JP2008024250A - ホットガスサイクルを有する車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ホットガスサイクルを有する空調装置において、比較的簡単な情報に基づいて、ホットガスサイクルの作動許可又は制限を判定できるようにし、窓曇りを確実に防止できるようにする。
【解決手段】非冷房運転時において送風装置１８により送り出された空気量に関する情報である送風積算値に基づいて、ホットガスサイクル９の作動許可又は制限を判定する制御手段を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホットガスサイクルを有する車両用空調装置に関し、特にホットガスサイクル作動時における窓曇りの発生を防止するための技術に関するものである。

今日の車両用空調装置として、通常の冷凍サイクルに加え、暖房能力を補助するためのホットガスサイクルを有するものがある。このホットガスサイクルは、暖房時において、圧縮機から吐出される高温の冷媒を、凝縮器をバイパスさせて蒸発器に送ることにより、蒸発器を放熱器として作用させるものである。通常、自動車の暖房には、内燃機関の冷却水をヒータコアに通すことにより、空調空気を加熱する方法が用いられている。しかしながら、今日の自動車開発の動向において、ガソリンエンジンの効率化、ハイブリッド車、電気自動車等の開発が急速に進められており、エンジンの発熱量が従来に比べて大きく低下してきている。このため、上記のようなホットガスサイクルの利用が重要視されている。

しかしながら、上記のようなホットガスサイクルを有する空調装置においては、冷凍サイクルとしての作動後、即ち蒸発器を冷却（除湿）装置として使用した後にホットガスサイクルを作動させると、冷却時に蒸発器の表面に付着した凝縮水が蒸発し、車室内の窓を曇らせるといった問題がある。

このような問題の解決を図る従来発明として、ホットガスサイクル作動時に、所定の基準に従って窓ガラスが曇ると判定された場合には、圧縮機を断続的に作動させることによって、蒸発器の温度が所定温度以下となるようにするものが開示されている（特許文献１参照）。

また、他の従来発明として、冷房モード時における室内熱交換器（蒸発器）での凝縮水量と、暖房モード（ホットガスサイクル作動）時における室内熱交換器での凝縮水の蒸発量と、圧縮機が停止状態にある放置時における空調ケースの排水口からの凝縮水の排水量とに基づいて室内熱交換器の保水量を推定し、この推定された保水量に基づいてホットガスサイクルの作動を制限するものが開示されている（特許文献２参照）。
特開２０００−２１９０３４号公報 特許第３６５１４５３号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示される技術において、窓ガラスが曇るかどうかの判定は、ガラスの温度、室内への吹出温度、外気温、冷房モードの作動履歴、冷房モード停止後の経過時間、吹出モード等の情報に基づいて行われるが、これら多くの情報に基づいて判定結果をだすことは非常に困難である。また、上記特許文献２においては室内熱交換器の保水量が推定されるが、この保水量は外気温度、湿度等に影響されるものであって、同文献に開示される方法によってもその推定を正確に行うのは非常に困難である。

そこで、本発明は、ホットガスサイクルを有する空調装置において、比較的簡単な情報に基づいて、ホットガスサイクルの作動許可又は制限を判定できるようにし、窓曇りを確実に防止できるようにすることを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、圧縮機、凝縮器、減圧手段、冷暖房兼用熱交換器が配管接続され、冷媒が循環される冷媒サイクルと、前記圧縮機から圧送された冷媒を、少なくとも前記凝縮器をバイパスさせて前記冷暖房兼用熱交換器に送るホットガスサイクルを構成するホットガスサイクル構成手段と、内燃機関を循環する冷却水を放熱させるヒータコアと、前記冷暖房兼用熱交換器及び前記ヒータコアを通過する空調空気を送り出す送風装置とを具備して構成され、前記ホットガスサイクル構成手段は、非冷房運転時において前記送風装置により送り出された空気量に関する情報である送風積算値に基づいて、前記ホットガスサイクルの作動許可又は制限を判定する制御手段を具備することを特徴とするものである（請求項１）。

このように、本発明においては、ホットガスサイクルの作動許可又は制限が、送風積算値に基づいて判定される。送風積算値は、非冷房運転時、即ち暖房運転時を含む冷暖房兼用熱交換器を蒸発器として使用していない時の送風装置の作動時間を基に作成される情報であり、この送風積算値が大きい程、冷房終了後に冷暖房兼用熱交換器に多くの風があたったということであり冷暖房兼用熱交換器が乾いている可能性が大きく、一方送風積算値が小さい程、冷暖房兼用熱交換器が濡れており窓曇りを発生させる可能性が大きいということになる。従って、この送風積算値に基づいてホットガスサイクルの作動許可又は制限を判定することにより、比較的簡単且つ確実に窓曇りを防止できるようにすることができる。

また、上記請求項１記載の構成において、前記制御手段は、前記送風積算値が第１の設定送風積算値に満たない場合に、前記ホットガスサイクルの作動を制限することが好ましい（請求項２）。

冷暖房兼用熱交換器が窓曇りを発生させない程度に乾燥するまでの送風積算値を第1の設定送風積算値とすることにより、送風積算値が第１の設定送風積算値に満たない時は窓曇りが発生する可能性があるものと推定されるので、ホットガスサイクルの作動を制限することにより、窓曇りを防止することができる。

また、上記請求項１又は２記載の構成において、前記制御手段は、前記冷却水の温度が、第１の設定冷却水温度以上である場合には、前記送風積算値にかかわらず前記ホットガスサイクルを作動させないことが好ましい（請求項３）。

冷却水の温度が十分に高い時は、ヒータコア単独で十分な暖房能力を得ることができるので、送風積算値を考慮することなくホットガスサイクルを作動させない。上記第１の設定冷却水温度としては、８０℃前後が好ましい。

また、上記請求項３記載の構成において、前記制御手段は、前記冷却水の温度が前記第１の設定冷却水温度よりも低く、且つ該第１の設定冷却水温度よりも低く設定された第２の設定冷却水温度よりも高い場合には、前記送風積算値が前記第１の設定送風積算値に満たない場合であっても、前記ホットガスサイクルの作動を許可することが好ましい（請求項４）。

冷暖房兼用熱交換器に結露が生じている時にホットガスサイクルが作動されたとしても、ヒータコアが所定温度以上であれば、冷暖房兼用熱交換器からの空気中の水分は、窓曇りを発生させない程度に蒸発してしまう。従って、上記構成のように、冷却水が第２の設定冷却水温度（６０℃前後）より高い場合には、送風積算値が不足していてもホットガスサイクルを作動させて問題はない。これにより、ホットガスサイクルによる暖房補助機能を素早く働かせることができると共に、冷暖房兼用熱交換器の結露を素早く乾かすことができる。

また、上記請求項１〜４のいずれかに記載の構成において、前記制御手段は、前記送風積算値が前記第１の設定送風積算値に満たない場合であっても、該第１の設定送風積算値よりも低く設定された第２の設定送風積算値に達している場合には、前記冷暖房兼用熱交換器の目標温度を高く設定し、前記ホットガスサイクルの作動を許可することが好ましい（請求項５）。

この構成によれば、第1の設定送風積算値よりも低い第２の設定送風積算値が設定され、送風積算値が第１の設定送風積算値に満たなくても第２の設定送風積算値に達していれば、冷暖房兼用熱交換器の目標温度を高くしてホットガスサイクルが作動される。これにより、送風積算値がやや不足している状況であっても、冷暖房兼用熱交換器の設定温度（圧縮機の仕事量）を増加させ、結露の蒸発を促進させることにより、早期にホットガスサイクルの作動を開始させることができる。

また、上記請求項１〜５のいずれかに記載の構成において、前記送風積算値は、前記ホットガスサイクルを使用しない通常暖房モードにおいて前記送風装置により送り出された空気量に関する情報である通常モード送風積算値と、前記ホットガスサイクルを作動させる補助暖房モードにおいて前記送風装置により送り出された空気量に関する情報である補助モード送風積算値とから算出されることが好ましい（請求項６）。

また、上記請求項６記載の構成において、前記送風積算値は、該送風積算値をＴb、前記通常モード送風積算値をＴbb、前記補助モード送風積算値をＴbhとする時、

上記数１の関係式により算出されることが好ましい（請求項７）。

補助暖房モードにおいては冷暖房兼用熱交換器の温度が上昇するので、同一の送風時間（送風量）であっても、通常暖房モードの場合に比べて、冷暖房兼用熱交換器の結露の蒸発が早い。従って、上記数１に示すように、補助モード送風積算値Ｔbhに１より大きい係数Ｃをかけることにより、送風積算値に対する補助モード送風積算値の影響を大きくすることができ、冷暖房兼用熱交換器が乾く時期を正確に把握することができる。

また、上記請求項１〜７のいずれか１つに記載の構成において、前記制御手段は、前記ホットガスサイクルの作動時において、冷媒圧力又は前記冷暖房兼用熱交換器の温度の少なくとも一方が設定された上限値を超えないように、前記圧縮機を制御することが好ましい（請求項８）。

ホットガスサイクルの作動時には、サイクル内の冷媒圧力が冷凍サイクル作動時に比べて高くなるので、上記構成のように、冷媒圧力又は冷暖房兼用熱交換器の温度に上限値を設定することにより、機器の保守を果たすことができる。

また、上記請求項１〜８のいずれかに記載の構成において、前記制御手段により前記ホットガスサイクルの作動が制限されている際に、該制限が実行されていることを乗員に知らせるための表示手段を具備することが好ましい（請求項９）。

窓曇り防止のためにホットガスサイクルの作動が制限されていることを乗員に知らせることができる。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。尚、異なる実施例において、同一又は同様の作用効果を奏する箇所においてはその説明を省略する。

図１において、車両用空調装置に本発明の冷媒サイクルを適用した構成例が示されている。車両用空調装置は、空調ダクト１内に主暖房装置を構成するヒータコア２が配され、このヒータコア２の上流側に該ヒータコア２を通過する空気とこれをバイパスする空気との割合を調節するエアミックスドア３が配置されている。ヒータコア２には、内燃機関１４のウォータジャケット内を流れる冷却水が循環されるようになっており、エアミックスドア３の開度を調節することで車室へ供給される空気の温度を可変できるようにしている。そして、エアミックスドア３の上流側には、以下に述べる冷媒サイクル４の一部を構成する冷暖房兼用熱交換器５が配置されている。

冷媒サイクル４は、冷媒を圧縮する圧縮機６と、この圧縮機６の吐出側に接続されて高温高圧の冷媒を凝縮する凝縮器７と、前記空調ダクト１のエアミックスドア３より上流側に配置されて圧縮機６の吸入側に接続される冷暖房兼用熱交換器５と、凝縮器７と冷暖房兼用熱交換器５とを結ぶ経路に設けられる減圧装置８とを有している。

減圧装置８は、凝縮器７の下流側に設けられる冷房用減圧装置９と、この冷房用減圧装置９と冷暖房兼用熱交換器５とを結ぶ経路に設けられたホットガス用減圧装置１０とを一体化して構成されている。冷房用減圧装置９は、冷房運転時に適した減圧膨張特性が得られるように設定されたオリフィス径を有しており、ホットガス用減圧装置１０は、暖房運転時に適した減圧膨張特性が得られるように設定されたオリフィス径を有している。また、ホットガス用減圧装置１０のオリフィス径は、冷房用減圧装置９のオリフィス径よりも大きく設定されている。

圧縮機６と凝縮器７とを結ぶ経路には、第１の開閉弁１１が設けられ、冷房用減圧装置９とホットガス用減圧装置１０との間には、一端が第１の開閉弁１１の入口側、即ち圧縮機６と第１の開閉弁１１との間に接続されて凝縮器７を迂回するバイパス通路１５の他端が接続されている。このバイパス通路１５には、冷媒の流通を断続させる第２の開閉弁１２が設けられている。

凝縮器７と冷房用減圧装置９との間には、逆止弁１６が設けられ、冷媒が凝縮器７に逆流しないようになされている。また、冷暖房兼用熱交換器５と圧縮機６とを結ぶ経路にはアキュムレータ１７が設けられ、サイクル内の過剰な冷媒を貯留すると共に圧縮機６へ液冷媒が戻されるのを防止するようになされている。

上記構成において、冷房運転時には、第１の開閉弁１１を開、第２の開閉弁１２を閉とし、圧縮機６から吐出された冷媒を、凝縮器７→逆止弁１６→冷房用減圧装置９→ホットガス用減圧装置１０→冷暖房兼用熱交換器５→アキュムレータ１７の順に循環させる。そして、エアミックスドア３を二点鎖線で示す位置に設定し、送風ファン１８によって通風ダクト１内に吸引された空気を冷暖房兼用熱交換器５に通過させ、車室内に開口する吹出口から送風させる。このように、冷房運転時においては、圧縮機６から吐出された冷媒が、凝縮器７で凝縮され、減圧装置８で減圧された後、冷暖房兼用熱交換器５で吸熱気化することにより、通風ダクト１内の空気が冷却される。

また、冷房運転時において、サイクルを流れる冷媒流量が少ない場合（低負荷時）には、ホットガス用減圧装置１０のオリフィス径が冷房用減圧装置９よりも大きく設定されているため、ホットガス用減圧装置１０は殆ど減圧作用を奏さず、凝縮器７から流出した冷媒は、殆ど冷房用減圧装置９のみの減圧作用を受けて冷暖房兼用熱交換器５へ送られる。このため、低流量時の冷房運転に適した冷房能力を得ることが可能となる。

更に、冷房運転時において、サイクルを流れる冷媒流量が多い場合（高負荷時）には、ホットガス用減圧装置１０による減圧作用も無視できなくなるので、凝縮器７から流出した冷媒は、冷房用減圧装置９及びホットガス用減圧装置１０両方の減圧作用を受けて冷暖房兼用熱交換器５へ送られる。このため、冷房用減圧装置９のみの場合よりも大きな減圧され、過冷却状態が形成されるので、冷房能力を大きくすることが可能となる。

一方、暖房運転時には、第１の開閉弁１１を閉、第２の開閉弁１２を開とし、圧縮機６から吐出された冷媒を、バイパス通路１５→ホットガス用減圧装置１０→冷暖房兼用熱交換器５→アキュムレータ１７の順に循環させる。この循環経路をホットガスサイクル１９と称する。そして、エアミックスドア３を実線で示す位置に設定して圧縮機６を駆動させ、送風ファン１８により通風ダクト１内に吸引された空気を冷暖房兼用熱交換器５及びヒータコア２を通過させ、車室内に開口する吹出口から送風させる。このように、暖房運転時においては、圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器７で凝縮されることなくホットガス用減圧装置１０へ導かれ、ここで減圧された後に冷暖房兼用熱交換器５へ供給され、この冷暖房兼用熱交換器５で放熱されることにより、通風ダクト１内の空気が加熱される。

そして、上記構成の冷媒サイクル４には、更に、コンピュータ、所定のプログラムソフト等の協働により該冷媒サイクル４を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）２０、内燃機関１４を流れる冷却水の温度を検知する冷却水温度センサ２５、圧縮機の吐出側の冷媒圧力を検知する冷媒圧力センサ２６、冷暖房兼用熱交換器５の温度を検知する熱交換器温度センサ２７が備えられている。

本発明に係るＥＣＵ２０は、暖房要求時にホットガスサイクル１９を作動させるか否かを判定する機能を有し、この判定は、冷房運転時以外、即ち暖房運転時を含み冷暖房兼用熱交換器５が冷却装置として使用されない状況下での送風ファン１８の駆動履歴に基づいて算出される送風積算値Ｔbに基づいてなされる。この送風積算値Ｔbは、例えば送風ファン１８の単位時間当りの送風能力に駆動時間を乗算して求められる総送風量等の物理量であることが好ましい。また、暖房運転には、空調空気の加熱にヒータコア２のみを利用する通常モードと、ヒータコア２及びホットガスサイクル１９作動時の冷暖房兼用熱交換器５を利用する補助モードとがあり、前記送風積算値Ｔbは、通常モードにおける積算値（通常モード送風積算値）Ｔbbと、補助モードにおける積算値（補助モード送風積算値）Ｔbhとから求められる。

送風積算値Ｔbは、下記数１のように表される。

この式において、ＣはＣ＞１を満たす係数であり、これにより、送風積算値Ｔbは、通常モード送風積算値Ｔbbの変化よりも補助モード送風積算値Ｔbhの変化に対してより大きな影響を受ける。これは、同じ送風量であっても、冷暖房兼用熱交換器５自体が加熱される補助モード作動時の方が、冷暖房兼用熱交換器５の結露がより早く乾くためである。

図２において、ＥＣＵ２０による制御例が示されている。この制御においては、先ず空調に関する各種信号の入力（ステップ１０１）に基づいて、冷房又は暖房のどちらが要求されているかを判定する（ステップ１０２）。ここで冷房の要求があると判定された場合には、上記冷房運転を実行させるべく所定の制御が実行され（ステップ１０３）、送風積算値Ｔb、通常モード送風積算値Ｔbb、補助モード送風積算値Ｔbhを初期化して０とする（ステップ１０４）。冷房運転が実行されるということは、冷暖房兼用熱交換器５に結露が生じる可能性があるということであるから、今まで蓄積されてきた各送風積算値Ｔb，Ｔbb，Ｔbhをリセットするのである。

前記ステップ１０２において、暖房の要求があると判定された場合には、エンジンの冷却水温度Ｔwが第１の冷却水設定温度Ｔw1よりも大きいか否か（Ｔw＞Ｔw1）が判定される（ステップ１０５）。この第1の冷却水設定温度Ｔw1は、８０℃前後であることが好ましい。ここで、Ｔw＞Ｔw1であると判定された場合（Ｙ）には、圧縮機６をＯＦＦとする（ステップ１０６）。即ち、冷却水の温度が十分高い場合には、ホットガスサイクル１９を使用する必要はなく、通常のヒータコア２のみによる暖房で足りるため、このような処理がなされる。次いで、通常モード送風積算値Ｔbbに１を加算し（ステップ１０７）、送風積算値Ｔbを算出する（ステップ１０８）。

一方、前記ステップ１０５において、Ｔw＞Ｔw1でないと判定された場合（Ｎ）には、次いで、冷却水温度センサ２５により検出される冷却水温度Ｔwが第２の冷却水設定温度Ｔw2よりも小さいか否か（Ｔw＜Ｔw2）が判定される（ステップ１０９）。この第２の冷却水設定温度Ｔw2は、６０℃前後であることが好ましい。ここで、Ｔw＜Ｔw2であると判定された場合（Ｙ）には、次いで、送風積算値Ｔbが設定送風積算値Ｔ1よりも大きいか否か（Ｔb＞Ｔ1）が判定される（ステップ１１０）。ここで、Ｔb＞Ｔ1ではないと判定された場合（Ｎ）、即ち冷房運転後の送風時間（量）が少ない場合には、冷暖房兼用熱交換器５が十分に乾いておらず、窓曇りが発生する可能性が高いため、先ず乗員に対してホットガスサイクルの作動が待機中である等の表示をした後（ステップ１１１）、前記ステップ１０６へ移行する（ヒータコア２のみによる暖房を実行する）。

一方、前記ステップ１１０において、Ｔb＞Ｔ1であると判定された場合（Ｙ）、即ち冷房運転後の送風時間が十分である場合には、冷暖房兼用熱交換器５は既に窓曇りを発生させない程度に乾いていると判断できるため、先ず乗員に対してホットガスサイクルが作動中である旨の表示をし（ステップ１１２）、ホットガスサイクル１９を作動させ、ヒータコア２と冷暖房兼用熱交換器５とによる暖房を行う（ステップ１１３）。

また、前記ステップ１０９において、Ｔw＜Ｔw2ではないと判定された場合（Ｎ）、即ち冷却水温度Ｔwが第１の冷却水設定温度Ｔw1（およそ８０℃）には満たないまでも、第２の冷却水設定温度Ｔw2（６０℃）には達している場合には、前記ステップ１１０の判定を行うことなく、前記ステップ１１２に移行する。この処理は、冷却水温度Ｔwが第２の冷却水温度Ｔw2を上回っていれば、冷暖房兼用熱交換器５に多少の結露があったとしても、空調空気がヒータコア２を通過する際に水分が蒸発されると予測されることから、行われるものである。

ホットガスサイクル１９の作動後は、冷媒圧力センサ２６により検出される圧縮機６の吐出圧力に基づいて圧縮機６のＯＮ／ＯＦＦ判定、又は吐出容量制御が行われる（ステップ１１４）。即ち、吐出圧力が第１の設置圧力Ｐ1まで下がった時（Ａ）に圧縮機６をＯＮ（ステップ１１５）とし、吐出圧力が第２の設定圧力Ｐ2まで上がった時（Ｂ）に圧縮機６をＯＦＦ（ステップ１１６）とする。この処理は、冷媒圧力の異常上昇を防ぐことを目的とする。

その後、補助モード送風積算値Ｔbhに１を加算し（ステップ１１７）、送風積算値Ｔbを算出する（ステップ１１８）。

上記本実施例に係る制御によれば、冷房運転終了後の送風ファン１８の駆動履歴から求められる送風積算値Ｔbの大きさに基づいて、ホットガスサイクル１９を作動させるか否かが判定される（ステップ１１０参照）。即ち、送風積算値Ｔbが設定送風積算値Ｔ1に達している場合には、冷房運転時に生じた冷暖房兼用熱交換器５の結露は窓曇りを発生させない程度に乾いているものと推定され、ホットガスサイクル１９が作動する。これにより、ホットガスサイクル１９の作動による窓曇りを確実に防止することができる。

また、ホットガスサイクル１９を作動させなくても十分な暖房能力を得ることができると判断される第１の冷却水温度Ｔw1（およそ８０℃）よりも低い第２の冷却水温度Ｔw2（およそ６０℃）が設定されており、冷却水温度Ｔwがこの第２の冷却水温度Ｔw2に達していれば、送風積算値Ｔbを考慮することなく、ホットガスサイクル１９の作動が許可される（ステップ１０９参照）。これにより、ホットガスサイクル１９の作動を早くし、素早く暖房能力を向上させることができる。

図３において、本発明の他の実施例に係る制御例が示されている。この制御において、先ず空調に関する各種信号の入力（ステップ２０１）に基づいて、冷房又は暖房のどちらが要求されているかを判定する（ステップ２０２）。ここで冷房の要求があると判定された場合には、冷房運転を実行させるべく所定の制御が実行され（ステップ２０３）、送風積算値Ｔb、通常モード送風積算値Ｔbb、補助モード送風積算値Ｔbhを０とし、また第１の蒸発器設定温度Ｔe1及び第２の蒸発器設定温度Ｔe2をそれぞれ初期値Ｆ，Ｇとする（ステップ２０４）。尚、これらＦ，Ｇは、外気温度に基づいて決定される。

前記ステップ２０２において、暖房の要求があると判定された場合には、冷却水温度センサ２５により検出される冷却水温度Ｔwが第１の冷却水設定温度Ｔw1（およそ８０℃）よりも大きいか否か（Ｔw＞Ｔw1）が判定される（ステップ２０５）。ここで、Ｔw＞Ｔw1であると判定された場合（Ｙ）には、圧縮機６をＯＦＦとし（ステップ２０６）、次いで通常モード送風積算値Ｔbbに１を加算し（ステップ２０７）、送風積算値Ｔbを算出する（ステップ２０８）。

一方、前記ステップ２０５において、Ｔw＞Ｔw1でないと判定された場合（Ｎ）には、次いで、冷却水温度Ｔwが第２の冷却水設定温度Ｔw2（およそ６０℃）よりも小さいか否か（Ｔw＜Ｔw2）が判定される（ステップ２０９）。ここで、Ｔw＜Ｔw2であると判定された場合（Ｙ）には、次いで、送風積算値Ｔbが第１の設定送風積算値Ｔ1よりも大きいか否か（Ｔb＞Ｔ1）が判定される（ステップ２１０）。

前記ステップ２１０において、Ｔb＞Ｔ1ではないと判定された場合（Ｎ）には、次いで送風積算値Ｔbが第２の設定送風積算値Ｔ2より大きいか否か（Ｔb＞Ｔ2）が判定される（ステップ２１１）。この第２の設定送風積算値Ｔ2は、Ｔ2＜Ｔ1を満たす数値である。ここで、Ｔb＞Ｔ2ではない（Ｎ）と判定された場合には、送風時間が少ないために冷暖房兼用熱交換器５が乾いておらず、窓曇りが発生する可能性が高いため、先ず乗員に対してホットガスサイクルの作動が待機中である等の表示をした後（ステップ２１２）、前記ステップ２０６へ移行する（ヒータコア２のみによる暖房を実行する）。

一方、前記ステップ２１０において、Ｔb＞Ｔ1であると判定された場合（Ｙ）、即ち冷房運転後の送風時間が十分である場合には、冷暖房兼用熱交換器５は既に窓曇りを発生させない程度に乾いていると判断できるため、先ず乗員に対してホットガスサイクル１９が作動中である旨の表示をし（ステップ２１３）、ホットガスサイクル１９を作動させる（ステップ２１４）。また、前記ステップ２０９において、Ｔw＜Ｔw2ではない、即ち冷却水温度Ｔwが第１の冷却水設定温度Ｔw1（およそ８０℃）には満たないまでも、第２の冷却水設定温度Ｔw2（６０℃）には達している場合には、空調空気がヒータコア２を通過する際に水分が蒸発されると予測されるため、前記ステップ２１３に移行してホットガスサイクル１９を作動させる。

ホットガスサイクル１９の作動後は、冷媒圧力センサ２６により検出される圧縮機６の吐出圧力に基づいて圧縮機６のＯＮ／ＯＦＦ判定がなされる（ステップ２１５）。即ち、吐出圧力が第１の設定圧力Ｐ1まで下がった時（Ａ）に圧縮機６をＯＮ（ステップ２１６）とし、吐出圧力が第２の設定圧力Ｐ2まで上がった時（Ｂ）に圧縮機６をＯＦＦ（ステップ２１８）とする。この処理は、冷媒圧力の異常上昇を防ぐことを目的とするものである。

前記ステップ２１６又は２１７により圧縮機６のＯＮ／ＯＦＦが実行された後、補助モード送風積算値Ｔbhに１を加算し（ステップ２１８）、送風積算値Ｔbを算出する（ステップ１１８）。

また、前記ステップ２１１において、Ｔb＞Ｔ2であると判定された場合（Ｙ）には、乗員に対してホットガスサイクル１９が作動中である旨の表示をした後（ステップ２１９）、冷暖房兼用熱交換器５の第１及び第２の設定圧力Ｔe1及びＴe2に所定の定数を加算し（ステップ２２０）、冷暖房兼用熱交換器５の目標温度を変更する。この処理は、送風積算値Ｔbが第１の設定送風積算値Ｔ1に満たないまでも、第２の設定送風積算値Ｔ2に達していれば、冷暖房兼用熱交換器５の目標温度を高く修正し、結露が蒸発しやすくすることにより、ホットガスサイクル１９の作動を可能にするものである。ステップ２２０におけるＤ，Ｅは、冷却水温度に基づいて決定される。

そして、ステップ２１７において、熱交換器温度センサ２７により検出される冷暖房兼用熱交換器５の温度が、第１の設定温度Ｔe1まで下がれば（Ａ）、前記ステップ２１５を実行し、第２の設定温度Ｔe2まで上がれば（Ｂ）、圧縮機６をＯＦＦにする。

上記本実施例に係る制御によれば、冷房運転以外での送風ファン１８の駆動履歴から求められる送風積算値Ｔbの大きさに基づいて、ホットガスサイクル１９を作動させるか否かが判定される（ステップ２１０参照）。即ち、送風積算値Ｔbが第1の設定送風積算値Ｔ1に達している場合には、冷房運転時に生じた冷暖房兼用熱交換器５の結露は窓曇りを発生させない程度に乾いているものと推定され、ホットガスサイクル１９が作動する。これにより、ホットガスサイクル１９の作動による窓曇りを確実に防止することができる。

また、ホットガスサイクル１９を作動させなくても十分な暖房能力を得ることができると判断される第１の冷却水温度Ｔw1よりも低い第２の冷却水温度Ｔw2が設定されており、冷却水温度Ｔwがこの第２の冷却水温度Ｔw2に達していれば、前記送風積算値Ｔbを考慮することなく、ホットガスサイクル１９の作動が許可される（ステップ２０９参照）。これにより、ホットガスサイクル１９の作動を早くし、素早く暖房能力を向上させることができる。

更に、第1の設定送風積算値Ｔ1よりも低い第２の設定送風積算値Ｔ2が設定されており、送風積算値Ｔbが第１の設定送風積算値Ｔ1に満たなくても第２の設定送風積算値Ｔ2に達していれば、冷暖房兼用熱交換器５の設定（目標）温度を増加してホットガスサイクル１９を作動させる（ステップ２１１，２２０参照）。これにより、送風積算値Ｔbがやや不足している状況であっても、冷暖房兼用熱交換器５の設定温度（圧縮機６の仕事量）を増加させ、結露の蒸発を促進させることにより、早期にホットガスサイクル１９の作動を開始させることができる。

図１は、本発明に係る冷媒サイクルの構成を示す図である。 図２は、本発明の実施例１に係る制御例を示すフローチャートである。 図３は、本発明の実施例２に係る制御例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 送風ダクト
２ ヒータコア
４ 冷媒サイクル
５ 冷暖房兼用熱交換器
６ 圧縮機
７ 凝縮器
８ 減圧装置
１１ 第１の開閉弁
１２ 第２の開閉弁
１４ 内燃機関
１５ バイパス通路
１６ 逆止弁
１８ 送風ファン
２０ 電子制御装置
２５ 冷却水温度センサ
２６ 冷媒圧力センサ
２７ 熱交換器温度センサ

Claims (9)

1. 圧縮機、凝縮器、減圧手段、冷暖房兼用熱交換器が配管接続され、冷媒が循環される冷媒サイクルと、
   前記圧縮機から圧送された冷媒を、少なくとも前記凝縮器をバイパスさせて前記冷暖房兼用熱交換器に送るホットガスサイクルを構成するホットガスサイクル構成手段と、
   内燃機関を循環する冷却水を放熱させるヒータコアと、
   前記冷暖房兼用熱交換器及び前記ヒータコアを通過する空調空気を送り出す送風装置と、
   を具備して構成され、
   前記ホットガスサイクル構成手段は、非冷房運転時において前記送風装置により送り出された空気量に関する情報である送風積算値に基づいて、前記ホットガスサイクルの作動許可又は制限を判定する制御手段を具備することを特徴とするホットガスサイクルを有する車両用空調装置。
2. 前記制御手段は、前記送風積算値が第１の設定送風積算値に満たない場合に、前記ホットガスサイクルの作動を制限することを特徴とする請求項１記載のホットガスサイクルを有する車両用空調装置。
3. 前記制御手段は、前記冷却水の温度が、第１の設定冷却水温度以上である場合には、前記送風積算値にかかわらず前記ホットガスサイクルを作動させないことを特徴とする請求項１又は２記載のホットガスサイクルを有する車両用空調装置。
4. 前記制御手段は、前記冷却水の温度が前記第１の設定冷却水温度よりも低く、且つ該第１の設定冷却水温度よりも低く設定された第２の設定冷却水温度よりも高い場合には、前記送風積算値が前記第１の設定送風積算値に満たない場合であっても、前記ホットガスサイクルの作動を許可することを特徴とする請求項３記載のホットガスサイクルを有する車両用空調装置。
5. 前記制御手段は、前記送風積算値が前記第１の設定送風積算値に満たない場合であっても、該第１の設定送風積算値よりも低く設定された第２の設定送風積算値に達している場合には、前記冷暖房兼用熱交換器の目標温度を高く設定し、前記ホットガスサイクルの作動を許可することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のホットガスサイクルを有する車両用空調装置。
6. 前記送風積算値は、
   前記ホットガスサイクルを使用しない通常暖房モードにおいて前記送風装置により送り出された空気量に関する情報である通常モード送風積算値と、
   前記ホットガスサイクルを作動させる補助暖房モードにおいて前記送風装置により送り出された空気量に関する情報である補助モード送風積算値と、
   から算出されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のホットガスサイクルを有する車両用空調装置。
7. 前記送風積算値は、
   該送風積算値をＴb、前記通常モード送風積算値をＴbb、前記補助モード送風積算値をＴbhとする時、
   

   

   上記数１の関係式により算出されることを特徴とする請求項６記載のホットガスサイクルを有する車両用空調装置。
8. 前記制御手段は、前記ホットガスサイクルの作動時において、冷媒圧力又は前記冷暖房兼用熱交換器の温度の少なくとも一方が設定された上限値を超えないように、前記圧縮機を制御することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のホットガスサイクルを有する車両用空調装置。
9. 前記制御手段により前記ホットガスサイクルの作動が制限されている際に、該制限が実行されていることを乗員に知らせるための表示手段を具備することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のホットガスサイクルを有する車両用空調装置。

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