JP3938249B2 - ヒートポンプ式自動車用空気調和装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の車室内をエンジン冷却水と冷媒を用いて冷暖房するヒートポンプ式自動車用空気調和装置に関し、特に、フロントユニットとリヤユニットとを有するデュアル型ヒートポンプ式自動車用空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高級車や車室内空間が大きいワンボックスカーでは、室内全体が快適な空調状態となるように、車室内の前方領域と後方領域とをフロントユニットとリヤユニットとによってそれぞれ独立に空気調和するいわゆるデュアル型の自動車用空気調和装置が広く採用されている。
【０００３】
一般的なデュアル型自動車用空気調和装置では、暖房運転の場合、エンジンにより加熱されたエンジン冷却水を熱源として利用しているが、例えば、冬季の朝のように外気温度が低いときには、起動時にエンジン冷却水の温度も低く、運転開始と同時に暖かい空気が吹き出る状態にはならず、いわゆる即暖性に欠け、暖房性能も不足気味となる虞れがある。特に、ディーゼルエンジンを搭載した車室内空間の大きいワンボックスカーでは、通常のガソリンエンジン車に比し、エンジン冷却水の温度上昇が遅く、しかも広い空間を暖房しなければならないことから、即暖性、暖房性能ともに不足する傾向がある。
【０００４】
そこで、エンジン冷却水を用いる温水式暖房方式に、コンプレッサにより圧縮された高温高圧の冷媒を熱源として利用するヒートポンプ方式をさらに組み合せたデュアル型ヒートポンプ式自動車用空気調和装置も知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、リヤユニットは後席側面の空き空間に設けるのが一般的ではあるが、この空き空間はきわめて狭小であるため、リヤユニットの小型化を図る必要があり、リヤユニットには放熱器（サブコンデンサ）のみを設置して暖房専用ユニットとすることが考えられる。この場合には、フロントユニットはエンジン冷却水を用いた温水式暖房または冷媒を用いたヒートポンプ式冷暖房を行い、リヤユニットは高温高圧冷媒を用いたヒートポンプ式暖房のみを行なうことになる。かかる構成では、温水配管をエンジンルームから後席まで配設する作業の煩雑さを回避できるという利点もある。
【０００６】
しかしながら、リヤユニットを暖房専用ユニットとした場合に、ファン風量の増減制御のみでリヤ吹出空気の温度調整（以下、単に「温調」とも言う）を行なったときには、乗員にとって十分快適なレベルにまで温調性能を拡大することが困難である。このため、リヤの温調性能を拡大して、乗員の温感向上を図ることが要請されている。
【０００７】
また、エンジン冷却水が十分に昇温した場合には、フロントユニットをヒートポンプ式冷暖房から温水式暖房に切り替え、エンジン負荷の低減を通して低燃費を図ると共に、コンプレッサの耐久性を高めることが望ましい。かかる場合、快適な前後独立暖房を実現すべく、フロントユニットの温水式暖房またはヒートポンプ式暖房、リヤユニットのヒートポンプ式暖房をどのようにして決定すればよいかが問題となる。
【０００８】
さらに、暖房運転の場合に、前席優先暖房または後席優先暖房をいかにして制御に採り込めばよいかも問題である。
【０００９】
本発明は、上記の要請に応えるべくなされたものであり、リヤの温調性能を拡大して乗員の温感向上を図ることができ、また、快適な前後独立暖房を実現し、さらに、フロント優先暖房またはリヤ優先暖房の考え方を採り込んだヒートポンプ式自動車用空気調和装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、コンプレッサから吐出された冷媒を、外部コンデンサ、第１流量調整手段、フロント側サブコンデンサ、第２流量調整手段、エバポレータを経て前記コンプレッサに帰還させるメインの冷媒サイクルを備え、前記フロント側サブコンデンサおよび前記エバポレータをユニットケースの風路内に配置すると共にエンジンから流出したエンジン冷却水が流通するヒータコアを前記風路内に配置したフロントユニットと、
前記コンプレッサから吐出された冷媒を、リヤ側サブコンデンサ、冷媒膨張部材を経て前記コンプレッサに帰還させるサブの冷媒サイクルを備え、前記リヤ側サブコンデンサをユニットケースの風路内に配置したリヤユニットと、を有するデュアル型のヒートポンプ式自動車用空気調和装置において、
前記コンプレッサの上流側に配置され、前記フロントユニットの前記エバポレータから流出した冷媒および前記リヤユニットの前記リヤ側サブコンデンサから流出して前記冷媒膨張部材を経た冷媒が内部を流通するサブ熱交換器と、
前記サブ熱交換器の内部を流通する冷媒を加熱するため、エンジンから流出したエンジン冷却水を当該サブ熱交換器に導入する開閉自在な開閉弁と、
前記コンプレッサの作動・停止を切替える切替手段と、
前記コンプレッサから吐出される冷媒圧力を検出する圧力検出手段と、
前記フロントユニットから吹き出されるフロント吹出空気の温度を設定するフロント温度設定手段と、
前記リヤユニットから吹き出されるリヤ吹出空気の温度を設定するリヤ温度設定手段と、
前記圧力検出手段により検出した吐出冷媒圧力に応じて、前記開閉弁の開閉動作と前記切替手段による前記コンプレッサの作動・停止動作とを行う制御手段と、
前記エンジン冷却水温度を検出する水温検出手段と、
フロントの優先的な暖房を設定するフロント優先暖房設定手段と、
リヤの優先的な暖房を設定するリヤ優先暖房設定手段と、を有し、
［Ａ］暖房運転の場合において前記制御手段は、前記フロント優先暖房設定手段および前記リヤ優先暖房設定手段による設定状態に基づいてフロント優先暖房であるかリヤ優先暖房であるかを判断し、リヤの優先的な暖房が設定されていると判断した場合には、
［１］前記水温検出手段により検出したエンジン冷却水温度が所定温度以上のときには、前記フロントユニットは前記ヒータコアにて前記エンジン冷却水を熱源として利用する温水式暖房を行ない、前記リヤユニットは前記リヤ側サブコンデンサにて高温高圧の冷媒を熱源として利用するヒートポンプ式暖房を行ない、
［２］前記エンジン冷却水温度が所定温度に達しておらず、かつ、前記フロントユニットが前記フロント温度設定手段により定まる急速暖房状態のときには、前記フロントユニットおよび前記リヤユニットはともに、前記それぞれのサブコンデンサにて高温高圧の冷媒を熱源として利用するヒートポンプ式暖房を行ない、
［３］前記エンジン冷却水温度が所定温度に達しておらず、かつ、前記フロントユニットが前記急速暖房状態以外のときには、前記フロントユニットは温水式暖房を行ない、前記リヤユニットはヒートポンプ式暖房を行ない、
前後独立暖房を行なうようにし、
前記リヤユニットのヒートポンプ式暖房を行なうときには、検出した吐出冷媒圧力が、前記リヤ温度設定手段により設定された温度において前記コンプレッサを停止させるべき基準圧力（ＬＰｄ）よりも小さい基準圧力（ＫＰｄ）まで上昇したときには前記開閉弁を閉じ、前記基準圧力（ＫＰｄ）よりも低い圧力まで下降したときには前記開閉弁を開き、検出した吐出冷媒圧力が、前記基準圧力（ＬＰｄ）まで上昇したときは前記切替手段により前記コンプレッサを停止し、前記基準圧力（ＬＰｄ）よりも低い圧力まで下降したときには前記コンプレッサを作動し、冷媒の温度を調整することによって、前記リヤ側サブコ ンデンサにより加熱されて吹き出される前記リヤ吹出空気の温度を前記リヤ温度設定手段により設定された温度に調整し、
［Ｂ］フロントの優先的な暖房が設定されていると判断した場合には、リヤは暖房せずに、
［１］前記水温検出手段により検出したエンジン冷却水温度が所定温度以上のときには、前記フロントユニットは温水式暖房を行ない、
［２］前記エンジン冷却水温度が所定温度に達しておらず、かつ、前記フロントユニットが前記フロント温度設定手段により定まる急速暖房状態のときには、前記フロントユニットはヒートポンプ式暖房を行ない、
［３］前記エンジン冷却水温度が所定温度に達しておらず、かつ、前記フロントユニットが前記急速暖房状態以外のときには、前記フロントユニットは温水式暖房を行ない、
前記フロントユニットのヒートポンプ式暖房を行なうときには、検出した吐出冷媒圧力が、前記フロント温度設定手段により設定された温度において前記コンプレッサを停止させるべき基準圧力（ＬＰｄ）よりも小さい基準圧力（ＫＰｄ）まで上昇したときには前記開閉弁を閉じ、前記基準圧力（ＫＰｄ）よりも低い圧力まで下降したときには前記開閉弁を開き、検出した吐出冷媒圧力が、前記基準圧力（ＬＰｄ）まで上昇したときは前記切替手段により前記コンプレッサを停止し、前記基準圧力（ＬＰｄ）よりも低い圧力まで下降したときには前記コンプレッサを作動し、冷媒の温度を調整することによって、前記フロント側サブコンデンサにより加熱されて吹き出される前記フロント吹出空気の温度を前記フロント温度設定手段により設定された温度に調整することを特徴とするヒートポンプ式自動車用空気調和装置である。
【００１３】
請求項２に記載のように、前記フロント優先暖房設定手段はフロントに配置されたスイッチから構成し、前記リヤ優先暖房設定手段はリヤに配置されたスイッチから構成するとよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係るヒートポンプ式自動車用空気調和装置の実施の形態を示す概略構成図であり、図１は暖房運転時の状態を、図２は冷房運転時の状態をそれぞれ示している。なお、図中、白抜き矢印は空気の流れを、実線矢印は冷媒の流れを、破線矢印はエンジン冷却水の流れを示している。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態のヒートポンプ式自動車用空気調和装置１０は、インテークユニット２１から選択的に取り入れられた内外気を空気調和して前席を対象に吹き出すためのフロントユニット２０と、内気を空気調和して後席を対象に吹き出すためのリヤユニット３０とを有する、いわゆるデュアルエアコンである。
【００１６】
フロントユニット２０は、ケーシング２２により形成された風路２２ｆ内で、インテークドア（図示せず）、フロントファン２３を有する空気導入部であるインテークユニット２１から導入された空気の流れ方向の上流側から順に、エバポレータ１６、フロント側サブコンデンサ１４、ミックスドア２４およびヒータコア２５が配置されている。エバポレータ１６とフロント側サブコンデンサ１４は、風路２２ｆ内で相互に対向して近接配置されている。また、風路２２ｆの出口側には、調和空気が車室内所定部位に向かって吹き出される各種吹出口２６（例えば、デフ吹出口、ベント吹出口、フット吹出口の総称）およびモードドア２７が設けられている。
【００１７】
なお、当該フロントユニット２０には、迂回路２９を有するように風路２２ｆ内に設けられたヒータコア２５の前面にミックスドア２４を設け、温風と冷風との比率を調節してヒータコア２５の下流域で所定温度の空気を作ったり、あるいはヒータコア２５内に空気が流通しないようにしている。
【００１８】
また、ヒータコア２５には、ウォーターバルブ２８を開放することによりエンジンＥから流出したエンジン冷却水が導入されるようになっている。
【００１９】
一方、リヤユニット３０は、ケーシング３２により形成された風路３２ｆ内に、空気の流れ方向上流側から順にリヤファン３３、リヤ側サブコンデンサ３４のみが配置されている。風路３２ｆの出口側には、調和空気が後席乗員の足元に向かって吹き出されるフット吹出口３５が設けられている。なお、図示例では、小型化のためにリヤユニット３０にミックスドアを設けていないが、リヤ側サブコンデンサ３４を迂回路を有するように設けると共に当該リヤ側サブコンデンサ３４の前面にミックスドアを設けることも可能である。
【００２０】
フロントユニット２０のエバポレータ１６には、例えば、冷房運転時（図２に示す状態）では、コンプレッサ１１から吐出された冷媒が、第１電磁弁４１→外部コンデンサ１２→第２逆止弁５２→第１流量調整弁１３→フロント側サブコンデンサ１４→第２流量調整弁１５と流れて流入するようになっている。また、エバポレータ１６から流出した冷媒は、第４逆止弁５４を経てサブ熱交換器１７に流入し、当該サブ熱交換器１７を通ってコンプレッサ１１に戻され、これによりメインの冷媒サイクルＣ１を構成している。
【００２１】
また、暖房運転時（図１に示す状態）では、コンプレッサ１１から吐出された冷媒は外部コンデンサ１２をバイパスしてメイン冷媒サイクルＣ１内を流れる。つまり、コンプレッサ１１から吐出された冷媒は、第２電磁弁４２→第１逆止弁５１→第１流量調整弁１３→フロント側サブコンデンサ１４→第２流量調整弁１５→エバポレータ１６→第４逆止弁５４→サブ熱交換器１７と流れてコンプレッサ１１に戻される。第２電磁弁４２および第１逆止弁５１を配管途上に設けて、外部コンデンサ１２をバイパスするバイパス回路Ｂが形成されている。
【００２２】
ここに、第１と第２の流量調整弁１３、１５は、第１と第２の流量調整手段に相当し、開放状態（略全開状態）と絞り状態（完全閉鎖状態ではなく、多少冷媒通路が開いている状態）とを選択でき２段階に亘って冷媒流量を制御し得る、いわば電磁弁のように機能するものである。冷房運転時には、第１流量調整弁１３は絞り状態に、第２流量調整弁１５は開放状態に設定される。暖房運転時にはこれとは逆に、第１流量調整弁１３は開放状態に、第２流量調整弁１５は絞り状態に設定される。開放状態と絞り状態とを選択できる第１と第２の流量調整弁１３、１５により、後述するように除湿暖房を確実に行なうことができ、内気循環により暖房運転しても、フロントガラスが曇ることがなく、運転の安全性が高められる。
【００２３】
なお、フロントでは温水式暖房を行い、リヤではヒートポンプ式暖房を行なう場合には、第１と第２の流量調整弁１３、１５はともに絞り状態に設定される。
【００２４】
リヤユニット３０のリヤ側サブコンデンサ３４には、暖房運転時では、冷媒は、メイン冷媒サイクルＣ１の第１逆止弁５１から第１流量調整弁１３に至る配管から分岐した配管の途上に設けた第４電磁弁４４を経て流入するようになっている。また、リヤ側サブコンデンサ３４から流出した冷媒は、冷媒膨張部材３６にて断熱膨張した後、第５逆止弁５５を経て、メイン冷媒サイクルＣ１の第４逆止弁５４からサブ熱交換器１７に至る配管の途上に合流される。これによりサブの冷媒サイクルＣ２を構成している。前記冷媒膨張部材３６は、例えば、開度が固定されたオリフィスチューブから構成されている。なお、第４電磁弁４４は、冷房運転時では閉じられる。
【００２５】
フロントユニット２０のエバポレータ１６から流出した冷媒およびリヤユニット３０のリヤ側サブコンデンサ３４から流出してオリフィスチューブ３６を経た冷媒が、サブ熱交換器１７の内部を流通する。このサブ熱交換器１７は、アキュムレータを一体化したサブエバポレータであって、コンプレッサ１１の上流側で、フロントユニット２０及びリヤユニット３０の風路２２ｆ、３２ｆ外に配置されている。さらに、サブ熱交換器１７の内部を流通する冷媒と熱交換を行なって当該冷媒を加熱するため、エンジンＥから流出したエンジン冷却水をサブ熱交換器１７に導入する開閉自在なウォーターバルブ１８（開閉弁に相当する）が設けられている。ウォーターバルブ１８を開放すれば、エンジン冷却水がサブ熱交換器１７に導入される。
【００２６】
このようにすれば、低温のため空気と熱交換しても直ちに暖房用としては使用できないエンジン冷却水であっても、当該サブ熱交換器１７において、内部を流通する極めて低温の冷媒と熱交換させることにより、エンジン冷却水が保有する熱を有効に冷媒に取り込むことができる。そして、エンジン冷却水により加熱された冷媒をコンプレッサ１１に戻し、再度これを加圧することになるので、当該コンプレッサ１１から吐出された冷媒は、高温のエントロピー変化した冷媒となってフロント側サブコンデンサ１４やリヤ側サブコンデンサ３４に供給されることになる。この結果、フロント側サブコンデンサ１４やリヤ側サブコンデンサ３４において熱交換された空気は、より高温となり、高い暖房性能を発揮し、即暖性も向上することになる。
【００２７】
また、本実施形態のメイン冷媒サイクルＣ１は、暖房起動時に外部コンデンサ１２内に寝込んでいる冷媒をコンプレッサ１１に回収する戻し回路Ｒを有している。通常、冷媒は運転停止後、コンプレッサ１１に帰還せず、冷媒サイクルを構成する各構成要素中に寝込んでいることが多く、コンプレッサ１１にはあまり存在していない。この状態でコンプレッサ１１を作動し、暖房運転を開始すると、多量の冷媒を用いて運転することはできず、暖房性能の低下は否めない。したがって、運転開始時に、外部コンデンサ１２などの内部に寝込んでいる冷媒を一旦コンプレッサ１１に戻すことが好ましい。
【００２８】
このため、コンプレッサ１１と外部コンデンサ１２との間に第３電磁弁４３および第３逆止弁５３を設け、コンプレッサ１１の吸込側と外部コンデンサ１２とを連結する戻し回路Ｒを形成してある。したがって、暖房運転の開始時に第３電磁弁４３を開くと、コンプレッサ１１の吸込側と外部コンデンサ１２が戻し回路Ｒを介して連通されることになり、コンプレッサ１１の吸込力により外部コンデンサ１２内の寝込み冷媒が、コンプレッサ１１に回収され、コンプレッサ１１から吐出される冷媒量が増大し、暖房性能の低下が防止される。
【００２９】
本実施形態では、第１〜第３の３個の電磁弁４１、４２、４３および第１〜第４の４個の逆止弁５１、５２、５３、５４をケース４５内に収納し、いわゆる集合弁４０の形態としてある。前記ケース４５には、コンプレッサ１１から吐出された冷媒が流入する第１ポート６１、第１電磁弁４１の出口側に連通する第２ポート６２、第１と第２の逆止弁５１、５２の出口側に連通する第３ポート６３、外部コンデンサ１２から流出した冷媒が流入する第４ポート６４、第３と第４の逆止弁５３、５４の出口側に連通する第５ポート６５、および、エバポレータ１６から流出した冷媒が流入する第６ポート６６の６個の出入口ポートが設けられている。これらのポート６１〜６６と第１〜第３電磁弁４１〜４３や第１〜第４逆止弁５１〜５４とをケース４５内で配管を介して接続することにより、上述した種々の冷媒経路が構成されている。
【００３０】
上記構成の集合弁４０を用いることにより、複数の電磁弁や逆止弁を個々に配管に接続する場合に比較すると、配管の接続作業が容易となる。また、振動対策として車両ボディに弁などを固定する場合も、一つの集合弁４０を車両ボディに固定すればよいので、固定作業も容易になるという利点がある。
【００３１】
図３（Ａ）および（Ｂ）は、車室内に設けられるフロント用コントロールパネルおよびリヤ用コントロールパネルを示している。
【００３２】
フロント用コントロールパネル７０には、同図（Ａ）に示すように、風量を設定するフロントファンスイッチ７１、フロントユニット２０から吹き出されるフロント吹出空気の温度を設定するフロントテンプレバー７２（フロント温度設定手段に相当する）、内気循環を設定するＲＥＣスイッチ７３、モードスイッチ７４（ベントスイッチ７４ａ、バイレベルスイッチ７４ｂ、フットスイッチ７４ｃ、デフ／フットスイッチ７４ｄ、デフスイッチ７４ｅの総称）が設けられている。また、冷房運転を設定するＡ／Ｃスイッチ７５や、フロント暖房が不足しているときにフロントの優先的な暖房（ヒートアップ暖房）を設定するフロントヒートアップスイッチ７６（フロント優先暖房設定手段に相当する）が設けられている。Ａ／Ｃスイッチ７５およびフロントヒートアップスイッチ７６は、一つのシーソ式スイッチから構成され、フロントヒートアップスイッチ７６をオンしたときには、Ａ／Ｃスイッチ７５は機械的にオフとなる。フロントテンプレバー７２にはインジケータ７２ａが設けられ、また、ＲＥＣスイッチ７３、モードスイッチ７４、Ａ／Ｃスイッチ７５およびフロントヒートアップスイッチ７６にはオン操作時に点灯するインジケータ７３ａ、７４ｆ、７５ａ、７６ａが設けられている。
【００３３】
リヤ用コントロールパネル８０には、同図（Ｂ）に示すように、風量を設定するリヤファンスイッチ８１、リヤユニット３０から吹き出されるリヤ吹出空気の温度を設定すリヤテンプレバー８２（リヤ温度設定手段に相当する）、リヤの優先的な暖房（ヒートアップ暖房）を設定するリヤヒートアップスイッチ８３（リヤ優先暖房設定手段に相当する）が設けられている。リヤユニット３０は、リヤヒートアップスイッチ８３をオンすると暖房運転となり、オフすると送風運転を行なうようになっている。また、リヤヒートアップスイッチ８３にはオン操作時に点灯するインジケータ８３ａが設けられている。
【００３４】
図１を参照して、コンプレッサ１１の出口側配管には、コンプレッサ１１から吐出される冷媒圧力Ｐｄや冷媒温度Ｔｄを検出するため、吐出冷媒圧力検出センサ８５（圧力検出手段に相当する）や、吐出温度検出センサ８６が設けられている。また、フロントユニット２０の風路２２ｆ内には、冷房運転時のエバポレータ１６の凍結を防止するため、エバポレータ１６出口の空気温度を検出するデフロストサーモセンサ８７が設けられている。
【００３５】
図４は、本実施形態の自動車用空気調和装置の制御を司る制御手段を示す概略ブロック図である。
【００３６】
制御手段としてのオートアンプ９０は、ＣＰＵを備え、この空調装置を総合的に制御する機能を有している。オートアンプ９０には、フロント用コントロールパネル７０およびリヤ用コントロールパネル８０が接続され、フロントおよびリヤのヒートアップスイッチ７６、８３やファンスイッチ７１、８１のオンオフ信号、テンプレバー７２、８２に設けられた可変レジスタであるＰＴＣの抵抗値に関する信号や、モードスイッチ７４による空調モードに関する信号が入力される。また、コンプレッサ１１の吐出冷媒圧力Ｐｄや吐出冷媒温度Ｔｄに関する信号が入力される。その他、エンジン冷却水温度を検出する水温検出センサ９１（水温検出手段に相当する）や外気温度を検出する外気温度センサなどのセンサ群９２から、エンジン冷却水温度Ｔｗや外気温度に関する信号も入力される。そして、オートアンプ９０内には、運転モード判断部が設けられており、テンプレバー位置や各種センサで検出した情報に基づいて暖房運転か冷房運転かの判断を行う。
【００３７】
また、オートアンプ９０には、ファンモータＭ１、Ｍ２、流量調整弁１３、１５や電磁弁４１〜４４、ヒータコア２５用のウォータバルブ２８、サブ熱交換器１７用のウォータバルブ１８、コンプレッサ１１の作動・停止を切替える電磁クラッチ１１ａ（切替手段に相当する）が接続され、オートアンプ９０からは、これらを作動させる制御信号が出力される。さらに、風路２２ｆ内に設けられた各種ドア（たとえば、インテークドア、ミックスドア２４、各吹出口を開閉するモードドア２７）を駆動する各種アクチュエータ９３が接続されている。オートアンプ９０は、各種センサなどからの信号を入力し、これらを演算して、種々のアクチュエータ９３を作動させて、吸込口の開度や吹出口位置などを総合的に制御している。
【００３８】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００３９】
まず、本実施形態のヒートポンプ式自動車用空気調和装置の運転モードを概説すると、冷房運転モード、送風運転モードおよび暖房運転モードがあり、フロントおよびリヤの両方を暖房する運転モードには、（ａ）フロントは温水式暖房、リヤはヒートポンプ式暖房、（ｂ）フロントおよびリヤがともにヒートポンプ式暖房の２つのモードがある。なお、フロントは温水式暖房およびヒートポンプ式暖房の両者を併用し、リヤはヒートポンプ式暖房を行うモードをさらに加えることもできる。
【００４０】
冷房運転は、フロントファンスイッチ７１がオン、Ａ／Ｃスイッチ７５がオンにて行なわれる。リヤユニット３０については、冷房運転はない。
【００４１】
送風運転は、フロントファンスイッチ７１がオン、Ａ／Ｃスイッチ７５がオフ、フロントヒートアップスイッチ７６がオフにて、フロントの送風運転を行なう。また、リヤファンスイッチ８１がオン、リヤヒートアップスイッチ８３がオフにて、リヤの送風運転を行なう。
【００４２】
暖房運転、特に、フロントおよびリヤのヒートポンプ式暖房は、フロントヒートアップスイッチ７６およびリヤヒートアップスイッチ８３の操作に応じて設定されるようになっている。
【００４３】
リヤをヒートポンプ式暖房する場合、リヤユニット３０には放熱器であるリヤ側サブコンデンサ３４のみしか設置していないので、リヤ吹出空気の温調は冷媒を用いて行なう必要がある。
【００４４】
そこで、本実施形態にあっては、オートアンプ９０は、吐出冷媒圧力検出センサ８５により検出した吐出冷媒圧力Ｐｄに応じて、サブ熱交換器１７用のウォーターバルブ１８の開閉動作と電磁クラッチ１１ａによるコンプレッサ１１の作動・停止動作とを行なって、リヤの温調、すなわち、リヤ側サブコンデンサ３４により加熱されて吹き出されるリヤ吹出空気の温度をリヤテンプレバー８２により設定された温度に調整するようにしてある。
【００４５】
かかる温調制御により、リヤのファン風量の増減制御のみでリヤの温調を行なう場合に比べてリヤの温調性能を拡大し、乗員の温感向上を図っている。
【００４６】
また、暖房運転の場合において、オートアンプ９０は、以下の［１］〜［３］のような制御を行なっている。
【００４７】
［１］水温検出センサ９１により検出したエンジン冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｏ以上のときには、エンジン冷却水を熱源として利用して十分な暖房を行い得るので、フロントユニット２０はヒータコア２５にてエンジン冷却水を熱源として利用する温水式暖房を行ない、リヤユニット３０はリヤ側サブコンデンサ３４にて高温高圧の冷媒を熱源として利用するヒートポンプ式暖房を行なう。このとき、フロント吹出空気の温調は、ミックスドア２４の開度を制御するエアミックス方式により行なう。また、リヤ吹出空気の温調は、上述したように、ウォーターバルブ１８の開閉動作とコンプレッサ１１の作動・停止動作とにより行なう。フロントをヒータコア２５のみによる温水式暖房とすることで、エンジンＥに必要以上の負荷を掛けることがなく、低燃費の暖房運転が可能となる。
【００４８】
［２］エンジン冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｏに達しておらず、かつ、フロントが最大暖房（フロントテンプレバー７２のＰＴＣ分圧比が１００％（フルホットＦＨ））のときには、エンジン冷却水を熱源として利用するには不十分であるため、フロントユニット２０およびリヤユニット３０はともに、それぞれのサブコンデンサ１４、３４にて高温高圧の冷媒を熱源として利用するヒートポンプ式暖房を行なう。フロントおよびリヤの温調は、上述したように、ウォーターバルブ１８の開閉動作とコンプレッサ１１の作動・停止動作とにより行なう。
【００４９】
［３］エンジン冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｏに達しておらず、かつ、フロントが最大暖房以外のときには、十分に昇温していないエンジン冷却水であっても熱源として利用可能であることから、フロントユニット２０は温水式暖房を行ない、リヤユニット３０はヒートポンプ式暖房を行なう。このとき、フロントの温調は、エアミックス方式により行ない、リヤの温調は、ウォーターバルブ１８の開閉動作とコンプレッサ１１の作動・停止動作とにより行なう。
【００５０】
上記［１］〜［３］にしたがってフロントユニット２０の温水式暖房と、リヤユニット３０のヒートポンプ式暖房を決定することにより、低燃費を図ると共にコンプレッサ１１の耐久性を高めつつ、快適な前後独立暖房を実現している。
【００５１】
なお、上記（２）（３）における「フロントが最大暖房」は、「フロントユニット２０がフロントテンプレバー７２により定まる急速暖房状態」の一例として挙げたものである。したがって、「急速暖房状態」とは、フロントテンプレバー７２がフルホットＦＨにある場合に限定されるものではなく、例えば、フロントテンプレバー７２のＰＴＣ分圧比が９０％〜１００％の範囲を「急速暖房状態」と定めてもよい。
【００５２】
オートアンプ９０はさらに、暖房運転の場合において次のような制御も行なっている。すなわち、フロントヒートアップスイッチ７６およびリヤヒートアップスイッチ８３による設定状態に基づいてフロント優先暖房であるかリヤ優先暖房であるかを判断し、それぞれの優先暖房状態においてフロントおよびリヤの暖房方式を決定している。
【００５３】
かかる制御により、前席優先暖房または後席優先暖房の考え方を採り込んだヒートポンプ式自動車用空気調和装置としてある。
【００５４】
次に、冷房運転、フロントおよびリヤのヒートポンプ式暖房運転、および、リヤのみがヒートポンプ式暖房運転を行うときの作用を説明する。図５には、各電磁弁の作動状態を表わしてある。
【００５５】
《冷房運転》
外気温度が比較的高くて冷房運転を行なう場合には、図２に示すように、コンプレッサ１１から吐出された冷媒は、集合弁４０の第１電磁弁４１を介して、直接、外部コンデンサ１２に入ることになる。また、第１流量調整弁１３は絞られ、第２流量調整弁１５は開かれるように作動する。リヤユニット３０は放熱器として機能するリヤ側サブコンデンサ３４のみを設置してあり、冷房運転を行わないので、第４電磁弁４４は閉じられる。
【００５６】
この状態でコンプレッサ１１を作動すると、吐出された冷媒は、図示するように、外部コンデンサ１２に入り、冷却され凝縮する。比較的低温となった高圧冷媒は、絞られている第１流量調整弁１３により流量が制限され、ここで断熱膨張され、より低温な低圧冷媒になってフロント側サブコンデンサ１４に流入する。さらに流下した冷媒は、開かれている第２流量調整弁１５を通ってエバポレータ１６に入る。冷媒はエバポレータ１６で蒸発しガス状となる。
【００５７】
したがって、インテークユニット２１から送られてきた空気は、まず、エバポレータ１６で除湿されると共にある程度冷却され、その直後に配置されているフロント側サブコンデンサ１４によりさらに冷却されてフロントに供給されることになり、いわば多段冷房が行なわれ、高い冷房性能を発揮する。
【００５８】
フロント吹出空気の温調は、公知のエアミックス方式でなされ、ヒータコア２５前面のミックスドア２４の開度を調節し、ヒータコア２５側と迂回路２９側とに冷風を分岐し、これらを再度ミックスすることにより所定温度にした後に、車室内に吹き出す。
【００５９】
《フロントおよびリヤのヒートポンプ式暖房運転》
暖房運転の開始時に、外気温度が低い場合とか、エンジン始動直後、エンジン低負荷時あるいはアイドリング時のようにエンジン冷却水温が暖房用として使用できない程度に低い場合には、集合弁４０の第３電磁弁４３を所定時間だけ開き、戻し回路Ｒを介して、外部コンデンサ１２内に寝込んでいる冷媒を回収する。第１流量調整弁１３は開かれ、第２流量調整弁１５は絞られるように作動する。リヤの暖房を行うため、第４電磁弁４４は開かれる。さらに、集合弁４０の第１電磁弁４１を閉じ、第２電磁弁４２を開いて、バイパス回路Ｂを開放する。また、サブ熱交換器１７用のウォータバルブ１８を開き、サブ熱交換器１７にエンジン冷却水を流通させておく。
【００６０】
外部コンデンサ１２内に寝込んでいる冷媒が回収されるので、コンプレッサ１１から多量の高温高圧の冷媒が吐出されることになり、この冷媒は、バイパス回路Ｂ、第１流量調整弁１３へと流れる。また、冷媒の一部は、第４電磁弁４４を通って、サブの冷媒サイクルＣ２へと流れる。
【００６１】
したがって、フロントおよびリヤのサブコンデンサ１４、３４のそれぞれには、容量の大きな外部コンデンサ１２をバイパスした高温高圧状態の冷媒がそのまま流入されるので、ここを通る空気が加熱される。なお、冷媒はここである程度凝縮される。
【００６２】
フロント側サブコンデンサ１４から流出した冷媒は、第２流量調整弁１５およびエバポレータ１６に案内される。フロント側サブコンデンサ１４から流出した冷媒は、絞られた第２流量調整弁１５を通る際に断熱膨張されて低温低圧の冷媒になるので、エバポレータ１６を通る空気は除湿され、かつ冷却される。なお、冷媒はエバポレータ１６で蒸発しガス状となる。
【００６３】
したがって、インテークユニット２１から送られてきた空気は、エバポレータ１６で冷却され、その直後に配置されているフロント側サブコンデンサ１４により加熱されることになる。このように除湿暖房運転が行なわれるので、内気循環モードにより暖房してもフロントガラスが曇ることはない。
【００６４】
リヤ側サブコンデンサ３４から流出した冷媒は、オリフィスチューブ３６により流量が制限され、ここで断熱膨張されて低温低圧の冷媒になる。この冷媒は、エバポレータ１６から流出した冷媒に合流し、さらに流下した冷媒は、サブ熱交換器１７を流通する間に、エンジン冷却水から熱を汲み上げる。
【００６５】
ここでは、エンジン冷却水が低温なため暖房用の熱源として使用できない場合でも、比較的短時間の内に高温高圧状態になる冷媒をフロントおよびリヤのサブコンデンサ１４、３４に流すことにより空気を加熱するので、高い暖房性能を発揮する。しかも、サブ熱交換器１７では、エンジン冷却水から熱を汲み上げているため、即暖性も向上することになる。
【００６６】
このようにサブ熱交換器１７においてエンジン冷却水が保有する熱を有効に冷媒に取り込むことができるので、この冷媒をコンプレッサ１１に戻し、再度圧縮すれば、当該コンプレッサ１１から吐出された冷媒は、より高温の冷媒となり、再度、フロントおよびリヤのサブコンデンサ１４、３４において空気を加熱するとき、相当高温の空気にすることができ、高い暖房性能を発揮することができる。
【００６７】
また、サブ熱交換器１７を流れる冷媒はここで加温されて蒸発しガス状となるので、コンプレッサ１１に液冷媒が帰還する虞はなく、コンプレッサ１１が液圧縮することによる弁などの破損を防止できる。
【００６８】
フロント側サブコンデンサ１４において加熱された空気は、風路２２ｆ内を流下し、ヒータコア２５の部分に至る。ここにおいて、ヒータコア２５は、エンジンＥの始動によりある程度温度上昇したエンジン冷却水が流通するが、この時点のエンジン冷却水はまだ十分温度上昇していない状態であるため、暖房用として使用することは好ましくない。したがって、暖房初期では、ウォーターバルブ２８を閉じ、ヒータコア２５にエンジン冷却水が流入しないようにするか、あるいはミックスドア２４により空気がヒータコア２５内を通過しないようにする。これによりインテークユニット２１から風路２２ｆ内に導入された空気は、フロント側サブコンデンサ１４により加熱された相当高温の空気となって車室内に吹き出される。また、車室内空気は、リヤ側サブコンデンサ３４で加熱されるので、リヤユニット３０においても、相当高温の空気となって車室内に吹き出される。
【００６９】
《リヤのみヒートポンプ式暖房運転》
フロントは温水式暖房とし、リヤのみをヒートポンプ式暖房する場合は、第１と第２の流量調整弁１３、１５はともに絞られるように作動している点を除き、基本的には、前述したフロントおよびリヤのヒートポンプ式暖房運転の場合と同様である。第１と第２の流量調整弁１３、１５がともに絞られているので、フロントユニット２０側に流れる冷媒流量は相当程度制限され、その分、リヤユニット３０側に流れる冷媒流量が増し、リヤの暖房性能が高められる。
【００７０】
次に、図６〜図１３のフローチャートを参照しつつ、暖房運転時の制御について説明する。
【００７１】
図６は、暖房運転時のフロント優先暖房かリヤ優先暖房かを決定する手順を示すフローチャート、図７は、リヤ優先暖房時におけるフロントの暖房方式の決定手順（温水式暖房とするか、ヒートポンプ式暖房とするか）を示すフローチャート、図８は、フロント優先暖房時におけるフロントの暖房方式の決定手順（温水式暖房とするか、ヒートポンプ式暖房とするか）を示すフローチャート、図９は、リヤ優先暖房時におけるヒートポンプ式暖房（フロント、リヤともにヒートポンプ式暖房）の温調制御を示すフローチャート、図１０は、リヤ優先暖房時におけるリヤのヒートポンプ式暖房およびフロントの温水式暖房の温調制御を示すフローチャート、図１１は、フロント優先暖房時におけるフロントのヒートポンプ式暖房の温調制御を示すフローチャート、図１２は、フロント優先暖房時におけるフロントの温水式暖房の温調制御を示すフローチャート、図１３は、システムを停止するとき停止制御を示すフローチャートである。
【００７２】
《フロント優先暖房かリヤ優先暖房かの決定（図６）》
図６を参照して、フロント優先暖房とするか、リヤ優先暖房とするかの決定手順について説明する。
【００７３】
本実施形態のヒートポンプ式自動車用空気調和装置では、暖房運転時の制御に前席優先暖房または後席優先暖房の考え方を採り込んであり、このルーチンは、暖房運転の場合にフロントを優先的に暖房するか、リヤを優先的に暖房するかを決定するものである。
【００７４】
まず、ステップＳ１１にて、フロントヒートアップスイッチ７６がオンされているか否かを判断し、オフであると判断したとき（Ｓ１１：Ｎ）には、フロント優先暖房であると決定し、フロント優先暖房の温調制御ルーチン（図１２）に進む。
【００７５】
フロントヒートアップスイッチ７６がオンであると判断したとき（Ｓ１１：Ｙ）には、リヤヒートアップスイッチ８３がオンされているか否かを判断する（Ｓ１２）。オフであると判断したとき（Ｓ１２：Ｎ）には、リヤユニット３０は少なくとも暖房運転されていない（送風運転されていることはある）ので、フロント優先暖房であると決定し、エンジン冷却水温度Ｔｗのオン・オフ判断、つまり、エンジン冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｏに達しているか否かを判断する（Ｓ１４）。この判断は、図１４に示すように、温度上昇時にはエンジン冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｏに達したときにオン判断からオフ判断に変化し、温度下降時にはエンジン冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｏから数度低い温度になるとオフ判断からオン判断に変化する。なお、前記所定温度Ｔｏの一例を挙げれば５０℃であるが、この値はエンジンＥの種類つまりエンジン冷却水の昇温特性の違いなどに応じて適宜設定されるものである。また、ヒステリシスの大きさも適宜設定されるものである。
【００７６】
そして、ステップＳ１４での判断がオン判断のとき（Ｓ１４：Ｙ）は、エンジン冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｏに達していないときであり、後述するフロント優先暖房時におけるフロント暖房方式の決定ルーチン（図８）に進む。
【００７７】
一方、ステップＳ１４での判断がオフ判断のとき（Ｓ１４：Ｎ）は、エンジン冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｏに達しているときであり、後述するフロント優先暖房時におけるフロントの温水式暖房の温調制御ルーチン（図１２）に進む。
【００７８】
ステップＳ１２で、リヤヒートアップスイッチ８３がオンであると判断したとき（Ｓ１２：Ｙ）には、リヤ優先暖房であると決定し、次いで、エンジン冷却水温度Ｔｗのオン・オフ判断、つまり、エンジン冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｏに達しているか否かを判断する（Ｓ１３）。この判断も、図１４に示したように、温度上昇時にはエンジン冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｏに達したときにオン判断からオフ判断に変化し、温度下降時にはエンジン冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｏから数度低い温度になるとオフ判断からオン判断に変化する。なお、このステップＳ１２における判断で用いる所定温度Ｔｏの値およびヒステリシスの大きさは適宜設定されるものである。
【００７９】
そして、ステップＳ１３での判断がオン判断のとき（Ｓ１３：Ｙ）は、エンジン冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｏに達していないときであり、後述するリヤ優先暖房時におけるフロント暖房方式の決定ルーチン（図７）に進む。
【００８０】
一方、ステップＳ１３での判断がオフ判断のとき（Ｓ１３：Ｎ）は、エンジン冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｏに達しているときであり、後述するリヤ優先暖房時におけるリヤのヒートポンプ式暖房およびフロントの温水式暖房の温調制御ルーチン（図１０）に進む。
【００８１】
《リヤ優先暖房時におけるフロント暖房方式の決定（図７）》
図７を参照して、リヤ優先暖房時におけるフロントの暖房方式の決定手順について説明する。このルーチンは、リヤ優先暖房の場合、すなわち、リヤヒートアップスイッチ８３がオンのとき（Ｓ１２：Ｙ）であって、エンジン冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｏに達していないとき（Ｓ１３：Ｙ）に、フロントの暖房方式を温水式暖房とするか、ヒートポンプ式暖房とするかを決定するものである。
【００８２】
リヤファン３３がオン（Ｓ１５：Ｙ）、リヤテンプレバー８２がフルホットＦＨ（Ｓ１６：Ｙ）、フロントが最大暖房（フロントファン２３がオン（Ｓ１７：Ｙ）、フロントテンプレバー７２がフルホットＦＨ（Ｓ１８：Ｙ））のときには、エンジン冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｏに達していないことを考慮し、フロントはヒートポンプ式暖房を行なうと決定し、後述するリヤ優先暖房時におけるヒートポンプ式暖房（フロント、リヤともにヒートポンプ式暖房）の温調制御ルーチン（図９）に進む。
【００８３】
また、ステップＳ１６でリヤテンプレバー８２がフルホットＦＨでない（Ｓ１６：Ｎ）と判断し、フロントが最大暖房（フロントファン２３がオン（Ｓ１９：Ｙ）、フロントテンプレバー７２がフルホットＦＨ（Ｓ２０：Ｙ））のときにも、同じ温調制御ルーチン（図９）に進むが、リヤテンプレバー８２の位置に応じた温調制御がなされる。
【００８４】
また、フロントが最大暖房以外（フロントファン２３がオフ（Ｓ１７、Ｓ１９：Ｎ）、フロントテンプレバー７２がフルホットＦＨでない（Ｓ１８、Ｓ２０：Ｎ））のときには、エンジン冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｏに達していなくともフロントを暖房し得ることを考慮し、フロントは温水式暖房を行なうと決定し、後述するリヤ優先暖房時におけるリヤのヒートポンプ式暖房およびフロントの温水式暖房の温調制御ルーチン（図１０）に進む。
【００８５】
ステップＳ１５において、リヤファン３３がオフ（Ｓ１５：Ｎ）されている場合には、リヤを暖房運転または送風運転する必要はなく、フロントが最大暖房（フロントファン２３がオン（Ｓ２１：Ｙ）、フロントテンプレバー７２がフルホットＦＨ（Ｓ２２：Ｙ））のときには、エンジン冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｏに達していないことを考慮し、フロントはヒートポンプ式暖房を行なうと決定し、リヤ優先暖房時におけるヒートポンプ式暖房（フロント、リヤともにヒートポンプ式暖房）の温調制御ルーチン（図９）に進む。但し、このときは、冷媒はリヤ側サブコンデンサ３４に導入されるが、リヤファン３３がオフ状態であるので、リヤは暖房されない。
【００８６】
また、フロントテンプレバー７２がフルホットＦＨでない（Ｓ２２：Ｎ）ときには、エンジン冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｏに達していなくともフロントを暖房し得ることを考慮し、フロントは温水式暖房を行なうと決定し、リヤ優先暖房時におけるリヤのヒートポンプ式暖房およびフロントの温水式暖房の温調制御ルーチン（図１０）に進む。このときにも、冷媒はリヤ側サブコンデンサ３４に導入されるが、リヤファン３３がオフ状態であるので、リヤは暖房されない。
【００８７】
リヤファン３３がオフ（Ｓ１５：Ｎ）され、かつ、フロントファン２３もオフ（Ｓ２１：Ｎ）されている場合には、空気調和装置を作動させていないときであり、システム停止時の制御ルーチン（図１３）に進む。
【００８８】
《フロント優先暖房時におけるフロント暖房方式の決定（図８）》
図８を参照して、フロント優先暖房時におけるフロントの暖房方式の決定手順について説明する。このルーチンは、フロント優先暖房の場合、フロントヒートアップスイッチ７６はオンされているがリヤヒートアップスイッチ８３がオフのとき（Ｓ１１：Ｙ、Ｓ１２：Ｎ）に、フロントの暖房方式を温水式暖房とするか、ヒートポンプ式暖房とするかを決定するものである。
【００８９】
フロントが最大暖房（フロントファン２３がオン（Ｓ２５：Ｙ）、フロントテンプレバー７２がフルホットＦＨ（Ｓ２６：Ｙ））のときには、フロントはヒートポンプ式暖房を行なうと決定し、後述するフロント優先暖房時におけるフロントのヒートポンプ式暖房の温調制御ルーチン（図１１）に進む。
【００９０】
また、フロントテンプレバー７２がフルホットＦＨでない（Ｓ２６：Ｎ）ときには、フロントは温水式暖房を行なうと決定し、フロント優先暖房時におけるフロントの温水式暖房の温調制御ルーチン（図１２）に進む。このとき、温調はエアミックス方式によりなされる。
【００９１】
ステップＳ２５において、フロントファン２３がオフ（Ｓ２５：Ｎ）されている場合には、フロントユニット２０が作動していないときであり、システム停止時の制御ルーチン（図１３）に進む。リヤファン３３がオンされていれば、リヤは送風運転となる。
【００９２】
《リヤ優先暖房時におけるヒートポンプ式暖房の温調制御（図９）》
図９を参照して、リヤ優先暖房時におけるフロント、リヤをともにヒートポンプ式暖房を行なうときの温調制御について説明する。
【００９３】
まず、第４電磁弁４４を開いて、サブの冷媒サイクルＣ２を開く（Ｓ３１）。フロントはヒートポンプ式暖房であるので、ミックスドア２４を作動させる必要はなく、ミックスドア２４をヒータコア２５の前面を閉塞するフルクールＦＣに移動する（Ｓ３２）。また、ヒータコア２５用のウォータバルブ２８も閉じる（Ｓ３３）。
【００９４】
次いで、コンプレッサ１１の吐出冷媒圧力Ｐｄに応じて、サブ熱交換器１７用のウォーターバルブ１８の開閉動作と電磁クラッチ１１ａによるコンプレッサ１１のオン（作動）・オフ（停止）動作とを行なって、ヒートポンプ式暖房の温調制御を行なう（Ｓ３４〜Ｓ３９）。
【００９５】
ウォータバルブ１８の開閉制御は、図１５（Ａ）に示すように、リヤテンプレバー８２のＰＴＣ分圧比に対するウォータバルブ１８の閉特性線図に基づいてなされ、同図（Ｂ）に示すように、吐出冷媒圧力Ｐｄの圧力上昇時には、前記ＰＴＣ分圧比にて定まる基準圧力ＫＰｄに達したときに開判断から閉判断に変化し、圧力下降時には基準圧力ＫＰｄから若干低い圧力になると閉判断から開判断に変化するように設定されている。
【００９６】
また、コンプレッサ１１のオン・オフ制御も、図１５（Ａ）に示すように、リヤテンプレバー８２のＰＴＣ分圧比に対するコンプレッサ１１のオフ特性線図に基づいてなされ、同図（Ｃ）に示すように、吐出冷媒圧力Ｐｄの圧力上昇時には、前記ＰＴＣ分圧比にて定まる基準圧力ＬＰｄに達したときにオン判断からオフ判断に変化し、圧力下降時には基準圧力ＬＰｄから若干低い圧力になるとオフ判断からオン判断に変化するように設定されている。
【００９７】
図１５（Ａ）に示す特性線図から明らかなように、コンプレッサ１１がオン・オフするよりも早いタイミングで、サブ熱交換器１７用のウォータバルブ１８を開閉して、温調を行なうようにしている。このため、コンプレッサ１１がオン・オフする回数自体が減るため、コンプレッサ１１の耐久性が向上し、また、コンプレッサ１１のオン・オフ時に乗員が感じるショックも少なくなり、ドライバビリティーの向上を図ることができる。
【００９８】
なお、基準圧力の一例を挙げれば、ＰＴＣ分圧比が０％（フルクールＦＣ）のときは、ＫＰｄ＝８ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、ＬＰｄ＝１１ｋｇ／ｃｍ２Ｇであり、ＰＴＣ分圧比が１００％（フルホットＦＨ）のときは、ＫＰｄ＝２０ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、ＬＰｄ＝２３ｋｇ／ｃｍ２Ｇである。但し、これら基準圧力は諸条件（搭載する車両の種類や、使用するコンプレッサ１１の型式など）により適宜変更されるものである。また、ヒステリシスの大きさ（例えば、３ｋｇ／ｃｍ２Ｇ）も適宜設定されるものである。さらに、簡便化のために、リヤテンプレバー８２の位置変化に対してリニアに変化する特性線図を例に挙げたが、これに限定されるものではなく、所望の特性を付与することができることは言うまでもない。
【００９９】
図９を参照して、ステップＳ３４では、上述したように、吐出冷媒圧力Ｐｄと基準圧力ＫＰｄとに基づいて、ウォータバルブ１８の開閉判断がなされる。
【０１００】
そして、ステップＳ３４でのウォータバルブ１８の開閉判断が開判断のとき（Ｓ３４：Ｙ）は、設定温度に対して十分な暖房性能を発揮する程度にまで吐出冷媒圧力Ｐｄが上昇していないときである。このため、ウォータバルブ１８を開き（Ｓ３５）、サブ熱交換器１７の内部を流れる冷媒を加熱しつつコンプレッサ１１の運転を継続し（Ｓ３６）、十分な暖房性能を発揮させるべく、吐出冷媒圧力Ｐｄを上昇させて冷媒の温度を上昇させる制御を行なう。
【０１０１】
一方、ステップＳ３４でのウォータバルブ１８の開閉判断が閉判断のとき（Ｓ３４：Ｎ）は、設定温度に対して十分な暖房性能を発揮する程度にまで吐出冷媒圧力Ｐｄが上昇しているときである。このため、ウォータバルブ１８を閉じ（Ｓ３７）、引き続き、ステップＳ３８では、上述したように、吐出冷媒圧力Ｐｄと基準圧力ＬＰｄとに基づいて、コンプレッサ１１のオン・オフ判断がなされる。オン判断のとき（Ｓ３８：Ｙ）は、コンプレッサ１１の運転を継続し、オフ判断のとき（Ｓ３８：Ｎ）は、コンプレッサ１１吐出冷媒圧力Ｐｄが上昇しすぎているので、電磁クラッチ１１ａを作動させてコンプレッサ１１の運転を停止する（Ｓ３９）。
【０１０２】
《リヤ優先暖房時におけるリヤのヒートポンプ式暖房およびフロントの温水式暖房の温調制御（図１０）》
図１０を参照して、リヤ優先暖房時におけるリヤのヒートポンプ式暖房およびフロントの温水式暖房を行なうときの温調制御について説明する。
【０１０３】
まず、第４電磁弁４４を開いて、サブの冷媒サイクルＣ２を開く（Ｓ４１）。フロントは温水式暖房であるので、ミックスドア２４を作動させてエアミックス温調を行なう（Ｓ４２）。このエアミックス温調は広く一般になされているものと同様であり、図１６に示すように、フロントテンプレバー７２の位置に応じてミックスドア２４開度を変化させることによりなされている。つまり、フロントテンプレバー７２がフルクールＦＣにあるときはミックスドア２４はヒータコア２５の前面を閉じる位置（開度０％）に回動し、フルホットＦＨにあるときはミックスドア２４はヒータコア２５の前面を全開にして迂回路２９を閉じる位置（開度１００％）に回動し、フルクールＦＣおよびフルホットＦＨ以外の中間位置にあるときはミックスドア２４は適宜開度に回動する。そして、ミックスドア２４位置に応じて、ヒータコア２５を通過した温風量と迂回路２９を通過した冷風量との比率が調整され、フロント吹出空気が所望の温度に温調される。
【０１０４】
ヒータコア２５用のウォータバルブ２８は、フロントテンプレバー７２がフルクールＦＣにあるときには閉じられ、フルクールＦＣ以外のときには開かれる（Ｓ４３）。
【０１０５】
リヤのヒートポンプ式暖房を行なうときの温調制御（Ｓ４４〜Ｓ４９）は、図９のステップＳ３４〜Ｓ３９と同様に行なわれるので、説明は省略する。
【０１０６】
《フロント優先暖房時におけるフロントのヒートポンプ式暖房の温調制御（図１１）》
図１１を参照して、フロント優先暖房時におけるフロントのヒートポンプ式暖房を行なうときの温調制御について説明する。
【０１０７】
この温調制御時には、多量の冷媒をメインの冷媒サイクルＣ１内を循環させて暖房性能を高めるのが好ましいことから、まず、第４電磁弁４４を閉じて、サブの冷媒サイクルＣ２を閉じる（Ｓ５１）。フロントはヒートポンプ式暖房であるので、ミックスドア２４を作動させる必要はなく、ミックスドア２４をフルクールＦＣに移動する（Ｓ５２）。また、ヒータコア２５用のウォータバルブ２８も閉じる（Ｓ５３）。
【０１０８】
以後のフロントのヒートポンプ式暖房を行なうときの温調制御（Ｓ５４〜Ｓ５９）は、図１５（Ａ）に示したウォータバルブ１８の閉特性やコンプレッサ１１のオフ特性がフロントテンプレバー７２のＰＴＣ分圧比に対して定められている点を除いて、図９のステップＳ３４〜Ｓ３９と同様に行なわれるので、説明は省略する。
【０１０９】
《フロント優先暖房時におけるフロントの温水式暖房の温調制御（図１２）》
図１２を参照して、フロント優先暖房時におけるフロントの温水式暖房を行なうときの温調制御について説明する。
【０１１０】
この温調制御時には、ヒートポンプは停止しているので第４電磁弁４４を閉じて、サブの冷媒サイクルＣ２を閉じる（Ｓ６１）。また、温水式暖房であるので、エアミックス温調を行なう（Ｓ６２）。このエアミックスによる温調制御は、前述したように、フロントテンプレバー７２の位置に応じてミックスドア２４開度を変化させることによりなされる（図１６）。
【０１１１】
ヒータコア２５用のウォータバルブ２８は、フロントテンプレバー７２がフルクールＦＣにあるときには閉じられ、フルクールＦＣ以外のときには開かれる（Ｓ６３）。
【０１１２】
また、コンプレッサ１１はオフされ（Ｓ６４）、サブ熱交換器１７用のウォータバルブ１８も閉じられる（Ｓ６５）。
【０１１３】
《システム停止時の制御（図１３）》
図１３を参照して、システム停止時の制御について説明する。
【０１１４】
ヒートポンプが停止するので第４電磁弁４４を閉じて、サブの冷媒サイクルＣ２を閉じる（Ｓ７１）。ミックスドア２４は、次の暖房運転に備えるという観点から、フロントテンプレバー７２の位置に応じた開度に停止しておく（Ｓ７２）。
【０１１５】
また、ヒータコア２５用のウォータバルブ２８は開かれ（Ｓ７３）、コンプレッサ１１はオフされ（Ｓ７４）、サブ熱交換器１７用のウォータバルブ１８も閉じられる（Ｓ７５）。
【０１１６】
以上説明したように、本実施形態によれば、ヒートポンプ式暖房運転におけるリヤ吹出空気の温調を、コンプレッサ１１の吐出冷媒圧力Ｐｄに応じて、サブ熱交換器１７用のウォーターバルブ１８の開閉動作と電磁クラッチ１１ａによるコンプレッサ１１の作動・停止動作とにより行なうため、リヤのファン風量の増減制御のみで温調を行なう場合に比べてきめ細かく調整できる。したがって、リヤの温調性能を乗員にとって十分快適なレベルにまで拡大することができ、乗員の温感向上を達成できる。
【０１１７】
また、暖房運転の場合に、エンジン冷却水温度Ｔｗ、フロントユニット２０が最大暖房状態であるか否かに応じて、上述した［１］〜［３］の３種の前後独立暖房を行なうので、低燃費を図ると共にコンプレッサ１１の耐久性を高めつつ、快適な前後独立暖房を実現できる。
【０１１８】
さらに、フロントヒートアップスイッチ７６およびリヤヒートアップスイッチ８３による設定状態に基づいてフロント優先暖房であるかリヤ優先暖房であるかを判断し、それぞれの優先暖房状態においてフロントおよびリヤの暖房方式を決定しているので、より一層快適な前後独立暖房を実現できる。
【０１１９】
なお、フロントおよびリヤの優先暖房設定手段をともにヒートアップスイッチ７６、８３から構成した場合を図示したが、例えば、フロント優先暖房設定手段としてのフロントヒートアップスイッチ７６だけを設け、リヤ優先暖房設定手段は、他のスイッチやテンプレバー位置との組み合わせからリヤの優先的な暖房を判断および設定する構成とすることもできる。具体的には、リヤファンスイッチ８１がオン、Ａ／Ｃスイッチ７５がオフ、フロントヒートアップスイッチ７６がオン、リヤテンプレバー８２のＰＴＣ分圧比が３０％〜１００％（フルホットＦＨ）にて、リヤのヒートアップ暖房運転を設定するようにしてもよい。
【０１２０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、ヒートポンプ式暖房運転におけるリヤ吹出空気の温調を、リヤのファン風量の増減制御のみで温調を行なう場合に比べて、乗員にとって十分快適なレベルにまで拡大することができ、乗員の温感向上を達成できる。
【０１２１】
また、暖房運転の場合に、エンジン冷却水温度およびフロントユニットが急速暖房状態であるか否かに応じた３種の前後独立暖房を行なうので、低燃費を図ると共にコンプレッサの耐久性を高めつつ、快適な前後独立暖房を実現できる。
【０１２２】
また、請求項１および請求項２に記載の発明によれば、フロント優先暖房またはリヤ優先暖房の考え方を採り込んで、それぞれの優先暖房状態においてフロントおよびリヤの暖房方式を決定しているので、より一層快適な前後独立暖房を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るヒートポンプ式自動車用空気調和装置の実施形態の暖房運転時における状態を示す概略構成図である。
【図２】 同実施形態の冷房運転時における状態を示す概略構成図である。
【図３】 図３（Ａ）および（Ｂ）は、車室内に設けられるフロント用コントロールパネルおよびリヤ用コントロールパネルを示す正面図である。
【図４】 本実施形態の自動車用空気調和装置の制御を司る制御手段を示す概略ブロック図である。
【図５】 各電磁弁の作動状態を表わす図表である。
【図６】 暖房運転時のフロント優先暖房かリヤ優先暖房かを決定する手順を示すフローチャート
【図７】 リヤ優先暖房時におけるフロントの暖房方式の決定手順（温水式暖房とするか、ヒートポンプ式暖房とするか）を示すフローチャート
【図８】 フロント優先暖房時におけるフロントの暖房方式の決定手順（温水式暖房とするか、ヒートポンプ式暖房とするか）を示すフローチャート
【図９】 リヤ優先暖房時におけるヒートポンプ式暖房（フロント、リヤともにヒートポンプ式暖房）の温調制御を示すフローチャート
【図１０】 リヤ優先暖房時におけるリヤのヒートポンプ式暖房およびフロントの温水式暖房の温調制御を示すフローチャート
【図１１】 フロント優先暖房時におけるフロントのヒートポンプ式暖房の温調制御を示すフローチャート
【図１２】 フロント優先暖房時におけるフロントの温水式暖房の温調制御を示すフローチャート
【図１３】 システムを停止するとき停止制御を示すフローチャートである。
【図１４】 エンジン冷却水温度のオン・オフ判断を示す図である。
【図１５】 図１５（Ａ）は、ヒートポンプ式暖房時の温調制御に用いられるサブ熱交換器のウォータバルブの閉特性線図およびコンプレッサのオフ特性線図、同図（Ｂ）は、サブ熱交換器のウォータバルブの開閉判断を示す図、同図（Ｃ）は、コンプレッサのオン・オフ判断を示す図である。
【図１６】 フロントユニットの温水式暖房時のエアミックス温調制御に用いられるミックスドアの作動特性線図である。
【符号の説明】
１０…デュアル型のヒートポンプ式自動車用空気調和装置
１１…コンプレッサ
１１ａ…電磁クラッチ（切替手段）
１２…外部コンデンサ
１３…第１流量調整弁（第１流量調整手段）
１４…フロント側サブコンデンサ
１５…第２流量調整弁（第２流量調整手段）
１６…エバポレータ
１７…サブ熱交換器
１８…サブ熱交換器用のウォーターバルブ（開閉弁）
２０…フロントユニット
２２、３２…ユニットケース
２２ｆ、３２ｆ…風路
２３…フロントファン
２４…ミックスドア
２５…ヒータコア
２８…ヒータコア用のウォーターバルブ
３０…リヤユニット
３３…リヤファン
３４…リヤ側サブコンデンサ
３６…オリフィスチューブ（冷媒膨張部材）
４０…集合弁
７２…フロントテンプレバー（フロント温度設定手段）
７６…フロントヒートアップスイッチ（フロント優先暖房設定手段）
８２…リヤテンプレバー（リヤ温度設定手段）
８３…リヤヒートアップスイッチ（リヤ優先暖房設定手段）
８５…吐出冷媒圧力検出センサ（圧力検出手段）
９０…オートアンプ（制御手段）
９１…水温検出センサ（水温検出手段）
Ｃ１…メインの冷媒サイクル
Ｃ２…サブの冷媒サイクル
Ｅ…エンジン
Ｐｄ…吐出冷媒圧力
Ｔｗ…エンジン冷却水温度
Ｔｏ…所定温度

Claims (2)

1. コンプレッサ（１１）から吐出された冷媒を、外部コンデンサ（１２）、第１流量調整手段（１３）、フロント側サブコンデンサ（１４）、第２流量調整手段（１５）、エバポレータ（１６）を経て前記コンプレッサ（１１）に帰還させるメインの冷媒サイクル（Ｃ１）を備え、前記フロント側サブコンデンサ（１４）および前記エバポレータ（１６）をユニットケース（２２）の風路（２２ｆ）内に配置すると共にエンジン（Ｅ）から流出したエンジン冷却水が流通するヒータコア（２５）を前記風路（２２ｆ）内に配置したフロントユニット（２０）と、
   前記コンプレッサ（１１）から吐出された冷媒を、リヤ側サブコンデンサ（３４）、冷媒膨張部材（３６）を経て前記コンプレッサ（１１）に帰還させるサブの冷媒サイクル（Ｃ２）を備え、前記リヤ側サブコンデンサ（３４）をユニットケース（３２）の風路（３２ｆ）内に配置したリヤユニット（３０）と、を有するデュアル型のヒートポンプ式自動車用空気調和装置において、
   前記コンプレッサ（１１）の上流側に配置され、前記フロントユニット（２０）の前記エバポレータ（１６）から流出した冷媒および前記リヤユニット（３０）の前記リヤ側サブコンデンサ（３４）から流出して前記冷媒膨張部材（３６）を経た冷媒が内部を流通するサブ熱交換器（１７）と、
   前記サブ熱交換器（１７）の内部を流通する冷媒を加熱するため、エンジン（Ｅ）から流出したエンジン冷却水を当該サブ熱交換器（１７）に導入する開閉自在な開閉弁（１８）と、
   前記コンプレッサ（１１）の作動・停止を切替える切替手段（１１ａ）と、
   前記コンプレッサ（１１）から吐出される冷媒圧力を検出する圧力検出手段（８５）と、
   前記フロントユニット（２０）から吹き出されるフロント吹出空気の温度を設定するフロント温度設定手段（７２）と、
   前記リヤユニット（３０）から吹き出されるリヤ吹出空気の温度を設定するリヤ温度設定手段（８２）と、
   前記圧力検出手段（８５）により検出した吐出冷媒圧力（Ｐｄ）に応じて、前記開閉弁（１８）の開閉動作と前記切替手段（１１ａ）による前記コンプレッサ（１１）の作動・停止動作とを行う制御手段（９０）と、
   前記エンジン冷却水温度を検出する水温検出手段（９１）と、
   フロントの優先的な暖房を設定するフロント優先暖房設定手段（７６）と、
   リヤの優先的な暖房を設定するリヤ優先暖房設定手段（８３）と、を有し、
   ［Ａ］暖房運転の場合において前記制御手段（９０）は、前記フロント優先暖房設定手段（７６）および前記リヤ優先暖房設定手段（８３）による設定状態に基づいてフロント優先暖房であるかリヤ優先暖房であるかを判断し、リヤの優先的な暖房が設定されていると判断した場合には、
   ［１］前記水温検出手段（９１）により検出したエンジン冷却水温度（Ｔｗ）が所定温度（Ｔｏ）以上のときには、前記フロントユニット（２０）は前記ヒータコア（２５）にて前記エンジン冷却水を熱源として利用する温水式暖房を行ない、前記リヤユニット（３０）は前記リヤ側サブコンデンサ（３４）にて高温高圧の冷媒を熱源として利用するヒートポンプ式暖房を行ない、
   ［２］前記エンジン冷却水温度（Ｔｗ）が所定温度（Ｔｏ）に達しておらず、かつ、前記フロントユニット（２０）が前記フロント温度設定手段（７２）により定まる急速暖房状態のときには、前記フロントユニット（２０）および前記リヤユニット（３０）はともに、前記それぞれのサブコンデンサ（１４、３４）にて高温高圧の冷媒を熱源として利用するヒートポンプ式暖房を行ない、
   ［３］前記エンジン冷却水温度（Ｔｗ）が所定温度（Ｔｏ）に達しておらず、かつ、前記フロントユニット（２０）が前記急速暖房状態以外のときには、前記フロントユニット（２０）は温水式暖房を行ない、前記リヤユニット（３０）はヒートポンプ式暖房を行な い、
   前後独立暖房を行なうようにし、
   前記リヤユニット（３０）のヒートポンプ式暖房を行なうときには、検出した吐出冷媒圧力（Ｐｄ）が、前記リヤ温度設定手段（８２）により設定された温度において前記コンプレッサ（１１）を停止させるべき基準圧力（ＬＰｄ）よりも小さい基準圧力（ＫＰｄ）まで上昇したときには前記開閉弁（１８）を閉じ、前記基準圧力（ＫＰｄ）よりも低い圧力まで下降したときには前記開閉弁（１８）を開き、検出した吐出冷媒圧力（Ｐｄ）が、前記基準圧力（ＬＰｄ）まで上昇したときは前記切替手段（１１ａ）により前記コンプレッサ（１１）を停止し、前記基準圧力（ＬＰｄ）よりも低い圧力まで下降したときには前記コンプレッサ（１１）を作動し、冷媒の温度を調整することによって、前記リヤ側サブコンデンサ（３４）により加熱されて吹き出される前記リヤ吹出空気の温度を前記リヤ温度設定手段（８２）により設定された温度に調整し、
   ［Ｂ］フロントの優先的な暖房が設定されていると判断した場合には、リヤは暖房せずに、
   ［１］前記水温検出手段（９１）により検出したエンジン冷却水温度（Ｔｗ）が所定温度（Ｔｏ）以上のときには、前記フロントユニット（２０）は温水式暖房を行ない、
   ［２］前記エンジン冷却水温度（Ｔｗ）が所定温度（Ｔｏ）に達しておらず、かつ、前記フロントユニット（２０）が前記フロント温度設定手段（７２）により定まる急速暖房状態のときには、前記フロントユニット（２０）はヒートポンプ式暖房を行ない、
   ［３］前記エンジン冷却水温度（Ｔｗ）が所定温度（Ｔｏ）に達しておらず、かつ、前記フロントユニット（２０）が前記急速暖房状態以外のときには、前記フロントユニット（２０）は温水式暖房を行ない、
   前記フロントユニット（２０）のヒートポンプ式暖房を行なうときには、検出した吐出冷媒圧力（Ｐｄ）が、前記フロント温度設定手段（７２）により設定された温度において前記コンプレッサ（１１）を停止させるべき基準圧力（ＬＰｄ）よりも小さい基準圧力（ＫＰｄ）まで上昇したときには前記開閉弁（１８）を閉じ、前記基準圧力（ＫＰｄ）よりも低い圧力まで下降したときには前記開閉弁（１８）を開き、検出した吐出冷媒圧力（Ｐｄ）が、前記基準圧力（ＬＰｄ）まで上昇したときは前記切替手段（１１ａ）により前記コンプレッサ（１１）を停止し、前記基準圧力（ＬＰｄ）よりも低い圧力まで下降したときには前記コンプレッサ（１１）を作動し、冷媒の温度を調整することによって、前記フロント側サブコンデンサ（１４）により加熱されて吹き出される前記フロント吹出空気の温度を前記フロント温度設定手段（７２）により設定された温度に調整することを特徴とするヒートポンプ式自動車用空気調和装置。
2. 前記フロント優先暖房設定手段（７６）はフロントに配置されたスイッチから構成され、前記リヤ優先暖房設定手段（８３）はリヤに配置されたスイッチから構成されていることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式自動車用空気調和装置。

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