(57)【要約】【課題】エアミックスドアの目標開度ＳＷ’ｉが最大時のみでなく所定値以上であれば、ホットガスヒータサイクルによりコンプレッサからの冷媒ガスをエバポレータに導入して暖房能力を補って必要な暖房性能が得られる車両用空調装置を提供する。【解決手段】エアコンＥＣＵは、エアミックスドアの目標開度ＳＷ’ｉを外気温度ＴＡＭ、エバ後温度ＴＥおよび冷却水温度ＴＷに基づいて算出した目標吹出温度ＴＡＯから演算し、目標開度決定手段によりエアミックスドア３４の目標開度Ｓｗｉが所定値（例えば１０６％以上）の場合に、最大暖房位置決定手段により最大暖房位置（ＭＡＸ・ＨＯＴ）にあると判定し、ホットガスヒータサイクルに切り替えてホットガスヒータサイクルによる暖房を行う。【選択図】        図５
2004155299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒圧縮機より吐出された冷媒を室外熱交換器、減圧装置および室内熱交換器に流して前記冷媒圧縮機に戻すことにより前記室内熱交換器をクーラとして作動させる通常の冷凍サイクルと、
前記冷媒圧縮機より吐出された冷媒を前記室外熱交換器を迂回させて前記室内熱交換器に導入して前記冷媒圧縮機に戻すことにより前記室内熱交換器を補助ヒータとして作動させるホットガスヒータサイクルと、
前記通常の冷凍サイクルと前記ホットガスヒータサイクルとを切り替えるサイクル切替手段と、
外気温度を検出するために設けられた外気温度検出手段と、
この外気温度検出手段により検出した外気温度が所定値以下の時に前記サイクル切替手段を制御して前記ホットガスヒータサイクルに切り替える空調制御手段とを備えた車両用空調装置。
【請求項２】
冷媒圧縮機より吐出された冷媒を室外熱交換器、減圧装置および室内熱交換器に流して前記冷媒圧縮機に戻すことにより前記室内熱交換器をクーラとして作動させる通常の冷凍サイクルと、
前記冷媒圧縮機より吐出された冷媒を前記室外熱交換器を迂回させて前記室内熱交換器に導入して前記冷媒圧縮機に戻すことにより前記室内熱交換器を補助ヒータとして作動させるホットガスヒータサイクルと、
前記通常の冷凍サイクルと前記ホットガスヒータサイクルとを切り替えるサイクル切替手段と、
外気温度を検出するために設けられた外気温度検出手段と、
前記室内熱交換器よりも空気下流側に配置されてエンジンの冷却水を循環させて前記室内熱交換器を通過する空気を加熱する加熱用熱交換器と、
前記加熱用熱交換器を通過する空気量と前記加熱用熱交換器を迂回する空気量との混合割合を変えることにより車室内に吹き出す空調空気の温度を調節するエアミックスドアとを備え、
前記外気温度検出手段により検出した外気温度に応じて前記エアミックスドアの目標開度を算出する目標開度決定手段を有し、
この目標開度決定手段により算出された前記エアミックスドアの目標開度が所定値以上の時に前記サイクル切替手段を制御して前記ホットガスヒータサイクルに切り替える空調制御手段とを備えたことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用空調装置において、前記空調制御手段は、前記所定値を前記外気温度検出手段により検出された外気温度に応じて補正する補正演算手段を有することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の車両用空調装置において、前記空調制御手段は、前記目標開度決定手段により決定された前記エアミックスドアの目標開度が所定値以上の時に前記エアミックスドアが最大暖房位置に設定されると判断する最大暖房位置判定手段を有していることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の車両用空調装置において、前記空調制御手段は、前記エンジンの冷却水温度を検出する冷却水温度検出手段と、前記室内熱交換器を通過した直後の空気温度を検出する空気温度検出手段とを有し、前記冷却水温度検出手段により検出された冷却水温度が所定値以下、または前記空気温度検出手段により検出された空気温度が所定値以下の時に前記サイクル切替手段を制御して前記ホットガスヒータサイクルに切り替えることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項６】
請求項２ないし請求項５のいずれかに記載の車両用空調装置において、前記空調制御手段は目標吹出温度を算出する目標吹出温度決定手段を有し、
この目標吹出温度決定手段により算出される目標吹出温度に応じて前記エアミックスドアの目標開度を設定する目標開度決定手段を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温水式暖房装置の加熱用熱交換器の暖房能力を補うために、通常の冷凍サイクルからホットガスヒータサイクルに切り替えることが可能な車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用空調装置にあっては、エンジンの冷却水を空調ダクト内の温水式ヒータに導入し、その温水式ヒータにより空調ダクト内を流れる空気を加熱して暖房を行う温水式暖房装置（主暖房装置）が一般的である。この種の温水式暖房装置では、外気温度が低く冷却水温も低い場合、エンジンを始動して温水式暖房装置を駆動する時、温水式暖房装置の立ち上りが遅くて暖房能力が不足する不都合がある。
【０００３】
この不都合を解消するため、通常の冷凍サイクルに加えて、温水式暖房装置の暖房能力を補助するためにホットガスヒータサイクル（補助暖房装置）を備えた冷凍サイクル装置がある（例えば特許文献１参照）。これによると、暖房運転時に温水式暖房装置の温水式ヒータによる暖房能力が不足している場合、切替弁により冷媒の流れをホットガスヒータサイクルに切り替え、冷媒圧縮機を駆動させて吐出した高温かつ高圧のガス冷媒（ホットガス）を減圧装置を経て冷媒蒸発器として働く室内熱交換器に導入し、室内熱交換器により空調ダクト内を流れる空気を加熱して温水式暖房装置の暖房能力を補っている。この場合、温水式ヒータの水温が所定温度以下で最大温度設定時にホットガスヒータサイクルに切り替え、冷媒圧縮機からのガス冷媒を減圧装置から冷媒蒸発器として働く室内熱交換器に導入するのが良いとされている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３２３７１８７号公報（第４−６頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
通常、車両用空調装置の空調ダクト内には、室内熱交換器の空気下流側で温水式ヒータに対してエアミックスドアが開閉可能に設けられ、車室内に吹き出す空調風の調節は、エアミックスドアの開閉動作により、温水式ヒータを通過する空気量と温水式ヒータを迂回する空気量との混合割合を変えることにより行われる。
そして、ホットガスヒータサイクルに切り替えるには、図７に示すようにエアミックスドアが調整リンク６１に連結された機械式の切替調節機構が一般的に考えられ、調整リンク６１を下限まで回動してエアミックスドアの開度を最大にした時、調整リンク６１がリミットスイッチ６０の可動接片６０ａを押圧により通電させてホットガスヒータサイクルに切り替わる。
【０００６】
このため、エンジンの始動時や車両の走行時に外気温度が低い場合でもエアミックスドアの開度を最大にしない限り、ホットガスヒータサイクルへの切り替えが行われないので、暖房の立ち上りが遅れたり暖房不足になり車室内の快適性が低下する恐れがある。
また、エアミックスドアの開度が最大時のみでなく所定値以上の時にホットガスヒータサイクルに切り替えるには、調整リンク６１の回動経路に複数の近接スイッチなどを設けることが必要となり、部品点数の増加により省スペース化を図り難くなり構造が複雑で製造コスト高になる問題がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は外気温度が低い場合、エアミックスドアの開度が最大でなくても、所定値以上でコスト的に有利にホットガスヒータサイクルにより暖房能力を補って必要な暖房性能を確保し、素早い暖房の立ち上がりを図るとともに、暖房不足を解消して常に車室内の良好な快適性を保つことができる車両用空調装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、空調制御手段は、外気温度検出手段により検出した外気温度が所定値以下の時、サイクル切替手段を制御してホットガスヒータサイクルに切り替える。すなわち、外気温度が所定値以下になると、例えば、エアミックスドアの開度が最大でなくてもサイクル切替手段を制御してホットガスヒータサイクルに切り替わり、ガス冷媒を室内熱交換器に流してホットガスヒータサイクルによる暖房が行われる。このため、外気温度が低いときでも、素早い暖房の立ち上がりが図られるとともに、暖房不足を解消して常に車室内の良好な快適性を保つことができる。
【０００９】
請求項２の発明では、空調制御手段は、外気温度検出手段により検出した外気温度に応じてエアミックスドアの目標開度を算出する目標開度決定手段を有する。目標開度決定手段により算出されたエアミックスドアの目標開度が所定値以上の時にサイクル切替手段を制御してホットガスヒータサイクルに切り替える。
【００１０】
請求項３の発明では、空調制御手段は、エアミックスドアの目標開度の所定値を外気温度検出手段により検出された外気温度に応じて補正する補正演算手段を有する。
【００１１】
請求項４の発明では、空調制御手段は、目標開度決定手段により決定されたエアミックスドアの目標開度が所定値以上の時にエアミックスドアが最大暖房位置に設定されると判断する最大暖房位置判定手段を有する。
【００１２】
請求項５の発明では、空調制御手段は、エンジンの冷却水温度を検出する冷却水温度検出手段により検出した冷却水温度が所定値以下、または室内熱交換器を通過した直後の空気温度を検出する空気温度検出手段により検出された空気温度が所定値以下の時にサイクル切替手段を制御してホットガスヒータサイクルに切り替える。
【００１３】
請求項６の発明では、空調制御手段は目標吹出温度を算出する目標吹出温度決定手段を有し、この目標吹出温度決定手段により算出される目標吹出温度に応じてエアミックスドアの目標開度を設定する目標開度決定手段を備える。
【００１４】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態の構成〕
図１ないし図５は本発明の実施形態を示したもので、図１は車両用空調装置の全体構造図、図２は空調ダクトの拡大縦断面図、図３は車両用空調装置の制御系を示した図である。
【００１５】
本実施形態の車両用空調装置は、暖房用主熱源であるエンジンＥを搭載する自動車の車室内を空調する空調ユニット（エアコンユニット）１における各空調手段（アクチュエータ）を空調制御装置（以下エアコンＥＣＵと称する）１０により制御するように構成された車両用エアコン装置である。
【００１６】
空調ユニット１は、車室内に空調風を導く空気通路１１を成す空調ダクト２を備える。空調ダクト２の最も空気上流側には、車室外空気（以下外気と称する）を吸い込むための外気吸込口２ａ、車室内空気（以下内気と称する）を吸い込むための内気吸込口２ｂおよび内外気切替えドア２ｃが設けられている。内外気切替えドア２ｃは、リンク機構を介してサーボモータなどのアクチュエータ２ｄにより駆動され、少なくとも外気吸込口２ａから外気を吸い込む外気導入（ＦＲＳ）モードと内気吸込口２ｂから内気を吸い込む内気循環（ＲＥＣ）モードとを切り替える内外気切替手段を構成する。空調ダクト２の外気吸込口２ａ付近には、外気温度を検出するための外気温度センサ（外気温度検出手段）４６が設けられている。
【００１７】
空調ダクト２の最も空気下流側には、フロント窓ガラスの内面に向けて空調風（主に温風）を吹き出すためのデフロスタ（ＤＥＦ）吹出口Ｈｉ、車両乗員の身体の頭胸部に向けて空調風（主に冷風）を吹き出すためのフェイス（ＦＡＣＥ）吹出口Ｈｊ、車両乗員の身体の足元部に向けて空調風（主に温風）を吹き出すためのフット（ＦＯＯＴ）吹出口Ｈｋおよびこれらの吹出口を選択的に開閉する複数個のモード切替ドア３０ａ、３０ｂ、３０ｃが設けられている。モード切替ドア３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、リンク機構を介してサーボモータ３０ｄのアクチュエータにより駆動され、ＦＡＣＥ吹出口Ｈｊのみを開放するフェイス（ＦＡＣＥ）モード、ＦＡＣＥ吹出口ＨｊとＦＯＯＴ吹出口Ｈｋとを開放するバイレベル（Ｂ／Ｌ）モード、ＦＯＯＴ吹出口Ｈｋのみを開放するフット（ＦＯＯＴ）モード、ＦＯＯＴ吹出口ＨｋとＤＥＦ吹出口Ｈｉとを開放するフットデフ（Ｆ／Ｄ）モード、およびＤＥＦ吹出口Ｈｉのみを開放するデフロスタ（ＤＥＦ）モードに切り替える。
【００１８】
内外気切替えドア２ｃよりも空気の流れ方向の下流側には、遠心式送風機３が設けられている。この遠心式送風機３は、空調ダクト２に一体的に設けられたスクロールケーシング３１と、ブロワ駆動回路（図示せず）により制御されるブロワモータ１２と、このブロワモータ１２に回転駆動される遠心式ファン１３とから構成される。遠心式ファン１３の送風量は、ブロワモータ１２に印加される制御電圧を例えば０段階（無通電）から３２段階まで連続的あるいは段階的に切り替えられる。
【００１９】
各吹出口Ｈｉ、Ｈｊ、Ｈｋよりも空気の流れ方向の上流側には、後述するエバポレータ（冷媒蒸発器）６を通過した空気を再加熱する温水式暖房装置４の温水式ヒータ（ヒータコア）５が設けられている。この温水式ヒータ５は、エンジンＥにより駆動されるウォータポンプ（図示せず）を介して冷却水の循環流が発生する冷却水循環回路１４の途中に設置されている。冷却水循環回路１４に設けられた温水弁１５の開弁により温水式ヒータ５にエンジンＥの排熱を吸収した冷却水が循環し、昇温した冷却水が暖房用熱源として空気を再加熱する。すなわち、温水式ヒータ５は、空気の加熱作用を行う加熱用熱交換器であり、エンジンＥ、冷却水循環回路１４および温水弁１５とともに温水式暖房装置４を構成する。
【００２０】
遠心式送風機３と温水式ヒータ５との間には、自動車に搭載された冷凍サイクル装置２０の構成部品を成すエバポレータ６が室内熱交換器として空調ダクト２内の空気通路１１の全面を塞ぐように配置されている。冷凍サイクル装置２０は、通常の冷凍サイクル２１およびホットガスヒータサイクル２２からなり、通常の冷凍サイクル２１とホットガスヒータサイクル２２とを切り替える第１および第２電磁弁２３、２４をサイクル切替手段として備えている。
エバポレータ６の空気の流れ方向の下流側には、エアミックスドア３４が温水式ヒータ５に対する閉弁位置と開弁位置との間で開閉可能に設けられている。エアミックスドア３４は、サーボモータ３５などのアクチュエータにより駆動され、マックスクール（ＭＡＸ・ＣＯＯＬ）からマックスホット（ＭＡＸ・ＨＯＴ）までの開度範囲内でドア開度が変化することで、温水式ヒータ５を通過する空気量と温水式ヒータ５を迂回する空気量との混合割合を調整する。これにより、各吹出口Ｈｉ、Ｈｊ、Ｈｋから車室内に吹き出す空調風の温度が所望の温度に調節される。
【００２１】
通常の冷凍サイクル２１では、冷媒圧縮機としてのコンプレッサ７から吐出された高圧のガス冷媒を第１電磁弁２３→コンデンサ（室外熱交換器、冷媒凝縮器）２５→レシーバ（気液分離器）２６→膨張弁２７→エバポレータ６→アキュームレータ（液溜器）２８→コンプレッサ７の順に循環させる。
【００２２】
ホットガスヒータサイクル２２では、コンプレッサ７から吐出された高温かつ高圧のガス冷媒（ホットガス）を第２電磁弁２４→減圧装置２９→エバポレータ６→アキュームレータ２８→コンプレッサ７の順に循環させる。
【００２３】
冷凍サイクル装置２０において、第１電磁弁２３が開弁して第２電磁弁２４が閉弁すると、通常の冷凍サイクル２１中に冷媒が還流する。逆に、第１電磁弁２３が閉弁して第２電磁弁２４が開弁すると、ホットガスヒータサイクル２２中に冷媒が還流する。なお、冷却ファン１６は、駆動モータ１７により回動駆動されて外気をコンデンサ２５に強制的に吹き付ける。
【００２４】
冷凍サイクル装置２０のエバポレータ６は、通常の冷凍サイクル２１中を冷媒が流れる時、膨張弁２７から流入する低温の気液二相冷媒を蒸発させて、通過する空気を冷却するクーラとして働く。また、エバポレータ６は、ホットガスヒータサイクル２２中を冷媒が流れる時、減圧装置２９から流入する高温かつ高圧のガス冷媒を流して、通過する空気を加熱する補助ヒータとしても働く。なお、膨張弁２７は、冷媒を断熱膨張させるだけでなくエバポレータ６の出口の冷媒加熱度に応じて冷媒の循環量を調節する。
【００２５】
コンプレッサ７は、例えば固定容量のピストン型圧縮機であり、この吸入口より吸入した冷媒を圧縮して吐出口よりガス冷媒を吐出するためエンジンＥにより駆動される冷媒圧縮機である。コンプレッサ７のシャフトには、エンジンＥの回転動力をコンプレッサ７に伝達・遮断する電磁クラッチ８が連結されている。電磁クラッチ８のプーリ３３とエンジンＥのクランクプーリＥｐには、ベルトＶが掛けられてエンジンＥの回転動力をコンプレッサ７に伝達できるようになっている。
【００２６】
電磁クラッチ８が通電状態の時には、エンジンＥの回転動力がベルトＶおよび電磁クラッチ８を介してコンプレッサ７に伝達されて、冷凍サイクル装置２０が起動することによりエバポレータ６の空気冷却作用あるいは空気加熱作用が行われる。電磁クラッチ８が無通電状態になると、エンジンＥの回転動力が遮断されてエバポレータ６の空気冷却作用および空気加熱作用が停止する。
【００２７】
空調ユニット１における各空調手段を制御するエアコンＥＣＵ１０には、車室内前面に設けられたエアコン操作パネル（図示せず）上の各スイッチからの各スイッチ信号が入力される。エアコン操作パネル上には、オートスイッチ４０、吹出口モード（例えばフェイスモード、バイレベルモード、フットモード、フットデフモードのいずれか）を切替えるモード切替スイッチ４１、車室内の温度を所望に設定する温度設定スイッチ４２、冷凍サイクル装置２０の起動・停止を指令するエアコンスイッチ４３および遠心式送風機３へのオン・オフを指令するブロワスイッチ４４などが設置されている。
エアコンＥＣＵ１０にはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータが設けられ、後述する各センサからの入力信号が入力回路ＩｎによりＡ／Ｄ変換された後にマイクロコンピュータに入力される。エアコンＥＣＵ１０は、エンジンＥのイグニションスイッチが投入されると、自動車に搭載されたバッテリ（図示せず）から直流電源が給電されて制御処理を開始するように構成されている。
【００２８】
また、エアコンＥＣＵ１０には、車室内の空気温度（以下内気温度と称する）を検出する内気温度センサ４５、車室外の空気温度ＴＡＭ（以下外気温度と称する）を検出する外気温度センサ４６および車室内に入射する日射量を検出する日射センサ４７からの各センサ信号が入力される。さらに、エアコンＥＣＵ１０には、エバポレータ６を通過した直後の空気温度ＴＥ（以下エバ後温度と称する）を検出するエバ後温度センサ（空気温度検出手段）４８、温水式ヒータ５に流入する冷却水温度ＴＷを検出する冷却水温度センサ（冷却水温度検出手段）４９および冷凍サイクル装置２０の高圧圧力を検出する冷媒圧力センサ５０からの各センサ信号が入力される。これら各スイッチや各センサは、自動車の空調を行うのに必要な空調環境因子を検出するもので、内気温度センサ４５、外気温度センサ４６、エバ後温度センサ４８および冷却水温度センサ４９にはサーミスタが用いられている。
【００２９】
ここで、エアコンＥＣＵ１０は、目標開度決定手段、目標吹出温度決定手段、最大暖房位置判定手段およびサイクル切替決定手段を内蔵する。目標開度決定手段は、外気温度センサ４６により検出された外気温度ＴＡＭに応じてエアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉを算出する。目標吹出温度決定手段は、目標吹出温度ＴＡＯを算出し、算出した目標吹出温度ＴＡＯに応じて目標開度決定手段によりエアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉを算出させる。この時、サーボモータ３５が通電制御され、エアミックスドア３４を算出された目標開度ＳＷ’ｉに応じた開弁位置に駆動する。
最大暖房位置判定手段は、目標開度決定手段により算出されたエアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉが所定値以上、例えば１０３〜１０６％の時にエアミックスドア３４が最大暖房位置（ＭＡＸ・ＨＯＴ）にあると判断する。この時、算出された目標開度ＳＷ’ｉに応じてサーボモータ３５が作動してエアミックスドア３４を開閉作動させる。なお、目標吹出温度ＴＡＯおよび目標開度ＳＷ’ｉは下記の数１の演算式および数２の演算式から算出される。
【００３０】
【数１】
2004155299.tif 000003
【００３１】
【数２】
2004155299.tif 000004
数１の演算式において、Ｋｓｅｔは温度設定ゲイン、Ｔｓｅｔは温度設定スイッチ４２によって設定される設定温度、ＫＲは内気温ゲイン、ＴＲは内気温度センサ４５によって検出される内気温度、ＫＡＭは外気温ゲイン、ＴＡＭは外気温度センサ４６によって検出される内気温度、ＫＳは日射ゲイン、ＴＳは日射センサ４７によって検出される日射量、Ｃは補正定数である。また、数２の演算式において、ＴＡＯは目標吹出温度、ＴＥはエバ後温度センサ４８によって検出されるエバ後温度、ＴＷは冷却水温度センサ４９によって検出される冷却水温度である。
【００３２】
図４は、目標吹出温度ＴＡＯ、エバ後温度ＴＥおよび冷却水温度ＴＷにより算出したエアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉ｛Ａ／Ｍ開度（ＳＷ）｝と真の目標ドア開度ＳＷｉとの関係を示す。これにより、空調風の目標吹出温度ＴＡＯに対してエアミックスドア３４の真の目標ドア開度ＳＷｉを目標開度ＳＷ’ｉに換算し、吹出口Ｈｉ、Ｈｊ、Ｈｋから吹き出す空調風の温度を自動コントロールすることができる。
【００３３】
〔第１実施形態の制御方法〕
本実施形態のエアコンＥＣＵ１０による空調制御を図５のフローチャートに基づいて説明する。
イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）すると、エアコンＥＣＵ１０に直流電源が給電されて、図５のルーチンが起動する。まず、エアコン操作パネル上の各スイッチから各スイッチ信号とともに、各センサからの各センサ信号を読み込む（ステップＳ１）。
次に、エアコンスイッチ４３またはオートスイッチ４０が通電されているか否かを判定する（ステップＳ２）。この判定結果がＮＯの場合には、コンプレッサ７を停止する（ステップＳ３）。その後に、図５のルーチンを抜けて、ステップＳ１以下の処理を所定のタイミング毎に繰り返す。
また、ステップＳ２の判定結果がＹＥＳの場合には、設定温度Ｔｓｅｔ、内気温度ＴＲ、外気温度ＴＡＭ、日射量ＴＳとの関係を予め実験などにより作成した上記数１の演算式に基づいて、目標吹出温度ＴＡＯを算出する（目標吹出温度決定手段：ステップＳ４）。
次に、目標吹出温度ＴＡＯ、設定温度Ｔｓｅｔ、内気温度ＴＲ、外気温度ＴＡＭ、日射量ＴＳとの関係を予め実験などにより測定して作成した上記数２の演算式に基づいて、エアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉを算出する（目標開度決定手段：ステップＳ５）。そして、算出された目標開度ＳＷ’ｉは、図４のマップにより決められた真の目標ドア開度ＳＷｉに変換され、その真の目標ドア開度ＳＷｉに応じた制御信号をサーボモータ３５に送ってサーボモータ３５によりエアミックスドア３４が制御信号に応じたドア開度に駆動される。
【００３４】
次に、外気温度センサ４６により検出された外気温度ＴＡＭが所定値（例えば３℃）以下であるか否かを判定する（ステップＳ６）。この判定結果がＮＯの場合には、第１電磁弁２３を開弁し、第２電磁弁２４を閉弁して、冷凍サイクル装置２０を通常の冷凍サイクル２１に切り替える（ステップＳ７）。その後に、図５のルーチンを抜けて、ステップＳ１以下の処理を所定のタイミング毎に繰り返す。
また、ステップＳ６の判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ５にて算出した、エアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉが所定値（例えば１０６％）以上であるか否かを判定する（ステップＳ８）。この判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ７の処理に移行する。
【００３５】
また、ステップＳ８の判定結果がＹＥＳの場合には、最大暖房位置判定手段によりエアミックスドア３４が最大暖房位置（ＭＡＸ・ＨＯＴ）にあると判断して、冷却水温度センサ４９により検出された冷却水温度ＴＷが所定値（例えば６８℃）以下であるか否かを判定する（ステップＳ９）。この判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ７の処理に移行する。
また、ステップＳ９の判定結果がＹＥＳの場合には、エバ後温度ＴＥが所定値（例えば２５℃）以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。この判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ７の処理に移行する。
また、ステップＳ１０の判定結果がＹＥＳの場合には、第１電磁弁２３を閉弁し、第２電磁弁２４を開弁して、冷凍サイクル装置２０をホットガスヒータサイクル２２に切り替える（ステップＳ１１）。すなわち、コンプレッサ７により吐出された高温かつ高圧のガス冷媒がエバポレータ６に流入してホットガスヒータサイクル２２による暖房が行われる。
なお、エアコンＥＣＵ１０は補正演算手段を有しており、ホットガスヒータサイクル２２に切り替える際、エアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉの所定値に補正を加えることができる。この補正は、外気温度ＴＡＭ、エバ後温度ＴＥ、冷却水温度ＴＷ、内気温度ＴＲ、内気温度ＴＲと温度設定スイッチ４２による設定温度Ｔｓｅｔとの偏差、内気温度ＴＲと外気温度ＴＡＭとの偏差、または内気温度ＴＲとエバ後温度ＴＥとの偏差などに応じて行うことができる。
【００３６】
〔第１実施形態の効果〕
以上のように、本実施形態の車両用空調装置によれば、外気温度センサ４６により検出された外気温度ＴＡＭが所定値以下、エアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉの演算値が所定値以上、冷却水温度センサ４９により検出された温水式ヒータ５の冷却水温度ＴＷが所定値以下でエバ後温度センサ４８により検出されたエバ後温度ＴＥが所定値以下の時、サイクル切替手段により通常の冷凍サイクル２１からホットガスヒータサイクル２２に切り替えてガス冷媒をエバポレータ６に導入してホットガスヒータサイクル２２による暖房が行われる。
このため、外気温度が低くても暖房不足を補って必要な暖房性能を確保することができて素早い暖房の立ち上がりが図られるとともに、車両の走行時などに暖房不足を解消して常に室内の良好な快適性を保つことができる。しかも、エアミックドア３４の目標開度ＳＷ’ｉをエアコンＥＣＵ１０に算出させた演算値により設定しているため、エアミックスドア３４の開度に応じて近接スイッチなどを複数設ける必要がなく部品点数の削減により省スペース化が図られて構造が簡素で製造コスト安になるといった利点がある。
また、ホットガスヒータサイクル２２による暖房時、ガス冷媒をエバポレータ６に還流させるので、特に外気温度が低い場合でエンジンの始動時などのように温水式ヒータ５の冷却水温度ＴＷが低い時、エバポレータ６で加温された空気により温水式ヒータ５内の冷却水が暖められてエンジンＥの始動時のエミッションが低減するといった副次的効果も得られる。
【００３７】
〔第２実施形態〕
図６は本発明の第２実施形態におけるエアコンＥＣＵ１０による制御方法を示すフローチャートを示す。第１実施形態と同様の制御の説明は省き、第１実施形態と異なる制御についてのみ説明する。
第２実施形態では、ホットガスヒータサイクル２２に切り替える際、エアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉとなる所定値以上の設定値を外気温度センサ４６により検出された外気温度ＴＡＭに応じて補正演算手段により７０〜１０５％の範囲内に補正している。このため、ステップＳ１２でエアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉが所定値（例えば、１０５％以上）である場合、最大暖房位置判定手段によりエアミックスドア３４が最大暖房位置（ＭＡＸ・ＨＯＴ）にあると判断して第１実施形態と同様にステップＳ９の判定処理に移行する。
【００３８】
〔他の実施形態〕
上記実施形態では、ホットガスヒータサイクル２２による暖房を行う際、外気温度ＴＡＭ、エバ後温度ＴＥ、冷却水温度ＴＷおよびエアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉの全ての要件を満たすことを条件としたが（ステップＳ６、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１０）、これに限らず外気温度ＴＡＭ、エバ後温度ＴＥ、冷却水温度ＴＷおよびエアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉのうち必ずしも全てが要件を満たさなくても、任意の一つ、二つあるいは三つが要件を満たすだけでホットガスヒータサイクル２２による暖房が行われるようにしてもよい。
また、ホットガスヒータサイクル２２による暖房を行う際、外気温度ＴＡＭ、エアミックスドア３４の目標開度ＳＷ’ｉ、冷却水温度ＴＷおよびエバ後温度ＴＥは、上記実施形態で用いた数値に限らず実施状況に応じて所望の値に変更することができる。また、本実施形態では、エアミックス温度コントロール方式を採用したが、リヒート式温度コントロール方式を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用空調装置の構成図である（第１実施形態）。
【図２】空調ダクトの拡大縦断面図である。
【図３】車両用空調装置の制御系を示すブロック図である。
【図４】エアミックスドアの目標開度と真の目標ドア開度との関係を示すマップである。
【図５】エアコンＥＣＵによる制御方法を示すフローチャートである。
【図６】エアコンＥＣＵによる制御方法を示すフローチャートである（第２実施形態）。
【図７】ホットガスヒータサイクルに切る替えるための調整リンクを示す平面図である（従来技術）。
【符号の説明】
Ｅ    エンジン
２  空調ダクト
４  温水式暖房装置
５  温水式ヒータ（加熱用熱交換器）
６  エバポレータ（室内熱交換器、冷媒蒸発器、クーラ、補助ヒータ）
７  コンプレッサ（冷媒圧縮機）
１０  エアコンＥＣＵ（空調制御手段、目標開度決定手段、目標吹出温度決定手段、最大暖房位置判定手段、サイクル切替決定手段、補正演算手段）
２０  冷凍サイクル装置（補助暖房装置）
２１  通常の冷凍サイクル
２２  ホットガスヒータサイクル
２３  第１電磁弁（サイクル切替手段）
２４  第２電磁弁（サイクル切替手段）
２５  コンデンサ（室外熱交換器）
２９  減圧装置
３４  エアミックスドア
４６  外気温度センサ（外気温度検出手段）
４８  エバ後温度センサ（空気温度検出手段）
４９  冷却水温度センサ（冷却水温度検出手段）
【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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