(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内へ吹き出す空気を流通するための空調ダクト（１０）と、
吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（２）、前記圧縮機が吐出した冷媒を外気との熱交換により凝縮する凝縮器（３）、前記凝縮器で凝縮された冷媒を減圧する減圧装置（５）および前記空調ダクト内を流れる空気を冷却する蒸発器（６）を有する冷凍サイクル装置（１）と、
前記空調ダクト内の前記蒸発器より空気流れ下流側に配置され、車両に搭載された発熱機器（３０）を冷却する冷却液との熱交換により、前記蒸発器で冷却された空気を加熱するヒータコア（３４）と、
前記空調ダクトの外部に、前記凝縮器より流出して前記減圧装置に流入する冷媒と前記ヒータコアで冷却された前記冷却液との熱交換により、前記凝縮器より流出した冷媒を冷却する補助熱交換器（４）と、
前記補助熱交換器より流出した前記冷却液が、前記発熱機器を経由することなく前記ヒータコアを経由して前記補助熱交換器へ流入する流路と、前記発熱機器および前記ヒータコアを経由して前記補助熱交換器へ流入する流路と、を切り替える第１流路切替装置（３３）と、
目標吹出温度に基づいて前記冷却液の加熱が必要であるか否かを判定する加熱判定手段（Ｓ１０６）と、
前記加熱判定手段により前記冷却液の加熱が必要でないと判定された場合、前記補助熱交換器より流出した前記冷却液が、前記発熱機器を経由することなく前記ヒータコアを経由して前記補助熱交換器へ流入する流路となるように前記第１流路切替装置を制御する第１流路制御手段（Ｓ１０７）と、
前記加熱判定手段により前記冷却液の加熱が必要であると判定された場合、前記補助熱交換器より流出した前記冷却液が、前記発熱機器および前記ヒータコアを経由して前記補助熱交換器へ流入する流路となるように前記第１流路切替装置を制御する第２流路制御手段（Ｓ１０８）と、を備えたことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
車室内へ吹き出す空気を流通するための空調ダクト（１０）と、
吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（２）、前記圧縮機が吐出した冷媒を外気との熱交換により凝縮する凝縮器（３）、前記凝縮器で凝縮された冷媒を減圧する減圧装置（５）および前記空調ダクト内を流れる空気を冷却する蒸発器（６）を有する冷凍サイクル装置（１）と、
前記空調ダクト内の前記蒸発器より空気流れ下流側に配置され、車両に搭載された発熱機器（３０）を冷却する冷却液との熱交換により、前記蒸発器で冷却された空気を加熱するヒータコア（３４）と、
前記空調ダクトの外部に、前記凝縮器より流出して前記減圧装置に流入する冷媒と前記ヒータコアで冷却された前記冷却液との熱交換により、前記凝縮器より流出した冷媒を冷却する補助熱交換器（４）と、
前記ヒータコアより流出した前記冷却液が、前記補助熱交換器および前記発熱機器を経由してヒータコアへ流入する流路と、前記補助熱交換器を経由することなく前記発熱機器を経由してヒータコアへ流入する流路と、を切り替える第２流路切替装置（３３ａ、３３ｂ）と、
目標吹出温度に基づいて前記冷却液の加熱が必要であるか否かを判定する加熱判定手段（Ｓ１０６）と、
前記加熱判定手段により前記冷却液の加熱が必要でないと判定された場合、前記ヒータコアより流出した前記冷却液が、前記補助熱交換器および前記発熱機器を経由してヒータコアへ流入する流路となるように前記第２流路切替装置を制御する第３流路制御手段（Ｓ２０７）と、
前記加熱判定手段により前記冷却液の加熱が必要であると判定された場合、前記ヒータコアより流出した前記冷却液が、前記補助熱交換器を経由することなく前記発熱機器を経由してヒータコアへ流入する流路となるように前記第２流路切替装置を制御する第４流路制御手段（Ｓ２０８）と、を備えたことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
前記ヒータコアより流出する冷却液の流量を調整する流量調整手段（３５）を備えた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】
前記ヒータコアより流出して前記補助熱交換器に流入する冷却液の温度が前記補助熱交換器に流入する冷媒の温度よりも高いか否かを判定する温度判定手段（Ｓ３０６）と、
前記温度判定手段により前記ヒータコアより流出して前記補助熱交換器に流入する冷却液の温度が前記補助熱交換器に流入する冷媒の温度よりも高いと判定された場合、前記ヒータコアより流出する冷却液の流量を低下させるように前記流量調整手段を制御する流量制御手段（Ｓ３０７）と、を備えたことを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記冷凍サイクル装置は、前記圧縮機から吐出された冷媒が前記凝縮器、前記補助熱交換器、前記減圧装置、および前記蒸発器を順に経て前記圧縮機へ戻る第１冷媒回路（６０）と、前記圧縮機から吐出された冷媒が前記凝縮器を経ずに前記補助熱交換器へ導入される第２冷媒回路（６２）と、前記第１冷媒回路と前記第２冷媒回路とを択一的に成立させる回路切替装置（５４）とを有し、
エアコン運転時には前記第１冷媒回路を成立させて冷房を行い、暖房運転時には前記第２冷媒回路を成立させて暖房を行うように前記回路切替装置を制御する切替制御手段（Ｓ０２、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ２０４）を備えたことを特徴とする請求項１ないし４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、空調ダクト内に設けられた蒸発器で冷却した空気を空気流れ下流側に設けたヒータコアで加熱可能な車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空調ダクト内に設けられた蒸発器で空気を冷却し、蒸発器の空気流れ下流側に設けたヒータコアで蒸発器から流出した空気を加熱して空調風の温度調節を行う車両用空調装置がある（例えば、下記特許文献１参照）。この車両用空調装置は、空調ダクトに蒸発器からの冷却風を取り込むためのバイパス通路を、ヒータコアへの通風路や冷風バイパス通路に対して並列に設け、バイパス通路内に過冷却用熱交換器が配置されている。そして、エアミックスドアがヒータコアへの通風路を開いたときには、バイパス通路にも冷却風を送風して、凝縮器で凝縮された冷媒が過冷却用熱交換器で更に冷却されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−８６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術の車両用空調装置は、凝縮器で凝縮された冷媒が過冷却用熱交換器で更に冷却されるようになっているので、蒸発器への流入冷媒と蒸発器からの流出冷媒との間のエンタルピ差を大きく確保することができる。
【０００５】
しかしながら、上記車両用空調装置は、補助熱交換器である過冷却用熱交換器をバイバス通路内に配置する構成となっているので、空調ダクトが大型になってしまうといった問題がある。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みたもので、空調ダクト内に補助熱交換器を備えることなく蒸発器への流入冷媒と蒸発器からの流出冷媒との間のエンタルピ差を大きく確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、車室内へ吹き出す空気を流通するための空調ダクト（１０）と、吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（２）、圧縮機が吐出した冷媒を外気との熱交換により凝縮する凝縮器（３）、凝縮器で凝縮された冷媒を減圧する減圧装置（５）および空調ダクト内を流れる空気を冷却する蒸発器（６）を有する冷凍サイクル装置（１）と、空調ダクト内の蒸発器より空気流れ下流側に配置され、車両に搭載された発熱機器（３０）を冷却する冷却液との熱交換により、蒸発器で冷却された空気を加熱するヒータコア（３４）と、空調ダクトの外部に、凝縮器より流出して減圧装置に流入する冷媒とヒータコアで冷却された冷却液との熱交換により、凝縮器より流出した冷媒を冷却する補助熱交換器（４）と、補助熱交換器より流出した冷却液が、発熱機器を経由することなくヒータコアを経由して補助熱交換器へ流入する流路と、発熱機器およびヒータコアを経由して補助熱交換器へ流入する流路と、を切り替える第１流路切替装置（３３）と、目標吹出温度に基づいて冷却液の加熱が必要であるか否かを判定する加熱判定手段（Ｓ１０６）と、加熱判定手段により冷却液の加熱が必要でないと判定された場合、補助熱交換器より流出した冷却液が、発熱機器を経由することなくヒータコアを経由して補助熱交換器へ流入する流路となるように第１流路切替装置を制御する第１流路制御手段（Ｓ１０７）と、加熱判定手段により冷却液の加熱が必要であると判定された場合、補助熱交換器より流出した冷却液が、発熱機器およびヒータコアを経由して補助熱交換器へ流入する流路となるように第１流路切替装置を制御する第２流路制御手段（Ｓ１０８）と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
このような構成によれば、空調ダクトの外部に、凝縮器より流出して減圧装置に流入する冷媒とヒータコアで冷却された冷却液との熱交換により、凝縮器より流出した冷媒を冷却する補助熱交換器（４）を備えたので、凝縮器より流出して減圧装置に流入する冷媒を、補助熱交換器で更に冷却することができる。これにより、蒸発器への流入冷媒と蒸発器からの流出冷媒との間のエンタルピ差を大きく確保することができる。
また、上記目的を達成するため、請求項２に記載の発明は、車室内へ吹き出す空気を流通するための空調ダクト（１０）と、吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（２）、圧縮機が吐出した冷媒を外気との熱交換により凝縮する凝縮器（３）、凝縮器で凝縮された冷媒を減圧する減圧装置（５）および空調ダクト内を流れる空気を冷却する蒸発器（６）を有する冷凍サイクル装置（１）と、空調ダクト内の蒸発器より空気流れ下流側に配置され、車両に搭載された発熱機器（３０）を冷却する冷却液との熱交換により、蒸発器で冷却された空気を加熱するヒータコア（３４）と、空調ダクトの外部に、凝縮器より流出して減圧装置に流入する冷媒とヒータコアで冷却された冷却液との熱交換により、凝縮器より流出した冷媒を冷却する補助熱交換器（４）と、ヒータコアより流出した冷却液が、補助熱交換器および発熱機器を経由してヒータコアへ流入する流路と、補助熱交換器を経由することなく発熱機器を経由してヒータコアへ流入する流路と、を切り替える第２流路切替装置（３３ａ、３３ｂ）と、目標吹出温度に基づいて冷却液の加熱が必要であるか否かを判定する加熱判定手段（Ｓ１０６）と、加熱判定手段により冷却液の加熱が必要でないと判定された場合、ヒータコアより流出した冷却液が、補助熱交換器および発熱機器を経由してヒータコアへ流入する流路となるように第２流路切替装置を制御する第３流路制御手段（Ｓ２０７）と、加熱判定手段により冷却液の加熱が必要であると判定された場合、ヒータコアより流出した冷却液が、補助熱交換器を経由することなく発熱機器を経由してヒータコアへ流入する流路となるように第２流路切替装置を制御する第４流路制御手段（Ｓ２０８）と、を備えたことを特徴としている。
このような構成によれば、空調ダクトの外部に、凝縮器より流出して減圧装置に流入する冷媒とヒータコアで冷却された冷却液との熱交換により、凝縮器より流出した冷媒を冷却する補助熱交換器（４）を備えたので、凝縮器より流出して減圧装置に流入する冷媒を、補助熱交換器で更に冷却することができる。これにより、蒸発器への流入冷媒と蒸発器からの流出冷媒との間のエンタルピ差を大きく確保することができる。
【０００９】
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ものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態における車両用空調装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態の車両用空調装置の制御系を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態においてエアコンＥＣＵ５０の制御処理を示す第１のフローチャートである。
【図４】第１実施形態においてエアコンＥＣＵ５０の制御処理を示す第２のフローチャートである。
【図５】第１実施形態の冷凍サイクル装置１を循環する冷媒の状態の一例を示す圧力−エンタルピ線図である。
【図６】第１実施形態において空調ダクト１０内に過冷却熱交換器を設けた構成例を示した図である。
【図７】第１実施形態の過冷却用熱交換器４における冷媒から空気への放熱量と冷凍サイクル装置１の省動力効果との関係を示した図である。
【図８】本発明の第２実施形態における車両用空調装置の概略構成を示す模式図である。
【図９】第２実施形態においてエアコンＥＣＵ５０の制御処理を示す第２のフローチャートであって、図３のステップＳ０３で実行されるサブルーチンを示したフローチャートである。
【図１０】本発明の第３実施形態における車両用空調装置の概略構成を示す模式図である。
【図１１】第３実施形態においてエアコンＥＣＵ５０の制御処理を示す第２のフローチャートであって、図３のステップＳ０３で実行されるサブルーチンを示したフローチャートである。
【図１２】第４実施形態における車両用空調装置１００の概略構成を示す模式図であって、図１に相当する図である。
【図１３】第４実施形態においてエアコンＥＣＵ５０の制御処理を示す第１のフローチャートである。
【図１４】第４実施形態においてエアコンＥＣＵ５０の制御処理を示す第２のフローチャートであって、図１３のステップＳ１５で実行されるサブルーチンを示したフローチャートである。
【図１５】第４実施形態での暖房運転において目標吹出温度ＴＡＯとその目標吹出温度ＴＡＯを達成するために必要とされる必要エンジン冷却水温ＴＷｎとの関係を示した図である。
【図１６】第５実施形態において冷凍サイクル装置１の冷媒回路構成を示した図であって、第１冷媒回路６０を構成する冷媒の流通経路を実線で表すと共に、第１冷媒回路６０から外れた冷媒の流通経路を破線で表した図である。
【図１７】第５実施形態において冷凍サイクル装置１の冷媒回路構成を示した図であって、第２冷媒回路６２を構成する冷媒の流通経路を実線で表すと共に、第２冷媒回路６２から外れた冷媒の流通経路を破線で表した図である。
【図１８】第６実施形態において冷凍サイクル装置１の冷媒回路構成を示した図であって、第１冷媒回路６０を構成する冷媒の流通経路を実線で表すと共に、第１冷媒回路６０から外れた冷媒の流通経路を破線で表した図である。
【図１９】第６実施形態において冷凍サイクル装置１の冷媒回路構成を示した図であって、第２冷媒回路６２を構成する冷媒の流通経路を実線で表すと共に、第２冷媒回路６２から外れた冷媒の流通経路を破線で表した図である。
【図２０】第７実施形態において冷凍サイクル装置１の冷媒回路構成を示した図であって、第１冷媒回路６０を構成する冷媒の流通経路を実線で表すと共に、第１冷媒回路６０から外れた冷媒の流通経路を破線で表した図である。
【図２１】第７実施形態において冷凍サイクル装置１の冷媒回路構成を示した図であって、第２冷媒回路６２を構成する冷媒の流通経路を実線で表すと共に、第２冷媒回路６２から外れた冷媒の流通経路を破線で表した図である。
【図２２】第８実施形態において冷凍サイクル装置１の冷媒回路構成を示した図であって、第１冷媒回路６０を構成する冷媒の流通経路を実線で表すと共に、第１冷媒回路６０から外れた冷媒の流通経路を破線で表した図である。
【図２３】第８実施形態において冷凍サイクル装置１の冷媒回路構成を示した図であって、第２冷媒回路６２を構成する冷媒の流通経路を実線で表すと共に、第２冷媒回路６２から外れた冷媒の流通経路を破線で表した図である。
【図２４】第９実施形態において冷凍サイクル装置１の冷媒回路構成を示した図であって、第１冷媒回路６０を構成する冷媒の流通経路を実線で表すと共に、第１冷媒回路６０から外れた冷媒の流通経路を破線で表した図である。
【図２５】第９実施形態において冷凍サイクル装置１の冷媒回路構成を示した図であって、第２冷媒回路６２を構成する冷媒の流通経路を実線で表すと共に、第２冷媒回路６２から外れた冷媒の流通経路を破線で表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における車両用空調装置１００の概略構成を示す模式図である。図１に示す車両用空調装置１００は、例えば、走行用内燃機関であるエンジン３０を備える車両に搭載されて、車両の室内すなわち車室内を空調する。エンジン３０は、車両に搭載された発熱機器としても機能する。
【００１３】
図１に示すように、車両用空調装置１００は、空調ダクト１０、冷凍サイクル装置１、冷却水回路３１、ヒータコア３４、エアミックスドア装置１７、吹出モードドア２１〜２３、図２に示した制御部としてのエアコン電子制御装置５０（以下、エアコンＥＣＵ５０という場合がある）、内外気切替ドア１３（図２参照）、および、ブロワ１４（図２参照）等を備えている。
【００１４】
空調ダクト１０は、内部に車室内へ吹き出す空調空気を導く空気通路１０ａを形成する。空調ダクト１０は、車室内の前方付近に設けられている。空調ダクト１０の最も上流側には、内外気切替箱を構成する部分であり、車室内の空気（以下、内気ともいう）を取り入れる内気吸込口、及び車室外の空気（以下、外気ともいう）を取り入れる外気吸込口が形成された不図示の内外気切替箱が設けられている。
【００１５】
その内外気切替箱の内気吸込口および外気吸込口は、サーボモータ等のアクチュエータにより駆動される内外気切替ドア１３（図２参照）によって開閉され、車両用空調装置１００の吸込口モードが、内外気切替ドア１３の作動によって内気循環モードまたは外気導入モードに切り替えられる。そして、内外気切替箱からの空気である外気又は内気は、ブロワ１４（図２参照）によって矢印ＦＬｉｎのように空気通路１０ａへ流入させられる。
【００１６】
空調ダクト１０の最も下流側には、吹出口切替箱を構成する部分であり、デフロスタ開口部、フェイス開口部およびフット開口部が形成されている。デフロスタ開口部には、デフロスタダクトが接続されて、デフロスタダクトの最下流端には、車両のフロント窓ガラスの内面に向かって主に温風を吹き出すデフロスタ吹出口１８が開口している。フェイス開口部には、フェイスダクトが接続されて、フェイスダクトの最下流端には、乗員の頭胸部に向かって主に冷風を吹き出すフェイス吹出口１９が開口している。さらに、フット開口部には、フットダクトが接続されて、フットダクトの最下流端には、乗員の足元部に向かって主に温風を吹き出すフット吹出口２０が開口している。
【００１７】
各吹出口１８、１９、２０の内側には、それぞれの開口部を開閉するデフロスタドア２１、フェイスドア２２、フットドア２３が回動自在に取り付けられている。これらのドア２１、２２、２３は、サーボモータ等のアクチュエータによりそれぞれ駆動されて、吹出口モードをフェイスモード、バイレベルモード、フットモード、フットデフロスタモード、またはデフロスタモードの何れかに切り替えることが可能となっている。デフロスタドア２１、フェイスドア２２、およびフットドア２３は、吹出モード切替装置である。
【００１８】
ブロワ１４（図２参照）は、空調ダクト１０内に空気流を発生させる電動送風機であり、羽根車を回転駆動する電動モータの回転速度は、その電動モータへの印加電圧に応じて決定される。そして、その電動モータへの印加電圧はエアコンＥＣＵ５０（図２参照）からの制御信号に基づいて制御され、その印加電圧の制御によってブロワ１４の送風量は制御される。
【００１９】
図１に示すように、冷凍サイクル装置１は、圧縮機２、凝縮器３、補助熱交換器としての過冷却用熱交換器４、減圧装置５、および蒸発器６を順に、冷媒配管９で環状に接続して構成されている。これにより、圧縮機２から吐出された冷媒が凝縮器３と過冷却用熱交換器４と減圧装置５と蒸発器６とを順に経て圧縮機２へ戻る冷媒回路が構成されている。なお、補助熱交換器とは、他の熱交換器よりも少ない熱交換量を補うものに限定されるものではない。例えば、過冷却用熱交換器４の熱交換量が凝縮器３の熱交換量より大きくても構わない。
【００２０】
圧縮機２は冷媒吸入口２ａと冷媒吐出口２ｂとを有し、冷媒吸入口２ａから吸入した冷媒を圧縮し、その圧縮した冷媒を冷媒吐出口２ｂから吐出する。凝縮器３は、圧縮機２が吐出した冷媒を外気との熱交換により凝縮させる。過冷却用熱交換器４は、凝縮器３で凝縮された冷媒を更に冷却する。具体的には、過冷却用熱交換器４は、凝縮器３から流出した冷媒を、蒸発器６の空気流れ下流側に配置されたヒータコア３４より流出する冷却水との熱交換により更に冷却する。減圧装置５は、過冷却用熱交換器４で冷却された冷媒を減圧膨張させる。蒸発器６は、減圧装置５が減圧した冷媒を蒸発気化させる。
【００２１】
圧縮機２は、例えば車両のエンジンルーム内に設けられている。圧縮機２は、エンジン３０に連結されており、エンジン３０の駆動力により駆動される。また、圧縮機２は電磁クラッチ２ｃを有しており、その電磁クラッチ２ｃによってエンジン３０からの駆動力伝達が断続される。電磁クラッチ２ｃの断続はエアコンＥＣＵ５０によって制御される。
【００２２】
凝縮器３は、例えば、車両のエンジンルーム前方等の車両が走行する際に生じる走行風を受け易い場所に設けられ、内部を流れる冷媒と室外ファンにより送風される外気および走行風とを熱交換する室外熱交換器である。
【００２３】
冷凍サイクル装置１には、凝縮器３と過冷却用熱交換器４との間に、例えば気液分離器を設けることができる。この気液分離器は、凝縮器３から流出した冷媒を気液分離して液相冷媒のみを下流に流すとともに、余剰冷媒を内部に貯留する。凝縮器３が凝縮部と過冷却部とを有する所謂サブクールコンデンサである場合には、気液分離器を凝縮器３の凝縮部と過冷却部との間に設けることができる。
【００２４】
冷却水回路３１は、エンジン３０、ヒータコア３４、過冷却熱交換器４とを繋ぐ熱媒体回路である。冷却水回路３１には、ウォータポンプ３２および第１流路切替装置としての流路切替弁３３が設けられている。
【００２５】
ウォータポンプ３２は、エンジン３０を冷却するための冷却水を冷却水回路３１内に循環させるものである。
【００２６】
流路切替弁３３は、エアコンＥＣＵ５０からの指示に応じて、過冷却熱交換器４より流出した冷却水がエンジン３０を経由することなくウォータポンプ３２を介してヒータコア３４へ流入する流路（閉回路）と、過冷却熱交換器４より流出した冷却水がエンジン３０およびウォータポンプ３２を経由してヒータコア３４へ流入する流路（開回路）の切り替えを行う。
【００２７】
ヒータコア３４は、エンジン３０から受熱してエンジン３０を冷却する熱媒体である冷却水が内部を流れる。ヒータコア３４は、車両に搭載されたエンジン３０を冷却する冷却水との熱交換により、蒸発器６で冷却された空気を加熱する加熱装置である。
【００２８】
蒸発器６は、空調ダクト１０内の空気通路１０ａにおいて、ブロワ１４（図２参照）よりも空気流れ下流側に配置されている。詳細には、蒸発器６は、ブロワ１４直後の通路全体を横断するように配置されている。そのため、蒸発器６は、ブロワ１４から吹き出された空気全部が通過するようになっている。そして、蒸発器６は、空気通路１０ａを流れる空気を、減圧装置５で減圧された冷媒との熱交換により冷却する。すなわち、蒸発器６は、内部を流れる冷媒と空気通路１０ａを流れる空気との間で熱交換が行われて当該空気を冷却する空気冷却作用及び自身を通過する空気を除湿する空気除湿作用を行う室内熱交換器である。
【００２９】
蒸発器６の空気流れ下流側において、空気通路１０ａは分岐点１０ｃで２つに分岐している。分岐点１０ｃよりも空気流れ下流側では、空気通路１０ａは加熱用通路１５と冷風バイパス通路１６となっている。加熱用通路１５には、ヒータコア３４が配置されている。ヒータコア３４は、加熱用通路の全体を横断するように配置されている。
【００３０】
過冷却熱交換器４は、凝縮器３より流出して減圧装置５に流入する冷媒を、ヒータコア３４より流出する冷却水との熱交換により冷却する熱交換器である。過冷却熱交換器４は、例えば、車両のエンジンルーム等、空調ダクト１０あるいは車両空調用ユニット（ＨＶＡＣ）の外部に設置される。
【００３１】
ヒータコア３４は空調ダクト１０内の蒸発器６の空気流れ下流側に配置されるため、冷房動作時、ヒータコア３４より流出する冷却水は外気温よりも低い温度（例えば、５℃）まで冷却される。過冷却熱交換器４は、凝縮器３より流出して減圧装置５に流入する冷媒を、ヒータコア３４で冷却された冷却水との熱交換により更に冷却する。
【００３２】
冷風バイパス通路１６は、ヒータコア３４をバイパスして空気を流通する通路である。加熱用通路１５と冷風バイパス通路１６の分岐点１０ｃの近傍には、エアミックスドア１７が配置されている。
【００３３】
エアミックスドア１７は、加熱用通路１５を通過する空気と冷風バイパス通路１６を通過する空気との風量割合を調節する風量割合調節装置である。エアミックスドア１７は、例えばアクチュエータ等によりそのドア本体の位置を変化させて、空調ダクト１０内の蒸発器６よりも下流の配風を調節して、車室内へ吹き出す空気の吹出温度を調整する。
【００３４】
加熱用通路１５および冷風バイパス通路１６の空気流れ下流側には、加熱用通路１５からの温風と冷風バイパス通路１６からの冷風とを混合可能な冷温風混合空間が形成されている。前述したデフロスタ開口部、フェイス開口部およびフット開口部は、この冷温風混合空間に臨むように形成されており、冷温風混合空間からの風が各開口部に流入可能となっている。
【００３５】
次に、本実施形態の制御系の構成を図３に基づいて説明する。エアコンＥＣＵ５０には、車室内前面に設けられた操作パネル５１上の温度設定スイッチ等の各スイッチからのスイッチ信号、および各センサからのセンサ信号が入力される。
【００３６】
また、空調起動スイッチ５２が操作パネル５１と共に車室内前面に設けられている。この空調起動スイッチ５２は、エアコン運転の起動（オン）と停止（オフ）とを切り替えるために乗員に操作されるエアコンスイッチである。空調起動スイッチ５２は、エアコン運転を起動させるエアコンオン位置と、エアコン運転を停止させるエアコンオフ位置との２つの操作位置の何れかに切り替えられる。そして、空調起動スイッチ５２の操作位置を示す信号もエアコンＥＣＵ５０に入力される。エアコン運転とは例えば冷房運転または除湿運転であり、少なくとも蒸発器６で空調空気を冷却する空調運転である。
【００３７】
ここで、上記の各センサとしては、例えば図２に示したように、内気温センサ４０、外気温センサ４１、日射センサ４２、エバ温度センサ４３、水温センサ４４、および過冷却温度センサ４５等がある。内気温センサ４０は、車室内の空気温度ＴＲ（以下、内気温ＴＲと言う場合がある）を検出する。外気温センサ４１は、車室外の空気温度ＴＡＭ（以下、外気温ＴＡＭと言う場合がある）を検出する。日射センサ４２は、車室内に照射される日射量ＴＳを検出する。エバ温度センサ４３は、蒸発器６の外表面温度もしくは蒸発器６で冷却された空気温度ＴＥを蒸発器６の温度として検出する。水温センサ４４は、ヒータコア３４に流入する冷却水の温度ＴＷすなわち冷却水温ＴＷを検出する。過冷却温度センサ４５は、過冷却用熱交換器４の外表面温度もしくは過冷却用熱交換器４で加熱された空気温度ＴＳＣを検出する。
【００３８】
エアコンＥＣＵ５０の内部には、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピータが設けられ、各センサ４０〜４５からのセンサ信号は、エアコンＥＣＵ５０内の図示しない入力回路によって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ように構成されている。
【００３９】
車両用空調装置１００を制御する制御部としてのエアコンＥＣＵ５０は、操作パネル５１の各スイッチからの入力信号および各センサ４０〜４５からの入力信号等に基づいて、後述する手順に従って、対象装置の作動制御を行うようになっている。対象装置としては、内外気切替ドア１３、ブロワ１４、エアミックスドア装置１７、吹出モードドア２１〜２３、圧縮機２、減圧装置５等がある。なお、減圧装置５が、例えば冷媒温度感温式の膨張弁装置である場合には、エアコンＥＣＵ５０は減圧装置５の作動制御は行わない。
【００４０】
次に、上記構成に基づき、本実施形態の車両用空調装置１００の作動について説明する。エアコンＥＣＵ５０は、車両のイグニッションスイッチがオンにされると動作状態になり、ウォータポンプ３２に動作の開始を指示するとともに、図３のフローチャートに示す制御処理を周期的に繰り返し実行する。図３は、エアコンＥＣＵ５０の制御処理を示す第１のフローチャートである。なお、各図面のフローチャートにおける各制御ステップは、本車両用空調装置１００が有する各種の機能実現手段を構成している。
【００４１】
図３に示すように、エアコンＥＣＵ５０は、まず、ステップＳ０１にて各種設定を初期化する。次に、ステップＳ０２にて、空調起動スイッチ５２の操作位置がエアコンオン位置になっているか否かを判断する。ステップＳ０２において、空調起動スイッチ５２の操作位置がエアコンオン位置になっていると判断した場合には、ステップＳ０３へ進む。その一方で、空調起動スイッチ５２の操作位置がエアコンオン位置ではないと判断した場合には、ステップＳ０４へ進む。
【００４２】
ステップＳ０３では、エアコン運転を実行する。そして、エアコン運転で実行する制御処理の１つとして、後述の図４のフローチャートに示す制御処理を実行する。図４のフローチャートが終了すると、図３のフローチャートの実行ステップはステップＳ０２に戻る。
【００４３】
図３のステップＳ０４では、エアコンＥＣＵ５０は、例えば圧縮機２をオフにしてエアコン運転を停止する。ステップＳ０４が終わると、図３のフローチャートは終了し、再びステップＳ０１から開始する。
【００４４】
図４は、エアコンＥＣＵ５０の制御処理を示す第２のフローチャートであって、図３のステップＳ０３で実行されるサブルーチンを示したフローチャートである。図４のフローチャートでは、エアコンＥＣＵ５０は、まず、ステップＳ１０１にて操作パネル５１の各スイッチからスイッチ信号を読み込むとともに、各センサ４０〜４５等からのセンサ信号を読み込む。そして、次に、ステップＳ１０２にて、車室内へ吹き出す空気の温度目標値である目標吹出温度ＴＡＯを、予めＲＯＭに記憶された演算式に基づいて算出する。目標吹出温度ＴＡＯは、例えば、内気温ＴＲ、外気温ＴＡＭ、日射量ＴＳ、および車室内設定温度Ｔｓｅｔに基づいて算出される。
【００４５】
ステップＳ１０２において、目標吹出温度ＴＡＯを算出すると、ステップ１０３にて、車室内への吹き出し温度をＴＡＯとするために温風割合の増加が必要であるか否かを判断する。例えば、エアコンＥＣＵ５０は、目標吹出温度ＴＡＯとエバ温度センサ４３によって検出される空気温度ＴＥとを比較し、目標吹出温度ＴＡＯがその空気温度ＴＥよりも高い場合（ＴＡＯ＞ＴＥ）には、温風風量を増加する必要があると判断する。
【００４６】
ここで、温風割合の増加が必要であると判断した場合には、ステップＳ１０４へ進み、加熱用通路１５の開度が上昇するようにドア１７を開方向に制御する。
【００４７】
また、温風割合の増加が必要でないと判断した場合には、ステップＳ１０５へ進み、加熱用通路１５の開度が低下するようにドア１７を閉方向に制御する。
【００４８】
ステップＳ１０５またはステップＳ１０４の制御が実施されると、ステップＳ１０６にて、冷却水の加熱が必要か否かを判定する。
【００４９】
本実施形態では、目標吹出温度ＴＡＯが、外気温センサ４１で検出される外気温ＴＡＭ以上の場合、冷却水の加熱が必要であると判定し、目標吹出温度ＴＡＯが外気温ＴＡＭ未満の場合、冷却水の加熱が必要でないと判定する。
【００５０】
ここで、目標吹出温度ＴＡＯが外気温ＴＡＭ未満となっている場合、ステップＳ１０７へ進み、過冷却熱交換器４より流出した冷却水が、エンジン３０を経由することなくヒータコア３４を経由して過冷却熱交換器４へ流入する閉回路となるように流路切替弁３３を制御する。これにより、過冷却熱交換器４より流出した冷却水はエンジン３０を経由することなくウォータポンプ３２を通ってヒータコア３４に流入するようになる。
【００５１】
なお、過冷却熱交換器４より流出した冷却水がエンジン３０を経由する構成では、エンジン３０の熱で冷却水の温度が高温となりヒータコア３４より流出する冷却水の温度が凝縮器３より出力される冷媒の温度よりも高くなってしまう場合がある。この場合、かえって冷凍サイクル装置１の冷房能力および運転効率が低下してしまう。
【００５２】
ここでは、過冷却熱交換器４より流出した冷却水がエンジン３０を経由することなくウォータポンプ３２を通ってヒータコア３４に流入するようになるため、かえって冷凍サイクル装置１の冷房能力および運転効率が低下してしまうといったことを防止することができる。
【００５３】
また、目標吹出温度ＴＡＯが基準温度以上となっている場合には、ステップＳ１０８へ進み、過冷却熱交換器４より流出した冷却水が、エンジ３０およびヒータコア３４を経由して過冷却熱交換器４へ流入する開回路となるように流路切替弁３３を制御する。これにより、過冷却熱交換器４より流出した冷却水は、更にエンジン３０で暖められてヒータコア３４に流入されるようになり、速やかに吹出温度を目標吹出温度ＴＡＯにまで上昇させられる。
【００５４】
上記した構成によれば、空調ダクト１０の外部に配置され、凝縮器３より流出して減圧装置５に流入する冷媒とヒータコア３４で冷却された冷却液との熱交換により、凝縮器３より流出した冷媒を冷却する過冷却熱交換器４を備えたので、凝縮器３より流出して減圧装置５に流入する冷媒を、過冷却熱交換器４で更に冷却することができる。これにより、蒸発器６への流入冷媒と蒸発器６からの流出冷媒との間のエンタルピ差を大きく確保することができる。
【００５５】
また、流路切替弁３３を制御して、過冷却熱交換器４より流出した冷却液が、エンジン３０を経由することなくヒータコア３４を経由して過冷却熱交換器４へ流入する流路と、エンジン３０およびヒータコア３４を経由して過冷却熱交換器４へ流入する流路と、を切り替えることができる。
【００５６】
また、上記したように、目標吹出温度に基づいて冷却水を加熱する必要があるか否かを判定し、冷却水を加熱する必要がないと判定された場合、過冷却熱交換器４より流出した冷却液が、エンジン３０を経由することなくヒータコア３４を経由して過冷却熱交換器４へ流入する流路となるように流路切替弁３３を制御することで、例えば、エンジン３０の熱で冷却水の温度が高温となりヒータコア３４より流出する冷却水の温度が凝縮器３より出力される冷媒の温度よりも高くなってしまい、過冷却熱交換器４によって、かえって冷凍サイクル装置１の冷房能力および運転効率が低下してしまうといったことを防止することができる。
【００５７】
また、冷却水を加熱する必要があると判定された場合、過冷却熱交換器４より流出した冷却液が、エンジン３０およびヒータコア３４を経由して過冷却熱交換器４へ流入する流路となるように流路切替弁３３を制御することで、過冷却熱交換器４より流出した冷却水は更にエンジン３０で暖められてヒータコア３４に流入されるようになり、速やかに車室内の温度を上昇させられる。
【００５８】
ここで、冷凍サイクル装置１を循環する冷媒の状態変化、蒸発器６への流入冷媒と蒸発器６からの流出冷媒との間のエンタルピ差および空調ダクト１０内を流れる空調空気の温度変化などについて、図５〜９を用いて説明する。図５は、冷凍サイクル装置１を循環する冷媒の状態の一例を示す圧力−エンタルピ線図である。
【００５９】
図５に冷凍サイクル装置１中の冷媒状態を示すように、圧縮機２による圧縮に伴いＰＡ点からＰＢ点へ圧力およびエンタルピが上昇させられた気相冷媒は、凝縮器３で放熱されて凝縮する。そして、凝縮器３から流出した冷媒がＰＣ点に示す状態であるとすると、過冷却用熱交換器４に通風され過冷却用熱交換器４が熱交換可能となっている場合には、過冷却用熱交換器４から流出した冷媒はＰＤ点に示す状態となる。すなわち、減圧装置５で減圧される前に、過冷却用熱交換器４で冷媒のエンタルピは大きく低下する。
【００６０】
これにより、蒸発器６への流入冷媒と蒸発器６からの流出冷媒との間のエンタルピ差、すなわち図５のＰＥ点とＰＡ点との間のエンタルピ差が大きく確保され、冷凍サイクル装置１の冷房能力および運転効率ＣＯＰを大きく向上することができる。すなわち、過冷却用熱交換器４によって省動力効果を得ることができる。
【００６１】
例えば、図５に一部を破線Ｌ１で示したサイクルは、過冷却用熱交換器４を備えていない従来例のものであるが、その従来例に対して、本実施形態では過冷却用熱交換器４での熱交換により破線Ｌ１が実線Ｌ２へと移り、上記エンタルピ差の拡大が図られて省動力効果を生じている。
【００６２】
凝縮器３の冷媒凝縮温度は、例えば外気温度に対して１０〜２０℃高く、外気温度が３５℃のときには４５〜５５℃程度となる。凝縮器３が所謂サブクールコンデンサである場合には、凝縮器３の出口冷媒は凝縮温度に対して約１０℃ほど低下し、ＰＣ点の冷媒温度は３５〜４５℃となる。モリエル線図上において凝縮温度を５０℃、凝縮器３の過冷却部によるサブクールを１０℃、蒸発器６側の温度を０℃として、過冷却用熱交換器４によって冷媒温度を１０℃にまで低下させた場合には、本実施形態の冷凍サイクル装置１の効率ＣＯＰは５．９９となる。
【００６３】
これに対し、過冷却用熱交換器４を有さない上記従来例の冷凍サイクル装置では、減圧装置５へ流入する冷媒の温度が外気温度よりも低くはならないので、その冷凍サイクル装置の効率ＣＯＰは４．４３となる。このように、本実施形態の冷凍サイクル装置１によれば、大幅な効率向上が達成される。要するに、本実施形態では、減圧装置５へ流入する冷媒の温度を過冷却用熱交換器４での冷媒の冷却により外気温度よりも低くすることができるので、その分、蒸発器６において冷媒へ与えられるエンタルピが大きくなる。その結果として冷凍サイクル装置１の大幅な効率向上が達成される。なお、上記効率ＣＯＰに関する結果は、冷媒をＲ１２３４ｙｆ、圧縮効率、体積効率を１とした場合の理論効率である。
【００６４】
図６に、比較例として空調ダクト８１０内に過冷却熱交換器４を備えた構成を示す。図６の比較例では、空調ダクト８１０内に設けられた加熱用通路８１５に過冷却熱交換器８４とヒータコア８３４が配置されている。また、ヒータコア８３４は、過冷却熱交換器８４の空気流れ下流側に配置されている。
【００６５】
図６に示すような構成では、エンジンの放熱量が高く、エンジンを冷却する冷却水の温度が高くなると、加熱用通路１５の開度が低下するようにエアミックスドア８１７が制御される。このため、過冷却熱交換器４に流れる空気の風量が少なくなる。その結果、過冷却用熱交換器４で熱交換される空気の流量も低下し、過冷却用熱交換器４による省動力効果が小さくなる。
【００６６】
これに対し、図１に示した本実施形態に係る車両用空調装置１００は、空調ダクトの外部に配置された過冷却熱交換器４により、凝縮器３より流出して減圧装置５に流入する冷媒が更に冷却される構成となっているので、加熱用通路１５に流れる空気の風量と関係なく、過冷却用熱交換器４による最大限の省動力効果を得ることが可能である。
【００６７】
図７は、過冷却用熱交換器４における冷媒から空気への放熱量と冷凍サイクル装置１の省動力効果との関係を示した図である。図に示すように、過冷却用熱交換器４により得られる省動力効果は、過冷却用熱交換器４での放熱量に比例する。すなわち、過冷却用熱交換器４での放熱量が大きくなるほど、過冷却用熱交換器４により得られる省動力効果も大きくなる。
【００６８】
ところで、自動車のキャビンの温度を調整する温度調節装置として、特許第４８８９９０６号公報に記載されたものがある。この温度調節装置は、ヒートポンプを備えている。このヒートポンプは、液体冷却剤が循環する第１の二次回路に設けられた第１の冷媒／冷却剤熱交換器を含む低温源と、別の液体冷却剤が循環する第２の二次回路に設けられた第２の冷媒／冷却剤熱交換器を含む高温源と、低温源で気化した冷媒を圧縮して高温源へ送るコンプレッサと、高温源で冷却された冷媒を減圧することにより、冷媒を液体の状態で低温源へ送る膨張弁と、を備えている。そして、このヒートポンプは、第２の冷媒／冷却剤熱交換器を含む高温源自体の熱を利用して第２の二次回路を流れる冷却水を加熱して暖房を行うようになっている。
【００６９】
しかしながら、このヒートポンプは、凝縮器に相当する高温源自体の熱を利用して第２の二次回路を流れる冷却水を加熱するものであり、高温源より流出した冷媒を蒸発器６の吹出温度程度まで冷却するような構成となっていないので、本実施形態における車両用空調装置１００のような省動力効果を得ることはできない。
【００７０】
これに対し、本実施形態における車両用空調装置１００では、凝縮器３より流出して減圧装置５に流入する冷媒が、過冷却熱交換器４で更に蒸発器６の吹出温度程度まで冷却されるので、大きな省動力効果を得ることができる。
【００７１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。また、前述の実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。後述の第３実施形態以降でも同様である。
【００７２】
図８は、本発明の第２実施形態における車両用空調装置１００の概略構成を示す模式図である。上記第１実施形態では、冷却水回路３１内に流路切替弁３３を設け、この流路切替弁３３を制御して流路の切替を行うようにしたが、本実施形態では、流路切替弁３３に代えて冷却水回路３１内に、第２流路切替装置としての流路切替弁３３ａ、３３ｂを設け、各流路切替弁３３ａ、３３ｂを制御して流路の切替を行う。
【００７３】
各流路切替弁３３ａ、３３ｂは、ヒータコア３４より流出した冷却水が、過冷却熱交換器４を通過する第１流路６５ａを流れるようにするか、過冷却熱交換器４を迂回する第２流路６５ｂを流れるようにするかの切替を行う。各流路切替弁３３ａ、３３ｂは、エアコンＥＣＵ５０により制御される。
【００７４】
第１流路６５ａは、流路切替弁３３ａが第２流路６５ｂを閉じると共に流路切替弁３３ｂが第２流路６５ｂを閉じることで成立し、第２流路６５ｂは、流路切替弁３３ａが第１流路６５ａを閉じると共に流路切替弁３３ｂが第１流路６５ａを閉じることで成立する。すなわち、各流路切替弁３３ａ、３３ｂを開閉制御することで、第１、第２流路６５ａ、６５ｂを択一的に容易に成立させることが可能である。
【００７５】
本発明の第２実施形態に係るエアコンＥＣＵ５０のフローチャートを図９に示す。本実施形態では、エアコンＥＣＵ５０が実行するフローチャートは、第１実施形態のフローチャートである図４に対して、Ｓ１０６より後のステップが異なる。すなわち、図９に示すフローチャートは、図４に示したフローチャートのステップＳ１０７、Ｓ１０８に代えて、Ｓ２０７、Ｓ２０８を実施するようになっている。
【００７６】
本実施形態において、エアコンＥＣＵ５０は、ステップＳ１０６にて、冷却水の加熱が必要であるか否かを判定する。具体的には、目標吹出温度ＴＡＯが、外気温センサ４１で検出される外気温ＴＡＭ以上の場合、冷却水の加熱が必要であると判定し、目標吹出温度ＴＡＯが外気温ＴＡＭ未満の場合、冷却水の加熱が必要でないと判定する。
【００７７】
ここで、目標吹出温度ＴＡＯが外気温ＴＡＭ未満となっている場合、ステップＳ２０７へ進み、ヒータコア３４より流出した冷却水を過冷却熱交換器４に経由させるように各流路切替弁３３ａ、３３ｂを制御する。これにより、ヒータコア３４より流出した冷却水は、過冷却熱交換器４、エンジン３０およびウォータポンプ３２を経由してヒータコア３４へ流入する第１流路６５ａを流れるようになる。
【００７８】
したがって、過冷却熱交換器４により、凝縮器３より流出した冷媒の温度を外気温よりも低下させることができ、冷凍サイクル装置１の冷房能力および運転効率を向上するとができる。
【００７９】
また、目標吹出温度ＴＡＯが外気温ＴＡＭ以上となっている場合には、ステップＳ２０８へ進み、ヒータコア３４より流出した冷却水を過冷却熱交換器４に経由させないように各流路切替弁３３ａ、３３ｂを制御する。これにより、ヒータコア３４より流出した冷却水は、過冷却熱交換器４を経由することなくエンジン３０、ウォータポンプ３２を経由してヒータコア３４へ流入する第２流路６５ｂを流れるようになる。したがって、高温の冷却水が過冷却熱交換器４へ流入しないようにすることができる。
【００８０】
上記したように、流路切替弁３３ａ、３３ｂを制御して、ヒータコア３４より流出した冷却液が、過冷却熱交換器４およびエンジン３０を経由してヒータコア３４へ流入する第１流路６５ａと、過冷却熱交換器４を経由することなくエンジン３０を経由してヒータコア３４へ流入する第２流路６５ｂと、を切り替えることができる。
【００８１】
また、上記したように、目標吹出温度に基づいて冷却水を加熱する必要があるか否かを判定し、冷却水を加熱する必要がないと判定された場合、ヒータコア３４より流出した冷却液が、過冷却熱交換器４およびエンジン３０を経由してヒータコアへ流入する第１流路６５ａとなるように流路切替弁３３ａ、３３ｂを制御することで、例えば、エンジン３０の熱で冷却水の温度が高温となりヒータコア３４より流出する冷却水の温度が凝縮器３より出力される冷媒の温度よりも高くなってしまい、過冷却熱交換器４によって、かえって冷凍サイクル装置１の冷房能力および運転効率が低下してしまうといったことを防止することができる。
【００８２】
また、冷却水を加熱する必要があると判定された場合、ヒータコア３４より流出した冷却液が、過冷却熱交換器４を経由することなくエンジン３０を経由してヒータコア３４へ流入する第２流路６５ｂとなるように流路切替弁３３ａ、３３ｂを制御することで、過冷却熱交換器４より流出した冷却水は更にエンジン３０で暖められてヒータコア３４に流入されるようになり、速やかに車室内の温度を上昇させられる。
【００８３】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図８は、本発明の第３実施形態における車両用空調装置１００の概略構成を示す模式図である。
【００８４】
本発明の第３実施形態係る車両用空調装置１００は、上記第１実施形態に係る車両用空調装置１００と比較して、更に、冷却水回路３１内に、冷却水の流量を調整する流量調整手段に相当する流量調整バルブ３５を備えた点と、ヒータコア３４から流出して過冷却熱交換器４へ流入する冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ（図示せず）を備えた点が異なる。
【００８５】
流量調整バルブ３５は、冷却水回路３１内を流れる冷却水の流量を調整するものである。流量調整バルブ３５は、エアコンＥＣＵ５０により制御される。
【００８６】
本発明の第３実施形態に係るエアコンＥＣＵ５０のフローチャートを図１１に示す。本実施形態では、エアコンＥＣＵ５０が実行するフローチャートは、第１実施形態のフローチャートである図４に対して、Ｓ３０６以降のステップが異なる。すなわち、図１１に示すフローチャートは、図４に示したフローチャートのステップＳ１０６の後に、Ｓ３０６〜Ｓ３０８を追加したものとなっている。
【００８７】
本実施形態において、エアコンＥＣＵ５０は、Ｓ１０８で切替制御弁３３が開回路となるように流路切替弁３３を制御すると、ステップＳ３０６にて、ヒータコア３４より流出して過冷却熱交換器４に流入する冷却水の温度が過冷却熱交換器４に流入する冷媒の温度よりも高いか否かを判定する。なお、ヒータコア３４より流出して過冷却熱交換器４に流入する冷却水の温度は、上記した冷却水温度センサを用いて検出することができる。また、過冷却熱交換器４に流入する冷媒の温度は、外気温センサにより検出された外気温ＴＡＭを用いることができる。
【００８８】
ここで、ヒータコア３４より流出して過冷却熱交換器４に流入する冷却水の温度が過冷却熱交換器４に流入する冷媒の温度以下となっている場合、Ｓ３０８へ進み、流量調整バルブ３５の絞り開度を全開にするよう流量調整バルブ３５を制御する。これにより、十分な流量の冷却水を冷却水回路３１内に循環させることができる。
【００８９】
また、ヒータコア３４より流出して過冷却熱交換器４に流入する冷却水の温度が過冷却熱交換器４に流入する冷媒の温度より高い場合には、Ｓ３０７へ進み、流量調整バルブ３５の絞り開度を減少させるよう流量調整バルブ３５を制御する。
【００９０】
これにより、ヒータコア３４内を移動する冷却水の速度が低下する。そして、ヒータコア３４内を移動する冷却水は、蒸発器６で比較的長い時間をかけて冷却される。したがって、ヒータコア３４より流出する冷却水の温度をより低下させることができ、過冷却熱交換器４による冷媒の冷却効果を大きくすることができる。
【００９１】
上記したように、流量調整バルブ３５を制御することで、ヒータコア３４より流出する冷却液の流量を調整することができる。
【００９２】
また、上記したように、ヒータコア３４より流出して過冷却熱交換器４に流入する冷却液の温度が過冷却熱交換器４に流入する冷媒の温度よりも高いか否かを判定し、ヒータコア３４より流出して過冷却熱交換器４に流入する冷却液の温度が過冷却熱交換器４に流入する冷媒の温度よりも高いと判定された場合、ヒータコア３４より流出する冷却液の流量を低下させるように流量調整バルブ３５を制御することで、ヒータコア３４内を移動する冷却水の速度を低下させ、ヒータコア３４より流出する冷却水の温度をより低下させることができ、過冷却熱交換器４による冷媒の冷却効果を大きくすることができる。
【００９３】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。
【００９４】
図１２は、本実施形態における車両用空調装置１００の概略構成を示す模式図であって、図１に相当する図である。図１２に示すように、冷凍サイクル装置１が有する冷媒回路の構成が第１実施形態と異なっている。
【００９５】
具体的には、冷凍サイクル装置１は、第１開閉弁５６と第２開閉弁５８とから成る回路切替装置５４と、回路切替装置５４によって択一的に成立させられる２つの冷媒回路６０、６２とを有している。その２つの冷媒回路６０、６２は第１冷媒回路６０と第２冷媒回路６２とであり、その第１冷媒回路６０は、圧縮機２から吐出された冷媒が凝縮器３と過冷却用熱交換器４と減圧装置５と蒸発器６とを順に経て圧縮機２へ戻る冷媒回路である。すなわち、第１実施形態の冷凍サイクル装置１で構成されている冷媒回路と同じである。図１２では、第１冷媒回路６０における冷媒流れは実線矢印ＦＬ１で示され、第２冷媒回路６２における冷媒流れは破線矢印ＦＬ２で示されている。
【００９６】
また、第２冷媒回路６２は、圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒が凝縮器３を経ずに過冷却用熱交換器４へ導入される冷媒回路である。詳細には、第２冷媒回路６２は、冷媒配管９から分岐した第１バイパス冷媒通路６３および第２バイパス冷媒通路６４を含んで構成されている。その第１バイパス冷媒通路６３は、圧縮機２から吐出された冷媒を凝縮器３をバイパスして過冷却用熱交換器４へ流す冷媒通路である。第２バイパス冷媒通路６４は、過冷却用熱交換器４から流出した冷媒を減圧装置５および蒸発器６をバイパスして圧縮機２へ流す冷媒通路である。
【００９７】
そして、本実施形態の冷凍サイクル装置１は、第１実施形態と比較して更に、暖房用減圧装置６６と気液分離器６８とを有している。暖房用減圧装置６６は、エアコンＥＣＵ５０によって制御される電動の膨張弁であり、第２バイパス冷媒通路６４に設けられ、且つ過冷却用熱交換器４から流出した冷媒を減圧する。気液分離器６８は、第２バイパス冷媒通路６４に設けられ、且つ暖房用減圧装置６６から流出した冷媒を気相と液相とに分離すると共に液相の冷媒を内部に貯留し気相の冷媒を圧縮機２へ流す。
【００９８】
また、回路切替装置５４に含まれる第１開閉弁５６および第２開閉弁５８は何れも、エアコンＥＣＵ５０によって開閉制御される電磁開閉弁である。第１開閉弁５６は、第１バイパス冷媒通路６３に設けられ、その第１バイパス冷媒通路６３を開閉する。また、第２開閉弁５８は、第２バイパス冷媒通路６４に設けられ、その第２バイパス冷媒通路６４を開閉する。
【００９９】
そして、第１冷媒回路６０は、第１開閉弁５６が第１バイパス冷媒通路６３を閉じると共に第２開閉弁５８が第２バイパス冷媒通路６４を閉じることで成立する。その一方で、第２冷媒回路６２は、第１開閉弁５６が第１バイパス冷媒通路６３を開くと共に第２開閉弁５８が第２バイパス冷媒通路６４を開くことで成立する。このように、回路切替装置５４は、第１冷媒回路６０と第２冷媒回路６２とを択一的に成立させる。
【０１００】
なお、第２冷媒回路６２の成立時には、第１バイパス冷媒通路６３を流れる冷媒の流通抵抗は凝縮器３の流通抵抗と比較して格段に小さいので、凝縮器３を積極的に閉塞しなくても、圧縮機２から吐出された冷媒は、凝縮器３へは流れずに専ら第１バイパス冷媒通路６３へ流れる。これと同様に、過冷却用熱交換器４から流出した冷媒は、第２バイパス冷媒通路６４よりも流通抵抗が大きい蒸発器６へは流れずに、専ら第２バイパス冷媒通路６４へ流れる。
【０１０１】
そして、第２冷媒回路６２では、圧縮機２から吐出された冷媒は、第１開閉弁５６と過冷却用熱交換器４と第２開閉弁５８と暖房用減圧装置６６と気液分離器６８とを順に経て圧縮機２へ戻る。
【０１０２】
図２に示す空調起動スイッチ５２は本実施形態でも設けられているが、第１実施形態とは異なり、３つの操作位置の何れかに切り替えられる。具体的に、本実施形態の空調起動スイッチ５２は、エアコン運転を起動させるエアコンオン位置と、暖房運転を起動させる暖房オン位置と、エアコン運転および暖房運転の何れも停止させる空調オフ位置との３つの操作位置の何れかに切り替えられる。暖房運転とは、蒸発器６で空調空気を冷却することなく空調空気を加熱して車室内へ吹き出す空調運転である。従って、暖房運転中には、冷凍サイクル装置１の冷媒は蒸発器６へ流れない。
【０１０３】
次に、上記構成に基づき、本実施形態の車両用空調装置１００の作動について説明する。エアコンＥＣＵ５０は、車両のイグニッションスイッチがオンにされると動作状態になり、ウォータポンプ３２に動作の開始を指示するとともに、図１３のフローチャートに示す制御処理を周期的に繰り返し実行する。図１３は、本実施形態のエアコンＥＣＵ５０の制御処理を示す第１のフローチャートである。なお、図１３において、図３と同じ内容のステップについては同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１０４】
図１３のフローチャートに示すように、エアコンＥＣＵ５０は、ステップＳ０２にて、空調起動スイッチ５２の操作位置がエアコンオン位置になっていると判断した場合には、ステップＳ１３へ進む。その一方で、空調起動スイッチ５２の操作位置がエアコンオン位置ではないと判断した場合には、ステップＳ１４へ進む。
【０１０５】
ステップＳ１３では、第１開閉弁５６を閉弁させると共に、第２開閉弁５８も閉弁させる。これにより、エアコン運転用の冷媒回路である第１冷媒回路６０を成立させる。第１開閉弁５６および第２開閉弁５８が既に閉弁されていれば、その閉弁した状態を継続させる。ステップＳ１３の次はステップＳ０３へ進み、ステップＳ０３では、第１実施形態と同様に、エアコン運転が実行され、図４のフローチャートが実行される。
【０１０６】
ステップＳ１４では、空調起動スイッチ５２の操作位置が暖房オン位置になっているか否かを判断する。ステップＳ１４において、空調起動スイッチ５２の操作位置が暖房オン位置になっていると判断した場合には、ステップＳ１５へ進む。その一方で、空調起動スイッチ５２の操作位置が暖房オン位置ではないと判断した場合には、ステップＳ１６へ進む。
【０１０７】
ステップＳ１５では、暖房運転を実行する。そのために、エアコンＥＣＵ５０は、空調ダクト１０内で空気がヒータコア３４へ流れるようにエアミックスドア装置１７を作動させる。具体的には、加熱用通路１５を全開にする。加熱用通路１５が既に全開であればその状態を継続させる。これにより、空調空気は、ヒータコア３４を通ってから車室内へ吹き出されることになる。
【０１０８】
そして、ステップＳ１５において、エアコンＥＣＵ５０は、暖房運転で実行する制御処理の１つとして、後述の図１４のフローチャートに示す制御処理を実行する。図１４のフローチャートが終了すると、図１３のフローチャートの実行ステップはステップＳ０２に戻る。
【０１０９】
図１３のステップＳ１６では、エアコンＥＣＵ５０は、エアコン運転および暖房運転を停止する。ステップＳ１６が終わると、図１３のフローチャートは終了し、再びステップＳ０１から開始する。
【０１１０】
図１４は、本実施形態のエアコンＥＣＵ５０の制御処理を示す第２のフローチャートであって、図１３のステップＳ１５で実行されるサブルーチンを示したフローチャートである。また、図１４において、図４と同じ内容のステップについては同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１１１】
図１４のフローチャートでは、エアコンＥＣＵ５０は、第１実施形態と同様にステップＳ１０１とＳ１０２とを順次実行し、ステップＳ１０２において目標吹出温度ＴＡＯを算出したら、ステップＳ２０３へ進む。
【０１１２】
ステップＳ２０３では、車室内への吹出空気温度を目標吹出温度ＴＡＯとするために、空調空気に対する加熱量を更に増加させる必要があるか否かを判断する。例えば、エアコンＥＣＵ５０は、目標吹出温度ＴＡＯと水温センサ４４（図２参照）によって検出される冷却水温ＴＷとを比較し、目標吹出温度ＴＡＯがその冷却水温ＴＷよりも高い場合（ＴＡＯ＞ＴＷ）には、空調空気に対する加熱量を更に増加させる必要があると判断する。
【０１１３】
ステップＳ２０３において、空調空気に対する加熱量を更に増加させる必要があると判断した場合、すなわち目標吹出温度ＴＡＯが冷却水温ＴＷよりも高い場合には、ステップＳ２０４へ進む。その一方で、空調空気に対する加熱量を更に増加させる必要がないと判断した場合、すなわち目標吹出温度ＴＡＯが冷却水温ＴＷ以下である場合には、ステップＳ２０５へ進む。
【０１１４】
ステップＳ２０４では、第１開閉弁５６を開弁させると共に、第２開閉弁５８も開弁させる。これにより、暖房運転用の冷媒回路である第２冷媒回路６２を成立させる。第１開閉弁５６および第２開閉弁５８が既に開弁されていれば、その開弁した状態を継続させる。
【０１１５】
そして、圧縮機２をオンにする。すなわち、圧縮機２を駆動する。また、ヒータコア３４より流出した冷却水が、過冷却熱交換器４およびエンジ３０を経由して、再度、ヒータコア３４へ流入する開回路となるように流路切替弁３３を制御する。このとき、圧縮機２で圧縮された高温高圧の冷媒は過冷却用熱交換器４へ導入され、ヒータコア３４より流出した冷却水は過冷却用熱交換器４で加熱された後、更に、エンジン３０で加熱される。そして、加熱用通路１０２を流れる空気は、ヒータコア３４に流入される冷却水を介して速やかに加熱され、車室内へと吹き出される。
【０１１６】
このように、エアコンＥＣＵ５０は、空調ダクト１０内で空気がヒータコア３４へ流れるようにエアミックスドア装置１７を作動させる（図１３のステップＳ１５参照）と共に回路切替装置５４によって第２冷媒回路６２を成立させることにより、車室内の暖房を行う。
【０１１７】
ステップＳ２０５では、ヒータコア３４で空調ダクト１０内の空気を加熱する。従って、ステップＳ２０５では、圧縮機２をオフにする。すなわち、圧縮機２を停止する。また、ヒータコア３４より流出した冷却水が、過冷却熱交換器４およびエンジ３０を経由して、再度、ヒータコア３４へ流入する開回路となるように流路切替弁３３を制御する。これにより、過冷却用熱交換器４は機能しなくなる。すなわち、加熱用通路１０２を流れる空気は、専らエンジン３０で暖められた冷却水の熱を利用して加熱されて車室内へと吹き出される。
【０１１８】
また、ステップＳ２０４、Ｓ２０５では、エアコンＥＣＵ５０は、エバ温度センサ４３、水温センサ４４、および過冷却温度センサ４５からの入力情報に基づいて、車室内への吹出空気温度が目標吹出温度ＴＡＯに近付くように、第１ドア１７１を作動させて冷風バイパス通路１０１の開度調節を行う。
【０１１９】
なお、ステップＳ２０４またはＳ２０５を実行したら、エアコンＥＣＵ５０が実行する制御処理は図１３のフローチャートへ戻り、再び図１３のステップＳ０２から開始する。また、図１３および図１４の制御処理において暖房運転の実行中には、エアコンＥＣＵ５０は、第１実施形態でのエアコン運転と同様に、ブロワ１４の風量、内外気の吸込口モードおよび吹出口モードも決定する。そして、エアコンＥＣＵ５０は、上述した制御処理の実行中に算出または決定した各制御状態が得られるように、内外気切替ドア１３、ブロワ１４、エアミックスドア装置１７、吹出モードドア２１〜２３、圧縮機２等に制御信号を出力する。
【０１２０】
本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。更に、本実施形態によれば、冷凍サイクル装置１は、圧縮機２から吐出された冷媒が凝縮器３、過冷却熱交換器４、減圧装置５、および蒸発器６を順に経て圧縮機２へ戻る第１冷媒回路６０と、圧縮機２から吐出された冷媒が凝縮器３を経ずに過冷却熱交換器４へ導入される第２冷媒回路６２と、第１冷媒回路１と第２冷媒回路６２とを択一的に成立させる回路切替装置５４とを有している。そして、エアコンＥＣＵ５０は、エアコン運転時には第１冷媒回路６１を成立させて冷房を行い、暖房運転時には第２冷媒回路６２を成立させて暖房を行うように回路切替装置を５４制御することにより、車室内の暖房を行う。すなわち、蒸発器６で空調空気を冷却しない暖房運転においてエンジン３０で暖められた冷却水の熱だけでなく、圧縮機２より吐出して凝縮器３を経ずに過冷却熱交換器４へ入る冷媒の熱を利用して空調空気を加熱することができる。
【０１２１】
ここで、暖房運転において目標吹出温度ＴＡＯとその目標吹出温度ＴＡＯを達成するために必要とされるエンジン３０の冷却水温ＴＷ（以下、必要エンジン冷却水温ＴＷｎという）との関係は図１５の実線Ｌ５のようになる。すなわち、図１５に示すように、必要エンジン冷却水温ＴＷｎは目標吹出温度ＴＡＯが高くなるほど高くなる。そして、必要エンジン冷却水温ＴＷｎが車両走行に必要な冷却水温ＴＷを超えるまで目標吹出温度ＴＡＯが高くなった場合には、例えば過冷却用熱交換器４で空調空気を加熱できないとすれば、図１５に示すように、車両を走行させる上ではエンジン３０に余分な仕事を行わせ、冷却水温ＴＷを高める必要が生じる。
【０１２２】
これに対し、本実施形態では上記のように、エンジン３０で暖められた冷却水の熱だけでなく、圧縮機２より吐出して凝縮器３を経ずに過冷却熱交換器４へ入る冷媒の熱を利用して空調空気を加熱することができるので、冷凍サイクル装置１に空調空気を加熱するための熱量をアシストさせ、エンジン３０に余分な仕事を行わせないようにすることが可能である。その結果として、暖房運転に起因した車両の燃費悪化を抑制することができる。すなわち、第１実施形態で説明したリヒート運転時の省動力効果だけでなく、主として冬場の空調運転である暖房運転時には過冷却用熱交換器４を補助熱源として機能させることで省燃費効果が得られ、おおよそ一年間を通じて過冷却用熱交換器４よる効果を得ることができる。
【０１２３】
なお、本実施形態は第１実施形態に基づいた実施形態であるが、本実施形態を前述の第２〜３実施形態のうちの何れかと組み合わせることも可能である。
【０１２４】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第４実施形態と異なる点を主として説明する。
【０１２５】
図１６および図１７は、本実施形態において冷凍サイクル装置１の冷媒回路構成を示した図である。図１６では第１冷媒回路６０を構成する冷媒の流通経路が実線で表されると共に、第１冷媒回路６０から外れた冷媒の流通経路が破線で表されている。その一方で、図１７では第２冷媒回路６２を構成する冷媒の流通経路が実線で表されると共に、第２冷媒回路６２から外れた冷媒の流通経路が破線で表されている。
【０１２６】
図１６および図１７に示すように、本実施形態は、冷凍サイクル装置１が冷媒加熱器７０を有しているという点で、前述の第４実施形態と異なっている。その冷媒加熱器７０は、第２バイパス冷媒通路６４において暖房用減圧装置６６と気液分離器６８との間に介装されている。そして、冷媒加熱器７０は、暖房用減圧装置６６から流出した冷媒を、エンジン廃熱またはエンジン３０の排気熱を有する熱媒体と熱交換させ、それによってその冷媒を加熱する。
【０１２７】
なお、本実施形態の減圧装置５は、第４実施形態と同様に蒸発器６の冷媒入口で冷媒を減圧膨張させる。また、本実施形態の減圧装置５は、第４実施形態のものと同じであってもよいが、エアコンＥＣＵ５０によって制御されない冷媒温度感温式の膨張弁装置になっている。このことは後述の第６〜９実施形態でも同様である。
【０１２８】
本実施形態では、前述の第４実施形態と共通の構成から奏される効果を第４実施形態と同様に得ることができる。更に、本実施形態によれば、冷凍サイクル装置１は、第２バイパス冷媒通路６４において暖房用減圧装置６６と気液分離器６８との間に介装された冷媒加熱器７０を有しているので、第４実施形態よりも効率良く冷凍サイクル装置１で暖房運転を行うことが可能である。
【０１２９】
なお、本実施形態は第４実施形態に基づいた実施形態であるが、本実施形態を前述の第２〜３実施形態のうちの何れかと組み合わせることも可能である。
【０１３０】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第５実施形態と異なる点を主として説明する。
【０１３１】
図１８および図１９は、本実施形態において冷凍サイクル装置１の冷媒回路構成を示した図である。図１８では第１冷媒回路６０を構成する冷媒の流通経路が実線で表されると共に、第１冷媒回路６０から外れた冷媒の流通経路が破線で表されている。その一方で、図１９では第２冷媒回路６２を構成する冷媒の流通経路が実線で表されると共に、第２冷媒回路６２から外れた冷媒の流通経路が破線で表されている。
【０１３２】
図１８および図１９に示すように、本実施形態では冷凍サイクル装置１の冷媒回路構成が前述の第５実施形態と異なっている。具体的には、冷凍サイクル装置１の冷媒配管９は、圧縮機２の冷媒吐出口２ｂと凝縮器３との間に設けられた第１分岐点９ａと、過冷却用熱交換器４と減圧装置５の冷媒流入口５ａとの間に設けられた第２分岐点９ｂと、第１分岐点９ａと凝縮器３との間に設けられた第３分岐点９ｃとを有している。
【０１３３】
また、第２冷媒回路６２は、第１分岐点９ａおよび第２分岐点９ｂを相互に連結する第１バイパス冷媒通路７１と、第３分岐点９ｃおよび圧縮機２の冷媒吸入口２ａを相互に連結する第２バイパス冷媒通路７２とを含んで構成されている。本実施形態の第１バイパス冷媒通路７１は第５実施形態の第１バイパス冷媒通路６３に替わるものであり、本実施形態の第２バイパス冷媒通路７２は第５実施形態の第２バイパス冷媒通路６４に替わるものである。
【０１３４】
また、本実施形態の冷凍サイクル装置１は、第５実施形態と同様に、暖房用減圧装置６６と気液分離器６８とを有している。但し、その暖房用減圧装置６６は、冷媒配管９上で凝縮器３と過冷却用熱交換器４との間に設けられている。また、気液分離器６８は第２バイパス冷媒通路７２に設けられ、第３分岐点９ｃから流出した冷媒を気相と液相とに分離し気相の冷媒を圧縮機２の冷媒吸入口２ａへ流す。
【０１３５】
また、回路切替装置５４は第１開閉弁５６（以下、本実施形態では単に開閉弁５６と呼ぶ）を有しており、第５実施形態の第２開閉弁５８に替えて切替弁７３を有している。本実施形態の開閉弁５６は、第１バイパス冷媒通路７１に設けられており、その第１バイパス冷媒通路７１を開閉する。切替弁７３はエアコンＥＣＵ５０によって切替制御される電磁式三方弁であり、第３分岐点９ｃに設けられている。そして、切替弁７３は、凝縮器３を第２バイパス冷媒通路７２と第１分岐点９ａとに択一的に連通させる。
【０１３６】
このような冷凍サイクル装置１の構成から、第１冷媒回路６０は、開閉弁５６が第１バイパス冷媒通路７１を閉じると共に切替弁７３が凝縮器３を第１分岐点９ａに連通させることで成立する。そして、その第１冷媒回路６０では、圧縮機２から吐出された冷媒は、切替弁７３と凝縮器３と暖房用減圧装置６６と過冷却用熱交換器４と減圧装置５と蒸発器６とを順に経て圧縮機２へ戻る。このとき、暖房用減圧装置６６は全開にされ、冷媒を減圧せずに過冷却用熱交換器４へ流す。また、凝縮器３は、第１冷媒回路６０の成立時には冷媒を凝縮する。
【０１３７】
その一方で、第２冷媒回路６２は、開閉弁５６が第１バイパス冷媒通路７１を開くと共に切替弁７３が凝縮器３を第２バイパス冷媒通路７２に連通させることで成立する。そして、その第２冷媒回路６２では、圧縮機２から吐出された冷媒は、開閉弁５６と過冷却用熱交換器４と暖房用減圧装置６６と凝縮器３と切替弁７３と気液分離器６８とを順に経て圧縮機２へ戻る。このとき、暖房用減圧装置６６の絞り開度がエアコンＥＣＵ５０によって制御され、暖房用減圧装置６６は過冷却用熱交換器４から凝縮器３へ流れる冷媒を減圧する。また、凝縮器３は、第２冷媒回路６２の成立時には蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させる。
【０１３８】
本実施形態では、前述の第５実施形態と共通の構成から奏される効果を第５実施形態と同様に得ることができる。
【０１３９】
なお、本実施形態は第６実施形態に基づいた実施形態であるが、本実施形態を前述の第２〜３実施形態のうちの何れかと組み合わせることも可能である。
【０１４０】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第６実施形態と異なる点を主として説明する。
【０１４１】
図２０および図２１は、本実施形態において冷凍サイクル装置１の冷媒回路構成を示した図である。図２０では第１冷媒回路６０を構成する冷媒の流通経路が実線で表されると共に、第１冷媒回路６０から外れた冷媒の流通経路が破線で表されている。その一方で、図２１では第２冷媒回路６２を構成する冷媒の流通経路が実線で表されると共に、第２冷媒回路６２から外れた冷媒の流通経路が破線で表されている。
【０１４２】
図２０および図２１に示すように、本実施形態では冷凍サイクル装置１の冷媒回路構成が前述の第６実施形態と異なっている。具体的には、冷凍サイクル装置１の冷媒配管９は、圧縮機２の冷媒吐出口２ｂと凝縮器３との間に設けられた第１分岐点９ａと、蒸発器６の冷媒流出口６ａと圧縮機２の冷媒吸入口２ａとの間に設けられた第２分岐点９ｄと、第１分岐点９ａと凝縮器３との間に設けられた第３分岐点９ｃとを有している。
【０１４３】
また、第２冷媒回路６２は、第１分岐点９ａおよび第２分岐点９ｄを相互に連結する第１バイパス冷媒通路７７と、第３分岐点９ｃおよび圧縮機２の冷媒吸入口２ａを相互に連結する第２バイパス冷媒通路７２と、減圧装置５および蒸発器６に対して並列に配管され減圧装置５および蒸発器６をバイパスさせて冷媒を流す第３バイパス冷媒通路７８とを含んで構成されている。本実施形態の第１バイパス冷媒通路７７は第６実施形態の第１バイパス冷媒通路７１に替わるものである。
【０１４４】
また、回路切替装置５４は、第６実施形態の開閉弁５６および切替弁７３に替えて、第１切替弁７９１と第２切替弁７９２と開閉弁７９３とを有している。第１切替弁７９１はエアコンＥＣＵ５０によって切替制御される電磁式三方弁であり、圧縮機２の冷媒吸入口２ａに設けられている。そして、第１切替弁７９１は、圧縮機２の冷媒吸入口２ａを第２バイパス冷媒通路７２と第２分岐点９ｄとに択一的に連通させる。
【０１４５】
第２切替弁７９２はエアコンＥＣＵ５０によって切替制御される電磁式三方弁であり、第１分岐点９ａに設けられている。そして、第２切替弁７９２は、圧縮機２の冷媒吐出口２ｂを第１バイパス冷媒通路７７と第３分岐点９ｃとに択一的に連通させる。
【０１４６】
開閉弁７９３はエアコンＥＣＵ５０によって開閉制御される電磁開閉弁ある。開閉弁７９３は、第３バイパス冷媒通路７８に設けられ、その第３バイパス冷媒通路７８を開閉する。
【０１４７】
このような冷凍サイクル装置１の構成から、第１冷媒回路６０は、第１切替弁７９１が圧縮機２の冷媒吸入口２ａを第２分岐点９ｄに連通させ、第２切替弁７９２が圧縮機２の冷媒吐出口２ｂを第３分岐点９ｃに連通させ、且つ開閉弁７９３が第３バイパス冷媒通路７８を閉じることで成立する。そして、その第１冷媒回路６０では、圧縮機２から吐出された冷媒は、第２切替弁７９２と凝縮器３と暖房用減圧装置６６と過冷却用熱交換器４と減圧装置５と蒸発器６と第１切替弁７９１とを順に経て圧縮機２へ戻る。
【０１４８】
その一方で、第２冷媒回路６２は、第１切替弁７９１が圧縮機２の冷媒吸入口２ａを第２バイパス冷媒通路７２に連通させ、第２切替弁７９２が圧縮機２の冷媒吐出口２ｂを第１バイパス冷媒通路７７に連通させ、且つ開閉弁７９３が第３バイパス冷媒通路７８を開くことで成立する。そして、その第２冷媒回路６２では、圧縮機２から吐出された冷媒は、第２切替弁７９２と開閉弁７９３と過冷却用熱交換器４と暖房用減圧装置６６と凝縮器３と気液分離器６８と第１切替弁７９１とを順に経て圧縮機２へ戻る。なお、第１冷媒回路６０の成立時および第２冷媒回路６２の成立時における暖房用減圧装置６６および凝縮器３の作動についてはそれぞれ第６実施形態と同様である。
【０１４９】
本実施形態では、前述の第６実施形態と共通の構成から奏される効果を第６実施形態と同様に得ることができる。
【０１５０】
なお、本実施形態は第６実施形態に基づいた実施形態であるが、本実施形態を前述の第２〜３実施形態のうちの何れかと組み合わせることも可能である。
【０１５１】
（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第７実施形態と異なる点を主として説明する。
【０１５２】
図２２および図２３は、本実施形態において冷凍サイクル装置１の冷媒回路構成を示した図である。図２２では第１冷媒回路６０を構成する冷媒の流通経路が実線で表されると共に、第１冷媒回路６０から外れた冷媒の流通経路が破線で表されている。その一方で、図２３では第２冷媒回路６２を構成する冷媒の流通経路が実線で表されると共に、第２冷媒回路６２から外れた冷媒の流通経路が破線で表されている。
【０１５３】
図２２および図２３に示すように、本実施形態は、冷凍サイクル装置１の冷媒回路および冷却水回路の構成が前述の第７実施形態と異なっている。
【０１５４】
本実施形態における冷却水回路３１には、第２熱交換器４ａおよび流路切替弁３３ａが設けられている。この第２熱交換器４ａは、例えば、エンジンルーム等、車両空調ユニットの外部に設けられる。
【０１５５】
流路切替弁３３ａは、エアコンＥＣＵ５０によって制御されるもので、ヒータコア３４に設けられた接続口３４ａを、接続口３４ｂと第２熱交換器４ａとの間で択一的に切り替える。なお、本実施形態におけるヒータコア３４は、４つの接続口３４ａ〜３４ｄを有しており、接続口３４ａより流入した冷却水は接続口３４ｃより流出し、接続口３４ｄより流入した冷却水は接続口３４ｂより流出するようになっている。
【０１５６】
流路切替弁３３ａによってヒータコア３４に設けられた２つの接続口３４ａ、３４ｂとの間が連通すると、ヒータコア３４の接続口３４ｂより流出された冷却液は流路切替弁３３ａを経由してヒータコア３４の接続口３４ａへ流入する。また、ヒータコア３４の接続口３４ｃより流出した冷却液は過冷却熱交換器４、ウォータポンプ３２を経由してヒータコア３４の接続口３４ｄへ流入する。
【０１５７】
また、流路切替弁３３ａによってヒータコア３４に設けられた接続口３４ａと第２熱交換器４ａとの間が連通すると、第２熱交換器４ａから流出した冷却液は、ヒータコア３４の接続口３４ａへ流入する。また、ヒータコア３４の接続口３４ｃより流出した冷却液は過冷却熱交換器４、ウォータポンプ３２を経由してヒータコア３４の接続口３４ｄへ流入する。更に、ヒータコア３４の接続口３４ｂより流出した冷却液はエンジン（図示せず）へと流入し、第２熱交換器４ａへと流入する。
【０１５８】
本実施形態において、エアコンＥＣＵ５０は、冷房運転時には、ヒータコア３４に設けられた２つの接続口３４ａ、３４ｂとの間を連通させるように流路切替弁３３ａを制御し、暖房運転時には、第２熱交換器４ａとヒータコア３４の接続口３４ａとの間を連通させるように流路切替弁３３ａを制御する。
【０１５９】
また、本実施形態の冷凍サイクル装置１は、減圧装置６６ａを有している。減圧装置６６ａは、第２熱交換器４ａより流出した冷媒を減圧膨張させる。
【０１６０】
また、本実施形態における第２冷媒回路６２には、開閉弁５６ａ、気液分離器６８および切替弁７９４が設けられている。開閉弁５６ａは、第２冷媒通路６２に設けられており、その第２冷媒通路６２を開閉する。気液分離器６８は凝縮器３から流出した冷媒を気相と液相とに分離し気相の冷媒を圧縮機２の冷媒吸入口２ａへ流す。切替弁７９４は、エアコンＥＣＵ５０によって切替制御される電磁式三方弁であり、圧縮機２の冷媒流入口２１ａを第１冷媒回路６０と第２冷媒回路６２とに択一的に連通させる。
【０１６１】
このような冷凍サイクル装置１の構成から、第１冷媒回路６０は、切替弁７９４が圧縮機２の冷媒流入口２１ａを蒸発器６の冷媒流出口６ａと連通されることで成立する。そして、第１冷媒回路６０では、圧縮機２から吐出された冷媒は、第２熱交換器４ａと減圧装置６６ａと凝縮器３と過冷却熱交換器４と減圧装置５と蒸発器６と切替弁７９４とを順に経て圧縮機２へ戻る。
【０１６２】
その一方で、第２冷媒回路６２は、切替弁７９４が圧縮機２の冷媒流入口２１ａを気液分離器６８と連通されることで成立し、第２冷媒回路６２は、切替弁７９４が圧縮機２の冷媒流入口２１ａを気液分離器６８と連通されることで成立する。そして、第２冷媒回路６２では、圧縮機２から吐出された冷媒は、第２熱交換器４ａと減圧装置６６ａと凝縮器３と開閉弁５６ａと気液分離器６８と切替弁７９４とを順に経て圧縮機２へ戻る。
【０１６３】
本実施形態において、冷房運転時、ヒータコア３４に設けられた２つの接続口３４ａ、３４ｂとの間を連通させるように流路切替弁３３ａが制御される。したがって、過冷却熱交換器４に流れる冷却水の温度上昇を抑制することができる。
【０１６４】
また、暖房運転時には、第２熱交換器４ａとヒータコア３４の接続口３４ａとの間を連通させるように流路切替弁３３ａが制御される。すなわち、ヒータコア３４に流入する冷却水は、エンジンの熱だけでなく、第２熱交換器４ａで暖められる。したがって、車室内温度を速やかに上昇させることが可能である。
【０１６５】
本実施形態では、前述の第６実施形態と共通の構成から奏される効果を第６実施形態と同様に得ることができる。
【０１６６】
なお、本実施形態は第６実施形態に基づいた実施形態であるが、本実施形態を前述の第２〜３実施形態のうちの何れかと組み合わせることも可能である。
【０１６７】
（第９実施形態）
次に、本発明の第９実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第６実施形態と異なる点を主として説明する。
【０１６８】
図２４および図２５は、本実施形態において冷凍サイクル装置１の冷媒回路構成を示した図である。図２４では第１冷媒回路６０を構成する冷媒の流通経路が実線で表されると共に、第１冷媒回路６０から外れた冷媒の流通経路が破線で表されている。その一方で、図２５では第２冷媒回路６２を構成する冷媒の流通経路が実線で表されると共に、第２冷媒回路６２から外れた冷媒の流通経路が破線で表されている。
【０１６９】
図２４および図２５に示すように、本実施形態では冷凍サイクル装置１の冷媒回路構成が前述の第６実施形態と異なっている。具体的には、冷凍サイクル装置１の冷媒配管９に設けられた第１分岐点９ａおよび第３分岐点９ｃは第６実施形態と同様に配置されているが、第２分岐点９ｂは第６実施形態とは異なり、凝縮器３と過冷却用熱交換器４との間に配置されている。
【０１７０】
また、第２冷媒回路６２は、第１分岐点９ａおよび第２分岐点９ｂを相互に連結する第１バイパス冷媒通路７４と、第３分岐点９ｃおよび圧縮機２の冷媒吸入口２ａを相互に連結する第２バイパス冷媒通路７２とを含んで構成されている。本実施形態の第１バイパス冷媒通路７４は第６実施形態の第１バイパス冷媒通路７１に替わるものである。
【０１７１】
また、本実施形態の冷凍サイクル装置１は、第６実施形態と同様に、暖房用減圧装置６６と気液分離器６８とを有している。但し、その暖房用減圧装置６６は、第１バイパス冷媒通路７４に設けられている。気液分離器６８の配置は第６実施形態と同様である。
【０１７２】
更に、冷凍サイクル装置１は暖房用熱交換器７５を有している。その暖房用熱交換器７５は、第１バイパス冷媒通路７４において第１分岐点９ａと暖房用減圧装置６６との間に配置されている。すなわち、第１バイパス冷媒通路７４において暖房用減圧装置６６よりも冷媒流れ上流側に配置されている。従って、暖房用減圧装置６６は、エアコンＥＣＵ５０の制御により、暖房用熱交換器７５から流出した冷媒を減圧する。
【０１７３】
また、暖房用熱交換器７５は、水−冷媒熱交換器であり、ヒータコア３４へ流入する熱媒体としての冷却水と第１バイパス冷媒通路７４を流れる冷媒とを熱交換させ、それにより、ヒータコア３４へ流入する冷却水を加熱する。
【０１７４】
また、回路切替装置５４は、第６実施形態と同様の切替弁７３（以下、本実施形態では第１切替弁７３と呼ぶ）を有しており、第６実施形態の開閉弁５６に替えて第２切替弁７６を有している。その第２切替弁７６はエアコンＥＣＵ５０によって切替制御される電磁式三方弁であり、圧縮機２の冷媒吸入口２ａに設けられている。そして、第２切替弁７６は、圧縮機２の冷媒吸入口２ａを第２バイパス冷媒通路７２と蒸発器６とに択一的に連通させる。
【０１７５】
このような冷凍サイクル装置１の構成から、第１冷媒回路６０は、第１切替弁７３が凝縮器３を第１分岐点９ａに連通させると共に第２切替弁７６が圧縮機２の冷媒吸入口２ａを蒸発器６に連通させることで成立する。そして、その第１冷媒回路６０では、圧縮機２から吐出された冷媒は、第１切替弁７３と凝縮器３と過冷却用熱交換器４と減圧装置５と蒸発器６と第２切替弁７６とを順に経て圧縮機２へ戻る。第１冷媒回路６０の成立時には、凝縮器３は冷媒を凝縮する。
【０１７６】
その一方で、第２冷媒回路６２は、第１切替弁７３が凝縮器３を第２バイパス冷媒通路７２に連通させると共に第２切替弁７６が圧縮機２の冷媒吸入口２ａを第２バイパス冷媒通路７２に連通させることで成立する。そして、その第２冷媒回路６２では、圧縮機２から吐出された冷媒は、暖房用熱交換器７５と暖房用減圧装置６６と凝縮器３と第１切替弁７３と気液分離器６８と第２切替弁７６とを順に経て圧縮機２へ戻る。このとき、暖房用減圧装置６６の絞り開度がエアコンＥＣＵ５０によって制御され、暖房用減圧装置６６は暖房用熱交換器７５から凝縮器３へ流れる冷媒を減圧する。また、凝縮器３は、第２冷媒回路６２の成立時には蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させる。
【０１７７】
また、本実施形態のエアコンＥＣＵ５０は暖房運転を行う際には第２冷媒回路６２を成立させることがあり、その第２冷媒回路６２の成立時には、図２５に示すように、過冷却用熱交換器４へ冷媒は循環しないが、エアコンＥＣＵ５０は、図１３および図１４のフローチャートに示す制御処理を、第６実施形態と同様に実行する。従って、エアコンＥＣＵ５０は、空調ダクト１０内で空気がヒータコア３４へ流れるようにエアミックスドア装置１７を作動させると共に回路切替装置５４によって第２冷媒回路６２を成立させることにより、車室内の暖房を行う。
【０１７８】
詳細には、冷凍サイクル装置１は、ヒータコア３４へ流入する冷却水をエンジン３０で加熱することで、空調ダクト１０内を流れる空気をヒータコア３４の冷却水を介して間接的に加熱する。
【０１７９】
本実施形態では、前述の第６実施形態と共通の構成から奏される効果を第６実施形態と同様に得ることができる。
【０１８０】
なお、本実施形態は第６実施形態に基づいた実施形態であるが、本実施形態を前述の第２〜３実施形態のうちの何れかと組み合わせることも可能である。
【０１８１】
（他の実施形態）
（１）上記実施形態では、車両に搭載されたエンジン３０を発熱機器としたが、ハイブリッド車両や電気自動車に搭載された走行用の電動モータを発熱機器とすることもできる。また、電動モータに給電する蓄電装置、電動モータを駆動制御する駆動回路部等を発熱機器とすることもできる。
【０１８２】
（２）上記第１〜第３実施形態では、Ｓ１０６にて、目標吹出温度ＴＡＯが外気温ＴＡＭ以上の場合に、冷却水の加熱が必要であると判定するようにしたが、例えば、目標吹出温度ＴＡＯが凝縮器３より出力される冷媒の温度以上の場合に、冷却水の加熱が必要であると判定することもできる。また、目標吹出温度ＴＡＯが過冷却用熱交換器４で加熱された空気温度ＴＳＣ以上の場合に、冷却水の加熱が必要であると判定することもできる。
【０１８３】
（３）上述の各実施形態において、図３、図４、図９、及び図１１のフローチャートに示す各ステップの処理はコンピュータプログラムによって実現されるものであるが、ハードロジックで構成されるものであっても差し支えない。
【０１８４】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１８５】
１    冷凍サイクル装置
２    圧縮機
３    凝縮器
４    過冷却熱交換器
５    減圧装置
６    蒸発器
１０  空調ダクト
３１  冷却水回路
６０  第１冷媒回路
６２  第２冷媒回路
【図１】
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【図２】
0006341021.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0006341021.tif 000006
【図６】
0006341021.tif 000007
【図７】
0006341021.tif 000008
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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