(57)【要約】      （修正有）【課題】車室内熱交換器の表面処理の劣化を防止することができる車両用空気調和装置を提供することを目的とする。【解決手段】冷媒を圧縮する圧縮機３と、冷房時には放熱器として、暖房時には蒸発器として動作する車室外熱交換器５と、冷房時には蒸発器として、暖房時には放熱器として動作するとともに、防臭および／または親水性のための表面処理が施された車室内熱交換器７とを備えた車両用空気調和装置１において、暖房時における車室内熱交換器７の表面温度が、表面処理が劣化する劣化温度以下となるように制御することを特徴とする。【選択図】図１
2006168645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
冷房時には放熱器として、暖房時には蒸発器として動作する室外熱交換器と、
冷房時には蒸発器として、暖房時には放熱器として動作するとともに、表面処理が施された室内熱交換器と、を備えた空気調和装置において、
暖房時における前記室内熱交換器の表面温度が、前記表面処理が劣化する劣化温度以下となるように温度制御運転を行う制御部を備えていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記表面温度は、前記室内熱交換器の入口温度または前記圧縮機の吐出温度によって代表されることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記制御部は、暖房時に前記室外熱交換器に流入する冷媒の圧力を減じる減圧弁の開度を大きくすることにより、又は、前記圧縮機の能力を減じることにより、前記温度制御運転を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記制御部は、冷媒の目標高圧圧力の設定値を下げることにより、前記温度制御運転を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記制御部は、冷房運転時に、前記圧縮機の吐出温度が該圧縮機を保護するための保護温度以上となった場合に、前記吐出温度を低下させる圧縮機保護運転を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の空気調和装置。
【請求項６】
車両用駆動装置を冷却する冷却水が分岐され、
一方には、前記圧縮機からの吐出冷媒と熱交換を行う冷媒冷却水熱交換器、車内へ導かれる空気の加熱を行うヒータコア及び前記車両用駆動装置が接続された車内側冷却水回路と、
他方には、第１冷却水流量調整弁、前記冷却水を冷却する冷却水放熱器および前記車両用駆動装置が接続された車外側冷却水回路と、を備えてなり、
前記制御部は、暖房時に、前記車両用駆動装置から流出した前記冷却水の温度が暖房用冷却水閾温度を超えた場合に前記第１冷却水流量調整弁を開方向に制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記制御部は、冷房時に、前記車両用駆動装置から流出した前記冷却水の温度が冷房用冷却水閾温度を超えた場合に前記第１冷却水流量調整弁を開方向に制御することを特徴とする請求項６記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記制御部は、暖房時に、前記圧縮機が停止している場合、前記車両用駆動装置から流出した前記冷却水の温度が冷房用冷却水閾温度を超えた場合に前記第１冷却水流量調整弁を開方向に制御することを特徴とする請求項６又は７に記載の空気調和装置。
【請求項９】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
冷房時には放熱器として、暖房時には蒸発器として動作する室外熱交換器と、
冷房時には蒸発器として、暖房時には放熱器として動作する室内熱交換器と、
を備えた空気調和装置において、
車両用駆動装置を冷却する冷却水が分岐され、
一方には、前記圧縮機からの吐出冷媒と熱交換を行う冷媒冷却水熱交換器、車内へ導かれる空気の加熱を行うヒータコア及び前記車両用駆動装置が接続された車内側冷却水回路と、
他方には、第１冷却水流量調整弁、前記冷却水を冷却する冷却水放熱器および前記車両用駆動装置が接続された車外側冷却水回路と、を備えてなり、
前記冷媒冷却水熱交換器の出口と前記冷却水放熱器の入口とを接続するとともに第２冷却水流量調整弁を備えたバイパス冷却水回路が設けられ、
冷房時に、前記第１冷却水流量調整弁を閉じ、前記第２冷却水流量調整弁を開く制御部を備えていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項１０】
前記制御部は、暖房時に、
前記車両用駆動装置から流出した前記冷却水の温度が暖房用冷却水閾温度以下の場合に、前記第１冷却水流量調整弁および前記第２冷却水流量調整弁を閉じ、
前記暖房用冷却水閾温度を超えた場合に、前記第１冷却水流量調整弁を開くことを特徴とする請求項９に記載の空気調和装置。
【請求項１１】
前記制御部は、暖房時に、前記圧縮機が停止している場合、前記車両用駆動装置から流出した前記冷却水の温度が冷房用冷却水閾温度を超えた場合に前記第１冷却水流量調整弁を開方向に制御することを特徴とする請求項１０に記載の空気調和装置。
【請求項１２】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
冷房時には放熱器として、暖房時には蒸発器として動作する室外熱交換器と、
冷房時には蒸発器として、暖房時には放熱器として動作するとともに、表面処理が施された室内熱交換器と、を備えた空気調和装置の制御方法において、
暖房時における前記室内熱交換器の表面温度が、前記表面処理が劣化する劣化温度以下となるように温度制御運転を行うことを特徴とする空気調和装置の制御方法。
【請求項１３】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
冷房時には放熱器として、暖房時には蒸発器として動作する室外熱交換器と、
冷房時には蒸発器として、暖房時には放熱器として動作する室内熱交換器と、
を備えた空気調和装置の制御方法において、
車両用駆動装置を冷却する冷却水が分岐され、
一方には、前記圧縮機からの吐出冷媒と熱交換を行う冷媒冷却水熱交換器、車内へ導かれる空気の加熱を行うヒータコア及び前記車両用駆動装置が接続された車内側冷却水回路と、
他方には、第１冷却水流量調整弁、前記冷却水を冷却する冷却水放熱器および前記車両用駆動装置が接続された車外側冷却水回路と、を備えてなり、
前記冷媒冷却水熱交換器の出口と前記冷却水放熱器の入口とを接続するとともに第２冷却水流量調整弁を備えたバイパス冷却水回路が設けられ、
冷房時に、前記第１冷却水流量調整弁を閉じ、前記第２冷却水流量調整弁を開くことを特徴とする空気調和装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に車両用空気調和装置に用いられて好適な空気調和装置およびその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、二酸化炭素を冷媒として用いた冷凍サイクル装置が示されている。この冷凍サイクル装置は、圧縮機吐出温度の高温化による潤滑油およびモータ巻線の絶縁材料の劣化を防止するために、圧縮機の吐出温度が所定値以上になったら、減圧弁の開度を大きくし、又は圧縮機の運転能力を減少させる手段を備えたものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２３４８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車室内熱交換器には、防臭や親水性のための表面処理が施されているため、その処理剤の成分にもよるが、８０〜１２０℃程度の高温になると、この表面処理が劣化する場合も生じ得る。しかも、表面処理が劣化する温度は、一般に、圧縮機の信頼性が損なわれる温度よりも低いにもかかわらず、圧縮機の温度が信頼性確保のための主要検討項目に位置付けられていた。
したがって、暖房時にヒートポンプ運転をした場合、圧縮機の信頼性を確保するための保護温度よりも先に車室内熱交換器の表面処理が劣化する温度に到達してしまう。これでは、いくら圧縮機保護の運転を行っていたとしても、車室内熱交換器の表面処理の劣化を防ぐことはできず、システム全体としての信頼性を維持することはできない。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、信頼性確保のためのパラメータとして室内熱交換器の表面処理層の温度に着目し、この表面処理の劣化を防止することができる空気調和装置およびその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の空気調和装置およびその制御方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷房時には放熱器として、暖房時には蒸発器として動作する室外熱交換器と、冷房時には蒸発器として、暖房時には放熱器として動作するとともに、表面処理が施された室内熱交換器と、を備えた空気調和装置において、暖房時における前記室内熱交換器の表面温度が、前記表面処理が劣化する劣化温度以下となるように温度制御運転を行う制御部を備えていることを特徴とする。
【０００７】
暖房時には室内熱交換器は放熱器となりその表面温度が上昇する。この室内熱交換器の表面温度を、表面処理が劣化する劣化温度以下に制御することとしたので、室内熱交換器の表面処理が高温となり劣化することがない。
劣化温度は、表面処理の種類にもよるが、例えば８０〜１２０℃程度とされる。
表面処理としては、例えば、防臭および／または親水性等の観点から、ジルコニウム系、樹脂系の表面処理が挙げられる。
冷媒としては、例えば、冷凍サイクルの高圧側で超臨界状態となりうる冷媒が用いられ、二酸化炭素やエタンが挙げられる。これらの冷媒は、従来のＨＣＦＣ冷媒やＨＦＣ冷媒に比べて高圧側で高温になりやすい（例えば二酸化炭素では１４０℃程度）という性質を有する。
【０００８】
さらに、本発明による空気調和装置によれば、前記表面温度は、前記室内熱交換器の入口温度または前記圧縮機の吐出温度によって代表されることを特徴とする。
【０００９】
室内熱交換器の表面温度は、室内熱交換器の表面を直接測定する温度センサを用いて得ることができるが、これに代えて、室内熱交換器の表面温度を代表するものとして、室内熱交換器の入口温度または圧縮機の吐出温度を用いても良い。特に、圧縮機の吐出温度は通常の運転制御に用いるために計測される温度なので、この温度を用いれば簡便な構成となる。
温度制御運転を行う閾値となる室内熱交換器の入口温度または圧縮機の吐出温度は、固定値とせず、環境に応じて変化させても良い。例えば、室内熱交換器を通過する風量を用いて、風量が多い場合にはその分だけ室内熱交換器の表面が冷却されるので閾値を高くするように補正する。風量は、ブロワの設定、車両用空気調和装置の場合にはＤＥＦ，ＦＯＯＴ等の吹出口設定、車室内空気を循環させるか車室外空気を用いるかの内外気の設定を用いて推定しても良い。
また、室内熱交換器に導入される吸込空気温度によって閾値を補正しても良く、例えば、吸込空気温度が低い場合には、その分だけ室内熱交換器の表面が冷却されるので、閾値が高く設定される。この吸込空気温度は、車両用空気調和装置の場合には内外気設定、外気温度、車内温度から推定しても良い。
【００１０】
さらに、本発明による空気調和装置によれば、前記制御部は、暖房時に前記室外熱交換器に流入する冷媒の圧力を減じる減圧弁の開度を大きくすることにより、又は、前記圧縮機の能力を減じることにより、前記温度制御運転を行うことを特徴とする。
【００１１】
暖房時に室外熱交換器に流入する冷媒の圧力を減じるための減圧弁の開度を大きくすることにより、放熱後の冷媒の圧力落差を小さくする。結果的に冷媒の高圧圧力が減じられることになる（一方、冷媒の低圧圧力は上昇する）。これにより、暖房時に室内熱交換器内を流れる高圧冷媒の温度を下げ、室内熱交換器の表面温度を低下させる。
また、圧縮機の運転能力を減じることにより、暖房時に室内熱交換器内を流れる高圧冷媒の温度を下げることとしても良い。圧縮機の運転能力を減じるには、例えば、回転数を低下させれば良い。また、圧縮機を断続的に停止させることとしても良い。
なお、温度制御運転としては、他に、放熱後の高圧冷媒と圧縮機吸入側の低圧冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器の能力を下げるといった手段を採用しても良い。例えば、高圧側の冷媒が内部熱交換器を通過しないようにバイパスさせ、又は、内部熱交換器に入る前の高圧冷媒を所定量減圧することによって内部熱交換器の能力を下げる。
【００１２】
さらに、本発明による空気調和装置によれば、前記制御部は、冷媒の目標高圧圧力の設定値を下げることにより、前記温度制御運転を行うことを特徴とする。
【００１３】
冷媒の目標高圧圧力の設定値を下げて、暖房時に室内熱交換器内を流れる高圧冷媒の温度を下げることにより、室内熱交換器の表面温度を低下させる。
冷媒の目標高圧圧力の設定値を下げると、例えば、暖房時に室外熱交換器に流入する冷媒の圧力を減じる減圧弁の開度を大きくし、あるいは圧縮機の能力を減じるといった動作が行われる。
【００１４】
さらに、本発明による空気調和装置によれば、前記制御部は、冷房運転時に、前記圧縮機の吐出温度が該圧縮機を保護するための保護温度以上となった場合に、前記吐出温度を低下させる圧縮機保護運転を行うことを特徴とする。
【００１５】
冷房時には、環境温度が高いため圧縮機の吐出温度が高温になりやすい。この吐出温度が高い場合には圧縮機内の温度も高温となる。この場合には、圧縮機に用いられる潤滑油やモータ巻線の絶縁材料等が劣化して圧縮機の信頼性が低下するおそれがある。そこで、圧縮機を保護するための保護温度以上となった場合には、圧縮機の吐出温度を下げる制御を行うこととした。
圧縮機保護運転としては、冷房時に前記室外熱交換器から流出した冷媒圧力を減じるための減圧弁の開度を大きくすること、前記圧縮機の能力を減じること、又は冷媒の目標高圧圧力の設定値を減じること等が挙げられる。
特に、室内熱交換器の表面温度が圧縮機の吐出温度に代表されている場合には、温度センサを、室内熱交換器の表面温度を推測する場合だけでなく圧縮機の保護温度測定にも適用でき、温度センサ数を少なくできる点で好適である。
【００１６】
さらに、本発明による空気調和装置は、車両用駆動装置を冷却する冷却水が分岐され、一方には、前記圧縮機からの吐出冷媒と熱交換を行う冷媒冷却水熱交換器、車内へ導かれる空気の加熱を行うヒータコア及び前記車両用駆動装置が接続された車内側冷却水回路と、他方には、第１冷却水流量調整弁、前記冷却水を冷却する冷却水放熱器および前記車両用駆動装置が接続された車外側冷却水回路と、を備えてなり、前記制御部は、暖房時に、前記車両用駆動装置から流出した前記冷却水の温度が暖房用冷却水閾温度を超えた場合に前記第１冷却水流量調整弁を開方向に制御することを特徴とする。
【００１７】
第１冷却水流量調整弁を開方向に動作させると、冷却水は冷却水放熱器によって冷却されて車両用駆動装置に戻ることになり、車両用駆動装置から流出する冷却水の温度は低下する。
暖房時に、車両用駆動装置から流出した冷却水の温度が所定値以上になると、冷媒冷却水熱交換器による圧縮機からの吐出冷媒の冷却が不十分となり、高温となってしまう。すると、室内熱交換器の表面温度が上昇して表面処理が劣化してしまう。これを回避するために、第１冷却水流量調整弁を開方向に動作させて冷却水温度を低下させることとした。
第１冷却水流量調整弁を動作させる閾値である暖房用冷却水閾温度は、室内熱交換器の表面処理の劣化との関係で定められる。
なお、車両用駆動装置としては、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、燃料電池等が挙げられる。
【００１８】
さらに、本発明による空気調和装置によれば、前記制御部は、冷房時に、前記車両用駆動装置から流出した前記冷却水の温度が冷房用冷却水閾温度を超えた場合に前記第１冷却水流量調整弁を開方向に制御することを特徴とする。
【００１９】
冷房時に、車両用駆動装置から流出した冷却水の温度が所定値以上になると、車両用駆動装置の冷却が不十分になる。これを回避するために、第１冷却水流量調整弁を開方向に動作させて冷却水温度を低下させることとした。
好ましくは、冷房時に第１冷却水流量調整弁を動作させる冷房用冷却水閾温度は、暖房時に第１冷却水流量調整弁を動作させる暖房用冷却水閾温度よりも高い温度に設定される。
第１冷却水流量調整弁を動作させる閾値である冷房用冷却水閾温度は、車両用駆動装置の冷却が不十分となる温度に基づいて定められる。
【００２０】
さらに、本発明による空気調和装置によれば、前記制御部は、暖房時に、前記圧縮機が停止している場合、前記車両用駆動装置から流出した前記冷却水の温度が冷房用冷却水閾温度を超えた場合に前記第１冷却水流量調整弁を開方向に制御することを特徴とする。
【００２１】
圧縮機が停止している場合には、室内熱交換器に高温冷媒ガスが流れないので、室内熱交換器の表面処理の劣化は考慮する必要がない。一方、冷却水温度が所定値以上になると、車両用駆動装置の冷却が不十分になる。これを回避するために、暖房時で圧縮機が停止している場合であっても、第１冷却水流量調整弁を開方向に動作させて冷却水温度を低下させることとした。
この冷房用冷却水閾温度は、車両用駆動装置の冷却が不十分となる温度に基づいて定められる。
【００２２】
また、本発明による空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷房時には放熱器として、暖房時には蒸発器として動作する室外熱交換器と、冷房時には蒸発器として、暖房時には放熱器として動作する室内熱交換器と、を備えた空気調和装置において、車両用駆動装置を冷却する冷却水が分岐され、一方には、前記圧縮機からの吐出冷媒と熱交換を行う冷媒冷却水熱交換器、車内へ導かれる空気の加熱を行うヒータコア及び前記車両用駆動装置が接続された車内側冷却水回路と、他方には、第１冷却水流量調整弁、前記冷却水を冷却する冷却水放熱器および前記車両用駆動装置が接続された車外側冷却水回路と、を備えてなり、前記冷媒冷却水熱交換器の出口と前記冷却水放熱器の入口とを接続するとともに第２冷却水流量調整弁を備えたバイパス冷却水回路が設けられ、冷房時に、前記第１冷却水流量調整弁を閉じ、前記第２冷却水流量調整弁を開く制御部を備えていることを特徴とする。
【００２３】
冷房時に、第１冷却水流量調整弁を閉じることにより、車両用駆動装置の冷却水の全量か冷媒冷却水熱交換器に流されることになる。そして、第２冷却水流量調整弁を開くことにより、冷媒冷却水熱交換器を出た冷却水を、バイパス冷却水回路を通して冷却水放熱器へと流すことで、冷却水の冷却を助長する。これにより、圧縮機からの吐出冷媒の冷却量を増加させ、冷房時における放熱能力ひいては冷房能力を増大させることができる。
なお、車両用駆動装置としては、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、燃料電池等が挙げられる。
【００２４】
さらに、本発明による空気調和装置によれば、前記制御部は、暖房時に、前記車両用駆動装置から流出した前記冷却水の温度が暖房用冷却水閾温度以下の場合に、前記第１冷却水流量調整弁および前記第２冷却水流量調整弁を閉じ、前記暖房用冷却水閾温度を超えた場合に、前記第１冷却水流量調整弁を開くことを特徴とする。
【００２５】
第１冷却水流量調整弁を開方向に動作させると、冷却水は冷却水放熱器によって冷却されて車両用駆動装置に戻ることになり、車両用駆動装置から流出する冷却水の温度は低下する。
暖房時に、車両用駆動装置から流出した冷却水の温度が所定値以下となっている場合には、車両用駆動装置を冷却するのに十分な冷却水温度を維持しているので、第１及び第２冷却水流量調整弁を閉じることとする。
暖房時に、車両用駆動装置から流出した冷却水の温度が所定値以上になると、冷媒冷却水熱交換器によって圧縮機からの吐出冷媒の冷却が不十分となり、高温となってしまう。すると、室内熱交換器の表面温度が上昇して表面処理が劣化してしまう。これを回避するために、第１冷却水流量調整弁を開方向に動作させて冷却水温度を低下させることとした。
第１冷却水流量調整弁を動作させる閾値である暖房用冷却水閾温度は、室内熱交換器の表面処理の劣化との関係で定められる。
【００２６】
さらに、本発明による空気調和装置によれば、前記制御部は、暖房時に、前記圧縮機が停止している場合、前記車両用駆動装置から流出した前記冷却水の温度が冷房用冷却水閾温度を超えた場合に前記第１冷却水流量調整弁を開方向に制御することを特徴とする。
【００２７】
圧縮機が停止している場合には、室内熱交換器に高温冷媒ガスが流れないので、室内熱交換器の表面処理の劣化は考慮する必要がない。一方、冷却水温度が所定値以上になると、車両用駆動装置の冷却が不十分になる。これを回避するために、暖房時で圧縮機が停止している場合であっても、第１冷却水流量調整弁を開方向に動作させて冷却水温度を低下させることとした。
この冷房用冷却水閾温度は、車両用駆動装置の冷却が不十分となる温度に基づいて定められる。
【００２８】
また、本発明による空気調和装置の制御方法は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷房時には放熱器として、暖房時には蒸発器として動作する室外熱交換器と、冷房時には蒸発器として、暖房時には放熱器として動作するとともに、表面処理が施された室内熱交換器と、を備えた空気調和装置の制御方法において、暖房時における前記室内熱交換器の表面温度が、前記表面処理が劣化する劣化温度以下となるように温度制御運転を行うことを特徴とする。
【００２９】
暖房時には室内熱交換器は放熱器となりその表面温度が上昇する。この室内熱交換器の表面温度を、表面処理が劣化する劣化温度以下に制御することとしたので、室内熱交換器の表面処理が高温となり劣化することがない。
劣化温度は、表面処理の種類にもよるが、例えば８０〜１２０℃程度とされる。
表面処理としては、ジルコニウム系、樹脂系の表面処理が挙げられる。
冷媒としては、例えば、冷凍サイクルの高圧側で超臨界状態となりうる冷媒が用いられ、二酸化炭素やエタンが挙げられる。これらの冷媒は、高圧側で高温になりやすい（例えば二酸化炭素では１４０℃程度）という性質を有する。
【００３０】
また、本発明による空気調和装置の制御方法は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷房時には放熱器として、暖房時には蒸発器として動作する室外熱交換器と、冷房時には蒸発器として、暖房時には放熱器として動作する室内熱交換器と、を備えた空気調和装置の制御方法において、車両用駆動装置を冷却する冷却水が分岐され、一方には、前記圧縮機からの吐出冷媒と熱交換を行う冷媒冷却水熱交換器、車内へ導かれる空気の加熱を行うヒータコア及び前記車両用駆動装置が接続された車内側冷却水回路と、他方には、第１冷却水流量調整弁、前記冷却水を冷却する冷却水放熱器および前記車両用駆動装置が接続された車外側冷却水回路と、を備えてなり、前記冷媒冷却水熱交換器の出口と前記冷却水放熱器の入口とを接続するとともに第２冷却水流量調整弁を備えたバイパス冷却水回路が設けられ、冷房時に、前記第１冷却水流量調整弁を閉じ、前記第２冷却水流量調整弁を開くことを特徴とする。
【００３１】
冷房時に、第１冷却水流量調整弁を閉じることにより、車両用駆動装置の冷却水の全量か冷媒冷却水熱交換器に流されることになる。そして、第２冷却水流量調整弁を開くことにより、冷媒冷却水熱交換器を出た冷却水を、バイパス冷却水回路を通して冷却水放熱器へと流すことで、冷却水の冷却を助長する。これにより、圧縮機からの吐出冷媒の冷却量を増加させ、冷房時における放熱能力ひいては冷房能力を増大させることができる。
なお、車両用駆動装置としては、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、燃料電池等が挙げられる。
【発明の効果】
【００３２】
室内熱交換器の表面温度に応じて温度制御運転を行うこととしたので、室内熱交換器に施された表面処理の劣化を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
図１には、車両用空気調和装置（空気調和装置）１の概略が示されている。
空気調和装置１は、冷媒を圧縮する圧縮機３と、車室外熱交換器（室外熱交換器）５と、車室内熱交換器（室内熱交換器）７と、第１膨張弁９とを主として備えている。
【００３４】
圧縮機３は、冷媒である二酸化炭素を圧縮し、例えばスクロール型コンプレッサが用いられる。圧縮機３の吐出側には、吐出ガス温度センサ４が設けられている。圧縮機３によって圧縮された冷媒は、クーラント熱交換器（冷媒冷却水熱交換器）１０を通り、第１三方弁１２へと導かれる。
【００３５】
クーラント熱交換器１０は、車両を駆動するエンジン（車両用駆動装置）１４の冷却水と圧縮後の冷媒とを熱交換するものである。クーラント熱交換器１０で熱交換された冷却水は、後述するＨＶＡＣユニット１１内に設けられたヒータコア１６へと導かれた後にエンジン１４へと返送される。
【００３６】
第１三方弁１２は、冷媒の流れを切り換えるものであり、冷房時には車室外熱交換器５側に、暖房時には車室内熱交換器７側に切り換える。なお、図１では、冷房時の冷媒流れを点線で、暖房時の冷媒流れを実線で示している。
【００３７】
車室外熱交換器５は、外気と熱交換し、冷房時には放熱器として、暖房時には蒸発器として動作する。車室外熱交換器５の近傍の冷媒配管には、第２膨張弁１８が設けられている。この第２張弁１８は、電子膨張弁とされており、冷房時には車室外熱交換器５の下流側に位置した状態で全開とされ、暖房時には車室外熱交換器５の上流側に位置した状態で一定の絞りを加えて高圧冷媒を減圧する。
【００３８】
第２膨張弁１８と第１膨張弁９との間の冷媒配管には、内部熱交換器２０が設けられている。この内部熱交換器２０は、高圧側の冷媒と圧縮機３の吸入側の低圧冷媒とを熱交換させるものであり、冷房時に車室外熱交換器５を通過した高圧冷媒に過冷却を与えて車室内熱交換器７入口の冷媒の乾き度を下げるために用いられる。
【００３９】
第１膨張弁９は電子膨張弁とされている。この第１膨張弁９は、車室内熱交換器７の近傍の冷媒配管に設けられ、冷房時には車室内熱交換器７の上流側に位置した状態で高圧冷媒を絞り減圧させて低圧冷媒とするものである。第１膨張弁９は、暖房時には車室内熱交換器７の下流側に位置した状態で全開とされる。
【００４０】
車室内熱交換器７は、ＨＶＡＣ（Heating, Ventilating and Air-Conditioning）ユニット１１内に設けられ、冷房時には蒸発器として、暖房時には放熱器として動作する。車室内熱交換器７の表面には、防臭および親水性のために表面処理が施されている。表面処理剤としては、種々のものを適用できるが、例えば、ジルコニウム系、樹脂系等により表面処理層を形成する構成が挙げられる。この表面処理は、８０〜１２０℃程度の高温となると劣化する性質を有している。なお、本実施形態では防臭性および親水性の機能を表面処理に持たせたが、これに限られるものではなく、必要に応じて機能を追加しても良く、また、特定の機能に絞っても良い。
【００４１】
車室熱交換器７の近傍であって、暖房時には冷媒入口側となる冷媒配管すなわち第１三方弁１２と車室内熱交換器７とを連結する冷媒配管には、温度センサ２２が設けられている。
【００４２】
車室内熱交換器７およびヒータコア１６が設けられたＨＶＡＣユニット１１は、車室内に供給される空気（外気または車室内空気）の温度調節を行うものであり、上流側（図において左方）から、ブロア２４、車室内熱交換器７およびヒータコア１６が順次設けられている。ヒータコア１６の上流側には、エアミックスダンパ２６が設けられている。このエアミックスダンパ２６の開度を調節することにより、車室内熱交換器７を通過した冷風（冷房時）がヒータコア１６を流れる流量を調節する。
【００４３】
圧縮機３の吸入側で、内部熱交換器２０よりも上流側には、アキュムレータ２８が設けられている。アキュムレータ２８は、冷媒内に含まれる湿分を回収するものである。
アキュムレータ２８と車室内熱交換器７との間には、第２三方弁３０が設けられている。第２三方弁３０は、冷房時に、車室内熱交換器７と内部熱交換器２０とを、暖房時に、アキュムレータ２８と車室外熱交換器５とを連結する。
【００４４】
圧縮機３の回転周波数、三方弁１２，３０の切り換え、膨張弁９，１８の開度調整等は、温度センサ４，２２の測定値等に基づいて、図示しない制御部によって行われる。
【００４５】
上記構成の車両用空気調和装置１は、次のように動作する。
冷房時（図１の点線参照）には、圧縮機３によって圧縮された冷媒は、クーラント熱交換器１０によって冷却された後、第１三方弁１２を通り車室外熱交換器５へと流される。ここで、圧縮後の冷媒は、冷媒として二酸化炭素が用いられているので、超臨界状態となっている。
車室外熱交換器５では、外気との間で熱交換し、高圧冷媒は冷却される。すなわち、車室外熱交換器５は放熱器として動作する。
車室外熱交換器５で放熱された高圧冷媒は、全開とされた第２膨張弁１８を通り、内部熱交換器２０へと導かれる。内部熱交換器２０では、圧縮機３吸入側の低圧冷媒と熱交換が行われ、高圧冷媒に過冷却がつけられる。
内部熱交換器２０を通過した高圧冷媒は、第１膨張弁９で絞られて減圧させられる。第１膨張弁９によって減圧された冷媒は低圧冷媒となり、車室内熱交換器７へと導かれる。
車室内熱交換器７では、ブロワ２４から導かれる空気（外気または車室内空気）と低圧冷媒との間で熱交換が行われ、低圧冷媒が蒸発する。すなわち、車室内熱交換器７は蒸発器として動作する。液冷媒の蒸発潜熱によって熱量を奪われて空気は冷却され、下流のヒータコア１６へと導かれる。
車室内熱交換器７で蒸発した冷媒は低圧ガス冷媒となり、第２三方弁３０を通りアキュムレータ２８へと導かれる。低圧ガス冷媒は、アキュムレータ２８で湿分が取り除かれた後に、内部熱交換器２０で高圧冷媒から熱を奪い、圧縮機３の吸入側へと導かれる。
【００４６】
ＨＶＡＣユニット１１では、ブロワ２４から導入される空気（外気または車室内空気）が車室内熱交換器７によって冷却された後、エンジン冷却水が導入されるヒータコア１６によって暖められ、車室内へと導かれる。ヒータコア１６には、圧縮機３からの吐出ガスを冷却した冷却水が導かれるようになっており、吐出ガスから奪った熱量をヒータコア１６で有効に回収できるようになっている。ヒータコア１６によって空気に与えられる加熱量は、エアミックスダンパ２６によって調整される。
【００４７】
暖房時（図１の実線参照）には、圧縮機３によって圧縮された冷媒は、クーラント熱交換器１０によって冷却された後、第１三方弁１２を通り、車室内熱交換器７へと導かれる。圧縮後の冷媒は、冷媒として二酸化炭素が用いられているので、超臨界状態となっている。
車室内熱交換器７では、ブロワ２４から導入される空気と高圧冷媒との間で熱交換が行われ、空気が暖められる。すなわち、車室内熱交換器７は放熱器として動作する（ヒートポンプ運転）。
車室内熱交換器７で放熱した高圧冷媒は、全開とされた第１膨張弁９を通り、内部熱交換器２０へと導かれる。
内部熱交換器２０では、高圧冷媒が圧縮機３吸入側の低圧冷媒と熱交換することにより冷却される。
内部熱交換器２０を通過した高圧冷媒は、第２膨張弁１８によって絞られて減圧した後、低圧冷媒となり、車室外熱交換器５へと導かれる。車室外熱交換器５では、外気と熱交換を行い、低圧冷媒が蒸発させられる。すなわち、車室外熱交換器５は蒸発器として動作する。
車室外熱交換器５で気化した低圧ガス冷媒は、第２三方弁３０を通りアキュムレータ２８で湿分が除去された後、内部熱交換器２０において高圧冷媒から熱を奪い、圧縮機３の吸入側へと導かれる。
【００４８】
ＨＶＡＣユニット１１では、ブロワ２４から導入される空気（外気または車室内空気）が車室内熱交換器７によって暖められた後、エンジン冷却水が導入されるヒータコア１６によってさらに暖められ、車室内へと導かれる。ヒータコア１６には、圧縮機３からの吐出ガスを冷却した冷却水が導かれるようになっており、吐出ガスから奪った熱量をヒータコア１６で有効に回収できるようになっている。ヒータコア１６によって空気に与えられる加熱量は、エアミックスダンパ２６によって調整される。
【００４９】
図２は、車室内熱交換器７に施された表面処理の劣化を防ぐための制御が示されたフローチャートである。
暖房時には、圧縮機３によって圧縮された高温（例えば１５０℃）の高圧冷媒が車室内熱交換器７に供給されるいわゆるヒートポンプ運転が行われるので、車室内熱交換器７の表面温度が過剰に上昇するおそれがある。これを回避するために、車室内熱交換器７の入口温度を温度センサ２２によって測定し、車室内熱交換器７の温度を所定値以下に管理する。
【００５０】
具体的には、図２に示すように、温度センサ２２によって得られる車室内熱交換器７の入口温度が暖房用閾値Ｔ１よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１）。
車室内熱交換器７の入口温度が暖房用閾値Ｔ１以下の場合には、第２膨張弁１８の開度は通常の制御のままとする（Ｓ２）。
車室内熱交換器７の入口温度が暖房用閾値Ｔ１よりも高い場合には、第２膨張弁１８を強制的に開方向に開く（Ｓ３）。これにより、冷媒の高圧圧力が低下し、これに伴い車室内熱交換器７を流れる冷媒温度も低下する。
なお、暖房用閾値Ｔ１については、固定値とせず、次のように可変としても良い。
例えば、車室内熱交換器７を通過する風量を用いて、風量が多い場合にはその分だけ車室内熱交換器７の表面が冷却されるので暖房用閾値Ｔ１を高くするように補正する。風量は、ブロワ２４の設定、ＤＥＦ、ＦＯＯＴ等の吹出口設定、車室内空気を循環させるか車室外空気を用いるかの内外気の設定を用いて推定しても良い。
また、車室内熱交換器７に導入される吸込空気温度によって暖房用閾値Ｔ１を補正しても良く、例えば、吸込空気温度が低い場合には、その分だけ車室内熱交換器７の表面が冷却されるので、暖房用閾値Ｔ１が高く設定される。この吸込空気温度は、内外気設定、外気温度、車内温度から推定しても良い。
【００５１】
図３（ａ）は、第２膨張弁１８を開くことにより高圧冷媒の温度（すなわち車室内熱交換器７を流れる冷媒温度）が低下する理由を模式的に示したＰ（圧力）−Ｈ（エンタルピ）線図である。同図は、冷媒として二酸化炭素を用いた場合を示している。
同図において、山形の曲線は、飽和線Ｓを示している。この飽和線Ｓの内側が気液二相状態を示し、飽和線Ｓの左方が液相、右方が気相を示す。飽和線Ｓの頂点あたりが臨界点ＣＰであり、その上方は超臨界状態を示す。
サイクルＣ１は、第２膨張弁１８の開度変更を行う前の通常のサイクルを示す。状態Ａは圧縮機３によって圧縮される前の低温低圧の状態を示し、この状態Ａのガス冷媒を圧縮機３によって圧縮した高温高圧のガス冷媒が状態Ｂとなる。状態Ｂは超臨界状態である。状態Ｂとされた高圧ガス冷媒は、放熱器（暖房の場合は車室内熱交換器７）によって放熱され一定圧の下、状態Ｃまで放熱される。状態Ｃとなった高圧ガス冷媒は、膨張弁（暖房の場合は第２膨張弁１８）によって等エンタルピ的に絞られ、状態Ｄまで減圧される。減圧された低圧冷媒は、気液二相状態（場合によっては液相）となり、蒸発器（暖房の場合は車室外熱交換器５）で吸熱することによって蒸発し、状態Ａに戻る。
【００５２】
上述のように、図２のステップＳ３において第２膨張弁１８の絞りを開方向に絞ると、減圧量が減ることになる。これを図３（ａ）で表すと、サイクルＣ２となる。サイクルＣ２の状態ａ，ｂ，ｃ，ｄは、それぞれサイクルＣ１の状態Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応する。
同図から分かるように、状態ｃから状態ｄまでの圧力差がサイクルＣ１の状態Ｃから状態Ｄまでの圧力差よりも小さくなっており、減圧量が減っていることが分かる。減圧量が減るので、高圧圧力の圧力値が減少する。冷媒の高圧圧力が減少すると、圧縮後の冷媒の温度（状態Ｂ，ｂの温度）は減少する。これは、二酸化炭素の場合、等温線が図３（ａ）のＴＰ１，ＴＰ２（ＴＰ１＞ＴＰ２）のようになっており、図３（ａ）において左下に位置するほど、すなわち圧力が低くなるほど温度が低くなるからである。以上の理由から、第２減圧弁１８の開度を開き方向にしてその減圧量を減らすと、圧縮後の冷媒温度が減少する。
【００５３】
また、図３（ａ）には、内部熱交換器２０を用いた場合のサイクルＣ３が点線で示されている。通常のサイクルＣ１と比較すると、内部熱交換器２０の役割が理解できる。内部熱交換器２０によって熱交換することにより、状態Ｃから状態Ｃ’へと変化し、この量だけ過冷却が付けられ、減圧後の状態が状態Ｄから状態Ｄ’へと変化し乾き度が減少する。その分だけ（状態Ｄから状態Ａへの変化に対して状態Ｄ’から状態Ａへの変化）吸熱量が増大する。これにより、蒸発器（冷房の場合は車室内熱交換器７）の能力を増大させる。なお、状態Ａから状態Ａ’への増加分は、内部熱交換器２０によって圧縮機３に吸入される低圧冷媒に与えられる熱量を示す。
【００５４】
（第１変形例）
図４を用いて図２の変形例を説明する。
図２では、第２膨張弁１８の開度を開き方向にして絞り量を減らすこととして圧縮後の高圧冷媒の温度を下げた。図４に示した変形例は、圧縮機３の運転能力を低下させることによって、暖房時に、圧縮後の高圧冷媒の温度を下げる。すなわち、温度センサ２２による車室内熱交換器７入口の温度が暖房用閾値Ｔ１よりも小さい場合、圧縮機３の制御は通常通り行う（Ｓ４）。
一方、温度センサ２２による車室内熱交換器７入口の温度が暖房用閾値Ｔ１よりも大きい場合、圧縮機３の運転能力を例えば運転周波数を減じることによって低下させる（Ｓ５）。また、容量制御可能な圧縮機の場合はその容量（吐出量）を減じることによって運転能力を低下させても良い。
【００５５】
（第２変形例）
図５に示す変形例は、図１に示した温度センサ４によって得られる圧縮機３の吐出温度を用いて、車室内熱交換器７の表面処理の劣化を防止する制御を行うとともに、冷房の場合には圧縮機３の信頼性低下を防止する制御を行うものである。
先ず、制御部によって、現在の運転状態が暖房か冷房かを判断する（Ｓ０）。暖房の場合は、車室内熱交換器７の表面処理の劣化を防止するために、温度センサ４による圧縮機吐出温度が暖房用閾値Ｔ３よりも小さい場合（Ｓ６）は、通常の第２膨張弁１８の制御を行い（Ｓ７）、暖房用閾値Ｔ３よりも大きい場合（Ｓ６）は、第２膨張弁１８の開度を強制的に開き方向にする（Ｓ８）。これにより、圧縮後の冷媒温度を下げ、車室内熱交換器７の表面処理の劣化を防止する。
【００５６】
制御部によって冷房と判断され（Ｓ０）、圧縮機吐出温度が冷房用閾値Ｔ４よりも小さい場合は（Ｓ９）、圧縮機３の信頼性低下のおそれがないと判断し、通常の第２膨張弁１８の制御が行われる（Ｓ１０）。圧縮機吐出温度が冷房用閾値Ｔ４以上の場合は、第２膨張弁１８の開度を強制的に開き方向にする（Ｓ１１）。これにより、圧縮後の冷媒温度を下げ、圧縮機３内の温度を下げ、圧縮機３内の潤滑油やモータ巻線の絶縁材等の劣化を防止し、その信頼性を確保する。
なお、車室内熱交換器７の表面処理が劣化する温度は圧縮機３の信頼性が低下する温度よりも低いので、暖房用閾値Ｔ３は冷房用閾値Ｔ４よりも小さい値とされる。
また、図６に示すように、第２減圧弁１８による制御に代えて、圧縮機３の運転能力による制御（Ｓ１４〜Ｓ１７）としてもよい。
このように、本変形例によれば、冷房時であっても暖房時であっても圧縮機３の吐出温度を用いて制御するので、一つの温度センサ４を用いるだけでよく、温度センサの数を減らすことができる。
【００５７】
（第３変形例）
図７には、車室内熱交換器７を流れる冷媒の温度を所定範囲に維持することにより暖房性能を確保する制御が示されている。
制御部は、運転状態が暖房であるか冷房であるかを判断する（Ｓ０）。冷房と判断した場合は、通常の第２膨張弁１８の制御を行う（Ｓ１９）。
制御部が暖房と判断した場合、温度センサ２２によって計測される車室内熱交換器７の入口温度が暖房用閾値Ｔ１を超えたか否かを判断し（Ｓ２０）、暖房用閾値Ｔ１を超えた場合には、第２膨張弁１８の開度を開方向へと制御し（Ｓ２１）、車室内熱交換器７の温度を下げる。車室内熱交換器７の入口温度が暖房用閾値Ｔ１を下回る場合には、暖房用閾値Ｔ１よりも低い暖房用下限値Ｔ５（例えば、Ｔ５＝Ｔ１−５℃）を超えたか否かを判断し（Ｓ２２）、暖房用下限値Ｔ５を超えている場合には、第２膨張弁１８の弁開度をそのままとする（Ｓ２３）。これにより、車室内熱交換器７の入口温度が暖房用下限値Ｔ５と暖房用閾値Ｔ１との間に維持される。車室内熱交換器７の入口温度が暖房用下限値Ｔ５を下回る場合、第２膨張弁１８の開度を閉方向に制御し、車室内熱交換器７の温度を上げる。
このように、車室内熱交換器７の入口温度を暖房用下限値Ｔ５と暖房用閾値Ｔ１との間に維持することにより、車室内熱交換器７の表面処理の劣化が防止されるだけでなく、暖房能力を確保することもできる。
また、図８に示すように、第２減圧弁１８による制御に代えて、圧縮機３の運転能力による制御（Ｓ２５〜Ｓ２７）としてもよい。
【００５８】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
車室内熱交換器７の表面温度を、表面処理が劣化する劣化温度以下に制御することとしたので、車室内熱交換器７の表面処理が高温となり劣化することがない。したがって、車両用空気調和装置１の信頼性が増大する。
また、冷房時に、圧縮機３の温度が冷房用閾値Ｔ４を超えた場合には、圧縮機３の吐出温度を下げる制御を行うこととしたので（図５参照）、圧縮機３に用いられる潤滑油やモータ巻線の絶縁材料等が劣化して圧縮機３の信頼性が低下してしまうことを防止することができる。
【００５９】
なお、本実施形態において、冷媒を二酸化炭素としたが、本発明に用いられる冷媒はこれに限定されるものではなく、圧縮後に超臨界状態となりうる他の冷媒（例えばエタン）としても良く、また、従来のフロン系冷媒を用いても良い。
【００６０】
また、車室内熱交換器７の表面温度を代表する温度として、車室内熱交換器７の入口温度および圧縮機３の吐出温度を用いることとしたが、車室内熱交換器７の表面温度を反映するものであれば他の温度を用いても良い。もちろん、車室内熱交換器７の表面温度を直接測定することとしても良い。
【００６１】
また、車室内熱交換器７の表面温度を低下させるために、第２膨張弁１８を開く方法、および圧縮機３の能力を減じる方法を用いることとしたが、他の方法を用いても良い。例えば、冷媒の高圧圧力の制御目標設定値を下げることにより、車室内熱交換器７の表面温度を下げることとしても良い。冷媒の高圧圧力の制御目標設定値を下げると、車両用空気調和装置１は、制御部によって高圧圧力が減じられるような運転が行われる。これにより、圧縮機３の吐出温度を下げ、車室内熱交換器７の表面温度を下げる。具体的には、第２膨張弁１８を開き、又は圧縮機３の能力を減じる。最終的にこれらの方法を用いる点では上述した方法と同様であるが、制御部によって第２膨張弁１８や圧縮機３を直接制御するか、制御目標設定値を介して間接的に（結果的に）制御するかの違いがある。
【００６２】
さらに、内部熱交換器２０の能力を下げることによって、車室内熱交換器７の表面温度を下げることとしてもよい。例えば、高圧側の冷媒が内部熱交換器２０を通過しないようにバイパスさせる。
あるいは、車室内熱交換器７から流出した冷媒を第１膨張弁９によって所定量だけ絞り、さらに第２膨張弁１８によって絞ることとしてもよい。このように第１膨張弁９によって所定量絞ることにより、過冷却される熱量が減り（図３（ｂ）の斜線部Ｘの面積）、これに対応する分（図３（ｂ）の斜線部Ｙの面積）だけ圧縮機３の吐出後の冷媒のエンタルピが下がり、結果として冷媒吐出温度が下がる。
【００６３】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態で説明した図１の車両用空気調和装置１に用いられるエンジン冷却水回路の他の構成を示すものである。したがって、第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図９（ａ）および図９（ｂ）には、図１に示したクーラント熱交換器（冷媒冷却水熱交換器）１０と、このクーラント熱交換器１０を含む冷却水回路３５の構成図が示されている。
まず、図９（ａ）について説明する。冷却水回路３５は、車両を駆動するエンジン１４と、このエンジン１４の冷却水と圧縮後の冷媒とを熱交換するクーラント熱交換器１０と、ヒータコア１６と、第１冷却水流量調整弁４０と、冷却水を冷却するラジエータ（冷却水放熱器）４２とを備えている。ここで、ラジエータ４２は、典型的には車両のフロントグリル近傍の車室外に配置される。
エンジン１４を冷却した冷却水は、分岐点３７において二方向に分配され、車内側冷却水回路３８および車外側冷却水回路３９に流れる。車内側冷却水回路３８に、クーラント熱交換器１０が設けられており、このクーラント熱交換器１０を通過した冷却水はヒータコア１６に流入する。一方、車外側冷却水回路３９に、第１冷却水流量調整弁４０が設けられており、この第１冷却水水量調整弁４０を通過した冷却水はラジエータ４２に流入する。
エンジン１４からみて冷却水の下流側には、エンジン１４を冷却した冷却水の温度を計測するために、冷却水出口温度センサ４４が設けられている。この冷却水出口温度センサ４４の計測結果は制御部へと送られる。
これに対し、図９（ｂ）に示した冷却水回路では、クーラント熱交換器１０はエンジン１４と分岐点３７との間に設けられており、図９（ａ）が第１冷却水流量調節弁の開度によってクーラント熱交換器１０を流過する冷却水水量が変化するのに対し、図９（ｂ）では第１冷却水水量調整弁の開度が変化しても、エンジン１４から流れ出た冷却水はすべてクーラント熱交換器１０を流過する構成となっている。
【００６４】
上記構成の冷却水回路３５は、図１０に示すように、次のように動作する。
制御部は、冷房運転か暖房運転かを判断する（Ｓ０）。
冷房運転と判断し、冷却水出口温度センサ４４（図９（ａ）、図９（ｂ）参照）によって計測された冷却水出口温度が冷房用冷却水閾温度Ｔ１１を超えていた場合には（Ｓ３０）、第１冷却水流量調整弁４０を開方向に開く。これにより、ラジエータ４２側に流れる冷却水流量を多くしてラジエータ４２での放熱量を上げ、冷却水温度を下げる。冷房用冷却水閾温度Ｔ１１以下の場合には、第１冷却水流量調整弁４０を閉じる方向に制御する（Ｓ３２）。このようにして、冷房時における冷却水の放熱性能を確保する。
なお、冷房用冷却水閾温度は、エンジン１４の冷却が不十分となる温度に基づいて定められる。
【００６５】
ステップＳ０において暖房運転と判断し、冷却水出口温度センサ４４（図９（ａ）、図９（ｂ）参照）によって計測された冷却水出口温度が暖房用冷却水閾温度Ｔ１２を超えていた場合には（Ｓ３３）、第１冷却水流量調整弁４０を開方向に開く。これにより、ラジエータ４２側に流れる冷却水流量を多くしてラジエータ４２での放熱量を上げ、冷却水温度を下げる。暖房用冷却水閾温度Ｔ１２以下の場合には、第１冷却水流量調整弁４０を閉じる方向に制御する（Ｓ３５）。
【００６６】
ステップＳ３４のように第１冷却水流量調整弁４０を開方向に制御する理由は次の通りである。
暖房時に、エンジン１４から流出した冷却水の温度が暖房用冷却水閾温度Ｔ１２を超えると、クーラント熱交換器１０によって圧縮機３からの吐出冷媒が冷却される量が不十分となり、高温となってしまう。すると、車室内熱交換器７の表面温度が上昇して表面処理が劣化してしまう。これを回避するために、第１冷却水流量調整弁４０を開方向に動作させて冷却水温度を低下させることとした。
第１冷却水流量調整弁４０を動作させる閾値である第１冷却水閾温度Ｔ１２は、車室内熱交換器７の表面処理の劣化との関係で定められる。
ここで、図９（ｂ）の構成を採用した場合には、上述した冷却水温度を制御するべく第１冷却水流量調整弁４０を制御しても、冷媒回路を流れる冷媒との熱交換に鑑みれば、冷媒回路側と熱交換する冷却水の流量を下げることはないので、より確実に冷媒回路側からの熱搬送を実現できる。
なお、エンジン１４としては、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、燃料電池等が挙げられる。
また、冷房用冷却水閾温度Ｔ１１は、暖房用冷却水閾温度Ｔ１２よりも高い温度に設定される。
【００６７】
図１１には、本実施形態の変形例が示されている。
本変形例は、ステップＳ０において暖房と判断した後に、圧縮機３が動作しているか否かの判断（Ｓ３７）が加わる点で異なる。
すなわち、制御部は、暖房時に、圧縮機３が停止していると判断すると、冷房時の冷却水温度制御に移行する（Ｓ３０〜Ｓ３２）。このような制御を行う理由は次の通りである。
圧縮機３が停止している場合には、車室内熱交換器７に高温冷媒ガスが流れないので、車室内熱交換器７の表面処理の劣化を考慮する必要がない。一方、冷却水温度が冷房用冷却水閾温度Ｔ１１を超えると、エンジン１４の冷却が不十分になる。これを回避するために、暖房時で圧縮機３が停止している場合であっても、第１冷却水流量調整弁４０を開方向に動作させて冷却水温度を低下させることとした。
【００６８】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態について説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態で説明した図１の車両用空気調和装置１に用いられるものである。また、第２実施形態で説明した冷却水回路３５の一部分を変形したものである。したがって、第１実施形態または第２実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
本実施形態にかかる冷却水回路３５’は、第２実施形態の冷却水回路３５に対して、第２冷却水流量調整弁５０を備えたバイパス冷却水回路５２が設けられている点で異なる。
バイパス冷却水回路５２は、クーラント熱交換器１０の出口とラジエータの入口とを接続する。
【００６９】
上記構成の冷却水回路３５’は、図１３に示すように、次のように動作する。
制御部は、冷房運転か暖房運転かを判断する（Ｓ０）。
冷房運転と判断し、冷却水出口温度センサ４４によって計測された冷却水出口温度が冷房用冷却水閾温度Ｔ１３を超えていた場合には（Ｓ４０）、第１冷却水流量調整弁４０を閉じ、第２冷却水流量調整弁５０を開く制御を行う（Ｓ４１）。その理由は次の通りである。
冷房時に、第１冷却水流量調整弁４０を閉じることにより、エンジン１４から流出した冷却水の全量がクーラント熱交換器１０に流されることになる。そして、第２冷却水流量調整弁５０を開くことにより、クーラント熱交換器１０を出た冷却水を、バイパス冷却水回路５２を通してラジエータ４２へと流すことで、より多く放熱させて冷却水を冷却する。これにより、クーラント熱交換器１０の能力を上げて圧縮機３からの吐出冷媒の冷却量を増加させ、冷房時における放熱能力ひいては車両用空調装置１の冷房能力を増大させることができる。
【００７０】
ステップＳ４０において冷却水出口温度が冷房用冷却水閾温度Ｔ１３以下と判断した場合には、第２冷却水流量調整弁５０を閉じ、第１冷却水流量調整弁４０を開く（Ｓ４２）。この場合には、冷却水温度が所定値以下に抑えられているので、通常の冷却水の流れでも十分にクーラント熱交換器１０で吐出冷媒を冷却できるからである。
【００７１】
ステップＳ０において暖房運転と判断し、冷却水温度が暖房用冷却水閾温度Ｔ１２を超えたと判断した場合には（Ｓ４４）、第２冷却水流量調整弁５０を閉じたまま、第１冷却水流量調整弁４０を開方向に制御する（Ｓ４５）。これにより、冷却水温度を下げてクーラント熱交換器１０の能力を上げることで、吐出冷媒温度を下げ、車室内熱交換器７の表面処理の劣化を防止する。
【００７２】
ステップＳ４４において冷却水温度が暖房用冷却水閾温度Ｔ１２以下と判断した場合には、第２冷却水流量調整弁５０を閉じたまま、第１冷却水流量調整弁４０を閉じる（Ｓ４６）。この場合には、エンジン１４を冷却するのに十分な冷却水温度を維持しているので、第１冷却水流量調整弁４０を閉じることとする。
【００７３】
図１４には、本実施形態の変形例が示されている。
本変形例は、車両用空気調和装置１が運転されているか否かの判断をする点（Ｓ５０）、および、ステップＳ０において暖房と判断した後に、圧縮機３が動作しているか否かの判断（Ｓ５１）が加わる点で異なる。
すなわち、制御部は、ステップＳ５０において車両用空気調和装置１が停止している、または、ステップＳ５１において圧縮機３が停止していると判断すると、冷房時の冷却水温度制御に移行する（Ｓ４４〜Ｓ４６）。このような制御を行う理由は次の通りである。
車両用空気調和装置１が停止している場合、又は圧縮機３が停止している場合には、車室内熱交換器７に高温冷媒ガスが流れないので、車室内熱交換器７の表面処理の劣化を考慮する必要がない。一方、冷却水温度が冷房用冷却水閾温度Ｔ１３を超えると、エンジン１４の冷却が不十分になる。これを回避するために、車両用空気調和装置１が停止している場合、又は暖房時で圧縮機３が停止している場合であっても、第１冷却水流量調整弁４０を開方向に動作させて冷却水温度を低下させることとした。
なお、上述した各実施形態においては、車両内の空気調和において車両ユーザの注目度の高い防臭や湿度管理の観点から防臭機能、親水性のいずれかまたは双方を有する表面処理を採用したが、車両ユーザのニーズに応じた他の変形例として、表面処理層の機能を防錆、防カビ、抗菌等に置き換え、または追加し、表面処理層に添加された成分に応じた劣化温度の上限を設定することで、本発明を好適に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる空気調和装置の概略構成を示した図である。
【図２】第１実施形態にかかる車室内熱交換器の表面温度を所定値以下に保つ制御を示したフローチャートである。
【図３】冷媒として二酸化炭素を用いたサイクルのエンタルピに対する圧力変化を示した図である。
【図４】第１実施形態の第１変形例を示したフローチャートである。
【図５】第１実施形態の第２変形例を示したフローチャートである。
【図６】図５の第２変形例に対して圧縮機の運転能力によって制御する例を示したフローチャートである。
【図７】第１実施形態の第３変形例を示したフローチャートである。
【図８】図７の第３変形例に対して圧縮機の運転能力によって制御する例を示したフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態にかかる空気調和装置に用いられる冷却水回路の概略構成を示した図である。
【図１０】第２実施形態にかかる空気調和装置の制御を示したフローチャートである。
【図１１】図１０の変形例を示したフローチャートである。
【図１２】本発明の第３実施形態にかかる空気調和装置に用いられる冷却水回路の概略構成を示した図である。
【図１３】第３実施形態にかかる空気調和装置の制御を示したフローチャートである。
【図１４】図１３の変形例を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
１  車両用空気調和装置（空気調和装置）
３  圧縮機
５  車室外熱交換器（室外熱交換器）
７  車室内熱交換器（室内熱交換器）
１０  クーラント熱交換器（冷媒冷却水熱交換器）
１４  エンジン（車両用駆動装置）
１６  ヒータコア
１８  第２膨張弁（減圧弁）
４０  第１冷却水流量調整弁
４２  ラジエータ（冷却水放熱器）
５０  第２冷却水流量調整弁
５２  バイパス冷却水回路
【図１】
2006168645.tif 000003
【図２】
2006168645.tif 000004
【図３】
2006168645.tif 000005
【図４】
2006168645.tif 000006
【図５】
2006168645.tif 000007
【図６】
2006168645.tif 000008
【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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