特許 6948135 車両用空調システム、車両用空調システムのデフロスト処理方法及びプログラム

(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】6948135

(24)【登録日】2021年9月22日

(45)【発行日】2021年10月13日

(54)【発明の名称】車両用空調システム、車両用空調システムのデフロスト処理方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   B60H 1/22 20060101AFI20210930BHJP

   B60H 1/08 20060101ALI20210930BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20210930BHJP

   F25B 6/04 20060101ALI20210930BHJP

   F25B 47/02 20060101ALI20210930BHJP

   F01P 3/20 20060101ALI20210930BHJP

   F01P 7/16 20060101ALI20210930BHJP

【ＦＩ】

   B60H1/22 651C

   B60H1/22 651A

   B60H1/08 621B

   F25B1/00 399Y

   F25B6/04 Z

   F25B47/02 F

   F25B47/02 570K

   F25B47/02 520Z

   F01P3/20 H

   F01P3/20 L

   F01P7/16 502

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-53701(P2017-53701)

(22)【出願日】2017年3月17日

(65)【公開番号】特開2018-154267(P2018-154267A)

(43)【公開日】2018年10月4日

【審査請求日】2020年3月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】516299338

【氏名又は名称】三菱重工サーマルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(72)【発明者】

【氏名】片山 康雄

(72)【発明者】

【氏名】中川 信也

(72)【発明者】

【氏名】羽瀬 知樹

【審査官】 安島 智也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１７４４７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１７４７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１０１１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０９７８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１３３８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０３３２５０４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｈ １／００ − ３／０６

Ｆ２５Ｂ １／００

Ｆ２５Ｂ ４７／０２

Ｆ２５Ｂ ６／０４

Ｆ２５Ｂ ４１／２４

Ｆ０１Ｐ ３／２０

Ｆ０１Ｐ ７／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

室外熱交換器及び水／冷媒熱交換器を有して冷媒を循環させる冷媒系統と、
前記水／冷媒熱交換器及び室内ユニット内のヒータを有して温水を循環させる温水系統と、
前記冷媒系統に冷媒用開閉部を設けて連結され、前記室内ユニット内のエバポレータに前記冷媒を循環可能な冷媒室内系統と、
前記温水系統に温水用開閉部を設けて連結されたエンジン冷却水系統と、
前記冷媒用開閉部が閉状態で、前記室外熱交換器で吸熱されて前記水／冷媒熱交換器で熱交換された熱を前記ヒータで放熱する通常運転モードと、前記冷媒用開閉部及び前記温水用開閉部が開状態で、前記エバポレータで吸熱された熱を前記室外熱交換器で放熱するデフロスト運転モードと、を切替えるモード切替部と、
を備えた車両用空調システムにおいて、
前記モード切替部は、前記エンジン冷却水系統の温度に基づいて前記温水用開閉部を開く温水流路切替部と、前記温水用開閉部の作動以後に前記冷媒用開閉部を開く冷媒流路切替部と、を有し、
前記温水流路切替部は、エンジン冷却水の温度が所定値以上のとき、前記温水用開閉部を開く、
車両用空調システム。

【請求項2】

前記温水用開閉部は、サーモバルブである
請求項１に記載の車両用空調システム。

【請求項3】

前記温水用開閉部は、電動バルブであり、
前記温水流路切替部は、前記エンジン冷却水の温度を含む予め設定された流路切替条件を満たしたときに前記電動バルブを開く
請求項１に記載の車両用空調システム。

【請求項4】

前記冷媒流路切替部は、前記室内ユニットの温度が所定値以上のとき、前記冷媒用開閉部を開く
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の車両用空調システム。

【請求項5】

室外熱交換器及び水／冷媒熱交換器を有して冷媒を循環させる冷媒系統と、
前記水／冷媒熱交換器及び室内ユニット内のヒータを有して温水を循環させる温水系統と、
前記冷媒系統に冷媒用開閉部を設けて連結され、前記室内ユニット内のエバポレータに前記冷媒を循環可能な冷媒室内系統と、
前記温水系統に温水用開閉部を設けて連結されたエンジン冷却水系統と、
を備えた車両用空調システムのデフロスト処理方法であって、
前記冷媒用開閉部が閉状態で、前記室外熱交換器で吸熱されて前記水／冷媒熱交換器で熱交換された熱を前記ヒータで放熱する通常運転モードと、前記冷媒用開閉部及び前記温水用開閉部が開状態で、前記エバポレータで吸熱された熱を前記室外熱交換器で放熱する
デフロスト運転モードと、を切替えるモード切替ステップを有し、
前記モード切替ステップは、更に、
予め設定されたデフロスト入条件の判定を行うステップと、
前記デフロスト入条件を満たすとき、エンジン冷却水を昇温するステップと、
前記エンジン冷却水が所定温度以上に達した後、前記エンジン冷却水系統を前記温水系統と接続するステップと、
を含む車両用空調システムのデフロスト処理方法。

【請求項6】

前記室内ユニットの温度を検知し、該温度が所定温度以上に達した後、デフロスト処理を開始する
請求項５に記載の車両用空調システムのデフロスト処理方法。

【請求項7】

室外熱交換器及び水／冷媒熱交換器を有して冷媒を循環させる冷媒系統と、
前記水／冷媒熱交換器及び室内ユニット内のヒータを有して温水を循環させる温水系統と、
前記冷媒系統に冷媒用開閉部を設けて連結され、前記室内ユニット内のエバポレータに前記冷媒を循環可能な冷媒室内系統と、
前記温水系統に温水用開閉部を設けて連結されたエンジン冷却水系統と、
を備えた車両用空調システムのコンピュータを、
前記冷媒用開閉部が閉状態で、前記室外熱交換器で吸熱されて前記水／冷媒熱交換器で熱交換された熱を前記ヒータで放熱する通常運転モードと、前記冷媒用開閉部及び前記温水用開閉部が開状態で、前記エバポレータで吸熱された熱を前記室外熱交換器で放熱するデフロスト運転モードと、を切替えるモード切替部として機能させ、
前記モード切替部は、更に、
予め設定されたデフロスト入条件の判定を行うステップと、
前記デフロスト入条件を満たすとき、エンジン冷却水を昇温するステップと、
前記エンジン冷却水が所定温度以上に達した後、前記エンジン冷却水系統を前記温水系統と接続するステップと、
を実行するプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用空調システム、車両用空調システムのデフロスト処理方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ＰＨＥＶ車等のハイブリッド車では、ヒートポンプ式の車両用空調システムを用いたものが知られている。このような車両用空調システムでは、エンジン停止状態で暖房運転が行われる。
そのため外気温が低い場合、室外熱交換器に着霜が生じることがある。着霜すると室外熱交換器における熱交換効率が低下するため、着霜を除去するための技術が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１では、外気温が氷点下の場合、例えば車両駆動用機器を冷却して昇温されたクーラントの一部をラジエータに循環させて外気に放熱し、その熱で加温された外気をラジエータの下流側の車外蒸発器に吹き付けてデフロストしている。
また、特許文献２では、室外熱交換器に着霜した際、例えば強制的に冷房モードとする制御処理を行い、室外熱交換器にて高温冷媒から放熱することで室外熱交換器に生じた霜をデフロストしている。

【0004】

さらに、下記特許文献３では、室外熱交換器に循環する冷媒を車室内の温風を生成するための室内ユニット内に導入して加熱し、室外熱交換器で放熱させてデフロストしていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−１６２１４９号公報

【特許文献2】特開２０１１−０３１７０４号公報

【特許文献3】特開２０１６−０９７８１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来のヒートポンプ式の車両用空調システムでは、デフロストの際、エンジンを稼働してエンジン冷却水を循環することで室内ユニット内に熱を供給し、室外熱交換器に循環する冷媒を加熱していた。そのためデフロスト開始時に暖房が利用できなかった。
即ち、デフロストの際にエンジンを起動すると、エンジン冷却水の温度が当初は低く、昇温されるまでに時間を要していた。そのためデフロスト開始時にエンジン冷却水が昇温するまでの間、車室内の温風を生成するための室内ユニットでは、エンジンからの十分な熱量は供給されない状態で、着霜した室外熱交換器からの冷媒が循環され、温風を生成することができなかった。

【0007】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、デフロスト開始直後にも室内ユニットで温風を生成できるヒートポンプ式の車両用空調システム、車両用空調システムのデフロスト処理方法、車両用空調システムの制御プログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の第１の態様の車両用空調システムによれば、室外熱交換器及び水／冷媒熱交換器を有して冷媒を循環させる冷媒系統と、前記水／冷媒熱交換器及び室内ユニット内のヒータを有して温水を循環させる温水系統と、前記冷媒系統に冷媒用開閉部を設けて連結され、前記室内ユニット内のエバポレータに前記冷媒を循環可能な冷媒室内系統と、前記温水系統に温水用開閉部を設けて連結されたエンジン冷却水系統と、を備え、前記冷媒用開閉部が閉状態で、前記室外熱交換器で吸熱されて前記水／冷媒熱交換器で熱交換された熱を前記ヒータで放熱する通常運転モードと、前記冷媒用開閉部及び前記温水用開閉部が開状態で、前記エバポレータで吸熱された熱を前記室外熱交換器で放熱するデフロスト運転モードと、を択一的に切替えるモード切替部と、を備えた車両用空調システムにおいて、前記モード切替部は、前記エンジン冷却水の温度に基づいて前記温水用開閉部を開く温水流路切替部と、前記温水用開閉部の作動以後に前記冷媒用開閉部を開く冷媒流路切替部と、を有している。

【0009】

本発明の車両用空調システムによれば、エンジン冷却水の温度に基づいて温水用開閉部を開く温水流路切替部を有している。そのためエンジン冷却水温が上昇してから温水用開閉部を開くことができ、昇温状態のエンジン冷却水を温水系統に循環させて室内ユニットのヒータに熱を供給できる。
そして温水用開閉部の作動以後に冷媒用開閉部を開く冷媒流路切替部を有しているので、デフロスト開始直後に冷媒用開閉弁を開いても、室内ユニットには既にエンジン冷却水からの熱が供給されており、温風を生成することができる。着霜した室外熱交換器から室内ユニット内のエバポレータに低温の冷媒が供給されていても、室内ユニットから車室内に吐出される空気が過剰に低温なることを確実に防止できる。
しかも室内ユニット内のエンジン冷却水からの熱により、冷媒室内系統の冷媒を加熱して室外熱交換器に供給できるので、デフロスト開始直後であっても、効率よくデフロストを実施できる。
従ってデフロスト開始直後にも室内ユニットで温風を生成できるヒートポンプ式の車両用空調システムを提供することができる。

【0010】

本発明の第２の態様の車両用空調システムによれば、上記第１の態様において、前記温水流路切替部は、エンジン冷却水の温度が所定値以上のとき、前記温水用開閉部を開くように構成するのがよい。
このような構成によれば、エンジン冷却水の温度により容易に温水用開閉部を開くことができ、車両用空調システムの構成を簡素化できる。

【0011】

本発明の第３の態様の車両用空調システムによれば、上記第２の態様において、前記温水用開閉部がサーモバルブであってもよい。
このような構成によれば、温水用開閉部が制御なしで、自動で開閉することができ、車両用空調システムの構成をより簡素化できる。

【0012】

本発明の第４の態様の車両用空調システムによれば、上記第２の態様において、前記温水用開閉部が電動バルブであり、前記温水流路切替部が前記エンジン冷却水の温度を含む予め設定された流路切替条件を満たしたときに前記電動バルブを開くようにしてもよい。

【0013】

このような構成によれば、予め設定された流路切替条件に従って温水用開閉部を開くことができるので、より適切に温水用開閉部を作動させることができる。

【0014】

本発明の第５の態様の車両用空調システムによれば、上記第１から第４の態様において、前記室内ユニットの温度が所定値以上のとき、前記冷媒用開閉部を開くようにしてもよい。

【0015】

このような構成によれば、デフロスト処理を開始したときに、より確実に室内ユニットで温風を生成できる。

【0016】

本発明の第６の態様によれば、デフロスト処理方法は、室外熱交換器及び水／冷媒熱交換器を有して冷媒を循環させる冷媒系統と、前記水／冷媒熱交換器及び室内ユニット内のヒータを有して温水を循環させる温水系統と、前記冷媒系統に冷媒用開閉部を設けて連結され、前記室内ユニット内のエバポレータに前記冷媒を循環可能な冷媒室内系統と、前記温水系統に温水用開閉部を設けて連結されたエンジン冷却水系統と、を備えた車両用空調システムのデフロスト処理方法であって、前記冷媒用開閉部が閉状態で、前記室外熱交換器で吸熱されて前記水／冷媒熱交換器で熱交換された熱を前記ヒータで放熱する通常運転モードと、前記冷媒用開閉部及び前記温水用開閉部が開状態で、前記エバポレータで吸熱された熱を前記室外熱交換器で放熱するデフロスト運転モードと、を切替えるモード切替ステップを有する。前記モード切替ステップは、更に、予め設定されたデフロスト入条件の判定を行うステップと、前記デフロスト入条件を満たすとき、前記エンジン冷却水を昇温するステップと、前記エンジン冷却水が所定温度以上に達した後、前記エンジン冷却水系統を前記温水系統と接続するステップと、を含む。

【0017】

このような構成によれば、デフロスト入条件の判定を行う工程と、デフロスト入条件を満たす場合に、エンジンをＯＮにしてエンジン冷却水を昇温する工程と、エンジン冷却水が所定温度以上に達した後、エンジン冷却水系統を温水系統と接続する。
そのためエンジン冷却水系統を温水系統と接続するときにエンジン冷却水系統の冷却水が確実に昇温されており、接続により温水系統の温度が低下することを防止できる。
従って、デフロスト開始直後にも室内ユニットで温風を生成できるデフロスト処理方法を提供することができる。

【0018】

本発明の第７の態様のデフロスト処理方法によれば、上記第６の態様において、前記室内ユニットの温度を検知し、該温度が所定温度以上に達した後、デフロスト処理を開始するのがよい。
このような構成によれば、デフロスト処理を開始したときに、より確実に室内ユニットで温風を生成できる。

【0019】

本発明の第８の態様によれば、プログラムは、室外熱交換器及び水／冷媒熱交換器を有して冷媒を循環させる冷媒系統と、前記水／冷媒熱交換器及び室内ユニット内のヒータを有して温水を循環させる温水系統と、前記冷媒系統に冷媒用開閉部を設けて連結され、前記室内ユニット内のエバポレータに前記冷媒を循環可能な冷媒室内系統と、前記温水系統に温水用開閉部を設けて連結されたエンジン冷却水系統と、を備えた車両用空調システムのコンピュータを、前記冷媒用開閉部が閉状態で、前記室外熱交換器で吸熱されて前記水／冷媒熱交換器で熱交換された熱を前記ヒータで放熱する通常運転モードと、前記冷媒用開閉部及び前記温水用開閉部が開状態で、前記エバポレータで吸熱された熱を前記室外熱交換器で放熱するデフロスト運転モードと、を切替えるモード切替部として機能させる。前記モード切替部は、更に、予め設定されたデフロスト入条件の判定を行うステップと、前記デフロスト入条件を満たすとき、前記エンジン冷却水を昇温するステップと、前記エンジン冷却水が所定温度以上に達した後、前記エンジン冷却水系統を前記温水系統と接続するステップと、を実行する。

【0020】

このような構成によれば、デフロスト入条件の判定を行うステップと、デフロスト入条件を満たす場合に、エンジンをＯＮにしてエンジン冷却水を昇温するステップと、エンジン冷却水が所定温度以上に達した後、エンジン冷却水系統を温水系統と接続するステップとを有している。
そのためエンジン冷却水系統を温水系統と接続するときにエンジン冷却水系統の冷却水が確実に昇温されており、接続により温水系統の温度が低下することを防止できる。
従って、デフロスト開始直後にも室内ユニットで温風を生成できる車両用空調システムの制御プログラムを提供することができる。

【発明の効果】

【0021】

上述の発明によれば、デフロスト開始直後にも室内ユニットで温風を生成できるヒートポンプ式の車両用空調システム、デフロスト処理方法、車両用空調システムの制御プログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】第１の実施形態に係る車両用空調システムを示す回路図である。

【図2】第１の実施形態に係る車両用空調システムの制御系を示すブロック図である。

【図3】第１の実施形態に係る車両用空調システムのデフロスト処理を示すフロー図である。

【図4】第１の実施形態に係る車両用空調システムにおける通常運転モードを示す回路図である。

【図5】第１の実施形態に係る車両用空調システムにおけるデフロスト運転モードを示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

＜第１の実施形態＞
以下では、第１の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
本実施形態の車両用空調システム１は、ＰＨＥＶ車等のハイブリッド車に装着されて暖房運転可能なシステムである。

【0024】

（全体構造）
この車両用空調システム１は、図１及び図２に示すように、冷媒系統Ｐ１と、温水系統Ｐ２と、エンジン冷却水系統Ｐ３と、冷媒室内系統Ｐ４と、これらを通常運転モードとデフロスト運転モードとに切替可能なモード切替部２ａと、を備えている。
通常運転モードとは、ヒートポンプ方式で暖房運転が可能なモードであり、デフロスト運転モードは室外熱交換器１３の着霜を除去するための運転が可能なモードである。

【0025】

（冷媒系統）
冷媒系統Ｐ１は、圧縮機１０と、水／冷媒熱交換器１１と、三方電磁弁Ｖ３と、レシーバ１２と、膨張弁Ｅ１と、逆止弁Ｖ５と、室外熱交換器１３と、二方電磁弁Ｖ１と、これらを接続する冷媒配管と、を有し、冷媒が循環する冷媒流路２１が構成されている。
圧縮機１０と水／冷媒熱交換器１１との間には冷媒温度を検知する温度センサＴ１が設けられている。

【0026】

水／冷媒熱交換器１１は、冷媒流路２１と温水系統Ｐ２の温水流路２２との間に熱交換可能に設けられている。
三方電磁弁Ｖ３は、水／冷媒熱交換器１１とレシーバ１２と室外熱交換器１３との間に接続されている。三方電磁弁Ｖ３は、通常運転モードでは、水／冷媒熱交換器１１とレシーバ１２との間が連通して室外熱交換器１３側が閉塞する。デフロスト運転モードでは、水／冷媒熱交換器１１と室外熱交換器１３との間が連通してレシーバ１２側が閉塞する。

【0027】

レシーバ１２は、三方電磁弁Ｖ３からの冷媒配管２１ａと室外熱交換器１３からの冷媒配管２１ｂとが逆止弁付の入口に接続されている。出口には分岐部２１ｄ側の冷媒配管２１ｃが接続されている。
分岐部２１ｄの一方側には膨張弁Ｅ１及び逆止弁Ｖ５が設けられ、分岐部２１ｅを経由して室外熱交換器１３が接続されている。

【0028】

室外熱交換器１３は、外気が透過して内部を流動する冷媒と熱交換可能に構成されている。本実施形態では、通常運転モードでは室外熱交換器１３が蒸発器として機能し、デフロスト運転モードでは通常運転モードと逆方向に流動して凝縮器として機能する。
また、室外熱交換器１３の排出路は、通常運転モードでは二方電磁弁Ｖ１が設けられた冷媒配管２１ｉであり、デフロスト運転モードではレシーバ１２と連通する冷媒配管２１ｆである。

【0029】

二方電磁弁Ｖ１は、冷媒配管２１ｇにより分岐部２１ｈを経由して圧縮機１０と接続されている。
室外熱交換器１３の下流となる二方電磁弁Ｖ１と分岐部２１ｈとの間の冷媒配管２１ｇには冷媒温度を検知する温度センサＴ２が設けられている。

【0030】

（温水系統）
温水系統Ｐ２は、冷媒系統Ｐ１の冷媒と熱交換するための上述のような水／冷媒熱交換器１１と、室内ユニットＵ内のヒータ１５と、ウォータポンプ１７と、四方弁Ｖ４（温水用開閉部）と、が温水配管により接続されて、温水が循環する温水流路２２が構成されている。
温水は、必ずしも水である必要はなく、本システムにおいて熱媒体として使用可能な液体であればよい。例えばクーラント等のエンジン冷却水などでもよい。

【0031】

室内ユニットＵ内のヒータ１５は、車室内に導入される温風を生成するために室内ユニットＵ内に設けられ、内部を流動する気体と熱交換可能に配置されている。
ウォータポンプ１７は、温水を温水系統Ｐ２内を循環させるように圧送できればよい。
四方弁Ｖ４は、エンジン冷却水系統Ｐ３との間に介在され、２本の連通流路を有している。四方弁は電動バルブからなり、図示しない駆動部により回動駆動可能に構成されている。この四方弁Ｖ４は制御部２の温水流路切替部２ｄにより回動することで２本の連通流路により連通される温水流路２２の形態を切り替えることができる。

【0032】

具体的には、一方の連通流路がウォータポンプ１７側の温水配管２２ａと水／冷媒熱交換器１１側の温水配管２２ｂとを連通し、他方の連通配管がエンジン冷却水系統Ｐ３の冷却水配管同士を連通する。また、四方弁Ｖ４が回動することで、一方の連通流路がウォータポンプ１７側の温水配管２２ａとエンジン冷却水系統Ｐ３の冷却水配管２３ａの一端とを連通し、他方の連通流路が水／冷媒熱交換器１１側の温水配管２２ｂとエンジン冷却水系統Ｐ３の冷却水配管２３ｂの他端とを連通する。

【0033】

（冷媒室内系統）
冷媒室内系統Ｐ４は、冷媒配管の分岐部２１ｄと分岐部２１ｈとの間に設けられており、冷媒用開閉部を設けて冷媒系統Ｐ１に連結されている。
本実施形態の冷媒系統Ｐ１と冷媒室内系統Ｐ４とに設けられた冷媒用開閉部は、膨張弁Ｅ１及び二方電磁弁Ｖ２からなる。この冷媒用開閉部は通常運転モードでは、膨張弁Ｅ１を開にするとともに二方電磁弁Ｖ２を閉にした状態とする。この状態では冷媒室内系統Ｐ４に冷媒が導入されない。
一方、デフロスト運転モードでは、膨張弁Ｅ１を閉にするとともに二方電磁弁Ｖ２を開にする。この状態では、分岐部２１ｄと分岐部２１ｅとの間等には冷媒が導入されず、冷媒室内系統Ｐ４に冷媒が導入されて流動する。

【0034】

この冷媒室内系統Ｐ４は、二方電磁弁Ｖ２と、膨張弁Ｅ２と、エバポレータ１４と、を有して、分岐部２１ｄから分岐部２１ｈまでの冷媒配管により、冷媒流路２１から連続した流路として設けられている。
エバポレータ１４は、室内ユニットＵ内に設けられており、冷媒が蒸発して室内ユニットＵ内の熱を吸収することができる。

【0035】

（エンジン冷却水系統）
エンジン冷却水系統Ｐ３は、エンジン１８及びラジエータ１９に冷却水を循環するための流路であり、エンジン稼働時には常時冷却水が流動する構造となっている。
エンジン冷却水系統Ｐ３は、上述のように、四方弁Ｖ４を設けて温水系統Ｐ２と開閉可能に連結している。

【0036】

（モード切替部）
本実施形態のモード切替部２ａは、冷媒系統Ｐ１と温水系統Ｐ２とエンジン冷却水系統Ｐ３と冷媒室内系統Ｐ４とを、通常運転モードとデフロスト運転モードとに択一的に切替可能に構成されている。

【0037】

モード切替部２ａには、通常運転モードからデフロスト運転モードへ切り替える要否を判定するデフロスト入条件判定部２ｂと、通常運転モードから冷媒流路２１及び温水流路２２等の流路に切り替えるタイミングを判定する流路切替条件判定部２ｃと、が予め設定されている。
また、モード切替部２ａは、エンジン冷却水の温度に基づいて温水用開閉部の四方弁Ｖ４を開く温水流路切替部２ｄと、四方弁Ｖ４の作動以後に冷媒用開閉部を構成する膨張弁Ｅ１及び二方電磁弁Ｖ２を動作させて開閉する冷媒流路切替部２ｅと、を有している。

【0038】

このモード切替部２ａでは、冷媒用開閉部が閉状態、即ち、膨張弁Ｅ１を開にするとともに二方電磁弁Ｖ２を閉にし、さらに二方電磁弁Ｖ１を開にし、三方電磁弁Ｖ３を水／冷媒熱交換器１１とレシーバ１２との間を連通して室外熱交換器１３側を閉にすることで、室外熱交換器１３で吸熱されて水／冷媒熱交換器１１で熱交換された熱をヒータ１５で放熱する通常運転モードを構成できる。
一方、冷媒用開閉部が開状態、即ち、膨張弁Ｅ１を閉にするとともに二方電磁弁Ｖ２を開にした状態にし、さらに二方電磁弁Ｖ１を閉にし、三方電磁弁Ｖ３を水／冷媒熱交換器１１と室外熱交換器１３との間を連通してレシーバ１２側を閉にすることで、エバポレータ１４で吸熱された熱を室外熱交換器１３で放熱するデフロスト運転モードを構成できる。

【0039】

次に、このような車両用空調システム１において、通常運転モードからデフロスト運転モードに切り替えて、デフロスト処理を行う方法について説明する。このデフロスト処理、本実施形態の車両用空調システムの制御プログラムを用いて行うことができる。
デフロスト処理方法では、図３に示すように、ステップＳ１として、図４に示すように、車両用空調システム１が通常運転モードで運転されている。

【0040】

通常運転モードでは、モード切替部２ａの温水流路切替部２ｄにより、四方弁Ｖ４がエンジン冷却水系統Ｐ３と温水系統Ｐ２との間が連通することなく切断されている。
冷媒流路切替部２ｅでは、三方電磁弁Ｖ３は水／冷媒熱交換器１１とレシーバ１２との間が連通して室外熱交換器１３側が閉塞し、膨張弁Ｅ１が開で、二方電磁弁Ｖ１が開の状態で、二方電磁弁Ｖ２が閉の状態となっている。
この通常運転モードでは、室外熱交換器１３で吸熱されて水／冷媒熱交換器１１で熱交換された熱を、ヒータ１５で放熱することで、室内ユニットで温風を生成して車室内に導入している。

【0041】

外気温が低い状態で、通常運転モードで暖房を継続すると、吸熱と相俟って室外熱交換器１３の表面の温度が過剰に低下する場合がある。
温度センサＴ２，Ｔ３等により室外熱交換器１３において熱交換後の冷媒の温度と外気温度とが検出され、デフロスト入条件判定部２ｂに伝達される。デフロスト入条件判定部２ｂには、予めデフロスト処理の要否を判断する基準が記憶されており、ステップＳ２で温度センサＴ２，Ｔ３から伝達された各温度をその基準に基づいて判定する。
デフロスト処理要と判定された場合、ステップＳ３でエンジン１８のスイッチをＯＮにし、エンジン１８及びラジエータ１９のエンジン冷却水を循環させて昇温する。

【0042】

ステップＳ４では、温度センサＴ４によりエンジン冷却水の温度が継続して検知され、 モード切替部２ａの流路切替条件判定部２ｃに伝達される。流路切替条件判定部２ｃには、予め温水流路切替部２ｄにより温水系統Ｐ２にエンジン冷却水系統Ｐ３を連通させる条件が設定されるとともに、冷媒流路切替部２ｅにより冷媒系統Ｐ１にエンジン冷却水系統Ｐ３を連通させる条件が設定されている。
流路切替条件判定部２ｃにおいて、エンジン冷却水の温度が温度センサＴ１により検出される温度より高く、ここでは温度センサＴ４により検出されるエンジン冷却水の温度が予め設定された温度の閾値Ｔ４０以上に到達したことが判定された時点で、ステップＳ５に進む。
この冷却水の温度の閾値Ｔ４０は、温水として水／冷媒熱交換器１１で冷媒系統Ｐ１を流動する冷媒と熱交換したとき、冷媒の温度を低下させない温度であり、室内ユニットＵ内を昇温できる温度として設定されている。

【0043】

ステップＳ５では、温水流路切替部２ｄにより四方弁Ｖ４を回動駆動させ、四方弁Ｖ４からなる温水開閉部を開にする。これにより図５に示すように、流路が切り替えられて温水系統Ｐ２にエンジン冷却水系統Ｐ３が連通し、昇温されたエンジン冷却水が温水系統Ｐ２及びエンジン冷却水系統Ｐ３を循環する。そのため室内ユニットＵ内がヒータ１５により加熱される。
ステップＳ６では、温度センサＴ５により、室内ユニットＵ内の温度が継続して検知され、モード切替部２ａの流路切替条件判定部２ｃに伝達される。流路切替条件判定部２ｃでは、室内ユニットＵ内が予め設定された温度の閾値Ｔ５０以上に到達したらステップＳ７に進む。
この閾値Ｔ５０は、冷媒室内系統Ｐ４により冷媒を室内ユニットＵ内のエバポレータ１４に循環させたとき、室内ユニットＵで生成される温風の温度を過剰に低下させない温度として設定されている。

【0044】

ステップＳ７では、冷媒流路切替部２ｅにより二方電磁弁Ｖ１を閉じ、二方電磁弁Ｖ２を開き、三方電磁弁Ｖ３をデフロスト側に連通させ、膨張弁Ｅ１を閉じることで、流路が切り替えられる。
これにより図５に示すように、デフロスト運転モードに切替えられ、冷媒系統Ｐ１から冷媒室内系統Ｐ４に流動させてデフロスト処理が開始される。

【0045】

このように冷媒用開閉部の膨張弁Ｅ１、二方電磁弁Ｖ１、Ｖ２、三方電磁弁Ｖ３及び温水用開閉部の四方弁Ｖ４を切替えてデフロスト運転モードに切替えると、冷媒が室内ユニットＵのエバポレータ１４で吸熱し、この熱を室外熱交換器１３において放熱することで、室外熱交換器１３のデフロスト処理を行うことができる。
その後、着霜が除去された段階で、デフロスト運転モードから再び通常運転モードに切り替えて、暖房運転を継続して行うことができる。

【0046】

（作用、効果）
以上のような本実施形態の車両用空調システム１によれば、エンジン冷却水の温度に基づいて四方弁Ｖ４を開く温水流路切替部２ｄが設けられている。そのためエンジン冷却水温が上昇してから四方弁Ｖ４を開くことができ、昇温されたエンジン冷却水を温水系統Ｐ２に循環させて室内ユニットＵのヒータ１５に熱を供給できる。

【0047】

そして、四方弁Ｖ４の作動と同時又はそれ以後において、冷媒流路切替部２ｅにより冷媒系統Ｐ１の膨張弁Ｅ１、二方電磁弁Ｖ１，Ｖ２，三方電磁弁Ｖ３を動作させるので、動作時には室内ユニットＵに既にエンジン冷却水からの熱が供給されている。そのため着霜した室外熱交換器１３から室内ユニットＵ内のエバポレータ１４に低温の冷媒が供給されても、室内ユニットＵから車室内に吐出される温風の温度が過剰に低温することを確実に防止できる。

【0048】

しかも、室内ユニットＵ内のエンジン冷却水からの熱により、冷媒室内系統Ｐ４の冷媒に十分な熱量を供給して室外熱交換器１３に供給できるので、デフロスト開始直後であっても、効率よくデフロストを実施できる。
従ってデフロスト開始直後にも室内ユニットＵで温風を生成できるヒートポンプ式の車両用空調システム１を提供することができる。

【0049】

本実施形態の車両用空調システム１では、エンジン冷却水の温度が所定値以上のときに温水流路切替部２ｄが温水用開閉部の四方弁Ｖ４を開くように構成されている。そのためエンジン冷却水の温度に応じて四方弁Ｖ４を簡素な構成で容易に開閉することができる。
また、四方弁Ｖ４が電動バルブであり、流路切替条件判定部２ｃにエンジン冷却水の温度を含む予め適宜設定された流路切替条件を満たしたときに、温水流路切替部２ｄにより四方弁Ｖ４を開くようにしている。そのため流路切替条件を適切に調整することで、より適切に四方弁Ｖ４を作動させることができる。
また、室内ユニットＵの温度が所定値以上のとき、冷媒流路切替部２ｅにより冷媒用開閉部の膨張弁Ｅ１や二方電磁弁Ｖ２等を開くようにしているので、デフロスト処理を開始したときに、室内ユニットＵで過剰に低温の温風が生成されることを防止できる。

【0050】

＜変形例＞
以上、第１の実施形態について詳細に説明したが、具体的な態様は、上述のものに限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を加えることは可能である。
例えば上記実施形態では、温水用開閉部の四方弁Ｖ４が温水流路切替部２ｄに制御されて駆動することで温水流路２２を切り替えたが、温水用開閉部として温度に応じて連通位置及び閉塞位置を切り替えることが可能なサーモバルブを用いることも可能である。

【0051】

温水用開閉部としてサーモバルブを用いて図１〜図４に示す車両用空調システム１を構築しても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができ、例えばデフロスト開始直後にも室内ユニットＵで温風を生成することが可能である。
特に、温水用開閉部を制御なしで、自動で開閉できるため、車両用空調システム１の構成を簡素化できる。

【0052】

また、上記実施形態と同様に、サーモバルブを制御部２と組み合わせることで、設定された基準に従い冷媒用開閉部の膨張弁Ｅ１及び二方電磁弁Ｖ２等を作動させることができる。これにより制御部２にてエンジン冷却水の温度に応じた適切な冷媒用開閉部の膨張弁Ｅ１及び二方電磁弁Ｖ２の作動が得られる。

【0053】

また、上述の各実施形態においては、上述した各種処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記各種処理が行われる。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

【0054】

上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。更に、車両用空調システム１は、１台のコンピュータで構成されていても良いし、通信可能に接続された複数のコンピュータで構成されていてもよい。

【0055】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0056】

１ 車両用空調システム
２ 制御部
２ａ モード切替部
２ｂ デフロスト入条件判定部
２ｃ 流路切替条件判定部
２ｄ 温水流路切替部
２ｅ 冷媒流路切替部
１０ 圧縮機
１１ 水／冷媒熱交換器
１２ レシーバ
１３ 室外熱交換器
１４ エバポレータ
１５ ヒータ
１６ エアミクスダンパ
１７ ウォータポンプ
１８ エンジン
１９ ラジエータ
２１ 冷媒流路
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｆ、２１ｇ、２１ｉ 冷媒配管
２１ｄ，２１ｅ、２１ｈ 分岐部
２２ 温水流路
２２ａ，２２ｂ 温水配管
２３ａ，２３ｂ 冷却水配管
Ｕ 室内ユニット
Ｖ１、Ｖ２ 二方電磁弁
Ｖ３ 三方電磁弁
Ｖ４ 四方弁
Ｖ５ 逆止弁
Ｅ１、Ｅ２ 膨張弁
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５ 温度センサ
Ｐ１ 冷媒系統
Ｐ２ 温水系統
Ｐ３ エンジン冷却水系統
Ｐ４ 冷媒室内系統

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】