）とエバポレータ４の出口との間の低圧側冷媒通路に、サブエバポレータと呼ばれる室外エバポレータ（室外熱交換器）３５を設けたシステムに対して、本発明の冷媒回収システムを適用したものである。このサブエバポレータ３５は、内部を流通する冷媒をエンジン冷却水との熱交換により加熱する機能を有しており、いわば温水−冷媒熱交換器ともいうべきものである。なお、同図中、３６はサブエバポレータ３５にエンジン冷却水を流通させこれを機能させるためのウォータバルブである。
【００５６】
このようなサブエバポレータ３５を設けることで、たとえ低温のため空気と熱交換してもただちに暖房用として使用できないエンジン冷却水であっても、当該サブエバポレータ３５において流入した冷媒と熱交換させることにより、その冷媒はエンジン冷却水が保有する熱を有効に取り込んで加熱された（つまり、エンタルピーが増加した）後、コンプレッサ６に帰還し、再度コンプレッサ６で圧縮、加圧されることになるので、コンプレッサ６から吐出される冷媒はより高温の冷媒となって、サブコンデンサ５に供給されることになる。その結果、サブコンデンサ５の放熱性能が高まり、そこで熱交換された空気はより高温となるため、より高い暖房性能が発揮され、即暖性も向上することになる。
【００５７】
なお、膨脹弁９が温度作動式の場合には、その感熱部をサブエバポレータ３５の出口に取り付けるのが好ましい。これにより、サブエバポレータ３５で加熱された後の冷媒の温度によって冷媒の流量が調整されるようになるため、サブエバポレータ３５作動時により多量の冷媒が循環するようになり、より一層暖房性能アップが促進される。
【００５８】
これ以外の構成、作用効果は、第２実施形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００５９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、暖房運転時の冷媒回収を室外コンデンサの出口から液冷媒の形で行うようにしたので、室外コンデンサへの逆流もなく冷媒の回収量と回収時間が大幅に改善され、短時間で多量の冷媒を回収できるようになる。したがって、暖房運転時に暖房サイクル内の冷媒量を常に適正に維持することができるようになり、過少冷媒の状態での暖房運転による暖房性能の低下や潤滑性の低下といった不具合が解消され、性能および信頼性の向上が図られる。さらに、冷媒回収時にまず冷房サイクルを形成して冷媒を回収した後暖房サイクルに切り替えて残余の冷媒を回収するので、ホットガスバイパスの利用により低外気（−２０℃以下）時であっても冷媒回収が可能となり、冷媒回収能力が向上する。
【００６０】
また、冷媒回収管の開閉手段としてパイロット差圧作動式電磁弁を用いた場合には、コストアップを最小に抑えることができる。
【００６１】
また、パイロット差圧作動式電磁弁の冷媒回収方向下流側に逆流を阻止する向きに逆止弁を設けた場合には、暖房運転時に室外コンデンサの側へ冷媒が漏れて室外コンデンサ内に冷媒が溜まるということが防止され、暖房運転時の暖房サイクル内の冷媒量を常に適正に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態に係るヒートポンプ式自動車用空気調和装置を示す概略構成図である。
【図２】  本発明の第２の実施の形態に係るヒートポンプ式自動車用空気調和装置を示す概略構成図である。
【図３】  本発明の第３の実施の形態に係るヒートポンプ式自動車用空気調和装置を示す概略構成図である。
【図４】  冷媒回収時における電磁弁の開閉制御の一例を示すフローチャートである。
【図５】  本発明の第４の実施の形態に係るヒートポンプ式自動車用空気調和装置を示す概略構成図である。
【図６】  従来のヒートポンプ式自動車用空気調和装置の一例を示す概略構成図である。
【図７】  メインコンデンサ内の寝込み冷媒の状態を説明するための図である。
【符号の説明】
４…エバポレータ（室内エバポレータ）、
５…サブコンデンサ（室内コンデンサ）、
６…コンプレッサ、
７…メインコンデンサ（室外コンデンサ）、
９…膨脹弁（減圧手段）、
１２…冷媒配管、
１３…バイパス管、
２０…三方弁（冷媒流路切替手段）、
３０…冷媒回収管、
３１…電磁弁（開閉手段）、
３２…逆止弁、
３３，３４…電磁弁（冷媒流路切替手段）。
【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】
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【図６】
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【図７】
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