特許 6842375 車両用空気調和装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6842375

(24)【登録日】2021年2月24日

(45)【発行日】2021年3月17日

(54)【発明の名称】車両用空気調和装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 47/02 20060101AFI20210308BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20210308BHJP

   B60H 1/22 20060101ALI20210308BHJP

【ＦＩ】

   F25B47/02 530H

   F25B1/00 321B

   B60H1/22 651A

   B60H1/22 651C

【請求項の数】7

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2017-116065(P2017-116065)

(22)【出願日】2017年6月13日

(65)【公開番号】特開2019-1244(P2019-1244A)

(43)【公開日】2019年1月10日

【審査請求日】2020年5月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001845

【氏名又は名称】サンデンホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098361

【弁理士】

【氏名又は名称】雨笠 敬

(72)【発明者】

【氏名】狩野 靖明

【審査官】 関口 勇

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０３１８３７３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００１−２４６９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２３２１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｂ ４７／０２

Ｂ６０Ｈ １／２２

Ｆ２５Ｂ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷媒を圧縮する圧縮機と、
車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、
冷媒を放熱させて前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、
冷媒を吸熱させて前記空気流通路から前記車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、
車室外に設けられて冷媒を放熱又は吸熱させるための室外熱交換器と、
制御装置を備え、
該制御装置により少なくとも、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器に流して放熱させ、該放熱器から出た冷媒を減圧した後、前記室外熱交換器に流し、該室外熱交換器にて吸熱させる暖房モードを実行する車両用空気調和装置において、
冷媒を吸熱させて車両の発熱機器を冷却するための発熱機器用熱交換器と、
前記圧縮機の吐出側から分岐し、前記圧縮機から吐出された冷媒を、前記放熱器を経ること無く前記室外熱交換器に流すためのホットガス除霜用回路を備え、
前記制御装置は、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器と前記ホットガス除霜用回路に流し、前記放熱器にて冷媒を放熱させ、放熱した当該冷媒と前記ホットガス除霜用回路に流入した冷媒を減圧すること無く前記室外熱交換器に流し、該室外熱交換器から出た冷媒を減圧した後、前記発熱機器用熱交換器に流し、該発熱機器用熱交換器にて吸熱させる暖房／除霜モードを実行することを特徴とする車両用空気調和装置。

【請求項2】

前記圧縮機の吐出側に設けられた流量制御弁を備え、
前記制御装置は、前記流量制御弁により、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器と前記ホットガス除霜用回路に分配する割合を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用空気調和装置。

【請求項3】

前記制御装置は、前記圧縮機から吐出された全ての冷媒を前記ホットガス除霜用回路に流入させ、前記室外熱交換器に流して放熱させると共に、放熱した当該冷媒を減圧した後、前記発熱機器用熱交換器と前記吸熱器に流して吸熱させる除霜モードを実行することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用空気調和装置。

【請求項4】

前記制御装置は、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器と前記ホットガス除霜用回路に流し、前記放熱器にて冷媒を放熱させ、放熱した当該冷媒と前記ホットガス除霜用回路に流入した冷媒を減圧すること無く前記室外熱交換器に流し、該室外熱交換器から出た冷媒を減圧した後、前記発熱機器用熱交換器と前記吸熱器に流し、該発熱機器用熱交換器と吸熱器にて吸熱させる除湿／除霜モードを実行することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れかに車両用空気調和装置。

【請求項5】

前記暖房モードにおいて、前記放熱器から出た冷媒の一部は分流され、減圧された後、前記発熱機器用熱交換器に流入し、該発熱機器用熱交換器にて吸熱することを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。

【請求項6】

前記制御装置は、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器にて放熱させ、減圧した後、前記吸熱器に流して吸熱させる冷房モードを実行すると共に、
該冷房モードにおいて、前記室外熱交換器から出た冷媒の一部は分流され、減圧された後、前記発熱機器用熱交換器に流入し、該発熱機器用熱交換器にて吸熱することを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。

【請求項7】

高圧側の冷媒の一部を分流し、減圧した後、前記圧縮機の圧縮途中に戻すためのインジェクション回路を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいちの何れかに記載の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、車両の車室内を空調する所謂ヒートポンプ方式の空気調和装置、特に電気自動車やハイブリッド自動車に好適な車両用空気調和装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年の環境問題の顕在化から、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド自動車（ＨＶ、ＰＨＥＶ）が普及するに至っている。このような車両では、車室内の暖房にエンジン排熱を利用することができないため、冷媒を圧縮して吐出する電動式の圧縮機と、車室内側に設けられて冷媒を放熱させる放熱器（室内凝縮器）と、車室内側に設けられて冷媒を吸熱させる吸熱器（蒸発器）と、車室外側に設けられて冷媒を放熱又は吸熱させる室外熱交換器を備え、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器において放熱させ、この放熱器において放熱した冷媒を室外熱交換器において吸熱させる暖房モードや、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器において放熱させ、吸熱器において吸熱させる冷房モード等を切り換えて実行するヒートポンプ式の車両用空気調和装置が開発されている。

【0003】

ここで、暖房モードでは室外熱交換器が蒸発器として機能するため、特に冬季等の低外気温時には空気中の水分が霜となって室外熱交換器に付着し、暖房性能を著しく悪化させると共に、最悪の場合には空調運転の停止を招く結果となる。そこで、圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒（ホットガス）を放熱器と室外熱交換器に流し、車室内を暖房しながら室外熱交換器の除霜を行うようにしていた（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−５５３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来の車両用空気調和装置では圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒を、減圧装置を介して室外熱交換器に流入させていた。そのため、室外熱交換器に流入する冷媒の温度／圧力は圧縮機から吐出された直後よりも低くなり、その分除霜に時間がかかるようになると共に、車室内の快適性も損なわれてしまうという問題があった。

【0006】

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、室外熱交換器の除霜時間の短縮を図ることができ、車室内の快適性も維持する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】

【0007】

本発明の車両用空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、冷媒を放熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、冷媒を吸熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、車室外に設けられて冷媒を放熱又は吸熱させるための室外熱交換器と、制御装置を備え、この制御装置により少なくとも、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器に流して放熱させ、この放熱器から出た冷媒を減圧した後、室外熱交換器に流し、この室外熱交換器にて吸熱させる暖房モードを実行するものであって、冷媒を吸熱させて車両の発熱機器を冷却するための発熱機器用熱交換器と、圧縮機の吐出側から分岐し、圧縮機から吐出された冷媒を、放熱器を経ること無く室外熱交換器に流すためのホットガス除霜用回路を備え、制御装置は、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器とホットガス除霜用回路に流し、放熱器にて冷媒を放熱させ、放熱した当該冷媒とホットガス除霜用回路に流入した冷媒を減圧すること無く室外熱交換器に流し、この室外熱交換器から出た冷媒を減圧した後、発熱機器用熱交換器に流し、この発熱機器用熱交換器にて吸熱させる暖房／除霜モードを実行することを特徴とする。

【0008】

請求項２の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において圧縮機の吐出側に設けられた流量制御弁を備え、制御装置は流量制御弁により、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器とホットガス除霜用回路に分配する割合を制御することを特徴とする。

【0009】

請求項３の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において制御装置は、圧縮機から吐出された全ての冷媒をホットガス除霜用回路に流入させ、室外熱交換器に流して放熱させると共に、放熱した当該冷媒を減圧した後、発熱機器用熱交換器と吸熱器に流して吸熱させる除霜モードを実行することを特徴とする。

【0010】

請求項４の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において制御装置は、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器とホットガス除霜用回路に流し、放熱器にて冷媒を放熱させ、放熱した当該冷媒とホットガス除霜用回路に流入した冷媒を減圧すること無く室外熱交換器に流し、この室外熱交換器から出た冷媒を減圧した後、発熱機器用熱交換器と吸熱器に流し、これら発熱機器用熱交換器と吸熱器にて吸熱させる除湿／除霜モードを実行することを特徴とする。

【0011】

請求項５の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において、暖房モードにおいては放熱器から出た冷媒の一部が分流され、減圧された後、発熱機器用熱交換器に流入し、この発熱機器用熱交換器にて吸熱することを特徴とする。

【0012】

請求項６の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において、制御装置は、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器にて放熱させ、減圧した後、吸熱器に流して吸熱させる冷房モードを実行すると共に、この冷房モードにおいては室外熱交換器から出た冷媒の一部が分流され、減圧された後、発熱機器用熱交換器に流入し、この発熱機器用熱交換器にて吸熱することを特徴とする。

【0013】

請求項７の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において高圧側の冷媒の一部を分流し、減圧した後、圧縮機の圧縮途中に戻すためのインジェクション回路を備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に供給する空気が流通する空気流通路と、冷媒を放熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、冷媒を吸熱させて空気流通路から車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、車室外に設けられて冷媒を放熱又は吸熱させるための室外熱交換器と、制御装置を備え、この制御装置により少なくとも、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器に流して放熱させ、この放熱器から出た冷媒を減圧した後、室外熱交換器に流し、この室外熱交換器にて吸熱させる暖房モードを実行する車両用空気調和装置において、冷媒を吸熱させて車両の発熱機器を冷却するための発熱機器用熱交換器と、圧縮機の吐出側から分岐し、圧縮機から吐出された冷媒を、放熱器を経ること無く室外熱交換器に流すためのホットガス除霜用回路を備え、制御装置が、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器とホットガス除霜用回路に流し、放熱器にて冷媒を放熱させ、放熱した当該冷媒とホットガス除霜用回路に流入した冷媒を減圧すること無く室外熱交換器に流し、この室外熱交換器から出た冷媒を減圧した後、発熱機器用熱交換器に流し、この発熱機器用熱交換器にて吸熱させる暖房／除霜モードを実行するようにしたので、圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒を放熱器に流して車室内を暖房しながら、室外熱交換器を除霜することができるようになる。

【0015】

この場合、室外熱交換器には放熱器を経た冷媒に加えて、圧縮機から吐出された高温の冷媒がホットガス除霜用回路を経て減圧されること無く、流入するので、室外熱交換器の着霜は迅速且つ効果的に融解除去されるようになる。また、室外熱交換器から出た冷媒は減圧された後、発熱機器用熱交換器に流入して発熱機器から熱を汲み上げるので、車室内の暖房と室外熱交換器の除霜に必要な熱量が確保され、車両の発熱機器は良好に冷却されることになる。これらにより、総じて室外熱交換器の除霜時間の短縮と、快適な車室内空調を実現することができるようになる。

【0016】

また、請求項２の発明の如く、圧縮機の吐出側に流量制御弁を設け、制御装置が流量制御弁により、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器とホットガス除霜用回路に分配する割合を制御するようにすれば、例えば車室内の暖房要求に応じて放熱器に流す割合とホットガス除霜用回路に流す割合を調整することで、快適な車室内空調と室外熱交換器の除霜時間短縮をより適切に両立させることが可能となる。

【0017】

また、請求項３の発明の如く制御装置が、圧縮機から吐出された全ての冷媒をホットガス除霜用回路に流入させ、室外熱交換器に流して放熱させると共に、放熱した当該冷媒を減圧した後、発熱機器用熱交換器と吸熱器に流して吸熱させる除霜モードを実行するようにすれば、搭乗者が車室内に居ない場合は除霜モードを実行することで、圧縮機から吐出された高温の冷媒をホットガス除霜用回路から全て室外熱交換器に流し、強力に室外熱交換器を除霜することができるようになる。この場合も、室外熱交換器から出た冷媒は発熱機器用熱交換器にて発熱機器から熱を汲み上げ、吸熱器にて空気流通路内の空気から熱を汲み上げるので、室外熱交換器は迅速に除霜されることになる。

【0018】

また、請求項４の発明の如く制御装置が、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器とホットガス除霜用回路に流し、放熱器にて冷媒を放熱させ、放熱した当該冷媒とホットガス除霜用回路に流入した冷媒を減圧すること無く室外熱交換器に流し、この室外熱交換器から出た冷媒を減圧した後、発熱機器用熱交換器と吸熱器に流し、これら発熱機器用熱交換器と吸熱器にて吸熱させる除湿／除霜モードを実行するようにすれば、例えば前述した暖房／除霜モード中等に車室内の除湿要求が生じた場合には、除湿／除霜モードに切り換えることで、吸熱器にて空気流通路内の空気を除湿し、車室内の快適性を担保することができるようになる。

【0019】

また、請求項５の発明の如く暖房モードにおいて、放熱器から出た冷媒の一部が分流され、減圧された後、発熱機器用熱交換器に流入し、この発熱機器用熱交換器にて吸熱するようにすれば、暖房モードにおいても発熱機器から熱を汲み上げて放熱器にて空気流通路内の空気を加熱することができるようになり、車室内の暖房性能の向上と車両の発熱機器の冷却の双方を実現することが可能となる。

【0020】

また、請求項６の発明の如く制御装置が、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器にて放熱させ、減圧した後、吸熱器に流して吸熱させる冷房モードを実行するときに、この冷房モードにおいても室外熱交換器から出た冷媒の一部を分流し、減圧した後、発熱機器用熱交換器に流入させ、この発熱機器用熱交換器にて吸熱させるようにすることで、車室内を冷房しながら車両の発熱機器の冷却も行うことができるようになる。

【0021】

そして、請求項７の発明の如く高圧側の冷媒の一部を分流し、減圧した後、圧縮機の圧縮途中に戻すためのインジェクション回路を設けることで、特に外気温が低く、圧縮機に吸い込まれる冷媒の密度が低くなる環境下において、圧縮機から吐出される冷媒の流量の増加を実現し、車室内の暖房と除霜性能の向上を図ることができるようになるものである。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明を適用した一実施形態の車両用空気調和装置の構成図である。

【図2】図１の車両用空気調和装置のコントローラの電気回路のブロック図である。

【図3】図２のコントローラによる暖房モードの冷媒の流れを説明する図である。

【図4】図３の暖房モードでのＰ−ｈ線図である。

【図5】図２のコントローラによる除湿モードの冷媒の流れを説明する図である。

【図6】図２のコントローラによる冷房モードの冷媒の流れを説明する図である。

【図7】図６の冷房モードでのＰ−ｈ線図である。

【図8】図２のコントローラによる暖房／除霜モードの冷媒の流れを説明する図である。

【図9】図８の暖房／除霜モードでのＰ−ｈ線図である。

【図10】図２のコントローラによる除湿／除霜モードの冷媒の流れを説明する図である。

【図11】図２のコントローラによる除霜モードの冷媒の流れを説明する図である。

【図12】図１１の除霜モードでのＰ−ｈ線図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明の一実施例の車両用空気調和装置１の構成図を示している。本発明を適用する実施例の車両は、エンジン（内燃機関）が搭載されていない電気自動車（ＥＶ）であって、外部電源からバッテリに充電（プラグイン）された電力で走行用の電動モータを駆動して走行するものであり、本発明の車両用空気調和装置１も、バッテリの電力で駆動されるものとする。即ち、実施例の車両用空気調和装置１は、エンジン廃熱による暖房ができない電気自動車において、冷媒回路を用いたヒートポンプ運転により暖房を行い、更に、除湿や冷房、除霜等の各運転モードを選択的に実行するものである。

【0024】

尚、車両として係る電気自動車に限らず、エンジン（内燃機関）と走行用の電動モータを併用する所謂ハイブリッド自動車や、エンジンにて走行する通常の自動車にも本発明の車両用空気調和装置１は有効である。

【0025】

実施例の車両用空気調和装置１は、電気自動車の車室内の空調（暖房、冷房、除湿、及び、換気）を行うものであり、冷媒を圧縮する電動式の圧縮機２と、車室内の空気が通気循環されるＨＶＡＣユニット１０の空気流通路３内に設けられて圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒を車室内に放熱させる放熱器４と、暖房時に冷媒を減圧膨張させる電動弁から成る第１の室外膨張弁６と、冷房時には放熱器（冷媒を放熱させる放熱器）として機能し、暖房時には蒸発器（冷媒を吸熱させる蒸発器）として機能すべく冷媒と外気との間で熱交換を行わせる室外熱交換器７と、冷媒を減圧膨張させる電動弁から成る室内膨張弁８と、空気流通路３内に設けられて冷房時及び除湿時に車室内外から冷媒に吸熱させる吸熱器９と、アキュムレータ１２等が冷媒配管１３（１３Ａ〜１３Ｑ）により接続され、冷媒回路Ｒが構成されている。尚、この冷媒回路Ｒ内には所定量の冷媒とオイルが封入されている。また、室外熱交換器７には、外気と冷媒とを熱交換させるための室外送風機１５が設けられている。

【0026】

この場合、圧縮機２の吐出側の冷媒配管１３Ａには流量制御弁１４の冷媒入口が接続されており、この流量制御弁１４の一方の冷媒出口が冷媒配管１３Ｂを介して放熱器４の冷媒入口に接続されている。放熱器４の冷媒出口に接続された冷媒配管１３Ｃは、電磁弁１６と逆止弁１７を介してインジェクション熱交換器１８の第１の流路１８Ａの冷媒入口に接続されている。この場合、逆止弁１７はインジェクション熱交換器１８側が順方向とされている。冷媒配管１３Ｃの電磁弁１６の冷媒上流側には、冷媒配管１３Ｄが分岐接続されており、この冷媒配管１３Ｄは電磁弁１９を介して室外熱交換器７の冷媒入口に接続されている。

【0027】

流量制御弁１４の他方の冷媒出口は冷媒配管１３Ｅを介して電磁弁１９の冷媒下流側の冷媒配管１３Ｄに接続されている。これら冷媒配管１３Ｅと冷媒配管１３Ｄの一部により本発明におけるホットガス除霜用回路２１が構成される。流量制御弁１４は、冷媒入口に流入した冷媒を、一方の冷媒出口と他方の冷媒出口に分配し、且つ、各冷媒出口に分配する冷媒量を、それぞれ０〜１００％の範囲で連続的に制御することができる弁である。

【0028】

インジェクション熱交換器１８の第１の流路１８Ａの冷媒出口には冷媒配管１３Ｆが接続されており、この冷媒配管１３Ｆは電磁弁２２、逆止弁２３、及び、前記第１の室外膨張弁６を介して電磁弁１９の冷媒下流側の冷媒配管１３Ｄに接続されている。この場合、逆止弁２３は第１の室外膨張弁６側が順方向とされている。

【0029】

室外熱交換器７の冷媒出口には冷媒配管１３Ｇが接続されており、この冷媒配管１３Ｇは電磁弁２４を介してアキュムレータ１２の冷媒入口に接続されている。そして、アキュムレータ１２の冷媒出口が圧縮機２の吸込側の冷媒配管１３Ｉに接続されている。冷媒配管１３Ｇの電磁弁２４の冷媒上流側には、冷媒配管１３Ｊが分岐接続されており、この冷媒配管１３Ｊは逆止弁２６を介して逆止弁１７の冷媒下流側の冷媒配管１３Ｃに接続されている。この場合、逆止弁２６は冷媒配管１３Ｃ側が順方向とされている。

【0030】

冷媒配管１３Ｆの電磁弁２２の冷媒上流側には、冷媒配管１３Ｋが分岐接続されており、この冷媒配管１３Ｋは前記室内膨張弁８を介して吸熱器９の冷媒入口に接続されている。吸熱器９の冷媒出口には冷媒配管１３Ｌが接続されており、この冷媒配管１３Ｌは逆止弁２７を介してアキュムレータ１２と電磁弁２４の間の冷媒配管１３Ｇに接続されている。

【0031】

冷媒配管１３Ｋの室内膨張弁８の冷媒上流側には、冷媒配管１３Ｍが分岐接続されており、この冷媒配管１３Ｍは電磁弁２８（手動式の弁でも良い）、第２の室外膨張弁２９を介して発熱機器用熱交換器３１の第１の流路３１Ａの冷媒入口に接続されている。この発熱機器用熱交換器３１の第１の流路３１Ａの冷媒出口には冷媒配管１３Ｎが接続されており、この冷媒配管１３Ｎは冷媒配管１３Ｌの逆止弁２７の冷媒下流側に接続されている。

【0032】

逆止弁１７とインジェクション熱交換器１８の間の冷媒配管１３Ｃには、冷媒配管１３Ｐが分岐接続されており、この冷媒配管１３Ｐは電磁弁３２、第３の室外膨張弁３３を介してインジェクション熱交換器１８の第２の流路１８Ｂの冷媒入口に接続されている。この第２の流路１８Ｂの冷媒出口には冷媒配管１３Ｑが接続されており、この冷媒配管１３Ｑは逆止弁３４を介して圧縮機２の中間圧部に接続されている。この逆止弁３４は圧縮機２側が順方向とされており、これら冷媒配管１３Ｐ、電磁弁３２、第３の室外膨張弁３３、インジェクション熱交換器１８の第２の流路１８Ｂ、冷媒配管１３Ｑ、逆止弁３４により、圧縮機２の圧縮途中に冷媒を戻すためのインジェクション回路３６が構成される。

【0033】

発熱機器用熱交換器３１の第２の流路３１Ｂは発熱機器冷却装置３７の一部を構成する。この発熱機器冷却装置３７は、発熱機器用熱交換器３１の第２の流路３１Ｂと、この第２の流路３１Ｂと発熱機器３９との間に渡る熱媒体循環回路４０と、この熱媒体循環回路４０内で熱媒体を循環させる循環ポンプ３８とから構成され、冷媒によって冷却される熱媒体を循環ポンプ３８で発熱機器３９に循環し、当該発熱機器３９を冷却する装置である。尚、この発熱機器３９としては、例えば車両に搭載された前記バッテリや走行用の電動モータ、当該電動モータの制御用インバータ等が挙げられる。また、使用する熱媒体としては水、ＨＦＯ−１２３４ｆのような冷媒、クーラント等の液体、空気等の気体が採用可能である。

【0034】

また、吸熱器９の空気上流側における空気流通路３には、外気吸込口と内気吸込口の各吸込口が形成されており（図１では吸込口４１で代表して示す）、この吸込口４１には空気流通路３内に導入する空気を車室内の空気である内気（内気循環モード）と、車室外の空気である外気（外気導入モード）とに切り換える吸込切換ダンパ４２が設けられている。更に、この吸込切換ダンパ４２の空気下流側には、導入した内気や外気を空気流通路３に送給するための室内送風機（ブロワファン）４３が設けられている。

【0035】

また、放熱器４の空気上流側における空気流通路３内には、内気や外気の放熱器４への流通度合いを調整するエアミックスダンパ４４が設けられている。更に、放熱器４の空気下流側における空気流通路３には、フット、ベント、デフの各吹出口（図１では代表して吹出口４６で示す）が形成されており、この吹出口４６には上記各吹出口からの空気の吹き出しを切換制御する吹出口切換ダンパ４７が設けられている。

【0036】

次に、図２において５２は、マイクロプロセッサを備えたマイクロコンピュータから構成された制御装置としてのコントローラ（ＥＣＵ）であり、このコントローラ５２の入力には車両の外気温度を検出する外気温度センサ５３と、外気湿度を検出する外気湿度センサ５４と、吸込口４１から空気流通路３に吸い込まれる空気の温度を検出するＨＶＡＣ吸込温度センサ５６と、車室内の空気（内気）の温度を検出する内気温度センサ５７と、車室内の空気の湿度を検出する内気湿度センサ５８と、車室内の二酸化炭素濃度を検出する室内ＣＯ₂濃度センサ５９と、吹出口４６から車室内に吹き出される空気の温度を検出する吹出温度センサ６１と、圧縮機２の吐出冷媒圧力を検出する吐出圧力センサ６２と、圧縮機２の吐出冷媒温度を検出する吐出温度センサ６３と、圧縮機２の吸込冷媒圧力を検出する吸込圧力センサ６４と、放熱器４の温度を検出する放熱器温度センサ６６と、放熱器４の冷媒圧力を検出する放熱器圧力センサ６７と、吸熱器９の温度を検出する吸熱器温度センサ６８と、吸熱器９の冷媒圧力を検出する吸熱器圧力センサ６９と、車室内への日射量を検出するための例えばフォトセンサ式の日射センサ７１と、車両の移動速度（車速）を検出するための車速センサ７２と、設定温度や運転モードの切り換えを設定するための空調操作部（エアコン操作部）７３と、室外熱交換器７の温度を検出する室外熱交換器温度センサ７４と、室外熱交換器７の冷媒圧力を検出する室外熱交換器圧力センサ７６の各出力が接続されている。

【0037】

また、コントローラ５２の入力には更に、インジェクション回路３６に流入し、インジェクション熱交換器１８の第２の流路１８Ｂを経て冷媒配管１３Ｑから圧縮機２の圧縮途中に戻るインジェクション冷媒の温度を検出するインジェクション温度センサ７７と、該インジェクション冷媒の圧力を検出するインジェクション圧力センサ７８の各出力も接続されている。

【0038】

一方、コントローラ５２の出力には、前記圧縮機２と、室外送風機１５と、室内送風機（ブロワファン）４３と、吸込切換ダンパ４２と、エアミックスダンパ４４と、吹出口切換ダンパ４７と、第１の室外膨張弁６と、第２の室外膨張弁２９と、第３の室外膨張弁３３と、室内膨張弁８と、流量制御弁１４と、各電磁弁１６、１９、２２、２４、２８、３２と、循環ポンプ３８が接続されている。そして、コントローラ５２は各センサの出力と空調操作部７２にて入力された設定に基づいてこれらを制御する。

【0039】

以上の構成で、次に実施例の車両用空気調和装置１の動作を説明する。コントローラ５２は実施例では暖房モードと、除湿モードと、冷房モードと、暖房／除霜モードと、除湿／除霜モードと、除霜モードの各運転モードを切り換えて実行する。以下、各運転モードの動作について説明する。

【0040】

（１）暖房モード
先ず、図３及び図４を用いて暖房モードの動作を説明する。コントローラ５２により、或いは、空調操作部７３へのマニュアル操作により暖房モードが選択されると、コントローラ５２は流量制御弁１４を制御して、圧縮機２から吐出された全て（１００％）の冷媒が放熱器４に流入するようにし、電磁弁１６、２２、２４、２８、３２を開き、電磁弁１９を閉じる。また、第１〜第３の室外膨張弁６、２９、３３は開いてその弁開度を制御する状態とし、室内膨張弁８は全閉とする。そして、圧縮機２、及び、各送風機１５、４３を運転し、エアミックスダンパ４４は室内送風機４３から吹き出された空気が放熱器４に通風される状態とする。また、発熱機器冷却装置３７の循環ポンプ３８を運転する。

【0041】

これにより、図３中矢印で示す如く、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は流量制御弁１４を経た後、全て放熱器４に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気が通風されるので、空気流通路３内の空気は放熱器４内の高温冷媒により加熱され、一方、放熱器４内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化する。

【0042】

放熱器４内で液化した冷媒は放熱器４を出た後、冷媒配管１３Ｃ、電磁弁１６、逆止弁１７を流れ、一部はインジェクション回路３６の冷媒配管１３Ｐに分流され、主にはインジェクション熱交換器１８の第１の流路１８Ａを経て冷媒配管１３Ｆに入る。この冷媒配管１３Ｆに入った冷媒は、電磁弁２２、逆止弁２３を順次経て、第１の室外膨張弁６に至る。第１の室外膨張弁６に流入した冷媒はそこで減圧された後、室外熱交換器７に流入する。

【0043】

室外熱交換器７に流入した冷媒は蒸発し、走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気中から熱を汲み上げる（ヒートポンプ）。そして、室外熱交換器７を出た低温の冷媒は冷媒配管１３Ｇ及び電磁弁２４を経てアキュムレータ１２に入り、そこで気液分離された後、ガス冷媒が冷媒配管１３Ｉから圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。

【0044】

また、インジェクション熱交換器１８の第１の流路１８Ａを出た冷媒の一部は分流され、冷媒配管１３Ｋ、冷媒配管１３Ｍ、電磁弁２８を順次経て、第２の室外膨張弁２９に至る。第２の室外膨張弁２９に流入した冷媒はそこで減圧された後、発熱機器用熱交換器３１の第１の流路３１Ａに流入する。発熱機器用熱交換器３１の第１の流路３１Ａに流入した冷媒は蒸発し、第２の流路３１Ｂに循環されている熱媒体から熱を汲み上げる（ヒートポンプ）。

【0045】

そして、第１の流路３１Ａを出た冷媒は冷媒配管１３Ｎ、冷媒配管１３Ｌを経てアキュムレータ１２に入り、そこで気液分離された後、ガス冷媒が冷媒配管１３Ｉから圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。発熱機器用熱交換器３１の第２の流路３１Ｂで冷媒から吸熱され、冷却された熱媒体は熱媒体循環回路４０を経て発熱機器３９に至り、この発熱機器３９と熱交換して当該発熱機器３９から熱を汲み上げ、自らは温度が上昇した後、循環ポンプ３８により発熱機器用熱交換器３１の第２の流路３１Ｂに向かい、発熱機器３９自体は冷却される。これにより、外気と発熱機器３９から汲み上げた熱が放熱器４に搬送され、この放熱器４にて加熱された空気が吹出口４６から吹き出されるので、これにより車室内の暖房が行われることになる。

【0046】

一方、インジェクション回路３６の冷媒配管１３Ｐに流入した冷媒は、電磁弁３２を経て第３の室外膨張弁３３で減圧された後、インジェクション熱交換器１８の第２の流路１８Ｂに入り、そこで第１の流路１８Ａを流れる冷媒（放熱器４から出た冷媒回路Ｒの高圧側の冷媒）と熱交換し、吸熱して蒸発する。蒸発したガス冷媒はその後、冷媒配管１３Ｑ、逆止弁３４を経て圧縮機２の圧縮途中に戻り、アキュムレータ１２から吸い込まれて圧縮されている冷媒と共に更に圧縮された後、再度圧縮機２から冷媒配管１３Ａに吐出されることになる。

【0047】

図４にこの暖房モードにおける冷媒回路ＲのＰ−ｈ線図を示す。図４においてＸ１で示す線がインジェクション回路３６で圧縮機２に戻される冷媒である。インジェクション回路３６から圧縮機２の圧縮途中に冷媒を戻すことにより、圧縮機２から吐出される冷媒量が増大するので、低外気温環境下で圧縮機２に吸い込まれる冷媒の密度が低くなっても、放熱器４における暖房能力を確保することができるようになる。

【0048】

コントローラ５２は、実施例では放熱器圧力センサ６７（又は吐出圧力センサ６２）が検出する冷媒回路Ｒの高圧側の圧力に基づいて圧縮機２の回転数を制御すると共に、目標吹出温度、放熱器温度センサ６６が検出する放熱器４の温度、放熱器圧力センサ６７が検出する放熱器４の冷媒圧力に基づいて第１及び第２の室外膨張弁６、２９の弁開度を制御し、放熱器４の出口における冷媒の過冷却度を制御する。

【0049】

（２）除湿モード
次に、図５を参照しながら除湿モードの動作について説明する。コントローラ５２により、或いは、空調操作部７３へのマニュアル操作による除湿要求があって除湿モードが選択されると、コントローラ５２は上記暖房モードの状態において室内膨張弁８を開き、弁開度を制御する状態とする。これにより、冷媒配管１３Ｋに流入した冷媒の一部は前述同様に冷媒配管１３Ｍに流れ、残りは図５中矢印で示すように室内膨張弁８に至るようになる。そして、室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機４３から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。

【0050】

吸熱器９で蒸発した冷媒は、逆止弁２７を経て発熱機器用熱交換器３１からの冷媒と合流した後、冷媒配管１３Ｌ、アキュムレータ１２、冷媒配管１３Ｉを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９にて除湿された空気は放熱器４を通過する過程で再加熱（リヒート）されるので、これにより車室内の除湿が行われることになる。

【0051】

コントローラ５２は吐出圧力センサ６２又は放熱器圧力センサ６７が検出する冷媒回路Ｒの高圧側の圧力に基づいて圧縮機２の回転数を制御すると共に、吸熱器温度センサ６８が検出する吸熱器９の温度に基づいて第１、及び、第２の室外膨張弁６、２９の弁開度を制御する。

【0052】

（３）冷房モード
先ず、図６及び図７を用いて冷房モードの動作を説明する。コントローラ５２により、或いは、空調操作部７３へのマニュアル操作により冷房モードが選択されると、コントローラ５２は流量制御弁１４を制御して、圧縮機２から吐出された全ての冷媒が放熱器４に流入するようにし、電磁弁１６、２２、２４、３２を閉じ、電磁弁１９、２８を開く。また、室内膨張弁８、及び、第２の室外膨張弁２９は開いてその弁開度を制御する状態とする（第１及び第３の室外膨張弁６、３３の弁開度は問わない）。そして、圧縮機２、及び、各送風機１５、４３を運転し、エアミックスダンパ４４は室内送風機４３から吹き出された空気が放熱器４に通風されない状態とする。また、発熱機器冷却装置３７の循環ポンプ３８を運転する。

【0053】

これにより、図６中矢印で示す如く圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は流量制御弁１４を経た後、全て放熱器４に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気が通風されないので、ここは通過するのみとなる。この放熱器４を出た冷媒は、冷媒配管１３Ｃを経て冷媒配管１３Ｄに入り、電磁弁１９を経て室外熱交換器７に流入する。室外熱交換器７に流入した冷媒は、走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気中に放熱し、凝縮して液化する。

【0054】

そして、室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ｇから冷媒配管１３Ｊに流れ、逆止弁２６を経て逆止弁１７の冷媒下流側の冷媒配管１３Ｃに流入する。冷媒配管１３Ｃに流入した冷媒はインジェクション熱交換器１８の第１の流路１８Ａを経て冷媒配管１３Ｆに入り、次に冷媒配管１３Ｋに入る。尚、電磁弁３２は閉じているので冷媒はインジェクション回路３６には分流されない。

【0055】

冷媒配管１３Ｋに流入した冷媒の一部は分流されて前述同様に冷媒配管１３Ｍに流れ、残りは室内膨張弁８に至る。そして、室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機４３から吹き出された空気は冷却される。一方、冷媒配管１３Ｍに分流された冷媒は、電磁弁２８を経て第２の室外膨張弁２９に至る。第２の室外膨張弁２９に流入した冷媒はそこで減圧された後、発熱機器用熱交換器３１の第１の流路３１Ａに流入する。発熱機器用熱交換器３１の第１の流路３１Ａに流入した冷媒は蒸発し、第２の流路３１Ｂに循環されている熱媒体を冷却して、前述同様に発熱機器３９を冷却する。

【0056】

そして、第１の流路３１Ａを出た冷媒は冷媒配管１３Ｎに流出する。また、吸熱器９で蒸発した冷媒は逆止弁２７を経て発熱機器用熱交換器３１からの冷媒と合流した後、冷媒配管１３Ｌ、アキュムレータ１２、冷媒配管１３Ｉを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９にて冷却された空気は吹出口４６から吹き出されるので、これにより車室内が冷房されることになる。

【0057】

図７にこの冷房モードにおける冷媒回路ＲのＰ−ｈ線図を示す。図７においてＸ２で示す線は吸熱器９と発熱機器３９からの吸熱分であるので、この冷房モードにおいても車両に搭載された発熱機器３９の冷却を行うことができるようになる。コントローラ５２は吸熱器温度センサ６８が検出する吸熱器９の温度に基づいて圧縮機２の回転数を制御する。

【0058】

（４）暖房／除霜モード
次に、図８及び図９を用いて暖房／除霜モードの動作を説明する。前述した暖房モードでは室外熱交換器７で冷媒が蒸発するため、外気中の水分が霜となって付着し、外気との熱交換性能が悪化する。そこで、実施例ではコントローラ５２は、暖房モード中に空調操作部７３へのマニュアル操作で除霜要求が行われた場合、又は、室外熱交換器７の冷媒の蒸発温度の低下に基づいて着霜状態を判定し、着霜している場合には運転状態を暖房／除霜モードに切り換える。

【0059】

この暖房／除霜モードでは、コントローラ５２は流量制御弁１４を制御して、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒が放熱器４とホットガス除霜用回路２１の双方に流入するようにし、電磁弁１９、２８、３２を開き、電磁弁１６、２２、２４を閉じる。また、第２、及び、第３の室外膨張弁２９、３３は開いてその弁開度を制御する状態とし、室内膨張弁８の弁開度は全閉とする（第１の室外膨張弁６の弁開度は問わない）。そして、圧縮機２、及び、室内送風機４３は運転し、エアミックスダンパ４４は室内送風機４３から吹き出された空気が放熱器４に通風される状態とする。また、室外送風機１５は停止し、発熱機器冷却装置３７の循環ポンプ３８を運転する。

【0060】

これにより、図８中矢印で示す如く圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は流量制御弁１４で分流され、一部は放熱器４に流入し、残りはホットガス除霜用回路２１に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気が通風されるので、空気流通路３内の空気は放熱器４内の高温冷媒により加熱される。放熱器４を出た冷媒は冷媒配管１３Ｃを経て減圧されること無く、電磁弁１９から冷媒配管１３Ｄに流入する。

【0061】

一方、ホットガス除霜用回路２１に流入した高温高圧のガス冷媒は、放熱器４を経ること無く、且つ、減圧されること無く冷媒配管１３Ｅ内を流れ、電磁弁１９の冷媒下流側の冷媒配管１３Ｄで放熱器４からの冷媒と合流した後、室外熱交換器７に流入する。このようにして室外熱交換器７には高温の冷媒が減圧されること無く流入するので、室外熱交換器７は加熱され、強力に除霜されることになる。

【0062】

この室外熱交換器７に流入した冷媒は当該室外熱交換器７に成長した霜の融解に熱を使われて冷却され、凝縮液化した後、冷媒配管１３Ｇ、冷媒配管１３Ｊ、逆止弁２６を経て逆止弁１７の冷媒下流側の冷媒配管１３Ｃに入る。冷媒配管１３Ｃに入った冷媒の一部はインジェクション回路３６の冷媒配管１３Ｐに分流され、主にはインジェクション熱交換器１８の第１の流路１８Ａを経て冷媒配管１３Ｆに入る。この冷媒配管１３Ｆに入った冷媒は冷媒配管１３Ｋに流れ、次に冷媒配管１３Ｍ、電磁弁２８を順次経て、第２の室外膨張弁２９に至る。

【0063】

第２の室外膨張弁２９に流入した冷媒はそこで減圧された後、発熱機器用熱交換器３１の第１の流路３１Ａに流入する。発熱機器用熱交換器３１の第１の流路３１Ａに流入した冷媒は蒸発し、第２の流路３１Ｂに循環されている熱媒体から熱を汲み上げる（ヒートポンプ）。そして、第１の流路３１Ａを出た冷媒は冷媒配管１３Ｎ、冷媒配管１３Ｌを順次経てアキュムレータ１２に入り、そこで気液分離された後、ガス冷媒が冷媒配管１３Ｉから圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。

【0064】

発熱機器用熱交換器３１の第２の流路３１Ｂで冷媒から吸熱され、冷却された熱媒体は熱媒体循環回路４０を経て発熱機器３９に至り、この発熱機器３９と熱交換して当該発熱機器３９から熱を汲み上げ、自らは温度が上昇した後、循環ポンプ３８により発熱機器用熱交換器３１の第２の流路３１Ｂに向かい、発熱機器３９自体は冷却される。これにより、発熱機器３９から汲み上げた熱が放熱器４や室外熱交換器７に搬送され、この放熱器４にて加熱された空気が吹出口４６から吹き出されるので、車室内の暖房が行われ、室外熱交換器７は除霜されることになる。

【0065】

一方、インジェクション回路３６の冷媒配管１３Ｐに流入した冷媒は、電磁弁３２を経て第３の室外膨張弁３３で減圧された後、インジェクション熱交換器１８の第２の流路１８Ｂに入り、そこで第１の流路１８Ａを流れる冷媒（放熱器４から出た冷媒回路Ｒの高圧側の冷媒）と熱交換し、吸熱して蒸発する。蒸発したガス冷媒はその後、冷媒配管１３Ｑ、逆止弁３４を経て圧縮機２の圧縮途中に戻り、アキュムレータ１２から吸い込まれて圧縮されている冷媒と共に更に圧縮された後、再度圧縮機２から冷媒配管１３Ａに吐出されることになる。

【0066】

図９にこの暖房／除霜モードにおける冷媒回路ＲのＰ−ｈ線図を示す。図９においてＸ１で示す線が前述同様にインジェクション回路３６で圧縮機２に戻される冷媒である。インジェクション回路３６から圧縮機２の圧縮途中に冷媒を戻すことにより、圧縮機２から吐出される冷媒量が増大するので、低外気温環境下で圧縮機２に吸い込まれる冷媒の密度が低くなっても、放熱器４における暖房能力と室外熱交換器７の除霜能力を確保することができるようになる。

【0067】

コントローラ５２は、実施例では放熱器圧力センサ６７（又は吐出圧力センサ６２）が検出する冷媒回路Ｒの高圧側の圧力に基づいて圧縮機２の回転数を制御すると共に、目標吹出温度、放熱器温度センサ６６が検出する放熱器４の温度、放熱器圧力センサ６７が検出する放熱器４の冷媒圧力に基づいて第２の室外膨張弁２９の弁開度と流量制御弁１４による冷媒の分配割合を制御する。

【0068】

この場合、例えばコントローラ５２は車室内の暖房要求がある場合（目標吹出温度より車室内の温度が低く、その差が大きい、或いは、目標吹出温度から算出される目標放熱器圧力より放熱器４の圧力が低く、その差が大きい等）は、放熱器４に流す冷媒量をホットガス除霜用回路２１に流す冷媒量よりも多くする。一方、例えば車室内の暖房要求が無い、或いは、小さい場合（上記差が小さい等）には、コントローラ５２はホットガス除霜用回路２１に流す冷媒量を放熱器４に流す冷媒量よりも多くして室外熱交換器７の除霜を優先する。

【0069】

（５）除湿／除霜モード
次に、図１０を参照しながら除湿／除霜モードの動作について説明する。上記暖房／除霜モードにおいてコントローラ５２により、或いは、空調操作部７３へのマニュアル操作による除湿要求があった場合、コントローラ５２は除湿／除霜モードに切り換える。この除湿／除霜モードでは、コントローラ５２は上記暖房／除霜モードの状態において室内膨張弁８を開き、弁開度を制御する状態とする。これにより、冷媒配管１３Ｋに流入した冷媒の一部は前述同様に冷媒配管１３Ｍに流れ、残りは図１０中矢印で示すように室内膨張弁８に至るようになる。そして、室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機４３から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。

【0070】

吸熱器９で蒸発した冷媒は逆止弁２７を経て発熱機器用熱交換器３１からの冷媒と合流した後、冷媒配管１３Ｌ、アキュムレータ１２、冷媒配管１３Ｉを順次経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９にて除湿された空気は放熱器４を通過する過程で再加熱（リヒート）されるので、これにより室外熱交換器７の除霜を行いながら、車室内の除湿が行われることになる。その他は暖房／除霜モードの場合と同様である。

【0071】

（６）除霜モード
また、例えば車両を停車して外部電源からバッテリに充電している間、車室内に搭乗者が居ない状態で室外熱交換器７の除霜を行う等の場合には、コントローラ５２は除霜モードを実行する。次に、図１１及び図１２を参照しながら除霜モードについて説明する。この除霜モードでは、コントローラ５２は流量制御弁１４を制御して、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒の全て（１００％）がホットガス除霜用回路２１に流入するようにし、電磁弁２８、３２を開き、電磁弁１６、１９、２２、２４を閉じる。

【0072】

また、室内膨張弁８、第２、及び、第３の室外膨張弁２９、３３は開いてその弁開度を制御する状態とする（第１の室外膨張弁６の弁開度は問わない）。そして、圧縮機２、及び、室内送風機４３は運転し、エアミックスダンパ４４は室内送風機４３から吹き出された空気が放熱器４に通風されない状態とする。また、室外送風機１５は停止し、発熱機器冷却装置３７の循環ポンプ３８を運転する。

【0073】

これにより、図１１中矢印で示す如く圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は、その全てが流量制御弁１４からホットガス除霜用回路２１に流入する。ホットガス除霜用回路２１に流入した高温高圧のガス冷媒は、放熱器４を経ること無く、且つ、減圧されること無く冷媒配管１３Ｅ内を流れ、電磁弁１９の冷媒下流側で冷媒配管１３Ｄに入り、室外熱交換器７に流入する。このようにして室外熱交換器７には大量の高温冷媒が減圧されること無く流入するので、室外熱交換器７は強力に加熱され、迅速に除霜されることになる。

【0074】

この室外熱交換器７に流入した冷媒は当該室外熱交換器７に成長した霜の融解に熱を使われて冷却され、凝縮液化した後、冷媒配管１３Ｇから冷媒配管１３Ｊに入り、逆止弁２６を経て逆止弁１７の冷媒下流側の冷媒配管１３Ｃに入る。冷媒配管１３Ｃに入った冷媒の一部はインジェクション回路３６の冷媒配管１３Ｐに分流され、主にはインジェクション熱交換器１８の第１の流路１８Ａを経て冷媒配管１３Ｆに入る。この冷媒配管１３Ｆに入った冷媒は冷媒配管１３Ｋに流れ、一部は冷媒配管１３Ｍ、電磁弁２８を順次経て、第２の室外膨張弁２９に至り、残りは室内膨張弁８に至る。

【0075】

第２の室外膨張弁２９に流入した冷媒はそこで減圧された後、発熱機器用熱交換器３１の第１の流路３１Ａに流入する。発熱機器用熱交換器３１の第１の流路３１Ａに流入した冷媒は蒸発し、第２の流路３１Ｂに循環されている熱媒体から熱を汲み上げる（ヒートポンプ）。そして、第１の流路３１Ａを出た冷媒は冷媒配管１３Ｎに流出する。

【0076】

また、室内膨張弁８に流入した冷媒はそこで減圧された後、吸熱器９に流入する。吸熱器９に流入した冷媒は蒸発し、空気流通路３内を流通する空気から熱を汲み上げる（ヒートポンプ）。吸熱器９で蒸発した冷媒は逆止弁２７を経て発熱機器用熱交換器３１からの冷媒と合流した後、冷媒配管１３Ｌ、アキュムレータ１２、冷媒配管１３Ｉを順次経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返すことになる。

【0077】

発熱機器用熱交換器３１の第２の流路３１Ｂで冷媒から吸熱され、冷却された熱媒体は熱媒体循環回路４０を経て発熱機器３９に至り、この発熱機器３９と熱交換して当該発熱機器３９から熱を汲み上げ、自らは温度が上昇した後、循環ポンプ３８により発熱機器用熱交換器３１の第２の流路３１Ｂに向かい、発熱機器３９自体は冷却される。これにより、空気流通路３を流通する空気と発熱機器３９から汲み上げた熱が室外熱交換器７に搬送されるので、室外熱交換器７は迅速に除霜されることになる。

【0078】

一方、インジェクション回路３６の冷媒配管１３Ｐに流入した冷媒は、電磁弁３２を経て第３の室外膨張弁３３で減圧された後、インジェクション熱交換器１８の第２の流路１８Ｂに入り、そこで第１の流路１８Ａを流れる冷媒（放熱器４から出た冷媒回路Ｒの高圧側の冷媒）と熱交換し、吸熱して蒸発する。蒸発したガス冷媒はその後、冷媒配管１３Ｑ、逆止弁３４を経て圧縮機２の圧縮途中に戻り、アキュムレータ１２から吸い込まれて圧縮されている冷媒と共に更に圧縮された後、再度圧縮機２から冷媒配管１３Ａに吐出されることになる。

【0079】

図１２にこの除霜モードにおける冷媒回路ＲのＰ−ｈ線図を示す。図１２においてもＸ１で示す線が前述同様にインジェクション回路３６で圧縮機２に戻される冷媒である。インジェクション回路３６から圧縮機２の圧縮途中に冷媒を戻すことにより、圧縮機２から吐出される冷媒量が増大するので、低外気温環境下で圧縮機２に吸い込まれる冷媒の密度が低くなっても、室外熱交換器７の除霜能力を確保することができるようになる。

【0080】

コントローラ５２は室外熱交換器７の温度が所定の除霜終了温度に上昇した時点で除霜モードを終了する。尚、前述した暖房／除霜モード、除湿／除霜モードも同様であり、室外熱交換器７の温度が除霜終了温度に上昇したことで暖房モード、除湿モードにそれぞれ移行することになる。

【0081】

以上のように本発明では、圧縮機２から吐出された冷媒を放熱器４に流して放熱させ、この放熱器４から出た冷媒を減圧した後、室外熱交換器７に流し、この室外熱交換器７にて吸熱させる暖房モードを実行する車両用空気調和装置１において、冷媒を吸熱させて車両の発熱機器３９を冷却するための発熱機器用熱交換器３１と、圧縮機２の吐出側から分岐し、圧縮機２から吐出された冷媒を、放熱器４を経ること無く室外熱交換器７に流すためのホットガス除霜用回路２１を備え、コントローラ５２が、圧縮機２から吐出された冷媒を放熱器４とホットガス除霜用回路２１に流し、放熱器４にて冷媒を放熱させ、放熱した当該冷媒とホットガス除霜用回路２１に流入した冷媒を減圧すること無く室外熱交換器７に流し、この室外熱交換器７から出た冷媒を減圧した後、発熱機器用熱交換器３１に流し、この発熱機器用熱交換器３１にて吸熱させる暖房／除霜モードを実行するようにしたので、圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒を放熱器４に流して車室内を暖房しながら、室外熱交換器７を除霜することができるようになる。

【0082】

この場合、室外熱交換器７には放熱器４を経た冷媒に加えて、圧縮機２から吐出された高温の冷媒がホットガス除霜用回路２１を経て減圧されること無く、流入するので、室外熱交換器７の着霜は迅速且つ効果的に融解除去されるようになる。また、室外熱交換器７から出た冷媒は減圧された後、発熱機器用熱交換器３１に流入して発熱機器３９から熱を汲み上げるので、車室内の暖房と室外熱交換器７の除霜に必要な熱量が確保され、車両の発熱機器３９は良好に冷却されることになる。これらにより、総じて室外熱交換器７の除霜時間の短縮と、快適な車室内空調を実現することができるようになる。

【0083】

また、実施例では圧縮機２の吐出側の冷媒配管１３Ａに流量制御弁１４を設け、コントローラ５２が流量制御弁１４により、圧縮機２から吐出された冷媒を放熱器４とホットガス除霜用回路２１に分配する割合を制御するようにしたので、実施例の如く車室内の暖房要求に応じて放熱器４に流す割合とホットガス除霜用回路２１に流す割合を調整することで、快適な車室内空調と室外熱交換器７の除霜時間短縮をより適切に両立させることが可能となる。

【0084】

また、実施例ではコントローラ５２が、圧縮機２から吐出された全ての冷媒をホットガス除霜用回路２１に流入させ、室外熱交換器７に流して放熱させると共に、放熱した当該冷媒を減圧した後、発熱機器用熱交換器３１と吸熱器９に流して吸熱させる除霜モードを実行するようにしたので、搭乗者が車室内に居ない場合は除霜モードを実行することで、圧縮機２から吐出された高温の冷媒をホットガス除霜用回路２１から全て室外熱交換器７に流し、強力に室外熱交換器７を除霜することができるようになる。この場合も、室外熱交換器７から出た冷媒は発熱機器用熱交換器３１にて発熱機器３９から熱を汲み上げ、吸熱器９にて空気流通路３内の空気から熱を汲み上げるので、室外熱交換器７は迅速に除霜されることになる。

【0085】

また、実施例ではコントローラ５２が、圧縮機２から吐出された冷媒を放熱器４とホットガス除霜用回路２１に流し、放熱器４にて冷媒を放熱させ、放熱した当該冷媒とホットガス除霜用回路２１に流入した冷媒を減圧すること無く室外熱交換器７に流し、この室外熱交換器７から出た冷媒を減圧した後、発熱機器用熱交換器３１と吸熱器９に流し、これら発熱機器用熱交換器３１と吸熱器９にて吸熱させる除湿／除霜モードを実行するようにしたので、例えば前述した暖房／除霜モード中等に車室内の除湿要求が生じた場合には、除湿／除霜モードに切り換えることで、吸熱器９にて空気流通路３内の空気を除湿し、車室内の快適性を担保することができるようになる。

【0086】

また、実施例では暖房モードにおいて、放熱器４から出た冷媒の一部が分流され、減圧された後、発熱機器用熱交換器３１に流入し、この発熱機器用熱交換器３１にて吸熱するようにしているので、暖房モードにおいても発熱機器３９から熱を汲み上げて放熱器４にて空気流通路３内の空気を加熱することができるようになり、車室内の暖房性能の向上と車両の発熱機器３９の冷却の双方を実現することが可能となる。

【0087】

また、実施例ではコントローラ５２が、圧縮機２から吐出された冷媒を室外熱交換器７にて放熱させ、減圧した後、吸熱器９に流して吸熱させる冷房モードを実行するときに、この冷房モードにおいても室外熱交換器７から出た冷媒の一部を分流し、減圧した後、発熱機器用熱交換器３１に流入させ、この発熱機器用熱交換器３１にて吸熱させるようにしたので、車室内を冷房しながら車両の発熱機器３９の冷却も行うことができるようになる。

【0088】

そして、実施例では冷媒回路Ｒの高圧側の冷媒の一部を分流し、減圧した後、圧縮機２の圧縮途中に戻すためのインジェクション回路３６を設けているので、特に外気温が低く、圧縮機２に吸い込まれる冷媒の密度が低くなる環境下において、圧縮機２から吐出される冷媒の流量の増加を実現し、車室内の暖房と除霜性能の向上を図ることができるようになる。

【0089】

尚、上記実施例ではコントローラ５２が暖房モード、除湿モード、冷房モード、暖房／除霜モード、除湿／除霜モード、除霜モードの各運転モードを実行するようにしたが、請求項１や請求項２の発明ではそれに限らず、暖房モードと暖房／除霜モードを切り換えて実行する車両用空気調和装置１や、それらに除湿モード、冷房モード、除霜モードを組み合わせて実行するものにも本発明は有効である。

【0090】

また、実施例では暖房モードや冷房モードにおいて発熱機器３９を冷却するようにしたが、請求項５や請求項６、及び、それに関連する請求項７以外の発明は、それらの運転モードにおいて発熱機器３９を冷却しない場合にも有効である。また、請求項７以外の発明は、インジェクション回路３６を有しない車両用空気調和装置１にも有効である。

【0091】

更に、上記実施例で説明した冷媒回路Ｒの構成はそれに限定されるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であることは云うまでもない。

【符号の説明】

【0092】

１ 車両用空気調和装置
２ 圧縮機
３ 空気流通路
４ 放熱器
６ 第１の室外膨張弁
７ 室外熱交換器
８ 室内膨張弁
９ 吸熱器
１３ 冷媒配管
１６、１９、２２、２４、２８、３２ 電磁弁
２１ ホットガス除霜用回路
２９ 第２の室外膨張弁
３１ 発熱機器用熱交換器
３３ 第３の室外膨張弁
３６ インジェクション回路
３７ 発熱機器冷却装置
３９ 発熱機器
４０ 熱媒体循環回路
４３ 室内送風機（ブロワファン）
４４ エアミックスダンパ
Ｒ 冷媒回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】