JP2012001141A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の走行条件が変化しても、冷却水温度が下降傾向にあると判断した時は、補助ヒーターをオンにして暖房能力悪化を防止することができる車両用空調装置を提供すること。
【解決手段】制御手段(コントロールユニット２９）は、補助暖房運転モードにおいて、冷却水の冷却水温度が上昇傾向にあると判断したとき圧縮機１１の作動を停止させ、冷却水の冷却水温度が下降傾向にあると判断したとき圧縮機１１を作動させるようになっている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、冷却水を利用して車室内を暖房可能に設けた車両用空調装置に関するものである。

一般に、車両用空調装置は、冷却水を利用した暖房装置および冷凍サイクルを利用した冷房装置を設けているのが普通である。

この暖房装置では、車室内の暖房時に、冷却水を車室内空調用のヒーターコア（車室内熱交換器）に循環させると共に、ヒーターコア通過風を車室内の吹出口から吹き出させるようにして車室内を暖房可能にするものが知られている。

このような車両用空調装置により車室内の暖房を行う場合、冷却水の水温が充分に上昇するまでは車室内に吹き出される空気の温度が低く、乗員が快適と感じるまで長い時間を要することがあった。

これの解消方法としては、外気温度が低い場合に冷房装置を作動させると共に、この冷房装置の圧縮機で圧縮される高圧冷媒の熱を利用して冷却水を加熱して、加熱された冷却水をヒーターコアに供給することにより、ヒーターコアで車室内の空気を暖める冷却水式の暖房方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）

この特許文献１には、いわゆる冷房用のモードと４種類の暖房用のモードがある。このうち暖房用モードの中に、エンジン冷却水の温度が低い場合には、冷凍サイクルの高圧冷媒を熱源として、エンジン冷却水を加温する方式である。

特開平８−３１０２２７号公報

ところで、例えば山岳では、道路が登り坂と下り坂のあるアップダウン道路となっているため、車両の走行条件が刻々と変化するアップダウン道路を車両が走行することになる。尚、平坦な道路以外のアップダウン道路としては山岳でなくてもある。

このようなアップダウン道路において、車両が登り坂を登坂している条件下では、エンジンにかかる走行負荷が高い状態となる為、エンジンに供給される燃料噴射量も多く、エンジンの廃熱も十分にあるので、冷却水温度も上昇傾向となる。この場合には、エンジン冷却水がエンジンからの熱により高温となっているために、エンジン冷却水を車室内の空調装置のヒーターコアに供給して、エンジン冷却水の熱で車室内に送風される空気を加熱することで、暖房能力が確保される。

しかし、車両が下り坂を下り走行する条件ではエンジンにかかる走行負荷が減少する。また、一部の車両においては、車両が下り走行する条件のときに、アクセルオフによる燃料噴射カットをするようにしているものもある。この為、車両が下り走行時には、エンジン廃熱が減少し、エンジンの冷却水温度が下降傾向となる。このため車両が下り走行時の条件では、主暖房装置（ヒーターコア）による暖房能力が不足することがある。

この不足の事態を解決するために、上述した補助暖房装置の制御では、冷媒圧縮機をオンさせるエンジン冷却水の水温をオン制御温度とし、冷媒圧縮機をオフさせるエンジン冷却水の水温をオフ制御温度としたとき、オン制御温度とオフ制御温度を異なる所定の閾値をもって設定すると共に、エンジン冷却水の温度（水温）を検出して、オン制御温度のときに冷媒圧縮機をオンさせ、オフ制御温度のときに冷媒圧縮機をオフさせるようにするようなヒステリシス制御をしている。

しかし、この補助暖房装置では、前述したアップダウン走行時における登坂の頂上付近において、冷却水温度の上限値へ達し、冷媒圧縮機がオフされたとき、下り坂に入って冷却水温度が下降している状態において、エンジン冷却水の水温がオフ制御温度に復帰する温度まで低下しないと、冷媒圧縮機を作動させてヒーターコア（主暖房装置）による暖房を行うことができず、暖房感を一時損なう不具合を招く状態が起こる虞があった。

そこで、本発明は、車両の走行条件が変化しても、冷却水温度が下降傾向にあると判断した時は、暖房補助ヒーターをオンにして暖房能力悪化を防止することができる車両用空調装置を提供することを目的とするものである。

この目的を達成するため、この発明の車両用空調装置は、冷媒を、車両に搭載された圧縮機、車室外の冷媒凝縮用のコンデンサ，第１の膨張手段又は減圧手段，車室内の空気冷却及び液体冷媒蒸発用のエバポレータの順に循環させる冷房用冷媒循環回路と、冷却水を前記車両の熱発生部の冷却水通路と前記車室内のヒーターコアとの間で循環させる暖房用冷却水循環回路と、前記コンデンサ及び前記エバポレータと並列に接続され、前記圧縮機に接続されたバイパス流路と、前記圧縮機の冷媒吐出口を前記コンデンサと前記バイパス流路とのいずれかに切り換え連通させる電磁切換弁と、前記ヒーターコアへの流路途中に介装された水用熱交換手段及び前記バイパス流路の途中に設けられて前記水用熱交換手段との間で熱の授受を行う冷媒用熱交換手段を有する水加熱用熱交換手段と、前記冷却水の冷却水温度を検出する水温検出センサと、前記車室外の外気温度を検出させる外気温度センサと、前記車室内の内気温度を検出させる内気温度センサと、前記冷却水温度、前記外気温度および前記内気温度の少なくとも一つの温度条件に基づき前記電磁切換弁の切換制御を行って、前記圧縮機の冷媒吐出口を前記冷房用冷媒循環回路に接続させ且つ前記圧縮機を作動させる通常空調モードと、前記圧縮機の冷媒吐出口を前記バイパス流路に接続させ且つ前記圧縮機を作動させる補助暖房運転モードと、を選択実行させる制御手段と、を備える車両用空調装置であって、前記制御手段は、前記補助暖房運転モードにおいて、前記冷却水の冷却水温度が上昇傾向にあると判断したとき前記圧縮機の作動を停止させ、前記冷却水の冷却水温度が下降傾向にあると判断したとき前記圧縮機を作動させる車両用空調装置としたことを特徴とする。

この構成によれば、車両の走行条件が変化して、冷却水の冷却水温度が上昇傾向にあると判断したとき、圧縮機の作動を停止させても、冷却水の熱を車室内の暖房に利用しても暖房状態が悪化することはないので、圧縮機の作動を停止させることで、無駄なエネルギー消費をなくすことができる。しかも、冷却水温度が下降傾向にあると判断した時は、補助ヒーターをオンにして暖房能力悪化を防止することができる。

これらの結果、下り坂走行状態等で冷媒圧縮機（コンプレッサ）を駆動させる事で、フットブレーキ、等でエネルギーを熱として捨てることなく、暖房エネルギーへ回収することができるようにすることも可能になるので、暖房性能の維持、暖房補助ヒーター作動中の省動力化の向上が図れるようにすることができる。

この発明に係る車両用空調装置の概略配管図である。 図１の車両用空調装置のうち車室内に配設される空調ユニットの概略説明図である。 図１の車両用空調装置の制御回路図である。 図３の制御回路による暖房補助ヒーターのオン・オフ制御を説明するフローチャートである。 図４の暖房補助ヒーターのオン・オフ制御を説明するタイムチャートである。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［構成］
図１において、１は車両（自動車）の車室、２は車両のエンジンルーム、３はエンジンルーム２内に配設された水冷式のエンジンである。このエンジン３には、エンジン冷却のためのエンジン冷却水を流す周知のウォータージャケット（図示せず）が設けられている。

また、車室１の前部に設けられたインストルメントパネル（図示せず）内には、車両用空調装置（車両用空調システム）４の空調ユニット５が配設されている。
＜空調ユニット５＞
この空調ユニット５は、図２に示したように、ブロワユニット６，クーラユニット７，ヒーターユニット８を備えている。尚、空調ユニット５のクーラユニット７，ヒーターユニット８内には、ブロワユニット６から送風される空気が流れる一連の空調風路５ａが形成されている。

ブロワユニット６は、送風装置であるブロワ（送風ファン）６ａを有すると共に、インテークユニット６ｂを有する。このインテークユニット６ｂは、外気取入口６ｂ１と内気取入口６ｂ２を有すると共に、外気取入口６ｂ１と内気取入口６ｂ２の開閉用のインテークドア６ｃを有する。このインテークドア６ｃは、モータ等のドア駆動装置（ドア駆動手段）６ｃ１により駆動（回動）させられて、外気取入口６ｂ１と内気取入口６ｂ２の開閉又は開度を調整し、車室外の外気と車室内の内気との流量吸込量を調整可能に設けられている。

そして、この外気取入口６ｂ１から取り入れられた外気または内気取入口６ｂ２から取り入れられた内気、或いは外気取入口６ｂ１及び内気取入口６ｂ２から取り入れられた外気と内気の混合された空気は、ブロワ（送風ファン）６ａによりクーラユニット７へ送風されるようになっている。

このクーラユニット７には冷房用冷媒が循環するエバポレータ（空気冷却用の熱交換器）７ａが設けられている。そして、ブロワユニット６により送風される取入空気は、エバポレータ７ａの図示しないエア通路を通過する際に、エバポレータ７ａが熱交換により冷却することができるようになっている。そして、このエバポレータ７ａを通過した空気はヒーターユニット８へ送られるようになっている。

ヒーターユニット８内には、エンジンの冷却水が循環するヒーターコア（空気加熱用の熱交換器）８ａが設けられている。また、ヒーターコア８ａの側部（図では下部）には当該ヒーターコアコア８ａを迂回するバイパス風路８ｂが設けられ、またヒーターコア８ａの前面にはミックスドア８ｃが設けられている。そして、このミックスドア８ｃは、モータ等のドア駆動装置（ドア駆動手段）８ｃ１により駆動（回動）されられて、ヒーターコア８ａの上流側の図示しないエア通路（エア風路）の開度を調節することにより、ヒーターコア８ａのエア通路内を流れる空気の量とバイパス風路８ｂを流れる空気の量との比率を調節できるようになっている。

このヒーターコア８ａの下流には混合室８ｄが形成され、この混合室８ｄには室内のデフロストグリル、ベントグリル及びフットグリルへそれぞれ連通する吹出口８ｅが設けられている。
＜冷媒循環回路＞
また、図１に示すように車両用空調装置４は、冷媒循環回路９と、暖房用冷却水循環回路１０を有する。この冷媒循環回路９は、冷房用の冷凍サイクル（即ち冷房サイクル）を行わせる冷房冷媒循環回路（第１の冷媒循環回路）９ａと、冷却水加熱用の冷凍サイクルを行わせるバイパス冷媒循環回路（第２の冷媒循環回路、冷却水加熱冷媒循環回路）９ｂを有する。
（冷房冷媒循環回路９ａ）
この冷房冷媒循環回路９ａは、エンジン駆動される圧縮機１１と、一端が圧縮機１１の図示しない冷媒出口（冷媒出口側）に接続された第１の冷房冷媒配管１１ａと、この第１の冷房冷媒配管１１ａの他端に接続され且つ車室１外に配設された冷媒凝縮用のコンデンサ１２を有する。

また、冷房冷媒循環回路９ａは、冷媒入口（図示せず）がコンデンサ１２の冷媒出口（図示せず）に接続されたリキッドタンク１３と、一端がリキッドタンク１３の冷媒出口（図示せず）に接続された第２の冷房冷媒配管１３ａと、この第２の冷房冷媒配管１３ａの他端に冷媒入口（図示せず）が接続された第１の膨張手段又は減圧手段１４と、この第１の膨張手段又は減圧手段１４の冷媒出口（図示せず）が接続された上述の空気冷却用のエバポレータ７ａを有する。この冷房冷媒循環回路に適用される膨張手段又は減圧手段とは、例えば膨張弁や第１の冷房冷媒配管１１ａの流路を絞るオリフィスである。

この第１の膨張手段又は減圧手段１４は、エバポレータ７ａの冷媒出口（図示せず）から吐出（流出）する冷媒温度及び冷媒圧力を感知（検知）して、エバポレータ７ａの冷媒入口（図示せず）に流入する液体冷媒の流量を負荷にあった冷媒流量になるように調整し、即ちエバポレータ７ａの冷媒出口（図示せず）から吐出される（流出する）冷媒が設定した目標の（所定の）温度・圧力の過熱状態（過熱度）になるように、エバポレータ７ａの冷媒入口（図示せず）に流入する液体冷媒の流量を調整するようになっている。この構成には、周知の構成を採用できるので、その詳細な説明は省略する。

更に、冷房冷媒循環回路９ａは、一端がエバポレータ７ａの冷媒出口（図示せず）に接続された第３の冷房冷媒配管７ａ１と、第３の冷房冷媒配管７ａ１の他端に冷媒入口（図示せず）が接続された第１の一方向弁（第１のチェックバルブ）１５と、この第１の一方向弁１５の冷媒出口（図示せず）に一端が接続された第４の冷房冷媒配管１５ａと、この第４の冷房冷媒配管１５ａと圧縮機１１の冷媒入口（図示せず）を接続する気液分離用のアキュームレータ１６等を備えている。

そして、圧縮機１１から吐出される冷媒は、第１の冷房冷媒配管１１ａ，コンデンサ１２，リキッドタンク１３，第２の冷房冷媒配管１３ａ，第１の膨張手段又は減圧手段１４，エバポレータ７ａ，第３の冷房冷媒配管７ａ１，第１の一方向弁１５，第４の冷房冷媒配管１５ａ，アキュームレータ１６の順に流れた後に、圧縮機１１に戻されて循環する第１の冷凍サイクルを繰り返すことができるようになっている。

この際、圧縮機１１は冷媒ガスを圧縮して高温高圧の圧縮冷媒（圧縮冷媒ガス）にし、コンデンサ１２は圧縮冷媒の熱を外気に放熱して圧縮冷媒を冷却することにより凝縮させて液体冷媒（凝縮冷媒、冷媒液）にし、リキッドタンク１３は液体冷媒を貯留し、第１の膨張手段又は減圧手段１４はリキッドタンク１３からの高圧の液体冷媒を膨張させて低圧の液体冷媒（凝縮冷媒）にするようになっている。

この第１の膨張手段又は減圧手段１４からの液体冷媒は、エバポレータ７ａ内に供給されて空調風路５ａ内の空気の熱を吸熱し（奪い）、空調風路５ａ内の空気を冷却する際に、蒸発させられて冷媒ガスになる。

この冷媒ガスは、第３の冷房冷媒配管７ａ１，第１の一方向弁１５，第４の冷房冷媒配管１５ａ及びアキュームレータ１６を介して圧縮機１１に戻される。
（冷却水加熱用のバイパス冷媒循環回路９ｂ）
このバイパス冷媒循環回路９ｂは、圧縮機１１と、第１の冷房冷媒配管１１ａの途中に介装された三方電磁切換弁（電磁弁）１７と、一端が三方電磁切換弁１７に接続され第１バイパス冷媒配管１７ａと、車室１外に配設され且つ第１バイパス冷媒配管１７ａの他端に冷媒入口（図示せず）が接続された冷媒凝縮用（冷却水加熱用）の第１の外部熱交換器１８を有する。

また、バイパス冷媒循環回路９ｂは、一端が第１の外部熱交換器１８の冷媒出口（図示せず）に接続された第２バイパス冷媒配管１８ｂと、車室１外に配設され且つ第２バイパス冷媒配管１８ｂの他端に接続された第２の外部熱交換器１８ａと、この第２の外部熱交換器１８ａの冷媒出口（図示せず）に接続された車室１外の第２の膨張手段又は減圧手段１９を有する。

また、バイパス冷媒循環回路９ｂは、第２の膨張手段又は減圧手段１９で膨張させられた冷媒が供給される冷媒蒸発用の第３の外部熱交換器（第２のエバポレータ即ち外部蒸発器）２０と、一端が第３の外部熱交換器２０の冷媒出口（図示せず）に接続された第３バイパス冷媒配管２０ａと、この第３バイパス冷媒配管２０ａの他端と第１の一方向弁１５の冷媒出口（図示せず）に接続した第４の冷房冷媒配管１５ａの途中とを接続する第２の一方向弁２１と、アキュームレータ１６を有する。しかも、第２の外部熱交換器１８ａと第３の外部熱交換器２０は一体に設けられている。

そして、圧縮機１１から吐出される冷媒は、三方電磁切換弁１７，第１バイパス冷媒配管１７ａ，第１の外部熱交換器１８，第２バイパス冷媒配管１８ｂ，第２の外部熱交換器１８ａ，第２の膨張手段又は減圧手段１９，第３の外部熱交換器２０，第３バイパス冷媒配管２０ａ，第２の一方向弁２１，アキュームレータ１６の順に流れた後に、圧縮機１１に戻されて循環する第２の冷凍サイクルを繰り返すことができるようになっている。

尚、上述した第１の外部熱交換器１８，第２の外部熱交換器１８ａ，第３の外部熱交換器２０等は冷媒用熱交換手段２３を構成している。また、第１〜第３バイパス冷媒配管１７ａ，１８ｂ，２０ａ等はコンデンサ１２及びエバポレータ７ａと並列に圧縮機１１に接続されたバイパス流路を構成している。従って、第１の外部熱交換器１８，第２の外部熱交換器１８ａ，第３の外部熱交換器２０等を備える冷媒用熱交換手段２３は、バイパス流路に介装されている。
＜暖房用冷却水循環回路１０＞
この暖房用冷却水循環回路１０は、エンジン３のウォータージャケット（図示せず）内の流路と、図示しないウォータポンプによりウォータージャケット（図示せず）の冷却水出口（図示せず）から吐出される冷却水をヒーターコア８ａに流した後にウォータージャケット内の流路に戻す冷却水循環流路２４を有する。

この冷却水循環流路２４は、エンジン３のウォータージャケット（図示せず）の冷却水出口（図示せず）とヒーターコア８ａの冷却水入口（図示せず）を接続する（連通させている）第１の冷却水流路２４ａと、ヒーターコア８ａの冷却水入口（図示せず）を接続する第１の冷却水出口（図示せず）とエンジン３のウォータージャケット（図示せず）の冷却水入口（図示せず）とを接続する（連通させている）第２の冷却水流路２４ｂを有する。しかも、冷却水循環流路２４の途中には水用熱交換器２５が水用熱交換手段として介装されている。

そして、水用熱交換器２５には、上述した第１の外部熱交換器１８が一体に設けられている。

このように水用熱交換器２５は冷媒用の第１の外部熱交換器１８と一体に設けられて、この水用熱交換器２５と第１の外部熱交換器１８との間で熱の授受を行うことができるようになっている。この熱の授受により、圧縮機１１から第１の外部熱交換器１８に供給される高温高圧の圧縮冷媒の熱で水用熱交換器２５内のエンジン冷却水を加熱する。
＜コントロールユニット（制御手段）＞
上述した空調ユニット５の図示しないブロワ，圧縮機１１及び三方電磁切換弁１７等は、車両各部を制御するオートアンプ等の図３のコントロールユニット（演算制御回路等の制御手段）２９により動作制御させられるようになっている。

また、第１の冷却水流路２４ａの途中には、冷却水温度を検出して検出信号を水温信号（温度信号）として出力する図示しない信号通信システムの水温検出センサ（水温検出手段）３０が設けられている。

この水温検出センサ３０からの検出信号はコントロールユニット２９に入力されるようになっている。

更に、コントロールユニット２９には、冷房スイッチ３１からの操作信号（ＯＮ・ＯＦＦ信号）及び暖房スイッチ３２からの操作信号（ＯＮ・ＯＦＦ信号）が入力されるようになっている。

尚、水温検出センサ３０はエンジンのウォータージャケット、又は冷却水循環流路２４の少なくとも一方に設け、信号通信システムを介してコントロールユニット２９に入力する。

更に、コントロールユニット２９には、空調ユニット５内への空気の吸込温度を検出する吸込温度センサ３３、車室１内の温度を検出する内気温度センサ３４、車室１の外の温度を検出する外気温度センサ３５が接続されている。これにより、吸込温度センサ３３からの吸込空気温度検出信号、内気温度センサ３４からの車室内温度検出信号、外気温度センサ３５からの外気温度検出信号がコントロールユニット２９に入力されるようになっている。

尚、例えば、吸込温度センサ３３はエバポレータ７ａの図示しないエア通路の上流側に設けられ、内気温度センサ３４はインストルメントパネルの内側に設けられるが、必ずしもこれに限定されるものではない。

しかも、コントロールユニット２９には、冷媒圧力センサ３６の冷媒圧力検出信号が入力されるようになっている。この冷媒圧力センサ３６は、圧縮機１１と三方電磁切換弁１７の間に位置させて、第１の冷房冷媒配管１１ａの途中に接続されている。これにより、冷媒圧力センサ３６は、三方電磁切換弁１７の切換位置にかかわらず圧縮機１１から吐出される冷媒の圧力を検出できる。また、コントロールユニット２９には、圧縮機１１の回転数を検出する回転検出センサ３７からの回転数検出信号が入力されるようになっている。

更に、コントロールユニット２９は、冷房スイッチ３１，暖房スイッチ３２のＯＮ・ＯＦＦ信号、吸込温度センサ３３，内気温度センサ３４，外気温度センサ３５，水温検出センサ３０等からの温度検出信号、回転検出センサ３７からの回転数検出信号等に基づき、エンジン３の出力軸３ａの回転を圧縮機１１に伝達する動力伝達機構（全体図示せず）の電磁クラッチＣＬを断続制御（オン・オフ制御）して、圧縮機１１を作動・停止制御することにより、車両用空調装置４を作動制御して車室１内の温度制御を行うようになっている。

尚、冷房スイッチ３１及び暖房スイッチ３２のＯＮ・ＯＦＦにより、後述する作用の（Ｉ）におけるような冷媒流れを作るための通常の冷房運転（冷房サイクル）や外気温度が低い場合の暖房運転（暖房サイクル）を行うことができる。この通常の冷房運転のみを行う場合や外気温度が低い場合の暖房運転のみを行う場合、冷房スイッチ３１や暖房スイッチ３２は乗員の手動操作でＯＮ・ＯＦＦする構成であっても良いし、コントロールユニット２９により自動的にＯＮ・ＯＦＦする構成であっても良い。

更に、コントロールユニット２９は、冷房スイッチ３１がＯＮさせられると車両用空調装置４による冷房制御を自動的に行い、暖房スイッチ３２がＯＮさせられると車両用空調装置４による暖房制御を自動的に行うようになっている。この際のコントロールユニット２９は、車室１外の検出温度（外気温度）や車室１内の検出温度（車内温度）と車室内の目標設定温度（設定温度）等に基づいて行われる。尚、冷房制御は外気温度が冷房可能設定温度（例えば−５°Ｃ）以上になったときに可能なり、暖房制御は外気温度が暖房可能設定温度（例えば１０°）以下になったときに可能となるようにできる。この冷房可能設定温度や暖房可能設定温度設定装置で設定変更できるので、−５°Ｃや１０°Ｃ等の数値に限定されるものではない。

尚、通常の冷房運転のみを行う冷房運転モードや暖房運転のみを行う暖房運転モードは、モード選択スイッチ等で行うこともできる。

また、コントロールユニット２９は、通常の冷房運転のみを行う冷房運転モードや暖房運転のみを行う暖房運転モード、通常の冷房運転および暖房運転を自動的に行う自動空調モードを有する構成とできる。この際、車室１外の外気温度や車室１内の検出室内温度等に基づいて車室１内の温度が目標設定温度なるように車両用空調装置４を自動的に制御するように設定する。この場合、コントロールユニット２９は、車室１の内外の検出温度等に基づいて冷房スイッチ３１及び暖房スイッチ３２を自動的にＯＮ・ＯＦＦする構成とする。

また、エアコンスイッチ（空調スイッチＡＣ）３８からのＯＮ・ＯＦＦ信号をコントロールユニット２９に入力すると共に、補助暖房スイッチ３９からのＯＮ・ＯＦＦ信号をコントロールユニット２９に入力するようにする。

また、コントロールユニット２９には、メモリ４０が接続されていると共に、車速センサ等の走行速度センサ（走行状態検出装置）４１からの車両の走行速度検出信号（走行状態検出信号）、エンジン回転センサ(駆動状態検出装置）４２からのエンジン回転検出信号(駆動状態検出信号）、アクセル開度センサ(駆動状態検出装置）４３からのアクセル開度検出信号(駆動状態検出信号）が入力されるようになっている。更に、コントロールユニット２９は、燃料噴射制御回路(駆動状態検出装置）４４を介して燃料噴射装置４５を作動制御するようになっている。この際、燃料噴射制御回路４４による作動制御信号(駆動状態検出信号）がコントロールユニット２９により検出されるようになっている。

そして、エアコンスイッチ３８がＯＮしているときに、コントロールユニット２９により冷房スイッチ３１及び暖房スイッチ３２のＯＮ・ＯＦＦ制御を行うようにする。

この際、コントロールユニット２９による冷房スイッチ３１及び暖房スイッチ３２のＯＮ・ＯＦＦ制御は、車両各部の温度，圧縮機１１の回転数や補助暖房スイッチ３９からのＯＮ・ＯＦＦ状態等に基づいて行われる。

しかも、コントロールユニット２９は、補助暖房スイッチ３９がオンさせられていて、補助暖房運転モードになっているときに、車両各部の温度，圧縮機１１の回転数等の条件に加え、走行速度センサ４１からの車両の走行速度検出信号、エンジン回転センサ４２からのエンジン回転検出信号、アクセル開度センサ４３からのアクセル開度検出信号、燃料噴射制御回路４４による作動制御信号等に基づいて、車両が登坂走行状態にあるか下り坂走行状態にあるかを検出して、電磁クラッチＣＬを断続制御（オン・オフ制御）することにより圧縮機１１のオン・オフ制御を行うようになっている。

ここで、車両各部の温度としては、吸込温度センサ３３，内気温度センサ３４，外気温度センサ３５，水温検出センサ３０等からの温度検出信号、冷媒圧力センサ３６の冷媒圧力検出信号，回転検出センサ３７からの回転数検出信号等がある。しかも、コントロールユニット２９は、吸込温度センサ３３の温度検出信号に基づき空調ユニット５内への空気の吸込温度を求め、内気温度センサ３４の温度検出信号に基づき車室１内の空気の吸込温度を求めると共に、外気温度センサ３５の温度検出信号に基づいて車室１外の空気の外気温度を求めるようになっている。

尚、上述した冷房可能設定温度（例えば−５°Ｃ）や暖房可能設定温度（例えば１０°）がある場合に、冷房可能設定温度（例えば−５°Ｃ）と暖房可能設定温度（例えば１０°）との間の温度領域が冷房運転および暖房運転可能な領域として重複しているので、この重複する領域では通常の冷房運転を優先させる制御（後述するオート冷暖房運転制御）をコントロールユニットに２９に実行させる。
［作用］
次に、このコントロールユニット２９による車両用空調装置４の制御作用を説明する。
[I].通常の冷暖房運転制御
（１）．冷房スイッチ３１のオン操作による冷房運転
エンジン３の始動後に冷房スイッチ３１からのＯＮ信号がコントロールユニット２９に入力されると、コントロールユニット２９は通常の冷房運転の制御を開始する。

この際、コントロールユニット２９は、三方電磁切換弁１７を作動制御して、この三方電磁切換弁１７により、圧縮機１１の冷媒出口（図示せず）と第１バイパス冷媒配管１７ａとの連通を遮断させると共に、圧縮機１１の冷媒出口（図示せず）とコンデンサ１２の冷媒入口（図示せず）を連通させる。

この後、コントロールユニット２９は、ヒーターユニット８のドア駆動装置（ドア駆動手段）８ｃ１を作動制御して、ミックスドア８ｃによりヒーターコア８ａのエア通路（図示せず）の上流側を閉成すると共に、インテークユニット６ｂのドア駆動手段６ｃ１を作動制御して、インテークユニット６ｂの外気取入口６ｂ１を閉成すると共に内気取入口６ｂ２を開かせる。

これに伴い、コントロールユニット２９は、ブロワ６ａを作動させて内気取入口６ｂ２から車室１内の空気を吸い込ませる。この吸い込まれた空気は、空調風路５ａを流れてエバポレータ７ａの図示しないエア通路（エア風路）内を流れて通過した後、ヒーターユニット８のバイパス風路８ｂ，混合室８ｄを介して吹出口８ｅから車室１内に吹き出される。

一方、コントロールユニット２９は、圧縮機１１を作動制御してガス状の冷媒（冷媒ガス）の圧縮を開始し、高温高圧の圧縮冷媒を第１の冷房冷媒配管１１ａに吐出する。この圧縮冷媒は、三方電磁切換弁１７を介してコンデンサ１２に供給されて、コンデンサ１２で冷却され、凝縮し液体冷媒（冷媒液）となる。この液体冷媒は、リキッドタンク１３に貯留された後、第２の冷房冷媒配管１３ａを介して第１の膨張手段又は減圧手段１４に供給されて膨張（減圧）される。

この減圧された液体冷媒は、車室１内のエバポレータ７ａに供給されて、ブロワ６ａから送風され且つエバポレータ７ａの図示しないエア通路を流れる車室１の空気の熱を吸収し、空気の温度を低下させる。この温度が低下した空気は上述したように吹出口８ｅから車室１内に吹き出されて、車室１内を冷房する。

この際、吸熱により第１の膨張手段又は減圧手段１４からの液体冷媒（冷媒液）は蒸発させられてガス状の冷媒（冷媒ガス）となり、この冷媒（冷媒ガス）は第３の冷房配管７ａ１，第１の一方向弁１５，第４の冷房冷媒配管１５ａ，アキュームレータ１６を介して圧縮機１１に戻されて循環し、圧縮機１１で圧縮される。
（２）．外気温度が低い場合の暖房スイッチ３２のＯＮ操作による暖房運転
また、車両の図示しないイグニッションスイッチをＯＮさせて、エンジン３を始動させると、エンジン３のウォータージャケット（図示せず）のエンジン冷却水の水温が水温検出センサ３０で検出され、この水温検出センサ３０から温度検出信号が出力され、この温度検出信号がコントロールユニット２９に入力される。

この状態で、暖房スイッチ３２をＯＮさせて、このＯＮ信号を車両用空調装置４の暖房運転の指令としてコントロールユニット２９に入力すると、コントロールユニット２９は水温検出センサ３０の温度検出信号からエンジン冷却水の温度が車室１内の暖房に必要な温度（所定温度）に達しているか否かを判断する。

そして、コントロールユニット２９は、冬期等の外気温度が低い場合におけるエンジン始動初期に、エンジン冷却水の温度（水温）が車室１内の暖房に必要な温度（所定温度）に達していないと判断すると、三方電磁切換弁１７を作動制御する。

この際、コントロールユニット２９は、三方電磁切換弁１７により、圧縮機１１の冷媒出口（図示せず）とコンデンサ１２の冷媒入口（図示せず）を遮断すると共に、圧縮機１１の冷媒出口（図示せず）とバイパス流路の第１バイパス冷媒配管１７ａとを連通させる。この状態では、圧縮機１１を作動させても、冷媒がコンデンサ１２，リキッドタンク１３，第１の膨張手段又は減圧手段１４，エバポレータ７ａ等を流れることはない。

この後、コントロールユニット２９は、ヒーターユニット８のドア駆動装置８ｃ１を作動制御して、ミックスドア８ｃによりヒーターコア８ａのエア通路（図示せず）の上流側を開くと共に、インテークユニット６ｂのドア駆動手段６ｃ１を作動制御して、インテークユニット６ｂの外気取入口６ｂ１を閉成すると共に内気取入口６ｂ２を開かせる。

この状態で、コントロールユニット２９は、ブロワ６ａを作動させて内気取入口６ｂ２から車室１内の空気を吸い込ませる。この吸い込まれた空気は、空調風路５ａを流れてエバポレータ７ａの図示しないエア通路（エア風路）内を流れて通過した後、ヒーターユニット８のエア通路（図示せず），混合室８ｄを介して吹出口８ｅから車室１内に吹き出される。この状態で、圧縮機１１を作動させても、エバポレータ７ａには上述したように冷媒が供給されていないので、ブロワ６ａで送風される空気がエバポレータ７ａのエア通路（図示せず）内を通過しても、空気がエバポレータ７ａで冷却されることはない。

一方、コントロールユニット２９は、圧縮機１１を作動させて冷媒ガスを圧縮させ、高温高圧の圧縮冷媒を第１の冷房冷媒配管１１ａに吐出させる。この圧縮冷媒は、三方電磁切換弁１７，第１バイパス冷媒配管１７ａ，第１の外部熱交換器１８，第２バイパス冷媒配管１８ｂ，第２の外部熱交換器１８ａ，第２の膨張手段又は減圧手段１９，第３の外部熱交換器２０，第３バイパス冷媒配管２０ａ，第２の一方向弁２１，アキュームレータ１６等の順に流れて圧縮機１１に戻され循環する。

この際、圧縮冷媒は、第１の外部熱交換器１８で放熱され凝縮されて高温高圧の液体冷媒になった後、冷媒用熱交換手段２３の第２の外部熱交換器１８ａ，減圧手段１９．第３の外部熱交換器２０の順に流れて、第３の外部熱交換器２０から第３バイパス冷媒配管２０ａに流出させられる。

これに伴い、第２の外部熱交換器１８ａに流入した液体冷媒の熱は、第３の外部熱交換器２０内の冷媒に吸熱される。また、この吸熱された液体冷媒は、第２の外部熱交換器１８ａから減圧手段１９に供給される。

このとき、この液体冷媒は、第２の膨張手段又は減圧手段１９で膨張・減圧させられて第３の外部熱交換器２０内に流入し、第３の外部熱交換器２０内で蒸発させられる。この蒸発する冷媒は、上述したように第２の外部熱交換器１８ａからの熱を第３の外部熱交換器２０内で吸収して蒸発させられて冷媒ガスとなる。このようにして蒸発させられた冷媒ガスは、第３バイパス冷媒配管２０ａ，第１の一方向弁１５，アキュームレータ１６を介して圧縮機１１に戻される。

また、エンジン３（図示しない）のウォータージャケットからエンジン冷却水は、水用熱交換器２５を介してヒーターコア８ａ内に流入した後、ヒーターコア８ａから流出してエンジン３のウォータージャケット（図示せず）に戻され循環する。

これに伴い、圧縮冷媒は、第１の外部熱交換器１８を流れる際に、第１の外部熱交換器１８と水用熱交換器２５との間で熱の授受を行い、水用熱交換器２５内をヒーターコア８ａ側に流れるエンジン冷却水を加熱する。

この第１の外部熱交換器１８及び水用熱交換器２５で加熱されたエンジン冷却水は、ヒーターコア８ａに供給されて、ヒーターコア８ａのエア通路（図示せず）を流れる空気を加熱して暖める。そして、この暖められた空気は、吹出口８ｅから車室１内に吹き出されて車室１内を暖めることになる。
[II]．オート冷暖房運転制御
図示しないイグニッションキーを操作してコントロールユニット２９を作動させた後に、イグニッションキーによりイグニッションスイッチＩＧＮをＯＮさせてエンジン３を作動させると、車両各部の温度（吸込温度センサ３３，内気温度センサ３４，外気温度センサ３５，水温検出センサ３０等）からの温度検出信号や、冷媒圧力センサ３６の冷媒圧力検出信号、圧縮機１１の回転数検出信号、補助暖房スイッチ３９からのＯＮ・ＯＦＦ信号等がコントロールユニット２９に入力される。

これに伴い、コントロールユニット２９は、車室内外の検出温度や圧縮機の回転数に基づく冷暖房運転制御を開始する。即ち、コントロールユニット２９は、イグニッションスイッチＩＧＮによりエンジン３を作動させると、車両各部の温度（吸込温度センサ３３，内気温度センサ３４，外気温度センサ３５，水温検出センサ３０等）からの温度検出信号や、冷媒圧力センサ３６の冷媒圧力検出信号、圧縮機１１の回転数、補助暖房スイッチ３９からのＯＮ・ＯＦＦ状態等に基づいて、冷房スイッチ３１及び暖房スイッチ３２のＯＮ・ＯＦＦ制御や電磁クラッチＣＬのＯＮ・ＯＦＦ（断続）制御を以下のように行う。
(Ａ).冷暖房運転切換制御
（ｉ）.補助暖房スイッチ３９がＯＦＦ時の車両用空調装置４の制御
先ず、コントロールユニット２９は、イグニッションスイッチＩＧＮによりエンジン３を作動させられると共に、エアコンスイッチ３８がオン操作されると、マニュアルスイッチ即ち補助暖房スイッチ３９がＯＮされたか否かを判断し、ＯＮされていなければ通常空調モードで車両用空調装置４の制御を行う。
（ii）．補助暖房スイッチ３９がＯＮ時の車両用空調装置４の制御
（a).エンジン冷却水の水温が６５°Ｃ以上の場合
また、コントロールユニット２９は、マニュアルＳＷである補助暖房スイッチ３９がＯＮしていれば、エンジン冷却水の初期水温が６５°Ｃ（設定温度）以上であるか否かを水温検出センサ３０から温度検出信号から判断する。そして、コントロールユニット２９は、エンジン冷却水の初期水温が６５°Ｃ以上であれば通常空調モードで車両用空調装置４の制御を行う。
(b).エンジン冷却水の水温が６５°Ｃ未満の場合
(b-1).外気温度が−５°Ｃ以下の場合
また、コントロールユニット２９は、エンジン冷却水の初期水温が例えば６５°Ｃ未満であれば、外気温度センサ３５からの温度検出信号に基づいて外気温度が何度であるかを判断する。そして、コントロールユニット２９は、外気温度が−５°Ｃ以下の場合にはスイッチング素子としての暖房スイッチ３２をＯＮさせて、三方電磁切換弁１７を作動制御して、圧縮機１１の冷媒出口（図示せず）とコンデンサ１２の冷媒入口（図示せず）を遮断させると共に、圧縮機１１の冷媒出口（図示せず）とバイパス流路の第１バイパス冷媒配管１７ａとを連通させて、三方電磁切換弁１７の切換位置を暖房側にして、車両用空調装置４を補助暖房運転モードにする。

(b-2).外気温度が−５°Ｃを超えた場合
また、コントロールユニット２９は、外気温度が−５°Ｃを超えた場合、三方電磁切換弁１７を作動制御して、圧縮機１１の冷媒出口（図示せず）とコンデンサ１２の冷媒入口（図示せず）を連通させると共に、圧縮機１１の冷媒出口（図示せず）とバイパス流路の第１バイパス冷媒配管１７ａとを遮断させる。これにより、三方電磁切換弁１７の切換位置が冷房側に切り替えられて、車両用空調装置４が冷房運転モードになる。

しかし、外気温度が−５°Ｃを超えても車室内の温度が設定温度（例えば２０°Ｃ〜２５°Ｃ）より低い場合には、車室内を暖房をする必要性が生じることもある。この暖房の制御は、内気温度センサ３４により車室内の温度を検出して、この温度が車室内設定温度より低い場合に行うように設定されている。
(Ｂ).補助暖房運転モードにおける制御
この補助暖房運転モードにおいてコントロールユニット２９は、三方電磁切換弁１７を作動制御して、圧縮機１１の冷媒出口（図示せず）とコンデンサ１２の冷媒入口（図示せず）を遮断させると共に、圧縮機１１の冷媒出口（図示せず）とバイパス流路の第１バイパス冷媒配管１７ａとを連通させて、三方電磁切換弁１７の切換位置を暖房側にする。

また、この補助暖房運転モードにおいてコントロールユニット２９は、電磁クラッチＣＬをＯＮさせ、エンジン３の回転出力を圧縮機（コンプレッサ）１１に伝達させてエンジン３により圧縮機１１を回転駆動させ、車両用空調装置４の補助暖房運転モードの制御を開始する。

このコントロールユニット２９は、補助暖房運転モードの制御が開始されると、エンジン冷却水の温度が図５の水温変化線Ｅｔに示したように時間の経過に伴い上昇させられる。この際、コントロールユニット２９は、エンジン冷却水の温度上昇を水温検出センサ３０からの水温検出信号から求める。通常の定常速度での走行では、エンジン冷却水の温度上昇が時間ｔ₁からｔ₃で示すように緩い傾斜で直線的に増加する。

このような補助暖房運転モードにおいて、コントロールユニット２９は、車両各部の温度，圧縮機１１の回転数等の条件に加え、車速センサ等の走行速度センサ４１からの車両の走行速度検出信号、エンジン回転センサ４２からのエンジン回転検出信号、アクセル開度センサ４３からのアクセル開度検出信号、燃料噴射制御回路４４による燃料噴射装置４５の作動制御信号等に基づいて、車両が登坂走行状態にあるか下り坂走行状態にあるかを検出して、電磁クラッチＣＬを断続制御（オン・オフ制御）することにより圧縮機１１のオン・オフ制御を行うようになっている。

即ち、コントロールユニット２９は、補助暖房運転モードに入ると、図４のステップＳ１０〜ステップＳ２０の制御を開始する。
＜ステップＳ１０＞
このステップＳ１０においてコントロールユニット２９は、走行速度センサ４１からの車両の走行速度検出信号、エンジン回転センサ４２からのエンジン回転検出信号、アクセル開度センサ４３からのアクセル開度検出信号、燃料噴射制御回路４４による燃料噴射装置４５の作動制御信号等が入力されると、ステップＳ１１に移行する。
＜ステップＳ１１＞
このステップＳ１１においてコントロールユニット２９は、走行速度センサ４１からの車両の走行速度検出信号、エンジン回転センサ４２からのエンジン回転検出信号、アクセル開度センサ４３からのアクセル開度検出信号等から、車両が登坂走行状態にあるか否かを判断し、車両が登坂走行状態にある場合にはステップＳ１６に移行し、車両が登坂走行状態にない場合にはステップＳ１２に移行する。

この判断は、アクセル開度やエンジン回転数、車両の走行速度等に基づいて行われる。例えば、車両が基準積載重量で平坦で水平な道路を走行している走行状態を基準走行状態とし、

基準走行状態におけるアクセル開度に対するエンジン回転数を基準エンジン回転数、車両の走行速度を基準走行速度としたとき、
アクセル開度に対応するエンジン回転数が基準エンジン回転数に対して低く、かつ、アクセル開度に対応する走行速度が基準走行速度に対して遅い場合、車両が登坂走行状態にあると判断できる。

尚、傾斜センサ、加速度センサ、ナビゲーションマップ上での現在位置或いはＧＰＳからの高度検出信号の変化等から車両が登坂状態であるか否かを判断するようにすることもできる。
＜ステップＳ１２＞
本ステップＳ１２において燃料噴射装置４５からエンジン３への燃料供給がカットされているか否かを判断する。即ち、コントロールユニット２９は、ステップＳ１１において車両が登坂走行状態にないと判断されて本ステップに移行すると、車両が燃料カットをしているか否かを判断し、燃料カットをしていると判断した場合にはステップＳ１５に移行し、燃料カットをしていないと判断した場合にはステップＳ１３に移行する。
＜ステップＳ１３＞
このステップＳ１３においてコントロールユニット２９は、エンジン冷却水の温度の変化の状態を水温検出センサ３０からの水温検出信号から求め、ステップＳ１４に移行する。この際の温度変化の状態としては、エンジン冷却水の水温が７０°Ｃ以下である状態１と、エンジン冷却水の水温が７０°Ｃに達した状態２とがあり、で状態１、状態２間でヒステリシス５°Ｃとしている。
＜ステップＳ１４＞
このステップＳ１４においてコントロールユニット２９は、エンジン冷却水の温度の変化が状態１であるか状態２であるかを判断し、状態１である場合にはステップＳ１５に移行し、状態２である場合にはステップＳ２０に移行する。
＜ステップＳ１５＞
ここで、ステップＳ１２においてエンジン３への燃料供給がカットされている（ｙｅｓ）と判断された場合には、車両が下り坂走行状態にあるか、平坦な道路を惰性走行している状態にあると判断できる。

この車両が下り坂走行状態にある場合はエンジン3への燃料供給量が少ないので、エンジン３は燃料の燃焼による発熱の少ない状態となる。また、平坦な道路を惰性走行している状態にある場合は燃料の供給量が少ないので、エンジン３は燃料の燃焼による発熱が少ない状態となる。

このような状態が継続した場合、空調風路５ａから車室内に冷たい空気が吹き出されることになり、好ましくない。また、エンジン３の暖気運転の関係でも好ましくない。

また、通常、車両が下り坂走行状態にある場合、エンジンブレーキを使用したり、フットブレーキを使用したりして、車両の速度をコントロールするのが普通である。しかし、エンジンブレーキやフットブレーキを使用したりした場合には、無駄なエネルギーを消費することになる。

従って、本ステップＳ１５においてコントロールユニット２９は、電磁クラッチＣＬをオンさせて、エンジン3の出力軸３ａの回転力を圧縮機１１に伝達させることにより、圧縮機１１を作動（ＯＮ）させて、冷媒の圧縮を開始させる。この際、コントロールユニット２９は、三方電磁切換弁１７により、圧縮機１１の冷媒出口（図示せず）とコンデンサ１２の冷媒入口（図示せず）を遮断すると共に、圧縮機１１の冷媒出口（図示せず）とバイパス流路の第１バイパス冷媒配管１７ａとを連通させた状態とする。この結果、圧縮機１１で圧縮された圧縮冷媒は暖房補助ヒーターである第１の外部熱交換器１８に供給されて、第１の外部熱交換器１８がＯＮされている状態となり、この水用熱交換器２５と第１の外部熱交換器１８との間で熱の授受が行なわれる。この熱の授受により、圧縮機１１から第１の外部熱交換器１８に供給される高温高圧の圧縮冷媒の熱で水用熱交換器２５内のエンジン冷却水が加熱されることになる。これにより、エンジン冷却水の水温の低下を防止することができる。

また、本ステップＳ１５においては、エンジン3の出力軸３ａの回転力が圧縮機１１に伝達させられて圧縮機１１を作動させられるので、下り坂走行時に圧縮機１１がブレーキの作用をすることになる。これにより、下り坂走行時にフットブレーキにより熱として放出していたエネルギーを圧縮機１１の冷媒圧縮エネルギーとし、補助暖房エネルギーとして回収することができる。

そして、コントロールユニット２９は、このような補助暖房の制御を開始した後、ステップＳ１０に戻ってループする。
＜ステップＳ１６＞
コントロールユニット２９は、ステップＳ１１において、車両が登坂走行状態にあると判断され、本ステップＳ１６に移行すると、エンジン冷却水の温度（水温Ｔｚ）を水温検出センサ３０からの水温検出信号から求め、ステップＳ１７に移行する。本ステップでの、水温Ｔｚは、水温変化線Ｅｔ上にあるものとする。
＜ステップＳ１７＞
このステップＳ１７においてコントロールユニット２９は、ステップＳ１６で求めたエンジン冷却水の温度（水温Ｔｚ）が登坂時の判定温度Ｚと同じか又は判定温度Ｚより高いかを判断する。そして、水温Ｔｚが判定温度Ｚより低ければステップＳ１２に移行し、水温Ｔｚが判定温度Ｚと同じか又は判定温度Ｚより高い場合にはステップＳ１８に移行する。

ここで、判定温度Ｚを例えば４０°Ｃとして、ステップＳ１６で検出したエンジン冷却水の温度Ｔｚが４５°Ｃの場合、エンジン冷却水の温度Ｔｚは判定温度Ｚより高いので、本ステップＳ１７ではＹＥＳとなりステップＳ１８へ移行する。また、エンジンン冷却水の温度Ｔｚが例えば３５°Ｃの場合、エンジンン冷却水の温度Ｔｚは判定温度Ｚの４０°Ｃより低いので、本ステップ１７ではＮＯとなりＳステップ１２へ移行する。 尚、この判断温度Ｚは、４０°Ｃに限定されるものではない。
＜ステップＳ１８＞
このステップＳ１８においてコントロールユニット２９は、水温変化率αを求めてステップＳ１９に移行する。

この水温変化率αは、図５の水温変化線図Etにおいて、経過時間ｘ_nに対する温度変化をｙ_nとすると、ｄｙ_n／ｄｘ_nとｄｙ_n-1／ｄｘ_n-1から、
α＝（ｄｙ_n／ｄｘ_n）／（ｄｙ_n-1／ｄｘ_n-1）
として求める。
＜ステップＳ１９＞
ここで、図５の時間ｔ３からｔ４の間に水温変化線Ｅｔが目標温度７０°Ｃになったとき、従来であれば圧縮機１１の作動を時間ｔ₃₄において停止させるようにしている。しかし、登坂走行状態にある場合には、時間ｔ₃から時間ｔ₄まではエンジン冷却水の水温が上昇する傾向にあるので、エンジン冷却水の水温が上昇する。この結果、登坂走行状態にある場合には、エンジン冷却水を圧縮機１１からの圧縮冷媒により補助加熱しない状態で、エンジン冷却水で車室１内の暖房を行っても、冷風が車室１内に吹き出されることはないので、圧縮機１１を停止させて、圧縮機１１の圧縮冷媒によりエンジン冷却を補助加熱しなくても良いことが分かる。

また、図５の時間ｔ₅でエンジン冷却水の水温が復帰温度６５°Ｃになったとすると、従来はこの時間ｔ₅で圧縮機１１を作動させるようにしている。このため、下り坂走行時に復帰温度６５°Ｃになったのを検出させて、圧縮機１１を作動させることにより、暖房補助ヒーターである第１の外部熱交換器１８を用いて圧縮機１１からの圧縮冷媒によりエンジン冷却水を加熱させた場合、エンジン冷却水の水温が目標温度７０°Ｃに復帰させるまでの時間が遅れることになる。

このように、車両が下り坂走行状態になったときに、車両が下り坂走行状態になったのを検出して圧縮機１１を作動させることにより、エンジン冷却水を暖房補助ヒーターである第１の外部熱交換器１８を用いて圧縮機１１からの圧縮冷媒によりエンジン冷却水を直ちに加熱させることができる。

従って、本ステップＳ１９においてコントロールユニット２９は、水温変化率αが１より大きいか否かを求め、水温変化率αが１より小さい場合にはステップＳ１３に移行し、水温変化率αが１より大きい場合にはステップＳ２０に移行する。

尚、水温変化率αが１より大きい場合には、図５の時間ｔ₃以降において水温変化線Ｅｔの傾斜が急激に大きくなっている状態で、登坂走行状態であることが分かる。また、水温変化率αが１より小さい場合には、図５の時間ｔ₄以降において水温変化線Ｅｔの傾斜が急激に小さくなって、下り坂走行状態であることが分かる。
＜ステップＳ２０＞
ここで、ステップＳ１４において、エンジン冷却水の水温が７０°Ｃ以上である状態２にあると判断された場合、エンジン冷却水の水温が高い状態にある。従って、ステップＳ１４から本ステップＳ２０に移行した場合、コントロールユニット２９は、電磁クラッチＣＬをＯＦＦさせて、エンジン3の出力軸３ａから圧縮機１１への回転伝達を停止させることにより、圧縮機１１を停止（ＯＦＦ）させて、ステップＳ１０に戻りループする。これにより圧縮機１１から暖房補助ヒーターである第１の外部熱交換器１８への圧縮冷媒の供給が停止され、第１の外部熱交換器１８によるエンジン冷却水の加熱が停止（ＯＦＦ）される。

以上説明したように、この発明の実施の形態の車両用空調装置４は、冷媒を、車両に搭載された圧縮機、車室１外の冷媒凝縮用のコンデンサ１２，第１の膨張手段又は減圧手段１４，エバポレータ７ａの順に循環させる冷房用冷媒循環回路（９）を有する。また、この車両用空調装置４は、冷却水を前記車両の熱発生部の冷却水通路と車室１内のヒーターコアとの間で循環させる暖房用冷却水循環回路（１０）を有する。この冷却水は、エンジン駆動式の車両であればエンジン（熱発生部）のウォータージャケット（冷却水通路）に循環されるエンジン冷却水であり、モータ駆動式の車両であれば車両駆動用の電動モータ（熱発生部）のモータハウジングに設けられたウォータージャケット（冷却水通路）内のモータ冷却水である。また、冷却水は、車両の駆動又は作動時に発熱する二次電池等の車両発熱部以外の車両発熱部の冷却に利用される発熱部冷却水であっても良い。尚、車両駆動用のエンジンや電動モータ、電動モータへの電力供給源である二次電池等は、車両駆動装置ということができるし、車両動作時の発熱部ということもできる。

また、車両用空調装置４は、前記コンデンサ１２及び前記エバポレータ７ａと並列に接続され、前記圧縮機１１に接続されたバイパス流路と、前記圧縮機１１の冷媒吐出口と前記コンデンサ１２とのいずれかに切り換え連通させる電磁切換弁（三方電磁切換弁１７）を有する。更に、車両用空調装置４は、前記ヒーターコア８ａへの流路途中に介装された水用熱交換手段（水用熱交換装置）２５及び前記バイパス流路の途中に設けられて前記水用熱交換手段２５との間で熱の授受を行う冷媒用熱交換手段（冷媒用熱交換装置）を有する冷却水加熱用熱交換手段（冷水加熱用熱交換装置）２８を有する。更に、車両用空調装置４は、前記冷却水の冷却水温度を検出する水温検出センサ３０と、前記車室外の外気温度を検出させる外気温度センサ３５と、前記車室内の内気温度を検出させる内気温度センサ３４を備えている。しかも、車両用空調装置４は、前冷却水温度、前記外気温度および前記内気温度の少なくとも一つの温度条件に基づき前記電磁切換弁（三方電磁切換弁１７）の切換制御を行って、前記圧縮機１１の冷媒吐出口を前記冷房用冷媒循環回路９ａに接続させ且つ前記圧縮機１１を作動させる通常空調モードと、前記圧縮機１１の冷媒吐出口を前記バイパス流路に接続させ且つ前記圧縮機１１を作動させる補助暖房運転モードと、を選択実行させる制御手段（制御装置であるコントロールユニット２９）を有する。前記制御手段(コントロールユニット２９）は、前記補助暖房運転モードにおいて、前記冷却水の冷却水温度が上昇傾向にあると判断したとき前記圧縮機１１の作動を停止させ、前記冷却水の冷却水温度が下降傾向にあると判断したとき前記圧縮機１１を作動させるようになっている。

この構成によれば、車両の走行条件が変化して、冷却水の冷却水温度が上昇傾向にあると判断したとき、圧縮機１１の作動を停止させても、冷却水の熱を車室内の暖房に利用しても暖房状態が悪化することはないので、圧縮機１１の作動を停止させることで、無駄なエネルギー消費をなくすことができる。

しかも、冷却水温度が下降傾向にあると判断した時は、圧縮機１１を作動させることにより、圧縮冷媒を暖房補助ヒーターである第１の外部熱交換器１８に供給して、圧縮冷媒による冷却水の加熱をオン状態にして暖房能力悪化を防止することができる。

また、この発明の実施の形態の車両用空調装置４は、前記制御手段(コントロールユニット２９）は、前記補助暖房運転モードにおいて、前記車両が登坂走行状態にあると判断したとき、前記圧縮機１１の作動を停止させる一方、前記車両が下り坂走行状態にあると判断したとき、前記圧縮機１１を作動させるようになっている。

この構成によれば、車両が登坂走行状態にあるために冷却水温度が上昇傾向にあると判断したとき、圧縮機１１の作動を停止させることで、無駄なエネルギーの消費を防止できる。しかも、下り坂走行状態等で、圧縮機１１を駆動させる事で、フットブレーキ、等でエネルギーを熱として捨てることなく、暖房エネルギーへ回収することができるので、暖房性能の維持、補助ヒーター作動中の省動力化の向上が図れるようにすることができる。

更に、車両用空調装置４は、前記車両の走行状態を検出して走行状態検出信号を前記制御手段に入力する走行状態検出装置（走行速度センサ４１）と、車両の走行駆動装置の駆動状態を検出して駆動状態信号を前記制御手段(コントロールユニット２９）に入力する駆動状態検出装置（エンジン回転センサ４２，アクセル開度センサ４３，燃料噴射制御回路４４）を備えている。前記制御手段(コントロールユニット２９）は、前記補助暖房運転モードにおいて、前記走行状態検出信号および前記駆動状態検出信号から前記車両が登坂走行状態にあるか、下り坂走行状態にあるかを判断する。

この際、車両が登坂走行状態にあるために冷却水温度が上昇傾向にあるとき、エンジン３と圧縮機１１の連動を断っても、エンジン冷却水の水温が加熱傾向にあるので、圧縮冷媒によるエンジン冷却水の加熱（加熱補助）は不要となる。このため、車両が登坂走行状態にあるために冷却水温度が上昇傾向にあると判断したとき、エンジン３と圧縮機１１の連動を断って圧縮機１１の作動を停止させることにより、補助ヒーターである第１の外部熱交換器１８への圧縮冷媒の供給を停止させても、暖房性能が低下することはない。この結果、車両が登坂走行状態にあるために冷却水温度が上昇傾向にあると判断したとき、圧縮機１１の作動を停止させることで、無駄なエネルギーの消費を防止できる。

また、車両が下り坂走行状態にあるときに、エンジン３への燃料の供給はカットされる傾向にあるが、この場合には、圧縮機１１をエンジン３に連動させ、圧縮機１１を作動させることで、圧縮機１１の負荷を車両のエンジンブレーキとして利用できる。これらの結果、下り坂走行状態等で、冷媒圧縮機（コンプレッサ）を駆動させる事で、フットブレーキ、等でエネルギーを熱として捨てることなく、暖房エネルギーへ回収することができるように構成することも可能になるので、暖房性能の維持、補助ヒーター作動中の省動力化の向上が図れるようにすることができる。

また、この発明の実施の形態の車両用空調装置４において、前記車両の熱発生部は前記車両を駆動するエンジン３であり、前記圧縮機１１は前記エンジン３の出力軸３ａにクラッチ(電磁クラッチＣＬ)を介して断続可能に設けられていると共に、前記制御手段(コントロールユニット２９）は、前記補助暖房運転モードにおいて、前記車両が登坂走行状態にあると判断したとき、または、前記冷却水の冷却水温度が上昇傾向にあると判断したとき、前記クラッチ(電磁クラッチＣＬ)をオフさせて前記圧縮機１１の作動を停止させる一方、前記車両が下り坂走行状態にあると判断したとき、または、前記冷却水の冷却水温度が下降傾向にあると判断したとき、前記クラッチ(電磁クラッチＣＬ)をオンさせて前記圧縮機１１を作動させて、前記圧縮機１１の作動負荷を前記出力軸３ａに前記車両のブレーキ力として作用させるようになっている。

１・・・車室
３・・・エンジン
３ａ・・・出力軸
４・・・車両用空調装置
７ａ・・・エバポレータ
９・・・冷房用冷媒循環回路
９ａ・・・冷房用冷媒循環回路
１０・・・暖房用冷却水循環回路
１１・・・圧縮機
１２・・・コンデンサ
１４・・・第１の膨張手段又は減圧手段
１７・・・三方電磁切換弁（電磁切換弁）
２５・・・水用熱交換手段（水用熱交換装置）
２８・・・冷却水加熱用熱交換手段（冷水加熱用熱交換装置）
２９・・・コントロールユニット（制御手段）
３０・・・水温検出センサ
３４・・・内気温度センサ３
３５・・・外気温度センサ
４１・・・走行速度センサ（走行状態検出装置）
４２・・・エンジン回転センサ（駆動状態検出装置）
４３・・・アクセル開度センサ（駆動状態検出装置）
４４・・・燃料噴射制御回路（駆動状態検出装置）
ＣＬ・・・電磁クラッチ

Claims (4)

1. 冷媒を、車両に搭載された圧縮機、車室外の冷媒凝縮用のコンデンサ，第１の膨張手段又は減圧手段，車室内の空気冷却及び液体冷媒蒸発用のエバポレータの順に循環させる冷房用冷媒循環回路と、
   冷却水を前記車両の熱発生部の冷却水通路と前記車室内のヒーターコアとの間で循環させる暖房用冷却水循環回路と、
   前記コンデンサ及び前記エバポレータと並列に接続され、前記圧縮機に接続されたバイパス流路と、
   前記圧縮機の冷媒吐出口を前記コンデンサと前記バイパス流路とのいずれかに切り換え連通させる電磁切換弁と、
   前記ヒーターコアへの流路途中に介装された水用熱交換手段及び前記バイパス流路の途中に設けられて前記水用熱交換手段との間で熱の授受を行う冷媒用熱交換手段を有する水加熱用熱交換手段と、
   前記冷却水の冷却水温度を検出する水温検出センサと、
   前記車室外の外気温度を検出させる外気温度センサと、
   前記車室内の内気温度を検出させる内気温度センサと、
   前記冷却水温度、前記外気温度および前記内気温度の少なくとも一つの温度条件に基づき前記電磁切換弁の切換制御を行って、前記圧縮機の冷媒吐出口を前記冷房用冷媒循環回路に接続させ且つ前記圧縮機を作動させる通常空調モードと、前記圧縮機の冷媒吐出口を前記バイパス流路に接続させ且つ前記圧縮機を作動させる補助暖房運転モードと、を選択実行させる制御手段と、を備える車両用空調装置であって、
   前記制御手段は、前記補助暖房運転モードにおいて、前記冷却水の冷却水温度が上昇傾向にあると判断したとき前記圧縮機の作動を停止させ、前記冷却水の冷却水温度が下降傾向にあると判断したとき前記圧縮機を作動させることを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１に記載の車両用空調装置において、
   前記制御手段は、前記補助暖房運転モードにおいて、前記車両が登坂走行状態にあると判断したとき、前記圧縮機の作動を停止させる一方、前記車両が下り坂走行状態にあると判断したとき、前記圧縮機を作動させることを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置において、
   車両の走行状態を検出して走行状態検出信号を前記制御手段に入力する走行状態検出装置と、
   車両の走行駆動装置の駆動状態を検出して駆動状態検出信号を前記制御手段に入力する駆動状態検出装置を備えると共に、
   前記制御手段は、前記補助暖房運転モードにおいて、前記走行状態検出信号および前記駆動状態検出信号から前記車両が登坂走行状態にあると判断したとき、前記圧縮機の作動を停止させる一方、前記走行状態検出信号および前記駆動状態検出信号から前記車両が下り坂走行状態にあると判断したとき、前記圧縮機を作動させることを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れかに記載の車両用空調装置において、
   前記車両の熱発生部は前記車両を駆動するエンジンであり、前記圧縮機は前記エンジンの出力軸にクラッチを介して断続可能に設けられていると共に、
   前記制御手段は、前記補助暖房運転モードにおいて、前記車両が登坂走行状態にあると判断したとき、または、前記冷却水の冷却水温度が上昇傾向にあると判断したとき、前記クラッチをオフさせて前記圧縮機の作動を停止させる一方、前記車両が下り坂走行状態にあると判断したとき、または、前記冷却水の冷却水温度が下降傾向にあると判断したとき、前記クラッチをオンさせて前記圧縮機を作動させて、前記圧縮機の作動負荷を前記出力軸に前記車両のブレーキ力として作用させることを特徴とする車両用空調装置。

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