WO2018066276A1

WO2018066276A1 - 車両用空調装置

Info

Publication number: WO2018066276A1
Application number: PCT/JP2017/031305
Authority: WO
Inventors: 憲彦榎本; 加藤　吉毅; 功嗣三浦; 慧伍佐藤; 竹内　雅之; 橋村　信幸; 賢吾杉村; アリエルマラシガン
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2016-10-05
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2018-04-12

Abstract

本開示は、冷媒の冷却性を向上させ、かつヒータコアの空気加熱能力を向上させる車両用空調装置を提供する。車両用空調装置は、熱媒体と外気とを熱交換させるラジエータ（１５）と、熱媒体と車室内へ送風される空気とを熱交換させるヒータコア（２１）と、冷媒を吸入して圧縮して吐出する圧縮機（３１）と、圧縮機（３１）から吐出された冷媒と熱媒体とを熱交換させる冷媒熱媒体熱交換器（２０）と、冷媒熱媒体熱交換器２０で熱交換された冷媒と外気とを熱交換させる冷媒外気熱交換器（３３）と、ラジエータ（１５）と冷媒熱媒体熱交換器（２０）との間で熱媒体が循環する第１モードと、冷媒熱媒体熱交換器（２０）とヒータコア（２１）との間で熱媒体が循環する第２モードとを切り替える切替部（２７、２８、２９）とを備える。冷媒熱媒体熱交換器（２０）および冷媒外気熱交換器（３３）は、冷媒の流れにおいて互いに直列に配置されており、ラジエータおよび冷媒外気熱交換器は、車両のうち外気が流れる部位に配置されている。

Description

車両用空調装置

関連出願の相互参照

　本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、２０１６年１０月５日に出願された日本特許出願２０１６－１９７２５４号及び２０１７年７月１７日に出願された日本特許出願２０１７－１３８６６１号を基にしている。

　本開示は、車両に用いられる空調装置に関する。

　従来、特許文献１には、メインラジエータとサブラジエータと水冷コンデンサと空冷コンデンサとを備える熱交換システムが記載されている。

　メインラジエータは、エンジン用冷却水と冷却風とを熱交換させてエンジン用冷却水を冷却する熱交換器である。サブラジエータは、強電系機器用の冷却水と冷却風とを熱交換させて強電系機器用の冷却水を冷却する熱交換器である。水冷コンデンサは、強電系機器用の冷却水と空調用冷媒との間で熱交換を行う熱交換器である。空冷コンデンサは、水冷コンデンサから流出した空調用冷媒と冷却風とを熱交換させる熱交換器である。空冷コンデンサで熱交換された空調用冷媒は、エバポレータに流出される。

　メインラジエータは、サブラジエータおよび空冷コンデンサを通過する冷却風の下流側に配置されている。空冷コンデンサは、サブラジエータの下側領域に配置されている。

特開２０１４－１７３７４７号公報

　本開示の発明者らの検討によると、上記従来技術では、水冷コンデンサに流入する空調用冷媒が過熱度を持っていて非常に高温であるので、強電系機器用の冷却水が水冷コンデンサで非常に高温に加熱されてしまう。そのため、強電系機器の冷却性が低くなりやすい。この対策として強電系機器の冷却性を確保しようとすると、水冷コンデンサの熱交換量を抑制する必要があり、空調用冷媒の冷却が不十分になる。

　一方、一般的な車両用空調装置は、エンジンの排熱で加熱されたエンジン用冷却水を熱源として、車室内へ送風される空気を加熱するヒータコアを備える。ハイブリッド車両やアイドリングストップを行う車両においては、エンジンが停止される頻度が高いので、エンジンの排熱が少なくなり、ヒータコアの空気加熱能力（換言すれば暖房能力）が不足しがちになる。

　本開示は、冷媒の冷却性を向上させ、かつヒータコアの空気加熱能力を向上させる車両用空調装置を提供することを目的とする。

　本開示の一つの特徴例による車両用空調装置は、熱媒体と外気とを熱交換させるラジエータと、熱媒体と車室内へ送風される空気とを熱交換させるヒータコアと、　冷媒を吸入して圧縮して吐出する圧縮機と、　圧縮機から吐出された冷媒と熱媒体とを熱交換させる冷媒熱媒体熱交換器と、冷媒熱媒体熱交換器で熱交換された冷媒と外気とを熱交換させる冷媒外気熱交換器と、　ラジエータと冷媒熱媒体熱交換器との間で熱媒体が循環する第１モードと、冷媒熱媒体熱交換器とヒータコアとの間で熱媒体が循環する第２モードとを切り替える切替部とを備える。さらに、冷媒熱媒体熱交換器および冷媒外気熱交換器は、冷媒の流れにおいて互いに直列に配置されており、ラジエータおよび冷媒外気熱交換器は、車両のうち外気が流れる部位に配置されている。

　これによると、第１モードでは、冷媒熱媒体熱交換器およびラジエータによって、冷媒の熱を熱媒体を介して外気に放熱させることができるので、冷媒の冷却性を向上させることができる。

　第２モードでは、冷媒熱媒体熱交換器の冷媒によって加熱された熱媒体をヒータコアに流入させることができるので、ヒータコアの空気加熱能力を向上させることができる。

　ラジエータおよび冷媒外気熱交換器は、車両のうち外気が流れる部位に配置されているので、ラジエータおよび冷媒外気熱交換器の外気への放熱性能を向上させることができる。そのため、熱媒体および外気の冷却性を向上できる。

　例えば、ラジエータは、外気の流れにおいて、冷媒外気熱交換器の下流側に配置されてもよい。これによると、ラジエータで熱交換させる前の低温の外気を冷媒外気熱交換器に流入させることができるので、冷媒外気熱交換器に流入する外気の温度を極力低くすることができる。そのため、冷媒外気熱交換器における冷媒の冷却性を向上させることができる。

　例えば、ラジエータは、エンジンを冷却するエンジン冷却用熱媒体と外気とを熱交換させるエンジン冷却用ラジエータでもよい。この場合、車両用空調装置は、さらに、車載機器を冷却する機器冷却用熱媒体と前記外気とを熱交換させる機器冷却用ラジエータを備え、冷媒熱媒体熱交換器および冷媒外気熱交換器は、冷媒の流れにおいて互いに直列に配置され、エンジン冷却用ラジエータおよび機器冷却用ラジエータは、外気の流れにおいて、冷媒外気熱交換器の下流側に配置されてもよい。

　これによると、エンジン冷却用ラジエータおよび機器冷却用ラジエータで熱交換させる前の低温の外気を冷媒外気熱交換器に流入させることができるので、冷媒外気熱交換器に流入する外気の温度を極力低くすることができる。そのため、冷媒外気熱交換器における冷媒の冷却性を向上させることができる。

　冷媒熱媒体熱交換器では、過熱度を持っている冷媒を冷却して冷媒の過熱度を小さくする、または取り除くので、冷媒外気熱交換器に流入する冷媒の過熱度を小さくする、または無くすことができる。そのため、冷媒外気熱交換器で冷媒と熱交換されて冷媒外気熱交換器から流出する外気の温度を低くすることができるので、エンジン冷却用ラジエータおよび機器冷却用ラジエータに流入する外気の温度を低くすることができる。したがって、エンジン冷却用ラジエータおよび機器冷却用ラジエータの熱交換性能を向上させたり、エンジン冷却用ラジエータおよび機器冷却用ラジエータを小型化したりすることができる。

　あるいは、冷媒熱媒体熱交換器および冷媒外気熱交換器は、冷媒の流れにおいて互いに直列に配置されてもよい。この場合、エンジン冷却用ラジエータ、機器冷却用ラジエータおよび冷媒外気熱交換器は、外気の流れ方向に、機器冷却用ラジエータ、冷媒外気熱交換器、エンジン冷却用ラジエータの順に配置されている。

　これによると、エンジン冷却用ラジエータで熱交換させる前の低温の外気を冷媒外気熱交換器に流入させることができるので、冷媒外気熱交換器に流入する外気の温度を極力低くすることができる。そのため、冷媒外気熱交換器における冷媒の冷却性を向上させることができる。

　冷媒熱媒体熱交換器では、過熱度を持っている冷媒を冷却して冷媒の過熱度を小さくする、または取り除くので、冷媒外気熱交換器に流入する冷媒の過熱度を小さくする、または無くすことができる。そのため、冷媒外気熱交換器で冷媒と熱交換されて冷媒外気熱交換器から流出する外気の温度を低くすることができるので、エンジン冷却用ラジエータに流入する外気の温度を低くすることができる。したがって、エンジン冷却用ラジエータの熱交換性能を向上させたり、エンジン冷却用ラジエータを小型化したりすることができる。

　また、冷媒外気熱交換器およびエンジン冷却用ラジエータで熱交換されていない外気を機器冷却用ラジエータに流入させることができるので、機器冷却用ラジエータに流入する外気の温度を極力低くすることができる。そのため、機器冷却用ラジエータにおける機器冷却用熱媒体の冷却性能を高めることができるので、車載機器の冷却性を向上できる。

第１実施形態における車両用熱管理装置の全体構成図である。第１実施形態における冷凍サイクルの全体構成図である。第１実施形態における室外コンデンサの模式的な正面図である。第１実施形態における車両用熱管理装置の電気制御部を示すブロック図である。第１実施形態における車両用熱管理装置の冷房モードにおける冷媒の状態を示すモリエル線図である。第１実施形態における車両用熱管理装置の冷房モードの作動例を示す説明図である。第１実施形態における車両用熱管理装置の暖房モードにおける冷媒の状態を示すモリエル線図である。第１実施形態における車両用熱管理装置の暖房モードの作動例を示す説明図である。第１実施形態における車両用熱管理装置の第１除湿暖房モードにおける冷媒の状態を示すモリエル線図である。第１実施形態における車両用熱管理装置の第２除湿暖房モードにおける冷媒の状態を示すモリエル線図である。第１実施形態における車両用熱管理装置の作動例を示す説明図である。第１実施形態における車両用熱管理装置の作動例を示す説明図である。第１実施形態における車両用熱管理装置の作動例を示す説明図である。第２実施形態における車両用熱管理装置の一部を示す構成図である。第３実施形態における車両用熱管理装置の全体構成図である。第４実施形態における冷凍サイクルの全体構成図である。第４実施形態における室外コンデンサの模式的な正面図である。第５実施形態における機器ラジエータ、室外コンデンサ、エンジン冷却用ラジエータの配置関係を示す模式図である。

　以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

　（第１実施形態）
　図１に示す車両用熱管理装置は、車両が備える各種機器や車室内を適切な温度に調整するために用いられる。すなわち、車両用熱管理装置は、車載機器温度調整装置および車両用空調装置として機能する。本実施形態では、車両用熱管理装置を、エンジン（換言すれば内燃機関）および走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド自動車に適用している。

　本実施形態のハイブリッド自動車は、車両停車時に外部電源（いわゆる商用電源）から供給された電力を、車両に搭載された電池（いわゆる車載バッテリ）に充電可能なプラグインハイブリッド自動車として構成されている。電池としては、例えばリチウムイオン電池を用いることができる。

　エンジンから出力される駆動力は、車両走行用として用いられるのみならず、発電機を作動させるためにも用いられる。そして、発電機にて発電された電力および外部電源から供給された電力を電池に蓄わえることができ、電池に蓄えられた電力は、走行用電動モータのみならず、車両用熱管理装置を構成する電動式構成機器をはじめとする各種車載機器に供給される。

　プラグインハイブリッド自動車は、車両走行開始前の車両停車時に外部電源から電池に充電しておくことによって、走行開始時のように電池の蓄電残量が予め定めた走行用基準残量以上になっているときにはＥＶ走行モードとなる。ＥＶ走行モードは、走行用電動モータが出力する駆動力によって車両を走行させる走行モードである。

　一方、車両走行中に電池の蓄電残量が走行用基準残量よりも低くなっているときにはＨＶ走行モードとなる。ＨＶ走行モードは、主にエンジンが出力する駆動力によって車両を走行させる走行モードであるが、車両走行負荷が高負荷となった際には走行用電動モータを作動させてエンジンを補助する。

　本実施形態のプラグインハイブリッド自動車では、このようにＥＶ走行モードとＨＶ走行モードとを切り替えることによって、車両走行用の駆動力をエンジンのみから得る通常の車両に対してエンジンの燃料消費量を抑制して、車両燃費を向上させている。ＥＶ走行モードとＨＶ走行モードとの切り替えは、駆動力制御装置（図示せず）によって制御される。

　車両用熱管理装置は、エンジン冷却水回路１０を備えている。エンジン冷却水回路１０は、エンジン冷却水が循環する冷却水回路である。エンジン冷却水は、熱媒体としての流体である。エンジン冷却水は、エンジン冷却用熱媒体である。

　本実施形態では、エンジン冷却水として、エチレングリコールを含む液体、または不凍液体が用いられている。

　エンジン冷却水回路１０は、循環流路１１およびヒータコア流路１２を有している。循環流路１１は、エンジン冷却水が循環するエンジン冷却水流路である。循環流路１１には、エンジンポンプ１３、エンジン１４およびエンジンラジエータ１５が、この順番でエンジン冷却水が循環するように配置されている。エンジンラジエータ１５は、エンジン冷却用ラジエータである。

　エンジンポンプ１３は、エンジン冷却水を吸入して吐出する電動ポンプである。エンジンポンプ１３の作動は、図４に示す制御装置６０によって制御される。エンジンポンプ１３は、エンジン１４の駆動力をベルトを介して動力伝達することによって駆動されるベルト駆動式ポンプであってもよい。

　エンジンラジエータ１５は、エンジン冷却水と車室外空気（以下、外気と言う。）とを熱交換させる冷却水外気熱交換器である。室外送風機１７は、エンジンラジエータ１５へ外気を送風する外気送風部である。

　エンジンラジエータ１５にはエンジンリザーブタンク１６が接続されている。エンジンリザーブタンク１６は、余剰エンジン冷却水を貯留する冷却水貯留部である。エンジンリザーブタンク１６は、蓄えているエンジン冷却水の液面における圧力が所定圧力になるような密閉式リザーブタンクである。

　エンジンリザーブタンク１６に余剰エンジン冷却水を貯留しておくことによって、各流路を循環するエンジン冷却水の液量の低下を抑制することができる。

　ヒータコア流路１２は、循環流路１１に接続された冷却水流路である。ヒータコア流路１２は、水冷コンデンサ２０とヒータコア２１との間でエンジン冷却水を循環させるヒータコア側熱媒体流路部である。

　循環流路１１およびヒータコア流路１２のうち水冷コンデンサ２０とエンジン１４との間でエンジン冷却水を循環させる部位は、エンジン側熱媒体流路部である。

　ヒータコア流路１２の一端は、循環流路１１のうちエンジン１４の冷却水出口側かつエンジンラジエータ１５の冷却水入口側に接続されている。ヒータコア流路１２の他端は、循環流路１１のうちエンジンラジエータ１５の冷却水出口側かつエンジンポンプ１３の冷却水吸入側に接続されている。

　ヒータコア流路１２の他端と循環流路１１との接続部にはエンジン用三方弁１８が配置されている。エンジン用三方弁１８は、エンジンポンプ１３の冷却水吸入側とエンジンラジエータ１５の冷却水出口側との連通状態を切り替えるとともに、エンジンポンプ１３の冷却水吸入側とヒータコア流路１２との連通状態を切り替える切替部である。エンジン用三方弁１８の作動は、制御装置６０によって制御される。

　ヒータコア流路１２には、コンデンサポンプ１９、水冷コンデンサ２０およびヒータコア２１が、この順番でエンジン冷却水が流通するように配置されている。コンデンサポンプ１９は、エンジン冷却水を吸入して吐出する電動ポンプである。コンデンサポンプ１９の作動は、制御装置６０によって制御される。コンデンサポンプ１９は、エンジン１４の駆動力をベルトを介して動力伝達することによって駆動されるベルト駆動式ポンプであってもよい。

　水冷コンデンサ２０は、図２に示す冷凍サイクル３０の圧縮機３１から吐出された高圧側冷媒とエンジン冷却水とを熱交換させることによって高圧側冷媒を凝縮させる凝縮器である。水冷コンデンサ２０は、冷媒熱媒体熱交換器である。

　ヒータコア２１は、エンジン冷却水と車室内へ送風される空気とを熱交換させて車室内への送風空気を加熱する空気加熱用熱交換器である。

　エンジン冷却水回路１０は、機器冷却流路２２を有している。機器冷却流路２２は、ヒータコア流路１２に接続された冷却水流路である。機器冷却流路２２の一端は、ヒータコア流路１２のうちコンデンサポンプ１９の冷却水吸入側に接続されている。機器冷却流路２２の他端は、ヒータコア流路１２のうちヒータコア２１の冷却水出口側に接続されている。

　機器冷却流路２２には、ＥＧＲクーラ２３およびスロットルボデー２４が、この順番でエンジン冷却水が流通するように配置されている。ＥＧＲクーラ２３は、エンジン１４の吸気側に戻される排気ガスとエンジン冷却水とを熱交換して排気を冷却する熱交換器である。スロットルボデー２４は、エンジン１４の吸入空気量を調整する吸入吸気量調整部である。

　ＥＧＲクーラ２３は、エンジン冷却水によって冷却される冷却対象機器である。スロットルボデー２４は、エンジン冷却水が流れることによって外気温が低い時でもスロットルバルブの氷結を防止する温調対象機器である。

　エンジン冷却水回路１０は、バイパス流路２５、コンデンサ入口側流路部２６ａおよびコンデンサ出口側流路部２６ｂを有している。バイパス流路２５は、ヒータコア流路１２に接続された冷却水流路を形成している。

　コンデンサ入口側流路部２６ａおよびコンデンサ出口側流路部２６ｂは、水冷コンデンサ２０とエンジンラジエータ１５との間でエンジン冷却水を循環させるラジエータ側熱媒体流路部である。

　バイパス流路２５は、水冷コンデンサ２０およびヒータコア２１を流れたエンジン冷却水がエンジン１４およびエンジンラジエータ１５をバイパスして流れるバイパス流路部である。

　バイパス流路２５の一端は、ヒータコア流路１２のうち機器冷却流路２２の一端との接続部とコンデンサポンプ１９の冷却水吸入口との間の部位に接続されている。バイパス流路２５の他端は、ヒータコア流路１２のうちヒータコア２１の冷却水出口と機器冷却流路２２の他端との接続部との間の部位に接続されている。

　バイパス流路２５の一端とヒータコア流路１２との接続部には、バイパス三方弁２７が配置されている。バイパス三方弁２７は、エンジン１４の冷却水出口側とコンデンサポンプ１９の冷却水吸入側とを連通させる状態と、バイパス流路２５とコンデンサポンプ１９の冷却水吸入側とを連通させる状態とを切り替える切替部である。バイパス三方弁２７の作動は、制御装置６０によって制御される。

　コンデンサ入口側流路部２６ａおよびコンデンサ出口側流路部２６ｂは、循環流路１１とヒータコア流路１２とを連通させる冷却水流路を形成している。

　コンデンサ入口側流路部２６ａの一端は、循環流路１１のうちエンジンラジエータ１５の冷却水出口とエンジン用三方弁１８との間の部位に接続されている。コンデンサ入口側流路部２６ａの他端は、ヒータコア流路１２のうちエンジンラジエータ１５の冷却水出口とエンジン用三方弁１８との間の部位に接続されている。

　コンデンサ入口側流路部２６ａには、コンデンサ入口側開閉弁２８が配置されている。コンデンサ入口側開閉弁２８は、コンデンサ入口側流路部２６ａを開閉する電磁弁である。コンデンサ入口側開閉弁２８の作動は、制御装置６０によって制御される。

　コンデンサ出口側流路部２６ｂには、コンデンサ出口側開閉弁２９が配置されている。コンデンサ出口側開閉弁２９は、コンデンサ出口側流路部２６ｂを開閉する電磁弁である。コンデンサ出口側開閉弁２９の作動は、制御装置６０によって制御される。

　コンデンサ入口側開閉弁２８およびコンデンサ出口側開閉弁２９は、コンデンサ入口側流路部２６ａおよびコンデンサ出口側流路部２６ｂのエンジン冷却水流れを断続する切替部である。

　図２に示す冷凍サイクル３０は、圧縮機３１、水冷コンデンサ２０、第１膨張弁３２、室外コンデンサ３３、第２膨張弁３４およびチラー３５を備える蒸気圧縮式冷凍機である。本実施形態では、冷凍サイクル３０の冷媒はフロン系冷媒であり、冷凍サイクル３０は、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。

　圧縮機３１は、電池から供給される電力によって駆動される電動圧縮機、またはエンジンの駆動力によってエンジンベルトで駆動される圧縮機であり、冷凍サイクル３０の冷媒を吸入して圧縮して吐出する。

　第１膨張弁３２は、水冷コンデンサ２０から流出した冷媒を減圧膨張させる減圧部である。第１膨張弁３２は、室外コンデンサ３３に流入する冷媒の減圧量を調整する減圧量調整部である。

　第１膨張弁３２は、電気的機構によって絞り通路面積を調節する電気式膨張弁である。第１膨張弁３２の作動は、制御装置６０によって制御される。

　室外コンデンサ３３は、第１膨張弁３２から流出した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器である。室外コンデンサ３３は、冷媒外気熱交換器である。

　室外コンデンサ３３には、室外送風機１７によって外気が送風される。室外コンデンサ３３は、エンジンラジエータ１５および機器ラジエータ３６とともに車両の最前部に配置されている。

　室外コンデンサ３３は、エンジンラジエータ１５および機器ラジエータ３６よりも外気流れ方向上流側に配置されている。エンジンラジエータ１５および機器ラジエータ３６は、外気の流れにおいて互いに並列に配置されている。機器ラジエータ３６は、エンジンラジエータ１５よりも車両下方側に配置されている。車両の走行時には室外コンデンサ３３、エンジンラジエータ１５および機器ラジエータ３６に走行風を当てることができるようになっている。

　シュラウド３７は、室外送風機１７を保持するとともに室外コンデンサ３３から室外送風機１７に至る外気通路を形成する外気通路形成部材である。

　第２膨張弁３４は、室外コンデンサ３３から流出した冷媒を減圧膨張させる減圧部である。第２膨張弁３４は、電気的機構によって絞り通路面積を調節する電気式膨張弁である。第２膨張弁３４の作動は、制御装置６０によって制御される。

　チラー３５は、第２膨張弁３４で減圧膨張された低圧冷媒と低温冷却水回路３８の低温冷却水とを熱交換させることによって低圧冷媒を蒸発させる蒸発器である。チラー３５で蒸発した気相冷媒は圧縮機３１に吸入されて圧縮される。

　低温冷却水回路３８は、低温冷却水が循環する冷却水回路である。低温冷却水は、熱媒体としての流体である。本実施形態では、低温冷却水として、少なくともエチレングリコール、ジメチルポリシロキサンもしくはナノ流体を含む液体、または不凍液体が用いられている。

　低温冷却水回路３８には、クーラポンプ３９、チラー３５およびクーラコア４０が、この順番で低温冷却水が循環するように配置されている。クーラポンプ３９は、低温冷却水を吸入して吐出する電動ポンプである。クーラポンプ３９の作動は、制御装置６０によって制御される。クーラポンプ３９は、エンジン１４の駆動力をベルトを介して動力伝達することによって駆動されるベルト駆動式ポンプであってもよい。

　クーラコア４０は、低温冷却水と車室内へ送風される空気とを熱交換させて車室内への送風空気を冷却する空気冷却用熱交換器である。

　機器ラジエータ３６は、機器用冷却水と外気とを熱交換させる熱交換器である。機器ラジエータ３６は、機器冷却用ラジエータである。図１に示すように、機器ラジエータ３６は、機器用冷却水回路４１に配置されている。機器用冷却水回路４１は、機器用冷却水が循環する冷却水回路である。機器用冷却水は、熱媒体としての流体である。機器用冷却水は、機器冷却用熱媒体である。

　本実施形態では、機器用冷却水として、エチレングリコールを含む液体、または不凍液体が用いられている。

　機器用冷却水回路４１には、機器ポンプ４２、機器ラジエータ３６、インバータ４３および機器リザーブタンク４４が配置されている。

　機器ポンプ４２は、機器用冷却水を吸入して吐出する電動ポンプである。機器ポンプ４２の作動は、制御装置６０によって制御される。機器ポンプ４２は、エンジン１４の駆動力をベルトを介して動力伝達することによって駆動されるベルト駆動式ポンプであってもよい。

　インバータ４３は、電池から供給された直流電力を交流電力に変換して走行用モータに出力する電力変換部である。インバータ４３は、機器用冷却水によって冷却される冷却対象機器である。機器用冷却水回路４１に配置される冷却対象機器機器はインバータ４３に限定されるものではなく、種々の冷却対象機器が冷却水回路４１に配置されていてもよい。

　機器リザーブタンク４４は、余剰の機器用冷却水を貯留する機器用冷却水貯留部である。機器リザーブタンク４４は、蓄えている機器用冷却水の液面における圧力が所定圧力になるような密閉式リザーブタンクである。機器リザーブタンク４４は、蓄えている機器用冷却水の液面における圧力が大気圧になるような大気開放式リザーブタンクであってもよい。

　機器リザーブタンク４４に余剰の機器用冷却水を貯留しておくことによって、機器用冷却水回路４１を循環する機器用冷却水の液量の低下を抑制することができる。

　クーラコア４０およびヒータコア２１は、車両用空調装置の室内空調ユニット５０のケーシング５１に収容されている。室内空調ユニット５０は、車室内最前部の計器盤（いわゆるインストルメントパネル）の内側に配置されている。ケーシング５１は、室内空調ユニット５０の外殻を形成している。

　ケーシング５１は、室内送風機５２によって送風された空気が流れる空気通路を形成しており、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。

　クーラコア４０およびヒータコア２１は、この順番で空気が流れるようにケーシング５１内の空気通路に配置されている。

　ケーシング５１の空気流れ最上流部には、内気導入口５３と外気導入口５４とが形成されている。ケーシング５１の空気流れ最上流側には、内外気切替ドア５５が配置されている。内外気切替ドア５５は、車室内空気（以下、内気と言う。）と外気とを切替導入する内外気切替部である。

　内外気切替ドア５５は、吸込口モードを内気循環モードと外気導入モードと内外気混入モードとに切り替える。内気循環モードでは、内気を導入して外気を導入しない。外気導入モードでは、外気を導入して内気を導入しない。内外気混入モードでは、内気および外気の両方を所定の割合で導入する。

　ケーシング５１内において、クーラコア４０の空気流れ下流側には、ヒータコア通路５１ａとバイパス通路５１ｂとが並列に形成されている。ヒータコア通路５１ａは、クーラコア４０通過後の空気が流れる空気通路である。ヒータコア通路５１ａにはヒータコア２１が配置されている。バイパス通路５１ｂは、クーラコア４０通過後の空気がヒータコア２１をバイパスして流れる空気通路である。

　ケーシング５１内において、ヒータコア通路５１ａおよびバイパス通路５１ｂの空気流れ下流側には、ヒータコア通路５１ａから流出した温風とバイパス通路５１ｂから流出した冷風とを混合させる混合空間５１ｃが形成されている。

　ケーシング５１内において、クーラコア４０の空気流れ下流側であって、ヒータコア通路５１ａおよびバイパス通路５１ｂの入口側には、エアミックスドア５６が配置されている。

　エアミックスドア５６は、ヒータコア通路５１ａとバイパス通路５１ｂとの風量割合を連続的に変化させる風量割合調整部である。ヒータコア通路５１ａを通過する空気とバイパス通路５１ｂを通過する空気との風量割合によって、混合空間５１ｃにて混合された送風空気の温度が変化する。したがって、エアミックスドア５６は、混合空間５１ｃ内の空気温度（すなわち、車室内へ送風される送風空気の温度）を調整する温度調整部である。

　エアミックスドア５６は、図示しない電動アクチュエータによって駆動される回転軸と、その共通の回転軸に連結された板状のドア本体部を有して構成される、いわゆる片持ちドアで構成されている。

　ケーシング５１の空気流れ最下流部には、図示しない吹出口が形成されている。吹出口は、混合空間５１ｃの温度調整された空気を、空調対象空間である車室内空間へ吹き出す。

　吹出口としては、フェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口が設けられている。フェイス吹出口は、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出す上半身側吹出口である。フット吹出口は、乗員の足元に向けて空調風を吹き出す足元側吹出口である。デフロスタ吹出口は、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出す窓ガラス側吹出口である。

　フェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口の空気流れ上流側には、図示しない吹出口モードドアが配置されている。吹出口モードドアは、フェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口の開口面積を調整することによって吹出口モードを切り替える吹出口モード切替部である。吹出口モードドアは、図示しない電動アクチュエータによって回転操作される。

　吹出口モードとしては、フェイスモード、バイレベルモード、フットモード、フットデフロスタモードおよびデフロスタモードがある。

　フェイスモードでは、フェイス吹出口を全開してフェイス吹出口から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出す。バイレベルモードでは、フェイス吹出口とフット吹出口の両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出す。

　フットモードでは、フット吹出口を全開するとともにデフロスタ吹出口を小開度だけ開口して、フット吹出口から主に空気を吹き出す。フットデフロスタモードでは、フット吹出口およびデフロスタ吹出口を同程度開口して、フット吹出口およびデフロスタ吹出口の双方から空気を吹き出す。

　デフロスタモードでは、デフロスタ吹出口を全開してデフロスタ吹出口から車両前面窓ガラス内面に空気を吹き出す。

　図３に示すように、室外コンデンサ３３は、熱交換コア部３３１、第１タンク３３２および第２タンク３３３を有している。図３中の上下の矢印は、車両の上下方向を示している。図３中の他の矢印は、室外コンデンサ３３における冷媒の流れ方向を示している。

　熱交換コア部３３１は、多数本のチューブと伝熱フィンとを有している。多数本のチューブは、所定の間隔を空けて互いに積層配置されている。チューブ同士の間の隙間は、外気が流れる外気通路を形成している。伝熱フィンは、チューブ同士の間の外気通路に配置され、チューブに接合されている。伝熱フィンは、伝熱面積を増大させて冷媒と外気との熱交換を促進させる熱交換促進部材である。多数本のチューブは、その長手方向が水平方向と平行になるように配置されている。

　第１タンク３３２および第２タンク３３３は、熱交換コア部３３１の多数本のチューブに対する冷媒の分配と集合とを行う。第１タンク３３２は、多数本のチューブの一端側に配置されている。第２タンク３３３は、多数本のチューブの他端側に配置されている。

　第１タンク３３２は、冷媒入口３３２ａと冷媒出口３３２ｂとを有している。冷媒入口３３２ａは第１タンク３３２の下部に配置されている。冷媒出口３３２ｂは第１タンク３３２の上部に配置されている。

　第１タンク３３２の内部空間は、仕切部３３２ｃによって互いに仕切られている。仕切部３３２ｃは、車両上下方向において、冷媒入口３３２ａと冷媒出口３３２ｂとの間に位置している。

　これにより、室外コンデンサ３３におけるエンジン冷却水の流れは以下のようになる。まず、冷媒入口３３２ａから第１タンク３３２の下部に流入した冷却水は、熱交換コア部３３１下部の第１パス３３１ａを第１タンク３３２側から第２タンク３３３側に向かって流れて第２タンク３３３に流入する。第２タンク３３３に流入した冷却水は、熱交換コア部３３１下部の第１パス３３１ａを第２タンク３３３側から第１タンク３３２側に向かって流れて第１タンク３３２の上部に流入し、冷媒出口３３２ｂから流出する。

　次に、車両用熱管理装置の電気制御部を図４に基づいて説明する。制御装置６０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、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、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部である。

　制御装置６０によって制御される制御対象機器は、エンジンポンプ１３、室外送風機１７、エンジン用三方弁１８、コンデンサポンプ１９、バイパス三方弁２７、コンデンサ入口側開閉弁２８、コンデンサ出口側開閉弁２９、圧縮機３１、クーラポンプ３９、機器ポンプ４２、室内送風機５２および室内空調ユニット５０の各種ドア（具体的には内外気切替ドア５５やエアミックスドア５６等）を駆動する電動アクチュエータ等である。

　制御装置６０のうち、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構成は、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。各制御部は、制御装置６０に対して別体で構成されていてもよい。

　制御装置６０、エンジン用三方弁１８、バイパス三方弁２７、コンデンサ入口側開閉弁２８およびコンデンサ出口側開閉弁２９は、冷房モードと暖房モードとを切り替える切替部である。制御装置６０およびエアミックスドア５６は、クーラコア４０で冷却された空気のうち、ヒータコア２１を流れる空気と、ヒータコア２１をバイパスして流れる空気との風量割合を調整する風量割合調整部である。

　制御装置６０の入力側にはセンサ群の検出信号が入力される。センサ群は、内気温度センサ６１、外気温度センサ６２、日射量センサ６３、コンデンサ水温センサ６４、吐出冷媒センサ６５、吸入冷媒センサ６６、コンデンサ冷媒センサ６７、室外コンデンサ冷媒センサ６８、チラー水温センサ６９、クーラコア温度センサ７０およびヒータコア温度センサ７１である。

　内気温度センサ６１は、内気の温度（車室内温度）を検出する内気温度検出部である。外気温度センサ６２は、外気の温度（車室外温度）を検出する外気温度検出部である。日射量センサ６３は、車室内の日射量を検出する日射量検出部である。

　コンデンサ水温センサ６４は、水冷コンデンサ２０で熱交換されたエンジン冷却水の温度を検出する温度検出部である。吐出冷媒センサ６５は、圧縮機３１から吐出された冷媒の圧力または温度を検出する冷媒状態検出部である。吸入冷媒センサ６６は、圧縮機３１に吸入される冷媒の圧力または温度を検出する冷媒状態検出部である。

　コンデンサ冷媒センサ６７は、水冷コンデンサ２０で熱交換された冷媒の圧力または温度を検出する冷媒状態検出部である。室外コンデンサ冷媒センサ６８は、室外コンデンサ３３で熱交換された冷媒の圧力または温度を検出する冷媒状態検出部である。

　チラー水温センサ６９は、チラー３５で熱交換された冷却水の温度を検出する温度検出部である。クーラコア温度センサ７０は、クーラコア４０の温度を検出する温度検出部である。クーラコア温度センサ７０は、例えば、クーラコア４０の熱交換フィンの温度を検出するフィンサーミスタや、クーラコア４０を流れる冷却水の温度を検出する水温センサ等である。

　ヒータコア温度センサ７１は、ヒータコア２１の温度を検出する温度検出部である。ヒータコア温度センサ７１は、例えば、ヒータコア２１の熱交換フィンの温度を検出するフィンサーミスタや、ヒータコア２１を流れる冷却水の温度を検出する水温センサ等である。

　制御装置６０の入力側には、操作パネル７２に設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。例えば、操作パネル７２は、車室内前部の計器盤付近に配置されている。

　操作パネル７２に設けられた各種空調操作スイッチは、オートスイッチ、エアコンスイッチ、風量設定スイッチおよび車室内温度設定スイッチ等である。

　オートスイッチは、空調の自動制御運転を設定する操作部である。エアコンスイッチは、圧縮機３１を手動で作動・停止させる操作部である。

　風量設定スイッチは、室内空調ユニット５０の室内送風機の風量をマニュアル設定するスイッチである。車室内温度設定スイッチは、車室内目標温度Ｔｓｅｔを設定する操作部である。

　各スイッチは機械的に押し込むことによって電気接点を導通させる方式のプッシュスイッチでもよいし、静電パネル上の所定の領域に触れることによって反応するタッチスクリーン方式でもよい。

　制御装置６０は、車室内吹出空気の目標吹出温度ＴＡＯ、およびクーラコア４０からの吹出空気の目標温度ＴＣＯを算出する。

　目標吹出温度ＴＡＯは、内気温Ｔｒを速やかに乗員の所望の目標温度Ｔｓｅｔに近づけるために決定される値であって、下記数式により算出される。

　ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ－Ｋｒ×Ｔｒ－Ｋａｍ×Ｔａｍ－Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ
　この数式において、Ｔｓｅｔは車室内温度設定スイッチによって設定された車室内の目標温度であり、Ｔｒは内気温度センサ６１によって検出された内気温度であり、Ｔａｍは外気温度センサ６２によって検出された外気温度であり、Ｔｓは日射量センサ６３によって検出された日射量である。Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインであり、Ｃは補正用の定数である。

　クーラコア目標吹出温度ＴＣＯは、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて算出される。具体的には、目標吹出温度ＴＡＯの低下に伴って、クーラコア目標吹出温度ＴＣＯが低下するように算出される。さらに、クーラコア４０の着霜を抑制可能に決定された基準着霜防止温度（例えば、１℃）以上となるようにクーラコア目標吹出温度ＴＣＯが算出される。

　次に、上記構成における作動を説明する。制御装置６０は、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて空調モードを冷房モード、暖房モード、第１除湿暖房モードおよび第２除湿暖房モードのいずれかに切り替える。

　冷房モードおよび第１除湿暖房モードは、室外コンデンサ３３が冷媒を放熱させる放熱モードである。暖房モードおよび第２除湿暖房モードは、室外コンデンサ３３が冷媒に吸熱させる吸熱モードである。

　冷房モードは、エンジンラジエータ１５と水冷コンデンサ２０との間でエンジン冷却水が循環する第１モードである。暖房モードは、水冷コンデンサ２０とヒータコア２１との間でエンジン冷却水が循環する第２モードである。

　以下、冷房モード、暖房モード、第１除湿暖房モードおよび第２除湿暖房モードにおける作動について説明する。

　（冷房モード）
　冷房モードでは、制御装置６０は、第１膨張弁３２を全開状態とし、第２膨張弁３４を絞り状態とする。冷房モードでは、制御装置６０は、エンジン冷却水回路１０において水冷コンデンサ２０とエンジンラジエータ１５との間でエンジン冷却水が循環するようにエンジン用三方弁１８、コンデンサポンプ１９、コンデンサ入口側開閉弁２８およびコンデンサ出口側開閉弁２９の作動を制御する。冷房モードでは、制御装置６０は、クーラポンプ３９を駆動させることによってチラー３５とクーラコア４０との間で低温冷却水回路３８の低温冷却水を循環させる。

　制御装置６０は、目標吹出温度ＴＡＯ、センサ群の検出信号等に基づいて、制御装置６０に接続された各種制御機器の作動状態（各種制御機器へ出力する制御信号）を決定する。

　第２膨張弁３４へ出力される制御信号については、第２膨張弁３４へ流入する冷媒の過冷却度が、冷凍サイクル３０の成績係数（いわゆるＣＯＰ）を最大値に近づくように予め定められた目標過冷却度に近づくように決定される。

　エアミックスドア５６へ出力される制御信号については、エアミックスドア５６がヒータコア通路５１ａを閉塞し、クーラコア４０を通過した送風空気の全流量がバイパス通路５１ｂを通過するように決定される。

　冷房モード時の冷凍サイクル装置では、サイクルを循環する冷媒の状態については、図５のモリエル線図に示すように変化する。なお、図５では、便宜上、水冷コンデンサ２０に循環するエンジン冷却水の流れを破線で示している。

　すなわち、図５の点ａ１に示すように、圧縮機３１から吐出された高圧冷媒は水冷コンデンサ２０に流入する。図５の点ａ１および点ａ２に示すように、水冷コンデンサ２０に流入した冷媒は、エンジン冷却水回路１０のエンジン冷却水に放熱して水冷コンデンサ２０から流出する。

　水冷コンデンサ２０から流出した冷媒は、第１膨張弁３２に流入する。この際、第１膨張弁３２が冷媒通路を全開状態としているので、水冷コンデンサ２０から流出した冷媒は、第１膨張弁３２にて減圧されることなく、室外コンデンサ３３に流入する。

　図５の点ａ２および点ａ３に示すように、室外コンデンサ３３に流入した冷媒は、室外コンデンサ３３にて外気へ放熱する。図５の点ａ３および点ａ４に示すように、室外コンデンサ３３から流出した冷媒は、第２膨張弁３４へ流入して、第２膨張弁３４にて低圧冷媒となるまで減圧膨張される。

　図５の点ａ４および点ａ５に示すように、第２膨張弁３４にて減圧された低圧冷媒は、チラー３５に流入し、低温冷却水回路３８の低温冷却水から吸熱して蒸発する。これにより、低温冷却水回路３８の低温冷却水が冷却されるので、車室内へ送風される空気がクーラコア４０で冷却される。

　そして、図５の点ａ５および点ａ１に示すように、チラー３５から流出した冷媒は、圧縮機３１の吸入側へと流れて再び圧縮機３１にて圧縮される。

　以上の如く、冷房モードでは、クーラコア４０にて冷却された空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の冷房を実現することができる。

　図６は、冷房モードの作動例を示している。この作動例では、エンジン冷却水回路１０においてエンジン１４とエンジンラジエータ１５と水冷コンデンサ２０とヒータコア２１の間でエンジン冷却水が循環する。

　この作動例では、エンジン１４から流出したエンジン冷却水の温度は約８０℃になる。一方、室外コンデンサ３３から流出した外気の温度は約６０℃になる。そのため、エンジンラジエータ１５では、約８０℃のエンジン冷却水と約６０℃の外気とが熱交換されるので、エンジンラジエータ１５から流出したエンジン冷却水の温度は約７０℃になる。

　図５のモリエル線図に示すように、冷凍サイクル３０の圧縮機３１から吐出された冷媒は過熱度を持っている。圧縮機３１から吐出された過熱冷媒は水冷コンデンサ２０で冷却されて過熱度が小さくなる。水冷コンデンサ２０で冷却された冷媒は室外コンデンサ３３で冷却されて凝縮する。

　室外コンデンサ３３に流入する冷媒の過熱度が小さくなるので、室外コンデンサ３３で外気に放熱される熱量が少なくなる。そのため、エンジンラジエータ１５や機器ラジエータ３６に流入する外気の熱量も少なくなるので、エンジンラジエータ１５や機器ラジエータ３６に要求される熱交換能力を低く抑えることができる。その結果、エンジンラジエータ１５や機器ラジエータ３６を小型化できる。

　水冷コンデンサ２０では過熱度を持つ冷媒を熱交換させ、室外コンデンサ３３では過熱度をほとんど持たない冷媒を熱交換させるので、室外コンデンサ３３では過熱度を持つ冷媒ガスと外気との熱交換性能と、二相域の冷媒と外気との熱交換性能とを両立させる熱交換器設計が不要となり、冷媒の二相域での熱交換性能を高める熱交換器設計を優先させることが可能になる。そのため、室外コンデンサ３３の熱交換性能を高くすることができる。

　（暖房モード）
　暖房モードでは、制御装置６０は、第１膨張弁３２を絞り状態とし、第２膨張弁３４を全開状態とする。暖房モードでは、制御装置６０は、エンジン冷却水回路１０において水冷コンデンサ２０とヒータコア２１との間でエンジン冷却水が循環するようにエンジン用三方弁１８、コンデンサポンプ１９、コンデンサ入口側開閉弁２８およびコンデンサ出口側開閉弁２９の作動を制御する。暖房モードでは、制御装置６０は、クーラポンプ３９を停止させることによってチラー３５とクーラコア４０との間で低温冷却水回路３８の低温冷却水を循環させない。

　第１膨張弁３２へ出力される制御信号については、第１膨張弁３２へ流入する冷媒の過冷却度が、予め定められた目標過冷却度に近づくように決定される。目標過冷却度は、サイクルの成績係数（いわゆるＣＯＰ）を最大値に近づけるように定められている。

　エアミックスドア５６のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア５６がバイパス通路５１ｂを全開し、クーラコア４０を通過した送風空気の全流量がヒータコア通路５１ａを通過するように決定される。

　暖房モード時の冷凍サイクル装置では、サイクルを循環する冷媒の状態については、図７のモリエル線図に示すように変化する。なお、図７では、便宜上、水冷コンデンサ２０に循環するエンジン冷却水の流れを破線で示している。

　すなわち、図７の点ｂ１に示すように、圧縮機３１から吐出された高圧冷媒は、水冷コンデンサ２０へ流入する。図７の点ｂ１および点ｂ２に示すように、水冷コンデンサ２０へ流入した冷媒は、エンジン冷却水回路１０のエンジン冷却水と熱交換して放熱する。これにより、エンジン冷却水回路１０のエンジン冷却水が加熱されるので、車室内へ送風される空気がヒータコア２１で加熱される。

　図７の点ｂ２および点ｂ３に示すように、水冷コンデンサ２０から流出した冷媒は、第１膨張弁３２に流入し、低圧冷媒となるまで減圧される。そして、図７の点ｂ３および点ｂ４に示すように、第１膨張弁３２にて減圧された低圧冷媒は、室外コンデンサ３３に流入して外気から吸熱して蒸発し、室外コンデンサ３３から流出した冷媒は、第２膨張弁３４へ流入する。

　この際、第２膨張弁３４を全開状態としているので、室外コンデンサ３３から流出した冷媒は、第２膨張弁３４にて減圧されることなく、チラー３５に流入する。

　クーラポンプ３９が停止しているので、チラー３５に低温冷却水回路３８の低温冷却水が循環しない。そのため、チラー３５に流入した低圧冷媒は、低温冷却水回路３８の低温冷却水から殆ど吸熱しない。そして、図７の点ｂ４および点ｂ１に示すように、チラー３５から流出した冷媒は、圧縮機３１の吸入側へと流れて再び圧縮機３１にて圧縮される。

　以上の如く、暖房モードでは、水冷コンデンサ２０にて圧縮機３１から吐出された高圧冷媒の有する熱をエンジン冷却水回路１０のエンジン冷却水に放熱させ、エンジン冷却水が有する熱をヒータコア２１にて車室内へ送風される空気に放熱させて、加熱された空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。

　図８は、暖房モードの作動例を示している。この作動例では、エンジン冷却水回路１０においてエンジン１４と水冷コンデンサ２０とヒータコア２１の間でエンジン冷却水が循環する。

　この作動例では、エンジン冷却水がエンジン１４および水冷コンデンサ２０によって加熱されるので、エンジン１４の排熱および冷凍サイクル３０の高圧側冷媒の熱を利用して車室内を暖房することができる。さらに、エンジン１４および水冷コンデンサ２０によって加熱されたエンジン冷却水がエンジンラジエータ１５を流れないので、エンジン１４の排熱および冷凍サイクル３０の高圧側冷媒が外気に捨てられることなく暖房に有効利用される。

　また、エンジン１４の始動時には、水冷コンデンサ２０によって加熱されたエンジン冷却水がエンジン１４に流入するので、冷凍サイクル３０の高圧側冷媒の熱によってエンジン１４の暖機を促進して燃費を向上させる使い方もできる。

　（第１除湿暖房モード）
　第１除湿暖房モードでは、制御装置６０が第１膨張弁３２および第２膨張弁３４を絞り状態とする。第１除湿暖房モードでは、制御装置６０は、エンジン冷却水回路１０において水冷コンデンサ２０とヒータコア２１との間でエンジン冷却水が循環するようにエンジン用三方弁１８、コンデンサポンプ１９、コンデンサ入口側開閉弁２８およびコンデンサ出口側開閉弁２９の作動を制御する。第１除湿暖房モードでは、制御装置６０は、クーラポンプ３９を駆動させることによってチラー３５とクーラコア４０との間で低温冷却水回路３８の低温冷却水を循環させる。

　エアミックスドア５６のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア５６がバイパス通路５１ｂを全開し、クーラコア４０を通過した空気の全流量がヒータコア通路５１ａを通過するように決定される。

　第１除湿暖房モード時の冷凍サイクル装置では、サイクルを循環する冷媒の状態については、図９のモリエル線図に示すように変化する。なお、図９では、便宜上、水冷コンデンサ２０に循環するエンジン冷却水の流れを破線で示している。

　すなわち、図９の点ｃ１および点ｃ２に示すように、圧縮機３１から吐出された高圧冷媒は、水冷コンデンサ２０へ流入して、エンジン冷却水回路１０のエンジン冷却水と熱交換して放熱する。これにより、エンジン冷却水が加熱されるので、車室内へ送風される空気がヒータコア２１で加熱される。

　図９の点ｃ２および点ｃ３に示すように、水冷コンデンサ２０から流出した冷媒は、第１膨張弁３２に流入し、中間圧冷媒となるまで減圧される。そして、図９の点ｃ３および点ｃ４に示すように、第１膨張弁３２にて減圧された中間圧冷媒は、室外コンデンサ３３に流入して外気へ放熱する。

　図９の点ｃ４および点ｃ５に示すように、室外コンデンサ３３から流出した冷媒は、第２膨張弁３４へ流入して、第２膨張弁３４にて低圧冷媒となるまで減圧膨張される。図９の点ｃ５および点ｃ６に示すように、第２膨張弁３４にて減圧された低圧冷媒は、チラー３５に流入し、低温冷却水回路３８の低温冷却水から吸熱して蒸発する。これにより、低温冷却水回路３８の低温冷却水が冷却されるので、車室内へ送風される空気がクーラコア４０で冷却される。そして、図９の点ｃ６および点ｃ１に示すように、チラー３５から流出した冷媒は、圧縮機３１の吸入側へと流れて再び圧縮機３１にて圧縮される。

　以上の如く、第１除湿暖房モード時には、クーラコア４０にて冷却され除湿された空気をヒータコア２１にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。

　この際、第１除湿暖房モードでは、第１膨張弁３２を絞り状態としているので、冷房モードに対して、室外コンデンサ３３へ流入する冷媒の温度を低下させることができる。従って、室外コンデンサ３３における冷媒の温度と外気温との温度差を縮小して、室外コンデンサ３３における冷媒の放熱量を減少させることができる。

　この結果、冷房モード時に対してサイクルを循環する冷媒循環流量を増加させることなく、水冷コンデンサ２０における冷媒の放熱量を増加させることができ、冷房モードよりもヒータコア２１から吹き出される吹出空気の温度を上昇させることができる。

　（第２除湿暖房モード）
　第２除湿暖房モードでは、制御装置６０が第１膨張弁３２および第２膨張弁３４を絞り状態とする。第２除湿暖房モードでは、制御装置６０は、エンジン冷却水回路１０において水冷コンデンサ２０とヒータコア２１との間でエンジン冷却水が循環するようにエンジン用三方弁１８、コンデンサポンプ１９、コンデンサ入口側開閉弁２８およびコンデンサ出口側開閉弁２９の作動を制御する。第２除湿暖房モードでは、制御装置６０は、クーラポンプ３９を駆動させることによってチラー３５とクーラコア４０との間で低温冷却水回路３８の低温冷却水を循環させる。

　エアミックスドア５６のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドアがバイパス通路５１ｂを全開し、クーラコア４０を通過した空気の全流量がヒータコア通路５１ａを通過するように決定される。

　第２除湿暖房モードでは、第１膨張弁３２の絞り開度を第１除湿暖房モード時よりも減少させた絞り状態とし、第２膨張弁３４の絞り開度を第１除湿暖房モード時よりも増加させた絞り状態とする。

　第２除湿暖房モード時の冷凍サイクル装置では、サイクルを循環する冷媒の状態については、図１０のモリエル線図に示すように変化する。なお、図１０では、便宜上、水冷コンデンサ２０に循環するエンジン冷却水の流れを破線で示している。

　すなわち、図１０の点ｄ１および点ｄ２に示すように、圧縮機３１から吐出された高圧冷媒は、水冷コンデンサ２０へ流入して、エンジン冷却水回路１０のエンジン冷却水と熱交換して放熱する。これにより、エンジン冷却水回路１０のエンジン冷却水が加熱されるので、車室内へ送風される空気がヒータコア２１で加熱される。

　図１０の点ｄ２および点ｄ３に示すように、水冷コンデンサ２０から流出した冷媒は、第１膨張弁３２に流入し、外気温よりも温度の低い中間圧冷媒となるまで減圧される。そして、図１０の点ｄ３および点ｄ４に示すように、第１膨張弁３２にて減圧された中間圧冷媒は、室外コンデンサ３３に流入して外気から吸熱する。

　図１０の点ｄ４および点ｄ５に示すように、室外コンデンサ３３から流出した冷媒は、第２膨張弁３４へ流入して、第２膨張弁３４にて低圧冷媒となるまで減圧膨張される。図１０の点ｄ５および点ｄ６に示すように、第２膨張弁３４にて減圧された低圧冷媒は、チラー３５に流入し、低温冷却水回路３８の低温冷却水から吸熱して蒸発する。これにより、低温冷却水回路３８の低温冷却水が冷却されるので、車室内へ送風される空気がクーラコア４０で冷却される。そして、図１０の点ｄ６および点ｄ１に示すように、チラー３５から流出した冷媒は、圧縮機３１の吸入側へと流れて再び圧縮機３１にて圧縮される。

　以上の如く、第２除湿暖房モード時には、第１除湿暖房モードと同様に、クーラコア４０にて冷却され除湿された空気を、ヒータコア２１にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。

　この際、第２除湿暖房モードでは、第１膨張弁３２の絞り開度を減少させることによって、室外コンデンサ３３を吸熱器（換言すれば蒸発器）として機能させているので、第１除湿暖房モードよりもヒータコア２１から吹き出される温度を上昇させることができる。

　上記の如く、本実施形態の車両用空調装置では、第１膨張弁３２および第２膨張弁３４の絞り開度を変化させることによって、車室内の適切な冷房、暖房および除湿暖房を実行することができ、ひいては車室内の快適な空調を実現することができる。

　エンジン冷却水回路１０においてエンジン冷却水がＥＧＲクーラ２３を循環することによって、ＥＧＲクーラ２３を冷却することができるとともに、ＥＧＲクーラ２３の排熱をエンジン冷却水に放熱させて暖房用熱源として利用することができる。

　バイパス三方弁２７がバイパス流路２５とコンデンサポンプ１９の冷却水吸入側とを連通させることによって、循環流路１１に対して独立した冷却水回路を形成することができる。循環流路１１に対して独立した冷却水回路では、水冷コンデンサ２０とヒータコア２１との間でエンジン冷却水を循環させることができる。

　コンデンサ入口側開閉弁２８およびコンデンサ出口側開閉弁２９を開弁させることによって、エンジン１４とヒータコア２１とにエンジン冷却水を循環させることなく、水冷コンデンサ２０とエンジンラジエータ１５との間でエンジン冷却水を循環させることができる。これにより、冷凍サイクル３０の高圧側冷媒の熱をエンジンラジエータ１５で外気に放熱することができる。

　低温冷却水回路３８では、低温冷却水がチラー３５で冷却された後、クーラコア４０を流れるので、室内空調ユニット５０のケーシング５１内を流れる空気（すなわち、車室内へ送風される空気）がクーラコア４０で冷却される。

　室内空調ユニット５０のケーシング５１内においてクーラコア４０で冷却された空気はヒータコア２１で加熱される。

　室内空調ユニット５０のケーシング５１内においてエアミックスドア５６の開度を調整することによって、室内空調ユニット５０から車室内へ吹き出される空調風の温度を目標吹出温度ＴＡＯに近づけることができる。

　冷房モードにおいて、エンジン１４の負荷が高いときは、走行用電動モータの負荷が低いのでインバータ４３の電気負荷が低くなることから、水冷コンデンサ２０の冷却水温度が上昇してもインバータ４３の冷却に支障はない。

　一方、走行用電動モータの負荷が高くてインバータ４３の電気負荷が高いときは、エンジン１４の負荷が低くなってエンジン冷却水の温度が低くなることから、水冷コンデンサ２０で冷媒を十分に冷却できて室外コンデンサ３３から流出した外気の温度が低くなるので、機器ラジエータ３６に流入する外気の温度が低くなってインバータ４３の冷却性能を高められる。

　水冷コンデンサ２０では、熱容量の大きいエンジン冷却水で冷凍サイクル３０の高圧側冷媒を冷却するので、冷凍サイクル３０の凝縮温度を暖機中のエンジン冷却水温度程度に抑制することができ、冷凍サイクル３０の高圧を一定時間を低くできる。換言すれば、冷凍サイクル３０の起動時に冷凍サイクル３０の高圧の上昇速度を遅くできる。そのため、チラー３５の性能を高くできる時間が長くなるので、冷凍サイクル３０の起動時におけるクールダウンを高速化できる。

　水冷コンデンサ２０において冷凍サイクル３０の高圧側冷媒（具体的には過熱冷媒）から放熱されたエンジン冷却水がエンジン１４に流入するので、過熱冷媒の熱を利用してエンジン１４の暖機を促進できる。そのため、エンジン１４の暖機時間を短縮して燃費を向上できる。

　室外コンデンサ３３は、車両の最前面に、前面投影面積が極力大きくなるように配置されているので、冷媒の冷却能力を高くすることができ、ひいては空調に使うエネルギ（すなわち圧縮機３１を駆動する動力）を最小限にとどめることができる。

　室外コンデンサ３３は、重力方向下方側から冷媒を導入し、重力方向上方側から冷媒を流出させる構造になっているので、室外コンデンサ３３のチューブに対する冷媒の分配性が良好になり、冷媒の温度分布が改善されるので、室外コンデンサ３３の熱交換性能を向上できる。

　冷房モード時には、水冷コンデンサ２０で冷却されて過熱度が小さくなった冷媒が室外コンデンサ３３に流入するので、過熱度が大きい冷媒が室外コンデンサ３３に流入する場合吐比較して、室外コンデンサ３３から流出する外気の温度を低く抑えることができる。そのため、エンジンラジエータ１５および機器ラジエータ３６に流入する外気の温度を低く抑えることができるので、エンジンラジエータ１５および機器ラジエータ３６における冷却水冷却性能を高めることができる。

　機器ラジエータ３６は、室外コンデンサ３３の外気流れ下流側に配置されているので、機器ラジエータ３６が外気の流れにおいて室外コンデンサ３３と並列に配置されている場合と比較して、室外コンデンサ３３の前面投影面積を大きくできる。そのため、冷媒の冷却能力を高くすることができるので、空調に使うエネルギ（すなわち圧縮機３１を駆動する動力）を最小限にとどめることができる。

　特に、電気機器を冷却する機器ラジエータ３６の許容水温は６０℃程度であるのに対し、室外コンデンサ３３のうち過熱度を持った冷媒を冷却する部位から吹き出された空気の温度は８０℃を超える温度になり得るところ、本実施形態では、冷凍サイクル３０において水冷コンデンサ２０で冷媒の過熱度を小さくする、または取り除くことができるので、機器ラジエータ３６を室外コンデンサ３３の外気流れ下流側に配置することが可能になる。

　本実施形態では、冷房モードでは、エンジンラジエータ１５と水冷コンデンサ２０との間でエンジン冷却水が循環する。暖房モードでは、水冷コンデンサ２０とヒータコア２１との間でエンジン冷却水が循環する。

　水冷コンデンサ２０および室外コンデンサ３３は、冷媒の流れにおいて互いに直列に配置されている。

　これによると、冷房モードでは、水冷コンデンサ２０およびエンジンラジエータ１５によって、冷媒の熱をエンジン冷却水を介して外気に放熱させることができるので、冷媒の冷却性を向上させることができる。

　エンジンラジエータ１５および機器ラジエータ３６は、車両のうち外気が流れる部位に配置されている。これによると、ラジエータ１５および機器ラジエータ３６の外気への放熱性能を向上させることができる。そのため、熱媒体および外気の冷却性を向上できる。

　エンジンラジエータ１５および機器ラジエータ３６は、外気の流れにおいて、室外コンデンサ３３の下流側に配置されている。

　これによると、エンジンラジエータ１５および機器ラジエータ３６で熱交換させる前の低温の外気を室外コンデンサ３３に流入させることができるので、室外コンデンサ３３に流入する外気の温度を極力低くすることができる。そのため、室外コンデンサ３３における冷媒の冷却性を向上させることができる。

　暖房モードでは、水冷コンデンサ２０の冷媒によって加熱されたエンジン冷却水をヒータコア２１に流入させることができるので、ヒータコア２１の空気加熱能力を向上させることができる。

　水冷コンデンサ２０では過熱度を持っている冷媒を冷却して冷媒の過熱度を小さくするので、室外コンデンサ３３に流入する冷媒の過熱度を小さくすることができる。そのため、室外コンデンサ３３で冷媒と熱交換されて室外コンデンサ３３から流出する外気の温度を低くすることができるので、エンジンラジエータ１５および機器ラジエータ３６に流入する外気の温度を低くすることができる。したがって、エンジンラジエータ１５および機器ラジエータ３６の熱交換性能を向上させたり、エンジンラジエータ１５および機器ラジエータ３６を小型化したりすることができる。

　本実施形態では、エンジンラジエータ１５および機器ラジエータ３６は、外気の流れにおいて互いに並列に配置されている。

　これによると、エンジンラジエータ１５に流入する外気と、機器ラジエータ３６に流入する外気とがほぼ同じ温度になるため、エンジンラジエータ１５においてエンジン冷却水を介して過熱冷媒の熱を外気に放熱して過熱冷媒を冷却することと、機器ラジエータ３６においてインバータ４３の熱を外気に放熱してインバータ４３を冷却することとを両立できる。

　本実施形態では、室外コンデンサ３３において、冷媒出口３３２ｂは冷媒入口３３２ａよりも上方に配置されている。そして、機器ラジエータ３６は、エンジンラジエータ１５よりも下方側に配置されている。

　これによると、室外コンデンサ３３において、冷媒が下部から流入して上部から流出するように流れるので、室外コンデンサ３３において冷媒を良好に分配することができる。そのため、室外コンデンサ３３の熱交換性能を高めることができる。

　ここで、室外コンデンサ３３の下部に流入する冷媒は、水冷コンデンサ２０で冷却されて過熱度が小さくなった冷媒であるので、室外コンデンサ３３の下部で熱交換されて機器ラジエータ３６に向けて流出する外気の温度を低く抑えることができる。そのため、機器ラジエータ３６における機器用冷却水の冷却性能を高めることができるので、インバータ４３の冷却性を向上できる。

　また、外気の風速が高くなる車両下部に機器ラジエータ３６が配置されているので、機器ラジエータ３６に高い風速の外気を流入させることができる。そのため、機器ラジエータ３６における機器用冷却水の冷却性能を高めることができるので、インバータ４３の冷却性を向上できる。

　本実施形態では、暖房モードでは、図８に示すように、水冷コンデンサ２０とヒータコア２１との間でエンジン冷却水がエンジンラジエータ１５に対して独立して循環する。制御装置６０は、室外コンデンサ３３において冷媒が外気から吸熱するように第１膨張弁３２の作動を制御する場合、暖房モードになるようにエンジン用三方弁１８、バイパス三方弁２７、コンデンサ入口側開閉弁２８およびコンデンサ出口側開閉弁２９の作動を制御する。

　これによると、暖房モードでは、室外コンデンサ３３にて外気から冷媒に吸熱させ、水冷コンデンサ２０にて冷媒からエンジン冷却水に放熱させ、ヒータコア２１にてエンジン冷却水から空気に放熱させることができる。すなわち、暖房モードでは、外気から吸熱した熱を利用して、車室内へ送風される空気を加熱することができる。

　このとき、水冷コンデンサ２０とエンジンラジエータ１５との間でエンジン冷却水が循環しないので、水冷コンデンサ２０にてエンジン冷却水に放熱された熱がエンジンラジエータ１５で外気に放熱されない。そのため、室外コンデンサ３３にて外気から吸熱した熱をヒータコア２１での空気の加熱に極力利用することができる。

　本実施形態では、エンジン用三方弁１８、コンデンサ入口側開閉弁２８およびコンデンサ出口側開閉弁２９は、ヒータコア流路１２、コンデンサ入口側流路部２６ａおよびコンデンサ出口側流路部２６ｂにおけるエンジン冷却水の流れを断続可能になっている。

　これにより、冷房モードにおいて、図１１に示す作動例のようにエンジンラジエータ１５と水冷コンデンサ２０との間でエンジン冷却水を循環させることによって、水冷コンデンサ２０の熱（換言すれば冷房の排熱）をエンジンラジエータ１５で外気に捨てることができるので、冷凍サイクル３０の高圧を低減することができ、ひいては冷凍サイクル３０の成績係数（いわゆるＣＯＰ）を向上できる。

　また、エンジン１４の暖機時には、図１２に示す作動例のようにエンジン１４と水冷コンデンサ２０との間でエンジン冷却水を循環させることによって、水冷コンデンサ２０の熱（換言すれば冷房の排熱）でエンジン１４の暖機を促進できるので、燃費を向上できる。

　本実施形態では、バイパス三方弁２７は、バイパス流路２５におけるエンジン冷却水の流れを断続可能になっている。

　これによると、図１３に示す作動例のように、バイパス流路２５にエンジン冷却水を流通させることによって、水冷コンデンサ２０とヒータコア２１との間でエンジン冷却水を、エンジン１４およびエンジンラジエータ１５に対して独立して循環させることができる。

　本実施形態では、コンデンサ入口側流路部２６ａおよびコンデンサ出口側流路部２６ｂは、水冷コンデンサ２０とエンジンラジエータ１５との間でエンジン冷却水を循環させる。コンデンサ入口側開閉弁２８およびコンデンサ出口側開閉弁２９は、コンデンサ入口側流路部２６ａおよびコンデンサ出口側流路部２６ｂにおけるエンジン冷却水の流れを断続可能になっている。

　これによると、図１２に示す作動例のように、コンデンサ入口側流路部２６ａおよびコンデンサ出口側流路部２６ｂにおけるエンジン冷却水の流れを遮断することによって、水冷コンデンサ２０の熱を外気に捨てることなく暖房利用することができる。

　本実施形態では、ヒータコア流路１２は、水冷コンデンサ２０とヒータコア２１との間でエンジン冷却水を循環させる。エンジン用三方弁１８は、ヒータコア流路１２におけるエンジン冷却水の流れを断続可能になっている。

　これによると、図１２に示す作動例のように、ヒータコア流路１２にエンジン冷却水を流通させることによって、水冷コンデンサ２０の熱を暖房利用することができる。

　本実施形態では、循環流路１１およびヒータコア流路１２は、水冷コンデンサ２０とエンジン１４との間でエンジン冷却水を循環させる。エンジン用三方弁１８は、循環流路１１およびヒータコア流路１２におけるエンジン冷却水の流れを断続可能になっている。

　これによると、図１２に示す作動例のように、循環流路１１およびヒータコア流路１２にエンジン冷却水を流通させることによって、水冷コンデンサ２０の熱を利用してエンジン１４の暖機を促進でき、ひいては燃費を向上できる。

　本実施形態では、制御装置６０は、冷房モードであり且つエンジン冷却水が第１所定温度Ｔ１未満である場合、図１２に示す作動例のように、水冷コンデンサ２０とエンジン１４との間でエンジン冷却水が循環するようにバイパス三方弁２７、コンデンサ入口側開閉弁２８およびコンデンサ出口側開閉弁２９の作動を制御する。第１所定温度Ｔ１は、例えば４０℃である。

　これによると、エンジン冷却水の温度が低い場合、水冷コンデンサ２０の熱でエンジン１４を早期に暖機でき、ひいては燃費を向上できる。

　本実施形態では、制御装置６０は、冷房モードであり且つエンジン冷却水が第１所定温度Ｔ１を超えている場合、図１１に示す作動例のように、水冷コンデンサ２０とエンジンラジエータ１５との間でエンジン冷却水が循環するとともに水冷コンデンサ２０とエンジン１４との間におけるエンジン冷却水の循環が遮断されるようにエンジン用三方弁１８、バイパス三方弁２７、コンデンサ入口側開閉弁２８およびコンデンサ出口側開閉弁２９の作動を制御する。

　これによると、エンジン１４の暖機が終了した場合、水冷コンデンサ２０の熱（換言すれば冷房の排熱）をエンジンラジエータ１５で外気に捨てることができるので、冷凍サイクル３０の高圧を低減することができ、ひいては冷凍サイクル３０の成績係数（いわゆるＣＯＰ）を向上できる。

　本実施形態では、制御装置６０は、冷房モードであり且つエンジン冷却水が第１所定温度Ｔ１よりも高い第２所定温度Ｔ２を超えた場合、水冷コンデンサ２０とエンジンラジエータ１５との間におけるエンジン冷却水の循環が遮断されるとともに水冷コンデンサ２０とエンジン１４との間におけるエンジン冷却水の循環が遮断されるようにエンジン用三方弁１８、バイパス三方弁２７、コンデンサ入口側開閉弁２８およびコンデンサ出口側開閉弁２９の作動を制御する。第２所定温度Ｔ２は、例えば冷媒飽和温度（具体的には５０～８０℃）またはサーモ開弁温度（具体的には８８℃）である。

　これによると、エンジン冷却水の温度が高くなった場合、水冷コンデンサ２０の冷媒がエンジン冷却水から受熱して冷媒の温度が高くなり過ぎることを抑制できる。

　本実施形態では、制御装置６０は、冷房モードであり且つ水冷コンデンサ２０に流入する冷媒の温度がエンジン冷却水の温度よりも低い場合、水冷コンデンサ２０とエンジン１４との間におけるエンジン冷却水の循環が遮断されるようにエンジン用三方弁１８、バイパス三方弁２７、コンデンサ入口側開閉弁２８およびコンデンサ出口側開閉弁２９の作動を制御する。

　これによると、エンジン冷却水の温度が高くなった場合、エンジン１４から流出したエンジン冷却水が水冷コンデンサ２０に流通しないので、水冷コンデンサ２０の冷媒がエンジン冷却水から受熱して冷媒の温度が高くなり過ぎることを抑制できる。

　本実施形態では、制御装置６０は、冷房モードであり且つ機器ラジエータ３６に流入する機器用冷却水の温度およびエンジン冷却水の温度がともに所定温度を超えている場合、水冷コンデンサ２０とヒータコア２１との間でエンジン冷却水が循環するようにエンジン用三方弁１８、バイパス三方弁２７、コンデンサ入口側開閉弁２８およびコンデンサ出口側開閉弁２９の作動を制御するとともに、クーラコア４０で冷却された空気の少なくとも一部がヒータコア２１を流れるようにエアミックスドア５６の作動を制御する。

　これによると、クーラコア４０で冷却された空気でヒータコア２１のエンジン冷却水を冷却し、ヒータコア２１で冷却されたエンジン冷却水が水冷コンデンサ２０の冷媒を冷却するので、室外コンデンサ３３に流入する冷媒の過熱度を小さくすることができる。そのため、室外コンデンサ３３から流出する外気の温度を下げることができるので、機器ラジエータ３６に流入する外気の温度を下げることができる。したがって、機器ラジエータ３６に流入する機器用冷却水の温度およびエンジン冷却水の温度がともに所定温度を超えている場合であっても、機器用冷却水の冷却能力を高めることができるので、インバータ４３を優先的に冷却することができる。

　本実施形態では、エンジン１４の廃熱を利用した暖房と、冷凍サイクル３０のヒートポンプ運転による暖房とを併用できるので、いずれか一方のみで暖房を行う場合と比較して、暖房におけるガソリンの消費量を低減できる。

　また、水冷コンデンサ２０を、冷房時にはエンジンラジエータ１５に接続し、暖房時にはヒータコア２１に接続するので、ガソリンの消費量を低減できる。

　すなわち、冷房時は、水冷コンデンサ２０の接続先をエンジンラジエータ１５にすることによって、圧縮機３１で吐出された冷媒の放熱を、室外コンデンサ３３だけでなくエンジンラジエータ１５でも行うことができる。そのため、冷媒の放熱性能が向上し冷凍サイクル３０の高圧が下がるため、圧縮機３１の消費電力が低減され、結果としてガソリンの消費量を低減できる。

　特に、エンジン１４を作動させないＥＶ走行時には、エンジン１４を冷却する必要が無いため、エンジン１４の冷却に使用されないエンジンラジエータ１５を冷媒の放熱に使用することで、上記作用効果が一層顕著になる。

　暖房時は、水冷コンデンサ２０の接続先をヒータコア２１にすることによって、冷凍サイクル３０で生成された熱をヒータコア２１に送って暖房することができる。そのため、暖房のために必要な高温水をエンジン１４の廃熱で作る必要が小さくなるので、エンジン１４を作動させる頻度が減り、結果としてガソリンの消費量を低減できる。

　（第２実施形態）
　上記第１実施形態では、エンジンラジエータ１５および機器ラジエータ３６は、外気の流れにおいて互いに並列に配置されているが、本実施形態では、図１４に示すように、機器ラジエータ３６は、エンジンラジエータ１５よりも外気流れ方向上流側に配置されている。

　機器ラジエータ３６に流入する外気には、室外コンデンサ３３の排熱Ｑｒが加えられている。エンジンラジエータ１５に流入する外気には、室外コンデンサ３３の排熱Ｑｒおよびインバータ４３の排熱Ｑｅが加えられている。

　そして、エンジンラジエータ１５から流出する外気には、室外コンデンサ３３の排熱Ｑｒ、インバータ４３の排熱Ｑｅ、エンジン１４の排熱ＱＥおよび水冷コンデンサ２０の排熱Ｑｃが加えられている。

　水冷コンデンサ２０がエンジン冷却水回路１０に配置されているので、エンジン１４の排熱ＱＥが機器用冷却水回路４１の低温冷却水に放熱されずにエンジン冷却水回路１０のエンジン冷却水に放熱される。

　そのため、水冷コンデンサ２０が機器用冷却水回路４１に配置されていてエンジン１４の排熱ＱＥが機器用冷却水回路４１の低温冷却水に放熱される場合と比較して、機器ラジエータ３６の低温冷却水の温度を低くできるので、インバータ４３の冷却性能を高めることができる。

　本実施形態では、エンジンラジエータ１５は、外気の流れにおいて機器ラジエータ３６よりも下流側に配置されている。

　これによると、水冷コンデンサ２０において過熱冷媒の熱がエンジン冷却水に放熱され、エンジン冷却水の熱が、室外コンデンサ３３、機器ラジエータ３６およびエンジンラジエータ１５のうち外気の流れにおいて最も下流側に配置されたエンジンラジエータ１５で外気に放熱される。

　そのため、過熱冷媒の熱を含んだ高温の外気が室外コンデンサ３３および機器ラジエータ３６に流入することを抑制できるので、室外コンデンサ３３および機器ラジエータ３６の熱交換性能を高めることができる。

　（第３実施形態）
　本実施形態では、図１５に示すように、冷凍サイクル３０はアキュムレータ８０を有している。アキュムレータ８０は、その内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰冷媒を蓄える気液分離器である。

　アキュムレータ８０は、エバポレータ８１の冷媒出口側に配置されている。エバポレータ８１は、第２膨張弁３４で減圧膨張された低圧冷媒と車室内へ送風される空気とを熱交換させることによって低圧冷媒を蒸発させる蒸発器である。

　アキュムレータ８０の気相冷媒出口には、圧縮機３１の吸入ポートが接続されている。従って、アキュムレータ８０は、圧縮機３１に液相冷媒が吸入されることを抑制し、圧縮機３１における液圧縮を防止する機能を果たす。

　エバポレータ８１は、上記実施形態のチラー３５の代わりに冷凍サイクル３０に配置されている。エバポレータ８１は、上記実施形態のエバポレータ８１の代わりに室内空調ユニット５０のケーシング５１内に配置されている。

　エバポレータ８１の冷媒出口側には定圧弁８２が配置されている。定圧弁８２は、エバポレータ８１の冷媒出口側における冷媒の圧力を所定圧力に維持する定圧調整部である。

　第１膨張弁３２の出口側には気液分離器８３が接続されている。気液分離器８３は、第１膨張弁３２にて減圧された中間圧冷媒の気液を分離する気液分離部である。気液分離器８３は、気相冷媒を流出させる気相冷媒流出口と、液相冷媒を流出させる液相冷媒流出口とを有している。

　気液分離器８３の気相冷媒流出口には、気相冷媒流路８４を介して、圧縮機３１の中間圧吸入ポートが接続されている。これにより、気液分離器８３にて分離された中間圧気相冷媒が、圧縮機３１の圧縮室にて昇圧過程の冷媒に注入される。圧縮機３１にて冷媒を多段階に昇圧させることで、圧縮機３１の圧縮効率を向上させている。

　気液分離器８３の液相冷媒流出口には、室外コンデンサ３３の冷媒入口側が接続されている。

　冷凍サイクル３０において水冷コンデンサ２０の冷媒出口と第１膨張弁３２の入口との間は、第１バイパス通路８５の一端が接続されている。第１バイパス通路８５の他端は、室外コンデンサ３３の冷媒出口と第２膨張弁３４の冷媒入口との間に接続されている。

　第１バイパス通路８５は、水冷コンデンサ２０から流出した冷媒を、第１膨張弁３２、気液分離器８３および室外コンデンサ３３を迂回させて第２膨張弁３４の入口側へ導く冷媒通路である。

　第１バイパス通路８５には第１バイパス開閉弁８６が配置されている。第１バイパス開閉弁８６は、第１バイパス通路８５を開閉する電磁弁である。第１バイパス開閉弁８６の作動は、制御装置６０から出力される制御信号によって制御される。第１バイパス開閉弁８６は、第１バイパス通路８５を開閉することによって、冷凍サイクル３０の冷媒流れを切り替える冷媒流れ切替部である。

　冷凍サイクル３０において室外コンデンサ３３の冷媒出口と第１バイパス通路８５の他端との間には、逆止弁８７が配置されている。逆止弁８７は、室外コンデンサ３３の出口側から第２膨張弁３４の入口側への冷媒の流れを許容し、第２膨張弁３４の入口側から室外コンデンサ３３の出口側への冷媒の流れを禁止する逆流防止部である。逆止弁８７は、第１バイパス通路８５の他端から第２膨張弁３４の入口側へ流出した冷媒が室外コンデンサ３３側へ逆流することを防止する。

　室外コンデンサ３３の冷媒出口側には、第２バイパス通路８８が接続されている。第２バイパス通路８８は、室外コンデンサ３３から流出した冷媒を、逆止弁８７、第２膨張弁３４およびエバポレータ８１をバイパスしてアキュムレータ８０の冷媒入口側へ導く冷媒通路である。

　第２バイパス通路８８には、第２バイパス開閉弁８９が配置されている。第２バイパス開閉弁８９は、第２バイパス通路８８を開閉する電磁弁である。第２バイパス開閉弁８９の作動は、制御装置６０から出力される制御信号によって制御される。第２バイパス開閉弁８９は、第２バイパス通路８８を開閉することによって、冷凍サイクル３０の冷媒流れを切り替える冷媒流れ切替部である。

　第２バイパス開閉弁８９が開いている場合、冷媒が第２バイパス通路８８を通過する際に生ずる圧力損失は、冷媒が逆止弁８７、第２膨張弁３４およびエバポレータ８１を通過する際に生ずる圧力損失に対して小さい。その理由は、逆止弁８７、第２膨張弁３４およびエバポレータ８１が流路抵抗になるからである。したがって、室外コンデンサ３３から流出した冷媒は、第２バイパス開閉弁８９が開いている場合には第２バイパス通路８８を流れ、第２バイパス開閉弁８９が閉じている場合には逆止弁８７、第２膨張弁３４およびエバポレータ８１を流れる。

　制御装置６０の入力側にはエバポレータ温度センサ９０の検出信号が入力される。エバポレータ温度センサ９０は、エバポレータ８１の温度を検出する温度検出部である。エバポレータ温度センサ９０は、例えば、エバポレータ８１の熱交換フィンの温度を検出するフィンサーミスタや、エバポレータ８１を流れる冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ等である。

　本実施形態においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

　（第４実施形態）
　本実施形態では、図１６に示すように、室外コンデンサ３３に、モジュレータ９１および過冷却器９２が一体化されている。モジュレータ９１は、室外コンデンサ３３から流出した冷媒の気液を分離するとともに余剰の液相冷媒を貯える冷媒貯留部である。過冷却器９２は、モジュレータ９１から流出した液相冷媒と外気とを熱交換させて液相冷媒を過冷却する過冷却用熱交換器である。

　モジュレータ９１には過冷却バイパス流路９３が接続されている。過冷却バイパス流路９３は、モジュレータ９１を流れた冷媒が過冷却器９２をバイパスして流れるバイパス部である。

　過冷却バイパス流路９３には過冷却バイパス開閉弁９４が配置されている。過冷却バイパス開閉弁９４は、過冷却バイパス流路９３の開度を調整するバイパス開度調整部である。過冷却バイパス開閉弁９４は電磁弁であり、制御装置６０によって制御される。

　図１７に示すように、モジュレータ９１は室外コンデンサ３３の側面に一体化され、過冷却器９２は室外コンデンサ３３の下面に一体化されている。図１７中の上下の矢印は、車両の上下方向を示している。図１７中の他の矢印は、室外コンデンサ３３、モジュレータ９１および過冷却器９２における冷媒の流れ方向を示している。

　冷房モードおよび第１除湿暖房モードでは、室外コンデンサ３３で凝縮された冷媒がモジュレータ９１で気液分離されるとともに余剰冷媒が貯えられる。冷房モードおよび第１除湿暖房モードでは、制御装置６０は過冷却バイパス開閉弁９４を閉じる。これにより、モジュレータ９１から流出した液相冷媒が過冷却器９２を流れて過冷却される。

　暖房モードおよび第２除湿暖房モードでは、制御装置６０は過冷却バイパス開閉弁９４を開ける。これにより、モジュレータ９１から流出した冷媒が過冷却器９２をバイパスして過冷却バイパス流路９３を流れるので、過冷却器９２における冷媒の圧力損失を低減できる。

　（第５実施形態）
　本実施形態では、図１８に示すように、エンジンラジエータ１５、室外コンデンサ３３および機器ラジエータ３６は、外気の流れ方向に、機器ラジエータ３６、室外コンデンサ３３、エンジンラジエータ１５の順に配置されている。

　これによると、室外コンデンサ３３およびエンジンラジエータ１５で熱交換されていない外気を機器ラジエータ３６に流入させることができるので、機器ラジエータ３６に流入する外気の温度を極力低くすることができる。そのため、機器ラジエータ３６における機器用冷却水の冷却性能を高めることができるので、インバータ４３の冷却性を向上できる。

　（他の実施形態）
　上記実施形態を適宜組み合わせ可能である。上記実施形態を例えば以下のように種々変形可能である。

　（１）上記実施形態では、バイパス流路２５の一端とヒータコア流路１２との接続部にバイパス三方弁２７が配置されているが、バイパス流路２５を開閉する開閉弁がバイパス三方弁２７の代わりに配置されていてもよい。
上記実施形態では、コンデンサ入口側流路部２６ａにコンデンサ入口側開閉弁２８が配置されているが、コンデンサ入口側開閉弁２８の代わりに三方弁がコンデンサ入口側流路部２６ａの一端または他端に配置されていてもよい。

　上記実施形態では、コンデンサ出口側流路部２６ｂにコンデンサ出口側開閉弁２９が配置されているが、コンデンサ出口側開閉弁２９の代わりに三方弁がコンデンサ出口側流路部２６ｂの一端または他端に配置されていてもよい。

　（２）上記各実施形態では、温度調節対象機器を温度調節するための熱媒体として冷却水を用いているが、油などの各種媒体を熱媒体として用いてもよい。

　熱媒体として、ナノ流体を用いてもよい。ナノ流体とは、粒子径がナノメートルオーダーのナノ粒子が混入された流体のことである。ナノ粒子を熱媒体に混入させることで、エチレングリコールを用いた冷却水のように凝固点を低下させて不凍液にする作用効果に加えて、次のような作用効果を得ることができる。

　すなわち、特定の温度帯での熱伝導率を向上させる作用効果、熱媒体の熱容量を増加させる作用効果、金属配管の防食効果やゴム配管の劣化を防止する作用効果、および極低温での熱媒体の流動性を高める作用効果を得ることができる。

　このような作用効果は、ナノ粒子の粒子構成、粒子形状、配合比率、付加物質によって様々に変化する。

　これによると、熱伝導率を向上させることができるので、エチレングリコールを用いた冷却水と比較して少ない量の熱媒体であっても同等の冷却効率を得ることが可能になる。

　また、熱媒体の熱容量を増加させることができるので、熱媒体自体の顕熱による蓄冷熱量を増加させることができる。

　蓄冷熱量を増加させることにより、圧縮機３１を作動させない状態であっても、ある程度の時間は蓄冷熱を利用した機器の冷却、加熱の温調が実施できるため、車両用熱管理装置の省動力化が可能になる。

　ナノ粒子のアスペクト比は５０以上であるのが好ましい。十分な熱伝導率を得ることができるからである。なお、アスペクト比は、ナノ粒子の縦×横の比率を表す形状指標である。

　ナノ粒子としては、Ａｕ、Ａｇ、ＣｕおよびＣのいずれかを含むものを用いることができる。具体的には、ナノ粒子の構成原子として、Ａｕナノ粒子、Ａｇナノワイヤー、ＣＮＴ、グラフェン、グラファイトコアシェル型ナノ粒子、およびＡｕナノ粒子含有ＣＮＴなどを用いることができる。

　ＣＮＴはカーボンナノチューブである。グラファイトコアシェル型ナノ粒子は、上記原子を囲むようにカーボンナノチューブ等の構造体があるような粒子体である。

　（３）上記各実施形態の冷凍サイクル３０では、冷媒としてフロン系冷媒を用いているが、冷媒の種類はこれに限定されるものではなく、二酸化炭素等の自然冷媒や炭化水素系冷媒等を用いてもよい。

　また、上記各実施形態の冷凍サイクル３０は、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が、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルを構成していてもよい。

Claims

　熱媒体と外気とを熱交換させるラジエータ（１５）と、
　前記熱媒体と車室内へ送風される空気とを熱交換させるヒータコア（２１）と、
　冷媒を吸入して圧縮して吐出する圧縮機（３１）と、
　前記圧縮機から吐出された前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる冷媒熱媒体熱交換器（２０）と、
　前記冷媒熱媒体熱交換器で熱交換された前記冷媒と前記外気とを熱交換させる冷媒外気熱交換器（３３）と、
　前記ラジエータと前記冷媒熱媒体熱交換器との間で前記熱媒体が循環する第１モードと、前記冷媒熱媒体熱交換器と前記ヒータコアとの間で前記熱媒体が循環する第２モードとを切り替える切替部（１８、２７、２８、２９）とを備え、
　前記冷媒熱媒体熱交換器および前記冷媒外気熱交換器は、前記冷媒の流れにおいて互いに直列に配置されており、
　前記ラジエータおよび前記冷媒外気熱交換器は、車両のうち前記外気が流れる部位に配置されている車両用空調装置。
　前記ラジエータは、前記外気の流れにおいて前記冷媒外気熱交換器の下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。
　前記ラジエータは、エンジン（１４）を冷却するエンジン冷却用熱媒体と外気とを熱交換させるエンジン冷却用ラジエータ（１５）であり、
　さらに、車載機器（４３）を冷却する機器冷却用熱媒体と前記外気とを熱交換させる機器冷却用ラジエータ（３６）を備え、
　前記エンジン冷却用ラジエータおよび前記機器冷却用ラジエータは、前記外気の流れにおいて、前記冷媒外気熱交換器の下流側に配置されている請求項１または２に記載の車両用空調装置。
　前記エンジン冷却用ラジエータは、前記外気の流れにおいて前記機器冷却用ラジエータよりも下流側に配置されている請求項３に記載の車両用空調装置。
　前記エンジン冷却用ラジエータおよび前記機器冷却用ラジエータは、前記外気の流れにおいて互いに並列に配置されている請求項３に記載の車両用空調装置。
　前記冷媒外気熱交換器は、前記冷媒が流入する冷媒入口（３３２ａ）と、前記冷媒入口よりも上方に配置され、前記冷媒が流出する冷媒出口（３３２ｂ）とを備え、
　前記機器冷却用ラジエータは、前記エンジン冷却用ラジエータよりも下方側に配置されている請求項５に記載の車両用空調装置。
　前記ラジエータは、エンジン（１４）を冷却するエンジン冷却用熱媒体と外気とを熱交換させるエンジン冷却用ラジエータ（１５）であり、
　さらに、車載機器（４３）を冷却する機器冷却用熱媒体と前記外気とを熱交換させる機器冷却用ラジエータ（３６）を備え、
　前記エンジン冷却用ラジエータ、前記機器冷却用ラジエータおよび前記冷媒外気熱交換器は、前記外気の流れ方向に、前記機器冷却用ラジエータ、前記冷媒外気熱交換器、前記エンジン冷却用ラジエータの順に配置されている請求項１に記載の車両用空調装置。
　前記冷媒外気熱交換器に流入する前記冷媒の減圧量を調整する減圧量調整部（３２）を備え、
　前記切替部は、前記第２モードでは、前記冷媒熱媒体熱交換器と前記ヒータコアとの間で前記熱媒体を前記エンジン冷却用ラジエータに対して独立して循環させるようになっており、
　前記冷媒外気熱交換器において前記冷媒が前記外気から吸熱するように前記減圧量調整部が作動している場合、前記切替部は、前記第２モードになるように作動する請求項３ないし７のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
　前記冷媒熱媒体熱交換器と前記ヒータコアとの間で前記エンジン冷却用熱媒体を循環させるヒータコア側熱媒体流路部（１２）と、
　前記冷媒熱媒体熱交換器と前記エンジン冷却用ラジエータとの間で前記エンジン冷却用熱媒体を循環させるラジエータ側熱媒体流路部（２６ａ、２６ｂ）とを備え、
　前記切替部は、前記ヒータコア側熱媒体流路部および前記ラジエータ側熱媒体流路部における前記エンジン冷却用熱媒体の流れを断続可能になっている請求項３ないし８のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
　前記冷媒熱媒体熱交換器および前記ヒータコアを流れた前記エンジン冷却用熱媒体が前記エンジンおよび前記エンジン冷却用ラジエータをバイパスして流れるバイパス流路部（２５）を備え、
　前記切替部は、前記バイパス流路部における前記エンジン冷却用熱媒体の流れを断続可能になっている請求項３ないし９のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
　前記冷媒熱媒体熱交換器と前記エンジン冷却用ラジエータとの間で前記エンジン冷却用熱媒体を循環させるラジエータ側熱媒体流路部（２６ａ、２６ｂ）を備える請求項３ないし８のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
　前記切替部は、前記ラジエータ側熱媒体流路部における前記エンジン冷却用熱媒体の流れを断続可能になっている請求項１１に記載の車両用空調装置。
　前記冷媒熱媒体熱交換器と前記ヒータコアとの間で前記エンジン冷却用熱媒体を循環させるヒータコア側熱媒体流路部（１２）を備える請求項３ないし８、１１、１２のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
　前記切替部は、前記ヒータコア側熱媒体流路部における前記エンジン冷却用熱媒体の流れを断続可能になっている請求項１３に記載の車両用空調装置。
　前記冷媒熱媒体熱交換器と前記エンジンとの間で前記エンジン冷却用熱媒体を循環させるエンジン側熱媒体流路部（１１、１２）を備える請求項３ないし１４のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
　前記切替部は、前記エンジン側熱媒体流路部における前記エンジン冷却用熱媒体の流れを断続可能になっている請求項１５に記載の車両用空調装置。
　前記第１モードであり且つ前記エンジン冷却用熱媒体が所定温度未満である場合、前記冷媒熱媒体熱交換器と前記エンジンとの間で前記エンジン冷却用熱媒体が循環するように前記切替部が作動する請求項１６に記載の車両用空調装置。
　前記冷媒熱媒体熱交換器と前記エンジンとの間で前記エンジン冷却用熱媒体を循環させるエンジン側熱媒体流路部（１１、１２）を備え、
　前記切替部は、前記エンジン側熱媒体流路部における前記エンジン冷却用熱媒体の流れを断続可能になっており、
　前記第１モードであり且つ前記エンジン冷却用熱媒体が所定温度未満である場合、前記冷媒熱媒体熱交換器と前記エンジンとの間で前記エンジン冷却用熱媒体が循環するように前記切替部が作動し、
　前記第１モードであり且つ前記エンジン冷却用熱媒体が前記所定温度を超えている場合、前記冷媒熱媒体熱交換器と前記エンジン冷却用ラジエータとの間で前記エンジン冷却用熱媒体が循環するとともに前記冷媒熱媒体熱交換器と前記エンジンとの間における前記エンジン冷却用熱媒体の循環が遮断されるように前記切替部が作動する請求項３ないし１４のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
　前記所定温度は第１所定温度であり、
　前記第１モードであり且つ前記エンジン冷却用熱媒体が前記第１所定温度よりも高い第２所定温度を超えた場合、前記冷媒熱媒体熱交換器と前記エンジン冷却用ラジエータとの間における前記エンジン冷却用熱媒体の循環が遮断されるとともに前記冷媒熱媒体熱交換器と前記エンジンとの間における前記エンジン冷却用熱媒体の循環が遮断されるように前記切替部が作動する請求項１８に記載の車両用空調装置。
　前記第１モードであり且つ前記冷媒熱媒体熱交換器に流入する前記冷媒の温度が前記エンジン冷却用熱媒体の温度よりも低い場合、前記冷媒熱媒体熱交換器と前記エンジンとの間における前記エンジン冷却用熱媒体の循環が遮断されるように前記切替部が作動する請求項１５ないし１９のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
　前記空気の流れにおいて前記ヒータコアよりも上流側に配置され、前記冷媒と前記空気とを熱交換させて前記空気を冷却する空気冷却用熱交換器（４０）と、
　前記空気冷却用熱交換器で冷却された前記空気のうち、前記ヒータコアを流れる前記空気と、前記ヒータコアをバイパスして流れる前記空気との風量割合を調整する風量割合調整部（５６、６０）とを備え、
　前記第１モードであり且つ前記機器冷却用ラジエータに流入する前記機器冷却用熱媒体の温度および前記エンジン冷却用熱媒体の温度がともに所定温度を超えている場合、前記冷媒熱媒体熱交換器と前記ヒータコアとの間で前記エンジン冷却用熱媒体が循環するように前記切替部が作動するとともに、前記空気冷却用熱交換器で冷却された前記空気の少なくとも一部が前記ヒータコアを流れるように前記風量割合調整部が作動する請求項１４に記載の車両用空調装置。