(57)【要約】【課題】冷凍サイクルの構成が極力複雑化することなく、暖房運転を維持しつつ、しかも、短時間で室外熱交換器の除霜を短時間で行うことができる車両用空気調和装置を提供する。【解決手段】暖房運転では、第１の三方弁３によって圧縮機２からの冷媒を室内コンデンサ６ａ側に導き、高温高圧の冷媒を室内コンデンサ６ａに流し、第１の膨張弁７ａで減圧して低温低圧の冷媒を室外熱交換器８及び水冷媒熱交換器４に流し、除霜暖房では、第１の三方弁３によって圧縮機２からの冷媒を室内コンデンサ６ａ側に導き、高温高圧の冷媒を室内コンデンサ６ａ及び室外熱交換器８に流し、第３の膨張弁１１ａで減圧して低温低圧の冷媒を水冷媒熱交換器４を流す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機（２）と、
車両駆動系の冷却水と冷媒との間で熱交換する水冷媒熱交換器（４）と、
車室外の空気と冷媒との間で熱交換する室外熱交換器（８）と、
車室内に供給する空気と冷媒との間で熱交換する室内熱交換器（６），（６ａ），（６ｂ）と、
前記圧縮機（２）からの冷媒を前記水冷媒熱交換器（４）側に導く経路と前記室内熱交換器（６），（６ａ），（６ｂ）側に導く経路とに切り換えできる第１の流路切換手段（３），（３Ａ）とを備え、
前記第１の流路切換手段（３），（３ａ）によって前記圧縮（２）からの冷媒を前記水冷媒熱交換器（４）側に導き、高温高圧の冷媒を前記水冷媒熱交換器（４）と前記室外熱交換器（８）の少なくともいずれか一方に流し、低温低圧の冷媒を前記室内熱交換器（６），（６ａ），（６ｂ）に流す冷房運転を行い、
前記第１の流路切換手段（３），（３ａ）によって前記圧縮機（２）からの冷媒を前記室内熱交換器（６），（６ａ），（６ｂ）側に導き、高温高圧の冷媒を前記室内熱交換器（６），（６ａ），（６ｂ）に流し、低温低圧の冷媒を前記室外熱交換器（８）に流す暖房運転を行い、
前記第１の流路切換手段（３），（３ａ）によって前記圧縮（２）からの冷媒を前記室内熱交換器（６），（６ａ），（６ｂ）側に導き、高温高圧の冷媒を前記室内熱交換器（６），（６ａ），（６ｂ）及び前記室外熱交換器（８）に流し、低温低圧の冷媒を前記水冷媒熱交換器（４）を流す除霜暖房運転を行うことを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用空気調和装置であって、
前記室内熱交換器（６ａ），（６ｂ）は、車室内に供給する空気と冷媒との間で熱交換して空気を加熱する室内コンデンサ（６ａ）と、車室内に供給する空気と冷媒との間で熱交換して空気を冷却するエバポレータ（６ｂ）とを有し、
前記第１の流路切換手段（３）は、前記水冷媒熱交換器（４）側に導く経路と前記室内コンデンサ（６ａ）側に導く経路とに切り換えできる構成であると共に、
前記水冷媒熱交換器（４）からの冷媒を前記室内コンデンサ（６ａ）に導く経路と前記圧縮機（２）の冷媒吸入側に導く経路とに切り換えできる第２の流路切換手段（５）と、
前記室外熱交換器（８）からの冷媒を前記水冷媒熱交換器（４）に導く経路と前記エバポレータ（６ｂ）に導く経路とに切り換えできる第３の流路切換手段（９）と、
前記室内コンデンサ（６ｂ）と前記室外熱交換器（８）の間に配置され、冷媒を減圧したり減圧しなかったりして流すことができる第１の減圧選択手段（７）と、
前記第３の流路切換手段（９）と前記エバポレータ（６ｂ）の間に配置され、前記第３の流路切換手段（９）によって前記エバポレータ（６ｂ）側に導かれた冷媒を減圧する減圧手段（１０）と、
前記第３の流路切換手段（９）と前記水冷媒熱交換器（４）の間に配置され、前記第３の流路切換手段（９）によって前記水冷媒熱交換器（４）側に導かれた冷媒を冷媒を減圧したり減圧しなかったりして流すことができる第２の減圧選択手段（１１）とを備え、
冷房運転では、圧縮機（２）からの冷媒が第１の流路切換手段（３）、前記水冷媒熱交換器（４）、前記第２の流路切換手段（５）、前記室内コンデンサ（６ａ）、前記第１の減圧選択手段（７）、前記室外熱交換器（８）、前記第３の流路切換手段（９）、前記減圧手段（１０）、前記エバポレータ（６ｂ）の順に流れて前記圧縮機（２）に戻る経路で、且つ、前記減圧手段（１０）にて冷媒が減圧されることにより、高温高圧の冷媒が前記水冷媒熱交換器（４）、前記室内コンデンサ（６ａ）及び前記室外熱交換器（８）に流され、低温低圧の冷媒が前記エバポレータ（６ｂ）に流され、
暖房運転では、圧縮機（２）からの冷媒が前記第１の流路切換手段（３）、前記室内コンデンサ（６ａ）、前記第１の減圧選択手段（７）、前記室外熱交換器（８）、前記第３の流路切換手段（９）、第２の減圧選択手段（１１）、前記水冷媒熱交換器（４）の順に流れて前記圧縮機（２）に戻る経路で、且つ、前記第１の減圧選択手段（７）にて冷媒が減圧されることにより、高温高圧の冷媒が前記室内コンデンサ（６ａ）に流され、低温低圧の冷媒が前記室外熱交換器（８）及び前記水冷媒熱交換器（４）に流され、
除霜暖房では、圧縮機（２）からの冷媒が前記第１の流路切換手段（３）、前記室内コンデンサ（６ａ）、前記第１の減圧選択手段（７）、前記室外熱交換器（８）、前記第３の流路切換手段（９）、前記水冷媒熱交換器（４）の順に流れて前記圧縮機（２）に戻る経路で、且つ、前記第２の減圧選択手段（１１）にて冷媒が減圧されることにより、高温高圧の冷媒が前記室内コンデンサ（６ａ）及び前記室外熱交換器（８）に流され、低温低圧の冷媒が前記水冷媒熱交換器（４）に流されることを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項３】
請求項２記載の車両用空気調和装置であって、
前記室内コンデンサ（６ａ）からの冷媒を前記第１の減圧選択手段（７）を経て前記室外熱交換器（８）に流す経路と前記室外熱交換器（８）をバイパスして前記第３の流路切換手段（９）に流す経路とに切り換えできる第４の流路切換手段（１３）を備えたことを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項４】
請求項３記載の車両用空気調和装置であって、
冷媒を前記室外熱交換器（８）に流さない経路による第２の暖房運転ができ、
第２の暖房運転では、圧縮機（２）からの冷媒が前記第１の流路切換手段（３）、前記室内コンデンサ（６ａ）、前記第４の流路切換手段（１３）、前記第３の流路切換手段（９）、前記第２の減圧選択手段（１１）、前記水冷媒熱交換器（４）の順に流れて前記圧縮機（２）に戻る経路で、且つ、前記第２の減圧選択手段（１１）にて冷媒が減圧されることにより、高温高圧の冷媒が前記室内コンデンサ（６ａ）に流され、低温低圧の冷媒が前記水冷媒熱交換器（４）に流されることを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項５】
請求項３記載の車両用空気調和装置であって、
冷媒を前記室外熱交換器（８）に流さない経路による第３の暖房運転ができ、
第３の暖房運転では、圧縮機（２）からの冷媒が前記第１の流路切換手段（３）、前記室内コンデンサ（６ａ）、前記第４の流路切換手段（１３）、前記第３の流路切換手段（９）、前記減圧手段（１０）、前記エバポレータ（６ｂ）の順に流れて前記圧縮機（２）に戻る経路で、且つ、前記減圧手段（１０）にて冷媒が減圧されることにより、高温高圧の冷媒が前記室内コンデンサ（６ａ）に流され、低温低圧の冷媒が前記エバポレータ（６ｂ）に流されることを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項６】
請求項２〜請求項５のいずれかに記載の車両用空気調和装置であって、
前記第１及び第３の減圧選択手段（７），（１１）は、２つの並列された経路の一方に配置された減圧手段（７ａ），（１１ａ）と、他方の経路に配置された二方弁（７ｂ），（１１ｂ）とから構成されていることを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項７】
請求項１記載の車両用空気調和装置であって、
前記室外熱交換器（８）と前記室内熱交換器（６）の間に配置され、冷媒を減圧するか減圧しないか選択できる第１の減圧選択手段（１４）と、
前記水冷媒熱交換器（４）と前記室外熱交換器（８）の間に配置され、冷媒を減圧したり減圧しなかったりして流すことができる第２の減圧選択手段（１５）とを備え、
冷房運転では、前記圧縮機（２）からの冷媒を前記第１の流路切換手段（３Ａ）、前記水冷媒熱交換器（４）、前記第２の減圧選択手段（１５）、前記室外熱交換器（８）、前記第１の減圧選択手段（１４）、前記室内熱交換器（６）の順に流れて前記圧縮機（２）の冷媒吸入側に戻る経路で、且つ、前記第１の減圧選択手段（１５）にて冷媒が減圧されることにより、高温高圧の冷媒が前記水冷媒熱交換器（４）及び前記室外熱交換器（８）に流され、低温低圧の冷媒が前記室内熱交換器（６）に流され、
暖房運転では、前記圧縮機（２）からの冷媒が第１の冷媒流路切換手段（３Ａ）、前記室内熱交換器（６）、前記第１の減圧選択手段（１４）、前記室外熱交換器（８）、前記第２の減圧選択手段（１５）、前記水冷媒熱交換器（４）の順に流れて前記圧縮機（２）に戻る経路で、且つ、前記第１の減圧選択手段（１４）にて冷媒が減圧されることにより、高温高圧の冷媒が前記室内熱交換器（６）に流され、低温低圧の冷媒が前記室外熱交換器（８）及び前記水冷媒熱交換器（４）に流され、
除霜暖房では、前記圧縮機（２）からの冷媒が第１の冷媒流路切換手段（３Ａ）、前記室内熱交換器（６）、前記第１の減圧選択手段（１４）、前記室外熱交換器（８）、前記第２の減圧選択手段（１５）、前記水冷媒熱交換器（４）の順に流れて前記圧縮機（２）に戻る経路で、且つ、前記第２の減圧選択手段（１５）にて冷媒が減圧されることにより、高温高圧の冷媒が前記室内熱交換器（６）及び前記室外熱交換器（８）に流され、低温低圧の冷媒が前記水冷媒熱交換器（４）に流されることを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項８】
請求項７記載の車両用空気調和装置であって、
前記水冷媒熱交換器（４）をバイパスするバイパス路（１６）と、
冷媒を前記水冷媒熱交換器（４）に流すか前記バイパス路（１６）に流すか選択できる第２の流路切換手段（１７）とを備え、
冷媒を前記水冷媒熱交換器（４）に流さない経路による第２の暖房運転ができ、
第２の暖房運転では、前記圧縮機（２）からの冷媒が前記第１の流路切換手段（３Ａ）、前記室内熱交換器（６）、前記第１の減圧選択手段（１４）、前記室外熱交換器（８）、前記第２の減圧選択手段（１５）、前記バイパス路（１６）の順に流れて前記圧縮機（２）に戻る経路で、且つ、前記第１の減圧選択手段（１４）にて冷媒が減圧されることにより、高温高圧の冷媒が前記室内熱交換器（６）に流され、低温低圧の冷媒が前記室外熱交換器（８）に流されることを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の車両用空気調和装置であって、
前記第１の減圧選択手段（１４）は、３つの並列された経路の内、２つの経路にそれぞれ配置され、互いに異なる方向に流れる冷媒をそれぞれ減圧する２つの第１の減圧手段（１４ａ），（１４ｂ）と、他の経路に配置された第１の二方弁（１４ｃ）とから構成されていることを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項１０】
請求項７又は請求項８に記載の車両用空気調和装置であって、
前記第２の減圧選択手段（１５）は、２つの並列された経路の一方に配置された第２の減圧手段（１５ａ）と、他方の経路に配置された第２の二方弁（１５ｂ）とから構成されていることを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の車両用空気調和装置であって、
前記室外熱交換器（８）が着霜しているか否かを検出する着霜検出手段を備え、
暖房運転時に前記着霜検出手段が前記室外熱交換器（８）の着霜を検出すると、除霜暖房運転に切り換え、
除霜暖房運転時に前記着霜検出手段が前記室外熱交換器（８）の着霜の解消を検出すると、暖房運転に切り換えることを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の車両用空気調和装置であって、
車両駆動源は、内燃機関などのエンジン（３１）あるいは電気エネルギーによるモータ（３３）のいずれかであることを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項１３】
請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の車両用空気調和装置であって、
各減圧選択手段（７），（１１），（１４），（１５）は、温度式自動膨張弁あるいは電子制御式膨張弁によって減圧することを特徴とする車両用空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを用いて、車室内の冷暖房を行う車両用空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば電気自動車では、駆動源からの熱を車室内の暖房にほとんど利用することができない。そのため、圧縮式冷凍サイクルを循環する冷媒を冷熱源とすると共に加熱源とする車両用空気調和装置が種々提案されている。
【０００３】
かかる車両用空気調和装置の圧縮式冷凍サイクルは、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された冷媒と車室内に供給される空気との間で熱交換する室内熱交換器と、冷媒と車室外の空気との間で熱交換する室外熱交換器とを少なくとも備える。そして、暖房時には、室内熱交換器をコンデンサとして機能させるため、室外熱交換器をエバポレータとして機能させ、外気より吸熱する。ここで、外気が例えば０℃〜８℃の低温時には、室外熱交換器に着霜（凍結）する場合があり、着霜すると熱交換性能が極端に低下する。そのため、室外熱交換器が着霜すると、冷凍サイクル内の冷媒流れを一旦逆転させて室外熱交換器に高温高圧の冷媒を流して除霜することが行われていた。
【０００４】
しかし、この方法では除霜運転時には、暖房運転を一旦停止することになるため、暖房性能の観点より望ましくない。そこで、暖房運転を停止させることなく室外熱交換器の除霜を行う方法も従来より種々提案されている。
【０００５】
第１従来例（特許文献１）としては、圧縮式冷凍サイクル内に室外熱交換器の他に水熱交換器を備えたものがある。水熱交換器は、貯湯槽の温水と冷媒との熱交換が可能に構成されている。暖房時に室外熱交換器に着霜すると、貯湯槽の温水で低圧側の冷媒を加熱して室外熱交換器の除霜を行う。この第１従来例では、冷凍サイクル内の冷媒流れを変えることなく暖房運転を維持しつつ除霜を行うことができる。
【０００６】
第２従来例（特許文献２）としては、外気の流れ方向に２分割された熱交換器、つまり、実質的に上流側の室外熱交換器と下流側の室外熱交換器と、上流側の室外熱交換器に高温高圧の冷媒を流すバイパス路を備えたものがある。暖房時に室外熱交換器に着霜すると、バイパス路を通して上流側室外熱交換器に高温高圧の冷媒を流して上流側室外熱交換器の除霜を行う。この第２従来例では、下流側の室外熱交換器で外気より吸熱するため、暖房運転を維持できる。
【０００７】
第３従来例（特許文献３）としては、２台の室外熱交換器と、これら各室外熱交換器に冷媒をそれぞれ流す冷媒流路とを備えたものがある。暖房時に一方の室外熱交換器に着霜すると、他方の室外熱交換器には低温低圧の冷媒を流して外気より吸熱するが、一方の室外熱交換器には高温高圧の冷媒を流して一方の室外熱交換器の除霜を行う。他方の室外熱交換器が着霜すると、上記冷媒流れを逆転して他方の室外熱交換器の除霜を行う。この第３従来例では、一方側と他方側のいずれかの室外熱交換器で外気より吸熱するため、暖房運転を維持できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５８−８９５８号公報
【特許文献２】特開昭６２−９１５９号公報
【特許文献３】特許第３５１１１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記第１従来例では、除霜時には、低温低圧の加熱した冷媒を利用するため、冷凍サイクルの冷媒流れを逆転させて高温高圧の冷媒を室外熱交換器に流す場合に較べて、除霜時間がかかるという問題がある。
【００１０】
前記第２従来例では、室外熱交換器を２分割構造にすると共に除霜運転用のバイパス路及びバイパス路に付随する部品（開閉弁、連結パイプ）が必要であるため、冷凍サイクルの構成が複雑化するという問題がある。室外熱交換器が複雑化する２分割構造によって、室外熱交換器の厚さが増えて搭載困難になる可能性が発生する。室外熱交換器が複雑化する２分割化によって、室外熱交換器の空気抵抗が増加し、冷却ファンの動力増加にもなる。
【００１１】
前記第３従来例では、２台の室外熱交換器と共にこれらにそれぞれ冷媒を流す経路が必要であるため、冷凍サイクルの構成が複雑化するという問題がある。２台の室外熱交換器を設置する等の構成の複雑化によって、コストや重量面から見ても問題である。
【００１２】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、冷凍サイクルの構成が極力複雑化することなく、暖房運転を維持しつつ、しかも、短時間で室外熱交換器の除霜を行うことができる車両用空気調和装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機と、車両駆動系の冷却水と冷媒との間で熱交換する水冷媒熱交換器と、車室外の空気と冷媒との間で熱交換する室外熱交換器と、車室内に供給する空気と冷媒との間で熱交換する室内熱交換器と、前記圧縮機からの冷媒を前記水冷媒熱交換器側に導く経路と前記室内熱交換器側に導く経路とに切り換えできる第１の流路切換手段とを備え、前記第１の流路切換手段によって前記圧縮からの冷媒を前記水冷媒熱交換器側に導き、高温高圧の冷媒を前記水冷媒熱交換器と前記室外熱交換器の少なくともいずれか一方に流し、低温低圧の冷媒を前記室内熱交換器に流す冷房運転を行い、前記第１の流路切換手段によって前記圧縮機からの冷媒を前記室内熱交換器側に導き、高温高圧の冷媒を前記室内熱交換器に流し、低温低圧の冷媒を前記室外熱交換器に流す暖房運転を行い、前記第１の流路切換手段によって前記圧縮からの冷媒を前記室内熱交換器側に導き、高温高圧の冷媒を前記室内熱交換器及び前記室外熱交換器に流し、低温低圧の冷媒を前記水冷媒熱交換器を流す除霜暖房運転を行うことを特徴とする車両用空気調和装置である。
【００１４】
前記室内熱交換器は、車室内に供給する空気と冷媒との間で熱交換して空気を加熱する室内コンデンサと、車室内に供給する空気と冷媒との間で熱交換して空気を冷却するエバポレータとを有し、前記第１の流路切換手段は、前記水冷媒熱交換器側に導く経路と前記室内コンデンサ側に導く経路とに切り換えできる構成であると共に、前記水冷媒熱交換器からの冷媒を前記室内コンデンサに導く経路と前記圧縮機の冷媒吸入側に導く経路とに切り換えできる第２の流路切換手段と、前記室外熱交換器からの冷媒を前記水冷媒熱交換器に導く経路と前記エバポレータに導く経路とに切り換えできる第３の流路切換手段と、前記室内コンデンサと前記室外熱交換器の間に配置され、冷媒を減圧したり減圧しなかったりして流すことができる第１の減圧選択手段と、前記第３の流路切換手段と前記エバポレータの間に配置され、前記第３の流路切換手段によって前記エバポレータ側に導かれた冷媒を減圧する減圧手段と、前記第３の流路切換手段と前記水冷媒熱交換器の間に配置され、前記第３の流路切換手段によって前記水冷媒熱交換器側に導かれた冷媒を冷媒を減圧したり減圧しなかったりして流すことができる第２の減圧選択手段とを備え、冷房運転では、圧縮機からの冷媒が第１の流路切換手段、前記水冷媒熱交換器、前記第２の流路切換手段、前記室内コンデンサ、前記第１の減圧選択手段、前記室外熱交換器、前記第３の流路切換手段、前記減圧手段、前記エバポレータの順に流れて前記圧縮機に戻る経路で、且つ、前記減圧手段にて冷媒が減圧されることにより、高温高圧の冷媒が前記水冷媒熱交換器、前記室内コンデンサ及び前記室外熱交換器に流され、低温低圧の冷媒が前記エバポレータに流され、暖房運転では、圧縮機からの冷媒が前記第１の流路切換手段、前記室内コンデンサ、前記第１の減圧選択手段、前記室外熱交換器、前記第３の流路切換手段、第２の減圧選択手段、前記水冷媒熱交換器の順に流れて前記圧縮機に戻る経路で、且つ、前記第１の減圧選択手段にて冷媒が減圧されることにより、高温高圧の冷媒が前記室内コンデンサに流され、低温低圧の冷媒が前記室外熱交換器及び前記水冷媒熱交換器に流され、除霜暖房では、圧縮機からの冷媒が前記第１の流路切換手段、前記室内コンデンサ、前記第１の減圧選択手段、前記室外熱交換器、前記第３の流路切換手段、前記水冷媒熱交換器の順に流れて前記圧縮機に戻る経路で、且つ、前記第２の減圧選択手段にて冷媒が減圧されることにより、高温高圧の冷媒が前記室内コンデンサ及び前記室外熱交換器に流され、低温低圧の冷媒が前記水冷媒熱交換器に流されるものを含む。
【００１５】
前記室内コンデンサからの冷媒を前記第１の減圧選択手段を経て前記室外熱交換器に流す経路と前記室外熱交換器をバイパスして前記第３の流路切換手段に流す経路とに切り換えできる第４の流路切換手段を備えることが好ましい。
【００１６】
冷媒を前記室外熱交換器に流さない経路による第２の暖房運転ができ、第２の暖房運転では、圧縮機からの冷媒が前記第１の流路切換手段、前記室内コンデンサ、前記第４の流路切換手段、前記第３の流路切換手段、前記第２の減圧選択手段、前記水冷媒熱交換器の順に流れて前記圧縮機に戻る経路で、且つ、前記第２の減圧選択手段にて冷媒が減圧されることにより、高温高圧の冷媒が前記室内コンデンサに流され、低温低圧の冷媒が前記水冷媒熱交換器に流される。
【００１７】
冷媒を前記室外熱交換器に流さない経路による第３の暖房運転ができ、第３の暖房運転では、圧縮機からの冷媒が前記第１の流路切換手段、前記室内コンデンサ、前記第４の流路切換手段、前記第３の流路切換手段、前記減圧手段、前記エバポレータの順に流れて前記圧縮機に戻る経路で、且つ、前記減圧手段にて冷媒が減圧されることにより、高温高圧の冷媒が前記室内コンデンサに流され、低温低圧の冷媒が前記エバポレータに流される。
【００１８】
前記第１及び第３の減圧選択手段は、２つの並列された経路の一方に配置された減圧手段と、他方の経路に配置された二方弁とから構成されているものを含む。
【００１９】
前記室外熱交換器と前記室内熱交換器の間に配置され、冷媒を減圧したり減圧しなかったりして流すことができる第１の減圧選択手段と、前記水冷媒熱交換器と前記室外熱交換器の間に配置され、冷媒を減圧したり減圧しなかったりして流すことができる第２の減圧選択手段とを備え、冷房運転では、前記圧縮機からの冷媒を前記第１の流路切換手段、前記水冷媒熱交換器、前記第１の減圧選択手段、前記室外熱交換器、前記第２の減圧選択手段、前記室内熱交換器の順に流れて前記圧縮機の冷媒吸入側に戻る経路で、且つ、前記第１の減圧選択手段にて冷媒が減圧されることにより、高温高圧の冷媒が前記水冷媒熱交換器及び前記室外熱交換器に流され、低温低圧の冷媒が前記室内熱交換器に流され、暖房運転では、前記圧縮機からの冷媒が前記第１の流路切換手段、前記室内熱交換器、前記第２の減圧選択手段、前記室外熱交換器、前記第１の減圧選択手段、前記水冷媒熱交換器の順に流れて前記圧縮機に戻る経路で、且つ、前記第２の減圧選択手段にて冷媒が減圧されることにより、高温高圧の冷媒が前記室内熱交換器に流され、低温低圧の冷媒が前記室外熱交換器及び前記水冷媒熱交換器に流され、除霜暖房では、前記圧縮機からの冷媒が前記第１の流路切換手段、前記室内熱交換器、前記第１の減圧選択手段、前記室外熱交換器、前記第２の減圧選択手段、前記水冷媒熱交換器の順に流れて前記圧縮機に戻る経路で、且つ、前記第１の減圧選択手段にて冷媒が減圧されることにより、高温高圧の冷媒が前記室内熱交換器及び前記室外熱交換器に流され、低温低圧の冷媒が前記水冷媒熱交換器に流されるものを含む。
【００２０】
前記水冷媒熱交換器をバイパスするバイパス路と、冷媒を前記水冷媒熱交換器に流すか前記バイパス路に流すか選択できる第２の流路切換手段とを備え、冷媒を前記水冷媒熱交換器に流さない経路による第２の暖房運転ができ、第２の暖房運転では、前記圧縮機からの冷媒が前記第１の流路切換手段、前記室内熱交換器、前記第１の減圧選択手段、前記室外熱交換器、前記第２の減圧選択手段、前記バイパス路の順に流れて前記圧縮機に戻る経路で、且つ、前記第１の減圧選択手段にて冷媒が減圧されることにより、高温高圧の冷媒が前記室内熱交換器に流され、低温低圧の冷媒が前記室外熱交換器に流されるものを含む。
【００２１】
前記第１の減圧選択手段は、３つの並列された経路の内、２つの経路にそれぞれ配置され、互いに異なる方向に流れる冷媒をそれぞれ減圧する２つの第１の減圧手段と、他の経路に配置された第１の二方弁とから構成されているものを含む。
【００２２】
前記第２の減圧選択手段は、２つの並列された経路の一方に配置された第２の減圧手段と、他方の経路に配置された第２の二方弁とから構成されているものを含む。
【００２３】
前記室外熱交換器が着霜しているか否かを検出する着霜検出手段を備え、暖房運転時に前記着霜検出手段が前記室外熱交換器の着霜を検出すると、除霜暖房運転に切り換え、除霜暖房運転時に前記着霜検出手段が前記室外熱交換器の着霜の解消を検出すると、暖房運転に切り換えることが好ましい。
【００２４】
車両駆動源は、内燃機関などのエンジンあるいは電気エネルギーによるモータのいずれかであるものを含む。
【００２５】
各減圧選択手段は、温度式自動膨張弁あるいは電子制御式膨張弁によって減圧するものを含む。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、暖房運転時に室外熱交換器に着霜し、除霜暖房運転に切り替えられると、着霜（凍結）しない水冷媒熱交換器によって冷媒が冷却水より吸熱し、室内熱交換器と室外熱交換器の双方に高温高圧の冷媒が流れるため、暖房運転を維持しつつ室外熱交換器の除霜が行われる。除霜暖房運転では、室外熱交換器に高温高圧の冷媒を冷媒を流すため、短時間で除霜できる。又、暖房運転と除霜暖房運転では、冷媒の減圧位置を変更するだけで基本的に冷媒流れが同じで良いため、従来例に較べて冷凍サイクルの構成が複雑化しない。以上より、冷凍サイクルの構成が極力複雑化することなく、暖房運転を維持しつつ、しかも、短時間で室外熱交換器の除霜を行うことができる。
【００２７】
また、水冷媒熱交換器は、空気よりも熱比重の大きい冷却水との間で熱交換し、空気との間で熱交換する熱交換器に較べて熱交換効率が良いため、冷房性能の向上になり、又、水冷媒熱交換器をコンパクト化でき、ひいては車両用空気調和装置のコンパクト化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、車両用空気調和装置の冷凍サイクルの構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示し、車両用空気調和装置の空調ユニットの概略図である。
【図３】本発明の第１実施形態を示し、車両駆動系の冷却回路の構成図である。
【図４】本発明の第１実施形態を示し、冷房運転時の冷媒流れを示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態を示し、暖房運転時の冷媒流れを示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態を示し、除霜暖房運転時の冷媒流れを示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態を示し、第２の暖房運転時の冷媒流れを示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態を示し、第３の暖房運転時の冷媒流れを示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態を示し、車両用空気調和装置の冷凍サイクルの構成図である。
【図１０】本発明の第２実施形態を示し、車両用空気調和装置の空調ユニットの概略図である。
【図１１】本発明の第２実施形態を示し、冷房運転時の冷媒流れを示す図である。
【図１２】本発明の第２実施形態を示し、暖房運転時の冷媒流れを示す図である。
【図１３】本発明の第２実施形態を示し、除霜暖房運転時の冷媒流れを示す図である。
【図１４】本発明の第３実施形態を示し、車両用空気調和装置の冷凍サイクルの構成図である。
【図１５】本発明の第３実施形態を示し、別の暖房運転時の冷媒流れを示す図である。
【図１６】第１変形例に係る車両駆動系の冷却回路の構成図である。
【図１７】第２変形例に係る車両駆動系の冷却回路の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
（第１実施形態）
図１〜図８は本発明の第１実施形態を示す。車両用空気調和装置は、図１に示すような蒸気圧縮式の冷凍サイクル１Ａを備えている。図１において、冷凍サイクル１Ａは、冷媒を圧縮する圧縮機２と、第１の流路切換手段である第１の三方弁３と、水冷媒熱交換器４と、第２の流路切換手段である第１の四方弁５と、室内熱交換器の１つである室内コンデンサ６ａと、冷媒を減圧したり減圧しなかったりして流すことができる第１の減圧選択手段７と、室外熱交換器８と、第３の流路切換手段である第２の四方弁９と、減圧手段である第２の膨張弁１０と、室内熱交換器の１つであるエバポレータ６ｂと、冷媒を減圧したり減圧しなかったりして流すことができる第２の減圧選択手段１１とを備え、これらが各冷媒配管（符号を付さず）によって接続されている。
【００３１】
第１の三方弁３は、圧縮機２からの高温高圧の冷媒を水冷媒熱交換器４側に導く経路Ｌ１に流すか、室内コンデンサ６ａ側に導く経路Ｌ２に流すかを切り換える。第１の三方弁３と水冷媒熱交換器４の間の経路Ｌ１と、及び、第１の三方弁３と第１の四方弁５の間の経路Ｌ２には、冷媒の逆流を防止する逆止弁１２がそれぞれ配置されている。
【００３２】
水冷媒熱交換器４は、車両駆動系の冷却水と冷媒との間で熱交換する。車両駆動系の冷却回路については、下記に詳説する。
【００３３】
第１の四方弁５は、水冷媒熱交換器４からの冷媒を室内コンデンサ６ａ側に導く経路Ｌ３に流すか、第２の四方弁９を介して圧縮機２の冷媒吸入側に導く経路Ｌ４に流すかを切り換える。又、第１の四方弁５は、第１の三方弁３からの冷媒を室内コンデンサ６ａに流す。
【００３４】
室内コンデンサ６ａは、車室内に供給する空気と冷媒との間で熱交換し、空気を加熱する。
【００３５】
第１の減圧選択手段７は、下記する第２の三方弁１３と室外熱交換器８の間に配置されている。第１の減圧選択手段７は、２つの並列された経路の一方に配置された第１の減圧手段である第１の膨張弁７ａと、他方の経路に配置された第１の二方弁７ｂとから構成されている。第１の膨張弁７ａは、温度式自動膨張弁あるいは電子制御式膨張弁である。
【００３６】
室外熱交換器８は、車室外の空気と冷媒との間で熱交換する。室外熱交換器８には、着霜（外気に含まれる水分により凍結状態となること）しているか否かを検出する着霜検出手段（図示せず）が付設されている。
【００３７】
制御部（図示せず）は、着霜検出手段が暖房運転時に室外熱交換器８の着霜を検出すると除霜暖房運転に切り換え、除霜暖房運転時に室外熱交換器８の着霜が解消したことを検出すると、暖房運転に切り換える。
【００３８】
第２の四方弁９は、室外熱交換器８（又は室内コンデンサ６ａ）からの冷媒を第２の膨張弁１０及びエバポレータ６ｂ側に導く経路Ｌ５に流すか、水冷媒熱交換器４側に導く経路Ｌ６に流すかを切り換える。又、第２の四方弁９は、水冷媒熱交換器４から第１の四方弁５を介して導かれる冷媒を圧縮機２の冷媒吸入側に通じる経路Ｌ７に導く。第２の四方弁９と第２の減圧選択手段１１の間の経路Ｌ６、及び、第２の四方弁９の圧縮機２の冷媒吸入側に通じる経路Ｌ７には、逆止弁１２がそれぞれ配置されている。
【００３９】
第２の膨張弁１０は、温度式自動膨張弁あるいは電子制御式膨張弁である。
【００４０】
エバポレータ６ｂは、車室内に供給する空気と冷媒との間で熱交換し、空気を冷却する。エバポレータ６ｂと室内コンデンサ６ａは、空調ユニット２０内に配置されている。空調ユニット２０の構成は、下記に詳説する。
【００４１】
第２の減圧選択手段１１は、第２の四方弁９と水冷媒熱交換器４の間に配置されている。第２の減圧選択手段１１は、２つの並列された経路の一方に配置された第２の減圧手段である第３の膨張弁１１ａと、他方の経路に配置された第２の二方弁１１ｂとから構成されている。第３の膨張弁１１ａは、温度式自動膨張弁あるいは電子制御式膨張弁である。
【００４２】
また、冷凍サイクル１Ａは、第４の流路切換手段である第２の三方弁１３を備えている。第２の三方弁１３は、室内コンデンサ６ａからの冷媒を第１の減圧選択手段７を経て室外熱交換器８に導く経路Ｌ８に流すか、室外熱交換器８をバイパスして第２の四方弁９に導く経路Ｌ９に流すかを切り換える。
【００４３】
次に、空調ユニット２０の構成を簡単に説明する。図２に示すように、空調ユニット２０は、空調ケース２１を有する。空調ケース２１の最上流には、外気吸込口２２と内気吸込口２３が設けられている。外気吸込口２２と内気吸込口２３は、外気ドア２４と内気ドア２５によってそれぞれ開閉される。空調ケース２１内には、上流側から順に送風機２６、エバポレータ６ｂ、室内コンデンサ６ａが配置されている。エバポレータ６ｂと室内コンデンサ６ａの間には、エアミックスドア２７が配置されている。エアミックスドア２７は、室内コンデンサ６ａに供給する空気量とバイパスする空気量の割合を調整する。空調ケース２１の最下流側は、デフロスタ吹出口、ベンチレータ吹出口、フット吹出口に接続されている。デフロスタ吹出口、ベンチレータ吹出口、フット吹出口は、デフロスタ用ドア２８、ベンチレータ用ドア２９、フット用ドア３０によってそれぞれ開閉される。
【００４４】
次に、車両駆動系の冷却回路を説明する。図３に示すように、車両駆動系は、パラレル式のハイブリッド車のものである。エンジン３１と変速機３２の間にモータ３３が介在されている。モータ３３は、エンジン駆動力の補助と、減速時のエネルギー回生を行う。エンジン３１は、第１の水経路３４で冷却される。第１の水経路３４は、第１のポンプ３５の力でラジエータ３６とエンジン３１間を冷却水が循環するよう構成されている。この冷却循環系は、約８２℃で制御される。モータ３３、インバータ３７、駆動用電池３８は、第２の水経路３９で冷却される。第２の水経路３９は、第２のポンプ４０でサブラジエータ４１、モータ３３、インバータ３７、駆動用電池３８間を冷却水が循環するもので、この冷却系に上記した水冷媒熱交換器４が介在されている。この冷却循環系は、３０〜５５℃で制御される。
【００４５】
水冷媒熱交換器４内に高温高圧の冷媒が流れる場合には、冷媒温度が６０〜９０℃であるため冷媒が冷却水に放熱する。水冷媒熱交換器４内に低温低圧の冷媒が流れる場合には、冷媒温度が−５〜５℃であるため冷媒が冷却水から吸熱する（熱を汲み上げる）。
【００４６】
次に、車両用空気調和装置の空調動作を説明する。冷房運転時には、図４に示すように、第１の三方弁３は水冷媒熱交換器４側に、第１の四方弁５は室内コンデンサ６ａ側に、第２の三方弁１３は室外熱交換器８側に、第１の二方弁７ｂは開位置に、第２の四方弁９はエバポレータ６ｂ側に切り換え位置が設定される。つまり、冷房運転では、圧縮機２からの冷媒は、第１の三方弁３、水冷媒熱交換器４、第１の四方弁５、室内コンデンサ６ａ、第２の三方弁１３、第１の二方弁７ｂ、室外熱交換器８、第２の四方弁９、第２の膨張弁１０、エバポレータ６ｂの順に流れて圧縮機２に戻る経路で循環され、且つ、第２の膨張弁１０にて冷媒が減圧される。これにより、高温高圧の冷媒は水冷媒熱交換器４、室内コンデンサ６ａ及び室外熱交換器８に流され、これら熱交換器がコンデンサとして機能して冷媒の熱が放熱される。水冷媒熱交換器４では、冷媒がガス域から略二相域まで冷却され、室外熱交換器８では、冷媒が液域まで冷却される。低温低圧の冷媒は、エバポレータ６ｂに流され、冷媒が空調ケース２１内の空気より吸熱して空気が除湿・冷却される。空調ケース２１内を通る空気は、エバポレータ６ｂによって冷却された冷風と室内コンデンサ６ａによって加熱された暖風との割合がエアミックスドア２７によって調整され、所望温度の冷風が車室内に吹き出される。エアミックスドア２７によって室内コンデンサ６ａに空気を流さないようにすれば、最大の冷房能力が得られる。
【００４７】
第１の暖房運転時には、図５に示すように、第１の三方弁３は室内コンデンサ６ａ側に、第１の四方弁５は圧縮機の冷媒吸入側に、第２の三方弁１３は室外熱交換器８側に、第１の二方弁７ｂは閉位置に、第２の四方弁９は水冷媒熱交換器４側に、第２の二方弁１１ｂは開位置に切り換え位置が設定される。つまり、暖房運転では、圧縮機２からの冷媒は第１の三方弁３、第１の四方弁５、室内コンデンサ６ａ、第２の三方弁１３、第１の膨張弁７ａ、室外熱交換器８、第２の四方弁９、第２の二方弁１１ｂ、水冷媒熱交換器４、第１の四方弁５、第２の四方弁９の順に流れて圧縮機２に戻る経路で循環され、且つ、第１の膨張弁７ａにて冷媒が減圧される。これにより、高温高圧の冷媒は室内コンデンサ６ａに流され、室内コンデンサ６ａでのみ冷媒が空気に放熱する。低温低圧の冷媒は、室外熱交換器８及び水冷媒熱交換器４に流され、これら熱交換器がエバポレータとして機能する。空調ケース２１内を通る空気は、室内コンデンサ６ａで加熱され、暖風が車室内に吹き出される。エアミックスドア２７によって室内コンデンサ６ａに空気を全て流すようにすれば、最大の暖房能力が得られる。
【００４８】
第１の暖房運転時において、着霜検出手段（図示せず）が室外熱交換器８の着霜を検出すると、除霜暖房運転に切り換えられる。
【００４９】
除霜暖房運転時には、図６に示すように、第１の三方弁３は室内コンデンサ６ａ側に、第１の四方弁５は圧縮機２の冷媒吸入側に、第２の三方弁１３は室外熱交換器８側に、第１の二方弁７ｂは開位置に、第２の四方弁９は水冷媒熱交換器４側に、第２の二方弁１１ｂは開位置に切り換え位置が設定される。冷媒の減圧位置が第１の膨張弁７ａから第３の膨張弁１１ａに変更される。つまり、除霜暖房運転では、圧縮機２からの冷媒は第１の三方弁３、第１の四方弁５、室内コンデンサ６ａ、第２の三方弁１３、第１の二方弁７ｂ、室外熱交換器８、第２の四方弁９、第３の膨張弁１１ａ、水冷媒熱交換器４、、第１の四方弁５、第２の四方弁９の順に流れて圧縮機２に戻る経路で循環され、且つ、第３の膨張弁１１ａにて冷媒が減圧される。これにより、高温高圧の冷媒は室内コンデンサ６ａと共に室外熱交換器８にも流される。低温低圧の冷媒は、水冷媒熱交換器４に流され、水冷媒熱交換器４がエバポレータとして機能する。空調ケース２１内を通る空気は、室内コンデンサ６ａで加熱され、暖風が車室内に吹き出される。又、室外熱交換器８内には高温高圧の冷媒が流れるため、冷媒の熱によって着霜が解ける。
【００５０】
除霜暖房運転時において、着霜検出手段（図示せず）が室外熱交換器８の着霜が解消されたことを検出すると、再び第１の暖房運転に切り換えられる。
【００５１】
上記暖房運転では、室外熱交換器８を使用したが、室外熱交換器８を使用しない第２及び第３の暖房運転も可能である。
【００５２】
第２の暖房運転時には、図７に示すように、第１の三方弁３は室内コンデンサ６ａ側に、第１の四方弁５は圧縮機２の冷媒吸入側に、第２の三方弁１３は室外熱交換器８をバイパスする側に、第２の四方弁９は水冷媒熱交換器４側に、第２の二方弁１１ｂは閉位置に切り換え位置が設定される。つまり、第２の暖房運転では、圧縮機２からの冷媒は第１の三方弁３、第１の四方弁５，室内コンデンサ６ａ、第２の三方弁１３、第２の四方弁９、第３の膨張弁１１ａ、水冷媒熱交換器４、第１の四方弁５、第２の四方弁９の順に流れて圧縮機２に戻る経路で循環され、且つ、第３の膨張弁１１ａにて冷媒が減圧される。これにより、高温高圧の冷媒は室内コンデンサ６ａに流され、室内コンデンサ６ａでのみ冷媒が空気に放熱する。低温低圧の冷媒は水冷媒熱交換器４に流され、水冷媒熱交換器４がエバポレータとして機能する。空調ケース２１内を通る空気は、室内コンデンサ６ａで加熱され、暖風が車室内に吹き出される。室外熱交換器８に冷媒が流れないため、暖房運転時における着霜を防止できる。
【００５３】
第２の暖房運転は、高速道路や登坂走行のように駆動源の負荷が大きくて冷却水の排熱量が大きい場合に有効な暖房運転である
第３の暖房運転時には、図８に示すように、第１の三方弁３は室内コンデンサ６ａ側に、第１の四方弁５は圧縮機２の冷媒吸入側に、第２の三方弁１３は室外熱交換器８をバイパスする側に、第２の四方弁９はエバポレータ６ｂ側に切り換え位置が設定される。つまり、第３の暖房運転では、圧縮機２からの冷媒は第１の三方弁３、第１の四方弁５、室内コンデンサ６ａ、第２の三方弁１３、第２の四方弁９、第２の膨張弁１０、エバポレータ６ｂの順に流れて圧縮機２に戻る経路で循環され、且つ、第２の膨張弁１０にて冷媒が減圧される。これにより、高温高圧の冷媒は室内コンデンサ６ａに流され、室内コンデンサ６ａでのみ冷媒が空気に放熱し、空気が加熱される。低温低圧の冷媒はエバポレータ６ｂに流され、エバポレータ６ｂで冷媒が空気より吸熱し、空気が冷却される。空調ケース２１内を通る空気は、エバポレータ６ｂによって冷却された冷風と室内コンデンサ６ａによって加熱された暖風との割合がエアミックスドア２７によって調整され、所望温度の暖風が車室内に吹き出される。空調ケース２１内を通る空気は、エバポレータ６ｂで除湿されるため、除湿された暖風が車室内に吹き出される。室外熱交換器８に冷媒が流れないため、暖房運転時における着霜を防止できる。
【００５４】
第３の暖房運転は、車室内湿度が高い場合に有効な暖房運転である。つまり、冬季などで靴に付いた雪により車室内湿度が高くなって、窓曇りが発生した場合、短時間で窓曇りを解消できる。
【００５５】
以上説明したように、第１の暖房運転時に室外熱交換器８に着霜し、除霜暖房運転に切り替えられると、着霜（凍結）しない水冷媒熱交換器４によって冷媒が冷却水から吸熱し、室内コンデンサ６ａと室外熱交換器８の双方に高温高圧の冷媒が流れるため、暖房運転を維持しつつ室外熱交換器８の除霜が行われる。除霜暖房運転では、室外熱交換器８に高温高圧の冷媒を冷媒を流すため、短時間で除霜できる。又、冷凍サイクル１Ａは、暖房運転と除霜暖房運転では、冷媒の減圧位置を変更するだけで基本的に冷媒流れが同じで良いため、従来例に較べて冷凍サイクルの構成が複雑化しない。以上より、冷凍サイクル１Ａの構成が極力複雑化することなく、暖房運転を維持しつつ、しかも、短時間で室外熱交換器８の除霜を行うことができる。
【００５６】
また、水冷媒熱交換器４は、空気よりも熱比重の大きい冷却水との間で熱交換し、空気との間で熱交換する熱交換器に較べて熱交換効率が良いため、冷房性能の向上になり、又、水冷媒熱交換器４のコンパクト化でき、ひいては車両用空気調和装置のコンパクト化が可能である。
【００５７】
室外熱交換器８が着霜しているか否かを検出する着霜検出手段（図示せず）を備え、暖房運転時に着霜検出手段が室外熱交換器８の着霜を検出すると、除霜暖房運転に切り換え、除霜暖房運転時に着霜検出手段が室外熱交換器８の着霜の解消を検出すると、暖房運転に切り換える。従って、室外熱交換器８の着霜の有無によって自動的に暖房運転・除霜暖房運転に切り換わるため、ユーザが操作する必要がない。尚、ユーザが手動で操作できるようにしても良い。
【００５８】
（第２実施形態）
図９〜図１３は本発明の第３実施形態を示す。車両用空気調和装置は、図９に示すような蒸気圧縮式の冷凍サイクル１Ｂを備えている。図９において、冷凍サイクル１Ｂは、冷媒を圧縮する圧縮機２と、第１の流路切換手段である第１の四方弁３Ａと、室内熱交換器６と、冷媒を減圧したり減圧しなかったりして流すことができる第１の減圧選択手段１４と、室外熱交換器８と、冷媒を減圧したり減圧しなかったりして流すことができる第２の減圧選択手段１５と、水冷媒熱交換器４とを備え、これらが各冷媒配管（符号を付さず）によって接続されている。
【００５９】
第１の四方弁３Ａは、圧縮機２からの高温高圧の冷媒を水冷媒熱交換器４側に導く経路Ｌ１に流すか、室内熱交換器６側に導く経路Ｌ２に流すかを切り換える。
【００６０】
室内熱交換器６は、車室内に供給する空気と冷媒との間で熱交換する。室内熱交換器６は、空調ユニット２０Ａ内に配置されている。空調ユニット２０Ａの構成は、下記に詳説する。
【００６１】
第１の減圧選択手段１４は、室内熱交換器６と室外熱交換器８の間に配置されている。第１の減圧選択手段１４は、３つの並列された経路の２つにそれぞれ配置された第１の減圧手段１４ａ、１４ｂと、他の経路に配置された第１の二方弁１４ｃとを有する。第１の減圧手段１４ａ，１４ｂが配置された経路には逆止弁１４ｄ，１４ｅがそれぞれ配置されている。これにより、第１の減圧手段１４ａ，１４ｂは、冷媒流れ方向が互いに異なる冷媒をそれぞれ減圧する。各第１の減圧手段１４ａ，１４ｂは、温度式自動膨張弁あるいは電子制御式膨張弁である。
【００６２】
室外熱交換器８は、車室外の空気と冷媒との間で熱交換する。室外熱交換器８には、着霜（外気に含まれる水分により凍結状態となること）しているか否かを検出する着霜検出手段（図示せず）が付設されている。
【００６３】
制御部（図示せず）は、着霜検出手段が暖房運転時に室外熱交換器８の着霜を検出すると除霜暖房運転に切り換え、除霜暖房運転時に室外熱交換器８の着霜の解消を検出すると、暖房運転に切り換える。
【００６４】
第２の減圧選択手段１５は、室外熱交換器８と水冷媒熱交換器４の間に配置されている。第２の減圧選択手段１５は、２つの並列された経路の一方に配置された第２の減圧手段１５ａと、他方の経路に配置された第２の二方弁１５ｂとから構成されている。第２の減圧手段１５ａは、温度式自動膨張弁あるいは電子制御式膨張弁である。
【００６５】
水冷媒熱交換器４は、車両駆動系の冷却水と冷媒との間で熱交換する。車両駆動系の冷却回路については、下記に詳説する。
【００６６】
水冷媒熱交換器４内に高温高圧の冷媒が流れる場合には、冷媒温度が６０〜９０℃であるため冷媒が冷却水に放熱する。水冷媒熱交換器４内に低温低圧の冷媒が流れる場合には、冷媒温度が−５〜５℃であるため冷媒が冷却水から吸熱する（熱を汲み上げる）。
【００６７】
次に、空調ユニット２０Ａの構成を簡単に説明する。図１０に示すように、空調ユニット２０Ａは、空調ケースを有する。空調ケース２１の最上流には、外気吸込口２２と内気吸込口２３が設けられている。外気吸込口２２と内気吸込口２３は、外気ドア２４と内気ドア２５によってそれぞれ開閉される。空調ケース２１内には、上流側から順に送風機２６、室内熱交換器６が配置されている。空調ケース２１の最下流側は、デフロスタ吹出口、ベンチレータ吹出口、フット吹出口に接続されている。デフロスタ吹出口、ベンチレータ吹出口、フット吹出口は、デフロスタ用ドア２８、ベンチレータ用ドア２９、フット用ドア３０によってそれぞれ開閉される。
【００６８】
次に、車両駆動系の冷却回路を説明する。冷却回路は、前記第１実施形態と同様である。つまり、図３に示すように、車両駆動系は、パラレル式のハイブリッド車のものである。エンジン３１と変速機３２の間にモータ３３が介在されている。モータ３３は、エンジン駆動力の補助と、減速時のエネルギー回生を行う。エンジン３１は、第１の水経路３４で冷却される。第１の水経路３４は、第１のポンプ３５の力でラジエータ３６とエンジン３１間を冷却水が循環するよう構成されている。この冷却循環系は、約８２℃で制御される。モータ３３、インバータ３７、駆動用電池３８は、第２の水経路３９で冷却される。第２の水経路３９は、第２のポンプ４０でサブラジエータ４１、モータ３３、インバータ３７、駆動用電池３８間を冷却水が循環するもので、この冷却系に上記した水冷媒熱交換器４が介在されている。この冷却循環系は、３０〜５５℃で制御される。
【００６９】
水冷媒熱交換器４内に高温高圧の冷媒が流れる場合には、冷媒温度が６０〜９０℃であるため冷媒が冷却水に放熱する。水冷媒熱交換器４内に低温低圧の冷媒が流れる場合には、冷媒温度が−５〜５℃であるため冷媒が冷却水から吸熱する（熱を汲み上げる）。
【００７０】
次に、車両用空気調和装置の空調動作を説明する。冷房運転時には、図１１に示すように、第１の四方弁３Ａは水冷媒熱交換器４側に、第２の二方弁１５ｂは開位置に、第１の二方弁１４ｃは閉位置に切り換え位置が設定される。つまり、冷房運転では、圧縮機２からの冷媒は、第１の四方弁３Ａ、水冷媒熱交換器４、第２の二方弁１５ｂ、室外熱交換器８、第１の減圧手段１４ｂ、室内熱交換器６、第１の四方弁３Ａの順に流れて圧縮機２に戻る経路で循環され、且つ、第１の減圧手段１４ｂにて冷媒が減圧される。これにより、高温高圧の冷媒は水冷媒熱交換器４及び室外熱交換器８に流され、これら熱交換器がコンデンサとして機能して冷媒の熱が放熱される。水冷媒熱交換器４では、冷媒がガス域から略二相域まで冷却され、室外熱交換器８では、冷媒が液域まで冷却される。水冷媒熱交換器４と室外熱交換器８の割合は、約１５：８５〜３０：７０の比率である。低温低圧の冷媒は、室内熱交換器６に流され、冷媒が空調ケース２１内の空気より吸熱して空気が除湿・冷却される。空調ケース２１内を通る空気は、室内熱交換器６によって冷却され、冷風が車室内に吹き出される。
【００７１】
暖房運転時には、図１２に示すように、第１の四方弁３Ａは室内熱交換器６側に、第１の二方弁１４ｃは閉位置に、第２の二方弁１５ｂは開位置に切り換え位置が設定される。つまり、暖房運転では、圧縮機２からの冷媒は第１の四方弁３Ａ、室内熱交換器６、第１の減圧手段１４ａ、室外熱交換器８、第２の二方弁１５ｂ、水冷媒熱交換器４、第１の四方弁３Ａの順に流れて圧縮機２に戻る経路で循環され、且つ、第１の減圧手段１４ａにて冷媒が減圧される。これにより、高温高圧の冷媒は室内熱交換器６に流され、冷媒が空気に放熱する。低温低圧の冷媒は、室外熱交換器８及び水冷媒熱交換器４に流され、これら熱交換器がエバポレータとして機能する。空調ケース２１内を通る空気は、室内熱交換器６で加熱され、暖風が車室内に吹き出される。
【００７２】
暖房運転時において、着霜検出手段（図示せず）が室外熱交換器８の着霜を検出すると、除霜暖房運転に切り換えられる。
【００７３】
除霜暖房運転時には、図１３に示すように、第１の四方弁３Ａは室内熱交換器６側に、第１の二方弁１４ｃは開位置に、第２の二方弁１５ｂは閉位置に切り換え位置が設定される。つまり、除霜暖房運転では、圧縮機２からの冷媒は第１の四方弁３Ａ、室内熱交換器６、第１の二方弁１４ｃ、室外熱交換器８、第２の減圧手段１５ａ、水冷媒熱交換器４、第１の四方弁３Ａの順に流れて圧縮機２に戻る経路で循環され、且つ、第２の減圧手段１５ａにて冷媒が減圧される。これにより、高温高圧の冷媒は室内熱交換器６と共に室外熱交換器８にも流される。低温低圧の冷媒は、水冷媒熱交換器４に流され、水冷媒熱交換器４がエバポレータとして機能する。空調ケース２１内を通る空気は、室内熱交換器６で加熱され、暖風が車室内に吹き出される。又、室外熱交換器８内には高温高圧の冷媒が流れるため、冷媒の熱によって着霜が解ける。水冷媒熱交換器４は、例えば、冷却水量が５Ｌ、冷却水温が１０℃であり、２分間の除霜時間とすれば、−１５℃の冷媒（飽和圧力０．６３ｂａｒ−Ｇａｕｓｅ）に最大約４．３ｋＷの熱を汲み上げることができる。
【００７４】
除霜暖房運転時において、着霜検出手段（図示せず）が室外熱交換器８の着霜が解消されたことを検出すると、再び暖房運転に切り換えられる。
【００７５】
以上説明したように、暖房運転時に室外熱交換器８に着霜し、除霜暖房運転に切り替えられると、着霜（凍結）しない水冷媒熱交換器４によって冷媒が冷却水から吸熱し、室内熱交換器６と室外熱交換器８の双方に高温高圧の冷媒が流れるため、暖房運転を維持しつつ室外熱交換器８の除霜が行われる。除霜暖房運転では、室外熱交換器８に高温高圧の冷媒を冷媒を流すため、短時間で除霜できる。又、暖房運転と除霜暖房運転では、冷媒の減圧位置を変更するだけで基本的に冷媒流れが同じで良いため、従来例に較べて冷凍サイクルの構成が複雑化しない。以上より、冷凍サイクル１Ｂの構成が極力複雑化することなく、暖房運転を維持しつつ、しかも、短時間で室外熱交換器８の除霜を行うことができる。
【００７６】
また、水冷媒熱交換器４は、空気よりも熱比重の大きい冷却水との間で熱交換し、空気との間で熱交換する熱交換器に較べて熱交換効率が良いため、冷房性能の向上になり、又、水冷媒熱交換器４のコンパクト化でき、ひいては車両用空気調和装置のコンパクト化が可能である。
【００７７】
室外熱交換器８が着霜しているか否かを検出する着霜検出手段（図示せず）を備え、暖房運転時に着霜検出手段が室外熱交換器８の着霜を検出すると、除霜暖房運転に切り換え、除霜暖房運転時に着霜検出手段が室外熱交換器８の着霜の解消を検出すると、暖房運転に切り換える。従って、室外熱交換器８の着霜の有無によって自動的に暖房運転・除霜暖房運転に切り換わるため、ユーザが操作する必要がない。尚、ユーザが手動で操作できるようにしても良い。
【００７８】
（第３実施形態）
図１４及び図１５は本発明の第３実施形態を示す。この第３実施形態の冷凍サイクル１Ｃは、図１４に示すように、前記第２実施形態と比較するに、水冷媒熱交換器４をバイパスするバイパス路１６と、冷媒を水冷媒熱交換器４に流すかバイパス路１６に流すか選択できる第２の流路切換手段１７とを備えている点が相違する。第２の流路切換手段１７は、水冷媒熱交換器４の経路に介在され、当該経路を開閉する第３の二方弁１７ａと、バイパス路１６に介在され、当該バイパス路１６を開閉する第４の二方弁１７ｂとから構成されている。
【００７９】
他の構成は、前記第２実施形態と同様であるため、図面の同一構成箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００８０】
この第３実施形態でも、前記第２実施形態と同様な冷房運転、暖房運転、除霜暖房運転ができる。又、暖房運転としては、冷媒を水冷媒熱交換器に流さない経路による第２の暖房運転ができる。
【００８１】
第２の暖房運転時には、図１５に示すように、第１の四方弁３Ａは室内熱交換器６側に、第１の二方弁１４ｃは閉位置に、第２の二方弁１５ｂは開位置に、第３の二方弁１７ａは閉位置に、第４の二方弁１７ｂは開位置に切り換え位置が設定される。つまり、第２の暖房運転では、圧縮機２からの冷媒は第１の四方弁３Ａ、室内熱交換器６、第１の減圧手段１４ａ、室外熱交換器８、第２の二方弁１５ｂ、第４の二方弁１７ｂ、第１の四方弁３Ａの順に流れて圧縮機２に戻る経路で循環され、且つ、第１の減圧手段１４ａにて冷媒が減圧される。これにより、高温高圧の冷媒は室内熱交換器６に流され、冷媒が空気に放熱する。低温低圧の冷媒は、室外熱交換器８に流され、室外熱交換器８がエバポレータとして機能する。空調ケース２１内を通る空気は、室内熱交換器６で加熱され、暖風が車室内に吹き出される。
【００８２】
この第３実施形態においても、前記第２実施形態と同様な作用・効果が得られる。
【００８３】
第３実施形態では、水冷媒熱交換器４に冷媒を流さずに吸熱しない第２の暖房運転も可能であり、次のような利点がある。
【００８４】
例えば冬季で放置下の車両に暖房を行う場合、車両駆動源のモータ３３やインバータ３７も外気温相当の温度である。この条件でモータ３３の発熱を回収すると、モータ内部の温度が上がり難い。これにより、モータ内部のロータ軸受け部のオイル粘度が高いままとなり、オイル摺動抵抗損失が大きい。このため、暖房開始から例えば数分間は、水冷媒熱交換器４での吸熱を行わない方が望ましい。そして、一般に走行開始から４０分〜７０分経過しないと着霜による室外熱交換器８の熱交換性能の低下が現れないため、暖房運転初期の数分間の水冷媒熱交換器４を使用しなくても問題とならない。以上より、暖房運転の初期においては別の暖房運転を行い、その後に、水冷媒熱交換器４に冷媒を流す暖房運転に切り換えるようにすることが好ましい。
【００８５】
（車両駆動系の第１変形例、第２変形例）
図１６には、車両駆動系の第１変形例が示されている。第１変形例の車両駆動系では、前記実施形態のもの（図３に示す）と比較して第２の水経路３９Ａの構成が相違する。第２の水経路３９Ａは、サブラジエータ４１を通る経路４２ａと共にサブラジエータ４１を回避するラジエータ回避路４２ｂを有し、この２つの経路４２ａ、４２ｂの合流点より下流に水冷媒熱交換器４が配置されている。サブラジエータ４１を通る経路４２ａとラジエータ回避路４２ｂには、二方弁４３、４４がそれぞれ配置されている。これにより、水冷媒熱交換器４には、サブラジエータ４１を通らない冷却水を導くこともできるようになっている。
【００８６】
モータ３３、インバータ３７等が低温時にサブラジエータ４１による外気への放熱を回避し、これによりモータ３３内のオイル摺動抵抗を早期に低減できる。
【００８７】
図１７には、車両駆動系の第２変形例が示されている。第２変形例の車両駆動系は、エンジン３１を持たず、モータ３３のみが駆動源である。つまり、電気自動車の車両駆動系であり、高温となる第１の水経路が存在しない。第２の水経路３９の構成は、第１変形例と同様であるため、同一構成箇所に同一符号を付して説明を省略する。
【符号の説明】
【００８８】
２  圧縮機
３，３Ａ  第１の三方弁（第１の流路切換手段）
４  水冷媒熱交換器
５  第１の四方弁（第１の流路切換手段）
６  室内熱交換器
６ａ  室内コンデンサ（室内熱交換器）
６ｂ  エバポレータ（室内熱交換器）
７  第１の減圧選択手段
７ａ  第１の膨張弁
７ｂ  第１の二方弁
８  室外熱交換器
９  第２の四方弁（第２の流路切換手段）
１０  第２の膨張弁（減圧手段）
１１  第２の減圧選択手段
１１ａ  第３の膨張弁
１１ｂ  第２の二方弁
１４  第１の減圧選択手段
１４ａ，１４ｂ  第１の減圧手段
１４ｃ  第１の二方弁
１５  第２の減圧選択手段
１５ａ  第２の減圧手段
１５ｂ  第２の二方弁
１６  バイパス路
１７  第２の流路切換手段
３１  エンジン
３３  モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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