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公開番号2025098706
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-02
出願番号2023215028
出願日2023-12-20
発明の名称車両用空調装置
出願人サンデン株式会社
代理人弁理士法人エビス国際特許事務所
主分類B60H 1/22 20060101AFI20250625BHJP(車両一般)
要約【課題】ホットガス暖房モードと吸熱暖房モードとの間の遷移をシームレスに行い、乗員の快適性を向上させる。
【解決手段】冷媒回路と、冷媒回路及び熱媒体回路を制御する制御装置を備えた車両用空調装置において、冷媒を外部熱交換器において外気等の吸熱対象から吸熱させる吸熱暖房モードと、圧縮機で圧縮した冷媒の一部をバイパスさせて圧縮機に戻すと共に残りを冷媒の放熱により車室内を暖房するホットガス暖房モードとを実行可能であり、ホットガス暖房モードの実行中に、吸熱暖房モードによる暖房能力が目標暖房能力を満たすと判断した場合に、ホットガス暖房モードにおける冷媒の余剰熱によって熱媒体を加熱し、第2減圧部を閉じた後に熱媒体から冷媒に吸熱させ、第1減圧部を開いた後に熱媒体から冷媒への吸熱を停止させる第2遷移モードを実行し、その後、吸熱暖房モードへ遷移させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
圧縮機と、室内熱交換部と、外部熱交換部と、前記圧縮機で圧縮した冷媒の少なくとも一部を前記室内熱交換部及び前記外部熱交換部を経由させずに減圧して前記圧縮機に戻すホットガスバイパスと、を含む冷媒回路と、
前記冷媒回路に設けられる冷媒熱媒体熱交換器において冷媒と熱交換する熱媒体を循環させる熱媒体回路と、
前記冷媒回路及び前記熱媒体回路を制御する制御装置と、を備えた車両用空調装置において、
前記冷媒回路は、
前記外部熱交換部に流入する冷媒を減圧させる第１減圧部と、前記ホットガスバイパスを流れる冷媒を減圧させる第２減圧部と、を含み、
前記制御装置は、
冷媒を前記外部熱交換部において吸熱させる吸熱暖房モードと、前記圧縮機で圧縮した冷媒の一部を前記ホットガスバイパスに流すと共に残りを前記室内熱交換部に流すホットガス暖房モードとを実行可能であり、
前記ホットガス暖房モードの実行中に、前記吸熱暖房モードによる暖房能力が目標暖房能力を満たすと判断した場合に、
前記ホットガス暖房モードにおいて余剰となった冷媒の熱を前記冷媒熱媒体熱交換器において放熱して熱媒体を加熱するように制御する第１段階と、
前記第２減圧部を閉じ、かつ、冷媒を前記冷媒熱媒体熱交換器において熱媒体から吸熱させるように制御する第２段階と、
前記第１減圧部を開くように制御する第３段階と、
冷媒の前記冷媒熱媒体熱交換器における熱媒体からの吸熱を停止させるように制御する第４段階と、を順に行う第２遷移モードを実行した後に、前記吸熱暖房モードへ遷移させる、車両用空調装置。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
前記制御装置は、
前記ホットガス暖房モードが成立する最小暖房能力が前記目標暖房能力より大きい場合に、前記第１段階を行う、請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記第１段階において、前記冷媒熱媒体熱交換器における熱媒体の出口熱媒体温度と冷媒の出口冷媒温度との温度差が第１範囲以内であること、又は、前記冷媒熱媒体熱交換器における熱媒体の入口熱媒体温度と出口熱媒体温度との温度差が第２範囲以内であること、の少なくとも一方を満たす場合に、前記第２段階を実行する、請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記第２遷移モードの実行中に、前記外部熱交換部への着霜を検出した場合には、
前記冷媒熱媒体熱交換器において熱媒体から冷媒への吸熱を継続するように制御する、請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記外部熱交換部への着霜を検出したことにより、前記冷媒熱媒体熱交換器における熱媒体から冷媒への吸熱を継続している場合に、所定時間以上経過した場合又は熱媒体の温度が第２温度以下となった場合にホットガス暖房モードに戻るように制御する、請求項４記載の車両用空調装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置に関するものである。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、バッテリから供給される電力によって走行用モータを駆動するハイブリッド自動車や電気自動車等の車両が普及している。このような車両に搭載される車両用空調装置として、ヒートポンプ（冷媒回路）を熱源とするものが知られている。
【０００３】
ヒートポンプを利用した車両用空調装置では、暖房運転時に、室外熱交換器などの車室外に配置された外部熱交換器を吸熱器として機能させ、外気等から暖房熱源を得ている（吸熱暖房モード）。このため、外気温が極低温（例えば、－２０度）になると、外気等からの吸熱が難しくなり、暖房能力が大きく低下する。これに対し、極低温環境下で有効な暖房として、外気等から吸熱を行わずに、圧縮機から吐出された高温高圧冷媒を利用するホットガス暖房が知られている（ホットガス暖房モード）。
【０００４】
例えば、特許文献１の車両用空調装置では、圧縮機から吐出した高温高圧冷媒のうち、一部をバイパス流路に流して減圧した後に圧縮機に戻し、残りを室内熱交換器において車室内への送風空気と熱交換させた後に減圧させ、外部熱交換器を経由させずに圧縮機に戻す、ホットガス暖房モードを実行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２３－４６６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のような車両用空調装置では、例えば、起動時にホットガス暖房モードを実行して車室内の温度をできる限り早く上昇させ、車室内が所望の温度に到達した後に吸熱暖房に遷移させるように制御する場合がある。また、吸熱暖房モードの実行中に、暖房能力が不足した場合には、ホットガス暖房モードに遷移させるように制御する場合もある。
【０００７】
ところで、ホットガス暖房モードと吸熱暖房モードとでは、各暖房モードの運転を安定的に継続させるための冷媒の圧力範囲が異なる。このため、車両用空調装置では、圧縮機の吸入側及び吐出側の圧力が各暖房モードに適した圧力範囲に収まるように、各暖房モードに応じて圧縮機や流路切替弁（減圧弁を含む）などの冷媒回路の各構成機器を制御している。
一方、ホットガス暖房モードと吸熱暖房モードとでは、冷媒回路における冷媒の流路が異なることから、各暖房モード間の遷移に際しては、複数の流路切替弁の切替制御が必要となる。
【０００８】
しかしながら、各暖房モード間の遷移に際して、圧縮機を駆動したまま全ての流路切替弁を即座に切替えると、流路の急激な変化に伴って冷媒の圧力が大きく変動し、各暖房モードに適した圧力範囲を逸脱して車両用空調装置１の運転が停止する虞がある。すなわち、車両用空調装置の運転を安定的に継続させながら、ホットガス暖房モードと吸熱暖房モードと間の遷移をシームレスに行うことが難しく、乗員の快適性を損なう虞があるという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ホットガス暖房モードと吸熱暖房モードとの間の遷移をシームレスに行い、乗員の快適性を向上させること、などを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、圧縮機と、室内熱交換部と、外部熱交換部と、前記圧縮機で圧縮した冷媒の少なくとも一部を前記室内熱交換部及び前記外部熱交換部を経由させずに減圧して前記圧縮機に戻すホットガスバイパスと、を含む冷媒回路と、前記冷媒回路に設けられる冷媒熱媒体熱交換器において冷媒と熱交換する熱媒体を循環させる熱媒体回路と、前記冷媒回路及び前記熱媒体回路を制御する制御装置と、を備えた車両用空調装置において、前記冷媒回路は、前記外部熱交換部に流入する冷媒を減圧させる第１減圧部と、前記ホットガスバイパスを流れる冷媒を減圧させる第２減圧部と、を含み、前記制御装置は、冷媒を前記外部熱交換部において吸熱させる吸熱暖房モードと、前記圧縮機で圧縮した冷媒の一部を前記ホットガスバイパスに流すと共に残りを前記室内熱交換部に流すホットガス暖房モードとを実行可能であり、前記ホットガス暖房モードの実行中に、前記吸熱暖房モードによる暖房能力が目標暖房能力を満たすと判断した場合に、前記ホットガス暖房モードにおいて余剰となった冷媒の熱を前記冷媒熱媒体熱交換器において放熱して熱媒体を加熱するように制御する第１段階と、前記第２減圧部を閉じ、かつ、冷媒を前記冷媒熱媒体熱交換器において熱媒体から吸熱させるように制御する第２段階と、前記第１減圧部を開くように制御する第３段階と、冷媒の前記冷媒熱媒体熱交換器における熱媒体からの吸熱を停止させるように制御する第４段階と、を順に行う第２遷移モードを実行した後に、前記吸熱暖房モードへ遷移させる、車両用空調装置を提供する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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