(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮するコンプレッサと、
車両の室外に配設される車室外熱交換器と、
車両の室内に配設される第１車室内熱交換器と、
車両の室内において上記第１車室内熱交換器よりも空調用空気の流れ方向下流側に配設される第２車室内熱交換器と、
第１及び第２減圧弁とを備え、
冷房運転モード時には、上記コンプレッサから吐出された冷媒を上記第２車室内熱交換器及び上記車室外熱交換器に流した後、上記第２減圧弁によって減圧して上記第１車室内熱交換器に流し、上記コンプレッサに吸入させる一方、暖房運転モード時には、上記コンプレッサから吐出された冷媒を上記第２車室内熱交換器に流した後、上記第１減圧弁によって減圧して上記車室外熱交換器に流し、上記コンプレッサに吸入させるように構成されたヒートポンプ装置を備えた車両用空調装置において、
上記第１車室内熱交換器及び上記第２車室内熱交換器を収容する空調ケーシングの内部には、上記第２車室内熱交換器を通過した空気が流れる温風通路と、空気が上記第２車室内熱交換器をバイパスして流れるバイパス通路と、上記温風通路と上記バイパス通路とに臨むように配置されて車両の発熱する装置から熱交換媒体が供給される空気加熱器とが設けられ、
上記空気加熱器に供給する供給熱量を変化させる供給熱量可変手段と、上記ヒートポンプ装置及び上記供給熱量可変手段を制御する制御装置とを備え、
上記制御装置は、上記ヒートポンプ装置を暖房運転モードで運転しているときに、車室内の空気温度が車室への目標吹き出し空気温度以上になると、上記ヒートポンプ装置の暖房運転能力を低下させた後、上記供給熱量可変手段による上記空気加熱器への供給熱量を低下させるように構成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に記載の車両用空調装置において、
上記供給熱量可変手段は、熱交換媒体を上記空気加熱器に供給する供給状態と、上記空気加熱器をバイパスして流すバイパス状態とに切り替えられることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用空調装置において、
上記供給熱量可変手段は、上記空気加熱器に供給する熱交換媒体の流量を変化させる可変流量ポンプを備えていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項４】
請求項１に記載の車両用空調装置において、
上記制御装置は、上記車室外熱交換器をヒートポンプサイクルの中間圧に制御して上記第１車室内熱交換器を吸熱器とし、上記第２車室内熱交換器を放熱器とする除湿暖房運転モードとなるように上記ヒートポンプ装置を制御するとともに、除湿暖房運転モード時に上記空気加熱器に熱交換媒体を供給するように構成され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４に記載の車両用空調装置において、
上記制御装置は、上記ヒートポンプ装置を除湿暖房運転モードで運転しているときに、車室内の空気温度が車室への目標吹き出し空気温度以上になると、上記ヒートポンプ装置の暖房運転能力を低下させた後、上記供給熱量可変手段による上記空気加熱器への供給熱量を低下させるように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項６】
請求項１または５に記載の車両用空調装置において、
上記温風通路と上記バイパス通路の風量比率を調整するエアミックスドアを備え、
上記制御装置は、上記ヒートポンプ装置を暖房運転モードで運転しているときに、車室内の空気温度が車室への目標吹き出し空気温度以上になると、上記エアミックスドアによる上記バイパス通路の風量比率を増加させた後、上記供給熱量可変手段による上記空気加熱器への供給熱量を低下させるように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項７】
請求項１または５に記載の車両用空調装置において、
上記空調ケーシングの内部には、空調用空気を加熱するための電気式ヒーターが配設され、
上記制御装置は、上記ヒートポンプ装置を暖房運転モードで運転しているときに、車室内の空気温度が車室への目標吹き出し空気温度以上になると、上記ヒートポンプ装置の暖房運転能力を低下させる前であって、かつ、上記供給熱量可変手段による上記空気加熱器への供給熱量を低下させる前に、上記電気式ヒーターの加熱能力を低下させるように構成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】
本発明は、例えば自動車等に搭載される車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両用空調装置として、ヒートポンプ装置と、エンジン冷却水が供給されるヒータコアとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のヒートポンプ装置は、冷媒を圧縮するコンプレッサと、車両の室外に配設される車室外熱交換器と、冷媒の圧力を減圧する減圧弁と、車両の室内に配設される空調ケーシングに収容される冷却用車室内熱交換器及び加熱用車室内熱交換器とを備えている。そして、冷房運転モード時には、コンプレッサから吐出された冷媒を加熱用車室内熱交換器及び車室外熱交換器に流して放熱し、その後、減圧弁で減圧して冷却用車室内熱交換器に流し、一方、暖房運転モード時には、コンプレッサから吐出された冷媒を加熱用車室内熱交換器に流した後、車室外熱交換器に流してコンプレッサに吸入させるようにしている。
【０００３】
また、特許文献１では、空調ケーシングの内部に、加熱用車室内熱交換器を通過する空気が流通する温風通路と、加熱用車室内熱交換器を通過しない空気が流通するバイパス通路とが設けられており、温風通路とバイパス通路の風量比率をエアミックスドアで調整することによって調和空気の温度を調整するようにしている。このエアミックスドアの空気流れ方向下流側で、かつ、加熱用車室内熱交換器の空気流れ方向上流側には、温風通路の内部にヒータコアが配設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２０２７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、空調ケーシングには、温風通路の他にも並行してバイパス通路を形成しており、しかも、空調ケーシングのより一層の小型化が望まれているので、温風通路の断面積を広く確保するのは困難である。特許文献１ではヒータコアをエアミックスドアの空気流れ下流側において温風通路の内部に配設するようにしているので、ヒータコアの大きさは温風通路の内部に収まるようにしなければならず、大型化が難しい。その上、一般に、ヒータコアは熱交換に直接的に寄与しないヘッダタンクを備えており、このヘッダタンクの存在によって熱交換に有効な空気通過面が削られ、ひいてはヒータコアによる加熱性能が低下してしまう。
【０００６】
また、暖房運転時には、車両に搭載した機器の発熱を有効に利用して、暖房によって消費されるエネルギはできるだけ低減したいという要求がある。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、暖房運転モード時における空気の加熱性能を向上させながら、暖房によって消費されるエネルギを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明では、車両の発熱する装置から熱交換媒体が供給される空気加熱器を温風通路及びバイパス通路に臨むように設け、この空気加熱器への供給熱量を変更できるようにした。
【０００９】
第１の発明は、
冷媒を圧縮するコンプレッサと、
車両の室外に配設される車室外熱交換器と、
車両の室内に配設される第１車室内熱交換器と、
車両の室内において上記第１車室内熱交換器よりも空調用空気の流れ方向下流側に配設される第２車室内熱交換器と、
第１及び第２減圧弁とを備え、
冷房運転モード時には、上記コンプレッサから吐出された冷媒を上記第２車室内熱交換器及び上記車室外熱交換器に流した後、上記第２減圧弁によって減圧して上記第１車室内熱交換器に流し、上記コンプレッサに吸入させる一方、暖房運転モード時には、上記コンプレッサから吐出された冷媒を上記第２車室内熱交換器に流した後、上記第１減圧弁によって減圧して上記車室外熱交換器に流し、上記コンプレッサに吸入させるように構成されたヒートポンプ装置を備えた車両用空調装置において、
上記第１車室内熱交換器及び上記第２車室内熱交換器を収容する空調ケーシングの内部には、上記第２車室内熱交換器を通過した空気が流れる温風通路と、空気が上記第２車室内熱交換器をバイパスして流れるバイパス通路と、上記温風通路と上記バイパス通路とに臨むように配置されて車両の発熱する装置から熱交換媒体が供給される空気加熱器とが設けられ、
上記空気加熱器に供給する供給熱量を変化させる供給熱量可変手段と、上記ヒートポンプ装置及び上記供給熱量可変手段を制御する制御装置とを備え、
上記制御装置は、上記ヒートポンプ装置を暖房運転モードで運転しているときに、車室内の空気温度が車室への目標吹き出し空気温度以上になると、上記ヒートポンプ装置の暖房運転能力を低下させた後、上記供給熱量可変手段による上記空気加熱器への供給熱量を低下させるように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、冷房運転モード時には、第２車室内熱交換器及び車室外熱交換器が放熱器となり、第１車室内熱交換器が吸熱器となる。第１車室内熱交換器によって空調用空気が冷却される。
【００１１】
一方、暖房運転モード時には、第２車室内熱交換器が放熱器となり、車室外熱交換器が吸熱器となる。空気は、車両の発熱する装置から熱交換媒体が供給される空気加熱器で加熱された後、第２車室内熱交換器によっても加熱される。このとき、空気加熱器は、バイパス通路と温風通路とに臨むように配置されているので、空気加熱器の空気通過面積が広く確保される。これにより、空気加熱器による空気の加熱性能が高まる。
【００１２】
また、空気加熱器が第２車室内熱交換器の上流側に位置しているので、第２車室内熱交換器に流入する空気の温度が高くなる。よって、暖房運転モード時にコンプレッサが消費するエネルギ量を減らすことが可能になる。
【００１３】
さらに、暖房運転モード時に車室内の空気温度が目標吹き出し空気温度以上になると、ヒートポンプ装置の暖房運転能力を先に低下させるので、コンプレッサが消費するエネルギ量を減らすことが可能になる。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、
上記供給熱量可変手段は、熱交換媒体を上記空気加熱器に供給する供給状態と、上記空気加熱器をバイパスして流すバイパス状態とに切り替えられることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、冷房運転モード時には供給熱量可変手段をバイパス状態にすることで、熱交換媒体が空気加熱器に供給されなくなる。これにより、冷房性能が向上する。
【００１６】
第３の発明は、第１の発明において、
上記供給熱量可変手段は、上記空気加熱器に供給する熱交換媒体の流量を変化させる可変流量ポンプを備えていることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、空気加熱器への供給熱量を細かく調整することが可能になる。
【００１８】
第４の発明は、第１の発明において、
上記制御装置は、上記車室外熱交換器をヒートポンプサイクルの中間圧に制御して上記第１車室内熱交換器を吸熱器とし、上記第２車室内熱交換器を放熱器とする除湿暖房運転モードとなるように上記ヒートポンプ装置を制御するとともに、除湿暖房運転モード時に上記空気加熱器に熱交換媒体を供給するように構成されていることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、除湿暖房運転モード時に、車両の熱源を利用してヒートポンプ装置の暖房側の能力を低下させることが可能になる。
【００２０】
第５の発明は、第４の発明において、
上記制御装置は、上記ヒートポンプ装置を除湿暖房運転モードで運転しているときに、車室内の空気温度が車室への目標吹き出し空気温度以上になると、上記ヒートポンプ装置の暖房運転能力を低下させた後、上記供給熱量可変手段による上記空気加熱器への供給熱量を低下させるように構成されていることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、除湿暖房運転モード時に車室内の空気温度が目標吹き出し空気温度以上になると、ヒートポンプ装置の暖房運転能力を先に低下させるので、コンプレッサが消費するエネルギ量を減らすことが可能になる。
【００２２】
第６の発明は、第１または５の発明において、
上記温風通路と上記バイパス通路の風量比率を調整するエアミックスドアを備え、
上記制御装置は、上記ヒートポンプ装置を暖房運転モードで運転しているときに、車室内の空気温度が車室への目標吹き出し空気温度以上になると、上記エアミックスドアによる上記バイパス通路の風量比率を増加させた後、上記供給熱量可変手段による上記空気加熱器への供給熱量を低下させるように構成されていることを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、ヒートポンプ装置の消費エネルギ量を減らすことが可能になる。
【００２４】
第７の発明は、第１または５の発明において、
上記空調ケーシングの内部には、空調用空気を加熱するための電気式ヒーターが配設され、
上記制御装置は、上記ヒートポンプ装置を暖房運転モードで運転しているときに、車室内の空気温度が車室への目標吹き出し空気温度以上になると、上記ヒートポンプ装置の暖房運転能力を低下させる前であって、かつ、上記供給熱量可変手段による上記空気加熱器への供給熱量を低下させる前に、上記電気式ヒーターの加熱能力を低下させるように構成されていることを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、電気式ヒーターの加熱能力を優先的に低下させることで消費エネルギ量を減らすことが可能になる。
【発明の効果】
【００２６】
第１の発明によれば、ヒートポンプ装置の第１車室内熱交換器及び第２車室内熱交換器を収容する空調ケーシングに、温風通路とバイパス通路を形成し、車両の発熱する装置から熱交換媒体が供給される空気加熱器を温風通路とバイパス通路とに臨むように設けたので、空気通過面の広い空気加熱器にすることができ、よって、空気の加熱性能を高めることができる。また、第２車室内熱交換器に流入する空気の温度が高くなるので、暖房運転モード時にコンプレッサが消費するエネルギ量を減らすことができる。さらに、暖房運転モード時に車室内の空気温度が目標吹き出し空気温度以上になると、ヒートポンプ装置の暖房運転能力を先に低下させることができるので、このことによってもコンプレッサが消費するエネルギ量を減らすことができる。
【００２７】
第２の発明によれば、冷房運転モード時に熱交換媒体を空気加熱器に供給しないようにすることができるので、冷房性能を向上できる。
【００２８】
第３の発明によれば、空気加熱器に供給する熱交換媒体の流量を可変流量ポンプによって変化させることができるので、空気加熱器への供給熱量を細かく調整することができる。
【００２９】
第４の発明によれば、除湿暖房運転モード時に空気加熱器に熱交換媒体を供給するようにしたので、車両の熱源を利用して暖房側の能力を低下させることができ、消費エネルギを減らすことができる。
【００３０】
第５の発明によれば、除湿暖房運転モード時に車室内の空気温度が目標吹き出し空気温度よりも高くなると、ヒートポンプ装置の暖房運転能力を先に低下させるので、コンプレッサが消費するエネルギ量を減らすことができる。
【００３１】
第６の発明によれば、暖房運転モード時に車室内の空気温度が目標吹き出し空気温度以上になると、エアミックスドアによるバイパス通路の風量比率を増加させるので、消費エネルギ量を減らすことができる。
【００３２】
第７の発明によれば、暖房運転モード時に車室内の空気温度が目標吹き出し空気温度以上になると、電気式ヒーターの加熱能力を優先的に低下させることができるので、消費エネルギ量を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施形態に係る車両用空調装置の概略図である。
【図２】車両用空調制御装置のブロック図である。
【図３】暖房運転モード時の図１相当図である。
【図４】除湿暖房運転モード時の図１相当図である。
【図５】除湿運転モード時の図１相当図である。
【図６】冷房運転モード時の図１相当図である。
【図７】制御装置によるメインルーチンの制御手順を示すフローチャートである。
【図８】暖房運転モードの制御手順を示すフローチャートである。
【図９】除湿暖房運転モードの制御手順を示すフローチャートである。
【図１０】除湿運転モードの制御手順を示すフローチャートである。
【図１１】冷房運転モードの制御手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００３５】
図１は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置１の概略構成を示す図で、図２は本発明の実施形態に係る車両用空調装置１の制御装置１２のブロック図である。車両用空調装置１は、空調ユニット１０と、ヒートポンプ装置Ｈと、ヒータコア（空気加熱器）１１と、制御装置１２とを備えている。ヒータコア１１には、車両のエンジンＥからエンジン冷却水（熱交換媒体）が供給されるようになっている。
【００３６】
すなわち、車両には、エンジンＥが搭載されている。このエンジンＥのシリンダブロックに形成されたウォータジャケット（図示せず）には、エンジン冷却水が流出するエンジン冷却水流出管２と、エンジン冷却水流出管２から流出したエンジン冷却水をウォータジャケットに戻すリターン配管３とが接続されている。エンジンＥには、エンジン冷却水をエンジン冷却水流出管２へ送るための冷却水ポンプ１７が設けられている。冷却水ポンプ１７は、図２に示すように制御装置１２によって制御される電動ポンプ（可変流量ポンプ）で構成されており、エンジン冷却水の単位時間当たりの送給量を任意に変更することができるようになっている。尚、冷却水ポンプ１７は、エンジンＥの動力によって駆動されるタイプのポンプであってもよい。
【００３７】
エンジン冷却水流出管２の下流側はヒータコア１１のエンジン冷却水流入部に接続されている。ヒータコア１１のエンジン冷却水流出部には、第１ラジエータ配管４が接続されている。第１ラジエータ配管４は、車両のラジエータＡに接続されている。第１ラジエータ配管４の中途部には、リターン配管３が接続されている。ラジエータＡには、電動ファンＦによって冷却風が送られるようになっている。
【００３８】
また、ラジエータＡには、第２ラジエータ配管５が接続されている。第２ラジエータ配管５は、エンジン冷却水流出管２の中途部に対してサーモスタット装置Ｂを介して接続されている。サーモスタット装置Ｂはエンジン冷却水の温度が所定温度以上となったときに、エンジン冷却水流出管２のエンジン冷却水を第２ラジエータ配管５に流し、所定温度よりも低いときに第２ラジエータ配管５に流さないように構成された周知のものである。所定温度とは、例えばエンジンＥの暖気が完了した温度に設定することができる。サーモスタット装置Ｂは、エンジン冷却水をヒータコア１１側へ常時流すようにしている。
【００３９】
エンジン冷却水流出管２のサーモスタット装置Ｂよりもヒータコア１１側には、温水弁Ｃが設けられている。温水弁Ｃは、第１ラジエータ配管４の中途部から分岐して延びるバイパス配管４ａに接続されている。温水弁Ｃは、周知の電動式の流量制御弁で構成されて制御装置１２によって制御される。温水弁Ｃは、制御装置１２により、エンジン冷却水流出管２のエンジン冷却水をヒータコア１１に供給してバイパス配管４ａに流さない供給状態（温水弁Ｃの開状態）と、エンジン冷却水流出管２のエンジン冷却水をヒータコア１１に流さずバイパス配管４ａに流すバイパス状態（温水弁Ｃの閉状態）とに切り替えることができるとともに、これらの中間の状態で、ヒータコア１１に流すエンジン冷却水の量を調整することができるようになっている。つまり、ヒータコア１１に流すエンジン冷却水の量を多くすることでヒータコア１１に供給する供給熱量が増大していき、一方、ヒータコア１１に流すエンジン冷却水の量を少なくすることでヒータコア１１に供給する供給熱量が減少していくので、温水弁Ｃは、ヒータコア１１に供給する供給熱量を変化させる供給熱量可変手段である。
【００４０】
また、この車両のエンジンＥには、上述した電動式の冷却水ポンプ１７が設けられているので、冷却水ポンプ１７の吐出量を変更することができる。冷却水ポンプ１７の吐出量を多くすることでヒータコア１１に供給する供給熱量（エンジン冷却水量）が増大していき、一方、冷却水ポンプ１７の吐出量を少なくすることでヒータコア１１に供給する供給熱量が減少していくので、冷却水ポンプ１７も、ヒータコア１１に供給する供給熱量を変化させる供給熱量可変手段となる。
【００４１】
ヒータコア１１は、図示しないが複数のチューブとフィンを積層して構成されたチューブアンドフィンタイプの熱交換器である。チューブの両端部には、ヘッダタンク（図示せず）がそれぞれ配設されており、これらヘッダタンクに対してエンジン冷却水流出管２及び第１ラジエータ配管４がそれぞれ接続されてエンジン冷却水がヒータコア１１に供給された後、ヒータコア１１から排出されるようになっている。ヒータコア１１の空気通過部分は、ヘッダタンクを除き、フィンが配設されている部分である。
【００４２】
ヒートポンプ装置Ｈは、冷媒を圧縮するコンプレッサ２０と、車両の室外に配設される車室外熱交換器２１と、車両の室内に配設される上流側車室内熱交換器（第１車室内熱交換器）２２と、車両の室内において上流側車室内熱交換器２２よりも空調用空気の流れ方向下流側に配設される下流側車室内熱交換器（第２車室内熱交換器）２３と、第１減圧弁２４と、第２減圧弁２５と、受液器２６と、冷媒流通切替弁２７を備えている。
【００４３】
コンプレッサ２０は、例えば車両に搭載されたバッテリ（図示せず）から電力が供給されて作動する電動コンプレッサであり、回転数の増減によって単位時間当たりの冷媒吐出量を変更することができるように構成されている。コンプレッサ２０の回転数を０にすると冷媒吐出量が０になる。車室外熱交換器２１は、車両のエンジンルームの前端部においてラジエータＡと前後方向に重なるように配設されている。上流側車室内熱交換器２２及び下流側車室内熱交換器２３の詳細については後述する。
【００４４】
ヒートポンプ装置Ｈは、冷媒が流通する第１〜第４冷媒配管３１〜３４を備えている。第１冷媒配管３１は、コンプレッサ２０の冷媒吐出部から下流側車室内熱交換器２３の冷媒流入部まで延びている。下流側車室内熱交換器２３の冷媒流入部は、冷媒流出部よりも空気流れ方向下流側に位置している。第２冷媒配管３２は、下流側車室内熱交換器２３の冷媒流出部から車室外熱交換器２１の冷媒流入部まで延びている。第３冷媒配管３３は、車室外熱交換器２１の冷媒流出部から上流側車室内熱交換器２２の冷媒流入部まで延びている。第３冷媒配管３３の中途部には、分岐管３３ａが設けられている。上流側車室内熱交換器２２の冷媒流入部は、冷媒流出部よりも空気流れ方向下流側に位置している。第４冷媒配管３４は、上流側車室内熱交換器２２の冷媒流出部からコンプレッサ２０の冷媒吸入部まで延びている。受液器２６は、第４冷媒配管３４の中途部においてコンプレッサ２０寄りの部位に配設されている。
【００４５】
第１減圧弁２４は、第２冷媒配管３２の中途部に配設されている。第２減圧弁２５は第３冷媒配管３３の分岐管３３ａよりも上流側車室内熱交換器２２寄りの部位に配設されている。第１減圧弁２４及び第２減圧弁２５は、周知の電動式のものであり、制御装置１２によって制御され、それぞれ、第２冷媒配管３２及び第３冷媒配管３３を全開にした状態から全閉にした状態まで任意の開度とすることができるように構成されている。
【００４６】
冷媒流通切替弁２７は、第４冷媒配管３４の中途部に配設されており、冷媒流通切替弁２７には第３冷媒配管３３の分岐管３３ａが接続されている。冷媒流通切替弁２７は、制御装置１２によって制御される電動式の切替弁であり、車室外熱交換器２１の冷媒流出部から第３冷媒配管３３を流れてきた冷媒を、上流側車室内熱交換器２２に流して第４冷媒配管３４には流さない状態と、上流側車室内熱交換器２２に流さずに第４冷媒配管３４には流す状態とに切り替えることができるように構成されている。
【００４７】
空調ユニット１０は、上流側車室内熱交換器２２、下流側車室内熱交換器２３及びヒータコア１１を収容する空調ケーシング１３を備えている。空調ケーシング１３の空気流れ方向上流側には、内外気切替部１４が設けられている。内外気切替部１４は、車室外の空気（外気）を導入する外気導入口１４ａと、車室内の空気（内気）を導入する内気導入口１４ｂとを有している。内外気切替部１４の内部には、外気導入口１４ａと内気導入口１４ｂを開閉するための内外気切替ドア１４ｃが配設されている。内外気切替ドア１４ｃは、図２に示す制御装置１２によって制御される内外気切替アクチュエータ１４ｄが駆動するものである。内外気切替部１４は、図１に示すように外気導入口１４ａを全閉にして内気導入口１４ｂを全開にする内気導入モードと、図示しないが外気導入口１４ａを全開にして内気導入口１４ｂを全閉にする外気導入モードとに切り替えられる。
【００４８】
内外気切替部１４には送風機１５が設けられている。送風機１５はファン１５ａとファン１５ａを回転駆動するブロアモーター１５ｂとを備えている。ファン１５ａの回転によって外気導入口１４ａまたは内気導入口１４ｂから空調用の空気が取り入られる。
【００４９】
空調ケーシング１３の内部には、内外気切替部１４よりも空気流れ方向下流側に、上流側通路Ｒ１が内外気切替部１４に連通するように形成されている。この上流側通路Ｒ１には、上流側車室内熱交換器２２及びヒータコア１１が配設される。上流側車室内熱交換器２２は、ヒータコア１１よりも空気流れ方向上流側に位置している。
【００５０】
上流側車室内熱交換器２２はヒータコア１１と同様なチューブアンドフィンタイプの熱交換器で構成されている。上流側車室内熱交換器２２及びヒータコア１１は、共に上流側通路Ｒ１の全体を横切るように配置されており、上流側通路Ｒ１を流通する空気の殆どが上流側車室内熱交換器２２及びヒータコア１１を通過するようになっている。ヒータコア１１の空気通過部分が上流側車室内熱交換器２２の空気通過部分に対して空気流れ方向下流側から対向するように配置されている。
【００５１】
空調ケーシング１３の内部には、上流側通路Ｒ１よりも空気流れ方向下流側に、温風通路Ｒ２と、バイパス通路Ｒ３とが形成されている。すなわち、上流側通路Ｒ１の下流側には、温風通路Ｒ２とバイパス通路Ｒ３とが連通しており、上流側通路Ｒ１を流れた空気は温風通路Ｒ２とバイパス通路Ｒ３とに流入可能になっている。温風通路Ｒ２の断面積、及びバイパス通路Ｒ３の断面積は、それぞれ上流側通路Ｒ１の断面積よりも狭く設定されている。この実施形態では、温風通路Ｒ２及びバイパス通路Ｒ３の合計断面積が上流側通路Ｒ１の断面積と同じ程度に設定されている。
【００５２】
ヒータコア１１の空気通過部分は、温風通路Ｒ２の上流端開口からバイパス通路Ｒ３の上流端開口に亘って臨むように配置されている。従って、ヒータコア１１を通過した空気は、温風通路Ｒ２及びバイパス通路Ｒ３の両方に流れることになる。
【００５３】
温風通路Ｒ２には、下流側車室内熱交換器２３が配設されている。下流側車室内熱交換器２３は、ヒータコア１１と同様なチューブアンドフィンタイプの熱交換器で構成されている。下流側車室内熱交換器２３は、温風通路Ｒ２の全体を横切るように配置されており、温風通路Ｒ２を流通する空気の殆どが下流側車室内熱交換器２３を通過するようになっている。つまり、温風通路Ｒ２には下流側車室内熱交換器２３を通過した空気が流れる。
【００５４】
温風通路Ｒ２には、下流側車室内熱交換器２３よりも空気流れ方向下流側に電気加熱器１６が配設されている。この電気加熱器１６は、電力の供給によって発熱する構造となっており、例えばＰＴＣ素子を使用した電気式ヒーター等で構成され、空調ケーシング１３の内部の空調用空気を加熱することができるようになっている。図２に示すように電気加熱器１６は制御装置１２によって制御され、電気加熱器１６への供給電力を変化させることで加熱能力を調整することができる。
【００５５】
バイパス通路Ｒ３は、下流側車室内熱交換器２３をバイパスした空気が流れる通路である。温風通路Ｒ２及びバイパス通路Ｒ３の空気流れ方向上流端部には、エアミックスドア１８が配設されている。従って、ヒータコア１１は、エアミックスドア１８よりも空気流れ方向上流側に配設されることになる。
【００５６】
エアミックスドア１８は、上流側車室内熱交換器２２と下流側車室内熱交換器２３との間に配設されており、温風通路Ｒ２の上流端開口と、バイパス通路Ｒ３の上流端開口とを開閉することによって温風通路Ｒ２を流通する風量とバイパス通路Ｒ３を流通する風量との比率を調整するためのものである。エアミックスドア１８が温風通路Ｒ２の上流端開口を全閉にし、バイパス通路Ｒ３の上流端開口を全開にすると、温風通路Ｒ２には空気が流れなくなって最大冷房状態となり、一方、温風通路Ｒ２の上流端開口を全開にし、バイパス通路Ｒ３の上流端開口を全閉にすると、バイパス通路Ｒ３には空気が流れなくなって最大暖房状態となる。エアミックスドア１８は制御装置１２によって制御されるエアミックスアクチュエータ１８ａで駆動される。エアミックスドア１８による温風通路Ｒ２及びバイパス通路Ｒ３の開度は任意に調整することが可能となっている。
【００５７】
この実施形態では、「エアミックスドア１８の開度が大きい」とは、バイパス通路Ｒ３の開度を大きくする（温風通路Ｒ２の開度を小さくする）ことをいい、「エアミックスドア１８の開度が小さい」とは、バイパス通路Ｒ３の開度を小さくする（温風通路Ｒ２の開度を大きくする）ことをいうものとする。
【００５８】
空調ケーシング１３の内部には、温風通路Ｒ２及びバイパス通路Ｒ３の空気流れ方向下流側に連通するエアミックス空間Ｒ４が設けられている。エアミックス空間Ｒ４は、温風通路Ｒ２及びバイパス通路Ｒ３を流通した空気を集合させて混合するためのものであり、このエアミックス空間Ｒ４で調和空気が生成される。
【００５９】
空調ケーシング１３のエアミックス空間Ｒ４よりも空気流れ方向下流側には、デフロスタ吹出口１３ａと、ベント吹出口１３ｂと、ヒート吹出口１３ｃとがエアミックス空間Ｒ４に連通するように形成されている。デフロスタ吹出口１３ａは、フロントガラス（図示せず）の内面に空調風を供給するためのものであり、インストルメントパネルのデフロスタノズル（図示せず）に接続されている。また、ベント吹出口１３ｂは、乗員の上半身に空調風を供給するためのものであり、インストルメントパネルのベントノズル（図示せず）に接続されている。また、ヒート吹出口１３ｃは乗員の足元近傍で開口している。
【００６０】
デフロスタ吹出口１３ａはデフロスタドア１３ｄで開閉され、ベント吹出口１３ｂはベントドア１３ｅで開閉され、ヒート吹出口１３ｃはヒートドア１３ｆで開閉されるようになっている。デフロスタドア１３ｄ、ベントドア１３ｅ及びヒートドア１３ｆは、吹出方向切替アクチュエータ１３ｇによって作動するようになっている。吹出方向切替アクチュエータ１３ｇは制御装置１２によって制御される。空調風の吹出モードは、デフロスタドア１３ｄ、ベントドア１３ｅ及びヒートドア１３ｆの開閉動作によって切り替えられ、例えばデフロスタモード、ベントモード、ヒートモード、バイレベルモード等の複数のモードのうちから、任意の１つに切り替えることができる。
【００６１】
図２に示すように、空調装置１には、外気温度センサ４０、内気温度センサ４１、日射量センサ４２、冷却水温センサ４３、エバポレータセンサ４４及び操作スイッチ４５が設けられている。センサ４０〜４４は、制御装置１２に接続され、制御装置１２へ信号を出力している。また、操作スイッチ４５も制御装置１２に接続されており、乗員による操作状態を制御装置１２が検出できるようになっている。
【００６２】
外気温度センサ４０は、例えば車室外において車両前部や側部等に配設されており、外気の温度を検出するためのセンサである。内気温度センサ４１は、例えば車室内においてインストルメントパネルの近傍等に配設されており、内気の温度を検出するためのセンサである。日射量センサ４２は車室に照射される日射量を検出するためのセンサである。冷却水温センサ４３は、エンジン冷却水の温度を検出ためのセンサである。エバポレータセンサ４４は、上流側車室内熱交換器２２の空気流れ方向下流側に配設されており、上流側車室内熱交換器２２の表面温度を検出するためのセンサである。操作スイッチ４５は、例えばインストルメントパネル等に配設されており、例えば、空調装置１のＯＮ／ＯＦＦの切替スイッチ、送風量を増減させる風量切替スイッチ、車室の温度を設定する温度設定スイッチ、内気循環、外気導入及び内外気混入モードを切り替える内外気切替スイッチ、オートエアコン制御とするか否かを選択するオートスイッチ、吹出方向を切り替える吹出モード切替スイッチ、デフロスタスイッチ等で構成されている。
【００６３】
制御装置１２は、上記センサ４０〜４４から出力される信号（出力値）と、操作スイッチ４５の操作状態とに基づいて、内外気切替アクチュエータ１４ｄ、エアミックスアクチュエータ１８ａ、吹出方向切替アクチュエータ１３ｇ、ブロアモーター１５ｂ、電気加熱器１６、コンプレッサ２０、第１減圧弁２４、第２減圧弁２５、冷媒流通切替弁２７及び温水弁Ｃを制御する。
【００６４】
すなわち、操作スイッチ４５のオートスイッチによってオートエアコン制御が選択された場合には、車室外の温度、車室内の温度、日射量、エンジン冷却水温度、上流側車室内熱交換器２２の表面温度、設定温度等に基づいて、車室内に供給する調和空気の目標吹き出し空気温度を決定するとともに、この目標吹き出し空気温度となるようにエアミックスドア１８の開度を演算し、エアミックスドア１８がこの開度となるようにエアミックスアクチュエータ１８ａを制御してエアミックスドア１８を回動させる。また、電気加熱器１６の加熱能力の制御、コンプレッサ２０の回転数の変更、第１減圧弁２４及び第２減圧弁２５の開度の変更、冷媒流通切替弁２７及び温水弁Ｃの開度の変更を行う。
【００６５】
制御装置１２による具体的な制御手順を図７〜図１１に示すフローチャートに従って説明する。図７のフローチャートはメインルーチンを示しており、このフローチャートにおけるスタート後のステップＳＡ１では、周知の手法に従って空調モードを判定する。空調モードとは、この実施形態では暖房運転モード、除湿暖房運転モード、除湿運転モード、冷房モードの４つが基本であるが、例えば車室外熱交換器２１が着霜した場合には除霜運転モード等に移行することもある。空調モード判定は、外気温や内気温、乗員による設定温度等の条件によって乗員がどの運転モードを望んでいるか推定した結果に基づいて行われる。
【００６６】
ステップＳＡ１で暖房運転モードであると判定されるとステップＳＡ２に進んだ後、ステップＳＡ３に進み、暖房運転制御が行われる。暖房運転の制御手順は図８のフローチャートに示す。ステップＳＡ１で除湿暖房運転モードであると判定されるとステップＳＡ４に進んだ後、ステップＳＡ５に進み、除湿暖房運転制御が行われる。除湿暖房運転の制御手順は図９のフローチャートに示す。ステップＳＡ１で除湿運転モードであると判定されるとステップＳＡ６に進んだ後、ステップＳＡ７に進み、除湿運転制御が行われる。除湿運転の制御手順は図１０のフローチャートに示す。ステップＳＡ１で冷房運転モードであると判定されるとステップＳＡ８に進んだ後、ステップＳＡ９に進み、冷房運転制御が行われる。冷房運転の制御手順は図１０のフローチャートに示す。
【００６７】
図８のフローチャートに示す暖房運転の制御手順について説明する。ステップＳＢ１では、エアミックスドア１８を最大暖房位置、即ち、温風通路Ｒ２の上流端開口を全開にし、バイパス通路Ｒ３の上流端開口を全閉にする。
【００６８】
そして、ステップＳＢ２に進み、温水弁Ｃを開状態、即ち、エンジン冷却水流出管２のエンジン冷却水がヒータコア１１に流れる状態にする。ステップＳＢ２に続くステップＳＢ３では、ヒートポンプ装置Ｈを暖房運転モードで運転開始する。図３に示す暖房運転モードでは、コンプレッサ２０を作動させるとともに、第１減圧弁２４を、減圧作用を発揮する開度にする。さらに、冷媒流通切替弁２７を、冷媒が上流側車室内熱交換器２２に流れないように切り替える。これにより、コンプレッサ２０から吐出された高温状態の冷媒が下流側車室内熱交換器２３に流れるので下流側車室内熱交換器２３が放熱器として作用する。また、車室外熱交換器２１には減圧後の冷媒が流れるので、車室外熱交換器２１は吸熱器として作用する。車室外熱交換器２１によって吸熱した冷媒がコンプレッサ２０に吸入される。また、電気加熱器１６をＯＮにしておく。
【００６９】
空調ケーシング１３に導入された空気は、始めに上流側通路Ｒ１に流入して上流側車室内熱交換器２２を通過する。上流側車室内熱交換器２２には冷媒が流れていないので、上流側車室内熱交換器２２を通過する空気は加熱も冷却もされない。その後、空気はヒータコア１１を通過する。ヒータコア１１には、エンジン冷却水が流れているので、エンジン冷却水と空気とが熱交換して空気が加熱される。
【００７０】
そして、空気は温風通路Ｒ２に流入して下流側車室内熱交換器２３を通過する。下流側車室内熱交換器２３には高温の冷媒が流れているので、下流側車室内熱交換器２３を通過する空気は加熱される。下流側車室内熱交換器２３を通過した空気は電気加熱器１６によっても加熱される。電気加熱器１６によって加熱された空気はエアミックス空間Ｒ４を通って吹出モードに対応した吹出口から車室に供給される。弱暖房でよい場合には、コンプレッサ２０の回転数を低下させる前であって、かつ、エアミックスドア１８の開度調整をする前に、電気加熱器１６の加熱能力を低下させるか、０にする。これにより、電気加熱器１６の消費エネルギを低減することができる。
【００７１】
ステップＳＢ３に続くステップＳＢ４では、コンプレッサ制御を行う。コンプレッサ制御とは、コンプレッサ２０の単位時間当たりの冷媒吐出量、即ちコンプレッサ２０の回転数を変更する制御である。コンプレッサ制御では、コンプレッサ２０の現在の回転数をＮｃとする。Ｎｃは、基本的には、外気温や内気温、乗員による設定温度等の条件によって設定されるものであり、例えば強めの暖房が望まれている場合には上昇させる。具体的には、車室への目標吹き出し空気温度（目標温度）よりも車室内の空気温度（実内気温度）が低いと、Ｎｃを、現在のＮｃにαだけ加えた値としてコンプレッサ２０の回転数を上昇させる。これにより、ヒートポンプ装置Ｈの暖房能力が高まる。一方、実内気温度が目標温度以上になると、Ｎｃを、現在のＮｃからαだけ引いた値としてコンプレッサ２０の回転数を低下させる。これにより、ヒートポンプ装置Ｈの暖房能力が低下する。目標温度は、外気温や内気温、乗員による設定温度等に基づいて、周知の手法に従って制御装置１２が演算する。また、実内気温度は、内気温度センサ４１によって検出された温度である。
【００７２】
ステップＳＢ４を経てステップＳＢ５に進むと、コンプレッサ２０の回転数Ｎｃが０になったか否かを判定する。ステップＳＢ５でＮＯと判定されてコンプレッサ２０の回転数Ｎｃが０でない場合には、ヒートポンプ装置Ｈによる暖房が必要な状況であるので、ステップＳＢ４に戻り、コンプレッサ制御を繰り返す。ステップＳＢ５でＹＥＳと判定されてコンプレッサ２０の回転数Ｎｃが０である場合には、例えば、ヒートポンプ装置Ｈによる暖房が不要な状況となるまで車室内の空気温度が上昇したか、乗員による設定温度が上昇したと推定できる。この場合には、ステップＳＢ６に進み、温水弁制御を行う。
【００７３】
温水弁制御とは、温水弁Ｃの開閉制御であり、温水弁制御では、温水弁Ｃの現在の開度（ヒータコア１１側へのエンジン冷却水流量）をＱｗとする。Ｑｗは、基本的には、外気温や内気温、乗員による設定温度等の条件によって設定されるものであり、例えば強めの暖房が望まれている場合にはＱｗを大きくして、ヒータコア１１側へのエンジン冷却水流量を増大させる。具体的には、目標温度よりも実内気温度が低いと、Ｑｗを、現在のＱｗにβだけ加えた値としてヒータコア１１側へのエンジン冷却水流量を増大させる。これにより、ヒータコア１１の暖房能力が高まる。一方、実内気温度が目標温度以上になると、Ｑｗを、現在のＱｗからβだけ引いた値としてヒータコア１１側へのエンジン冷却水流量を減少させる。これにより、ヒータコア１１の暖房能力が低下する。
【００７４】
ステップＳＢ６を経てステップＳＢ７に進むと、目標温度が実内気温度よりも高いか否かを判定する。ステップＳＢ７でＹＥＳと判定されて目標温度が実内気温度よりも高い場合には、ステップＳＢ８に進み、温水弁Ｃの開度Ｑｗが最大（Ｍａｘ）であるか否かを判定する。ステップＳＢ８でＹＥＳと判定されて温水弁Ｃの開度Ｑｗが最大であると判定されると、ステップＳＢ４に戻り、コンプレッサ制御を繰り返す。一方、ステップＳＢ８でＮＯと判定されると、温水弁Ｃの開度Ｑｗが最大ではないので、ステップＳＢ６に戻り、温水弁制御を繰り返す。
【００７５】
ステップＳＢ７でＮＯと判定された場合には、ステップＳＢ９に進み、温水弁Ｃの開度Ｑｗが最小（Ｍｉｎ）であるか否かを判定する。ステップＳＢ９でＹＥＳと判定されて温水弁Ｃの開度Ｑｗが最小であると判定されると、ステップＳＢ１０に進み、一方、ステップＳＢ９でＮＯと判定されると、温水弁Ｃの開度Ｑｗが最小ではないので、ステップＳＢ６に戻り、温水弁制御を繰り返す。
【００７６】
ステップＳＢ１０では、現在のエアミックスドア１８の開度Ｍｄを変更する。すなわち、現在のエアミックスドア１８の開度Ｍｄにθだけ開度を加えて開度Ｍｄを大きくする。これにより、バイパス通路Ｒ３の開度が大きくなるので、吹き出し空気温度が低下する方向に調整される。
【００７７】
ステップＳＢ１０に続くステップＳＢ１１では、目標温度が実内気温度よりも低いか否かを判定する。ステップＳＢ１１でＹＥＳと判定されて目標温度が実内気温度よりも低い場合には、ステップＳＢ１０に戻り、エアミックスドア１８の開度を調整する。ステップＳＢ１１でＮＯと判定された場合には、図７に示すメインルーチンのリターンへ進む。
【００７８】
次に、図９のフローチャートに示す除湿暖房運転の制御手順について説明する。ステップＳＣ１では、エアミックスドア１８を最大暖房位置、即ち、温風通路Ｒ２の上流端開口を全開にし、バイパス通路Ｒ３の上流端開口を全閉にする。
【００７９】
そして、ステップＳＣ２に進み、温水弁Ｃを開状態、即ち、エンジン冷却水流出管２のエンジン冷却水がヒータコア１１に流れる状態にする。ステップＳＣ２に続くステップＳＣ３では、ヒートポンプ装置Ｈを除湿暖房運転モードで運転開始する。
【００８０】
図４に示す除湿暖房運転モードでは、コンプレッサ２０を作動させるとともに、第１減圧弁２４を、減圧作用を発揮する開度にする。さらに、冷媒流通切替弁２７を、冷媒が上流側車室内熱交換器２２に流れるように切り替える。第２減圧弁２５は減圧作用を発揮しない開度とする。これにより、コンプレッサ２０から吐出された高温状態の冷媒が下流側車室内熱交換器２３に流れるので下流側車室内熱交換器２３が放熱器として作用する。また、車室外熱交換器２１及び上流側車室内熱交換器２２には減圧後の冷媒が流れるので、車室外熱交換器２１及び上流側車室内熱交換器２２は吸熱器として作用する。車室外熱交換器２１及び上流側車室内熱交換器２２によって吸熱した冷媒は、コンプレッサ２０に吸入される。また、電気加熱器１６は暖房の要求度合いに応じてＯＮ／ＯＦＦにする。
【００８１】
空調ケーシング１３に導入された空気は、始めに上流側通路Ｒ１に流入して上流側車室内熱交換器２２を通過する。上流側車室内熱交換器２２には減圧後の冷媒が流れているので、上流側車室内熱交換器２２を通過する空気は冷却され、これにより除湿される。その後、空気はヒータコア１１を通過して加熱される。
【００８２】
そして、空気は温風通路Ｒ２に流入して下流側車室内熱交換器２３を通過して加熱される。下流側車室内熱交換器２３を通過した空気は電気加熱器１６がＯＮになっている場合には電気加熱器１６によっても加熱される。加熱後の空気はエアミックス空間Ｒ４を通って吹出モードに対応した吹出口から車室に供給される。
【００８３】
ステップＳＣ３に続くステップＳＣ４では、コンプレッサ制御及び減圧弁制御を行う。コンプレッサ制御は、上記ステップＳＢ４と同じであり、外気温や内気温、乗員による設定温度等の条件によってコンプレッサ２０の回転数を変更する制御である。減圧弁制御は、第１減圧弁２４の開度を変更して、車室外熱交換器２１をヒートポンプサイクルの中間圧に制御して上流側車室内熱交換器２２の吸熱量を変化させる制御である。
【００８４】
ステップＳＣ４に続くステップＳＣ５では、コンプレッサ２０の回転数Ｎｃが０になったか否かを判定する。ステップＳＣ５でＮＯと判定されてコンプレッサ２０の回転数Ｎｃが０でない場合には、ヒートポンプ装置Ｈによる暖房が必要な状況であるので、ステップＳＣ４に戻り、コンプレッサ制御及び減圧弁制御を繰り返す。ステップＳＣ５でＹＥＳと判定されてコンプレッサ２０の回転数Ｎｃが０である場合には、ヒートポンプ装置Ｈによる暖房が不要な状況となるまで車室内の空気温度が上昇したと推定できる。この場合には、ステップＳＣ６に進み、温水弁制御を行う。温水弁制御は上記ステップＳＢ６と同じである。
【００８５】
ステップＳＣ６に続くステップＳＣ７では、目標温度が実内気温度よりも高いか否かを判定する。ステップＳＣ７でＹＥＳと判定されて目標温度が実内気温度よりも高い場合には、ステップＳＣ８に進み、温水弁Ｃの開度Ｑｗが最大（Ｍａｘ）であるか否かを判定する。ステップＳＣ８でＹＥＳと判定されて温水弁Ｃの開度Ｑｗが最大であると判定されると、ステップＳＣ４に戻り、コンプレッサ制御及び減圧弁制御を繰り返す。一方、ステップＳＣ８でＮＯと判定されると、温水弁Ｃの開度Ｑｗが最大ではないので、ステップＳＣ６に戻り、温水弁制御を繰り返す。
【００８６】
ステップＳＣ７でＮＯと判定された場合には、ステップＳＣ９に進み、温水弁Ｃの開度Ｑｗが最小（Ｍｉｎ）であるか否かを判定する。ステップＳＣ９でＹＥＳと判定されて温水弁Ｃの開度Ｑｗが最小であると判定されると、ステップＳＣ１０に進み、一方、ステップＳＣ９でＮＯと判定されると、温水弁Ｃの開度Ｑｗが最小ではないので、ステップＳＣ６に戻り、温水弁制御を繰り返す。
【００８７】
ステップＳＣ１０では、現在のエアミックスドア１８の開度Ｍｄを変更する。すなわち、現在のエアミックスドア１８の開度Ｍｄにθだけ開度を加えて開度Ｍｄを大きくする。これにより、バイパス通路Ｒ３の開度を大きくなるので、吹き出し空気温度が低下する方向に調整される。
【００８８】
ステップＳＣ１０に続くステップＳＣ１１では、目標温度が実内気温度よりも低いか否かを判定する。ステップＳＣ１１でＹＥＳと判定されて目標温度が実内気温度よりも低い場合には、ステップＳＣ１０に戻り、エアミックスドア１８の開度を調整する。ステップＳＣ１１でＮＯと判定された場合には、図７に示すメインルーチンのリターンへ進む。
【００８９】
次に、図１０のフローチャートに示す除湿運転の制御手順について説明する。ステップＳＤ１では、エアミックスドア１８の開度を変更して吹き出し空気の温度調整を行う。その後、ステップＳＤ２に進み、温水弁Ｃを閉状態、即ち、エンジン冷却水流出管２のエンジン冷却水がヒータコア１１に流れない状態にする。
【００９０】
ステップＳＤ２に続くステップＳＤ３では、ヒートポンプ装置Ｈを除湿運転モードで運転開始する。図５に示す除湿運転モードでは、コンプレッサ２０を作動させるとともに、第１減圧弁２４を、減圧作用を発揮しない開度にする。さらに、冷媒流通切替弁２７を、冷媒が上流側車室内熱交換器２２に流れるように切り替える。第２減圧弁２５は、減圧作用を発揮する開度とする。これにより、コンプレッサ２０から吐出された高温状態の冷媒が下流側車室内熱交換器２３及び車室外熱交換器２１に流れるので下流側車室内熱交換器２３及び車室外熱交換器２１が放熱器として作用する。また、上流側車室内熱交換器２２には減圧後の冷媒が流れるので、上流側車室内熱交換器２２は吸熱器として作用する。上流側車室内熱交換器２２によって吸熱した冷媒は、コンプレッサ２０に吸入される。また、電気加熱器１６はＯＦＦにする。
【００９１】
空調ケーシング１３に導入された空気は、始めに上流側通路Ｒ１に流入して上流側車室内熱交換器２２を通過する。上流側車室内熱交換器２２には減圧後の冷媒が流れているので、上流側車室内熱交換器２２を通過する空気は冷却され、これにより除湿される。その後、空気はヒータコア１１を通過するが、ヒータコア１１にはエンジン冷却水が流れていないので、空気は加熱されない。
【００９２】
そして、空気はエアミックスドア１８の開度によって温風通路Ｒ２やバイパス通路Ｒ３に流入する。温風通路Ｒ２に流入した空気は下流側車室内熱交換器２３を通過して加熱される。下流側車室内熱交換器２３を通過した空気はエアミックス空間Ｒ４に流入する。バイパス通路Ｒ３を流れた空気もエアミックス空間Ｒ４に流入し、エアミックス空間Ｒ４で温風と混合して所望温度の調和空気となる。この調和空気は吹出モードに対応した吹出口から車室に供給される。
【００９３】
ステップＳＤ３に続くステップＳＤ４では、エアミックスドア制御、電気加熱器制御及びコンプレッサ制御を行う。エアミックスドア制御とは、エアミックスドア１８の開度を変更して吹き出し空気の温度調整を行う制御である。電気加熱器制御とは、電気加熱器１６への供給電力を変化させることによって加熱能力を調整する制御である。エアミックスドア制御及び電気加熱器制御は、上流側車室内熱交換器２２を通過して冷却された空調用空気の温度を上昇させることができる制御であるため、温風制御ともいう。コンプレッサ制御において、コンプレッサ２０の回転数を上昇させると上流側車室内熱交換器２２の除湿能力が高まり、コンプレッサ２０の回転数を低下させると上流側車室内熱交換器２２の除湿能力が低下する。つまり、コンプレッサ制御は除湿量を調整する除湿制御である。ステップＳＤ４を経た後、図７に示すメインルーチンのリターンへ進む。
【００９４】
次に、図１１のフローチャートに示す冷房運転の制御手順について説明する。ステップＳＥ１では、エアミックスドア１８を最大冷房位置、即ち、温風通路Ｒ２の上流端開口を全閉にし、バイパス通路Ｒ３の上流端開口を全開にする。その後、ステップＳＥ２に進み、温水弁Ｃを閉状態、即ち、エンジン冷却水流出管２のエンジン冷却水がヒータコア１１に流れない状態にする。ステップＳＥ２に続くステップＳＥ３では、ヒートポンプ装置Ｈを冷房運転モードで運転開始する。図６に示す冷房運転モードは除湿運転モードと同じである。
【００９５】
空調ケーシング１３に導入された空気は、始めに上流側通路Ｒ１に流入して上流側車室内熱交換器２２を通過する。上流側車室内熱交換器２２には減圧後の冷媒が流れているので、上流側車室内熱交換器２２を通過する空気は冷却される。その後、空気はヒータコア１１を通過するが、ヒータコア１１にはエンジン冷却水が流れていないので、空気は加熱されない。そして、空気はバイパス通路Ｒ３を通ってエアミックス空間Ｒ４に流入した後、吹出モードに対応した吹出口から車室に供給される。
【００９６】
その後、ステップＳＥ４に進み、コンプレッサ制御を行う。コンプレッサ制御において、コンプレッサ２０の回転数を上昇させると上流側車室内熱交換器２２の吸熱度合いが高まり、コンプレッサ２０の回転数を低下させると上流側車室内熱交換器２２の吸熱度合いが低下する。つまり、コンプレッサ制御は冷風の温度を調整する冷風制御である。ステップＳＥ４を経た後、図７に示すメインルーチンのリターンへ進む。
【００９７】
尚、エアミックスドア１８が温風通路Ｒ２の風量比率を最大比率とする作動状態以外の作動状態のときには、ヒータコア１１に供給されるエンジン冷却水が温水弁Ｃによって遮断されるように構成してもよい。
【００９８】
また、上記実施形態では、暖房運転モード時のステップＳＢ６及び除湿暖房運転モード時のステップＳＣ６で、温水弁Ｃの開度を調整することによってヒータコア１１への供給熱量を変更しているが、これに限らず、例えば、冷却水ポンプ１７の送給量を調整することによってヒータコア１１への供給熱量を変更してもよい。冷却水ポンプ１７によって調整することで、温水弁Ｃの作動頻度を低くして温水弁Ｃの耐久性を向上させることができるとともに、ヒータコア１１への供給熱量を細かく制御することもできる。
【００９９】
また、制御装置１２は、ヒートポンプ装置Ｈを暖房運転モードで運転しているときに、車室内の空気温度が車室への目標吹き出し空気温度以上になると、エアミックスドア１８によるバイパス通路Ｒ３の風量比率を増加させた後、図８のステップＳＢ６を行ってヒータコア１１への供給熱量を低下させるように構成してもよい。
【０１００】
また、制御装置１２は、ヒートポンプ装置Ｈを暖房運転モードで運転しているときに、車室内の空気温度が車室への目標吹き出し空気温度以上になると、ヒートポンプ装置Ｈの暖房運転能力を低下させる（コンプレッサ２０の回転数を低下させる）前であって、かつ、ヒータコア１１への供給熱量を低下させる前に、電気加熱器１６の加熱能力を低下させるよう構成してもよい。
【０１０１】
以上説明したように、この実施形態によれば、冷房運転モード時には、車室外熱交換器２１及び下流側車室内熱交換器２３が放熱器となり、上流側車室内熱交換器２２が吸熱器となるので、上流側車室内熱交換器２２によって空調用空気が冷却される。
【０１０２】
一方、暖房運転モード時には、下流側車室内熱交換器２３が放熱器となり、車室外熱交換器２１が吸熱器となる。空気は、車両の発熱する装置であるエンジンＥからエンジン冷却水が供給されるヒータコア１１で加熱された後、下流側車室内熱交換器２３によっても加熱される。このとき、ヒータコア１１は、エアミックスドア１８よりも空気流れ方向上流側、即ち、温風通路Ｒ２よりも上流側に配設されている。温風通路Ｒ２よりも上流側の上流側通路Ｒ１は、バイパス通路Ｒ３と温風通路Ｒ２とを合わせた断面積となっていて広い断面積が確保されているので、空気通過面の広いヒータコア１１の配設が行える。これにより、ヒータコア１１による空気の加熱性能を高めることができる。また、ヒータコア１１がエアミックスドア１８と下流側車室内熱交換器２３との間にないので、下流側車室内熱交換器２３の厚み寸法を長くすることも可能になり、このことによっても空気の加熱性能を高めることができる。
【０１０３】
また、ヒータコア１１が下流側車室内熱交換器２３の上流側に位置しているので、下流側車室内熱交換器２３に流入する空気の温度が高くなる。よって、暖房運転モード時にコンプレッサ２０が消費するエネルギ量を減らすことが可能になる。
【０１０４】
また、ヒータコア１１が温風通路Ｒ２とバイパス通路Ｒ３の両方に臨むように配置されているので、ヒータコア１１の空気通過部分を広くすることができ、加熱性能向上とヒータコア１１の薄型化とを両立させて空気の圧力損失を低減することが可能になり、風量低下の抑制や、送風機１５の大型化を防止できる。
【０１０５】
さらに、暖房運転モード時に実内気温度が目標温度以上になると、コンプレッサ２０の回転数を低下させることによってヒートポンプ装置Ｈの暖房運転能力を、ヒータコア１１の暖房能力低下よりも先に低下させるので、コンプレッサ２０が消費するエネルギ量を減らすことができる。
【０１０６】
また、冷房運転モード時にはエンジン冷却水をヒータコア１１に供給しないようにすることができるので、冷房性能を向上できる。
【０１０７】
尚、上記実施形態では、ヒータコア１１の空気通過部分が上流側車室内熱交換器２２の空気通過部分に対して空気流れ方向下流側から対向するように配置されているが、これに限らず、例えば、ヒータコア１１の空気通過部分が上流側車室内熱交換器２２の空気通過部分に対して空気流れ方向上流側から対向するように配置されていてもよい。この場合、例えば、上流側車室内熱交換器２２の空気流れ方向下流側にエバポレータセンサ４４を取り付ける際に、上流側車室内熱交換器２２の空気流れ方向下流側にヒータコア１１が無いので、エバポレータセンサ４４を空気流れ方向下流側から上流側車室内熱交換器２２に容易に取り付けることができる。
【０１０８】
また、上記実施形態では、エンジンの熱をヒータコア１１に供給するようにしているが、これに限らず、例えば走行用モーターやバッテリ、インバータ装置等の電気部品（車両の発熱する装置）を冷却するための冷却水をヒータコア１１に供給するようにしてもよい。
【０１０９】
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
以上説明したように、本発明に係る車両用空調装置は、例えば自動車等に搭載することができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１              車両用空調装置
１１            ヒータコア（空気加熱器）
１２            制御装置
１３            空調ケーシング
１６            電気加熱器（電気式ヒーター）
１７            冷却水ポンプ（供給熱量可変手段）
１８            エアミックスドア
２０            コンプレッサ
２１            車室外熱交換器
２２            上流側車室内熱交換器（第１車室内熱交換器）
２３            下流側車室内熱交換器（第２車室内熱交換器）
２４            第１減圧弁
２５            第２減圧弁
Ｃ              温水弁（供給熱量可変手段）
Ｅ              エンジン
Ｈ              ヒートポンプ装置
Ｒ２            温風通路
Ｒ３            バイパス通路
【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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