JP7233986B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の車室内を空調するヒートポンプ方式の空気調和装置に関するものである。

近年の環境問題の顕在化から、車両に搭載されたバッテリから供給される電力で走行用モータを駆動する電気自動車やハイブリッド自動車等の車両が普及するに至っている。そして、このような車両に適用することができる空気調和装置として、圧縮機と、放熱器（室内熱交換器）と、吸熱器（室内熱交換器）と、室外熱交換器が接続された冷媒回路を備え、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器において放熱させ、室外熱交換器において吸熱させることで車室内を暖房する暖房モードや、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器において放熱させ、室外熱交換器と吸熱器にて吸熱させることで車室内を暖房しながら除湿する除湿暖房モード、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器と室外熱交換器にて放熱させ、吸熱器にて吸熱させることで車室内を冷房しながら除湿する除湿冷房モード、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器において放熱させ、吸熱器において吸熱させることで車室内を冷房する冷房モードを切り換えて実行するものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。

また、例えばバッテリは充放電による自己発熱等で高温となった環境下で充放電を行うと劣化が進行し、やがては作動不良を起こして破損する危険性がある。また、低温環境下でも充放電性能が低下する。そこで、バッテリを被温調対象とし、冷媒回路にはバッテリ用の熱交換器を別途設け、冷媒回路を循環する冷媒とバッテリ用冷媒（熱媒体）とをこのバッテリ用の熱交換器で熱交換させ、この熱交換した熱媒体をバッテリに循環させることでバッテリを冷却する運転モードを実行することができるようにしたものも開発されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。

上記のようなバッテリの他、エンジン（ハイブリッド自動車の場合）や走行用モータ、それを制御するインバータ等は自己発熱を伴うため、冷却が必要な被温調対象と云える。そして、これら車両に搭載されたバッテリ（被温調対象）と、それを冷却するための系統が車両冷却系統を構成することになる。

特開２０１４－２１３７６５号公報 特許第５８６０３６０号公報 特許第５８６０３６１号公報

従来では、前述した車両冷却系統の温度が所定の目標温度となるように冷却するものであったため、目標温度付近にある場合には冷却の必要はなく、実際に車両冷却系統の冷却は停止されるものであった。

しかしながら、例えば放熱器により車室内を暖房する暖房モードでは、外気温度が低くなると室外熱交換器での吸熱だけでは圧縮機の吸込冷媒温度が低くなり、回転数が低下する冷房能力過剰状態となる。そのため、車室内を暖房する能力も低下していまうという問題があった。また、除湿暖房モードや除湿冷房モードでは、吸熱器の温度が下がり易くなるため、やはり冷房能力過剰状態となり、圧縮機の回転数が低下して車室内を暖房する能力が低下してしまう。一方、吸熱器により車室内を冷房する冷房モードでは、室外熱交換器での放熱だけでは車室内を冷房する能力が不足してしまう場合もあり、これらの問題を解決する方策が望まれていた。

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、車両冷却系統を利用して車室内の空調性能を向上させることができる車両用空気調和装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明の車両用空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に供給する空気と冷媒を熱交換させるための室内熱交換器と、車室外に設けられた室外熱交換器と、制御装置を備えて車室内を空調するものであって、車両冷却系統と冷媒を熱交換させるための能力放出用熱交換器を備え、制御装置は、室内熱交換器により車室内を暖房する場合、車両冷却系統を冷却する必要がない状況において、能力放出用熱交換器にて車両冷却系統に冷房能力を放出することを特徴とする。

請求項２の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御装置は、車両冷却系統の温度Ｔｗが、当該車両冷却系統の所定の目標温度ＴＷＯの下側に設定された所定の下限値ＴｗＬＬより高い場合、能力放出用熱交換器にて車両冷却系統に冷房能力を放出することを特徴とする。

請求項３の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御装置は、車両冷却系統の温度Ｔｗが下限値ＴｗＬＬ＋所定の余裕度ＤＦ１より高い場合、能力放出用熱交換器にて車両冷却系統に冷房能力を放出することを特徴とする。

請求項４の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において制御装置は、室内熱交換器に要求される要求暖房能力ＴＧＱｈと当該室内熱交換器が発生する暖房能力Ｑｈｐｈに基づき、能力放出用熱交換器における冷房能力の放出を制御することを特徴とする。

請求項５の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御装置は、要求暖房能力ＴＧＱｈの上下に設定した所定の上限能力及び下限能力と暖房能力Ｑｈｐｈに基づき、当該暖房能力Ｑｈｐｈが下限能力まで低下した場合、能力放出用熱交換器における冷房能力の放出を開始し、暖房能力Ｑｈｐｈが上限能力まで上昇した場合、能力放出用熱交換器における冷房能力の放出を停止することを特徴とする。

請求項６の発明の車両用空気調和装置は、請求項４の発明において制御装置は、要求暖房能力ＴＧＱｈと暖房能力Ｑｈｐｈとの差に基づき、当該暖房能力Ｑｈｐｈを要求暖房能力ＴＧＱｈとするよう、能力放出用熱交換器における冷房能力の放出をフィードバック制御することを特徴とする。

請求項７の発明の車両用空気調和装置は、請求項４乃至請求項６の発明において制御装置は、車両冷却系統の温度Ｔｗが、当該車両冷却系統の所定の目標温度ＴＷＯの下側に設定された所定の下限値ＴｗＬＬ＋所定の余裕度ＤＦ１以下になった場合、能力放出用熱交換器における冷房能力の放出を制限することを特徴とする。

請求項８の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御装置は、目標温度ＴＷＯと下限値ＴｗＬＬ＋所定の余裕度ＤＦ１の間に第１の閾値と、この第１の閾値より高い第２の閾値を設定し、暖房能力Ｑｈｐｈにかかわらず、車両冷却系統の温度Ｔｗが、第１の閾値まで低下した場合、能力放出用熱交換器における冷房能力の放出を停止し、第２の閾値まで上昇した場合、能力放出用熱交換器における冷房能力の放出を開始することを特徴とする。

請求項９の発明の車両用空気調和装置は、請求項７の発明において制御装置は、下限値ＴｗＬＬ＋所定の余裕度ＤＦ１と車両冷却系統の温度Ｔｗとの差に基づき、暖房能力Ｑｈｐｈにかかわらず、車両冷却系統の温度Ｔｗを下限値ＴｗＬＬ＋所定の余裕度ＤＦ１とするよう、能力放出用熱交換器における冷房能力の放出をフィードバック制御することを特徴とする。

請求項１０の発明の車両用空気調和装置は、請求項７乃至請求項９の発明において制御装置は、暖房能力Ｑｈｐｈが、要求暖房能力ＴＧＱｈの上側に設定した所定の上限能力まで上昇した場合、能力放出用熱交換器における冷房能力の放出制限を解除することを特徴とする。

請求項１１の発明の車両用空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に供給する空気と冷媒を熱交換させるための室内熱交換器と、車室外に設けられた室外熱交換器と、制御装置を備えて車室内を空調するものであって、車両冷却系統と冷媒を熱交換させるための能力放出用熱交換器を備え、制御装置は、室内熱交換器により車室内を冷房する場合、車両冷却系統を冷却する必要がない状況において、能力放出用熱交換器にて車両冷却系統に暖房能力を放出することを特徴とする。

請求項１２の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御装置は、車両冷却系統の温度Ｔｗが、当該車両冷却系統の所定の目標温度ＴＷＯの上側に設定された所定の上限値ＴｗＵＬより低い場合、能力放出用熱交換器にて車両冷却系統に暖房能力を放出することを特徴とする。

請求項１３の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御装置は、車両冷却系統の温度Ｔｗが上限値ＴｗＵＬ－所定の余裕度ＤＦ４より低い場合、能力放出用熱交換器にて車両冷却系統に暖房能力を放出することを特徴とする。

請求項１４の発明の車両用空気調和装置は、請求項１１乃至請求項１３の発明において制御装置は、室内熱交換器に要求される要求冷房能力ＴＧＱｃと当該室内熱交換器が発生する冷房能力Ｑｈｐｃに基づき、能力放出用熱交換器における暖房能力の放出を制御することを特徴とする。

請求項１５の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御装置は、要求冷房能力ＴＧＱｃの上下に設定した所定の上限能力及び下限能力と冷房能力Ｑｈｐｃに基づき、当該冷房能力Ｑｈｐｃが下限能力まで低下した場合、能力放出用熱交換器における暖房能力の放出を開始し、冷房能力Ｑｈｐｃが上限能力まで上昇した場合、能力放出用熱交換器における暖房能力の放出を停止することを特徴とする。

請求項１６の発明の車両用空気調和装置は、請求項１４の発明において制御装置は、要求冷房能力ＴＧＱｃと冷房能力Ｑｈｐｃとの差に基づき、当該冷房能力Ｑｈｐｃを要求冷房能力ＴＧＱｃとするよう、能力放出用熱交換器における暖房能力の放出をフィードバック制御することを特徴とする。

請求項１７の発明の車両用空気調和装置は、請求項１４乃至請求項１６の発明において制御装置は、車両冷却系統の温度Ｔｗが、当該車両冷却系統の所定の目標温度ＴＷＯの上側に設定された所定の上限値ＴｗＵＬ－所定の余裕度ＤＦ４以上になった場合、能力放出用熱交換器における暖房能力の放出を制限することを特徴とする。

請求項１８の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御装置は、目標温度ＴＷＯと上限値ＴｗＬＬ－所定の余裕度ＤＦ４の間に第１の閾値と、この第１の閾値より低い第２の閾値を設定し、冷房能力Ｑｈｐｃにかかわらず、車両冷却系統の温度Ｔｗが、第１の閾値まで上昇した場合、能力放出用熱交換器における暖房能力の放出を停止し、第２の閾値まで低下した場合、能力放出用熱交換器における暖房能力の放出を開始することを特徴とする。

請求項１９の発明の車両用空気調和装置は、請求項１７の発明において制御装置は、上限値ＴｗＵＬ－所定の余裕度ＤＦ４と車両冷却系統の温度Ｔｗとの差に基づき、冷房能力Ｑｈｐｃにかかわらず、車両冷却系統の温度Ｔｗを上限値ＴｗＵＬ－所定の余裕度ＤＦ４とするよう、能力放出用熱交換器における暖房能力の放出をフィードバック制御することを特徴とする。

請求項２０の発明の車両用空気調和装置は、請求項１７乃至請求項１９の発明において制御装置は、冷房能力Ｑｈｐｃが、要求冷房能力ＴＧＱｃの上側に設定した所定の上限能力まで上昇した場合、能力放出用熱交換器における暖房能力の放出制限を解除することを特徴とする。

請求項２１の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において車室外の空気と冷媒を熱交換させるための独立熱交換器と、冷房能力又は暖房能力を車両冷却系統に放出するか、独立熱交換器を介して車室外の空気に放出するかを切り換えるための切換装置を備え、制御装置は、車両冷却系統の温度に応じて切換装置を制御することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に供給する空気と冷媒を熱交換させるための室内熱交換器と、車室外に設けられた室外熱交換器と、制御装置を備えて車室内を空調する車両用空気調和装置において、車両冷却系統と冷媒を熱交換させるための能力放出用熱交換器を設け、制御装置が、室内熱交換器により車室内を暖房する場合、車両冷却系統を冷却する必要がない状況においても、能力放出用熱交換器にて車両冷却系統に冷房能力を放出するようにしたので、例えば外気温度が低い環境下において、冷房能力が過剰となる場合に、車両冷却系統にこの過剰な冷房能力を放出させて、車室内の暖房能力の低下を回避することが可能となる。これにより、車室内を暖房する運転モードの可能範囲を拡大し、省エネルギーに寄与しながら快適な車室内空調を実現することができるようになる。

この場合、請求項２の発明の如く制御装置が、車両冷却系統の温度Ｔｗが当該車両冷却系統の所定の目標温度ＴＷＯの下側に設定された所定の下限値ＴｗＬＬより高い場合に、能力放出用熱交換器にて車両冷却系統に冷房能力を放出するようにすれば、車両冷却系統を冷却する必要はないが、冷却しても支障がない状況を利用して、車両冷却系統に冷房能力を放出することができるようになる。

特に、請求項３の発明の如く制御装置が、車両冷却系統の温度Ｔｗが下限値ＴｗＬＬ＋所定の余裕度ＤＦ１より高い場合、能力放出用熱交換器にて車両冷却系統に冷房能力を放出するようにすることで、車両冷却系統の温度Ｔｗの下限値ＴｗＬＬまで余裕を持って、冷房能力の放出を行うことができるようになる。

また、請求項４の発明の如く制御装置が、室内熱交換器に要求される要求暖房能力ＴＧＱｈと当該室内熱交換器が発生する暖房能力Ｑｈｐｈに基づき、能力放出用熱交換器における冷房能力の放出を制御するようにすれば、要求暖房能力ＴＧＱｈに対して室内熱交換器が発生する暖房能力Ｑｈｐｈが不足する場合に車両冷却系統を利用して冷房能力を放出し、暖房能力の向上を図ることが可能となる。

例えば、請求項５の発明の如く制御装置が、要求暖房能力ＴＧＱｈの上下に設定した所定の上限能力及び下限能力と暖房能力Ｑｈｐｈに基づき、当該暖房能力Ｑｈｐｈが下限能力まで低下した場合、能力放出用熱交換器における冷房能力の放出を開始し、暖房能力Ｑｈｐｈが上限能力まで上昇した場合、能力放出用熱交換器における冷房能力の放出を停止することで、車両冷却系統への冷房能力の放出を適切に制御して、暖房能力Ｑｈｐｈが要求暖房能力ＴＧＱｈを満足する状態とすることができるようになる。

或いは、請求項６の発明の如く制御装置が、要求暖房能力ＴＧＱｈと暖房能力Ｑｈｐｈとの差に基づき、当該暖房能力Ｑｈｐｈを要求暖房能力ＴＧＱｈとするよう、能力放出用熱交換器における冷房能力の放出をフィードバック制御することで、車両冷却系統への冷房能力の放出を円滑に制御して、暖房能力Ｑｈｐｈを要求暖房能力ＴＧＱｈとすることができるようになる。

ここで、請求項７の発明の如く制御装置が、車両冷却系統の温度Ｔｗが、当該車両冷却系統の所定の目標温度ＴＷＯの下側に設定された所定の下限値ＴｗＬＬ＋所定の余裕度ＤＦ１以下になった場合、能力放出用熱交換器における冷房能力の放出を制限するようにすれば、上記にように要求暖房能力ＴＧＱｈと暖房能力Ｑｈｐｈにより能力放出用熱交換器における冷房能力の放出を制御しているうちに、車両冷却系統の温度Ｔｗが下限値ＴｗＬＬまで下がってしまう不都合も回避することができるようになる。

例えば、請求項８の発明の如く目標温度ＴＷＯと下限値ＴｗＬＬ＋所定の余裕度ＤＦ１の間に第１の閾値と、この第１の閾値より高い第２の閾値を設定し、制御装置が暖房能力Ｑｈｐｈにかかわらず、車両冷却系統の温度Ｔｗが、第１の閾値まで低下した場合、能力放出用熱交換器における冷房能力の放出を停止し、第２の閾値まで上昇した場合、能力放出用熱交換器における冷房能力の放出を開始することにより、車両冷却系統の温度Ｔｗを目標温度ＴＷＯと下限値ＴｗＬＬ＋所定の余裕度ＤＦ１の間に維持することができるようになる。

或いは、請求項９の発明の如く制御装置が、下限値ＴｗＬＬ＋所定の余裕度ＤＦ１と車両冷却系統の温度Ｔｗとの差に基づき、暖房能力Ｑｈｐｈにかかわらず、車両冷却系統の温度Ｔｗを下限値ＴｗＬＬ＋所定の余裕度ＤＦ１とするよう、能力放出用熱交換器における冷房能力の放出をフィードバック制御することで、車両冷却系統の温度Ｔｗを下限値ＴｗＬＬより所定の余裕度ＤＦ１だけ高い値に円滑に制御することができるようになる。

そして、請求項１０の発明の如く制御装置が、暖房能力Ｑｈｐｈが、要求暖房能力ＴＧＱｈの上側に設定した所定の上限能力まで上昇した場合、能力放出用熱交換器における冷房能力の放出制限を解除するようにすれば、冷房能力の放出が必要無くなり、車両冷却系統の冷却が行われなくなることに応じて、支障無く冷房能力の放出制限を解除することができるようになる。

請求項１１の発明によれば、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に供給する空気と冷媒を熱交換させるための室内熱交換器と、車室外に設けられた室外熱交換器と、制御装置を備えて車室内を空調する車両用空気調和装置において、車両冷却系統と冷媒を熱交換させるための能力放出用熱交換器を設け、制御装置が、室内熱交換器により車室内を冷房する場合、車両冷却系統を冷却する必要がない状況において、能力放出用熱交換器にて車両冷却系統に暖房能力を放出するようにしたので、室外熱交換器のみでは暖房能力が過剰となる場合に、車両冷却系統にこの過剰な暖房能力を放出させて、車室内の冷房能力の低下を回避することが可能となる。これにより、車室内の冷房能力を向上させ、快適な車室内空調を実現することができるようになる。

この場合、請求項１２の発明の如く制御装置が、車両冷却系統の温度Ｔｗが当該車両冷却系統の所定の目標温度ＴＷＯの上側に設定された所定の上限値ＴｗＵＬより低い場合、能力放出用熱交換器にて車両冷却系統に暖房能力を放出するようにすれば、車両冷却系統を冷却する必要は無く、且つ、加熱しても支障がない状況を利用して、車両冷却系統に暖房能力を放出することができるようになる。

特に、請求項１３の発明の如く制御装置が、車両冷却系統の温度Ｔｗが上限値ＴｗＵＬ－所定の余裕度ＤＦ４より低い場合、能力放出用熱交換器にて車両冷却系統に暖房能力を放出するようにすることで、車両冷却系統の温度Ｔｗの上限値ＴｗＵＬまで余裕を持って、暖房能力の放出を行うことができるようになる。

また、請求項１４の発明の如く制御装置が、室内熱交換器に要求される要求冷房能力ＴＧＱｃと当該室内熱交換器が発生する冷房能力Ｑｈｐｃに基づき、能力放出用熱交換器における暖房能力の放出を制御するようにすれば、要求冷房能力ＴＧＱｃに対して室内熱交換器が発生する冷房能力Ｑｈｐｃが不足する場合に車両冷却系統を利用して暖房能力を放出し、冷房能力の向上を図ることが可能となる。

例えば、請求項１５の発明の如く制御装置が、要求冷房能力ＴＧＱｃの上下に設定した所定の上限能力及び下限能力と冷房能力Ｑｈｐｃに基づき、当該冷房能力Ｑｈｐｃが下限能力まで低下した場合、能力放出用熱交換器における暖房能力の放出を開始し、冷房能力Ｑｈｐｃが上限能力まで上昇した場合、能力放出用熱交換器における暖房能力の放出を停止することで、車両冷却系統への暖房能力の放出を適切に制御して、冷房能力Ｑｈｐｃが要求冷房能力ＴＧＱｃを満足する状態とすることができるようになる。

或いは、請求項１６の発明の如く制御装置が、要求冷房能力ＴＧＱｃと冷房能力Ｑｈｐｃとの差に基づき、当該冷房能力Ｑｈｐｃを要求冷房能力ＴＧＱｃとするよう、能力放出用熱交換器における暖房能力の放出をフィードバック制御することで、車両冷却系統への暖房能力の放出を円滑に制御して、冷房能力Ｑｈｐｃを要求冷房能力ＴＧＱｃとすることができるようになる。

ここで、請求項１７の発明の如く制御装置が、車両冷却系統の温度Ｔｗが、当該車両冷却系統の所定の目標温度ＴＷＯの上側に設定された所定の上限値ＴｗＵＬ－所定の余裕度ＤＦ４以上になった場合、能力放出用熱交換器における暖房能力の放出を制限するようにすれば、上記にように要求冷房能力ＴＧＱｃと冷房能力Ｑｈｐｃにより能力放出用熱交換器における暖房能力の放出を制御しているうちに、車両冷却系統の温度Ｔｗが上限値ＴｗＵＬまで上がってしまう不都合も回避することができるようになる。

例えば、請求項１８の発明の如く目標温度ＴＷＯと上限値ＴｗＬＬ－所定の余裕度ＤＦ４の間に第１の閾値と、この第１の閾値より低い第２の閾値を設定し、制御装置が冷房能力Ｑｈｐｃにかかわらず、車両冷却系統の温度Ｔｗが、第１の閾値まで上昇した場合、能力放出用熱交換器における暖房能力の放出を停止し、第２の閾値まで低下した場合、能力放出用熱交換器における暖房能力の放出を開始することにより、車両冷却系統の温度Ｔｗを目標温度ＴＷＯと上限値ＴｗＵＬ－所定の余裕度ＤＦ４の間に維持することができるようになる。

或いは、請求項１９の発明の如く制御装置が、上限値ＴｗＵＬ－所定の余裕度ＤＦ４と車両冷却系統の温度Ｔｗとの差に基づき、冷房能力Ｑｈｐｃにかかわらず、車両冷却系統の温度Ｔｗを上限値ＴｗＵＬ－所定の余裕度ＤＦ４とするよう、能力放出用熱交換器における暖房能力の放出をフィードバック制御することで、車両冷却系統の温度Ｔｗを上限値ＴｗＵＬより所定の余裕度ＤＦ４だけ低い値に円滑に制御することができるようになる。

そして、請求項２０の発明の如く制御装置が、冷房能力Ｑｈｐｃが、要求冷房能力ＴＧＱｃの上側に設定した所定の上限能力まで上昇した場合、能力放出用熱交換器における暖房能力の放出制限を解除するようにすれば、暖房能力の放出が必要無くなり、車両冷却系統の加熱が行われなくなることに応じて、支障無く暖房能力の放出制限を解除することができるようになる。

更に、請求項２１の発明の如く車室外の空気と冷媒を熱交換させるための独立熱交換器と、冷房能力又は暖房能力を車両冷却系統に放出するか、独立熱交換器を介して車室外の空気に放出するかを切り換えるための切換装置を設け、制御装置が車両冷却系統の温度に応じて切換装置を制御するようにすれば、車両冷却系統の温度により、冷房能力や暖房能力の放出ができない場合にも、独立熱交換器を利用して車室外の空気に冷房能力や暖房能力を放出することができるようになるものである。

本発明を適用した一実施形態の車両用空気調和装置の構成図である（実施例１）。 図１の車両用空気調和装置の制御装置の電気回路のブロック図である。 図２の制御装置のヒートポンプコントローラによる暖房モードを説明する車両用空気調和装置の構成図である。 図２の制御装置のヒートポンプコントローラによる除湿暖房モードを説明する車両用空気調和装置の構成図である。 図２の制御装置のヒートポンプコントローラによる除湿冷房モードを説明する車両用空気調和装置の構成図である。 図２の制御装置のヒートポンプコントローラによる冷房モードを説明する車両用空気調和装置の構成図である。 図２の制御装置のヒートポンプコントローラによる空調＋バッテリ冷却モードを説明する車両用空気調和装置の構成図である。 図２の制御装置のヒートポンプコントローラによる冷房能力放出動作を説明する図である。 図２の制御装置のヒートポンプコントローラによる冷房能力放出制限動作を説明する図である。 図２の制御装置のヒートポンプコントローラによる冷房能力放出制限解除動作を説明する図である。 図２の制御装置のヒートポンプコントローラによる暖房能力放出動作を説明する図である。 冷房モードにおけるｐ－ｈ線図を示す図である。 図２の制御装置のヒートポンプコントローラによる暖房能力放出制限動作を説明する図である。 図２の制御装置のヒートポンプコントローラによる暖房能力放出制限解除動作を説明する図である。 本発明を適用した他の実施形態の車両用空気調和装置の構成図である（実施例２）。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態の車両用空気調和装置１の構成図を示している。本発明を適用する実施例の車両は、エンジン（内燃機関）が搭載されていない電気自動車（ＥＶ）であって、車両に搭載されているバッテリ５５に充電された電力を走行用モータ（電動モータ。図示せず）に供給することで駆動し、走行するものであり、本発明の車両用空気調和装置１の後述する圧縮機２も、バッテリ５５から供給される電力で駆動されるものとする。

即ち、この実施例の車両用空気調和装置１は、エンジン廃熱による暖房ができない電気自動車において、冷媒回路Ｒを用いたヒートポンプ運転により暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、空調＋バッテリ冷却モードの各運転モードを切り換えて実行することで車室内の空調やバッテリ５５の冷却を行うものである。

尚、車両としては電気自動車に限らず、エンジンと走行用モータを供用する所謂ハイブリッド自動車にも本発明は有効である。また、実施例の車両用空気調和装置１を適用する車両は外部の充電器（急速充電器や通常の充電器）からバッテリ５５に充電可能とされているものである。更に、前述したバッテリ５５や走行用モータ、それを制御するインバータ、エンジン（ハイブリッド自動車の場合）等が本発明における車両に搭載された被温調対象となり、係る被温調対象と、それを冷却する系統が後述する車両冷却系統６３となるものであるが、以下の実施例では被温調対象として、バッテリ５５を例に採り上げて説明する。

実施例の車両用空気調和装置１は、電気自動車の車室内の空調（暖房、冷房、除湿、及び、換気）を行うものであり、冷媒を圧縮する電動式の圧縮機２と、車室内の空気が通気循環されるＨＶＡＣユニット１０の空気流通路３内に設けられ、圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒がマフラー５と冷媒配管１３Ｇを介して流入し、この冷媒を車室内に放熱（冷媒の熱を放出）させる室内熱交換器としての放熱器４と、暖房時に冷媒を減圧膨張させる電動弁（電子膨張弁）から成る室外膨張弁６と、冷房時には冷媒を放熱させる放熱器として機能し、暖房時には冷媒を吸熱（冷媒に熱を吸収）させる蒸発器として機能すべく冷媒と外気との間で熱交換を行わせる室外熱交換器７と、冷媒を減圧膨張させる機械式膨張弁から成る室内膨張弁８と、空気流通路３内に設けられて冷房時及び除湿時に冷媒を蒸発させて車室内外から冷媒に吸熱（冷媒に熱を吸収）させる室内熱交換器としての吸熱器９と、アキュムレータ１２等が冷媒配管１３により順次接続され、冷媒回路Ｒが構成されている。

そして、室外膨張弁６は放熱器４から出て室外熱交換器７に流入する冷媒を減圧膨張させると共に、全閉／全開も可能とされている。また、実施例では機械式膨張弁が使用された室内膨張弁８は、吸熱器９に流入する冷媒を減圧膨張させると共に、吸熱器９における冷媒の過熱度を調整する。

尚、室外熱交換器７には、室外送風機１５が設けられている。この室外送風機１５は、室外熱交換器７に外気を強制的に通風することにより、外気と冷媒とを熱交換させるものであり、これにより停車中（即ち、車速が０ｋｍ／ｈ）にも室外熱交換器７に外気が通風されるよう構成されている。

また、室外熱交換器７は冷媒下流側にレシーバドライヤ部１４と過冷却部１６を順次有し、室外熱交換器７の冷媒出口側の冷媒配管１３Ａは、吸熱器９に冷媒を流す際に開放される電磁弁１７（冷房用）を介してレシーバドライヤ部１４に接続され、過冷却部１６の出口側の冷媒配管１３Ｂは逆止弁１８、室内膨張弁８、及び、電磁弁３５（キャビン用）を順次介して吸熱器９の冷媒入口側に接続されている。尚、レシーバドライヤ部１４及び過冷却部１６は構造的に室外熱交換器７の一部を構成している。また、逆止弁１８は室内膨張弁８の方向が順方向とされている。

また、室外熱交換器７から出た冷媒配管１３Ａは冷媒配管１３Ｄに分岐しており、この分岐した冷媒配管１３Ｄは、暖房時に開放される電磁弁２１（暖房用）を介して吸熱器９の冷媒出口側の冷媒配管１３Ｃに連通接続されている。そして、この冷媒配管１３Ｃがアキュムレータ１２の入口側に接続され、アキュムレータ１２の出口側は圧縮機２の冷媒吸込側の冷媒配管１３Ｋに接続されている。

更に、放熱器４の冷媒出口側の冷媒配管１３Ｅにはストレーナ１９が接続されており、更に、この冷媒配管１３Ｅは室外膨張弁６の手前（冷媒上流側）で冷媒配管１３Ｊと冷媒配管１３Ｆに分岐し、分岐した一方の冷媒配管１３Ｊが室外膨張弁６を介して室外熱交換器７の冷媒入口側に接続されている。また、分岐した他方の冷媒配管１３Ｆは除湿時に開放される電磁弁２２（除湿用）を介し、逆止弁１８の冷媒下流側であって、室内膨張弁８の冷媒上流側に位置する冷媒配管１３Ｂに連通接続されている。

これにより、冷媒配管１３Ｆは室外膨張弁６、室外熱交換器７及び逆止弁１８の直列回路に対して並列に接続されたかたちとなり、室外膨張弁６、室外熱交換器７及び逆止弁１８をバイパスするバイパス回路となる。また、室外膨張弁６にはバイパス用の電磁弁２０が並列に接続されている。

また、吸熱器９の空気上流側における空気流通路３には、外気吸込口と内気吸込口の各吸込口が形成されており（図１では吸込口２５で代表して示す）、この吸込口２５には空気流通路３内に導入する空気を車室内の空気である内気（内気循環）と、車室外の空気である外気（外気導入）とに切り換える吸込切換ダンパ２６が設けられている。更に、この吸込切換ダンパ２６の空気下流側には、導入した内気や外気を空気流通路３に送給するための室内送風機（ブロワファン）２７が設けられている。

また、放熱器４の風下側（空気下流側）における空気流通路３内には、実施例ではＰＴＣヒータ（電気ヒータ）から成る補助加熱装置としての補助ヒータ２３が設けられ、放熱器４を経て車室内に供給される空気を加熱することが可能とされている。更に、放熱器４の空気上流側における空気流通路３内には、当該空気流通路３内に流入し、吸熱器９を通過した後の空気流通路３内の空気（内気や外気）を放熱器４及び補助ヒータ２３に通風する割合を調整するエアミックスダンパ２８が設けられている。

更にまた、放熱器４の空気下流側における空気流通路３には、ＦＯＯＴ（フット）、ＶＥＮＴ（ベント）、ＤＥＦ（デフ）の各吹出口（図１では代表して吹出口２９で示す）が形成されており、この吹出口２９には上記各吹出口からの空気の吹き出しを切換制御する吹出口切換ダンパ３１が設けられている。

更に、この実施例の車両用空気調和装置１は、バッテリ５５（被温調対象）に熱媒体を循環させて当該バッテリ５５の温度を調整するための機器温度調整装置６１を備えている。実施例の機器温度調整装置６１は、バッテリ５５に熱媒体を循環させるための循環装置としての循環ポンプ６２と、能力放出用熱交換器としての冷媒－熱媒体熱交換器６４を備え、それらとバッテリ５５が熱媒体配管６６にて環状に接続されている。そして、バッテリ５５（被温調対象）と、それを冷却するための系統である機器温度調整装置６１が、本発明における車両冷却系統６３を構成している。

実施例の場合、循環ポンプ６２の吐出側に冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａの入口が接続され、この熱媒体流路６４Ａの出口はバッテリ５５の入口に接続され、バッテリ５５の出口が循環ポンプ６２の吸込側に接続されている。この機器温度調整装置６１で使用される熱媒体としては、例えば水、ＨＦＯ－１２３４ｙｆのような冷媒、クーラント等の液体、空気等の気体が採用可能である。尚、実施例では水を熱媒体として採用している。また、バッテリ５５の周囲には例えば熱媒体が当該バッテリ５５と熱交換関係で流通可能なジャケット構造が施されているものとする。

そして、循環ポンプ６２が運転されると、循環ポンプ６２から吐出された熱媒体は冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａに流入する。この冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａを出た熱媒体はバッテリ５５に至り、熱媒体はそこでバッテリ５５と熱交換する。そして、このバッテリ５５と熱交換した熱媒体が循環ポンプ６２に吸い込まれることで熱媒体配管６６内を循環される。

一方、冷媒回路Ｒの冷媒配管１３Ａと冷媒配管１３Ｄとの接続部の冷媒下流側であって、電磁弁２１の冷媒上流側に位置する冷媒配管１３Ｄには、分岐回路としての分岐配管６７の一端が接続されている。この分岐配管６７には実施例では電動弁（電子膨張弁）から成る補助膨張弁６８が設けられている。補助膨張弁６８は冷媒－熱媒体熱交換器６４の後述する冷媒流路６４Ｂに流入する冷媒を減圧膨張させると共に、全閉／全開も可能とされている。

そして、分岐配管６７の他端は冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに接続されており、この冷媒流路６４Ｂの出口には冷媒配管８０の一端が接続され、冷媒配管８０の他端は三方弁７５の入口に接続されている。この三方弁７５の一方の出口には冷媒配管７１の一端が接続され、冷媒配管７１の他端は冷媒配管１３Ｄとの合流点より冷媒上流側（アキュムレータ１２の冷媒上流側）の冷媒配管１３Ｃに接続されている。

また、三方弁７５の他方の出口には冷媒配管７０の一端が接続され、冷媒配管７０の他端は電磁弁２２より冷媒下流側の冷媒配管１３Ｆに接続されている。そして、これら補助膨張弁６８、冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂ、三方弁７５等も冷媒回路Ｒの一部を構成すると同時に、機器温度調整装置６１の一部をも構成することになる。

補助膨張弁６８が開いている場合、室外熱交換器７から冷媒配管１３Ａに出た冷媒（一部又は全ての冷媒）は分岐配管６７に流入し、補助膨張弁６８で減圧され、或いは、そこを通過した後、冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに流入して、そこで蒸発（吸熱）、或いは、放熱する。冷媒は冷媒流路６４Ｂを流れる過程で熱媒体流路６４Ａを流れる車両冷却系統６３の熱媒体と熱交換し、冷媒から吸熱、或いは、冷媒に放熱した後、冷媒配管８０を経て三方弁７５に至る。

三方弁７５がその入口と一方の出口を連通させる状態であるとき、冷媒は冷媒配管７１、冷媒配管１３Ｃ、アキュムレータ１２を経て冷媒配管１３Ｋから圧縮機２に吸い込まれる。三方弁７５がその入口と他方の出口を連通させる状態に切り換わったとき、冷媒は冷媒配管７０、冷媒配管１３Ｆを経て冷媒配管１３Ｂに流入し、過冷却部１６からの冷媒に合流する。その後、室内膨張弁８、電磁弁３５を経て吸熱器９に流入することになる。

次に、図２は実施例の車両用空気調和装置１の制御装置１１のブロック図を示している。制御装置１１は、何れもプロセッサを備えたコンピュータの一例であるマイクロコンピュータから構成された空調コントローラ４５及びヒートポンプコントローラ３２から構成されており、これらがＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を構成する車両通信バス６５に接続されている。また、圧縮機２と補助ヒータ２３、循環ポンプ６２も車両通信バス６５に接続され、これら空調コントローラ４５、ヒートポンプコントローラ３２、圧縮機２、補助ヒータ２３及び循環ポンプ６２が車両通信バス６５を介してデータの送受信を行うように構成されている。

更に、車両通信バス６５には走行を含む車両全般の制御を司る車両コントローラ７２（ＥＣＵ）と、バッテリ５５の充放電の制御を司るバッテリコントローラ（ＢＭＳ：Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ）７３と、ＧＰＳナビゲーション装置７４が接続されている。車両コントローラ７２やバッテリコントローラ７３、ＧＰＳナビゲーション装置７４もプロセッサを備えたコンピュータの一例であるマイクロコンピュータから構成されており、制御装置１１を構成する空調コントローラ４５とヒートポンプコントローラ３２は、車両通信バス６５を介してこれら車両コントローラ７２やバッテリコントローラ７３、ＧＰＳナビゲーション装置７４と情報（データ）の送受信を行う構成とされている。

空調コントローラ４５は、車両の車室内空調の制御を司る上位のコントローラであり、この空調コントローラ４５の入力には、車両の外気温度Ｔａｍを検出する外気温度センサ３３と、外気湿度を検出する外気湿度センサ３４と、吸込口２５から空気流通路３に吸い込まれて吸熱器９に流入する空気の温度を検出するＨＶＡＣ吸込温度センサ３６と、車室内の空気（内気）温度を検出する内気温度センサ３７と、車室内の空気の湿度を検出する内気湿度センサ３８と、車室内の二酸化炭素濃度を検出する室内ＣＯ₂濃度センサ３９と、車室内に吹き出される空気の温度を検出する吹出温度センサ４１と、車室内への日射量を検出するための例えばフォトセンサ式の日射センサ５１と、車両の移動速度（車速）を検出するための車速センサ５２の各出力と、車室内の設定温度や運転モードの切り換え等の車室内の空調設定操作や情報の表示を行うための空調操作部５３が接続されている。尚、図中５３Ａはこの空調操作部５３に設けられた表示出力装置としてのディスプレイである。

また、空調コントローラ４５の出力には、室外送風機１５と、室内送風機（ブロワファン）２７と、吸込切換ダンパ２６と、エアミックスダンパ２８と、吹出口切換ダンパ３１が接続され、それらは空調コントローラ４５により制御される。

ヒートポンプコントローラ３２は、主に冷媒回路Ｒの制御を司るコントローラであり、このヒートポンプコントローラ３２の入力には、放熱器４の冷媒入口温度Ｔｃｘｉｎ（圧縮機２の吐出冷媒温度でもある）を検出する放熱器入口温度センサ４３と、放熱器４の冷媒出口温度Ｔｃｉを検出する放熱器出口温度センサ４４と、圧縮機２の吸込冷媒温度Ｔｓを検出する吸込温度センサ４６と、放熱器４の冷媒出口側の冷媒圧力（放熱器４の圧力：放熱器圧力Ｐｃｉ）を検出する放熱器圧力センサ４７と、吸熱器９の温度（吸熱器９自体の温度：以下、吸熱器温度Ｔｅ）を検出する吸熱器温度センサ４８と、室外熱交換器７の出口の冷媒温度（室外熱交換器７の冷媒蒸発温度：室外熱交換器温度ＴＸＯ）を検出する室外熱交換器温度センサ４９と、補助ヒータ２３の温度を検出する補助ヒータ温度センサ５０Ａ（運転席側）及び５０Ｂ（助手席側）の各出力が接続されている。実施例では、上記放熱器圧力センサ４７は放熱器４を出た直後の冷媒出口側の冷媒配管１３Ｅに設けられ、吸熱器温度センサ４８は吸熱器９に設けられている。

また、ヒートポンプコントローラ３２の出力には、室外膨張弁６、電磁弁２２（除湿用）、電磁弁１７（冷房用）、電磁弁２１（暖房用）、電磁弁２０（バイパス用）及び電磁弁３５（キャビン用）の各電磁弁、補助膨張弁６８、三方弁７５が接続され、それらはヒートポンプコントローラ３２により制御される。尚、圧縮機２、補助ヒータ２３及び循環ポンプ６２はそれぞれコントローラを内蔵しており、実施例では圧縮機２や補助ヒータ２３、循環ポンプ６２のコントローラは車両通信バス６５を介してヒートポンプコントローラ３２とデータの送受信を行い、このヒートポンプコントローラ３２によって制御される。

尚、機器温度調整装置６１を構成する循環ポンプ６２はバッテリコントローラ７３により制御されるようにしてもよい。更に、このバッテリコントローラ７３には機器温度調整装置６１の冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａの出口側の熱媒体の温度（熱媒体温度Ｔｗ）を検出する被温調対象用温度センサとしての熱媒体温度センサ７６と、バッテリ５５の温度（バッテリ５５自体の温度：バッテリ温度Ｔｃｅｌｌ）を検出するバッテリ温度センサ７７の出力が接続されている。そして、実施例ではバッテリ５５の残量（蓄電量）やバッテリ５５の充電に関する情報（充電中であることの情報や充電完了時間、残充電時間等）、熱媒体温度Ｔｗやバッテリ温度Ｔｃｅｌｌは、バッテリコントローラ７３から車両通信バス６５を介して空調コントローラ４５や車両コントローラ７２に送信される。

尚、バッテリ５５の充電時における充電完了時間や残充電時間に関する情報は、急速充電器等の外部の充電器から供給される情報である。また、熱媒体温度Ｔｗは車両冷却系統６３を循環する熱媒体の温度であるので、以下の説明ではこれを本発明における車両冷却系統６３の温度として採用するが（実施例）、バッテリ温度Ｔｃｅｌｌを車両冷却系統の温度として採用してもよい（その場合は、Ｔｃｅｌｌを本発明の車両冷却系統の温度Ｔｗに置き換える）。

実施例では、上記熱媒体温度センサ７６は冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａを出た直後の熱媒体配管６６に設けられており、バッテリ温度センサ７７はバッテリ５５に設けられている。

ヒートポンプコントローラ３２と空調コントローラ４５は車両通信バス６５を介して相互にデータの送受信を行い、各センサの出力や空調操作部５３にて入力された設定に基づき、各機器を制御するものであるが、この場合の実施例では外気温度センサ３３、外気湿度センサ３４、ＨＶＡＣ吸込温度センサ３６、内気温度センサ３７、内気湿度センサ３８、室内ＣＯ₂濃度センサ３９、吹出温度センサ４１、日射センサ５１、車速センサ５２、空気流通路３に流入して当該空気流通路３内を流通する空気の風量Ｇａ（空調コントローラ４５が算出）、エアミックスダンパ２８による風量割合ＳＷ（空調コントローラ４５が算出）、室内送風機２７の電圧（ＢＬＶ）、前述したバッテリコントローラ７３からの情報、ＧＰＳナビゲーション装置７４からの情報、空調操作部５３の出力は空調コントローラ４５から車両通信バス６５を介してヒートポンプコントローラ３２に送信され、ヒートポンプコントローラ３２による制御に供される構成とされている。

また、ヒートポンプコントローラ３２からも冷媒回路Ｒの制御に関するデータ（情報）が車両通信バス６５を介して空調コントローラ４５に送信される。尚、前述したエアミックスダンパ２８による風量割合ＳＷは、０≦ＳＷ≦１の範囲で空調コントローラ４５が算出する。そして、ＳＷ＝１のときはエアミックスダンパ２８により、吸熱器９を経た空気の全てが放熱器４及び補助ヒータ２３に通風されることになる。

以上の構成で、次に実施例の車両用空気調和装置１の動作を説明する。この実施例では制御装置１１（空調コントローラ４５、ヒートポンプコントローラ３２）は、暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、及び、空調＋バッテリ冷却モードの各空調運転を切り換えて実行する。尚、実施例ではヒートポンプコントローラ３２は、機器温度調整装置６１の循環ポンプ６２を運転し、図３～図７に破線で示す如く熱媒体配管６６内に熱媒体を循環させるものとする。

（１）暖房モード
先ず、図３を参照しながら暖房モードについて説明する。尚、各機器の制御はヒートポンプコントローラ３２と空調コントローラ４５の協働により実行されるものであるが、以下の説明ではヒートポンプコントローラ３２を制御主体とし、簡略化して説明する。図３には暖房モードにおける冷媒回路Ｒの冷媒の流れ方（細実線矢印）を示している。ヒートポンプコントローラ３２により（オートモード）或いは空調コントローラ４５の空調操作部５３へのマニュアルの空調設定操作（マニュアルモード）により暖房モードが選択されると、ヒートポンプコントローラ３２は電磁弁２１を開き、電磁弁１７、電磁弁２０、電磁弁２２、電磁弁３５を閉じる。

そして、圧縮機２、及び、各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は室内送風機２７から吹き出された空気が放熱器４及び補助ヒータ２３に通風される割合を調整する状態とする。尚、補助膨張弁６８の制御について後に詳述する。

これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器４に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気が通風されるので、空気流通路３内の空気は放熱器４内の高温冷媒と熱交換して加熱される。一方、放熱器４内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化する。

放熱器４内で液化した冷媒は当該放熱器４を出た後、冷媒配管１３Ｅ、１３Ｊを経て室外膨張弁６に至る。室外膨張弁６に流入した冷媒はそこで減圧された後、室外熱交換器７に流入する。室外熱交換器７に流入した冷媒は蒸発し、走行により、或いは、室外送風機１５により通風される外気中から熱を汲み上げる（吸熱）。即ち、冷媒回路Ｒがヒートポンプとなる。そして、室外熱交換器７を出た低温の冷媒は冷媒配管１３Ａ及び冷媒配管１３Ｄ、電磁弁２１を経て冷媒配管１３Ｃに至り、更にこの冷媒配管１３Ｃを経てアキュムレータ１２に入り、そこで気液分離された後、冷媒配管１３Ｋからガス冷媒が圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。放熱器４にて加熱された空気は吹出口２９から吹き出されるので、これにより車室内の暖房が行われることになる。

ヒートポンプコントローラ３２は、車室内に吹き出される空気の目標温度（車室内に吹き出される空気の温度の目標値）である後述する目標吹出温度ＴＡＯから算出される目標ヒータ温度ＴＣＯ（放熱器４の目標温度）から目標放熱器圧力ＰＣＯを算出し、この目標放熱器圧力ＰＣＯと、放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器圧力Ｐｃｉ（冷媒回路Ｒの高圧圧力：パラメータ）に基づいて圧縮機２の回転数を制御すると共に、放熱器出口温度センサ４４が検出する放熱器４の冷媒出口温度Ｔｃｉ及び放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器圧力Ｐｃｉに基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御し、放熱器４の出口における冷媒の過冷却度を制御する。

また、ヒートポンプコントローラ３２は、必要とされる暖房能力に対して放熱器４による暖房能力（加熱能力）が不足する場合、この不足する分を補助ヒータ２３の発熱で補完する。これにより、低外気温時等にも車室内を支障無く暖房する。

（２）除湿暖房モード
次に、図４を参照しながら除湿暖房モードについて説明する。図４は除湿暖房モードにおける冷媒回路Ｒの冷媒の流れ方（細実線矢印）を示している。除湿暖房モードでは、ヒートポンプコントローラ３２は電磁弁２１、電磁弁２２、電磁弁３５を開き、電磁弁１７、電磁弁２０は閉じる。補助膨張弁６８については後に詳述する。そして、圧縮機２、及び、各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は室内送風機２７から吹き出された空気が放熱器４及び補助ヒータ２３に通風される割合を調整する状態とする。

これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器４に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気が通風されるので、空気流通路３内の空気は放熱器４内の高温冷媒と熱交換して加熱される。一方、放熱器４内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化する。

放熱器４内で液化した冷媒は放熱器４を出た後、冷媒配管１３Ｅを経て一部は冷媒配管１３Ｊに入り、室外膨張弁６に至る。室外膨張弁６に流入した冷媒はそこで減圧された後、室外熱交換器７に流入する。室外熱交換器７に流入した冷媒は蒸発し、走行により、或いは、室外送風機１５により通風される外気中から熱を汲み上げる（吸熱）。そして、室外熱交換器７を出た低温の冷媒は冷媒配管１３Ａ及び冷媒配管１３Ｄ、電磁弁２１を経て冷媒配管１３Ｃに至り、この冷媒配管１３Ｃを経てアキュムレータ１２に入り、そこで気液分離された後、ガス冷媒が冷媒配管１３Ｋから圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。

一方、放熱器４を経て冷媒配管１３Ｅを流れる凝縮冷媒の残りは分流され、この分流された冷媒が電磁弁２２を経て冷媒配管１３Ｆに流入し、冷媒配管１３Ｂに至る。次に、冷媒は室内膨張弁８に至り、この室内膨張弁８にて減圧された後、電磁弁３５を経て吸熱器９に流入し、蒸発する。このときに吸熱器９で生じる冷媒の吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。

吸熱器９で蒸発した冷媒は、冷媒配管１３Ｃに出て冷媒配管１３Ｄからの冷媒（室外熱交換器７からの冷媒）と合流した後、アキュムレータ１２を経て冷媒配管１３Ｋから圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９にて除湿された空気は放熱器４や補助ヒータ２３（発熱している場合）を通過する過程で再加熱されるので、これにより車室内の除湿暖房が行われることになる。

ヒートポンプコントローラ３２は、実施例では目標ヒータ温度ＴＣＯから算出される目標放熱器圧力ＰＣＯと放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器圧力Ｐｃｉ（冷媒回路Ｒの高圧圧力：パラメータ）に基づいて圧縮機２の回転数を制御するか、又は、吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度（吸熱器温度Ｔｅ：パラメータ）とその目標値である目標吸熱器温度ＴＥＯに基づいて圧縮機２の回転数を制御する。このとき、ヒートポンプコントローラ３２は放熱器圧力Ｐｃｉによるか吸熱器温度Ｔｅによるか、何れかの演算から得られる圧縮機目標回転数の低い方を選択して圧縮機２を制御する。また、吸熱器温度Ｔｅに基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御する。

また、ヒートポンプコントローラ３２は、この除湿暖房モードにおいても必要とされる暖房能力に対して放熱器４による暖房能力（加熱能力）が不足する場合、この不足する分を補助ヒータ２３の発熱で補完する。これにより、低外気温時等にも車室内を支障無く除湿暖房する。

（３）除湿冷房モード
次に、図５を参照しながら除湿冷房モードについて説明する。図５は除湿冷房モードにおける冷媒回路Ｒの冷媒の流れ方（細実線矢印）を示している。除湿冷房モードでは、ヒートポンプコントローラ３２は電磁弁１７、及び、電磁弁３５を開き、電磁弁２０、電磁弁２１、電磁弁２２を閉じる。補助膨張弁６８については後に詳述する。そして、圧縮機２、及び、各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は室内送風機２７から吹き出された空気が放熱器４及び補助ヒータ２３に通風される割合を調整する状態とする。

これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器４に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気が通風されるので、空気流通路３内の空気は放熱器４内の高温冷媒と熱交換して加熱される。一方、放熱器４内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化していく。

放熱器４を出た冷媒は冷媒配管１３Ｅ、１３Ｊを経て室外膨張弁６に至り、暖房モードや除湿暖房モードよりも開き気味（大きい弁開度の領域）で制御される室外膨張弁６を経て室外熱交換器７に流入する。室外熱交換器７に流入した冷媒はそこで走行により、或いは、室外送風機１５により通風される外気によって空冷され、凝縮する。室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａ、電磁弁１７、レシーバドライヤ部１４、過冷却部１６を経て冷媒配管１３Ｂに入り、逆止弁１８を経て室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、電磁弁３５を経て吸熱器９に流入し、蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着し、空気は冷却され、且つ、除湿される。

吸熱器９で蒸発した冷媒は、冷媒配管１３Ｃを経てアキュムレータ１２に至り、そこを経て冷媒配管１３Ｋから圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９にて冷却され、除湿された空気は放熱器４や補助ヒータ２３（発熱している場合）を通過する過程で再加熱（除湿暖房時よりも加熱能力は低い）されるので、これにより車室内の除湿冷房が行われることになる。

ヒートポンプコントローラ３２は吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度（吸熱器温度Ｔｅ：パラメータ）と吸熱器９の目標温度（吸熱器温度Ｔｅの目標値）である目標吸熱器温度ＴＥＯに基づき、吸熱器温度Ｔｅを目標吸熱器温度ＴＥＯにするように圧縮機２の回転数を制御すると共に、放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器圧力Ｐｃｉ（冷媒回路Ｒの高圧圧力）と目標放熱器圧力ＰＣＯ（放熱器圧力Ｐｃｉの目標値）に基づき、放熱器圧力Ｐｃｉを目標放熱器圧力ＰＣＯにするように室外膨張弁６の弁開度を制御することで放熱器４による必要なリヒート量（再加熱量）を得る。

また、ヒートポンプコントローラ３２は、この除湿冷房モードにおいても必要とされる暖房能力に対して放熱器４による暖房能力（再加熱能力）が不足する場合、この不足する分を補助ヒータ２３の発熱で補完する。これにより、車室内の温度を下げ過ぎること無く、除湿冷房する。

（４）冷房モード
次に、図６を参照しながら冷房モードについて説明する。図６は冷房モードにおける冷媒回路Ｒの冷媒の流れ方（細実線矢印）を示している。冷房モードでは、ヒートポンプコントローラ３２は電磁弁１７、電磁弁２０、及び、電磁弁３５を開き、電磁弁２１、電磁弁２２を閉じる。補助膨張弁６８については後に詳述する。そして、圧縮機２、及び、各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は室内送風機２７から吹き出された空気が放熱器４及び補助ヒータ２３に通風される割合を調整する状態とする。尚、補助ヒータ２３には通電されない。

これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器４に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気は通風されるものの、その割合は小さくなるので（冷房時のリヒート（再加熱）のみのため）、ここは殆ど通過するのみとなり、放熱器４を出た冷媒は冷媒配管１３Ｅを経て冷媒配管１３Ｊに至る。このとき電磁弁２０は開放されているので冷媒は電磁弁２０を通過し、そのまま室外熱交換器７に流入し、そこで走行により、或いは、室外送風機１５により通風される外気によって空冷され、凝縮液化する。

室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａ、電磁弁１７、レシーバドライヤ部１４、過冷却部１６を経て冷媒配管１３Ｂに入り、逆止弁１８を経て室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、電磁弁３５を経て吸熱器９に流入し、蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出されて吸熱器９と熱交換する空気は冷却される。

吸熱器９で蒸発した冷媒は、冷媒配管１３Ｃを経てアキュムレータ１２に至り、そこから冷媒配管１３Ｋを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９にて冷却された空気は吹出口２９から車室内に吹き出されるので、これにより車室内の冷房が行われることになる。この冷房モードにおいては、ヒートポンプコントローラ３２は吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度（吸熱器温度Ｔｅ：パラメータ）に基づいて圧縮機２の回転数を制御する。

（５）空調＋バッテリ冷却モード
次に、図７を参照しながら空調＋バッテリ冷却モードについて説明する。図７は空調＋バッテリ冷却モードにおける冷媒回路Ｒの冷媒の流れ方（実線矢印）を示している。空調＋バッテリ冷却モードでは、ヒートポンプコントローラ３２は電磁弁１７、電磁弁２０、電磁弁３５を開き、電磁弁２１、及び、電磁弁２２を閉じる。また、補助膨張弁６８を開いて冷媒を減圧する状態とし、三方弁７５は入口と一方の出口が連通された状態とする。

そして、圧縮機２、及び、各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は室内送風機２７から吹き出された空気が放熱器４及び補助ヒータ２３に通風される割合を調整する状態とする。尚、この運転モードでは補助ヒータ２３には通電されない。

これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器４に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気は通風されるものの、その割合は小さくなるので（冷房時のリヒート（再加熱）のみのため）、ここは殆ど通過するのみとなり、放熱器４を出た冷媒は冷媒配管１３Ｅを経て冷媒配管１３Ｊに至る。このとき電磁弁２０は開放されているので冷媒は電磁弁２０を通過し、そのまま室外熱交換器７に流入し、そこで走行により、或いは、室外送風機１５により通風される外気によって空冷され、凝縮液化する。

室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａに入る。この冷媒配管１３Ａに流入した冷媒は分流され、一部はそのまま冷媒配管１３Ａ、電磁弁１７、レシーバドライヤ部１４、過冷却部１６を経て冷媒配管１３Ｂに入る。この冷媒配管１３Ｂに流入した冷媒は、逆止弁１８を経て室内膨張弁８に至る。この室内膨張弁８に流入した冷媒はそこで減圧された後、電磁弁３５を経て吸熱器９に流入し、蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出されて吸熱器９と熱交換する空気は冷却される。

吸熱器９で蒸発した冷媒は、冷媒配管１３Ｃを経てアキュムレータ１２に至り、そこから冷媒配管１３Ｋを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９にて冷却された空気は吹出口２９から車室内に吹き出されるので、これにより車室内の冷房が行われることになる。

他方、冷媒配管１３Ａから冷媒配管１３Ｄに分流された残りの冷媒は、電磁弁２１が閉じているため、分岐配管６７に流入して補助膨張弁６８に至る。ここで冷媒は減圧された後、冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに流入し、そこで蒸発する。このときに吸熱作用を発揮する。この冷媒流路６４Ｂで蒸発した冷媒は、冷媒配管８０、三方弁７５、冷媒配管７１を順次経て冷媒配管１３Ｃに至り、吸熱器９からの冷媒と合流してアキュムレータ１２に入る。そして、アキュムレータ１２を経て冷媒配管１３Ｋから圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す（図７に細実線矢印で示す）。

一方、循環ポンプ６２が運転されているので、この循環ポンプ６２から吐出された熱媒体が熱媒体配管６６内を冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａに至り、そこで冷媒流路６４Ｂ内で蒸発する冷媒と熱交換し、吸熱されて熱媒体は冷却される。この冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａを出た熱媒体はバッテリ５５に至り、当該バッテリ５５と熱交換する。これにより、バッテリ５５は冷却されると共に、バッテリ５５を冷却した後の熱媒体は、循環ポンプ６２に吸い込まれる循環を繰り返す（図７に破線矢印で示す）。

この空調＋バッテリ冷却モードにおいては、ヒートポンプコントローラ３２は電磁弁３５を開いた状態を維持し、吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度（吸熱器温度Ｔｅ：パラメータ）に基づいて圧縮機２の回転数を制御する。また、実施例では熱媒体温度センサ７６が検出する熱媒体の温度（熱媒体温度Ｔｗ：バッテリコントローラ７３から送信される）に基づき、補助膨張弁６８の弁開度を制御し、熱媒体温度Ｔｗを当該熱媒体温度Ｔｗ（車両冷却系統６３の温度）の目標温度としての目標熱媒体温度ＴＷＯ（車両冷却系統６３の目標温度）に調整する。

（６）空調運転の切り換え
ヒートポンプコントローラ３２は下記式（Ｉ）から前述した目標吹出温度ＴＡＯを算出する。この目標吹出温度ＴＡＯは、吹出口２９から車室内に吹き出される空気の温度の目標値である。
ＴＡＯ＝（Ｔｓｅｔ－Ｔｉｎ）×Ｋ＋Ｔｂａｌ（ｆ（Ｔｓｅｔ、ＳＵＮ、Ｔａｍ））
・・（Ｉ）
ここで、Ｔｓｅｔは空調操作部５３で設定された車室内の設定温度、Ｔｉｎは内気温度センサ３７が検出する車室内空気の温度、Ｋは係数、Ｔｂａｌは設定温度Ｔｓｅｔや、日射センサ５１が検出する日射量ＳＵＮ、外気温度センサ３３が検出する外気温度Ｔａｍから算出されるバランス値である。そして、一般的に、この目標吹出温度ＴＡＯは外気温度Ｔａｍが低い程高く、外気温度Ｔａｍが上昇するに伴って低下する。

そして、ヒートポンプコントローラ３２は起動時には外気温度センサ３３が検出する外気温度Ｔａｍと目標吹出温度ＴＡＯとに基づいて上記各空調運転のうちの何れかの空調運転を選択する。また、起動後は外気温度Ｔａｍや目標吹出温度ＴＡＯ、熱媒体温度Ｔｗ等の運転条件や環境条件、設定条件の変化に応じ、前記各空調運転を選択して切り換えていく。

実施例の場合、空調＋バッテリ冷却モードへの移行は、バッテリコントローラ７３からのバッテリ冷却要求が入力されたことに基づいて実行される。この場合、バッテリコントローラ７３は実施例では熱媒体温度Ｔｗ、或いは、バッテリ温度Ｔｃｅｌｌが所定値（熱媒体温度Ｔｗの場合には後述する上限値ＴｗＵＬ）以上に上昇した場合、バッテリ５５（被温調対象）の冷却が必要であると判断し、バッテリ冷却要求を出力する。

このバッテリ冷却要求はヒートポンプコントローラ３２や空調コントローラ４５に送信され、ヒートポンプコントローラ３２はこのバッテリ冷却要求を受信して上述した空調＋バッテリ冷却モードに移行する。従って、本発明における車両冷却系統６３を冷却する必要がない状況とは、バッテリコントローラ７３からバッテリ冷却要求が出力されていない状況であるものとする。

（７）ヒートポンプコントローラ３２による車両冷却系統６３への冷房能力放出
ここで、前述した暖房モードでは、外気温度Ｔａｍが低くなると室外熱交換器７での外気からの吸熱だけでは冷媒回路Ｒの冷房能力が過剰な状態となり、圧縮機２の吸込冷媒温度Ｔｓが低くなる。吸込冷媒温度Ｔｓが低くなることは圧縮機２の吸込冷媒圧力が低くなることであるため、ヒートポンプコントローラ３２は圧縮機２の回転数を低下させる保護動作を実行することになり、そのため、放熱器４による車室内の暖房能力も低下し、補助ヒータ２３で補完しなければならなくなる。

また、前述した除湿暖房モードや除湿冷房モードでは、外気温度Ｔａｍが低くなると吸熱器温度Ｔｅが下がり易くなるため、やはり冷媒回路Ｒの冷房能力が過剰な状態となり、圧縮機２の回転数が低下して、放熱器４による車室内の暖房能力が低下し、同様に補助ヒータ２３で補完するか、他の運転モードに移行しなければならなくなる（例えば、除湿冷房モードから除湿暖房モードへ移行）。

（７－１）車両冷却系統６３への冷房能力放出動作（その１）
そこで、ヒートポンプコントローラ３２は暖房モード、除湿暖房モード及び除湿冷房モードを実行しているとき、バッテリコントローラ７３からバッテリ冷却要求が出力されておらず、車両冷却系統６３を冷却する必要がない状況において、熱媒体温度Ｔｗが目標熱媒体温度ＴＷＯの上下に設定された上限値ＴｗＵＬと下限値ＴｗＬＬのうちの下限値ＴｗＬＬより高い場合、特にこの実施例では余裕度を見て下限値ＴｗＬＬ＋ＤＦ１より高い場合、車両冷却系統６３に冷媒回路Ｒの冷房能力を放出する動作を実行する。尚、ＤＦ１は所定の余裕度である。以下、図８～図１０を参照しながら説明する。

ここで、ヒートポンプコントローラ３２は暖房モード、除湿暖房モード及び除湿冷房モードでは、下記式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）を用いて放熱器４に要求される要求暖房能力ＴＧＱｈと、放熱器４が発生可能な暖房能力Ｑｈｐｈを算出している。
ＴＧＱｈ＝（ＴＣＯ－Ｔｅ）×Ｃｐａ×ρ×Ｑａｉｒ ・・（ＩＩ）
Ｑｈｐｈ＝ｆ（Ｔａｍ、ＮＣ、ＢＬＶ、ＶＳＰ、ＦＡＮＶｏｕｔ、Ｔｅ）・（ＩＩＩ）
ここで、Ｔｅは吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度、ＴＣＯは目標ヒータ温度、Ｃｐａは放熱器４に流入する空気の比熱［ｋｊ／ｋｇ・Ｋ］、ρは放熱器４に流入する空気の密度（比体積）［ｋｇ／ｍ³］、Ｑａｉｒは放熱器４を通過する風量［ｍ³／ｈ］（室内送風機２７のブロワ電圧ＢＬＶなどから推定）、ＶＳＰは車速センサ５２から得られる車速、ＦＡＮＶｏｕｔは室外送風機１５の電圧である。

そして、ヒートポンプコントローラ３２は上記算出された要求暖房能力ＴＧＱｈに基づき、この実施例では要求暖房能力ＴＧＱｈの上下に所定の上限能力ＴＧＱｈ＋ＤＱ１と下限能力ＴＧＱｈ－ＤＱ２を設定する。尚、これらＤＱ１及びＤＱ２は所定のディファレンシャルである。次に、それらと暖房能力Ｑｈｐｈに基づき、暖房能力Ｑｈｐｈが下限能力ＴＧＱｈ－ＤＱ２以下となっている場合、ヒートポンプコントローラ３２は図８に示す如く補助膨張弁６８を開いて冷媒を減圧する状態とする。また、三方弁７５は入口と一方の出口を連通する状態とする。

これにより、図３～図５中の白抜き矢印で示す如く、暖房モードと除湿暖房モードでは室外熱交換器７から冷媒配管１３Ａに出て冷媒配管１３Ｄに入った冷媒が、分岐配管６７にも分流され、除湿冷房モードでは室外熱交換器７から冷媒配管１３Ａに出た冷媒が冷媒配管１３Ｄにも分流され、更に分岐配管６７に流入するようになる。

分岐配管６７に流入したこれらの冷媒は、補助膨張弁６８で減圧された後、冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに流入し、そこで蒸発する。この冷媒流路６４Ｂで蒸発した冷媒は、冷媒配管８０、三方弁７５、冷媒配管７１を順次経て冷媒配管１３Ｃに至り、吸熱器９からの冷媒と合流してアキュムレータ１２に入る。そして、アキュムレータ１２を経て冷媒配管１３Ｋから圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。

一方、循環ポンプ６２が運転されているので、この循環ポンプ６２から吐出された熱媒体が熱媒体配管６６内を冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａに至り、そこで冷媒流路６４Ｂ内で蒸発する冷媒と熱交換し、吸熱されて熱媒体は冷却される。これにより、冷媒回路Ｒの冷房能力が車両冷却系統６３の熱媒体に放出されることになる。この冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａを出た熱媒体はバッテリ５５に至り、当該バッテリ５５と熱交換するので、バッテリ５５は冷却される。このバッテリ５５を冷却した後の熱媒体は、循環ポンプ６２に吸い込まれる循環を繰り返す。

このような車両冷却系統６３への冷房能力の放出により、暖房モードでは吸込冷媒温度Ｔｓが下がり難くなり、除湿暖房モードや除湿冷房モードでは吸熱器温度Ｔｅが下がり難くなるので、圧縮機２の回転数を上げることができるようになり、放熱器４による暖房能力Ｑｈｐｈが上昇していく。これにより、補助ヒータ２３を発熱させる必要が無くなる。

その後、暖房能力Ｑｈｐｈが上限能力ＴＧＱｈ＋ＤＱ１まで上昇した場合、ヒートポンプコントローラ３２は補助膨張弁６８を全閉とする。これにより、分岐配管６９には冷媒は流れなくなるので、冷媒－熱媒体熱交換器６４における冷房能力の放出は停止される。そして、暖房能力Ｑｈｐｈが下限能力ＴＧＱｈ－ＤＱ２まで再び低下した場合は、補助膨張弁６８を開いて冷媒－熱媒体熱交換器６４における冷房能力の放出を再開する。以後、これを繰り返す（図８）。

このように、車両冷却系統６３の熱媒体と冷媒を熱交換させるための冷媒－熱媒体熱交換器６４を設け、ヒートポンプコントローラ３２が、放熱器４により車室内を暖房する暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モードの場合、車両冷却系統６３を冷却する必要がない状況においても、冷媒－熱媒体熱交換器６４にて車両冷却系統６３に冷房能力を放出するようにしたので、例えば外気温度Ｔａｍが低い環境下において、冷房能力が過剰となる場合に、車両冷却系統６３にこの過剰な冷房能力を放出させて、車室内の暖房能力の低下を回避することが可能となる。これにより、除湿暖房モードや除湿冷房モードの可能範囲を拡大することができる。また、暖房モードや除湿暖房モード、除湿冷房モードでは補助ヒータ２３を発熱させる必要性を低くし、或いは、解消して省エネルギーに寄与しながら、快適な車室内空調を実現することができるようになる。

この場合、熱媒体温度Ｔｗが目標熱媒体温度ＴＷＯの下側に設定された所定の下限値ＴｗＬＬより高い場合に、冷房－熱媒体熱交換器６４にて車両冷却系統６３に冷房能力を放出するようにしているので、車両冷却系統６３（バッテリ５５）を冷却する必要はないが、冷却しても支障がない状況を利用して、車両冷却系統６３に冷房能力を放出することができるようになる。

特に、実施例の如く熱媒体温度Ｔｗが下限値ＴｗＬＬ＋ＤＦ１（所定の余裕度）より高い場合、冷媒－熱媒体熱交換器６４にて車両冷却系統６３に冷房能力を放出するようにすれば、熱媒体温度Ｔｗの下限値ＴｗＬＬまで余裕を持って、冷房能力の放出を行うことができるようになる。

また、実施例では放熱器４に要求される要求暖房能力ＴＧＱｈと放熱器４が発生する暖房能力Ｑｈｐｈに基づき、冷媒－熱媒体熱交換器６４における冷房能力の放出を制御するようにしているので、要求暖房能力ＴＧＱｈに対して放熱器４が発生する暖房能力Ｑｈｐｈが不足する場合に車両冷却系統６３を利用して冷房能力を放出し、暖房能力の向上を図ることが可能となる。

特に、この実施例の如く要求暖房能力ＴＧＱｈの上下に設定した所定の上限能力ＴＧＱｈ＋ＤＱ１及び下限能力ＴＧＱｈ－ＤＱ２と暖房能力Ｑｈｐｈに基づき、暖房能力Ｑｈｐｈが下限能力ＴＧＱｈ－ＤＱ２まで低下した場合、冷媒－熱媒体熱交換器６４における冷房能力の放出を開始し、暖房能力Ｑｈｐｈが上限能力ＴＧＱｈ＋ＤＱ１まで上昇した場合、冷媒－熱媒体熱交換器６４における冷房能力の放出を停止するようにすれば、車両冷却系統６３への冷房能力の放出を適切に制御して、暖房能力Ｑｈｐｈが要求暖房能力ＴＧＱｈを満足する状態とすることができるようになる。

（７－２）冷房能力放出制限動作（その１）
上述のような要求暖房能力ＴＧＱｈと暖房能力Ｑｈｐｈに基づいた冷房能力放出の制御により、見かけ上、目標熱媒体温度ＴＷＯが下限値ＴｗＬＬ＋ＤＦ１に下げられたことになる（図８に矢印で示す）。しかしながら、冷媒－熱媒体熱交換器６４における車両冷却系統６３への冷房能力放出中に、図９に示す如く熱媒体温度Ｔｗが下限値ＴｗＬＬ＋ＤＦ１以下になってしまった場合、ヒートポンプコントローラ３２は冷房能力放出制限動作を実行する。

この冷房能力放出制限動作では、ヒートポンプコントローラ３２は図９に示す如く目標熱媒体温度ＴＷＯと下限値ＴｗＬＬ＋ＤＦ１の間に所定の第１の閾値ＤＦ２とこの第１の閾値ＤＦ２より高い第２の閾値ＤＦ３を設定する。そして、先ず熱媒体温度Ｔｗが下限値ＴｗＬＬ＋ＤＦ１以下になった場合、暖房能力Ｑｈｐｈの値にかかわらず、補助膨張弁６８を全閉として冷媒－熱媒体熱交換器６４における冷房能力の放出を停止する。

その後、熱媒体温度Ｔｗが第２の閾値ＤＦ３まで上昇した場合、ヒートポンプコントローラ３２は補助膨張弁６８を開いて冷媒－熱媒体熱交換器６４における冷房能力の放出を再開する。そして、熱媒体温度Ｔｗが第１の閾値ＤＦ２まで低下した場合、補助膨張弁６８を全閉として冷媒－熱媒体熱交換器６４における冷房能力の放出を停止する。以後、これを繰り返すことにより、冷媒－熱媒体熱交換器６４における冷房能力の放出を制限し、要求暖房能力ＴＧＱｈと暖房能力Ｑｈｐｈにより冷媒－熱媒体熱交換器６４における冷房能力の放出を制御しているうちに、熱媒体温度Ｔｗが下限値ＴｗＬＬまで下がってしまう不都合を回避する。

特に、この実施例のように目標熱媒体温度ＴＷＯと下限値ＴｗＬＬ＋ＤＦ１の間に第１の閾値ＤＦ２と、この第１の閾値ＤＦ２より高い第２の閾値ＤＦ３を設定し、暖房能力Ｑｈｐｈにかかわらず、熱媒体温度Ｔｗが、第１の閾値ＤＦ２まで低下した場合、冷媒－熱媒体熱交換器６４における冷房能力の放出を停止し、第２の閾値ＤＦ３まで上昇した場合、冷媒－熱媒体熱交換器６４における冷房能力の放出を開始することにより、熱媒体温度Ｔｗを目標熱媒体温度ＴＷＯと下限値ＴｗＬＬ＋ＤＦ１の間に維持することができるようになる。

（７－３）車両冷却系統６３への冷房能力放出動作（その２）
尚、前記（７－１）の冷房能力放出動作は、補助膨張弁６８を機械式の膨張弁と電磁弁の組み合わせで構成しても実行可能である。しかしながら、実施例では補助膨張弁６８を電動弁にて構成しているので、上記（７－１）の冷房能力放出動作に限らず、補助膨張弁６８の弁開度を、要求暖房能力ＴＧＱｈと暖房能力Ｑｈｐｈに基づいて制御するようにしてもよい。

その場合、ヒートポンプコントローラ３２は、要求暖房能力ＴＧＱｈと暖房能力Ｑｈｐｈとの差に基づき、暖房能力Ｑｈｐｈを要求暖房能力ＴＧＱｈとするように、ＰＩＤ演算等によって補助膨張弁６８の弁開度を連続的に調整することで、冷媒－熱媒体熱交換器６４における冷房能力の放出をフィードバック制御する。それにより、暖房能力Ｑｈｐｈを要求暖房能力ＴＧＱｈに制御する。

このように、要求暖房能力ＴＧＱｈと暖房能力Ｑｈｐｈとの差に基づき、暖房能力Ｑｈｐｈを要求暖房能力ＴＧＱｈとするよう、冷媒－熱媒体熱交換器６４における冷房能力の放出をフィードバック制御するようにすれば、車両冷却系統６３への冷房能力の放出を円滑に制御して、暖房能力Ｑｈｐｈを要求暖房能力ＴＧＱｈとすることができるようになる。

（７－４）冷房能力放出制限動作（その２）
上記（７－３）の冷房能力放出動作中に熱媒体温度Ｔｗが下限値ＴｗＬＬ＋ＤＦ１以下になってしまった場合も、ヒートポンプコントローラ３２は冷房能力放出制限動作を実行する。この場合の冷房能力放出制限動作では、ヒートポンプコントローラ３２は下限値ＴｗＬＬ＋ＤＦ１と熱媒体温度Ｔｗとの差に基づき、暖房能力Ｑｈｐｈにかかわらず、熱媒体温度Ｔｗを下限値ＴｗＬＬ＋ＤＦ１とするよう、補助膨張弁６８の弁開度を調整して、冷媒－熱媒体熱交換器６４における冷房能力の放出を連続的にフィードバック制御する。これにより、冷媒－熱媒体熱交換器６４における冷房能力の放出が制限され、熱媒体温度Ｔｗは下限値ＴｗＬＬより所定の余裕度ＤＦ１だけ高い値に円滑に制御されるようになる。

（７－５）冷房能力放出制限の解除
前記（７－２）や（７－４）のようにヒートポンプコントローラ３２が冷媒－熱媒体熱交換器６４における冷房能力の放出を制限しているときに、図１０に示す如く暖房能力Ｑｈｐｈが、要求暖房能力ＴＧＱｈの上側に設定した上限能力ＴＧＱｈ＋ＤＱ１まで上昇した場合、ヒートポンプコントローラ３２は冷媒－熱媒体熱交換器６４における冷房能力の放出制限を解除する。

暖房能力Ｑｈｐｈが上限能力ＴＧＱｈ＋ＤＱ１まで上昇したということは、冷房能力の放出が必要無くなったということである。実施例のように暖房能力Ｑｈｐｈが上限能力ＴＧＱｈ＋ＤＱ１まで上昇したことで冷房能力の放出制限を解除するようにすることで、車両冷却系統６３の冷却が行われなくなることに応じて、支障無く冷房能力の放出制限を解除することができるようになる。

（８）ヒートポンプコントローラ３２による車両冷却系統６３への暖房能力放出
一方、吸熱器９により車室内を冷房する冷房モードでは、室外熱交換器７での暖房能力の放出だけでは車室内の冷房能力が不足してしまう場合もある。

（８－１）車両冷却系統６３への暖房能力放出動作（その１）
そこで、ヒートポンプコントローラ３２は冷房モードを実行しているとき、バッテリコントローラ７３からバッテリ冷却要求が出力されておらず、車両冷却系統６３を冷却する必要がない状況において、熱媒体温度Ｔｗが目標熱媒体温度ＴＷＯの上下に設定された上限値ＴｗＵＬと下限値ＴｗＬＬのうちの上限値ＴｗＵＬより低い場合、特にこの実施例では余裕度を見て上限値ＴｗＵＬ－ＤＦ４より低い場合、車両冷却系統６３に冷媒回路Ｒの暖房能力を放出する動作を実行する。尚、ＤＦ４は所定の余裕度である。以下、図１１～図１４を参照しながら説明する。

ここで、ヒートポンプコントローラ３２は冷房モードでは、例えば下記式（ＩＶ）、（Ｖ）を用いて吸熱器９に要求される要求冷房能力ＴＧＱｃと、吸熱器９が発生可能な冷房能力Ｑｈｐｃを算出している。
ＴＧＱｃ＝｛ｆ（Ｔｅｉｎ、ＨｕｍＴｅｉｎ）－ｆ（ＴＥＯ、ＨｕｍＴＥＯ）｝×Ｇａ ・・（ＩＶ）
Ｑｈｐｃ＝｛ｆ（Ｔｅｉｎ、ＨｕｍＴｅｉｎ）－ｆ（Ｔｅ、ＨｕｍＴｅ）｝×Ｇａ
・・（Ｖ）
ここで、式（ＩＶ）、（Ｖ）中のｆは空気温度湿度から比エンタルピー［ｋＪ／ｋｇ］を算出する関数であり、Ｔｅｉｎは吸熱器９の前の空気温度（ＨＶＡＣ吸入温度）［℃］、ＨｕｍＴｅｉｎは吸熱器９の前の空気湿度（ＨＶＡＣ吸入湿度）［％ＲＨ］（ＨｕｍＴｅｉｎはＨＶＡＣユニット１０が内気給気、外気給気によって変わる）、ＨｕｍＴＥＯは目標吸熱器出口湿度（目標車室内空気湿度）［％ＲＨ］、ＨｕｍＴｅは吸熱器出口湿度（車室内空気湿度）［％ＲＨ］であり、これらは車両コントローラ７２から受信する。また、Ｇａは空気流通路３内を流通する空気の風量である。目標吸熱器温度ＴＥＯは外気温度Ｔａｍとの関係でヒートポンプコントローラ３２に予めデータテーブルが設定されている。

そして、ヒートポンプコントローラ３２は上記算出された要求冷房能力ＴＧＱｃに基づき、この実施例では要求冷房能力ＴＧＱｃの上下に所定の上限能力ＴＧＱｃ＋ＤＱ３と下限能力ＴＧＱｃ－ＤＱ４を設定する。尚、これらＤＱ３及びＤＱ４は所定のディファレンシャルである。次に、それらと冷房能力Ｑｈｐｃに基づき、冷房能力Ｑｈｐｃが下限能力ＴＧＱｃ－ＤＱ４以下となっている場合、ヒートポンプコントローラ３２は図１１に示す如く補助膨張弁６８を全開とする。また、三方弁７５は入口と他方の出口を連通する状態とする。

これにより、図６中の白抜き矢印で示す如く室外熱交換器７から冷媒配管１３Ａに出た冷媒が冷媒配管１３Ｄにも分流され、更に分岐配管６７に流入するようになる。分岐配管６７に流入した冷媒は、補助膨張弁６８をそのまま通過した後、冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに流入し、そこで放熱する。この冷媒流路６４Ｂで放熱した冷媒は、冷媒配管８０、三方弁７５、冷媒配管７０を順次経て冷媒配管１３Ｆに至り、更に冷媒配管１３Ｂに流入して過冷却部１６からの冷媒と合流する。

冷媒は前述同様に室内膨張弁８で減圧された後、電磁弁３５を経て吸熱器９に入り、そこで蒸発する。吸熱器９で蒸発した冷媒は冷媒配管１３Ｃ、アキュムレータ１２を経て冷媒配管１３Ｋから圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。

一方、循環ポンプ６２が運転されているので、この循環ポンプ６２から吐出された熱媒体が熱媒体配管６６内を冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａに至り、そこで冷媒流路６４Ｂ内で放熱する冷媒と熱交換し、熱媒体は加熱される。これにより、冷媒回路Ｒの暖房能力が車両冷却系統６３の熱媒体に放出されることになる。この冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａを出た熱媒体はバッテリ５５に至り、当該バッテリ５５と熱交換するので、バッテリ５５は加熱されることになる。このバッテリ５５を加熱した後の熱媒体は、循環ポンプ６２に吸い込まれる循環を繰り返す。

このような車両冷却系統６３への暖房能力の放出により、冷房モードでは図１２のｐ－ｈ線図中にＸ１で示す如くエンタルピー差を取ることができるようになり、吸熱器９による冷房能力Ｑｈｐｃが上昇する。

その後、冷房能力Ｑｈｐｃが上限能力ＴＧＱｃ＋ＤＱ３まで上昇した場合、ヒートポンプコントローラ３２は補助膨張弁６８を全閉とする。これにより、分岐配管６９には冷媒は流れなくなるので、冷媒－熱媒体熱交換器６４における暖房能力の放出は停止される。そして、冷房能力Ｑｈｐｃが下限能力ＴＧＱｃ－ＤＱ４まで再び低下した場合は、補助膨張弁６８を全開として冷媒－熱媒体熱交換器６４における暖房能力の放出を再開する。以後、これを繰り返す（図１１）。

このように、車両冷却系統６３の熱媒体と冷媒を熱交換させるための冷媒－熱媒体熱交換器６４を設け、ヒートポンプコントローラ３２が、吸熱器９により車室内を冷房する冷房モードの場合、車両冷却系統６３を冷却する必要がない状況において、冷媒－熱媒体熱交換器６４にて車両冷却系統６３に暖房能力を放出するようにしたので、室外熱交換器７のみでは暖房能力が過剰となる場合に、車両冷却系統６３にこの過剰な暖房能力を放出させて、車室内の冷房能力の低下を回避することが可能となる。これにより、車室内の冷房能力を向上させ、快適な車室内空調を実現することができるようになる。

この場合、熱媒体温度Ｔｗが目標熱媒体温度ＴＷＯの上側に設定された所定の上限値ＴｗＵＬより低い場合、冷媒－熱媒体熱交換器６４にて車両冷却系統６３に暖房能力を放出するようにしているので、車両冷却系統６３（バッテリ５５）を冷却する必要は無く、且つ、加熱しても支障がない状況を利用して、車両冷却系統６３に暖房能力を放出することができるようになる。

特に、実施例の如く熱媒体温度Ｔｗが上限値ＴｗＵＬ－ＤＦ４（所定の余裕度）より低い場合、冷媒－熱媒体熱交換器６４にて車両冷却系統６３に暖房能力を放出するようにすれば、熱媒体温度Ｔｗの上限値ＴｗＵＬまで余裕を持って、暖房能力の放出を行うことができるようになる。

また、実施例では吸熱器９に要求される要求冷房能力ＴＧＱｃと吸熱器９が発生する冷房能力Ｑｈｐｃに基づき、冷媒－熱媒体熱交換器６４における暖房能力の放出を制御するようにしているので、要求冷房能力ＴＧＱｃに対して吸熱器９が発生する冷房能力Ｑｈｐｃが不足する場合に車両冷却系統６３を利用して暖房能力を放出し、冷房能力の向上を図ることが可能となる。

特に、この実施例の如く要求冷房能力ＴＧＱｃの上下に設定した所定の上限能力ＴＧＱｃ＋ＤＱ３及び下限能力ＴＧＱｃ－ＤＱ４と冷房能力Ｑｈｐｃに基づき、冷房能力Ｑｈｐｃが下限能力ＴＧＱｃ－ＤＱ４まで低下した場合、冷媒－熱媒体熱交換器６４における暖房能力の放出を開始し、冷房能力Ｑｈｐｃが上限能力ＴＧＱｃ＋ＤＱ３まで上昇した場合、冷媒－熱媒体熱交換器６４における暖房能力の放出を停止するようにすれば、車両冷却系統６３への暖房能力の放出を適切に制御して、冷房能力Ｑｈｐｃが要求冷房能力ＴＧＱｃを満足する状態とすることができるようになる。

（８－２）暖房能力放出制限動作（その１）
上述のような要求冷房能力ＴＧＱｃと冷房能力Ｑｈｐｃに基づく冷媒－熱媒体熱交換器６４における暖房能力放出中に、図１３に示す如く熱媒体温度Ｔｗが上限値ＴｗＵＬ－ＤＦ４以上になってしまった場合、ヒートポンプコントローラ３２は暖房能力放出制限動作を実行する。

この暖房能力放出制限動作では、ヒートポンプコントローラ３２は図１３に示す如く目標熱媒体温度ＴＷＯと上限値ＴｗＵＬ－ＤＦ４の間に所定の第１の閾値ＤＦ５とこの第１の閾値ＤＦ５より低い第２の閾値ＤＦ６を設定する。そして、先ず熱媒体温度Ｔｗが上限値ＴｗＵＬ－ＤＦ４以上になった場合、冷房能力Ｑｈｐｃの値にかかわらず、補助膨張弁６８を全閉として冷媒－熱媒体熱交換器６４における暖房能力の放出を停止する。

その後、熱媒体温度Ｔｗが第２の閾値ＤＦ６まで低下した場合、ヒートポンプコントローラ３２は補助膨張弁６８を全開として冷媒－熱媒体熱交換器６４における暖房能力の放出を再開する。そして、熱媒体温度Ｔｗが第１の閾値ＤＦ５まで上昇した場合、補助膨張弁６８を全閉として冷媒－熱媒体熱交換器６４における暖房能力の放出を停止する。以後、これを繰り返すことにより、冷媒－熱媒体熱交換器６４における暖房能力の放出を制限し、要求冷房能力ＴＧＱｃと冷房能力Ｑｈｐｃにより冷媒－熱媒体熱交換器６４における暖房能力の放出を制御しているうちに、熱媒体温度Ｔｗが上限値ＴｗＵＬまで上がってしまう不都合を回避する。

特に、この実施例のように目標熱媒体温度ＴＷＯと上限値ＴｗＵＬ－ＤＦ４の間に第１の閾値ＤＦ５と、この第１の閾値ＤＦ５より低い第２の閾値ＤＦ６を設定し、冷房能力Ｑｈｐｃにかかわらず、熱媒体温度Ｔｗが、第１の閾値ＤＦ５まで上昇した場合、冷媒－熱媒体熱交換器６４における暖房能力の放出を停止し、第２の閾値ＤＦ６まで低下した場合、冷媒－熱媒体熱交換器６４における暖房能力の放出を開始することにより、熱媒体温度Ｔｗを目標熱媒体温度ＴＷＯと上限値ＴｗＵＬ－ＤＦ４の間に維持することができるようになる。

（８－３）車両冷却系統６３への暖房能力放出動作（その２）
尚、前記（８－１）の暖房能力放出動作は、補助膨張弁６８を開閉のみが可能な電磁弁で構成しても実行可能である。しかしながら、実施例では補助膨張弁６８を電動弁にて構成しているので、上記（８－１）の暖房能力放出動作に限らず、補助膨張弁６８の弁開度を、要求冷房能力ＴＧＱｃと冷房能力Ｑｈｐｃに基づいて制御するようにしてもよい。

その場合、ヒートポンプコントローラ３２は、要求冷房能力ＴＧＱｃと冷房能力Ｑｈｐｃとの差に基づき、冷房能力Ｑｈｐｃを要求冷房能力ＴＧＱｃとするように、ＰＩＤ演算等によって補助膨張弁６８の弁開度を連続的に調整することで、冷媒－熱媒体熱交換器６４における暖房能力の放出をフィードバック制御する。尚、実際には補助膨張弁６８の弁開度は大きい領域（開き気味）で制御される。それにより、冷房能力Ｑｈｐｃを要求冷房能力ＴＧＱｃに制御する。

このように、要求冷房能力ＴＧＱｃと冷房能力Ｑｈｐｃとの差に基づき、冷房能力Ｑｈｐｃを要求冷房能力ＴＧＱｃとするよう、冷媒－熱媒体熱交換器６４における暖房能力の放出をフィードバック制御するようにすれば、車両冷却系統６３への暖房能力の放出を円滑に制御して、冷房能力Ｑｈｐｃを要求冷房能力ＴＧＱｃとすることができるようになる。

（８－４）暖房能力放出制限動作（その２）
上記（８－３）の暖房能力放出動作中に熱媒体温度Ｔｗが上限値ＴｗＵＬ－ＤＦ４以上になってしまった場合も、ヒートポンプコントローラ３２は暖房能力放出制限動作を実行する。この場合の暖房能力放出制限動作では、ヒートポンプコントローラ３２は上限値ＴｗＵＬ－ＤＦ４と熱媒体温度Ｔｗとの差に基づき、冷房能力Ｑｈｐｃにかかわらず、熱媒体温度Ｔｗを上限値ＴｗＵＬ－ＤＦ４とするよう、補助膨張弁６８の弁開度を調整して、冷媒－熱媒体熱交換器６４における暖房能力の放出を連続的にフィードバック制御する。これにより、冷媒－熱媒体熱交換器６４における暖房能力の放出が制限され、熱媒体温度Ｔｗは上限値ＴｗＵＬより所定の余裕度ＤＦ４だけ低い値に円滑に制御されるようになる。

（８－５）暖房能力放出制限の解除
前記（８－２）や（８－４）のようにヒートポンプコントローラ３２が冷媒－熱媒体熱交換器６４における暖房能力の放出を制限しているときに、図１４に示す如く冷房能力Ｑｈｐｃが、要求冷房能力ＴＧＱｃの上側に設定した上限能力ＴＧＱｃ＋ＤＱ３まで上昇した場合、ヒートポンプコントローラ３２は冷媒－熱媒体熱交換器６４における暖房能力の放出制限を解除する。

冷房能力Ｑｈｐｃが上限能力ＴＧＱｃ＋ＤＱ３まで上昇したということは、暖房能力の放出が必要無くなったということである。実施例のように冷房能力Ｑｈｐｃが上限能力ＴＧＱｃ＋ＤＱ３まで上昇したことで暖房能力の放出制限を解除するようにすることで、車両冷却系統６３の加熱が行われなくなることに応じて、支障無く暖房能力の放出制限を解除することができるようになる。

次に、図１５に本発明の車両用空気調和装置１の他の実施例の構成を示す。尚、図１中と同一符号で示すものは同一若しくは同様の機能を奏するものとする。この実施例の場合、車両には車両冷却系統６３から独立した熱交換器（独立熱交換器８１と称する）を設けている。また、車両冷却系統６３には切換装置としての二つの三方弁８２、８３を設け、独立熱交換器８１と、車両冷却系統６３のバッテリ５５、循環ポンプ６２、冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａ、各三方弁８２、８３を熱媒体配管６６Ａ～６６Ｌで接続している。

この場合、独立熱交換器８１はバッテリ５５とは熱交換関係に無く、車室外の空気と熱交換するように配置されている。また、循環ポンプ６２の吐出側の熱媒体配管６６Ａは熱媒体配管６６Ｂと熱媒体配管６６Ｄに分岐しており、一方の熱媒体配管６６Ｂは独立熱交換器８１の入口に接続され、他方の熱媒体配管６６Ｄは三方弁８２の一方の入口に接続されている。また、独立熱交換器８１の出口には熱媒体配管６６Ｃが一端が接続され、この熱媒体配管６６Ｃの他端は三方弁８２の他方の入口に接続されている。

この三方弁８２の出口には熱媒体配管６６Ｅの一端が接続され、熱媒体配管６６Ｅの他端は冷媒－熱媒体熱交換器６４（能力放出用熱交換器）の熱媒体流路６４Ａの入口接続されている。この熱媒体流路６４Ａの出口には熱媒体配管６６Ｆの一端が接続され、熱媒体配管６６Ｆの他端は三方弁８３の入口に接続されている。この三方弁８３の一方の出口には熱媒体配管６６Ｇの一端が接続され、熱媒体配管６６Ｇの他端はバッテリ５５（被温調対象）の入口に接続されている。

バッテリ５５の出口には熱媒体配管６６Ｈの一端が接続され、熱媒体配管６６Ｈの他端は熱媒体配管６６Ｋの一端に接続されている。尚、この熱媒体配管６６Ｋの他端は循環ポンプ６２の吸込側に接続されており、更に熱媒体配管６６Ｋの入口には、一端が三方弁８３の他方の出口に接続された熱媒体配管６６Ｌの他端が接続されている。そして、上記三方弁８２、８３もヒートポンプコントローラ３２により制御されるものとする。

以上の構成で、ヒートポンプコントローラ３２は常には三方弁８２の一方の入口と出口を連通し、三方弁８３の入口と一方の出口を連通する状態とし、循環ポンプ６２を運転する。これにより、循環ポンプ６２から吐出された熱媒体は熱媒体配管６６Ａ、熱媒体配管６６Ｄ、三方弁８２、熱媒体配管６６Ｅを順次経て冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａに流入する。そして、この冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａを出た熱媒体は、熱媒体配管６６Ｆ、三方弁８３、熱媒体配管６６Ｇを順次経てバッテリ５５に至り、バッテリ５５と熱交換した後、熱媒体配管６６Ｈ、熱媒体配管６６Ｋを順次経て循環ポンプ６２に吸い込まれる循環を行うようになる（図１５中破線矢印で示す）。

そして、冷媒回路Ｒの冷房能力や暖房能力を車両冷却系統６３のバッテリ５５に放出する場合には、前述した実施例の如く補助膨張弁６８を開いて冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂで冷媒を吸熱させ、或いは、放熱させる。これにより、この実施例においても、前述した実施例と同様に冷媒回路Ｒの冷房能力や暖房能力を車両冷却系統６３のバッテリ５５に放出することができる。

ここで、前述した実施例では暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モードにおいて、熱媒体温度Ｔｗが下限値ＴｗＬＬ＋ＤＦ１より高い場合、冷房能力の放出を行い、その後、熱媒体温度Ｔｗが下限値ＴｗＬＬ＋ＤＦ１以下になったときには、冷房能力の放出を制限していた。また、冷房モードにおいて、熱媒体温度Ｔｗが上限値ＴｗＵＬ－ＤＦ３より低い場合、暖房能力の放出を行い、その後、熱媒体温度Ｔｗが上限値ＴｗＵＬ－ＤＦ３以上になったときには、暖房能力の放出を制限していた。

しかしながら、この実施例では車両に独立熱交換器８１を設けているので、例えば前述した実施例のような冷房能力や暖房能力の放出開始条件を廃し、例えば暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モードにおいて、熱媒体温度Ｔｗが下限値ＴｗＬＬ＋ＤＦ１以下であっても、例えば、暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モードにおいて、放熱器４の暖房能力Ｑｈｐｈが下限能力ＴＧＱｈ－ＤＱ２以下となっている場合、ヒートポンプコントローラ３２は補助膨張弁６８を開いて冷媒を減圧する状態とする。また、冷房モードにおいて、熱媒体温度Ｔｗが上限値ＴｗＵＬ－ＤＦ３以上であっても、吸熱器９の冷房能力Ｑｈｐｃが下限能力ＴＧＱｃ－ＤＱ４以下となっている場合、ヒートポンプコントローラ３２は補助膨張弁６８を全開とする。

更に、ヒートポンプコントローラ３２は、三方弁８２及び８３を切り換え、三方弁８２の他方の入口と出口が連通し、三方弁８３の入口と他方の出口が連通する状態とする。これにより、循環ポンプ６２から吐出された熱媒体は熱媒体配管６６Ａ、熱媒体配管６６Ｂを経て独立熱交換器８１に流入し、そこで外気と熱交換するようになる。そして、独立熱交換器８１を出た熱媒体は、熱媒体配管６６Ｃ、三方弁８２、熱媒体配管６６Ｅを順次経て冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａに流入する。

この冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａで冷媒と熱交換した熱媒体は、熱媒体配管６６Ｆ、三方弁８３、熱媒体配管６６Ｌ、熱媒体配管６６Ｋを順次経て循環ポンプ６２に吸い込まれる循環を行うようになる（図１５中太実線矢印で示す）。これにより、冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂを流れる冷媒は、熱媒体流路６４Ａを流れる熱媒体を介して、独立熱交換器８１において車室外の空気と熱交換することになり、冷媒回路Ｒの冷房能力や暖房能力は、冷媒－熱媒体熱交換器６４から熱媒体により、車両冷却系統６３のバッテリ５５では無く、独立熱交換器８１に搬送され、この独立熱交換器８１で外気中に放出されるようになる。

この実施例の如く車室外の空気と冷媒を熱媒体を介して熱交換させるための独立熱交換器８１と、冷房能力や暖房能力を車両冷却系統６３のバッテリ５５に放出するか、独立熱交換器８１を介して車室外の空気に放出するかを切り換えるための三方弁８２、８３を設け、ヒートポンプコントローラ３２が熱媒体温度Ｔｗに応じて三方弁８２、８３を切換制御するようにすれば、熱媒体温度Ｔｗにより、冷房能力や暖房能力を車両冷却系統６３のバッテリ５５に放出することができなくなった場合にも、独立熱交換器８１を利用して車室外の空気に冷房能力や暖房能力を放出することができるようになる。

尚、各実施例では熱媒体を循環させてバッテリ５５や独立熱交換器８１に冷房能力や暖房能力の放出を行うようにしたが、それに限らず、冷媒とバッテリ５５、或いは、冷媒と独立熱交換器８１を直接熱交換させる能力放出用熱交換器を設けてもよい。その場合には、バッテリ温度Ｔｃｅｌｌが車両冷却系統の温度（Ｔｗ）となる。

また、実施例で説明した冷媒回路Ｒや車両冷却系統６３の構成は、それらに限定されるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であることは云うまでもない。

１ 車両用空気調和装置
２ 圧縮機
３ 空気流通路
４ 放熱器（室内熱交換器）
６ 室外膨張弁
７ 室外熱交換器
８ 室内膨張弁
９ 吸熱器（室内熱交換器）
１１ 制御装置
２３ 補助ヒータ
３２ ヒートポンプコントローラ（制御装置の一部を構成）
４５ 空調コントローラ（制御装置の一部を構成）
５５ バッテリ（被温調対象）
６１ 機器温度調整装置
６３ 車両冷却系統
６４ 冷媒－熱媒体熱交換器（能力放出用熱交換器）
６８ 補助膨張弁
８１ 独立熱交換器
８２、８３ 三方弁（切換装置）
Ｒ 冷媒回路

Claims (21)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
   車室内に供給する空気と前記冷媒を熱交換させるための室内熱交換器と、
   車室外に設けられた室外熱交換器と、
   制御装置を備えて前記車室内を空調する車両用空気調和装置において、
   車両冷却系統と前記冷媒を熱交換させるための能力放出用熱交換器を備え、
   前記制御装置は、前記室内熱交換器により前記車室内を暖房する場合、前記車両冷却系統を冷却する必要がない状況において、前記能力放出用熱交換器にて前記車両冷却系統に冷房能力を放出することを特徴とする車両用空気調和装置。
2. 前記制御装置は、前記車両冷却系統の温度Ｔｗが、当該車両冷却系統の所定の目標温度ＴＷＯの下側に設定された所定の下限値ＴｗＬＬより高い場合、前記能力放出用熱交換器にて前記車両冷却系統に冷房能力を放出することを特徴とする請求項１に記載の車両用空気調和装置。
3. 前記制御装置は、前記車両冷却系統の温度Ｔｗが前記下限値ＴｗＬＬ＋所定の余裕度ＤＦ１より高い場合、前記能力放出用熱交換器にて前記車両冷却系統に冷房能力を放出することを特徴とする請求項２に記載の車両用空気調和装置。
4. 前記制御装置は、前記室内熱交換器に要求される要求暖房能力ＴＧＱｈと当該室内熱交換器が発生する暖房能力Ｑｈｐｈに基づき、前記能力放出用熱交換器における冷房能力の放出を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
5. 前記制御装置は、前記要求暖房能力ＴＧＱｈの上下に設定した所定の上限能力及び下限能力と前記暖房能力Ｑｈｐｈに基づき、当該暖房能力Ｑｈｐｈが前記下限能力まで低下した場合、前記能力放出用熱交換器における冷房能力の放出を開始し、前記暖房能力Ｑｈｐｈが前記上限能力まで上昇した場合、前記能力放出用熱交換器における冷房能力の放出を停止することを特徴とする請求項４に記載の車両用空気調和装置。
6. 前記制御装置は、前記要求暖房能力ＴＧＱｈと前記暖房能力Ｑｈｐｈとの差に基づき、当該暖房能力Ｑｈｐｈを前記要求暖房能力ＴＧＱｈとするよう、前記能力放出用熱交換器における冷房能力の放出をフィードバック制御することを特徴とする請求項４に記載の車両用空気調和装置。
7. 前記制御装置は、前記車両冷却系統の温度Ｔｗが、当該車両冷却系統の所定の目標温度ＴＷＯの下側に設定された所定の下限値ＴｗＬＬ＋所定の余裕度ＤＦ１以下になった場合、前記能力放出用熱交換器における冷房能力の放出を制限することを特徴とする請求項４乃至請求項６のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
8. 前記制御装置は、前記目標温度ＴＷＯと前記下限値ＴｗＬＬ＋所定の余裕度ＤＦ１の間に第１の閾値と、該第１の閾値より高い第２の閾値を設定し、前記暖房能力Ｑｈｐｈにかかわらず、前記車両冷却系統の温度Ｔｗが、前記第１の閾値まで低下した場合、前記能力放出用熱交換器における冷房能力の放出を停止し、前記第２の閾値まで上昇した場合、前記能力放出用熱交換器における冷房能力の放出を開始することを特徴とする請求項７に記載の車両用空気調和装置。
9. 前記制御装置は、前記下限値ＴｗＬＬ＋所定の余裕度ＤＦ１と前記車両冷却系統の温度Ｔｗとの差に基づき、前記暖房能力Ｑｈｐｈにかかわらず、前記車両冷却系統の温度Ｔｗを前記下限値ＴｗＬＬ＋所定の余裕度ＤＦ１とするよう、前記能力放出用熱交換器における冷房能力の放出をフィードバック制御することを特徴とする請求項７に記載の車両用空気調和装置。
10. 前記制御装置は、前記暖房能力Ｑｈｐｈが、前記要求暖房能力ＴＧＱｈの上側に設定した所定の上限能力まで上昇した場合、前記能力放出用熱交換器における冷房能力の放出制限を解除することを特徴とする請求項７乃至請求項９のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
11. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
    車室内に供給する空気と前記冷媒を熱交換させるための室内熱交換器と、
    車室外に設けられた室外熱交換器と、
    制御装置を備えて前記車室内を空調する車両用空気調和装置において、
    車両冷却系統と前記冷媒を熱交換させるための能力放出用熱交換器を備え、
    前記制御装置は、前記室内熱交換器により前記車室内を冷房する場合、前記車両冷却系統を冷却する必要がない状況において、前記能力放出用熱交換器にて前記車両冷却系統に暖房能力を放出することを特徴とする車両用空気調和装置。
12. 前記制御装置は、前記車両冷却系統の温度Ｔｗが、当該車両冷却系統の所定の目標温度ＴＷＯの上側に設定された所定の上限値ＴｗＵＬより低い場合、前記能力放出用熱交換器にて前記車両冷却系統に暖房能力を放出することを特徴とする請求項１１に記載の車両用空気調和装置。
13. 前記制御装置は、前記車両冷却系統の温度Ｔｗが前記上限値ＴｗＵＬ－所定の余裕度ＤＦ４より低い場合、前記能力放出用熱交換器にて前記車両冷却系統に暖房能力を放出することを特徴とする請求項１２に記載の車両用空気調和装置。
14. 前記制御装置は、前記室内熱交換器に要求される要求冷房能力ＴＧＱｃと当該室内熱交換器が発生する冷房能力Ｑｈｐｃに基づき、前記能力放出用熱交換器における暖房能力の放出を制御することを特徴とする請求項１１乃至請求項１３のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
15. 前記制御装置は、前記要求冷房能力ＴＧＱｃの上下に設定した所定の上限能力及び下限能力と前記冷房能力Ｑｈｐｃに基づき、当該冷房能力Ｑｈｐｃが前記下限能力まで低下した場合、前記能力放出用熱交換器における暖房能力の放出を開始し、前記冷房能力Ｑｈｐｃが前記上限能力まで上昇した場合、前記能力放出用熱交換器における暖房能力の放出を停止することを特徴とする請求項１４に記載の車両用空気調和装置。
16. 前記制御装置は、前記要求冷房能力ＴＧＱｃと前記冷房能力Ｑｈｐｃとの差に基づき、当該冷房能力Ｑｈｐｃを前記要求冷房能力ＴＧＱｃとするよう、前記能力放出用熱交換器における暖房能力の放出をフィードバック制御することを特徴とする請求項１４に記載の車両用空気調和装置。
17. 前記制御装置は、前記車両冷却系統の温度Ｔｗが、当該車両冷却系統の所定の目標温度ＴＷＯの上側に設定された所定の上限値ＴｗＵＬ－所定の余裕度ＤＦ４以上になった場合、前記能力放出用熱交換器における暖房能力の放出を制限することを特徴とする請求項１４乃至請求項１６のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
18. 前記制御装置は、前記目標温度ＴＷＯと前記上限値ＴｗＬＬ－所定の余裕度ＤＦ４の間に第１の閾値と、該第１の閾値より低い第２の閾値を設定し、前記冷房能力Ｑｈｐｃにかかわらず、前記車両冷却系統の温度Ｔｗが、前記第１の閾値まで上昇した場合、前記能力放出用熱交換器における暖房能力の放出を停止し、前記第２の閾値まで低下した場合、前記能力放出用熱交換器における暖房能力の放出を開始することを特徴とする請求項１７に記載の車両用空気調和装置。
19. 前記制御装置は、前記上限値ＴｗＵＬ－所定の余裕度ＤＦ４と前記車両冷却系統の温度Ｔｗとの差に基づき、前記冷房能力Ｑｈｐｃにかかわらず、前記車両冷却系統の温度Ｔｗを前記上限値ＴｗＵＬ－所定の余裕度ＤＦ４とするよう、前記能力放出用熱交換器における暖房能力の放出をフィードバック制御することを特徴とする請求項１７に記載の車両用空気調和装置。
20. 前記制御装置は、前記冷房能力Ｑｈｐｃが、前記要求冷房能力ＴＧＱｃの上側に設定した所定の上限能力まで上昇した場合、前記能力放出用熱交換器における暖房能力の放出制限を解除することを特徴とする請求項１７乃至請求項１９のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。
21. 車室外の空気と前記冷媒を熱交換させるための独立熱交換器と、
    前記冷房能力又は前記暖房能力を前記車両冷却系統に放出するか、前記独立熱交換器を介して車室外の空気に放出するかを切り換えるための切換装置を備え、
    前記制御装置は、前記車両冷却系統の温度に応じて前記切換装置を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項２０のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。

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