(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを冷却する第１の水回路と、
前記第１の水回路から熱を受け取るヒートポンプと、
前記ヒートポンプから熱を受け取り車室内へ導入される空調風に熱を与える第２の水回路と、
前記空調風に熱を与えるヒータコアと、
前記エンジンと前記ヒータコアとの間で冷却水が循環する冷却水回路と、
前記エンジンにより駆動され、前記冷却水回路の冷却水を圧送するポンプと、
前記冷却水回路に接続され、前記ヒータコアを迂回するエンジン側バイパス流路と、
前記冷却水回路に接続され、前記エンジンを迂回するヒータコア側バイパス流路と、
前記ヒータコアを循環する冷却水の経路を前記エンジンと前記ヒータコア側バイパス流路とで選択的に切り替える熱源切り替えバルブと、
前記ヒータコア側バイパス流路の冷却水を圧送する補助ポンプと、
前記ヒータコアを循環する冷却水の経路が前記エンジン側となるように前記熱源切り替えバルブを制御し、前記エンジンと前記ヒータコアとの間で冷却水を循環させるエンジン排熱モードと、前記ヒータコアを循環する冷却水の経路が前記ヒータコア側バイパス流路側となるように前記熱源切り替えバルブを制御して前記第１の水回路および前記第２の水回路を形成すると共に、前記補助ポンプおよび前記ヒートポンプの圧縮機を駆動し、前記第１の水回路および前記第２の水回路でそれぞれ独立に冷却水を循環させるヒートポンプモードと、を切り替える空調制御手段と、
を備え、
前記ヒートポンプは、
前記エンジン側バイパス流路を通過する冷却水から熱を受け取る水冷式蒸発器と、
前記ヒータコア側バイパス流路を通過する冷却水へ熱を与える水冷式凝縮器と、
前記水冷式蒸発器と並列に設けられ、車室内へ導入される空調風から熱を受ける空冷式蒸発器と、
前記水冷式凝縮器と並列に設けられ、外気に熱を与える空冷式凝縮器と、
前記冷媒を通過させる蒸発器を前記水冷式蒸発器と前記空冷式蒸発器とで選択的に切り替える蒸発器切り替えバルブと、
前記冷媒を通過させる凝縮器を前記水冷式凝縮器と前記空冷式凝縮器とで選択的に切り替える凝縮器切り替えバルブと、
を有し、
前記空調制御手段は、前記冷媒が通過する蒸発器および凝縮器が、前記エンジン排熱モード時には前記空冷式蒸発器および前記空冷式凝縮器となるように前記蒸発器切り替えバルブおよび前記凝縮器切り替えバルブを制御し、前記ヒートポンプモード時には前記水冷式蒸発器および前記水冷式凝縮器となるように前記蒸発器切り替えバルブおよび前記凝縮器切り替えバルブを制御し、暖房要求時、前記第１の水回路の水温が所定水温以下の場合は前記ヒートポンプモードとし、前記水温が前記所定水温を超えた場合は前記エンジン排熱モードとす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、
前記空調制御手段は、外気温が所定温度以下の場合は前記ヒートポンプモードとすることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
エンジンを冷却する第１の水回路と、
前記第１の水回路から熱を受け取るヒートポンプと、
前記ヒートポンプから熱を受け取り車室内へ導入される空調風に熱を与える第２の水回路と、
前記空調風に熱を与えるヒータコアと、
前記エンジンと前記ヒータコアとの間で冷却水が循環する冷却水回路と、
前記エンジンにより駆動され、前記冷却水回路の冷却水を圧送するポンプと、
前記冷却水回路に接続され、前記ヒータコアを迂回するエンジン側バイパス流路と、
前記冷却水回路に接続され、前記エンジンを迂回するヒータコア側バイパス流路と、
前記ヒータコアを循環する冷却水の経路を前記エンジンと前記ヒータコア側バイパス流路とで選択的に切り替える熱源切り替えバルブと、
前記ヒータコア側バイパス流路の冷却水を圧送する補助ポンプと、
前記ヒータコアを循環する冷却水の経路が前記エンジン側となるように前記熱源切り替えバルブを制御し、前記エンジンと前記ヒータコアとの間で冷却水を循環させるエンジン排熱モードと、前記ヒータコアを循環する冷却水の経路が前記ヒータコア側バイパス流路側となるように前記熱源切り替えバルブを制御して前記第１の水回路および前記第２の水回路を形成すると共に、前記補助ポンプおよび前記ヒートポンプの圧縮機を駆動し、前記第１の水回路および前記第２の水回路でそれぞれ独立に冷却水を循環させるヒートポンプモードと、を切り替える空調制御手段と、
を備え、
前記ヒートポンプは、
前記エンジン側バイパス流路を通過する冷却水から熱を受け取る水冷式蒸発器と、
前記ヒータコア側バイパス流路を通過する冷却水へ熱を与える水冷式凝縮器と、
前記水冷式蒸発器と並列に設けられ、車室内へ導入される空調風から熱を受ける空冷式蒸発器と、
前記水冷式凝縮器と並列に設けられ、外気に熱を与える空冷式凝縮器と、
前記冷媒を通過させる蒸発器を前記水冷式蒸発器と前記空冷式蒸発器とで選択的に切り替える蒸発器切り替えバルブと、
前記冷媒を通過させる凝縮器を前記水冷式凝縮器と前記空冷式凝縮器とで選択的に切り替える凝縮器切り替えバルブと、
を有し、
前記空調制御手段は、前記冷媒が通過する蒸発器および凝縮器が、前記エンジン排熱モード時には前記空冷式蒸発器および前記空冷式凝縮器となるように前記蒸発器切り替えバルブおよび前記凝縮器切り替えバルブを制御し、前記ヒートポンプモード時には前記水冷式蒸発器および前記水冷式凝縮器となるように前記蒸発器切り替えバルブおよび前記凝縮器切り替えバルブを制御し、暖房要求時、車両が減速中であって、前記エンジンの燃料カットが行われている場合には、前記水温にかかわらず、前記ヒートポンプモードとすることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項４】
エンジンを冷却する第１の水回路と、
前記第１の水回路から熱を受け取るヒートポンプと、
前記ヒートポンプから熱を受け取り車室内へ導入される空調風に熱を与える第２の水回路と、
前記空調風に熱を与えるヒータコアと、
前記エンジンと前記ヒータコアとの間で冷却水が循環する冷却水回路と、
前記エンジンにより駆動され、前記冷却水回路の冷却水を圧送するポンプと、
前記冷却水回路に接続され、前記ヒータコアを迂回するエンジン側バイパス流路と、
前記冷却水回路に接続され、前記エンジンを迂回するヒータコア側バイパス流路と、
前記ヒータコアを循環する冷却水の経路を前記エンジンと前記ヒータコア側バイパス流路とで選択的に切り替える熱源切り替えバルブと、
前記ヒータコア側バイパス流路の冷却水を圧送する補助ポンプと、
前記ヒータコアを循環する冷却水の経路が前記エンジン側となるように前記熱源切り替えバルブを制御し、前記エンジンと前記ヒータコアとの間で冷却水を循環させるエンジン排熱モードと、前記ヒータコアを循環する冷却水の経路が前記ヒータコア側バイパス流路側となるように前記熱源切り替えバルブを制御して前記第１の水回路および前記第２の水回路を形成すると共に、前記補助ポンプおよび前記ヒートポンプの圧縮機を駆動し、前記第１の水回路および前記第２の水回路でそれぞれ独立に冷却水を循環させるヒートポンプモードと、を切り替える空調制御手段と、
を備え、
前記ヒートポンプは、
前記エンジン側バイパス流路を通過する冷却水から熱を受け取る水冷式蒸発器と、
前記ヒータコア側バイパス流路を通過する冷却水へ熱を与える水冷式凝縮器と、
前記水冷式蒸発器と並列に設けられ、車室内へ導入される空調風から熱を受ける空冷式蒸発器と、
前記水冷式凝縮器と並列に設けられ、外気に熱を与える空冷式凝縮器と、
前記冷媒を通過させる蒸発器を前記水冷式蒸発器と前記空冷式蒸発器とで選択的に切り替える蒸発器切り替えバルブと、
前記冷媒を通過させる凝縮器を前記水冷式凝縮器と前記空冷式凝縮器とで選択的に切り替える凝縮器切り替えバルブと、
を有し、
前記空調制御手段は、前記冷媒が通過する蒸発器および凝縮器が、前記エンジン排熱モード時には前記空冷式蒸発器および前記空冷式凝縮器となるように前記蒸発器切り替えバルブおよび前記凝縮器切り替えバルブを制御し、前記ヒートポンプモード時には前記水冷式蒸発器および前記水冷式凝縮器となるように前記蒸発器切り替えバルブおよび前記凝縮器切り替えバルブを制御し、冷房要求がなされた場合、前記空冷式凝縮器に滞留する冷媒を回収するための冷媒回収運転を行った後に前記ヒートポンプを駆動することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項５】
エンジンを冷却する第１の水回路と、
前記第１の水回路から熱を受け取るヒートポンプと、
前記ヒートポンプから熱を受け取り車室内へ導入される空調風に熱を与える第２の水回路と、
前記空調風に熱を与えるヒータコアと、
前記エンジンと前記ヒータコアとの間で冷却水が循環する冷却水回路と、
前記エンジンにより駆動され、前記冷却水回路の冷却水を圧送するポンプと、
前記冷却水回路に接続され、前記ヒータコアを迂回するエンジン側バイパス流路と、
前記冷却水回路に接続され、前記エンジンを迂回するヒータコア側バイパス流路と、
前記ヒータコアを循環する冷却水の経路を前記エンジンと前記ヒータコア側バイパス流路とで選択的に切り替える熱源切り替えバルブと、
前記ヒータコア側バイパス流路の冷却水を圧送する補助ポンプと、
前記ヒータコアを循環する冷却水の経路が前記エンジン側となるように前記熱源切り替えバルブを制御し、前記エンジンと前記ヒータコアとの間で冷却水を循環させるエンジン排熱モードと、前記ヒータコアを循環する冷却水の経路が前記ヒータコア側バイパス流路側となるように前記熱源切り替えバルブを制御して前記第１の水回路および前記第２の水回路を形成すると共に、前記補助ポンプおよび前記ヒートポンプの圧縮機を駆動し、前記第１の水回路および前記第２の水回路でそれぞれ独立に冷却水を循環させるヒートポンプモードと、を切り替える空調制御手段と、
を備え、
前記ヒートポンプは、
前記エンジン側バイパス流路を通過する冷却水から熱を受け取る水冷式蒸発器と、
前記ヒータコア側バイパス流路を通過する冷却水へ熱を与える水冷式凝縮器と、
前記水冷式蒸発器と並列に設けられ、車室内へ導入される空調風から熱を受ける空冷式蒸発器と、
前記水冷式凝縮器と並列に設けられ、外気に熱を与える空冷式凝縮器と、
前記冷媒を通過させる蒸発器を前記水冷式蒸発器と前記空冷式蒸発器とで選択的に切り替える蒸発器切り替えバルブと、
前記冷媒を通過させる凝縮器を前記水冷式凝縮器と前記空冷式凝縮器とで選択的に切り替える凝縮器切り替えバルブと、
を有し、
前記空調制御手段は、前記冷媒が通過する蒸発器および凝縮器が、前記エンジン排熱モード時には前記空冷式蒸発器および前記空冷式凝縮器となるように前記蒸発器切り替えバルブおよび前記凝縮器切り替えバルブを制御し、前記ヒートポンプモード時には前記水冷式蒸発器および前記水冷式凝縮器となるように前記蒸発器切り替えバルブおよび前記凝縮器切り替えバルブを制御し、前記ヒートポンプモード中は、前記エンジンの暖機促進制御を抑制または廃止することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項６】
請求項５に記載の車両用空調装置において、
前記ヒートポンプモード中は、トルクコンバータをロックアップ状態とす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、車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジンの冷却水を熱源とするヒータコアにより車室内へ導入される空調風を加熱して暖房を行う車両用空調装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2014-114739号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術にあっては、空調風の温度がエンジンの冷却水の水温に依存しているため、冷却水の水温が低い場合、乗員の暖房要求（昇温要求）に対し速やかに車室内の温度を高めることできないという問題があった。
本発明の目的は、即暖性能を向上できる車両用空調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の車両用空調装置は、空調風に熱を与える第２の水回路を、第１の水回路から熱を受けるヒートポンプによって加熱する。
【発明の効果】
【０００６】
よって、第２の水回路は熱容量の大きなエンジンとは独立した回路であるため、熱容量を小さくでき、即暖性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１の車両用空調装置における冷却水回路1の構成図である。
【図２】実施例１の車両用空調装置における冷媒回路2の構成図である。
【図３】冷房時、除湿暖房時およびエンジン排熱モード時における冷却水の流れを示す説明図である。
【図４】冷房時における冷媒の流れを示す説明図である。
【図５】ヒートポンプモード時における冷却水の流れを示す説明図である。
【図６】暖房時における冷媒の流れを示す説明図である。
【図７】実施例１のヒートポンプモードによる極低外気温時の即暖性能を示す吹き出し温度のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施例１〕
図１は実施例１の車両用空調装置における冷却水回路1の構成図、図２は実施例１の車両用空調装置における冷媒回路2の構成図である。実施例１の車両用空調装置は、冷却水回路1および冷媒回路2を備える。
まず、冷却水回路1の構成について説明する。
実施例１の冷却水回路1には、エンジン3の冷却水が封入されている。冷却水回路1は、エンジン3とラジエータ4との間に設けられたメイン循環配管5と、エンジン3とヒータコア6との間に設けられたサブ循環配管7とを有する。
ヒータコア6は、図外のエアコン吹き出し口付近に配置され、車室内へ導入される空調風に熱を与える。ヒータコア6内を流れる冷却水の流量は、コントローラ（空調制御手段）15により制御される。
メイン循環配管5およびサブ循環配管7には、エンジン3により駆動され、冷却水を圧送するメインポンプ8が設けられている。
【０００９】
サブ循環配管7には、エンジン側バイパス流路9およびヒータコア側バイパス流路10が設けられている。
サブ循環配管7において、エンジン側バイパス流路9は、ヒータコア6を迂回するように設けられ、ヒータコア側バイパス流路10は、エンジン3を迂回するように設けられている。
エンジン側バイパス流路9には、冷媒回路2の水冷式エバポレータ（水冷式蒸発器）11が設けられている。水冷式エバポレータ11は、エンジン側バイパス流路9を通過する冷却水と冷媒回路2の冷媒との間で熱交換を行う。
【００１０】
ヒータコア側バイパス流路10には、冷媒回路2の水冷式コンデンサ（水冷式凝縮器）12およびサブポンプ（補助ポンプ）13が設けられている。水冷式コンデンサ12は、冷媒回路2の冷媒とヒータコア側バイパス流路10を通過する冷却水との熱交換を行う。サブポンプ13は、電動ポンプであって、冷却水を圧送する。サブポンプ13は、コントローラ15により制御される。
サブ循環配管7とエンジン側バイパス流路9との接続部分には、三方向弁（熱源切り替えバルブ）14が設けられている。三方向弁14は、サブ循環配管7において、三方向弁14よりもエンジン3側の配管7aとの接続を、三方向弁14よりもヒータコア6側の配管7bと、エンジン側バイパス流路9とで選択的に切り替える。三方向弁14は、コントローラ15により制御される。
【００１１】
次に、冷媒回路2の構成について説明する。
実施例１の冷媒回路2は、ヒートポンプであって、冷媒が封入されている。冷媒回路2は、上述した水冷式エバポレータ11および水冷式コンデンサ12に加え、コンプレッサ（圧縮機）16、空冷式コンデンサ（空冷式凝縮器）17、膨張弁18および空冷式エバポレータ（空冷式蒸発器）19を備える。
コンプレッサ16は、エンジン3により駆動され、吸入した比較的低温低圧の冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒として吐出する。コンプレッサ16とエンジン3とは、図外のマグネットクラッチの解放／締結により断接可能に接続されている。マグネットクラッチの解放／締結、すなわちコンプレッサ16の停止／駆動は、コントローラ15により制御される。
【００１２】
空冷式コンデンサ17は、水冷式コンデンサ12と並列に設けられている。空冷式コンデンサ17は、車室外に設けられ、冷媒回路2の冷媒と外気との熱交換を行う。
膨張弁18は、水冷式コンデンサ12または空冷式コンデンサ17を通過した冷媒を膨張（減圧）させて低温低圧のガスとして水冷式エバポレータ11または空冷式エバポレータ19へと送出する。
空冷式エバポレータ19は、水冷式エバポレータ11と並列に設けられている。空冷式エバポレータ19は、エアコン吹き出し口付近に配置され、車室内へ導入される空調風から熱を奪う。空冷式エバポレータ19は、空調風に対しヒータコア6よりも上流側に配置されている。
【００１３】
三方向弁（凝縮器切り替えバルブ）20は、冷媒を通過させるコンデンサを、水冷式コンデンサ12と空冷式コンデンサ17とで選択的に切り替える。三方向弁20は、コントローラ15により制御される。
三方向弁（蒸発器切り替えバルブ）21は、冷媒を通過させるエバポレータを、水冷式エバポレータ11と空冷式エバポレータ19とで選択的に切り替える。三方向弁21は、コントローラ15により制御される。
【００１４】
コントローラ15は、乗員の冷暖房要求、冷却水の水温を検出する温度センサ22や外気温を検出する温度センサ23からの信号等に基づいて、冷却水回路1および冷媒回路2の動作を制御する。温度センサ22は、メイン循環配管5およびサブ循環配管7において、エンジン3とメインポンプ8との間に設けられている。つまり、温度センサ22は、エンジン3を通過した直後の冷却水の水温を検出する。
【００１５】
以下、シーン毎の冷却水回路1および冷媒回路2の動作を説明する。
［冷房要求時、除湿暖房時］
コントローラ15は、乗員からの冷房要求時、または、除湿暖房要求時には、図３に示すように、冷却水回路1において、サブポンプ13を停止し、配管7aと配管7bとが接続されるように三方向弁14を切り替える。さらに、空調風が設定温度となるようにヒータコア6内を流れる冷却水の流量を制御する。また、コントローラ15は、図４に示すように、冷媒回路2において、コンプレッサ16を駆動（エンジン3とコンプレッサ16とを断接するマグネットクラッチを締結）し、冷媒が通過するコンデンサおよびエバポレータが空冷式コンデンサ17および空冷式エバポレータ19となるように２つの三方向弁20,21を切り替える。
【００１６】
これにより、冷却水回路1では、メイン循環配管5およびサブ循環配管7に冷却水が循環し、エンジン3が冷却水により冷却されると共に、ヒータコア6が冷却水により加熱される。なお、エンジン側バイパス流路9およびヒータコア側バイパス流路10には冷却水は流れない。一方、冷媒回路2では、空冷式エバポレータ19により冷却された空調風がヒータコア6により再加熱（リヒート）された後、エアコン吹き出し口から車室内へ導入される。
【００１７】
なお、コントローラ15は、冷房要求や除湿暖房要求がなされた場合、空冷式コンデンサ17に滞留する冷媒を回収するための冷媒回収運転を行い、冷媒回収運転が終了してから冷媒回路2を駆動する。特に低外気温時は、空冷式コンデンサ17に冷媒が液状で滞留する、いわゆる冷媒の寝込みが発生しやすい。この冷媒の寝込みが発生すると、冷媒回路2を循環する冷媒の量が不足して冷房能力が低下する。また、コンプレッサ16を停止状態から稼動状態に移行させるときの起動負荷が大きくなり、コンプレッサ16が破損するおそれがある。よって、冷媒回収運転後にコンプレッサ16を駆動することにより、冷房能力の低下やコンプレッサ16の耐久性低下を抑制できる。なお、冷媒回収運転の具体的な方法は、例えば、膨張弁18をある一定の周期で一定時間開閉動作させる方法、コンプレッサ16を間欠運転、低能力で運転する等、公知の方法を用いることができる。
【００１８】
［暖房要求時］
（エンジン排熱モード）
コントローラ15は、乗員からの暖房要求時であって、温度センサ22により検出された冷却水の水温が所定水温を超えている場合には、図３に示したように、メイン循環配管5およびサブ循環配管7に冷却水を循環させ、冷却水によってヒータコア6を加熱する。さらに、空調風が設定温度となるようにヒータコア6内を流れる冷却水の流量を制御する。また、コントローラ15は、図６に示すように、冷媒回路2において、冷媒が通過するコンデンサおよびエバポレータが水冷式コンデンサ12および水冷式エバポレータ11となるように２つの三方向弁20,21を切り替える。
これにより、冷却水回路1では、エンジン3とヒータコア6との間で冷却水を循環させ、エンジン3の排熱でヒータコア6を加熱する「エンジン排熱モード」により暖房が行われる。
【００１９】
（ヒートポンプモード）
コントローラ15は、乗員からの暖房要求時であって、温度センサ22により検出された冷却水の水温が所定水温以下である場合には、図５に示すように、冷却水回路1において、サブポンプ13を駆動し、配管7aとエンジン側バイパス流路9とが接続されるように三方向弁14を切り替える。このとき、冷却水の温度上昇を促進するために、ラジエータ4への冷却水の供給を禁止する。また、コントローラ15は、図６に示したように、冷媒回路2において、冷媒が通過するコンデンサおよびエバポレータが水冷式コンデンサ12および水冷式エバポレータ11となるように２つの三方向弁20,21を切り替えると共に、コンプレッサ16を駆動する。
【００２０】
これにより、冷却水回路1では、エンジン3→メインポンプ8→水冷式エバポレータ11の順に冷却水が循環する第１の水回路24と、水冷式コンデンサ12→サブポンプ13→ヒータコア6の順に冷却水が循環する第２の水回路25とが形成され、第１の水回路24および第２の水回路25でそれぞれ独立に冷却水が循環する。このとき、第１の水回路24では、冷却水が水冷式エバポレータ11によって熱を奪われる。また、第２の水回路25では、冷却水が水冷式コンデンサ12によって加熱され、加熱された冷却水によってヒータコア6が加熱される。よって、空調風はヒータコア6により加熱された後、エアコン吹き出し口から車室内へ導入される。このとき、ヒータコア6内を流れる冷却水の流量は、設定温度に応じて制御される。
【００２１】
すなわち、暖房要求時の冷却水の水温が低い場合には、空調風に熱を与える第２の水回路25を、第１の水回路24から熱を受ける冷媒回路2によって加熱する「ヒートポンプモード」により暖房が行われる。このとき、冷却水回路1において、メインポンプ8から吐出された冷却水は全て水冷式エバポレータ11に供給され、ヒータコア6には供給されない。つまり、第２の水回路25は熱容量の大きなエンジン3とは独立した（分離した）回路であるため、熱容量を小さくできる。また、ヒータコア6は冷媒回路2により加熱される第２の水回路25の冷却水を熱源としているため、第１の水回路24を循環する冷却水の水温に依存することなくヒータコア6を昇温させることができる。そして、熱容量の小さい第２の水回路25を循環する冷却水は、第１の水回路24を循環する冷却水よりも早く昇温する。
【００２２】
よって、実施例１では、熱容量の小さな第２の水回路25をヒートポンプ（冷媒回路2）により急加熱できるため、極低外気温時等、冷却水の水温が低いときの即暖性能を向上できる。また、冷媒回路2は、第１の水回路24を循環する冷却水を熱源としているため、環境（雨、雪、外気温）に影響されにくい。つまり、環境に影響されない暖房を実現できる。さらに、冷媒回路2は外気から吸熱を行わないため、凍結に伴う除霜運転が不要である。
【００２３】
図７は、実施例１のヒートポンプモードによる極低外気温時の即暖性能を示す吹き出し温度のタイムチャートである。図７には、実施例１の比較例として、エンジンの冷却水をヒータコアの熱源としたケースを破線で示している。図７に示すように、比較例では、吹き出し口の温度が冷却水の水温に依存しているため、極低外気温時には吹き出し口の温度の立ち上がりが遅い。これに対し、実施例１のヒートポンプモードでは、吹き出し口の温度が冷却水の水温に依存しないため、比較例に比べてより早期に吹き出し口の温度を立ち上げることができる。つまり、実施例１では、車室内の温度が設定温度に到達する時間を短くできるため、極低外気温時における車室内の快適性を向上できる。
【００２４】
［ヒートポンプモードからエンジン排熱モードへの切り替え］
コントローラ15は、ヒートポンプモードの実施中、冷却水の水温が所定水温を超えた場合は、ヒートポンプモードからエンジン排熱モードに移行する。冷却水の水温が高くなるとエンジン3の排熱から十分な暖房熱量が得られるため、エンジン排熱モードに切り替えることで、エンジン3の排熱を利用した効率的な暖房を実現できる。また、エンジン排熱モードでは、コンプレッサ16を駆動しないため、ヒートポンプモードと比較してエンジン負荷を小さくでき、燃費効率の低下を抑制できる。
【００２５】
［極低外気温時の蓄熱］
コントローラ15は、暖房要求がなされていない場合であっても、温度センサ22により検出された冷却水の水温が所定水温以下であって、温度センサ23により検出された外気温の温度が所定温度以下である場合には、冷却水回路1および冷媒回路2をヒートポンプモードとする。外気温が低い場合、暖房要求がなされる可能性が高いため、ヒートポンプモードによって第２の水回路25を循環する冷却水の水温を高めておく（蓄熱しておく）ことにより、暖房要求がなされたときの即暖性能をより向上できる。
【００２６】
［減速時における暖房の効率化］
コントローラ15は、暖房要求時、車両が減速中であって、エンジン3の燃料カットが行われている場合には、温度センサ22により検出された冷却水の水温にかかわらず、冷却水回路1および冷媒回路2をヒートポンプモードとする。冷却水の水温が高い場合、暖房の立ち上がり性能はエンジン排熱モードで足りるため、ヒートポンプモードは不要である。また、冷媒回路2のコンプレッサ16は、エンジン3から動力を供給されて駆動する。つまり、コンプレッサ16を駆動すると、エンジン負荷が大きくなる。このため、冷却水の水温が十分に高く、かつ、エンジン3に燃料が供給されている状態でコンプレッサ16を駆動すると、エンジン負荷が増大し、かえってエンジン3の燃費効率が低下することで非効率的な暖房となる。これに対し、実施例１では、冷却水の水温が十分に高く、かつ、車両が減速中であって、エンジン3の燃料カットが行われている場合には、コンプレッサ16を減速エネルギによって駆動できるため、エンジン3の燃費効率に影響を及ぼすことなく効率的な暖房を実現できる。
【００２７】
なお、車両が減速中であって、エンジン3の燃料カットが行われている場合であっても、温度センサ22により検出された冷却水の水温がコンプレッサ16の許容上限温度（例えば、90℃）に達した場合は、コンプレッサ16を停止させ、ヒートポンプモードからエンジン排熱モードへ移行する。水温が許容上限温度を超えると、水冷式エバポレータ11の温度が高くなり、高圧側の圧力も異常に上昇するため、コンプレッサ16が過負荷となって耐久性が低下するからである。そこで、冷却水の水温が許容上限温度に達した場合、エンジン排熱モードとすることで、コンプレッサ16の耐久性低下を抑制できる。
【００２８】
［エンジンの暖機促進制御の廃止］
実施例１では、極低外気温時に通常実施されるエンジンの暖機促進制御を廃止している。エンジンの暖機促進制御は、エンジン回転数のリミット変更や自動変速機の低効率運転等によって暖房を行うことなく冷却水を加熱し、エンジンの暖機を促進するものである。実施例１では、極低外気温時にはヒートポンプモードによる暖房を行っている。このため、ヒートポンプモード中にエンジン3の暖機促進運転を行うと、第１の水回路24の冷却水のみならず、第２の水回路25の冷却水も加熱される。このとき、第２の水回路25は第１の水回路24と比較して熱容量が小さいため、ヒートポンプモード中に第２の水回路25を循環する冷却水が蒸発（沸騰）し、暖房効率が低下するおそれがある。そこで、実施例１では、エンジン3の暖機促進運転を廃止することにより、暖房効率の低下を抑制している。なお、エンジン3の暖機は、ラジエータ4への冷却水の供給禁止のみで十分に達成できる。
【００２９】
［自動変速機の暖機促進制御］
一方、極低外気温時には自動変速機の暖機促進制御は実施する必要がある。極低外気温時には自動変速機の作動油(ATF)の粘度が高く、スムーズな変速が困難となって変速ショックが発生しやすくなるからである。実施例１では、冷却水の水温が低い場合、自動変速機の暖機促進制御として、トルクコンバータをロックアップ状態とし、自動変速機の回転数を高くする。これにより、エンジン回転数を不要に上昇させることなく自動変速機内のフリクションを増大させることができ、自動変速機の暖機を促進できる。
【００３０】
次に、実施例１の作用効果を説明する。
(1) エンジン3を冷却する第１の水回路24と、第１の水回路24から熱を受け取る冷媒回路2と、冷媒回路2から熱を受け取り車室内へ導入される空調風に熱を与える第２の水回路25と、を備えた。
よって、第２の水回路25は熱容量の大きなエンジン3とは独立した回路であるため、熱容量を小さくでき、即暖性能を向上できる。
【００３１】
(2) 空調風に熱を与えるヒータコア6と、エンジン3とヒータコア6との間で冷却水が循環する冷却水回路1と、エンジン3により駆動され、冷却水回路1の冷却水を圧送するメインポンプ8と、冷却水回路1に接続され、ヒータコア6を迂回するエンジン側バイパス流路9と、冷却水回路1に接続され、エンジン3を迂回するヒータコア側バイパス流路10と、ヒータコア6を循環する冷却水の経路をエンジン3とヒータコア側バイパス流路10とで選択的に切り替える三方向弁14と、ヒータコア側バイパス流路10の冷却水を圧送するサブポンプ13と、ヒータコア6を循環する冷却水の経路がエンジン3側となるように三方向弁14を制御し、エンジン3とヒータコア6との間で冷却水を循環させるエンジン排熱モードと、ヒータコア6を循環する冷却水の経路がヒータコア側バイパス流路10側となるように三方向弁14を制御して第１の水回路24および第２の水回路25を形成すると共に、サブポンプ13および冷媒回路2のコンプレッサ16を駆動し、第１の水回路24および第２の水回路25でそれぞれ独立に冷却水を循環させるヒートポンプモードと、を切り替えるコントローラ15と、を備え、冷媒回路2は、エンジン側バイパス流路9を通過する冷却水から熱を受け取る水冷式エバポレータ11と、ヒータコア側バイパス流路10を通過する冷却水へ熱を与える水冷式コンデンサ12と、を有する。
よって、即暖性能に優れたヒートポンプモードと効率的な暖房を実現できるエンジン排熱モードとを状況に応じて適宜選択できる。
【００３２】
(3) 冷媒回路2は、水冷式エバポレータ11と並列に設けられ、車室内へ導入される空調風から熱を受ける空冷式エバポレータ19と、水冷式コンデンサ12と並列に設けられ、外気に熱を与える空冷式コンデンサ17と、冷媒を通過させるエバポレータを水冷式エバポレータ11と空冷式エバポレータ19とで選択的に切り替える三方向弁21と、冷媒を通過させるコンデンサを水冷式コンデンサ12と空冷式コンデンサ17とで選択的に切り替える三方向弁20と、を有し、コントローラ15は、冷媒が通過するエバポレータおよびコンデンサが、エンジン排熱モード時には空冷式エバポレータ19および空冷式コンデンサ17となるように三方向弁21および三方向弁20を制御し、ヒートポンプモード時には水冷式エバポレータ11および水冷式コンデンサ12となるように三方向弁21および三方向弁20を制御する。
よって、エンジン排熱モードとし、空冷式エバポレータ19で冷却した空調風をヒータコア6で再加熱することにより、通常のリヒート方式による冷房や除湿暖房を実現できる。
【００３３】
(4) コントローラ15は、暖房要求時、第１の水回路24の水温が所定水温以下の場合はヒートポンプモードとし、水温が所定水温を超えた場合はエンジン排熱モードとする。
よって、冷却水の水温が低い場合にはヒートポンプモードによって即暖性能を向上させつつ、冷却水の水温が冷却水の温度が高くなったらエンジン排熱モードによってエンジン3の排熱を利用した効率的な暖房を行うことができる。
【００３４】
(5) コントローラ15は、外気温が所定温度以下の場合はヒートポンプモードとする。
よって、暖房要求がなされる前に第２の水回路25を循環する冷却水に蓄熱しておくことで、暖房要求がなされたときの即暖性能をより向上できる。
【００３５】
(6) コントローラ15は、暖房要求時、車両が減速中であって、エンジン3の燃料カットが行われている場合には、水温にかかわらず、ヒートポンプモードとする。
よって、減速エネルギを利用してコンプレッサ16を駆動できるため、エンジン3の燃費効率に影響を及ぼすことなく効率的な暖房を実現できる。
【００３６】
(7) コントローラ15は、冷房要求がなされた場合、空冷式コンデンサ17に滞留する冷媒を回収するための冷媒回収運転を行った後に冷媒回路2を駆動する。
よって、冷媒の寝込みによる冷房能力の低下やコンプレッサ16が高負荷となるのを抑制できる。
【００３７】
(8) ヒートポンプモード中は、エンジンの暖機促進制御を廃止する。
よって、第２の水回路25を循環する冷却水が沸騰して暖房効率が低下するのを抑制できる。
【００３８】
(9) ヒートポンプモード中は、トルクコンバータをロックアップ状態とする。
よって、第２の水回路25を循環する冷却水の過熱を抑制しつつ、自動変速機の暖機を促進できる。
【００３９】
（他の実施例）
以上、本発明を実施するための形態を、実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、実施例では、リヒート方式として、空冷式エバポレータで冷やされた空調風の全てをヒータコアで加熱し、ヒータコア内を流れる冷却水の流量を制御することで設定温度を実現するフルリヒート方式を例に示したが、空冷式エバポレータで冷やされた空調風のうち、ヒータコアをバイパスする空調風の割合を調整することで設定温度を実現するリヒート方式としてもよい。
実施例では、ヒートポンプモード中はエンジンの暖機促進制御を廃止する例を示したが、エンジンの暖機促進制御を抑制する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
1  冷却水回路
2  冷媒回路（ヒートポンプ）
3  エンジン
4  ラジエータ
5  メイン循環配管
6  ヒータコア
7  サブ循環配管
8  メインポンプ（ポンプ）
9  エンジン側バイパス流路
10  ヒータコア側バイパス流路
11  水冷式エバポレータ（水冷式蒸発器）
12  水冷式コンデンサ（水冷式凝縮器）
13  サブポンプ（補助ポンプ）
14  三方向弁（熱源切り替えバルブ）
15  コントローラ（空調制御手段）
16  コンプレッサ（圧縮機）
17  空冷式コンデンサ（空冷式凝縮器）
18  膨張弁
19  空冷式エバポレータ（空冷式蒸発器）
20  三方向弁（凝縮器切り替えバルブ）
21  三方向弁（蒸発器切り替えバルブ）
22  温度センサ
23  温度センサ
24  第１の水回路
25  第２の水回路
【図１】
0006398548.tif 000002
【図２】
0006398548.tif 000003
【図３】
0006398548.tif 000004
【図４】
0006398548.tif 000005
【図５】
0006398548.tif 000006
【図６】
0006398548.tif 000007
【図７】
0006398548.tif 000008