(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（１０）および走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車両に適用される車両用空調装置であって、
車両の走行状態に応じて作動が制御される前記エンジン（１０）の廃熱によって加熱される冷却水を循環させる循環回路（１１）に配置されて、前記冷却水を熱源として車室内へ送風される送風空気を加熱する加熱手段（１３）と、
前記加熱手段（１３）にて加熱された前記送風空気をさらに加熱する補助加熱手段（２２）と、
前記加熱手段（１３）の加熱能力を制御する加熱能力制御手段（６０ａ）と、
前記補助加熱手段（２２）の加熱能力を制御する補助加熱能力制御手段（６０ｂ）とを備え、
さらに、前記エンジン（１０）は、前記エンジン（１０）自体の温度が予め定めた基準温度（Ｔ１）に近づくように、作動が制御されており、
前記基準温度（Ｔ１）は、前記冷却水の流路をラジエータ（１５）側の流路と前記ラジエータ（１５）のバイパス回路側とで切り替えるサーモスタット弁の作動温度に比較して低い温度であり、
前記加熱能力制御手段（６０ａ）は、前記加熱手段（１３）にて前記送風空気を加熱した後の冷却水が前記エンジン（１０）に戻った際に、前記エンジン（１０）自体の温度が前記基準温度（Ｔ１）に近づくように、前記加熱手段（１３）の加熱能力を制御し、
前記補助加熱能力制御手段（６０ｂ）は、前記送風空気が所望の温度となるように、前記補助加熱手段（２２）の加熱能力を制御することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
エンジン（１０）および走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車両に適用される車両用空調装置であって、
車両の走行状態に応じて作動が制御される前記エンジン（１０）の廃熱によって加熱される冷却水を循環させる循環回路（１１）に配置されて、前記冷却水を熱源として車室内へ送風される送風空気を加熱する加熱手段（１３）と、
前記加熱手段（１３）にて加熱された前記送風空気をさらに加熱する補助加熱手段（２２）と、
前記加熱手段（１３）の加熱能力を制御する加熱能力制御手段（６０ａ）と、
前記補助加熱手段（２２）の加熱能力を制御する補助加熱能力制御手段（６０ｂ）とを備え、
さらに、前記エンジン（１０）は、前記エンジン（１０）自体の温度が予め定めた基準温度（Ｔ１）以上となるように、作動が制御されており、
前記基準温度（Ｔ１）は、前記冷却水の流路をラジエータ（１５）側の流路と前記ラジエータ（１５）のバイパス回路側とで切り替えるサーモスタット弁の作動温度に比較して低い温度であり、
前記加熱能力制御手段（６０ａ）は、前記加熱手段（１３）にて前記送風空気を加熱した後の冷却水が前記エンジン（１０）に戻った際に、前記エンジン（１０）自体の温度が前記基準温度（Ｔ１）以上となるように、前記加熱手段（１３）の加熱能力を制御し、
前記補助加熱能力制御手段（６０ｂ）は、前記送風空気が所望の温度となるように、前記補助加熱手段（２２）の加熱能力を制御することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
前記エンジン（１０）自体の温度として、前記冷却水の温度が用いられていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
さらに、前記加熱手段（１３）の加熱能力を変化させる加熱能力変更手段（１４、１６、１７、３７）を備え、
前記加熱能力制御手段（６０ａ）は、前記加熱能力変更手段（１４、１６、１７、３７）の作動を制御することによって、前記加熱手段（１３）の加熱能力を制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記加熱手段は、前記冷却水と前記送風空気とを熱交換させる加熱用熱交換器（１３）であり、
前記加熱能力変更手段（１４、１６、１７）は、前記加熱用熱交換器（１３）を流通する前記冷却水の流量を変化させることによって、前記加熱手段（１３）の加熱能力を変化させることを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記加熱能力変更手段は、前記加熱用熱交換器（１３）を流通する前記冷却水の流量を調整する流量調整弁（１４）であることを特徴とする請求項５に記載の車両用空調装置。
【請求項７】
前記加熱能力変更手段は、前記冷却水が前記加熱用熱交換器（１３）を迂回して流れるバイパス通路（１６）および前記バイパス通路（１６）の開度を調整する開度調整弁（１７）で構成されていることを特徴とする請求項５に記載の車両用空調装置。
【請求項８】
前記加熱能力制御手段（６０ａ）は、前記加熱用熱交換器（１３）にて前記送風空気を加熱する前の前記冷却水の温度の上昇に伴って、前記加熱用熱交換器（１３）を流通する前記冷却水の流量を増加させることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項９】
前記加熱手段は、前記冷却水と前記送風空気とを熱交換させる加熱用熱交換器（１３）であり、
前記加熱能力変更手段（３７）は、前記加熱用熱交換器（１３）を流通する前記送風空気の流量を変化させることによって、前記加熱手段（１３）の加熱能力を変化させることを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。
【請求項１０】
前記加熱能力変更手段（３７）は、前記加熱用熱交換器（１３）を流通させる前記送風空気の流量と前記加熱用熱交換器（１３）を迂回させる前記送風空気の流量との流量割合を変化させることによって、前記加熱用熱交換器（１３）を流通する前記送風空気の流量を変化させることを特徴とする請求項９に記載の車両用空調装置。
【請求項１１】
前記基準温度（Ｔ１）は、前記エンジン（１０）に暖機が必要とされる温度以上の値に設定されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項１２】
前記加熱能力制御手段（６０ａ）は、前記車両の車速（Ｖｖ）が予め定めた基準車速（ＫＶｖ）より低くなっている場合は、前記車速（Ｖｖ）が前記基準車速（ＫＶｖ）以上となっている場合よりも、前記加熱手段（１３）にて前記送風空気を加熱した後の冷却水が前記エンジン（１０）に戻った際の前記エンジン（１０）自体の温度が増加するように、前記加熱手段（１３）の加熱能力を制御することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項１３】
前記補助加熱手段は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル（２０）において圧縮機（２１）から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（２２）であり、
前記補助加熱能力制御手段（６０ｂ）は、前記圧縮機（２１）の冷媒吐出能力を変化させることによって、前記放熱器（２２）の加熱能力を制御することを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項１４】
前記圧縮機は、電力を供給されることによって作動する電動圧縮機（２１）であることを特徴とする請求項１３に記載の車両用空調装置。
【請求項１５】
前記補助加熱能力制御手段（６０ｂ）は、前記加熱能力制御手段（６０ａ）が前記加熱手段（１３）の加熱能力を低下させる前に、前記補助加熱手段（２２）の加熱能力を増加させることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１つに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、車両の走行状態に応じて作動が制御される車載機器の廃熱を熱源として車室内暖房を行う車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に、ヒートポンプサイクルにおいて冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する室内熱交換器、およびエンジン冷却水を熱源とする加熱用熱交換器であるヒータコアの双方の加熱手段にて車室内へ送風される送風空気を加熱し、車室内の暖房を行う車両用空調装置が開示されている。
【０００３】
さらに、この特許文献１の車両用空調装置では、ヒータコアに対して送風空気流れ上流側に室内熱交換器を配置して、室内熱交換器にて加熱された送風空気をヒータコアにて再加熱する構成を採用している。そして、流量調整弁によってヒータコアへ供給されるエンジン冷却水の流量を調整することで、車室内へ吹き出される送風空気の温度調整を可能としている。
【０００４】
つまり、特許文献１の車両用空調装置では、車載機器であるエンジンの廃熱を熱源として室内熱交換器にて加熱された送風空気を再加熱する際に、エンジンの廃熱の利用度合を変化させることによって車室内へ吹き出される送風空気の温度を調整して、快適な車室内温度となる適切な暖房を実現しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１の車両用空調装置の構成で車室内の適切な暖房を行うためには、エンジン冷却水の温度が室内熱交換器にて加熱された送風空気の温度よりも高くなっている必要がある。そのため、特許文献１の車両用空調装置を、エンジンおよび走行用電動モータから走行用駆動力を得る、いわゆるハイブリッド車両に適用すると、車室内の適切な暖房を実現できなくなってしまうことがある。
【０００７】
その理由は、ハイブリッド車両では、燃費向上のためにエンジンを停止した状態で走行用電動モータの駆動力のみによって走行する走行状態となることがあり、このような走行状態では、エンジンの廃熱を十分に得ることができなくなってしまうからである。その結果、エンジン冷却水の温度が室内熱交換器にて加熱された送風空気の温度よりも低くなり、車室内の適切な暖房を実現できなくなってしまう。
【０００８】
この問題を解決する手段として、ハイブリッド車両であっても車室内の暖房時にはエンジンを作動させて、適切な暖房を実現するために必要な廃熱を得る手段が考えられる。しかしながら、走行用電動モータの駆動力のみによって走行する走行状態は、車両走行のためにエンジンに駆動力を出力させる必要のない走行状態であるから、適切な暖房を実現するためにエンジンを作動させることは、車両燃費を著しく悪化させてしまう要因となる。
【０００９】
また、このような燃費悪化の問題は、特許文献１の車両用空調装置を、燃料電池から走行用電動モータへ電力を供給する、いわゆる燃料電池車両に適用して、ヒータコアの熱源として電池冷却水を用いる場合であっても同様に生じ得る。その理由は、燃料電池車両では、燃料電池の発電効率向上のために、走行状態に応じて電池冷却水の循環流量を制御する等の手段を用いて、燃料電池自体の温度を所定の温度に維持しているからである。
【００１０】
この際、電池冷却水の温度が室内熱交換器にて加熱された送風空気の温度よりも低く維持されていると、車室内の適切な暖房を実現できなくなってしまう。さらに、車室内の暖房時に、適切な暖房を実現するために電池冷却水の温度を上昇させると、燃料電池の発電効率が低下して車両燃費を悪化させてしまう。
【００１１】
上記点に鑑みて、本発明は、車室内を暖房する際の熱源となる車載機器の廃熱が適切な暖房を行うために不十分となることがある車両用空調装置において、車両燃費の悪化を抑制しつつ、車室内の暖房を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、エンジン（１０）および走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車両に適用される車両用空調装置であって、車両の走行状態に応じて作動が制御されるエンジン（１０）の廃熱によって加熱される冷却水を循環させる循環回路（１１）に配置されて、冷却水を熱源として車室内へ送風される送風空気を加熱する加熱手段（１３）と、加熱手段（１３）にて加熱された送風空気をさらに加熱する補助加熱手段（２２）と、加熱手段（１３）の加熱能力を制御する加熱能力制御手段（６０ａ）と、補助加熱手段（２２）の加熱能力を制御する補助加熱能力制御手段（６０ｂ）とを備え、
さらに、エンジン（１０）は、エンジン（１０）自体の温度が予め定めた基準温度（Ｔ１）に近づくように、作動が制御されており、基準温度（Ｔ１）は、冷却水の流路をラジエータ（１５）側の流路とラジエータ（１５）のバイパス回路側とで切り替えるサーモスタット弁の作動温度に比較して低い温度であり、
加熱能力制御手段（６０ａ）は、加熱手段（１３）にて送風空気を加熱した後の冷却水がエンジン（１０）に戻った際に、エンジン（１０）自体の温度が基準温度（Ｔ１）に近づくように、加熱手段（１３）の加熱能力を制御し、補助加熱能力制御手段（６０ｂ）は、送風空気が所望の温度となるように、補助加熱手段（２２）の加熱能力を制御する車両用空調装置を特徴とする。
【００１３】
これによれば、エンジン（１０）および走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車両に適用される車両用空調装置において、加熱手段（１３）にて加熱された送風空気を補助加熱手段（２２）にて再加熱する構成を採用して、送風空気の温度が所望の温度となるように補助加熱手段（２２）の加熱能力が制御されるので、エンジン（１０）の作動停止により冷却水の温度が適切な暖房を行うために不十分な低い温度に低下しても、補助加熱手段（２２）の加熱能力によって車室内へ吹き出される送風空気の温度を十分に上昇させて、車室内の暖房を実現することができる。
【００１４】
さらに、加熱手段（１３）にて送風空気を加熱した後の温度低下した冷却水がエンジン（１０）に戻った際に、エンジン（１０）自体の温度が基準温度（Ｔ１）に近づくように、加熱手段（１３）の加熱能力が制御されるので、エンジン（１０）自体の温度が基準温度（Ｔ１）に対して大きく低下してしまうことを抑制できる。
【００１５】
従って、車室内の暖房を行うためにエンジン（１０）の廃熱を用いても、これに起因してエンジン（１０）を不必要に作動させて車両燃費を悪化させることを抑制できる。その結果、冷却水を加熱するエンジン（１０）の廃熱が適切な暖房を行うために不十分となっても、車両燃費の悪化を抑制しつつ、車室内の暖房を実現することができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明では、エンジン（１０）および走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車両に適用される車両用空調装置であって、車両の走行状態に応じて作動が制御されるエンジン（１０）の廃熱によって加熱される冷却水を循環させる循環回路（１１）に配置されて、冷却水を熱源として車室内へ送風される送風空気を加熱する加熱手段（１３）と、加熱手段（１３）にて加熱された送風空気をさらに加熱する補助加熱手段（２２）と、加熱手段（１３）の加熱能力を制御する加熱能力制御手段（６０ａ）と、補助加熱手段（２２）の加熱能力を制御する補助加熱能力制御手段（６０ｂ）とを備え、
さらに、エンジン（１０）は、エンジン（１０）自体の温度が予め定めた基準温度（Ｔ１）以上となるように、作動が制御されており、基準温度（Ｔ１）は、冷却水の流路をラジエータ（１５）側の流路とラジエータ（１５）のバイパス回路側とで切り替えるサーモスタット弁の作動温度に比較して低い温度であり、
加熱能力制御手段（６０ａ）は、加熱手段（１３）にて送風空気を加熱した後の熱媒体が車載機器（１０）に戻った際に、車載機器（１０）自体の温度が基準温度（Ｔ１）以上となるように、加熱手段（１３）の加熱能力を制御し、補助加熱能力制御手段（６０ｂ）は、送風空気が所望の温度となるように、補助加熱手段（２２）の加熱能力を制御することを特徴とする。
【００１７】
これによれば、請求項１に記載の発明と同様に、冷却水の温度が適切な暖房を行うために不十分となっても、補助加熱手段（２２）の加熱能力によって車室内へ吹き出される送風空気の温度を十分に上昇させて、車室内の暖房を実現することができる。
【００１８】
さらに、加熱手段（１３）にて送風空気を加熱した後の温度低下した冷却水がエンジン（１０）に戻った際に、エンジン（１０）自体の温度が基準温度（Ｔ１）以上となるように、加熱手段（１３）の加熱能力が制御されるので、エンジン（１０）自体の温度が基準温度（Ｔ１）より低くなってしまうことを抑制できる。
【００１９】
従って、車室内の暖房を行うためにエンジン（１０）の廃熱を用いても、これに起因してエンジン（１０）を不必要に作動させて車両燃費を悪化させることを抑制できる。その結果、冷却水を加熱するエンジン（１０）の廃熱が適切な暖房を行うために不十分となっても、車両燃費の悪化を抑制しつつ、車室内の暖房を実現することができる。
【００２０】
なお、請求項１および請求項２におけるエンジン（１０）自体の温度としては、エンジン（１０）の内部温度あるいは外表面温度のようなエンジン（１０）そのものの温度のみを意味するものではなく、エンジン（１０）自体の温度に相関を有する温度を含む意味である。
【００２１】
つまり、請求項３に記載の発明のように、請求項１または２に記載の車両用空調装置において、エンジン（１０）自体の温度として、冷却水の温度（Ｔｗ）が用いられていてもよい。より具体的には、冷却水の温度のうち、エンジン（１０）自体の温度に高い相関関係を有する、エンジン（１０）の内部を流通する冷却水の温度、エンジン（１０）から流出した直後の冷却水の温度、エンジン（１０）へ流入する直前の冷却水の温度が、エンジン（１０）自体の温度として用いられていてもよい。
【００２２】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、具体的に、さらに、加熱手段（１３）の加熱能力を変化させる加熱能力変更手段（１４、１６、１７、３７）を備え、加熱能力制御手段（６０ａ）は、加熱能力変更手段（１４、１６、１７、３７）の作動を制御することによって、加熱手段（１３）の加熱能力を制御することを特徴としている。
【００２３】
そして、請求項５に記載の発明のように、請求項４に記載の車両用空調装置において、加熱手段は、冷却水と送風空気とを熱交換させる加熱用熱交換器（１３）であり、加熱能力変更手段（１４、１６、１７）は、加熱用熱交換器（１３）を流通する冷却水の流量を変化させることによって、加熱手段（１３）の加熱能力を変化させるようになっていてもよい。
【００２４】
さらに、具体的に、請求項６に記載の発明のように、この加熱能力変更手段は、加熱用熱交換器（１３）を流通する冷却水の流量を調整する流量調整弁（１４）であってもよいし、請求項７に記載の発明のように、この加熱能力変更手段は、冷却水が加熱用熱交換器（１３）を迂回して流れるバイパス通路（１６）およびバイパス通路（１６）の開度を調整する開度調整弁（１７）で構成されていてもよい。これにより、容易に加熱能力変更手段を構成することができる。
【００２５】
請求項８に記載の発明では、請求項５ないし７のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、加熱能力制御手段（６０ａ）は、加熱用熱交換器（１３）にて送風空気を加熱する前の冷却水の温度の上昇に伴って、加熱用熱交換器（１３）を流通する冷却水の流量を増加させることを特徴とする。
【００２６】
ここで、加熱手段（１３）にて送風空気を加熱する前の冷却水の温度が十分に上昇している場合は、加熱用熱交換器（１３）を流通する冷却水の流量を増加させて加熱用熱交換器（１３）の加熱能力を上昇させても、加熱手段（１３）にて送風空気を加熱した後の温度低下した冷却水がエンジン（１０）に戻ったとしても、エンジン（１０）自体の温度が低下してしまう低下度合が少ない。
【００２７】
さらに、加熱用熱交換器（１３）の加熱能力の上昇に伴って、補助加熱手段（２２）の加熱能力を低下させることができる。従って、エンジン（１０）の廃熱を有効に活用しながら、車両燃費の悪化を抑制しつつ、車室内の暖房を実現することができる。
【００２８】
また、請求項９に記載の発明のように、請求項４に記載の車両用空調装置において、加熱手段は、冷却水と送風空気とを熱交換させる加熱用熱交換器（１３）であり、加熱能力変更手段（３７）は、加熱用熱交換器（１３）を流通する送風空気の流量を変化させることによって、前記加熱手段（１３）の加熱能力を変化させるようになっていてもよい。これにより、容易に加熱能力変更手段を構成することができる。
【００２９】
さらに、具体的に、請求項１０に記載の車両用空調装置のように、加熱能力変更手段（３７）は、加熱用熱交換器（１３）を流通させる送風空気の流量と加熱用熱交換器（１３）を迂回させる送風空気の流量との流量割合を変化させることによって、加熱用熱交換器（１３）を流通する送風空気の流量を変化させるようにしてもよい。
【００３１】
請求項１１に記載の発明のように、請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、基準温度（Ｔ１）は、エンジン（１０）に暖機が必要とされる温度以上の値に設定されていてもよい。
【００３２】
なお、本請求項における暖機が必要とされる温度とは、車載機器（１０）そのものの性能を適切に発揮するために必要とされる車載機器（１０）自体の温度のみを意味するものではなく、車載機器（１０）に接続された他の機器類の性能を適切に発揮するために必要とされる温度を含む意味である。
【００３３】
請求項１２に記載の発明では、請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、加熱能力制御手段（６０ａ）は、車両の速度（Ｖｖ）が予め定めた基準車速（ＫＶｖ）より低くなっている場合は、車速（Ｖｖ）が基準車速（ＫＶｖ）以上となっている場合よりも、加熱手段（１３）にて送風空気を加熱した後の冷却水がエンジン（１０）に戻った際のエンジン（１０）自体の温度が増加するように、加熱手段（１３）の加熱能力を制御することを特徴とする。
【００３４】
これによれば、低車速時に高車速時よりもエンジン（１０）自体の温度を高温に維持できるので、エンジン（１０）の廃熱が少なくなる低車速時に、送風空気を加熱した後の温度低下した冷却水をエンジン（１０）に戻してエンジン（１０）自体の温度が急低下したとしても、エンジン（１０）自体の温度が基準温度（Ｔ１）より低くなってしまうことを、効果的に抑制できる。
【００３５】
請求項１３に記載の発明のように、請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、具体的に、補助加熱手段は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル（２０）において圧縮機（２１）から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（２２）であり、補助加熱能力制御手段（６０ｂ）は、圧縮機（２１）の冷媒吐出能力を変化させることによって、放熱器（２２）の加熱能力を制御するようになっていてもよい。これにより、容易に補助加熱手段（２２）の加熱能力を変更することができる。
【００３６】
さらに、請求項１４に記載の発明のように、この圧縮機は、電力を供給されることによって作動する電動圧縮機（２１）であってもよい。
【００３７】
請求項１５に記載の発明では、請求項１ないし１４のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、補助加熱能力制御手段（６０ｂ）は、加熱能力制御手段（６０ａ）が加熱手段（１３）の加熱能力を低下させる前に、補助加熱手段（２２）の加熱能力を増加させることを特徴とする。
【００３８】
これによれば、加熱能力制御手段（６０ａ）が加熱手段（１３）の加熱能力を低下させる前に、補助加熱能力制御手段（６０ｂ）が補助加熱手段（２２）の加熱能力を増加させるので、加熱手段（１３）の加熱能力の低下によって送風空気の温度が低下してしまう前に、補助加熱手段（２２）によって送風空気を加熱できる。従って、乗員の暖房感を損ねることがない。
【００４０】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。
【図２】第１実施形態の車両用空調装置の電気制御部を示すブロック図である。
【図３】（ａ）は、エンジン作動時の冷却水温度の変化を示す説明図であり、（ｂ）は、暖機制御時の冷却水温度の変化を示す説明図である。
【図４】第１実施形態の暖機制御における制御特性図である。
【図５】第１実施形態の車両用空調装置の制御を示すフローチャートである。
【図６】第１実施形態の許容加熱能力を決定するための制御特性図である。
【図７】冷却水温度、冷却水流量および許容加熱能力の関係を示す説明図である。
【図８】ヒータコアと室内凝縮器を通過する送風空気の温度変化を示す説明図である。
【図９】（ａ）は、ヒータコアの加熱能力制御を行わない場合の冷却水温度の変化を示す説明図であり、（ｂ）は、本実施形態の冷却水温度の変化を示す説明図である。
【図１０】第２実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。
【図１１】第３実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。
【図１２】第４実施形態による送風空気の合計加熱能力の変化を示す説明図である。
【図１３】第５実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。
【図１４】第５実施形態の暖機制御における制御特性図である。
【図１５】第６実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
（第１実施形態）
図１〜８により、本発明の第１実施形態を説明する。図１は、本実施形態の車両用空調装置１の全体構成図である。本実施形態では、車両用空調装置１を、内燃機関（エンジン）１０および走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る、いわゆるハイブリッド車両に適用している。
【００４３】
本実施形態のハイブリッド車両は、車両の走行負荷に応じてエンジン１０を作動あるいは停止させて、エンジン１０および走行用電動モータの双方から駆動力を得て走行する走行状態や、エンジンを停止させて走行用電動モータのみから駆動力を得て走行する、ＥＶ走行と呼ばれる走行状態等を切り替えることができる。これにより、車両走行用の駆動源としてエンジン１０のみを有する車両に対して燃費を向上させている。
【００４４】
従って、本実施形態のエンジン１０は、車両の走行状態に応じて作動が制御される車載機器である。具体的には、エンジン１０は、後述するエンジン制御装置５０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。また、エンジン１０は作動時に発熱を伴うので、エンジン１０には、エンジン１０を冷却するためのエンジン冷却水（熱媒体）を循環させる循環回路としての冷却水回路１１が接続されている。
【００４５】
冷却水回路１１には、冷却水ポンプ１２、ヒータコア１３、流量調整弁１４、およびラジエータ１５等が配置されている。冷却水ポンプ１２は、エンジン制御装置５０から出力される制御信号によって回転数（エンジン冷却水循環量）が制御される電動式の水ポンプである。なお、図１の冷却水回路１１における破線矢印は、エンジン冷却水の流れ方向を示している。
【００４６】
ヒータコア１３は、後述する車両用空調装置１の室内空調ユニット３０内に形成された車室内へ送風される送風空気の空気通路に配置され、車室内の暖房時および除湿暖房時に、エンジン冷却水と送風空気とを熱交換させて送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。換言すると、ヒータコア１３は、エンジン１０の廃熱によって加熱された熱媒体であるエンジン冷却水を熱源として送風空気を加熱する加熱手段である。
【００４７】
流量調整弁１４は、ヒータコア１３を流通するエンジン冷却水の流量を変化させることによって、ヒータコア１３の加熱能力（放熱能力）を変化させる加熱能力変更手段である。具体的には、流量調整弁１４は、開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の開度を可変制御する電動アクチュエータとを有して構成されている。さらに、流量調整弁１４は、後述する空調制御装置６０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００４８】
ラジエータ１５は、エンジン冷却水と室外空気（外気）とを熱交換させてエンジン冷却水を冷却する放熱用の熱交換器である。従って、ラジエータ１５は、エンジン冷却水がエンジン１０の内部を貫流する際に吸熱したエンジン１０の廃熱を、大気に放熱する機能を果たす。なお、本実施形態の冷却水回路１１では、ヒータコア１３とラジエータ１５とをエンジン冷却水の流れに対して並列的に配置している。
【００４９】
また、冷却水回路１１には、ラジエータ１５を迂回する図示しないバイパス回路が設けられ、さらにエンジン冷却水の温度が所定値（本実施形態では、９０℃）以下になるとバイパス回路側へエンジン冷却水を流すサーモスタット弁（図示せず）が配置されている。これにより、エンジン１０自体の温度が低下して、エンジンオイルの粘度増加によるフリクションロスの発生や、排気ガスの温度低下による排気ガス浄化用触媒の作動不良を抑制している。
【００５０】
ところで、前述の如く、本実施形態のハイブリッド車両では、車両の走行負荷に応じてエンジン１０が停止することがある。このような走行状態では、エンジン１０自体の温度が低下してしまうことがある。そこで、エンジン制御装置５０では、後述するように、エンジン冷却水の温度が所定値以下になったときに、走行状態とは無関係にエンジンを作動させる暖機制御を行っている。
【００５１】
次に、本実施形態の車両用空調装置１の構成について説明する。この車両用空調装置１は、車室内を冷房する冷房モード、車室内を暖房する暖房モード、および、車室内を除湿して暖房する除湿暖房モードの冷媒回路を切替可能に構成された蒸気圧縮式の冷凍サイクル２０を備えている。なお、図１の冷凍サイクル２０における太線矢印は、冷房モードにおける冷媒の流れ方向を示している。
【００５２】
冷凍サイクル２０は、圧縮機２１、冷媒と車室内へ送風される送風空気とを熱交換させる室内熱交換器としての室内凝縮器２２および室内蒸発器２３、冷媒を減圧膨張させる減圧手段としての電気式膨張弁２４および固定絞り２５、冷媒と室外空気（外気）とを熱交換させる室外熱交換器２６、並びに、冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段としての複数（本実施形態では２つ）の電気式切替弁２７、２８等を備えている。
【００５３】
また、この冷凍サイクル２０では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。
【００５４】
圧縮機２１は、エンジンルーム内に配置され、冷凍サイクル２０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するもので、吐出容量が固定された固定容量型圧縮機構２１ａを電動モータ２１ｂにて駆動する電動圧縮機として構成されている。固定容量型圧縮機構２１ａとしては、具体的に、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用できる。
【００５５】
電動モータ２１ｂは、インバータ６６から出力される交流電圧によって、その作動（回転数）が制御される交流モータである。また、インバータ６６は、後述する空調制御装置６０から出力される制御信号に応じた周波数の交流電圧を出力する。そして、この回転数制御によって、圧縮機２１の冷媒吐出能力が変更される。従って、電動モータ２１ｂは、圧縮機２１の吐出能力変更手段を構成している。
【００５６】
圧縮機２１の吐出側には、室内凝縮器２２の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器２２は、室内空調ユニット３０内に形成された送風空気の空気通路のうち、ヒータコア１３の送風空気流れ下流側に配置されて、その内部を流通する冷媒と後述する室内蒸発器２３通過後の送風空気とを熱交換させる。
【００５７】
従って、室内凝縮器２２は、冷媒を放熱させる放熱器として機能するとともに、送風空気を加熱する加熱用熱交換器として機能する。より詳細には、室内凝縮器２２は、ヒータコア１３の空気流れ下流側に配置されて、加熱手段であるヒータコア１３にて加熱された送風空気をさらに加熱する補助加熱手段を構成している。
【００５８】
ところで、室内凝縮器２２へ流入する圧縮機２１吐出冷媒の温度は、圧縮機２１吐出冷媒の圧力上昇に伴って上昇する。このことは、室内凝縮器２２の加熱能力が、圧縮機２１の冷媒吐出能力の増加に伴って増加することを意味している。従って、圧縮機２１の吐出能力変更手段を構成する電動モータ２１ｂは、補助加熱手段の補助加熱能力変更手段としての機能を兼ね備えている。
【００５９】
室内凝縮器２２の冷媒出口側には、第１電気式切替弁２７が接続されている。この第１電気式切替弁２７は、空調制御装置６０から出力される制御信号によって、その作動が制御される冷媒回路切替手段である。より具体的には、第１電気式切替弁２７は、室内凝縮器２２の出口側と室外熱交換器２６の入口側とを接続する冷媒回路、および室内凝縮器２２の出口側と固定絞り２５の入口側とを接続する冷媒回路を切り替える。
【００６０】
固定絞り２５は、暖房モード時および除湿暖房モード時に、第１電気式切替弁２７から流出した冷媒を減圧膨張させる暖房用の減圧手段である。この固定絞り２５としては、キャピラリチューブ、オリフィス等を採用できる。固定絞り２５の冷媒出口側には、室外熱交換器２６の入口側が接続されている。
【００６１】
室外熱交換器２６は、エンジンルーム内に配置されて、内部を流通する冷媒と送風ファン２６ａから送風された車室外空気（外気）とを熱交換させるものである。送風ファン２６ａは、空調制御装置６０から出力される制御電圧によって回転数（送風空気量）が制御される電動式送風機である。
【００６２】
さらに、本実施形態の送風ファン２６ａは、室外熱交換器２６のみならず、前述した冷却水回路１１に配置されたラジエータ１５にも室外空気を送風している。具体的には、送風ファン２６ａから送風された車室外空気は、室外熱交換器２６→ラジエータ１５の順に流れる。
【００６３】
室外熱交換器２６の冷媒出口側には、冷媒回路切替手段としての第２電気式切替弁２８が接続されている。この第２電気式切替弁２８の基本的構成は、第１電気式切替弁２７と同様である。より具体的には、第２電気式切替弁２８は、室外熱交換器２６の出口側と電気式膨張弁２４の入口側とを接続する冷媒回路、および室外熱交換器２６の出口側とアキュムレータ２９の入口側とを接続する冷媒回路を切り替える。
【００６４】
電気式膨張弁２４は、冷房モード時に、第２電気式切替弁２８から流出した冷媒を減圧膨張させる減圧手段である。この電気式膨張弁２４は、空調制御装置６０から出力される制御信号によって絞り通路面積が調整される電気式の可変絞り機構である。さらに、本実施形態の電気式膨張弁２４は、絞り通路面積を最大にすると冷媒を減圧膨張させる機能を殆ど発揮することなく、単なる冷媒通路として機能する。
【００６５】
電気式膨張弁２４の冷媒出口側には、室内蒸発器２３の冷媒入口側が接続されている。室内蒸発器２３は、室内空調ユニット３０内に形成された送風空気の空気通路のうち、室内凝縮器２２およびヒータコア１３の送風空気流れ上流側に配置されている。そして、冷房モードおよび除湿暖房モード時に、その内部を流通する冷媒と送風空気とを熱交換させ、冷媒を蒸発させ吸熱作用を発揮させることによって、送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。
【００６６】
室内蒸発器２３の冷媒出口側には、アキュムレータ２９の冷媒入口側が接続されている。アキュムレータ２９は、内部に流入した冷媒の気液を分離して、余剰冷媒を蓄える低圧側気液分離器である。さらに、アキュムレータ２９の気相冷媒出口には、圧縮機２１の冷媒吸入口が接続されている。
【００６７】
次に、室内空調ユニット３０について説明する。室内空調ユニット３０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されて、その外殻を形成するケーシング３１内に送風機３２、冷凍サイクル２０の室内凝縮器２２および室内蒸発器２３、冷却水回路１１のヒータコア１３等を収容したものである。
【００６８】
ケーシング３１は、内部に車室内に送風される送風空気の空気通路を形成しており、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて形成されている。このケーシング３１内の送風空気流れ最上流側には、ケーシング３１内へ内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入する図示しない内外気切替装置が配置されている。
【００６９】
内外気切替装置は、ケーシング３１内へ内気のみを導入する内気モード、ケーシング３１内へ外気のみを導入する外気モード、およびケーシング３１内へ内気と外気との導入比率を連続的に変化させながら内気と外気との双方を導入する内外気混入モードの３つの吸込口モードを切り替えるものである。また、内外気切替装置は、空調制御装置６０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００７０】
内外気切替装置の空気流れ下流側には、内外気切替装置を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風機３２が配置されている。この送風機３２は、遠心多翼ファン（シロッコファン）を電動モータにて駆動する電動送風機であって、空調制御装置６０から出力される制御電圧によって回転数（送風量）が制御される。
【００７１】
送風機３２の空気流れ下流側には、前述の室内蒸発器２３が配置されている。さらに、室内蒸発器２３の空気流れ下流側には、室内蒸発器２３通過後の送風空気を流す加熱用冷風通路３３、冷風バイパス通路３４といった空気通路、並びに、加熱用冷風通路３３および冷風バイパス通路３４から流出した空気を混合させる混合空間３５が形成されている。
【００７２】
加熱用冷風通路３３には、ヒータコア１３および室内凝縮器２２が送風空気流れ方向に向かってこの順で配置されている。一方、冷風バイパス通路３４は、室内蒸発器２３通過後の冷風を、ヒータコア１３および室内凝縮器２２を通過させることなく、混合空間３５に導くための空気通路である。
【００７３】
従って、混合空間３５にて混合された送風空気の温度は、加熱用冷風通路３３を通過する空気および冷風バイパス通路３４を通過する空気の風量割合によって変化する。そこで、本実施形態では、室内蒸発器２３の空気流れ下流側であって、加熱用冷風通路３３および冷風バイパス通路３４の入口側に、加熱用冷風通路３３および冷風バイパス通路３４へ流入する送風空気の風量割合を連続的に変化させるエアミックスドア３８を配置している。
【００７４】
このエアミックスドア３８は、混合空間３５内の空気温度（車室内へ吹き出される送風空気の温度）を調整する温度調整手段としての機能を果たすものである。さらに、また、エアミックスドア３８は、エアミックスドア用の電動アクチュエータによって駆動され、この電動アクチュエータは、空調制御装置６０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００７５】
ケーシング３１の送風空気流れ最下流部には、混合空間３５から冷却対象空間である車室内へ温度調整された送風空気を吹き出す吹出口（図示せず）が配置されている。この吹出口としては、具体的に、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス吹出口、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット吹出口、および、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ吹出口が設けられている。
【００７６】
さらに、フェイス吹出口、フット吹出口、およびデフロスタ吹出口の空気流れ上流側には、それぞれ、フェイス吹出口の開口面積を調整するフェイスドア、フット吹出口の開口面積を調整するフットドア、デフロスタ吹出口の開口面積を調整するデフロスタドア（いずれも図示せず）が配置されている。
【００７７】
これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、吹出口モードを切替える吹出口モード切替手段を構成するものであって、図示しないリンク機構を介して、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータに連結されて連動して回転駆動される。なお、この電動アクチュエータも、空調制御装置６０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００７８】
また、吹出口モードとしては、フェイス吹出口を全開してフェイス吹出口から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出すフェイスモード、フェイス吹出口とフット吹出口の両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出すバイレベルモード、フット吹出口を全開するとともにデフロスタ吹出口を小開度だけ開口して、フット吹出口から主に空気を吹き出すフットモード、およびフット吹出口およびデフロスタ吹出口を同程度開口して、フット吹出口およびデフロスタ吹出口の双方から空気を吹き出すフットデフロスタモードがある。
【００７９】
さらに、乗員が、後述する操作パネル７０のスイッチをマニュアル操作することによって、デフロスタ吹出口を全開してデフロスタ吹出口から車両フロント窓ガラス内面に空気を吹き出すデフロスタモードとすることもできる。
【００８０】
次に、図２により、本実施形態の電気制御部について説明する。エンジン制御装置５０および空調制御装置６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。そして、このＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行って、出力側に接続された各種機器の作動を制御する。
【００８１】
エンジン制御装置５０の出力側には、上述した冷却水ポンプ１２の他に、エンジン１０を構成する各種エンジン構成機器等が接続されている。具体的には、エンジン１０を始動させるスタータ、エンジン１０に燃料を供給する燃料噴射弁（インジェクタ）の駆動回路等が接続されている。
【００８２】
エンジン制御装置５０の入力側には、エンジン１０から流出した直後のエンジン冷却水の冷却水温度Ｔｗを検出する冷却水温度センサ５１、図示しないバッテリの電圧ＶＢを検出する電圧計５２、アクセル開度Ａｃｃを検出するアクセル開度センサ５３、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ５４、車速Ｖｖを検出する車速センサ５５等のエンジン制御用センサ群が接続されている。
【００８３】
なお、本実施形態の冷却水温度センサ５１は、エンジン冷却水の冷却水温度Ｔｗを検出するものであるが、エンジン１０から流出した直後のエンジン冷却水は、エンジン１０自体の温度に相関を有する温度である。従って、本実施形態のエンジン制御装置５０では、冷却水温度センサ５１の検出値（冷却水温度Ｔｗ）をエンジン１０自体の温度として、上述した冷却水ポンプ１２等の制御に用いている。
【００８４】
空調制御装置６０の出力側には、流量調整弁１４、圧縮機２１の電動モータ２１ｂ用のインバータ６６、電気式膨張弁２４、送風ファン２６ａ、第１、第２電気式切替弁２７、２８、送風機３２、内外気切替装置、エアミックスドア駆動用および吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータ等の各種空調制御機器が接続されている。
【００８５】
なお、空調制御装置６０は、上述した各種空調制御機器を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、本実施形態では、特に、ヒータコア１３の加熱能力変更手段である流量調整弁１４の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）を加熱能力制御手段６０ａとする。
【００８６】
また、圧縮機２１の吐出能力変更手段である電動モータ２１ｂの作動（冷媒吐出能力）を制御する構成を吐出能力制御手段６０ｂとする。なお、前述の如く、電動モータ２１ｂは、補助加熱手段の補助加熱能力変更手段としての機能を兼ね備えているので、吐出能力制御手段６０ｂについても、補助加熱能力制御手段としての機能を兼ね備える。
【００８７】
もちろん、加熱能力制御手段６０ａおよび吐出能力制御手段（補助加熱能力制御手段）６０ｂを空調制御装置６０に対して別体で構成してもよい。
【００８８】
空調制御装置６０の入力側には、車室内温度Ｔｒを検出する内気センサ６１、外気温Ｔａを検出する外気温センサ６２、車室内の日射量Ｔｓを検出する日射センサ６３、室内蒸発器２３からの吹出空気温度（冷媒蒸発温度に対応）Ｔｅを検出する蒸発器温度センサ６４（蒸発器温度検出手段）、車室内に吹き出される吹出空気温度Ｔｏｕｔを検出する吹出空気温度センサ６５等の空調制御用センサ群が接続されている。
【００８９】
さらに、空調制御装置６０の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル７０が接続され、この操作パネル７０に設けられた各種空調操作スイッチの操作信号が空調制御装置６０へ入力される。各種空調操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置１のオート運転スイッチ、車室内の設定温度Ｔｓｅｔを設定する温度設定スイッチ、運転モード切替スイッチ、吹出口モードの切替スイッチ、送風機３２の風量設定スイッチ等が設けられている。
【００９０】
なお、本実施形態のエンジン制御装置５０および空調制御装置６０は、互いに電気的に接続されて、通信可能に構成されている。これにより、一方の制御装置に入力された検出信号あるいは操作信号に基づいて、他方の制御装置が出力側に接続された各種機器の作動を制御することもできる。従って、エンジン制御装置５０および空調制御装置６０を１つの制御装置として一体的に構成してもよい。
【００９１】
次に、上記構成における本実施形態の作動を説明する。まず、エンジン制御装置５０の基本的作動を図３を用いて説明する。なお、図３は、エンジン１０の作動状態とエンジン冷却水温度との関係を示す説明図である。
【００９２】
車両スタートスイッチが投入されて車両が起動すると、エンジン制御装置５０は、上述のエンジン制御用センサ群５１〜５５の検出信号に基づいて車両の走行負荷を検出し、走行負荷に応じてエンジン１０を作動あるいは停止させる。この際、エンジン制御装置５０は、エンジン１０の作動に連動して冷却水ポンプ１２を作動させる。
【００９３】
これにより、エンジン１０の作動時には、エンジン冷却水がエンジン１０内を流通し、エンジン１０の廃熱を吸熱してエンジン１０を冷却するとともに、吸熱した廃熱をラジエータ１５にて大気に放熱する。さらに、エンジン冷却水の温度が９０℃以下になると、サーモスタット弁がエンジン冷却水をバイパス通路側に流すので、ラジエータ１５における放熱は行われない
従って、エンジン１０が作動している際のエンジン冷却水の冷却水温度Ｔｗは、図３（ａ）に示すように、所定の温度帯（本実施形態では、９０℃〜１００℃）に保たれる。その結果、エンジン１０自体の温度も所定の温度帯に維持されて、エンジン１０のオーバーヒートが防止される。
【００９４】
一方、走行用の動力源を出力させるためにエンジン１０を作動させる必要がなく、エンジン１０が停止している際には、エンジン１０自体からの放熱等により、エンジン冷却水の温度が低下してしまう。
【００９５】
そこで、エンジン制御装置５０は、冷却水温度センサ５１によって検出された冷却水温度Ｔｗが予め定めた第１基準温度Ｔ１（本実施形態では、４０℃）以下になると、エンジン制御装置５０が、図４の制御特性図に示すように、冷却水温度Ｔｗが予め定めた第２基準温度Ｔ２（本実施形態では、５０℃）となるまで、走行状態とは無関係にエンジン１０を作動させる暖機制御を行う。
【００９６】
これにより、図３（ｂ）に示すように、冷却水温度Ｔｗが、第１基準温度Ｔ１以下に低下してしまうことが抑制される。その結果、エンジン１０自体の温度が、前述のフリクションロスの発生や、排気ガス浄化用触媒の作動不良が抑制される。
【００９７】
なお、第１基準温度Ｔ１と第２基準温度Ｔ２との温度差は、制御ハンチング防止のためのヒステリシス幅である。また、第１基準温度Ｔ１は、前述のフリクションロスの発生や、排気ガス浄化用触媒の作動不良を抑制して、エンジン１０および排気ガス浄化用触媒の性能を適切に発揮するためにエンジン１０に暖機が必要とされる温度と同等の値に設定されている。
【００９８】
従って、本実施形態の暖機制御では、冷却水温度センサ５１によって検出されるエンジン１０から流出した直後のエンジン冷却水の冷却水温度Ｔｗを、エンジン１０自体の温度として用い、エンジン１０自体の温度が、第１基準温度Ｔ１以上となる予め定めた温度帯の範囲で、第１基準温度Ｔ１に近づくように、エンジン１０の作動が制御されることになる。
【００９９】
次に、図５により、車両用空調装置１の作動を説明する。図５は、空調制御装置６０が実行する制御処理を示すフローチャートである。この制御処理は、車両スタートスイッチが投入された状態で、操作パネル７０のオート運転スイッチが投入（ＯＮ）されると開始される。
【０１００】
まず、ステップＳ１では、フラグ、タイマ、制御変数等のイニシャライズ（初期化）が行われる。そして、次のステップＳ２にて、空調制御用センサ群６１〜６５の検出信号、エンジン制御装置５０からの制御信号、および操作パネル７０の操作信号を読み込んで、ステップＳ３へ進む。
【０１０１】
ステップＳ３では、操作パネル７０の運転モード切替スイッチの操作信号に基づいて運転モードの決定が行われる。さらに、ステップＳ３では、決定された運転モードに応じて、冷媒回路切替手段としての第１、第２電気式切替弁２７、２８、および電気式膨張弁２４の制御状態を決定する。
【０１０２】
具体的には、冷房モードでは、第１電気式切替弁２７を室内凝縮器２２の出口側と室外熱交換器２６の入口側とを接続する冷媒回路に切り替え、第２電気式切替弁２８を室外熱交換器２６の出口側と電気式膨張弁２４の入口側とを接続する冷媒回路に切り替え、さらに、電気式膨張弁２４を減圧作用を発揮する絞り状態とする。
【０１０３】
また、暖房モードでは、第１電気式切替弁２７を室内凝縮器２２の出口側と固定絞り２５の入口側とを接続する冷媒回路に切り替え、第２電気式切替弁２８を室外熱交換器２６の出口側とアキュムレータ２９の入口側とを接続する冷媒回路に切り替える。
【０１０４】
また、除湿暖房モードでは、第１電気式切替弁２７を室内凝縮器２２の出口側と固定絞り２５の入口側とを接続する冷媒回路に切り替え、第２電気式切替弁２８を室外熱交換器２６の出口側と電気式膨張弁２４の入口側とを接続する冷媒回路に切り替え、さらに、電気式膨張弁２４を減圧作用を発揮しない全開状態とする。
【０１０５】
ステップＳ４では、車室内吹出空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する。目標吹出温度ＴＡＯは、下記数式Ｆ１により算出される。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａ×Ｔａ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ…（Ｆ１）
ここで、Ｔｓｅｔは温度設定スイッチによって設定された設定温度であり、Ｔｒは内気センサ６１によって検出された車室内温度であり、Ｔａは外気温センサ６２によって検出された外気温であり、Ｔｓは日射センサ６３によって検出された日射量であり、Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａ、Ｋｓは制御ゲインであり、Ｃは補正用の定数である。
【０１０６】
次のステップＳ５では、ステップＳ３で決定された運転モードが冷房モードであるか否かを判定する。ステップＳ５にて運転モードが冷房モードであると判定された場合は、ステップＳ６へ進み、予め空調制御装置６０に記憶された制御マップを参照して、送風機３２の送風量Ｇａ（具体的には、電動モータに印加するブロワモータ電圧）、および室内蒸発器２３の目標冷媒蒸発温度ＴＥＯ等を決定する。
【０１０７】
具体的には、本実施形態の制御マップでは、ＴＡＯの極低温域（最大冷房域）および極高温域（最大暖房域）でブロワモータ電圧を最大値にして、送風機３２の送風量Ｇａを最大風量に制御する。さらに、ＴＡＯが極低温域あるいは極高温域から中間温度域に向かうに伴って、ブロワモータ電圧を減少させて送風量Ｇａを減少させる。また、目標冷媒蒸発温度ＴＥＯについては、ＴＡＯの上昇に伴ってＴＥＯを上昇させるように決定する。
【０１０８】
次のステップＳ７では、吹出空気温度センサ６５によって検出された吹出空気温度Ｔｏｕｔが目標吹出温度ＴＡＯとなるように、フィードバック制御手法等を用いて、エアミックスドア３８の開度を決定する。さらに、蒸発器温度センサ６４によって検出された冷媒蒸発温度Ｔｅが目標冷媒蒸発温度ＴＥＯとなるように、フィードバック制御手法等を用いて、圧縮機２１の電動モータ２１ｂの回転数（具体的には、インバータ６６が出力する交流電圧の周波数）を決定する。
【０１０９】
一方、ステップＳ５にて運転モードが冷房モードでないと判定された場合、すなわち運転モードが暖房モードあるいは除湿暖房モードであると判定された場合は、ステップＳ８へ進む。
【０１１０】
ステップＳ８では、ステップＳ６と同様に、送風機３２の送風量Ｇａを決定するとともに、エアミックスドア３８の開度を、加熱用冷風通路３３を全開とし冷風バイパス通路３４を全閉とする最大暖房位置に決定する。これにより、冷風バイパス通路３４側に送風空気が流入することを防止して、加熱手段であるヒータコア１３および補助加熱手段である室内凝縮器２２の加熱能力を低減させている。
【０１１１】
次に、ステップＳ９では、エンジン制御装置５０から取得した冷却水ポンプ１２へ出力される制御信号（冷却水ポンプ１２の吐出流量）、および流量調整弁１４へ出力される制御信号（流量調整弁１４の弁開度）に基づいて、ヒータコア１３へ流入するエンジン冷却水の冷却水流量Ｇｗを算出して、ステップＳ１０へ進む。
【０１１２】
ここで、ヒータコア１３はエンジン冷却水と送風空気とを熱交換させて、送風空気を加熱するものなので、ヒータコア１３では、送風空気がエンジン冷却水の有する熱量を吸熱する。従って、ヒータコア１３から流出したエンジン冷却水の温度は、ヒータコア１３へ流入するエンジン冷却水の温度、すなわちエンジン１０から流出した直後のエンジン冷却水の温度である冷却水温度Ｔｗよりも低下する。
【０１１３】
さらに、本実施形態では、前述の如くエンジン制御装置５０が暖機制御を行っているので、ヒータコア１３から流出したエンジン冷却水の温度が過度に低下すると、冷却水温度Ｔｗが第１基準温度Ｔ１以下になりやすく、暖機制御によるエンジン１０の作動回数の増加や、エンジン１０作動継続時間の長時間化による暖機遅延を招くことになる。
【０１１４】
つまり、ヒータコア１３から流出したエンジン冷却水の温度が過度に低下してしまうと、エンジン制御装置５０がヒータコア１３にて送風空気の加熱用熱源を確保するために、エンジン１０を作動させてしまうこととなり、燃費を悪化させてしまう。
【０１１５】
そこで、本実施形態のステップＳ１０では、ヒータコア１３から流出したエンジン冷却水が、ラジエータ１５側からエンジン１０へ戻るエンジン冷却水と合流して、エンジン１０へ戻った際に、エンジン１０自体の温度が、暖機制御と同様の第１基準温度Ｔ１以上となる予め定めた温度帯の範囲で、第１基準温度Ｔ１に近づくように、ヒータコア１３におけるエンジン冷却水の許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐを決定する。
【０１１６】
なお、許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐは、エンジン冷却水がヒータコア１３にて放熱して、その熱量を失ったとしても、ヒータコア１３から流出したエンジン冷却水が、エンジン１０へ戻った際に、エンジン１０自体の温度を第１基準温度Ｔ１以上となる予め定めた温度帯の範囲で、第１基準温度Ｔ１に近づけることのできる許容放熱量と表現することもできる。
【０１１７】
具体的には、この許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐは、冷却水温度Ｔｗに基づいて、予め空調制御装置６０に記憶された制御マップを参照して決定する。より詳細には、図６の実線で示すように、冷却水温度Ｔｗが上昇過程にあるときは、予め定めた所定温度ｔｋ２となるまで、許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐを最小値（ｍｉｎ）とする。その後、冷却水温度Ｔｗの上昇に伴って、許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐを増加させ、予め定めた所定温度ｔｋ４以上では、許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐを最大値（ｍａｘ）とする。
【０１１８】
一方、冷却水温度Ｔｗが下降過程にあるときは、予め定めた所定温度ｔｋ３となるまで、許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐを最大値とする。その後、冷却水温度Ｔｗの低下に伴って、許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐを低下させ、予め定めた所定温度ｔｋ１以下では、許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐを最小値とする。
【０１１９】
さらに、冷却水温度Ｔｗが所定温度ｔｋ１以下では、空調制御装置６０がエンジン制御装置５０に対して、暖機制御の実行を禁止する暖機禁止信号を出力する。なお、本実施形態では、上記の各所定温度は、第１基準温度Ｔ１＜ｔｋ１＜ｔｋ２＜ｔｋ３＜ｔｋ４の関係になっている。
【０１２０】
また、本実施形態の空調制御装置６０では、許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐを決定するための制御マップを、エンジン制御装置５０から取得した車速センサ５５によって検出された車速Ｖｖに応じて変化させている。具体的には、車速Ｖｖが予め定めた基準車速ＫＶｖ以上となっている高車速時には、上述の制御マップを参照して許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐを決定する。
【０１２１】
一方、車速Ｖｖが予め定めた基準車速ＫＶｖより低くなっている低車速時には、図６の破線で示すように、ｔｋ１〜ｔｋ４を予め定めた付加温度βを加算した値に変化させた制御マップを参照して許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐを決定する。これにより、低車速時には、高車速時よりも、許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐを低下させて、ヒータコア１３から流出したエンジン冷却水がエンジン１０へ戻った際のエンジン１０自体の温度を高温に維持することができる。
【０１２２】
さらに、ステップＳ１０では、ヒータコア１３の許容放熱量がＱｗ＿ｃａｐとなったときのヒータコア１３通過後の送風空気の温度Ｔｈｃｏを算出する。この温度Ｔｈｃｏは、エンジン冷却水の加熱能力と送風空気の吸熱能力のバランス点から算出することができる。バランス点では、エンジン冷却水が放熱した総熱量と送風空気が吸熱した総熱量が等しくなるからである。
【０１２３】
ここで、ヒータコア１３にてエンジン冷却水が放熱した総熱量は、許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐであり、ヒータコア１３にて送風空気が吸熱した総熱量は、ヒータコア１３から流出する送風空気の温度Ｔｈｃｏからヒータコア１３へ流入する送風空気の温度（本実施形態では、冷媒蒸発温度Ｔｅが対応）を減算した値に対して、送風量Ｇａを積算することで求めることができる。
【０１２４】
次に、ステップＳ１１では、ステップＳ１０にて決定された許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐに基づいて、予め空調制御装置６０に記憶された制御マップを参照して、ヒータコア１３の加熱能力が許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐとなるように、冷却水流量Ｇｗを変更する。
【０１２５】
具体的には、本実施形態のステップＳ１１では、加熱能力変更手段の作動状態、すなわち流量調整弁１４の弁開度を決定する。より詳細には、ヒータコア１３にて前記送風空気を加熱する前のエンジン冷却水温度である冷却水温度Ｔｗの増加に伴って、ヒータコア１３を流通するエンジン冷却水の流量を増加させるように、流量調整弁１４の弁開度を決定する。
【０１２６】
例えば、ステップＳ１０で決定された許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐが最小値となっているときは、流量調整弁１４を全閉として、許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐが最大値となっているときは、流量調整弁１４を全開としてもよい。
【０１２７】
なお、ステップＳ１１で参照する制御マップは、図７に示す冷却水流量Ｇｗおよび冷却水温度Ｔｗの増加に伴って許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐが増加する関係に基づいて決定されている。さらに、本実施形態では、ヒータコア１３の熱交換性能（加熱手段の性能特性）を考慮して、冷却水流量Ｇｗが少ないときに対して、冷却水流量Ｇｗが多いときの許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐの増加度合を減少させている。
【０１２８】
次に、ステップＳ１２にて、吹出空気温度センサ６５によって検出された吹出空気温度Ｔｏｕｔが目標吹出温度ＴＡＯとなるように、フィードバック制御手法等を用いて、室内凝縮器２２の加熱能力、すなわち圧縮機２１の電動モータ２１ｂの回転数を決定して、ステップＳ１３へ進む。
【０１２９】
この際、目標吹出温度ＴＡＯからステップＳ１０で決定されたヒータコア１３から流出する送風空気の温度Ｔｈｃｏを減算した温度差の増加に伴って、圧縮機２１の電動モータ２１ｂの回転数を増加させればよい。
【０１３０】
次に、ステップＳ１３では、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置６０に記憶された制御マップを参照して、内外気切替装置の作動状態および吹出口モードが決定される。具体的には、内外気切替装置の作動状態は、基本的に外気を導入する外気モードが優先されるが、ＴＡＯが極低温域となって高い冷房性能を得たい場合等に内気を導入する内気モードが選択される。
【０１３１】
また、吹出口モードについては、ＴＡＯが低温域から高温域へと上昇するにつれて吹出口モードをフットモード→バイレベルモード→フェイスモードへと順次切り替える。従って、夏季は主にフェイスモード、春秋季は主にバイレベルモード、そして冬季は主にフットモードが選択される。
【０１３２】
そして、次のステップＳ１４にて、上述のステップＳ６〜Ｓ１３で決定された制御状態が得られるように、空調制御装置６０から各種空調制御機器に対して制御信号が出力される。例えば、圧縮機２１の電動モータ２１ｂ用のインバータ６６に対しては、圧縮機２１の回転数がステップＳ７あるいはＳ１２で決定された回転数となるように制御信号が出力される。
【０１３３】
次に、ステップＳ１５では、制御周期τの間待機し、制御周期τの経過を判定するとステップＳ２に戻るようになっている。
【０１３４】
本実施形態の車両用空調装置１は、以上の如く制御されるので、制御ステップＳ３にて選択された運転モードに応じて以下のように作動する。
【０１３５】
（ａ）冷房モード
冷房モードでは、第１電気式切替弁２７が室内凝縮器２２の出口側と室外熱交換器２６の入口側とを接続し、第２電気式切替弁２８が室外熱交換器２６の出口側と電気式膨張弁２４の入口側とを接続し、さらに、電気式膨張弁２４が絞り状態となる。
【０１３６】
これにより、圧縮機２１→室内凝縮器２２→第１電気式切替弁２７→室外熱交換器２６→第２電気式切替弁２８→電気式膨張弁２４→室内蒸発器２３→アキュムレータ２９→圧縮機２１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式冷凍サイクルが構成される。すなわち、室内凝縮器２２および室外熱交換器２６を凝縮器（放熱器）として機能させ、室内蒸発器２３を蒸発器として機能させる冷凍サイクルが構成される。
【０１３７】
従って、冷房モードでは、送風機３２から送風された送風空気が、室内蒸発器２３にて冷却される。そして室内蒸発器２３にて冷却された冷風は、エアミックスドア３８の開度に応じて、加熱用冷風通路３３および冷風バイパス通路３４へ流入する。
【０１３８】
加熱用冷風通路３３へ流入した冷風は、ヒータコア１３および室内凝縮器２２を通過する際に加熱されて、混合空間３５にて冷風バイパス通路３４を通過した冷風と混合される。そして、混合空間３５にて温度調整された冷風が、混合空間３５から各吹出口を介して車室内に吹き出される。これにより、車室内の冷房がなされる。
【０１３９】
なお、冷房モードは、車室内へ主に冷風を吹き出す運転モードであるから、加熱用冷風通路３３へ流入する冷風が、冷風バイパス通路３４へ流入する冷風よりも少なくなるようにエアミックスドア３８の開度が制御される。そのため、本実施形態の空調制御装置６０は、冷房モードでは、流量調整弁１４の開度制御を行っていない。もちろん冷房モードでは、流量調整弁１４の開度を全開に維持してもよい。
【０１４０】
（ｂ）暖房モードおよび除湿暖房モード
暖房モードでは、第１電気式切替弁２７が室内凝縮器２２の出口側と固定絞り２５の入口側とを接続し、第２電気式切替弁２８が室外熱交換器２６の出口側とアキュムレータ２９の入口側とを接続する。
【０１４１】
これにより、圧縮機２１→室内凝縮器２２→第１電気式切替弁２７→固定絞り２５→室外熱交換器２６→第２電気式切替弁２８→アキュムレータ２９→圧縮機２１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式冷凍サイクルが構成される。すなわち、室内凝縮器２２を凝縮器（放熱器）として機能させ、室外熱交換器２６を蒸発器として機能させる冷凍サイクルが構成される。
【０１４２】
従って、暖房モードでは、送風機３２から送風された送風空気が、室内蒸発器２３にて冷却されることなく加熱用冷風通路３３へ流入する。そして、加熱用冷風通路３３へ流入した送風空気は、ヒータコア１３および室内凝縮器２２の順に通過して目標吹出温度ＴＡＯとなるまで加熱されて温風となり、混合空間３５から各吹出口を介して車室内に吹き出される。これにより、車室内の暖房がなされる。
【０１４３】
また、除湿暖房モードでは、第１電気式切替弁２７が室内凝縮器２２の出口側と固定絞り２５の入口側とを接続し、第２電気式切替弁２８が室外熱交換器２６の出口側と電気式膨張弁２４の入口側とを接続し、さらに、電気式膨張弁２４を減圧作用を発揮しない全開状態とする。
【０１４４】
これにより、圧縮機２１→室内凝縮器２２→第１電気式切替弁２７→固定絞り２５→室外熱交換器２６→第２電気式切替弁２８（→電気式膨張弁２４）→室内蒸発器２３→アキュムレータ２９→圧縮機２１の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式冷凍サイクルが構成される。すなわち、室内凝縮器２２を凝縮器（放熱器）として機能させ、室外熱交換器２６および室内蒸発器２３を蒸発器として機能させる冷凍サイクルが構成される。
【０１４５】
従って、除湿暖房モードでは、送風機３２から送風された送風空気が、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿され、加熱用冷風通路３３へ流入する。そして、加熱用冷風通路３３へ流入した冷風は、ヒータコア１３および室内凝縮器２２の順に通過して目標吹出温度ＴＡＯとなるまで加熱されて温風となり、混合空間３５から各吹出口を介して車室内に吹き出される。これにより、車室内の除湿暖房がなされる。
【０１４６】
この際、本実施形態では、送風空気をヒータコア１３→室内凝縮器２２の順に通過させて、ヒータコア１３にて加熱された送風空気を室内凝縮器２２にて再加熱している。さらに、車室内に吹き出される送風空気の温度が目標吹出温度ＴＡＯとなるように室内凝縮器２２の加熱能力を制御している。
【０１４７】
従って、エンジン冷却水を加熱するエンジン１０の廃熱が車室内温度を所望の温度（目標吹出温度ＴＡＯ）まで上昇させるために不十分であっても、補助加熱手段である室内凝縮器２２の加熱能力によって車室内へ吹き出される送風空気の温度を十分に上昇させて、車室内の適切な暖房あるいは除湿暖房を実現することができる。
【０１４８】
さらに、本実施形態では、ヒータコア１３にて送風空気を加熱した後の温度低下したエンジン冷却水がエンジン１０に戻った際に、エンジン１０自体の温度が、第１基準温度Ｔ１以上となる予め定めた温度帯の範囲で、第１基準温度Ｔ１に近づくように、ヒータコア１３へ流入するエンジン冷却水の冷却水流量Ｇｗが制御されている。従って、エンジン１０自体の温度が第１基準温度Ｔ１より低くなってしまうことを抑制できる。
【０１４９】
しかも、暖房モードおよび除湿暖房モードでは、冷却水温度Ｔｗが所定温度ｔｋ１以下になると、空調制御装置６０がエンジン制御装置５０に対して暖機禁止信号を出力する。従って、車室内の暖房あるいは除湿暖房を行うためにエンジン１０の廃熱を用い、この暖房あるいは除湿暖房によって冷却水温度Ｔｗが低下したとしても、これに起因してエンジン１０を不必要に作動させて燃費を悪化させてしまうことを抑制できる。
【０１５０】
その結果、エンジン１０の廃熱を有効に活用しながら、燃費の悪化を抑制しつつ、車室内の適切な暖房あるいは除湿暖房を実現することができる。このことを、図８、９を用いてより詳細に説明する。図８は、ヒータコア１３と室内凝縮器２２を通過する送風空気の温度変化を示す説明図であり、図９は、エンジン１０の作動状態とエンジン冷却水温度との関係を示す説明図である。
【０１５１】
まず、図８の破線で示す温度変化は、ヒータコア１３の加熱能力の制御を行っていない車両用空調装置において、エンジン冷却水がヒータコア１３にて成り行き的に送風空気へ放熱したときの送風空気の温度変化である。
【０１５２】
この場合は、図９（ａ）に示すように、ヒータコア１３における送風空気の吸熱によって、冷却水温度Ｔｗが第１基準温度Ｔ１以下になってしまうことがあり、暖機制御によるエンジン１０の作動回数を増加させやすい。さらに、暖機制御時にエンジンを作動させている最中も、エンジン冷却水が送風空気へ放熱してしまうので、冷却水温度Ｔｗが第２基準温度以上となる迄の時間が長時間化してしまう暖機遅延を招きやすい。
【０１５３】
これに対して、本実施形態では、加熱能力制御手段６０ａが流量調整弁１４の弁開度を低下させているので、図８の実線で示す温度変化のように、エンジン１０の廃熱を送風空気の加熱に利用しつつ、ヒータコア１３における加熱能力を低下させることができる。
【０１５４】
これにより、ヒータコア１３から流出したエンジン冷却水が、エンジン１０へ戻っても、冷却水温度Ｔｗを第１基準温度Ｔ１以上に維持しやすい。さらに、暖房モードおよび除湿暖房モードでは、冷却水温度Ｔｗが所定温度ｔｋ１以下になると、空調制御装置６０がエンジン制御装置５０に対して暖機禁止信号を出力するので、図９（ｂ）に示すように、冷却水温度Ｔｗが第１基準温度Ｔ１以下となっても、エンジン１０を作動させない。
【０１５５】
この際、エンジン１０自体の温度が第１基準温度以上となるようにヒータコア１３の加熱能力が許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐに制御されているので、エンジン１０自体の温度低下による不具合の発生も抑制できる。また、仮に、冷却水温度Ｔｗが第１基準温度Ｔ１以下となり、暖機制御が実行されたとしても、エンジン冷却水が送風空気へ放熱する放熱量が制限されているので、冷却水温度Ｔｗを速やかに上昇させて暖機遅延を抑制できる。
【０１５６】
従って、本実施形態によれば、エンジン１０の廃熱を有効に活用しながらも、車両燃費の悪化を抑制しつつ、車室内の適切な暖房あるいは除湿暖房を実現することができる。
【０１５７】
さらに、本実施形態では、加熱手段として加熱用熱交換器であるヒータコア１３を採用し、加熱能力変更手段としてヒータコア１３を流通するエンジン冷却水の流量を変化させる流量調整弁１４を採用しているので、簡素な構成で、容易に加熱能力変更手段を構成することができる。
【０１５８】
さらに、本実施形態では、車速に応じて許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐを決定するための制御マップを変化させて、低車速時に高車速時よりもエンジン１０自体の温度を高温に維持している。
【０１５９】
従って、低速走行時やアイドル時のようにエンジン１０の廃熱が少なくなる場合に、ヒータコア１３にて温度低下したエンジン冷却水をエンジン１０へ戻して冷却水温度Ｔｗが急低下したとしても、エンジン１０自体の温度が第１基準温度Ｔ１より低くなってしまうことを効果的に抑制できる。
【０１６０】
（第２実施形態）
第１実施形態では、加熱能力変更手段として流量調整弁１４を採用した例を説明したが、本実施形態では、図１０の全体構成図に示すように、流量調整弁１４を廃止して、加熱能力変更手段を、エンジン冷却水がヒータコア１３を迂回して流れるバイパス通路１６、およびバイパス通路１６の開度を調整することで、ヒータコア１３を流通するエンジン冷却水の流量を変化させる開度調整弁１７で構成した例を説明する。
【０１６１】
さらに、本実施形態では、図５に示すステップＳ１１にて、第１実施形態と同様にヒータコア１３の加熱能力が許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐとなるように冷却水流量Ｇｗを決定し、決定された冷却水流量Ｇｗを実現するように開度調整弁１７の弁開度を決定する。その他の構成および制御については、第１実施形態と同様である。
【０１６２】
従って、本実施形態の車両用空調装置１においても第１実施形態と全く同様に、エンジン１０の廃熱を有効に活用しながら、燃費の悪化を抑制しつつ、車室内の適切な暖房あるいは除湿暖房を実現することができる。さらに、簡素な構成で、容易に加熱能力変更手段を構成することができる。
【０１６３】
（第３実施形態）
上述の実施形態では、加熱能力変更手段として、ヒータコア１３を流通するエンジン冷却水の流量を変化させる手段を採用した例を説明したが、本実施形態では、図１１の全体構成図に示すように、ヒータコア１３を流通する送風空気の流量を変化させることによって、ヒータコア１３の加熱能力を変化させる手段を採用した例を説明する。
【０１６４】
ここで、前述の如く、ヒータコア１３における許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐは、ヒータコア１３の許容放熱量であるから、このヒータコア１３の許容放熱量は、ヒータコア１３における送風空気の最大吸熱量でもある。従って、この送風空気の最大吸熱量を変化させることで、ヒータコア１３の放熱量、すなわちヒータコア１３の加熱能力を変化させることができる。
【０１６５】
そこで、本実施形態では、加熱用冷風通路３３内にヒータコア１３を迂回させて室内蒸発器２３から直接、室内凝縮器２２へ送風空気を導くヒータコアバイパス通路３６を設け、さらに、ヒータコア１３の送風空気流れ上流側に、ヒータコア１３を流通する送風空気の流量とヒータコアバイパス通路３６を流通する送風空気の流量との流量割合を変化させるヒータコアバイパスドア３７を配置している。
【０１６６】
さらに、本実施形態では、図５に示すステップＳ１１にて、ヒータコア１３の加熱能力が許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐとなるヒータコア１３を流通する送風空気の流量を決定し、決定された送風空気の流量を実現するようにヒータコアバイパスドア３７の開度を決定する。その他の構成および制御については、第１実施形態と同様である。
【０１６７】
従って、本実施形態の車両用空調装置１においても第１実施形態と全く同様に、エンジン１０の廃熱を有効に活用しながら、燃費の悪化を抑制しつつ、車室内の適切な暖房あるいは除湿暖房を実現することができる。さらに、ヒータコアバイパス通路３６およびヒータコアバイパスドア３７という簡素な構成で、容易に加熱能力変更手段を構成することができる。
【０１６８】
なお、本実施形態の加熱能力変更手段は、第１、第２実施形態の加熱能力変更手段と併用することもできる。
【０１６９】
（第４実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、図５に示す空調制御装置６０の制御態様を変更したものである。具体的には、ステップＳ１１にて、流量調整弁１４の弁開度を決定した後、今回決定された流量調整弁１４の弁開度が、前回の流量調整弁１４の弁開度よりも低下しているか否かを判定する。つまり、今回決定された流量調整弁１４の弁開度によって、ヒータコア１３の加熱能力が低下するか否かを判定する。
【０１７０】
そして、今回決定された流量調整弁１４の弁開度が、前回の流量調整弁１４の弁開度よりも小さくなっている場合は、流量調整弁１４の弁開度を前回の流量調整弁１４の弁開度に維持した状態で、圧縮機２１の冷媒吐出能力を予め定めた基準量だけ増加させる。さらに、圧縮機２１の冷媒吐出能力を増加させた後、所定時間（本実施形態では、２秒〜３秒）経過後、流量調整弁１４の弁開度を今回決定された弁開度に低下させる。
【０１７１】
その他の構成および制御は第１実施形態と同様である。従って、本実施形態によれば、加熱能力制御手段６０ａがヒータコア１３の加熱能力を低下させる前に、吐出能力制御手段（補助加熱能力制御手段）６０ｂが室内凝縮器２２の加熱能力を増加させることができる。これにより、図１２に示すように、ヒータコア１３と室内凝縮器２２の合計加熱能力が、車室内を暖房あるいは除湿暖房するために必要な加熱能力を下回ることがない。
【０１７２】
その結果、ヒータコア１３の加熱能力の低下によって送風空気の温度が低下してしまう前に、室内凝縮器２２によって送風空気を加熱でき、乗員の暖房感を損ねることがない。なお、図１２は、本実施形態の制御態様によるヒータコア１３と室内凝縮器２２の合計加熱能力の変化を示す説明図である。また、本実施形態の制御態様は、第２、第３実施形態に対しても適用可能である。
【０１７３】
（第５実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、冷却水温度センサ５１の配置を変更して、冷却水温度センサ５１が検出する温度を変更した例を説明する。具体的には、本実施形態の冷却水温度センサ５１は、図１３の全体構成図に示すように、エンジン１０へ流入する直前のエンジン冷却水の温度を検出するように配置されている。
【０１７４】
この冷却水温度センサ５１の検出するエンジン冷却水の冷却水温度Ｔｗは、エンジン１０自体の温度に相関を有する温度であるものの、ヒータコア１３にて放熱した熱量分だけ実際のエンジン１０自体の温度よりも低い値となる。そこで、本実施形態のエンジン制御装置５０では、冷却水温度センサ５１の検出したエンジン冷却水の冷却水温度Ｔｗをエンジン１０自体の温度として用いるだけでなく、暖機制御の制御内容を変更している。
【０１７５】
具体的には、本実施形態の暖機制御では、エンジン制御装置５０は、冷却水温度センサ５１によって検出された冷却水温度Ｔｗが予め定めた第３基準温度Ｔ３（本実施形態では、４０℃）以下になると、エンジン制御装置５０が、図１４の制御特性図に示すように、冷却水温度Ｔｗが予め定めた第１基準温度Ｔ１（本実施形態では、５０℃）となるまで、走行状態とは無関係にエンジン１０を作動させる暖機制御を行う。
【０１７６】
さらに、本実施形態では、冷却水温度Ｔｗとしてエンジン１０へ流入する直前のエンジン冷却水の温度を採用しているので、第１基準温度Ｔ１は、第１実施形態よりも高い値に設定されている。換言すると、本実施形態の第１基準温度Ｔ１は、フリクションロスの発生や、排気ガス浄化用触媒の作動不良を抑制するために、エンジン１０に暖機が必要とされる温度よりも高い値に設定されている。
【０１７７】
従って、本実施形態の暖機制御では、冷却水温度センサ５１によって検出されるエンジン１０へ流入する直前のエンジン冷却水の冷却水温度Ｔｗを、エンジン１０自体の温度として用い、エンジン１０自体の温度が、第１基準温度Ｔ１以下となる予め定めた温度帯の範囲で、第１基準温度Ｔ１に近づくように、エンジン１０の作動が制御されることになる。
【０１７８】
また、本実施形態のステップＳ１０では、ヒータコア１３から流出したエンジン冷却水が、ラジエータ１５側からエンジン１０へ戻るエンジン冷却水と合流して、エンジン１０へ戻った際に、エンジン１０自体の温度が、暖機制御と同様の第１基準温度Ｔ１以下となる予め定めた温度帯の範囲で、第１基準温度Ｔ１に近づくように、ヒータコア１３におけるエンジン冷却水の許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐを決定する。
【０１７９】
その他の構成および制御は、第１実施形態と同様である。本実施形態の如く、冷却水温度センサ５１によって検出される冷却水温度Ｔｗをエンジン１０自体の温度とし、第１基準温度Ｔ１をエンジン１０に暖機が必要とされる温度よりも高い値に設定しても、第１実施形態と同様に、車室内の適切な暖房あるいは除湿暖房を実現することができる。
【０１８０】
さらに、本実施形態では、ヒータコア１３にて送風空気を加熱した後の温度低下したエンジン冷却水がエンジン１０に戻った際に、エンジン１０自体の温度が、第１基準温度Ｔ１以下となる予め定めた温度帯の範囲で、第１基準温度Ｔ１に近づくように、ヒータコア１３へ流入するエンジン冷却水の冷却水流量Ｇｗが制御されている。これにより、実際のエンジン１０の温度が、暖機が必要となる温度よりも低くなってしまうことを抑制できる。
【０１８１】
従って、第１実施形態と同様に、エンジン１０の廃熱を有効に活用しながらも、車両燃費の悪化を抑制しつつ、車室内の適切な暖房あるいは除湿暖房を実現することができる。なお、本実施形態の制御態様を、第１〜第４実施形態に対して適用してもよい。また、第２〜第４実施形態において、冷却水温度センサ５１がエンジン１０へ流入する直前のエンジン冷却水の温度を検出するように配置されていてもよい。
【０１８２】
（第６実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、図１５の全体構成図に示すように、冷却水温度センサ５１を廃止して、エンジン１０の外表面温度を検出するエンジン温度センサ５６を設けた例を説明する。さらに、本実施形態では、このエンジン温度センサ５６の検出値を第１実施形態における冷却水の冷却水温度Ｔｗの代わりに用いて、第１実施形態と同様の制御を行っている。
【０１８３】
その他の構成および制御は、第１実施形態と同様である。本実施形態の如く、エンジン温度センサ５６によって検出されるエンジン１０の外表面温度をエンジン１０自体の温度としても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、第２〜５実施形態において、本実施形態の如く、エンジン温度センサ５６を採用してもよい。
【０１８４】
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
【０１８５】
（１）上述の実施形態では、本発明の車両用空調装置１をハイブリッド車両に適用して、車両の走行状態に応じて作動が制御される車載機器としてエンジン１０を採用した例を説明したが、車載機器は、これに限定されない。例えば、車両用空調装置１を燃料電池車両に適用して、車載機器として車両走行用モータに電力を供給する燃料電池を採用し、この燃料電池を冷却するための電池冷却水を熱媒体としてヒータコア１３に供給してもよい。
【０１８６】
燃料電池は、車両の走行負荷に応じて発電量が変化するものの、発電効率を向上させるために燃料電池自体の温度を一定に保っておく必要がある。そのため、燃料電池の廃熱によって加熱される電池冷却水の温度が適切な暖房を行うために不十分となっていることもある。さらに、ヒータコア１３から流出した電池冷却水が燃料電池に戻った際に、燃料電池自体の温度を低下させてしまうと、発電効率が低下して燃費の悪化を招いてしまう。
【０１８７】
従って、車両用空調装置１を適用することによって、燃料電池の廃熱を有効に活用しながら、燃費の悪化を抑制しつつ、車室内の適切な暖房あるいは除湿暖房を実現できることは、極めて有効である。
【０１８８】
（２）上述の実施形態では、補助加熱手段として、冷凍サイクル２０の室内凝縮器２２を採用して、吐出能力制御手段（補助加熱能力制御手段）６０ｂが圧縮機２１の冷媒吐出能力を変化させることによって、室内凝縮器２２の加熱能力を制御した例を説明したが、補助加熱手段はこれに限定されない。
【０１８９】
例えば、電力を供給することによって発熱する電気ヒータを採用することができる。この場合は、補助加熱能力制御手段から出力される電力によって電気ヒータの加熱能力を制御すればよい。さらに、補助加熱手段としては、加熱手段の熱源を供給する車載機器とは異なる車載機器から供給されるエネルギによって加熱能力を発揮する手段を採用することができる。
【０１９０】
（３）上述の実施形態では、冷却水温度Ｔｗに基づいて、予め空調制御装置６０に記憶された制御マップを参照して許容加熱能力Ｑｗ＿ｃａｐを決定した例を説明したが、Ｑｗ＿ｃａｐの決定はこれに限定されない。例えば、冷却水温度Ｔｗ、燃料消費量Ｑｆｕｅｌおよび廃熱効率Ｈｅｈに基づいて、予め空調制御装置６０に記憶された制御マップを参照して決定してもよい。
【０１９１】
また、Ｑｗ＿ｃａｐは、エンジンで燃料を燃焼させることによる熱量と、エンジン自体が有している熱量からエンジン表面からの放熱を差し引くことで定義ができる。そこで、冷却水温度Ｔｗ、冷却水回路を構成する機器の熱容量Ｋｍａｓｓ、車速Ｖｖ、エンジン１０自体の放熱係数Ｋｒａｄ、外気温Ｔａ、第１基準温度Ｔ１、燃料消費量Ｑｆｕｅｌおよび廃熱効率Ｈｅｈに基づいて、下記数式Ｆ２を用いて決定してもよい。
Ｑｗ＿ｃａｐ＝Ｑｆｕｅｌ×Ｈｅｈ＋Ｑ（Ｔｗ、Ｔ１、Ｋｍａｓｓ）−Ｑ（Ｖｖ、Ｋｒａｄ、Ｔａ）…（Ｆ２）
ここで、Ｑｆｕｅｌは、消費された燃料の有しているエネルギであり、消費された燃料によってエンジンが出力可能な仕事量とも表現できる。一般的に、１リットルのガソリンが有するエネルギは３ＭＪ程度である。
【０１９２】
廃熱効率Ｈｅｈは、消費された燃料によってエンジンが出力可能な仕事量に対する、エンジンが実際に出力した仕事量および排気熱以外の熱量（仕事量）の合算値の割合を示す値である。一般的に、消費された燃料によってエンジンが出力可能な仕事量に対するエンジンが実際に出力した仕事量は３０％程度であり、排気熱の熱量は２０％であり、排気熱以外の熱量は５０％程度になる。
【０１９３】
また、式Ｆ２のＱ（Ｔｗ、Ｔ１、Ｋｍａｓｓ）の項は、エンジン冷却系自体が有している熱量（熱マス分）を示す項であり、エンジン冷却系自体が有する温度が第１基準温度Ｔ１以上であれば送風空気を加熱するための熱量として利用できる。
【０１９４】
（４）上述の実施形態にて例示した加熱能力変更手段の他に、加熱能力変更手段として冷却水ポンプ１２を採用することができる。そして、ヒータコア１３の加熱能力を増加させる際には冷却水ポンプ１２の流量を増加させるように冷却水ポンプ１２の作動を制御すればよい。この場合は、空調制御装置６０がエンジン制御装置５０に対して、冷却水ポンプ１２の回転数変更信号を出力すればよい。
【０１９５】
（５）上述の実施形態では、図５の制御ステップＳ３にて、操作パネル７０の運転モード切替スイッチの操作信号に基づいて運転モードを決定した例を説明したが、運転モードの決定は、これに限定されない。
【０１９６】
例えば、内気センサ６１によって検出された車室内温度Ｔｒに対して温度設定スイッチによって設定された設定温度Ｔｓｅｔが低い場合は冷房モードに決定し、車室内温度Ｔｒに対して設定温度Ｔｓｅｔが高い場合は暖房モードに決定し、さらに、車室内温度Ｔｒに対して設定温度Ｔｓｅｔが高くかつ外気温センサ６２によって検出された外気温Ｔａが所定温度以下の場合は除湿暖房モードに決定するようにしてもよい。
【０１９７】
（６）上述の実施形態では、図５の制御ステップＳ１０にて、ヒータコア１３へ流入する送風空気の温度として冷媒蒸発温度Ｔｅを用いてヒータコア１３から流出する送風空気の温度Ｔｈｃｏを算出できる例を説明したが、暖房モードでは、室内蒸発器２３にて冷媒が蒸発していないので、暖房モードについては、冷媒蒸発温度Ｔｅの代わりに外気温Ｔａを用いてＴｈｃｏを算出してもよい。
【０１９８】
（７）上述の実施形態では、本発明の車両用空調装置を、ハイブリッド車両のうちエンジンＥＧおよび走行用電動モータの双方から直接駆動力を得て走行可能な、いわゆるパラレル型のハイブリッド車両に適用した例を説明しているが、本発明の車両用空調装置の適用はこれに限定されない。
【０１９９】
例えば、エンジンＥＧを発電機の駆動源として用い、発電された電力をバッテリに蓄え、さらに、バッテリに蓄えられた電力を供給されることによって作動する走行用電動モータから駆動力を得て走行する、いわゆるシリアル型のハイブリッド車両に適用してもよい。
【０２００】
（８）上述の第１〜第５実施形態では、車載機器であるエンジン１０自体の温度として、熱媒体であるエンジン冷却水の冷却水温度Ｔｗを用いた例を説明し、第６実施形態では、エンジン１０の外表面の温度を用いた例を説明したが、この他にも、エンジン１０自体の温度としては、エンジン１０自体の温度に相関を有する物理量を採用できる。
【０２０１】
なお、エンジン１０自体の温度には温度分布が生じ易い。そのため、この温度分布のうち高温側の温度に相関を有する温度を採用する場合は、第１実施形態のように、第１基準温度Ｔ１以上となる予め定めた温度帯の範囲で、第１基準温度Ｔ１に近づける暖機制御を行うようにし、低温側の温度に相関を有する温度を採用する場合は、第５実施形態のように、第１基準温度Ｔ１以下となる予め定めた温度帯の範囲で、第１基準温度Ｔ１に近づける暖機制御を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【０２０２】
１０        エンジン
１１        冷却水回路
１３        ヒータコア
１４        流量調整弁
１６        バイパス通路
１７        開度調整弁
２０        冷凍サイクル
２１        圧縮機
２２        室内凝縮器
３７        ヒータコアバイパスドア
６０ａ      加熱能力制御手段
６０ｂ      補助加熱能力制御手段（吐出能力制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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