WO2020137768A1

WO2020137768A1 - 冷凍サイクル装置および流量調整機構

Info

Publication number: WO2020137768A1
Application number: PCT/JP2019/049728
Authority: WO
Inventors: 直也牧本; 加藤　吉毅
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2020-07-02
Also published as: US20210291626A1; CN113226812A; CN113226812B; JP2020104841A; DE112019006514T5; US11897316B2; JP7434847B2

Abstract

高温熱媒体調整部（２５、２６、２８）と、制御部（６０）とを備える。高温熱媒体調整部（２５、２６、２８）は、空気加熱器（２２）を流れる高温熱媒体と放熱器（２３）を流れる高温熱媒体との流量比である高温熱媒体流量比を調整する。制御部（６０）は、高圧側熱交換器（１２）で冷媒から高温熱媒体に放熱された熱のうち、空気加熱器（２２）にて車室内へ送風される空気を目標吹出温度（ＴＡＯ）に加熱するために必要な熱に対して余剰な熱が放熱器（２３）にて車室外の空気に放熱される高温熱媒体流量比となるように、高温熱媒体調整部（２５、２６、２８）を制御する。

Description

冷凍サイクル装置および流量調整機構

関連出願の相互参照

　本出願は、２０１８年１２月２６日に出願された日本特許出願２０１８－２４３３９１号、および２０１９年１１月２９日に出願された日本特許出願２０１９－２１６８８０号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置、およびそれに用いられる流量調整機構に関する。

　従来、特許文献１には、冷凍サイクルの凝縮器で加熱された冷却液が、ヒータコアとラジエータとに流れる車両用熱管理装置が記載されている。ヒータコアは、車室内へ送風される空気と冷却液とを熱交換させて空気を加熱する。ラジエータは、冷却液と車室外の空気と熱交換させて冷却液を冷却する。以下では、車室外の空気を外気と言う。

　この従来技術では、冷凍サイクルの第１蒸発器で冷却された冷却液によってインバータ等の電気機器を冷却し、車室内へ送風される空気を冷凍サイクルの第２蒸発器によって冷却するようになっている。

　第１蒸発器および第２蒸発器で冷媒が吸熱した熱と、冷凍サイクルの圧縮機が発する熱とが凝縮器にて冷媒から冷却液に与えられる。

欧州特許出願公開第２４３７９５５号明細書

　上記従来技術では、凝縮器から冷却液に与えられた熱はヒータコアとラジエータとに分配される。そのため、ヒータコアとラジエータとに流れる冷却液の流量によっては、ヒータコアでの空気加熱能力に過不足が生じてしまう。

　本開示は上記点に鑑みて、冷媒で加熱された熱媒体を、車室内へ送風される空気の加熱に用いると同時に外気に放熱させる冷凍サイクル装置において、車室内へ送風される空気を適切に加熱できるようにすることを第１の目的とする。

　上記従来技術において、ヒータコアで空気を加熱するために必要な熱を確保するため、冷凍サイクルの第１蒸発器で冷却された冷却液を吸熱用ラジエータと電池とに流すことが考えられる。

　吸熱用ラジエータは、冷凍サイクルの第１蒸発器で冷却された冷却液に外気から吸熱させる熱交換器である。冷凍サイクルの第１蒸発器で冷却された冷却液を電池に流すことによって、冷凍サイクルの第１蒸発器で冷却された冷却液に電池から吸熱させて電池を冷却できる。

　このような構成では、第１蒸発器で冷媒によって冷却された冷却液が吸熱用ラジエータおよび電池から吸熱するので、吸熱用ラジエータと電池とに流れる冷却液の流量によっては、電池を冷却する能力に過不足が生じてしまう。

　本開示は上記点に鑑みて、車室内へ送風される空気を加熱するために冷媒で冷却された熱媒体が外気から吸熱すると同時に、冷媒で冷却された熱媒体によって電池を冷却する冷凍サイクル装置において、電池を適切に冷却できるようにすることを抑制することを第２の目的とする。

　本開示の第１の態様による冷凍サイクル装置は、
　高温熱媒体回路と、空気加熱器と、放熱器と、圧縮機と、高圧側熱交換器と、減圧部と、複数の蒸発器と、冷媒流れ切替部と、高温熱媒体調整部と、制御部とを備える。

　高温熱媒体回路には、高温熱媒体が循環する。空気加熱器は、高温熱媒体と車室内へ送風される空気とを熱交換させて車室内へ送風される空気を加熱する。放熱器は、高温熱媒体と車室外の空気とを熱交換させて車室外の空気に放熱する。圧縮機は、冷媒を吸入して圧縮し吐出する。高圧側熱交換器は、圧縮機から吐出された高圧の冷媒と高温熱媒体とを熱交換させる。減圧部は、高圧側熱交換器で熱交換された冷媒を減圧させる。複数の蒸発器は、減圧部で減圧された冷媒に吸熱させて冷媒を蒸発させる。冷媒流れ切替部は、複数の蒸発器のうち一部の蒸発器に冷媒が流れる状態と、複数の蒸発器の全てに冷媒が流れる状態とを切り替える。高温熱媒体調整部は、空気加熱器を流れる高温熱媒体と放熱器を流れる高温熱媒体との流量比である高温熱媒体流量比を調整する。制御部は、高圧側熱交換器で冷媒から高温熱媒体に放熱された熱のうち、空気加熱器にて車室内へ送風される空気を目標吹出温度に加熱するために必要な熱に対して余剰な熱が放熱器にて車室外の空気に放熱される高温熱媒体流量比となるように、高温熱媒体調整部を制御する。

　これによると、空気加熱器にて車室内へ送風される空気を目標吹出温度に加熱するために必要な熱が空気加熱器に分配されるように空気加熱器に熱媒体を流すことができる。したがって、車室内へ送風される空気を空気加熱器で適切に加熱できる。

　本開示の第２の態様による冷凍サイクル装置は、
　低温熱媒体回路と、吸熱器と、電池と、圧縮機と、空気加熱部と、減圧部と、蒸発器と、低温熱媒体調整部と、制御部とを備える。

　低温熱媒体回路には、低温熱媒体が循環する。吸熱器は、低温熱媒体と車室内へ送風される空気とを熱交換させて低温熱媒体に車室外の空気から吸熱させる。電池は、低温熱媒体によって冷却される。圧縮機は、冷媒を吸入して圧縮し吐出する。空気加熱部は、圧縮機から吐出された高圧の冷媒を放熱させることによって、車室内へ送風される空気を加熱する。減圧部は、空気加熱部で放熱された冷媒を減圧させる。蒸発器は、減圧部で減圧された冷媒と低温熱媒体とを熱交換させて冷媒を蒸発させるとともに低温熱媒体を冷却する。低温熱媒体調整部は、吸熱器を流れる低温熱媒体と電池を冷却する低温熱媒体との流量比である低温熱媒体流量比を調整する。制御部は、電池が目標電池温度に冷却される低温熱媒体流量比となるように、低温熱媒体調整部を制御する。

　これによると、電池が目標電池温度になるように電池に熱媒体を流すことができる。したがって、車室内へ送風される空気を加熱しつつ、電池を適切に冷却できる。

　本開示の第３の態様による冷凍サイクル装置では、
　高温熱媒体回路と、空気加熱器と、放熱器と、圧縮機と、高圧側熱交換器と、減圧部と、蒸発器と、流量調整部とを備える。

　高温熱媒体回路には、高温熱媒体が循環する。空気加熱器は、高温熱媒体と車室内へ送風される空気とを熱交換させて車室内へ送風される空気を加熱する。放熱器は、高温熱媒体と車室外の空気とを熱交換させて車室外の空気に放熱する。圧縮機は、冷媒を吸入して圧縮し吐出する。高圧側熱交換器は、圧縮機から吐出された高圧の冷媒と高温熱媒体とを熱交換させて冷媒から高温熱媒体に放熱させる。減圧部は、高圧側熱交換器で熱交換された冷媒を減圧させる。蒸発器は、減圧部で減圧された冷媒に吸熱させて冷媒を蒸発させる。流量調整部は、高圧側熱交換器を流れた高温熱媒体の流量に対する放熱器を流れる高温熱媒体の流量の比である放熱器側流量比を調整する。空気加熱器で加熱された空気の温度の最大値である最大吹出温度は、放熱器側流量比が減少するにつれて増加する。放熱器側流量比の減少に対する、最大吹出温度の増加率が、放熱器側流量比が小さくなるほど大きくなっている。

　これによると、最大吹出温度を考慮して流量調整部の分解能を設定することにより、放熱器側流量比が小さいときであっても空気加熱器で加熱された空気を適切な温度に加熱できる。

　本開示の第４の態様による流量調整機構は、
　高温熱媒体回路と、空気加熱器と、放熱器と、圧縮機と、高圧側熱交換器と、減圧部と、蒸発器とを備える冷凍サイクル装置に用いられる。

　高温熱媒体回路には、高温熱媒体が循環する。空気加熱器は、高温熱媒体と車室内へ送風される空気とを熱交換させて車室内へ送風される空気を加熱する。放熱器は、高温熱媒体と車室外の空気とを熱交換させて車室外の空気に放熱する。圧縮機は、冷媒を吸入して圧縮し吐出する。高圧側熱交換器は、圧縮機から吐出された高圧の冷媒と高温熱媒体とを熱交換させて冷媒から高温熱媒体に放熱させる。減圧部は、高圧側熱交換器で熱交換された冷媒を減圧させる。蒸発器は、減圧部で減圧された冷媒に吸熱させて冷媒を蒸発させる。

　冷凍サイクル装置では、空気加熱器で加熱された空気の温度の最大値である最大吹出温度は、高圧側熱交換器を流れた高温熱媒体の流量に対する放熱器を流れる高温熱媒体の流量の比である放熱器側流量比が減少するにつれて増加する。冷凍サイクル装置では、放熱器側流量比の減少に対する、最大吹出温度の増加率が、放熱器側流量比が小さくなるほど大きくなっている。

　流量調整機構は、最大吹出温度が、空気加熱器で加熱された空気の温度の上限値である上限吹出温度となるときの放熱器側流量比において、最大吹出温度の変動幅が許容値以下となるように放熱器側流量比を調整可能である。

　これによると、放熱器側流量比が小さいときであっても空気加熱器で加熱された空気の変動幅を許容値以下にできるので、空気加熱器で空気を適切に加熱できる。

　本開示の第５の態様による流量調整機構は、
　高温熱媒体回路と、空気加熱器と、放熱器と、圧縮機と、高圧側熱交換器と、減圧部と、蒸発器とを備える冷凍サイクル装置に用いられる。

　流量調整機構は、高圧側熱交換器を流れた高温熱媒体の流量に対する放熱器を流れる高温熱媒体の流量の比である放熱器側流量比を所定の分解能で調整可能である。

　これによると、放熱器側流量比を調整する際に放熱器側流量比の変動幅を適切に制御できるので、空気加熱器で加熱された空気を適切な温度に加熱できる。

　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な既述により、より明確となる。
第１実施形態における冷凍サイクル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実施形態における冷凍サイクル装置の制御装置が運転モードの切り替えに用いる制御特性図である。第２実施形態における冷凍サイクル装置の一部を示す構成図である。第３実施形態における冷凍サイクル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装置の全体構成図である。第５実施形態における冷凍サイクル装置の全体構成図である。第５実施形態における高温側三方弁の斜視図である。図８のＩＸ矢視図である。図９の模式的なＸ－Ｘ断面図であり、高温側三方弁の作動状態の例を示している。高温側三方弁の作動状態の例を示す模式的な断面図である。高温側三方弁の作動状態の例を示す模式的な断面図である。第５実施形態におけるラジエータ流量比とヒータコア吹出温度との関係を示すグラフである。図１３のＸＩＶ部拡大図である。第６実施形態における冷凍サイクル装置の全体構成図である。

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

　（第１実施形態）
　以下、実施形態について図に基づいて説明する。図１～４に示す車両用空調装置１は、車室内空間（換言すれば、空調対象空間）を適切な温度に調整する空調装置である。車両用空調装置１は、冷凍サイクル装置１０を有している。本実施形態では、冷凍サイクル装置１０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搭載されている。

　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（換言すれば商用電源）から供給された電力を、車両に搭載された電池（換言すれば車載バッテリ）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、冷凍サイクル装置１０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。

　冷凍サイクル装置１０は、圧縮機１１、凝縮器１２、第１膨張弁１３、空気側蒸発器１４、定圧弁１５、第２膨張弁１６および冷却水側蒸発器１７を備える蒸気圧縮式冷凍機である。本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、冷媒としてフロン系冷媒を用いており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。

　第２膨張弁１６および冷却水側蒸発器１７は、冷媒流れにおいて、第１膨張弁１３、空気側蒸発器１４および定圧弁１５に対して並列に配置されている。

　冷凍サイクル装置１０には、第１冷媒循環回路と第２冷媒循環回路とが形成される。第１冷媒循環回路では、冷媒が圧縮機１１、凝縮器１２、第１膨張弁１３、空気側蒸発器１４、定圧弁１５、圧縮機１１の順に循環する。第２冷媒循環回路では、冷媒が圧縮機１１、凝縮器１２、第２膨張弁１６、冷却水側蒸発器１７の順に循環する。

　圧縮機１１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であり、冷凍サイクル装置１０の冷媒を吸入して圧縮して吐出する。圧縮機１１の電動モータは、制御装置６０によって制御される。圧縮機１１は、ベルトによって駆動される可変容量圧縮機であってもよい。

　凝縮器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧側冷媒と高温冷却水回路２０の冷却水とを熱交換させる高圧側熱交換器である。

　凝縮器１２は、凝縮部１２ａ、レシーバ１２ｂおよび過冷却部１２ｃを有している。凝縮部１２ａは、圧縮機１１から吐出された高圧側冷媒と高温冷却水回路２０の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。

　高温冷却水回路２０の冷却水は、熱媒体としての流体である。高温冷却水回路２０の冷却水は高温熱媒体である。本実施形態では、高温冷却水回路２０の冷却水として、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。高温冷却水回路２０は、高温熱媒体が循環する高温熱媒体回路である。

　レシーバ１２ｂは、凝縮器１２から流出した高圧冷媒の気液を分離して、分離された液相冷媒を下流側へ流出させるとともに、サイクルの余剰冷媒を貯える気液分離部である。

　過冷却部１２ｃは、レシーバ１２ｂから流出した液相冷媒と高温冷却水回路２０の冷却水とを熱交換させて液相冷媒を過冷却する。

　第１膨張弁１３は、レシーバ１２ｂから流出した液相冷媒を減圧膨張させる第１減圧部である。第１膨張弁１３は、機械式の温度式膨張弁である。機械式膨張弁は、感温部を有し、ダイヤフラム等の機械的機構によって弁体を駆動する温度式膨張弁である。

　空気側蒸発器１４は、第１膨張弁１３から流出した冷媒と車室内へ送風される空気とを熱交換させて冷媒を蒸発させる蒸発器である。空気側蒸発器１４では、冷媒が車室内へ送風される空気から吸熱する。空気側蒸発器１４は、車室内へ送風される空気を冷却する空気冷却器である。

　定圧弁１５は、空気側蒸発器１４の出口側における冷媒の圧力を所定値に維持する圧力調整部である。定圧弁１５は、機械式の可変絞り機構で構成されている。具体的には、定圧弁１５は、空気側蒸発器１４の出口側における冷媒の圧力が所定値を下回ると冷媒通路の通路面積（すなわち絞り開度）を減少させ、空気側蒸発器１４の出口側における冷媒の圧力が所定値を超えると冷媒通路の通路面積（すなわち絞り開度）を増加させる。定圧弁１５で圧力調整された気相冷媒は圧縮機１１に吸入されて圧縮される。

　サイクルを循環する循環冷媒流量の変動が少ない場合等には、定圧弁１５に代えて、オリフィス、キャピラリチューブ等からなる固定絞りを採用してもよい。

　第２膨張弁１６は、凝縮器１２から流出した液相冷媒を減圧膨張させる第２減圧部である。第２膨張弁１６は、電気式膨張弁である。電気式膨張弁は、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、弁体の開度を変化させる電動アクチュエータとを有して構成される電気式の可変絞り機構である。第２膨張弁１６は冷媒流路を全閉可能になっている。

　第２膨張弁１６は、空気側蒸発器１４および冷却水側蒸発器１７のうち空気側蒸発器１４に冷媒が流れる状態と、空気側蒸発器１４および冷却水側蒸発器１７の両方に冷媒が流れる状態とを切り替える冷媒流れ切替部である。

　第２膨張弁１６は、制御装置６０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。第２膨張弁１６は機械式の温度膨張弁であってもよい。第２膨張弁１６が機械式の温度膨張弁である場合、第２膨張弁１６側の冷媒流路を開閉する開閉弁が、第２膨張弁１６とは別個に設けられている必要がある。

　冷却水側蒸発器１７は、第２膨張弁１６から流出した冷媒と低温冷却水回路３０の冷却水とを熱交換させて冷媒を蒸発させる蒸発器である。冷却水側蒸発器１７では、冷媒が低温冷却水回路３０の冷却水から吸熱する。冷却水側蒸発器１７は、低温冷却水回路３０の冷却水を冷却する熱媒体冷却器である。冷却水側蒸発器１７で蒸発した気相冷媒は圧縮機１１に吸入されて圧縮される。

　低温冷却水回路３０の冷却水は、熱媒体としての流体である。低温冷却水回路３０の冷却水は低温熱媒体である。本実施形態では、低温冷却水回路３０の冷却水として、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３０は、低温の熱媒体が循環する低温熱媒体回路である。

　高温冷却水回路２０には、凝縮器１２、高温側ポンプ２１、ヒータコア２２、高温側ラジエータ２３、高温側リザーブタンク２４、ヒータコア流路開閉弁２５およびラジエータ流路開閉弁２６が配置されている。

　高温側ポンプ２１は、冷却水を吸入して吐出する熱媒体ポンプである。高温側ポンプ２１は電動式のポンプである。高温側ポンプ２１は、吐出流量が一定となる電動式のポンプであるが、高温側ポンプ２１は、吐出流量が可変な電動式のポンプであってもよい。

　ヒータコア２２は、高温冷却水回路２０の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送風される空気を加熱する空気加熱器である。ヒータコア２２では、冷却水が、車室内へ送風される空気に放熱する。

　凝縮器１２およびヒータコア２２は、圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒を放熱させることによって、車室内へ送風される空気を加熱する空気加熱部である。

　高温側ラジエータ２３は、高温冷却水回路２０の冷却水と外気とを熱交換させて冷却水から外気に放熱させる放熱器である。

　高温側リザーブタンク２４は、余剰冷却水を貯留する冷却水貯留部である。高温側リザーブタンク２４に余剰冷却水を貯留しておくことによって、各流路を循環する冷却水の液量の低下を抑制することができる。

　高温側リザーブタンク２４は、密閉式リザーブタンクまたは大気開放式リザーブタンクである。密閉式リザーブタンクは、蓄えている冷却水の液面における圧力を所定圧力にするリザーブタンクである。大気開放式リザーブタンクは、蓄えている冷却水の液面における圧力を大気圧にするリザーブタンクである。

　凝縮器１２、高温側ポンプ２１および高温側リザーブタンク２４は、凝縮器流路２０ａに配置されている。凝縮器流路２０ａは、高温冷却水回路２０の冷却水が流れる流路である。

　ヒータコア２２およびヒータコア流路開閉弁２５は、ヒータコア流路２０ｂに配置されている。ヒータコア流路２０ｂは、高温冷却水回路２０の冷却水が流れる流路である。ヒータコア流路開閉弁２５は、ヒータコア流路２０ｂを開閉する電磁弁である。ヒータコア流路開閉弁２５の作動は、制御装置６０によって制御される。

　高温側ラジエータ２３およびラジエータ流路開閉弁２６は、ラジエータ流路２０ｃに配置されている。ラジエータ流路２０ｃは、高温冷却水回路２０の冷却水がヒータコア２２に対して並列に流れる流路である。ラジエータ流路開閉弁２６は、ラジエータ流路２０ｃを開閉する電磁弁である。ラジエータ流路開閉弁２６の作動は、制御装置６０によって制御される。

　ヒータコア流路開閉弁２５は、高温冷却水回路２０において、ヒータコア流路２０ｂとラジエータ流路２０ｃとの分岐部である高温側分岐部２０ｄと、ヒータコア２２との間に配置されている。ヒータコア流路開閉弁２５は、ヒータコア２２に流入する高温冷却水回路２０の冷却水の流量を調整する。

　ラジエータ流路開閉弁２６は、高温冷却水回路２０において、高温側分岐部２０ｄと高温側ラジエータ２３との間に配置されている。ラジエータ流路開閉弁２６は、高温側ラジエータ２３に流入する高温冷却水回路２０の冷却水の流量を調整する。

　ヒータコア流路開閉弁２５およびラジエータ流路開閉弁２６は、ヒータコア２２を流れる冷却水と高温側ラジエータ２３を流れる冷却水との流量比を調整する高温熱媒体調整部である。ヒータコア２２を流れる冷却水と高温側ラジエータ２３を流れる冷却水との流量比は、高温熱媒体流量比である。ラジエータ流路開閉弁２６は放熱器側調整部である。ヒータコア流路開閉弁２５は空気加熱器側調整部である。ヒータコア流路開閉弁２５およびラジエータ流路開閉弁２６は、冷却水の流量を調整する流量調整機構（換言すれば、流量調整機構）である。

　低温冷却水回路３０には、低温側ポンプ３１、冷却水側蒸発器１７、低温側ラジエータ３２、電池３３、充電器３４および低温側リザーブタンク３５が配置されている。

　低温側ポンプ３１は、冷却水を吸入して吐出する熱媒体ポンプである。低温側ポンプ３１は電動式のポンプである。低温側ラジエータ３２は、低温冷却水回路３０の冷却水と外気とを熱交換させて低温冷却水回路３０の冷却水に外気から吸熱させる吸熱器である。

　高温側ラジエータ２３および低温側ラジエータ３２は、外気の流れ方向において、この順番に直列に配置されている。高温側ラジエータ２３および低温側ラジエータ３２には、室外送風機４０によって外気が送風される。

　室外送風機４０は、高温側ラジエータ２３および低温側ラジエータ３２へ向けて外気を送風する外気送風部である。室外送風機４０は、ファンを電動モータにて駆動する電動送風機である。室外送風機４０の作動は、制御装置６０によって制御される。

　高温側ラジエータ２３、低温側ラジエータ３２および室外送風機４０は、車両の最前部に配置されている。従って、車両の走行時には高温側ラジエータ２３および低温側ラジエータ３２に走行風を当てることができるようになっている。

　充電器３４は、電池３３に電力を充電するための機器である。電池３３および充電器３４は、車両に搭載された車載機器であり、作動に伴って発熱する発熱機器である。電池３３および充電器３４は、作動に伴って発生する廃熱を低温冷却水回路３０の冷却水に放熱する。換言すれば、電池３３および充電器３４は、低温冷却水回路３０の冷却水に熱を供給する。

　低温側リザーブタンク３５は、余剰冷却水を貯留する冷却水貯留部である。低温側リザーブタンク３５に余剰冷却水を貯留しておくことによって、各流路を循環する冷却水の液量の低下を抑制することができる。低温側リザーブタンク３５は、密閉式リザーブタンクや大気開放式リザーブタンクである。

　低温冷却水回路３０には三方弁３６が配置されている。三方弁３６は、電池３３側へ流れる冷却水の流量と、低温側ラジエータ３２側へ流れる冷却水の流量との流量比を調整する低温熱媒体調整部である。電池３３側へ流れる冷却水の流量と、低温側ラジエータ３２側へ流れる冷却水の流量との流量比は、低温熱媒体流量比である。三方弁３６は、低温側ラジエータ３２に冷却水が流れる状態と流れない状態とを切り替える熱媒体流れ切替部である。三方弁３６の作動は、制御装置６０によって制御される。

　空気側蒸発器１４およびヒータコア２２は、室内空調ユニット５０の空調ケーシング５１に収容されている。室内空調ユニット５０は、車室内前部の図示しない計器盤の内側に配置されている。空調ケーシング５１は、空気通路を形成する空気通路形成部材である。

　ヒータコア２２は、空調ケーシング５１内の空気通路において、空気側蒸発器１４の空気流れ下流側に配置されている。空調ケーシング５１には、内外気切替箱５２と室内送風機５３とが配置されている。

　内外気切替箱５２は、空調ケーシング５１内の空気通路に内気と外気とを切替導入する内外気切替部である。室内送風機５３は、内外気切替箱５２を通して空調ケーシング５１内の空気通路に導入された内気および外気を吸入して送風する。室内送風機５３の作動は、制御装置６０によって制御される。

　空調ケーシング５１内の空気通路において空気側蒸発器１４とヒータコア２２との間には、エアミックスドア５４が配置されている。エアミックスドア５４は、空気側蒸発器１４を通過した冷風のうちヒータコア２２に流入する冷風と冷風バイパス通路５５を流れる冷風との風量割合を調整する。

　冷風バイパス通路５５は、空気側蒸発器１４を通過した冷風がヒータコア２２をバイスして流れる空気通路である。

　エアミックスドア５４は、空調ケーシング５１に対して回転可能に支持された回転軸と、回転軸に結合されたドア基板部とを有する回転式ドアである。エアミックスドア５４の開度位置を調整することによって、空調ケーシング５１から車室内に吹き出される空調風の温度を所望温度に調整できる。

　エアミックスドア５４の回転軸は、サーボモータ５６によって駆動される。エアミックスドア用サーボモータ５６の作動は、制御装置６０によって制御される。

　エアミックスドア５４は、空気流れと略直交する方向にスライド移動するスライドドアであってもよい。スライドドアは、剛体で形成された板状のドアであってもよいし。可撓性を有するフィルム材で形成されたフィルムドアであってもよい。

　エアミックスドア５４によって温度調整された空調風は、空調ケーシング５１に形成された吹出口５７から車室内へ吹き出される。

　図２に示す制御装置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ている。制御装置６０は、ＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。制御装置６０の出力側には各種制御対象機器が接続されている。制御装置６０は、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、圧縮機１１、第２膨張弁１６、ヒータコア流路開閉弁２５、ラジエータ流路開閉弁２６、三方弁３６、室外送風機４０、室内送風機５３およびエアミックスドア用サーボモータ５６等である。

　制御装置６０のうち圧縮機１１の電動モータを制御するソフトウェアおよびハードウェアは、冷媒吐出能力制御部である。制御装置６０のうち第２膨張弁１６を制御するソフトウェアおよびハードウェアは、絞り制御部である。

　制御装置６０のうちヒータコア流路開閉弁２５およびラジエータ流路開閉弁２６を制御するソフトウェアおよびハードウェアは、高温熱媒体流れ制御部である。

　制御装置６０のうち三方弁３６を制御するソフトウェアおよびハードウェアは、低温熱媒体流れ制御部である。

　制御装置６０のうち室外送風機４０を制御するソフトウェアおよびハードウェアは、外気送風能力制御部である。

　制御装置６０のうち室内送風機５３を制御するソフトウェアおよびハードウェアは、空気送風能力制御部である。

　制御装置６０のうちエアミックスドア用サーボモータ５６を制御するソフトウェアおよびハードウェアは、風量割合制御部である。

　制御装置６０の入力側には、内気温度センサ６１、外気温度センサ６２、日射量センサ６３、蒸発器吸込空気温度センサ６４、蒸発器温度センサ６５、ヒータコア入口冷却水温度センサ６６、電池入口冷却水温度センサ６７、電池温度センサ６８等の種々の制御用センサ群が接続されている。

　内気温度センサ６１は車室内温度Ｔｒを検出する。外気温度センサ６２は外気温Ｔａｍを検出する。日射量センサ６３は車室内の日射量Ｔｓを検出する。

　蒸発器吸込空気温度センサ６４は、空気側蒸発器１４に吸い込まれる空気の温度ＴＥｉｎを検出する空気温度検出部である。

　蒸発器温度センサ６５は、空気側蒸発器１４の温度ＴＥを検出する温度検出部である。蒸発器温度センサ６５は、例えば、空気側蒸発器１４の熱交換フィンの温度を検出するフィンサーミスタや、空気側蒸発器１４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。

　ヒータコア入口冷却水温度センサ６６は、ヒータコア２２に流入する冷却水の温度ＴＨｉｎを検出する熱媒体温度検出部である。

　電池入口冷却水温度センサ６７は、電池３３に流入する冷却水の温度を検出する熱媒体温度検出部である。

　電池温度センサ６８は、電池３３の温度を検出する電池温度検出部である。例えば、電池温度センサ６８は、電池３３の各セルの温度を検出する。

　制御装置６０の入力側には、図示しない各種操作スイッチが接続されている。各種操作スイッチは操作パネル７０に設けられており、乗員によって操作される。操作パネル７０は車室内前部の計器盤付近に配置されている。制御装置６０には、各種操作スイッチからの操作信号が入力される。

　各種操作スイッチは、エアコンスイッチ、温度設定スイッチ等である。エアコンスイッチは、室内空調ユニット５０にて空気の冷却を行うか否かを設定する。温度設定スイッチは、車室内の設定温度を設定する。

　次に、上記構成における作動を説明する。制御装置６０は、操作パネル７０のエアコンスイッチが乗員によってオンされている場合、空気側蒸発器１４の吸込空気温度ＴＥｉｎおよび目標吹出温度ＴＡＯ等と図３に示す制御マップとに基づいて運転モードを切り替える。運転モードとしては、少なくとも冷房モード、第１除湿暖房モード、第２除湿暖房モードおよび第３除湿暖房モードがある。

　目標吹出温度ＴＡＯは、車室内へ吹き出す吹出空気の目標温度である。制御装置６０は、目標吹出温度ＴＡＯを以下の数式に基づいて算出する。

　ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ－Ｋｒ×Ｔｒ－Ｋａｍ×Ｔａｍ－Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ
　この数式において、Ｔｓｅｔは操作パネル７０の温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度、Ｔｒは内気温度センサ６１によって検出された内気温、Ｔａｍは外気温度センサ６２によって検出された外気温、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。

　目標吹出温度ＴＡＯの低温域では冷房モードに切り替える。目標吹出温度ＴＡＯが高温になるにつれて第１除湿暖房モード→第２除湿暖房モード→第３除湿暖房モードに切り替える。目標吹出温度ＴＡＯの閾値は、空気側蒸発器１４の吸込空気温度ＴＥｉｎが高温であるほど大きくなる。

　冷房モードでは、車室内へ送風される空気を空気側蒸発器１４で冷却することによって車室内を冷房する。

　第１除湿暖房モード、第２除湿暖房モードおよび第３除湿暖房モードでは、車室内へ送風される空気を空気側蒸発器１４で冷却除湿し、空気側蒸発器１４で冷却除湿された空気をヒータコア２２で加熱することによって車室内を除湿暖房する。

　第１除湿暖房モードでは、高温冷却水回路２０の冷却水の熱量が、ヒータコア２２に必要とされる熱量に対して余剰となることから、高温冷却水回路２０の冷却水の余剰熱を高温側ラジエータ２３で外気に放熱させる。第１除湿暖房モードは、高温側ラジエータ２３で外気に放熱する放熱モードである。

　第２除湿暖房モードでは、高温冷却水回路２０の冷却水の熱量が、ヒータコア２２に必要とされる熱量に対して不足することから、不足する熱量を低温側ラジエータ３２で外気から吸熱させる。第２除湿暖房モードは、低温側ラジエータ３２で外気から吸熱する吸熱モードである。

　第３除湿暖房モードでは、高温冷却水回路２０の冷却水の熱量が、ヒータコア２２に必要とされる熱量に対して不足することから、不足する熱量を低温側ラジエータ３２で外気から、許容範囲内での最大能力で吸熱させる。

　制御装置６０は、第１除湿暖房モードと第２除湿暖房モードとを切り替える際に、一時的に移行モードを実施する。

　移行モードでは、第１除湿暖房モードと第２除湿暖房モードとを同時に実施する。すなわち、移行モードでは、第１除湿暖房モードと同様に高温側ラジエータ２３にて高温冷却水回路２０の冷却水から外気に放熱させるとともに、第２除湿暖房モードと同様に低温側ラジエータ３２にて低温冷却水回路３０の冷却水に外気から吸熱させる。これにより、第１除湿暖房モードと第２除湿暖房モードとの切り替えがスムーズになる。

　次に、冷房モード、第１除湿暖房モード、第２除湿暖房モード、第３除湿暖房モードおよび移行モードにおける作動について説明する。

　冷房モード、第１除湿暖房モード、第２除湿暖房モード、第３除湿暖房モードおよび移行モードでは、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（換言すれば、各種制御機器へ出力する制御信号）を決定する。

　（１）冷房モード
　冷房モードでは、制御装置６０は、圧縮機１１および高温側ポンプ２１を作動させる。冷房モードでは、制御装置６０は、ヒータコア流路開閉弁２５を開弁させ、ラジエータ流路開閉弁２６を開弁させる。

　これにより、冷房モード時の冷凍サイクル装置１０では、図１の破線矢印のように冷媒が流れ、サイクルを循環する冷媒の状態については、以下のように変化する。

　すなわち、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が凝縮器１２に流入する。凝縮器１２に流入した冷媒は、高温冷却水回路２０の冷却水に放熱する。これにより、凝縮器１２で冷媒が冷却されて凝縮する。

　凝縮器１２から流出した冷媒は、第１膨張弁１３へ流入して、第１膨張弁１３にて低圧冷媒となるまで減圧膨張される。第１膨張弁１３にて減圧された低圧冷媒は、空気側蒸発器１４に流入し、車室内へ送風される空気から吸熱して蒸発する。これにより、車室内へ送風される空気が冷却される。

　そして、空気側蒸発器１４から流出した冷媒は、圧縮機１１の吸入側へと流れて再び圧縮機１１にて圧縮される。

　このように、冷房モードでは、空気側蒸発器１４にて低圧冷媒に空気から吸熱させて、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。

　冷房モード時の高温冷却水回路２０では、図１の破線矢印に示すように、高温側ラジエータ２３に高温冷却水回路２０の冷却水が循環して高温側ラジエータ２３で冷却水から外気に放熱される。

　このとき、図１の実線矢印に示すように、ヒータコア２２にも高温冷却水回路２０の冷却水が循環するが、ヒータコア２２における冷却水から空気への放熱量はエアミックスドア５４によって調整される。

　エアミックスドア５４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５４によって温度調整された空調風が目標吹出温度ＴＡＯとなるように決定される。具体的には、エアミックスドア５４の開度が、目標吹出温度ＴＡＯ、空気側蒸発器１４の温度ＴＥ、ヒータコア２２に流入する冷却水の温度ＴＨｉｎ等に基づいて決定される。

　冷房モードにおいて電池３３を冷却する必要がある場合、制御装置６０は、第２膨張弁１６を絞り開度で開弁させるとともに、低温冷却水回路３０の冷却水が電池３３を流れるように低温側ポンプ３１および三方弁３６を制御する。

　これにより、冷凍サイクル装置１０では、図１の実線矢印に示すように、凝縮器１２から流出した冷媒は、第２膨張弁１６へ流入して、第２膨張弁１６にて低圧冷媒となるまで減圧膨張される。第２膨張弁１６にて減圧された低圧冷媒は、冷却水側蒸発器１７に流入し、低温冷却水回路３０の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３０の冷却水が冷却される。そして、低温冷却水回路３０では、図１の破線矢印に示すように、電池３３に冷却水が循環して電池３３が冷却される。

　このとき、電池３３が目標電池温度に冷却されるように、電池３３を流れる冷却水の流量を三方弁３６によって調整する。

　目標電池温度から実際の電池３３の温度を減じた温度差が大きいほど、電池３３を流れる冷却水の流量を多くする。目標電池温度から実際の電池３３の温度を減じた温度差が小さいほど、電池３３を流れる冷却水の流量を少なくする。

　目標電池温度から電池３３に流入する冷却水の温度を減じた温度差が小さいほど、電池３３を流れる冷却水の流量を多くする。目標電池温度から電池３３に流入する冷却水の温度を減じた温度差が大きいほど、電池３３を流れる冷却水の流量を少なくする。

　（２）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は、圧縮機１１および高温側ポンプ２１を作動させる。第１除湿暖房モードでは、ヒータコア流路開閉弁２５を開弁させ、ラジエータ流路開閉弁２６を開弁させる。

　第１除湿暖房モード時の冷凍サイクル装置１０では、図１の破線矢印のように冷媒が流れ、サイクルを循環する冷媒の状態については、次のように変化する。

　すなわち、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒は、凝縮器１２へ流入して、高温冷却水回路２０の冷却水と熱交換して放熱する。これにより、高温冷却水回路２０の冷却水が加熱される。

　凝縮器１２から流出した冷媒は、第１膨張弁１３へ流入して、第１膨張弁１３にて低圧冷媒となるまで減圧膨張される。第１膨張弁１３にて減圧された低圧冷媒は、空気側蒸発器１４に流入し、車室内へ送風される空気から吸熱して蒸発する。これにより、車室内へ送風される空気が冷却除湿される。

　そして、冷却水側蒸発器１７から流出した冷媒は、圧縮機１１の吸入側へと流れて再び圧縮機１１にて圧縮される。

　第１除湿暖房モード時の高温冷却水回路２０では、図１の実線矢印に示すように、ヒータコア２２に高温冷却水回路２０の冷却水が循環する。

　エアミックスドア５４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５４が図１の二点鎖線位置に位置してヒータコア２２の空気通路を全開し、空気側蒸発器１４を通過した空気の全流量がヒータコア２２を通過するように決定される。

　これにより、ヒータコア２２で高温冷却水回路２０の冷却水から、車室内へ送風される空気に放熱される。したがって、空気側蒸発器１４で冷却除湿された空気がヒータコア２２で加熱されて車室内に吹き出される。

　これと同時に、高温冷却水回路２０では、図１の破線矢印に示すように、高温側ラジエータ２３に冷却水が循環して高温側ラジエータ２３で冷却水から外気に放熱される。

　このように、第１除湿暖房モードでは、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒の有する熱を凝縮器１２にて高温冷却水回路２０の冷却水に放熱させ、高温冷却水回路２０の冷却水が有する熱をヒータコア２２にて空気に放熱させ、ヒータコア２２で加熱された空気を車室内へ吹き出すことができる。

　ヒータコア２２では、空気側蒸発器１４にて冷却除湿された空気を加熱する。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。

　第１除湿暖房モードでは、目標吹出温度ＴＡＯが比較的低温の領域で実施されるため、ヒータコア２２の吹出空気温度が比較的低くてよい。そのため、ヒータコア２２で必要とされる熱量に対して高温冷却水回路２０の冷却水の熱量が余剰となる。

　高温冷却水回路２０の冷却水の余剰熱は、高温側ラジエータ２３にて外気に放熱される。

　第１除湿暖房モードでは、高温側ラジエータ２３を流れる高温冷却水回路２０の冷却水の流量は、高温冷却水回路２０の冷却水の余剰熱を外気に放熱できるだけの流量でよい。

　そのため、第１除湿暖房モードでは、高温冷却水回路２０の冷却水の余剰熱を高温側ラジエータ２３にて外気に放熱できるだけの開度とされる。

　したがって、第１除湿暖房モードでは、ヒータコア流路開閉弁２５の開度は、ラジエータ流路開閉弁２６の開度よりも大きくされる。これにより、ヒータコア２２を流れる高温冷却水回路２０の冷却水の流量が、高温側ラジエータ２３を流れる高温冷却水回路２０の冷却水の流量よりも多くなる。

　第１除湿暖房モードでは、ヒータコア流路開閉弁２５の時間平均開度が、ラジエータ流路開閉弁２６の時間平均開度よりも大きくされていればよい。

　ヒータコア流路開閉弁２５およびラジエータ流路開閉弁２６を間欠的に開閉させ、ヒータコア流路開閉弁２５の開弁時間の割合をラジエータ流路開閉弁２６の開弁時間の割合よりも大きくすることによって、ヒータコア流路開閉弁２５の時間平均開度が、ラジエータ流路開閉弁２６の時間平均開度よりも大きくされてもよい。

　例えば、ヒータコア流路開閉弁２５とラジエータ流路開閉弁２６との開度比は、ヒータコア２２における単位時間当たりの空気の吸熱量Ｐａと、ヒータコア２２における単位時間当たりの冷却水の放熱量Ｐｗとが同じであるという関係を用いて決定することができる。以下、その理由を説明する。

　ヒータコア２２で空気を目標吹出温度ＴＡＯまで加熱するために必要とされる、ヒータコア２２における単位時間当たりの空気の吸熱量Ｐａは、ヒータコア２２を流れる空気の比熱および密度と、ヒータコア２２に流入する空気の温度と、ヒータコア２２を流れる空気の流量と、目標吹出温度ＴＡＯとに基づいて算出できる。

　第１除湿暖房モードでは、エアミックスドア５４がヒータコア２２の空気通路を全開にするので、ヒータコア２２を流れる空気の流量は、室内送風機５３の送風量と同じである。室内送風機５３の送風量は、室内送風機５３の回転数または印加電圧に基づいて算出できる。

　ヒータコア２２に流入する空気の温度は、蒸発器温度センサ６５が検出する空気側蒸発器１４の温度ＴＥと同じと見なすことができる。

　一方、ヒータコア２２で空気を目標吹出温度ＴＡＯまで加熱するために必要とされる、ヒータコア２２における単位時間当たりの冷却水の放熱量Ｐｗは、ヒータコア２２を流れる冷却水の比熱および密度と、ヒータコア２２を流れる冷却水の流量と、ヒータコア２２に流入する冷却水の温度ＴＨｉｎと、目標吹出温度ＴＡＯとに基づいて算出できる。

　ヒータコア２２を流れる冷却水の流量は、高温側ポンプ２１の吐出流量と、ヒータコア流路開閉弁２５とラジエータ流路開閉弁２６との開度比に基づいて算出できる。

　ヒータコア２２における単位時間当たりの空気の吸熱量Ｐａは、ヒータコア２２における単位時間当たりの冷却水の放熱量Ｐｗと同じであるという関係から、ヒータコア２２に流す必要のある冷却水の流量を算出でき、ひいてはヒータコア流路開閉弁２５とラジエータ流路開閉弁２６との開度比を算出できる。

　第１除湿暖房モードにおいて電池３３を冷却する必要がある場合、制御装置６０は、第２膨張弁１６を絞り開度で開弁させるとともに、低温冷却水回路３０の冷却水が電池３３を流れるように低温側ポンプ３１および三方弁３６を制御する。

　このとき、電池３３が目標電池温度に冷却されるように、電池３３を流れる冷却水の流量を三方弁３６によって調整するのが好ましい。電池３３を流れる冷却水の流量の調整の仕方は、冷房モードと同様である。

　（３）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は、圧縮機１１、高温側ポンプ２１および低温側ポンプ３１を作動させる。第２除湿暖房モードでは、制御装置６０は、第２膨張弁１６を絞り開度で開弁させる。第２除湿暖房モードでは、制御装置６０は、ヒータコア流路開閉弁２５を開弁させ、ラジエータ流路開閉弁２６を閉弁させる。第２除湿暖房モードでは、制御装置６０は、低温冷却水回路３０の冷却水が低温側ラジエータ３２を流れるように三方弁３６を制御する。

　第２除湿暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、図１の破線矢印および実線矢印のように冷媒が流れ、サイクルを循環する冷媒の状態については、次のように変化する。

　すなわち、冷凍サイクル装置１０では、図１の破線矢印に示すように、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒は、凝縮器１２へ流入して、高温冷却水回路２０の冷却水と熱交換して放熱する。これにより、高温冷却水回路２０の冷却水が加熱される。

　これと同時に、冷凍サイクル装置１０では、図１の実線矢印に示すように、凝縮器１２から流出した冷媒は、第２膨張弁１６へ流入して、第２膨張弁１６にて低圧冷媒となるまで減圧膨張される。第２膨張弁１６にて減圧された低圧冷媒は、冷却水側蒸発器１７に流入し、低温冷却水回路３０の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３０の冷却水が冷却される。

　第２除湿暖房モード時の高温冷却水回路２０では、図１の実線矢印に示すように、ヒータコア２２に高温冷却水回路２０の冷却水が循環する。

　エアミックスドア５４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５４が図１の二点鎖線位置に位置してヒータコア２２の空気通路を全開し、空気側蒸発器１４を通過した送風空気の全流量がヒータコア２２を通過するように決定される。

　このとき、ラジエータ流路開閉弁２６が閉弁されているので、高温側ラジエータ２３に高温冷却水回路２０の冷却水が循環しない。したがって、高温側ラジエータ２３で冷却水から外気に放熱されない。

　第２除湿暖房モード時の低温冷却水回路３０では、図１の実線矢印に示すように、低温側ラジエータ３２に低温冷却水回路３０の冷却水が循環して低温側ラジエータ３２にて低温冷却水回路３０の冷却水に外気から吸熱される。

　このように、第２除湿暖房モードでは、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒の有する熱を凝縮器１２にて高温冷却水回路２０の冷却水に放熱させ、高温冷却水回路２０の冷却水が有する熱をヒータコア２２にて空気に放熱させ、ヒータコア２２で加熱された空気を車室内へ吹き出すことができる。

　第２除湿暖房モードでは、第１除湿暖房モードと比較して目標吹出温度ＴＡＯが高温の領域で実施されるため、ヒータコア２２の吹出空気温度を第１除湿暖房モードと比較して高くする必要がある。

　低温側ラジエータ３２にて低温冷却水回路３０の冷却水に外気から吸熱されるので、第１除湿暖房モードと比較してヒータコア２２で利用できる熱量を増加させることができ、ヒータコア２２の吹出空気温度を高めることができる。

　第２除湿暖房モードでは、低温側ラジエータ３２を流れる低温冷却水回路３０の冷却水の流量は、ヒータコア２２で空気を目標吹出温度ＴＡＯまで加熱するために必要な熱を低温側ラジエータ３２で吸熱できるだけの流量でよい。

　したがって、目標吹出温度ＴＡＯからヒータコア２２に流入する空気の温度（換言すれば、空気側蒸発器１４の温度ＴＥ）を減じた温度差が大きいほど、低温側ラジエータ３２を流れる低温冷却水回路３０の冷却水の流量が多くなるように三方弁３６を制御する。

　第２除湿暖房モードにおいて電池３３を冷却する必要がある場合、制御装置６０は、第２膨張弁１６を絞り開度で開弁させるとともに、低温冷却水回路３０の冷却水が電池３３を流れるように三方弁３６を制御する。

　（４）第３除湿暖房モード
　第３除湿暖房モードでは、第２除湿暖房モードと比較して目標吹出温度ＴＡＯが高温の領域で実施されるため、ヒータコア２２の吹出空気温度を第２除湿暖房モードと比較して高くする必要がある。

　第３除湿暖房モードでは、第２除湿暖房モードと比較して、低温側ラジエータ３２における外気からの吸熱量を多くする。具体的には、第２除湿暖房モードに対して、低温側ラジエータ３２を流れる冷却水の流量が最大となるように三方弁３６を制御する。

　これにより、第２除湿暖房モードと比較してヒータコア２２で利用できる熱量を増加させることができ、ヒータコア２２の吹出空気温度を高めることができる。

　第３除湿暖房モードにおいて電池３３を冷却する必要がある場合、制御装置６０は、第２膨張弁１６を絞り開度で開弁させるとともに、低温冷却水回路３０の冷却水が電池３３を流れるように三方弁３６を制御する。

　（５）移行モード
　移行モードでは、制御装置６０は、圧縮機１１、高温側ポンプ２１および低温側ポンプ３１を作動させる。移行モードでは、制御装置６０は、第２膨張弁１６を絞り開度で開弁させる。移行モードでは、ヒータコア流路開閉弁２５を開弁させ、ラジエータ流路開閉弁２６を開弁させる。移行モードでは、制御装置６０は、低温冷却水回路３０の冷却水が低温側ラジエータ３２を流れるように三方弁３６を制御する。

　移行モードの冷凍サイクル装置１０では、図１の破線矢印および実線矢印のように冷媒が流れ、サイクルを循環する冷媒の状態については、次のように変化する。

　移行モード時の高温冷却水回路２０では、図１の破線矢印に示すように、高温側ラジエータ２３に高温冷却水回路２０の冷却水が循環して高温側ラジエータ２３で冷却水から外気に放熱される。

　移行モード時の低温冷却水回路３０では、図１の実線矢印に示すように、低温側ラジエータ３２に低温冷却水回路３０の冷却水が循環して低温側ラジエータ３２にて低温冷却水回路３０の冷却水に外気から吸熱される。

　このように、移行モードでは、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒の有する熱を凝縮器１２にて高温冷却水回路２０の冷却水に放熱させ、高温冷却水回路２０の冷却水が有する熱をヒータコア２２にて空気に放熱させ、ヒータコア２２で加熱された空気を車室内へ吹き出すことができる。

　低温側ラジエータ３２にて低温冷却水回路３０の冷却水に外気から吸熱されるので、第２除湿暖房モードと同様にヒータコア２２で利用できる熱量を増加させることができ、ヒータコア２２の吹出空気温度を高めることができる。低温側ラジエータ３２を流れる低温冷却水回路３０の冷却水の流量は、第２除湿暖房モードと同様に調整される。すなわち、三方弁３６は、第２除湿暖房モードと同様に制御される。

　第２除湿暖房モードと同様に、高温冷却水回路２０の冷却水の余剰熱は、高温側ラジエータ２３にて外気に放熱される。高温側ラジエータ２３を流れる高温冷却水回路２０の冷却水の流量は、第１除湿暖房モードと同様に調整される。すなわち、ヒータコア流路開閉弁２５およびラジエータ流路開閉弁２６の開度は、第１除湿暖房モードと同様に決定される。

　移行モードにおいて電池３３を冷却する必要がある場合、制御装置６０は、第２膨張弁１６を絞り開度で開弁させるとともに、低温冷却水回路３０の冷却水が電池３３を流れるように三方弁３６を制御する。

　移行モードでは、第１除湿暖房モードと同様に高温側ラジエータ２３にて高温冷却水回路２０の冷却水から外気に放熱させるとともに、第２除湿暖房モードと同様に低温側ラジエータ３２にて低温冷却水回路３０の冷却水に外気から吸熱させる。

　したがって、第１除湿暖房モードと第２除湿暖房モードとを切り替える際に、一時的に移行モードを実施することによって、第１除湿暖房モードと第２除湿暖房モードとの切り替えがスムーズになる。

　本実施形態では、制御装置６０は、凝縮器１２で冷媒から高温冷却水回路２０の冷却水に放熱された熱のうち、ヒータコア２２にて車室内へ送風される空気を目標吹出温度ＴＡＯに加熱するために必要な熱に対して余剰な熱が高温側ラジエータ２３にて車室外の空気に放熱される流量比となるように、ヒータコア流路開閉弁２５およびラジエータ流路開閉弁２６を制御する。

　「凝縮器１２で冷媒から高温冷却水回路２０の冷却水に放熱された熱のうち、ヒータコア２２にて車室内へ送風される空気を目標吹出温度ＴＡＯに加熱するために必要な熱に対して余剰な熱」とは、凝縮器１２で冷媒から高温冷却水回路２０の冷却水に放熱された熱量から、ヒータコア２２にて車室内へ送風される空気を目標吹出温度ＴＡＯに加熱するために必要な熱量を減じた差の分のことである。

　これによると、ヒータコア２２にて車室内へ送風される空気を目標吹出温度ＴＡＯに加熱するために必要な熱がヒータコア２２に分配されるようにヒータコア２２に熱媒体を流すことができる。したがって、車室内へ送風される空気をヒータコア２２で適切に加熱できる。

　本実施形態では、制御装置６０は、ヒータコア２２および高温側ラジエータ２３の両方に高温冷却水回路２０の冷却水を流す場合、ヒータコア２２における高温冷却水回路２０の冷却水の時間平均流量が高温側ラジエータ２３における高温冷却水回路２０の冷却水の時間平均流量よりも多くなるようにヒータコア流路開閉弁２５およびラジエータ流路開閉弁２６を制御する。これにより、ヒータコア２２での空気加熱能力が不足することを確実に抑制できる。

　本実施形態では、ラジエータ流路開閉弁２６は、高温冷却水回路２０の冷却水の流れにおいて凝縮器１２と高温側ラジエータ２３との間に配置されていて、高温側ラジエータ２３に流入する高温冷却水回路２０の冷却水の流量を調整する。これにより、余剰な熱を高温側ラジエータ２３にて車室外の空気に確実に放熱できる。

　本実施形態では、ヒータコア２２および高温側ラジエータ２３は、高温冷却水回路２０の冷却水の流れにおいて互いに並列に配置されている。ヒータコア流路開閉弁２５は、高温冷却水回路２０の冷却水の流れにおいて、高温側分岐部２０ｄとヒータコア２２との間に配置されていて、ヒータコア２２に流入する高温冷却水回路２０の冷却水の流量を調整する。これにより、余剰な熱を高温側ラジエータ２３にて車室外の空気に一層確実に放熱できる。

　本実施形態の冷凍サイクル装置１０は、冷却水側蒸発器１７を備えている。冷却水側蒸発器１７は、第２膨張弁１６で減圧された冷媒と低温冷却水回路３０の冷却水とを熱交換させて冷媒を蒸発させるとともに低温冷却水回路３０の冷却水を冷却する。これにより、上述の作用効果を奏する冷凍サイクル装置１０において、低温冷却水回路３０の冷却水を冷却できる。

　本実施形態では、低温側ラジエータ３２は、低温冷却水回路３０の冷却水と外気とを熱交換させて低温冷却水回路３０の冷却水に外気から吸熱させる。これにより、上述の作用効果を奏する冷凍サイクル装置１０において、外気から吸熱してヒータコア２２での空気加熱能力を高めることができる。

　本実施形態では、制御装置６０は、第１除湿暖房モードと第２除湿暖房モードとの切り替えの際に移行モードを実行する。

　これにより、高温側ラジエータ２３で外気に放熱する第１除湿暖房モードと、低温側ラジエータ３２で外気から吸熱する第２除湿暖房モードとをスムーズに切り替えることができる。

　本実施形態では、制御装置６０は、低温側ラジエータ３２を流れる低温冷却水回路３０の冷却水と電池３３を冷却する低温冷却水回路３０の冷却水との流量比が、電池３３が目標電池温度に冷却される流量比となるように、三方弁３６の作動を制御する。

　これによると、電池３３が目標電池温度になるように電池３３に低温冷却水回路３０の冷却水を流すことができる。したがって、車室内へ送風される空気を加熱しつつ電池３３を適切に冷却できる。

　本実施形態では、電池３３は、低温冷却水回路３０の冷却水によって冷却される。これにより、電池３３を効率的に冷却できる。

　本実施形態では、充電器３４は、低温冷却水回路３０の冷却水によって冷却される。これにより、充電器３４を効率的に冷却できる。

　本実施形態では、空気側蒸発器１４は、第１膨張弁１３で減圧された冷媒と車室内へ送風される空気とを熱交換させて車室内へ送風される空気を冷却する。これにより、車室内の除湿暖房を行うことのできる冷凍サイクル装置において、上述の作用効果を奏することができる。

　（第２実施形態）
　上記実施形態では、ヒータコア２２と高温側ラジエータ２３とが高温冷却水回路２０の冷却水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４に示すように、ヒータコア２２と高温側ラジエータ２３とが高温冷却水回路２０の冷却水の流れにおいて互いに直列に配置されている。

　高温冷却水回路２０には、バイパス流路２７が設けられている。バイパス流路２７は、高温冷却水回路２０の冷却水が高温側ラジエータ２３をバイパスして流れるバイパス部である。

　高温冷却水回路２０の冷却水流路のうち、冷却水がバイパス流路２７と並列に流れる部位には、流量調整弁２８が配置されている。流量調整弁２８は、冷却水流路を開閉するとともに、冷却水流路の開度を任意に調整可能な電磁弁である。流量調整弁２８の作動は制御装置６０によって制御される。

　流量調整弁２８は、高温冷却水回路２０において、バイパス流路２７の分岐部であるバイパス分岐部２０ｅと高温側ラジエータ２３との間に配置されている。流量調整弁２８は、高温側ラジエータ２３を流れる冷却水とバイパス流路２７を流れる冷却水との流量比を調整する高温熱媒体調整部である。高温側ラジエータ２３を流れる冷却水とバイパス流路２７を流れる冷却水との流量比は、バイパス流量比である。流量調整弁２８は、冷却水の流量を調整する流量調整部（換言すれば、流量調整機構）である。

　流量調整弁２８により、ヒータコア２２を流れる冷却水と高温側ラジエータ２３を流れる冷却水との流量比が調整される。

　バイパス流路２７にはバイパス開閉弁２９が配置されている。バイパス開閉弁２９は、バイパス流路２７を開閉する電磁弁である。バイパス開閉弁２９の作動は制御装置６０によって制御される。

　流量調整弁２８の開度およびバイパス開閉弁２９の開度を調整することによって、ヒータコア２２を流れる冷却水の流量と高温側ラジエータ２３を流れる冷却水の流量との流量比を調整できる。

　第１除湿暖房モードでは、上記第１実施形態と同様に、ヒータコア側の流量を高温側ラジエータ側の流量よりも多くする。

　流量調整弁２８を閉弁しバイパス開閉弁２９を開弁することによって、高温側ラジエータ２３に冷却水を流すことなくヒータコア２２に冷却水を流すことができる。したがって、上記第１実施形態と同様に、第２、第３除湿モードに切り替えることができる。

　本実施形態では、ヒータコア２２および高温側ラジエータ２３は、高温冷却水回路２０の冷却水の流れにおいて互いに直列に配置されている。ヒータコア２２は、高温側ラジエータ２３よりも高温冷却水回路２０の冷却水の上流側に配置されている。バイパス流路２７は、ヒータコア２２から流出した高温冷却水回路２０の冷却水が、高温側ラジエータ２３をバイパスして流れる。バイパス開閉弁２９は、高温側ラジエータ２３を流れる高温冷却水回路２０の冷却水とバイパス流路２７を流れる高温冷却水回路２０の冷却水との流量比を調整することによって、ヒータコア２２を流れる高温冷却水回路２０の冷却水と高温側ラジエータ２３を流れる高温冷却水回路２０の冷却水との流量比を調整する。

　これにより、上記実施形態と同様の作動および作用効果を実現できる。

　（第３実施形態）
　上記実施形態では、定圧弁１５によって、空気側蒸発器１４の冷媒圧力を空気側蒸発器１４の冷媒圧力よりも高くしているが、本実施形態では、図５に示すように、冷却水側蒸発器１７の出口側に定圧弁１５がないので、冷却水側蒸発器１７における冷媒圧力が空気側蒸発器１４における冷媒圧力と同じになる。

　本実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、第１除湿暖房モード時に、空気側蒸発器１４および冷却水側蒸発器１７での吸熱量がヒータコア２２で必要な熱量に対して余剰となる場合、余剰熱を高温側ラジエータ２３で外気に放熱する。

　ヒータコア２２を流れる冷却水の流量と高温側ラジエータ２３を流れる冷却水の流量との流量比、すなわちヒータコア流路開閉弁２５とラジエータ流路開閉弁２６との開度比は、上記第１実施形態と同様に決定すればよい。

　（第４実施形態）
　本実施形態では、図６に示すように、高温側ラジエータ２３と低温側ラジエータ３２とが、共通のフィン３７によって互いに接合されている。

　共通のフィン３７は、冷却水と空気との熱交換を促進する熱交換促進部材である。共通のフィン３７は、金属製（例えばアルミニウム製）の部材である。

　共通のフィン３７は、高温側ラジエータ２３と低温側ラジエータ３２とを金属で結合することによって、高温側ラジエータ２３から低温側ラジエータ３２へ熱を移動させる結合部である。

　これにより、第２、第３除湿暖房モード後の除霜を行うことができる。第２、第３除湿暖房モードでは、低温側ラジエータ３２で低温冷却水回路３０の冷却水が外気から吸熱するので、低温側ラジエータ３２の温度が氷点下になると低温側ラジエータ３２に着霜が生じる。そこで、第２、第３除湿暖房モードを実行した後の停車時に、高温冷却水回路２０の冷却水に残った熱を利用して低温側ラジエータ３２を除霜する。

　すなわち、高温側ラジエータ２３および低温側ラジエータ３２は、共通のフィン３７によって互いに熱移動可能に接続されているので、高温冷却水回路２０の冷却水の熱が、高温側ラジエータ２３から低温側ラジエータ３２に移動する。

　これにより、低温側ラジエータ３２の温度が上昇して、低温側ラジエータ３２の表面に付着した霜を融かすことができる。

　（第５実施形態）
　上記実施形態では、ヒータコア２２を流れる冷却水と高温側ラジエータ２３を流れる冷却水との流量比をヒータコア流路開閉弁２５およびラジエータ流路開閉弁２６によって調整するが、本実施形態では、図７に示すように、ヒータコア２２を流れる冷却水と高温側ラジエータ２３を流れる冷却水との流量比を高温側三方弁４５によって調整する。

　高温側三方弁４５は、冷却水の流量を調整する流量調整部（換言すれば、流量調整機構）である。高温側三方弁４５は、高温側分岐部２０ｄに配置され、ヒータコア流路２０ｂとラジエータ流路２０ｃとの開度比を調整する。したがって、高温側三方弁４５は、ヒータコア２２を流れる冷却水と高温側ラジエータ２３を流れる冷却水との流量比を調整する。換言すれば、高温側三方弁４５は、凝縮器１２で加熱された冷却水の流量に対する、高温側ラジエータ２３に流入する冷却水の流量の比Ｇｗ（以下、ラジエータ流量比と言う。）を調整する。ラジエータ流量比は、放熱器側流量比である。

　図８および図９に示すように、高温側三方弁４５は、筐体４５１、弁体４５２およびアクチュエータ４５３を有している。筐体４５１は、冷却水入口４５１ａ、ヒータコア側出口４５１ｂおよびラジエータ側出口４５１ｃを有している。

　冷却水入口４５１ａは熱媒体入口である。冷却水入口４５１ａは、凝縮器流路２０ａに接続されている。ヒータコア側出口４５１ｂは、ヒータコア流路２０ｂに接続されている。ラジエータ側出口４５１ｃは、ラジエータ流路２０ｃに接続されている。

　筐体４５１の内部には、冷却水入口空間４５１ｄ、ヒータコア側空間４５１ｅおよびラジエータ側空間４５１ｆが形成されている。冷却水入口空間４５１ｄは熱媒体入口空間である。冷却水入口空間４５１ｄは、冷却水入口４５１ａと連通している。ヒータコア側空間４５１ｅは、ヒータコア側出口４５１ｂと連通している。ラジエータ側空間４５１ｆは、ラジエータ側出口４５１ｃと連通している。

　ヒータコア側空間４５１ｅおよびラジエータ側空間４５１ｆはそれぞれ、冷却水入口空間４５１ｄと連通している。ヒータコア側空間４５１ｅおよびラジエータ側空間４５１ｆは、互いに隣り合わせになっている。

　弁体４５２は、ヒータコア側空間４５１ｅおよびラジエータ側空間４５１ｆを開閉することによって、ヒータコア側空間４５１ｅおよびラジエータ側空間４５１ｆと冷却水入口空間４５１ｄとの連通状態を変化させる。弁体４５２は、ヒータコア側空間４５１ｅおよびラジエータ側空間４５１ｆの開度を調整することによって、ヒータコア流路２０ｂとラジエータ流路２０ｃとの開度比を調整する。

　弁体４５２は、アクチュエータ４５３の回転駆動力によって回転操作される。アクチュエータ４５３の作動は、制御装置６０によって制御される。

　図１０～１２は、弁体４５２の作動状態の例を示している。図１０に示す例では、弁体４５２は、ヒータコア側空間４５１ｅを開き、ラジエータ側空間４５１ｆを閉じている。図１１に示す例では、弁体４５２は、ヒータコア側空間４５１ｅを閉じ、ラジエータ側空間４５１ｆを開いている。

　図１２に示す例では、弁体４５２は、ヒータコア側空間４５１ｅおよびラジエータ側空間４５１ｆのそれぞれを部分的に開いている。

　弁体４５２を図１０に示す位置と図１１に示す位置との間の任意の位置に操作することによって、ヒータコア側空間４５１ｅおよびラジエータ側空間４５１ｆの開度比を任意に調整できる。したがって、高温側三方弁４５は、ヒータコア２２を流れる冷却水と高温側ラジエータ２３を流れる冷却水との流量比を任意に調整できる。換言すれば、高温側三方弁４５は、ラジエータ流量比Ｇｗを任意に調整できる。

　高温側三方弁４５におけるラジエータ流量比の最小分解能を図１３に基づいて説明する。高温側三方弁４５におけるラジエータ流量比の最小分解能とは、高温側三方弁４５がラジエータ流量比を調整する際における、ラジエータ流量比の最小変動量である。換言すれば、高温側三方弁４５におけるラジエータ流量比の最小分解能は、高温側三方弁４５におけるラジエータ流量比の最小調整幅である。すなわち、高温側三方弁４５の最小分解能が小さいほど、ラジエータ流量比を細かく調整できることを意味している。

　図１３は、ラジエータ流量比Ｇｗとヒータコア２２から吹き出される空気の温度ＴＨ（以下、ヒータコア吹出温度と言う。）との関係を示している。

　図１３で示すラジエータ流量比Ｇｗとヒータコア吹出温度ＴＨとの関係は、次の（１）～（３）の条件下において、ラジエータ流量比が１から０へと減少するように高温側三方弁４５を制御したときのヒータコア吹出温度ＴＨを測定した結果である。

　（１）外気温Ｔａｍが０℃、車室内温度Ｔｒが２５℃のときに、室内空調ユニット５０の吸込モードを内気導入モードとし、室内空調ユニット５０内の室内送風機５３の送風量が２００ｍ³／ｈとする。内気導入モードは、内外気切替箱５２が空調ケーシング５１内の空気通路に内気を導入させる運転モードである。

　（２）冷凍サイクル１の吸熱量（換言すれば、除湿能力または電池冷却能力）が一定になるように圧縮機１１を制御する。例えば、空気側蒸発器１４の温度ＴＥが一定温度（例えば２℃）となるように圧縮機１１を制御する。例えば、冷却水側蒸発器１７で冷却された冷却水の温度ＴＥが一定温度となるように圧縮機１１を制御する。

　（３）高温側ポンプ２１の回転数を一定に制御する。具体的には、高温冷却水回路２０において、冷却水による熱の輸送を十分に行うことのできる冷却水流量となるように高温側ポンプ２１の回転数を制御する。例えば、冷却水流量が１０Ｌ／ｍｉｎとなるように高温側ポンプ２１の回転数を制御する。

　図１３のグラフのハッチング領域は、ラジエータ流量比Ｇｗの調整範囲を示している。図１３のグラフのハッチング領域は、ヒータコア吹出温度ＴＨの上限値ＴＨＬ１（以下、上限吹出温度と言う。）を表す直線と、ヒータコア吹出温度ＴＨの下限値ＴＨＬ２（以下、下限吹出温度と言う。）を表す直線と、ヒータコア吹出温度ＴＨの最大値ＴＨｍａｘ（以下、最大吹出温度と言う。）を表す曲線とで囲まれた領域である。

　すなわち、ヒータコア２２は、下限吹出温度ＴＨＬ２以上、上限吹出温度ＴＨＬ１以下の温度の空気を吹き出すことが要求される。最大吹出温度ＴＨｍａｘは、ヒータコア２２の空気加熱能力が最大になっているときのヒータコア吹出温度ＴＨである。

　上限吹出温度ＴＨＬ１、下限吹出温度ＴＨＬ２および最大吹出温度ＴＨｍａｘは、ラジエータ流量比Ｇｗを用いて次の数式ｆ１～ｆ３で表される。

　ＴＨＬ１＝５５　…（ｆ１）
　ＴＨＬ２＝－１．５４Ｇｗ＋５．３　…（ｆ２）
　ＴＨｍａｘ＝５．００５２Ｇｗ^-1.173　…（ｆ３）
　すなわち、最大吹出温度ＴＨｍａｘは、ラジエータ流量比Ｇｗが小さいほど大きくなる。換言すれば、最大吹出温度ＴＨｍａｘを表す曲線は、負の傾きを有している。

　最大吹出温度ＴＨｍａｘを表す曲線の負の傾きは、ラジエータ流量比Ｇｗが小さいほど大きくなる。すなわち、最大吹出温度ＴＨｍａｘを表す曲線は、ラジエータ流量比Ｇｗが小さいほど傾斜が大きくなる。換言すれば、ラジエータ流量比Ｇｗの減少に対する最大吹出温度ＴＨｍａｘの増加率は、ラジエータ流量比Ｇｗが小さいほど大きくなっている。

　図１３に示す第１変動幅ΔＴＨ１は、ヒータコア吹出温度ＴＨの変動幅の許容値である。本例では、第１変動幅ΔＴＨ１は７℃、より具体的には上限吹出温度ＴＨＬ１を中心として±３．５℃である。第１変動幅ΔＴＨ１は、乗員が不快と感じるか否かの境界と考えられるヒータコア吹出温度ＴＨの変動幅である。

　図１３に示す第１調整量Ｇｗ１は、最大吹出温度ＴＨｍａｘが上限吹出温度ＴＨＬ１と一致しているときに、ヒータコア吹出温度ＴＨの第１変動幅ΔＴＨ１に対応するラジエータ流量比Ｇｗの調整量である。本例では、第１調整量Ｇｗ１は、０．０１４である。

　高温側三方弁４５の最小分解能は、第１調整量Ｇｗ１以下になっている。具体的には、高温側三方弁４５のアクチュエータ４５３と弁体４５２との間のギヤ比の設定等により、高温側三方弁４５の最小分解能を第１調整量Ｇｗ１以下にしている。

　これにより、高温側三方弁４５がラジエータ流量比Ｇｗを調整したときにヒータコア吹出温度ＴＨの変動幅を第１変動幅ΔＴＨ１以内に抑えることができるので、吹出温度の変動によって乗員が不快と感じることを防止できる。

　高温側三方弁４５の最小分解能Ｇｗｍｉｎは、以下の数式ｆ４～ｆ７で表すことができる。

　Ｇｗｍｉｎ≦Ｇｗ１　…（ｆ４）
　Ｇｗ１＝Ｇｗａ－Ｇｗｂ　…（ｆ５）
　Ｇｗａ＝ｆ^-1（ＴＨＬ１－ΔＴＨ１／２）　…（ｆ６）
　Ｇｗｂ＝ｆ^-1（ＴＨＬ１＋ΔＴＨ１／２）　…（ｆ７）
　ここで、Ｇｗａは、図１４に示すように、第１変動幅ΔＴＨ１の下限におけるヒータコア吹出温度ＴＨに対応するラジエータ流量比Ｇｗである。Ｇｗｂは、図１４に示すように、第１変動幅ΔＴＨ１の上限におけるヒータコア吹出温度ＴＨに対応するラジエータ流量比Ｇｗである。

　数式ｆ６～ｆ７中のｆ^-1（ｘ）は、数式ｆ３の逆関数である。すなわち、数式ｆ３は、ｆ（ｘ）＝５．００５２ｘ^-1.173という関数で表すことができ、ｆ（ｘ）の逆関数をｆ^-1（ｘ）と表している。

　以上のことから、高温側三方弁４５の最小分解能Ｇｗｍｉｎは、以下の数式ｆ８の関係を満たしている。

　Ｇｗｍｉｎ≦ｆ^-1（ＴＨＬ１－ΔＴＨ１／２）－ｆ^-1（ＴＨＬ１＋ΔＴＨ１／２）　…（ｆ８）
　図１３に示す第２変動幅ΔＴＨ２は、ヒータコア入口冷却水温度センサ６６の検出温度の誤差幅である。本例では、第２変動幅ΔＴＨ２は０．４℃、より具体的には上限吹出温度ＴＨＬ１を中心として±０．２℃である。ヒータコア入口冷却水温度センサ６６の検出温度は、ヒータコア吹出温度ＴＨとみなすことができる。第２変動幅ΔＴＨ２は、ヒータコア吹出温度ＴＨを検出するセンサの検出温度の誤差幅であってもよい。

　図１３に示す第２調整量Ｇｗ２は、最大吹出温度ＴＨｍａｘが上限吹出温度ＴＨＬ１と一致しているときに、ヒータコア吹出温度ＴＨの第２変動幅ΔＴＨ２に対応するラジエータ流量比Ｇｗの調整量である。本例では、第２調整量Ｇｗ２は、０．０００８である。

　高温側三方弁４５の最小分解能は、第２調整量Ｇｗ２以上になっている。具体的には、高温側三方弁４５のアクチュエータ４５３と弁体４５２との間のギヤ比の設定等により、高温側三方弁４５の最小分解能を第２調整量Ｇｗ２以上にしている。これにより、高温側三方弁４５がラジエータ流量比Ｇｗを調整したときにヒータコア吹出温度ＴＨの変動幅を第２変動幅ΔＴＨ２以上にできるので、ヒータコア入口冷却水温度センサ６６の検出精度を超えて高温側三方弁４５の最小分解能が小さくなることを回避している。

　本実施形態では、図１３に示すように、最大吹出温度ＴＨｍａｘは、ラジエータ流量比Ｇｗが減少するにつれて増加し、ラジエータ流量比Ｇｗの減少に対する最大吹出温度ＴＨｍａｘの増加率が、ラジエータ流量比Ｇｗが小さくなるほど大きくなっている。

　これによると、高温側三方弁４５の分解能を適切に設定することにより、ラジエータ流量比Ｇｗが小さいときであってもヒータコア２２で加熱された空気を適切な温度に加熱できる。

　本実施形態では、図１４に示すように、最大吹出温度ＴＨｍａｘが上限吹出温度ＴＨＬ１となるときのラジエータ流量比Ｇｗにおいて、高温側三方弁４５は、最大吹出温度ＴＨｍａｘの変動幅が第１変動幅ΔＴＨ１以下となるようにラジエータ流量比Ｇｗを調整可能である。

　本実施形態では、図１４に示すように、最大吹出温度ＴＨｍａｘが上限吹出温度ＴＨＬ１となるときのラジエータ流量比Ｇｗにおいて、高温側三方弁４５は、ヒータコア吹出温度ＴＨの変動幅が第２変動幅ΔＴＨ２以上となるようにラジエータ流量比Ｇｗを調整可能である。

　これにより、ヒータコア入口冷却水温度センサ６６の検出精度を超えて高温側三方弁４５の最小分解能が小さくなることを回避できる。

　（第６実施形態）
　図１５に示すように、本実施形態では、ラジエータ流路２０ｃにサーモスタット４７が配置されている。サーモスタット４７は、凝縮器１２から流出した冷却水の温度の上昇に伴ってラジエータ流路２０ｃの開度を増加させる高温熱媒体調整部である。サーモスタット４７は、冷却水の温度変化に応じて体積変化するサーモワックスによって弁体を変位させる機械的機構である。

　これにより、凝縮器１２から流出した冷却水の温度が低い場合にサーモスタット４７がラジエータ流路２０ｃを閉じることによって、高温側ラジエータ２３での放熱を止めることができる。

　本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

　上記実施形態では、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。

　上記実施形態の冷凍サイクル装置１０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、上記実施形態の冷凍サイクル装置１０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。

　上記第４実施形態では、高温側ラジエータ２３と低温側ラジエータ３２とが別々のラジエータになっていて、高温側ラジエータ２３と低温側ラジエータ３２とが共通のフィン３７によって互いに接合されている。これに対して、高温側ラジエータ２３と低温側ラジエータ３２とが１つのラジエータで構成されていてもよい。

　例えば、高温側ラジエータ２３の冷却水タンクと低温側ラジエータ３２の冷却水タンクとが互いに一体化されていることによって、高温側ラジエータ２３と低温側ラジエータ３２とが１つのラジエータで構成されていてもよい。

　高温側ラジエータ２３および低温側ラジエータ３２が共通の１つのラジエータになっていて、共通の１つのラジエータに高温冷却水回路２０の冷却水と低温冷却水回路３０の冷却水とが切り替え導入されるようになっていてもよい。共通の１つのラジエータに高温冷却水回路２０の冷却水と低温冷却水回路３０の冷却水とが任意の流量割合で導入されるようになっていてもよい。

　導入される冷却水の切り替えや流量割合の調整は、冷却水流路の開閉弁や流量調整弁によって行うことができる。

　上記実施形態では、電池３３に低温冷却水回路３０の冷却水が流れることによって電池３３が冷却されるが、電池３３が図示しない電池冷却器と熱伝導可能になっていて、電池冷却器に低温冷却水回路３０の冷却水が流れることによって電池３３が冷却されてもよい。

　図示しない電池用空気冷却器を用いて電池３３が冷却されてもよい。電池用空気冷却器は、低温冷却水回路３０の冷却水と電池３３へ送風される空気とを熱交換させて電池３３へ送風される空気を冷却する熱交換器である。

　上記第１実施形態では、ラジエータ流路開閉弁２６およびヒータコア流路開閉弁２５は、開度を任意に調整可能な電磁弁である。これに対して、ラジエータ流路開閉弁２６およびヒータコア流路開閉弁２５は、単純に開閉するだけの電磁弁であって、断続的な開閉によって時間平均開度を任意に調整してもよい。

　上記実施形態では、ヒータコア流路２０ｂおよびラジエータ流路２０ｃのうち少なくとも一方の開度を調整することによって、ヒータコア２２を流れる冷却水と高温側ラジエータ２３を流れる冷却水の流量とを調整する。これに加えて、高温側ポンプ２１の吐出流量の調整も併用することによって、ヒータコア２２を流れる冷却水と高温側ラジエータ２３を流れる冷却水の流量とを調整してもよい。

　上記第５実施形態では、第２変動幅ΔＴＨ２は、ヒータコア入口冷却水温度センサ６６の検出温度の誤差幅であるが、第２変動幅ΔＴＨ２は、ヒータコア吹出温度ＴＨを検出するセンサの検出温度の誤差幅であってもよい。

　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims

　高温熱媒体が循環する高温熱媒体回路（２０）と、
　前記高温熱媒体と車室内へ送風される空気とを熱交換させて前記車室内へ送風される空気を加熱する空気加熱器（２２）と、
　前記高温熱媒体と車室外の空気とを熱交換させて前記車室外の空気に放熱する放熱器（２３）と、
　冷媒を吸入して圧縮し吐出する圧縮機（１１）と、
　前記圧縮機から吐出された高圧の前記冷媒と前記高温熱媒体とを熱交換させて前記冷媒から前記高温熱媒体に放熱させる高圧側熱交換器（１２）と、
　前記高圧側熱交換器で熱交換された前記冷媒を減圧させる減圧部（１３、１６）と、
　前記減圧部で減圧された前記冷媒に吸熱させて前記冷媒を蒸発させる複数の蒸発器（１４、１７）と、
　前記複数の蒸発器のうち一部の蒸発器に前記冷媒が流れる状態と、前記複数の蒸発器の全てに前記冷媒が流れる状態とを切り替える冷媒流れ切替部（１６）と、
　前記空気加熱器を流れる前記高温熱媒体と前記放熱器を流れる前記高温熱媒体との流量比である高温熱媒体流量比を調整する高温熱媒体調整部（２５、２６、２８）と、
　前記高圧側熱交換器で前記冷媒から前記高温熱媒体に放熱された熱のうち、前記空気加熱器にて前記車室内へ送風される空気を目標吹出温度（ＴＡＯ）に加熱するために必要な熱に対して余剰な熱が前記放熱器にて前記車室外の空気に放熱される前記高温熱媒体流量比となるように、前記高温熱媒体調整部を制御する制御部（６０）とを備える冷凍サイクル装置。
　前記制御部は、前記空気加熱器および前記放熱器の両方に前記高温熱媒体を流す場合、前記空気加熱器における前記高温熱媒体の時間平均流量が前記放熱器における前記高温熱媒体の時間平均流量よりも多くなるように前記高温熱媒体調整部を制御する請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
　前記高温熱媒体調整部は、前記高温熱媒体の流れにおいて前記高圧側熱交換器と前記放熱器との間に配置されていて、前記放熱器に流入する前記高温熱媒体の流量を調整する放熱器側調整部（２６）を有している請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
　前記空気加熱器および前記放熱器は、前記高温熱媒体の流れにおいて互いに並列に配置されており、
　前記高温熱媒体調整部は、前記高温熱媒体の流れにおいて、前記空気加熱器と前記放熱器とに前記高温熱媒体の流れが分岐する分岐部（２０ｄ）と、前記空気加熱器との間に配置されていて、前記空気加熱器に流入する前記高温熱媒体の流量を調整する空気加熱器側調整部（２５）を有している請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
　前記空気加熱器および前記放熱器は、前記高温熱媒体の流れにおいて互いに直列に配置されており、
　前記空気加熱器は、前記放熱器よりも前記高温熱媒体の上流側に配置されており、
　前記空気加熱器から流出した前記高温熱媒体が、前記放熱器をバイパスして流れるバイパス部（２７）とを備え、
　前記高温熱媒体調整部は、前記放熱器を流れる前記高温熱媒体と前記バイパス部を流れる前記高温熱媒体との流量比であるバイパス流量比を調整することによって、前記空気加熱器を流れる前記高温熱媒体と前記放熱器を流れる前記高温熱媒体との流量比を調整する請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
　低温熱媒体が循環する低温熱媒体回路（３０）を備え、
　前記複数の蒸発器は、前記減圧部で減圧された前記冷媒と前記低温熱媒体とを熱交換させて前記冷媒を蒸発させるとともに前記低温熱媒体を冷却する熱媒体冷却器（１７）を含む請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
　前記低温熱媒体と前記車室外の空気とを熱交換させて前記低温熱媒体に前記車室外の空気から吸熱させる吸熱器（３２）を備える請求項６に記載の冷凍サイクル装置。
　前記吸熱器に前記低温熱媒体を流す状態と流さない状態とを切り替える熱媒体流れ切替部（３６）を備え、
　前記制御部は、
　前記空気加熱器に前記高温熱媒体が流れ、前記吸熱器に前記低温熱媒体が流れるように前記高温熱媒体調整部および前記熱媒体流れ切替部を制御する吸熱モードと、
　前記空気加熱器および前記放熱器に前記高温熱媒体が流れるように前記高温熱媒体調整部を制御する放熱モードとを切り替え、
　前記吸熱モードと前記放熱モードとの切り替えの際に、前記空気加熱器および前記放熱器に前記高温熱媒体が流れ、前記吸熱器に前記低温熱媒体が流れるように前記高温熱媒体調整部および前記熱媒体流れ切替部を制御する移行モードを実行する請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
　前記低温熱媒体によって冷却される電池（３３）と、
　前記吸熱器を流れる前記低温熱媒体と前記電池を冷却する前記低温熱媒体との流量比である低温熱媒体流量比を調整する低温熱媒体調整部（３６）とを備え、
　前記制御部は、前記電池が目標電池温度になるように前記低温熱媒体調整部の作動を制御する請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
　低温熱媒体が循環する低温熱媒体回路（３０）と、
　前記低温熱媒体と車室外へ送風される空気とを熱交換させて前記低温熱媒体に前記車室外の空気から吸熱させる吸熱器（３２）と、
　前記低温熱媒体によって冷却される電池（３３）と、
　冷媒を吸入して圧縮し吐出する圧縮機（１１）と、
　前記圧縮機から吐出された高圧の冷媒を放熱させることによって、車室内へ送風される空気を加熱する空気加熱部（１２、２２）と、
　前記空気加熱部で放熱された前記冷媒を減圧させる減圧部（１３、１６）と、
　前記減圧部で減圧された前記冷媒と前記低温熱媒体とを熱交換させて前記冷媒を蒸発させるとともに前記低温熱媒体を冷却する蒸発器（１７）と、
　前記吸熱器を流れる前記低温熱媒体と前記電池を冷却する前記低温熱媒体との流量比である低温熱媒体流量比を調整する低温熱媒体調整部（３６）と、
　前記電池が目標電池温度に冷却される前記低温熱媒体流量比となるように、前記低温熱媒体調整部を制御する制御部（６０）とを備える冷凍サイクル装置。
　前記低温熱媒体によって冷却される電池（３３）を備える請求項６ないし８のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
　前記低温熱媒体によって冷却される発熱機器（３４）を備える請求項６ないし１１のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
　前記複数の蒸発器は、前記減圧部で減圧された前記冷媒と前記車室内へ送風される空気とを熱交換させて前記車室内へ送風される空気を冷却する空気冷却器（１４）を含む請求項１ないし９のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
　高温熱媒体が循環する高温熱媒体回路（２０）と、
　前記高温熱媒体と車室内へ送風される空気とを熱交換させて前記車室内へ送風される空気を加熱する空気加熱器（２２）と、
　前記高温熱媒体と車室外の空気とを熱交換させて前記車室外の空気に放熱する放熱器（２３）と、
　冷媒を吸入して圧縮し吐出する圧縮機（１１）と、
　前記圧縮機から吐出された高圧の前記冷媒と前記高温熱媒体とを熱交換させて前記冷媒から前記高温熱媒体に放熱させる高圧側熱交換器（１２）と、
　前記高圧側熱交換器で熱交換された前記冷媒を減圧させる減圧部（１３、１６）と、
　前記減圧部で減圧された前記冷媒に吸熱させて前記冷媒を蒸発させる蒸発器（１４、１７）と、
　前記高圧側熱交換器を流れた前記高温熱媒体の流量に対する前記放熱器を流れる前記高温熱媒体の流量の比である放熱器側流量比（Ｇｗ）を調整する流量調整部（２５、２６、２８、４５）とを備え、
　前記空気加熱器で加熱された空気の温度の最大値である最大吹出温度（ＴＨｍａｘ）は、前記放熱器側流量比が減少するにつれて増加し、
　前記放熱器側流量比の減少に対する、前記最大吹出温度の増加率が、前記放熱器側流量比が小さくなるほど大きくなっている冷凍サイクル装置。
　前記最大吹出温度が、前記空気加熱器で加熱された空気の温度の上限値である上限吹出温度（ＴＨＬ１）となるときの前記放熱器側流量比において、前記流量調整部は、前記空気加熱器で加熱された空気の温度の変動幅が許容値（ΔＴＨ１）以下となるように前記放熱器側流量比を調整可能である請求項１４に記載の冷凍サイクル装置。
　前記空気加熱器で加熱された空気、または前記空気加熱器に流入する前記高温熱媒体の温度を検出する温度検出部（６６）を備え、
　前記最大吹出温度が前記上限吹出温度（ＴＨＬ１）となるときの前記放熱器側流量比において、前記流量調整部は、前記空気加熱器で加熱された空気の温度の変動幅が前記温度検出部の検出温度の誤差幅（ΔＴＨ２）以上となるように前記放熱器側流量比を調整可能である請求項１５に記載の冷凍サイクル装置。
　前記最大吹出温度は、前記放熱器側流量比に対して、
ＴＨｍａｘ＝５．００５２Ｇｗ^-1.173
の関係で表される請求項１４ないし１６のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
　高温熱媒体が循環する高温熱媒体回路（２０）と、
　前記高温熱媒体と車室内へ送風される空気とを熱交換させて前記車室内へ送風される空気を加熱する空気加熱器（２２）と、
　前記高温熱媒体と車室外の空気とを熱交換させて前記車室外の空気に放熱する放熱器（２３）と、
　冷媒を吸入して圧縮し吐出する圧縮機（１１）と、
　前記圧縮機から吐出された高圧の前記冷媒と前記高温熱媒体とを熱交換させて前記冷媒から前記高温熱媒体に放熱させる高圧側熱交換器（１２）と、
　前記高圧側熱交換器で熱交換された前記冷媒を減圧させる減圧部（１３、１６）と、
　前記減圧部で減圧された前記冷媒に吸熱させて前記冷媒を蒸発させる蒸発器（１４、１７）とを備え、
　前記空気加熱器で加熱された空気の温度の最大値である最大吹出温度（ＴＨｍａｘ）は、前記高圧側熱交換器を流れた前記高温熱媒体の流量に対する前記放熱器を流れる前記高温熱媒体の流量の比である放熱器側流量比（Ｇｗ）が減少するにつれて増加し、
　前記放熱器側流量比の減少に対する、前記最大吹出温度の増加率が、前記放熱器側流量比が小さくなるほど大きくなっている冷凍サイクル装置に用いられ、
　前記最大吹出温度が、前記空気加熱器で加熱された空気の温度の上限値である上限吹出温度（ＴＨＬ１）となるときの前記放熱器側流量比において、前記空気加熱器で加熱された空気の温度の変動幅が許容値（ΔＴＨ１）以下となるように前記放熱器側流量比を調整可能である流量調整機構。
　前記最大吹出温度は、前記放熱器側流量比に対して、
ＴＨｍａｘ＝５．００５２Ｇｗ^-1.173
の関係で表される請求項１８に記載の流量調整機構。
　高温熱媒体が循環する高温熱媒体回路（２０）と、
　前記高温熱媒体と車室内へ送風される空気とを熱交換させて前記車室内へ送風される空気を加熱する空気加熱器（２２）と、
　前記高温熱媒体と車室外の空気とを熱交換させて前記車室外の空気に放熱する放熱器（２３）と、
　冷媒を吸入して圧縮し吐出する圧縮機（１１）と、
　前記圧縮機から吐出された高圧の前記冷媒と前記高温熱媒体とを熱交換させて前記冷媒から前記高温熱媒体に放熱させる高圧側熱交換器（１２）と、
　前記高圧側熱交換器で熱交換された前記冷媒を減圧させる減圧部（１３、１６）と、
　前記減圧部で減圧された前記冷媒に吸熱させて前記冷媒を蒸発させる蒸発器（１４、１７）とを備える冷凍サイクル装置に用いられ、
　前記高圧側熱交換器を流れた前記高温熱媒体の流量に対する前記放熱器を流れる前記高温熱媒体の流量の比である放熱器側流量比（Ｇｗ）を所定の分解能（Ｇｗｍｉｎ）で調整可能である流量調整機構。
　前記分解能（Ｇｗｍｉｎ）は、前記空気加熱器で加熱された空気の温度の上限値である上限吹出温度（ＴＨＬ１）、および前記空気加熱器で加熱された空気の温度の変動幅の許容値（ΔＴＨ１）と、
Ｇｗｍｉｎ≦ｆ^-1（ＴＨＬ１－ΔＴＨ１／２）－ｆ^-1（ＴＨＬ１＋ΔＴＨ１／２）
ｆ（ｘ）＝５．００５２ｘ^-1.173
の関係を満たしている請求項２０に記載の流量調整機構。
　前記上限吹出温度は５５℃であり、
　前記許容値は７℃である請求項２１に記載の流量調整機構。
　前記分解能（Ｇｗｍｉｎ）は、前記空気加熱器で加熱された空気の温度の上限値である上限吹出温度（ＴＨＬ１）、および前記空気加熱器で加熱された空気、または前記空気加熱器に流入する前記高温熱媒体の温度の検出誤差（ΔＴＨ２）と、
Ｇｗｍｉｎ≧ｆ^-1（ＴＨＬ１－ΔＴＨ２／２）－ｆ^-1（ＴＨＬ１＋ΔＴＨ２／２）
ｆ（ｘ）＝５．００５２ｘ^-1.173
の関係を満たしている請求項２０ないし２２のいずれか１つに記載の流量調整機構。