車両用空調装置
【課題】外気温が非常に低い状態での車両の始動初期に、空調装置による車室内の暖房を開始したとき、冷たい空気が車室内に吹き出されることのない車両用空調装置を提供すること。
【解決手段】車両用空調装置４は、圧縮機１１の冷媒吐出口にバイパス流路を介してメインコンデンサ１２と並列に膨張手段又は減圧手段１４に接続され且つ送風装置（ブロワ６ａ）とエバポレータ７ａとの間に配設されたサブコンデンサ２０を有する。また、車両用空調装置４は、圧縮機１１の冷媒吐出口を前記メインコンデンサ１２とバイパス流路とのいずれかに切り換え連通させる切換弁（三方電磁切換弁１７）と、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（水用熱交換器２６）及びバイパス流路の途中に設けられて水用熱交換手段（水用熱交換器２６）との間で熱の授受を行う冷媒用熱交換手段（外部熱交換器１８）を有する水加熱用熱交換手段２７を有する。
【解決手段】車両用空調装置４は、圧縮機１１の冷媒吐出口にバイパス流路を介してメインコンデンサ１２と並列に膨張手段又は減圧手段１４に接続され且つ送風装置（ブロワ６ａ）とエバポレータ７ａとの間に配設されたサブコンデンサ２０を有する。また、車両用空調装置４は、圧縮機１１の冷媒吐出口を前記メインコンデンサ１２とバイパス流路とのいずれかに切り換え連通させる切換弁（三方電磁切換弁１７）と、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（水用熱交換器２６）及びバイパス流路の途中に設けられて水用熱交換手段（水用熱交換器２６）との間で熱の授受を行う冷媒用熱交換手段（外部熱交換器１８）を有する水加熱用熱交換手段２７を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷却水を利用して車室内の暖房を行う車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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一方、送風ファンにより車室内の空気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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３１０２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、外気温度が非常に低い状態においてエンジンを始動した場合、エンジン始動初期にはエンジン冷却水が高圧冷媒の熱で暖まるまでに時間がかかるものであった。このため、この状態で送風ファンにより車室内の空気をヒーターコアに供給し循環させても、空気が冷たい状態で車室内に吹き出されるので、即暖性が悪いものであった。
【０００８】
また、外気温度が非常に低い場合、エバポレータは送風ファンから送風される空気から吸熱する為、エバポレータ内の冷媒温度を空気温度以下とする必要がある。この際、冷媒圧力が低下し、冷媒の物性により圧縮機への吸入冷媒の密度が低くなることにより冷媒流量（冷媒循環量）が減少し、必要な性能を発揮することができないことがあった。
【０００９】
そこで、この発明は、外気温が非常に低い状態での車両の始動初期に、空調装置による車室内の暖房を開始したとき、冷たい空気が車室内に吹き出されることのない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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するため、本発明の車両用空調装置は、車室内へのエア吹出口が設けられた空調風路内に配設されたヒーターコアと、エアを吸い込んで前記空調風路内に送風する送風装置と、冷却水を前記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、冷媒を、圧縮機、車室外の冷媒凝縮用のメインコンデンサ，膨張手段又は減圧手段，前記空調風路内の前記送風装置と前記ヒーターコアとの間に配設されたエバポレータ、アキュームレータの順に循環させる冷房用冷媒循環回路と、前記圧縮機の冷媒吐出口にバイパス流路を介して前記メインコンデンサと並列に前記膨張手段又は減圧手段に接続され且つ前記送風装置と前記エバポレータとの間に配設されたサブコンデンサと、前記圧縮機の冷媒吐出口を前記メインコンデンサとバイパス流路とのいずれかに切り換え連通させる切換弁と、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を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の車両用空調装置によれば、外気温が非常に低い状態での車両の始動初期に、空調装置による車室内の暖房を開始したとき、冷たい空気が車室内に吹き出されることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明に係る車両用空調装置の概略配管図である。
【図２】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３】図１の車両用空調装置の制御回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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。この空調ユニット５は、内部に空調風路５ａを有する。
＜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，サブコンデンサ２０，クーラユニット７，ヒーターユニット８をこの順に備えている。尚、空調ユニット５のサブコンデンサ２０，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。
【００１５】
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（第１のエア取入口）６ｂ１と内気取入口（第２のエア取入口）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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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複数のエア吹出口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）を行わせる冷房用冷媒循環回路（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。
（冷房用冷媒循環回路９ａ）
この冷房用冷媒循環回路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の冷媒配管１１ａと、この第１の冷媒配管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メインコンデンサ１２を有する。
【００２０】
また、冷房用冷媒循環回路９ａは、冷媒入口（図示せず）がメインコンデンサ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の冷媒配管１３ａと、第２の冷媒配管１３ａの途中に介装された一方向弁１５と、第２の冷媒配管１３ａの他端に冷媒入口（図示せず）が接続された膨張手段又は減圧手段１４と、こ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。この冷房用冷媒循環回路に適用される膨張手段又は減圧手段とは、例えば膨張弁や冷媒配管１１ａの流路を絞るオリフィスである。
【００２１】
こ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。
【００２２】
更に、冷房用冷媒循環回路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の冷媒配管７ａ１と、第３の冷媒配管７ａ１の他端に接続された気液分離用のアキュームレータ１６と、アキュームレータ１６を圧縮機１１の冷媒流入口（図示せず）に接続している第４の冷媒配管１５ａ等を備えている。
【００２３】
そして、圧縮機１１から吐出される冷媒は、第１の冷媒配管１１ａ，三方電磁切換弁１７，メインコンデンサ１２，リキッドタンク１３，第２の冷媒配管１３ａ，一方向弁１５，膨張手段又は減圧手段１４，エバポレータ７ａ，第３の冷媒配管７ａ１，アキュームレータ１６，第４の冷媒配管１５ａの順に流れた後に、圧縮機１１に戻されて循環する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。
【００２４】
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、メインコンデンサ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、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の冷媒配管７ａ１，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）の外部熱交換器（冷媒用熱交換手段）１８を有する。
【００２５】
また、バイパス冷媒循環回路９ｂは、一端が外部熱交換器１８の冷媒出口（図示せず）に接続され且つ上述したサブコンデンサ２０の冷媒流入口（図示せず）に接続された第２バイパス冷媒配管１８ｂと、サブコンデンサ２０の冷媒出口（図示せず）とエバポレータ７ａの冷媒流入口（図示せず）に接続された冷媒配管１８ｃを有する。
【００２６】
更に、バイパス冷媒循環回路９ｂは、上述したエバポレータ７ａと、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の冷媒配管７ａ１と、第３の冷媒配管７ａ１の他端に接続された気液分離用のアキュームレータ１６と、アキュームレータ１６を圧縮機１１の冷媒流入口（図示せず）に接続している第４の冷媒配管１５ａ等を備えている。
【００２７】
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，外部熱交換器１８，第２バイパス冷媒配管１８ｂ，サブコンデンサ２０の冷媒出口（図示せず），冷媒配管１８ｃ，一方向弁１５ｂ，膨張手段又は減圧手段１４，エバポレータ７ａ，第３の冷媒配管７ａ１，第４の冷媒配管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。
＜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。
【００２８】
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。
【００２９】
この第１の冷却水流路２４ａの途中には水用熱交換器２６が設けられている。尚、水用熱交換器２６内には第１の冷却水流路２４ａの一部が形成される。
【００３０】
この水用熱交換器２６は冷媒用の外部熱交換器１８と一体に設けられて、この水用熱交換器２６と外部熱交換器１８は、水加熱用熱交換手段２７を構成している。そして、この水加熱用熱交換手段２７は、水用熱交換器２６と外部熱交換器１８との間で熱の授受を行って、圧縮機１１から外部熱交換器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２６内のエンジン冷却水を加熱する。
【００３１】
この熱の授受により、外部熱交換器１８からの液体冷媒は、ヒーターコア８ａからエンジン３のウォータージャケット（図示せず）側に流れるエンジン冷却水を加熱するようになっている。
＜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のブロワ６ａ，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。
【００３２】
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）として出力する信号通信システム(図示せず)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。
【００３３】
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。
【００３４】
更に暖房スイッチ３２は、コントロールユニット２９により自動的にＯＮ・ＯＦＦさせてもよいし、乗員の手動操作によりＯＮ・ＯＦＦさせるようにしてもよい。
［作用］
次に、このような構成の車両用空調装置の作用を説明する。
（１）．通常の冷房運転
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。
【００３５】
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）とメインコンデンサ１２の冷媒入口（図示せず）を連通させる。
【００３６】
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。
【００３７】
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を介してエア吹出口８ｅから車室１内に吹き出される。
【００３８】
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を介してメインコンデンサ１２に供給されて、メインコンデンサ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の冷媒配管１３ａ，一方向弁１５を介して膨張手段又は減圧手段１４に供給されて膨張（減圧）される。
【００３９】
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エア吹出口８ｅから車室１内に吹き出されて、車室１内を冷房する。
【００４０】
この際、吸熱により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の冷媒配管７ａ１，アキュームレータ１６，第４の冷媒配管１５ａ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。
【００４１】
このエンジン３の始動に伴い、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２６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）に戻されて循環する。
【００４２】
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。
【００４３】
そして、コントロールユニット２９は、例えば、冬期等の外気温度が低い場合（例えば、−１０℃以下の場合）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。
【００４４】
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）とメインコンデンサ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。この状態でコントロールユニット２９は、圧縮機１１を作動させて冷媒出口から圧縮冷媒を吐出させる。この圧縮冷媒は、第１バイパス冷媒配管１７ａを介して外部熱交換器１８に流入させられる。
【００４５】
これに伴い、圧縮冷媒は、外部熱交換器１８を流れる際に、外部熱交換器１８と水用熱交換器２６との間で熱の授受を行い、水用熱交換器２６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。
【００４６】
一方、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。
【００４７】
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を流れてサブコンデンサ２０の風路を通過させられた後、サブコンデンサ２０内の圧縮冷媒から吸熱して、温度が上昇させられる。この吸熱により温度が上昇させられたエアは、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、エバポレータ７ａを加熱し、エバポレータ７ａ内の冷媒を蒸発させた後、ヒーターユニット８のエア通路（図示せず），混合室８ｄを介してエア吹出口８ｅから車室１内に吹き出される。
【００４８】
また、サブコンデンサ２０からエバポレータ７ａ内に流入した冷媒は、エバポレータ７ａ内で蒸発し、第３の冷媒配管７ａ１，アキュームレータ１６，第4の冷媒配管１５ａを介して圧縮機１１に戻されて循環させられる。
【００４９】
従って、エバポレータ７ａ内の冷媒温度が外気温と同じに低い状態で、エンジン３を始動させると共に、ブロワ６ａを作動させて内気をエバポレータ７ａのエア通路（図示せず），ヒーターユニット８のエア通路（図示せず），混合室８ｄを介してエア吹出口８ｅから車室１内に吹き出させても、エア吹出口８ｅから冷たい空気が車室１内に吹き出されることはない。
【００５０】
このようにすることで、エンジン３のウォームアップ初期の冷媒圧力の起動に、エンジン冷却水の温度上昇のエネルギーを使って、冷媒を暖めることで、圧力（Pd）の上昇を早める事が可能となる。エバポレータ７ａに当たる風を暖めることができ（エバポレータの吸気温度を上昇することができ）、エバポレータ７ａの吸熱量が増え、冷媒流量の確保ができ、十分な暖房性能を得ることが可能となる。
【００５１】
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、車室１内へのエア吹出口８ｅが設けられた空調風路５ａ内に配設されたヒーターコア８ａと、エアを吸い込んで前記空調風路５ａ内に送風する送風装置（ブロワ６ａ）と、冷却水を前記ヒーターコア８ａとの間で循環させる暖房用冷却水循環回路（冷却水循環流路２４）を有する。また、車両用空調装置４は、冷媒を、圧縮機１１，車室１外の冷媒凝縮用のメインコンデンサ１２，膨張手段又は減圧手段１４，前記空調風路５ａ内の前記送風装置（ブロワ６ａ）と前記ヒーターコア８ａとの間に配設されたエバポレータ７ａ、アキュームレータ１６の順に循環させる冷房用冷媒循環回路９ａを有する。更に、車両用空調装置４は、前記圧縮機１１の冷媒吐出口にバイパス流路を介して前記メインコンデンサ１２と並列に前記膨張手段又は減圧手段１４に接続され且つ前記送風装置（ブロワ６ａ）と前記エバポレータ７ａとの間に配設されたサブコンデンサ２０を有する。また、車両用空調装置４は、前記圧縮機１１の冷媒吐出口を前記メインコンデンサ１２とバイパス流路とのいずれかに切り換え連通させる切換弁（三方電磁切換弁１７）と、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（水用熱交換器２６）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（水用熱交換器２６）との間で熱の授受を行う冷媒用熱交換手段（外部熱交換器１８）を有する水加熱用熱交換手段２７を有する。
【００５２】
この構成によれば、外気温が非常に低い状態での車両の始動初期に、空調装置による車室内の暖房を開始したとき、冷たい空気が車室内に吹き出されることがない。
【００５３】
また、この発明の実施の形態の車両用空調装置４は、前記冷却水の温度を検出して温度信号を出力する水温検出センサ３０と、前記冷却水の温度が所定値以下のときに前記圧縮機１１を作動させると共に前記切換弁（三方電磁切換弁１７）を作動制御して前記圧縮機１１の冷媒吐出口を前記バイパス流路に連通させる制御手段（コントロールユニット２９）とを備えている。
【００５４】
この構成によれば、外気温が非常に低い状態での車両の始動初期に、空調装置による車室内の暖房を開始したとき、水温検出センサ３０で冷却水の温度を検出して、冷却水の温度が所定値以下のときに圧縮機１１の冷媒吐出口から吐出される圧縮冷媒をサブコンデンサ２０に供給して、圧縮冷媒の熱をサブコンデンサ２０で空調風路５ａ内に放熱して空調風路５ａ内の空気を加熱するので、車室内の空気（又は外気）を送風装置（ブロワ６ａ）で空調風路５ａ内に吸い込んで車室内に吹き出させても、冷たい空気が車室内に吹き出されることがない。
【００５５】
更に、この発明の実施の形態の車両用空調装置４は、前記サブコンデンサ２０からの冷媒がメインコンデンサ１２に逆流するのを阻止させる一方向弁１５を前記メインコンデンサ１２の冷媒出口と前記エバポレータ７ａの冷媒入口との間に介装している。この構成によれば、メインコンデンサ１２に圧縮冷媒を供給したときに、圧縮冷媒がリキッドタンク１３側に逆流するのを防止することができる。
また、通常の冷房運転時には一方向弁１５ｂにより前記メインコンデンサ１２からの冷媒がサブコンデンサ２０へ流入することを防止することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１・・・車室
７ａ・・・エバポレータ
８ａ・・・ヒーターコア
９・・・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・・・メインコンデンサ
１４・・・膨張手段又は減圧手段
１７・・・三方電磁切換弁（電磁切換弁）
１８・・・外部熱交換器（冷媒用熱交換手段）
２６・・・水用熱交換器（水用熱交換手段）
２９・・・コントロールユニット（制御手段）
３０・・・水温検出センサ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷却水を利用して車室内の暖房を行う車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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一方、送風ファンにより車室内の空気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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３１０２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、外気温度が非常に低い状態においてエンジンを始動した場合、エンジン始動初期にはエンジン冷却水が高圧冷媒の熱で暖まるまでに時間がかかるものであった。このため、この状態で送風ファンにより車室内の空気をヒーターコアに供給し循環させても、空気が冷たい状態で車室内に吹き出されるので、即暖性が悪いものであった。
【０００８】
また、外気温度が非常に低い場合、エバポレータは送風ファンから送風される空気から吸熱する為、エバポレータ内の冷媒温度を空気温度以下とする必要がある。この際、冷媒圧力が低下し、冷媒の物性により圧縮機への吸入冷媒の密度が低くなることにより冷媒流量（冷媒循環量）が減少し、必要な性能を発揮することができないことがあった。
【０００９】
そこで、この発明は、外気温が非常に低い状態での車両の始動初期に、空調装置による車室内の暖房を開始したとき、冷たい空気が車室内に吹き出されることのない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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するため、本発明の車両用空調装置は、車室内へのエア吹出口が設けられた空調風路内に配設されたヒーターコアと、エアを吸い込んで前記空調風路内に送風する送風装置と、冷却水を前記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、冷媒を、圧縮機、車室外の冷媒凝縮用のメインコンデンサ，膨張手段又は減圧手段，前記空調風路内の前記送風装置と前記ヒーターコアとの間に配設されたエバポレータ、アキュームレータの順に循環させる冷房用冷媒循環回路と、前記圧縮機の冷媒吐出口にバイパス流路を介して前記メインコンデンサと並列に前記膨張手段又は減圧手段に接続され且つ前記送風装置と前記エバポレータとの間に配設されたサブコンデンサと、前記圧縮機の冷媒吐出口を前記メインコンデンサとバイパス流路とのいずれかに切り換え連通させる切換弁と、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を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の車両用空調装置によれば、外気温が非常に低い状態での車両の始動初期に、空調装置による車室内の暖房を開始したとき、冷たい空気が車室内に吹き出されることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明に係る車両用空調装置の概略配管図である。
【図２】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３】図１の車両用空調装置の制御回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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。この空調ユニット５は、内部に空調風路５ａを有する。
＜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，サブコンデンサ２０，クーラユニット７，ヒーターユニット８をこの順に備えている。尚、空調ユニット５のサブコンデンサ２０，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。
【００１５】
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（第１のエア取入口）６ｂ１と内気取入口（第２のエア取入口）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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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複数のエア吹出口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）を行わせる冷房用冷媒循環回路（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。
（冷房用冷媒循環回路９ａ）
この冷房用冷媒循環回路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の冷媒配管１１ａと、この第１の冷媒配管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メインコンデンサ１２を有する。
【００２０】
また、冷房用冷媒循環回路９ａは、冷媒入口（図示せず）がメインコンデンサ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の冷媒配管１３ａと、第２の冷媒配管１３ａの途中に介装された一方向弁１５と、第２の冷媒配管１３ａの他端に冷媒入口（図示せず）が接続された膨張手段又は減圧手段１４と、こ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。この冷房用冷媒循環回路に適用される膨張手段又は減圧手段とは、例えば膨張弁や冷媒配管１１ａの流路を絞るオリフィスである。
【００２１】
こ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。
【００２２】
更に、冷房用冷媒循環回路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の冷媒配管７ａ１と、第３の冷媒配管７ａ１の他端に接続された気液分離用のアキュームレータ１６と、アキュームレータ１６を圧縮機１１の冷媒流入口（図示せず）に接続している第４の冷媒配管１５ａ等を備えている。
【００２３】
そして、圧縮機１１から吐出される冷媒は、第１の冷媒配管１１ａ，三方電磁切換弁１７，メインコンデンサ１２，リキッドタンク１３，第２の冷媒配管１３ａ，一方向弁１５，膨張手段又は減圧手段１４，エバポレータ７ａ，第３の冷媒配管７ａ１，アキュームレータ１６，第４の冷媒配管１５ａの順に流れた後に、圧縮機１１に戻されて循環する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。
【００２４】
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、メインコンデンサ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、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の冷媒配管７ａ１，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）の外部熱交換器（冷媒用熱交換手段）１８を有する。
【００２５】
また、バイパス冷媒循環回路９ｂは、一端が外部熱交換器１８の冷媒出口（図示せず）に接続され且つ上述したサブコンデンサ２０の冷媒流入口（図示せず）に接続された第２バイパス冷媒配管１８ｂと、サブコンデンサ２０の冷媒出口（図示せず）とエバポレータ７ａの冷媒流入口（図示せず）に接続された冷媒配管１８ｃを有する。
【００２６】
更に、バイパス冷媒循環回路９ｂは、上述したエバポレータ７ａと、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の冷媒配管７ａ１と、第３の冷媒配管７ａ１の他端に接続された気液分離用のアキュームレータ１６と、アキュームレータ１６を圧縮機１１の冷媒流入口（図示せず）に接続している第４の冷媒配管１５ａ等を備えている。
【００２７】
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，外部熱交換器１８，第２バイパス冷媒配管１８ｂ，サブコンデンサ２０の冷媒出口（図示せず），冷媒配管１８ｃ，一方向弁１５ｂ，膨張手段又は減圧手段１４，エバポレータ７ａ，第３の冷媒配管７ａ１，第４の冷媒配管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。
＜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。
【００２８】
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。
【００２９】
この第１の冷却水流路２４ａの途中には水用熱交換器２６が設けられている。尚、水用熱交換器２６内には第１の冷却水流路２４ａの一部が形成される。
【００３０】
この水用熱交換器２６は冷媒用の外部熱交換器１８と一体に設けられて、この水用熱交換器２６と外部熱交換器１８は、水加熱用熱交換手段２７を構成している。そして、この水加熱用熱交換手段２７は、水用熱交換器２６と外部熱交換器１８との間で熱の授受を行って、圧縮機１１から外部熱交換器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２６内のエンジン冷却水を加熱する。
【００３１】
この熱の授受により、外部熱交換器１８からの液体冷媒は、ヒーターコア８ａからエンジン３のウォータージャケット（図示せず）側に流れるエンジン冷却水を加熱するようになっている。
＜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のブロワ６ａ，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。
【００３２】
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）として出力する信号通信システム(図示せず)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。
【００３３】
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。
【００３４】
更に暖房スイッチ３２は、コントロールユニット２９により自動的にＯＮ・ＯＦＦさせてもよいし、乗員の手動操作によりＯＮ・ＯＦＦさせるようにしてもよい。
［作用］
次に、このような構成の車両用空調装置の作用を説明する。
（１）．通常の冷房運転
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。
【００３５】
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）とメインコンデンサ１２の冷媒入口（図示せず）を連通させる。
【００３６】
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。
【００３７】
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を介してエア吹出口８ｅから車室１内に吹き出される。
【００３８】
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を介してメインコンデンサ１２に供給されて、メインコンデンサ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の冷媒配管１３ａ，一方向弁１５を介して膨張手段又は減圧手段１４に供給されて膨張（減圧）される。
【００３９】
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エア吹出口８ｅから車室１内に吹き出されて、車室１内を冷房する。
【００４０】
この際、吸熱により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の冷媒配管７ａ１，アキュームレータ１６，第４の冷媒配管１５ａ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。
【００４１】
このエンジン３の始動に伴い、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２６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）に戻されて循環する。
【００４２】
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。
【００４３】
そして、コントロールユニット２９は、例えば、冬期等の外気温度が低い場合（例えば、−１０℃以下の場合）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。
【００４４】
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）とメインコンデンサ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。この状態でコントロールユニット２９は、圧縮機１１を作動させて冷媒出口から圧縮冷媒を吐出させる。この圧縮冷媒は、第１バイパス冷媒配管１７ａを介して外部熱交換器１８に流入させられる。
【００４５】
これに伴い、圧縮冷媒は、外部熱交換器１８を流れる際に、外部熱交換器１８と水用熱交換器２６との間で熱の授受を行い、水用熱交換器２６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。
【００４６】
一方、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。
【００４７】
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を流れてサブコンデンサ２０の風路を通過させられた後、サブコンデンサ２０内の圧縮冷媒から吸熱して、温度が上昇させられる。この吸熱により温度が上昇させられたエアは、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、エバポレータ７ａを加熱し、エバポレータ７ａ内の冷媒を蒸発させた後、ヒーターユニット８のエア通路（図示せず），混合室８ｄを介してエア吹出口８ｅから車室１内に吹き出される。
【００４８】
また、サブコンデンサ２０からエバポレータ７ａ内に流入した冷媒は、エバポレータ７ａ内で蒸発し、第３の冷媒配管７ａ１，アキュームレータ１６，第4の冷媒配管１５ａを介して圧縮機１１に戻されて循環させられる。
【００４９】
従って、エバポレータ７ａ内の冷媒温度が外気温と同じに低い状態で、エンジン３を始動させると共に、ブロワ６ａを作動させて内気をエバポレータ７ａのエア通路（図示せず），ヒーターユニット８のエア通路（図示せず），混合室８ｄを介してエア吹出口８ｅから車室１内に吹き出させても、エア吹出口８ｅから冷たい空気が車室１内に吹き出されることはない。
【００５０】
このようにすることで、エンジン３のウォームアップ初期の冷媒圧力の起動に、エンジン冷却水の温度上昇のエネルギーを使って、冷媒を暖めることで、圧力（Pd）の上昇を早める事が可能となる。エバポレータ７ａに当たる風を暖めることができ（エバポレータの吸気温度を上昇することができ）、エバポレータ７ａの吸熱量が増え、冷媒流量の確保ができ、十分な暖房性能を得ることが可能となる。
【００５１】
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、車室１内へのエア吹出口８ｅが設けられた空調風路５ａ内に配設されたヒーターコア８ａと、エアを吸い込んで前記空調風路５ａ内に送風する送風装置（ブロワ６ａ）と、冷却水を前記ヒーターコア８ａとの間で循環させる暖房用冷却水循環回路（冷却水循環流路２４）を有する。また、車両用空調装置４は、冷媒を、圧縮機１１，車室１外の冷媒凝縮用のメインコンデンサ１２，膨張手段又は減圧手段１４，前記空調風路５ａ内の前記送風装置（ブロワ６ａ）と前記ヒーターコア８ａとの間に配設されたエバポレータ７ａ、アキュームレータ１６の順に循環させる冷房用冷媒循環回路９ａを有する。更に、車両用空調装置４は、前記圧縮機１１の冷媒吐出口にバイパス流路を介して前記メインコンデンサ１２と並列に前記膨張手段又は減圧手段１４に接続され且つ前記送風装置（ブロワ６ａ）と前記エバポレータ７ａとの間に配設されたサブコンデンサ２０を有する。また、車両用空調装置４は、前記圧縮機１１の冷媒吐出口を前記メインコンデンサ１２とバイパス流路とのいずれかに切り換え連通させる切換弁（三方電磁切換弁１７）と、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（水用熱交換器２６）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（水用熱交換器２６）との間で熱の授受を行う冷媒用熱交換手段（外部熱交換器１８）を有する水加熱用熱交換手段２７を有する。
【００５２】
この構成によれば、外気温が非常に低い状態での車両の始動初期に、空調装置による車室内の暖房を開始したとき、冷たい空気が車室内に吹き出されることがない。
【００５３】
また、この発明の実施の形態の車両用空調装置４は、前記冷却水の温度を検出して温度信号を出力する水温検出センサ３０と、前記冷却水の温度が所定値以下のときに前記圧縮機１１を作動させると共に前記切換弁（三方電磁切換弁１７）を作動制御して前記圧縮機１１の冷媒吐出口を前記バイパス流路に連通させる制御手段（コントロールユニット２９）とを備えている。
【００５４】
この構成によれば、外気温が非常に低い状態での車両の始動初期に、空調装置による車室内の暖房を開始したとき、水温検出センサ３０で冷却水の温度を検出して、冷却水の温度が所定値以下のときに圧縮機１１の冷媒吐出口から吐出される圧縮冷媒をサブコンデンサ２０に供給して、圧縮冷媒の熱をサブコンデンサ２０で空調風路５ａ内に放熱して空調風路５ａ内の空気を加熱するので、車室内の空気（又は外気）を送風装置（ブロワ６ａ）で空調風路５ａ内に吸い込んで車室内に吹き出させても、冷たい空気が車室内に吹き出されることがない。
【００５５】
更に、この発明の実施の形態の車両用空調装置４は、前記サブコンデンサ２０からの冷媒がメインコンデンサ１２に逆流するのを阻止させる一方向弁１５を前記メインコンデンサ１２の冷媒出口と前記エバポレータ７ａの冷媒入口との間に介装している。この構成によれば、メインコンデンサ１２に圧縮冷媒を供給したときに、圧縮冷媒がリキッドタンク１３側に逆流するのを防止することができる。
また、通常の冷房運転時には一方向弁１５ｂにより前記メインコンデンサ１２からの冷媒がサブコンデンサ２０へ流入することを防止することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１・・・車室
７ａ・・・エバポレータ
８ａ・・・ヒーターコア
９・・・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・・・メインコンデンサ
１４・・・膨張手段又は減圧手段
１７・・・三方電磁切換弁（電磁切換弁）
１８・・・外部熱交換器（冷媒用熱交換手段）
２６・・・水用熱交換器（水用熱交換手段）
２９・・・コントロールユニット（制御手段）
３０・・・水温検出センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内へのエア吹出口が設けられた空調風路内に配設されたヒーターコアと、エアを吸い込んで前記空調風路内に送風する送風装置と、冷却水を前記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、冷媒を、圧縮機、車室外の冷媒凝縮用のメインコンデンサ，膨張手段又は減圧手段，前記空調風路内の前記送風装置と前記ヒーターコアとの間に配設されたエバポレータ、アキュームレータの順に循環させる冷房用冷媒循環回路と、前記圧縮機の冷媒吐出口にバイパス流路を介して前記メインコンデンサと並列に前記膨張手段又は減圧手段に接続され且つ前記送風装置と前記エバポレータとの間に配設されたサブコンデンサと、
前記圧縮機の冷媒吐出口を前記メインコンデンサとバイパス流路とのいずれかに切り換え連通させる切換弁と、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、を備え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、前記冷却水の温度を検出して温度信号を出力する水温検出センサと、前記冷却水の温度が所定値以下のときに前記圧縮機を作動させると共に前記切換弁を作動制御して前記圧縮機の冷媒吐出口を前記バイパス流路に連通させる制御手段とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項１】
車室内へのエア吹出口が設けられた空調風路内に配設されたヒーターコアと、エアを吸い込んで前記空調風路内に送風する送風装置と、冷却水を前記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、冷媒を、圧縮機、車室外の冷媒凝縮用のメインコンデンサ，膨張手段又は減圧手段，前記空調風路内の前記送風装置と前記ヒーターコアとの間に配設されたエバポレータ、アキュームレータの順に循環させる冷房用冷媒循環回路と、前記圧縮機の冷媒吐出口にバイパス流路を介して前記メインコンデンサと並列に前記膨張手段又は減圧手段に接続され且つ前記送風装置と前記エバポレータとの間に配設されたサブコンデンサと、
前記圧縮機の冷媒吐出口を前記メインコンデンサとバイパス流路とのいずれかに切り換え連通させる切換弁と、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、を備え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、前記冷却水の温度を検出して温度信号を出力する水温検出センサと、前記冷却水の温度が所定値以下のときに前記圧縮機を作動させると共に前記切換弁を作動制御して前記圧縮機の冷媒吐出口を前記バイパス流路に連通させる制御手段とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−２１９０４８（Ｐ２０１１−２１９０４８Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９３０１８（Ｐ２０１０−９３０１８）
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
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