JP2005337654A

JP2005337654A - 冷凍サイクル装置

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Publication number: JP2005337654A
Application number: JP2004160895A
Authority: JP
Inventors: Naohisa Ishizaka; 直久石坂; Yoshiaki Takano; 義昭高野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2005-12-08

Abstract

【課題】ホットガスモードでのクーラ運転における冷媒・オイルの回収性の向上と、ホットガス運転停止時の電磁弁からの異音発生の低減を図ることができる冷凍サイクル装置を提供する。
【解決手段】弁手段の切替操作により、圧縮機１０から吐出された冷媒を凝縮器１４、膨張弁１６および蒸発器１８を通して圧縮機に戻す冷房モード運転と、圧縮機から吐出された冷媒を凝縮器をバイパスして直接絞り２１ａ、蒸発器を通して圧縮機に戻す暖房モード運転とが可能な冷凍サイクル装置において、圧縮機を停止してホットガス運転を止めた後、所定時間Ｔ６経過後に、弁手段を暖房モードの閉回路から冷房モードの閉回路に切り替えるようにしている。
【選択図】図３

Description

本発明は、暖房時には圧縮機より吐出された高温、高圧のガス冷媒（ホットガス）を室外熱交換器（凝縮器）をバイパスさせて減圧して室内熱交換器（蒸発器）に導き、該室内熱交換器をガス冷媒の放熱器として使用して空気を加熱するホットガスバイパス機能を有する冷凍サイクル装置に関するもので、特に車両用空調装置として好適である。

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。

そこで、従来からホットガスバイパスにより暖房機能を発揮させる冷凍サイクル装置が提案されている。この従来装置では、エンジン始動時のように温水温度が所定温度より低いときには、冷凍サイクル中の圧縮機吐出ガス冷媒（ホットガス）を室外熱交換器（凝縮器）をバイパスして室内熱交換器（蒸発器）に導入して、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。この従来のホットガスバイパスにより暖房機能を発揮させる冷凍サイクル装置として、例えば、特許文献１及び特許文献２が知られている。しかしながら、冷凍サイクル中の高温高圧ガス冷媒を利用したホットガスサイクルは、冷媒封入量の過不足が暖房能力に大きな影響を与える。

特開平１１−３４４２６４号公報特開２００３−３５４５８号公報

そのため、これら従来の冷凍サイクル装置においては、一般に図７に示されるようなホットガス運転制御を採用している。このホットガス運転制御では、ホットガス運転を停止（ホットガスＳＷＯＦＦ、外気温カット、水温カット、連続運転ＯＦＦ）と同時に圧縮機（コンプレッサ）と電磁弁とをＯＦＦとしている。即ち、従来においては、図７に示すようにホットガス運転条件である、ホットガススイッチ（ＳＷ）がＯＮで、外気温度≦Ｔ１（所定温度）で、エンジン水温≦Ｔ２（所定温度）の諸条件が満たされたときに、起動判定がＹＥＳとなり、まず、圧縮機（コンプレッサ）がＯＮとなり、電磁弁がＯＦＦの状態でクーラ運転を行って、冷媒を凝縮器（コンデンサ）から回収し、このクーラ運転時間≧Ｔ３（所定時間）で、圧縮機をＯＦＦにしてＯＦＦモードにし、凝縮器内在とホットガスサイクル内低圧側が均圧した時点で、圧縮機と電磁弁とをＯＮにしてホットガス運転を開始している。そして、上記ホットガス運転条件を満足しない場合或いはホットガス連続運転時間がＴ４（所定時間）を越えた場合に、圧縮機と電磁弁とをＯＦＦにしてホットガス運転を停止している。

このように、ホットガスモード（暖房モード）ではホットガス運転を上記諸条件でＯＮ（運転）⇔ＯＦＦ（停止）するように制御しており、運転を再開時にはホットガスサイクル内の冷媒・オイル（冷媒中に混入している潤滑オイル）確保を目的にクーラ運転を一定時間行い、これらの回収を図っている。この際、車室内温（＝蒸発器）がある程度暖まった状態では凝縮器へ冷媒が多く寝込み、その回収性が悪化する心配がある。この原因として、従来のホットガス運転の停止と同時に電磁弁をＯＦＦ（開弁）していることが起因していると考えられる。つまり、ホットガス運転中は凝縮器はバイパスされており、外気によって常に冷やされ、凝縮器内部は外気温に応じた飽和圧力となっているが、ホットガスサイクルの低圧（＝圧縮機の吸入圧力）より低い状態であるため、ホットガス運転のＯＦＦ（停止）と同時に電磁弁をＯＦＦ（開弁）すると、冷媒がホットガスサイクル側から凝縮器へ流れ、蒸発器が暖められた状態ではこの現象がより顕著になると考えられる。
このように、ホットガスサイクル側と凝縮器側の圧力差が大きく、かつ蒸発器が暖められた状態では、凝縮器への冷媒の寝込みが多く、クーラ運転での寝込み冷媒の回収性が悪化し、ホットガスサイクル内の冷媒・オイル不足を招くという問題があった。

また、もう一つの問題として、ホットガス運転のＯＦＦ（停止）時の電磁弁からの異音の発生がある。これは、ホットガスサイクル側と凝縮器側との圧力差が大きい状態で電磁弁をＯＦＦ（開弁）しているため、電磁弁の前後で急激な圧力変化が生じているためである。即ち、ホットガスサイクル側と凝縮器側との圧力差が大きいと、電磁弁から発生する異音が大きいという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ホットガスモードでのクーラ運転における冷媒・オイルの凝縮器からの回収性の向上と、ホットガス運転のＯＦＦ（停止）時の電磁弁からの異音発生の低減を図ることができる冷凍サイクル装置を提供することである。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の冷凍サイクル装置を提供する。
請求項１に記載の冷凍サイクル装置は、弁手段の切替操作により、圧縮機から吐出された冷媒を、凝縮器、第１減圧装置及び蒸発器を通して圧縮機に戻す冷房モード運転と、圧縮機から吐出された冷媒を、凝縮器をバイパスさせて直接第２減圧装置及び蒸発器を通して圧縮機に戻すことで、蒸発器を放熱器として作動させる暖房モード運転とを行うことができる冷凍サイクル装置であって、圧縮機をＯＦＦにしてホットガス運転の停止後、所定時間経過後に弁手段を暖房モードの閉回路から冷房モードの閉回路に切り替えるようにしたものである。これにより、ホットガス運転が停止して、ホットガスサイクルの高圧が低下し、このサイクル内の圧力がある程度均圧した状態で弁手段が暖房モード運転から冷房モード運転に切り替わるので、凝縮器への過度な冷媒流れを防止することができると共に、弁手段からの異音を低減させることができる。

請求項２の冷凍サイクル装置は、圧縮機のＯＦＦによるホットガス運転の停止後、一定時間経過後に弁手段を暖房モード運転が可能な閉回路から冷房モード運転が可能な閉回路に切り替えていたのに代えて、ホットガス運転の停止後、圧縮機の吐出側の圧力が所定の値になったときに、弁手段の上記切り替えを行うようにしたものである。この場合においても、請求項１と同様の効果を奏する。
請求項３の冷凍サイクル装置は、圧縮機のＯＦＦによるホットガス運転の停止後、一定時間経過後に弁手段を暖房モード運転が可能な閉回路から冷房モード運転が可能な閉回路に切り替えていたのに代えて、ホットガス運転の停止後、圧縮機の吐出側の圧力変化が所定の値になったときに、弁手段の上記切り替えを行うようにしたものである。この場合においても、請求項１と同様の効果を奏する。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態の冷凍サイクル装置について説明する。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実施形態を示している。圧縮機１０は、例えば、電磁クラッチ１１を介して水冷式の車両エンジン１２により駆動される。圧縮機１０の吐出側は、切り替え弁手段である冷房側電磁弁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等と共に車両エンジンルーム内に配置され、駆動モータ１４ｂにより駆動される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。

受液器１５の出口側は、第１減圧装置である温度式膨張弁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に接続されている。蒸発器１８の出口側は、アキュムレータ１９を介して圧縮機１０の吸入側に接続している。
こうして、圧縮機１０の吐出側から冷房用電磁弁（弁手段）１３→凝縮器１４→受液器１５→温度式膨張弁（第１減圧装置）１６→逆止弁１７→蒸発器１８→アキュムレータ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。

温度式膨張弁１６は周知の如く、通常の冷凍サイクル運転時（冷房モード時）に蒸発器１８出口の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）が調整される。また、アキュムレータ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。

更に、本発明の冷凍サイクル装置では、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、切り替え弁手段である暖房用電磁弁２１および第２減圧装置である絞り２１ａが直列に設けてある。この絞り２１ａはオリフィル、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。
こうして、圧縮機１０の吐出側から暖房用電磁弁（弁手段）２１→絞り（第２減圧装置）２１ａ→蒸発器１８→アキュムレータ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。

なお、上記構成においては、切り替え弁手段として冷房用電磁弁１３と暖房用電磁弁２１の２つの電磁弁を使用しているが、ホットガスバイパス通路２０が分岐する分岐部に切替用の電磁弁を配置することによって、１つの電磁弁で構成することも可能である。そして後述するフローチャートにおいて、電磁弁ＯＦＦとは、電磁弁が開弁し、冷房モードになること、即ち冷房用電磁弁１３が開弁し、暖房用電磁弁２１が閉弁することを意味し、電磁弁ＯＮとは、電磁弁が閉弁し、暖房モードになること、即ち冷房用電磁弁１３が閉弁し、暖房用電磁弁２１が開弁することを意味している。

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、ブロワモータ２３ａにより駆動される電動式の空調用送風機２３の吸入側には内外気切替箱（図示せず）が設置され、この内外気切替箱に導入された空気（車室内空気または外気）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。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、ホットガスヒータサイクルＨにより蒸発器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）が流入して空気を加熱するので、放熱器としての役割を果たしている。

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。

空調用電子制御装置（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、切り替え弁手段である冷房用、暖房用電磁弁１３，２１の開閉およびその他の電気機器（電磁クラッチ１１、駆動モータ１４ｂ、ブロワモータ１３ａ、温水弁２５等）の作動を制御する。

図２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、温水式の暖房用熱交換器２４に流入する冷却水（温水）温度を検出する冷却水温度センサ２７ａ、外気温を検出する外気温センサ２７ｂ、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２７ｃ、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２７ｄ、車室内の空気温度（内気温度）を検出する内気温度センサ２７ｅ、車室内に入射する日射量を検出する日射センサ２７ｆ等である。

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、冷凍サイクル装置の圧縮機１０の起動又は停止を指令するエアコンスイッチ２９ａが設置されており、このエアコンスイッチ２９ａは冷房モードを設定する冷房スイッチの役割を果たす。
更に、空調操作パネル２８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２９ｂ、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２９ｃ、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２９ｄ、送風機２３のＯＮ，ＯＦＦ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。

以上の構成よりなる本発明の冷凍サイクル装置の作動を説明する。まず、最初に冷凍サイクル部分の作動を説明すると、夏期の冷房モード時には、ＥＣＵ２６により、冷房用電磁弁１３が開弁され、暖房用電磁弁２１が閉状態とされる。電磁クラッチ１１が接続状態となり、圧縮機１０が車両エンジン１２にて駆動されると、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。

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。
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ムレータ１９を介して圧縮機１０に吸入され、圧縮される。

冬期の暖房モード時には、ＥＣＵ２６により冷房用電磁弁１３が閉弁され、暖房用電磁弁２１が開弁され、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（ホットガス）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に流入する。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、冷凍サイクル装置は、圧縮機１０の吐出側→暖房用電磁弁２１→絞り２１ａ→蒸発器１８→アキュムレータ１９→圧縮機１０の吸入側に戻る閉回路であるホットガスヒータサイクルＨで運転される。

そして、絞り２１ａで減圧された後の高温吐出ガス冷媒が蒸発器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、車室内へ温風を吹き出すことができる。蒸発器１８で放熱したガス冷媒はアキュムレータ１９を介して圧縮機１０に吸入され、圧縮される。
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き出しを阻止することができる。

次に、本発明の実施の形態の冷凍サイクル装置の第１実施例の作動（ホットガス運転制御）を図３のフローチャートにより説明する。図３は、ＥＣＵ２６により実行される制御ルーチンであり、車両エンジン１２のイグニッションスイッチが投入されてエンジン１２が始動されると、図３のルーチンがスタートする。まず、ステップＳ１００でホットガス運転条件である３つの条件、（１）ホットガススイッチ（ＳＷ）がＯＮであること。（２）外気温度が所定温度Ｔ１以下であること、外気温度≦Ｔ１、（３）エンジン水温が所定温度Ｔ２以下であること、エンジン水温≦Ｔ２、が確立されているかどうかが判断される。ここで、所定温度Ｔ１（例えば、−１５℃）は、ホットガスヒータサイクルＨによる暖房モード運転が必要であるかどうかを判定するための温度であり、また、所定温度Ｔ２は、暖房用熱交換器２４における温水熱源の暖房能力が車室内暖房のために必要なレベルであるかを判定するための温度であり、エンジン水温が所定温度Ｔ２（例えば、８０℃）より高いときは、暖房用熱交換器２４における温水熱源の暖房能力が車室内暖房のための必要なレベルに到達しているので、ホットガスヒータサイクルＨによる暖房モード運転が不要となる。ステップＳ１００がＹＥＳの場合は、次のステップＳ１０１に進み、起動すべきか否かが判定される。なお、ステップＳ１００及びＳ１０１でＮＤの場合は、スタートに戻る。

ステップＳ１０１の起動判定がＹＥＳの場合は、ステップＳ１０２に進み、圧縮機１０が起動（ＯＮ）され、弁手段である電磁弁が開弁（ＯＦＦ）される。この場合、圧縮機１０が電磁クラッチ１１の作動によってエンジン１２に接続されることによって起動される。また、弁手段である電磁弁は、冷房用電磁弁１３と暖房用電磁弁２１とが組み合わされて１つの電磁弁で構成されており、電磁弁ＯＦＦ（開）とは、冷房用電磁弁１３が開弁され、暖房用電磁弁２１が閉弁されることを意味している。したがって、ステップＳ１０２では、冷房モードによるクーラ運転が始動され、凝縮器１４等に寝込んでいる冷媒の回収が図られる。次に、ステップＳ１０３では、クーラ運転が所定時間Ｔ３以上続いたかどうかが判断され、ＹＥＳの場合は、次のステップＳ１０４に進み、ＮＯの場合は、更にクーラ運転が続けられる。

ステップＳ１０４では、電磁弁はＯＦＦ（開）状態のままで、圧縮機１０が作動を停止する。即ち電磁クラッチ１１が切られる。この状態で、次のステップＳ１０５で凝縮器１４内在とホットガスサイクル内低圧側とが均圧したかどうかが判断される。ＹＥＳの場合は、次のステップＳ１０６に進み、ＮＯの場合は、上記の状態が継続される。

ステップＳ１０６では、圧縮機１０の作動が続けられ、電磁弁が閉弁（ＮＯ）される。即ち、冷房用電磁弁１３が閉じられ、暖房用電磁弁２１が開けられる。こうして、暖房モードであるホットガス運転が開始される。続いて、ステップＳ１０７で上記したホットガス運転条件が満たされているかどうかが判断される。ＹＥＳの場合は、ステップＳ１０８に進み、ホットガス連続運転時間が所定時間Ｔ４以内であるかどうかがチェックされる。所定時間Ｔ４以内である（ＹＥＳ）場合は、この状態が継続し、所定時間Ｔ４を越えていたら、ステップＳ１０９に進み、圧縮機１０の作動を停止する。即ち、電磁クラッチ１１を切って、エンジン１２と圧縮機１０の結合を解除する。こうして、ホットガス運転は停止するが、電磁弁はＯＮ（閉）状態を保つ。即ち、サイクルのモードは、ホットガスヒータサイクルＨのモードのままである。

次に、ステップＳ１１０で電磁弁のＯＮ（閉）時間が所定時間Ｔ６以上であるかどうかが判断され、ＮＯの場合は、電磁弁のＯＮ状態が続けられ、ＹＥＳの場合は、ステップＳ１１１に進み、電磁弁がＯＦＦ（開）となる。即ち、冷房用電磁弁１３が開弁され、暖房用電磁弁２１が閉弁され、サイクルの閉回路が暖房モードから冷房モードに切り替わる。この場合、Ｔ６＞Ｔ４の関係にある。即ち、実施例１では、暖房モードにおけるホットガス運転を、圧縮機１０のＯＦＦによって停止してからも、しばらくは、電磁弁はＯＮ（閉）状態で、サイクルの閉回路は暖房モードのままであり、その後、電磁弁をＯＦＦ（開）にして、サイクルの閉回路を冷房モードにしている。
次いで、ステップＳ１１２で電磁弁のＯＦＦ（開）時間が所定時間Ｔ５以上になったら、ステップＳ１０２に戻り、クーラ運転による冷媒の回収が繰り返えされる。

前に戻って、ステップＳ１０９で前記したホットガス運転条件を満たしていない（ＮＯ）の場合は、ステップＳ１１３に進み、圧縮機１０が作動を停止される。次いで、ステップＳ１１４で電磁弁のＯＮ（閉）時間が所定時間Ｔ６以上（ＹＥＳ）になったら、ステップＳ１１５に進み、電磁弁をＯＦＦ（開）にして、サイクルの閉回路を暖房モードから冷房モードに切り替える。
ステップＳ１１４で電磁弁のＯＮ（閉）時間が所定時間Ｔ６にまで達していないときは、ステップＳ１１６に進み、ホットガス運転条件を満たしているかどうかが判断され、ＹＥＳの場合は、ステップＳ１０６に戻り、ＮＯの場合は、ステップＳ１１３に戻る。

このように、従来では、図７に示すようにホットガス運転の停止と同時に圧縮機１０の作動を停止（ＯＦＦ）し、かつ電磁弁をＯＦＦ（開）として、サイクルの閉回路を暖房モードから冷房モードに切り替えていたが、本実施例１では、ホットガス運転後、まず圧縮機１０の作動を停止（ＯＦＦ）し、この圧縮機１０の停止から所定時間Ｔ６経過後に電磁弁をＯＦＦ（開）にして、サイクルの閉回路を暖房モードから冷房モードに切り替えている。これにより、ホットガスサイクルの高圧が低下し、サイクル内の圧力がある程度均圧した状態で、電磁弁をＯＦＦ（開）とすることで、凝縮器１４への過度な冷媒流れが防止できると共に、電磁弁からの異音を低減させることができる。

図４は、圧縮機の作動を停止しホットガス運転を停止した３分後に電磁弁をＯＦＦにした場合の実験データをグラフで表示したものである。このグラフで、縦軸は、電磁弁電圧Ｖ又は圧力ＭＰａを、横軸は時間の経過を表わしている。また、太い実線は圧縮機１０の吐出側の圧力ＭＰａを、太い点線は圧縮機１０の吸入側の圧力ＭＰａを、細い実線は凝縮器１４内の圧力ＭＰａを、細い点線は圧縮機１０の出力である圧縮機ＤＵＴＹを、一点鎖線は電磁弁電圧Ｖをそれぞれ表わしている。このグラフから解るように、圧縮機１０が作動し、電磁弁がＯＮ（閉）（冷房側電磁弁１３が閉で、暖房側電磁弁２１が開）のホットガス運転時は、圧縮機１０の吐出側の圧力は約１．６５ＭＰａであり、吸入側の圧力は約０．３５ＭＰａで、凝縮器１４内の圧力は約０．１５ＭＰａであった。したがって、ホットガス運転時は、圧縮機１０の吐出側の圧力と凝縮器１４内の圧力差は、約１．５ＭＰａ程ある。

この状態で圧縮機１０の作動を停止し、ホットガス運転を停止するが、電磁弁はＯＮ（閉）状態のままにすると、圧縮機１０の吐出側の圧力は急激に低下し、吸入側の圧力も徐々に低下し、外気温の影響により圧縮機１０の吐出側及び吸入側の圧力は凝縮器１４内の圧力に近付いてくる。圧縮機１０の作動停止から３分後には、圧縮機１０の吐出側圧力は、約０．３５ＭＰａになり、吸入側圧力は約０．２５ＭＰａで、凝縮器１４内の圧力は約０．１５ＭＰａであり、圧縮機１０の吐出側圧力と凝縮器１４内の圧力との圧力差は、約０．２ＭＰａにまで減少した。この状態で電磁弁をＯＦＦ（開）（冷房側電磁弁１３が開で、暖房側電磁弁２１が閉）にして、サイクルの閉回路を冷房モードにすると、圧縮機１０の吐出側圧力と凝縮器１４内の圧力との圧力差が非常に小さくなっているため、凝縮器１４への過度の冷媒流れを防止することができる。また、それに伴って電磁弁からの異音を低減できる。

更にまた、本実施形態では、ステップＳ１１３，Ｓ１１４及びＳ１１６に示されるように、圧縮機１０の作動を停止したホットガス運転の停止時においても、電磁弁がＯＮ（閉）状態の間にホットガス運転条件が満足されると再び圧縮機１０が作動しホットガス運転が再開されるようにしているので、従来では、ホットガス運転の再起動時に行っていたクーラ運転により凝縮器からの冷媒回収の頻度を減らすことができる。

図５は、本発明の実施形態の冷凍サイクル装置の第２実施例の作動（ホットガス運転制御）を示すフローチャートである。この第２実施例では、第１実施例のステップＳ１１０及びＳ１１４が異なるのみで、その他ステップは全て同じである。従って、図５において、第１実施例と同じステップには同じ符号を使用している。それ故、第２実施例では、第１実施例と異なる部分のみ説明し、同じ部分については説明を省略する。

第１実施例では、圧縮機１０の作動を停止して（ステップＳ１０９及びＳ１１４）、ホットガス運転を停止後、所定時間Ｔ６だけ電磁弁をＯＮ（閉）にした状態を維持した後（ステップＳ１１０及びＳ１１４）に、電磁弁をＯＦＦ（開）にしていた（ステップＳ１１１及びＳ１１５）。この第２実施例では、圧縮機１０の作動を停止して（ステップＳ１０９及びＳ１１４）、ホットガス運転を停止してから、電磁弁をＯＮ（閉）にしたまま圧縮機１０の吐出側の圧力を監視し、この圧力が所定圧力Ｔ７以下になったとき（ステップＳ１１０ａ及びＳ１１４ａ）に、電磁弁をＯＦＦ（開）にして、凝縮器１４側を開通している（ステップＳ１１１及びＳ１１５）。

これは、図４に示されるようにホットガスが作動する外気温度範囲で凝縮器１４内の圧力変化は小さいため、あるしきい値となる圧力（Ｔ７）まで圧縮機１０の吐出側圧力が低下した後に、電磁弁をＯＦＦ（開）にして凝縮器１４側を開通するようにしても、前述した第１実施例と同様の効果が得られるためである。

図６は、本発明の実施形態の冷凍サイクル装置の第３実施例の作動（ホットガス運転制御）を示すフローチャートである。この第３実施例では、第１、第２実施例のステップＳ１１０とＳ１１０ａ及びステップＳ１１４とＳ１１４ａが異なるのみで、その他のステップは全て第１、第２実施例と同じである。従って、図６において、第１、第２実施例と同じステップには同じ符号を使用している。それ故、第３実施例では、第２実施例と異なる部分のみ説明し、同じ部分については説明を省略する。

第２実施例では、圧縮機１０の作動を停止して（ステップＳ１０９，Ｓ１１４）、ホットガス運転を停止した後も、電磁弁をＯＮ（閉）にしたままで圧縮機１０の吐出側の圧力が所定圧力であるしきい圧力（Ｔ７）にまで低下した後（ステップＳ１１０ａ）に、電磁弁をＯＦＦ（開）にしていた。しかしながら、この実施例３では、圧縮機１０が作動を停止して（ステップＳ１０９，Ｓ１１４）、ホットガス運転を停止した後も電磁弁をＯＮ（閉）にしたままで、圧縮機１０の吐出側の圧力の変化量を監視し、この圧力変化量が所定の変化量Ｔ８以下になったとき（ステップＳ１１０ｂ及びＳ１１４ｂ）に、電磁弁をＯＦＦ（開）にして、凝縮器１４側を開通している（ステップＳ１１１，Ｓ１１５）。

これは、図４に示されるように圧縮機１０を作動停止して、ホットガス運転を停止すると、圧縮機１０の吐出側圧力はすぐに低下し、ホットガスサイクル内は均圧状態となることから、この吐出側圧力の変化量があるしきい値（Ｔ８）まで減少した後に、電磁弁をＯＦＦ（開）にして凝縮器１４側を開通するようにしても、前述した実施例１と同様の効果が得られるためである。

以上説明したように、本発明は、従来ホットガス運転を停止すると同時に電磁弁をＯＦＦ（開）にしていたものを、ホットガス運転の停止と電磁弁のＯＦＦ（開）との間にタイムラグを設けることにより、凝縮器への過度の冷媒流れを防止して、冷媒回収時の回収不良を防止することができると共に、ホットガス運転停止直後の電磁弁からの異音の発生を防止することができる。

本発明の実施の形態の冷凍サイクル装置を車両用空調装置に適用した全体構成図である。空調用電子制御装置（ＥＣＵ）への入出力信号を示すブロック図である。本発明の実施の形態の冷凍サイクル装置の第１実施例の作動フローチャートである。ホットガス運転停止から電磁弁ＯＦＦまでの挙動を示す実験データのグラフである。本発明の実施の形態の冷凍サイクル装置の第２実施例の作動フローチャートである。本発明の実施の形態の冷凍サイクル装置の第３実施例の作動フローチャートである。従来の冷凍サイクル装置の作動フローチャートである。

符号の説明

１０…圧縮機
１１…電磁クラッチ
１２…エンジン
１３…冷房側電磁弁（弁手段）
１４…凝縮器（室外熱交換器）
１６…温度式膨張弁（第１減圧装置）
１８…蒸発器（室内熱交換器）
１９…アキュムレータ
２１…暖房用電磁弁（弁手段）
２１ａ…絞り（第２減圧装置）
２２…空調ケース
２４…暖房用熱交換器
２６…空調用電子制御装置（ＥＣＵ）

Claims

冷媒を圧縮し、吐出する圧縮機と、
前記圧縮機の吐出ガス冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器で凝縮した冷媒を減圧させる第１減圧装置と、
前記第１減圧装置で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記圧縮機の吐出側を直接、前記蒸発器の入口側に接続するホットガスバイパス通路と、
前記ホットガスバイパス通路に設けられ、前記圧縮機の吐出ガス冷媒を減圧する第２減圧装置と、
前記圧縮機の吐出側と前記凝縮器の入口側との連通、及び前記圧縮機の吐出側と前記ホットガスバイパス通路の入口側との連通を切り替える弁手段と、
を備え、
前記弁手段により前記凝縮器の入口側を開放すると共に、前記ホットガスバイパス通路の入口側を閉塞して、通常の冷房モード運転を行い、また、前記弁手段により前記凝縮器の入口側を閉塞すると共に、前記ホットガスバイパス通路の入口側を開放して、ホットガスバイパスによる暖房モード運転を行う冷凍サイクル装置において、
前記圧縮機をＯＦＦにしてホットガス運転の停止後、所定時間経過後に前記弁手段を暖房モード運転が可能な閉回路から冷房モード運転が可能な閉回路に切り替えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
前記弁手段の暖房モード運転が可能な閉回路から冷房モード運転が可能な閉回路への切り替えを前記圧縮機をＯＦＦした後、一定時間経過後に行っていたのに代えて、前記圧縮機をＯＦＦした後、前記圧縮機の吐出側の圧力が所定の値になったときに、前記弁手段の切り替えを行うことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
前記弁手段の暖房モード運転が可能な閉回路から冷房モード運転が可能な閉回路への切り替えを前記圧縮機をＯＦＦした後、一定時間経過後に行っていたのに代えて、前記圧縮機をＯＦＦした後、前記圧縮機の吐出側の圧力変化が所定の値になったときに、前記弁手段の切り替えを行うことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。