(57)【要約】【課題】冷凍回路の効率改善を可能にする車載温調装置、車両用空調装置及びバッテリ温調装置を提供する。【解決手段】車両用空調装置１が備える車載温調装置は、低水温冷却水が循環する低水温回路３を備える。また、コンプレッサ２０と、コンデンサ２１と、ＳＣコンデンサ２３と、膨張弁２４及び膨張弁２５と、エバポレータ２６及び冷媒−水熱交換器２７とを有し、温調対象の温調を行う冷凍回路２を備える。低水温回路３は、ＳＣコンデンサ２３で冷媒と熱交換した低水温冷却水を放熱させるサブラジエータ３１２を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体が循環する熱媒体回路と、
冷媒を圧縮する圧縮部と、前記圧縮部が圧縮した前記冷媒を凝縮する凝縮部と、前記凝縮部が凝縮した前記冷媒及び前記熱媒体で熱交換を行うことで前記冷媒を冷却する過冷却部と、前記過冷却部が冷却した前記冷媒を膨張させる膨張部と、前記膨張部が膨張させた前記冷媒を蒸発させる蒸発部と、を有し、温調対象の温度調整を行う冷凍回路と、
を備え、
前記熱媒体回路は、前記過冷却部で前記冷媒と熱交換した前記熱媒体を放熱させる放熱部を有する、
ことを特徴とする車載温調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車載温調装置であって、
前記凝縮部は、前記熱媒体とは異なる流体に前記冷媒を放熱させる、
ことを特徴とする車載温調装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車載温調装置を備えた車両用空調装置であって、
前記温調対象は、車室内空調に使用される空気であり、
前記蒸発部は、車室内空調に使用される空気から吸熱する空調用蒸発部を含む、
ことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用空調装置であって、
前記蒸発部は、前記熱媒体から吸熱する吸熱用蒸発部をさらに含み、
暖房時において、
前記凝縮部は、直接又は間接的に車室内空調に使用される空気に放熱し、
前記熱媒体回路は、前記放熱部への前記熱媒体の流通を停止させ、前記過冷却部及び前記吸熱用蒸発部の間で前記熱媒体を循環させる、
ことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車両用空調装置であって、
前記熱媒体回路は、
さらにバッテリと前記熱媒体との間で熱交換を行うように設けられ、
暖房時において、前記過冷却部、前記バッテリ及び前記吸熱用蒸発部の間で前記熱媒体を循環させるバッテリ加温回路を形成する、
ことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項６】
請求項５に記載の車両用空調装置であって、
前記バッテリ加温回路はさらに、モータ及びインバータのうち少なくともいずれかを含む駆動機器と前記熱媒体との間で熱交換を行うように設けられ、
前記熱媒体回路は、前記バッテリの温度及び前記駆動機器の温度が所定温度よりも高い場合に、前記バッテリ加温回路を形成する、
ことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項７】
請求項３に記載の車両用空調装置であって、
前記熱媒体回路はさらに、モータ及びインバータのうち少なくともいずれかを含む駆動機器、及びバッテリと、前記熱媒体との間で熱交換を行うように設けられ、
前記蒸発部は、前記熱媒体から吸熱する吸熱用蒸発部をさらに含み、
暖房時において、
前記凝縮部は、直接又は間接的に車室内空調に使用される空気に放熱し、
前記熱媒体回路は、前記バッテリの温度が所定温度よりも高く、且つ前記駆動機器の温度が前記バッテリの温度よりも低い場合に、前記過冷却部、前記駆動機器及び前記放熱部の間で前記熱媒体を循環させる駆動機器回路を形成するとともに、前記バッテリ及び前記吸熱用放熱部の間で前記熱媒体を循環させるバッテリ回路を形成する、
ことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項８】
請求項７に記載の車両用空調装置であって、
前記熱媒体回路はさらに、冷房時に前記駆動機器回路を形成し、
暖房時において、前記バッテリの温度が所定温度よりも高く、且つ前記駆動機器の温度が前記バッテリの温度よりも低い場合に前記駆動機器回路を循環する前記熱媒体の流量は、冷房時に前記駆動機器回路を循環する前記熱媒体の流量よりも小さい、
ことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項９】
請求項１又は２に記載の車載温調装置を備えた車両用空調装置であって、
前記温調対象は、車室内空調に使用される空気であり、
前記冷凍回路は、
前記過冷却部と前記凝縮部との間に配置され、前記冷媒と車室外の空気との間で熱交換を行う室外熱交換部と、前記凝縮部を迂回して前記室外熱交換部に接続する凝縮部バイパス流路と、をさらに有し、
冷房時に、前記冷媒が前記圧縮部、前記凝縮部バイパス流路、前記室外熱交換部、前記過冷却部及び前記蒸発部の間を循環するように構成される、
ことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の車両用空調装置であって、
前記冷凍回路は、
前記凝縮部と前記室外熱交換部との間に設けられた暖房時膨張部と、前記蒸発部を迂回する蒸発部バイパス流路と、をさらに有し、
暖房時に、前記冷媒が前記圧縮部、前記凝縮部、前記暖房時膨張部、前記室外熱交換部、前記過冷却部及び前記蒸発部バイパス流路の間を循環するように構成される、
ことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の車両用空調装置であって、
前記熱媒体回路はさらに、モータ及びインバータのうち少なくともいずれかと前記熱媒体との間で熱交換を行うように設けられ、
前記過冷却部は、暖房時に、前記熱媒体から吸熱する、
ことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の車両用空調装置であって、
前記熱媒体回路は、前記モータ及び前記インバータにさらにバッテリを加えた前記モータ、前記インバータ及び前記バッテリのうち少なくともいずれかと前記熱媒体との間で熱交換を行うように設けられる、
ことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項１３】
請求項１又は２に記載の車載温調装置を備えたバッテリ温調装置であって、
前記温調対象は、バッテリであり、
前記熱媒体回路はさらに、前記バッテリと前記熱媒体との間で熱交換を行うように設けられ、
前記蒸発部は、前記熱媒体から吸熱する吸熱用蒸発部を含み、
前記凝縮部は、直接又は間接的に空気に放熱し、
前記熱媒体回路は、前記バッテリを冷却する場合に、前記過冷却部及び前記放熱部の間で前記熱媒体を循環させる回路を形成するとともに、前記バッテリ及び前記吸熱用蒸発部の間で前記熱媒体を循環させるバッテリ回路を形成する、
ことを特徴とするバッテリ温調装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のバッテリ温調装置であって、
前記熱媒体回路は、前記バッテリを加温する場合に、前記過冷却部及び前記バッテリの間で前記熱媒体を循環させる回路を形成する、
ことを特徴とするバッテリ温調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱を蓄えるためのヒートマスとしてバッテリーを利用するとともに、バッテリーに蓄えられた熱を車室内の空調に供する車両の熱管理システムが特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０２１−２３０６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、バッテリーに蓄えられた冷熱を利用した車室内の空調を行うことは開示されている。しかしながら、特許文献１では、車載される冷凍回路そのものの効率改善を図ることについては、特に言及されていない。
【０００５】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、冷凍回路の効率改善を可能にする車載温調装置、車両用空調装置及びバッテリ温調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様の車載温調装置は、熱媒体が循環する熱媒体回路を備える。また、冷媒を圧縮する圧縮部と、前記圧縮部が圧縮した前記冷媒を凝縮する凝縮部と、前記凝縮部が凝縮した前記冷媒及び前記熱媒体で熱交換を行うことで前記冷媒を冷却する過冷却部と、前記過冷却部が冷却した前記冷媒を膨張させる膨張部と、前記膨張部が膨張させた前記冷媒を蒸発させる蒸発部と、を有する冷凍回路を備える。前記冷凍回路は、温調対象の温度調整を行う。また、前記熱媒体回路は、前記過冷却部で前記冷媒と熱交換した前記熱媒体を放熱させる放熱部を有する。
【発明の効果】
【０００７】
上記態様の車載温調装置は、冷凍回路の効率改善を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】車両用空調装置の概略構成図である。
【図２】バッテリ加温回路を示す図である。
【図３Ａ】冷房時の車両用空調装置の作動状態の一例を示す図である。
【図３Ｂ】暖房時の車両用空調装置の作動状態の一例を示す図である。
【図３Ｃ】バッテリ充電時の車両用空調装置の作動状態の一例を示す図である。
【図４】コントローラが行う制御の一例をフローチャートで示す図である。
【図５】車両用空調装置の比較例を示す図である。
【図６】車両用空調装置の第１の変形例を示す図である。
【図７Ａ】車両用空調装置の第２の変形例を示す図である。
【図７Ｂ】第２の変形例の冷房時の作動状態の一例を示す図である。
【図７Ｃ】第２の変形例の暖房時の作動状態の一例を示す図である。
【図８】暖房時の車両用空調装置の作動状態の他の例を示す図である。
【図９】車両用空調装置の第３の変形例を示す図である。
【図１０】他の制御の一例をフローチャートで示す図である。
【図１１Ａ】暖房Ａモードでの車両用空調装置１の作動状態の一例を示す図である。
【図１１Ｂ】暖房Ｂモードでの車両用空調装置１の作動状態の一例を示す図である。
【図１１Ｃ】暖房Ｃモードでの車両用空調装置１の作動状態の一例を示す図である。
【図１１Ｄ】冷房モードでの車両用空調装置１の作動状態の一例を示す図である。
【図１１Ｅ】蓄熱充電モードでの車両用空調装置１の作動状態の一例を示す図である。
【図１１Ｆ】蓄冷充電モードでの車両用空調装置１の作動状態の一例を示す図である。
【図１２】低水温回路の第１の比較例を示す図である。
【図１３】低水温回路の第２の比較例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は車両用空調装置１の概略構成図である。車両用空調装置１は車両に搭載されている。車両は具体的には例えば、電動車両である。
【００１０】
車両用空調装置１は、冷凍回路２と、低水温回路３と、高水温回路４と、コントローラ５と、を備える。冷凍回路２には、冷媒が循環する。低水温回路３と高水温回路４とには、熱媒体の一例である冷却水が循環する。冷却水は、具体的には例えば不凍液である。
【００１１】
冷凍回路２は、コンプレッサ２０と、コンデンサ２１と、リキッドタンク２２と、サブクールコンデンサ（以下、ＳＣコンデンサと称す）２３と、膨張弁２４と、膨張弁２５と、エバポレータ２６と、冷媒−水熱交換器２７と、電磁弁２８と、電磁弁２９と、冷媒流路２００と、を有する。
【００１２】
コンプレッサ２０、コンデンサ２１、リキッドタンク２２、ＳＣコンデンサ２３、電磁弁２８、膨張弁２４及びエバポレータ２６は、冷媒の流通方向に沿ってこの順に設けられている。冷媒流路２００は、これらを冷媒が循環可能になるように接続する。電磁弁２９、膨張弁２５及び冷媒−水熱交換器２７は、冷媒の流通方向に沿ってこの順に設けられている。冷媒流路２００は、これらを電磁弁２８、膨張弁２４及びエバポレータ２６と並列に接続する。冷媒流路２００は、冷凍回路２の流路を構成する冷媒流路の一例である。
【００１３】
コンプレッサ２０は、冷媒を圧縮する圧縮部の一例である。コンプレッサ２０は具体的には、電動式のコンプレッサである。コンデンサ２１は、コンプレッサ２０が圧縮した冷媒を凝縮する凝縮部の一例である。コンデンサ２１は具体的には、冷媒と冷却水との間で熱交換を行う水冷式の凝縮器である。当該冷却水は具体的には、高水温回路４を循環する冷却水（以下、高水温冷却水とも称す）である。リキッドタンク２２は、コンデンサ２１が凝縮した冷媒を貯留する冷媒貯留部の一例である。
【００１４】
ＳＣコンデンサ２３は、コンデンサ２１が凝縮した冷媒を冷却する過冷却部の一例である。ＳＣコンデンサ２３は具体的には、冷媒と冷却水との間で熱交換を行う水冷式の過冷却器である。当該冷却水は具体的には、低水温回路３を循環する冷却水（以下、低水温冷却水とも称す）である。このため、ＳＣコンデンサ２３は、熱交換によって冷凍回路２から低水温回路３に放熱する。点線で示す部分２３ａは、ＳＣコンデンサ２３が冷凍回路２及び低水温回路３に設けられていることを示す。ＳＣコンデンサ２３が冷却した冷媒は、膨張弁２４を介してエバポレータ２６に供給されるとともに、膨張弁２５を介して冷媒−水熱交換器２７に供給される。
【００１５】
膨張弁２４及び膨張弁２５は、ＳＣコンデンサ２３が冷却した冷媒を膨張させる膨張部の一例である。膨張弁２４は、ＳＣコンデンサ２３が冷却した冷媒を膨張させ、エバポレータ２６内に供給する膨張部である第１膨張部の一例である。膨張弁２５は、ＳＣコンデンサ２３が冷却した冷媒を膨張させ、冷媒−水熱交換器２７内に供給する膨張部である第２膨張部の一例である。膨張弁２４及び膨張弁２５は、ＳＣコンデンサ２３が冷却した冷媒を減圧することで、膨張させる。
【００１６】
エバポレータ２６及び冷媒−水熱交換器２７は、膨張弁２４及び膨張弁２５が膨張させた冷媒を蒸発させる蒸発部の一例である。エバポレータ２６は、膨張弁２４が膨張させた冷媒と空気との間で熱交換を行い、冷媒を蒸発させる蒸発部である第１蒸発部の一例である。このようなエバポレータ２６は、空気から吸熱する空調用蒸発部の一例である。冷媒−水熱交換器２７は、膨張弁２５が膨張させた冷媒と低水温冷却水との間で熱交換を行い、冷媒を蒸発させる蒸発部である第２蒸発部の一例である。このような冷媒−水熱交換器２７は、低水温冷却水から吸熱する吸熱用蒸発部の一例である。
【００１７】
エバポレータ２６は、冷媒を蒸発させる際に、エバポレータ２６の外部の空気を冷却する。エバポレータ２６によって冷却された空気は、冷房時の車室内空調に使用される。冷房時は、除湿時を含んでもよい。冷媒−水熱交換器２７は、冷媒を蒸発させる際に、低水温冷却水を冷却する。エバポレータ２６及び冷媒−水熱交換器２７で蒸発された冷媒は、コンプレッサ２０によって再び加圧される。
【００１８】
電磁弁２８及び電磁弁２９は、冷媒の流通状態を変更するバルブ部の一例である。電磁弁２８は、ＳＣコンデンサ２３からエバポレータ２６への冷媒の流通状態を変更するバルブ部である第１バルブ部の一例である。電磁弁２９は、ＳＣコンデンサ２３から冷媒−水熱交換器２７への冷媒の流通状態を変更するバルブ部である第２バルブ部の一例である。電磁弁２８は、冷凍回路２においてＳＣコンデンサ２３及び膨張弁２４間に設けられている。電磁弁２９は、冷凍回路２においてＳＣコンデンサ２３及び膨張弁２５間に設けられている。電磁弁２８及び電磁弁２９は具体的には、開閉弁である。電磁弁２８及び電磁弁２９は、開度を調整可能な開度調整弁であってもよい。
【００１９】
低水温回路３は、駆動機器回路３１と、バッテリ回路３２と、接続部３５と、接続部３６と、を有する。
【００２０】
駆動機器回路３１は、ウォーターポンプ３１１と、サブラジエータ３１２と、ＳＣコンデンサ２３と、モータ３１３と、インバータ３１４と、冷却水流路３１０と、を有する。ウォーターポンプ３１１、サブラジエータ３１２、ＳＣコンデンサ２３、モータ３１３及びインバータ３１４は、冷却水の流通方向に沿ってこの順に設けられている。冷却水流路３１０は、これらを冷却水が循環可能となるように接続する。冷却水流路３１０は、駆動機器回路３１の流路を構成する第１熱媒体流路の一例である。駆動機器回路３１は、冷却水が、少なくともＳＣコンデンサ２３と、モータ３１３及びインバータ３１４のうち少なくとも一方と、サブラジエータ３１２と、の間を循環する駆動機器回路の一例である。
【００２１】
ウォーターポンプ３１１は、冷却水を圧送する圧送部の一例であり、駆動機器回路３１に冷却水を循環させる圧送部である第１圧送部の一例である。ウォーターポンプ３１１は具体的には、電力によって駆動する電動式のウォーターポンプであり、冷却水の流量を調整可能なウォーターポンプである。
【００２２】
サブラジエータ３１２は、冷却水を放熱させる放熱部の一例であり、低水温冷却水を放熱させる放熱部である第１放熱部の一例である。サブラジエータ３１２は具体的には、冷却水と空気との間で熱交換を行うことで、冷却水を放熱させる空冷式のラジエータである。サブラジエータ３１２は、冷却水を受熱させる電気機器の一例であるバッテリ３２２、モータ３１３及びインバータ３１４のうち少なくともいずれかから受熱した冷却水を、外部を流れる空気によって冷却する。
【００２３】
モータ３１３は、車両走行用モータである。モータ３１３には、バッテリ３２２からインバータ３１４を介して電力が供給される。インバータ３１４は、供給された直流電力を交流電力に変換する電力変換装置である。インバータ３１４は、変換した交流電力をモータ３１３に出力する。
【００２４】
バッテリ回路３２は、ウォーターポンプ３２１と、バッテリ３２２と、冷媒−水熱交換器２７と、冷却水流路３２０と、を有する。ウォーターポンプ３２１、バッテリ３２２及び冷媒−水熱交換器２７は、冷却水の流通方向に沿ってこの順に設けられている。冷却水流路３２０は、これらを冷却水が循環可能となるように接続する。冷却水流路３２０は、バッテリ回路３２の流路を構成する第２熱媒体流路の一例である。バッテリ回路３２は、冷却水が、少なくともバッテリ３２２及び冷媒−水熱交換器２７間を循環するバッテリ回路の一例である。
【００２５】
ウォーターポンプ３２１は、圧送部の一例であり、バッテリ回路３２に冷却水を循環させる圧送部である第２圧送部の一例である。ウォーターポンプ３２１は具体的には、電力によって駆動する電動式のウォーターポンプであり、冷却水の流量を調整可能なウォーターポンプである。バッテリ３２２は、二次電池であり、ウォーターポンプ３１１や、ウォーターポンプ３２１や、モータ３１３などの電力源を構成する。バッテリ３２２では、充放電する際に熱が発生する。
【００２６】
接続部３５は、三方弁３５１と、接続流路３５２と、を備える第１接続部の一例である。三方弁３５１は、駆動機器回路３１を分岐する第１三方弁の一例である。三方弁３５１は、駆動機器回路３１においてモータ３１３及びインバータ３１４と、ウォーターポンプ３１１との間に設けられている。三方弁３５１は、駆動機器回路３１の一部を構成している。接続流路３５２は、三方弁３５１を介してバッテリ回路３２を駆動機器回路３１に接続する第１接続部の一例である。接続流路３５２は、バッテリ回路３２のウォーターポンプ３２１及びバッテリ３２２間の流路に接続している。
【００２７】
接続部３６は、三方弁３６１と、接続流路３６２と、を備える第２接続部の一例である。三方弁３６１は、バッテリ回路３２を分岐する第２三方弁の一例である。三方弁３６１は、バッテリ回路３２においてウォーターポンプ３２１及びバッテリ３２２間に設けられている。三方弁３６１は具体的には、さらにバッテリ回路３２において接続流路３５２の接続地点よりも上流に設けられている。三方弁３６１は、バッテリ回路３２の一部を構成している。接続流路３６２は、三方弁３６１を介して駆動機器回路３１をバッテリ回路３２に接続する第２接続流路の一例である。接続流路３６２は、駆動機器回路３１のサブラジエータ３１２及びＳＣコンデンサ２３間の流路に接続している。
【００２８】
低水温回路３は、放熱部の一例であるサブラジエータ３１２と、電気機器の一例であるモータ３１３、インバータ３１４及びバッテリ３２２と、を有し、冷却水が循環する熱媒体回路の一例である。低水温回路３では、低水温冷却水の温度が、高水温冷却水の温度よりも低く維持されるようになっている。
【００２９】
高水温回路４は、コンデンサ２１と、メインヒーター４０と、ヒーターコア４１と、タンク４２と、ウォーターポンプ４３と、ラジエータ４４と、三方弁４５と、冷却水流路４００と、を有する。コンデンサ２１、メインヒーター４０、ヒーターコア４１、タンク４２、ウォーターポンプ４３、三方弁４５及びラジエータ４４は、冷却水の流通方向に沿ってこの順に設けられている。冷却水流路４００は、これらを冷却水が循環可能となるように接続する。冷却水流路４００は、バイパス流路４６を含む。冷却水流路４００は、高水温回路４の流路を構成する第３熱媒体流路の一例である。
【００３０】
メインヒーター４０は、冷却水を加温する熱媒体加温部の一例であり、バッテリ３２２から供給される電力によって発熱する。ヒーターコア４１は、空気を加温する空気加温部の一例であり、冷却水と空気との間で熱交換を行うことで、空気を加温する。ヒーターコア４１は具体的には、コンデンサ２１やメインヒーター４０によって加温された冷却水と、ヒーターコア４１周囲の空気との間で熱交換を行う。ヒーターコア４１が加温した空気は、暖房時の車室内空調に使用される。
【００３１】
タンク４２は、冷却水を貯留する熱媒体貯留部の一例である。ウォーターポンプ４３は、圧送部の一例であり、高水温回路４に冷却水を循環させる第３圧送部の一例である。ウォーターポンプ４３は具体的には、電力によって駆動する電動式のウォーターポンプであり、冷却水の流量を調整可能なウォーターポンプである。ラジエータ４４は、放熱部の一例であり、高水温冷却水を放熱させる第２放熱部の一例である。ラジエータ４４は具体的には、空気と冷却水との間で熱交換を行うことで、冷却水を放熱させる空冷式のラジエータである。
【００３２】
三方弁４５は、高水温回路４においてラジエータ４４に上流側から接続する流路に設けられている。バイパス流路４６は、高水温回路４においてラジエータ４４に下流側から接続する流路を、三方弁４５を介してラジエータ４４に上流側から接続する流路に接続することで、ラジエータ４４をバイパスする。三方弁４５及びバイパス流路４６は、ラジエータ４４を迂回する回路を形成するラジエータバイパス部の一例である。
【００３３】
高水温回路４は、メインヒーター４０と、ヒーターコア４１と、ラジエータ４４と、三方弁４５及びバイパス流路４６と、を有し、冷却水が循環する熱媒体回路の一例である。
【００３４】
コントローラ５は、電子制御装置であり、三方弁３５１及び三方弁３６１を制御する制御部の一例である。コントローラ５は、ウォーターポンプ３１１及びウォーターポンプ３２１や、コンプレッサ２０や、電磁弁２８や、電磁弁２９や、メインヒーター４０や、ウォーターポンプ４３や、三方弁４５も制御する。コントローラ５には、これらが制御対象として電気的に接続されている。コントローラ５には、Ａ／Ｃスイッチ６０や、温度調節スイッチ６１や、接続検出センサ６２が電気的に接続されている。Ａ／Ｃスイッチ６０は、コンプレッサ２０を作動させるための操作部の一例である。温度調節スイッチ６１は、車室内の温度を調節するための操作部の一例である。接続検出センサ６２は、バッテリ３２２と外部電源との接続を検出する検出部の一例である。
【００３５】
コントローラ５は、空調の運転状態と、バッテリ３２２の充電実行状態とに応じて、三方弁３５１及び三方弁３６１を制御する。空調の運転状態は、冷房時、暖房時及び空調停止時を含む。バッテリ３２２の充電実行状態は、充電時及び非充電時を含む。コントローラ５は、バッテリ３２２の温度や、低水温冷却水の温度や、高水温冷却水の温度など、その他のパラメータに基づき、三方弁３５１及び三方弁３６１を含む上述した制御対象を制御してもよい。コントローラ５が行う制御の一例については、後述する。
【００３６】
図２は、バッテリ加温回路３３を示す図である。図２では、低水温回路３において、バッテリ加温回路３３の流路を実線で示し、その他の流路を破線で示す。車両用空調装置１では、接続部３５及び接続部３６が、バッテリ加温回路３３を形成する。バッテリ加温回路３３は、ＳＣコンデンサ２３と、モータ３１３及びインバータ３１４と、バッテリ３２２と、冷媒−水熱交換器２７と、ウォーターポンプ３２１と、三方弁３５１及び三方弁３６１と、を有し、これらの間を冷却水が循環する熱媒体回路である。バッテリ加温回路３３では、ウォーターポンプ３２１、三方弁３６１、ＳＣコンデンサ２３、モータ３１３及びインバータ３１４、三方弁３５１、バッテリ３２２及び冷媒−水熱交換器２７が冷却水の流通方向に沿ってこの順に設けられている。車両用空調装置１において、ＳＣコンデンサ２３は、バッテリ加温回路３３に含まれるように駆動機器回路３１に設けることができる。
【００３７】
車両用空調装置１では、三方弁３５１と三方弁３６１とが、駆動機器回路３１とバッテリ回路３２とを連通することで、バッテリ加温回路３３を形成する。また、三方弁３５１と三方弁３６１とが、駆動機器回路３１とバッテリ回路３２との連通を遮断することで、駆動機器回路３１及びバッテリ回路３２を形成する。バッテリ加温回路３３は、少なくともＳＣコンデンサ２３と、バッテリ３２２と、冷媒−水熱交換器２７との間を冷却水が循環するバッテリ加温回路の一例である。
【００３８】
図３Ａは、冷房時の車両用空調装置１の作動状態の一例を示す図である。図３Ｂは、暖房時の車両用空調装置１の作動状態の一例を示す図である。図３Ｃは、バッテリ３２２充電時（以下、単に充電時と称す）の車両用空調装置１の作動状態の一例を示す図である。図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃでは、冷媒が流通している流路、及び冷却水が流通している流路を実線で、流通していない流路を破線でそれぞれ示す。
【００３９】
冷凍回路２につき、以下では、コンプレッサ２０、コンデンサ２１、リキッドタンク２２、ＳＣコンデンサ２３、電磁弁２８、膨張弁２４、エバポレータ２６及びコンプレッサ２０の順に冷却水が循環する回路を冷房回路と称す。また、コンプレッサ２０、コンデンサ２１、リキッドタンク２２、ＳＣコンデンサ２３、電磁弁２９、膨張弁２５、冷媒−水熱交換器２７及びコンプレッサ２０の順に冷媒が循環する回路を熱交換回路と称す。
【００４０】
高水温回路４につき、以下では、コンデンサ２１、メインヒーター４０、ヒーターコア４１、タンク４２、ウォーターポンプ４３、三方弁４５、ラジエータ４４及びコンデンサ２１の順に冷却水が循環する回路をラジエータ回路と称す。また、コンデンサ２１、メインヒーター４０、ヒーターコア４１、タンク４２、ウォーターポンプ４３、三方弁４５及びコンデンサ２１の順に冷却水が循環する回路をラジエータ迂回回路と称す。
【００４１】
図３Ａに示すように、冷房時には、冷凍回路２では、冷媒が冷房回路を循環する。また、低水温回路３では、冷却水が駆動機器回路３１を循環する。また、高水温回路４では、冷却水がラジエータ回路を循環する。冷房時には、三方弁３５１及び三方弁３６１それぞれは、冷却水流路３１０と冷却水流路３２０との連通を遮断する。また、コンプレッサ２０、ウォーターポンプ３１１及びウォーターポンプ４３は駆動し、ウォーターポンプ３２１は停止する。また、電磁弁２８は開弁し、電磁弁２９は閉弁する。また、三方弁４５は、ラジエータ回路を形成する。冷房時には、バッテリ回路３２の冷却水の循環は停止する。なお、バッテリ３２２の温度が適温範囲を上回った場合には、さらに冷凍回路２の熱交換回路に冷媒を循環させるとともに、バッテリ回路３２に冷却水を循環させてもよい。これにより、バッテリ３２２を冷却することができる。
【００４２】
図３Ｂに示すように、暖房時には、冷凍回路２では、冷媒が冷房回路及び熱交換回路を循環する。また、低水温回路３では、冷却水がバッテリ回路３２を循環する。また、高水温回路４では、冷却水がバッテリ迂回回路を循環する。暖房時には、三方弁３５１及び三方弁３６１それぞれは、冷却水流路３１０と冷却水流路３２０との連通を遮断する。また、コンプレッサ２０、ウォーターポンプ３２１及びウォーターポンプ４３は駆動し、ウォーターポンプ３１１は停止する。また、電磁弁２８及び電磁弁２９は開弁する。また、三方弁４５は、ラジエータ迂回回路を形成する。暖房時には、駆動機器回路３１の冷却水の循環は停止する。なお、暖房時に、冷房回路の冷媒の循環を停止してもよい。
【００４３】
図３Ｃに示すように、充電時（バッテリ加温要求時）には、冷凍回路２では、冷媒が熱交換回路を循環する。また、低水温回路３では、冷却水がバッテリ加温回路３３を循環する。結果、冷却水が、低水温回路３において少なくともバッテリ３２２と、ＳＣコンデンサ２３と、冷媒−水熱交換器２７と、の間を循環する。高水温回路４では、冷却水の循環を停止する。その結果、コンプレッサ２０の圧縮熱が、ＳＣコンデンサ２３で、バッテリ加温回路３３に放熱され、バッテリ３２２が加温される。なお、この構成では、冷媒−水熱交換器２７によって吸熱がなされるものの、コンプレッサ２０の仕事分だけは、バッテリ２０の加温分として確保される。
【００４４】
充電時には、三方弁３５１及び三方弁３６１それぞれは、冷却水流路３１０と冷却水流路３２０とを連通する。また、コンプレッサ２０及びウォーターポンプ３２１は駆動し、ウォーターポンプ３１１及びウォーターポンプ４３は停止する。また、電磁弁２８は閉弁し、電磁弁２９は開弁する。充電時には、冷媒がさらに冷房回路を循環してもよい。このためには、電磁弁２８を開弁すればよい。
【００４５】
車両用空調装置１は、充電時にＳＣコンデンサ２３が放熱した熱の一部をバッテリ３２２に蓄熱することができる。そして、充電時にバッテリ３２２に蓄えた熱を、暖房時に冷凍回路２を介して高水温回路４に輸送することで、ヒーターコア４１によって空気を加温することができる。すなわち、車両用空調装置１は、バッテリ３２２を暖房に利用可能な熱の供給源とすることができる。
【００４６】
次に、コントローラ５が行う制御の一例について図４に示すフローチャートを用いて説明する。この例では、冷房及び暖房がバッテリ３２２の非充電時に行われ、バッテリ３２２の充電が空調停止時に行われる場合について示す。この例では、主に低水温回路３における回路形成について説明する。
【００４７】
コントローラ５は、冷房時であるか否かを判定する（ステップＳ１）。否定判定であれば、コントローラ５は、暖房時であるか否かを判定する（ステップＳ２）。冷房時であるか否か、及び暖房時であるか否かは、例えばＡ／Ｃスイッチ６０や温度調節スイッチ６１の出力に基づき判定できる。ステップＳ２で否定判定であれば、コントローラ５は、充電時であるか否かを判定する（ステップＳ３）。充電時であるか否かは、例えば接続検出センサ６２の出力に基づき判定できる。冷房時であるか否か、暖房時であるか否か、及び充電時であるか否かは、公知技術を含むその他の方法で判定されてよい。
【００４８】
ステップＳ１で肯定判定であれば、コントローラ５は、駆動機器回路３１を形成するように三方弁３５１及び三方弁３６１を制御する（ステップＳ４）。具体的にはコントローラ５は、駆動機器回路３１とバッテリ回路３２との連通を遮断するように三方弁３５１及び三方弁３６１それぞれを制御する。
【００４９】
ステップＳ２で肯定判定であれば、コントローラ５は、バッテリ回路３２を形成するように三方弁３５１及び三方弁３６１を制御する（ステップＳ５）。具体的にはコントローラ５は、駆動機器回路３１とバッテリ回路３２との連通を遮断するように三方弁３５１及び三方弁３６１それぞれを制御する。
【００５０】
ステップＳ３で肯定判定であれば、コントローラ５は、バッテリ加温回路３３を形成するように三方弁３５１及び三方弁３６１を制御する（ステップＳ６）。具体的にはコントローラ５は、駆動機器回路３１とバッテリ回路３２とを連通するように三方弁３５１及び三方弁３６１それぞれを制御する。ステップＳ４、ステップＳ５及びステップＳ６の後には、コントローラ５は本フローチャートの処理を終了する。
【００５１】
ステップＳ４で、コントローラ５はさらに、ウォーターポンプ３１１を駆動し、ウォーターポンプ３２１を停止することができる。これにより、駆動機器回路３１に冷却水を循環させることができる。また、バッテリ回路３２の冷却水の循環を停止することができる。ステップＳ４で、コントローラ５はさらに、電磁弁２８を開弁し、電磁弁２９を閉弁するとともに、コンプレッサ２０を駆動することができる。これにより、冷房回路に冷媒を循環させることができる。ステップＳ４で、コントローラ５はさらに、ラジエータ回路を形成するように三方弁４５を制御するとともに、ウォーターポンプ４３を駆動することができる。これにより、ラジエータ回路に冷却水を循環させることができる。
【００５２】
ステップＳ５で、コントローラ５はさらに、ウォーターポンプ３１１を停止し、ウォーターポンプ３２１を駆動することができる。これにより、バッテリ回路３２に冷却水を循環させることができる。また、駆動機器回路３１の冷却水の循環を停止することができる。ステップＳ５で、コントローラ５はさらに、電磁弁２８及び電磁弁２９を開弁するとともに、コンプレッサ２０を駆動することができる。これにより、冷房回路及び熱交換回路に冷媒を循環させることができる。ステップＳ５で、コントローラ５はさらに、ラジエータ迂回回路を形成するように三方弁４５を制御するとともに、ウォーターポンプ４３を駆動することができる。これにより、ラジエータ迂回回路に冷却水を循環させることができる。
【００５３】
ステップＳ６で、コントローラ５はさらに、ウォーターポンプ３１１を停止し、ウォーターポンプ３２１を駆動することができる。これにより、バッテリ加温回路３３に冷却水を循環させることができる。ステップＳ６で、コントローラ５はさらに、電磁弁２８を閉弁し、電磁弁２９を開弁するとともに、コンプレッサ２０を駆動することができる。これにより、熱交換回路に冷媒を循環させることができる。ステップＳ６で、コントローラ５はさらに、ウォーターポンプ４３を停止することができる。これにより、高水温回路４の冷却水の循環を停止させることができる。ステップＳ５で、コントローラ５は、さらに電磁弁２８を開弁してもよい。
【００５４】
なお、ステップＳ４で、駆動機器回路３１をすでに形成している三方弁３５１及び三方弁３６１の状態をそのまま維持する場合も、冷房時に駆動機器回路３１を形成するように三方弁３５１及び三方弁３６１を制御することに含まれる。これは、コントローラ５が、その他の制御対象を制御する場合についても同様である。
【００５５】
次に車両用空調装置１の主な作用効果について説明する。
【００５６】
車両用空調装置１は、冷凍回路２と、低水温回路３と、を備える。そして、ＳＣコンデンサ２３が、冷媒及び低水温冷却水間で熱交換を行うことで、冷凍回路２から低水温回路３に放熱する。車両用空調装置１は別の側面によれば、冷凍回路２を備える。そして、冷凍回路２が、コンデンサ２１と、ＳＣコンデンサ２３と、エバポレータ２６と、を備え、ＳＣコンデンサ２３が、冷媒と、高水温冷却水とは異なる流体の一例である低水温冷却水との間で熱交換を行う。高水温冷却水は、コンデンサ２１が冷媒との間で熱交換を行う流体の一例である。
【００５７】
これらの構成の車両用空調装置１は、ＳＣコンデンサ２３によって、冷媒の冷却を促進可能にする。結果、冷房時の省エネルギー化を可能にする。具体的には、これらの構成の車両用空調装置１は、冷凍回路２の効率改善による省エネルギー化を可能にする。これらの構成の車両用空調装置１のうち低水温回路３を備える車両用空調装置は、低水温回路３が少なくともサブラジエータ３１２を有する構成である場合に、冷房時の省エネルギー化を可能にする。そして、電気機器の一例であるバッテリ３２２、モータ３１３及びインバータ３１４をさらに有する構成である場合に、さらにバッテリ３２２やモータ３１３やインバータ３１４の熱を暖房に利用可能にする。これらの構成の車両用空調装置１は、例えば次の場合と比較して、冷媒の冷却を促進可能にする。
【００５８】
図５は、車両用空調装置１の比較例である車両用空調装置１´を示す図である。低水温回路３´は、ＳＣコンデンサ２３を有しない低水温回路３を示す。高水温回路４´は、ＳＣコンデンサ２３をさらに有する高水温回路４を示す。車両用空調装置１´では、ＳＣコンデンサ２３が、冷媒及び高水温冷却水間で熱交換を行うことで、高水温回路４´に放熱するように設けられている。ところが、車両用空調装置１´で冷媒の冷却を促進するためには、例えばラジエータ４４の大型化が必要になる。
【００５９】
このような事情に鑑み、上記構成の車両用空調装置１は、ＳＣコンデンサ２３によって冷凍回路２から低水温回路３に放熱することで、車両用空調装置１´と比較して冷媒の冷却を促進可能にする。結果、ラジエータ４４の大型化も回避可能にする。上記構成の車両用空調装置１は、次に説明する車両用空調装置１Ａや車両用空調装置１Ｂのように、バッテリ回路３２を有しなくてもよい。
【００６０】
図６は、車両用空調装置１の第１の変形例である車両用空調装置１Ａを示す図である。車両用空調装置１Ａは、冷凍回路２の代わりに冷凍回路２Ａを、低水温回路３の代わりに低水温回路３Ａを、高水温回路４の代わりに高水温回路４Ａを、コントローラ５の代わりにコントローラ５Ａをそれぞれ備える。
【００６１】
冷凍回路２Ａは、以下に示す点以外、冷凍回路２と実質的に同一である。すなわち、冷凍回路２Ａは、コンデンサ２１の代わりにコンデンサ２１Ａを有する。また、電磁弁２９、膨張弁２５及び冷媒−水熱交換器２７を有しない。また、冷媒流路２００の代わりに冷媒流路２００Ａを有する。
【００６２】
コンプレッサ２０、コンデンサ２１Ａ、リキッドタンク２２、ＳＣコンデンサ２３、電磁弁２８、膨張弁２４及びエバポレータ２６は、冷媒の流通方向に沿ってこの順に設けられている。冷媒流路２００Ａは、これらを冷媒が循環可能になるように接続する。コンデンサ２１Ａは、凝縮部の一例であり、具体的には、冷媒と空気との間で熱交換を行う空冷式の凝縮器である。コンデンサ２１Ａはさらに具体的には、車室外の空気との間で熱交換を行う室外凝縮器である。車室外の空気は、空調に使用しない空気であり、例えば走行風やファンによる送風である。
【００６３】
低水温回路３Ａは、駆動機器回路３１で構成されている。低水温回路３Ａにおいて、ＳＣコンデンサ２３の配置はその他の配置であってもよい。高水温回路４Ａは、コンデンサ２１を有しない点と、エンジン５０をさらに有する点以外、高水温回路４と実質的に同一である。エンジン５０は、高水温回路４Ａにおいてラジエータ４４及びメインヒーター４０間に設けられている。冷却水の流通態様は、高水温回路４と同様である。コントローラ５Ａには、コンプレッサ２０、電磁弁２８、ウォーターポンプ３１１、メインヒーター４０、ウォーターポンプ４３及び三方弁４５が制御対象として電気的に接続されている。また、Ａ／Ｃスイッチ６０や、温度調節スイッチ６１や、接続検出センサ６２が電気的に接続されている。
【００６４】
このような構成の車両用空調装置１Ａは、冷凍回路２Ａと、低水温回路３Ａと、を備える。そして、ＳＣコンデンサ２３が、冷媒及び低水温冷却水間で熱交換を行うことで、低水温回路３Ａに放熱する。このような構成の車両用空調装置１Ａは別の側面によれば、冷凍回路２Ａを備える。そして、ＳＣコンデンサ２３が、冷媒と、空気とは異なる流体の一例である低水温冷却水との間で熱交換を行う。当該空気は、コンデンサ２１Ａが冷媒との間で熱交換を行う流体の一例である。そして、このような構成の車両用空調装置１Ａも、冷房時の省エネルギー化を可能にする。車両用空調装置１Ａは、エンジン５０の廃熱を高水温冷却水で回収し、暖房に利用することもできる。
【００６５】
図７Ａは、車両用空調装置１の第２の変形例である車両用空調装置１Ｂを示す図である。図７Ｂは、車両用空調装置１Ｂの冷房時の作動状態の一例を示す図である。図７Ｃは、車両用空調装置１Ｂの暖房時の作動状態の一例を示す図である。図７Ｂ及び図７Ｃでは、冷媒が流通している流路、及び冷却水が流通している流路を実線で、流通していない流路を破線でそれぞれ示す。
【００６６】
図７Ａに示すように、車両用空調装置１Ｂは、冷凍回路２Ａの代わりに冷凍回路２Ｂを、高水温回路４Ａの代わりに高水温回路４Ｂを、コントローラ５Ａの代わりにコントローラ５Ｂを備える点以外、車両用空調装置１Ａと実質的に同一である。
【００６７】
冷凍回路２Ｂは、コンプレッサ２０と、コンデンサ２１と、膨張弁２０１と、コンデンサ２１Ａと、ＳＣコンデンサ２３と、アキュムレータ２０２と、三方弁２０３と、膨張弁２４と、エバポレータ２６と、電磁弁２０５と、冷媒流路２００Ｂと、を有する。コンプレッサ２０、コンデンサ２１、膨張弁２０１、コンデンサ２１Ａ、ＳＣコンデンサ２３、アキュムレータ２０２、膨張弁２４、エバポレータ２６及び三方弁２０３は、冷媒の流通方向に沿ってこの順に設けられている。冷媒流路２００Ｂは、これらを冷媒が循環可能になるように接続する。冷媒流路２００Ｂは、バイパス流路２０６を含む。バイパス流路２０６は、コンデンサ２１及び膨張弁２０１をバイパスする。図７Ａに示すように、バイパス流路２０６はコンデンサ２１をバイパスし、コンデンサ２１Ａに接続する。さらに、冷媒流路２００Ｂは、膨張弁２４及びエバポレータ２６をバイパスするようにアキュムレータ２０２及び三方弁２０３を接続するバイパス流路２０９を含む。
【００６８】
車両用空調装置１Ｂでは、コンデンサ２１は、暖房時に用いられる。コンデンサ２１は、コンプレッサ２０が圧縮した冷媒を凝縮させるヒートポンプ用凝縮部の一例である。膨張弁２０１は、コンデンサ２１が凝縮した冷媒を膨張させるヒートポンプ用膨張部の一例である。コンデンサ２１Ａは、凝縮部の一例であると同時に、冷房時には凝縮部として機能し、暖房時には膨張弁２０１が膨張させた冷媒を蒸発させるヒートポンプ用蒸発部として機能する熱交換部の一例である。当該熱交換部は具体的には、冷媒と、車室外の空気との間で熱交換を行う室外熱交換部である。
【００６９】
アキュムレータ２０２は、内部に流入した冷媒の気液を分離して余剰冷媒を蓄える気液分離部の一例である。アキュムレータ２０２の気相側出口には、三方弁２０３が、アキュムレータ２０２の液相側出口には、膨張弁２４がそれぞれ接続される。三方弁２０３は、アキュムレータ２０２とコンプレッサ２０とを連通する場合と、エバポレータ２６とコンプレッサ２０とを連通する場合とを切り替える。
【００７０】
電磁弁２０５は、バイパス流路２０６に設けられている。電磁弁２０５は、バイパス流路２０６の冷媒の流通状態を変更するバルブ部である第３バルブ部の一例である。電磁弁２０５は具体的には、開閉弁である。電磁弁２０５は、開度調整弁であってもよい。電磁弁２０５及びバイパス流路２０６は、コンデンサ２１を迂回する回路を形成するコンデンサバイパス部の一例である。
【００７１】
高水温回路４Ｂは、メインヒーター４０と、コンデンサ２１と、ヒーターコア４１と、タンク４２と、ウォーターポンプ４３と、ラジエータ４４と、三方弁４５と、エンジン５０と、冷却水流路４００と、を有する。コンデンサ２１は、メインヒーター４０及びヒーターコア４１間に設けられている。エンジン５０は、バイパス流路４６に設けられている。冷却水の流通態様は、高水温回路４と同様である。コントローラ５Ｂには、コンプレッサ２０、三方弁２０３、電磁弁２０５、ウォーターポンプ３１１、メインヒーター４０、ウォーターポンプ４３及び三方弁４５が制御対象として電気的に接続されている。また、Ａ／Ｃスイッチ６０や、温度調節スイッチ６１や、接続検出センサ６２が電気的に接続されている。
【００７２】
車両用空調装置１Ｂの冷房時及び暖房時の作動状態は次の通りである。図７Ｂに示すように、冷房時には、三方弁２０３が、エバポレータ２６とコンプレッサ２０とを連通し、電磁弁２０５が開弁する。結果、冷凍回路２Ｂでは、コンプレッサ２０、電磁弁２０５、コンデンサ２１Ａ、ＳＣコンデンサ２３、アキュムレータ２０２、膨張弁２４、エバポレータ２６及び三方弁２０３の順に冷媒が流通する。低水温回路３Ａでは、冷却水が循環している。高水温回路４Ｂでは、冷却水の循環が停止している。このため、冷房時には、コンデンサ２１Ａ及びＳＣコンデンサ２３で冷媒の放熱が行われ、エバポレータ２６で冷媒の吸熱が行われる。ＳＣコンデンサ２３での放熱は、過冷却を促進する。
【００７３】
図７Ｃに示すように、暖房時には、三方弁２０３が、アキュムレータ２０２とコンプレッサ２０とを連通し、電磁弁２０５が閉弁する。結果、冷凍回路２Ｂでは、コンプレッサ２０、コンデンサ２１、膨張弁２０１、コンデンサ２１Ａ、ＳＣコンデンサ２３、アキュムレータ２０２及び三方弁２０３の順に冷媒が流通する。低水温回路３Ａ及び高水温回路４Ｂでは、冷却水が循環する。高水温回路４Ｂでは、三方弁４５がエンジン５０をさらに含むラジエータ迂回回路を形成する。結果、高水温回路４Ｂでは、冷却水が当該ラジエータ迂回回路を循環する。このため、暖房時には、コンデンサ２１で冷媒の放熱が行われ、コンデンサ２１Ａで冷媒が外気から吸熱する。また、ＳＣコンデンサ２３で冷媒が低水温回路３Ａから、モータ３１３及びインバータ３１４の廃熱を吸熱する。
【００７４】
このような構成の車両用空調装置１Ｂは、冷凍回路２Ｂと、低水温回路３Ａと、を備える。そして、ＳＣコンデンサ２３が、冷媒及び低水温冷却水間で熱交換を行うことで、低水温回路３Ａに放熱する。このような構成の車両用空調装置１Ｂは別の側面によれば、冷凍回路２Ｂを備える。そして、ＳＣコンデンサ２３が、空気とは異なる流体である低水温冷却水と、冷媒との間で熱交換を行う。当該空気は、コンデンサ２１Ａが冷媒との間で熱交換を行う流体の一例である。そして、これらの構成の車両用空調装置１Ｂも、冷房時の省エネルギー化を可能にする。
【００７５】
車両用空調装置１Ｂは、エンジン５０の廃熱を高水温冷却水で回収し、暖房に利用することができる。車両用空調装置１Ｂは、暖房時にＳＣコンデンサ２３を蒸発器として機能させることもできる。結果、ＳＣコンデンサ２３でモータ３１３及びインバータ３１４の廃熱を回収し、暖房に利用することもできる。
【００７６】
このように廃熱を回収可能な車両用空調装置１Ｂは、車両がエンジン５０及びモータ３１３を駆動動力源とするハイブリッド車両である場合により適している。この場合、例えばエンジン走行中にエンジン５０の廃熱を回収し、停車中やモータ走行中にモータ３１３及びインバータ３１４の廃熱を回収することが可能になる。結果、廃熱を効果的に回収し、暖房に利用することが可能になる。
【００７７】
ところで、車両用空調装置１は具体的には、冷媒を蒸発させる蒸発部が、エバポレータ２６及び冷媒−水熱交換器２７を含み、低水温冷却水を受熱させる電気機器が、バッテリ３２２、モータ３１３及びインバータ３１４を含み、低水温回路３が、駆動機器回路３１と、バッテリ回路３２と、を含む構成となっている。
【００７８】
このような構成の車両用空調装置１は、冷房時にはＳＣコンデンサ２３によって冷凍回路２から駆動機器回路３１に放熱することで、冷房時の省エネルギー化を可能にする。また、暖房時には冷媒−水熱交換器２７によってバッテリ回路３２から冷凍回路２に放熱することで、暖房の省エネルギー化を可能にする。このため、このような構成の車両用空調装置１は、冷房時及び暖房時のいずれにおいても、省エネルギー化を可能にする。このような構成の車両用空調装置１は、ＳＣコンデンサ２３の配置上、図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃに示すような冷房時、暖房時及び充電時の作動状態を実現することも可能にする。
【００７９】
このような構成の車両用空調装置１では具体的には、コンデンサ２１による冷凍回路２から高水温回路４への放熱が行われることで、高水温回路４による暖房の省エネルギー化が可能になる。但し、これに限られず、このような構成の車両用空調装置１は、冷凍回路２がさらに暖房を行うように構成された場合にも適用できる。この点については後述する。
【００８０】
車両用空調装置１は具体的には、暖房時に、駆動機器回路３１の冷却水の循環を停止する構成となっている。このような構成の車両用空調装置１は、暖房時にＳＣコンデンサ２３による冷凍回路２から駆動機器回路３１への放熱を抑制する。結果、暖房の更なる省エネルギー化を可能にする。
【００８１】
車両用空調装置１は具体的には、充電時に、冷却水が、低水温回路３において少なくともバッテリ３２２と、ＳＣコンデンサ２３と、冷媒−水熱交換器２７と、の間を循環する構成となっている。さらに具体的には、充電時に、冷却水がバッテリ回路３２を循環する構成となっている。
【００８２】
このような構成の車両用空調装置１は、ＳＣコンデンサ２３で放熱した熱を冷媒−水熱交換器２７で回収しつつ、バッテリ３２２を加温することができる。結果、コンプレッサ２０の仕事をバッテリ３２２の加温に利用することができる。このような構成の車両用空調装置１は、バッテリ３２２を加温する電気ヒータの不要化や使用頻度の低減を図ることも可能にする。
【００８３】
車両用空調装置１は具体的には、低水温回路３が、接続部３５及び接続部３６を含み、接続部３５が、三方弁３５１と、接続流路３５２と、を備え、接続部３６が、三方弁３６１と、接続流路３６２と、を備え、接続部３５及び接続部３６が、バッテリ加温回路３３を形成する構成となっている。すなわち、車両用空調装置１は具体的には例えばこのような構成である場合に、バッテリ３２２の加温を可能にする。
【００８４】
車両用空調装置１は具体的には、冷房時に駆動機器回路３１を形成し、暖房時にバッテリ回路３２を形成し、バッテリ３２２の充電時にバッテリ加温回路３３を形成するように、三方弁３５１及び三方弁３６１を制御するコントローラ５をさらに備える構成となっている。すなわち、車両用空調装置１は具体的には例えばこのような構成である場合に、冷房時に駆動機器回路３１を形成し、暖房時にバッテリ回路３２を形成し、バッテリ３２２の充電時にバッテリ加温回路３３を形成することができる。
【００８５】
車両用空調装置１は、コントローラ５が、暖房時に、バッテリ加温回路３３を形成するように三方弁３５１及び三方弁３６１を制御する構成であってもよい。図８は、暖房時の車両用空調装置１の作動状態の他の例を示す図である。この例では、暖房時に冷却水が、低水温回路３において少なくともＳＣコンデンサ２３と冷媒−水熱交換器２７との間を循環する。冷却水は具体的には、バッテリ加温回路３３を循環する。
【００８６】
この場合、車両用空調装置１は、モータ３１３及びインバータ３１４の熱を暖房に利用することを可能にする。この場合、車両用空調装置１は、ＳＣコンデンサ２３で放熱した熱を冷媒−水熱交換器２７で回収することができる。結果、ＳＣコンデンサ２３で放熱が行われることによる熱エネルギーのロスも低減できる。
【００８７】
車両用空調装置１は、冷凍回路２がさらに暖房を行うように構成されてもよい。図９は、車両用空調装置１の第３の変形例である車両用空調装置１Ｃを示す図である。車両用空調装置１Ｃは、以下に示す点以外、車両用空調装置１と実質的に同一である。すなわち、車両用空調装置１Ｃは、冷凍回路２の代わりに冷凍回路２Ｃを備える。冷凍回路２Ｃは、冷房及び暖房用の回路である。このため、車両用空調装置１Ｃは、高水温回路４を備えていない。車両用空調装置１Ｃは、コントローラ５の代わりにコントローラ５Ｃを備える。また、ＰＴＣヒータ７をさらに備える。
【００８８】
冷凍回路２Ｃは、以下に示す点以外、冷凍回路２と実質的に同一である。すなわち、冷凍回路２Ｃは、コンデンサ２１の代わりにコンデンサ２１Ａ及びコンデンサ２１Ｂを有する。また、電磁弁２０７及び電磁弁２０８をさらに有する。また、冷媒流路２００の代わりに冷媒流路２００Ｃを有する。
【００８９】
電磁弁２０７及びコンデンサ２１Ａは、冷凍回路２Ｃにおいてコンプレッサ２０及びリキッドタンク２２間に設けられている。冷媒流路２００Ｃは、冷媒流路２００と同様の流路を形成するとともに、電磁弁２０８及びコンデンサ２１Ｂを電磁弁２０７及びコンデンサ２１Ｂと並列に接続する。電磁弁２０７は、コンデンサ２１Ａに上流に設けられている。電磁弁２０８は、コンデンサ２１Ｂに上流に設けられている。
【００９０】
コンデンサ２１Ｂは、凝縮部の一例であり、具体的には、冷媒と空気との間で熱交換を行う空冷式の凝縮器である。コンデンサ２１Ｂはさらに具体的には、冷媒との熱交換で加温された空気を車室内の暖房に利用する室内凝縮器である。電磁弁２０７及び電磁弁２０８は、冷媒の流通状態を変更するバルブ部の一例である。電磁弁２０７は、コンプレッサ２０からコンデンサ２１Ａへの冷媒の流通状態を変更するバルブ部である第４バルブ部の一例である。電磁弁２０８は、コンプレッサ２０からコンデンサ２１Ｂへの冷媒の流通状態を変更するバルブ部である第５バルブ部の一例である。電磁弁２０７及び電磁弁２０８は具体的には、開閉弁である。電磁弁２０７及び電磁弁２０８は、開度調整弁であってもよい。ＰＴＣヒータ７は、通電発熱素子部に通電されることによって発熱し、周囲の空気を加温する。
【００９１】
コントローラ５Ｃには、コンプレッサ２０、電磁弁２８、電磁弁２９、電磁弁２０７、電磁弁２０８、ウォーターポンプ３１１、ウォーターポンプ３２１、三方弁３５１、三方弁３６１及びＰＴＣヒータ７が制御対象として電気的に接続されている。また、Ａ／Ｃスイッチ６０や、温度調節スイッチ６１や、接続検出センサ６２が電気的に接続されている。コントローラ５Ｃは、コントローラ５と同様、図４を用いて前述したように三方弁３５１及び三方弁３６１の制御を行うことができる。
【００９２】
車両用空調装置１Ｃでは、電磁弁２０７を開弁し、電磁弁２０８を閉弁した状態で冷房を行う。また、電磁弁２０７を閉弁し、電磁弁２０８を開弁した状態で暖房を行う。車両用空調装置１Ｃは、凝縮部として空冷式のコンデンサ２１Ａ及びコンデンサ２１Ｂを備える。このような構成の車両用空調装置１Ｃも、車両用空調装置１と同様の作用効果を得ることができる。
【００９３】
ところで、車両用空調装置１では、冷房時にラジエータ４４による放熱によって高水温冷却水の温度を下げ、コンデンサ２１の凝縮性能を確保する。しかしながら、このようにして水冷式のコンデンサ２１で確保される凝縮性能は、一般に空冷式のコンデンサ２１Ａの凝縮性能よりも低くなり易い。したがって、冷凍回路２の効率改善による冷房時の省エネルギー化を可能にする車両用空調装置１は、コンデンサ２１が液体で冷媒を冷却する水冷式である場合により適している。
【００９４】
ところで、車両用空調装置１では、次のように制御を行うこともできる。
【００９５】
図１０は、コントローラ５が行うことが可能な他の制御の一例をフローチャートで示す図である。ステップＳ１１で、コントローラ５は、車室内空調で車室内に吹き出す空気の目標吹き出し温Ｘｍを計算する。目標吹き出し温Ｘｍは、温度調節スイッチ６１の出力などに基づき計算される。
【００９６】
ステップＳ１２で、コントローラ５は、充電時であるか否かを判定する。肯定判定であれば、処理はステップＳ１３に進む。この場合、コントローラ５は、バッテリ３２２の温度であるバッテリ温度が適温であるか否かを判定する。肯定判定であれば、コントローラ５はステップＳ１４で、車両用空調装置１の運転を停止する。具体的には、コンプレッサ２０、ウォーターポンプ３１１、ウォーターポンプ３２１及びウォーターポンプ４３の駆動を停止する。ステップＳ１４の後には、本フローチャートの処理は一旦終了する。
【００９７】
ステップＳ１３で否定判定であれば、処理はステップＳ１５に進む。この場合、コントローラ５は、バッテリ温度が適温範囲の下限温度よりも低いか否かを判定する。バッテリ温度は例えば、バッテリ３２２の出口水温に基づき検出することができる。バッテリ３２２の出口水温は、例えば後述する温度センサ７３で検出することができる。
【００９８】
ステップＳ１５で肯定判定であれば、コントローラ５はステップＳ１６で、車両用空調装置１を運転するための運転モードとして、蓄熱充電モードを選択する。ステップＳ１５で否定判定であれば、コントローラ５はステップＳ１７で、運転モードとして蓄冷充電モードを選択する。蓄熱充電モード及び蓄冷充電モードについては後述する。ステップＳ１６又はステップＳ１７の後には、本フローチャートの処理は一旦終了する。
【００９９】
ステップＳ１２で否定判定であれば、処理はステップＳ２１に進む。この場合、コントローラ５は、車室内温度が目標吹き出し温Ｘｍよりも低いか否かを判定する。本ステップで暖房を行うべきか冷房を行うべきかが判断される。肯定判定であれば、処理はステップＳ２２に進む。
【０１００】
ステップＳ２２で、コントローラ５は、メインヒーター４０における冷却水の温度であるヒータ水温が、目標吹き出し温Ｘｍより所定温度αだけ高い温度よりも低いか否かを判定する。また、肯定判定であれば、ステップＳ２３で、バッテリ温度が所定温度βよりも低いか否かを判定する。
【０１０１】
ヒータ水温は例えば、メインヒーター４０の出口水温に基づき検出することができる。メインヒーター４０の出口水温は、例えば後述する温度センサ７２で検出することができる。所定温度αは例えば８℃である。
【０１０２】
バッテリ温度は例えば、バッテリ３２２の出口水温に基づき検出することができる。バッテリ３２２の出口水温は、例えば後述する温度センサ７３で検出することができる。所定温度βは例えば、バッテリ３２２の適温範囲の下限温度である。
【０１０３】
ステップＳ２２及びステップＳ２３では、高水温回路４が単独で目標吹き出し温Ｘｍに応じた暖房を行うべきか否かが判断される。所定温度αや所定温度βは、実験などに基づき予め設定することができる。
【０１０４】
ステップＳ２２で肯定判定され、且つステップＳ２３で否定判定された場合、高水温回路４が単独で目標吹き出し温Ｘｍに応じた暖房を行うべきではないと判断される。この場合、処理はステップＳ２４に進む。
【０１０５】
ステップＳ２４で、コントローラ５は、バッテリ温度がインバータ３１４の温度であるインバータ温度よりも低いか否かを判定する。インバータ温度は例えば、インバータ３１４の出口水温に基づき検出することができる。インバータ３１４の出口水温は例えば、後述する温度センサ７４で検出することができる。本ステップでは、モータ３１３の下流に配置されたインバータ３１４の温度を用いることで、バッテリ温度が、モータ３１３及びインバータ３１４のうち少なくともいずれかを含む駆動機器の温度よりも低いか否かを判定する。
【０１０６】
ステップＳ２４で肯定判定であれば、処理はステップＳ２５に進む。この場合、コントローラ５は、運転モードとして暖房Ａモードを選択する。ステップＳ２４で否定判定であれば、処理はステップＳ２６に進む。この場合、コントローラ５は、運転モードとして暖房Ｂモードを選択する。暖房Ａモード及び暖房Ｂモードについては後述する。
【０１０７】
ステップＳ２２で否定判定されるか、或いはステップＳ２３で肯定判定された場合、処理はステップＳ２７に進む。この場合、コントローラ５は、運転モードとして暖房Ｃモードを選択する。暖房Ｃモードについては後述する。ステップＳ２５、ステップＳ２６又はステップＳ２７の後には、本フローチャートの処理は一旦終了する。
【０１０８】
ステップＳ２１で否定判定であれば、処理はステップＳ２８に進む。この場合、コントローラ５は、運転モードとして冷房モードを選択する。ステップＳ２８の後には、本フローチャートの処理は一旦終了する。
【０１０９】
図１１Ａから図１１Ｆは、各運転モードに応じた車両用空調装置１の作動状態の一例を示す図である。図１１Ａは運転モードが暖房Ａモードである場合の、図１１Ｂは運転モードが暖房Ｂモードである場合の、図１１Ｃは運転モードが暖房Ｃモードである場合の、図１１Ｄは運転モードが冷房モードである場合の作動状態をそれぞれ示す。図１１Ｅは運転モードが蓄熱充電である場合の、図１１Ｆは運転モードが蓄冷充電である場合の作動状態をそれぞれ示す。図１１Ａから図１１Ｆでは、冷媒が流通している流路、及び冷却水が流通している流路を実線で、流通していない流路を破線でそれぞれ示す。
【０１１０】
図１１Ａから図１１Ｆに示すように、車両用空調装置１には、温度センサ７１、温度センサ７２、温度センサ７３及び温度センサ７４がさらに設けられる。温度センサ７１は、外気温を検出する。温度センサ７２は、メインヒーター４０の出口水温を検出する。温度センサ７３はバッテリ３２２の出口水温を検出する。温度センサ７４はインバータ３１４の出口水温を検出する。温度センサ７４は、モータ３１３及びインバータ３１４のうち下流に配置されたインバータ３１４の出口水温を検出することで、駆動機器の出口水温を検出する。コントローラ５には、温度センサ７１、温度センサ７２、温度センサ７３及び温度センサ７４からの信号がさらに入力される。
【０１１１】
図１１Ａに示すように、運転モードが暖房Ａモードである場合、冷凍回路２では、冷媒が熱交換回路を循環する。また、低水温回路３では、冷却水がバッテリ加温回路３３を循環する。また、高水温回路４では、冷却水がラジエータ迂回回路を循環する。したがって、運転モードが暖房Ａモードである場合、冷凍回路２は熱交換回路を形成する。また、低水温回路３はバッテリ加温回路３３を形成する。また、高水温回路４は、ラジエータ迂回回路を形成する。
【０１１２】
運転モードが暖房Ａモードである場合、三方弁３５１及び三方弁３６１それぞれは、冷却水流路３１０と冷却水流路３２０とを連通する。また、コンプレッサ２０、ウォーターポンプ３２１及びウォーターポンプ４３は駆動し、ウォーターポンプ３１１は停止する。また、電磁弁２８は閉弁し、電磁弁２９は開弁する。また、三方弁４５は、ラジエータ迂回回路を形成する。コンプレッサ２０は、エバポレータ２６通過後の空気の温度が例えば１℃など、目標温度になるように制御される。そして、エバポレータ２６通過後、ヒーターコア４を通過する空気の割合を調節するエアミックスドアが、目標吹き出し温Ｘｍの空気が得られるように制御される。暖房として除湿暖房を行う場合、電磁弁２８を開弁することで、冷凍回路２が冷房回路をさらに形成するようにしてもよい。
【０１１３】
図１１Ｂに示すように、運転モードが暖房Ｂモードである場合、冷凍回路２では、冷媒が熱交換回路を循環する。また、低水温回路３では、冷却水が駆動機器回路３１とバッテリ回路３２とを循環する。また、高水温回路４では、冷却水がラジエータ迂回回路を循環する。したがって、運転モードが暖房Ｂモードである場合、冷凍回路２は熱交換回路を形成する。また、低水温回路３は駆動機器回路３１とバッテリ回路３２とを形成する。また、高水温回路４は、ラジエータ迂回回路を形成する。
【０１１４】
運転モードが暖房Ｂモードである場合、三方弁３５１及び三方弁３６１それぞれは、冷却水流路３１０と冷却水流路３２０との連通を遮断する。また、コンプレッサ２０、ウォーターポンプ３１１、ウォーターポンプ３２１及びウォーターポンプ４３は駆動する。また、電磁弁２８は閉弁し、電磁弁２９は開弁する。また、三方弁４５は、ラジエータ迂回回路を形成する。目標吹き出し温Ｘｍの空気を得るにあたり、コンプレッサ２０及びエアミックスドアは、暖房Ａモードの場合と同様に制御される。除湿暖房を行う場合、電磁弁２８を開弁することで、冷凍回路２が冷房回路をさらに形成するようにしてもよい。
【０１１５】
運転モードが暖房Ｂモードである場合、駆動機器回路３１を循環する冷却水の流量は、冷房時に駆動機器回路３１を循環する冷却水の流量よりも小さく設定される。運転モードが暖房Ｂモードである場合、駆動機器回路３１を循環する冷却水の流量は具体的には、温度センサ７２に基づき、インバータ温度を適切に検出することが可能な範囲内で設定することができる。
【０１１６】
図１１Ｃに示すように、運転モードが暖房Ｃモードである場合、冷凍回路２では、冷媒の循環が停止する。また、低水温回路３では、冷却水が駆動機器回路３１を循環する。また、高水温回路４では、冷却水がラジエータ迂回回路を循環する。したがって、運転モードが暖房Ｃモードである場合、低水温回路３は駆動機器回路３１を形成する。また、高水温回路４はラジエータ迂回回路を形成する。冷凍回路２は冷房回路及び熱交換回路のうち少なくともいずれかを形成することができる。
【０１１７】
運転モードが暖房Ｃモードである場合、三方弁３５１及び三方弁３６１それぞれは、冷却水流路３１０と冷却水流路３２０との連通を遮断する。また、ウォーターポンプ３１１及びウォーターポンプ４３は駆動し、コンプレッサ２０及びウォーターポンプ３２１は停止する。また、電磁弁２８及び電磁弁２９は閉弁する。また、三方弁４５は、ラジエータ迂回回路を形成する。目標吹き出し温Ｘｍの空気を得るにあたり、コンプレッサ２０及びエアミックスドアは、暖房Ａモードの場合と同様に制御される。除湿暖房を行う場合、電磁弁２８を開弁することで、冷凍回路２が冷房回路を形成するようにするとともに、コンプレッサ２０を駆動してもよい。
【０１１８】
運転モードが暖房Ｃモードである場合、駆動機器回路３１を循環する冷却水の流量は、冷房時に駆動機器回路３１を循環する冷却水の流量よりも小さく設定される。
【０１１９】
図１１Ｄに示すように、運転モードが冷房モードである場合、車両用空調装置１の作動状態は、図３Ａを用いて前述した作動状態と同様になる。このためここでは、運転モードが冷房モードである場合の作動状態の説明については省略する。なお、目標吹き出し温Ｘｍの空気を得るにあたり、コンプレッサ２０及びエアミックスドアは、暖房Ａモードの場合と同様に制御される。
【０１２０】
図１１Ｅに示すように、運転モードが蓄熱充電モードである場合、車両用空調装置１の作動状態は、図３Ｃを用いて前述した作動状態と同様になる。このためここでは、運転モードが蓄熱充電モードである場合の作動状態の説明については省略する。この場合、コンプレッサ２０は所定吐出圧で制御される。所定吐出圧は一定圧であり、例えば２０ｋｇ／ｃｍ2である。この場合、エアミックスドアを用いた空気割合の調節制御は行われない。
【０１２１】
図１１Ｆに示すように、運転モードが蓄冷充電モードである場合、冷凍回路２では、冷媒が熱交換回路を循環する。また、低水温回路３では、冷却水が駆動機器回路３１及びバッテリ回路３２を循環する。また、高水温回路４では、冷却水がラジエータ回路を循環する。したがって、運転モードが蓄冷充電モードである場合、冷凍回路２は熱交換回路を形成する。また、低水温回路３は駆動機器回路３１及びバッテリ回路３２を形成する。また、高水温回路４はラジエータ回路を形成する。
【０１２２】
運転モードが蓄冷充電モードである場合、三方弁３５１及び三方弁３６１それぞれは、冷却水流路３１０と冷却水流路３２０との連通を遮断する。また、コンプレッサ２０、ウォーターポンプ３１１、ウォーターポンプ３２１及びウォーターポンプ４３は駆動する。また、電磁弁２８は閉弁し、電磁弁２９は開弁する。また、三方弁４５はラジエータ回路を形成する。この場合、コンプレッサ２０は、冷媒−水熱交換器２７通過後の低水温冷却水の温度が、例えば上述した適温範囲の下限温度などを目標温度として目標温度になるように制御される。コンプレッサ２０では、上限出力を制限してこのような制御を行うことができる。この場合、エアミックスドアを用いた空気割合の調節制御は行われない。
【０１２３】
ところで、車両用空調装置１、車両用空調装置１Ａ、車両用空調装置１Ｂ及び車両用空調装置１Ｃそれぞれは、以下で説明するような車載温調装置を含む。
【０１２４】
ここで、車両用空調装置１、車両用空調装置１Ａ、車両用空調装置１Ｂ及び車両用空調装置１Ｃそれぞれは、低水温回路３又は低水温回路３Ａを備える。低水温回路３及び低水温回路３Ａはともに、熱媒体として低水温冷却水が循環する熱媒体回路を構成する。
【０１２５】
したがって、車両用空調装置１、車両用空調装置１Ａ、車両用空調装置１Ｂ及び車両用空調装置１Ｃそれぞれは、低水温回路３又は低水温回路３Ａを備えることで、熱媒体回路を備える。
【０１２６】
車両用空調装置１、車両用空調装置１Ａ、車両用空調装置１Ｂ及び車両用空調装置１Ｃそれぞれはさらに、冷凍回路２Ａ、冷凍回路２Ｂ及び冷凍回路２Ｃのうちいずれかを備える。
【０１２７】
冷凍回路２、冷凍回路２Ａ、冷凍回路２Ｂ及び冷凍回路２Ｃそれぞれは、圧縮部としてコンプレッサ２０を有する。また、凝縮部としてコンデンサ２１、コンデンサ２１Ａ及びコンデンサ２１Ｂのうち少なくともいずれかを有するとともに、過冷却部としてＳＣコンデンサ２３を有する。さらに、膨張部として膨張弁２４及び膨張弁２５のうち少なくとも膨張弁２４を有するとともに、蒸発部としてエバポレータ２６及び冷媒−水熱交換器２７のうち少なくともエバポレータ２６を有する。
【０１２８】
したがって、車両用空調装置１、車両用空調装置１Ａ、車両用空調装置１Ｂ及び車両用空調装置１Ｃそれぞれは、冷凍回路２、冷凍回路２Ａ、冷凍回路２Ｂ又は冷凍回路２Ｃを備えることで、圧縮部、凝縮部、過冷却部、膨張部及び蒸発部を有する冷凍回路を備える。
【０１２９】
冷凍回路２、冷凍回路２Ａ、冷凍回路２Ｂ及び冷凍回路２Ｃは、エバポレータ２６を有する。これらの場合、車室内空調に使用される空気である車室内空調空気を適宜冷却することで、車室内空調空気を温調対象とした温度調整を行うことができる。冷凍回路２Ｃの場合、さらに暖房を行うように構成されるので、加温による車室内空調空気の温度調整を行うこともできる。
【０１３０】
冷凍回路２及び冷凍回路２Ｃは、冷媒−水熱交換器２７をさらに有する。これらの場合、バッテリ３２２を冷却したり加温したりすることもできる。すなわち、バッテリ３２２を温調対象とした温度調整を行うこともできる。
【０１３１】
したがって、車両用空調装置１、車両用空調装置１Ａ、車両用空調装置１Ｂ及び車両用空調装置１Ｃそれぞれは、冷凍回路２、冷凍回路２Ａ、冷凍回路２Ｂ又は冷凍回路２Ｃを備えることで同時に、車室内空調空気やバッテリ３２２などの温調対象の温度調整を行う冷凍回路を備える。
【０１３２】
低水温回路３及び低水温回路３Ａはともに、放熱部としてサブラジエータ３１２を有する。したがって、車両用空調装置１、車両用空調装置１Ａ、車両用空調装置１Ｂ及び車両用空調装置１Ｃそれぞれでは、熱媒体回路として備える低水温回路３又は低水温回路３Ａが放熱部を有する。
【０１３３】
このため、車両用空調装置１、車両用空調装置１Ａ、車両用空調装置１Ｂ及び車両用空調装置１Ｃそれぞれは、熱媒体回路と冷凍回路とを備え、熱媒体回路が放熱部を有する車載温調装置を含む。
【０１３４】
このように、車両用空調装置１や車両用空調装置１Ａや車両用空調装置１Ｂや車両用空調装置１Ｃの構成要素として例示される車載温調装置によれば、ＳＣコンデンサ２３で例示される過冷却部によって冷媒の冷却を促進することが可能になる。したがって、冷凍回路２、冷凍回路２Ａ、冷凍回路２Ｂ又は冷凍回路２Ｃで例示される冷凍回路の効率改善が可能になる。
【０１３５】
このような車載温調装置では、コンデンサ２１やコンデンサ２１Ａやコンデンサ２１Ｂで例示される凝縮部が、低水温冷却水で例示される熱媒体とは異なる流体、すなわち高水温冷却水や空気で例示される流体に冷媒を放熱させる。
【０１３６】
このような構成の車載温調装置によれば、上記のように例示される凝縮部と過冷却部が、それぞれ異なる流体に冷媒を放熱させるので、同じ流体に冷媒を放熱させる場合よりも、冷媒の冷却を促進することが可能になる。
【０１３７】
ところで、車両用空調装置１は、換言すれば、次のような構成であるといえる。すなわち、車載温調装置を備えた車両用空調装置であって、温調対象が車室内空調空気であり、蒸発部がエバポレータ２６を含む構成であるといえる。
【０１３８】
このように構成された車両用空調装置１によれば、前述したように冷房時にＳＣコンデンサ２３によって冷凍回路２から駆動機器回路３１に放熱することで、過冷却が得られるため、冷房時に冷凍回路２の効率改善による省エネルギー化を可能にする。このことは、車両用空調装置１Ａ、車両用空調装置１Ｂ及び車両用空調装置１Ｃについても同様である。
【０１３９】
ここで、冷凍サイクルにおいて、過冷却が促進されると、冷房時の効率改善にはなる。しかし、過冷却によって冷媒が冷却されることで、冷凍サイクルを暖房に利用する場合には、暖房性能の低下を招く虞がある。これに対し、本実施形態では、次に説明する構成で、この課題を解決している。
【０１４０】
すなわち、車両用空調装置１は、蒸発部が冷媒−水熱交換器２７をさらに含み、暖房時において、コンデンサ２１で例示される凝縮部が間接的に車室内空調空気に放熱する構成であるといえる。また、暖房時において、低水温回路３がサブラジエータ３１２への低水温冷却水の流通を停止させ、ＳＣコンデンサ２３及び冷媒−水熱交換器２７の間で低水温冷却水を循環させる構成であるといえる。この構成では、ＳＣコンデンサ２３で放熱した冷媒熱を、低水温冷却水を介して冷媒−水熱交換器２７で吸熱することになる。つまり、過冷却分の熱量（ＳＣコンデンサ２３で放熱した分の熱量）は、冷媒−水熱交換器２７を介して、再度、冷凍回路２に戻ることになるので、暖房性能の低下が抑制される。なお、コンデンサ２１は、高水温回路４のヒーターコア４１を介して間接的に車室内空調空気に放熱する凝縮部の一例であり、コンデンサ２１Ｂは、凝縮部の一例である。
【０１４１】
また、このように構成された車両用空調装置１によれば、前述したように暖房時には冷媒−水熱交換器２７によってバッテリ回路３２から冷凍回路２に放熱することで、暖房の省エネルギー化が可能になる。したがって、冷房時及び暖房時のいずれにおいても、省エネルギー化が可能になる。このことは、車両用空調装置１Ｃについても同様である。この場合、コンデンサ２１Ｂが直接車室内空調空気に放熱する凝縮部を例示する。
【０１４２】
車両用空調装置１は、さらに次のような構成であるといえる。すなわち、低水温回路３がさらにバッテリ３２２と低水温冷却水との間で熱交換を行うように設けられた構成であるといえる。そして、暖房時において、ＳＣコンデンサ２３、バッテリ３２２及び冷媒−水熱交換器２７の間で低水温冷却水を循環させるバッテリ加温回路３３を形成する構成であるといえる。
【０１４３】
このように構成された車両用空調装置１によれば、前述したようにバッテリ３２２の加温が可能になる。このことは、車両用空調装置１Ｃについても同様である。
【０１４４】
車両用空調装置１は、さらに次のような構成であるといえる。すなわち、バッテリ加温回路３３がさらに、モータ３１３及びインバータ３１４と低水温冷却水との間で熱交換を行うように設けられる構成であるといえる。また、バッテリ温度及びインバータ温度が所定温度βよりも高い場合、低水温回路３がバッテリ加温回路３３を形成する構成であるといえる。
【０１４５】
このように構成された車両用空調装置１によれば、モータ３１３やインバータ３１４やバッテリ３２２の熱を暖房に利用することが可能になる。このように構成された車両用空調装置１は具体的には、バッテリ温度が所定温度βよりも高く、且つインバータ温度がバッテリ温度よりも高い場合に、低水温回路３がバッテリ加温回路３３を形成する構成とすることができる。これらのことは、車両用空調装置１Ｃについても同様である。
【０１４６】
車両用空調装置１は、また、次のような構成であるといえる。すなわち、低水温回路３がさらに、モータ３１３、インバータ３１４及びバッテリ３２２と低水温冷却水との間で熱交換を行うように設けられる構成であるといえる。また、蒸発部が冷媒−水熱交換器２７を含む構成であるといえる。そして、暖房時において、コンデンサ２１で例示される凝縮部が、間接的に車室内空調空気に放熱する構成であるといえる。また、暖房時において、低水温回路３が、バッテリ温度が所定温度βよりも高く、且つインバータ温度がバッテリ温度よりも低い場合に、駆動機器回路３１を形成するとともに、バッテリ回路３２を形成する構成であるといえる。
【０１４７】
このように構成された車両用空調装置１によれば、熱利用可能なバッテリ３２２の熱を暖房に利用するとともに、熱利用できないモータ３１３やインバータ３１４を放熱させることができる。このことは、車両用空調装置１Ｃについても同様である。この場合、コンデンサ２１Ｂが直接車室内空調空気に放熱する凝縮部を例示する。
【０１４８】
車両用空調装置１は、さらに次のような構成であるといえる。すなわち、低水温回路３がさらに、冷房時に駆動機器回路３１を形成する構成であるといえる。そして、暖房時において、所定の場合に駆動機器回路３１を循環する低水温冷却水の流量が、冷房時に駆動機器回路３１を循環する低水温冷却水の流量よりも小さい構成であるといえる。所定の場合は、バッテリ温度が所定温度βよりも高く、且つインバータ温度がバッテリ温度よりも低い場合である。
【０１４９】
このように構成された車両用空調装置１によれば、モータ３１３やインバータ３１４の放熱量を小さくすることで、モータ３１３やインバータ３１４の熱利用を再び行い易くすることができる。このことは、車両用空調装置１Ｃについても同様である。
【０１５０】
車両用空調装置１Ｂは、車載温調装置を備えた車両用空調装置として換言すれば、次のような構成であるといえる。すなわち、温調対象が車室内空調空気であり、冷凍回路２Ｂが、コンデンサ２１Ａと、凝縮部バイパス流路の一例であるバイパス流路２０６とをさらに有する構成であるといえる。また、冷凍回路２Ｂが、冷房時に、冷媒がコンプレッサ２０、バイパス流路２０６、コンデンサ２１Ａ、ＳＣコンデンサ２３及びエバポレータ２６の間を循環するように構成される構成であるといえる。
【０１５１】
このように構成された車両用空調装置１Ｂによれば、冷房時にＳＣコンデンサ２３によって冷凍回路２Ｂから駆動機器回路３１に放熱することができるので、前述したように冷房時に冷凍回路２の効率改善による省エネルギー化が可能になる。
【０１５２】
車両用空調装置１Ｂは、さらに次のような構成であるといえる。すなわち、冷凍回路２Ｂが暖房時膨張部の一例である膨張弁２０１と、蒸発部バイパス流路の一例であるバイパス流路２０９とをさらに有する構成であるといえる。また、冷凍回路２Ｂが、暖房時に冷媒がコンプレッサ２０、コンデンサ２１、膨張弁２０１、コンデンサ２１Ａ、ＳＣコンデンサ２３及びバイパス流路２０９の間を循環するように構成される構成であるといえる。
【０１５３】
このように構成された車両用空調装置１Ｂによれば、暖房時には、冷媒が膨張弁２０１で減圧された後に、ＳＣコンデンサ２３を通過する。このため、ＳＣコンデンサ２３が蒸発器として機能する。
【０１５４】
車両用空調装置１Ｂは、さらに次のような構成であるといえる。すなわち、低水温回路３Ａがさらに、モータ３１３及びインバータ３１４のうち少なくともいずれかと低水温冷却水との間で熱交換を行うように設けられた構成であるといえる。また、ＳＣコンデンサ２３が暖房時に、低水温冷却水から吸熱する構成であるといえる。
【０１５５】
このように構成された車両用空調装置１Ｂによれば、前述したようにＳＣコンデンサ２３でモータ３１３及びインバータ３１４の廃熱を回収し、暖房に利用することができる。
【０１５６】
このような構成の車両用空調装置１Ｂは、低水温回路３Ａがモータ３１３及びインバータ３１４にさらにバッテリ３２２を加えたモータ３１３、インバータ３１４及びバッテリ３２２のうち少なくともいずれかと低水温冷却水との間で熱交換を行うように設けられてもよい。この場合、さらにバッテリ３２２の熱を回収し、暖房に利用することができる。
【０１５７】
バッテリ３２２の温度調整に着目した場合、車両用空調装置１や車両用空調装置１Ｃは換言すれば、次のようなバッテリ温調装置であるといえる。すなわち、車載温調装置を備えたバッテリ温調装置であって、温調対象がバッテリ３２２である構成といえる。そして、低水温回路３がさらに、バッテリ３２２と低水温冷却水との間で熱交換を行うように設けられた構成であるといえる。また、蒸発部が冷媒−水熱交換器２７を含み、コンデンサ２１やコンデンサ２１Ａで例示される凝縮部が直接又は間接的に外気である空気に放熱する構成であるといえる。そして、低水温回路３が、バッテリ３２２を冷却する場合に、駆動機器回路３１で例示されるようにＳＣコンデンサ２３及びサブラジエータ３１２の間で低水温冷却水を循環させる回路を形成するとともに、バッテリ回路３２を形成する構成であるといえる。なお、コンデンサ２１は、ラジエータ４４を介して間接的に空気に放熱する凝縮部の一例であり、コンデンサ２１Ａは、直接空気に放熱する凝縮部の一例である。
【０１５８】
このように構成されたバッテリ温調装置によれば、バッテリ３２２の冷却時にＳＣコンデンサ２３によって冷凍回路２から駆動機器回路３１に放熱することができるので、冷却時に冷凍回路２の効率改善による省エネルギー化が可能になる。
【０１５９】
バッテリ温調装置は、さらに次のような構成であるといえる。すなわち、低水温回路３が、バッテリ３２２を加温する場合に、バッテリ加温回路３３で例示されるようにＳＣコンデンサ２３及びバッテリ３２２の間で低水温冷却水を循環させる回路を形成する構成であるといえる。
【０１６０】
このように構成されたバッテリ温調装置によれば、ＳＣコンデンサ２３からの放熱でバッテリ３２２を加温することができるので、バッテリ３２２を加温するためのヒータを設ける必要がなくなる。或いは、ヒータを小型化することができる。
【０１６１】
ところで、低水温回路３におけるＳＣコンデンサ２３は具体的には、次のように配置されている。
【０１６２】
ここで、冷房時にＳＣコンデンサ２３が行う冷凍回路２から低水温回路３への放熱を促進するには、冷房時の配置条件として、ＳＣコンデンサ２３が次のように配置される必要がある。すなわち、低水温回路３が冷房時に形成する冷却水の循環回路であってサブラジエータ３１２を含む循環回路に配置される必要がある。そして、このような循環回路として、車両用空調装置１は冷房時に、図３Ａや図１１Ｄに示すように、駆動機器回路３１を形成する。したがって、冷房時の配置条件を満たすには、ＳＣコンデンサ２３が駆動機器回路３１に配置される必要がある。
【０１６３】
また、暖房時にＳＣコンデンサ２３が冷凍回路２から低水温回路３に輸送した熱を冷媒−水熱交換器２７で回収するには、暖房時の配置条件として、ＳＣコンデンサ２３が次のように配置される必要がある。すなわち、低水温回路３が暖房時に形成する冷却水の循環回路であって冷媒−水熱交換器２７を含む循環回路に配置される必要がある。そして、このような循環回路として、車両用空調装置１は暖房時に、図３Ｂや図８や図１１Ａや図１１Ｂに示すように、バッテリ回路３２やバッテリ加温回路３３を形成する。したがって、暖房時の配置条件を満たすには、ＳＣコンデンサ２３がバッテリ回路３２又はバッテリ加温回路３３に配置される必要がある。
【０１６４】
冷房時の配置条件を満たすには、例えば図１２に示すように、ウォーターポンプ３１１及びサブラジエータ３１２間にＳＣコンデンサ２３を配置することも考えられる。また、暖房時の配置条件を満たすには、例えば図１３に示すように、ウォーターポンプ３２１及び三方弁３６１間にＳＣコンデンサ２３を配置することも考えられる。
【０１６５】
ところが、これらの場合には、冷房時及び暖房時の配置条件をともに満たすことができない。また、冷房時に形成される駆動機器回路３１と、暖房時に形成されるバッテリ回路３２とは、共通の流路を有しない。このため、車両用空調装置１では、駆動機器回路３１とバッテリ加温回路３３とに共通の流路にＳＣコンデンサ２３を配置している。これにより、冷房時及び暖房時の配置条件をともに満たすことができる。したがって、ＳＣコンデンサ２３はこのように配置されることが好ましい。
【０１６６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【０１６７】
上記実施形態では、車両用空調装置１が、モータ３１３及びインバータ３１４を備える場合について説明したが、モータ３１３及びインバータ３１４は、モータ３１３及びインバータ３１４のうち少なくとも一方であればよい。
【０１６８】
上記実施形態では、電動車両に搭載される車両用空調装置１を一例として説明したが、車両用空調装置１は、燃料電池車両やハイブリッド車両に搭載されてもよい。
【符号の説明】
【０１６９】
１、１´、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  車両用空調装置
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ        冷凍回路
３、３Ａ                    低水温回路
４、４Ａ、４Ｂ              高水温回路
５                          コントローラ
２０                        コンプレッサ
２１、２１Ａ、２１Ｂ        コンデンサ
２３                        ＳＣコンデンサ
２４                        膨張弁（第１膨張部）
２５                        膨張弁（第２膨張部）
２６                        エバポレータ
２７                        冷媒−水熱交換器
２８                        電磁弁（第１バルブ部）
２９                        電磁弁（第２バルブ部）
３１                        駆動機器回路
３２                        バッテリ回路
３３                        バッテリ加温回路
３５                        接続部（第１接続部）
３６                        接続部（第２接続部）
３１２                      サブラジエータ
３１３                      モータ
３１４                      インバータ
３２２                      バッテリ
３５１                      三方弁（第１三方弁）
３５２                      接続流路（第１接続流路）
３６１                      三方弁（第２三方弁）
３６２                      接続流路（第２接続流路）
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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【図１２】
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【図１３】
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