(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（８０）と、四路切替弁（８１）と、外気と熱交換を行う外気用熱交換器（８２）と、車内の空気と熱交換を行う内気用熱交換器（８５）と、を含む空調用冷媒回路（２０）と、
ポンプ（４０）と、電装品（４１）を冷却する冷却器（４２）と、前記冷却器において熱交換が行われた流体を冷却するための放熱器（４５）と、を含む電装品冷却回路（３０）と、
前記空調用冷媒回路を流れる冷媒と前記電装品冷却回路を流れる流体との間で熱交換を行わせる協調熱交換器（５０）と、
前記放熱器における冷却能力の不足分を補うように前記協調熱交換器における熱交換量を調整する調整制御装置（６０）と、
を備える自動車用温調システム（１０）。
【請求項２】
前記空調用冷媒回路は、前記外気用熱交換器と前記内気用熱交換器とを接続する第１配管（２３）と、前記第１配管から分岐しており前記第１配管を流れる冷媒を前記圧縮機の吸入側に流すための第２配管（２２）と、を含み、
前記電装品冷却回路は、前記冷却器と前記放熱器とを接続する第３配管（３３）と、前記第３配管から分岐しており前記第３配管を流れる流体を前記ポンプの流入側に流すための第４配管（３２）と、を含み、
前記協調熱交換器は、前記第２配管を流れる冷媒と前記第４配管を流れる流体との間で熱交換を行わせる、
請求項１に記載の自動車用温調システム。
【請求項３】
前記空調用冷媒回路は、前記第２配管に設けられており、前記協調熱交換器に流れる冷媒の流量を調整可能な第１調整弁（８９）を含み、
前記電装品冷却回路は、前記第４配管に設けられており、前記協調熱交換器に流れる流体の流量を調整可能な第２調整弁（４３）を含み、
前記調整制御装置は、前記第１調整弁及び前記第２調整弁を制御する、
請求項２に記載の自動車用温調システム。
【請求項４】
前記圧縮機は、第１圧縮機（３８０ａ）と、前記第１圧縮機と並列に設けられた第２圧縮機（３８０ｂ）とを含む、
請求項１から３のいずれか１項に記載の自動車用温調システム。
【請求項５】
前記空調用冷媒回路は、膨張機構（８７ａ）と、前記膨張機構を介して前記内気用熱交換器と接続されており車内の空気と熱交換を行う副内気用熱交換器（８６）と、を含む、
請求項１から４のいずれか１項に記載の自動車用温調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車や電気自動車等の自動車用温調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ハイブリッド車や電気自動車等の自動車用温調システムとしては、車内の空調を行うための空調用冷媒回路と、搭載されている電装品を冷却するための電装品冷却回路とを備えるものがある。また、空調用冷媒回路には、主として、外気と熱交換を行う外気用熱交換器や車内の空気と熱交換を行う内気用熱交換器が含まれ、電装品冷却回路には、主として、電装品から受熱した流体を冷却するための放熱器が含まれる。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開平８−２５８５４８号公報）に開示されている自動車用空気調和装置は、外気と熱交換を行う室外熱交換器や車内の空気と熱交換を行う室内熱交換器を含んでおり冷媒が循環する空調用の冷凍サイクルと、外気と熱交換を行うことで冷却液を冷却する熱交換器（放熱器）を含んでおり発熱部品である電装品を冷却するための冷却液が循環する電装品冷却用のサイクルとを備えている。また、冷凍サイクルの室外熱交換器には、冷凍サイクルを循環する冷媒の流れる流路の他に、電装品を冷却して受熱した冷却液の流れる流路が設けられている。そして、この自動車用空気調和装置では、冷房運転時には、電装品を冷却して受熱した冷却液の放熱が電装品冷却用のサイクルに含まれる熱交換器で行われるように冷却液を循環させ、暖房運転時には、電装品を冷却して受熱した冷却液の放熱が、前記熱交換器ではなく冷凍サイクルに含まれる室外熱交換器で行われるように冷却液を循環させることで、暖房運転時における電装品からの排熱を、車内の暖房に利用している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の自動車用空気調和装置では、冷房運転時には、車内の空調と電装品の冷却とが空調用の冷凍サイクル及び電装品冷却用のサイクルで独立して行われるため、暖房運転時には利用されない放熱器のサイズが、冷房運転時の最大熱負荷で機能するサイズに設定されていると考えられる。一方で、このような自動車用温調システムを車に搭載するにあたり、設置可能なスペースが限られていることから、放熱器の小型化が望まれている。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、放熱器の小型化を実現することができる自動車用温調システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１観点に係る自動車用温調システムは、空調用冷媒回路と、電装品冷却回路と、協調熱交換器と、調整制御装置と、を備える。空調用冷媒回路は、圧縮機と、四路切替弁と、外気用熱交換器と、内気用熱交換器と、を含む。外気用熱交換器は、外気と熱交換を行うものである。内気用熱交換器は、車内の空気と熱交換を行うものである。電装品冷却回路は、ポンプと、冷却器と、放熱器と、を含む。冷却器は、電装品を冷却するものである。放熱器は、冷却器において熱交換が行われた流体を冷却するためのものである。協調熱交換器は、空調用冷媒回路を流れる冷媒と、電装品冷却回路を流れる流体との間で熱交換を行わせるものである。調整制御装置は、放熱器における冷却能力の不足分を補うように協調熱交換器における熱交換量を調整する。
【０００７】
ここで、電装品を冷却するために配備されている従来の電装品冷却回路では、電装品から受熱した流体の放熱が放熱器のみによって行われる場合がある。
【０００８】
これに対して、本発明の第１観点に係る自動車用温調システムでは、協調熱交換器において、空調用冷媒回路を流れる冷媒と、電装品冷却回路を流れる流体との間で熱交換が行われている。このため、従来の放熱器が負担していた熱交換量の一部を、協調熱交換器に負担させることができる。
【０００９】
これによって、放熱器の小型化を実現することができる。
【００１０】
本発明の第２観点に係る自動車用温調システムは、第１観点の自動車用温調システムにおいて、空調用冷媒回路は、第１配管と、第２配管と、を含む。第１配管は、外気用熱交換器と内気用熱交換器とを接続する配管である。第２配管は、第１配管から分岐しており、第１配管を流れる冷媒を圧縮機の吸入側に流すための配管である。電装品冷却回路は、第３配管と、第４配管と、を含む。第３配管は、冷却器と、放熱器と、を接続する配管である。第４配管は、第３配管から分岐しており、第３配管を流れる流体を、ポンプの流入側に流すための配管である。協調熱交換器は、第２配管を流れる冷媒と、第４配管を流れる流体との間で熱交換を行わせる。
【００１１】
本発明の第２観点に係る自動車用温調システムでは、空調用冷媒回路内を流れる冷媒のうち、外気用熱交換器と内気用熱交換器とを接続する第２配管を流れる冷媒が、協調熱交換器に流入する。このため、協調熱交換器には、車内の暖房時及び冷房時のいずれの場合であっても、低温の冷媒が流入することになる。したがって、冷却器において電装品から受熱した流体は、協調熱交換器において熱交換が行われることで、冷却されることになる。この結果、協調熱交換器において電装品冷却回路内を流れる流体を冷却することができる。
【００１２】
本発明の第３観点に係る自動車用温調システムは、第２観点の自動車用温調システムにおいて、空調用冷媒回路は、第１調整弁を含む。第１調整弁は、第２配管に設けられており、協調熱交換器に流れる冷媒の流量を調整可能である。電装品冷却回路は、第２調整弁を含む。第２調整弁は、第４配管に設けられており、協調熱交換器に流れる流体の流量を調整可能である。調整制御装置は、第１調整弁及び第２調整弁を制御する。
【００１３】
本発明の第３観点に係る自動車用温調システムでは、第１調整弁を制御することで、協調熱交換器に向かって流れる冷媒の流量を調整することができ、第２調整弁を制御することで、協調熱交換器に向かって流れる流体の流量を調整することができる。このため、この自動車用温調システムでは、第１調整弁及び第２調整弁を制御することで、協調熱交換器における熱交換量を調整することができる。
【００１４】
本発明の第４観点に係る自動車用温調システムは、第１観点から第３観点のいずれかの自動車用温調システムにおいて、圧縮機は、第１圧縮機と、第２圧縮機と、を含む。第２圧縮機は、第１圧縮機と並列に設けられている。このため、第１圧縮機と第２圧縮機とを独立制御することで、自動車用温調システムにおける冷媒流量の細かな制御が可能になる。
【００１５】
本発明の第５観点に係る自動車用温調システムは、第１観点から第４観点のいずれかの自動車用温調システムにおいて、空調用冷媒回路は、膨張機構と、副内気用熱交換器と、を含む。副内気用熱交換器は、膨張機構を介して内気用熱交換器と接続されており、車内の空気と熱交換を行うものである。この自動車用温調システムでは、内気用熱交換器を凝縮器として機能させ、副内気用熱交換器を蒸発器として機能させることができるため、車内の暖房時に車内の除湿を行うことができる。したがって、車内暖房時に車窓が曇るおそれを低減することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の第１観点に係る自動車用温調システムでは、放熱器の小型化を実現することができる。
【００１７】
本発明の第２観点に係る自動車用温調システムでは、協調熱交換器において電装品冷却回路内を流れる流体を冷却することができる。
【００１８】
本発明の第３観点に係る自動車用温調システムでは、第１調整弁及び第２調整弁を制御することで、協調熱交換器における熱交換量を調整することができる。
【００１９】
本発明の第４観点に係る自動車用温調システムでは、第１圧縮機と第２圧縮機とを独立制御することで、冷媒流量の細かな制御が可能になる。
【００２０】
本発明の第５観点に係る自動車用温調システムでは、車内暖房時に車窓が曇るおそれを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る自動車用温調システムの概略図。
【図２】自動車用温調システムの備える制御装置の制御ブロック図。
【図３】変形例１Ａに係る電装品冷却回路の概略図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る自動車用温調システムの備える温調装置の概略図。
【図５】本発明の第３実施形態に係る自動車用温調システムの備える温調装置の概略図。
【図６】変形例３Ｂに係る温調装置の概略図。
【図７】変形例３Ｃに係る温調装置の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る自動車用温調システムについて説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００２３】
＜第１実施形態＞
以下に、本発明の第１実施形態に係る自動車用温調システム１０について説明する。
【００２４】
（１）全体構成
自動車用温調システム１０は、ハイブリッド車や電気自動車等のバッテリが走行用の電力源である車に用いられる温調システムであって、温調装置１１と、制御装置６０とを備えている。温調装置１１は、車内の空調を行うための空調用冷媒回路２０と、バッテリ以外の電装品４１の冷却を行うための電装品冷却回路３０と、空調用冷媒回路２０を流れる冷媒と電装品冷却回路３０を流れる流体との間で熱交換を行わせる協調熱交換器５０と、を備えている。制御装置６０は、温調装置１１の備える各種機器を制御するための装置である。この自動車用温調システム１０では、制御装置６０が温調装置１１の備える各種機器を制御することで、車内の空調（冷房及び暖房等）、及び、電装品４１の冷却が行われる。
【００２５】
（２）詳細構成
（２−１）温調装置の構成
温調装置１１の備える空調用冷媒回路２０は、図１に示すように、主に、圧縮機８０と、四路切替弁８１と、外気用熱交換器８２と、空調用熱交換器８７と、を含む蒸気圧縮式の冷媒回路である。また、空調用冷媒回路２０は、主冷媒回路２１と、主冷媒回路２１から分岐しており、協調熱交換器５０が接続されている空調側分岐配管２２と、を有する。
【００２６】
また、温調装置１１の備える電装品冷却回路３０は、図１に示すように、主に、ポンプ４０と、冷却器４２と、放熱器４５と、を含む冷却回路である。また、電装品冷却回路３０は、主冷却回路３１と、主冷却回路３１から分岐しており、協調熱交換器５０が接続されている電装品側分岐配管３２と、を有する。
【００２７】
温調装置１１の備える協調熱交換器５０は、図１に示すように、空調側分岐配管２２及び電装品側分岐配管３２と接続されており、空調用冷媒回路２０を循環する冷媒と電装品冷却回路３０を循環する流体との間で熱交換を行わせる。なお、本実施形態では、電装品冷却回路３０には、流体として水が循環しているものとする。
【００２８】
（２−１−１）空調用冷媒回路の構成
主冷媒回路２１には、図１に示すように、圧縮機８０と、外気と熱交換を行う外気用熱交換器８２と、空調用制御弁８３と、車内を空調するための空調用熱交換器８７と、が順に接続されている。
【００２９】
圧縮機８０は、回転数が可変なインバータ式の圧縮機であって、吸入したガス冷媒を圧縮するためのものである。
【００３０】
空調用制御弁８３は、外気用熱交換器８２と空調用熱交換器８７との間の冷媒圧力の調整や冷媒流量の調整等を行うための電動膨張弁である。
【００３１】
外気用熱交換器８２は、外気と内部を流れる冷媒との間で熱交換を行わせるためのものである。
【００３２】
空調用熱交換器８７は、車内の空気を熱源として冷媒と熱交換を行うためのものであり、内ファン８４が空調用熱交換器８７に接触する空気流れを生成することで、車内の空気と空調用熱交換器８７を流れる冷媒とを熱交換させることができる。
【００３３】
また、空調用熱交換器８７は、図１に示すように、第１熱交換器８５と、膨張機構である制御弁８７ａを介して第１熱交換器８５に接続される第２熱交換器８６と、を有する。制御弁８７ａは、第１熱交換器８５と第２熱交換器８６との間の冷媒圧力の調整や冷媒流量の調整等を行うための電動膨張弁であって、その弁開度が調整されることで、第１熱交換器８５及び第２熱交換器８６を凝縮器或いは蒸発器として機能させたり、第１熱交換器８５又は第２熱交換器８６のいずれか一方を凝縮器或いは蒸発器として機能させたりすることができる。なお、本実施形態では、空調用熱交換器８７が、第１熱交換器８５と、膨張機構を介して第１熱交換器８５に接続される第２熱交換器８６と、を有しているが、空調用熱交換器の構成はこれに限定されず、例えば、１つの熱交換器（本実施形態における第１熱交換器８５のみ）で構成されていてもよい。
【００３４】
また、主冷媒回路２１に接続されている四路切替弁８１は、主冷媒回路２１を流れる冷媒の流路を変更する切替機構を構成している。四路切替弁８１は、圧縮機８０の吐出側と外気用熱交換器８２と接続し、かつ、空調用熱交換器８７と圧縮機８０の吸入側とを接続する第１状態（図１の実線参照）と、圧縮機８０の吐出側と空調用熱交換器８７とを接続し、かつ、外気用熱交換器８２と圧縮機８０の吸入側とを接続する第２状態（図１の破線参照）とに切り替わることで、主冷媒回路２１における冷媒の循環方向が可逆に構成されている。
【００３５】
空調側分岐配管２２は、一端が外気用熱交換器８２と空調用熱交換器８７とを接続する冷媒配管２３に接続されており、他端が四路切替弁８１と圧縮機８０の吸入部とを接続する吸入側冷媒配管２４に接続されている。このため、冷媒配管２３を流れる冷媒は、空調側分岐配管２２を通って圧縮機８０の吸入側に流れる。なお、本実施形態では、空調側分岐配管２２の一端は、冷媒配管２３の一部であって、空調用制御弁８３と第２熱交換器８６とを接続する配管２３ａから分岐している。
【００３６】
また、空調側分岐配管２２は、協調熱交換器５０の上流側端部と接続されている第１冷媒配管２２ａと、協調熱交換器５０の下流側端部と接続されている第２冷媒配管２２ｂと、を含む。第１冷媒配管２２ａは、一端が配管２３ａに接続されており、配管２３ａを流れる冷媒を協調熱交換器５０に流すための配管である。また、第２冷媒配管２２ｂは、一端が吸入側冷媒配管２４に接続されており、協調熱交換器５０において熱交換が行われた冷媒を圧縮機８０の吸入側に流すための配管である。
【００３７】
さらに、第１冷媒配管２２ａには、協調熱交換器５０に流れる冷媒の流量を調整可能な調整弁８９が設けられている。
【００３８】
なお、本実施形態では、車内の暖房時の暖房能力が不足している場合に、車内の空気を加熱するための熱源としてヒータ８８が配設されている。ヒータ８８は、各種センサの検知結果に基づいて制御装置６０によって出力制御がされている。
【００３９】
（２−１−２）電装品冷却回路の構成
主冷却回路３１には、図１に示すように、ポンプ４０と、冷却器４２と、冷却器用制御弁４４と、放熱器４５と、が順に接続されている。
【００４０】
ポンプ４０は、吸入した流体（水）を冷却器４２側に送り出すためのポンプ４０である。ポンプ４０が駆動されることで、電装品冷却回路３０内を流体が循環する。なお、本実施形態では、電装品冷却回路３０内を流れる流体は水であるが、例えば、電装品冷却回路３０内を流体として冷媒が流れる場合には、ポンプとしては、吸い込んだ冷媒を昇圧して吐出するように構成された冷媒ポンプが採用されてもよい。
【００４１】
冷却器４２は、電装品４１（モータやインバータ或いはコンバータ等）を冷却するための熱交換器であって、内部に流体が流れる通路を有している。冷却器４２では、この通路を流れる流体と電装品４１との間で熱交換が行われることで、電装品４１の冷却を行う。なお、冷却器４２の具体的構成は、冷却する電装品４１の形状等に応じた形態に設計される。また、本実施形態における電装品４１には、バッテリは含まれないものとする。
【００４２】
冷却器用制御弁４４は、放熱器４５に流れる流体の流量の調整を行うための電動弁である。冷却器用制御弁４４の弁開度が調整されることで、放熱器４５に流れる流体の流量が調整される。
【００４３】
放熱器４５は、冷却器４２において熱交換が行われた流体を冷却するためのものである。放熱器４５では、外気と内部を流れる流体との間で熱交換が行われることで、流体から放熱されて流体が冷却される。なお、本実施形態の放熱器４５のサイズは、外気温度が所定の温度範囲内にある中間期（例えば、春季や秋季など）において、冷却器４２で電装品４１から受熱した流体を、所定温度まで冷却することができる最小限のサイズに設計されている。
【００４４】
電装品側分岐配管３２は、一端が冷却器４２と放熱器４５とを接続する冷却配管３３に接続されており、他端が放熱器４５とポンプ４０とを接続する吸入側冷却配管３４に接続されている。このため、冷却配管３３を流れる流体は、電装品側分岐配管３２を通ってポンプ４０の吸入側に流れる。なお、本実施形態では、電装品側分岐配管３２の一端は、冷却器４２と冷却器用制御弁４４とを接続する配管３３ａから分岐している。
【００４５】
また、電装品側分岐配管３２は、協調熱交換器５０の上流側端部と接続されている第１冷却配管３２ａと、協調熱交換器５０の下流側端部と接続されている第２冷却配管３２ｂと、を含む。第１冷却配管３２ａは、一端が配管３３ａに接続されており、冷却器４２から流出した流体を協調熱交換器５０に流すための配管である。また、第２冷却配管３２ｂは、一端が吸入側冷却配管３４に接続されており、協調熱交換器５０において熱交換が行われた流体をポンプ４０の吸入側に流すための配管である。
【００４６】
さらに、第１冷却配管３２ａには、協調熱交換器５０に流れる流体の流量を調整可能な調整弁４３が設けられている。なお、本実施形態では、主冷却回路３１には冷却器用制御弁４４が設けられており、電装品側分岐配管３２には調整弁４３が設けられているが、電装品冷却回路３０の構成はこれに限定されず、電装品冷却回路３０において調整弁４３が設けられていれば、冷却器用制御弁４４が設けられていなくてもよい。
【００４７】
（２−２）制御装置の構成
制御装置６０は、図２に示すように、温調装置１１の有する各種機器と接続されており、車内の空調及び電装品４１の冷却等を行うために各種機器の動作制御を行う。より詳しくは、制御装置６０は、空調用制御弁８３及び制御弁８７ａの弁開度や内ファン８４の回転数を調整する制御を行うことで空調用熱交換器８７における熱交換量を制御したり、冷却器用制御弁４４の弁開度を調整する制御を行うことで放熱器４５における熱交換量を制御したり、調整弁４３，８９の弁開度を調整する制御を行うことで、協調熱交換器５０における熱交換量を制御したりする。
【００４８】
また、制御装置６０は、車内空調として冷房が行われる通常冷房モード及び高負荷冷房モードと、車内空調として暖房が行われる暖房モードと、を実行する実行部６１を有している。実行部６１は、ユーザによって操作される操作スイッチ９０からの指令や各種センサ（圧力センサや温度センサ等）の検知結果に基づいて各モードのいずれかを実行する。
【００４９】
通常冷房モードは、操作スイッチ９０によるユーザからの冷房運転指令がある場合に実行される。通常冷房モードでは、車内の冷房及び電装品４１の冷却が行われるように、各種機器が制御される。
【００５０】
高負荷冷房モードは、操作スイッチ９０によるユーザからの冷房運転指令がある場合であって、放熱器４５における冷却能力が不足していると判断された場合に実行される。高負荷冷房モードでは、車内の冷房及び電装品４１の冷却が行われるように、各種機器が制御される。なお、冷却能力が不足しているか否かは、主冷却回路３１の各所に設けられている温度センサの検知結果、或いは、予め設定された設定値に基づいて制御装置６０において判断される。
【００５１】
暖房モードは、操作スイッチ９０によるユーザからの暖房運転指令がある場合に実行される。暖房モードでは、車内の暖房及び電装品４１の冷却が行われるように、各種機器が制御される。
【００５２】
なお、本実施形態では、各モードは、ユーザからの空調作動指令の有無に応じて実行部６１によって実行されているが、これに限定されず、例えば、バッテリの電力消費の増加が抑制されるように自動的に実行されてもよい。
【００５３】
（３）各モード実行時における各種機器の制御動作
次に、実行部６１による各モード実行時における各種機器の制御動作について説明する。
【００５４】
（３−１）通常冷房モード
通常冷房モードでは、四路切替弁８１が第１状態に切り替えられ、制御弁８７ａの弁開度が全開となるように調整される。そして、圧縮機８０の回転数及び空調用制御弁８３の弁開度は、車内の冷房能力又は除湿能力に応じて調整される。また、冷却器用制御弁４４の弁開度は全開となるように調整され、ポンプ４０の出力は、冷却器４２における冷却能力に応じて調整される。さらに、調整弁４３，８９の弁開度は、全閉となるように調整される。
【００５５】
空調用冷媒回路２０では、圧縮機８０から吐出された高圧ガス冷媒は、外気用熱交換器８２で外気と熱交換して、冷却され凝縮する。外気用熱交換器８２から流出した高圧液冷媒は、空調用制御弁８３で減圧された後に、空調用熱交換器８７に流入する。空調用熱交換器８７では、流入した液冷媒が内ファン８４により送風される車内空気と熱交換を行い、液冷媒が蒸発するとともに空気を冷却し、車内の冷房を行う。蒸発したガス冷媒は、四路切替弁８１を介して圧縮機８０に吸入される。
【００５６】
また、電装品冷却回路３０では、ポンプ４０から流出した流体は、冷却器４２において電装品４１から吸熱することにより電装品４１を冷却する。そして、冷却器４２から流出したすべての流体は、冷却器用制御弁４４を介して放熱器４５に流れ、放熱器４５において外気と熱交換を行うことで冷却される。その後、放熱器４５において冷却された流体は、ポンプ４０に吸入される。
【００５７】
このように空調用冷媒回路２０内を冷媒が循環して外気用熱交換器８２及び空調用熱交換器８７において熱交換が行われることで、空調用熱交換器８７において車内を冷房又は除湿することができる。また、電装品冷却回路３０内を流体が循環して冷却器４２及び放熱器４５において熱交換が行われることで、冷却器４２において電装品４１を冷却することができる。さらに、通常冷房モードでは、主冷媒回路２１から協調熱交換器５０に向かって流れる冷媒の経路が調整弁８９によって閉じられ、かつ、主冷却回路３１から協調熱交換器５０に向かって流れる流体の経路が調整弁４３によって閉じられる。この結果、通常冷房モードでは、協調熱交換器５０において熱交換が行われないため、圧縮機８０動力を車内の冷房能力に応じた動力とすることができる。
【００５８】
（３−２）高負荷冷房モード
高負荷通常冷房モードでは、四路切替弁８１が第１状態に切り替えられ、制御弁８７ａの弁開度が全開となるように調整される。そして、圧縮機８０の回転数及び空調用制御弁８３の弁開度は、車内の冷房能力又は除湿能力に応じて調整される。また、冷却器用制御弁４４の弁開度は所定開度となるように調整され、ポンプ４０の出力は、最大出力となるように調整される。さらに、調整弁８９の弁開度は、放熱器４５における冷却能力の不足分を補うことができるだけの冷媒が協調熱交換器５０に流れるように調整される。具体的には、調整弁８９の弁開度は、協調熱交換器５０の出口側の過熱度が所定値となるように制御される。一方、調整弁４３の弁開度は、放熱器４５における冷却能力の不足分を補うことができるだけの流体が協調熱交換器５０に流れるように調整される。具体的には、調整弁４３の弁開度は、冷却器４２の出口側の流体温度が電装品４１を正常な温度に保つために必要な所定温度に調整される。前記所定温度は、電装品４１の負荷（高負荷の場合は、温度を下げる）によって変化させる。
【００５９】
空調用冷媒回路２０では、圧縮機８０から吐出された高圧ガス冷媒は、外気用熱交換器８２で外気と熱交換して、冷却され凝縮する。外気用熱交換器８２から流出した高圧液冷媒は、空調用制御弁８３で減圧された後に、配管２３ａを流れて空調用熱交換器８７に至り、或いは、配管２３ａの途中で第１冷媒配管２２ａに流れる。
【００６０】
空調用熱交換器８７に至った液冷媒は、内ファン８４により送風される車内空気と熱交換を行い、液冷媒が蒸発するとともに空気を冷却し、車内の冷房を行う。蒸発したガス冷媒は、四路切替弁８１を介して圧縮機８０に吸入される。
【００６１】
一方、第１冷媒配管２２ａに流れた冷媒は、調整弁８９を介して協調熱交換器５０に流入する。そして、協調熱交換器５０において電装品側分岐配管３２を流れる流体と熱交換を行った後に、第２冷媒配管２２ｂを流れて吸入側冷媒配管２４を流れる冷媒に合流する。
【００６２】
また、電装品冷却回路３０では、ポンプ４０から流出した流体は、冷却器４２において電装品４１から吸熱することにより電装品４１を冷却する。そして、冷却器４２から流出した流体は、配管３３ａを流れ、冷却器用制御弁４４を介して放熱器４５に至り、或いは、配管３３ａの途中で第１冷却配管３２ａに流れる。
【００６３】
放熱器４５に至った流体は、放熱器４５において外気と熱交換を行うことで冷却された後、吸入側冷却配管３４を流れてポンプ４０に吸入される。
【００６４】
一方、第１冷却配管３２ａに流れた流体は、調整弁４３を介して協調熱交換器５０に流入する。そして、協調熱交換器５０において空調側分岐配管２２を流れる冷媒と熱交換を行った後に、第２冷却配管３２ｂを流れて吸入側冷却配管３４を流れる流体に合流する。
【００６５】
このように空調用冷媒回路２０内を冷媒が循環することで、空調用熱交換器８７において車内を冷房又は除湿することができる。また、電装品冷却回路３０内を流体が循環することで、冷却器４２において電装品４１を冷却することができる。さらに、高負荷冷房モードでは、主冷媒回路２１から協調熱交換器５０に向かって冷媒が流れ、かつ、主冷却回路３１から協調熱交換器５０に向かって流体が流れることで、協調熱交換器５０において、空調側分岐配管２２を流れる冷媒と電装品側分岐配管３２を流れる流体との間で、すなわち、外気用熱交換器８２で凝縮した低温液冷媒と電装品４１から吸熱した流体との間で熱交換を行わせることができる。この結果、電装品冷却回路３０内を流れる流体が冷却されるため、放熱器４５における冷却能力の不足分を補うことができる。
【００６６】
（３−３）暖房モード
暖房モードでは、四路切替弁８１が第２状態に切り替えられる。また、圧縮機８０の回転数及び空調用制御弁８３の弁開度は、車内の暖房能力に応じて調整され、制御弁８７ａの弁開度は、車内の除湿能力に応じて調整される。また、冷却器用制御弁４４の弁開度は全閉となるように調整され、ポンプ４０の出力は、冷却器４２における冷却能力に応じて調整される。さらに、調整弁８９の弁開度は、協調熱交換器５０に所定量の冷媒が流れるように調整される。具体的には、調整弁８９の弁開度は、協調熱交換器５０の出口側の過熱度が所定値となるように制御される。一方、調整弁４３の弁開度は、全開となるように調整される。
【００６７】
空調用冷媒回路２０では、圧縮機８０から吐出された高圧ガス冷媒は、空調用熱交換器８７の第１熱交換器８５で内ファン８４により送風される車内空気と熱交換を行い、高圧ガス冷媒が凝縮するとともに空気を加熱し、車内の暖房を行う。また、第１熱交換器８５から流出した高圧液冷媒は、制御弁８７ａで減圧され又は減圧されずに、第２熱交換器８６に流入する。そして、第２熱交換器８６で内ファン８４により送風される車内空気と熱交換を行うことで凝縮するとともに空気を加熱して車内の暖房を行い、又は、蒸発するとともに空気を冷却して車内の除湿を行う。また、第２熱交換器８６から流出した液冷媒は、配管２３ａを流れて空調用制御弁８３に至り、或いは、配管２３ａの途中で第１冷媒配管２２ａに流れる。
【００６８】
空調用制御弁８３に至った液冷媒は、空調用制御弁８３で減圧された後に、外気用熱交換器８２に流入する。外気用熱交換器８２では、流入した液冷媒が、外気と熱交換を行うことで蒸発する。そして、蒸発したガス冷媒は、四路切替弁８１を介して圧縮機８０に吸入される。
【００６９】
一方、第１冷媒配管２２ａに流れた流体は、調整弁８９を介して協調熱交換器５０に流入する。そして、協調熱交換器５０において電装品側分岐配管３２を流れる流体と熱交換を行った後に、第２冷媒配管２２ｂを流れて吸入側冷媒配管２４を流れる冷媒に合流する。
【００７０】
また、電装品冷却回路３０では、ポンプ４０から流出した流体は、冷却器４２において電装品４１から吸熱することにより電装品４１を冷却する。そして、冷却器４２から流出したすべての流体は、調整弁４３を介して協調熱交換器５０に流入する。そして、協調熱交換器５０において空調側分岐配管２２を流れる冷媒と熱交換を行った後に、第２冷却配管３２ｂを流れて、ポンプ４０に吸入される。
【００７１】
このように空調用冷媒回路２０内を冷媒が循環することで、空調用熱交換器８７において車内を暖房することができる。また、制御弁８７ａの弁開度が調整されて、第１熱交換器８５が凝縮器として機能し、第２熱交換器８６が蒸発器として機能する場合には、車内の暖房除湿を行うことができる。
【００７２】
また、暖房モードでは、主冷媒回路２１から協調熱交換器５０に向かって冷媒が流れ、かつ、主冷却回路３１から協調熱交換器５０に向かって流体が流れることで、協調熱交換器５０において、空調側分岐配管２２を流れる冷媒と電装品側分岐配管３２を流れる流体との間で、すなわち、空調用熱交換器８７で凝縮した液冷媒と電装品４１から吸熱した流体との間で熱交換を行わせることができる。この結果、電装品冷却回路３０内を流れる流体が冷却されるため、放熱器４５において流体が冷却されなくても電装品４１を冷却することができる。さらに、暖房モードでは、協調熱交換器５０において、冷却器４２において電装品４１からの排熱を吸入した流体と、空調用冷媒回路２０内を流れる冷媒との間で熱交換が行われているため、車内の暖房に電装品４１の排熱を利用することができる。この結果、空調用冷媒回路２０における暖房時の効率を向上させることができる。
【００７３】
なお、本実施形態では、暖房モード実行時には、冷却器用制御弁４４の弁開度は全閉となるように調整されているが、これに限定されず、例えば、冷却器４２の出口側の流体温度が所定値以上である場合には、放熱器４５にも流体が流れるように冷却器用制御弁４４の弁開度が調整されてもよい。
【００７４】
（４）特徴
（４−１）
従来より、ハイブリッド車や電気自動車等の備える電装品を冷却するための電装品冷却回路が車に搭載されているものがある。そして、従来の電装品冷却回路では、電装品から受熱した流体の放熱が、放熱器のみによって行われる場合がる。
【００７５】
そこで、本実施形態では、空調用冷媒回路２０を循環する冷媒と、電装品冷却回路３０を循環する流体と、の間で熱交換を行うことが可能な協調熱交換器５０が設けられている。また、調整弁４３，８９の弁開度が調整されることで、協調熱交換器５０における熱交換の有無だけでなく、協調熱交換器５０における熱交換量（熱の移動量）が変更されている。このため、従来の放熱器が負担していた熱交換量の一部を、協調熱交換器５０に負担させることができる。
【００７６】
これによって、協調熱交換器５０において流体の冷却が行われることで、放熱器４５の小型化を実現することができている。
【００７７】
（４−２）
従来の自動車用温調システムには、車内暖房時に空調用冷媒回路と電装品冷却回路との間で熱交換を行うことで、電装品からの排熱を車内の暖房に利用しているものがある。一方で、従来の自動車用温調システムでは、車内の冷房時には、空調用冷媒回路と電装品冷却回路との間で熱交換が行われておらず、熱が相互に利用されていない。このような自動車用温調システムでは、電装品冷却回路の備える放熱器が、車内冷房時の最大熱負荷で機能するサイズに設計される必要がある。
【００７８】
そこで、本実施形態では、高負荷冷房モード実行時では、空調側分岐配管２２には、外気用熱交換器８２で凝縮され空調用制御弁８３で減圧された冷媒が流れる。また、暖房モード実行時では、空調側分岐配管２２には、第２熱交換器８６において凝縮、或いは、蒸発した冷媒が流れる。そして、空調側分岐配管２２を流れる冷媒は、協調熱交換器５０において、電装品側分岐配管３２を流れる流体と熱交換を行う。このため、車内の冷房時及び暖房時のいずれの場合であっても、協調熱交換器５０において、低温の冷媒と、電装品４１から受熱した流体と、の間で熱交換を行わせることができる。この結果、協調熱交換器５０において熱交換が行われることで、電装品冷却回路３０内を流れる流体を冷却することができる。
【００７９】
これによって、従来の放熱器と比較して、放熱器４５の小型化を実現することができるため、電装品４１の冷却能力を維持しつつ、放熱器４５を必要最小限のサイズにすることができる。
【００８０】
また、従来よりも放熱器４５が小型化することで空くスペース分、外気用熱交換器８２のサイズを大きくすることで、外気用熱交換器８２における熱交換効率を向上させることができるため、自動車用温調システム全体の効率を向上させることができる。
【００８１】
（４−３）
本実施形態では、調整弁８９の弁開度が調整されることで、協調熱交換器５０に向かって流れる冷媒の流量が調整される。また、調整弁４３の弁開度が調整されることで、協調熱交換器５０に向かって流れる流体の流量が調整される。このため、この自動車用温調システム１０では、調整弁４３，８９の弁開度を調整することで、協調熱交換器５０における熱交換量を調整することができている。
【００８２】
また、協調熱交換器５０において空調側分岐配管２２を流れる冷媒に回収される冷熱量が調整されることで、電装品冷却回路３０内を流れる流体の温度を、外気温度によらず、所定の温度範囲内に制御することができる。
【００８３】
（４−４）
本実施形態では、空調用熱交換器８７が、第１熱交換器８５と、膨張機構である制御弁８７ａを介して第１熱交換器８５に接続される第２熱交換器８６と、を有している。また、制御弁８７ａの弁開度が調整されることで、第１熱交換器８５及び第２熱交換器８６を凝縮器或いは蒸発器として機能させたり、第１熱交換器８５を凝縮器として機能させ第２熱交換器８６を蒸発器として機能させたりすることができる。このため、この自動車用温調システム１０では、第１熱交換器８５が凝縮器として機能する場合、すなわち、車内の暖房時に、第２熱交換器８６を蒸発器として機能させて、車内を除湿することができる。
【００８４】
これによって、車内の暖房時に車窓が曇るおそれを低減することができている。
【００８５】
（４−５）
電気自動車では、ガソリン車のようにエンジンの排熱を車内暖房に利用することができないため、車内暖房時の熱源としてヒータ等が利用されることが多い。
【００８６】
本実施形態では、車内暖房時には、空調用冷媒回路２０側は、協調熱交換器５０において電装品側分岐配管３２を流れる流体から電装品４１の排熱を回収することができる。これにより、暖房能力や効率を向上させることができるため、ヒータ８８のサイズを小さくすることができる。
【００８７】
（５）変形例
（５−１）変形例１Ａ
上記実施形態では、電装品冷却回路３０では、電装品４１の冷却のみが行われている。
【００８８】
これに加えて、電装品冷却回路において、走行等の電力源であるバッテリの冷却が行われてもよい。例えば、図３に示すように、電装品冷却回路１３０が、バッテリ１７０を冷却するためのバッテリ用熱交換器１７１を備えていてもよい。なお、本変形例の自動車用温調システムでは、電装品冷却回路１３０の構成として、図３に示すように、電装品冷却回路１３０においてポンプ４０と冷却器４２との間にバッテリ用熱交換器１７１が設けられており、バッテリ用熱交換器１７１を迂回するようにバイパス配管１７２が接続されており、バイパス配管１７２に流体の流量調整が可能な弁１７３が設けられていること以外は、上記実施形態と同様の構成である。また、図３では、上記実施形態と同様の構成の機器については、上記実施形態の機器と同様の符号を付している。
【００８９】
この電装品冷却回路１３０では、冷却器４２だけでなくバッテリ用熱交換器１７１が設けられていることで、電装品４１の冷却に加えてバッテリ１７０の冷却を行うことができる。また、流体の流量調整が可能な弁１７３が設けられていることで、バッテリ用熱交換器１７１に流れる流体の流量を調整することができるため、バッテリ１７０の冷却温度を所定の温度に設定しやすくすることができる。したがって、この電装品冷却回路１３０では、バッテリ１７０の使用可能な温度範囲にバッテリ１７０を温調することができる。
【００９０】
＜第２実施形態＞
以下に、本発明の第２実施形態に係る自動車用温調システムについて説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と同様の構成の機器については、第１実施形態と同様の符号を付している。
【００９１】
（１）全体構成
自動車用温調システムは、ハイブリッド車や電気自動車等のバッテリが走行用の電力源である車に用いられる温調システムであって、温調装置２１１と、制御装置とを備えている。温調装置２１１は、車内の空調を行うための空調用冷媒回路２２０と、バッテリ以外の電装品４１の冷却を行うための電装品冷却回路３０と、空調用冷媒回路２２０を流れる冷媒と電装品冷却回路３０を流れる流体との間で熱交換を行わせる協調熱交換器５０と、を備えている。制御装置は、温調装置２１１の備える各種機器を制御するための装置である。この自動車用温調システムでは、制御装置が温調装置２１１の備える各種機器を制御することで、車内の空調（冷房及び暖房等）、及び、電装品４１の冷却が行われる。
【００９２】
（２）詳細構成
（２−１）温調装置の構成
温調装置２１１の備える空調用冷媒回路２２０は、図４に示すように、主に、圧縮機８０と、四路切替弁８１と、外気用熱交換器８２と、空調用熱交換器８７と、を含む蒸気圧縮式の冷媒回路である。また、空調用冷媒回路２２０は、主冷媒回路２２１と、主冷媒回路２２１から分岐しており、第２熱交換器８６が接続されている第１空調側分岐配管２２５と、協調熱交換器５０が接続されている第２空調側分岐配管２２２と、を有する。
【００９３】
また、温調装置２１１の備える電装品冷却回路３０は、図４に示すように、主に、ポンプ４０と、冷却器４２と、放熱器４５と、を含む冷却回路である。また、電装品冷却回路３０は、主冷却回路３１と、主冷却回路３１から分岐しており、協調熱交換器５０が接続されている電装品側分岐配管３２と、を有する。
【００９４】
温調装置２１１の備える協調熱交換器５０は、図４に示すように、第２空調側分岐配管２２２及び電装品側分岐配管３２と接続されており、空調用冷媒回路２２０を循環する冷媒と電装品冷却回路３０を循環する流体との間で熱交換を行わせる。なお、本実施形態では、電装品冷却回路３０には、流体として水が循環しているものとする。
【００９５】
（２−１−１）空調用冷媒回路の構成
主冷媒回路２２１には、図４に示すように、圧縮機８０と、外気と熱交換を行う外気用熱交換器８２と、空調用制御弁８３と、車内を空調するための空調用熱交換器８７の第１熱交換器８５と、が順に接続されている。なお、圧縮機８０、空調用制御弁８３、外気用熱交換器８２、第１熱交換器８５の構成は、それぞれ、第１実施形態の構成と同様であるため説明を省略する。一方で、主冷媒回路２２１では、図４に示すように、第１熱交換器８５が、空調用制御弁８３と冷媒配管２２３ａで接続されている。
【００９６】
第１空調側分岐配管２２５は、一端が冷媒配管２２３ａに接続されており、他端が圧縮機８０の吸入側と四路切替弁８１とを接続する吸入側冷媒配管２４に接続されている。また、第１空調側分岐配管２２５には、制御弁８７ａ、空調用熱交換器８７の第２熱交換器８６の順に接続されている。
【００９７】
第２熱交換器８６は、第１実施形態の第２熱交換器８６と同様に、車内の空気を熱源として冷媒と熱交換を行うためのものであり、内ファン８４が第２熱交換器８６に接触する空気流れを生成することで、車内の空気と第２熱交換器８６を流れる冷媒とを熱交換させることができる。制御弁８７ａは、第２熱交換器８６に流れる冷媒圧力の調整や冷媒流量の調整等を行うための電動膨張弁であって、その弁開度が調整されることで、第２熱交換器８６を凝縮器或いは蒸発器として機能させることができる。
【００９８】
なお、第１空調側分岐配管２２５は、一端が冷媒配管２２３ａに接続されており、他端が吸入側冷媒配管２４に接続されているため、第１空調側分岐配管２２５には、車内の暖房時及び冷房時のいずれの場合であっても、同一方向に冷媒が流れることになる。
【００９９】
第２空調側分岐配管２２２は、一端が冷媒配管２２３ａに接続されており、他端が吸入側冷媒配管２４に接続されている。このため、冷媒配管２２３ａを流れる冷媒は、第２空調側分岐配管２２２を通って圧縮機８０の吸入側に流れる。
【０１００】
また、第２空調側分岐配管２２２は、協調熱交換器５０の上流側端部と接続されている第１冷媒配管２２２ａと、協調熱交換器５０の下流側端部と接続されている第２冷媒配管２２２ｂと、を含む。第１冷媒配管２２２ａは、一端が冷媒配管２２３ａに接続されており、冷媒配管２２３ａを流れる冷媒を協調熱交換器５０に流すための配管である。また、第２冷媒配管２２２ｂは、一端が吸入側冷媒配管２４に接続されており、協調熱交換器５０において熱交換が行われた冷媒を圧縮機８０の吸入側に流すための配管である。なお、第２空調側分岐配管２２２は、一端が冷媒配管２２３ａに接続されており、他端が吸入側冷媒配管２４に接続されているため、第２空調側分岐配管２２２には、車内の暖房時及び冷房時のいずれの場合であっても、同一方向に冷媒が流れることになる。
【０１０１】
さらに、第１冷媒配管２２２ａには、協調熱交換器５０に流れる冷媒の流量を調整可能な調整弁８９が設けられている。
【０１０２】
なお、本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、車内の暖房時の暖房能力が不足している場合に、車内の空気を加熱するための熱源としてヒータ８８が配設されている。
【０１０３】
（２−１−２）電装品冷却回路の構成
電装品冷却回路３０は、上述のように、主冷却回路３１と、電装品側分岐配管３２と、を有する。なお、本実施形態における電装品冷却回路３０の構成は、第１実施形態で説明した構成と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１０４】
（２−２）制御装置の構成
制御装置は、温調装置２１１の有する各種機器と接続されており、車内の空調及び電装品４１の冷却等を行うために各種機器の動作制御を行う。なお、本実施形態における制御装置の構成は、第１実施形態で説明した構成と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１０５】
（３）各モード実行時における各種機器の制御動作
次に、実行部による各モード実行時における各種機器の制御動作について説明する。
【０１０６】
（３−１）通常冷房モード
通常冷房モードでは、四路切替弁８１が第１状態に切り替えられ、制御弁８７ａの弁開度が所定開度となるように調整される。そして、圧縮機８０の回転数及び空調用制御弁８３の弁開度は、車内の冷房能力又は除湿能力に応じて調整される。また、冷却器用制御弁４４の弁開度は全開となるように調整され、ポンプ４０の出力は、冷却器４２における冷却能力に応じて調整される。さらに、調整弁４３，８９の弁開度は、全閉となるように調整される。
【０１０７】
空調用冷媒回路２２０では、圧縮機８０から吐出された高圧ガス冷媒は、外気用熱交換器８２で外気と熱交換して、冷却され凝縮する。外気用熱交換器８２から流出した高圧液冷媒は、空調用制御弁８３で減圧された後に、第１熱交換器８５に至り、或いは、冷媒配管２２３ａの途中で第１空調側分岐配管２２５に流れる。第１熱交換器８５に流入した液冷媒は、内ファン８４により送風される車内空気と熱交換を行い、液冷媒が蒸発するとともに空気を冷却し、車内の冷房を行う。蒸発したガス冷媒は、四路切替弁８１を介して圧縮機８０に吸入される。
【０１０８】
一方、第１空調側分岐配管２２５に流れた液冷媒は、制御弁８７ａを介して第２熱交換器８６に流入し、内ファン８４により送風される車内空気と熱交換を行い、蒸発するとともに空気を冷却し、車内の冷房を行う。そして、蒸発したガス冷媒は、吸入側冷媒配管２４を流れる冷媒に合流し、圧縮機８０に吸入される。
【０１０９】
また、電装品冷却回路３０では、ポンプ４０から流出した流体は、冷却器４２において電装品４１から吸熱することにより電装品４１を冷却する。そして、冷却器４２から流出したすべての流体は、冷却器用制御弁４４を介して放熱器４５に流れ、放熱器４５において外気と熱交換を行うことで冷却される。その後、放熱器４５において冷却された流体は、ポンプ４０に吸入される。
【０１１０】
このように空調用冷媒回路２２０内を冷媒が循環して外気用熱交換器８２及び空調用熱交換器８７において熱交換が行われることで、空調用熱交換器８７において車内を冷房又は除湿することができる。また、電装品冷却回路３０内を流体が循環して冷却器４２及び放熱器４５において熱交換が行われることで、冷却器４２において電装品４１を冷却することができる。さらに、通常冷房モードでは、主冷媒回路２２１から協調熱交換器５０に向かって流れる冷媒の経路が調整弁８９によって閉じられ、かつ、主冷却回路３１から協調熱交換器５０に向かって流れる流体の経路が調整弁４３によって閉じられる。この結果、通常冷房モードでは、協調熱交換器５０において熱交換が行われないため、圧縮機８０動力を車内の冷房能力に応じた動力とすることができる。
【０１１１】
（３−２）高負荷冷房モード
高負荷通常冷房モードでは、四路切替弁８１が第１状態に切り替えられ、制御弁８７ａの弁開度が所定開度となるように調整される。そして、圧縮機８０の回転数及び空調用制御弁８３の弁開度は、車内の冷房能力又は除湿能力に応じて調整される。また、冷却器用制御弁４４の弁開度は所定開度となるように調整され、ポンプ４０の出力は、最大出力となるように調整される。さらに、調整弁８９の弁開度は、放熱器４５における冷却能力の不足分を補うことができるだけの冷媒が協調熱交換器５０に流れるように調整される。具体的には、調整弁８９の弁開度は、協調熱交換器５０の出口側の過熱度が所定値となるように制御される。一方、調整弁４３の弁開度は、放熱器４５における冷却能力の不足分を補うことができるだけの流体が協調熱交換器５０に流れるように調整される。具体的には、調整弁４３の弁開度は、冷却器４２の出口側の流体温度が電装品４１を正常な温度に保つために必要な所定温度に調整される。前記所定温度は、電装品４１の負荷（高負荷の場合は、温度を下げる）によって変化させる。
【０１１２】
空調用冷媒回路２２０では、圧縮機８０から吐出された高圧ガス冷媒は、外気用熱交換器８２で外気と熱交換して、冷却され凝縮する。外気用熱交換器８２から流出した高圧液冷媒は、空調用制御弁８３で減圧された後に、冷媒配管２２３ａを流れて第１熱交換器８５に至り、又は、冷媒配管２２３ａの途中で第２空調側分岐配管２２２に流れ、或いは、冷媒配管２２３ａの途中で第１空調側分岐配管２２５に流れる。
【０１１３】
第１熱交換器８５に至った冷媒は、内ファン８４により送風される車内空気と熱交換を行い、液冷媒が蒸発するとともに空気を冷却し、車内の冷房を行う。蒸発したガス冷媒は、四路切替弁８１を介して圧縮機８０に吸入される。
【０１１４】
一方、第１空調側分岐配管２２５に流れた液冷媒は、制御弁８７ａを介して第２熱交換器８６に流入し、内ファン８４により送風される車内空気と熱交換を行い、蒸発するとともに空気を冷却し、車内の冷房を行う。そして、蒸発したガス冷媒は、吸入側冷媒配管２４を流れる冷媒に合流し、圧縮機８０に吸入される。
【０１１５】
また、第２空調側分岐配管２２２に流れた冷媒は、調整弁８９を介して協調熱交換器５０に流入する。そして、協調熱交換器５０において電装品側分岐配管３２を流れる流体と熱交換を行った後に、吸入側冷媒配管２４を流れる冷媒に合流する。
【０１１６】
また、電装品冷却回路３０では、ポンプ４０から流出した流体は、冷却器４２において電装品４１から吸熱することにより電装品４１を冷却する。そして、冷却器４２から流出した流体は、配管３３ａを流れ、冷却器用制御弁４４を介して放熱器４５に至り、或いは、配管３３ａの途中で第１冷却配管３２ａに流れる。
【０１１７】
放熱器４５に至った流体は、放熱器４５において外気と熱交換を行うことで冷却された後、吸入側冷却配管３４を流れてポンプ４０に吸入される。
【０１１８】
一方、第１冷却配管３２ａに流れた流体は、調整弁４３を介して協調熱交換器５０に流入する。そして、協調熱交換器５０において空調側分岐配管２２を流れる冷媒と熱交換を行った後に、第２冷却配管３２ｂを流れて吸入側冷却配管３４を流れる流体に合流する。
【０１１９】
このように空調用冷媒回路２２０内を冷媒が循環することで、空調用熱交換器８７において車内を冷房又は除湿することができる。また、電装品冷却回路３０内を流体が循環することで、冷却器４２において電装品４１を冷却することができる。さらに、高負荷冷房モードでは、主冷媒回路２２１から協調熱交換器５０に向かって冷媒が流れ、かつ、主冷却回路３１から協調熱交換器５０に向かって流体が流れることで、協調熱交換器５０において、第２空調側分岐配管２２２を流れる冷媒と電装品側分岐配管３２を流れる流体との間で、すなわち、外気用熱交換器８２で凝縮した低温液冷媒と電装品４１から吸熱した流体との間で熱交換を行わせることができる。この結果、電装品冷却回路３０内を流れる流体が冷却されるため、放熱器４５における冷却能力の不足分を補うことができる。
【０１２０】
（３−３）暖房モード
暖房モードでは、四路切替弁８１が第２状態に切り替えられる。また、圧縮機８０の回転数及び空調用制御弁８３の弁開度は、車内の暖房能力に応じて調整され、制御弁８７ａの弁開度は、車内の除湿能力に応じて調整される。また、冷却器用制御弁４４の弁開度は全閉となるように調整され、ポンプ４０の出力は、冷却器４２における冷却能力に応じて調整される。さらに、調整弁８９の弁開度は、協調熱交換器５０に所定量の冷媒が流れるように調整される。具体的には、調整弁８９の弁開度は、協調熱交換器５０の出口側の過熱度が所定値となるように制御される。一方、調整弁４３の弁開度は、全開となるように調整される。
【０１２１】
空調用冷媒回路２２０では、圧縮機８０から吐出された高圧ガス冷媒は、第１熱交換器８５で内ファン８４により送風される車内空気と熱交換を行い、高圧ガス冷媒が凝縮するとともに空気を加熱し、車内の暖房を行う。また、第１熱交換器８５から流出した高圧液冷媒は、冷媒配管２２３ａを流れて空調用制御弁８３に至り、又は、第１空調側分岐配管２２５に流れ、或いは、第２空調側分岐配管２２２に流れる。
【０１２２】
空調用制御弁８３に至った液冷媒は、空調用制御弁８３で減圧された後に、外気用熱交換器８２に流入する。外気用熱交換器８２では、流入した液冷媒が、外気と熱交換を行うことで蒸発する。そして、蒸発したガス冷媒は、四路切替弁８１を介して圧縮機８０に吸入される。
【０１２３】
一方、第１空調側分岐配管２２５に流れた液冷媒は、制御弁８７ａで減圧されて、第２熱交換器８６に流入する。そして、第２熱交換器８６で内ファン８４により送風される車内空気と熱交換を行うことで蒸発するとともに空気を冷却して車内の除湿を行う。その後、第２熱交換器８６で蒸発したガス冷媒は、吸入側冷媒配管２４を流れる冷媒に合流し、圧縮機８０に吸入される。また、第２空調側分岐配管２２２に流れた流体は、調整弁８９を介して協調熱交換器５０に流入する。そして、協調熱交換器５０において電装品側分岐配管３２を流れる流体と熱交換を行った後に、吸入側冷媒配管２４を流れる冷媒に合流する。
【０１２４】
また、電装品冷却回路３０では、ポンプ４０から流出した流体は、冷却器４２において電装品４１から吸熱することにより電装品４１を冷却する。そして、冷却器４２から流出したすべての流体は、調整弁４３を介して協調熱交換器５０に流入する。そして、協調熱交換器５０において空調側分岐配管２２を流れる冷媒と熱交換を行った後に、第２冷却配管３２ｂを流れて、ポンプ４０に吸入される。
【０１２５】
このように空調用冷媒回路２２０内を冷媒が循環することで、空調用熱交換器８７において車内を暖房除湿することができる。また、暖房モードでは、主冷媒回路２２１から協調熱交換器５０に向かって冷媒が流れ、かつ、主冷却回路３１から協調熱交換器５０に向かって流体が流れることで、協調熱交換器５０において、第２空調側分岐配管２２２を流れる冷媒と電装品側分岐配管３２を流れる流体との間で、すなわち、第１熱交換器８５で凝縮した液冷媒と電装品４１から吸熱した流体との間で熱交換を行わせることができる。この結果、電装品冷却回路３０内を流れる流体が冷却されるため、放熱器４５において流体が冷却されなくても電装品４１を冷却することができる。
【０１２６】
また、暖房モードでは、協調熱交換器５０において、冷却器４２において電装品４１からの排熱を吸入した流体と、空調用冷媒回路２２０を流れる冷媒との間で熱交換が行われているため、車内暖房に電装品４１の排熱を利用することができる。この結果、空調用冷媒回路２２０における暖房時の効率を向上させることができる。
【０１２７】
なお、本実施形態では、暖房モード実行時には、冷却器用制御弁４４の弁開度は全閉となるように調整されているが、これに限定されず、例えば、冷却器４２の出口側の流体温度が所定値以上である場合には、放熱器４５にも流体が流れるように冷却器用制御弁４４の弁開度が調整されてもよい。
【０１２８】
（４）特徴
（４−１）
従来より、ハイブリッド車や電気自動車等の備える電装品を冷却するための電装品冷却回路が車に搭載されているものがある。そして、従来の電装品冷却回路では、電装品から受熱した流体の放熱が、放熱器のみによって行われる場合がる。
【０１２９】
そこで、本実施形態では、空調用冷媒回路２２０を循環する冷媒と、電装品冷却回路３０を循環する流体と、の間で熱交換を行うことが可能な協調熱交換器５０が設けられている。また、調整弁４３，８９の弁開度が調整されることで、協調熱交換器５０における熱交換の有無だけでなく、協調熱交換器５０における熱交換量（熱の移動量）が変更されている。このため、従来の放熱器が負担していた熱交換量の一部を、協調熱交換器５０に負担させることができる。
【０１３０】
これによって、協調熱交換器５０において流体の冷却が行われることで、放熱器４５の小型化を実現することができている。
【０１３１】
（４−２）
本実施形態では、高負荷冷房モード実行時では、第２空調側分岐配管２２２には、外気用熱交換器８２で凝縮され空調用制御弁８３で減圧された冷媒が流れる。また、暖房モード実行時では、第２空調側分岐配管２２２には、第１熱交換器８５で凝縮された冷媒が流れる。そして、第２空調側分岐配管２２２を流れる冷媒は、協調熱交換器５０において、電装品側分岐配管３２を流れる流体と、熱交換を行う。このため、車内の冷房時及び暖房時のいずれの場合であっても、協調熱交換器５０において、低温の冷媒と、電装品４１から受熱した流体と、の間で熱交換を行わせることができる。この結果、協調熱交換器５０において熱交換が行われることで、電装品冷却回路３０内を流れる流体を冷却することができる。
【０１３２】
これによって、従来の放熱器と比較して、放熱器４５の小型化を実現することができるため、電装品４１の冷却能力を維持しつつ、放熱器４５を必要最小限のサイズにすることができる。
【０１３３】
また、従来よりも放熱器４５が小型化することで空くスペース分、外気用熱交換器８２のサイズを大きくすることで、外気用熱交換器８２における熱交換効率を向上させることができるため、自動車用温調システム全体の効率を向上させることができる。
【０１３４】
（４−３）
本実施形態では、調整弁８９の弁開度が調整されることで、協調熱交換器５０に向かって流れる冷媒の流量が調整される。また、調整弁４３の弁開度が調整されることで、協調熱交換器５０に向かって流れる流体の流量が調整される。このため、この自動車用温調システムでは、調整弁４３，８９の弁開度を調整することで、協調熱交換器５０における熱交換量を調整することができている。
【０１３５】
また、協調熱交換器５０において第２空調側分岐配管２２２を流れる冷媒に回収される冷熱量が調整されることで、電装品冷却回路３０内を流れる流体の温度を、外気温度によらず、所定の温度範囲内に制御することができる。
【０１３６】
（４−４）
本実施形態では、空調用熱交換器８７が、第１熱交換器８５と、膨張機構である制御弁８７ａを介して第１熱交換器８５に接続される第２熱交換器８６と、を有している。また、制御弁８７ａの弁開度が調整されることで、第２熱交換器８６を蒸発器として機能させることができる。このため、この自動車用温調システムでは、第１熱交換器８５が凝縮器として機能する場合、すなわち、車内の暖房時に、第２熱交換器８６を蒸発器として機能させて、車内を除湿することができる。
【０１３７】
これによって、車内の暖房時に車窓が曇るおそれを低減することができている。
【０１３８】
（４−５）
電気自動車では、ガソリン車のようにエンジンの排熱を車内暖房に利用することができないため、車内暖房時の熱源としてヒータ等が利用されることが多い。
【０１３９】
本実施形態では、車内暖房時には、空調用冷媒回路２２０側は、協調熱交換器５０において電装品側分岐配管３２を流れる流体から電装品４１の排熱を回収することができる。これにより、暖房能力や効率を向上させることができるため、ヒータ８８のサイズを小さくすることができる。
【０１４０】
（５）変形例
（５−１）変形例２Ａ
上記実施形態では、電装品冷却回路３０では、電装品４１の冷却のみが行われている。
【０１４１】
これに加えて、電装品冷却回路において、走行等の電力源であるバッテリの冷却が行われてもよい。例えば、電装品冷却回路が、バッテリを冷却するためのバッテリ用熱交換器を備えていてもよい。電装品冷却回路に、冷却器だけでなくバッテリ用熱交換器が設けられていることで、電装品の冷却に加えてバッテリの冷却を行うことができる。
【０１４２】
また、第１実施形態の変形例１Ａのように、電装品冷却回路において、バッテリ用熱交換器を迂回するようにバイパス配管が設けられており、バイパス配管に流体の流量調整が可能な弁が設けられている場合には、バッテリ用熱交換器に流れる流体の流量を調整することができるため、バッテリの冷却温度を所定の温度に設定しやすくすることができる。この結果、バッテリの使用可能な温度範囲にバッテリを温調することができる。
【０１４３】
＜第３実施形態＞
以下に、本発明の第３実施形態に係る自動車用温調システムについて説明する。なお、第３実施形態では、第１実施形態と同様の構成の機器については、第１実施形態と同様の符号を付している。
【０１４４】
（１）全体構成
自動車用温調システムは、ハイブリッド車や電気自動車等のバッテリが走行用の電力源である車に用いられる温調システムであって、温調装置３１１と、制御装置とを備えている。温調装置３１１は、車内の空調を行うための空調用冷媒回路３２０と、バッテリ以外の電装品４１の冷却を行うための電装品冷却回路３０と、空調用冷媒回路３２０を流れる冷媒と電装品冷却回路３０を流れる流体との間で熱交換を行わせる協調熱交換器５０と、を備えている。制御装置は、温調装置３１１の備える各種機器を制御するための装置である。この自動車用温調システムでは、制御装置が温調装置３１１の備える各種機器を制御することで、車内の空調（冷房及び暖房等）、及び、電装品４１の冷却が行われる。
【０１４５】
（２）詳細構成
（２−１）温調装置の構成
温調装置３１１の備える空調用冷媒回路３２０は、図５に示すように、主に、第１圧縮機３８０ａと、第２圧縮機３８０ｂと、四路切替弁８１と、外気用熱交換器８２と、空調用熱交換器８７と、を含む蒸気圧縮式の冷媒回路である。また、空調用冷媒回路３２０は、主冷媒回路３２１と、主冷媒回路３２１から分岐しており、第２熱交換器８６及び協調熱交換器５０が接続されている空調側分岐配管３２２と、を有する。
【０１４６】
また、温調装置３１１の備える電装品冷却回路３０は、図５に示すように、主に、ポンプ４０と、冷却器４２と、放熱器４５と、を含む冷却回路である。また、電装品冷却回路３０は、主冷却回路３１と、主冷却回路３１から分岐しており、協調熱交換器５０が接続されている電装品側分岐配管３２と、を有する。
【０１４７】
温調装置３１１の備える協調熱交換器５０は、図５に示すように、空調側分岐配管３２２及び電装品側分岐配管３２と接続されており、空調用冷媒回路３２０を循環する冷媒と電装品冷却回路３０を循環する流体との間で熱交換を行わせる。なお、本実施形態では、電装品冷却回路３０には、流体として水が循環しているものとする。
【０１４８】
（２−１−１）空調用冷媒回路の構成
主冷媒回路３２１には、図５に示すように、第１圧縮機３８０ａと、外気と熱交換を行う外気用熱交換器８２と、空調用制御弁８３と、車内を空調するための空調用熱交換器８７の第１熱交換器８５と、が順に接続されている。なお、空調用制御弁８３、外気用熱交換器８２の構成は、それぞれ、第１実施形態の構成と同様であるため説明を省略する。
【０１４９】
第１圧縮機３８０ａは、回転数が可変なインバータ式の圧縮機であって、吸入したガス冷媒を圧縮するためのものである。また、第１圧縮機３８０ａの吐出部から吐出された冷媒は、後述する第２圧縮機３８０ｂから吐出された冷媒と合流点を介して合流して、四路切替弁８１に至るように構成されている。
【０１５０】
空調用熱交換器８７の第１熱交換器８５は、第１実施形態の第１熱交換器８５と同様に、車内の空気を熱源として冷媒と熱交換を行うためのものであり、内ファン８４が第１熱交換器８５に接触する空気流れを生成することで、車内の空気と第１熱交換器８５を流れる冷媒とを熱交換させることができる。一方で、第１熱交換器８５は、図５に示すように、空調用制御弁８３と冷媒配管３２３ａで接続されている。
【０１５１】
空調側分岐配管３２２は、一端が冷媒配管３２３ａに接続されており、他端が第２圧縮機３８０ｂの吸入側に接続されている。なお、第２圧縮機３８０ｂは、第１圧縮機３８０ａと同様に、回転数が可変なインバータ式の圧縮機であって、吸入したガス冷媒を圧縮するためのものである。また、空調側分岐配管３２２には、制御弁８７ａ、空調用熱交換器８７の第２熱交換器８６、協調熱交換器５０の順に接続されている。
【０１５２】
第２熱交換器８６は、第１実施形態の第２熱交換器８６と同様に、車内の空気を熱源として冷媒と熱交換を行うためのものであり、内ファン８４が第２熱交換器８６に接触する空気流れを生成することで、車内の空気と第２熱交換器８６を流れる冷媒とを熱交換させることができる。制御弁８７ａは、第２熱交換器８６及び協調熱交換器５０に流れる冷媒圧力の調整や冷媒流量の調整等を行うための電動膨張弁であって、その弁開度が調整されることで、第２熱交換器８６を凝縮器或いは蒸発器として機能させることができる。
【０１５３】
なお、空調側分岐配管３２２は、一端が冷媒配管３２３ａに接続されており、他端が第２圧縮機３８０ｂの吸入側に接続されているため、空調側分岐配管３２２には、車内の暖房時及び冷房時のいずれの場合であっても、同一方向に冷媒が流れることになる。
【０１５４】
また、本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、車内の暖房時の暖房能力が不足している場合に、車内の空気を加熱するための熱源としてヒータ８８が配設されている。
【０１５５】
（２−１−２）電装品冷却回路の構成
電装品冷却回路３０は、上述のように、主冷却回路３１と、電装品側分岐配管３２と、を有する。なお、本実施形態における電装品冷却回路３０の構成は、第１実施形態で説明した構成と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１５６】
（２−２）制御装置の構成
制御装置は、温調装置３１１の有する各種機器と接続されており、車内の空調及び電装品４１の冷却等を行うために各種機器の動作制御を行う。より詳しくは、制御装置は、空調用制御弁８３及び制御弁８７ａの弁開度や内ファン８４の回転数を調整する制御を行うことで空調用熱交換器８７における熱交換量を制御したり、冷却器用制御弁４４の弁開度を調整する制御を行うことで放熱器４５における熱交換量を制御したり、制御弁８７ａや調整弁４３の弁開度を調整する制御を行うことで、協調熱交換器５０における熱交換量を制御したりする。なお、制御装置は、第１圧縮機３８０ａ及び第２圧縮機３８０ｂの駆動を個別に制御することができる。
【０１５７】
また、制御装置は、車内空調として冷房が行われる通常冷房モード及び高負荷冷房モードと、車内空調として暖房が行われる暖房モードと、を実行する実行部を有している。なお、実行部によって実行される各モードは、上記第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１５８】
（３）各モード実行時における各種機器の制御動作
次に、実行部による各モード実行時における各種機器の制御動作について説明する。
【０１５９】
（３−１）通常冷房モード
通常冷房モードでは、四路切替弁８１が第１状態に切り替えられ、制御弁８７ａの弁開度が全閉となるように調整される。そして、第１圧縮機３８０ａの回転数及び空調用制御弁８３の弁開度は、車内の冷房能力又は除湿能力に応じて調整される。また、冷却器用制御弁４４の弁開度は全開となるように調整され、ポンプ４０の出力は、冷却器４２における冷却能力に応じて調整される。さらに、調整弁４３の弁開度は、全閉となるように調整される。なお、通常冷房モードでは、第２圧縮機３８０ｂは駆動されない。
【０１６０】
空調用冷媒回路３２０では、第１圧縮機３８０ａから吐出された高圧ガス冷媒は、外気用熱交換器８２で外気と熱交換して、冷却され凝縮する。外気用熱交換器８２から流出した高圧液冷媒は、空調用制御弁８３で減圧された後に、第１熱交換器８５に至る。第１熱交換器８５に流入した液冷媒は、内ファン８４により送風される車内空気と熱交換を行い、液冷媒が蒸発するとともに空気を冷却し、車内の冷房を行う。蒸発したガス冷媒は、四路切替弁８１を介して第１圧縮機３８０ａに吸入される。
【０１６１】
また、電装品冷却回路３０では、ポンプ４０から流出した流体は、冷却器４２において電装品４１から吸熱することにより電装品４１を冷却する。そして、冷却器４２から流出したすべての流体は、冷却器用制御弁４４を介して放熱器４５に流れ、放熱器４５において外気と熱交換を行うことで冷却される。その後、放熱器４５において冷却された流体は、ポンプ４０に吸入される。
【０１６２】
このように空調用冷媒回路３２０内を冷媒が循環して外気用熱交換器８２及び第１熱交換器８５において熱交換が行われることで、第１熱交換器８５において車内を冷房又は除湿することができる。また、電装品冷却回路３０内を流体が循環して冷却器４２及び放熱器４５において熱交換が行われることで、冷却器４２において電装品４１を冷却することができる。さらに、通常冷房モードでは、主冷媒回路３２１から協調熱交換器５０に向かって流れる冷媒の経路が制御弁８７ａによって閉じられ、かつ、主冷却回路３１から協調熱交換器５０に向かって流れる流体の経路が調整弁４３によって閉じられる。このように、通常冷房モードでは、協調熱交換器５０において熱交換が行われないため、第２圧縮機３８０ｂを駆動させる必要がない。
【０１６３】
（３−２）高負荷冷房モード
高負荷通常冷房モードでは、四路切替弁８１が第１状態に切り替えられる。また、制御弁８７ａの弁開度は、第２圧縮機３８０ｂの吸入過熱度が所定値となるように調整される、いわゆる過熱度制御が行われる。そして、第１圧縮機３８０ａの回転数及び空調用制御弁８３の弁開度は、車内の冷房能力又は除湿能力に応じて調整される。一方、第２圧縮機３８０ｂの回転数は、第２圧縮機３８０ｂの吸入圧力に応じて制御される。また、冷却器用制御弁４４の弁開度は所定開度となるように調整され、ポンプ４０の出力は、最大出力となるように調整される。さらに、調整弁４３の弁開度は、放熱器４５における冷却能力の不足分を補うことができるだけの流体が協調熱交換器５０に流れるように調整される。具体的には、調整弁４３の弁開度は、冷却器４２の出口側の流体温度が電装品４１を正常な温度に保つために必要な所定温度に調整される。前記所定温度は、電装品４１の負荷（高負荷の場合は、温度を下げる）によって変化させる。
【０１６４】
空調用冷媒回路３２０では、第１圧縮機３８０ａから吐出された高圧ガス冷媒は、第２圧縮機３８０ｂから吐出された高圧ガス冷媒と合流した後に、四路切替弁８１を介して、外気用熱交換器８２に至る。外気用熱交換器８２に至った高圧ガス冷媒は、外気用熱交換器８２で外気と熱交換して、冷却され凝縮する。外気用熱交換器８２から流出した高圧液冷媒は、空調用制御弁８３で減圧された後に、冷媒配管３２３ａを流れて第１熱交換器８５に至り、又は、冷媒配管３２３ａの途中で空調側分岐配管３２２に流れる。
【０１６５】
第１熱交換器８５に至った冷媒は、内ファン８４により送風される車内空気と熱交換を行い、液冷媒が蒸発するとともに空気を冷却し、車内の冷房を行う。蒸発したガス冷媒は、四路切替弁８１を介して第１圧縮機３８０ａに吸入される。
【０１６６】
一方、空調側分岐配管３２２に流れた液冷媒は、制御弁８７ａを介して第２熱交換器８６に流入し、内ファン８４により送風される車内空気と熱交換を行い、蒸発するとともに空気を冷却し、車内の冷房を行う。そして、第２熱交換器８６から流出した冷媒は、協調熱交換器５０に流れ、協調熱交換器５０において電装品側分岐配管３２を流れる流体と熱交換を行った後に、第２圧縮機３８０ｂに吸入される。
【０１６７】
また、電装品冷却回路３０では、ポンプ４０から流出した流体は、冷却器４２において電装品４１から吸熱することにより電装品４１を冷却する。そして、冷却器４２から流出した流体は、配管３３ａを流れ、冷却器用制御弁４４を介して放熱器４５に至り、或いは、配管３３ａの途中で第１冷却配管３２ａに流れる。
【０１６８】
放熱器４５に至った流体は、放熱器４５において外気と熱交換を行うことで冷却された後、吸入側冷却配管３４を流れてポンプ４０に吸入される。
【０１６９】
一方、第１冷却配管３２ａに流れた流体は、調整弁４３を介して協調熱交換器５０に流入する。そして、協調熱交換器５０において空調側分岐配管３２２を流れる冷媒と熱交換を行った後に、第２冷却配管３２ｂを流れて吸入側冷却配管３４を流れる流体に合流する。
【０１７０】
このように空調用冷媒回路３２０内を冷媒が循環することで、空調用熱交換器８７において車内を冷房又は除湿することができる。また、電装品冷却回路３０内を流体が循環することで、冷却器４２において電装品４１を冷却することができる。さらに、高負荷冷房モードでは、主冷媒回路３２１から協調熱交換器５０に向かって冷媒が流れ、かつ、主冷却回路３１から協調熱交換器５０に向かって流体が流れることで、協調熱交換器５０において、空調側分岐配管３２２を流れる冷媒と電装品側分岐配管３２を流れる流体との間で、すなわち、第２熱交換器８６から流出した冷媒と電装品４１から吸熱した流体との間で熱交換を行わせることができる。この結果、電装品冷却回路３０内を流れる流体が冷却されるため、放熱器４５における冷却能力の不足分を補うことができる。
【０１７１】
（３−３）暖房モード
暖房モードでは、四路切替弁８１が第２状態に切り替えられる。また、第１圧縮機３８０ａの回転数及び空調用制御弁８３の弁開度は、車内の暖房能力に応じて調整される。一方、第２圧縮機３８０ｂの回転数は、第２圧縮機３８０ｂの吸入圧力に応じて制御される。また、制御弁８７ａの弁開度は、第２圧縮機３８０ｂの吸入過熱度が所定値となるように調整される、いわゆる過熱度制御が行われる。また、冷却器用制御弁４４の弁開度は全閉となるように調整され、ポンプ４０の出力は、冷却器４２における冷却能力に応じて調整される。また、調整弁４３の弁開度は、全開となるように調整される。
【０１７２】
空調用冷媒回路３２０では、第１圧縮機３８０ａから吐出された高圧ガス冷媒は、第２圧縮機３８０ｂから吐出された高圧ガス冷媒と合流した後に、四路切替弁８１を介して、第１熱交換器８５に至る。そして、第１熱交換器８５に至った高圧ガス冷媒は、第１熱交換器８５で内ファン８４により送風される車内空気と熱交換を行い、高圧ガス冷媒が凝縮するとともに空気を加熱し、車内の暖房を行う。また、第１熱交換器８５から流出した高圧液冷媒は、冷媒配管３２３ａを流れて空調用制御弁８３に至り、又は、空調側分岐配管３２２に流れる。
【０１７３】
空調用制御弁８３に至った液冷媒は、空調用制御弁８３で減圧された後に、外気用熱交換器８２に流入する。外気用熱交換器８２では、流入した液冷媒が、外気と熱交換を行うことで蒸発する。そして、蒸発したガス冷媒は、四路切替弁８１を介して第１圧縮機３８０ａに吸入される。
【０１７４】
一方、空調側分岐配管３２２に流れた液冷媒は、制御弁８７ａで減圧されて、第２熱交換器８６に流入する。そして、第２熱交換器８６で内ファン８４により送風される車内空気と熱交換を行うことで蒸発するとともに空気を冷却して車内の除湿を行う。その後、第２熱交換器８６から流出した冷媒は、協調熱交換器５０に流入し、協調熱交換器５０において電装品側分岐配管３２を流れる流体と熱交換を行った後に、第２圧縮機３８０ｂに吸入される。
【０１７５】
また、電装品冷却回路３０では、ポンプ４０から流出した流体は、冷却器４２において電装品４１から吸熱することにより電装品４１を冷却する。そして、冷却器４２から流出したすべての流体は、調整弁４３を介して協調熱交換器５０に流入する。そして、協調熱交換器５０において空調側分岐配管３２２を流れる冷媒と熱交換を行った後に、第２冷却配管３２ｂを流れて、ポンプ４０に吸入される。
【０１７６】
このように空調用冷媒回路３２０内を冷媒が循環することで、空調用熱交換器８７において車内を暖房除湿することができる。また、暖房モードでは、主冷媒回路３２１から協調熱交換器５０に向かって冷媒が流れ、かつ、主冷却回路３１から協調熱交換器５０に向かって流体が流れることで、協調熱交換器５０において、空調側分岐配管３２２を流れる冷媒と電装品側分岐配管３２を流れる流体との間で、すなわち、第２熱交換器８６から流出した冷媒と、電装品４１から吸熱した流体との間で熱交換を行わせることができる。この結果、電装品冷却回路３０内を流れる流体が冷却されるため、放熱器４５において流体が冷却されなくても電装品４１を冷却することができる。
【０１７７】
また、暖房モードでは、協調熱交換器５０において、冷却器４２において電装品４１からの排熱を吸入した流体と、空調用冷媒回路３２０を流れる冷媒との間で熱交換が行われているため、車内暖房に電装品４１の排熱を利用することができる。この結果、空調用冷媒回路３２０における暖房時の効率を向上させることができる。
【０１７８】
なお、本実施形態では、暖房モード実行時には、冷却器用制御弁４４の弁開度は全閉となるように調整されているが、これに限定されず、例えば、冷却器４２の出口側の流体温度が所定値以上である場合には、放熱器４５にも流体が流れるように冷却器用制御弁４４の弁開度が調整されてもよい。
【０１７９】
（４）特徴
（４−１）
従来より、ハイブリッド車や電気自動車等の備える電装品を冷却するための電装品冷却回路が車に搭載されているものがある。そして、従来の電装品冷却回路では、電装品から受熱した流体の放熱が、放熱器のみによって行われる場合がる。
【０１８０】
そこで、本実施形態では、空調用冷媒回路３２０を循環する冷媒と、電装品冷却回路３０を循環する流体と、の間で熱交換を行うことが可能な協調熱交換器５０が設けられている。また、制御弁８７ａ及び調整弁４３の弁開度が調整されることで、協調熱交換器５０における熱交換の有無だけでなく、協調熱交換器５０における熱交換量（熱の移動量）が変更されている。このため、従来の放熱器が負担していた熱交換量の一部を、協調熱交換器５０に負担させることができる。
【０１８１】
これによって、協調熱交換器５０において流体の冷却が行われることで、放熱器４５の小型化を実現することができている。
【０１８２】
（４−２）
本実施形態では、高負荷冷房モード実行時、及び、暖房モード実行時に、空調側分岐配管３２２には、第２熱交換器８６において蒸発された冷媒が流れる。そして、空調側分岐配管３２２を流れる冷媒は、協調熱交換器５０において、電装品側分岐配管３２を流れる流体と、熱交換を行う。このため、車内の冷房時及び暖房時のいずれの場合であっても、協調熱交換器５０において、低温の冷媒と、電装品４１から受熱した流体と、の間で熱交換を行わせることができる。この結果、協調熱交換器５０において熱交換が行われることで、電装品冷却回路３０内を流れる流体を冷却することができる。
【０１８３】
これによって、従来の放熱器と比較して、放熱器４５の小型化を実現することができるため、電装品４１の冷却能力を維持しつつ、放熱器４５を必要最小限のサイズにすることができる。
【０１８４】
また、従来よりも放熱器４５が小型化することで空くスペース分、外気用熱交換器８２のサイズを大きくすることで、外気用熱交換器８２における熱交換効率を向上させることができるため、自動車用温調システム全体の効率を向上させることができる。
【０１８５】
（４−３）
本実施形態では、制御弁８７ａの弁開度が調整されることで、協調熱交換器５０に向かって流れる冷媒の流量が調整される。また、調整弁４３の弁開度が調整されることで、協調熱交換器５０に向かって流れる流体の流量が調整される。このため、この自動車用温調システムでは、制御弁８７ａ及び調整弁４３の弁開度を調整することで、協調熱交換器５０における熱交換量を調整することができている。
【０１８６】
また、協調熱交換器５０において空調側分岐配管３２２を流れる冷媒に回収される冷熱量が調整されることで、電装品冷却回路３０内を流れる流体の温度を、外気温度によらず、所定の温度範囲内に制御することができる。
【０１８７】
（４−４）
本実施形態では、空調用熱交換器８７が、第１熱交換器８５と、膨張機構である制御弁８７ａを介して第１熱交換器８５に接続される第２熱交換器８６と、を有している。また、制御弁８７ａの弁開度が調整されることで、第２熱交換器８６を蒸発器として機能させることができる。このため、この自動車用温調システムでは、第１熱交換器８５が凝縮器として機能する場合、すなわち、車内の暖房時に、第２熱交換器８６を蒸発器として機能させて、車内を除湿することができる。
【０１８８】
これによって、車内の暖房時に車窓が曇るおそれを低減することができている。
【０１８９】
（４−５）
電気自動車では、ガソリン車のようにエンジンの排熱を車内暖房に利用することができないため、車内暖房時の熱源としてヒータ等が利用されることが多い。
【０１９０】
本実施形態では、車内暖房時には、空調用冷媒回路３２０側は、協調熱交換器５０において電装品側分岐配管３２を流れる流体から電装品４１の排熱を回収することができる。これにより、暖房能力や効率を向上させることができるため、ヒータ８８のサイズを小さくすることができる。
【０１９１】
（４−６）
本実施形態では、冷媒を圧縮する圧縮機として、第１圧縮機３８０ａと、第１圧縮機３８０ａと並列に設けられた第２圧縮機３８０ｂと、が含まれる。第１圧縮機３８０ａは、主冷媒回路３２１に設けられており、第１圧縮機３８０ａの吸入部は、吸入側冷媒配管によって、四路切替弁８１と接続されている。また、第２圧縮機３８０ｂの吸入部は、空調側分岐配管３２２によって冷媒配管３２３ａと接続されており、第２圧縮機３８０ｂには、第２熱交換器８６及び協調熱交換器５０で熱交換が行われた冷媒が吸入される。このため、この自動車用温調システムでは、第１圧縮機３８０ａ及び第２圧縮機３８０ｂを個別に制御することで、外気用熱交換器８２、第１熱交換器８５、第２熱交換器８６及び協調熱交換器５０に流れる冷媒の流量を細かく制御することができる。したがって、協調熱交換器５０における熱交換量が調整しやすくなっている。
【０１９２】
（５）変形例
（５−１）変形例３Ａ
上記実施形態では、電装品冷却回路３０では、電装品４１の冷却のみが行われている。
【０１９３】
これに加えて、電装品冷却回路において、走行等の電力源であるバッテリの冷却が行われてもよい。例えば、電装品冷却回路が、バッテリを冷却するためのバッテリ用熱交換器を備えていてもよい。電装品冷却回路に、冷却器だけでなくバッテリ用熱交換器が設けられていることで、電装品の冷却に加えてバッテリの冷却を行うことができる。
【０１９４】
また、第１実施形態の変形例１Ａのように、電装品冷却回路において、バッテリ用熱交換器を迂回するようにバイパス配管が設けられており、バイパス配管に流体の流量調整が可能な弁が設けられている場合には、バッテリ用熱交換器に流れる流体の流量を調整することができるため、バッテリの冷却温度を所定の温度に設定しやすくすることができる。この結果、バッテリの使用可能な温度範囲にバッテリを温調することができる。
【０１９５】
（５−２）変形例３Ｂ
上記実施形態では、空調用冷媒回路３２０において、第２熱交換器８６の下流側に協調熱交換器５０が配置されており、第２熱交換器８６で熱交換が行われた冷媒が、協調熱交換器５０に流れる構成となっている。
【０１９６】
これに代えて、図６に示す空調用冷媒回路４２０のように、第１熱交換器８５と空調用制御弁８３とを接続する冷媒配管４２３ａを流れる冷媒が、第２熱交換器８６で熱交換されることなく協調熱交換器５０に流れるような構成であってもよい。例えば、図６に示すように、空調用冷媒回路４２０が、主冷媒回路４２１から第２熱交換器８６に冷媒を流すための空調側分岐配管４２２とは別に、主冷媒回路４２１から協調熱交換器５０に冷媒を流すための空調側分岐配管４２５を有していてもよい。なお、本変形例の自動車用温調システムでは、図６に示すように、空調用冷媒回路４２０の構成として、協調熱交換器５０に冷媒を流すための空調側分岐配管４２５（以下、空調側分岐配管４２２と区別するために、第２空調側分岐配管４２５という）が設けられており、空調側分岐配管４２２ではなく、第２空調側分岐配管４２５に協調熱交換器５０が設けられていること以外は、上記実施形態と同様の構成である。また、図６では、上記実施形態と同様の構成の機器については、上記実施形態の機器と同様の符号を付している。
【０１９７】
第２空調側分岐配管４２５は、一端が冷媒配管４２３ａに接続されており、他端が第１圧縮機３８０ａの吸入側と四路切替弁８１とを接続する吸入側冷媒配管４２４に接続されている。このため、空調用冷媒回路４２０において、協調熱交換器５０には冷媒配管４２３ａを流れる冷媒が流入することになり、協調熱交換器５０において電装品側分岐配管３２を流れる流体と熱交換を行った冷媒は、吸入側冷媒配管４２４を流れる冷媒と合流して第１圧縮機３８０ａに吸入されることになる。
【０１９８】
このような空調用冷媒回路４２０を備える自動車用温調システムであっても、空調用冷媒回路４２０を循環する冷媒と電装品冷却回路３０を循環する流体との間で熱交換が協調熱交換器５０において行われることで、従来の放熱器が負担していた熱交換量の一部を、協調熱交換器５０に負担させることができる。これによって、放熱器４５の小型化を実現することができている。
【０１９９】
（５−３）変形例３Ｃ
上記実施形態では、電装品冷却回路３０には、冷却器用制御弁４４及び調整弁４３が設けられている。これに代えて、図７に示すように、電装品冷却回路５３０において、冷却器４２と放熱器４５とを接続する冷却配管３３からの電装品側分岐配管３２の分岐部分に、流体の流量調整可能な三方弁５４３が設けられていてもよい。
【０２００】
また、図７に示すように、空調用冷媒回路５２０が、主冷媒回路５２１から第２熱交換器８６に冷媒を流すための空調側分岐配管５２２とは別に、主冷媒回路５２１から協調熱交換器５０に冷媒を流すための空調側分岐配管５２５を有していてもよい。なお、本変形例の自動車用温調システムでは、図７に示すように、電装品冷却回路５３０において、第３実施形態の冷却器用制御弁４４及び調整弁４３に代えて三方弁５４３が設けられており、空調用冷媒回路５２０において協調熱交換器５０に冷媒を流すための空調側分岐配管５２５（以下、空調側分岐配管５２２と区別するために、第２空調側分岐配管５２５という）が設けられており、協調熱交換器５０が、空調側分岐配管５２２ではなく第２空調側分岐配管５２５に設けられており、かつ、第２空調側分岐配管５２５に協調熱交換器５０への冷媒の流量を調整可能な調整弁５８９が設けられていること以外は、上記実施形態と同様の構成である。また、図７では、上記実施形態と同様の構成の機器については、上記実施形態の機器と同様の符号を付している。
【０２０１】
ここで、第２空調側分岐配管５２５は、図７に示すように、一端が冷媒配管５２３ａに接続されており、他端が、空調側分岐配管５２２の一部であって、第２圧縮機３８０ｂの吸入側と第２熱交換器８６とを接続する配管５２２ａに接続されている。このため、協調熱交換器５０には冷媒配管５２３ａを流れる冷媒が流入することになり、協調熱交換器５０において電装品側分岐配管３２を流れる流体と熱交換を行った冷媒は、配管５２２ａを流れる冷媒と合流して、第２圧縮機３８０ｂに吸入されることになる。
【０２０２】
また、第２空調側分岐配管５２５には調整弁５８９が設けられているため、調整弁５８９が設けられていない場合と比較して、協調熱交換器５０における熱交換量が調整しやすくなっている。
【０２０３】
このような空調用冷媒回路５２０を備える自動車用温調システムであっても、空調用冷媒回路５２０を循環する冷媒と電装品冷却回路５３０を循環する流体との間で熱交換が協調熱交換器５０において行われることで、従来の放熱器が負担していた熱交換量の一部を、協調熱交換器５０に負担させることができる。これによって、放熱器４５の小型化を実現することができている。
【産業上の利用可能性】
【０２０４】
本発明は、放熱器の小型化を実現することができる自動車用温調システムに係る発明であり、ハイブリッド車や電気自動車への適用が有効である。
【符号の説明】
【０２０５】
１０      自動車用温調システム
２０      空調用冷媒回路
２２      空調側分岐配管（第２配管）
２３      冷媒配管（第１配管）
３０      電装品冷却回路
３２      電装品側分岐配管（第４配管）
３３      冷却配管（第３配管）
４０      ポンプ
４１      電装品
４２      冷却器
４３      調整弁（第２調整弁）
４５      放熱器
５０      協調熱交換器
６０      制御装置（調整制御装置）
８０      圧縮機
８１      四路切替弁
８２      外気用熱交換器
８５      第１熱交換器（内気用熱交換器）
８６      第２熱交換器（副内気用熱交換器）
８７ａ    制御弁（膨張機構）
８９      調整弁（第１調整弁）
３８０ａ    第１圧縮機
３８０ｂ    第２圧縮機
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２０６】
【特許文献１】特開平８−２５８５４８号公報
【図１】
0005831108.tif 000002
【図２】
0005831108.tif 000003
【図３】
0005831108.tif 000004
【図４】
0005831108.tif 000005
【図５】
0005831108.tif 000006
【図６】
0005831108.tif 000007
【図７】
0005831108.tif 000008