JP2020104670A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車室内の暖房又は除霜を行う際に、補助熱源で生じた熱を効率良く利用することができる車両用空調装置を提供する。【解決手段】車両用空調装置１は、車両用空調装置は、冷凍サイクル１０と、高温側冷却水回路２０と、低温側冷却水回路４０と、を有する。高温側熱媒体回路は、ラジエータ２１と、ヒータコア２２と、分岐部２４と、共通流路２３と、流量調整部３０と、電気ヒータ２６と、を有している。ラジエータ２１は、冷却水と車室外の空気とを熱交換させる熱交換器である。ヒータコア２２は、ラジエータ２１に対して並列に接続され、空調対象空間へ送風される送風空気Ｗに対して冷却水の有する熱を放熱させる。そして、分岐部２４は、ラジエータ２１へ向かう冷却水の流れと、ヒータコア２２へ向かう冷却水の流れに分岐させる。電気ヒータ２６は、共通流路２３における冷却水の流れ方向に関して分岐部２４の上流側において、冷却水を加熱する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用空調装置に関する。

従来、車両用空調装置においては、外気から吸熱する熱交換器が着霜する場合があり、着霜に伴う熱交換性能の低下によって、暖房能力が低下することが知られている。この点に対する技術として、特許文献１に記載された技術が知られている。

特許文献１では、エンジンを含む第１温水回路と、発熱機器、ヒータコア、水冷コンデンサ、ラジエータ及びチラーを含む第２温水回路との間において、冷却液の流出入を切り替えることで、ヒータコアによる暖房やラジエータの除霜を実現している。又、特許文献１においては、第１温水回路の熱が除霜に十分ではない場合には、発熱機器により冷却液を加熱して、ラジエータの除霜に必要な熱量を補うように構成されている。

特開２０１７−１２８２２３号公報

しかしながら、特許文献１では、ラジエータの除霜を行う場合において、補助熱源として配置された発熱機器から除霜対象であるラジエータまでの間に、ヒータコアを含む多くの機器を経由する。そして、発熱機器からラジエータまでの冷却液の流路も長くなっている。この為、発熱機器で加えられた熱量が除霜対象機器であるラジエータに到達するまでの過程で損なわれてしまう。つまり、特許文献１では、ラジエータの除霜に際して、発熱機器の熱量を有効に活用できていないものと考えられる。

又、特許文献１では、ラジエータの除霜を行う場合には、冷却液がヒータコアを通過しなければ、ラジエータに到達できない流路構成となっている。この為、ラジエータの除霜を選択的に行うことが困難であり、ラジエータの除霜に際して、補助熱源の熱がヒータコアで失われてしまう。

そして、車両には、暖房や除霜に利用可能な様々な熱源が存在している。各熱源の特性によっては、暖房や除霜に対する補助熱源として、効率の良い利用態様が相違すると考えられる。

本開示は、これらの点に鑑みてなされており、車室内の暖房又は除霜を行う際に、補助熱源で生じた熱を効率良く利用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。

前記目的を達成するため、本開示の一態様に係る車両用空調装置は、冷凍サイクル（１０）と、高温側熱媒体回路（２０）と、低温側熱媒体回路（４０）と、を有する。冷凍サイクルは、圧縮機（１１）と、熱媒体冷媒熱交換器（１２）と、減圧部（１４ａ）と、吸熱器（１５）と、を有している。

圧縮機は、冷媒を圧縮して吐出する。熱媒体冷媒熱交換器は、圧縮機にて圧縮された高圧冷媒の熱を熱媒体へ放熱する熱交換器である。減圧部は、熱媒体冷媒熱交換器から流出した高圧冷媒を減圧させる。吸熱器は、減圧部にて減圧された低圧冷媒を蒸発させて吸熱する。

高温側熱媒体回路は、熱媒体冷媒熱交換器にて高圧冷媒の熱を放熱させるように熱媒体を循環させる。低温側熱媒体回路は、吸熱器にて低圧冷媒に吸熱させて冷却するように熱媒体を循環させる。

そして、高温側熱媒体回路は、空気熱媒体熱交換器（２１、３５）と、ヒータコア（２２）と、分岐部（２４）と、共通流路（２３）と、流量調整部（３０）と、補助熱源（２６、３６）と、を有している。

空気熱媒体熱交換器は、熱媒体と車室外の空気とを熱交換させる熱交換器である。ヒータコアは、空気熱媒体熱交換器に対して並列に接続され、空調対象空間へ送風される送風空気に対して熱媒体の有する熱を放熱させる。分岐部は、空気熱媒体熱交換器へ向かう熱媒体の流れと、ヒータコアへ向かう熱媒体の流れに分岐させる。

共通流路は、空気熱媒体熱交換器を通過した熱媒体及びヒータコアを通過した熱媒体が流入可能に接続され、熱媒体冷媒熱交換器が配置されている。流量調整部は、分岐部における熱媒体の流れに関し、空気熱媒体熱交換器へ向かう熱媒体の流量と、ヒータコアへ向かう熱媒体の流量を調整する。そして、補助熱源は、共通流路における熱媒体の流れ方向に関して分岐部の上流側において、熱媒体を加熱する。

これによれば、流量調整部にて、空気熱媒体熱交換器へ向かう熱媒体の流量と、ヒータコアへ向かう熱媒体の流量を調整することで、補助熱源の熱を利用して、空気熱媒体熱交換器の除霜と、ヒータコアによる空調対象空間の暖房とを実現できる。

そして、補助熱源は、共通流路における熱媒体の流れ方向に関して分岐部の上流側において、熱媒体を加熱する為、補助熱源による熱をできるだけ保った状態で、空気熱媒体熱交換器、ヒータコアの何れに対しても移動させることができる。つまり、車両用空調装置は、空気熱媒体熱交換器の除霜、ヒータコアによる暖房に際して、補助熱源の熱を効率良く利用することができる。

尚、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態に係る車両用空調装置の全体構成図である。 第１実施形態に係る室内空調ユニットの全体構成図である。 第１実施形態に係る車両用空調装置の制御系を示すブロック図である。 第２実施形態に係る車両用空調装置の全体構成図である。 第２実施形態に係る複合型熱交換器の構成を示す模式図である。 第３実施形態に係る車両用空調装置の全体構成図である。 第４実施形態に係る車両用空調装置の全体構成図である。 第５実施形態に係る車両用空調装置の全体構成図である。 第６実施形態に係る車両用空調装置の全体構成図である。 第７実施形態に係る車両用空調装置の全体構成図である。

以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各実施形態において、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の実施形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
先ず、本開示における第１実施形態について、図１〜図３を参照しつつ説明する。第１実施形態では、本開示に係る車両用空調装置１を、車両走行用の駆動力を走行用電動モータから得る電気自動車に適用している。車両用空調装置１は、電気自動車において、空調対象空間である車室内の空調や、バッテリ４２等を含む機器の温度調整を行う。

そして、車両用空調装置１は、車室内の空調を行う運転モードとして、冷房モードと、暖房モードと、除霜モードとを切り替えることができる。冷房モードは、車室内へ送風される送風空気を冷却して車室内へ吹き出す運転モードである。暖房モードは、送風空気を加熱して車室内へ吹き出す運転モードである。除霜モードは、ラジエータ２１が着霜した場合に、ラジエータ２１の霜を取り除く為の運転モードである。

尚、車両用空調装置１の冷凍サイクル１０では、冷媒として、ＨＦＣ系冷媒（具体的には、Ｒ１３４ａ）を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。冷媒には、圧縮機１１を潤滑する為の冷凍機油が混入されている。冷凍機油としては、液相冷媒に相溶性を有するＰＡＧオイル（ポリアルキレングリコールオイル）が採用されている。冷凍機油の一部は、冷媒と共にサイクルを循環している。

次に、第１実施形態に係る車両用空調装置１の具体的構成について、図１を参照しつつ説明する。車両用空調装置１は、冷凍サイクル１０と、高温側冷却水回路２０と、低温側冷却水回路４０と、機器用冷却水回路５０と、室内空調ユニット６０と、制御装置７０を有している。

初めに、車両用空調装置１における冷凍サイクル１０を構成する各構成機器について説明する。冷凍サイクル１０は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置である。

圧縮機１１は、冷凍サイクル１０において、冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。圧縮機１１は車両ボンネット内に配置されている。圧縮機１１は、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて回転駆動する電動圧縮機である。圧縮機１１は、後述する制御装置７０から出力される制御信号によって、回転数（即ち、冷媒吐出能力）が制御される。

そして、圧縮機１１の吐出口には、水−冷媒熱交換器１２の冷媒通路の入口側が接続されている。水−冷媒熱交換器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が有する熱を、高温側冷却水回路２０を循環する熱媒体である冷却水に放熱し、冷却水を加熱する熱交換器である。

水−冷媒熱交換器１２は、所謂、サブクール型の凝縮器によって構成されており、凝縮部１２ａと、レシーバ部１２ｂと、過冷却部１２ｃを有している。凝縮部１２ａは、高圧冷媒と、高温側冷却水回路２０の冷却水とを熱交換させて冷媒を凝縮させる熱交換部である。レシーバ部１２ｂは、凝縮部１２ａから流出した液相冷媒を蓄える受液部である。過冷却部１２ｃは、レシーバ部１２ｂから流出した液相冷媒と、高温側冷却水回路２０の冷却水とを熱交換させて液相冷媒を過冷却する熱交換部である。

これにより、所謂レシーバサイクルを構成することができ、凝縮部１２ａにて凝縮させた高圧液相冷媒をサイクルの余剰冷媒としてレシーバ部１２ｂに蓄えることができる。従って、室内蒸発器１６から流出する冷媒を、過熱度を有する気相冷媒となるまで蒸発させることができる。更に、過冷却部１２ｃにて冷媒を過冷却させることで、室内蒸発器１６の出口側冷媒のエンタルピと入口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差を拡大させることができる。

尚、水−冷媒熱交換器１２は、熱媒体冷媒熱交換器に相当する。そして、高温側冷却水回路２０における冷却水としては、エチレングリコールを含む溶液、不凍液等を採用することができる。

水−冷媒熱交換器１２の冷媒通路の出口には、冷媒分岐部１３ａの冷媒流入口側が接続されている。冷媒分岐部１３ａは、水−冷媒熱交換器１２から流出した液相冷媒の流れを分岐するものである。冷媒分岐部１３ａは、互いに連通する３つの冷媒流入出口を有する三方継手構造となるように形成されている。冷媒分岐部１３ａでは、３つの流入出口の内の１つを冷媒流入口とし、残りの２つを冷媒流出口としている。

冷媒分岐部１３ａの一方の冷媒流出口には、第１膨張弁１４ａを介して、チラー１５の冷媒入口側が接続されている。冷媒分岐部１３ａの他方の冷媒流出口には、第２膨張弁１４ｂを介して、室内蒸発器１６の冷媒入口側が接続されている。

第１膨張弁１４ａは、少なくとも暖房モード時において、冷媒分岐部１３ａの一方の冷媒流出口から流出した冷媒を減圧させる減圧部である。第１膨張弁１４ａは、電気式の可変絞り機構であり、弁体と電動アクチュエータとを有している。即ち、第１膨張弁１４ａは、いわゆる電気式膨張弁によって構成されている。

第１膨張弁１４ａの弁体は、冷媒通路の通路開度（換言すれば絞り開度）を変更可能に構成されている。電動アクチュエータは、弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータを有している。第１膨張弁１４ａは、制御装置７０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

又、第１膨張弁１４ａは、絞り開度を全開した際に冷媒通路を全開する全開機能と、絞り開度を全閉した際に冷媒通路を閉塞する全閉機能を有する可変絞り機構で構成されている。つまり、第１膨張弁１４ａは、冷媒通路を全開にすることで冷媒の減圧作用を発揮させないようにすることができる。

そして、第１膨張弁１４ａは、冷媒通路を閉塞することで、チラー１５に対する冷媒の流入を遮断することができる。即ち、第１膨張弁１４ａは、冷媒を減圧させる減圧部としての機能と、冷媒回路を切り替える冷媒回路切替部としての機能とを兼ね備えている。

第１膨張弁１４ａの出口には、チラー１５の冷媒入口側が接続されている。チラー１５は、第１膨張弁１４ａにて減圧された低圧冷媒と、低温側冷却水回路４０を循環する冷却水とを熱交換させる熱交換器である。

チラー１５は、第１膨張弁１４ａにて減圧された低圧冷媒を流通させる冷媒通路と、低温側冷却水回路４０を循環する冷却水を流通させる水通路とを有している。従って、チラー１５は、冷媒通路を流通する低圧冷媒と水通路を流通する冷却水との熱交換によって、低圧冷媒を蒸発させて冷却水から吸熱する吸熱器である。

図１に示すように、冷媒分岐部１３ａにおける他方の冷媒流出口には、第２膨張弁１４ｂが接続されている。第２膨張弁１４ｂは、少なくとも冷房モード時において、冷媒分岐部１３ａの他方の冷媒流出口から流出した冷媒を減圧させる減圧部である。

第２膨張弁１４ｂは、第１膨張弁１４ａと同様に、電気式の可変絞り機構であり、弁体と電動アクチュエータとを有している。即ち、第２膨張弁１４ｂは、いわゆる電気式膨張弁によって構成されており、全開機能と全閉機能を有している。

つまり、第２膨張弁１４ｂは、冷媒通路を全開にすることで冷媒の減圧作用を発揮させないようにすることができる。又、第２膨張弁１４ｂは、冷媒通路を閉塞することで、室内蒸発器１６に対する冷媒の流入を遮断することができる。即ち、第２膨張弁１４ｂは、冷媒を減圧させる減圧部としての機能と、冷媒回路を切り替える冷媒回路切替部としての機能とを兼ね備えている。

第２膨張弁１４ｂの出口には、室内蒸発器１６の冷媒入口側が接続されている。室内蒸発器１６は、少なくとも冷房モード時に、第２膨張弁１４ｂにて減圧された低圧冷媒と送風空気Ｗとを熱交換させて低圧冷媒を蒸発させ、送風空気Ｗを冷却する蒸発器である。図１、図２に示すように、室内蒸発器１６は、室内空調ユニット６０のケーシング６１内に配置されている。

室内蒸発器１６の冷媒出口には、蒸発圧力調整弁１７の入口側が接続されている。蒸発圧力調整弁１７は、室内蒸発器１６における冷媒蒸発圧力を予め定めた基準圧力以上に維持する蒸発圧力調整部である。蒸発圧力調整弁１７は、室内蒸発器１６の出口側の冷媒圧力の上昇に伴って、弁開度を増加させる機械式の可変絞り機構によって構成されている。

尚、当該蒸発圧力調整弁１７は、室内蒸発器１６における冷媒蒸発温度を、室内蒸発器１６の着霜を抑制可能な基準温度（本実施形態では、１℃）以上に維持するように構成されている。

図１に示すように、チラー１５の冷媒出口側には、冷媒合流部１３ｂの一方の冷媒入口側が接続されている。又、蒸発圧力調整弁１７の出口には、冷媒合流部１３ｂの他方の冷媒入口側が接続されている。

冷媒合流部１３ｂは、冷媒分岐部１３ａと同様の三方継手構造のもので、３つの流入出口のうち２つを冷媒入口とし、残りの１つを冷媒出口としたものである。冷媒合流部１３ｂは、蒸発圧力調整弁１７から流出した冷媒の流れとチラー１５から流出した冷媒の流れとを合流させる。そして、冷媒合流部１３ｂの冷媒出口には、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。

次に、当該車両用空調装置１における高温側冷却水回路２０について説明する。高温側冷却水回路２０は、熱媒体としての冷却水を循環させる高温側熱媒体回路である。高温側冷却水回路２０における冷却水としては、エチレングリコールを含む溶液、不凍液等を採用することができる。

高温側冷却水回路２０には、水−冷媒熱交換器１２の水通路、ラジエータ２１、ヒータコア２２、電気ヒータ２６、高温側ポンプ２７、第１リザーブタンク２８、第２リザーブタンク２９、流量調整部３０等が配置されている。

ラジエータ２１は、水−冷媒熱交換器１２等で加熱された冷却水と図示しない外気ファンから送風された外気ＯＡとを熱交換させて、冷却水の有する熱を外気ＯＡに放熱させる熱交換器である。ラジエータ２１は空気熱媒体熱交換器の一例である。

そして、ラジエータ２１は、車両ボンネット内の前方側に配置されている。上述した外気ファンの作動に伴って、外気ＯＡは、車両前方側から後方へ流れ、ラジエータ２１の熱交換部を通過する。又、車両走行時には、車両前方側から後方に向かってラジエータ２１に走行風を当てることができる。

ヒータコア２２は、水−冷媒熱交換器１２等で加熱された冷却水と室内蒸発器１６を通過した送風空気Ｗとを熱交換させて、送風空気Ｗを加熱する熱交換器である。図１、図２に示すように、ヒータコア２２は、室内空調ユニット６０のケーシング６１内に配置されている。

図１に示すように、高温側冷却水回路２０では、ラジエータ２１とヒータコア２２は、高温側冷却水回路２０における冷却水の流れに対して並列に接続されている。即ち、高温側冷却水回路２０は、ラジエータ２１を介して循環する冷却水と、ヒータコア２２を介して循環する冷却水の何れもが共通して流れる共通流路２３を有している。

共通流路２３は、水−冷媒熱交換器１２の水通路を含んで構成されている。そして、共通流路２３の一端部側には、分岐部２４が配置されている。分岐部２４は、互いに連通する３つの流入出口を有する三方継手構造となるように形成されている。分岐部２４では、３つの流入出口の内の１つを流入口とし、残りの２つを流出口としている。

分岐部２４における冷却水の入口側には、共通流路２３の一端部が接続されている。そして、分岐部２４における一方の出口側には、第１電磁弁３０ａ、第２リザーブタンク２９を介して、ラジエータ２１の入口側が接続されている。

分岐部２４における他方の出口側には、第２電磁弁３０ｂを介して、ヒータコア２２の入口側が接続されている。即ち、分岐部２４は、共通流路２３の端部において、冷却水の流れをラジエータ２１側へ向かう流れとヒータコア２２側へ向かう流れに分岐させる。

そして、共通流路２３の他端部側には、合流部２５が配置されている。合流部２５は、分岐部２４と同様の三方継手構造となるように構成されており、３つの流入出口の内の１つを流出口とし、残りの２つを流入口としている。

合流部２５における一方の入口側には、ラジエータ２１の出口側が接続されている。そして、合流部２５における他方の入口側には、ヒータコア２２における出口側が接続されている。そして、合流部２５における出口側には、共通流路２３の他端部が接続されている。

従って、高温側冷却水回路２０において、共通流路２３は、ラジエータ２１から流出した冷却水とヒータコア２２から流出した冷却水が流入可能に接続されている。共通流路２３において、合流部２５は、冷却水の流れの最も上流側に位置する。そして、分岐部２４は、共通流路２３における冷却水の流れの最も下流側に位置する。

図１に示すように、共通流路２３には、水−冷媒熱交換器１２に加えて、電気ヒータ２６、高温側ポンプ２７、第１リザーブタンク２８が配置されている。電気ヒータ２６は、電力を供給されることによって発熱して共通流路２３を流れる冷却水を加熱する加熱装置である。電気ヒータ２６としては、例えば、ＰＴＣ素子（即ち、正特性サーミスタ）を有するＰＴＣヒータを用いることができる。電気ヒータ２６は、制御装置７０から出力される制御電圧によって、冷却水を加熱する為の熱量を任意に調整することができる。電気ヒータ２６は、補助熱源の一例である。

そして、電気ヒータ２６は、共通流路２３における冷却水の流れに関して、分岐部２４の上流側に配置されている。具体的には、電気ヒータ２６における水通路の入口は、水−冷媒熱交換器１２における水通路の出口側に接続されている。電気ヒータ２６における水通路の出口側は、分岐部２４の入口側に接続されている。つまり、電気ヒータ２６は、共通流路２３において、水−冷媒熱交換器１２と分岐部２４の間に配置されている。

高温側ポンプ２７は、高温側冷却水回路２０における冷却水を循環させる為に圧送する水ポンプである。高温側ポンプ２７は、制御装置７０から出力される制御電圧によって、回転数（即ち、圧送能力）が制御される電動ポンプである。高温側ポンプ２７は、熱媒体ポンプに相当する。

図１に示すように、高温側ポンプ２７の吸込口は、第１リザーブタンク２８を介して、合流部２５の出口側に接続されている。高温側ポンプ２７の吐出口は、水−冷媒熱交換器１２における水通路の入口側に接続されている。従って、高温側ポンプ２７は、共通流路２３において、冷却水の流れに関して水−冷媒熱交換器１２の上流側に配置されている。

第１リザーブタンク２８は、余剰冷却水を貯留する冷却水貯留部である。第１リザーブタンク２８に余剰冷却水を貯留しておくことによって、冷却水回路を循環する冷却水の液量の低下を抑制することができる。又、第１リザーブタンク２８は、冷却水回路内の冷却水量が不足した際に、冷却水を供給する為の冷却水供給口として機能する。

このように高温側冷却水回路２０の共通流路２３では、冷却水の流れに従って、合流部２５→第１リザーブタンク２８→高温側ポンプ２７→水−冷媒熱交換器１２→電気ヒータ２６→分岐部２４の順に配置されている。

第２リザーブタンク２９は、余剰冷却水を貯留する冷却水貯留部であり、ラジエータ２１の入口側に配置されている。第２リザーブタンク２９も、冷却水回路内の冷却水量が不足した際に、冷却水を供給する為の冷却水供給口として機能する。

図１に示すように、高温側冷却水回路２０は、分岐部２４において、ラジエータ２１側へ流れる冷却水の流量と、ヒータコア２２側へ流れる冷却水の流量とを制御する為の流量調整部３０を有している。具体的に、流量調整部３０は、第１電磁弁３０ａと、第２電磁弁３０ｂによって構成されている。

第１電磁弁３０ａは、冷却水流路の開度を調整可能に構成された電磁弁であり、分岐部２４における一方の出口に接続されている。第１電磁弁３０ａは、全閉機能及び全開機能を有している。

第２電磁弁３０ｂは、第１電磁弁３０ａと同様に、冷却水流路の開度を調整可能に構成された電磁弁であり、分岐部２４における他方の出口に配置されている。そして、第２電磁弁３０ｂは、全閉機能及び全閉機能を有している。

従って、流量調整部３０は、第２電磁弁３０ｂを全閉とした場合には、分岐部２４を通過した冷却水をラジエータ２１に流入させることができる。そして、流量調整部３０は、第１電磁弁３０ａを全閉とした場合には、分岐部２４を通過した冷却水をヒータコア２２に流入させることができる。

そして、車両用空調装置１において、ラジエータ２１の前方側には、シャッター装置３１が配置されている。シャッター装置３１は、枠状のフレームの開口部に、複数のブレードを回転可能に配置して構成されている。複数のブレードは、図示しない電動アクチュエータの作動によって連動して回転し、フレームの開口部における開口面積を調整する。これにより、シャッター装置３１は、ラジエータ２１の熱交換部を通過する外気ＯＡの流量を調整することができるので、ラジエータ２１の熱交換能力を調整することができる。

このように構成された高温側冷却水回路２０は、流量調整部３０の制御によって、冷却水の流れを切り替えることができる。流量調整部３０にて第２電磁弁３０ｂを全閉にした場合には、合流部２５→第１リザーブタンク２８→高温側ポンプ２７→水−冷媒熱交換器１２→電気ヒータ２６→第１電磁弁３０ａ→第２リザーブタンク２９→ラジエータ２１→合流部２５の順で冷却水が循環する。この場合、高温側冷却水回路２０の冷却水の有する熱を外気ＯＡに放熱したり、着霜したラジエータ２１を冷却水の熱によって除霜したりすることが可能となる。

一方、流量調整部３０にて第１電磁弁３０ａを全閉にした場合には、合流部２５→第１リザーブタンク２８→高温側ポンプ２７→水−冷媒熱交換器１２→電気ヒータ２６→第２電磁弁３０ｂ→ヒータコア２２→合流部２５の順で、冷却水が循環する。この場合、高温側冷却水回路２０の冷却水が有する熱を用いて、ヒータコア２２にて、送風空気Ｗを加熱することができ、車室内の暖房を実現することができる。

次に、車両用空調装置１における低温側冷却水回路４０について説明する。低温側冷却水回路４０は、熱媒体である冷却水を循環させる低温側熱媒体回路である。低温側冷却水回路４０の冷却水としては、高温側冷却水回路２０と同様の流体を採用できる。

低温側冷却水回路４０には、チラー１５の水通路、低温側ポンプ４１、バッテリ４２、充電器４３、低温側三方弁４４等が配置されている。チラー１５における水通路の入口には、低温側ポンプ４１の吐出口側が接続されている。低温側ポンプ４１は、低温側冷却水回路４０の冷却水をチラー１５の水通路の入口側へ圧送する水ポンプである。低温側ポンプ４１の基本的構成は、高温側ポンプ２７と同様である。

チラー１５における水通路の出口には、低温側三方弁４４の流入出口の１つが接続されている。低温側三方弁４４は、３つの流入出口を有する電気式の三方流量調整弁によって構成されている。

低温側三方弁４４の別の流入出口には、バッテリ４２における水通路の入口側が接続されている。バッテリ４２は、車両の各種電気機器に電力を供給するものであり、例えば、充放電可能な二次電池（本実施形態では、リチウムイオン電池）が採用される。バッテリ４２の水通路に冷却水を通過させることで、バッテリ４２の温度調整を行って、予め定められた温度範囲内にバッテリ４２の温度を保つことができる。

そして、バッテリ４２の水通路の出口側には、充電器４３における水通路の出口側が接続されている。充電器４３は、バッテリ４２に電力を充電する充電器である。充電器４３は、バッテリ４２の充電の際に発熱する為、低温側冷却水回路４０の冷却水によって、充電器４３を冷却することができる。

充電器４３における水通路の出口側は、低温側ポンプ４１の吸込口に接続されている。従って、低温側冷却水回路４０は、低温側ポンプ４１のよって、冷却水を循環させることができる。

図１に示すように、低温側三方弁４４のさらに別の流入出口は、ラジエータ２１の出口と合流部２５とを接続する冷却水配管に接続されている。又、充電器４３における水通路の出口は、第１電磁弁３０ａの出口と第２リザーブタンク２９の入口とを接続する冷却水配管と接続されている。即ち、第１実施形態に係る低温側冷却水回路４０は、バッテリ４２及び充電器４３と、ラジエータ２１及び第２リザーブタンク２９とを、並列に接続している。

この為、低温側冷却水回路４０は、低温側三方弁４４の作動を制御することで、低温側冷却水回路４０における冷却水の流れを切り替えることができる。例えば、低温側三方弁４４は、チラー１５側の流入出口とバッテリ４２側の流入出口とを連通させると共に、残りの流入出口を閉塞させることができる。

この場合、低温側冷却水回路４０における冷却水は、低温側ポンプ４１→チラー１５→低温側三方弁４４→バッテリ４２→充電器４３→低温側ポンプ４１の順に流れて、低温側冷却水回路４０を循環する。この態様によれば、チラー１５で冷却された冷却水を、バッテリ４２及び充電器４３に供給することができるので、バッテリ４２及び充電器４３を冷却することができる。

又、低温側三方弁４４は、３つの流入出口を相互に連通させることができる。この態様によれば、低温側冷却水回路４０における冷却水は、低温側ポンプ４１→チラー１５→低温側三方弁４４の順に流れ、低温側三方弁４４で分岐して流れる。冷却水の流れにおける一方は、低温側三方弁４４→バッテリ４２→充電器４３の順に流れ、他方は、低温側三方弁４４→ラジエータ２１→第２リザーブタンク２９の順に流れる。

そして、充電器４３から流出した冷却水と、第２リザーブタンク２９から流出した冷却水は、合流して低温側ポンプ４１の吸込口へ到達する。この場合、低温側冷却水回路４０は、バッテリ４２及び充電器４３の冷却と、ラジエータ２１における外気ＯＡとの熱交換を並行して実現することができる。

車両用空調装置１は、低温側冷却水回路４０を利用することで、バッテリ４２及び充電器４３の冷却や温度調整を行うことができる。又、車両用空調装置１は、ラジエータ２１を利用することで、外気ＯＡを熱源として利用したり、外気ＯＡに放熱したりすることができる。

続いて、車両用空調装置１における機器用冷却水回路５０について説明する。機器用冷却水回路５０は、熱媒体である冷却水を循環させる熱媒体回路である。機器用冷却水回路５０の冷却水としては、上述した高温側冷却水回路２０等と同様の流体を採用できる。

機器用冷却水回路５０には、車載機器５１の水通路、機器用ポンプ５２、機器用三方弁５３等が配置されている。車載機器５１は、電気自動車に搭載され、作動時に発熱する機器によって構成されている。車載機器５１には、例えば、インバータ、モータジェネレータ、トランスアクスル装置等が含まれる。

インバータは、直流電流を交流電流に変換する電力変換部である。そして、モータジェネレータは、電力を供給されることによって走行用の駆動力を出力すると共に、減速時等には回生電力を発生させるものである。又、トランスアクスル装置は、トランスミッションとファイナルギア・ディファレンシャルギア（デフギア）を一体化した装置である。車載機器５１における水通路は、熱媒体としての冷却水を流通させることで、それぞれの機器を冷却できるように形成されている。

そして、車載機器５１における水通路の入口側には、機器用ポンプ５２の吐出口が接続されている。機器用ポンプ５２は、機器用冷却水回路５０の冷却水を車載機器５１の水通路の入口側へ圧送する水ポンプである。機器用ポンプ５２の基本的構成は、高温側ポンプ２７等と同様である。

図１に示すように、機器用ポンプ５２の吸込口は、第１電磁弁３０ａの出口と第２リザーブタンク２９の入口とを接続する冷却水配管と接続されている。より具体的には、低温側ポンプ４１の吸込口から伸びる冷却水配管との接続部分と、第２リザーブタンク２９の入口との間にて、機器用ポンプ５２から伸びる冷却水配管が接続されている。

そして、車載機器５１における水通路の出口側には、機器用三方弁５３の流入出口の１つが接続されている。機器用三方弁５３は、３つの流入出口を有する電気式の三方流量調整弁によって構成されている。

機器用三方弁５３における別の流入出口は、ラジエータ２１の出口と合流部２５とを接続する冷却水配管に接続されている。より具体的には、ラジエータ２１の出口と、低温側三方弁４４から伸びる冷却水配管との接続部分との間にて、機器用三方弁５３から伸びる冷却水配管が接続されている。

従って、機器用冷却水回路５０によれば、車載機器５１を通過した冷却水をラジエータ２１に供給することができ、冷却水で車載機器５１から吸熱した熱を、外気ＯＡに放熱することもできる。

ここで、機器用三方弁５３のさらに別の流入出口は、バイパス流路５４が接続されている。バイパス流路５４は、冷却水の流れに関して、ラジエータ２１及び第２リザーブタンク２９を迂回させる為の冷却水流路である。バイパス流路５４の他端側は、機器用ポンプ５２の吸込口側に接続されている。

従って、機器用冷却水回路５０は、機器用三方弁５３の作動を制御することで、機器用冷却水回路５０における冷却水の流れを切り替えることができる。例えば、機器用三方弁５３は、車載機器５１側の流入出口とバイパス流路５４側の流入出口を連通させ、残りの流入出口を閉塞させることができる。この場合、機器用冷却水回路５０の冷却水は、機器用ポンプ５２→車載機器５１→機器用三方弁５３→バイパス流路５４→機器用ポンプ５２の順に流れて循環する。

又、機器用三方弁５３は、バイパス流路５４側の流入出口を閉塞して、残りの２つの流入出口を連通させることができる。この場合、機器用冷却水回路５０の冷却水の流れは、機器用ポンプ５２→車載機器５１→機器用三方弁５３→ラジエータ２１→第２リザーブタンク２９→機器用ポンプ５２の順に流れて循環する。

この態様によれば、車載機器５１から吸熱した冷却水をラジエータ２１に供給することができるので、車載機器５１で生じた熱を外気ＯＡに放熱することができる。つまり、車両用空調装置１は、機器用冷却水回路５０を利用することで、車載機器５１の冷却や温度調整を行うことができる。

次に、車両用空調装置１を構成する室内空調ユニット６０について、図２を参照しつつ説明する。室内空調ユニット６０は、車両用空調装置１において、冷凍サイクル１０によって温度調整された送風空気Ｗを車室内の適切な箇所へ吹き出すためのユニットである。室内空調ユニット６０は、車室内最前部の計器盤（即ち、インストルメントパネル）の内側に配置されている。

室内空調ユニット６０は、その外殻を形成するケーシング６１の内部に形成される空気通路に、送風機６２、室内蒸発器１６、ヒータコア２２等を収容して構成されている。ケーシング６１は、車室内に送風される送風空気Ｗの空気通路を形成している。ケーシング６１は、或る程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（具体的には、ポリプロピレン）にて成形されている。

図２に示すように、ケーシング６１の送風空気流れ最上流側には、内外気切替装置６３が配置されている。内外気切替装置６３は、ケーシング６１内へ内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入するものである。

内外気切替装置６３は、ケーシング６１内へ内気を導入させる内気導入口及び外気を導入させる外気導入口の開口面積を、内外気切替ドアによって連続的に調整して、内気の導入風量と外気の導入風量との導入割合を変化させる。内外気切替ドアは、内外気切替ドア用の電動アクチュエータによって駆動される。この電動アクチュエータは、制御装置７０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

内外気切替装置６３の送風空気流れ下流側には、送風機６２が配置されている。送風機６２は、遠心多翼ファンを電動モータにて駆動する電動送風機によって構成されている。送風機６２は、内外気切替装置６３を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する。送風機６２は、制御装置７０から出力される制御電圧によって、回転数（即ち、送風能力）が制御される。

送風機６２の送風空気流れ下流側には、室内蒸発器１６及びヒータコア２２が、送風空気の流れに対して、この順に配置されている。つまり、室内蒸発器１６は、ヒータコア２２よりも送風空気流れ上流側に配置されている。

又、ケーシング６１内には、冷風バイパス通路６５が形成されている。冷風バイパス通路６５は、室内蒸発器１６を通過した送風空気Ｗを、ヒータコア２２を迂回させて下流側へ流す空気通路である。

室内蒸発器１６の送風空気流れ下流側であって、かつ、ヒータコア２２の送風空気流れ上流側には、エアミックスドア６４が配置されている。エアミックスドア６４は、室内蒸発器１６を通過後の送風空気Ｗのうち、ヒータコア２２を通過させる風量と冷風バイパス通路６５を通過させる風量との風量割合を調整するものである。

エアミックスドア６４は、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータによって駆動される。この電動アクチュエータは、制御装置７０から出力される制御信号により、その作動が制御される。

ヒータコア２２の送風空気流れ下流側には、混合空間６６が設けられている。混合空間６６では、ヒータコア２２にて加熱された送風空気Ｗと冷風バイパス通路６５を通過してヒータコア２２にて加熱されていない送風空気Ｗとが混合される。

更に、ケーシング６１の送風空気流れ最下流部には、混合空間６６にて混合された送風空気（空調風）を車室内へ吹き出す開口穴が配置されている。この開口穴としては、フェイス開口穴、フット開口穴、及びデフロスタ開口穴（いずれも図示せず）が設けられている。

フェイス開口穴は、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。フット開口穴は、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。デフロスタ開口穴は、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。

これらのフェイス開口穴、フット開口穴、及びデフロスタ開口穴は、それぞれ空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられたフェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口（いずれも図示せず）に接続されている。

従って、エアミックスドア６４が、ヒータコア２２を通過させる風量と冷風バイパス通路６５を通過させる風量との風量割合を調整することによって、混合空間６６にて混合される空調風の温度が調整される。これにより、各吹出口から車室内へ吹き出される送風空気（空調風）の温度も調整される。

そして、フェイス開口穴、フット開口穴、及びデフロスタ開口穴の送風空気流れ上流側には、それぞれ、フェイスドア、フットドア、デフロスタドア（いずれも図示せず）が配置されている。フェイスドアは、フェイス開口穴の開口面積を調整する。フットドアは、フット開口穴の開口面積を調整する。デフロスタドアは、デフロスタ開口穴の開口面積を調整する。

これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、空調風が吹き出される吹出口を切り替える吹出モード切替装置を構成する。フェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、リンク機構等を介して、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータに連結されて連動して回転操作される。この電動アクチュエータは、制御装置７０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

次に、第１実施形態に係る車両用空調装置１の制御系について、図３を参照しつつ説明する。制御装置７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。

そして、当該制御装置７０は、そのＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、その出力側に接続された各種制御対象機器の作動を制御する。制御対象機器には、圧縮機１１と、第１膨張弁１４ａと、第２膨張弁１４ｂと、電気ヒータ２６と、高温側ポンプ２７と、第１電磁弁３０ａと、第２電磁弁３０ｂと、シャッター装置３１が含まれている。更に、制御対象機器には、低温側ポンプ４１と、低温側三方弁４４と、機器用ポンプ５２と、機器用三方弁５３と、送風機６２等が含まれている。

図３に示すように、制御装置７０の入力側には、空調制御用のセンサ群が接続されている。空調制御用のセンサ群は、内気温センサ７２ａ、外気温センサ７２ｂ、日射センサ７２ｃ、高圧センサ７２ｄ、蒸発器温度センサ７２ｅ、空調風温度センサ７２ｆを含んでいる。制御装置７０には、これらの空調制御用のセンサ群の検出信号が入力される。

内気温センサ７２ａは、車室内温度（内気温）Ｔｒを検出する内気温検出部である。外気温センサ７２ｂは、車室外温度（外気温）Ｔａｍを検出する外気温検出部である。日射センサ７２ｃは、車室内へ照射される日射量Ａｓを検出する日射量検出部である。高圧センサ７２ｄは、圧縮機１１の吐出口側から第１膨張弁１４ａ或いは第２膨張弁１４ｂの入口側へ至る冷媒流路の高圧冷媒圧力Ｐｄを検出する冷媒圧力検出部である。

蒸発器温度センサ７２ｅは、室内蒸発器１６における冷媒蒸発温度（蒸発器温度）Ｔｅｆｉｎを検出する蒸発器温度検出部である。空調風温度センサ７２ｆは、車室内へ送風される送風空気温度ＴＡＶを検出する空調風温度検出部である。

そして、制御装置７０の入力側には、高温側冷却水回路２０、低温側冷却水回路４０、機器用冷却水回路５０の各冷却水回路における冷却水の温度を検出する為に、複数の冷却水温度センサが接続されている。複数の冷却水温度センサには、第１冷却水温度センサ７３ａ〜第５冷却水温度センサ７３ｅが含まれている。

第１冷却水温度センサ７３ａは、共通流路２３が接続された分岐部２４の入口部分に配置されており、共通流路２３から流出する冷却水の温度を検出する。第２冷却水温度センサ７３ｂは、ラジエータ２１の入口部分に配置されており、ラジエータ２１を通過する冷却水の温度を検出する。第３冷却水温度センサ７３ｃは、ヒータコア２２の入口部分に配置されており、ヒータコア２２を通過する冷却水の温度を検出する。

第４冷却水温度センサ７３ｄは、チラー１５における水通路の出口部分に配置されており、チラー１５から流出する冷却水の温度を検出する。第５冷却水温度センサ７３ｅは、車載機器５１における水通路の出口部分に配置されており、車載機器５１の水通路から流出する冷却水の温度を検出する。

車両用空調装置１は、第１冷却水温度センサ７３ａ〜第５冷却水温度センサ７３ｅの検出結果を参照して、高温側冷却水回路２０、低温側冷却水回路４０、機器用冷却水回路５０における冷却水の流れを切り替える。これにより、車両用空調装置１は、熱媒体である冷却水を用いて、車両における熱を管理することができる。

更に、制御装置７０の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル７１が接続されている。操作パネル７１には、複数の操作スイッチが配置されている。従って、制御装置７０には、この複数の操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネル７１における各種操作スイッチとしては、オートスイッチ、冷房スイッチ、風量設定スイッチ、温度設定スイッチ等がある。

オートスイッチは、車両用空調装置１の自動制御運転を設定或いは解除する際に操作される。冷房スイッチは、車室内の冷房を行うことを要求する際に操作される。風量設定スイッチは、送風機６２の風量をマニュアル設定する際に操作される。そして、温度設定スイッチは、車室内の目標温度Ｔｓｅｔを設定する際に操作される。

尚、制御装置７０では、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御部が一体に構成されているが、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成（ハードウェア及びソフトウェア）がそれぞれの制御対象機器の作動を制御する制御部を構成している。例えば、制御装置７０のうち、流量調整部３０を構成する第１電磁弁３０ａ及び第２電磁弁３０ｂの作動を制御する構成は、流量調整制御部７０ａである。

続いて、第１実施形態における車両用空調装置１の作動について説明する。上述したように、第１実施形態に係る車両用空調装置１では、複数の運転モードから適宜運転モードを切り替えることができる。これらの運転モードの切り替えは、制御装置７０に予め記憶された制御プログラムが実行されることによって行われる。

より具体的には、制御プログラムでは、空調制御用のセンサ群によって検出された検出信号および操作パネル７１から出力される操作信号に基づいて、車室内へ送風させる送風空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する。そして、目標吹出温度ＴＡＯおよび検出信号に基づいて、運転モードを切り替える。以下に、複数の運転モードの内、冷房モードにおける作動と、暖房モードにおける作動と、除霜モードにおける作動について説明する。

（ａ）冷房モード
冷房モードは、室内蒸発器１６により送風空気Ｗを冷却して車室内に送風する運転モードである。以下の説明では、冷房モードの作動態様として、バッテリ４２等の冷却を行いつつ、車室内の冷房を行う場合について説明する。

この場合の冷房モードでは、制御装置７０が、第１膨張弁１４ａ、第２膨張弁１４ｂをそれぞれ所定の絞り開度で開く。従って、冷房モードの冷凍サイクル１０では、先ず、圧縮機１１→水−冷媒熱交換器１２→冷媒分岐部１３ａまで流れる。そして、冷媒分岐部１３ａの一方側→第１膨張弁１４ａ→チラー１５へ流れ、冷媒分岐部１３ａの他方側→第２膨張弁１４ｂ→室内蒸発器１６→蒸発圧力調整弁１７へ流れる。チラー１５から流出した冷媒及び蒸発圧力調整弁１７から流出した冷媒は冷媒合流部１３ｂにて合流した後、圧縮機１１の順で流れて循環する。

つまり、冷房モードでは、チラー１５へ冷媒を流入させ、低温側冷却水回路４０の冷却水を冷却すると共に、室内蒸発器１６へ冷媒を流入させ、送風空気Ｗを冷却する冷媒回路に切り替えられる。

そして、このサイクル構成で、制御装置７０は、出力側に接続された各種制御対象機器の作動を制御する。

例えば、制御装置７０は、蒸発器温度センサ７２ｅによって検出された冷媒蒸発温度Ｔｅｆｉｎが目標蒸発温度ＴＥＯとなるように圧縮機１１の作動を制御する。目標蒸発温度ＴＥＯは、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め制御装置７０に記憶された冷房モード用の制御マップを参照して決定される。

具体的には、この制御マップでは、空調風温度センサ７２ｆによって検出された送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくように、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って目標蒸発温度ＴＥＯを上昇させる。さらに、目標蒸発温度ＴＥＯは、室内蒸発器１６の着霜を抑制可能な範囲（具体的には、１℃以上）の値に決定される。

そして、制御装置７０は、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め制御装置７０に記憶された制御マップを参照して送風機６２の制御電圧（送風能力）を決定する。具体的には、この制御マップでは、目標吹出温度ＴＡＯの極低温域（最大冷房域）及び極高温域（最大暖房域）で送風機６２の送風量を最大とし、中間温度域に近づくに伴って送風量を減少させる。又、制御装置７０は、冷風バイパス通路６５を全開としてヒータコア２２側の通風路を閉塞するように、エアミックスドア６４の作動を制御する。

高温側冷却水回路２０について、制御装置７０は、予め定めた冷房モード時の水圧送能力を発揮するように、高温側ポンプ２７の作動を制御する。又、制御装置７０は、流量調整部３０において、第１電磁弁３０ａを全開状態にすると共に、第２電磁弁３０ｂを全閉状態にするように制御する。

これにより、高温側冷却水回路２０の冷却水は、高温側ポンプ２７→水−冷媒熱交換器１２→電気ヒータ２６→分岐部２４→第１電磁弁３０ａ→第２リザーブタンク２９→ラジエータ２１→合流部２５→高温側ポンプ２７の順に循環する。

そして、低温側冷却水回路４０については、制御装置７０は、冷房モード時の水圧送能力を発揮するように、低温側ポンプ４１の作動を制御する。又、制御装置７０は、低温側三方弁４４の作動を制御して、チラー１５側の流入出口とバッテリ４２側の流入出口とを連通させると共に、残りの流入出口を閉塞させる。

これにより、低温側冷却水回路４０における冷却水は、低温側ポンプ４１→チラー１５→低温側三方弁４４→バッテリ４２→充電器４３→低温側ポンプ４１の順に循環する。

機器用冷却水回路５０では、制御装置７０は、予め定めた冷房モード時の水圧送能力を発揮するように、機器用ポンプ５２の作動を制御する。又、制御装置７０は、機器用三方弁５３の作動を制御して、車載機器５１側の流入出口とバイパス流路５４側の流入出口とを連通させると共に、残りの流入出口を閉塞させる。これにより、機器用冷却水回路５０における冷却水は、機器用ポンプ５２→車載機器５１→機器用三方弁５３→バイパス流路５４→機器用ポンプ５２の順で循環する。

このように、冷房モードの冷凍サイクル１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が、水−冷媒熱交換器１２へ流入する。水−冷媒熱交換器１２では、高温側ポンプ２７が作動しているので、高圧冷媒と高温側冷却水回路２０の冷却水が熱交換して、高圧冷媒が冷却されて凝縮し、冷却水が加熱される。

そして、高温側冷却水回路２０では、水−冷媒熱交換器１２にて加熱された冷却水が、分岐部２４及び第１電磁弁３０ａを介して、ラジエータ２１へ流入する。ラジエータ２１へ流入した冷却水は、外気ＯＡと熱交換して放熱する。これにより、高温側冷却水回路２０の冷却水が冷却される。ラジエータ２１にて冷却された冷却水は、高温側ポンプ２７に吸入されて再び水−冷媒熱交換器１２の水通路へ圧送される。

一方、水−冷媒熱交換器１２の冷媒通路にて冷却された高圧冷媒は、冷媒分岐部１３ａを介して、第１膨張弁１４ａへ流入して減圧される。第１膨張弁１４ａで減圧された低圧冷媒は、チラー１５に流入して、チラー１５の水通路を流れる冷却水から吸熱して蒸発する。これにより、低温側冷却水回路４０の冷却水が冷却される。チラー１５から流出した低圧冷媒は、冷媒合流部１３ｂを介して、圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される。

そして、冷媒分岐部１３ａの他方から流出した高圧冷媒は、第２膨張弁１４ｂへ流入して減圧される。第２膨張弁１４ｂの絞り開度は、室内蒸発器１６の出口側の冷媒の過熱度が概ね３℃となるように調整される。

第２膨張弁１４ｂにて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器１６へ流入する。室内蒸発器１６へ流入した冷媒は、送風機６２から送風された送風空気Ｗから吸熱して蒸発し、送風空気Ｗを冷却する。室内蒸発器１６から流出した冷媒は、蒸発圧力調整弁１７及び冷媒合流部１３ｂを介して、圧縮機１１へ吸入されて再び圧縮される。

従って、冷房モードでは、室内蒸発器１６にて冷却された送風空気Ｗを車室内へ吹き出すことによって、車室内の冷房を行うことができる。

ここで、低温側冷却水回路４０では、チラー１５にて冷却された冷却水が、低温側三方弁４４を介して、バッテリ４２、充電器４３に流入する。バッテリ４２、充電器４３の水通路において、冷却水は、バッテリ４２及び充電器４３から吸熱することで、バッテリ４２及び充電器４３を冷却する。充電器４３から流出した冷却水は、低温側ポンプ４１に吸入されて再びチラー１５の水通路へ圧送される。

つまり、車両用空調装置１によれば、送風空気Ｗを冷却する際に吸熱した熱、バッテリ４２、充電器４３の冷却に際して吸熱した熱を、チラー１５によって、低温側冷却水回路４０の冷却水から低圧冷媒に吸熱させることができる。

そして、車両用空調装置１は、冷凍サイクル１０にて、チラー１５、室内蒸発器１６で吸熱した熱を汲み上げて、水−冷媒熱交換器１２で高温側冷却水回路２０の冷却水に放熱して、冷却水を加熱することができる。車両用空調装置１は、高温側冷却水回路２０の冷却水が有する熱を、ラジエータ２１にて外気ＯＡへ放熱させることができる。

尚、この冷房モードにおいては、高温側冷却水回路２０にて、冷却水の有する熱を外気ＯＡへ放熱させる構成である為、電気ヒータ２６を作動させていない。電気ヒータ２６を必要に応じて作動させても良いことは言うまでもない。

（ｂ）暖房モード
暖房モードは、ヒータコア２２により送風空気Ｗを加熱して車室内に送風する運転モードである。以下の説明では、暖房モードの作動態様として、外気ＯＡ及びバッテリ４２等を暖房熱源として利用して、車室内の暖房を行う場合について説明する。

この場合の暖房モードでは、制御装置７０が、第１膨張弁１４ａを所定の絞り開度で開き、第２膨張弁１４ｂを全閉状態とする。従って、暖房モードの冷凍サイクル１０では、圧縮機１１→水−冷媒熱交換器１２→冷媒分岐部１３ａ→第１膨張弁１４ａ→チラー１５→冷媒合流部１３ｂ→圧縮機１１の順で冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

つまり、暖房モードでは、チラー１５へ冷媒を流入させ、低温側冷却水回路４０の冷却水から吸熱した熱を汲み上げて、送風空気Ｗを加熱する為に利用可能な冷媒回路に切り替えられる。このサイクル構成で、制御装置７０は、出力側に接続された各種制御対象機器の作動を制御する。

例えば、制御装置７０は、高圧センサ７２ｄによって検出された高圧冷媒圧力Ｐｄが目標高圧ＰＣＯとなるように圧縮機１１の作動を制御する。目標高圧ＰＣＯは、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め制御装置７０に記憶された暖房モード用の制御マップを参照して決定される。具体的には、この制御マップでは、送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度ＴＡＯに近づくように、目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って目標高圧ＰＣＯを上昇させる。

そして、制御装置７０は、冷房モードと同様に、送風機６２の制御電圧（送風能力）を決定する。又、制御装置７０は、ヒータコア２２側の通風路を全開として冷風バイパス通路６５を閉塞するように、エアミックスドア６４の作動を制御する。

高温側冷却水回路２０について、制御装置７０は、予め定めた暖房モード時の水圧送能力を発揮するように、高温側ポンプ２７を作動させる。又、制御装置７０は、流量調整部３０において、第１電磁弁３０ａを全閉状態にすると共に、第２電磁弁３０ｂを全開状態にするように制御する。

又、制御装置７０は、目標吹出温度ＴＡＯ、高温側冷却水回路２０における冷却水温度に基づいて、電気ヒータ２６の発熱量を制御する。具体的には、ヒータコア２２に流入する冷却水の温度が、目標吹出温度ＴＡＯを実現する為に不足する場合には、それを補うように、電気ヒータ２６の発熱量を制御する。

これにより、高温側冷却水回路２０の冷却水は、高温側ポンプ２７→水−冷媒熱交換器１２→電気ヒータ２６→分岐部２４→第２電磁弁３０ｂ→ヒータコア２２→合流部２５→高温側ポンプ２７の順に循環する。

そして、低温側冷却水回路については、制御装置７０は、暖房モード時の水圧送能力を発揮するように、低温側ポンプ４１の作動を制御する。又、制御装置７０は、低温側三方弁４４の作動を制御して、３つの流入出口の全てを連通させる。これにより、低温側冷却水回路４０における冷却水は、低温側ポンプ４１→チラー１５→低温側三方弁４４の順に流れる。その後、冷却水の流れの一方は、低温側三方弁４４→バッテリ４２→充電器４３→低温側ポンプ４１の順に流れ、冷却水の流れの他方は、低温側三方弁４４→ラジエータ２１→第２リザーブタンク２９→低温側ポンプ４１の順に流れる。

ここで、低温側冷却水回路４０の冷却水は、バッテリ４２、充電器４３の水通路を通過する際に、バッテリ４２等に生じた熱によって加熱される。又、低温側冷却水回路４０の冷却水は、ラジエータ２１を通過する場合には、外気ＯＡとの熱交換によって外気ＯＡから吸熱する。つまり、車両用空調装置１は、暖房モードにおいて、バッテリ４２、充電器４３や外気ＯＡを暖房用の熱源として利用することができる。

機器用冷却水回路５０では、制御装置７０は、予め定めた暖房モード時の水圧送能力を発揮するように、機器用ポンプ５２の作動を制御する。又、制御装置７０は、機器用三方弁５３の作動を制御して、車載機器５１側の流入出口とバイパス流路５４側の流入出口とを連通させると共に、残りの流入出口を閉塞させる。これにより、機器用冷却水回路５０における冷却水は、機器用ポンプ５２→車載機器５１→機器用三方弁５３→バイパス流路５４→機器用ポンプ５２の順で循環する。

このような暖房モードの場合、低温側冷却水回路４０の冷却水は、ラジエータ２１を通過する際に、外気ＯＡから吸熱することができる。そして、バッテリ４２及び充電器４３の水通路を通過する際に、冷却水は、バッテリ４２及び充電器４３に発生している熱を吸熱し、バッテリ４２及び充電器４３を冷却することができる。

そして、暖房モードの冷凍サイクル１０において、水−冷媒熱交換器１２の冷媒通路から流出した高圧冷媒は、冷媒分岐部１３ａを介して、第１膨張弁１４ａへ流入し減圧される。第１膨張弁１４ａの絞り開度は、チラー１５の出口側の冷媒が気液二相状態となるように調整される。低圧冷媒は、チラー１５にて低温側冷却水回路４０の冷却水が熱交換することで蒸発して、低温側冷却水回路４０の冷却水から吸熱することができる。

低温側冷却水回路４０の冷却水から吸熱した冷媒は、圧縮機１１で圧縮され、高圧冷媒として水−冷媒熱交換器１２へ吐出される。水−冷媒熱交換器１２では、高温側ポンプ２７が作動しているので、高圧冷媒と高温側冷却水回路２０の冷却水が熱交換して、高圧冷媒が冷却されて凝縮する。これにより、高圧冷媒の熱によって、高温側冷却水回路２０の冷却水が加熱される。

そして、高温側冷却水回路２０では、水−冷媒熱交換器１２にて加熱された冷却水が、第２電磁弁３０ｂを介して、ヒータコア２２へ流入する。ヒータコア２２へ流入した冷却水は、エアミックスドア６４がヒータコア２２側の通風路を全開としているので、室内蒸発器１６を通過した送風空気Ｗと熱交換して放熱する。

これにより、暖房モードでは、送風空気Ｗが加熱されて、送風空気Ｗの温度が目標吹出温度ＴＡＯに近づく。ヒータコア２２から流出した冷却水は、高温側ポンプ２７に吸入されて再び水−冷媒熱交換器１２の水通路へ圧送される。

従って、暖房モードでは、車両用空調装置１は、ヒータコア２２によって送風空気Ｗを加熱して車室内へ吹き出すことで、車室内の暖房を行うことができる。即ち、車両用空調装置１は、暖房モードにおいて、低温側冷却水回路４０にてバッテリ４２、充電器４３、外気ＯＡから吸熱した熱を、冷凍サイクル１０で汲み上げて、高温側冷却水回路２０を介して、送風空気Ｗの加熱に利用することができる。

そして、暖房モードの車両用空調装置１では、補助熱源としての電気ヒータ２６によって、高温側冷却水回路２０の冷却水を加熱することができる。従って、水−冷媒熱交換器１２で加えられた熱量では、ヒータコア２２で目標吹出温度ＴＡＯを実現する為に不足する場合でも、電気ヒータ２６による加熱で不足分を補うことができる。

図１に示すように、電気ヒータ２６は、高温側冷却水回路２０の共通流路２３にて、分岐部２４の上流側に配置されており、より具体的には、分岐部２４と水−冷媒熱交換器１２との間に配置されている。

この為、高温側冷却水回路２０では、補助熱源である電気ヒータ２６からヒータコア２２へと向かう流路における機器及び長さをできるだけ少なくすることができ、電気ヒータ２６で加えられた熱を少ないロスでヒータコア２２へ移動させることができる。換言すると、車両用空調装置１は、電気ヒータ２６による熱を、効率よく車室内の暖房に活用することができる。

（ｃ）除霜モード
除霜モードとは、ラジエータ２１が着霜した場合に、ラジエータ２１に着いた霜を除去する為の運転モードである。ラジエータ２１が着霜した場合、暖房モード時において、外気ＯＡからの吸熱量が低下し、暖房効率が低下してしまうことが考えられる。

例えば、暖房モードにおいて、バッテリ４２の発熱が多くなる車両の運転条件を満たした場合、バッテリ４２の温度を予め定められた温度範囲内に保つ為に、バッテリ４２を充分に冷却することが考えられる。この場合、低温側冷却水回路４０の冷却水の温度を充分に下げる為に、チラー１５における冷媒蒸発温度を０℃よりも低下させる。

こうして、非常に低い温度に冷却された低温側冷却水回路４０の冷却水は、バッテリ４２、充電器４３に並列に接続されたラジエータ２１にも流入して、外気ＯＡと熱交換して吸熱する。この時、外気ＯＡが低温且つ高湿度である場合には、ラジエータ２１の表面が着霜してしまうことが想定される。

このような場合に生じるラジエータ２１の着霜に対応する為に、車両用空調装置１は、除霜モードを実行する。具体的には、除霜モードの一例として、バッテリ４２の冷却を行いつつ、ラジエータ２１の除霜を行う態様について説明する。

この場合の除霜モードでは、制御装置７０が、少なくとも第１膨張弁１４ａを所定の絞り開度で開く。従って、除霜モードの冷凍サイクル１０では、少なくとも、圧縮機１１→水−冷媒熱交換器１２→冷媒分岐部１３ａ→第１膨張弁１４ａ→チラー１５→冷媒合流部１３ｂ→圧縮機１１の順で冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。

尚、除霜モードに際して、第２膨張弁１４ｂの開度については、所定の絞り開度であっても良いし、全閉状態としても良い。この点は、除霜モードにおいて、室内蒸発器１６による送風空気Ｗの冷却の要否に基づいて決定される。

そして、制御装置７０は、出力側に接続された各種制御対象機器の作動を制御する。圧縮機１１の冷媒吐出能力、送風機６２の送風能力、エアミックスドア６４の開度については、除霜モードにおける空調動作の要否に応じて適宜決定される。

高温側冷却水回路２０について、制御装置７０は、予め定めた除霜モード時の水圧送能力を発揮するように、高温側ポンプ２７を作動させる。又、制御装置７０は、流量調整部３０において、少なくとも第１電磁弁３０ａを全開状態にするように制御する。

尚、第２電磁弁３０ｂの開度に関しては、予め定められた開度であっても良いし、全閉状態であっても良い。第２電磁弁３０ｂの開度は、送風空気Ｗの加熱の要否に応じて、適宜定められる。この点、第２電磁弁３０ｂの開度は、第１電磁弁３０ａの開度よりも小さいことが望ましい。除霜モードでは、ヒータコア２２による暖房能力よりも、ラジエータ２１の除霜が優先されるからである。

そして、除霜モードにおいては、制御装置７０は、高温側冷却水回路２０における各部の冷却水温度に基づいて、電気ヒータ２６の発熱量を制御する。具体的には、ラジエータ２１に流入する冷却水の温度が、ラジエータ２１を除霜する為に必要な温度に対して不足する場合には、それを補うように、電気ヒータ２６の発熱量を制御する。

これにより、高温側冷却水回路２０の冷却水は、高温側ポンプ２７→水−冷媒熱交換器１２→電気ヒータ２６→分岐部２４→第１電磁弁３０ａ→第２リザーブタンク２９→ラジエータ２１→合流部２５→高温側ポンプ２７の順に循環する。

そして、低温側冷却水回路については、制御装置７０は、除霜モード時の水圧送能力を発揮するように、低温側ポンプ４１の作動を制御する。又、制御装置７０は、低温側三方弁４４の作動を制御して、チラー１５側の流入出口とバッテリ４２側の流入出口とを連通させると共に、残りの流入出口を閉塞させる。これにより、低温側冷却水回路４０における冷却水は、低温側ポンプ４１→チラー１５→低温側三方弁４４→バッテリ４２→充電器４３→低温側ポンプ４１の順に循環する。

ここで、低温側冷却水回路４０の冷却水は、バッテリ４２、充電器４３の水通路を通過する際に、バッテリ４２等に生じた熱によって加熱される。又、低温側冷却水回路４０の冷却水は、チラー１５を通過する場合には、低圧冷媒に吸熱される。

車両用空調装置１によれば、低圧冷媒で吸熱された熱は冷凍サイクル１０によって汲み上げられ、水−冷媒熱交換器１２において高温側冷却水回路２０の冷却水の加熱に用いられる。つまり、車両用空調装置１は、バッテリ４２、充電器４３の排熱を、ラジエータ２１の除霜に活用することができる。

機器用冷却水回路５０では、制御装置７０は、予め定めた除霜モード時の水圧送能力を発揮するように、機器用ポンプ５２の作動を制御する。又、制御装置７０は、機器用三方弁５３の作動を制御して、車載機器５１側の流入出口とバイパス流路５４側の流入出口とを連通させると共に、残りの流入出口を閉塞させる。これにより、機器用冷却水回路５０における冷却水は、機器用ポンプ５２→車載機器５１→機器用三方弁５３→バイパス流路５４→機器用ポンプ５２の順で循環する。

このような除霜モードの場合、低温側冷却水回路４０の冷却水は、バッテリ４２及び充電器４３の水通路を通過する際に、バッテリ４２及び充電器４３に発生している熱を吸熱し、バッテリ４２及び充電器４３を冷却することができる。

そして、除霜モードの冷凍サイクル１０では、水−冷媒熱交換器１２の冷媒通路から流出した高圧冷媒は、冷媒分岐部１３ａを介して、第１膨張弁１４ａへ流入し減圧される。低圧冷媒は、チラー１５にて低温側冷却水回路４０の冷却水が熱交換することで蒸発し、低温側冷却水回路４０の冷却水から吸熱する。

低温側冷却水回路４０の冷却水から吸熱した冷媒は、圧縮機１１で圧縮され、高圧冷媒として水−冷媒熱交換器１２へ吐出される。水−冷媒熱交換器１２では、高温側ポンプ２７が作動しているので、高圧冷媒と高温側冷却水回路２０の冷却水が熱交換して、高圧冷媒が冷却されて凝縮する。これにより、高圧冷媒の熱によって、高温側冷却水回路２０の冷却水が加熱される。

そして、高温側冷却水回路２０では、水−冷媒熱交換器１２等にて加熱された冷却水が、第１電磁弁３０ａを介して、ラジエータ２１へ流入する。ラジエータ２１に加熱された冷却水が流入することで、ラジエータ２１に着いた霜が冷却水の有する熱によって融解して除去される。

従って、除霜モードでは、車両用空調装置１は、加熱された高温側冷却水回路２０の冷却水をラジエータ２１に流入させることで、ラジエータ２１の除霜を行うことができ、暖房能力を回復させることができる。

又、車両用空調装置１は、除霜モードにおいて、低温側冷却水回路４０にてバッテリ４２、充電器４３から吸熱した熱を冷凍サイクル１０で汲み上げて、高温側冷却水回路２０を介して、ラジエータ２１の除霜に利用することができる。

そして、除霜モードの車両用空調装置１では、補助熱源としての電気ヒータ２６によって、高温側冷却水回路２０の冷却水を加熱することができる。従って、水−冷媒熱交換器１２で加えられた熱量では、ラジエータ２１の除霜を実現する為に不足する場合でも、電気ヒータ２６による加熱で不足分を補うことができる。

図１に示すように、電気ヒータ２６は、高温側冷却水回路２０の共通流路２３にて、分岐部２４の上流側に配置されており、より具体的には、水−冷媒熱交換器１２との間に配置されている。

この為、高温側冷却水回路２０では、補助熱源である電気ヒータ２６からラジエータ２１へと向かう流路における機器及び長さをできるだけ少なくすることができ、電気ヒータ２６で加えられた熱を少ないロスでラジエータ２１へ移動させることができる。換言すると、車両用空調装置１は、電気ヒータ２６による熱を、効率よくラジエータ２１の除霜に活用することができる。

以上説明したように、第１実施形態に係る車両用空調装置１によれば、冷凍サイクル１０、各冷却水回路の動作を切り替えることで、複数の運転モードの内、冷房モード、暖房モード、除霜モードを実現することができる。これにより、車両用空調装置１は、車室内の快適な空調と、各種機器の温度調整を行うことができる。

図１に示すように、第１実施形態に係る車両用空調装置１において、高温側冷却水回路２０は、共通流路２３において分岐部２４の上流側に、補助熱源としての電気ヒータ２６を有している。

又、高温側冷却水回路２０において、共通流路２３に対して、ラジエータ２１とヒータコア２２は並列に接続されている。そして、高温側冷却水回路２０における冷却水の流れは、流量調整部３０によって、ラジエータ２１へ向かう流れと、ヒータコア２２へ向かう流れに切り替えることができる。

従って、車両用空調装置１は、補助熱源である電気ヒータ２６の熱を、ヒータコア２２に移動させることができるので、電気ヒータ２６を車室内の暖房に関する補助熱源として用いることができる。又、車両用空調装置１は、電気ヒータ２６の熱をラジエータ２１に移動させることができるので、電気ヒータ２６の熱をラジエータ２１の除霜に関する補助熱源として利用することができる。

そして、高温側冷却水回路２０の共通流路２３において、電気ヒータ２６は、分岐部２４の上流側に配置されている。具体的には、電気ヒータ２６は、共通流路２３において、分岐部２４と水−冷媒熱交換器１２の間に配置されている。

これにより、高温側冷却水回路２０の冷却水をラジエータ２１側へ流入させる場合と、ヒータコア２２側へ流入させる場合の何れにおいても、電気ヒータ２６からの流路長さや通過する機器の数を少なく抑えることができる。即ち、車両用空調装置１によれば、補助熱源として電気ヒータ２６を用いる場合に、暖房補助に用いる場合と除霜補助に用いる場合の何れにおいても、熱のロスを抑えて効率よく利用することができる。

図１に示すように、高温側冷却水回路２０の共通流路２３において、高温側ポンプ２７は、共通流路２３における冷却水の流れに関して、水−冷媒熱交換器１２の上流側に配置されている。この為、高温側冷却水回路２０の冷却水をラジエータ２１側へ流入させる場合と、ヒータコア２２側へ流入させる場合の何れについても、高温側ポンプ２７の必要出力を低く抑えることができる。即ち、車両用空調装置１は、高温側ポンプ２７に要するコスト及び動力を低減することができる。

又、高温側冷却水回路２０において、冷却水と外気ＯＡとを熱交換させるラジエータ２１が配置されている。冷房モードでは、ラジエータ２１で冷却水の熱を外気ＯＡへ放熱することができる。暖房モードにおいては、ラジエータ２１によって外気ＯＡから吸熱することで、外気ＯＡを暖房熱源として利用することができる。

そして、除霜モードを実現することによって、着霜したラジエータ２１を除霜することができ、外気ＯＡを暖房熱源として利用する際の効率を回復させることができ、車両用空調装置１の暖房能力を向上させることができる。

（第２実施形態）
続いて、上述した第１実施形態とは異なる第２実施形態について、図４、図５を参照しつつ説明する。第２実施形態では、第１実施形態におけるラジエータ２１に替えて、複合型熱交換器３５が採用されている。その他の構成については、第１実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。

複合型熱交換器３５は、高温側冷却水回路２０の冷却水と外気ＯＡとを熱交換させる放熱部３５ａと、低温側冷却水回路４０等を循環する冷却水と外気ＯＡとを熱交換させる吸熱部とを一体的に構成した熱交換器である。複合型熱交換器３５の放熱部３５ａ及び吸熱部３５ｂは、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器構造になっている。

ここで、熱媒体（即ち、冷却水）と、空気（即ち、外気）とを熱交換させるタンクアンドチューブ型の熱交換器は、熱媒体を流通させる複数のチューブと、複数のチューブを流通する熱媒体の分配或いは集合を行う為のタンク等を有している。そして、一定方向に互いに間隔を開けて積層配置されたチューブを流通する熱媒体と、隣り合うチューブ間に形成された空気通路を流通する空気とを熱交換させる構造になっている。

図５に示すように、放熱部３５ａにおけるチューブ３５ａｔの間に形成される空気通路と、吸熱部３５ｂにおけるチューブ３５ｂｔの間に形成される空気通路には、熱交換フィン３５ｃが配置されている。熱交換フィン３５ｃは、一つの薄板状の金属部材により構成されている。熱交換フィン３５ｃは、放熱部３５ａにおける冷却水と外気ＯＡとの熱交換を促進させると共に、吸熱部３５ｂにおける冷却水と外気ＯＡとの熱交換を促進させる部材である。

そして、複合型熱交換器３５では、熱交換フィン３５ｃが、放熱部３５ａのチューブ３５ａｔと、吸熱部３５ｂのチューブ３５ｂｔの双方にろう付け接合されており、放熱部３５ａと吸熱部３５ｂを連結している。これにより、複合型熱交換器３５では、熱交換フィン３５ｃを介して、放熱部３５ａ側の冷却水と、吸熱部３５ｂ側の冷却水との間における伝熱可能に構成されている。熱交換フィン３５ｃは伝熱部の一例である。

図４に示すように、複合型熱交換器３５における放熱部３５ａの入口側には、第１電磁弁３０ａを介して、分岐部２４における一方の出口側が接続されている。そして、放熱部３５ａの出口側には、合流部２５における一方の出口側が接続されている。

そして、複合型熱交換器３５における吸熱部３５ｂの入口側には、第２リザーブタンク２９を介して、低温側ポンプ４１の吸込口側及び充電器４３における水通路の出口側が接続されている。一方、吸熱部３５ｂの出口側には、低温側三方弁４４の流入出口の１つが接続されている。

第２実施形態に係る車両用空調装置１において、放熱部３５ａは吸熱部３５ｂに対して車両前方側に配置されている。換言すると、放熱部３５ａは、外気ＯＡの流れに関して、吸熱部３５ｂの上流側に配置されている。

尚、図４に示すように、機器用冷却水回路５０の冷却水配管は、第２リザーブタンク２９の入口側の冷却水配管に対して接続されている。又、吸熱部３５ｂと低温側三方弁４４とを接続する冷却水配管に対して、機器用三方弁５３の流入出口に接続された冷却水配管が接続されている。

次に、このように構成された第２実施形態に係る車両用空調装置１において、冷房モード、暖房モード、除霜モードの各運転モードの一例について説明する。

（ａ）冷房モード
第２実施形態に係る冷房モードの冷凍サイクル１０では、圧縮機１１→水−冷媒熱交換器１２→冷媒分岐部１３ａの一方側→第１膨張弁１４ａ→チラー１５→冷媒合流部１３ｂ→圧縮機１１の順で循環する冷媒回路が構成される。そして、圧縮機１１→水−冷媒熱交換器１２→冷媒分岐部１３ａの他方側→第２膨張弁１４ｂ→室内蒸発器１６→蒸発圧力調整弁１７→冷媒合流部１３ｂ→圧縮機１１の順で循環する冷媒回路が並列に構成される。

そして、冷房モードの高温側冷却水回路２０では、第１実施形態と同様に構成機器の作動が制御される。これにより、高温側ポンプ２７→水−冷媒熱交換器１２→電気ヒータ２６→分岐部２４→第１電磁弁３０ａ→複合型熱交換器３５の放熱部３５ａ→合流部２５→第１リザーブタンク２８→高温側ポンプ２７の順で循環する冷却水回路が構成される。

又、冷房モードの低温側冷却水回路４０では、第１実施形態と同様に、各構成機器の作動が制御される。この為、低温側冷却水回路４０では、低温側ポンプ４１→チラー１５→低温側三方弁４４→バッテリ４２→充電器４３→低温側ポンプ４１の順で循環する冷却水回路が構成される。

そして、冷房モードの機器用冷却水回路５０では、機器用ポンプ５２→車載機器５１→機器用三方弁５３→バイパス流路５４→機器用ポンプ５２の順で冷却水が循環する冷却水回路が構成される。

このように、第２実施形態における冷房モードにおいても、第１実施形態と同様に、室内蒸発器１６にて送風空気Ｗを冷却することができるので、車室内の冷房を実現することができる。そして、チラー１５により低温側冷却水回路４０の冷却水の冷却することができるので、バッテリ４２及び充電器４３の冷却を実現することができる。

（ｂ）暖房モード
第２実施形態に係る暖房モードの冷凍サイクル１０では、圧縮機１１→水−冷媒熱交換器１２→冷媒分岐部１３ａの一方側→第１膨張弁１４ａ→チラー１５→冷媒合流部１３ｂ→圧縮機１１の順で循環する冷媒回路が構成される。

そして、暖房モードの高温側冷却水回路２０では、第１実施形態の暖房モードと同様に構成機器の作動が制御される。これにより、高温側ポンプ２７→水−冷媒熱交換器１２→電気ヒータ２６→分岐部２４→第２電磁弁３０ｂ→ヒータコア２２→合流部２５→第１リザーブタンク２８→高温側ポンプ２７の順で循環する冷却水回路が構成される。

又、暖房モードの低温側冷却水回路４０では、低温側ポンプ４１→チラー１５→低温側三方弁４４→バッテリ４２→充電器４３→低温側ポンプ４１の順に流れる冷却水回路が構成される。そして、低温側ポンプ４１→チラー１５→低温側三方弁４４→複合型熱交換器３５の吸熱部３５ｂ→第２リザーブタンク２９→低温側ポンプ４１の順で循環する冷却水回路が並列に構成される。

そして、暖房モードの機器用冷却水回路５０では、機器用ポンプ５２→車載機器５１→機器用三方弁５３→バイパス流路５４→機器用ポンプ５２の順で冷却水が循環する冷却水回路が構成される。

従って、暖房モードでは、車両用空調装置１は、ヒータコア２２によって送風空気Ｗを加熱して車室内へ吹き出すことで、車室内の暖房を行うことができる。即ち、車両用空調装置１は、暖房モードにおいて、低温側冷却水回路４０にてバッテリ４２、充電器４３、外気ＯＡから吸熱した熱を、冷凍サイクル１０で汲み上げて、高温側冷却水回路２０を介して、送風空気Ｗの加熱に利用することができる。

そして、暖房モードの車両用空調装置１では、補助熱源としての電気ヒータ２６によって、高温側冷却水回路２０の冷却水を加熱することができる。従って、水−冷媒熱交換器１２で加えられた熱量では、ヒータコア２２で目標吹出温度ＴＡＯを実現する為に不足する場合でも、電気ヒータ２６による加熱で不足分を補うことができる。

又、電気ヒータ２６は、高温側冷却水回路２０の共通流路２３にて、分岐部２４の上流側に配置されており、より具体的には、水−冷媒熱交換器１２との間に配置されている。この為、高温側冷却水回路２０では、補助熱源である電気ヒータ２６からヒータコア２２へと向かう流路における機器及び長さをできるだけ少なくすることができるので、電気ヒータ２６による熱を、効率よく車室内の暖房に活用することができる。

（ｃ）除霜モード
第２実施形態に係る除霜モードの冷凍サイクル１０では、圧縮機１１→水−冷媒熱交換器１２→冷媒分岐部１３ａの一方側→第１膨張弁１４ａ→チラー１５→冷媒合流部１３ｂ→圧縮機１１の順で循環する冷媒回路が構成される。

そして、除霜モードの高温側冷却水回路２０では、第１実施形態の除霜モードと同様に構成機器の作動が制御される。これにより、高温側ポンプ２７→水−冷媒熱交換器１２→電気ヒータ２６→分岐部２４→第１電磁弁３０ａ→複合型熱交換器３５の放熱部３５ａ→合流部２５→第１リザーブタンク２８→高温側ポンプ２７の順で循環する冷却水回路が構成される。

又、除霜モードの低温側冷却水回路４０では、低温側ポンプ４１→チラー１５→低温側三方弁４４→バッテリ４２→充電器４３→低温側ポンプ４１の順に流れる冷却水回路が構成される。

そして、除霜モードの機器用冷却水回路５０では、機器用ポンプ５２→車載機器５１→機器用三方弁５３→バイパス流路５４→機器用ポンプ５２の順で冷却水が循環する冷却水回路が構成される。

従って、除霜モードでは、低温側冷却水回路４０にてバッテリ４２、充電器４３から吸熱した熱を冷凍サイクル１０で汲み上げて、高温側冷却水回路２０を介して、複合型熱交換器３５における吸熱部３５ｂの除霜に利用することができる。

複合型熱交換器３５は、放熱部３５ａと吸熱部３５ｂは、熱交換フィンによって連結されており、熱移動可能に構成されている。従って、加熱された高温側冷却水回路２０の冷却水を、複合型熱交換器３５の放熱部３５ａに流入させることで、着霜している吸熱部３５ｂの除霜を行うことができ、暖房能力を回復させることができる。

図４に示すように、複合型熱交換器３５において、放熱部３５ａは、外気ＯＡの流れ方向に関して吸熱部３５ｂの上流側に配置されている。この為、放熱部３５ａに流入した高温側冷却水回路２０の冷却水が有する熱を、外気ＯＡを介して、着霜している吸熱部３５ｂに伝達することができる。これにより、第２実施形態に係る除霜モードによれば、熱交換フィンによる熱伝達に加えて、外気ＯＡを介した熱伝達も行われる為、より迅速に吸熱部３５ｂの除霜を行うことができる。

そして、除霜モードの車両用空調装置１では、補助熱源としての電気ヒータ２６によって、高温側冷却水回路２０の冷却水を加熱することができる。従って、水−冷媒熱交換器１２で加えられた熱量では、複合型熱交換器３５における吸熱部３５ｂの除霜を実現する為に不足する場合でも、電気ヒータ２６による加熱で不足分を補うことができる。

図４に示すように、電気ヒータ２６は、高温側冷却水回路２０の共通流路２３にて、分岐部２４の上流側に配置されており、より具体的には、水−冷媒熱交換器１２との間に配置されている。

この為、高温側冷却水回路２０では、補助熱源である電気ヒータ２６から複合型熱交換器３５の吸熱部３５ｂへと向かう流路における機器及び長さをできるだけ少なくすることができ、電気ヒータ２６による熱を、効率よく吸熱部３５ｂの除霜に活用できる。

尚、第２実施形態に係る除霜モードの機器用冷却水回路５０では、機器用三方弁５３の作動を制御して、冷却水回路の回路構成を変更しても良い。即ち、機器用冷却水回路５０において、機器用ポンプ５２→車載機器５１→機器用三方弁５３→複合型熱交換器３５の吸熱部３５ｂ→第２リザーブタンク２９→機器用ポンプ５２の順で冷却水が循環する冷却水回路としてもよい。

この回路構成とすることによって、着霜している複合型熱交換器３５の吸熱部３５ｂに対して、車載機器５１の排熱を吸熱した冷却水を供給することができる為、車載機器５１の排熱を、吸熱部３５ｂの除霜に用いることができる。

以上説明したように、第２実施形態に係る車両用空調装置１によれば、放熱部３５ａ及び吸熱部３５ｂを有する複合型熱交換器３５を用いた場合であっても、第１実施形態と共通の構成及び作動から奏される作用効果を、第１実施形態と同様に得ることができる。

又、第２実施形態に係る複合型熱交換器３５において、放熱部３５ａは、熱交換フィンによって吸熱部３５ｂに対して熱移動可能に連結されている。従って、除霜モードにおいて、放熱部３５ａに流入した冷却水の熱を、熱交換フィンを介して、着霜している吸熱部３５ｂに伝達することができる。

そして、第２実施形態においては、複合型熱交換器３５の放熱部３５ａは、外気ＯＡの流れに関して、吸熱部３５ｂの上流側に配置されている。従って、放熱部３５ａに流入した冷却水の熱を、外気ＯＡを介して着霜している吸熱部３５ｂに伝達することができる。

（第３実施形態）
次に、上述した各実施形態とは異なる第３実施形態について、図６を参照しつつ説明する。第３実施形態においては、第２実施形態と同様に、ラジエータ２１の代わりに複合型熱交換器３５が採用されている。

第３実施形態においては、複合型熱交換器３５における放熱部３５ａ、吸熱部３５ｂの配置が第２実施形態と相違している。その他の点については、上述した実施形態と同様である為、再度の説明は省略する。

図６に示すように、第３実施形態に係る車両用空調装置１において、複合型熱交換器３５の吸熱部３５ｂは、放熱部３５ａの前方側に配置されている。換言すると、吸熱部３５ｂは、外気ＯＡの流れ方向に関して放熱部３５ａの上流側に配置されている。放熱部３５ａに対する冷却水配管の接続態様および吸熱部３５ｂに対する冷却水配管の接続態様は、上述した第２実施形態と同様である。

第３実施形態に係る車両用空調装置１は、冷房モード、暖房モード、除霜モードを実現する為に、第２実施形態と同様の内容で各構成機器の作動を制御する。この点、第２実施形態にて既に説明済みである為、再度の説明を省略する。

以上説明したように、第３実施形態に係る車両用空調装置１によれば、複合型熱交換器３５を用いた場合であっても、第１実施形態及び第２実施形態と共通の構成及び作動から奏される作用効果を、第１実施形態及び第２実施形態と同様に得ることができる。

特に、複合型熱交換器３５において、吸熱部３５ｂが外気ＯＡの流れ方向に関して放熱部３５ａの上流側に配置した場合でも、共通の構成及び作動から奏される作用効果を得ることができる。

第３実施形態に係る複合型熱交換器３５においても、放熱部３５ａは、熱交換フィンによって吸熱部３５ｂに対して熱移動可能に連結されている。従って、除霜モードで放熱部３５ａに流入した冷却水の熱を、熱交換フィンを介して、着霜している吸熱部３５ｂに伝達することができる。

（第４実施形態）
続いて、上述した各実施形態とは異なる第４実施形態について、図７を参照しつつ説明する。第４実施形態では、第１実施形態における電気ヒータ２６に替えて、補助熱源として発熱機器３６を採用すると共に、高温側冷却水回路２０の共通流路２３における構成機器の配置を変更している。その他の構成については、第１実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。

図７に示すように、第４実施形態に係る車両用空調装置１においては、高温側冷却水回路２０の共通流路２３に、発熱機器３６が配置されている。発熱機器３６は、共通流路２３の冷却水が流通するウォータージャケットを有している。これにより、発熱機器３６で発生した熱は、ウォータージャケットを通過する冷却水に吸熱されて、高温側冷却水回路２０を熱移動する。発熱機器３６としては、例えば、先進運転支援システムの構成機器を挙げることができる。

先進運転支援システム（ＡＤＡＳ:Ａｄｖａｎｃｅｄ ｄｒｉｖｅｒ−ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ ｓｙｓｔｅｍｓ）は、安全でより良い運転の為に車両システムを自動化・適応・強化するために開発されたシステムである。先進運転支援システムは、潜在的な問題を運転者に警告すること等の安全機能や、ヘッドライトの制御の自動化、自動クルーズ制御、自動ブレーキ制御等の適応機能等を実現する。

発熱機器３６は、先進運転支援システムの構成機器であり、先進運転支援システムの作動に伴って発熱する。従って、発熱機器３６は、作動時に生じた排熱を提供することで補助熱源として機能する。

ここで、補助熱源としての電気ヒータ２６と、発熱機器３６との相違点について説明する。電気ヒータ２６は、上述したように、共通流路２３を流れる冷却水を加熱する為に配置されており、制御装置７０の制御に従って、その発熱量を任意に調整可能に構成されている。

一方、補助熱源としての発熱機器３６は、先進運転支援システムの作動に伴って発熱する為、その発熱量は、先進運転支援システムの作動態様の影響を受ける。即ち、発熱機器３６における発熱量は、制御装置７０の制御では任意に調整し難く構成されている。又、発熱機器３６は、先進運転支援システムの作動に際してその機能を確実に発揮する為に、発熱機器３６自体の冷却を行う必要がある。

図４に示すように、高温側冷却水回路２０の共通流路２３において、発熱機器３６における水通路の入口側は、第１リザーブタンク２８を介して、合流部２５の出口側に接続されている。そして、発熱機器３６における水通路の出口側は、高温側ポンプ２７の吸込口側に接続されている。

そして、高温側ポンプ２７の吐出口側は、水−冷媒熱交換器１２における水通路の入口側に接続されている。水−冷媒熱交換器１２における水通路の出口側は、分岐部２４の流入口側に接続されている。尚、第４実施形態に係る高温側冷却水回路２０のその他の構成については、第１実施形態に係る高温側冷却水回路２０と同様である。

第４実施形態において、発熱機器３６は、共通流路２３における冷却水の流れ方向に関して、分岐部２４の上流側に位置している。より具体的には、発熱機器３６は、共通流路２３における冷却水の流れ方向に関して、分岐部２４及び水−冷媒熱交換器１２の上流側に配置されている。そして、高温側ポンプ２７は、共通流路２３において、補助熱源である発熱機器３６と水−冷媒熱交換器１２の間に配置されている。

次に、このように構成された第４実施形態に係る車両用空調装置１において、冷房モード、暖房モード、除霜モードの各運転モードの一例について説明する。

（ａ）冷房モード
第４実施形態に係る冷房モードの冷凍サイクル１０では、圧縮機１１→水−冷媒熱交換器１２→冷媒分岐部１３ａの一方側→第１膨張弁１４ａ→チラー１５→冷媒合流部１３ｂ→圧縮機１１の順で循環する冷媒回路が構成される。そして、圧縮機１１→水−冷媒熱交換器１２→冷媒分岐部１３ａの他方側→第２膨張弁１４ｂ→室内蒸発器１６→蒸発圧力調整弁１７→冷媒合流部１３ｂ→圧縮機１１の順で循環する冷媒回路が並列に構成される。

そして、冷房モードの高温側冷却水回路２０では、第１実施形態と同様に構成機器の作動が制御される。この結果、高温側ポンプ２７→水−冷媒熱交換器１２→分岐部２４→第１電磁弁３０ａ→第２リザーブタンク２９→ラジエータ２１→合流部２５→第１リザーブタンク２８→発熱機器３６→高温側ポンプ２７の順で循環する冷却水回路が構成される。

冷房モードの低温側冷却水回路４０では、第１実施形態と同様に、各構成機器の作動が制御される。この為、低温側冷却水回路４０では、低温側ポンプ４１→チラー１５→低温側三方弁４４→バッテリ４２→充電器４３→低温側ポンプ４１の順で循環する冷却水回路が構成される。

そして、冷房モードの機器用冷却水回路５０では、機器用ポンプ５２→車載機器５１→機器用三方弁５３→バイパス流路５４→機器用ポンプ５２の順で冷却水が循環する冷却水回路が構成される。

このように、第４実施形態における冷房モードにおいても、第１実施形態と同様に、室内蒸発器１６にて送風空気Ｗを冷却することができるので、車室内の冷房を実現することができる。そして、チラー１５により低温側冷却水回路４０の冷却水の冷却することができるので、バッテリ４２及び充電器４３の冷却を実現することができる。

冷房モードにおける高温側冷却水回路２０の回路構成によれば、ラジエータ２１によって外気ＯＡに放熱した冷却水を、水−冷媒熱交換器１２で加熱されることなく、そのまま発熱機器３６に流入させることができる。これにより、先進運転支援システムの作動により発熱する発熱機器３６を冷却することができ、先進運転支援システムの温度環境を適切に維持することができる。

（ｂ）暖房モード
第４実施形態に係る暖房モードの冷凍サイクル１０では、圧縮機１１→水−冷媒熱交換器１２→冷媒分岐部１３ａの一方側→第１膨張弁１４ａ→チラー１５→冷媒合流部１３ｂ→圧縮機１１の順で循環する冷媒回路が構成される。

そして、暖房モードの高温側冷却水回路２０では、第１実施形態の暖房モードと同様に構成機器の作動が制御される。これにより、高温側ポンプ２７→水−冷媒熱交換器１２→分岐部２４→第２電磁弁３０ｂ→ヒータコア２２→合流部２５→第１リザーブタンク２８→発熱機器３６→高温側ポンプ２７の順で循環する冷却水回路が構成される。

又、暖房モードの低温側冷却水回路４０では、低温側ポンプ４１→チラー１５→低温側三方弁４４→バッテリ４２→充電器４３→低温側ポンプ４１の順に流れる冷却水回路が構成される。そして、低温側ポンプ４１→チラー１５→低温側三方弁４４→ラジエータ２１→第２リザーブタンク２９→低温側ポンプ４１の順で循環する冷却水回路が並列に構成される。

そして、暖房モードの機器用冷却水回路５０では、機器用ポンプ５２→車載機器５１→機器用三方弁５３→バイパス流路５４→機器用ポンプ５２の順で冷却水が循環する冷却水回路が構成される。

従って、暖房モードでは、車両用空調装置１は、ヒータコア２２によって送風空気Ｗを加熱して車室内へ吹き出すことで、車室内の暖房を行うことができる。即ち、車両用空調装置１は、暖房モードにおいて、低温側冷却水回路４０にてバッテリ４２、充電器４３、外気ＯＡから吸熱した熱を、冷凍サイクル１０で汲み上げて、高温側冷却水回路２０を介して、送風空気Ｗの加熱に利用することができる。

そして、暖房モードの車両用空調装置１においては、補助熱源としての発熱機器３６の排熱によって、高温側冷却水回路２０の冷却水を加熱することができる。従って、水−冷媒熱交換器１２で加えられた熱量では、ヒータコア２２で目標吹出温度ＴＡＯを実現する為に不足する場合、発熱機器３６の排熱を有効に活用して不足分を補うことができる。

又、発熱機器３６は、高温側冷却水回路２０の共通流路２３にて、分岐部２４の上流側に配置されており、より具体的には、分岐部２４及び水−冷媒熱交換器１２の上流側に配置されている。

この為、高温側冷却水回路２０では、冷房モード時における発熱機器３６の冷却を考慮しつつ、補助熱源である発熱機器３６からヒータコア２２へと向かう流路における機器及び長さをできるだけ少なくすることができる。即ち、発熱機器３６による熱を、できる限り効率よく車室内の暖房に活用することができる。

（ｃ）除霜モード
第４実施形態に係る除霜モードの冷凍サイクル１０では、圧縮機１１→水−冷媒熱交換器１２→冷媒分岐部１３ａの一方側→第１膨張弁１４ａ→チラー１５→冷媒合流部１３ｂ→圧縮機１１の順で循環する冷媒回路が構成される。

そして、除霜モードの高温側冷却水回路２０では、第１実施形態の除霜モードと同様に構成機器の作動が制御される。これにより、高温側ポンプ２７→水−冷媒熱交換器１２→分岐部２４→第１電磁弁３０ａ→第２リザーブタンク２９→ラジエータ２１→合流部２５→第１リザーブタンク２８→発熱機器３６→高温側ポンプ２７の順で循環する冷却水回路が構成される。

又、除霜モードの低温側冷却水回路４０では、低温側ポンプ４１→チラー１５→低温側三方弁４４→バッテリ４２→充電器４３→低温側ポンプ４１の順に流れる冷却水回路が構成される。

そして、除霜モードの機器用冷却水回路５０では、機器用ポンプ５２→車載機器５１→機器用三方弁５３→バイパス流路５４→機器用ポンプ５２の順で冷却水が循環する冷却水回路が構成される。

従って、除霜モードでは、低温側冷却水回路４０にてバッテリ４２、充電器４３から吸熱した熱を冷凍サイクル１０で汲み上げて、高温側冷却水回路２０を介して、ラジエータ２１の除霜に利用することができる。

そして、除霜モードの車両用空調装置１では、補助熱源としての発熱機器３６の排熱によって、高温側冷却水回路２０の冷却水を加熱することができる。従って、水−冷媒熱交換器１２で加えられた熱量では、ラジエータ２１の除霜を実現する為に不足する場合であっても、発熱機器３６の発熱を有効に活用して不足分を補うことができる。

図４に示すように、発熱機器３６は、高温側冷却水回路２０の共通流路２３にて、分岐部２４の上流側に配置されており、より具体的には、分岐部２４及び水−冷媒熱交換器１２の上流側に配置されている。

この為、高温側冷却水回路２０では、冷房モード時における発熱機器３６の冷却を考慮しつつ、補助熱源である発熱機器３６からラジエータ２１へと向かう流路における機器及び長さをできるだけ少なくすることができる。即ち、冷房モードにおける発熱機器３６の冷却を考慮しつつ、発熱機器３６による排熱を、できる限り効率よくラジエータ２１の除霜に活用することができる。

以上説明したように、第４実施形態に係る車両用空調装置１によれば、上述した第１実施形態と共通の構成及び作動から奏される作用効果を、第１実施形態と同様に得ることができる。

そして、高温側冷却水回路２０の共通流路２３において、発熱機器３６は、分岐部２４の上流側に配置されている。具体的には、発熱機器３６は、共通流路２３において、分岐部２４及び水−冷媒熱交換器１２の上流側に配置されている。

これにより、高温側冷却水回路２０の冷却水をラジエータ２１側へ流入させる場合と、ヒータコア２２側へ流入させる場合の何れでも、冷房モードでの発熱機器３６の冷却を考慮しつつ、発熱機器３６からの流路長さや機器の数を少なく抑えることができる。

即ち、車両用空調装置１によれば、補助熱源として発熱機器３６を用いる場合に、暖房補助に用いる場合と除霜補助に用いる場合の何れにおいても、発熱機器３６の冷却を考慮して、できるだけ熱のロスを抑えて効率よく利用できる。

図４に示すように、高温側冷却水回路２０の共通流路２３において、高温側ポンプ２７は、共通流路２３における冷却水の流れに関して、発熱機器３６と水−冷媒熱交換器１２の間に配置されている。即ち、車両用空調装置１は、冷房モード時における発熱機器３６の冷却を考慮しつつ、高温側ポンプ２７に要するコスト及び動力を低減できる。

又、高温側冷却水回路２０において、冷却水と外気ＯＡとを熱交換させるラジエータ２１が配置されている。冷房モードでは、ラジエータ２１で冷却水の熱を外気ＯＡへ放熱することができ、冷却水によって発熱機器３６を冷却することができる。暖房モードにおいては、ラジエータ２１によって外気ＯＡから吸熱することで、外気ＯＡを暖房熱源として利用することができる。

そして、除霜モードを実現することによって、着霜したラジエータ２１を除霜することができ、外気ＯＡを暖房熱源として利用する際の効率を回復させることができ、車両用空調装置１の暖房能力を向上させることができる。

（第５実施形態）
次に、上述した各実施形態とは異なる第５実施形態について、図８を参照しつつ説明する。第５実施形態は、第２実施形態に係る車両用空調装置１について、高温側冷却水回路２０の共通流路２３の構成に替えて、第４実施形態に係る共通流路２３の構成を採用したものである。

即ち、第５実施形態における高温側冷却水回路２０の共通流路２３では、合流部２５から分岐部２４の間において、共通流路２３→第１リザーブタンク２８→発熱機器３６→高温側ポンプ２７→水−冷媒熱交換器１２→分岐部２４の順で構成機器が配置されている。第５実施形態における複合型熱交換器３５、発熱機器３６の構成については、既に説明済みである為、再度の説明は省略する。

次に、このように構成された第５実施形態に係る車両用空調装置１において、冷房モード、暖房モード、除霜モードの各運転モードの一例について説明する。

（ａ）冷房モード
第５実施形態に係る冷房モードの冷凍サイクル１０では、圧縮機１１→水−冷媒熱交換器１２→冷媒分岐部１３ａの一方側→第１膨張弁１４ａ→チラー１５→冷媒合流部１３ｂ→圧縮機１１の順で循環する冷媒回路が構成される。そして、圧縮機１１→水−冷媒熱交換器１２→冷媒分岐部１３ａの他方側→第２膨張弁１４ｂ→室内蒸発器１６→蒸発圧力調整弁１７→冷媒合流部１３ｂ→圧縮機１１の順で循環する冷媒回路が並列に構成される。

そして、冷房モードの高温側冷却水回路２０では、第２実施形態と同様に構成機器の作動が制御される。これにより、高温側ポンプ２７→水−冷媒熱交換器１２→分岐部２４→第１電磁弁３０ａ→複合型熱交換器３５の放熱部３５ａ→合流部２５→第１リザーブタンク２８→発熱機器３６→高温側ポンプ２７の順で循環する冷却水回路が構成される。

従って、第５実施形態の冷房モードでも、放熱部３５ａにて外気ＯＡへ放熱した冷却水を、発熱機器３６に流入させることができるので、冷却水の循環によって発熱機器３６を冷却することができる。

又、冷房モードの低温側冷却水回路４０では、第２実施形態と同様に、各構成機器の作動が制御される。この為、低温側冷却水回路４０では、低温側ポンプ４１→チラー１５→低温側三方弁４４→バッテリ４２→充電器４３→低温側ポンプ４１の順で循環する冷却水回路が構成される。

そして、冷房モードの機器用冷却水回路５０では、機器用ポンプ５２→車載機器５１→機器用三方弁５３→バイパス流路５４→機器用ポンプ５２の順で冷却水が循環する冷却水回路が構成される。

このように、第５実施形態における冷房モードにおいても、第２実施形態と同様に、室内蒸発器１６にて送風空気Ｗを冷却することができるので、車室内の冷房を実現することができる。そして、チラー１５により低温側冷却水回路４０の冷却水の冷却することができるので、バッテリ４２及び充電器４３の冷却を実現することができる。

（ｂ）暖房モード
第５実施形態に係る暖房モードの冷凍サイクル１０では、圧縮機１１→水−冷媒熱交換器１２→冷媒分岐部１３ａの一方側→第１膨張弁１４ａ→チラー１５→冷媒合流部１３ｂ→圧縮機１１の順で循環する冷媒回路が構成される。

そして、暖房モードの高温側冷却水回路２０では、第２実施形態の暖房モードと同様に構成機器の作動が制御される。これにより、高温側ポンプ２７→水−冷媒熱交換器１２→分岐部２４→第２電磁弁３０ｂ→ヒータコア２２→合流部２５→第１リザーブタンク２８→発熱機器３６→高温側ポンプ２７の順で循環する冷却水回路が構成される。

又、暖房モードの低温側冷却水回路４０では、低温側ポンプ４１→チラー１５→低温側三方弁４４→バッテリ４２→充電器４３→低温側ポンプ４１の順に流れる冷却水回路が構成される。そして、低温側ポンプ４１→チラー１５→低温側三方弁４４→複合型熱交換器３５の吸熱部３５ｂ→第２リザーブタンク２９→低温側ポンプ４１の順で循環する冷却水回路が並列に構成される。

そして、暖房モードの機器用冷却水回路５０では、機器用ポンプ５２→車載機器５１→機器用三方弁５３→バイパス流路５４→機器用ポンプ５２の順で冷却水が循環する冷却水回路が構成される。

従って、暖房モードでは、車両用空調装置１は、ヒータコア２２によって送風空気Ｗを加熱して車室内へ吹き出すことで、車室内の暖房を行うことができる。即ち、車両用空調装置１は、バッテリ４２、充電器４３、外気ＯＡから吸熱した熱を、冷凍サイクル１０で汲み上げて、高温側冷却水回路２０を介して、送風空気Ｗの加熱に利用できる。

そして、暖房モードの車両用空調装置１においては、補助熱源としての発熱機器３６によって、高温側冷却水回路２０の冷却水を加熱することができる。従って、水−冷媒熱交換器１２で加えられた熱量では、ヒータコア２２で目標吹出温度ＴＡＯを実現する為に不足する場合でも、発熱機器３６の排熱で不足分を補うことができる。

又、発熱機器３６は、高温側冷却水回路２０の共通流路２３にて、分岐部２４の上流側に配置されており、より具体的には、分岐部２４及び水−冷媒熱交換器１２の上流側に配置されている。この為、高温側冷却水回路２０では、冷房モードにおける発熱機器３６の冷却を考慮しつつ、補助熱源である発熱機器３６による熱を、効率よく車室内の暖房に活用することができる。

（ｃ）除霜モード
第５実施形態に係る除霜モードの冷凍サイクル１０では、圧縮機１１→水−冷媒熱交換器１２→冷媒分岐部１３ａの一方側→第１膨張弁１４ａ→チラー１５→冷媒合流部１３ｂ→圧縮機１１の順で循環する冷媒回路が構成される。

そして、除霜モードの高温側冷却水回路２０では、第２実施形態の除霜モードと同様に構成機器の作動が制御される。これにより、高温側ポンプ２７→水−冷媒熱交換器１２→分岐部２４→第１電磁弁３０ａ→複合型熱交換器３５の放熱部３５ａ→合流部２５→第１リザーブタンク２８→発熱機器３６→高温側ポンプ２７の順で循環する冷却水回路が構成される。

又、除霜モードの低温側冷却水回路４０では、低温側ポンプ４１→チラー１５→低温側三方弁４４→バッテリ４２→充電器４３→低温側ポンプ４１の順に流れる冷却水回路が構成される。

そして、除霜モードの機器用冷却水回路５０では、機器用ポンプ５２→車載機器５１→機器用三方弁５３→バイパス流路５４→機器用ポンプ５２の順で冷却水が循環する冷却水回路が構成される。

従って、除霜モードでは、低温側冷却水回路４０にてバッテリ４２、充電器４３から吸熱した熱を冷凍サイクル１０で汲み上げて、高温側冷却水回路２０を介して、複合型熱交換器３５における吸熱部３５ｂの除霜に利用することができる。

複合型熱交換器３５は、放熱部３５ａと吸熱部３５ｂは、熱交換フィンによって連結されており、熱移動可能に構成されている。従って、加熱された高温側冷却水回路２０の冷却水を、複合型熱交換器３５の放熱部３５ａに流入させることで、着霜している吸熱部３５ｂの除霜を行うことができ、暖房能力を回復させることができる。

そして、除霜モードの車両用空調装置１では、補助熱源としての発熱機器３６の排熱を利用して、高温側冷却水回路２０の冷却水を加熱することができる。従って、水−冷媒熱交換器１２で加えられた熱量では、複合型熱交換器３５における吸熱部３５ｂの除霜を実現する為に不足する場合、発熱機器３６の排熱を利用して不足分を補うことができる。

図８に示すように、発熱機器３６は、高温側冷却水回路２０の共通流路２３にて、分岐部２４の上流側に配置されており、より具体的には、分岐部２４及び水−冷媒熱交換器１２の上流側に配置されている。

この為、高温側冷却水回路２０では、冷房モードにおける発熱機器３６の冷却を考慮しつつ、補助熱源である発熱機器３６から複合型熱交換器３５の吸熱部３５ｂへと向かう流路における機器及び長さをできるだけ少なくすることができる。発熱機器３６の冷却を考慮しつつ、発熱機器３６の排熱を、複合型熱交換器３５における吸熱部３５ｂの除霜に効率よく活用することができる。

尚、第５実施形態に係る除霜モードの機器用冷却水回路５０では、機器用三方弁５３の作動を制御して、冷却水回路の回路構成を変更しても良い。即ち、機器用冷却水回路５０において、機器用ポンプ５２→車載機器５１→機器用三方弁５３→複合型熱交換器３５の吸熱部３５ｂ→第２リザーブタンク２９→機器用ポンプ５２の順で冷却水が循環する冷却水回路としてもよい。

この回路構成とすることによって、着霜している複合型熱交換器３５の吸熱部３５ｂに対して、車載機器５１の排熱を吸熱した冷却水を供給することができる為、車載機器５１の排熱を、吸熱部３５ｂの除霜に用いることができる。

以上説明したように、第５実施形態に係る車両用空調装置１によれば、上述した各実施形態と共通の構成及び作動から奏される作用効果を、上述した実施形態と同様に得ることができる。

即ち、高温側冷却水回路２０の共通流路２３における構成機器の配置に関しては、第４実施形態における共通の構成及び作動から奏される作用効果を、第４実施形態と同様に得ることができる。

又、ラジエータ２１に代えて、複合型熱交換器３５を採用した点に関しては、第２実施形態における共通の構成及び作動から奏される作用効果を、第２実施形態と同様に得ることができる。

（第６実施形態）
続いて、上述した各実施形態とは異なる第６実施形態について、図９を参照しつつ説明する。第６実施形態は、第３実施形態に係る車両用空調装置１について、高温側冷却水回路２０の共通流路２３の構成に替えて、第４実施形態に係る共通流路２３の構成を採用したものである。

即ち、第６実施形態における高温側冷却水回路２０の共通流路２３では、合流部２５から分岐部２４の間において、共通流路２３→第１リザーブタンク２８→発熱機器３６→高温側ポンプ２７→水−冷媒熱交換器１２→分岐部２４の順で構成機器が配置されている。第６実施形態における複合型熱交換器３５、発熱機器３６の構成については、既に説明済みである為、再度の説明は省略する。

第６実施形態に係る車両用空調装置１は、冷房モード、暖房モード、除霜モードを実現する為に、第５実施形態と同様の内容で各構成機器の作動を制御する。この点、第５実施形態にて既に説明済みである為、再度の説明を省略する。

以上説明したように、第６実施形態に係る車両用空調装置１によれば、上述した各実施形態と共通の構成及び作動から奏される作用効果を、上述した実施形態と同様に得ることができる。

即ち、高温側冷却水回路２０の共通流路２３における構成機器の配置に関しては、第４実施形態における共通の構成及び作動から奏される作用効果を、第４実施形態と同様に得ることができる。

又、ラジエータ２１に代えて、複合型熱交換器３５を採用した点に関しては、第３実施形態における共通の構成及び作動から奏される作用効果を、第３実施形態と同様に得ることができる。

（第７実施形態）
次に、上述した各実施形態とは異なる第７実施形態について、図１０を参照しつつ説明する。第７実施形態では、共通流路２３における補助熱源として、電気ヒータ２６及び発熱機器３６を採用すると共に、高温側冷却水回路２０の共通流路２３における構成機器の配置を変更している。その他の構成については、第１実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。

図１０に示すように、第７実施形態に係る車両用空調装置１においては、高温側冷却水回路２０の共通流路２３に、第１実施形態に対して、発熱機器３６が追加して配置されている。発熱機器３６の構成は、第４実施形態と同様であり、第２補助熱源である。

そして、高温側冷却水回路２０の共通流路２３において、発熱機器３６における水通路の入口側は、第１リザーブタンク２８を介して、合流部２５の出口側に接続されている。そして、発熱機器３６における水通路の出口側は、高温側ポンプ２７の吸込口側に接続されている。

そして、高温側ポンプ２７の吐出口側は、水−冷媒熱交換器１２における水通路の入口側に接続されている。水−冷媒熱交換器１２における水通路の出口側は、電気ヒータ２６における水通路の入口側に接続されている。電気ヒータ２６における水通路の出口側は、分岐部２４の流入口側に接続されている。電気ヒータ２６は第１補助熱源である。

尚、第７実施形態に係る高温側冷却水回路２０のその他の構成については、第１実施形態に係る高温側冷却水回路２０と同様である。

第７実施形態において、電気ヒータ２６は、共通流路２３における冷却水の流れに関して、分岐部２４の上流側に配置されている。具体的には、電気ヒータ２６は、共通流路２３において、水−冷媒熱交換器１２と分岐部２４の間に配置されている。

又、発熱機器３６は、共通流路２３における冷却水の流れ方向に関して、分岐部２４の上流側に位置している。より具体的には、発熱機器３６は、共通流路２３における冷却水の流れ方向に関して、分岐部２４及び水−冷媒熱交換器１２の上流側に配置されている。

つまり、第７実施形態に係る高温側冷却水回路２０の共通流路２３では、冷却水の流れに従って、合流部２５→第１リザーブタンク２８→発熱機器３６→高温側ポンプ２７→水−冷媒熱交換器１２→電気ヒータ２６→分岐部２４の順に配置されている。

このように構成された第７実施形態に係る車両用空調装置１は、冷房モード、暖房モード、除霜モードの各運転モードを実現することができる。冷房モード、暖房モード、除霜モードにおける動作の内容は、上述した第１実施形態、第４実施形態と同様である。

以上説明したように、第７実施形態に係る車両用空調装置１によれば、上述した実施形態と共通の構成及び作動から奏される作用効果を、上述した実施形態と同様に得ることができる。

即ち、車両用空調装置１によれば、補助熱源として電気ヒータ２６及び発熱機器３６を用いる場合に、暖房補助に用いる場合と除霜補助に用いる場合の何れにおいても、電気ヒータ２６を効率よく利用することができる。同時に、暖房補助と除霜補助の何れに用いる場合も、発熱機器３６の冷却を考慮して、できるだけ熱のロスを抑えて効率よく利用できる。

（他の実施形態）
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではない。即ち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した各実施形態を適宜組み合わせても良いし、上述した実施形態を種々変形することも可能である。

（１）上述した実施形態では、冷凍サイクル１０における第１膨張弁１４ａ、第２膨張弁１４ｂとして、電気式膨張弁を採用していたが、この態様に限定されるものではない。冷凍サイクル１０において、高圧冷媒を減圧することができれば、種々の態様を採用することができる。例えば、第１膨張弁１４ａを電気式膨張弁としたまま、第２膨張弁１４ｂを温度式膨張弁に変更しても良い。

（２）又、上述した実施形態においては、水−冷媒熱交換器１２として、サブクール型の凝縮器を採用していたが、この態様に限定されるものではない。水−冷媒熱交換器１２として、レシーバ部１２ｂ、過冷却部１２ｃを有しておらず、凝縮部１２ａで構成された態様を採用しても良い。

（３）そして、上述した実施形態においては、高温側冷却水回路２０における流量調整部３０を、第１電磁弁３０ａ及び第２電磁弁３０ｂにて構成していたが、この態様に限定されるものではない。流量調整部３０としては、分岐部２４の一方の流出口側における熱媒体の流量と、分岐部２４の他方の流出口側における熱媒体の流量とを調整可能であれば、種々の態様を採用できる。例えば、流量調整部３０を、分岐部２４の位置に配置された三方弁によって構成しても良い。

又、流量調整部３０は、第１電磁弁３０ａ及び第２電磁弁３０ｂを開度調整可能な電磁弁としていたが、これに限定されるものではない。少なくとも、高温側冷却水回路２０における冷却水回路の切替を実現可能な構成であればよく、第１電磁弁３０ａ及び第２電磁弁３０ｂとして、冷却水流路の全開及び全閉が可能な開閉弁を用いても良い。

（４）又、上述した第４実施形態〜第６実施形態においては、発熱機器３６として、先進運転支援システムの構成機器を採用していたが、この態様に限定されるものではない。発熱機器３６としては、車両に搭載されており、予め定められた機能を発揮する為の作動に伴い副次的に発熱する機器であれば、種々の機器を採用することができる。例えば、インバータ、モータジェネレータ等を発熱機器３６として採用することも可能である。

（５）そして、上述した実施形態においては、運転モードとして、冷房モード、暖房モード、除霜モードの３つについて説明したが、この態様に限定されるものではない。例えば、室内蒸発器１６で冷却された送風空気Ｗをヒータコア２２で加熱して、車室内に供給する除湿暖房モードを、運転モードとして実現することも可能である。この場合、車両用空調装置１の構成機器は、第２膨張弁１４ｂで減圧した低圧冷媒を室内蒸発器１６に流入させると共に、高温側冷却水回路２０にて第２電磁弁３０ｂを開き、ヒータコア２２に加熱された冷却水が流入するように制御される。

（７）又、上述した第７実施形態の共通流路２３における各構成機器の配置は、他の冷却水回路の回路構成に対して適用することができる。例えば、第２、第５実施形態に係る高温側冷却水回路２０の共通流路２３において、冷却水の流れに従って、合流部２５→第１リザーブタンク２８→発熱機器３６→高温側ポンプ２７→水−冷媒熱交換器１２→電気ヒータ２６→分岐部２４の順に配置しても良い。この場合における各運転モードの動作の内容は、第２、第５実施形態の動作内容を適用することができる。

同様に、第３、第６実施形態に係る高温側冷却水回路２０の共通流路２３にて、冷却水の流れに従って、合流部２５→第１リザーブタンク２８→発熱機器３６→高温側ポンプ２７→水−冷媒熱交換器１２→電気ヒータ２６→分岐部２４の順に配置しても良い。この場合における各運転モードの動作の内容は、第３、第６実施形態の動作内容を適用することができる。

１ 車両用空調装置
１０ 冷凍サイクル
２０ 高温側冷却水回路
２１ ラジエータ
２２ ヒータコア
２３ 共通流路
２４ 分岐部
２６ 電気ヒータ
３０ 流量調整部
４０ 低温側冷却水回路

Claims (10)

1. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、前記圧縮機にて圧縮された高圧冷媒の熱を熱媒体へ放熱する熱媒体冷媒熱交換器（１２）と、前記熱媒体冷媒熱交換器から流出した高圧冷媒を減圧させる減圧部（１４ａ）と、前記減圧部にて減圧された低圧冷媒を蒸発させて吸熱する吸熱器（１５）と、を有する冷凍サイクル（１０）と、
   前記熱媒体冷媒熱交換器にて前記高圧冷媒の熱を放熱させるように前記熱媒体を循環させる高温側熱媒体回路（２０）と、
   前記吸熱器にて前記低圧冷媒に吸熱させて冷却するように前記熱媒体を循環させる低温側熱媒体回路（４０）と、を有し、
   前記高温側熱媒体回路は、
   前記熱媒体と車室外の空気とを熱交換させる空気熱媒体熱交換器（２１、３５）と、
   前記空気熱媒体熱交換器に対して並列に接続され、空調対象空間へ送風される送風空気に対して前記熱媒体の有する熱を放熱させるヒータコア（２２）と、
   前記空気熱媒体熱交換器へ向かう前記熱媒体の流れと、前記ヒータコアへ向かう前記熱媒体の流れに分岐させる分岐部（２４）と、
   前記空気熱媒体熱交換器を通過した前記熱媒体及び前記ヒータコアを通過した前記熱媒体が流入可能に接続され、前記熱媒体冷媒熱交換器が配置された共通流路（２３）と、
   前記分岐部における前記熱媒体の流れに関し、前記空気熱媒体熱交換器へ向かう前記熱媒体の流量と、前記ヒータコアへ向かう前記熱媒体の流量を調整する流量調整部（３０）と、
   前記共通流路における前記熱媒体の流れ方向に関して前記分岐部の上流側において、前記熱媒体を加熱する補助熱源（２６、３６）と、を有する車両用空調装置。
2. 前記補助熱源（２６）は、前記熱媒体を加熱する為の熱量を任意に調整可能であり、前記共通流路において、前記分岐部と前記熱媒体冷媒熱交換器の間に配置されている請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記高温側熱媒体回路は、前記熱媒体を循環させる為の熱媒体ポンプ（２７）を有し、
   前記熱媒体ポンプは、前記共通流路において、前記共通流路における前記熱媒体の流れに関して、前記熱媒体冷媒熱交換器の上流側に配置されている請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記補助熱源（３６）は、作動に伴って発熱して、発熱量を任意に調整し難く構成されており、前記共通流路において、前記共通流路における前記熱媒体の流れに関して、前記分岐部及び前記熱媒体冷媒熱交換器の上流側に配置されている請求項１に記載の車両用空調装置。
5. 前記高温側熱媒体回路は、前記熱媒体を循環させる為の熱媒体ポンプ（２７）を有し、
   前記熱媒体ポンプは、前記共通流路において、前記補助熱源と前記熱媒体冷媒熱交換器の間に配置されている請求項４に記載の車両用空調装置。
6. 前記高温側熱媒体回路は、前記熱媒体を循環させる為の前記熱媒体ポンプ（２７）を有し、
   前記補助熱源は、前記熱媒体を加熱する為の熱量を任意に調整可能な第１補助熱源（２６）と、作動に伴って発熱して、発熱量を任意に調整し難く構成された第２補助熱源（３６）を有しており、
   前記第１補助熱源及び前記第２補助熱源は、前記高温側熱媒体回路にそれぞれ少なくとも１つずつ配置されており、
   前記熱媒体ポンプ（２７）は、前記共通流路において、前記第２補助熱源（３６）と前記熱媒体冷媒熱交換器の間に配置されており、
   前記第１補助熱源（２６）は前記共通流路において、前記分岐部と前記熱媒体冷媒熱交換器の間に配置されている請求項３または５に記載の車両用空調装置。
7. 前記空気熱媒体熱交換器は、前記熱媒体の有する熱を車室外の空気へ放熱するラジエータ（２１）である請求項１ないし６の何れか１つに記載の車両用空調装置。
8. 前記空気熱媒体熱交換器は、前記高温側熱媒体回路を流れる前記熱媒体の熱を車室外の空気へ放熱する放熱部（３５ａ）と、前記低温側熱媒体回路を流れる前記熱媒体に吸熱させる吸熱部（３５ｂ）と、を有する複合型熱交換器（３５）であり、
   前記放熱部は、前記複合型熱交換器に対する車室外の空気の流れに関して、前記吸熱部の上流側に配置されている請求項１ないし６の何れか１つに記載の車両用空調装置。
9. 前記空気熱媒体熱交換器は、前記高温側熱媒体回路を流れる前記熱媒体の熱を車室外の空気へ放熱する放熱部（３５ａ）と、前記低温側熱媒体回路を流れる前記熱媒体に吸熱させる吸熱部（３５ｂ）と、を有する複合型熱交換器（３５）であり、
   前記吸熱部は、前記複合型熱交換器に対する車室外の空気の流れに関して、前記放熱部の上流側に配置されている請求項１ないし６の何れか１つに記載の車両用空調装置。
10. 前記空気熱媒体熱交換器は、前記高温側熱媒体回路を流れる前記熱媒体の熱を車室外の空気へ放熱する放熱部（３５ａ）と、前記低温側熱媒体回路を流れる前記熱媒体に吸熱させる吸熱部（３５ｂ）と、を有する複合型熱交換器（３５）であり、
    前記複合型熱交換器は、前記高温側熱媒体回路と前記低温側熱媒体回路の間を伝熱させる伝熱部（３５ｃ）を有する請求項１ないし６の何れか１つに記載の車両用空調装置。

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