JPH0478614A - 冷凍サイクル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、エンジン駆動による主冷媒圧縮機と電動モー
タによって駆動される副冷媒圧縮機を備えた冷凍サイク
ルに関する。

［従来の技術］ 従来より、車両用空気調和装置に適用される冷凍サイク
ルでは、冷媒圧縮機より吐出された冷媒の流通方向を切
り替えることで冷暖房運転を行うヒートポンプサイクル
がある（特開昭６３−５４５６２号公報参照）。

このヒートポンプサイクルは、例えば、第９図に示すよ
うに、冷房運転と暖房運転との選択に応じて、冷媒圧縮
機１００より吐出された冷媒の流通方向を切り替える四
方弁１０１を備える。

冷房運転が選択された場合は、冷媒圧縮機１００より吐
出された冷媒が、図中実線矢印で示すように、四方弁１
０１を通過して室外熱交換器１０２に導かれ、その後、
逆止弁１０３→レシーバ１０４→膨脹弁１０５→室内熱
交換器１０６を経て、再び四方弁１０１を通過して冷媒
圧縮機１００に吸引される。この場合、室外熱交換器１
０２が冷媒凝縮器として機能し、室内熱交換器１０６が
冷媒蒸発器として機能することにより車室内の冷房が行
われる。

また、暖房運転が選択された場合は、冷媒圧縮機１００
より吐出された冷媒が、図中破線矢印で示すように、四
方弁１０１を通過して室内熱交換器１０６に導かれ、そ
の後、逆止弁１０７→レシーバ１０４→膨脹弁１０８→
室外熱交換器１０２を経て、再び四方弁１０１を通過し
て冷媒圧縮機１００に吸引される。

この場合には、室外熱交換器１０２が冷媒蒸発器として
機能し、室内熱交換器１０６が冷媒凝縮器として機能す
ることにより車室内の暖房が行われる。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、従来のし−トポンプサイクルは、車両の走行
用エンジン１０９によって冷媒圧縮機１００を駆動する
方式であるため、例えば、冷房あるいは暖房を行いなが
ら夜間駐車中に車内で仮眠を取る場合などには、冷媒圧
縮機１００を駆動するためにエンジン１０９を作動させ
なければならない、その結果、排気ガスの放出による大
気汚染問題や騒音問題など生活環境に悪影響を与える課
題を有していた。

本発明は上記事情に基づいてなされたもので、その目的
は、大気汚染や騒音などの問題を伴うことなく、住宅街
や夜間での駐車中（エンジン停止時）に冷暖房運転を行
うことのできる冷凍サイクルを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、請求項１では、冷
房運転時に冷媒凝縮器として機能し、暖房運転時に冷媒
蒸発器として機能する室外熱交換器と、冷房運転時に冷
媒蒸発器として機能し、暖房運転時に冷媒凝縮器として
機能する室内熱交換器と、冷房運転時に、前記室外熱交
換器より流出した冷媒を前記室内熱交換器に導く冷房用
通路と、暖房運転時に、前記室内熱交換器より流出した
冷媒を前記室外熱交換器に導く暖房用通路と、前記冷房
用通路に設けられて、冷房運転時に前記室外熱交換器に
流入する冷媒を減圧膨脹させる冷房用減圧装置と、前記
暖房用通路に設けられて、暖房運転時に前記室内熱交換
器に流入する冷媒を減圧膨脹させる暖房用減圧装置と、
前記冷房用通路または前記暖房用通路とともに、前記室
外熱交換器と前記室内熱交換器とを環状に接続する主冷
媒通路と、この主冷媒通路に設けられ、電磁クラ・７チ
を介して車両用エンジンにより駆動される主冷媒圧縮機
と、この主冷媒圧縮機をバイパスして前記主冷媒通路に
接続されるバイパス通路と、このノ（イパス通路に設け
られて、電動モータにより駆動される副冷媒圧縮機と、
前記バイパス通路に設けられて、前記副冷媒圧縮機の作
動による冷房運転時には、前記副冷媒圧縮機の吐出口と
前記室外熱交換器とを連通するとともに、前記室内熱交
換器と前記副冷媒圧縮機の吸入口とを連通する冷房側に
設定され、 前記副冷媒圧縮機の作動による暖房運転時には、前記副
冷媒圧縮機の吐出口と前記室内熱交換器とを連通すると
ともに、前記室外熱交換器と前記副冷媒圧縮機の吸入口
とを連通ずる暖房側に設定されて、前記副冷媒圧縮機よ
り吐出される冷媒の流通方向を切り替える流通方向切替
手段とを備え、前記主冷媒圧縮機の作動による冷房運転
を行う際には、前記副冷媒圧縮機を所定時間作動させて
前記流通方向切替手段を冷房側に固定した後に、前記主
冷媒圧縮機を作動させることを技術的手段とする。

また、請求項２では、冷房運転時に冷媒凝縮器として機
能し、暖房運転時に冷媒蒸発器として機能する室外熱交
換器と、冷房運転時に冷媒蒸発器として機能し、暖房運
転時に冷媒凝縮器として機能する室内熱交換器と、冷房
運転時に、前記室外熱交換器より流出した冷媒を前記室
内熱交換器に導く冷房用通路と、暖房運転時に、前記室
内熱交換器より流出した冷媒を前記室外熱交換器に導く
暖房用通路と、前記冷房用通路に設けられて、冷房運転
時に前記室外熱交換器に流入する冷媒を減圧膨脹させる
冷房用減圧装置と、前記暖房用通路に設けられて、暖房
運転時に前記室内熱交換器に流入する冷媒を減圧膨脹さ
せる暖房用減圧装置と、前記冷房用通路または前記暖房
用通路とともに、前記室外熱交換器と前記室内熱交換器
とを環状に接続する主冷媒通路と、この主冷媒通路に設
けられ、電磁クラッチを介して車両用エンジンにより駆
動される主冷媒圧縮機と、この主冷媒圧縮機をバイパス
して前記主冷媒通路に接続されるバイパス通路と、この
バイパス通路に設けられて、電動モータにより駆動され
る副冷媒圧縮機と、前記バイパス通路に設けられて、前
記副冷媒圧縮機より吐出された冷媒の流通方向を冷房側
と暖房側とに切り替える流通方向切替手段とを備え、前
記主冷媒圧縮機の作動時には、前記流通方向切替手段を
冷房側に設定して、前記副冷媒圧縮機を常時作動させる
ことを技術的手段とする。

［作用］ 上記構成よりなる本発明は以下の作用を有する。

車両走行時には、エンジン駆動による主冷媒圧縮機の作
動によって冷房運転を行う、この場合、室外熱交換器が
冷媒凝縮器として機能し、室内熱交換器が冷媒蒸発器と
して機能することで車室内の冷房が行われる。

車両走行時の暖房運転は、例えば、エンジンの冷却水を
熱源とする温水ヒータにより行う。

一方、住宅街や夜間の駐車中に冷暖房運転を行う場合に
は、エンジンを停止し、電動モータによって副冷媒圧縮
機を駆動する。電動モータは、例えば、車載バッテリを
電源とする。この場合、冷房運転と暖房運転との選択に
応じて、流通方向切替手段による冷媒の流通方向が、冷
房側または暖房側に切り替えられる。

冷房運転では、上記エンジン駆動の場合と同様に、室外
熱交換器が冷媒凝縮器として機能し、室内熱交換器が冷
媒蒸発器として機能することで車室内の冷房が行われる
。また、暖房運転では、室外熱交換器が冷媒蒸発器とし
て機能し、室内熱交換器が冷媒凝縮器として機能するこ
とで車室内の暖房が行われる。

［発明の効果コ 上記作用を有する本発明によれば、車両走行時には、エ
ンジン駆動による主冷媒圧縮機の作動によって車室内の
冷房を行い、エンジン停止時には、電動モータにより駆
動される副冷媒圧縮機の作動によって、車室内の冷暖房
と行うことができる。

従って、住宅街や夜間の駐車中に冷暖房運転を行う際に
は、従来のようなエンジン駆動によらず、電動モータを
駆動源とすることで、エンジン騒音や、排気ガスの放出
による大気汚染などの問題が解決され、生活環境への悪
影響を防止することができる。

また、請求項１では、主冷媒圧縮機の作動による冷房運
転を行う際に、副冷媒圧縮機を所定時間作動させて流通
方向切替手段を冷房側に固定した後に、主冷媒圧縮機を
作動させることで、主冷媒圧縮機より吐出された高圧冷
媒が流通方向切替手段を通過して副冷媒圧縮機側に流れ
た際に、副冷媒圧縮機の吐出口に設けられた吐出弁が逆
止弁として作用する。このため、主冷媒圧縮機から吐出
された冷媒が副冷媒圧縮機を通過して再び主冷媒圧縮機
に吸引されるのを防止することができる。

請求項２では、主冷媒圧縮機の作動時（冷房運転時）に
は、常時、副冷媒圧縮機が作動しているため、バイパス
通路や副冷媒圧縮機の内部などに、液冷媒および必要以
上のオイルの滞留がない。

このため、主冷媒圧縮機の作動時に、副冷媒圧縮機を停
止させる場合と比較して、サイクルに必要な冷媒量が少
なくて済む。また、滞留がなくなることで安定した冷媒
量を得ることができ、主冷媒圧縮機の作動時における冷
媒不足やオイル不足を解消することができる。

さらには、主冷媒圧縮機のＯＦＦ時間中でも副冷媒圧縮
機が作動しているため、主冷媒圧縮機の再起動時間を遅
らせることができ、電磁クラッチの０Ｎ−ＯＦＦ回数を
減らすことができる。

［実施例］ 次に、本発明の冷凍サイクルを図面に示す一実施例に基
づき説明する。

第１図は車両用空気調和装置の冷凍サイクルである。

この冷凍サイクル１は、電磁クラッチ２を介して車両の
走行用エンジン３により駆動される主冷媒圧縮機４、電
動モータ５により駆動される副冷媒圧縮機６、室外熱交
換器７、室内熱交換器８、冷房用減圧装置９、暖房用減
圧装置１０、およびレシーバ１１の各機能部品より構成
され、主冷媒圧縮機４の作動による冷房運転と副冷媒圧
縮機６の作動による冷暖房運転とを行うものである。

なお、電動モータ５は、車両用バッテリ１２（第３図参
照）とは別に搭載された電動モータ５専用のバッテリ１
３（第３図参照）より電力の供給を受ける。

主冷媒圧縮機４または副冷媒圧縮機６より吐出された冷
媒の循環通路は、主冷媒圧縮機４と室外熱交換器１およ
び室内熱交換器８とを接続する主冷媒通路１４、冷房運
転時に室外熱交換器７より流出した冷媒を室内熱交換器
８に導く冷房用通路１５、暖房運転時に室内熱交換器８
より流出した冷媒を室外熱交換器７に導く暖房用通路１
６、主冷媒圧縮機４をバイパスして主冷媒通路１４に接
続され、副冷媒圧縮機６と室外熱交換器７および室内熱
交換器８とを接続するバイパス通Ｒ１７より構成されて
いる。

主冷媒通路１４には、主冷媒圧縮機４の上流（バイパス
通路１７どの分岐点より下流）に、主冷媒通路１４を開
閉する電磁弁１８が配設されている。この電磁弁１８は
、後述する制御回路１９によって通電制御され、主冷媒
圧縮１ｆｉ４の作動による冷房運転時に通電されて開弁
し、副冷媒圧縮機６の作動による冷暖房運転時に非通電
とされて閉弁する。

冷房用通路１５は、室外熱交換器７とレシーバ１１の流
入通路１１ａおよびレシーバ１１の流出通路１１ｂと室
内熱交換器８とを接続するもので、室内熱交換器８の上
流に冷房用減圧装置９が配設されている。

暖房用通路１６は、室内熱交換器８とレシーバ１１の流
入通路１１ａおよびレシーバ１１の流出通路１１ｂと室
外熱交換器７とを接続するもので、室外熱交換器７の上
流に暖房用減圧装置１０が配設されている。

また、この冷房用通路１５には、室外熱交換器７とレシ
ーバ１１との間に〜暖房運転時に室内熱交換器８より流
出した冷媒が、冷房用通路１５を通って室外熱交換器７
に流入するのを防止する逆止弁２０が設けられている。

同様に、暖房用通路１６には、室内熱交換器８とレシー
バ１１との間に、冷房運転時に室外熱交換器７より流出
した冷媒が、暖房用通路１６を通って室内熱交換器８に
流入するのを防止する逆止弁２１が設けられている。

バイパス通路１７には、副冷媒圧縮機６より吐出された
冷媒の流通方向を切り替える四方弁２２（本発明の流通
方向切替手段）が設けられている。

ここで四方弁２２の構造を第２図を基に説明する。

四方弁２２は、４つの冷媒出入口ボート２２０〜２２３
が形成されたシリンダケース２２４と、このシリンダケ
ース２２４内に収容されて、前記ボート２２０〜２２３
相互間の連通状態を切り替えるためのスライド式弁体２
２５とを備えた主弁２２ａ、およびスライド式弁体２２
５を駆動するための電磁式パイロット弁２２ｂを組み合
わせて構成されている。

主弁２２ａのシリンダケース２２４に形成された第１ボ
ート２２０は、副冷媒圧縮機６の吐出口６ａに連通され
、第２ボート２２１は、副冷媒圧縮機６の吸入口６ｂに
連通されている。そして、第３ボート２２２は室外熱交
換器７に連通され、第４ボート２２３は室内熱交換器８
に連通されている。

スライド式弁体２２５は、両端部にピストン２２５ａ、
２２５ｂが一体に形成され、このピストン２２５ａ、２
２５ｂによってシリンダケース２２４内に形成されるシ
リンダ室２２６．２２７に導入される圧力差に応じて、
シリンダケース２２４内を移動する。

電磁式パイロット弁２２ｂは、主弁２２ａと同様に、４
つの冷媒出入口ボート２２８〜２３１を有するケーシン
グ２３２と、このケーシング２３２内に収容されて、前
記ボート２２８〜２３１相互間の連通状態を切り替える
ためのパイロット弁２３３、およびこのパイロット弁２
３３を駆動するための電磁コイル２３４より構成されて
いる。なお、パイロット弁２３３は、通常（電磁コイル
２３４が非通電の時）、スプリング２３５によりケーシ
ング２３２内を第２図中左側へ付勢されており、電磁コ
イル２３４が通電された場合に、スプリング２３５の付
勢力に抗して吸引され、ケーシング２３２内を右側へ移
動する。

また、電磁式パイロット弁２２ｂのケーシング２３２に
形成された第５ボート２２８は、シリンダケース２２４
に形成された第１ボート２２０と連通され、第６ボート
２２９は、シリンダケース２２４に形成された第２ボー
ト２２１に連通されている。ナして、第７ボート２３０
は、シリンダケース２２４のシリンダ室２２６に連通さ
れ、第８ボート２３１は、シリンダケース２２４のシリ
ンダ室２２７に連通されている。

この四方弁２２は、冷房運転と暖房運転との選択に応じ
て、制御回路１９を介して上記の電磁コイル２３４が通
電制御される。本実施例では、冷房運転の選択によって
非通電とされて、第１図実線矢印で示すように、副冷媒
圧縮機６の吐出口６ａと室外熱交換器７とを連通すると
ともに、室内熱交換器８と副冷媒圧縮機６の吸入口６ｂ
とを連通する。

また、暖房運転の選択によって通電されて、第１図破線
矢印で示すように、副冷媒圧縮機６の吐出口６ａと室内
熱交換器８とを連通ずるとともに、室外熱交換器７と副
冷媒圧縮機６の吸入口６ｂとを連通ずる。

今、副冷媒圧縮機６の作動による冷房運転を行う場合を
説明すると、 四方弁２２は、電磁コイル２３４が非通電となるため、
パイロット弁２３３がケーシング２３２内を第２図中左
側へ付勢されて移動する。

副冷媒圧縮機６より吐出された高圧冷媒は、シリンダケ
ース２２４に形成された第１ボート２２０に導入される
とともに、その第１ボート２２０と連通するケーシング
２３２の第５ボート２２８に導入される。第５ボート２
２８は、パイロット弁２３３に形成された通路２３３ａ
を介して第８ポート２３１に連通されるため、第５ボー
ト２２８に導入された高圧が、シリンダケース２２４の
シリンダ室２２７に導入される。その結果、ピストン２
２５ｂが押されてスライド式弁体２２５がシリンダケー
ス２２４内を第２図中左側へ移動し、第１ボート２２０
に導入された高圧冷媒は、第３ボート２２２を介して室
外熱交換器７に導かれる。一方、スライド式弁体２２５
の移動に伴って第２ボート２２１と第４ボート２２３と
が連通ずるため、室内熱交換器８より流出して第４ボー
ト２２３に導入された冷媒が、第２ボート２２１を介し
て副冷媒圧縮機６に吸引される。

また、副冷媒圧縮機６の作動による暖房運転を行う場合
を説明すると、 四方弁２２は、電磁コイル２３４が通電されるため、パ
イロット弁２３３がスプリング２３５の付勢力に抗して
ケーシング２３２内を第２図中右側へ移動する。

従って、この場合には、ケーシング２３２の第５ボート
２２８と第７ボート２３０とが連通する。

副冷媒圧縮機６より吐出された高圧冷媒は、上記の場合
と同様、ケーシング２３２の第５ボート２２８に導入さ
れた後、その第５ボート２２８と連通する第７ボート２
３０を介して、シリンダケース２２４のシリンダ室２２
６に導入される。その結果、ピストン２２５ａが押され
てスライド式弁体２２５がシリンダケース２２４内を第
２図中右側へ移動し、第１ボート２２０に導入された高
圧冷媒は、第４ボート２２３を介して室内熱交換器８に
導かれる。一方、スライド式弁体２２５の移動に伴って
第２ボート２２１と第３ボート２２２とが連通ずるため
、室外熱交換器７より流出して第３ボート２２２に導入
された冷媒が、第２ボート２２１を介して副冷媒圧縮機
６に吸引される。

なお、この四方弁２２は、主冷媒圧縮機４の作動による
冷房運転時には、副冷媒圧縮機６の作動による冷房運転
時と同様に電磁コイル２３４が非通電とされる。

本実施例の空気調和装置は、使用者が操作する選択スイ
ッチ２３（第３図参照）の設定に応じて、主冷媒圧縮機
４の作動による冷房運転、副冷媒圧縮機６の作動による
冷房運転、および副冷媒圧縮機６の作動による暖房運転
を選択することができる。なお、車両走行時の暖房運転
は、エンジン３の冷却水を熱源とする温水ヒータ（図示
しない）によって行われる。

制御回路１９は、第３図の電気回路図に示すように、例
えば、選択スイッチ２３を主冷媒圧縮機４の作動による
冷房運転（第３図中ａ点）に設定すると、車両用バッテ
リ１２を電源として、電磁コイル２３４、電磁弁１８の
通電制御を行うとともに、室外熱交換器７に送風する室
外用ファン２４、室内熱交換器８に送風する室内用ファ
ン２５、電磁クラッチ２の通電制御を行う。この電磁ク
ラッチ２は、室内熱交換器８のフロスト防止のなめに、
室内熱交換器８の吹出温度を検出する吹出温度センサ２
６の検出値に基づき０Ｎ−ＯＦＦ制御される。

なお、室外用ファン２４および室内用ファン２５は、エ
ンジン駆動時の最大電圧１２Ｖ以下で駆動される。

また、室内用ファン２５は、コントロールパネルのレバ
ー（図示しない）操作により、好みの風量に調節される
（レバー操作に伴う抵抗値変化に基づき、１２Ｖ以下の
任意電圧でファン回転数が制御される）。

選択スイッチ２３を副冷媒圧縮機６の作動による冷房運
転（第３図中す点）あるいは暖房運転（第３図中Ｃ点）
に設定すると、バッテリ１３を電源として、電磁コイル
２３４、電磁弁１８の通電制御を行うとともに、室外用
ファン２４、室内用ファン２５、電動モータ５の通電制
御を行う。この電動モータ５は、冷房運転時には、上記
のエンジン駆動の場合と同様に、室内熱交換器８のフロ
スト防止のために、吹出温度センサ２６の検出値に基づ
き０Ｎ−ＯＦＦ制御される。また、暖房運転時には、室
外熱交換器７のフロスト防止のために、冷媒配管などに
取り付けられて冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ２
７の検出値に基づき０Ｎ−ＯＦＦ制御される。

なお、副冷媒圧縮機６の作動による冷暖房運転を行う場
合には、通常の車両走行時における冷暖房運転の場合と
比較して熱負荷が小さい。従って、室外用ファン２４お
よび室内用ファン２５は、バッテリ消費電力を少なくす
るため、エンジン駆動時の最大電圧１２Ｖを、例えば、
６Ｖ以下で駆動する。

そして、室内用ファン２５は、６Ｖ以下の任意電圧で、
レバー操作により好みの風量に調節される。

ここで、制御回路１９の作動を、第４図に示すフローチ
ャートに基づき説明する。

まず、ステップＳ１で、選択スイッチ２３が主冷媒圧縮
機４の作動による冷房運転に設定されたか否かを判断す
る。

ステップＳ１の判断結果がＹ［Ｓの場合には、ステップ
Ｓ２で車両用バッテリ貸が使用される。そして、ステッ
プＳ３で、室外用ファン２４、室内用ファン２５、電動
モータ５への通電を行う。なお、この場合、電磁コイル
２３４は非通電とされている。

その後、ステップＳ４で、電動モータ５への通電後、副
冷媒圧縮機６の吐出側と吸入側との圧力差が、所定値（
例えば、１にｇ、／ｃｄ）以上か否か判断する。

ステップＳ４の判断結果がＮＯの場合にはステップＳ４
を繰り返す。

ステップＳ４の判断結果がＹＥＳの場合には、ステップ
Ｓ５で電動モータ５を非通電とし、ステ、ノブＳ６に進
む。

ステップＳ６では、電磁弁１８を通電してステップＳ７
に進む。

そして、ステップＳ７で、吹出温度センサ２６の検出値
に基づき電磁クラッチ２の０Ｎ−ＯＦ「制御を行う。

ステップＳ１の判断結果がＮＯの場合には、ステップＳ
８で選択スイッチ２３が副冷媒圧縮機６の作動による冷
房運転に設定されたか否かを判断する。

ステップＳ８の判断結果がＹＥＳの場合には、ステップ
Ｓ９で電動モータ５専用のバッテリ見が使用される。そ
して、ステップＳ１０で、バッテリ１３の最大電圧を６
■に下げて、室外用ファン２４および室内用ファン２５
への通電を行う。

その後、ステップＳ１１で、吹出温度センサ２６の検出
値に基づき電動モータ５の０Ｎ−ＯＦＦ制御を行う。

なお、この場合、電磁弁１８は非通電で閉弁している。

また、電磁コイル２３４は非通電のままで冷房側に設定
されている。

ステップＳ８の判断結果がＮＯの場合には、ステップＳ
１２で選択スイッチ２３が副冷媒圧縮機６の作動による
暖房運転に設定されたか否かを判断する。

ステップＳ１２の判断結果がＮＯの場合には、ステップ
Ｓ１に戻る。

ステップＳ１２の判断結果がＹＥＳの場合には、ステッ
プＳ１３で電動モータ５専用のバッテリ１３が使用され
る。そして、ステップＳ１４で電磁コイル２３４への通
電を行う。

つぎに、ステップ３１５でバッテリ１３の最大電圧を６
Ｖに下げて、室外用ファン２４および室内用ファン２５
への通電を行う。

そして、ステップＳ１６で、冷媒温度センサ２７の検出
値に基づき電動モータ５の０Ｎ−ＯＦＦ制御を行う。

次に、本実施例の作動を説明する。

ア）主冷媒圧縮機４の作動による冷房運転の場合。

電磁クラッチ２を介して主冷媒圧縮機４を作動させる前
に、−旦、副冷媒圧縮機６を所定時間（例えば、副冷媒
圧縮機６の吐出側と吸入側との圧力差がｌＫＣｌ／ｃｊ
以上になるまで）だけ作動させる。なお、圧力差を検出
する方法としては、吸入側と吐出側との圧力センサをそ
れぞれ設置して各検出値の圧力差を算出するか、吸入側
と吐出側との圧力をダイヤフラムの両側に導入し、その
ダイヤフラムの変位に基づいて検出する等の方法がある
。

この主冷媒圧縮＠４の作動による冷房運転の場合には、
四方弁２２の電磁コイル２３４が非通電とされているが
、例えば、第２図において、スライド式弁体２２５が、
車両の振動などを受けてシリンダケース２２４内を右側
Ｉ＼移動していた場合には、シリンダケース２２４の第
２ボート２２１と第３ボート２２２とが連通しているた
め、主冷媒圧縮機４より吐出された高圧冷媒が第３ボー
ト２２２を介して、副冷媒圧縮機６の吸入口６ｂと連通
ずる第２ポート２２１に導入されることになる。その結
果、主冷媒圧縮Ｉ！４より吐出された高圧冷媒の一部は
、副冷媒圧縮機６の吸入口６ｂより流入して吐出口６ａ
より流出し、その後、四方弁２２を通過して再び主冷媒
圧縮機４に吸引されるサイクルを循環することになる。

従って、上記のように電磁コイル２３４が非通電とされ
た状態で、−旦、副冷媒圧縮機６を作動させることによ
り、四方弁２２の冷媒通路を確実に冷房側に固定させる
ことができる。これにより、主冷媒圧縮機４より吐出さ
れた高圧冷媒が、四方弁２２を通過して副冷媒圧縮機θ
側へ流れても、副冷媒圧縮機６の吐出側に導かれるため
、副冷媒圧縮１ｊ１６の吐出口６ａに設けられた吐出弁
（図示しない）が逆止弁としての機能を果たすため、高
圧冷媒が副冷媒圧縮機６を通過して再び主冷媒圧縮機４
に吸引されるのを防廿することができる。

このように、四方弁２２を冷房側に固定した後、電動モ
ータ５への通電を遮断して副冷媒圧縮機６の作動を停止
し、電磁クラッチ２への通電を行って主冷媒圧縮機４を
作動さゼる。

主冷媒圧縮機４より吐出された冷媒は、室外熱交換器７
→逆止弁２０→レシーバ１１→冷房用減圧装置９→室内
熱交換器８→電磁弁１８を流れ、再び主冷媒圧縮機４に
吸引されて、−ト記サイクルを繰り返す。

室内熱交換器８で低温・低圧の冷媒と熱交換されて冷却
された空気が、室内用ファン２５によって車室内に吐出
されることにより車室内の冷房が行われる。

イ）副冷媒圧縮機６の作動による冷房運転の場合。

電動モータ５の駆動により副冷媒圧縮機６が作動する。

副冷媒圧縮＠６より吐出された冷媒は、冷房側に設定さ
れた四方弁２２を通過して主冷媒通路１４に流入し、室
外熱交換器７−逆止弁２０→レシーバ１１→冷房用減圧
装置９−室内熱交換器８を流れた後、電磁弁１８が閉じ
ていることでバイパス通路１７に流入し、再び四方弁２
２を通過して副冷媒圧縮機らに吸引される。

つ）副冷媒圧縮機６の作動による暖房運転の場合。

電動モータ５の駆動により副冷媒圧縮機６が作動する。

副冷媒圧縮Ｉ！１６より吐出された冷媒は、暖房側に設
定された四方弁２２を通過して主冷媒通路１４に流入し
、室内熱交換器８を通過した後、暖房用通路１６に流入
し、逆止弁２１→レシーバ１１→暖房用減圧装置１０→
室外熱交換器７を流れた後、バイパス通路１７に流入し
、再び四方弁２２を通過して副冷媒圧縮機６に吸引され
る。

この場合、室外熱交換器７が冷媒蒸発器として機能し、
室内熱交換器８が冷媒凝縮器として機能することにより
、室内熱交換器８で高温・高圧の冷媒と熱交換されて加
熱された空気が、室内用ファン２５によって車室内に吐
出されることにより車室内の暖房が行われる。

このように、本実施例では、車両走行時には、エンジン
駆動による主冷媒圧縮機４の作動によって冷房運転を行
うとともに、エンジン冷却水の供給を受けた温水ヒータ
によって暖房運転を行うことができる。

そして、エンジン３の停止時には、電動モータ５により
駆動される副冷媒圧縮機６の作動によって冷暖房運転を
行うことができる。

従って、住宅街や夜間の駐車中に冷暖房運転を行う際に
は、従来のようなエンジン駆動によらず、電動モータ５
を駆動源とすることで、エンジン騒音や、排気ガスの放
出による大気汚染などの問題が解決され、生活環境への
悪影響を防止することができる。

また、本実施例の冷凍サイクル１では、主冷媒圧縮機４
の作動による冷房運転と副冷媒圧縮機６の作動による冷
暖房運転とで、室外熱交換器７、室内熱交換器８、レシ
ーバ１１などの機能部品を共用することができる。従っ
て、通常のエンジン駆動による冷凍サイクルの他に、電
動モータの駆動による冷凍サイクルを追加した場合と比
較して、コストの上昇を低く抑えることができるととも
に、取付スペースの増加を極力少なくすることができる
。

また、本実施例では、電磁クラッチ２を介して主冷媒圧
縮機４を作動させる前に、−Ｂ、副冷媒圧縮機６を所定
時間だけ作動させることにより、主冷媒圧ｍ機４より吐
出された高圧冷媒の一部が副冷媒圧縮機６を通過し、そ
の後、四方弁２２を通過して再び主冷媒圧縮機４に吸引
されるサイクルを循環するのを防止して、確実に主冷媒
圧縮機４の作動による冷房運転を行うことができる。

なお、本実施例では、車両用バッテリ１２の他に、電動
モータ５の電源用としてのバッテリ１３を搭載したが、
車両用バッテリ１２を電動モータ５の電源用として使用
することで、バッテリ１３を省略しても良い。但し、こ
の場合には、電動モータ５の駆動時にバッテリ電圧を監
視して、エンジン始動ができるように過放電を防止する
必要がある。

本実施例の冷凍サイクル１は、主冷媒圧縮機４の作動に
よる冷房運転と副冷媒圧縮８！１６の作動による冷暖房
運転とを行うことができるが、主冷媒通路１４に四方弁
を設けてヒートポンプサイクルとして構成することによ
り、主冷媒圧縮機４の作動による暖房運転を行うことが
できるように構成しても良い。

次に、本発明の第２実施例を説明する。

本実施例では、主冷媒圧縮機４の作動による冷房運転を
選択した場合に、電動モータ５を常時作動させて、主冷
媒圧縮機４とともに副冷媒圧縮機６を駆動するものであ
る。

ここで、制御回路１９の働きを基に、本実施例の作動を
説明する。

第５図は、制御回路１９の作動を示すフローチャートで
ある。

なお、副冷媒圧縮８６の作動による冷暖房運転の場合は
、上記の第１実施例と同じ制御であるため、その説明を
省略し、主冷媒圧縮機４の作動による冷房運転の場合の
み説明する。

主冷媒圧縮機４の作動による冷房運転の選択（ステップ
Ｓ１）により、車両用バッテリ１２を電源として（ステ
ップＳ２）、室外用ファン２４、室内用ファン２５、電
動モータ５への通電を行う（ステップＳ３）。

その後、ステップＳ４で、副冷媒圧縮機６の吐出側と吸
入側との圧力差が、所定値（例えば、ＩＫ（１／ｄ）以
上か否か判断し、その判断結果がＮＯの場合にはステッ
プＳ４を繰り返す。

ステップＳ４の判断結果がＹＥＳの場合は、電磁弁１８
を通電する（ステップ３５）。

そして、吹出温度センサ２６の検出値に基づき、電磁ク
ラッチ２および電動モータ５の０Ｎ−ＯＦＦ制御を行う
（ステップＳ６、ステップ３７）。

なお、吹出温度センサ２６の検出値に基づいて電磁クラ
ッチ２が叶Ｆした場合でも、副冷媒圧縮機６を作動させ
て主冷媒圧縮機４の再起動時間を遅らせるために、電動
モータ５の０Ｎ−ＯＦＦ制御温度を、電磁クラッチ２の
０Ｎ−ＯＦＦ制御温度より低く設定する。

このように、電動モータ５への通電によって副冷媒圧縮
機６を駆動し、四方弁２２を冷房側に固定する。その後
、副冷媒圧縮機６の吐出側と吸入側との圧力差が所定値
以上（あるいは所定時間経過）となっても電動モータ５
を叶「することなく、主冷媒圧縮機４の作動時には、常
時、副冷媒圧縮機６を作動させる。

従って、主冷媒圧縮機４より吐出された冷媒、および副
冷媒圧縮ｔ１１６より吐出されて四方弁２２を通過した
冷媒は、室外熱交換器７−逆止弁２０−レシーバ１１→
冷房用減圧装置９−室内熱交換器８を流れた後、一方は
、電磁弁１８を通過して主冷媒圧縮ｔ！＆４に吸引され
、他方は、バイパス通路１７を流れて副冷媒圧縮機６に
吸引され、上記サイクルを繰り返す。

この結果、室内熱交換器８より流出した冷媒およびオイ
ルが、バイパス通路１７や副冷媒圧縮機６の内部などに
滞留するのを防ぐことができる。このため、主冷媒圧縮
ａ！４の作動時に副冷媒圧縮機６を停止させる場合と比
較して、サイクルに必要な冷媒量が少なくて済む。また
、滞留がなくなることで安定した冷媒量を確保すること
ができるため、主冷媒圧縮機４の作動時における冷媒イ
・足やオイル不足を解消することができる。

さらには、主冷媒圧縮機４の叶Ｆ時間中でも副冷媒圧縮
機６が作動していることで、主冷媒圧縮機４の再起動時
間を遅らせることができ、電磁クラッチ２の０Ｎ−ＯＦ
Ｆ回数を減らすことができる。

次に、本発明の第３実施例を説明する。

本実施例の作動を、制御回路１９の働きを基に説明する
。

第６図は、制６１１回路１９の作動を示すフローチャー
トである。

なお、副冷媒圧縮機６の作動による冷暖房運転の場合は
、第１実施例と同じ制御であるため、上記の第２実施例
と同様に、その説明を省略し、主冷媒圧縮機４の作動に
よる冷房運転の場合のみ説明する。

主冷媒圧縮機４の作動による冷房運転の選択（ステップ
Ｓ１）により、車両用バッテリ１２を電源として（ステ
ップＳ２）、室外用ファン２４、室内用ファン２５、電
磁弁１８、電動モータ５、および電磁クラッチ２への通
電を行う（ステップＳ３）。

その後、ステップＳ４およびステップＳ５で、吹出温度
センサ２６の検出値に基づき、電磁クラッチ２の０Ｎ−
ＯＦＦ制御および電動モータ５の０Ｎ−ＯＦＦ制御を行
う。

なお、電動モータ５の０Ｎ−ＯＦＦ制御温度は、第２実
施例と同様に、電磁クラッチ２の０Ｎ−ＯＦＦ制御温度
より低く設定する。

このように、四方弁２２の弁体２２５の位置にかかわら
ず、電動モータ５と電磁クラッチ２とを同時に作動させ
ることにより、主冷媒圧縮機４の作動待ち時間をなくす
ことができる。

但し、本実施例の場合、主冷媒圧縮機４の吐出側と吸入
側とが、四方弁２２を通じて一時的に導通する場合が生
じるため、耐久上、許される圧縮機を使用する必要があ
る。

次に、本発明の第４実施例を説明する。

第７図は本実施例の冷凍サイクル、第８図は制御回路１
９の作動を示すフローチャートである。

この冷凍サイクル１は、冷房能力の高い第２室内熱交換
器２８を備える。

第２室内熱交換器２８は、室内熱交換器８と並列に、冷
房用通路１５のレシーバ１１の下流と主冷媒圧縮機４の
上流（電磁弁１８の下流）との間に設けられ、その第２
室内熱交換器２８の上流に、減圧装置２９、および冷媒
配管を開閉する電磁弁３０が配設されている。

この電磁弁３０は、電磁クラッチ２とともに、第２室内
熱交換器２８の吹出温度を検出する吹出温度センサ３１
の検出値に基づいて０Ｎ−ＯＦＦ制御され、電動モータ
５は、吹出温度センサ２６の検出値に基づいて０Ｎ−Ｏ
ＦＦ制御される。

そして、電動モータ５の０Ｎ−ＯＦＦ制御温度は、電磁
クラッチ２および電磁弁３０の０Ｎ−ＯＦＦ制御温度よ
り低く設定されている。

本実施例の作動を、制御回路１９の働きを基に説明する
。

なお、副冷媒圧縮機６の作動による冷暖房運転の場合は
、第１実施例と同じ制御であるため、その説明を省略し
、主冷媒圧縮機４の作動による冷房運転の場合のみ説明
する。

主冷媒圧縮機４の作動による冷房運転の選択（ステップ
３１）により、車両用バッテリ貸を電源として（ステッ
プＳ２）、室外用ファン２４、室内用ファン２５、電磁
弁１８、電動モータ５、および電磁クラッチ２への通電
を行う（ステップ３３）。

その後、ステップＳ４で、吹出温度センサ３１の検出値
に基づき、電磁クラッチ２および電磁弁３０の０Ｎ−Ｏ
ＦＦ制御を行い、ステップＳ５で、吹出温度センサ２６
の検出値に基づき、電動モータ５の０Ｎ−０１’Ｆ制御
を行う。

この冷凍サイクルのように、冷媒蒸発器（室内熱交換器
８および第２室内熱交換器２８）を２個設けた場合には
、電磁弁１８のために圧力損失が生じ、冷媒量の減少に
伴って、室内熱交換器８の冷房能力低下を招く。

そこで、主冷媒圧縮機４とともに副冷媒圧縮機６を作動
させ、且つ、電動モータ５の０Ｎ−ＯＦＦ制御温度を、
電磁クラッチ２の０Ｎ−ＯＦＦ制御温度より低く設定す
ることにより、室内熱交換器８側に流れる冷媒が、副冷
媒圧縮機６の作動分だけ多く流れる。また、室内熱交換
器８で蒸発した冷媒が副冷媒圧縮機６に吸引されるため
、電磁弁１８に流れる冷媒量が減少して、圧損も減少す
る。この結果、冷房能力の向上を実現することができる
。

【図面の簡単な説明】 第１図ないし第４図は本発明の第１実施例を示すもので
、第１図は車両用空気調和装置の冷凍サイクル、第２図
は四方弁の構造を示す断面図、第３図は本実施例に係わ
る電気回路図、第４図は制御回路の作動を示すフローチ
ャートである。 第５図は本発明の第２実施例で、制御回路の作動を示す
フローチャートである。 第６図は本発明の第３実施例で、制御回路の作動を示す
フローチャー１−である。 第７図および第８図は本発明の第４実施例で、第７図は
冷凍サイクル、第８図は制御回路の作動を示すフローチ
ャートである。 第９図は従来技術によるヒートポンプサイクルである。 図中

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）（ａ）冷房運転時に冷媒凝縮器として機能し、暖房
   運転時に冷媒蒸発器として機能する室外熱交換器と、 （ｂ）冷房運転時に冷媒蒸発器として機能し、暖房運転
   時に冷媒凝縮器として機能する室内熱交換器と、 （ｃ）冷房運転時に、前記室外熱交換器より流出した冷
   媒を前記室内熱交換器に導く冷房用通路と、 （ｄ）暖房運転時に、前記室内熱交換器より流出した冷
   媒を前記室外熱交換器に導く暖房用通路と、 （ｅ）前記冷房用通路に設けられて、冷房運転時に前記
   室外熱交換器に流入する冷媒を減圧膨脹させる冷房用減
   圧装置と、 （ｆ）前記暖房用通路に設けられて、暖房運転時に前記
   室内熱交換器に流入する冷媒を減圧膨脹させる暖房用減
   圧装置と、 （ｇ）前記冷房用通路または前記暖房用通路とともに、
   前記室外熱交換器と前記室内熱交換器とを環状に接続す
   る主冷媒通路と、 （ｈ）この主冷媒通路に設けられ、電磁クラッチを介し
   て車両用エンジンにより駆動される主冷媒圧縮機と、 （ｉ）この主冷媒圧縮機をバイパスして前記主冷媒通路
   に接続されるバイパス通路と、 （ｊ）このバイパス通路に設けられて、電動モータによ
   り駆動される副冷媒圧縮機と、 （ｋ）前記バイパス通路に設けられて、前記副冷媒圧縮
   機の作動による冷房運転時には、前記副冷媒圧縮機の吐
   出口と前記室外熱交換器とを連通するとともに、前記室
   内熱交換器と前記副冷媒圧縮機の吸入口とを連通する冷
   房側に設定され、前記副冷媒圧縮機の作動による暖房運
   転時には、前記副冷媒圧縮機の吐出口と前記室内熱交換
   器とを連通するとともに、前記室外熱交換器と前記副冷
   媒圧縮機の吸入口とを連通する暖房側に設定されて、前
   記副冷媒圧縮機より吐出される冷媒の流通方向を切り替
   える流通方向切替手段とを備え、前記主冷媒圧縮機の作
   動による冷房運転を行う際には、前記副冷媒圧縮機を所
   定時間作動させて前記流通方向切替手段を冷房側に固定
   した後に、前記主冷媒圧縮機を作動させる冷凍サイクル
   。 ２）（ａ）冷房運転時に冷媒凝縮器として機能し、暖房
   運転時に冷媒蒸発器として機能する室外熱交換器と、 （ｂ）冷房運転時に冷媒蒸発器として機能し、暖房運転
   時に冷媒凝縮器として機能する室内熱交換器と、 （ｃ）冷房運転時に、前記室外熱交換器より流出した冷
   媒を前記室内熱交換器に導く冷房用通路と、 （ｄ）暖房運転時に、前記室内熱交換器より流出した冷
   媒を前記室外熱交換器に導く暖房用通路と、 （ｅ）前記冷房用通路に設けられて、冷房運転時に前記
   室外熱交換器に流入する冷媒を減圧膨脹させる冷房用減
   圧装置と、 （ｆ）前記暖房用通路に設けられて、暖房運転時に前記
   室内熱交換器に流入する冷媒を減圧膨脹させる暖房用減
   圧装置と、 （ｇ）前記冷房用通路または前記暖房用通路とともに、
   前記室外熱交換器と前記室内熱交換器とを環状に接続す
   る主冷媒通路と、 （ｈ）この主冷媒通路に設けられ、電磁クラッチを介し
   て車両用エンジンにより駆動される主冷媒圧縮機と、 （ｉ）この主冷媒圧縮機をバイパスして前記主冷媒通路
   に接続されるバイパス通路と、 （ｊ）このバイパス通路に設けられて、電動モータによ
   り駆動される副冷媒圧縮機と、 （ｋ）前記バイパス通路に設けられて、前記副冷媒圧縮
   機より吐出された冷媒の流通方向を冷房側と暖房側とに
   切り替える流通方向切替手段とを備え、 前記主冷媒圧縮機の作動時には、前記流通方向切替手段
   を冷房側に設定して、前記副冷媒圧縮機を常時作動させ
   ることを特徴とする冷凍サイクル。