(57)【要約】【課題】簡単な構成で、外気温度が低い場合におけるエンジン始動初期にエンジン冷却水を用いて車室内の暖房を行う際に、エンジン冷却水の温度を急速に上昇させることができる車両用空調装置を提供すること。【解決手段】水用熱交換手段はウォータジャケットとヒータコア８ａとの間を流れるエンジン冷却水を流す水用熱交換器２６を備え、水用熱交換器２６は第２，第３の外部熱交換器１８，２０間に介装されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を、エンジン駆動される圧縮機，車室外の冷媒凝縮用の第１の外部熱交換器，第１の膨張手段又は減圧手段，車室内の空気冷却及び液体冷媒蒸発用の内部熱交換器の順に循環させる冷房用冷媒循環回路と、
エンジン冷却水をエンジンのウォータジャケットと車室内のヒータコアとの間で循環させる暖房用冷却水循環回路と、
前記第１の外部熱交換器及び前記内部熱交換器と並列に前記圧縮機に接続されたバイパス流路と、
前記圧縮機の冷媒吐出口を前記第１の外部熱交換器と前記バイパス流路とのいずれかに切り換え連通させる電磁切換弁と、
前記ウォータジャケットと前記ヒータコアとの間に流路途中に介装された水用熱交換手段及び前記バイパス流路の途中に設けられて前記水用熱交換手段との間で熱の授受を行う冷媒用熱交換手段を有する水加熱用熱交換手段と、
前記エンジン冷却水の温度を検出して温度信号を出力する水温検出センサと、
前記エンジン駆動時の前記エンジン冷却水の温度が所定値以下のときに前記圧縮機を作動させると共に前記電磁切換弁を作動制御して前記圧縮機の冷媒吐出口を前記バイパス流路に連通させる制御手段とを備えると共に、
前記冷媒用熱交換手段は、前記バイパス流路の途中に設けられた冷媒凝縮用の第２の外部熱交換器と、前記第２の外部熱交換器で凝縮された冷媒を膨張させる第２の膨脹手段又は減圧手段と、前記第２の膨脹手段又は減圧手段で膨張させられた液体冷媒から吸熱して液体冷媒を蒸発させる第３の外部熱交換器を備える車両用空調装置であって、
前記水用熱交換手段は前記ウォータジャケットと戦記ヒータコアとの間を流れるエンジン冷却水を流す水用熱交換器を備えると共に、前記水用熱交換器は前記第２，第３の外部熱交換器間に介装されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
請求項１において、前記水用熱交換器は前記ウォータジャケットからヒータコアに流れるエンジン冷却水を流す水用熱交換器であると共に、前記水用熱交換器は前記第２，第３の外部熱交換器間に介装されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
請求項１において、前記水用熱交換器は前記ヒータコアから前記ウォータジャケットに流れるエンジン冷却水を流す水用熱交換器であると共に、前記水用熱交換器は前記第２，第３の外部熱交換器間に介装されていることを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジン冷却水を利用して車室内を暖房可能に設けた車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両用空調装置は、エンジン冷却水を利用した暖房装置および冷媒による冷凍サイクルを利用した冷房装置を設けた車両用空調装置を備えているのが普通である。
【０００３】
この暖房装置では、車室内の暖房時に、エンジン冷却水をエンジンのウォータジャケットと車室内空調用のヒータコア（車室内熱交換器）との間で循環させると共に、車室内の空気をヒータコアを通過させ車室内に吹出口から吹き出させるようにして、この空気をヒータコア内を流れるエンジン冷却水で暖めることにより、車室内を暖房可能に設けたものが知られている。
【０００４】
このような車両用空調装置により冬期に車室内の暖房を行う場合、エンジン冷却水の水温が充分に上昇するまでは車室内に吹き出される空気の温度が低いと、乗員には快適ではなかった。
【０００５】
これの解消方法としては、外気温度が低い場合におけるエンジン始動初期に冷房装置を作動させると共に、この冷房装置の圧縮機で圧縮される圧縮冷媒の熱を利用してエンジン冷却水を加熱して、加熱されたエンジン冷却水をヒータコアに供給することにより、ヒータコアで車室内の空気を暖める冷却水式の暖房方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、他の解消方法としては、外気温度が低い場合におけるエンジン始動初期に冷房装置を作動させると共に、この冷房装置の圧縮機で圧縮される圧縮冷媒の熱で車室内の空気を直接加熱するようにしたヒートポンプ式の暖房方法も考えられる。なお、以下の説明では、冷房装置によるヒートポンプ式の暖房方法を冷房装置のヒートポンプ運転として用いる。
【０００７】
このヒートポンプ運転する方法では、圧縮機で圧縮された圧縮冷媒の熱で車室内の空気を加熱する際、圧縮冷媒から熱が奪われて圧縮冷媒が凝縮化して高圧凝縮冷媒になる。このため、再び冷媒を圧縮機で圧縮させるには、凝縮冷媒を膨張手段又は減圧手段で膨張させて低圧凝縮冷媒にした後、熱交換器で低圧凝縮冷媒に吸熱させることにより、低圧凝縮冷媒をガス化させて冷媒ガスにする必要がある。
【０００８】
この熱交換器で低圧凝縮冷媒に吸熱させる際には、熱交換器の周囲の空気の温度の熱が奪われて、熱交換器の周囲の空気の温度が低下する。従って、低圧凝縮冷媒をの熱交換器で冷媒ガスにする際に車室内の暖房に影響を与えないようにするために、熱交換器には車室外に配設された外部熱交換器を用いる必要がある。このため、冷房装置をヒートポンプ運転する方法では、外気温度が低くなるほど、圧縮冷媒の熱による車室内の空気の加熱量を増加させる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−３１０２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、冷却水式の暖房方法では、外気温度が低い場合におけるエンジン始動初期の車室内暖房を快適に行うために、複数の熱交換器や多数の逆止弁，多数の電磁弁等を車両用空調装置（空調システム）に用いる必要があり、車両用空調装置の部品点数が増加や重量の増大を招き易い構造となり、製品コストの上昇が否めないものであった。しかも、この部品点数が増加は、車両用空調装置の構造を複雑に且つ大型化させると共に、車両用空調装置に用いられる冷媒の使用量を増加するので、好ましいものではない。その上、車両用空調装置の構造が大型化するので、熱交換器を設置することが困難な場合もある。
【００１１】
また、冷房装置のヒートポンプ運転では、外部熱交換器を用いて外気から圧縮冷媒に吸熱させるために、外気温度が低くなるに従って、冷媒への吸熱量が減少するものであった。このため、冷房装置をヒートポンプ運転する方法では、外気温度が低くなるに従って、暖房能力が低下する傾向があった。
【００１２】
しかもこの冷房装置をヒートポンプ運転する方法では、外部熱交換器により低圧凝縮冷媒が外気から吸熱するため、外気温度（換言すれば低圧凝縮冷媒の蒸発温度）によっては空気中に含まれる水分が外部熱交換器に結露・着霜し、外部熱交換器の熱交換機能が阻害されることは避けられないものであり、対策が必要となる。
【００１３】
そこで、この発明は、簡単な構成で、外気温度が低い場合におけるエンジン始動初期にエンジン冷却水を用いて車室内の暖房を行う際に、エンジン冷却水の温度を急速に上昇させることができる車両用空調装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的を達成するため、この発明は、冷媒を、エンジン駆動される圧縮機，車室外の冷媒凝縮用の第１の外部熱交換器，第１の膨張手段又は減圧手段，車室内の空気冷却及び液体冷媒蒸発用の内部熱交換器の順に循環させる冷房用冷媒循環回路と、エンジン冷却水をエンジンのウォータジャケットと車室内のヒータコアとの間で循環させる暖房用冷却水循環回路と、前記第１の外部熱交換器及び前記内部熱交換器と並列に前記圧縮機に接続されたバイパス流路と、前記圧縮機の冷媒吐出口を前記第１の外部熱交換器と前記バイパス流路とのいずれかに切り換え連通させる電磁切換弁と、前記ウォータジャケットと前記ヒータコアとの間に流路途中に介装された水用熱交換手段及び前記バイパス流路の途中に設けられて前記水用熱交換手段との間で熱の授受を行う冷媒用熱交換手段を有する水加熱用熱交換手段と、前記エンジン冷却水の温度を検出して温度信号を出力する水温検出センサと、前記エンジン駆動時の前記エンジン冷却水の温度が所定値以下のときに前記圧縮機を作動させると共に前記電磁切換弁を作動制御して前記圧縮機の冷媒吐出口を前記バイパス流路に連通させる制御手段とを備えると共に、前記冷媒用熱交換手段は、前記バイパス流路の途中に設けられた冷媒凝縮用の第２の外部熱交換器と、前記第２の外部熱交換器で凝縮された冷媒を膨張させる第２の膨脹手段又は減圧手段と、前記第２の膨脹手段又は減圧手段で膨張させられた液体冷媒から吸熱して液体冷媒を蒸発させる第３の外部熱交換器を備える車両用空調装置であって、前記水用熱交換手段は前記ウォータジャケットと戦記ヒータコアとの間を流れるエンジン冷却水を流す水用熱交換器を備えると共に、前記水用熱交換器は前記第２，第３の外部熱交換器間に介装されている車両用空調装置としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
この構成によれば、外気温度が低い場合におけるエンジン始動初期にエンジン冷却水を用いて車室内の暖房を行う際に、エンジン冷却水の温度を急速に上昇させることができる。
【００１６】
しかも、エンジンの冷却水加熱用の冷凍サイクルにおいて、冷媒用の第２の外部熱交換器の熱を利用してエンジン冷却水を加熱できると共に、冷媒用の第２の外部熱交換器の熱を利用して冷媒用の第３の外部熱交換器を加熱して低圧の液体冷媒の蒸発の促進を図ることができる。
【００１７】
また、水用熱交換器と冷媒用の第２，第３の外部熱交換器は一体に設けられているので、小型に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明に係る車両用空調装置の概略配管図である。
【図２】図１の車両用空調装置のうち車室内に配設される空調ユニットの概略説明図である。
【図３】図１の車両用空調装置の制御回路図である。
【図４】図１の車両用空調装置の変形例を示す概略配管図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[構成]
図１において、１は車両（自動車）の車室、２は車両のエンジンルーム、３はエンジンルーム２内に配設された水冷式のエンジンである。このエンジン３には、エンジン冷却のためのエンジン冷却水を流す周知のウォータジャケット（図示せず）が設けられている。
【００２０】
また、車室１の前部に設けられたインストルメントパネル（図示せず）内には、車両用空調装置（車両用空調システム）４の空調ユニット５が配設されている。
＜空調ユニット５＞
この空調ユニット５は、図２に示したように、ブロワユニット６，クーラユニット７，ヒータユニット８を備えている。  尚、空調ユニット５のクーラユニット７，ヒータユニット８内には、ブロワユニット６から送風される空気が流れる一連の風路５ａが形成されている。
【００２１】
ブロワユニット６は、ブロワ（送風ファン阿）６ａを有すると共に、インテークユニット６ｂを有する。このインテークユニット６ｂは、外気取入口６ｂ１と内気取入口６ｂ２を有すると共に、外気取入口６ｂ１と内気取入口６ｂ２の開閉用のインテークドア６ｃを有する。このインテークドア６ｃは、モータ等のドア駆動装置（ドア駆動手段）６ｃ１により駆動（回動）させられて、外気取入口６ｂ１と内気取入口６ｂ２の開閉又は開度を調整し、車室外の外気と車室内の内気との流量吸込量を調整可能に設けられている。
【００２２】
そして、この外気取入口６ｂ１から取り入れられた外気または内気取入口６ｂ２から取り入れられた内気、或いは外気取入口６ｂ１及び内気取入口６ｂ２から取り入れられた外気と内気の混合された空気は、ブロワ（送風ファン）６ａによりクーラユニット７へ送風されるようになっている。
【００２３】
このクーラユニット７には冷房用冷媒が循環するエバポレータ（空気冷却用の内部熱交換器、内部蒸発器）７ａが設けられている。そして、ブロワユニット６により送風される取入空気は、エバポレータ７ａの図示しないエア通路を通過する際に、エバポレータ７ａが熱交換により冷却することができるようになっている。そして、このエバポレータ７ａを通過した空気はヒータユニット８へ送られるようになっている。
【００２４】
尚、このエバポレータ７ａの上流側（即ちブロワ６ａとエバポレータ７ａとの間）には、風路５ａの下部を開閉する風路調整ドア７ｂが設けられている。この風路調整ドア７ｂはモータ等の駆動装置（駆動手段）７ｂ１により駆動（回動）させられるようになっている。
【００２５】
ヒータユニット８内には、エンジンの冷却水が循環するヒータコア（空気加熱用の内部熱交換器）８ａが設けられている。また、ヒータコア８ａの側部（図では下部）には当該ヒータコア８ａを迂回するバイパス風路８ｂが設けられ、またヒータコア８ａの前面にはミックスドア８ｃが設けられている。そして、このミックスドア８ｃは、モータ等のドア駆動装置（ドア駆動手段）８ｃ１により駆動（回動）されられて、ヒータコア８ａの上流側の図示しないエア通路（エア風路）の開度を調節することにより、ヒータコア８ａのエア通路内を流れる空気の量とバイパス風路８ｂを流れる空気の量との比率を調節できるようになっている。
【００２６】
このヒータコア８ａの下流には混合室８ｄが形成され、この混合室８ｄには室内のデフロストグリル、ベントグリル及びフットグリルへそれぞれ連通する吹出口８ｅが設けられている。
＜冷媒循環回路＞
また、図１に示したように、車両用空調装置４は、冷媒循環回路９と、暖房用冷却水循環回路１０を有する。この冷媒循環回路９は、冷房用の冷凍サイクル（即ち冷房サイクル）を行わせる冷房冷媒循環回路（第１の冷媒瞬間回路）９ａと、冷却水加熱用の冷凍サイクルを行わせるバイパス冷媒循環回路（第２の冷媒循環回路、冷却水加熱循環回路）９ｂを有する。
（冷房用の冷房冷媒循環回路９ａ）
この冷房用の冷房冷媒循環回路９ａは、エンジン駆動される圧縮機１１と、一端が圧縮機１１の図示しない冷媒出口（冷媒出口側）に接続された第１の冷房冷媒配管１１ａと、この第１の冷房冷媒配管１１ａの他端に接続され且つ車室１外に配設された冷媒凝縮用の第１の外部熱交換器１２を有する。
【００２７】
また、冷房冷媒循環回路９ａは、冷媒入口（図示せず）が第１の外部熱交換器１２の冷媒出口（図示せず）に接続されたリキッドタンク１３と、一端がリキッドタンク１３の冷媒出口（図示せず）に接続された第２の冷房冷媒配管１３ａと、この第２の冷房冷媒配管１３ａの他端に冷媒入口（図示せず）が接続された第１の膨脹手段又は減圧手段１４と、この第１の膨脹手段又は減圧手段１４の冷媒出口（図示せず）が接続された上述の空気冷却用のエバポレータ（内部熱交換器）７ａを有する。この冷房冷媒循環回路に適用される膨張手段とは例えば膨張弁であり、減圧手段とは例えば冷房冷媒配管１１ａの流路を絞るオリフィスである。
【００２８】
この第１の手段又は減圧手段１４は、エバポレータ７ａの冷媒出口（図示せず）から吐出（流出）する冷媒温度及び冷媒圧力を感知（検知）して、エバポレータ７ａの冷媒入口（図示せず）に流入する液体冷媒の流量を負荷にあった冷媒流量になるように調整し、即ちエバポレータ７ａの冷媒出口（図示せず）から吐出される（流出する）冷媒温度が設定した目標の（所定の）温度・圧力の加熱蒸気になるように、エバポレータ７ａの冷媒入口（図示せず）に流入する液体冷媒の流量を調整するようになっている。この構成には、周知の構成を採用できるので、その詳細な説明は省略する。
【００２９】
更に、冷房冷媒循環回路９ａは、一端がエバポレータ７ａの冷媒出口（図示せず）に接続された第３の冷房冷媒配管７ａ１と、第３の冷房冷媒配管７ａ１の他端に冷媒入口（図示せず）が接続された第１の一方向弁（第１のチェックバルブ）１５と、この第１の一方向弁１５の冷媒出口（図示せず）に一端が接続された第４の冷房冷媒配管１５ａと、この第４の冷房冷媒配管１５ａと圧縮機１１の冷媒入口（図示せず）を接続する気液分離用のアキュームレータ１６等を備えている。
【００３０】
そして、圧縮機１１から吐出される冷媒は、第１の冷房冷媒配管１１ａ，第１の外部熱交換器１２，リキッドタンク１３，第２の冷房冷媒配管１３ａ，第１の手段又は減圧手段１４，エバポレータ７ａ，第３の冷房冷媒配管７ａ１，第１の一方向弁１５，第４の冷房冷媒配管１５ａ，アキュームレータ１６の順に流れた後に、圧縮機１１に戻されて循環する第１の冷凍サイクルを繰り返すことができるようになっている。
【００３１】
この際、圧縮機１１は冷媒ガスを圧縮して高温高圧の圧縮冷媒（圧縮冷媒ガス）にし、第１の外部熱交換器１２は圧縮冷媒の熱を外気に放熱して圧縮冷媒を冷却することにより凝縮させて液体冷媒（凝縮冷媒、冷媒液）にし、リキッドタンク１３は液体冷媒を貯留し、第１の膨脹手段又は減圧手段１４はリキッドタンク１３からの高圧の液体冷媒を膨張させて低圧の液体冷媒（凝縮冷媒）にするようになっている。この第１の膨脹手段又は減圧手段１４からの液体冷媒は、エバポレータ７ａ内に供給されて風路５ａ内の空気の熱を吸熱し（奪い）、風路５ａ内の空気を冷却する際に、蒸発させられて冷媒ガスになる。この冷媒ガスは、第３の冷房冷媒配管７ａ１，第１の一方向弁１５，第４の冷房冷媒配管１５ａ及びアキュームレータ１６を介して圧縮機１１に戻される。
（冷却水加熱用のバイパス冷媒循環回路９ｂ）
このバイパス冷媒循環回路９ｂは、圧縮機１１と、第１の冷房冷媒配管１１ａの途中に介装された三方電磁切換弁（電磁弁）１７と、一端が三方電磁切換弁１７に接続され第１のバイパス冷媒配管１７ａと、車室１外に配設され且つ第１のバイパス冷媒配管１７ａの他端に冷媒入口（図示せず）が接続された冷媒凝縮用（冷却水加熱用）の第２の外部熱交換器１８と、第２の外部熱交換器１８の冷媒出口（図示せず）に接続された車室１外の第２の膨脹手段又は減圧手段１９を有する。
【００３２】
また、バイパス冷媒循環回路９ｂは、第２の膨脹手段又は減圧手段１９で膨張させられた冷媒が供給される冷媒蒸発用の第３の外部熱交換器（第２のエバポレータ即ち外部蒸発器）２０と、一端が第３の外部熱交換器２０の冷媒出口（図示せず）に接続された第２のバイパス冷媒配管２０ａと、この第２のバイパス冷媒配管２０ａの他端と第１の一方向弁１５の冷媒出口（図示せず）に接続した第４の冷媒配管１５ａの途中とを接続する第２の一方向弁２１と、アキュームレータ１６を有する。
【００３３】
そして、圧縮機１１から吐出される冷媒は、三方電磁切換弁１７，第１のバイパス冷媒配管１７ａ，第２の外部熱交換器１８，第２の膨脹手段又は減圧手段１９，第３の外部熱交換器２０，第２のバイパス冷媒配管２０ａ，第２の一方向弁２１，アキュームレータ１６の順に流れた後に、圧縮機１１に戻されて循環する第２の冷凍サイクルを繰り返すことができるようになっている。
【００３４】
尚、上述した第１，第２のバイパス冷媒配管１７ａ，２０ａ内には第１の外部熱交換器１２及びエバポレータ７ａ（内部熱交換器）と並列に圧縮機１１に連通する（接続された）バイパス流路（図示せず）が形成され、このバイパス流路の途中には第２，第３の外部熱交換器１８，２０を備える冷媒用熱交換手段２３が配設（介装）されている。
＜暖房用冷却水循環回路１０＞
この暖房用冷却水循環回路１０は、エンジン３のウォータジャケット（図示せず）内の流路と、図示しないウォータポンプによりウォータジャケット（図示せず）の冷却水出口（図示せず）から吐出される冷却水をヒータコア８ａに流した後にウォータジャケット内の流路に戻す冷却水循環流路２４を有する。
【００３５】
この冷却水循環流路２４は、エンジン３のウォータジャケット（図示せず）の冷却水出口（図示せず）とヒータコア８ａの冷却水入口（図示せず）を接続する（連通させている）第１の冷却水流路２４ａと、ヒータコア８ａの冷却水入口（図示せず）を接続する第１の冷却水出口（図示せず）とエンジン３のウォータジャケット（図示せず）の冷却水入口（図示せず）とを接続する（連通させている）第２の冷却水流路２４ｂを有する。
【００３６】
しかも、第１の冷却水流路２４ａの途中には水用熱交換器２６が水用熱交換手段として介装されている。
【００３７】
そして、水用熱交換器２６は、冷媒用の第２，第３の外部熱交換器１８，２０間に介装されて一体に設けられて、この水用熱交換器２６と第２，第３の外部熱交換器１８，２０との間で熱の授受を行うことができるようになっている。この熱の授受により、圧縮機１１から第２の外部熱交換器１８に供給される高温高圧の圧縮冷媒の熱で水用熱交換器２６内のエンジン冷却水を加熱すると共に、この加熱によりガス状の高圧冷媒は第２の外部熱交換器１８内で吸熱されて凝集されて凝縮し液体冷媒となる。一方、第２の膨脹手段又は減圧手段１９から第３の外部熱交換器２０内に流入する低圧の液体冷媒は、水用熱交換器２６内のエンジン冷却水で加熱されると共に、この加熱により液体冷媒は第３の外部熱交換器２０内で蒸発して冷媒ガスとなる。
【００３８】
尚、水用熱交換器２６，冷媒用の第２，第３の外部熱交換器１８，２０等は冷却水加熱用熱交換手段２８を構成している。
＜コントロールユニット（制御手段）＞
上述した空調ユニット５のブロワ６ａ，圧縮機１１及び三方電磁切換弁１７等は、車両各部を制御するオートアンプ等の図３のコントロールユニット（演算制御回路等の制御手段）２９により動作制御させられるようになっている。
【００３９】
また、第１の冷却水流路２４ａの途中には、冷却水温度を検出して検出信号を水温信号（温度信号）として出力する図示しない信号通信システムの水温検出センサ（水温検出手段）３０が設けられている。この水温検出センサ３０からの検出信号はコントロールユニット２９に入力されるようになっている。更に、コントロールユニット２９には、冷房スイッチ３１からの操作信号（ＯＮ・ＯＦＦ信号）及び暖房スイッチ３２からの操作信号（ＯＮ・ＯＦＦ信号）が入力されるようになっている。
【００４０】
尚、水温検出センサ３０はエンジンのウオータジャケット、又は冷却水循環流路２４の少なくとも一方に設け、信号通信システムを介してコントロールユニット２９に入力する。
【００４１】
更に暖房スイッチ３２はコントロールユニット２９により自動的に，あるいは乗員の手動操作のいずれでも良い。
【００４２】
又、コントロールユニット２９には図示しない外気温度検出手段あるいは、圧縮機１１の図示しないプーリー回転数検出手段であっても良い。
[作用]
次に、このような構成の車両用空調装置の作用を説明する。
（１）．通常の冷房運転
エンジン３の始動後に冷房スイッチ３１からのＯＮ信号がコントロールユニット２９に入力されると、コントロールユニット２９は通常の冷房運転の制御を開始する。
【００４３】
この際、コントロールユニット２９は、三方電磁切換弁１７を作動制御して、この三方電磁切換弁１７により、圧縮機１１の冷媒出口（図示せず）と第１のバイパス冷媒配管１７ａとの連通を遮断させると共に、圧縮機１１の冷媒出口（図示せず）と第１の外部熱交換器１２の冷媒入口（図示せず）を連通させる。
【００４４】
この後、コントロールユニット２９は、ヒータユニット８のドア駆動装置（ドア駆動手段）８ｃ１を作動制御して、ミックスドア８ｃによりヒータコア８ａのエア通路（図示せず）の上流側を閉成すると共に、インテークユニット６ｂのドア駆動手段６ｃ１を作動制御して、インテークユニット６ｂの外気取入口６ｂ１を閉成すると共に内気取入口６ｂ２を開かせる。
【００４５】
これに伴い、コントロールユニット２９は、ブロワ６ａを作動させて内気取入口６ｂ２から車室１内の空気を吸い込ませる。この吸い込まれた空気は、風路５ａを流れてエバポレータ７ａの図示しないエア通路（エア風路）内を流れて通過した後、ヒータユニット８のバイパス風路８ｂ，混合室８ｄを介して吹出口８ｅから車室１内に吹き出される。
【００４６】
一方、コントロールユニット２９は、圧縮機１１を作動制御してガス状の冷媒（冷媒ガス）の圧縮を開始し、高温高圧の圧縮冷媒を第１の冷房冷媒配管１１ａに吐出する。この圧縮冷媒は、三方電磁切換弁１７を介して第１の外部熱交換器１２に供給されて、第１の外部熱交換器１２で冷却され、凝縮されて凝縮し液体冷媒（冷媒液）となる。この凝縮冷媒は、リキッドタンク１３に貯留された後、第２の冷房冷媒配管１３ａを介して第１の膨脹手段又は減圧手段１４に供給されて膨張（減圧）される。
【００４７】
この減圧された凝縮冷媒は、車室１内のエバポレータ７ａに供給されて、ブロワ６ａから送風され且つエバポレータ７ａの図示しないエア通路を流れる車室１の空気の熱を吸収し、空気の温度を低下させる。この温度が低下した空気は上述したように吹出口８ｅから車室１内に吹き出されて、車室１内を冷房する。
【００４８】
この際、吸熱により第１の膨脹手段又は減圧手段１４からの液体冷媒（冷媒液）は蒸発させられてガス状の冷媒（冷媒ガス）となり、この冷媒（冷媒ガス）は第３の冷房冷媒配管７ａ１，第１の一方向弁１５，第４の冷房冷媒配管１５ａ，アキュームレータ１６を介して圧縮機１１に戻されて循環し、圧縮機１１で圧縮される。
（２）．外気温度が低い場合の暖房運転
また、車両の図示しないイグニッションスイッチをＯＮさせて、エンジン３を始動させると、エンジン３のウォータジャケット（図示せず）のエンジン冷却水の水温が水温検出センサ３０で検出され、この水温検出センサ３０から温度検出信号が出力され、この温度検出信号がコントロールユニット２９に入力される。
【００４９】
この状態で、暖房スイッチ３２をＯＮさせて、このＯＮ信号を車両用空調装置４の暖房運転の指令としてコントロールユニット２９に入力すると、コントロールユニット２９は水温検出センサ３０の温度検出信号からエンジン冷却水の温度が車室１内の暖房に必要な温度（所定温度）に達しているか否かを判断する。
【００５０】
そして、コントロールユニット２９は、冬期等の外気温度が低い場合におけるエンジン始動初期に、エンジン冷却水の温度（水温）が車室１内の暖房に必要な温度（所定温度）に達していないと判断すると、三方電磁切換弁１７を作動制御する。
【００５１】
この際、コントロールユニット２９は、三方電磁切換弁１７により、圧縮機１１の冷媒出口（図示せず）と第１の外部熱交換器１２の冷媒入口（図示せず）を遮断すると共に、圧縮機１１の冷媒出口（図示せず）とバイパス流路を形成する第１のバイパス冷媒配管１７ａとを連通させる。この状態では、圧縮機１１を作動させても、冷媒が第１の外部熱交換器１２，リキッドタンク１３，第１の膨脹手段又は減圧手段１４，エバポレータ７ａ等を流れることはない。
【００５２】
この後、コントロールユニット２９は、ヒータユニット８のドア駆動装置８ｃ１を作動制御して、ミックスドア８ｃによりヒータコア８ａのエア通路（図示せず）の上流側を開くと共に、インテークユニット６ｂのドア駆動手段６ｃ１を作動制御して、インテークユニット６ｂの外気取入口６ｂ１を閉成すると共に内気取入口６ｂ２を開かせる。
【００５３】
この状態で、コントロールユニット２９は、ブロワ６ａを作動させて内気取入口６ｂ２から車室１内の空気を吸い込ませる。この吸い込まれた空気は、風路５ａを流れてエバポレータ７ａの図示しないエア通路（エア風路）内を流れて通過した後、ヒータユニット８のエア通路（図示せず），混合室８ｄを介して吹出口８ｅから車室１内に吹き出される。この状態で、圧縮機１１を作動させても、エバポレータ７ａには上述したように冷媒が供給されていないので、ブロワ６ａで送風される空気がエバポレータ７ａのエア通路（図示せず）内を流れて透過しても、空気がエバポレータ７ａで冷却されることはない。
【００５４】
一方、コントロールユニット２９は、圧縮機１１を作動させて冷媒ガスを圧縮させ、高温の圧縮冷媒を冷房冷媒配管１１ａに吐出させる。この圧縮冷媒は、三方電磁切換弁１７，第１のバイパス冷媒配管１７ａ，第２の外部熱交換器１８，第２の膨脹手段又は減圧手段１９，第３の外部熱交換器２０，第２の一方向弁２１，アキュームレータ１６等の順に流れて圧縮機１１に戻され循環する。この際、圧縮冷媒は第２の外部熱交換器１８で放熱され凝集して高圧の液体冷媒（高圧液体冷媒）になり、この液体冷媒は第２の手段又は減圧手段１９で膨張されて低圧の液体冷媒になった後に第３の外部熱交換器２０内に流入し、この低圧の液体冷媒は第３の外部熱交換器２０で蒸発させられて冷媒ガスとなる。この蒸発させられた冷媒ガスは、第２のバイパス冷媒配管２０ａ，第２の一方向弁２１，アキュームレータ１６を介して圧縮機１１に戻される。
【００５５】
また、エンジン３の図示しないウォータジャケットからのエンジン冷却水は、水用熱交換器２６を介してヒータコア８ａ内に流入した後、ヒータコア８ａから流出してエンジン３のウォータジャケット（図示せず）に戻されて循環する。
【００５６】
これに伴い、圧縮冷媒は、第２の外部熱交換器１８を流れる際に、第２の外部熱交換器１８と水用熱交換器２６との間で熱の授受を行い、水用熱交換器２６内をヒータコア８ａ側に流れるエンジン冷却水を加熱すると共に、水用熱交換器２６と第３の外部熱交換器２０と熱の授受を行い、水用熱交換器２６内のエンジン冷却水を介して第３の外部熱交換器２０内に流入する液体冷媒を加熱する。
【００５７】
そして、第２の外部熱交換器１８及び水用熱交換器２６で加熱されたエンジン冷却水は、ヒータコア８ａに供給されて、ヒータコア８ａのエア通路（図示せず）を流れる空気を加熱して暖める。そして、この暖められた空気は、吹出口８ｅから車室１内に吹き出されて車室１内を暖めることになる。
【００５８】
一方、第２の外部熱交換器１８内の圧縮冷媒は、水用熱交換器２６内のエンジン冷却水を介して第３の外部熱交換器２０内に流入する液体冷媒を加熱し、第３の外部熱交換器２０内の低圧の液体冷媒の蒸発を促進する。
（変形例）
以上説明した実施例では、エンジン３の図示しないウォータジャケットからヒータコア８ａに供給されるエンジン冷却水を流す水用熱交換器２６を設けて、この水用熱交換器２６と冷媒用の第２，第３の外部熱交換器１８，２０との間で熱の授受を行わせることにより、冷媒凝縮用の第２の外部熱交換器１８内の圧縮冷媒の熱で水用熱交換器２６内のエンジン冷却水を加熱させると共に、冷媒用の第２の外部熱交換器１８内の圧縮冷媒の熱を水用熱交換器２６内のエンジン冷却水を介して冷媒蒸発用の第３の外部熱交換器２０内に流入する液体冷媒を加熱するようにしたが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００５９】
例えば、上述した水用熱交換器２６を省略して、ヒータコア８ａのエンジン冷却水出口とエンジン３のウォータジャケット（図示せず）のエンジン冷却水入口との間の流路（配管）途中に水用熱交換器２７を水用熱交換手段として介装すると共に、この水用熱交換器２７を第２，第３の外部熱交換器１８，２０間に介装した構成としても良い。
【００６０】
この構成によれば、冷媒用の第２の外部熱交換器１８内を流れる圧縮冷媒は、水用熱交換器２７との間で熱の授受を行って、ヒータコア８ａからエンジン３の図示しないウォータジャケット側に流れるエンジン冷却水を水用熱交換器２７内で加熱する一方、第３の外部熱交換器２０との間で熱の授受を行って、第３の外部熱交換器２０内に流入する低圧の液体冷媒を加熱し、第３の外部熱交換器２０内の低圧の液体冷媒の蒸発を促進させる。
【００６１】
尚、水用熱交換器２７，冷媒用の第２，第３の外部熱交換器１８，２０等は冷却水加熱用熱交換手段２８′を構成している。
（その他１）
以上説明したように、この発明の実施の形態の車両用空調装置は、冷媒を、エンジン駆動される圧縮機１１，車室１外の冷媒凝縮用の第１の外部熱交換器１２，第１の膨脹手段又は減圧手段１４，車室内の空気冷却及び液体冷媒蒸発用の内部熱交換器（エバポレータ７ａ）の順に循環させる冷房用冷媒循環回路（冷房冷媒循環回路９ａ）と、エンジン冷却水をエンジンのウォータジャケットと車室１内のヒータコアとの間で循環させる暖房用冷却水循環回路（１０）を有する。
【００６２】
また、車両用空調装置は、前記第１の外部熱交換器１２及び前記内部熱交換器（エバポレータ７ａ）と並列に前記圧縮機１１に接続されたバイパス流路と、前記圧縮機１１の冷媒吐出口を前記第１の外部熱交換器１２と前記バイパス流路とのいずれかに切り換え連通させる電磁切換弁（三方電磁切換弁１７）を有する。
【００６３】
更に、車両用空調装置は、前記ウォータジャケットと前記ヒータコア８ａとの間に流路途中に介装された水用熱交換手段（水用熱交換器２６，２７の一方）及び前記バイパス流路の途中に設けられて前記水用熱交換手段（水用熱交換器２６，２７の一方）との間で熱の授受を行う冷媒用熱交換手段２３を有する冷却水加熱用熱交換手段（２８，２８′）と、前記エンジン冷却水の温度を検出して温度信号を出力する水温検出センサ３０を備えている。
【００６４】
更に、車両用空調装置は、前記エンジン駆動時の前記エンジン冷却水の温度が所定値以下のときに前記圧縮機１１を作動させると共に前記電磁切換弁（三方電磁切換弁１７）を作動制御して前記圧縮機１１の冷媒吐出口を前記バイパス流路に連通させる制御手段（コントロールユニット２９）を有する。
【００６５】
また、前記冷媒用熱交換手段２３は、前記バイパス流路の途中に設けられた冷媒凝縮用の第２の外部熱交換器１８と、前記第２の外部熱交換器１８で凝縮された冷媒を膨張させる第２の膨脹手段又は減圧手段１９と、前記第２の膨脹手段又は減圧手段１９で膨張させられた液体冷媒から吸熱して液体冷媒を蒸発させる第３の外部熱交換器２０を備えている。
【００６６】
しかも、前記水用熱交換手段は前記ウォータジャケットと戦記ヒータコア８ａとの間を流れるエンジン冷却水を流す水用熱交換器（水用熱交換器２６と水用熱交換器２７の一方）を備え、前記水用熱交換器（水用熱交換器２６と水用熱交換器２７の一方）は前記，第２，第３の外部熱交換器１８，２０間に介装されている。
【００６７】
この構成によれば、外気温度が低い場合におけるエンジン始動初期にエンジン冷却水を用いて車室内の暖房を行う際に、エンジン冷却水の温度を急速に上昇させることができる。即ち、外気温度が低い場合におけるエンジン始動初期に、冷媒用の第２の外部熱交換器の放熱を利用してエンジン冷却水を加熱して、エンジン冷却水の温度を急速に上昇させることができる。
【００６８】
また、第２の外部熱交換器の放熱を利用して液体冷媒蒸発用の第３の外部熱交換器内に流入する低圧の液体冷媒を加熱して、液体冷媒の蒸発を促進させることができる。
（その他２）
また、この発明の実施の形態の車両用空調装置において、前記水用熱交換器は前記ウォータジャケットからヒータコアに流れるエンジン冷却水を流す水用熱交換器２６であると共に、前記水用熱交換器２６は前記第２，第３の外部熱交換器１８，２０間に介装されている。
【００６９】
この構成によれば、エンジンの冷却水加熱用の冷凍サイクルにおいて、前記第２の外部熱交換器１８内の高圧高熱の圧縮冷媒の熱は、エンジン３のウォータジャケット（図示せず）からヒータコア側に流れる水用熱交換器２６内のエンジン冷却水を加熱することができるので、エンジン冷却水の加熱効率を向上させることができる。
【００７０】
しかも、第２の外部熱交換器１８内の高圧高熱の圧縮冷媒の熱の一部は、水用熱交換器２６を介して第３の外部熱交換器２０内に流入する低圧の液体冷媒を加熱して蒸発を促進させることができる。
【００７１】
また、水用熱交換器２６は第２，第３の外部熱交換器間に介装されているので、水用熱交換器（第１の水用熱交換器２６）を第２，第３の外部熱交換器を一体に設けて一つの熱交換手段とすることができ、水加熱用の熱交換手段の取扱性を向上させることができると共に、配置スペースを確保し易くできる。
（その他３）
また、この発明の実施の形態の車両用空調装置において、前記水用熱交換器は前記ヒータコア８ａから前記ウォータジャケットに流れるエンジン冷却水を流す水用熱交換器２７であると共に、前記水用熱交換器２７は前記第２，第３の外部熱交換器間に介装されている。
【００７２】
この構成によれば、エンジンの冷却水加熱用の冷凍サイクルにおいて、前記第２の外部熱交換器１８内の高圧高熱の圧縮冷媒は、ヒータコアからエンジン３のウォータジャケット（図示せず）側に流れるエンジン冷却水を加熱することができるので、エンジン冷却水の加熱効率を向上させることができる。しかも、第２の外部熱交換器１８内の高圧高熱の圧縮冷媒は、水用熱交換器２７を介して第３の外部熱交換器２０内に流入する低圧の液体冷媒を加熱して蒸発を促進させることができる。
【００７３】
また、水用熱交換器２７は第２，第３の外部熱交換器間に介装されているので、水用熱交換器２７は第２，第３の外部熱交換器を一体に設けて一つの熱交換手段とすることができ、水加熱用の熱交換手段の取扱性を向上させることができると共に、配置スペースを確保し易くできる。
【００７４】
更に、この発明の実施の形態において、アキュームレータ１６は第１の一方向弁１５及び第２の一方向弁２１の下流側へ配置した例を示したが、これに限定されない。例えば、アキュームレータ１６は第１の一方向弁１５の下流側であり且つ第２の一方向弁２１を配置する第３バイパス冷媒配管２０ａと第４の冷媒配管１５ａとの接続部の上流側に配置させても良く、又は、第２の一方向弁２１の上流側に配置させても良い。このようにアキュームレータ１６を配置することにより、エンジン始動初期もしくは、低外気時に発生する冷媒ガスの液化現象をアキュームレータ１６内に貯留させることで冷却水加熱用熱交換手段２８である、第１，第２の水用熱交換器２６，２７との間に介在する第２の外部熱交換器１８との熱交換のロスが低減され、エンジン冷却水の温度を急速に上昇させることができると共に即暖性が確保でき、車室内を快適に成し得る。
【符号の説明】
【００７５】
１・・・車室
７ａ・・・エバポレータ（内部熱交換器）
８ａ・・・ヒータコア
９・・・冷媒循環回路
９ａ・・・冷房冷媒循環回路（冷房回路）
１０・・・暖房用冷却水循環回路
１１・・・圧縮機
１２・・・第１の外部熱交換器
１４・・・第１の膨脹手段又は減圧手段
１７・・・三方電磁切換弁（電磁切換弁）
１８・・・第２の外部熱交換器
１９・・・第２の膨脹手段又は減圧手段
２０・・・第３の外部熱交換器
２３・・・冷媒用熱交換手段
２６・・・水用熱交換器（水用熱交換手段）
２７・・・水用熱交換器（水用熱交換手段）
２８・・・冷却水加熱用熱交換手段
２８，２８′・・・冷却水加熱用熱交換手段
２９・・・コントロールユニット（制御手段）
３０・・・水温検出センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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