(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）内燃機関により回転駆動されて、吸入した冷媒を圧縮して吐出する冷媒圧縮機、並びにこの冷媒圧縮機の吐出圧力および吸入圧力の変化に対応して制御圧力を調整し、前記冷媒圧縮機の吐出口より吐出される吐出容量を可変する吐出容量可変手段を有する可変容量型のコンプレッサと、
（ｂ）流入した冷媒を空気と熱交換させて蒸発気化させる冷媒蒸発器と、
（ｃ）前記冷媒圧縮機の吐出口より吐出された冷媒を、冷媒凝縮器、膨張弁、前記冷媒蒸発器を流し、前記冷媒圧縮機に戻すようにした第１冷媒循環回路と、
（ｄ）前記冷媒圧縮機の吐出口より吐出された冷媒を、前記冷媒蒸発器に直接流し、前記冷媒圧縮機に戻すようにした第２冷媒循環回路と、
（ｅ）この第２冷媒循環回路において前記冷媒圧縮機の吐出口から前記冷媒蒸発器の入口までの冷媒通路の途中に設置され、前記第２冷媒循環回路を運転する暖房運転の起動時に、前記第２冷媒循環回路を構成する冷媒通路の通路断面積を絞り、前記冷媒圧縮機の起動後に開く冷媒通路絞り手段と
を備え、
前記冷媒通路絞り手段が設置される前記第２冷媒循環回路を構成する冷媒通路とは、
前記冷媒圧縮機の吐出口と前記冷媒凝縮器の入口との間から、前記膨張弁の出口と前記冷媒蒸発器の入口との間までの冷媒通路のことであることを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項２】
請求項１に記載の冷凍サイクルにおいて、
前記吐出容量可変手段は、前記冷媒圧縮機の吸入口に吸入される冷媒の吸入圧力が高くなると、前記冷媒圧縮機の吐出口より吐出される冷媒の吐出容量を大きくすることを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項３】
請求項１に記載の冷凍サイクルにおいて、
前記吐出容量可変手段は、前記冷媒圧縮機の吐出口より吐出される冷媒の吐出圧力が高くなると、前記冷媒圧縮機の吐出口より吐出される冷媒の吐出容量を小さくすることを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれかに記載の冷凍サイクルにおいて、
前記冷媒通路絞り手段は、前記冷媒循環回路を開閉する開閉弁であり、
前記開閉弁は、前記冷媒圧縮機を起動してから所定条件を満足するまで前記第２冷媒循環回路を構成する冷媒通路を閉弁し、前記冷媒圧縮機の起動後に前記所定条件を満足した場合に前記第２冷媒循環回路を構成する冷媒通路を開弁することを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれかに記載の冷凍サイクルにおいて、
前記冷媒通路絞り手段は、冷媒が通過する絞り孔、この絞り孔の開度を調節する弁体、および前記冷媒圧縮機の吐出圧力が低い程、前記弁体の開度を小さくする弁体駆動手段を有する可変絞り弁であって、
前記可変絞り弁は、前記冷媒圧縮機の吐出圧力の上昇と共に前記弁体の開度が大きくなる弁特性を有することを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項６】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれかに記載の冷凍サイクルにおいて、
前記冷媒通路絞り手段は、前記冷媒圧縮機の吐出圧力が所定値以上になるまで閉弁し、前記冷媒圧縮機の吐出圧力が所定値以上に上昇した際に開弁する差圧弁であることを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のうちのいずれかに記載の冷凍サイクルを備えた車両用空調装置において、
前記冷媒蒸発器を収容すると共に、車室内に空気を送るための空調ダクトと、
この空調ダクト内において車室内に向かう空気流を発生させる送風機と、
前記空調ダクト内において前記冷媒蒸発器よりも空気下流側に設置され、前記内燃機関を冷却する冷却水を暖房用熱源とする温水ヒータと、
冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段と、
この冷却水温度検出手段にて検出した冷却水の温度が所定値以上に上昇するまで前記送風機を停止させる空調制御装置と
を備えたことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項８】
冷凍サイクル回路としての第１冷媒循環回路（３１）とホットガスヒータ回路としての第２冷媒循環回路（３２）とを切り替える第１電磁弁（３３）と第２電磁弁（３４）と、  前記第１冷媒循環回路（３１）を冷媒が流れる時に冷却用熱交換器として働き、前記第２冷媒循環回路（３２）を冷媒が流れる時に加熱用熱交換器として働く冷媒蒸発器（６）と、
内燃機関により回転駆動されて、吸入した冷媒を圧縮して吐出し、この吐出圧力および吸入圧力の変化に対応して制御圧力を調整し、吐出口より吐出される吐出容量を可変する吐出容量可変手段を有する可変容量型の冷媒圧縮機（７）と、
前記第２冷媒循環回路（３２）を運転する暖房運転の起動時に、前記第２電磁弁（３４）により前記第２冷媒循環回路（３２）を構成する冷媒通路の通路断面積を絞り、前記冷媒圧縮機（７）の起動後に高圧圧力が所定条件としての所定圧力以上に上昇した後に、または前記冷媒圧縮機（７）の起動後に所定条件としての時間が経過した後に前記第２電磁弁（３４）を開く空調制御装置（１０）と
を備え、
前記第１冷媒循環回路（３１）は、前記冷媒圧縮機（７）の吐出口より吐出された冷媒を、前記第１電磁弁（３３）、冷媒凝縮器（３５）、レシーバ（３６）、逆止弁（３６ａ）、第１減圧装置（３７）、前記冷媒蒸発器（６）、アキュームレータ（３８）を流して、前記冷媒圧縮機（７）に戻すようにした冷媒回路であり、
前記第２冷媒循環回路（３２）は、前記冷媒圧縮機（７）の吐出口より吐出された冷媒を、前記第２電磁弁（３４）、第２減圧装置（３９）、前記冷媒蒸発器（６）、前記アキュームレータ（３８）を流して、前記冷媒圧縮機（７）に戻すようにした冷媒回路であり、
前記第２電磁弁（３４）は、前記第２冷媒循環回路（３２）において前記冷媒圧縮機（７）の吐出口と前記冷媒凝縮器（３５）の入口との間から、前記第１減圧装置（３７）の出口と前記冷媒蒸発器（６）の入口との間までの、前記第２冷媒循環回路（３２）を構成する冷媒通路の途中に設置されていることを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項９】
請求項８に記載の冷凍サイクルにおいて、
前記空調制御装置（１０）は、前記第２冷媒循環回路（３２）を運転する暖房運転の起動時に、前記第１電磁弁（３３）と前記第２電磁弁（３４）とを両方とも閉弁し、前記冷媒圧縮機（７）の起動後に高圧圧力が所定条件としての所定圧力以上に上昇した後に、または前記冷媒圧縮機（７）の起動後に所定条件としての時間が経過した後に前記第２電磁弁（３４）を開弁することを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項１０】
冷凍サイクル回路としての第１冷媒循環回路（３１）とホットガスヒータ回路としての第２冷媒循環回路（３２）とを切り替える第１電磁弁（３３）と第２電磁弁（３４）と、  前記第１冷媒循環回路（３１）を冷媒が流れる時に冷却用熱交換器として働き、前記第２冷媒循環回路（３２）を冷媒が流れる時に加熱用熱交換器として働く冷媒蒸発器（６）と、
内燃機関により回転駆動されて、吸入した冷媒を圧縮して吐出する冷媒圧縮機（７）、並びにこの冷媒圧縮機（７）の吐出圧力および吸入圧力の変化に対応して制御圧力を調整し、前記冷媒圧縮機（７）の吐出口より吐出される吐出容量を可変する吐出容量可変手段を有する可変容量型のコンプレッサと、
前記第２冷媒循環回路（３２）に設置され、冷媒が通過する絞り孔、この絞り孔の開度を調節する弁体、および前記冷媒圧縮機（７）の吐出圧力が低い程、前記弁体の開度を小さくする弁体駆動手段を有する可変絞り弁（２７）であって、前記第２冷媒循環回路（３２）を運転する暖房運転の起動時に、前記第２冷媒循環回路（３２）を構成する冷媒通路の通路断面積を絞り、前記冷媒圧縮機（７）の起動後に開く可変絞り弁（２７）と
を備え、
前記第１冷媒循環回路（３１）は、前記冷媒圧縮機（７）の吐出口より吐出された冷媒を、前記第１電磁弁（３３）、冷媒凝縮器（３５）、レシーバ（３６）、逆止弁（３６ａ）、第１減圧装置（３７）、前記冷媒蒸発器（６）、アキュームレータ（３８）を流して、前記冷媒圧縮機（７）に戻すようにした冷媒回路であり、
前記第２冷媒循環回路（３２）は、前記冷媒圧縮機（７）の吐出口より吐出された冷媒を、前記第２電磁弁（３４）、第２減圧装置としての前記可変絞り弁（２７）、前記冷媒蒸発器（６）、前記アキュームレータ（３８）を流して、前記冷媒圧縮機（７）に戻すようにした冷媒回路であり、
前記可変絞り弁（２７）は、前記第２冷媒循環回路（３２）において前記冷媒圧縮機（７）の吐出口と前記冷媒凝縮器（３５）の入口との間から、前記第１減圧装置（３７）の出口と前記冷媒蒸発器（６）の入口との間までの、前記第２冷媒循環回路（３２）を構成する冷媒通路に設置されていることを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項１１】
冷凍サイクル回路としての第１冷媒循環回路（３１）とホットガスヒータ回路としての第２冷媒循環回路（３２）とを切り替える第１電磁弁（３３）と第２電磁弁（３４）と、  前記第１冷媒循環回路（３１）を冷媒が流れる時に冷却用熱交換器として働き、前記第２冷媒循環回路（３２）を冷媒が流れる時に加熱用熱交換器として働く冷媒蒸発器（６）と、
内燃機関により回転駆動されて、吸入した冷媒を圧縮して吐出し、この吐出圧力および吸入圧力の変化に対応して制御圧力を調整し、吐出口より吐出される吐出容量を可変する吐出容量可変手段を有する可変容量型の冷媒圧縮機（７）と、
前記第２冷媒循環回路（３２）を構成する冷媒通路に設置され、高圧圧力が開弁圧力よりも上昇した際に開くバルブ（１０３）を有し、前記第２冷媒循環回路（３２）を運転する暖房運転の起動時に、前記第２冷媒循環回路（３２）を構成する冷媒通路の通路断面積を絞り、前記冷媒圧縮機（７）の起動後に開く差圧弁（２８）とを備え、
前記第１冷媒循環回路（３１）は、前記冷媒圧縮機（７）の吐出口より吐出された冷媒を、前記第１電磁弁（３３）、冷媒凝縮器（３５）、レシーバ（３６）、逆止弁（３６ａ）、第１減圧装置（３７）、前記冷媒蒸発器（６）、アキュームレータ（３８）を流して、前記冷媒圧縮機（７）に戻すようにした冷媒回路であり、
前記第２冷媒循環回路（３２）は、前記冷媒圧縮機（７）の吐出口より吐出された冷媒を、前記第２電磁弁（３４）、第２減圧装置（３９）、前記冷媒蒸発器（６）、前記アキュームレータ（３８）を流して、前記冷媒圧縮機（７）に戻すようにした冷媒回路であり、
前記差圧弁（２８）は、前記第２冷媒循環回路（３２）において前記冷媒圧縮機（７）の吐出口と前記冷媒凝縮器（３５）の入口との間から、前記第１減圧装置（３７）の出口と前記冷媒蒸発器（６）の入口との間までの、前記第２冷媒循環回路（３２）を構成する冷媒通路に設置されていることを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項１２】
冷凍サイクル回路としての第１冷媒循環回路（３１）とホットガスヒータ回路としての第２冷媒循環回路（３２）とを切り替える第１電磁弁（３３）と第２電磁弁（３４）とを有し、
前記第１冷媒循環回路（３１）は、冷媒圧縮機（７）の吐出口より吐出された冷媒を、前記第１電磁弁（３３）、冷媒凝縮器（３５）、レシーバ（３６）、逆止弁（３６ａ）、第１減圧装置（３７）、冷媒蒸発器（６）、アキュームレータ（３８）を流して、前記冷媒圧縮機（７）に戻すようにした冷媒回路であり、
前記第２冷媒循環回路（３２）は、前記冷媒圧縮機（７）の吐出口より吐出された冷媒を、前記第２電磁弁（３４）、第２減圧装置（３９）、前記冷媒蒸発器（６）、前記アキュームレータ（３８）を流して、前記冷媒圧縮機（７）に戻すようにした冷媒回路であり、
前記冷媒圧縮機（７）は、内燃機関により回転駆動されて、吸入した冷媒を圧縮して吐出し、この吐出圧力および吸入圧力の変化に対応して制御圧力を調整し、吐出口より吐出される吐出容量を可変する吐出容量可変手段を有する可変容量型のコンプレッサであって、
さらに、前記第２冷媒循環回路（３２）において前記冷媒圧縮機（７）の吐出口と前記冷媒凝縮器（３５）の入口との間から、前記第２減圧装置（３９）の入口までの、前記第２冷媒循環回路（３２）を構成する冷媒通路に、高圧圧力が開弁圧力よりも上昇した際に開くバルブ（１０３）を有する差圧弁（２８）を設置し、前記第２冷媒循環回路（３２）を運転する暖房運転の起動時に、前記第２冷媒循環回路（３２）を構成する冷媒通路の通路断面積を絞り、前記冷媒圧縮機（７）の起動後に開くことを特徴とする冷凍サイクル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内を暖房する冷凍サイクルに関するもので、特に冷媒圧縮機より吐出された高温、高圧のガス冷媒を冷媒蒸発器に導いてその冷媒蒸発器にて空調ダクト内を流れる空気を加熱して車室内を暖房するようにした冷凍サイクルを備えた車両用空調装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両用暖房装置としては、エンジンを冷却する冷却水を空調ダクト内の温水ヒータに導いてその温水ヒータにて空調ダクト内を流れる空気を加熱して車室内を暖房する温水式暖房装置が一般的である。しかし、このような温水式暖房装置は、外気温度が低く、冷却水温度が低い時に、エンジンを始動して温水式暖房装置を起動する場合、すなわち、温水式暖房装置の立ち上がり時に著しく暖房能力が不足するという不具合が生じている。
【０００３】
そこで、上記の不具合を解消する目的で、例えば特開平５−２２３３５７号公報においては、冷凍サイクルのコンプレッサの吐出口より吐出された高温、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に導いてその冷媒蒸発器にて空調ダクト内を流れる空気を加熱することにより、温水ヒータの暖房能力を補助するようにした冷凍サイクル（補助暖房装置）を備えた車両用空調装置が提案されている。
【０００４】
また、コンプレッサを頻繁にＯＮ、ＯＦＦすることなく、能力制御および圧力制御を行うために、上記の冷凍サイクルに、可変容量型のコンプレッサを組み込むことが考えられる（従来の技術）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の技術においては、可変容量型のコンプレッサが、吸入口より吸入される吸入圧力が低い程、吐出口より吐出される吐出容量が小さくなるように構成されているので、ホットガスヒータ回路にて運転する暖房運転の起動時に、暖房熱負荷が大きいと、すなわち、エバポレータに吸い込まれる空気の吸込温度が所定温度（例えば０℃）以下であると、コンプレッサの吐出容量を大きくする要因である、冷凍サイクルの高圧圧力と低圧圧力との高低圧差があまりとれないため、コンプレッサの吐出容量がいつまでたっても大きくならない。
これにより、エバポレータ内に流入する高温の冷媒の流量が少ないので、温水ヒータの暖房能力を補助する補助暖房性能を充分発揮できなくなるという問題が生じる。
【０００６】
また、従来より、暖房運転の起動時に、吹出口からの冷風の吹き出しを防止する目的で、エンジンを冷却する冷却水の温度が例えば４０℃以上に上昇するまで送風機を止めておくようにする制御（送風機の水温遅動制御）が行われている。このような車両用空調装置の場合に、排熱量の少ないエンジンを搭載した車両では、外気温度が−３０℃以下の極寒時に冷却水の温度が例えば４０℃以上に上昇せず、いつまでたっても送風機が動かず、車室内の暖房ができないという問題が生じている。
【０００７】
【発明の目的】
本発明の目的は、冷媒循環回路を運転する暖房運転の起動時に、冷媒圧縮機の吐出口から冷媒蒸発器の入口までの冷媒通路の通路断面積を絞ることにより、冷媒圧縮機の吐出圧力を上昇させて、冷媒圧縮機より吐出される吐出容量を大きくすることのできる冷凍サイクルを提供することにある。また、極寒時にも、冷却水の温度を素早く、所定値以上に上昇させることで、車室内の暖房を行うことのできる車両用空調装置を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１ないし請求項３に記載の発明によれば、冷媒通路絞り手段が、冷媒圧縮機の吐出口と冷媒凝縮器の入口との間から、膨張弁の出口と冷媒蒸発器の入口との間までの、第２冷媒循環回路を構成する冷媒通路に設置されている。そして、第２冷媒循環回路を運転する暖房運転の起動時に、第２冷媒循環回路において冷媒圧縮機の吐出口から冷媒蒸発器の入口までの冷媒通路の通路断面積を冷媒通路絞り手段によって絞ることにより、冷媒圧縮機の吐出口より吐出される冷媒の吐出圧力を高くすることができるので、冷凍サイクルの高圧圧力と低圧圧力との高低圧差を大きくとることができる。また、冷媒圧縮機の起動後に、第２冷媒循環回路を構成する冷媒通路を冷媒通路絞り手段によって開くことにより、冷媒圧縮機の吐出口より吐出された高温、高圧のガス冷媒（ホットガス）が冷媒蒸発器に導かれ、その冷媒蒸発器にて空気がホットガスによって加熱される。それによって、可変容量型のコンプレッサを冷凍サイクルに組み込んだ場合でも、冷媒圧縮機の吐出口より吐出される冷媒の吐出容量を大きくすることができるので、冷媒蒸発器に充分な流量の冷媒を流入させることができ、暖房性能を充分発揮することができる。
【０００９】
請求項４、請求項８および請求項９に記載の発明によれば、冷媒通路絞り手段が、冷媒圧縮機の吐出口と冷媒凝縮器の入口との間から、膨張弁の出口と冷媒蒸発器の入口との間までの、第２冷媒循環回路を構成する冷媒通路に設置されている。あるいは第２電磁弁（３４）が、第２冷媒循環回路（３２）において冷媒圧縮機（７）の吐出口と冷媒凝縮器（３５）の入口との間から、第１減圧装置（３７）の出口と冷媒蒸発器（６）の入口との間までの、第２冷媒循環回路（３２）を構成する冷媒通路の途中に設置されている。そして、第２冷媒循環回路を運転する暖房運転の起動時に、冷媒圧縮機を起動してから所定条件を満足するまで第２冷媒循環回路を構成する冷媒通路を閉弁する。あるいは第２冷媒循環回路（３２）を運転する暖房運転の起動時に、第２電磁弁（３４）により第２冷媒循環回路（３２）を構成する冷媒通路の通路断面積を絞ることにより、冷媒圧縮機の吐出口より吐出される冷媒の吐出圧力を高くすることができるので、冷凍サイクルの高圧圧力と低圧圧力との高低圧差を大きくとることができる。また、冷媒圧縮機の起動後に所定条件を満足した場合に第２冷媒循環回路を構成する冷媒通路を開弁する。あるいは冷媒圧縮機の起動後に高圧圧力が所定条件としての所定圧力以上に上昇した後、または冷媒圧縮機の起動後に所定条件としての時間が経過した後に第２電磁弁（３４）を開くことにより、冷媒圧縮機の吐出口より吐出された高温、高圧のガス冷媒（ホットガス）が冷媒蒸発器に導かれ、その冷媒蒸発器にて空気がホットガスによって加熱される。それによって、請求項１に記載の発明と同様な効果を達成することができる。
【００１０】
請求項５および請求項１０に記載の発明によれば、冷媒通路絞り手段が、冷媒圧縮機の吐出口と冷媒凝縮器の入口との間から、膨張弁の出口と冷媒蒸発器の入口との間までの、第２冷媒循環回路を構成する冷媒通路に設置されている。あるいは可変絞り弁（２７）が、第２冷媒循環回路（３２）において冷媒圧縮機（７）の吐出口と冷媒凝縮器（３５）の入口との間から、第１減圧装置（３７）の出口と冷媒蒸発器（６）の入口との間までの、第２冷媒循環回路（３２）を構成する冷媒通路に設置されている。そして、第２冷媒循環回路を運転する暖房運転の起動時に、冷媒圧縮機の吐出口より吐出される冷媒の吐出圧力が低いと、可変絞り弁の弁体により絞り孔の開度が絞られる。あるいは第２冷媒循環回路（３２）を運転する暖房運転の起動時に、可変絞り弁（２７）により第２冷媒循環回路（３２）を構成する冷媒通路の通路断面積を絞ることにより、冷媒圧縮機の吐出口より吐出される冷媒の吐出圧力を高くすることができるので、冷凍サイクルの高圧圧力と低圧圧力との高低圧差を大きくとることができる。また、冷媒圧縮機の吐出圧力の上昇と共に可変絞り弁の弁体の開度が大きくなる。あるいは冷媒圧縮機の起動後に可変絞り弁を開くことにより、冷媒圧縮機の吐出口より吐出された高温、高圧のガス冷媒（ホットガス）が冷媒蒸発器に導かれ、その冷媒蒸発器にて空気がホットガスによって加熱される。それによって、請求項１に記載の発明と同様な効果を達成することができる。
【００１１】
請求項６、請求項１１および請求項１２に記載の発明によれば、冷媒通路絞り手段が、冷媒圧縮機の吐出口と冷媒凝縮器の入口との間から、膨張弁の出口と冷媒蒸発器の入口との間までの、第２冷媒循環回路を構成する冷媒通路に設置されている。あるいは差圧弁（２８）が、第２冷媒循環回路（３２）において冷媒圧縮機（７）の吐出口と冷媒凝縮器（３５）の入口との間から、第１減圧装置（３７）の出口と冷媒蒸発器（６）の入口との間までの、第２冷媒循環回路（３２）を構成する冷媒通路に設置されている。そして、第２冷媒循環回路を運転する暖房運転の起動時に、冷媒圧縮機の吐出口より吐出される冷媒の吐出圧力が所定値以上に上昇するまで差圧弁が閉弁する。あるいは第２冷媒循環回路（３２）を運転する暖房運転の起動時に差圧弁（２８）により第２冷媒循環回路（３２）を構成する冷媒通路の通路断面積を絞ることにより、冷媒圧縮機より吐出される冷媒の吐出圧力を高くすることができるので、冷凍サイクルの高圧圧力と低圧圧力との高低圧差を大きくとることができる。また、冷媒圧縮機の吐出圧力が所定値以上に上昇した際に差圧弁を開弁する。あるいは冷媒圧縮機の起動後に差圧弁を開くことにより、冷媒圧縮機の吐出口より吐出された高温、高圧のガス冷媒（ホットガス）が冷媒蒸発器に導かれ、その冷媒蒸発器にて空気がホットガスによって加熱される。それによって、請求項１に記載の発明と同様な効果を達成することができる。
【００１２】
請求項７に記載の発明によれば、冷媒圧縮機の吐出口より吐出される冷媒の吐出圧力を高くすることができるので、温水式ヒータの暖房能力を補助する補助暖房性能を充分発揮できる。このとき、冷媒蒸発器の温度が上昇することにより、温水式ヒータの温度が上昇する。また、第２冷媒循環回路を運転する冷媒圧縮機が内燃機関の駆動負荷を増加させることにより、内燃機関の排熱量が大きくなる。したがって、冷却水の温度が素早く上昇するので、冷却水の温度が所定値以上に上昇し、送風機が動いて、車室内を暖房することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態の構成〕
図１ないし図１０は本発明の第１実施形態を示したもので、図１は車両用空調装置の空調ユニットを示した図で、図２は車両用空調装置の冷凍サイクルを示した図である。
【００１４】
本実施形態の車両用空調装置は、暖房用主熱源である内燃機関であるディーゼルエンジン（以下エンジンと略す）を搭載する車両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と言う）１０によって制御するように構成された車両用オートエアコンである。
【００１５】
空調ユニット１は、車室内に空調空気を導く通風路を成す空調ダクト２を備えている。この空調ダクト２の最も空気上流側には、外気吸込口１１、内気吸込口１２および内外気切替ドア１３が設けられ、これらよりも空気下流側には遠心式送風機３が設けられている。また、空調ダクト２の最も空気下流側には、デフロスタ吹出口１４、フェイス吹出口１５、フット吹出口１６および２個の吹出口切替ドア１７、１８が設けられている。
【００１６】
なお、内外気切替ドア１３および２個の吹出口切替ドア１７、１８は、例えばサーボモータ等のアクチュエータ１３ａ、１７ａ、１８ａ（図７参照）により駆動される。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と、ブロワ駆動回路１９ａ（図７参照）により制御されるブロワモータ１９と、このブロワモータ１９に回転駆動される遠心式ファン２０とから構成されている。
【００１７】
次に、各吹出口切替ドア１７、１８よりも空気上流側には、後記するエバポレータ６を通過した空気を再加熱する温水ヒータ４が空調ダクト２内の通風路の一部を塞ぐように設置されている。この温水ヒータ４は、エンジンＥにより駆動されるウォータポンプ２１により冷却水の循環流が発生する冷却水循環回路２２の途中に設置されている。そして、温水ヒータ４は、冷却水循環回路２２に設置された温水弁２３が開弁すると内部にエンジンＥの排熱を吸収した冷却水が還流し、この冷却水を暖房用熱源として利用する第２加熱用熱交換器である。
【００１８】
ここで、これらのエンジンＥ、温水ヒータ４、冷却水循環回路２２および温水弁２３によって温水式暖房装置（主暖房装置）が構成される。なお、温水ヒータ４には、温水ヒータ４を通過する空気量と温水ヒータ４を迂回する空気量とを調節するエアミックスドア２４が取り付けられている。このエアミックスドア２４は、例えばサーボモータ等のアクチュエータ２４ａ（図７参照）により駆動される。
【００１９】
次に、遠心式送風機３と温水ヒータ４との間には、車両に搭載された冷凍サイクル５の一構成部品を成すエバポレータ６が空調ダクト２内の通風路全面を塞ぐように設置されている。上記の冷凍サイクル５は、第１冷媒循環回路（以下通常の冷凍サイクル回路と言う）３１と、第２冷媒循環回路（以下ホットガスヒータ回路と言う）３２と、通常の冷凍サイクル回路３１とホットガスヒータ回路３２とを切り替える第１、第２電磁式開閉弁（以下第１、第２電磁弁と言う）３３、３４とを備えている。
【００２０】
通常の冷凍サイクル回路３１は、冷媒圧縮機７の吐出口より吐出された高温、高圧のガス冷媒を、第１電磁弁３３→コンデンサ（冷媒凝縮器）３５→レシーバ（気液分離器）３６→逆止弁３６ａ→膨張弁（第１減圧装置）３７→エバポレータ６→アキュームレータ（気液分離器）３８を流して、冷媒圧縮機７の内部に戻すようにした冷媒回路（通常の冷凍サイクル）である。
また、ホットガスヒータ回路３２は、冷媒圧縮機７の吐出口より吐出された高温、高圧のガス冷媒（ホットガス）を、第２電磁弁３４→固定絞り（第２減圧装置）３９→エバポレータ６→アキュームレータ３８を流して、冷媒圧縮機７の内部に戻すようにした冷媒回路（ホットガスバイパスサイクル）である。
【００２１】
第１電磁弁３３は、通常の冷凍サイクル回路３１において冷媒圧縮機７の吐出口からコンデンサ３５の入口までの冷媒通路の途中に設置されている。第２電磁弁３４は、本発明の冷媒通路絞り手段に相当するもので、ホットガスヒータ回路３２において冷媒圧縮機７の吐出口から固定絞り３９の入口までの冷媒通路の途中に設置されている。そして、第１電磁弁３３が開弁し、第２電磁弁３４が閉弁すると、通常の冷凍サイクル回路３１中を冷媒が還流する。また、第１電磁弁３３が閉弁し、第２電磁弁３４が開弁すると、ホットガスヒータ回路３２中を冷媒が還流する。なお、第１、第２電磁弁３３、３４は循環回路切替手段を構成する。また、２５は駆動モータ２６により回転駆動される冷却ファンで、コンデンサ３５に強制的に室外空気（外気）を吹き付ける。
【００２２】
エバポレータ６は、本発明の冷媒蒸発器に相当するもので、冷凍サイクル回路３１中を冷媒が流れる時に、膨張弁３７より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冷却用熱交換器として働く。また、エバポレータ６は、ホットガスヒータ回路３２中を冷媒が流れる時に、固定絞り３９より流入する高温のガス冷媒を流して通過する空気を加熱する第１加熱用熱交換器（補助暖房装置、補助熱源システムのホットガスヒータ）として働く。ここで、膨張弁３７は、冷媒を断熱膨張させるだけでなく、エバポレータ６の出口の冷媒過熱度に応じて冷媒の循環量を調節するものである。
【００２３】
次に、本実施形態の外部可変容量型のコンプレッサを図３ないし図６に基づいて簡単に説明する。ここで、図３は外部可変容量型のコンプレッサを示した図である。
【００２４】
外部可変容量型のコンプレッサは、自身の吐出容量を変更可能な例えばワッブルタイプの周知のもので、吸入した冷媒を圧縮して吐出する冷媒圧縮機７と、エンジンＥの動力を冷媒圧縮機７に伝達したり遮断する電磁クラッチ８と、冷媒圧縮機７の吐出容量を可変するための電磁式容量制御弁（本発明の吐出容量可変手段に相当する）９とから構成されている。
【００２５】
電磁クラッチ８は、円環状の取付フランジ４１を介して冷媒圧縮機７のハウジングに固定されたステータハウジング４２と、エンジンＥにベルトＶを介して連結されるプーリ４３が外周に接合されたロータ４４と、このロータ４４との間に狭い間隙を隔てて対向配置され、ロータ４４の摩擦面と摩擦係合する摩擦面が形成されたアーマチャ４５と、通電されると磁束を発生することによりアーマチャ４５をゴムハブ（弾性体）４６の弾性力に抗してロータ４４に吸着させる電磁コイル４７と、アウターハブ４８およびゴムハブ４６を介してアーマチャ４５と冷媒圧縮機７の回転軸５０とを連結するインナーハブ４９とから構成されている。
【００２６】
冷媒圧縮機７の回転軸５０には、電磁クラッチ８を介してエンジンＥの動力が伝達され、回転軸５０が回転する。この回転軸５０には斜板５１が一体に回転可能に連結され、この斜板５１が回転することによりピストン５２が軸方向に往復移動する。さらに、斜板５１の傾斜角度（θ）の変化によりピストン５２のストロークを変化させて、冷媒圧縮機７の吐出口より吐出される吐出容量を可変するように構成されている。このため、斜板５１は回転軸５０に対して揺動可能に連結され、具体的には、球面状支持部５１ａにて斜板５１が揺動可能に支持されている。
【００２７】
斜板５１の傾斜角度（θ）は、ピストン５２の前後に作用する圧力、すなわち、ピストン５２の背面に作用するクランク室５３内の圧力、つまり制御圧力Ｐｃと、ピストン５２が往復移動するシリンダ５４内の圧力（吐出圧力Ｐｄおよび吸入圧力Ｐｓ）との釣り合いにより変化する。したがって、クランク室５３内の制御圧力（Ｐｃ）を調整することにより、斜板５１の傾斜角度（θ）を変化させることができる。
【００２８】
冷媒圧縮機７のシリンダ５４で圧縮されたガス冷媒は、吐出室５５に吐出され、ここから吐出口（図示せず）を経てガス冷媒が吐出される。また、冷媒圧縮機７のシリンダ５４には吸入室５６を通して冷媒が吸入される。この吸入室５６は、吸入口５７を介してエバポレータ６の出口側に通じている。
そして、上記したクランク室５３の制御圧力（Ｐｃ）は、吐出室５５の吐出圧力（Ｐｄ）と吸入室５６の吸入圧力（Ｐｓ）を利用して、電磁式容量制御弁９により変化させるように構成されている。
【００２９】
以上により、電磁クラッチ８の電磁コイル４７が通電状態（ＯＮ）のときには、電磁クラッチ８のアーマチャ４５がロータ４４に吸着してロータ４４とアーマチャ４５とが摩擦係合することにより、エンジンＥの動力がベルトＶおよび電磁クラッチ８を介して冷媒圧縮機７の回転軸５０に伝達される。これにより、冷凍サイクル５が起動することによってエバポレータ６による空気冷却作用または空気加熱作用が行われる。また、電磁クラッチ８の電磁コイル４７への通電が停止（ＯＦＦ）のときには、電磁クラッチ８のアーマチャ４５がロータ４４より離れてロータ４４とアーマチャ４５との摩擦係合が遮断される。これにより、エンジンＥの動力が冷媒圧縮機７の回転軸５０に伝達されず、エバポレータ６による空気冷却作用または空気加熱作用が停止される。
【００３０】
次に、本実施形態の電磁式容量制御弁９を図１ないし図４に基づいて説明する。この電磁式容量制御弁９のバルブボディ６０内には、吐出室５５に連通する吐出圧力室６１と、吸入室５６に連通する吸入圧力室６２と、クランク室５３に連通する制御圧力室６３とが設けられている。そして、吐出圧力室６１は、制御圧力室６３に、弁体６４により開度が調節される可変絞り６５を介して連通している。本実施形態では、弁体６４と可変絞り６５とにより可変絞り機構を構成している。また、吸入圧力室６２は、固定絞り６６を介して制御圧力室６３に連通している。これらの各圧力室の関係は、図４および図５に分かり易く示されている。
【００３１】
また、吸入圧力室６２の内部には、伸縮可能な材料からなるベローズ（圧力応動機構）６７が配設されており、このベローズ６７内には予め所定の圧力の内部圧力（Ｐｂ）が設定されており、この内部圧力（Ｐｂ）に対する吸入圧力（Ｐｓ）の変化により、ベローズ６７が伸縮する。このベローズ６７の伸縮によりロッド６８を介して弁体６４が変位するように構成されている。このベローズ６７および弁体６４には、電磁機構の電磁力も作用するように構成されている。
【００３２】
すなわち、本実施形態の電磁式容量制御弁９の電磁機構は、電磁コイル６９と、固定磁極部材７０と、電磁コイル６９の電磁力（吸引力）により固定磁極部材７０の方向（ベローズ６７が伸びる方向）に吸引される可動磁極部材（プランジャ）７１と、この可動磁極部材７１にバネ荷重（ロッド６８側方向の付勢力）を作用させるコイルスプリング７２とから構成されている。可動磁極部材７１の中心部にはロッド７３が連結され、このロッド７３と弁体６４とロッド６８は一体に連結され、一体的に変位する。
【００３３】
したがって、電磁式容量制御弁９は、エアコンＥＣＵ１０からの制御電流によって、図６のグラフに示したように、冷媒圧縮機７の吸入圧力（Ｐｓ）の設定値を変えることにより、冷媒圧縮機７の吐出口より吐出される吐出容量を可変する吐出容量可変手段である。すなわち、電磁式容量制御弁９は、電磁コイル６９に制御電流を加えることで可動磁極部材７１およびベローズ６７への外力を可変させる構造であり、吸入圧力（Ｐｓ）に対する弁体６４の開度の関係を可変させることで、例えば実際のエバ後温度（ＴＥ）が目標エバ後温度（ＴＥＯ）となるように制御する。
【００３４】
次に、エアコンＥＣＵ１０を図７に基づいて説明する。ここで、図７は車両用空調装置の制御系を示した図である。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ＥＣＵ（暖房制御手段）１０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。また、エアコンＥＣＵ１０の内部には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータが設けられ、各センサからの各センサ信号が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へ入力されるように構成されている。
【００３５】
なお、エアコンＥＣＵ１０は、自動車のエンジンＥの始動および停止を司るイグニッションスイッチ（キースイッチ）が投入（ＩＧ・ＯＮ）されたときに、自動車に搭載された車載電源であるバッテリ（図示せず）から直流電源が供給されると制御処理を開始するように構成されている。そして、エアコン操作パネル上には、空調モードを冷房運転モードと補助暖房運転モードと通常の暖房運転モードのいずれかに切り替えるモード切替スイッチ７５、車室内の温度を所望の温度に設定する温度設定スイッチ（温度設定手段）７６、冷凍サイクル５（冷媒圧縮機７の電磁クラッチ８）の起動または停止を指令するエアコンスイッチ７７、および遠心式ファン２０の送風量を切り替えるための風量切替レバー７８等が設置されている。
【００３６】
なお、冷房運転モードとは、通常の冷凍サイクル回路３１で冷凍サイクル５のみを運転するクーラモードの事である。また、通常の暖房運転モードとは、温水弁２３を開弁し、温水式暖房装置のみで車室内を暖房するヒータモードである。そして、補助暖房運転モードとは、温水弁２３を開弁すると共に、温水式暖房装置の暖房能力を補助するために、ホットガスヒータ回路３２で冷凍サイクル５を運転するヒータモードの事である。ここで、モード切替スイッチ７５によって、通常の冷凍サイクル回路３１で冷凍サイクル５を運転し、温水弁２３を開弁して温水式暖房装置で車室内を除湿暖房する除湿運転モードに切り替えるようにしても良い。
【００３７】
上記のうち、風量切替レバー７８は、ＯＦＦ、ＡＵＴＯ、ＭＥ１、ＭＥ２、ＨＩのレバー位置を持つ。レバー位置がＯＦＦの場合には、遠心式送風機３のブロワモータ１９をＯＦＦする指令を出し、レバー位置がＡＵＴＯの場合には、ブロワモータ１９のブロワ制御電圧を０段階（ＯＦＦ）から３２段階（ＨＩ）まで連続的または段階的に自動コントロールするように指令を出す。また、レバー位置がＭＥ１、ＭＥ２およびＨＩの場合には、それぞれブロワモータ１９のブロワ制御電圧を最小値（最小風量）、中間値１（中間風量１）、中間値２（中間風量２）および最大値（最大風量）に固定するように指令を出す。
【００３８】
そして、エアコンＥＣＵ１０には、車室内の空気温度（以下内気温度と言う）を検出する内気温度センサ（内気温度検出手段）８１と、車室外の空気温度（以下外気温度と言う）を検出する外気温度センサ（外気温度検出手段）８２と、車室内に入射する日射量を検出する日射センサ（日射量検出手段）８３と、エバポレータ６を通過した直後の空気温度（以下エバ後温度と言う）を検出するエバ後温度センサ（エバ後温度検出手段）８４と、温水ヒータ４に流入する冷却水温度を検出する冷却水温度センサ（冷却水温度検出手段）８５と、冷凍サイクル５の高圧圧力（吐出圧力：Ｐｄ）を検出する冷媒圧力センサ（高圧圧力検出手段）８６とからの各センサ信号が入力される。なお、上記の各スイッチや各センサは、自動車の車室内を空調するのに必要な空調環境因子を検出するものである。
【００３９】
〔第１実施形態の制御方法〕
次に、本実施形態のエアコンＥＣＵ１０によるブロワ制御電圧制御を図１ないし図８に基づいて簡単に説明する。ここで、図８はエアコンＥＣＵ１０によるブロワ遅動制御方法を示したフローチャートである。
【００４０】
イグニッションスイッチがＯＮされてエアコンＥＣＵ１０に直流電源が供給されると、図８のルーチンの実行が開始される。このとき、先ず、データ処理用メモリ（ＲＡＭ）の記憶内容等を初期化する（ステップＳ１）。このステップＳ１の処理は、エアコンＥＣＵ１０の起動時のみ行われる。
次に、各種データをデータ処理用メモリに読み込む。すなわち、モード切替スイッチ７５の設定位置、風量切替レバー７８のレバー位置や冷却水温度センサ８５にて検出した冷却水温度を入力する（冷却水温度検出手段：ステップＳ２）。
【００４１】
次に、風量切替レバー７８のレバー位置がＡＵＴＯであるか否かを判定する（ステップＳ３）。この判定結果がＮＯの場合には、風量切替レバー７８のレバー位置に応じたブロワ制御電圧に固定する（ステップＳ４）。その後に、図８のルーチンを抜ける。
また、ステップＳ３の判定結果がＹＥＳの場合には、補助暖房運転モードまたは通常の暖房運転モードが選択されているか否かを判定する。具体的には、目標吹出温度（ＴＡＯ）が所定温度以上であるか否か、あるいはモード切替スイッチ７５により補助暖房運転モードに設定されているか否かを判定する（ステップＳ５）。この判定結果がＮＯの場合には、通常のブロワ制御を行う。例えば目標吹出温度（ＴＡＯ）に対応したブロワ制御電圧に設定する（ステップＳ６）。その後に、図８のルーチンを抜ける。
【００４２】
また、ステップＳ５の判定結果がＹＥＳの場合には、補助暖房運転モードまたは通常の暖房運転モードの起動時であるか否かを判定する。すなわち、エンジンＥを始動してから所定時間（例えば１０分間）以内であるか否かを判定する（ステップＳ７）。この判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ６の制御処理に進む。
また、ステップＳ７の判定結果がＹＥＳの場合には、冷却水温度センサ８５にて検出した冷却水温度（ＴＷ）が所定冷却水温度（例えば４０℃）ＴＷａ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、ブロワモータ１９をＯＦＦする（ステップＳ９）。その後に、図８のルーチンを抜ける。
【００４３】
また、ステップＳ８の判定結果がＹＥＳの場合には、暖房初期ブロワ制御を行う。すなわち、予め決められたブロワ遅動特性図（図示せず）に対応したブロワ制御電圧に設定する（ステップＳ１０）。その後に、図８のルーチンを抜ける。具体的には、補助暖房運転または通常の暖房運転を起動してから第１所定時間（例えば８秒間〜３０秒間）が経過するまでブロワモータ１９をＯＦＦし、第１所定時間が経過すると、風量モードがＬｏモードとなるようにブロワ制御電圧を制御する。そして、風量モードをＬｏモードにしてから第２所定時間（例えば２秒間〜３０秒間）が経過したら、風量モードがＨＩモードとなるようにＬｏモードより連続的または段階的にブロワ制御電圧を増大させる。
【００４４】
次に、本実施形態のエアコンＥＣＵ１０による空調モード制御を図１ないし図９に基づいて簡単に説明する。ここで、図９はエアコンＥＣＵ１０による吐出容量制御方法を示したフローチャートである。
【００４５】
イグニッションスイッチがＯＮされてエアコンＥＣＵ１０に直流電源が供給されると、図９のルーチンの実行が開始される。このとき、先ず、データ処理用メモリ（ＲＡＭ）の記憶内容等を初期化する（ステップＳ１１）。このステップＳ１１の処理は、エアコンＥＣＵ１０の起動時のみ行われる。
次に、各種データをデータ処理用メモリに読み込む。すなわち、図７に示した各種スイッチからのスイッチ信号および各種センサからのセンサ信号を入力する（冷却水温度検出手段、高圧圧力検出手段、エバ後温度検出手段：ステップＳ１２）。
【００４６】
次に、予めＲＯＭに記憶された下記の数１の式に基づいて、車室内へ吹き出す空気の目標吹出温度（ＴＡＯ）を算出する（目標吹出温度決定手段：ステップＳ１３）。
【数１】
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−ＫＲ×ＴＲ−ＫＡＭ×ＴＡＭ−ＫＳ×ＴＳ＋Ｃここで、Ｔｓｅｔは温度設定スイッチ７６にて設定した設定温度で、ＴＲは内気温度センサ８１にて検出した内気温度で、ＴＡＭは外気温度センサ８２にて検出した外気温度で、ＴＳは日射センサ８３にて検出した日射量である。また、Ｋｓｅｔ、ＫＲ、ＫＡＭ、ＫＳはゲインで、Ｃが補正用の定数である。
【００４７】
次に、補助暖房運転モードが選択されているか否かを判定する。具体的には、目標吹出温度（ＴＡＯ）が所定温度以上であるか否か、あるいはモード切替スイッチ７５により補助暖房運転モードに設定されているか否かを判定する（ステップＳ１４）。この判定結果がＮＯの場合には、電磁クラッチ８の電磁コイル４７をＯＮする（ステップＳ１５）。次に、第１電磁弁３３を開弁し、第２電磁弁３４を閉弁して、通常の冷凍サイクル回路３１にて冷凍サイクル５を運転する（ステップＳ１６）。
【００４８】
次に、目標吹出温度（ＴＡＯ）に基づいて、冷房熱負荷または暖房熱負荷を判定し、この冷房熱負荷または暖房熱負荷から目標エバ後温度（ＴＥＯ）を決定する。具体的には、目標吹出温度（ＴＡＯ）が高くなる程、目標エバ後温度（ＴＥＯ）が高くなるように算出する（ステップＳ１７）。
次に、エバ後温度センサ８４にて検出した実際のエバ後温度（ＴＥ）が、目標エバ後温度（ＴＥＯ）に等しくなるように冷媒圧縮機７の容量制御を行う。具体的には、電磁式容量制御弁９の電磁コイル６９への制御電流を制御する（ステップＳ１８）。その後に、図９のルーチンを抜ける。
【００４９】
ステップＳ１４の判定結果がＹＥＳの場合には、電磁クラッチ８の電磁コイル４７をＯＮする（ステップＳ１９）。なお、このとき、エアミックスドア２４は最大暖房運転位置（ＭＡＸ・ＨＯＴ位置）に制御する。次に、冷媒圧縮機７が起動した時であるか否かを判定する。具体的には、冷媒圧縮機７が起動してから所定時間（例えば１０秒間〜１０分間）以内であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。この判定結果がＮＯの場合には、第１電磁弁３３を閉弁し、第２電磁弁３４を開弁して、ホットガスヒータ回路３２にて冷凍サイクル５を運転する（ステップＳ２１）。その後に、ステップＳ１７の制御処理に進む。
【００５０】
なお、ステップＳ２１とステップＳ２０との間に、冷却水温度センサ８５にて検出した冷却水温度（ＴＷ）が所定冷却水温度（例えば７５℃）ＴＷｂ以上であるか否かを判定する判定を入れて、この判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ２１の制御処理を行い、その判定結果がＹＥＳの場合には、冷媒圧縮機７を停止し温水ヒータ４とエアミックスドア２４のドア開度制御とによる吹出温度コントロールを行うようにしても良い。
【００５１】
また、内気温度センサ８１にて検出した内気温度（ＴＲ）または外気温度センサ８２にて検出した外気温度（ＴＡＭ）が所定温度（例えば０℃）Ｔｂ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。この判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ２１の制御処理に進む。
また、ステップＳ２２の判定結果がＹＥＳの場合には、冷媒圧力センサ８６にて検出した冷凍サイクル５の高圧圧力（冷媒圧縮機７の吐出圧力：Ｐｄ）が所定圧力（例えば２ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ）Ｐｄａ以上に増加しているか否かを判定する（ステップＳ２３）。この判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ２１の制御処理に進む。
【００５２】
また、ステップＳ２３の判定結果がＮＯの場合には、冷媒圧縮機７を起動してから所定時間（例えば１０秒間）Ｔａが経過しているか否かを判定する（ステップＳ２４）。この判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ２１の制御処理に進む。
また、ステップＳ２４の判定結果がＮＯの場合には、第１電磁弁３３および第２電磁弁３４を閉弁する（ステップＳ２５）。その後に、ステップＳ１７の制御処理に進む。
なお、図８のフローチャートおよび図９のフローチャートの各制御処理は、他のエアミックス制御（吹出温度コントロール）、吸込口制御および吹出口制御と合わせて交互に繰り返して実行される。
【００５３】
〔第１実施形態の作用〕
次に、本実施形態の車両用空調装置１の作用を図１ないし図１０に基づいて簡単に説明する。ここで、図４および図５は電磁式容量制御弁の作動状態および冷媒圧縮機の作動状態を示した図である。なお、図４および図５では、電磁式容量制御弁の各部の配置状態は図示の簡略化のために図３とは異なっている。
【００５４】
図４は冷媒圧縮機７の吐出口より吐出される吐出容量が大きくなっている状態を示しており、冷房熱負荷の増大により吸入圧力（Ｐｓ）がベローズ６７の内部圧力Ｐｂより上昇すると、ベローズ６７が収縮するので、ロッド６８、７３が図４（ａ）において矢印▲１▼方向へ移動し、これにより、弁体６４が同方向へ変位して可変絞り６５の開度を減少させる。したがって、吐出圧力室６１と制御圧力室６３との間の圧力損失が増大して、制御圧力室６３内の制御圧力（Ｐｃ）が低下する。
【００５５】
この制御圧力（Ｐｃ）の低下によりクランク室５３の圧力が低下して、ピストン５２の背圧が低下するので、図４（ｂ）の矢印▲２▼に示すように、斜板５１が傾いて、斜板５１の傾斜角度（θ）が増大する。その結果、ピストン５２のストロークが増大して冷媒圧縮機７の吐出口より吐出される吐出容量が増大する。これにより、冷凍サイクル５中を循環する冷媒流量が増加して、エバポレータ６内に流入する冷媒流量が増え、エバポレータ６の冷房能力が増大するので、吸入圧力（Ｐｓ）が次第に低下する。
【００５６】
そして、吸入圧力（Ｐｓ）が逆にベローズ６７の内部圧力（Ｐｂ）よりも低下すると、ベローズ６７が伸長するので、ロッド６８、７３が図５（ａ）において矢印▲３▼方向へ移動し、これにより、弁体６４が同方向へ変位して可変絞り６５の開度を増加させる。したがって、吐出圧力室６１と制御圧力室６３との間の圧力損失が減少して、制御圧力室６３内の制御圧力（Ｐｃ）が上昇する。
【００５７】
この制御圧力（Ｐｃ）の上昇によりクランク室５３の圧力が上昇すると、図５（ｂ）の矢印▲４▼に示すように、斜板５１が立って、斜板５１の傾斜角度（θ）が減少するので、ピストン５２のストロークが減少して冷媒圧縮機７の吐出口より吐出される吐出容量が減少する。これにより、冷凍サイクル５中を循環する冷媒流量が減少して、エバポレータ６内に流入する冷媒流量が減り、エバポレータ６の冷房能力が減少するので、吸入圧力（Ｐｓ）が次第に上昇する。
【００５８】
このように、吸入圧力（Ｐｓ）の変化に対応してベローズ６７が伸縮することにより、制御圧力（Ｐｃ）を調整して冷媒圧縮機７の吐出口より吐出される吐出容量を可変制御するものにおいて、電磁機構部は、ベローズ６７の内部圧力（Ｐｂ）による吸入圧力（Ｐｓ）の設定値を可変するものである。電磁コイル６９の電磁力の方向は、ベローズ６７が伸長する方向であり、したがって、電磁コイル６９の電磁力は弁体６４に対して可変絞り６５の開度を増加させる方向に作用する。
【００５９】
一方、電磁コイル６９の電磁力は、電磁コイル６９に流れる制御電流（Ｉｎ）に比例するので、この制御電流（Ｉｎ）が増加するにつれて、可変絞り６５の開度を増加させて、制御圧力（Ｐｃ）を増大させ、冷媒圧縮機７の吐出口より吐出される吐出容量を減少させる。したがって、図６に示したように、制御電流（Ｉｎ）の増加とともに吸入圧力（Ｐｓ）の設定値が上昇することになる。
【００６０】
ここで、温水ヒータ４の暖房能力を補助するために、冷凍サイクル５をホットガスヒータ回路３２に切り替えて使用する場合には、電磁コイル６９に流す制御電流値を０（Ａ）に設定し、吸入圧力（Ｐｓ）の設定値を例えば−１ｋｇ／ｃｍ2 Ｇとすることで、電磁式容量制御弁９を図４（ａ）の作動状態にして使うようにしている。
【００６１】
しかし、このように制御圧力（Ｐｃ）を最も下がるように制御しても、ホットガスヒータ回路３２を使うような外気温度が例えば−１０℃以下の極寒領域では、図１０のタイムチャートに破線で示したように、冷媒の飽和圧力が１ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ以下となり、冷媒圧縮機７の吐出口より吐出される吐出容量を大きくする要因である（冷凍サイクル５の高圧圧力と低圧圧力との）高低圧差がとれないため、いつまでたっても吐出容量が大きくならない状態となる。
【００６２】
このため、本実施形態のように、ヒートモードの立ち上がり時に、車室内への冷風の吹き出しを防止する目的で、エンジンＥの冷却水温度（ＴＷ）が所定温度（例えば４０℃）Ｔａ以上に上昇するまで、ブロワモータ１９をＯＦＦしておく水温遅動制御を行う車両用空調装置の場合に、排熱量の少ないエンジンを搭載した際に、外気温度（ＴＡＭ）が−３０℃以下の極寒領域では冷却水温度（ＴＷ）が所定温度（例えば４０℃）ＴＷａ以上に上昇せず、いつまでたっても遠心式ファン２０が回らず、車室内の暖房ができなくなってしまう。
【００６３】
そこで、温水式暖房装置の温水ヒータ４の暖房能力を補助する補助暖房運転モードの起動時、すなわち、ホットガスヒータ回路３２にて冷凍サイクル５を運転する際の冷媒圧縮機７の起動時に、第１、第２電磁弁３３、３４を両方とも閉弁し、冷凍サイクル５の高圧圧力、つまり冷媒圧縮機７の吐出口の吐出圧力（Ｐｄ）を２ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ以上に上げ易くすることにより、冷媒圧縮機７の吐出容量を大きくする。その後に、第２電磁弁３４を開弁してホットガスヒータ回路３２を構成する。その冷媒圧縮機７の吐出圧力（Ｐｄ）および吸入圧力（Ｐｓ）の変化状況を、図１０のタイムチャートに実線で示した。
【００６４】
したがって、第２電磁弁３４を開弁したままでは、吐出圧力（Ｐｄ）と吸入圧力（Ｐｓ）との高低圧差がなく、吐出容量が最小のままであるが、冷媒圧縮機７を起動した際に第２電磁弁３４を所定条件を満足するまで一旦閉じておくことで、吐出圧力（Ｐｄ）が急上昇することで冷媒圧縮機７の吐出容量が大きくなることが分かる。
【００６５】
ここで、温水式暖房装置の温水ヒータ４の暖房能力を補助する補助暖房運転モードの起動時、すなわち、ホットガスヒータ回路３２にて冷凍サイクル５を運転する際の冷媒圧縮機７の起動時に、第２電磁弁３４を閉弁しておく条件（所定条件）としては、例えば冷媒圧力センサ８６にて検出する冷凍サイクル５の高圧圧力（吐出圧力）が２ｋｇ／ｃｍ2 Ｇよりも低下している場合、あるいはエバポレータ６に吸い込まれる空気の吸込温度（エバ吸込温度）が０℃以下の場合等である。なお、エバ吸込温度が０℃以下とは、吸込口モードが内気循環モードの時、内気温度センサ８１にて検出した内気温度（ＴＲ）が０℃以下の場合であり、吸込口モードが外気導入モードの時、外気温度センサ８２にて検出した外気温度（ＴＡＭ）が０℃以下の場合である。
【００６６】
また、補助暖房運転モードの起動後、すなわち、ホットガスヒータ回路３２にて冷凍サイクル５を運転する際の冷媒圧縮機７の起動後に第２電磁弁３４を開弁する条件（所定条件）は、例えば冷凍サイクル５の高圧圧力が２ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ以上に上昇した場合、あるいは冷媒圧縮機７の起動後１０秒間程度経過した後の場合等である。
【００６７】
〔第１実施形態の効果〕
以上のように、本実施形態の空調ユニット１は、補助暖房運転モードの起動時に、仮に外気温度（ＴＡＭ）が０℃以下（特には−２０℃以下）であっても、冷媒圧縮機７を起動してから所定条件を満足するまで第２電磁弁３４を閉弁することにより、冷媒圧縮機７の吐出圧力（Ｐｄ）を高くすることができるので、冷凍サイクル５の高低圧差を大きくとることができる。
【００６８】
それによって、本実施形態のような外部可変容量型のコンプレッサを冷凍サイクル５に組み込んだ場合でも、冷媒圧縮機７の吐出容量を大きくすることができるので、エバポレータ６に充分な流量の冷媒を流入させることができる。これにより、仮に外気温度（ＴＡＭ）が０℃以下であっても、エバポレータ６の暖房能力を向上できるので、本実施形態の冷凍サイクル５では、温水ヒータ４の暖房能力を補助する補助暖房性能を充分発揮することができる。
【００６９】
そして、本実施形態の空調ユニット１は、補助暖房運転モードの起動時に、エンジンＥの始動直後にエバポレータ６での放熱温度を上昇させることができるので、空調ダクト２内においてエバポレータ６の近傍に設置された温水ヒータ４の表面温度が上昇し、温水ヒータ４内を還流する冷却水の温度の立ち上がりが早くなる。また、補助暖房運転モード時に電磁クラッチ８を介してエンジンＥにより冷媒圧縮機７をベルト駆動しているので、冷媒圧縮機７がエンジンＥの駆動負荷を増加させることになる。それによって、エンジンの排熱量が大きくなるので、冷却水循環回路２２中を還流する冷却水の温度が素早く立ち上がる。
それらにより、冷却水の温度が所定温度（例えば４０℃）Ｔａ以上に素早く上昇するので、ブロワ遅動制御を行う場合でも、遠心式ファン２０がすぐに回りだし、車室内を迅速に暖房することができる。
【００７０】
〔第２実施形態〕
図１１ないし図１３は本発明の第２実施形態を示したもので、図１１は車両用空調装置の冷凍サイクルを示した図で、図１２は冷凍サイクルに組み込まれる可変絞り弁を示した図で、図１３は冷凍サイクルの高圧圧力に対する可変絞り弁の開度を示したグラフである。
【００７１】
本実施形態の冷凍サイクル５には、第１実施形態の固定絞り３９を、可変絞り弁２７に変更している。この可変絞り弁２７は、本発明の冷媒通路絞り手段に相当するもので、第２電磁弁３４からエバポレータ６へ冷媒を導く冷媒通路に連通する連通路９０の途中に絞り孔９１が形成された弁ハウジング９２と、この弁ハウジング９２内に往復変位可能に配設されたボール形状の弁体９３と、この弁体９３を作動棒９４およびストッパ９５を介して駆動するダイヤフラム９６と、調節ねじ９７により弁体９３の開弁圧力が調節される調節スプリング９８とから構成されている。
【００７２】
上記のうち、弁体９３は、絞り孔９１の開度を調節するもので、図示下部に調節スプリング９８が当接するバネ座９９を設けている。ダイヤフラム９６は、本発明の弁体駆動手段に相当するもので、ハウジング１００内に収容されている。そして、ダイヤフラム９６とダウジング１００とで囲まれた圧力室１０１内には、冷凍サイクル５の高圧圧力が作用する。
【００７３】
本実施形態の可変絞り弁２７は、上記の構成によって、圧力室１０１内に冷凍サイクル５の高圧圧力が導かれており、図１３のグラフに示したように、高圧圧力が２ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ以下で全閉し、高圧圧力の上昇と共に弁開度が大きくなる弁特性とすることで、補助暖房運転モードの起動時に、仮に外気温度（ＴＡＭ）が−２０℃以下であっても、冷媒圧縮機７の吐出容量を増大させることができる。
【００７４】
〔第３実施形態〕
図１４は本発明の第３実施形態を示したもので、冷凍サイクルに組み込まれる差圧弁を示した図である。
【００７５】
本実施形態では、第１実施形態のホットガスヒータ回路３２において冷媒圧縮機７の吐出口から固定絞り３９の入口までの冷媒通路の途中に、差圧弁２８を設置している。この差圧弁２８は、バルブボディー１０２と、このバルブボディー１０２内を往復変位可能に配設されたバルブ１０３と、調節ねじ１０４によりバルブ１０３の開弁圧力が調節される調節スプリング１０５とから構成されている。なお、バルブ１０３の外周面と絞り孔１０６の内周面との間には、冷媒通路１０７が形成されている。また、バルブ１０３には、鉤状のストッパ１０８が形成されている。そして、バルブ１０３の外周には、Ｏリング１０９が装着されている。
【００７６】
本実施形態の差圧弁２８は、冷媒圧縮機７の吐出口から固定絞り３９の入口までの冷媒通路の途中に設置することで、補助暖房運転モードの起動時は絞り孔１０６を全閉し、冷媒圧縮機７の吐出容量を増大させ、バルブ１０３の前後差圧が大きくなった際、つまりバルブ１０３の開弁圧力（例えば２ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ）よりも高圧圧力が上昇した際に、バルブ１０３が開き、冷凍サイクル５にホットガスヒータ回路３２を形成する。
【００７７】
〔他の実施形態〕
本実施形態では、本発明を、ディーゼルエンジン（エンジンＥ）を搭載した車両の車室内を冷暖房する空調ユニット１を備えた車両用空調装置に適用した例を示したが、本発明を、走行用モータと走行用エンジンとを搭載したハイブリッド自動車の車室内を冷暖房する空調ユニットを備えた車両用空調装置に適用しても良い。また、直接噴射式のガソリンエンジン等の高効率で排熱量の少ない各種エンジンを搭載した車両の車室内を冷暖房する空調ユニット１を備えた車両用空調装置に適用しても良い。
【００７８】
本実施形態では、空調ダクト２内に温水ヒータ４とエバポレータ６とを収容した空調ユニット１の例を示したが、空調ダクト２内にエバポレータ６のみを収容した空調ユニットを適用しても良い。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の空調ユニット１を示したが、リヒート式温度コントロール方式の空調ユニットを適用しても良い。
【００７９】
本実施形態では、外部可変容量型のコンプレッサを、冷媒圧縮機７、電磁クラッチ８および電磁式容量制御弁９等から構成したが、外部可変容量型のコンプレッサを、電磁クラッチ８等のクラッチ手段を設けることなく、冷媒圧縮機７および電磁式容量制御弁９等から構成しても良い。この場合には、内燃機関により冷媒圧縮機７を直接駆動させるようにする。
【００８０】
本実施形態では、補助暖房運転モードの起動時に、冷媒圧縮機７を起動してから所定条件を満足するまでホットガスヒータ回路３２を全閉し、その所定条件を満足したらホットガスヒータ回路３２を形成するように各種弁装置を開弁するようにしているが、補助暖房運転モードの起動時に、冷媒圧縮機７を起動してから所定条件を満足するまでホットガスヒータ回路３２を構成する冷媒通路の通路断面積を通常の運転時よりも絞る（全閉しない）ようにしても良い。
【００８１】
本実施形態では、冷媒圧縮機７の吸入口に吸入される冷媒の吸入圧力が高くなると、冷媒圧縮機７の吐出口より吐出される冷媒の吐出容量を大きくする電磁式容量制御弁９を備えた外部可変容量型のコンプレッサを使用した例を示したが、冷媒圧縮機の吸入口に吸入される冷媒の吸入圧力が高くなると、冷媒圧縮機の吐出口より吐出される冷媒の吐出容量を小さくする吐出容量可変手段を備えた可変容量型のコンプレッサを使用しても良い。また、冷媒圧縮機の吐出口より吐出される冷媒の吐出圧力が高くなると、冷媒圧縮機の吐出口より吐出される冷媒の吐出容量を小さくする吐出容量可変手段を備えた可変容量型のコンプレッサを使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用空調装置の空調ユニットを示した概略図である（第１実施形態）。
【図２】車両用空調装置の冷凍サイクルを示した構成図である（第１実施形態）。
【図３】外部可変容量型のコンプレッサを示した断面図である（第１実施形態）。
【図４】（ａ）は電磁式容量制御弁の作動状態を示した説明図で、（ｂ）は冷媒圧縮機の作動状態を示した説明図である（第１実施形態）。
【図５】（ａ）は電磁式容量制御弁の作動状態を示した説明図で、（ｂ）は冷媒圧縮機の作動状態を示した説明図である（第１実施形態）。
【図６】電磁式容量制御弁への制御電流と吸入圧力の設定値との関係を示したグラフである（第１実施形態）。
【図７】車両用空調装置の制御系を示したブロック図である（第１実施形態）。
【図８】エアコンＥＣＵによるブロワ遅動制御方法を示したフローチャートである（第１実施形態）。
【図９】エアコンＥＣＵによる吐出容量制御方法を示したフローチャートである（第１実施形態）。
【図１０】冷媒圧縮機の吸入圧力および吐出圧力を示したタイムチャートである（第１実施形態）。
【図１１】車両用空調装置の冷凍サイクルを示した構成図である（第２実施形態）。
【図１２】可変絞り弁を示した断面図である（第２実施形態）。
【図１３】冷凍サイクルの高圧圧力に対する可変絞り弁の開度を示したグラフである（第２実施形態）。
【図１４】差圧弁を示した断面図である（第３実施形態）。
【符号の説明】
１  空調ユニット
２  空調ダクト
３  遠心式送風機
４  温水ヒータ（第２加熱用熱交換器）
５  冷凍サイクル
６  エバポレータ（冷媒蒸発器、第１加熱用熱交換器）
７  冷媒圧縮機
８  電磁クラッチ
９  電磁式容量制御弁（吐出容量可変手段）
１０  エアコンＥＣＵ（空調制御装置）
２７  可変絞り弁（冷媒通路絞り手段）
２８  差圧弁（冷媒通路絞り手段）
３１  通常の冷凍サイクル回路（第１冷媒循環回路）
３２  ホットガスヒータ回路（冷媒循環回路、第２冷媒循環回路）
３３  第１電磁弁（循環回路切替手段）
３４  第２電磁弁（冷媒通路絞り手段、開閉弁、循環回路切替手段）
３５  コンデンサ（冷媒凝縮器）
３７  膨張弁（第１減圧装置）
３９  固定絞り（第２減圧装置）
５７  吸入口
８５  冷却水温度センサ（冷却水温度検出手段）
８６  冷媒圧力センサ（高圧圧力検出手段）
９１  絞り孔
９３  弁体
９６  ダイヤフラム（弁体駆動手段）
【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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【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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