JP7099392B2 - 車載温調装置 - Google Patents

Description

本開示は、車載温調装置に関する。

従来から、冷凍回路と高温回路とを備えた車載温調装置が提案されている（例えば、特許文献１）。冷凍回路は、冷媒が循環することで冷凍サイクルを実現するように構成され、高温回路は、車室内の暖房に用いられるヒータコアを有する。斯かる車載温調装置では、冷凍回路と高温回路とが一つの熱交換器を共有し、この熱交換器は冷媒から高温回路の冷却水へ熱を移動させて、冷凍回路の冷媒を凝縮させる。

また、特許文献１に記載の車載温調装置では、高温回路は内燃機関の冷却水流路にも連通せしめられる。したがって、高温回路は、内燃機関から吸熱して昇温された冷却水と、上記熱交換器において冷媒から吸熱して昇温された冷却水とがヒータコアに流入することができるように構成される。そして、車室内の暖房を行うべきときには、内燃機関の運転中には内燃機関で昇温された冷却水がヒータコアに供給され、内燃機関の停止中には上記熱交換器で昇温された冷却水がヒータコアに供給される。

特開２００９－１８０１０３号公報

ところで、特許文献１に記載の車載温調装置では、内燃機関で昇温された冷却水がヒータコアに供給されて暖房が行われているときには、熱交換器とヒータコアとの間の回路には冷却水が循環しない。したがって、このときには熱交換器とヒータコアとの間の回路内の冷却水の温度は低くなる。

その後、内燃機関が停止されると、ヒータコアへの冷却水の供給元が内燃機関から熱交換器に切り替えられる。しかしながら、このとき熱交換器とヒータコアとの間の回路内の冷却水の温度は低いため、ヒータコアへの冷却水の供給元を切り替えた直後には、一時的にヒータコアに低温の冷却水が流れる。この結果、車室内では、暖房が要求されているにも関わらず、内燃機関の停止後に一時的に暖房機能が停止されて車室内に冷たい風が供給されることになる。

一方で、このような事態を抑制するために、内燃機関で昇温された冷却水をヒータコアに供給して暖房を行うときでも、熱交換器へ暖かい冷却水を循環させることも考えられる。しかしながら、この場合、熱交換器の高温回路側には暖かい冷却水が流れることになるため、冷凍回路において冷凍サイクルを稼働させても、熱交換器において冷媒から十分な放熱を行うことができない。したがって、冷凍回路における冷凍サイクルを効率的に実施することができない。

上記課題に鑑みて、本開示の目的は、暖房中に一時的に暖房機能が停止することを抑制しつつ、必要なときには冷凍回路において冷凍サイクルを効率的に実施することができる車載温調装置を提供することにある。

本開示の要旨は以下のとおりである。

（１）車室内の暖房に用いられるヒータコアと第１熱交換器とを有すると共に、これらを通って第１熱媒体が循環するように構成された第１熱回路と、冷媒から前記第１熱媒体に熱を放熱させて前記冷媒を凝縮させる第１熱交換器と前記冷媒に吸熱させて該冷媒を蒸発させる蒸発器とを有すると共に、これらを通って冷媒が循環することで冷凍サイクルを実現するように構成された冷凍回路と、前記第１熱回路に連通して前記第１熱媒体が流通するように構成された内燃機関の熱媒体流路と、を備え、前記第１熱回路は、前記熱媒体流路の出口が、前記第１熱媒体の循環方向において前記ヒータコアの下流であって前記第１熱交換器の上流に位置する前記第１熱回路のコア下流側部分と、前記第１熱媒体の循環方向において前記第１熱交換器の下流であって前記ヒータコアの上流に位置する前記第１熱回路のコア上流側部分とに連通するように構成されると共に、前記熱媒体流路の出口が前記コア上流側部分に連通した第１状態と前記前記熱媒体流路の出口が前記コア下流側部分に連通した第２状態との少なくとも二つの状態の間で切り替え可能な第１流通態様制御装置を更に備える、車載温調装置。

（２）前記第１流通態様制御装置は、車室内の暖房要求の有無、内燃機関の運転の有無、前記冷凍回路における冷媒の循環の有無に基づいて制御される、上記（１）に記載の車載温調装置。

（３）前記第１熱交換器に流入する前記第１熱媒体の温度を検出する温度センサを更に備え、前記第１流通態様制御装置は、前記温度センサによって検出された前記第１熱媒体の温度に基づいて制御される、上記（１）又は（２）に記載の車載温調装置。

（４）前記第１流通態様制御装置は、前記第１熱回路内の第１熱媒体が前記内燃機関の熱媒体流路を通って循環している場合に、前記温度センサによって検出された前記第１熱媒体の温度が基準温度以上であるときには前記第１状態に設定され、前記温度センサによって検出された前記第１熱媒体の温度が前記基準温度未満であるときには前記第２状態に設定される、上記（３）に記載の車載温調装置。

（５）前記第１流通態様制御装置は、前記第１熱回路内の第１熱媒体が前記内燃機関の熱媒体流路を通って循環している場合に、前記冷凍回路において前記冷媒が循環していないときには、前記第２状態に設定される、上記（１）～（４）のいずれか１つに記載の車載温調装置。

（６）前記第１熱回路は、前記第１熱交換器に対して前記ヒータコアと並列に設けられたラジエータと、前記第１熱交換器から前記ヒータコア及び前記ラジエータへの前記第１熱媒体の流通態様を制御する第２流通態様制御装置を更に備える、上記（１）～（５）のいずれか１つに記載の車載温調装置。

（７）前記第２流通態様制御装置は、前記第１流通態様制御装置が前記第１状態に設定されているときには、前記第１熱交換器から前記ヒータコアへの冷却水の流通量が前記第１熱交換器から前記ラジエータへの冷却水の流通量よりも少なくなるように制御される、上記（６）に記載の車載温調装置。

（８）前記第１熱回路は、前記内燃機関の熱媒体流路の入口が前記コア下流側部分に連通するように構成される、上記（１）～（７）のいずれか１つに記載の車載温調装置。

（９）発熱機器と熱交換する発熱機器熱交換器を備えると共に該発熱機器を通って第２熱媒体が循環するように構成された第２熱回路を更に備え、前記蒸発器は、前記第２熱媒体から前記冷媒へ熱を移動させるように前記第２熱媒体と前記冷媒との間で熱交換を行う第２熱交換器の一部である、上記（１）～（８）のいずれか１つに記載の車載温調装置。

（１０）

本開示によれば、暖房中に一時的に暖房機能が停止することを抑制しつつ、必要なときには冷凍回路において冷凍サイクルを効率的に実施することができる車載温調装置が提供される。

図１は、車載温調装置を概略的に示す構成図である。 図２は、車載温調装置を搭載した車両の空調用の空気通路を概略的に示す構成図である。 図３は、車載温調装置を搭載した車両を概略的に示す図である。 図４は、車室の冷房及び暖房のいずれもが要求されておらず且つバッテリ等の発熱機器の冷却が必要な場合の車載温調装置の作動状態（第１停止モード）を示している。 図５は、車室の冷房及び暖房のいずれもが要求されておらず且つ発熱機器の急速冷却が必要な場合の車載温調装置の作動状態（第２停止モード）を示している。 図６は、車室の冷房が要求されていて且つ発熱機器の冷却が必要な場合の車載温調装置の作動状態（第１冷房モード）を示している。 図７は、車室の冷房が要求されていて且つ発熱機器の急速冷却が必要な場合の車載温調装置の作動状態（第２冷房モード）を示している。 図８は、車室の暖房が要求されていて且つ内燃機関が停止している場合の車載温調装置の作動状態（第１暖房モード）を示している。 図９は、車室の暖房が要求されていて内燃機関が停止しており且つ除湿が要求されていない場合の車載温調装置の作動状態（第２暖房モード）を示している。 図１０は、車室の暖房が要求されていて内燃機関が停止しており且つ除湿が要求されている場合の車載温調装置の作動状態（第３暖房モード）を示している。 図１１は、車室の暖房が要求されていて内燃機関が停止しており且つ除湿が要求されている場合の車載温調装置の作動状態（第４暖房モード）を示している。 図１２は、第３三方弁、第３電磁調整弁及び第４電磁調整弁を制御する制御ルーチンを示すフローチャートである。 図１３は、暖房要求のＯＮ／ＯＦＦ等のタイムチャートである。

以下、図面を参照して実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

＜車載温調装置の構成＞
図１～図３を参照して、第一実施形態に係る車載温調装置１の構成について説明する。図１は、車載温調装置１を概略的に示す構成図である。本実施形態では、車載温調装置１は、特にモータ及び内燃機関によって駆動されるハイブリッド車両に搭載される。

車載温調装置１は、冷凍回路２、低温回路（第２熱回路）３、高温回路（第１熱回路）４、機関冷却回路５、及び制御装置６を備える。

まず、冷凍回路２について説明する。冷凍回路２は、コンプレッサ２１、コンデンサ２２の冷媒配管２２ａ、レシーバ２３、第１膨張弁２４、第２膨張弁２５、エバポレータ２６、チラー２７の冷媒配管２７ａ、第１電磁調整弁２８及び第２電磁調整弁２９を備える。冷凍回路２は、これら構成部品を通って冷媒が循環することで冷凍サイクルを実現するように構成される。冷媒には、例えば、ハイドロフルオロカーボン（例えば、ＨＦＣ－１３４ａ）等、一般的に冷凍サイクルで冷媒として用いられる任意の物質が用いられる。

冷凍回路２は、冷凍基本流路２ａと、エバポレータ流路２ｂと、チラー流路２ｃとに分けられる。エバポレータ流路２ｂと、チラー流路２ｃとは互いに並列に設けられ、それぞれ冷凍基本流路２ａに接続されている。

冷凍基本流路２ａには、冷媒の循環方向において、コンプレッサ２１、コンデンサ２２の冷媒配管２２ａ及びレシーバ２３がこの順番に設けられる。エバポレータ流路２ｂには、冷媒の循環方向において、第１電磁調整弁２８、第１膨張弁２４及びエバポレータ２６の冷媒配管２７ａがこの順番に設けられる。加えて、チラー流路２ｃには、第２電磁調整弁２９、第２膨張弁２５及びチラー２７がこの順番に設けられる。

冷凍基本流路２ａには、第１電磁調整弁２８及び第２電磁調整弁２９の開閉に関わらず冷媒が流れる。冷凍基本流路２ａに冷媒が流れると、冷媒はコンプレッサ２１、コンデンサ２２の冷媒配管２２ａ及びレシーバ２３の順にこれら構成部品を通って流れる。エバポレータ流路２ｂには、第１電磁調整弁２８が開かれているときに冷媒が流れる。エバポレータ流路２ｂに冷媒が流れると、冷媒は、第１電磁調整弁２８、第１膨張弁２４及びエバポレータ２６の冷媒配管２７ａの順にこれら構成部品を通って流れる。チラー流路２ｃには、第２電磁調整弁２９が開かれているときに冷媒が流れる。チラー流路２ｃに冷媒が流れると、冷媒は、第２電磁調整弁２９、第２膨張弁２５及びチラー２７の順にこれら構成部品を通って流れる。

コンプレッサ２１は、冷媒を圧縮する圧縮機として機能する。本実施形態では、コンプレッサ２１は、電動式であり、コンプレッサ２１への供給電力が調整されることによりその吐出容量が無段階に変化せしめられるように構成される。コンプレッサ２１では、エバポレータ２６又はチラー２７から流出した低温・低圧であって主にガス状である冷媒が、断熱的に圧縮されることにより、高温・高圧であって主にガス状である冷媒に変化せしめられる。

コンデンサ２２は、冷媒配管２２ａと冷却水配管２２ｂとを備える。コンデンサ２２は、冷媒から、冷媒及び後述する低温回路３の冷却水以外に熱を放出させて冷媒を凝縮させる第１熱交換器として機能する。本実施形態では、コンデンサ２２は、冷媒配管２２ａを流れる冷媒と後述する冷却水配管２２ｂを流れる冷却水との間で熱交換を行い、冷媒からこの冷却水へ熱を移動させる。コンデンサ２２の冷媒配管２２ａは、冷凍サイクルにおいて冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。また、コンデンサ２２の冷媒配管２２ａでは、コンプレッサ２１から流出した高温・高圧であって主にガス状である冷媒が、等圧的に冷却されることにより、高温・高圧の主に液状の冷媒に変化せしめられる。

レシーバ２３は、コンデンサ２２の冷媒配管２２ａによって凝縮された冷媒を貯留する。また、コンデンサ２２では必ずしも全ての冷媒を液化することができないため、レシーバ２３は気液の分離を行うように構成される。レシーバ２３からはガス状の冷媒が分離された液状の冷媒のみが流出する。なお、冷凍回路２は、レシーバ２３を有する代わりに、コンデンサ２２として気液分離器を内蔵したサブクール式のコンデンサを用いてもよい。

第１膨張弁２４及び第２膨張弁２５は、冷媒を膨張させる膨張器として機能する。これら膨張弁２４、２５は、細径の通路を備えると共に、この細径の通路から冷媒を噴霧することで冷媒の圧力を急激に低下させる。第１膨張弁２４は、レシーバ２３から供給された液状の冷媒を、エバポレータ２６内に霧状に噴霧する。同様に、第２膨張弁２５は、レシーバ２３から供給された液状の冷媒を、チラー２７の冷媒配管２７ａ内に霧状に噴霧する。これら膨張弁２４、２５では、レシーバ２３から流出した高温・高圧の液状の冷媒が、減圧されて部分的に気化することにより、低温・低圧の霧状の冷媒に変化せしめられる。なお、膨張弁は、過熱度（スーパーヒート）が固定された機械式の膨張弁であってもよいし、過熱度を調整可能な電気式の膨張弁であってもよい。また、冷媒を膨張させて減圧させることができれば、膨張器として、第１膨張弁２４及び第２膨張弁２５の代わりに例えばエジェクタ等の他の装置が用いられてもよい。

エバポレータ２６は、冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。具体的には、エバポレータ２６は、エバポレータ２６周りの空気から冷媒へ吸熱させ、冷媒を蒸発させる。したがって、エバポレータ２６では、第１膨張弁２４から流出した低温・低圧の霧状の冷媒が、蒸発することにより、低温・低圧のガス状の冷媒に変化せしめられる。この結果、エバポレータ２６周りの空気は冷却せしめられ、車室内の冷房を行うことができる。

チラー２７は、冷媒配管２７ａと冷却水配管２７ｂとを備える。チラー２７は、後述する低温回路３の冷却水から冷媒へ吸熱させ、冷媒を蒸発させる第２熱交換器として機能する。本実施形態では、チラー２７は、後述する冷却水配管２７ｂを流れる冷却水と冷媒配管２７ａを流れる冷媒との間で熱交換を行い、この冷却水から冷媒へ熱を移動させる。チラー２７の冷媒配管２７ａは、冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。また、チラー２７の冷媒配管２７ａでは、第２膨張弁２５から流出した低温・低圧の霧状の冷媒が、蒸発することにより、低温・低圧のガス状の冷媒に変化せしめられる。この結果、低温回路３の冷却水は冷却せしめられる。

第１電磁調整弁２８及び第２電磁調整弁２９は、冷凍回路２内における冷媒の流通態様を変更するように用いられる。第１電磁調整弁２８の開度が大きくなるほどエバポレータ流路２ｂに流入する冷媒が多くなり、よってエバポレータ２６に流入する冷媒が多くなる。また、第２電磁調整弁２９の開度が大きくなるほどチラー流路２ｃに流入する冷媒が多くなり、よってチラー２７に流入する冷媒が多くなる。なお、本実施形態では、電磁調整弁２８は、その開度を調整可能な弁として構成されているが、開いた状態と閉じた状態との間で切り換えられる開閉弁であってもよい。また、第１電磁調整弁２８及び第２電磁調整弁２９の代わりに、冷凍基本流路２ａからの冷媒をエバポレータ流路２ｂのみ、チラー流路２ｃのみ及び／又はその両方に選択的に流入させることができる三方弁が設けられてもよい。したがって、冷凍基本流路２ａからエバポレータ流路２ｂ及びチラー流路２ｃへ流入する流量を調整することができれば、これら電磁調整弁２８、２９の代わりに如何なる弁が設けられてもよい。

次に、低温回路３について説明する。低温回路３は、第１ポンプ３１、チラー２７の冷却水配管２７ｂ、低温ラジエータ３２、第１三方弁３３及び第２三方弁３４を備える。加えて、低温回路３は、バッテリ熱交換器３５、ＭＧ熱交換器３６及びＰＣＵ熱交換器３７を備える。低温回路３では、これら構成部品を通って冷却水が循環する。なお、冷却水は第２熱媒体の一例であり、低温回路３内では、冷却水の代わりに任意の他の熱媒体が用いられてもよい。

低温回路３は、低温基本流路３ａと、低温ラジエータ流路３ｂと、発熱機器流路３ｃとに分けられる。低温ラジエータ流路３ｂと発熱機器流路３ｃとは互いに並列に設けられ、それぞれ低温基本流路３ａに接続されている。

低温基本流路３ａには、冷却水の循環方向において、第１ポンプ３１、チラー２７の冷却水配管２７ｂ、バッテリ熱交換器３５がこの順番に設けられる。また、低温基本流路３ａにはバッテリ熱交換器３５をバイパスするように設けられたバイパス流路３ｄが接続される。本実施形態では、バイパス流路３ｄは、冷却水の循環方向において、チラー２７とバッテリ熱交換器３５との間に一方の端部が接続され、バッテリ熱交換器３５の下流側に他方の端部が接続される。低温基本流路３ａとバイパス流路３ｄとの接続部には第１三方弁が設けられる。

また、低温ラジエータ流路３ｂには、低温ラジエータ３２が設けられる。発熱機器流路３ｃには、冷却水の循環方向において、ＭＧ熱交換器３６及びＰＣＵ熱交換器３７がこの順番に設けられる。発熱機器流路３ｃには、ＭＧやＰＣＵ以外の発熱機器と熱交換する熱交換器が設けられてもよい。低温基本流路３ａと低温ラジエータ流路３ｂ及び発熱機器流路３ｃとの間には第２三方弁３４が設けられる。

第１ポンプ３１は、低温回路３内を循環する冷却水を圧送する。本実施形態では、第１ポンプ３１は、電動式のウォータポンプであり、第１ポンプ３１への供給電力が調整されることによりその吐出容量が無段階に変化せしめられるように構成される。

低温ラジエータ３２は、低温回路３内を循環する冷却水と車両１００の外部の空気（外気）との間で熱交換を行う熱交換器である。低温ラジエータ３２は、冷却水の温度が外気の温度よりも高いときには冷却水から外気への放熱を行い、冷却水の温度が外気の温度よりも低いときには外気から冷却水への吸熱を行うように構成される。

第１三方弁３３は、チラー２７の冷却水配管２７ｂから流出した冷却水がバッテリ熱交換器３５とバイパス流路３ｄとの間で選択的に流通せしめられるように構成される。低温基本流路３ａでは、第１三方弁３３がバッテリ熱交換器３５側に設定されているときには、冷却水は第１ポンプ３１、チラー２７の冷却水配管２７ｂ、バッテリ熱交換器３５の順にこれら構成部品を通って流れる。一方、第１三方弁３３がバイパス流路３ｄ側に設定されているときには、冷却水は、バッテリ熱交換器３５には流通しないため、第１ポンプ３１及びチラー２７のみを通って流れる。

第２三方弁３４は、低温基本流路３ａから流出した冷媒が、低温ラジエータ流路３ｂと発熱機器流路３ｃとの間で選択的に流通せしめられるように構成される。第２三方弁３４が低温ラジエータ流路３ｂ側に設定されていると、低温基本流路３ａから流出した冷却水は低温ラジエータ３２を通って流れる。一方、第２三方弁３４が発熱機器流路３ｃ側に設定されていると、低温基本流路３ａから流出した冷却水は、ＭＧ熱交換器３６及びＰＣＵ熱交換器３７の順にこれら構成部品を通って流れる。加えて、第２三方弁３４を冷却水が両方に流れるように設定できる場合には、低温基本流路３ａから流出した冷却水は、その一部が低温ラジエータ３２を通って流れ、残りがＭＧ熱交換器３６及びＰＣＵ熱交換器３７の順にこれら構成部品を通って流れる。

なお、バッテリ熱交換器３５及びバイパス流路３ｄに流入する冷却水の流量を適切に調整することができれば、第１三方弁３３の代わりに、調整弁や開閉弁等の他の調整装置が用いられてもよい。同様に、低温ラジエータ流路３ｂ及び発熱機器流路３ｃに流入する冷却水の流量を適切に調整することができれば、第２三方弁３４の代わりに、調整弁や開閉弁等の他の調整装置が用いられてもよい。

バッテリ熱交換器３５は、車両１００のバッテリ（図示せず）と熱交換するように構成される。具体的には、バッテリ熱交換器３５は、例えば、バッテリの周りに設けられた配管を備え、この配管を流れる冷却水とバッテリとの間で熱交換が行われるように構成される。

ＭＧ熱交換器３６は、車両１００のモータジェネレータ（ＭＧ。図示せず）と熱交換するように構成される。具体的には、ＭＧ熱交換器３６は、ＭＧの周りを流れるオイルと冷却水との間で熱交換が行われるように構成される。また、ＰＣＵ熱交換器３７は、車両１００のパワーコントロールユニット（ＰＣＵ。図示せず）と熱交換するように構成される。具体的には、ＰＣＵ熱交換器３７は、ＰＣＵの周りに設けられた配管を備え、この配管を流れる冷却水とバッテリとの間で熱交換が行われるように構成される。

次に、高温回路４について説明する。高温回路４は、第２ポンプ４１、コンデンサ２２の冷却水配管２２ｂ、高温ラジエータ４２、ヒータコア４３、第３三方弁４４、第３電磁調整弁４５、第４電磁調整弁４６を備える。高温回路４でもこれら構成部品を通って冷却水が循環する。なお、この冷却水は第１熱媒体の一例であり、高温回路４内では、冷却水の代わりに任意の他の熱媒体が用いられてもよい。

また、高温回路４は、高温基本流路４ａと、高温ラジエータ流路４ｂと、ヒータ流路４ｃと、機関流入流路４ｄと、機関流出流路４ｅと、コア上流側連通路４ｆと、コア下流側連通路４ｇとに分けられる。高温ラジエータ流路４ｂとヒータ流路４ｃとは互いに並列に設けられ、それぞれ高温基本流路４ａに接続されている。なお、本明細書では、冷却水の循環方向においてコンデンサ２２の下流であってヒータコア４３の上流に位置する高温回路４の部分（高温基本流路４ａ及びヒータ流路４ｃの一部）をコア上流側部分と称する。また、冷却水の循環方向においてヒータコア４３の下流であってコンデンサ２２の上流に位置する高温回路４の部分（高温基本流路４ａ及びヒータ流路４ｃの残りの一部）をコア下流側部分と称する。

機関流入流路４ｄは、冷却水の循環方向においてヒータコア４３の下流側のヒータ流路４ｃと機関冷却回路５とを連通させる。特に、機関流入流路４ｄは、機関冷却回路５内の冷却水の循環方向において、内燃機関５２の冷却水流路の入口側において機関冷却回路５に連通する。この結果、高温回路４は、機関冷却回路５に設けられた内燃機関５２の冷却水流路の入口が機関流入流路４ｄによりコア下流側部分に連通するように構成される。

機関流出流路４ｅはその一方の端部が機関冷却回路５と連通すると共に他方の端部がコア上流側連通路４ｆ及びコア下流側連通路４ｇと連通する。特に、機関流出流路４ｅは、機関冷却回路５内の冷却水の循環方向において、内燃機関５２の冷却水流路の出口側にて機関冷却回路５に連通する。また、コア上流側連通路４ｆは、冷却水の循環方向においてヒータコア４３の上流側のヒータ流路４ｃと連通する。一方、コア下流側連通路４ｇは、冷却水の循環方向においてヒータコア４３の下流側のヒータ流路４ｃと連通する。この結果、高温回路４は、内燃機関５２の冷却水流路の出口がコア上流側部分とコア下流側部分とに別々に連通するように構成される。

高温基本流路４ａには、冷却水の循環方向において、第２ポンプ４１、コンデンサ２２の冷却水配管２２ｂがこの順番に設けられる。高温ラジエータ流路４ｂには、冷却水の循環方向において、第３電磁調整弁４５及び高温ラジエータ４２がこの順番に設けられる。また、ヒータ流路４ｃには、冷却水の循環方向において、第４電磁調整弁４６及びヒータコア４３が設けられる。なお、ヒータ流路４ｃには、冷却水の循環方向においてヒータコア４３の上流側に、電気ヒータが設けられてもよい。機関流出流路４ｅとコア上流側連通路４ｆ及びコア下流側連通路４ｇとの間には第３三方弁４４が設けられる。

第２ポンプ４１は、高温回路４内を循環する冷却水を圧送する。本実施形態では、第２ポンプ４１は、第１ポンプ３１と同様な、電動式のウォータポンプである。また、高温ラジエータ４２は、低温ラジエータ３２と同様に、高温回路４内を循環する冷却水と外気との間で熱交換を行う熱交換器である。

ヒータコア４３は、高温回路４内を循環する冷却水とヒータコア４３周りの空気との間で熱交換を行ってヒータコア４３周りの空気を暖め、その結果、車室内の暖房を行うように構成される。具体的には、ヒータコア４３は、冷却水からヒータコア４３周りの空気へ排熱するように構成される。したがって、ヒータコア４３に高温の冷却水が流れると、冷却水の温度が低下すると共に、ヒータコア４３周りの空気が暖められる。

第３三方弁４４は、機関流出流路４ｅがコア上流側連通路４ｆに連通した第１状態と、機関流出流路４ｅがコア下流側連通路４ｇに連通した第２状態との間で切替可能な第１流通態様制御装置として機能する。第３三方弁４４が第１状態に設定されていると、内燃機関５２の冷却水流路から流出した冷却水はコア上流側連通路４ｆを通ってヒータコア４３の上流側においてヒータ流路４ｃに流入する。一方、第３三方弁４４が第２状態に設定されていると、内燃機関５２の冷却水流路から流出した冷却水はコア下流側連通路４ｇを通ってヒータコア４３の下流側においてヒータ流路４ｃに流入する。なお、機関流出流路４ｅからコア上流側連通路４ｆ及びコア下流側連通路４ｇに流入する冷却水の流量を適切に調整することができれば、第３三方弁４４の代わりに、調整弁や開閉弁等の他の流通態様制御装置が用いられてもよい。

第３電磁調整弁４５及び第４電磁調整弁４６は、高温回路４内における冷却水の流通態様を制御するように、特にコンデンサ２２の冷却水配管２２ｂから高温ラジエータ４２及びヒータコア４３への冷却水の流通態様を制御する第２流通態様制御装置として用いられる。第３電磁調整弁４５の開度が大きくなるほど高温ラジエータ流路４ｂに流入する冷却水が多くなり、よって高温ラジエータ４２に流入する冷却水が多くなる。また、第４電磁調整弁４６の開度が大きくなるほどヒータ流路４ｃに流入する冷却水が多くなり、よってヒータコア４３に流入する冷却水が多くなる。なお、本実施形態では、電磁調整弁４５、４６は、その開度を調整可能な弁として構成されているが、開いた状態と閉じた状態との間で切り換えられる開閉弁であってもよい。また、第３電磁調整弁４５及び第４電磁調整弁４６の代わりに、高温基本流路４ａからの冷却水を高温ラジエータ流路４ｂのみ、ヒータ流路４ｃのみ及び／又はその両方に選択的に流入させることができる三方弁が設けられてもよい。したがって、高温基本流路４ａから高温ラジエータ流路４ｂ及びヒータ流路４ｃへ流入する流量を調整することができれば、第２流通態様制御装置としてこれら電磁調整弁４５、４６の代わりに如何なる弁が設けられてもよい。

次に、機関冷却回路５について説明する。機関冷却回路５は、第３ポンプ５１、内燃機関５２の冷却水流路、機関ラジエータ５３及びサーモスタッド５４を備える。機関冷却回路５では、これら構成部品を通って冷却水が循環する。なお、この冷却水は第１熱媒体の一例であり、機関冷却回路５内では、高温回路４と同じ熱媒体であれば任意の他の熱媒体が用いられてもよい。

また、機関冷却回路５は、機関基本流路５ａと、機関ラジエータ流路５ｂと、バイパス流路５ｃとに分けられる。機関ラジエータ流路５ｂとバイパス流路５ｃとは互いに並列に設けられ、それぞれ機関基本流路５ａに接続されている。

機関基本流路５ａには、冷却水の循環方向において、第３ポンプ５１、内燃機関５２の冷却水流路がこの順番に設けられる。機関ラジエータ流路５ｂには機関ラジエータ５３が設けられる。また、バイパス流路５ｃには、機関流入流路４ｄ及び機関流出流路４ｅが連通する。特に、機関流入流路４ｄはバイパス流路５ｃの下流側部分に連通する。その結果、機関流入流路４ｄは内燃機関５２の冷却水流路の入口近傍に連通する。一方、機関流出流路４ｅはバイパス流路５ｃの上流側部分に連通する。その結果、機関流入流路４ｄは内燃機関５２の冷却水流路の出口近傍に連通する。したがって、内燃機関５２の冷却水流路は、高温回路４に連通して高温回路４の冷却水が流通するように構成される。機関基本流路５ａと機関ラジエータ流路５ｂ及びバイパス流路５ｃとの間にはサーモスタッド５４が設けられる。

第３ポンプ５１は、機関冷却回路５内を循環する冷却水を圧送する。本実施形態では、第３ポンプ５１は、第１ポンプ３１と同様な、電動式のウォータポンプである。また、機関ラジエータ５３は、低温ラジエータ３２と同様に、機関冷却回路５内を循環する冷却水と外気との間で熱交換を行う熱交換器である。

内燃機関５２は、燃料を供給すると、供給された燃料を燃焼させて運動エネルギを得るように構成される。内燃機関５２は燃料の燃焼に伴って高温になり、内燃機関の冷却水流路に冷却水を流通させることにより内燃機関５２が過剰に昇温することが抑制される。

サーモスタッド５４は、機関ラジエータ流路５ｂを通る冷却水の流れを遮断する閉弁状態と、機関ラジエータ流路５ｂを通って冷却水が流れることを許可する開弁状態との間で切り替えられる弁である。サーモスタッド５４は、バイパス流路５ｃを通って循環する冷却水の温度が予め設定された温度以上であるときには、機関ラジエータ流路５ｂに冷却水が流れるように開かれる。一方、サーモスタッド５４は、バイパス流路５ｃを通って循環する冷却水の温度が予め設定された温度未満であるときには、機関ラジエータ流路５ｂに冷却水が流れないように閉じられる。この結果、内燃機関５２に流通する冷却水の温度がほぼ一定に保たれる。

図２は、車載温調装置１を搭載した車両１００の空調用の空気通路７を概略的に示す構成図である。空気通路７では、図中に矢印で示した方向に空気が流れる。図２に示した空気通路７は、車両１００の外部又は車室の空気吸い込み口に接続されており、空気通路７には制御装置６による制御状態に応じて外気又は車室内の空気が流入する。また、図２に示した空気通路７は、車室内へ空気を吹き出す複数の吹き出し口に接続されており、空気通路７からは制御装置６による制御状態に応じてこのうち任意の吹き出し口に空気が供給される。

図２に示したように、本実施形態の空調用の空気通路７には、空気の流れ方向において、ブロワ７１と、エバポレータ２６と、エアミックスドア７２と、ヒータコア４３とがこの順番に設けられる。

ブロワ７１は、ブロワモータ７１ａとブロワファン７１ｂとを備える。ブロワ７１は、ブロワモータ７１ａによってブロワファン７１ｂが駆動されると、外気又は車室内の空気が空気通路７に流入して、空気通路７を通って空気が流れるように構成される。

エアミックスドア７２は、空気通路７を通って流れる空気のうち、ヒータコア４３を取って流れる空気の流量を調整する。エアミックスドア７２は、空気通路７を流れる全ての空気がヒータコア４３を流れる状態と、空気通路７を流れる全ての空気がヒータコア４３を流れない状態と、その間の状態との間で調整できるように構成される。

このように構成された空気通路７では、ブロワ７１が駆動されているときに、エバポレータ２６に冷媒が循環されている場合には、空気通路７を通って流れる空気が冷却される。また、ブロワ７１が駆動されているときに、ヒータコア４３に冷却水が循環されていて且つ空気がヒータコア４３を流れるようにエアミックスドア７２が制御されている場合には、空気通路７内を通って流れる空気が暖められる。

図３は、車載温調装置１を搭載した車両１００を概略的に示す図である。図３に示したように、車両１００のフロントグリルの内側に、低温ラジエータ３２、高温ラジエータ４２及び機関ラジエータ５３が配置される。したがって、車両１００が走行しているときにはこれらラジエータ３２、４２、５３には走行風が当たる。また、これらラジエータ３２、４２、５３に隣接してファン７６が設けられる。ファン７６は駆動されるとラジエータ３２、４２に風が当たるように構成される。したがって、車両１００が走行していないときでも、ファン７６を駆動することにより、ラジエータ３２、４２、５３に風を当てることができる。

図１を参照すると、制御装置６は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）６１を備える。ＥＣＵ６１は、各種演算を行うプロセッサと、プログラムや各種情報を記憶するメモリと、各種アクチュエータや各種センサと接続されるインタフェースとを備える。

また、制御装置６は、バッテリの温度を検出するバッテリ温度センサ６２と、チラー２７の冷却水配管２７ｂから流出した冷却水の温度を検出する第１水温センサ６３と、コンデンサ２２に流入する冷却水の温度を検出する第２水温センサ６４とを備える。ＥＣＵ６１はこれらセンサに接続され、ＥＣＵ６１にはこれらセンサからの出力信号が入力される。

加えて、ＥＣＵ６１は、車載温調装置１の各種アクチュエータに接続されて、これらアクチュエータを制御する。具体的には、ＥＣＵ６１は、コンプレッサ２１、電磁調整弁２８、２９、４５、４６、ポンプ３１、４１、５１、三方弁３３、３４、４４、ブロワモータ７１ａ、エアミックスドア７２及びファン７６に接続されて、これらを制御する。

＜車載温調装置の作動＞
次に、図４～図１１を参照して、車載温調装置１の代表的な作動状態について説明する。図４～図１１では、冷媒や冷却水が流れている流路が実線で、冷媒や冷却水が流れていない流路が破線でそれぞれ示されている。また、図中の細い矢印は冷媒や冷却水が流れる方向を、図中の太い矢印は熱の移動方向をそれぞれ示している。

図４は、車室の冷房及び暖房のいずれもが要求されておらず且つバッテリ等の発熱機器の冷却が必要な場合の車載温調装置１の作動状態（第１停止モード）を示している。

図４に示したように、第１停止モードでは、コンプレッサ２１及び第２ポンプ４１の作動は停止される。したがって、冷凍回路２内では冷媒は循環せず、また、高温回路４内では冷却水は循環しない。一方、第１停止モードでは、第１ポンプ３１が駆動せしめられる。したがって、低温回路３内では冷却水が循環する。

また、第１停止モードでは、第１三方弁３３は冷却水がバッテリ熱交換器３５に流通するように設定される。また、図４に示した例では、第２三方弁３４は、冷却水が低温ラジエータ流路３ｂ及び発熱機器流路３ｃの両方に流れるように設定される。しかしながら、第２三方弁３４は、冷却水が低温ラジエータ流路３ｂのみに流れるように設定されてもよい。

この結果、第１停止モードでは、バッテリ熱交換器３５、ＭＧ熱交換器３６及びＰＣＵ熱交換器３７（以下、これらをまとめて「発熱機器の熱交換器」という）においてバッテリ、ＭＧ及びＰＣＵ（発熱機器）の熱が冷却水に移動される。このため、発熱機器が冷却されると共に、冷却水の温度が外気の温度以上に上昇する。その後、冷却水は低温ラジエータ３２にて外気と熱交換することによって冷却され、再び発熱機器の熱交換器に流入する。したがって、第１停止モードでは、発熱機器の熱交換器にて発熱機器から熱が吸収されると共に低温ラジエータ３２にてその熱が放出される。

なお、図４に示した例では、このとき内燃機関５２が作動している。このため、第３ポンプ５１が駆動され、機関冷却回路５内で冷却水が循環する。機関冷却回路５内の冷却水の温度が高いと、サーモスタッド５４が開いて機関ラジエータ５３にも冷却水が循環する。また、内燃機関５２が停止しているときには、第３ポンプ５１の作動は停止され、よって機関冷却回路５内で冷却水は循環しない。

図５は、車室の冷房及び暖房のいずれもが要求されておらず且つ発熱機器の急速冷却が必要な場合の車載温調装置１の作動状態（第２停止モード）を示している。また、図５に示した例では、内燃機関５２が作動している。

図５に示したように、第２停止モードでは、コンプレッサ２１、第１ポンプ３１及び第２ポンプ４１のいずれもが作動せしめられる。したがって、冷凍回路２、低温回路３及び高温回路４のいずれにおいても冷媒又は冷却水が循環する。

また、第２停止モードでは、第１電磁調整弁２８が閉じられ且つ第２電磁調整弁２９が開かれる。したがって、エバポレータ２６には冷媒は流通せず、チラー２７に冷媒が流通する。加えて、第２停止モードでは、第１三方弁３３は冷却水がバッテリ熱交換器３５に流通するように設定される。また、図５に示した例では、第２三方弁３４は、冷却水が低温ラジエータ流路３ｂ及び発熱機器流路３ｃの両方に流れるように設定される。これによって、ＭＧ熱交換器３６やＰＣＵ熱交換器３７にも冷却水が流れるため、ＭＧやＰＣＵの冷却を行うことができる。しかしながら、第２三方弁３４は、冷却水が低温ラジエータ流路３ｂのみに流れるように設定されてもよい。さらに第２停止モードでは、第３電磁調整弁４５が開かれ、第４電磁調整弁４６が閉じられる。したがって、高温回路４内の冷却水は、コンデンサ２２を通った後に高温ラジエータ流路４ｂに流入する。

この結果、第２停止モードでは、チラー２７にて低温回路３内の冷却水の熱が冷媒に移動されて、この冷却水が冷却される。その後、この低温の冷却水がバッテリ熱交換器３５等の発熱機器の熱交換器に流れ、発熱機器が冷却される。一方、コンデンサ２２にて冷媒の熱が高温回路４に移動されて、高温回路４内の冷却水が暖められる。その後、この高温の冷却水が高温ラジエータ４２にて外気と熱交換することによって冷却され、再びコンデンサ２２に流入する。したがって、第２停止モードでは、発熱機器の熱交換器にて発熱機器から熱が吸収されると共に高温ラジエータ４２にてその熱が放出される。

図６は、車室の冷房が要求されていて且つ発熱機器の冷却が必要な場合の車載温調装置１の作動状態（第１冷房モード）を示している。また、図６に示した例では、内燃機関５２が作動している。

図６に示したように、第１冷房モードでは、コンプレッサ２１、第１ポンプ３１及び第２ポンプ４１のいずれもが作動せしめられる。また、第１冷房モードでは、第１電磁調整弁２８が開かれ且つ第２電磁調整弁２９が閉じられ、また、第３電磁調整弁４５が開かれ且つ第４電磁調整弁４６が閉じられる。また、図６に示した例では、第２三方弁３４は、冷却水が低温ラジエータ流路３ｂ及び発熱機器流路３ｃの両方に流れるように設定される。しかしながら、第２三方弁３４は、冷却水が低温ラジエータ流路３ｂのみに流れるように設定されてもよい。

この結果、第１冷房モードでは、エバポレータ２６にて周囲の空気の熱が冷媒に移動されて、周囲の空気が冷却される。一方、コンデンサ２２にて冷媒の熱が高温回路４に移動されて、高温回路４内の冷却水が暖められる。その後、この高温の冷却水が高温ラジエータ４２にて外気と熱交換することによって冷却され、再びコンデンサ２２に流入する。したがって、第１冷房モードでは、エバポレータ２６において周囲の空気から熱が吸収されると共に高温ラジエータ４２にてその熱が放出される。

また、第１冷房モードでは、発熱機器の熱交換器において発熱機器の熱が冷却水に移動され、その後、冷却水は低温ラジエータ３２にて外気と熱交換することによって冷却され、再びバッテリ熱交換器３５に流入する。したがって、第１冷房モードでは、エバポレータ２６において周囲の空気から熱が吸収されると共に高温ラジエータ４２にてその熱が放出され、且つ発熱機器の熱交換器にて発熱機器から熱が吸収されると共に低温ラジエータ３２にてその熱が放出される。

図７は、車室の冷房が要求されていて且つ発熱機器の急速冷却が必要な場合の車載温調装置１の作動状態（第２冷房モード）を示している。

図７に示したように、第２冷房モードでは、コンプレッサ２１、第１ポンプ３１及び第２ポンプ４１のいずれもが作動せしめられる。また、第２冷房モードでは、第１電磁調整弁２８及び第２電磁調整弁２９がいずれも開かれ、よってエバポレータ２６及びチラー２７のいずれにも冷媒が流通する。このときの各電磁調整弁２８、２９の開度は、冷房強度やバッテリの温度等に応じて調整される。加えて、第２冷房モードでは、第１三方弁３３は冷却水がバッテリ熱交換器３５に流通するように設定される。また、図７に示した例では、第２三方弁３４は、冷却水が低温ラジエータ流路３ｂ及び発熱機器流路３ｃの両方に流れるように設定される。しかしながら、第２三方弁３４は、冷却水が低温ラジエータ流路３ｂのみに流れるように設定されてもよい。さらに第２冷房モードでは、第３電磁調整弁４５が開かれ、第４電磁調整弁４６が閉じられる。

この結果、第２冷房モードでは、チラー２７にて低温回路３内の冷却水の熱が冷媒に移動されて、この冷却水が冷却される。その後、この低温の冷却水が発熱機器の熱交換器に流れ、発熱機器が冷却される。また、第２冷房モードでは、エバポレータ２６にて周囲の空気の熱が冷媒に移動されて、周囲の空気が冷却される。一方、コンデンサ２２にて冷媒の熱が高温回路４に移動されて、高温回路４内の冷却水が暖められる。その後、この高温の冷却水が高温ラジエータ４２にて外気と熱交換することによって冷却され、再びコンデンサ２２に流入する。したがって、第２冷房モードでは、発熱機器の熱交換器にて発熱機器から熱が吸収され且つエバポレータ２６において周囲の空気から熱が吸収されると共に高温ラジエータ４２にてその熱が放出される。

図８は、車室の暖房が要求されていて且つ内燃機関が停止している場合の車載温調装置１の作動状態（第１暖房モード）を示している。

図８に示したように、第１暖房モードでは、コンプレッサ２１、第１ポンプ３１及び第２ポンプ４１のいずれもが作動せしめられる。また、第１暖房モードでは、第１電磁調整弁２８が閉じられ且つ第２電磁調整弁２９が開かれる。したがって、エバポレータ２６には冷媒は流通せず、チラー２７に冷媒が流通する。加えて、第１暖房モードでは、第１三方弁３３は冷却水がバッテリ熱交換器３５に流通するように設定される。また、図８に示した例では、第２三方弁３４は、冷却水が低温ラジエータ流路３ｂ及び発熱機器流路３ｃの両方に流れるように設定される。しかしながら、第２三方弁３４は、冷却水が低温ラジエータ流路３ｂのみに流れるように設定されてもよい。さらに第１暖房モードでは、第３電磁調整弁４５が閉じられ、第４電磁調整弁４６が開かれる。したがって、高温回路４内の冷却水は、コンデンサ２２を通った後にヒータ流路４ｃに流入する。また、内燃機関５２は停止しており、よって第３ポンプ５１も停止している。このため、冷却水は機関流入流路４ｄや機関流出流路４ｅを通って流れない。

この結果、第１暖房モードでは、チラー２７にて低温回路３内の冷却水の熱が冷媒に移動されて、この冷却水が冷却される。図８に示したようにバッテリ熱交換器３５に冷却水が流通するように第１三方弁３３が設定されている場合には、この低温の冷却水がバッテリ熱交換器３５及び低温ラジエータ３２に流れ、バッテリや外気から冷却水へ熱が吸収される。

また、コンデンサ２２にて冷媒の熱が高温回路４に移動されて、高温回路４内の冷却水が暖められる。その後、この高温の冷却水がヒータコア４３にてその周りの空気と熱交換することによって冷却され、これに伴って周囲の空気が昇温される。したがって、第１暖房モードでは、低温ラジエータ３２にて外気から熱が吸収され、且つ場合によってはバッテリ熱交換器３５にてバッテリから熱が吸収されると共に、ヒータコア４３にてその熱が放出される。

図９は、車室の暖房が要求されていて内燃機関が運転されており且つ除湿が要求されていない場合の車載温調装置１の作動状態（第２暖房モード）を示している。

図９に示したように、第２暖房モードでは、コンプレッサ２１は停止される。したがって、冷凍回路２内では冷媒は循環しない。また、図９に示したように、第１ポンプ３１、第２ポンプ４１及び第３ポンプ５１はいずれも作動せしめられる。したがって、低温回路３、高温回路４及び機関冷却回路５内では冷却水が循環する。

また、第２暖房モードでは、第３電磁調整弁４５が閉じられ、第４電磁調整弁４６が開かれる。したがって、高温回路４内の冷却水は、コンデンサ２２を通った後にヒータ流路４ｃに流入する。

加えて、第２暖房モードでは、機関冷却回路５の第３ポンプ５１が駆動されていると共に、第３三方弁４４が第２状態に設定されている。したがって、機関流出流路４ｅはコア下流側連通路４ｇに連通する。この結果、ヒータコア４３から流出した冷却水の一部は、機関流入流路４ｄを通って機関冷却回路５に流入する。また、機関冷却回路５において内燃機関５２の冷却水流路から流出した冷却水の一部は、機関流出流路４ｅ及びコア下流側連通路４ｇを通ってヒータコア４３の下流側においてヒータ流路４ｃに流入する。すなわち、斯かる冷却水の一部は、コア下流側部分に流入する。したがって、内燃機関５２の冷却水流路において暖められた冷却水は、その後、コア上流側連通路４ｆを通って直接ヒータコア４３に流入するのではなく、コンデンサ２２の冷却水配管２２ｂを通ってからヒータコア４３に流入する。

加えて、第２暖房モードでは、低温回路３内の冷却水が第１停止モードと同様に低温回路３内を循環する。したがって、第２暖房モードでは、発熱機器の熱交換器にて発熱機器から熱が吸収されると共に低温ラジエータ３２にてその熱が放出される。

この結果、第２暖房モードでは、内燃機関５２の冷却水流路において内燃機関の熱により昇温された機関冷却回路５内の冷却水の一部が、機関流出流路４ｅを通って高温回路４に流入する。この高温の冷却水は、コア下流側連通路４ｇ、コンデンサ２２の冷却水配管２２ｂを通ってヒータコア４３に流入する。ヒータコア４３に流入した冷却水はヒータコア４３にてその周りの空気と熱交換することによって冷却され、これに伴って周囲の空気が昇温される。したがって、第２暖房モードでは、内燃機関５２の冷却水流路にて内燃機関から熱が吸収され、ヒータコア４３にてその熱が放出される。加えて、第２暖房モードでは、発熱機器の熱交換器にて発熱機器から熱が吸収されると共に低温ラジエータ３２にてその熱が放出される。

図１０は、車室の暖房が要求されていて内燃機関が運転されており且つ除湿が要求されている場合の車載温調装置１の作動状態（第３暖房モード）を示している。特に、第３暖房モードは、高温回路４内を流れる冷却水の温度がそれほど高くない場合に選択される。

図１０に示したように、第３暖房モードでは、コンプレッサ２１、第１ポンプ３１、第２ポンプ４１及び第３ポンプ５１はいずれも作動せしめられる。したがって、冷凍回路２内では冷媒が循環すると共に、低温回路３、高温回路４及び機関冷却回路５では冷却水が循環する。

また、第３暖房モードでは、第２暖房モードと同様に、第３電磁調整弁４５が閉じられ、４電磁調整弁４６が開かれる。したがって、高温回路４内の冷却水は、コンデンサ２２を通った後にヒータ流路４ｃに流入する。

加えて、第３暖房モードでは、第２暖房モードと同様に、機関冷却回路５の第３ポンプ５１が駆動されていると共に、第３三方弁４４が第２状態に設定されている。したがって、ヒータコア４３から流出した冷却水の一部は、機関流入流路４ｄを通って機関冷却回路５に流入する。また、内燃機関５２の冷却水流路から流出した冷却水の一部は、機関流出流路４ｅ及びコア下流側連通路４ｇを通ってヒータコア４３の下流側においてヒータ流路４ｃに流入する。

また、第３暖房モードでは、低温回路３内の冷却水が第１停止モードと同様に低温回路３内を循環する。したがって、第２暖房モードでは、発熱機器の熱交換器にて発熱機器から熱が吸収されると共に低温ラジエータ３２にてその熱が放出される。

この結果、第３暖房モードでは、内燃機関５２の冷却水流路において内燃機関の熱により昇温された機関冷却回路５内の冷却水の一部が、機関流出流路４ｅを通って高温回路４に流入する。この高温の冷却水は、コア下流側連通路４ｇ、コンデンサ２２の冷却水配管２２ｂを通ってヒータコア４３に流入する。ヒータコア４３に流入した冷却水はヒータコア４３にてその周りの空気と熱交換することによって冷却され、これに伴って周囲の空気が昇温される。

また、第３暖房モードでは、エバポレータ２６にて周囲の空気の熱が冷媒に移動されて、周囲の空気が冷却される。一方、コンデンサ２２にて冷媒の熱が高温回路４に移動されて、高温回路４内の冷却水が暖められる。特に、第３暖房モードでは、高温回路４内を流れる冷却水の温度がそれほど高くないため、比較的効率的にコンデンサ２２にて冷媒から高温回路４の冷却水に熱が移動せしめられる。したがって、第３暖房モードでは、内燃機関５２の冷却水流路にて内燃機関から熱が吸収されると共に、エバポレータ２６において周囲の空気から熱が吸収され、ヒータコア４３にてその熱が放出される。さらに、第３暖房モードでは、発熱機器の熱交換器にて発熱機器から熱が吸収されると共に低温ラジエータ３２にてその熱が放出される。

この結果、空気通路７を通って流れる空気は、まずエバポレータ２６にて冷却される。この結果、空気の飽和水蒸気量が少なくなり、一部の水蒸気が凝縮して水滴となる。その後、冷却された空気はヒータコア４３によって暖められる。その結果、湿度の低い除湿された空気が吹き出し口から車室内に流入することになる。

図１１は、車室の暖房が要求されていて内燃機関が運転されており且つ除湿が要求されている場合の車載温調装置１の作動状態（第４暖房モード）を示している。特に、第４暖房モードは、高温回路４内を流れる冷却水の温度が高い場合に選択される。

図１１に示したように、第４暖房モードでは、コンプレッサ２１、第１ポンプ３１、第２ポンプ４１及び第３ポンプ５１はいずれも作動せしめられる。したがって、冷凍回路２内では冷媒が循環すると共に、低温回路３、高温回路４及び機関冷却回路５では冷却水が循環する。

また、第４暖房モードでは、第３電磁調整弁４５が大きい開度に設定されると共に、第４電磁調整弁４６が小さい開度に設定される。したがって、高温回路４内の冷却水は、コンデンサ２２を通った後に主に高温ラジエータ流路４ｂに流入すると共に、僅かにヒータ流路４ｃに流入する。なお、本実施形態では、第４暖房モードにおいて、第３電磁調整弁４５を全開にすると共に第４電磁調整弁４６を全閉にしてもよい。

加えて、第４暖房モードでは、機関冷却回路５の第３ポンプ５１が駆動されていると共に、第３三方弁４４が第１状態に設定されている。したがって、機関流出流路４ｅはコア上流側連通路４ｆに連通する。この結果、ヒータコア４３から流出した冷却水の一部は、機関流入流路４ｄを通って機関冷却回路５に流入する。また、機関冷却回路５において内燃機関５２の冷却水流路から流出した冷却水の一部は、機関流出流路４ｅ及びコア上流側連通路４ｆを通ってヒータコア４３の上流側においてヒータ流路４ｃに流入する。すなわち、斯かる冷却水の一部は、コア上流側部分に流入する。したがって、内燃機関５２の冷却水流路において暖められた冷却水は、その後、コンデンサ２２の冷却水配管２２ｂを通らずに、コア上流側連通路４ｆを通って直接ヒータコア４３に流入する。すなわち、ヒータコア４３を通って流れる冷却水は、コンデンサ２２を通ることなく、内燃機関５２の冷却水流路との間で循環する。このとき、ヒータコア４３を通って流れる冷却水は、第３ポンプ５１によって循環される。

一方、第４暖房モードでは、エバポレータ２６にて周囲の空気の熱が冷媒に移動されて、周囲の空気が冷却される。また、コンデンサ２２にて冷媒の熱が高温回路４に移動されて、高温回路４内の冷却水が暖められる。第３電磁調整弁４５の開度が大きいため、コンデンサ２２において暖められた冷却水は、基本的に高温ラジエータ４２に流入し、高温ラジエータ４２にて外気と熱交換することによって冷却され、再びコンデンサ２２に流入する。ここで、第４暖房モードでは、高温回路４内を流れる冷却水の温度が高いものの、コンデンサ２２には高温ラジエータ４２を通って冷却された比較的温度の低い冷却水が流入する。このため、コンデンサ２２において比較的効率的に冷媒から高温回路４の冷却水に熱が移動せしめられる。

また、第４暖房モードでは、低温回路３内の冷却水が第１停止モードと同様に低温回路３内を循環する。したがって、第４暖房モードでは、発熱機器の熱交換器にて発熱機器から熱が吸収されると共に低温ラジエータ３２にてその熱が放出される。

以上より、第４暖房モードでは、内燃機関５２の冷却水流路において内燃機関の熱により昇温された機関冷却回路５内の冷却水の一部が、機関流出流路４ｅを通って高温回路４に流入する。この高温の冷却水は、コア上流側連通路４ｆを通ってヒータコア４３に流入する。ヒータコア４３に流入した冷却水はヒータコア４３にてその周りの空気と熱交換することによって冷却され、これに伴って周囲の空気が昇温される。また、第４暖房モードでは、エバポレータ２６において周囲の空気から熱が吸収されると共に高温ラジエータ４２にてその熱が放出される。さらに、第４暖房モードでは、発熱機器の熱交換器にて発熱機器から熱が吸収されると共に低温ラジエータ３２にてその熱が放出される。

この結果、空気通路７を通って流れる空気は、まずエバポレータ２６にて冷却される。この結果、空気の飽和水蒸気量が少なくなり、一部の水蒸気が凝縮して水滴となる。その後、冷却された空気はヒータコア４３によって暖められる。その結果、湿度の低い除湿された空気が吹き出し口から車室内に流入することになる。

＜三方弁及び電磁調整弁の制御＞
図１２は、第３三方弁４４、第３電磁調整弁４５及び第４電磁調整弁４６を制御する制御ルーチンを示すフローチャートである。図示した制御ルーチンは、一定時間間隔毎に実行される。

まず、ステップＳ１１では、車両１００の暖房要求がＯＮになっているか否かが判定される。車両１００の暖房要求のＯＮ／ＯＦＦは、例えば、ユーザの設定温度や車室内の温度等に基づいて自動的に切り換えられてもよいし、ユーザによってスイッチ等により直接切り替えられても良い。ステップＳ１１において、車両１００の暖房要求がＯＮになっていないと判定された場合には、制御ルーチンはステップＳ１２へと進む。ステップＳ１２では、第３三方弁４４が第２状態に設定され、次いでステップＳ１３では、第３電磁調整弁４５が全開に第４電磁調整弁４６が全閉に設定される。このときには、車載温調装置１は、第１停止モード、第２停止モード、第１冷房モード及び第２冷房モードのいずれかにて作動せしめられる。

一方、ステップＳ１１において車両１００の暖房要求がＯＮになっていると判定された場合には、制御ルーチンはステップＳ１４へと進む。ステップＳ１４では、例えば、内燃機関５２の回転速度を検出する回転速度センサ（図示せず）の出力に基づいて、内燃機関５２が運転中であるか否かが判定される。ステップＳ１４において、内燃機関５２が運転中でないと判定された場合には、制御ルーチンはステップＳ１５へと進む。ステップＳ１５では、第３三方弁４４が第２状態に設定され、次いで、ステップＳ１６では第３電磁調整弁４５が全閉に第４電磁調整弁４６が全開に設定される。このときには、車載温調装置１は、図８に示した第１暖房モードにて作動せしめられる。

ステップＳ１４において、内燃機関５２が運転中であると判定された場合には、制御ルーチンはステップＳ１７へと進む。ステップＳ１７では、車両１００の除湿要求がＯＮになっているか否かが判定される。車両１００の除湿要求のＯＮ／ＯＦＦも、例えば、ユーザの設定温度や車室内の温度等に基づいて自動的に切り換えられてもよいし、ユーザによってスイッチ等により直接切り替えられても良い。ステップＳ１７において、車両１００の除湿要求がＯＮになっていないと判定された場合には、制御ルーチンはステップＳ１８へと進む。ステップＳ１８及びＳ１９では、第３三方弁４４、第３電磁調整弁４５及び第４電磁調整弁４６がステップＳ１５及びＳ１６と同様に設定される。このときには、車載温調装置１は、図９に示した第２暖房モードにて作動せしめられる。

ステップＳ１７において、車両１００の除湿要求がＯＮになっていると判定された場合には、制御ルーチンはステップＳ２０へと進む。ステップＳ２０では、第２水温センサ６４によって検出された冷却水の温度Ｔｗが予め定められた基準温度Ｔｗｒｅｆ以上であるか否かが判定される。ここで、基準温度Ｔｗｒｅｆは、冷却水の温度がそれ以上高いと、コンデンサ２２において冷却水の温度と冷媒の温度との差が小さくなって、コンデンサ２２にて効率的な熱交換ができなくなるような温度未満の温度に設定される。ステップＳ２０において、冷却水の温度Ｔｗが基準温度Ｔｗｒｅｆ未満であると判定された場合には、ステップＳ２１へと進む。ステップＳ２１及びＳ２２では、第３三方弁４４、第３電磁調整弁４５及び第４電磁調整弁４６がステップＳ１５及びＳ１６と同様に設定される。このときには、車載温調装置１は、図１０に示した第３暖房モードにて作動せしめられる。

ステップＳ２０において、冷却水の温度Ｔｗが基準温度Ｔｗｒｅｆ以上であると判定された場合には、ステップＳ２３へと進む。ステップＳ２３では、第３三方弁４４が第１状態に設定され、次いで、ステップＳ２４では第３電磁調整弁４５が大きい開度に設定され、第４電磁調整弁４６が小さい開度に設定される。このときには、車載温調装置１は、図１１に示した第４暖房モードにて作動せしめられる。

以上からわかるように、第３三方弁４４は、ヒータコア４３による車室内の暖房要求の有無、内燃機関５２の運転の有無、除湿要求の有無及び高温回路４内の冷却水の温度に基づいて制御される。特に、第３三方弁４４は、高温回路４の冷却水が内燃機関５２の冷却水流路を通って循環している場合に、冷却水の温度Ｔｗが基準温度Ｔｗｒｅｆ以上であるときには第１状態に設定され、冷却水の温度Ｔｗが基準温度Ｔｗｒｅｆ未満であるときには第２状態に設定される。また、第３三方弁４４は高温回路４内の冷却水が内燃機関５２の冷却水流路を通って循環している場合に、除湿要求が無いときには、第２状態に設定される。

また、第３電磁調整弁４５及び第４電磁調整弁４６は、第３三方弁４４が第１状態に設定されているときには、コンデンサ２２の冷却水配管２２ｂからヒータコア４３への冷却水の流通量が冷却水配管２２ｂから高温ラジエータ４２への冷却水の流通量よりも少なくなるように制御される。

＜制御の様子＞
図１３は、上述したような制御を行ったときの、暖房要求のＯＮ／ＯＦＦ、内燃機関のＯＮ／ＯＦＦ、除湿要求のＯＮ／ＯＦＦ、コンデンサ２２の冷却水配管２２ｂに流入する冷却水の温度、並びに第３三方弁４４、第３電磁調整弁４５及び第４電磁調整弁４６の作動様態のタイムチャートである。

図１３に示した例では、時刻ｔ１以前においては、暖房要求及び除湿要求はＯＦＦになっており、内燃機関５２が停止している。このときには、第３三方弁４４が第２状態に設定されると共に、第３電磁調整弁４５が全開に、第４電磁調整弁４６が全閉に設定される。

時刻ｔ１において、暖房要求がＯＮにされると、このときには内燃機関５２が停止されているため、車載温調装置１は、第１暖房モードで作動される。したがって、第３三方弁４４が第２状態に設定されると共に、第３電磁調整弁４５が全閉に、第４電磁調整弁４６が全開に設定される。また、高温回路４内の冷却水はコンデンサ２２を介して加熱されるため、その温度が徐々に上昇する。

時刻ｔ２において、内燃機関が始動されると、このときには内燃機関５２が運転されており且つ除湿要求がＯＦＦになっているため、車載温調装置１は第２暖房モードで作動される。したがって、第３三方弁４４が第２状態に設定されると共に、第３電磁調整弁４５が全閉に、第４電磁調整弁４６が全開に設定される。

時刻ｔ３において、除湿要求がＯＮに設定されると、このときには冷却水の温度は基準温度Ｔｗｒｅｆ未満であるため、車載温調装置１は、第３暖房モードで作動させる。したがって、第３三方弁４４が第２状態に設定されると共に、第３電磁調整弁４５が全閉に、第４電磁調整弁４６が全開に設定される。

時刻ｔ４において、冷却水の温度が基準温度Ｔｗｒｅｆ以上になると、車載温調装置１は、第４暖房モードで作動される。したがって、第３三方弁４４が第１状態に設定されると共に、第３電磁調整弁４５が全開に、第４電磁調整弁４６が全閉に設定される。

＜作用・効果＞
本実施形態によれば、第２暖房モードでは、コア上流側連通路４ｆを通って直接ヒータコア４３に流入するのではなく、コンデンサ２２の冷却水配管２２ｂを通ってからヒータコア４３に流入する。したがって、第２暖房モードにおいても、コンデンサ２２の冷却水配管２２ｂからヒータコア４３までの間の流路に高温の冷却水が流通する。したがって、例えば、第２暖房モードの実行中に内燃機関が停止して、車載温調装置１を第１暖房モードに切り替えるような場合であっても、ヒータコア４３には高温の冷却水が供給され続ける。したがって、ヒータコアに低温の冷却水が一時的に流れることが抑制される。

また、内燃機関５２の運転中に暖房を行う場合、内燃機関５２の熱により高温回路４内を流れる冷却水の温度が比較的高くなる場合がある。このような場合に、高温の冷却水をコンデンサ２２の冷却水配管２２ｂに流入させると、冷却水と冷媒との温度が小さくてコンデンサ２２において効率的な熱交換を行うことができない。これに対して、本実施形態によれば、高温回路４内を流れる冷却水の温度が高いときには、車載温調装置１が第４暖房モードにて作動される。このため、コンデンサ２２の冷却水配管２２ｂには比較的低温の冷却水が供給される。したがって、コンデンサにおいて効率的な熱交換を行うことができ、よって冷凍回路２において冷凍サイクルを効率的に実施することができる。

また、本実施形態では、第４暖房モードにおいて、第４電磁調整弁４６は完全に閉じられずに僅かに開かれている。このため、第４暖房モードにおいても、ヒータ流路４ｃ全体に亘って冷却水が流れることになる。このため、ヒータ流路４ｃ内の冷却水の温度は比較的高温のまま維持される。その結果、車載温調装置１の作動モードが第４暖房モードから他の暖房モードに切り替えられたときにもヒータコア４３に低温の冷却水が一時的に流れることが抑制される。

＜変形例＞
上記実施形態では、車載温調装置１は、除湿要求があったときに第３暖房モード又は第４暖房モードで作動される。しかしながら、除湿要求の代わりに、バッテリ等の発熱機器の冷却要求等、他の要求によって冷凍回路２において冷媒の循環が行われる場合にも、車載温調装置１は、第３暖房モード又は第４暖房モードで作動されてもよい。

以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。

１ 車載温調装置
２ 冷凍回路
３ 低温回路
４ 高温回路
５ 機関冷却回路
６ 制御装置
７ 空気通路
２２ コンデンサ
２７ チラー
４４ 第３三方弁

Claims (9)

1. 車室内の暖房に用いられるヒータコアと第１熱交換器とを有すると共に、これらを通って第１熱媒体が循環するように構成された第１熱回路と、
   冷媒から前記第１熱媒体に熱を放熱させて前記冷媒を凝縮させる第１熱交換器と前記冷媒に吸熱させて該冷媒を蒸発させる蒸発器とを有すると共に、これらを通って冷媒が循環することで冷凍サイクルを実現するように構成された冷凍回路と、
   前記第１熱回路に連通して前記第１熱媒体が流通するように構成された内燃機関の熱媒体流路と、を備え、
   前記第１熱回路は、前記熱媒体流路の出口が、前記第１熱媒体の循環方向において前記ヒータコアの下流であって前記第１熱交換器の上流に位置する前記第１熱回路のコア下流側部分と、前記第１熱媒体の循環方向において前記第１熱交換器の下流であって前記ヒータコアの上流に位置する前記第１熱回路のコア上流側部分とに連通するように構成されると共に、前記熱媒体流路の出口が前記コア上流側部分に連通した第１状態と前記前記熱媒体流路の出口が前記コア下流側部分に連通した第２状態との少なくとも二つの状態の間で切り替え可能な第１流通態様制御装置を更に備える、車載温調装置。
2. 前記第１流通態様制御装置は、車室内の暖房要求の有無、内燃機関の運転の有無、前記冷凍回路における冷媒の循環の有無に基づいて制御される、請求項１に記載の車載温調装置。
3. 前記第１熱交換器に流入する前記第１熱媒体の温度を検出する温度センサを更に備え、
   前記第１流通態様制御装置は、前記温度センサによって検出された前記第１熱媒体の温度に基づいて制御される、請求項１又は２に記載の車載温調装置。
4. 前記第１流通態様制御装置は、前記第１熱回路内の第１熱媒体が前記内燃機関の熱媒体流路を通って循環している場合に、前記温度センサによって検出された前記第１熱媒体の温度が基準温度以上であるときには前記第１状態に設定され、前記温度センサによって検出された前記第１熱媒体の温度が前記基準温度未満であるときには前記第２状態に設定される、請求項３に記載の車載温調装置。
5. 前記第１流通態様制御装置は、前記第１熱回路内の第１熱媒体が前記内燃機関の熱媒体流路を通って循環している場合に、前記冷凍回路において前記冷媒が循環していないときには、前記第２状態に設定される、請求項１～４のいずれか１項に記載の車載温調装置。
6. 前記第１熱回路は、前記第１熱交換器に対して前記ヒータコアと並列に設けられたラジエータと、前記第１熱交換器から前記ヒータコア及び前記ラジエータへの前記第１熱媒体の流通態様を制御する第２流通態様制御装置を更に備える、請求項１～５のいずれか１項に記載の車載温調装置。
7. 前記第２流通態様制御装置は、前記第１流通態様制御装置が前記第１状態に設定されているときには、前記第１熱交換器から前記ヒータコアへの冷却水の流通量が前記第１熱交換器から前記ラジエータへの冷却水の流通量よりも少なくなるように制御される、請求項６に記載の車載温調装置。
8. 前記第１熱回路は、前記内燃機関の熱媒体流路の入口が前記コア下流側部分に連通するように構成される、請求項１～７のいずれか１項に記載の車載温調装置。
9. 発熱機器と熱交換する発熱機器熱交換器を備えると共に該発熱機器を通って第２熱媒体が循環するように構成された第２熱回路を更に備え、
   前記蒸発器は、前記第２熱媒体から前記冷媒へ熱を移動させるように前記第２熱媒体と前記冷媒との間で熱交換を行う第２熱交換器の一部である、請求項１～８のいずれか１項に記載の車載温調装置。

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