(57)【要約】【課題】圧縮機の適正運転に必要な高圧側の圧力を迅速に確保しつつ、スムーズに効率の良い運転に移行する。【解決手段】圧縮機と放熱器と減圧器と蒸発器とを有する炭酸ガスを冷媒とする冷凍サイクルを備え、冷凍サイクルの低圧側の冷媒圧力を認識する低圧側冷媒圧力認識手段と、放熱器の出口冷媒温度を検知する放熱器出口冷媒温度検知手段とを有し、低圧側冷媒圧力認識手段の低圧圧力値より前記圧縮機の適正運転に必要な高圧側の第１目標圧力値Ｐｒａｔｉｏを算出すると共に、第２冷媒温度センサ又は第３冷媒温度センサの検知した出口冷媒温度値より冷凍サイクルとして効率の良い運転を行うに必要な高圧側の第２目標圧力値Ｐｔｇｃｏを算出し、第１目標圧力値Ｐｒａｔｉｏと第２目標圧力値Ｐｔｇｃｏの高い方をシステム目標圧力値Ｐｃｍｄとして減圧器を制御する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭酸ガスから成る冷媒を圧縮する圧縮機（３）と、前記圧縮機（３）で圧縮された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に放熱させる放熱器（６）と、前記放熱器（６）で冷却された冷媒を減圧し、減圧レベルを外部からの制御によって調整可能な減圧手段（８）と、前記減圧手段（８）によって減圧された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に吸熱させる蒸発器（４）とを少なくとも有する冷凍サイクル（２）を備え、前記蒸発器（４）を通過した空気より空調空気を作成する空気調和装置（１）であって、
前記冷凍サイクル（２）の低圧側の冷媒圧力を認識する低圧側冷媒圧力認識手段（３０ａ）と、
前記放熱器（６）の出口冷媒温度を検知する放熱器出口冷媒温度検知手段（２３）と、
前記低圧側冷媒圧力認識手段（３０ａ）の低圧圧力値より前記圧縮機（３）の適正運転に必要な高圧側の第１目標圧力値を算出すると共に、前記放熱器出口冷媒温度検知手段（２３）の出口冷媒温度値より前記冷凍サイクル（２）として効率の良い運転を行うに必要な高圧側の第２目標圧力値を算出し、第１目標圧力値と第２目標圧力値の高い方をシステム目標圧力値として前記減圧手段（８）を制御する制御部（３０）とを備えたことを特徴とする空気調和装置（１）。
【請求項２】
請求項１記載の空気調和装置（１）であって、
前記低圧側冷媒圧力認識手段（３０ａ）は、前記蒸発器（４）を通過する空気が空調空気とされる冷房モードでは、前記蒸発器（４）を通過した空気温度より低圧側の冷媒圧力を推定することを特徴とする空気調和装置（１）。
【請求項３】
炭酸ガスから成る冷媒を圧縮する圧縮機（３）と、前記圧縮機（３）で圧縮された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に放熱させる放熱器（５）と、前記放熱器（５）で冷却された冷媒を減圧し、減圧レベルを外部からの制御によって調整可能な減圧手段（９）と、前記減圧手段（９）によって減圧された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に吸熱させる蒸発器（６）とを少なくとも有する冷凍サイクル（２）を備え、前記放熱器（５）を通過した空気より空調空気を作成する空気調和装置（１）であって、
前記冷凍サイクル（２）の低圧側の冷媒圧力を認識する低圧側冷媒圧力認識手段（３０ａ）と、
前記放熱器（５）の出口冷媒温度を検知する放熱器出口冷媒温度検知手段（２２）と、
前記低圧側冷媒圧力認識手段（３０ａ）の低圧圧力値より前記圧縮機（３）の適正運転に必要な高圧側の第１目標圧力値を算出すると共に、前記放熱器出口冷媒温度検知手段（２２）の出口冷媒温度値より前記冷凍サイクル（２）として効率の良い運転を行うに必要な高圧側の第２目標圧力値を算出し、第１目標圧力値と第２目標圧力値の高い方をシステム目標圧力値として前記減圧手段（９）を制御する制御部（３０）とを備えたことを特徴とする空気調和装置（１）。
【請求項４】
請求項３記載の空気調和装置（１）であって、
前記低圧側冷媒圧力認識手段（３０ａ）は、前記蒸発器（６）を通過する空気が外気とされる暖房モードでは、前記蒸発器（６）が載置される周辺の空気温度より低圧側の冷媒圧力を推定することを特徴とする空気調和装置（１）。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の空気調和装置（１）であって、
前記圧縮機（３）の起動時には、第１目標圧力値より第２目標圧力値が大きくなるまでは、第１目標圧力値をシステム目標圧力値として前記減圧手段（８），（９）のいずれかの制御を行い、第１目標圧力値より第２目標圧力値が大きくなった時点以降は、第２目標圧力値をシステム目標値として前記減圧手段（８），（９）のいずれかの制御を行うことを特徴とする空気調和装置（１）。
【請求項６】
炭酸ガスから成る冷媒を圧縮する圧縮機（３）と、前記圧縮機（３）で圧縮された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に放熱させる放熱器（６）と、前記放熱器（６）で冷却された冷媒を減圧し、減圧レベルを外部からの制御によって調整可能な減圧手段（８）と、前記減圧手段（８）によって減圧された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に吸熱させる蒸発器（４）とを少なくとも有する冷凍サイクル（２）を備え、前記蒸発器（４）を通過した空気より空調空気を作成する空気調和装置（１）であって、
前記冷凍サイクル（２）の低圧側の冷媒圧力を認識する低圧側冷媒圧力認識手段（３０ａ）と、
前記放熱器（６）の出口冷媒温度を検知する放熱器出口冷媒温度検知手段（２３）と、
前記低圧側冷媒圧力認識手段（３０ａ）の低圧圧力値より前記圧縮機（３）の適正運転に必要な高圧側の第１目標圧力値を算出すると共に、前記放熱器出口冷媒温度検知手段（２３）の出口冷媒温度値より前記冷凍サイクル（２）として効率の良い運転を行うに必要な高圧側の第２目標圧力値を算出し、第１目標圧力値と第２目標圧力値の高い方をシステム目標圧力値として前記減圧手段（８）を制御することを特徴とする空気調和装置（１）の制御方法。
【請求項７】
請求項６記載の空気調和装置（１）の制御方法であって、
前記低圧側冷媒圧力認識手段（３０ａ）は、前記蒸発器（４）を通過する空気が空調空気とされる冷房モードでは、前記蒸発器（４）を通過した空気温度より低圧側の冷媒圧力を推定することを特徴とする空気調和装置（１）の制御方法。
【請求項８】
炭酸ガスから成る冷媒を圧縮する圧縮機（３）と、前記圧縮機（３）で圧縮された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に放熱させる放熱器（５）と、前記放熱器（５）で冷却された冷媒を減圧し、減圧レベルを外部からの制御によって調整可能な減圧手段（９）と、前記減圧手段（９）によって減圧された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に吸熱させる蒸発器（６）とを少なくとも有する冷凍サイクル（２）を備え、前記放熱器（５）を通過した空気より空調空気を作成する空気調和装置（１）の制御方法であって、
前記冷凍サイクル（２）の低圧側の冷媒圧力を認識する低圧側冷媒圧力認識手段（３０ａ）と、
前記放熱器（５）の出口冷媒温度を検知する放熱器出口冷媒温度検知手段（２２）と、
前記低圧側冷媒圧力認識手段（３０ａ）の低圧圧力値より前記圧縮機（３）の適正運転に必要な高圧側の第１目標圧力値を算出すると共に、前記放熱器出口冷媒温度検知手段（２２）の出口冷媒温度値より前記冷凍サイクル（２）として効率の良い運転を行うに必要な高圧側の第２目標圧力値を算出し、第１目標圧力値と第２目標圧力値の高い方をシステム目標圧力値として前記減圧手段（９）を制御することを特徴とする空気調和装置（１）の制御方法。
【請求項９】
請求項８記載の空気調和装置（１）の制御方法であって、
前記低圧側冷媒圧力認識手段（３０ａ）は、前記蒸発器（６）を通過する空気が外気とされる暖房モードでは、前記蒸発器（６）が載置される周辺の空気温度より低圧側の冷媒圧力を推定することを特徴とする空気調和装置（１）の制御方法。
【請求項１０】
請求項５〜請求項９のいずれかに記載の空気調和装置（１）の制御方法であって、
前記圧縮機（３）の起動時には、第１目標圧力値より第２目標圧力値が大きくなるまでは、第１目標圧力値をシステム目標圧力値として前記減圧手段（８），（９）のいずれかの制御を行い、第１目標圧力値より第２目標圧力値が大きくなった時点以降は、第２目標圧力値をシステム目標値として前記減圧手段（８），（９）のいずれかの制御を行うことを特徴とする空気調和装置（１）の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒として炭酸ガスを使用した冷凍サイクルを備えた空気調和装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の空気調和装置としては、特許文献１に開示されたものがある。この空気調和装置は、炭酸ガスからなる冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された冷媒に放熱させる放熱器と、放熱器で冷却された冷媒を減圧し、減圧程度が外部からの制御によって調整可能な減圧手段である膨張弁と、膨張弁によって減圧された冷媒に吸熱させる蒸発器とを少なくとも有する冷凍サイクルを備え、高圧側の圧力が、放熱器の出口冷媒温度に応じた効率の良い高圧側の圧力になるように膨張弁の開度を制御する。
【０００３】
つまり、炭酸ガスからなる冷媒を使用した冷凍サイクルでは、放熱器の出口冷媒温度に応じて効率の良い高圧側の圧力が相違するため、上記のように制御することによって、冷凍サイクルとして効率の良い運転を行うことができる。
【０００４】
また、他の従来例の空気調和装置としては、特許文献２に開示されたものがある。この空気調和装置は、炭酸ガスからなる冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された冷媒に放熱させる放熱器と、放熱器で冷却された冷媒を減圧し、減圧程度が外部からの制御によって調整可能な減圧手段である圧力制御弁と、圧力制御弁によって減圧された冷媒に吸熱させる蒸発器とを少なくとも有する冷凍サイクルを備え、圧縮機起動時には圧力制御弁を閉状態として起動する。
【０００５】
圧縮機起動時には、冷凍サイクル内の高圧側と低圧側の圧力差がないのが通常であるため、圧力制御弁を閉状態として迅速に冷凍サイクル内の高低圧差を確保し、これによって早い立ち上がり性能を得ることができる。
【特許文献１】特開平７−２９４０３３号公報
【特許文献２】特開２００３−２８５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前者の従来例では、蒸発器の負荷が大きい場合には、冷凍サイクルの低圧側の圧力が高くなる可能性がある。このような状況にあっても、放熱器の出口冷媒温度に応じた圧力に冷凍サイクルの高圧側の圧力を制御すると、冷凍サイクルの低圧側と高圧側間で適正な圧縮比（高低圧差）が確保できない可能性がある、適正な圧縮比（高低圧差）が確保されないと、圧縮機が安定した運転を行うことができないという問題がある。
【０００７】
具体的には、圧縮機が斜板式の容量可変式の場合は、冷凍サイクルの高圧と低圧を利用して吐出容量の可変制御を行うため、冷凍サイクルの低圧側と高圧側間で適正な高低圧差がなければ、安定した圧縮を行うことができない。
【０００８】
また、後者の従来例では、圧縮機の起動時には圧力制御弁を閉状態とするが、圧力制御弁を閉状態とする制御から通常の制御に移行するポイントを、高圧側の圧力が所定の圧力になった時点としたり、所定起動時間が経過した時点としている。かかる移行ポイントでの高圧側の圧力と、放熱器の出口冷媒温度に応じた効率の良い高圧側の圧力とに圧力差があると、スムーズに効率の良い運転に移行できない。そして、制御のスムーズな移行を行うための移行時の高圧側の圧力レベルは、負荷条件により異なるため、基礎となる実験、データ収集が大変であり、実際問題としてスムーズに効率の良い運転への移行は困難であるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、圧縮機の適正運転に必要な高圧側の圧力を迅速に確保でき、圧縮機に必要な高圧側の圧力が確保できた場合には、スムーズに効率の良い運転に移行できる空気調和装置及びその制御方法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】
上記目的を達成する請求項１の発明は、冷房モードのサイクルとして、炭酸ガスから成る冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に放熱させる室外放熱器と、前記室外放熱器で冷却された冷媒を減圧し、減圧レベルを外部からの制御によって調整可能な減圧手段と、前記減圧手段によって減圧された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に吸熱させる蒸発器とを少なくとも有する冷凍サイクルを備え、前記室内放熱器と前記蒸発器の少なくともいずれか一方を通過した空気より空調空気を作成する空気調和装置であって、前記冷凍サイクルの低圧側の冷媒圧力を認識する低圧側冷媒圧力認識手段と、前記放熱器の出口冷媒温度を検知する放熱器出口冷媒温度検知手段と、前記低圧側冷媒圧力認識手段の低圧圧力値より前記圧縮機の適正運転に必要な高圧側の第１目標圧力値を算出すると共に、前記放熱器出口冷媒温度検知手段の出口冷媒温度値より前記冷凍サイクルとして効率の良い運転を行うに必要な高圧側の第２目標圧力値を算出し、第１目標圧力値と第２目標圧力値の高い方をシステム目標圧力値として前記減圧手段を制御する制御部とを備えたことを特徴とする空気調和装置である。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１記載の空気調和装置であって、前記低圧側冷媒圧力認識手段は、前記蒸発器を通過する空気が空調空気とされる冷房モードでは、前記蒸発器を通過した空気温度より低圧側の冷媒圧力を推定することを特徴とする空気調和装置である。
【００１２】
請求項３の発明は、暖房モードのサイクルとして、炭酸ガスからなる冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に放熱させる室内放熱器と、前記室内放熱器で冷却された冷媒を減圧し、減圧レベが外部からの制御によって調整可能な減圧手段と、前記減圧手段によって減圧された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に吸熱させる蒸発器とを少なくとも有する冷凍サイクルを備え、前記室内放熱器を通過した空気より空調空気を作成する空気調和装置の制御方法であって、前記冷凍サイクルの低圧側の冷媒圧力を認識する低圧側冷媒圧力認識手段と、前記放熱器の出口冷媒温度を検知する放熱器出口冷媒温度検知手段とを有し、前記低圧側冷媒圧力認識手段の低圧圧力値より前記圧縮機の適正運転に必要な高圧側の第１目標圧力値を算出すると共に、前記放熱器出口冷媒温度検知手段の出口冷媒温度値より前記冷凍サイクルとして効率の良い運転を行うに必要な高圧側の第２目標圧力値を算出し、第１目標圧力値と第２目標圧力値の高い方をシステム目標圧力値として前記減圧手段を制御することを特徴とする空気調和装置の制御方法である。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３記載の空気調和装置であって、前記低圧側冷媒圧力認識手段は、前記蒸発器を通過する空気が空調空気とされる冷房モードでは、前記蒸発器を通過した空気温度より低圧側の冷媒圧力を推定することを特徴とする空気調和装置である。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の空気調和装置であって、前記圧縮機の起動時には、第１目標圧力値より第２目標圧力値が大きくなるまでは、第１目標圧力値をシステム目標圧力値として前記減圧手段の制御を行い、第１目標圧力値より第２目標圧力値が大きくなった時点以降は、第２目標圧力値をシステム目標値として前記減圧手段の制御を行うことを特徴とする空気調和装置である。
【００１５】
請求項６の発明は、冷房モードのサイクルとして、炭酸ガスから成る冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に放熱させる室外放熱器と、前記室外放熱器で冷却された冷媒を減圧し、減圧レベルを外部からの制御によって調整可能な減圧手段と、前記減圧手段によって減圧された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に吸熱させる蒸発器とを少なくとも有する冷凍サイクルを備え、前記室内放熱器と前記蒸発器の少なくともいずれか一方を通過した空気より空調空気を作成する空気調和装置であって、前記冷凍サイクルの低圧側の冷媒圧力を認識する低圧側冷媒圧力認識手段と、前記放熱器の出口冷媒温度を検知する放熱器出口冷媒温度検知手段と、前記低圧側冷媒圧力認識手段の低圧圧力値より前記圧縮機の適正運転に必要な高圧側の第１目標圧力値を算出すると共に、前記放熱器出口冷媒温度検知手段の出口冷媒温度値より前記冷凍サイクルとして効率の良い運転を行うに必要な高圧側の第２目標圧力値を算出し、第１目標圧力値と第２目標圧力値の高い方をシステム目標圧力値として前記減圧手段を制御することを特徴とする空気調和装置の制御方法である。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項６記載の空気調和装置の制御方法であって、前記低圧側冷媒圧力認識手段は、前記蒸発器を通過する空気が空調空気とされる冷房モードでは、前記蒸発器を通過した空気温度より低圧側の冷媒圧力を推定することを特徴とする空気調和装置の制御方法である。
【００１７】
請求項８の発明は、暖房モードのサイクルとして、炭酸ガスからなる冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に放熱させる室内放熱器と、前記室内放熱器で冷却された冷媒を減圧し、減圧レベが外部からの制御によって調整可能な減圧手段と、前記減圧手段によって減圧された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に吸熱させる蒸発器とを少なくとも有する冷凍サイクルを備え、前記室内放熱器を通過した空気より空調空気を作成する空気調和装置の制御方法であって、前記冷凍サイクルの低圧側の冷媒圧力を認識する低圧側冷媒圧力認識手段と、前記放熱器の出口冷媒温度を検知する放熱器出口冷媒温度検知手段とを有し、前記低圧側冷媒圧力認識手段の低圧圧力値より前記圧縮機の適正運転に必要な高圧側の第１目標圧力値を算出すると共に、前記放熱器出口冷媒温度検知手段の出口冷媒温度値より前記冷凍サイクルとして効率の良い運転を行うに必要な高圧側の第２目標圧力値を算出し、第１目標圧力値と第２目標圧力値の高い方をシステム目標圧力値として前記減圧手段を制御することを特徴とする空気調和装置の制御方法である。
【００１８】
請求項９の発明は、請求項８記載の空気調和装置の制御方法であって、前記低圧側冷媒圧力認識手段は、前記蒸発器を通過する空気が空調空気とされる冷房モードでは、前記蒸発器を通過した空気温度より低圧側の冷媒圧力を推定することを特徴とする空気調和装置の制御方法である。
【００１９】
請求項１０の発明は、請求項６〜請求項９のいずれかに記載の空気調和装置の制御方法であって、前記圧縮機の起動時には、第１目標圧力値より第２目標圧力値が大きくなるまでは、第１目標圧力値をシステム目標圧力値として前記減圧手段の制御を行い、第１目標圧力値より第２目標圧力値が大きくなった時点以降は、第２目標圧力値をシステム目標値として前記減圧手段の制御を行うことを特徴とする空気調和装置の制御方法である。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１及び請求項３及び請求項６及び請求項８の発明によれば、例えば第１目標圧力値の方が第２目標圧力値より大きい場合には、高圧側の圧力が第１目標圧力値に達するまで減圧手段が低圧側に流す冷媒の流量を絞るよう制御するため、圧縮機の適正運転に必要な高圧側の圧力を迅速に確保できる。そして、高圧側の圧力が第１目標圧力値に達した後は、第１目標圧力値より第２目標圧力値が高くなるポイントを待って、その時点で初めて放熱器の出口冷媒温度に応じた効率の良い高圧側の圧力をシステム目標圧力値とする制御に移行する。従って、圧縮機の適正運転に必要な高圧側の圧力を迅速に確保でき、圧縮機に必要な高圧側の圧力が確保できた場合には、スムーズに効率の良い運転に移行できる。
【００２１】
請求項２及び請求項７の発明によれば、蒸発器を通過した空気の温度を検知するための温度センサを利用して冷凍サイクルの低圧側の圧力を推定する。従って、冷凍サイクルの低圧側の圧力を認識するのに、冷凍サイクルの冷圧側に圧力センサを付設する必要がないため、システムのシンプル化、コスト削減等になる。
【００２２】
請求項４及び請求項９の発明によれば、蒸発器が設置される周辺の空気温度を検知するための温度センサを利用して冷凍サイクルの低圧側の圧力を推定する。従って、冷凍サイクルの低圧側の圧力を認識するのに、冷凍サイクルの冷圧側に圧力センサを付設する必要がないため、システムのシンプル化、コスト削減等になる。
【００２３】
請求項５及び請求項１０の発明によれば、圧縮機起動時には、冷凍サイクルの低圧側の圧力が高い圧力分布状態から圧縮が通常開始されるから、第１目標圧力値の方が第２目標圧力値より大きい。従って、圧縮機起動時にあっては、圧縮機の適正運転に必要な高圧側の圧力を迅速に確保できると共に、圧縮機に必要な高圧側の圧力が確保できた場合には、第１目標圧力値より第２目標圧力値が高くなるポイントを待って、その時点で初めて放熱器の出口冷媒温度に応じた効率の良い高圧側の圧力をシステム目標圧力値に切り替えるため、スムーズに効率の良い運転に移行できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１〜図５は本発明の実施の形態を示し、図１は車両用空気調和装置の構成図、図２は本発明の制御に関わる部分の回路ブロック図、図３は各冷媒温度における圧力と効率の関係を示す特性線図、図４は冷凍サイクル内の高圧側の圧力制御に係わるフローチャート、図５は圧縮機起動時の冷凍サイクルの低圧側、高圧側及び各目標圧力値の圧力特性線図である。
【００２６】
図１に示すように、空気調和装置である車両用空気調和装置１は、冷凍サイクル２を有する。この冷凍サイクル２は、冷房と暖房を兼用できるものであり、超臨界冷媒である炭酸ガス（例えばＲ７４４）を冷媒とする。
【００２７】
冷凍サイクル２は、炭酸ガスからなる冷媒を圧縮する圧縮機３と、空調ダクト４０内で、且つ、エアミックスドア４１より上流に配置された室内熱交換器４と、空調ダクト３０内で、且つ、エアミックスドア４１より下流に配置された室内放熱器５と、エンジンルーム内に配置された室外熱交換器６と、高圧側の冷媒と低圧側の冷媒間で熱交換させる内部熱交換器７と、冷媒を減圧し、減圧レベルが外部からの制御によって調整可能な減圧手段である第１減圧器８及び第２減圧器９と、冷凍サイクル２内の余分な冷媒を一時的に溜め、且つ、圧縮機３にガス冷媒のみを戻すためのアキュムレータ１０と、冷媒を冷房モード時と暖房モード時で異なる循環経路を通って循環させる三方弁１１、電磁弁１２及び複数の逆止弁１３，１４，１５とを備えている。
【００２８】
第１減圧器８及び第２減圧器９の開閉状態（減圧レベル）、三方弁１１及び電磁弁１２の切替位置は、下記する制御部３０（図２に示す）によって制御される。
【００２９】
具体的には、冷房モードが選択されると、第２減圧器９が閉状態に、三方弁１１及び電磁弁１２が冷媒を室外熱交換器６に流す切替位置とされる。これによって、冷房モード時では、圧縮機３で圧縮された冷媒は、室内放熱器５、室外熱交換器６、内部熱交換器７、第１減圧器８、室内熱交換器４、内部熱交換器７を通る経路で循環する。圧縮機３より吐出された高温高圧の冷媒は、室内放熱器５、室外熱交換器６で放熱される。室内放熱器５は、冷媒と空調ダクト４０内を通過する空気との間で熱交換させて冷媒に放熱させる。冷媒の放熱によって、空調ダクト４０内を通過する空気は暖風とされる。又、室外熱交換器６は、冷媒と外気との間で熱交換させて冷媒に放熱させる。つまり、室外熱交換器６は、冷房モード時には、室内放熱器５と共に放熱器として使用される。内部熱交換器７で高圧側の冷媒と低圧側の冷媒間で熱交換される。内部熱交換器７から出た冷媒は、第１減圧器８で減圧されて室内熱交換器４に入る。室内熱交換器４は、冷媒と空調ダクト４０内を通過する空気との間で熱交換させて冷媒に吸熱させる。冷媒の吸熱によって、空調ダクト４０内を通過する空気は冷風とされる。つまり、室内熱交換器４は、冷房モード時には蒸発器として使用される。冷房モード時には、空調ダクト４０内を流れる空気は、室内熱交換器４によって作成された冷風と室内放熱器５によって作成された暖風との割合がエアミックスドア４１によって調整されることによって所望温度の冷風となって車室内に吹き出される。
【００３０】
暖房モードが選択されると、第１減圧器８が閉状態に、三方弁１１及び電磁弁１２が冷媒を内部熱交換器７に流す切替位置とされる。これによって、暖房モード時では、圧縮機３で圧縮された冷媒は、室内放熱器５、内部熱交換器７、第２減圧器９、室外熱交換器６、内部熱交換器７を通る経路で循環する。圧縮機３より吐出された高温高圧の冷媒は、室内放熱器５及び内部熱交換器７で放熱される。室内放熱器５は、冷媒と空調ダクト４０内を通過する空気との間で熱交換させて冷媒に放熱させる。これにより、空調ダクト４０内を通過する空気が暖風とされる。内部熱交換器７で高圧側の冷媒と低圧側の冷媒間で熱交換される。内部熱交換器７から出た冷媒は、第２減圧器９で減圧されて室外熱交換器６に入り、ここで室外熱交換器６を通過する外気と熱交換して吸熱される。つまり、室外熱交換器６は、暖房モード時には蒸発器として使用される。暖房モード時には、空調ダクト４０内を流れる空気と室内放熱器５によって作成される暖風との割合がエアミックスドア３１によって調整されることによって所望温度の暖風となって車室内に吹き出される。
【００３１】
また、車両用空気調和装置１には、冷凍サイクル２の運転状況を検知するための各種のセンサが付設されている。冷媒圧力を検知するものとしては、冷凍サイクル２の高圧側の冷媒圧力を検知する圧力センサ２０が圧縮機３の冷媒吐出側に設けられている。冷媒温度を検知するものとしては、圧縮機３の吐出冷媒温度を検知する第１冷媒温度センサ２１と、室内放熱器５の出口冷媒温度を検知する放熱器出口冷媒温度検知手段である第２冷媒温度センサ２２と、冷房時に室外熱交換器６の出口冷媒温度を検知する放熱器出口冷媒温度検知手段である第３冷媒温度センサ２３とが設けられている。空気温度を検知するものとしては、室内放熱器５を通過した空気の温度を検知する第１空気温度センサ２４と、室外熱交換器６が設置された周囲の空気温度（外気温度）を検知する第２空気温度センサ２５と、室内熱交換器４を通過した空気の温度を検知する第３空気温度センサ２６が設けられている。
【００３２】
これら各種のセンサ２０〜２６の出力は、制御部３０に導かれている。制御部３０は、これらセンサ２０〜２６の検知情報、ユーザの空調入力情報等に基づいて圧縮機３、第１減圧器８、第２減圧器９、三方弁１１、電磁弁１２等を制御する。
【００３３】
制御部３０は、図２に示すように、低圧側冷媒圧力認識手段３０ａを内蔵する。低圧側冷媒圧力認識手段３０ａは、室内熱交換器４を通過する空気が空調空気とされる冷房モードでは、室内熱交換器４を通過した空気温度を第３空気温度センサ２６より取得し、取得した空気温度より低圧側の冷媒圧力を推定する。つまり、室内熱交換器４を通過した空気温度Ｔｉｎｔと、室内熱交換器４の出口冷媒温度とは相関関係にあり、例えばＴｉｎｔ−３Ｋ（３℃）≒室内熱交換器４の出口冷媒温度と推定できる。そして、室内熱交換器４を出た冷媒は飽和状態であるため、Ｔｉｎｔ−３Ｋでの飽和圧力が低圧側圧力Ｐｓと推定できる。
【００３４】
又、低圧側冷媒圧力認識手段３０ａは、室外熱交換器６を通過する空気が外気とされる暖房モードでは、室外熱交換器６が載置される周辺の空気温度を第２空気温度センサ２５より取得し、取得した空気温度Ｔａｍｂより低圧側の冷媒圧力を推定する。つまり、基本的には外気温度Ｔａｍｂと室外熱交換器６の出口冷媒温度は相関関係にあり、例えば、実験結果よりＴａｍｂ−１２Ｋ（１２℃）≒室外熱交換器６の出口冷媒温度とすることができる。そして、室外熱交換器６の出口冷媒は飽和状態であるため、Ｔａｍｂ−１２Ｋでの飽和圧力が低圧側圧力と推定できる。より詳細には、室外熱交換器６の出口から圧縮機３の吸入位置までの圧力損失を考慮して低圧側圧力Ｐｓを推定する。
【００３５】
制御部３０は、図３に示すような各冷媒温度（ｔ１、ｔ２、ｔ３等）における高圧側の圧力と効率の関係を示すマップデータを内蔵し、各冷媒温度における最も効率の良い高圧側の圧力（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）をマップより導き出すことができる。
【００３６】
制御部３０は、冷房モード時や暖房モード時には、図４に示すフローチャートを実行して冷凍サイクル２内の高圧側の圧力Ｐｄを制御する。その詳しい制御内容については、車両用空気調和装置１の動作説明の箇所で説明する。
【００３７】
次に、車両用空気調和装置１の動作について説明する。図３において、ステップＳ０では、圧縮機３が稼働中か否かを判断する。稼働中であればステップＳ１０へ進み、稼働中でなければステップＳ３０に進む。ステップＳ１０では、冷凍サイクル２の低圧側の圧力Ｐｓを推定によって算出する。具体的には、冷房モード時には、第３空気温度センサ２６の検知温度より低圧側の冷媒圧力Ｐｓを推定する。暖房モードでは、第２空気温度センサ２５の検知温度より低圧側の冷媒圧力Ｐｓを推定する。低圧側の冷媒圧力Ｐｓを推定した後は、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、低圧側の圧力値Ｐｓに１．５を乗算して第１目標圧力値Ｐｒａｔｉｏを求める。次に、ステップＳ１２に進み、ステップＳ１２では、第２目標圧力値Ｐｔｇｃｏを算出する。具体的には、冷房モード時には、第３冷媒温度センサ２３の検知温度より図３に示すようなマップデータに基づいて効率の良い圧力を求め、暖房モード時には、第２冷媒温度センサ２２の検知温度より図３に示すようなマップデータに基づいて効率の良い圧力を求め、これを第２目標圧力値Ｐｔｇｃｏとして算出する。
【００３８】
次に、ステップＳ１３に進み、ここで第１目標圧力値Ｐｒａｔｉｏと第２目標圧力値Ｐｔｇｃｏの大小を比較し、第１目標圧力値Ｐｒａｔｉｏが第２目標圧力値Ｐｔｇｃｏを越えた値であればシステム目標圧力値Ｐｃｍｄを第１目標圧力値Ｐｒａｔｉｏとし（ステップＳ１４）、ステップＳ４０に進む。第１目標圧力値Ｐｒａｔｉｏが第２目標圧力値Ｐｔｇｃｏ以下の値であればシステム目標圧力値Ｐｃｍｄを第２目標圧力値とし（ステップＳ１５）、ステップＳ４０に進む。
【００３９】
ステップＳ４０では、圧力センサ２０より冷凍サイクル２の実際の高圧側の圧力Ｐｄを検知し、システム目標値Ｐｃｍｄより実際の高圧側の圧力Ｐｄの値が高い場合には、冷房モード時には第１減圧器８を、暖房モード時には第２減圧器９の開度を絞る（ステップＳ４１）。システム目標値Ｐｃｍｄより実際の高圧側の圧力Ｐｄの値が低い場合には、冷房モード時には第１減圧器８を、暖房モード時には第２減圧器９の開度を開く（ステップＳ４１）。そして、ステップＳ０に戻り、以上の制御を繰り返し、常に第１目標圧力値Ｐｒａｔｉｏと第２目標圧力値Ｐｔｇｃｏの大きさをチェックする。そして、ステップＳ１３で双方の圧力値が逆転すると、この時点でシステム目標値Ｐｃｍｄを切り替える。
【００４０】
以上より、例えば第１目標圧力値Ｐｒａｔｉｏの方が第２目標圧力値Ｐｔｇｃｏより大きい場合には、実際の高圧側の圧力Ｐｄが第１目標圧力値Ｐｒａｔｉｏに達するまで第１減圧器８又は第２減圧器９が低圧側に流す冷媒の流量を絞るよう制御するため、圧縮機３の適正運転に必要な高圧側の圧力を迅速に確保できる。そして、実際の高圧側の圧力Ｐｄが第１目標圧力値Ｐｒａｔｉｏに達した後は、第１目標圧力値Ｐｒａｔｉｏを目標とする制御を行う。そして、第１目標圧力値Ｐｒａｔｉｏより第２目標圧力値Ｐｔｇｃｏが高くなるポイントを待って、その時点で初めて、冷房時には室外熱交換器６、暖房時には室内放熱器５の出口冷媒温度（冷房モード時には第３冷媒温度センサ２３、暖房モード時には第２冷媒温度センサ２２で検知）に応じた効率の良い高圧側の圧力をシステム目標圧力値とする制御に移行する。従って、圧縮機３の適正運転に必要な高圧側の圧力を迅速に確保でき、圧縮機３に必要な高圧側の圧力が確保できた場合には、スムーズに効率の良い運転に移行できる。
【００４１】
次に、圧縮機３の起動時を具体例として説明する。圧縮機３が停止されると、冷凍サイクル２内の高圧側と冷圧側の圧力は徐々に均一になる方向に変化する。そのため、圧縮機３の再起動時は、冷凍サイクル２内の高圧側と低圧側の圧力がほぼ均一になった状態で起動されるのが通常である。このような冷凍サイクル２内の圧力状況にあって圧縮機３が起動されると、図５に示すように、第１目標圧力値Ｐｒａｔｉｏの方が第２目標圧力値Ｐｔｇｃｏより高いため、第１目標圧力値Ｐｒａｔｉｏをシステム目標圧力値Ｐｃｍｄとする制御が行われ、第１減圧器８又は第２減圧器９の開度を絞る制御が行われる。従って、冷凍サイクル２の高圧側の圧力Ｐｄは、迅速に第１目標圧力値Ｐｒａｔｉｏに達する（図５のＡポイント）。圧縮機３に必要な高圧側の圧力Ｐｄが確保できた場合には、第１目標圧力値Ｐｒａｔｉｏより第２目標圧力値Ｐｔｇｃｏが高くなるポイントまで第１目標圧力値Ｐｒａｔｉｏを維持する制御が行われる。そして、第１目標圧力値Ｐｒａｔｉｏより第２目標圧力値Ｐｔｇｃｏが高くなるポイント（図５のＢポイント）を待って、その時点で初めて、冷房時には室外熱交換器６、暖房時には室内放熱器５の出口冷媒温度（冷房モード時には第３冷媒温度センサ２３、暖房モード時には第２冷媒温度センサ２２で検知）に応じた効率の良い高圧側の圧力をシステム目標圧力値Ｐｃｍｄに切り替えるため、スムーズに効率の良い運転に移行できる。
【００４２】
この実施の形態では、低圧側冷媒圧力認識手段３０ａは、室内熱交換器４を通過する空気が空調空気とされる冷房モードでは、室内熱交換器４を通過した空気温度より低圧側の冷媒圧力を推定するので、室内熱交換器４を通過した空気の温度を検知するための第３空気温度センサ２６を利用して冷凍サイクル２の低圧側の圧力を推定する。従って、冷凍サイクル２の低圧側の圧力を認識するのに、冷凍サイクルの低圧側に圧力センサを付設する必要がないため、システムのシンプル化、コスト削減等になる。
【００４３】
この実施の形態では、低圧側冷媒圧力認識手段３０ａは、室外熱交換器６を通過する空気が外気とされる暖房モードでは、室外熱交換器６が載置される周辺の空気温度より低圧側の冷媒圧力を推定する。従って、室外熱交換器６が設置される周辺の空気温度を検知するための第２空気温度センサ２５を利用して冷凍サイクル２の低圧側の圧力を推定する。従って、冷凍サイクル２の低圧側の圧力を認識するのに、冷凍サイクル２の冷圧側に圧力センサを付設する必要がないため、システムのシンプル化、コスト削減等になる。
【００４４】
尚、低圧側冷媒圧力認識手段３０ａは、冷凍サイクル２の低圧側の圧力を検知する圧力センサより構成しても良いことはもちろんである。
【００４５】
尚、前記実施の形態では、車両用空気調和装置１は、冷房モードと暖房モードを選択的に使用できる構成であるが、冷房モードのみ、又は、暖房モードのみに使用できるものであっても本発明が適用できることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施の形態を示し、車両用空気調和装置の構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態を示し、本発明の制御に関わる部分の回路ブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態を示し、各冷媒温度における圧力と効率の関係を示す特性線図である。
【図４】本発明の一実施の形態を示し、冷凍サイクル内の高圧側の圧力制御に係わるフローチャートである。
【図５】本発明の一実施の形態を示し、圧縮機起動時の冷凍サイクルの低圧側、高圧側及び各目標圧力値の圧力特性線図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  車両用空気調和装置（空気調和装置）
２  冷凍サイクル
３  圧縮機
４  室内熱交換器（蒸発器）
５  室内放熱器（放熱器）
６  室外熱交換器（放熱器、蒸発器）
８  第１減圧器（減圧手段）
９  第２減圧器（減圧手段）
２０  圧力センサ
２２  第２冷媒温度センサ（放熱器出口冷媒温度検知手段）
２３  第３冷媒温度センサ（放熱器出口冷媒温度検知手段）
２５  第２空気温度センサ
２６  第３空気温度センサ
３０  制御部
３０ａ  低圧側冷媒圧力認識手段
【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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