(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023098078
(43)【公開日】2023-07-10
(54)【発明の名称】車両用温調装置および車両用温調装置の制御方法
(51)【国際特許分類】
B60H 1/22 20060101AFI20230703BHJP
B60K 1/04 20190101ALI20230703BHJP
H01M 10/615 20140101ALI20230703BHJP
H01M 10/633 20140101ALI20230703BHJP
H01M 10/625 20140101ALI20230703BHJP
H01M 10/651 20140101ALI20230703BHJP
【ＦＩ】
B60H1/22 651C
B60H1/22 651A
B60H1/22 671
B60K1/04 Z
H01M10/615
H01M10/633
H01M10/625
H01M10/651
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021214590
(22)【出願日】2021-12-28
(71)【出願人】
【識別番号】000232302
【氏名又は名称】ニデック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100188673
【弁理士】
【氏名又は名称】成田 友紀
(74)【代理人】
【識別番号】100179833
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 将尚
(74)【代理人】
【識別番号】100189348
【弁理士】
【氏名又は名称】古都 智
(72)【発明者】
【氏名】雨貝 太郎
(72)【発明者】
【氏名】南家 健志
【テーマコード（参考）】
3D235
3L211
5H031
【Ｆターム（参考）】
3D235AA01
3D235BB36
3D235CC15
3D235FF38
3L211AA10
3L211AA12
3L211AA14
3L211BA02
3L211CA16
3L211CA18
3L211CA20
3L211DA28
3L211DA29
3L211EA50
3L211EA51
3L211GA26
5H031CC09
5H031HH06
(57)【要約】 （修正有）
【課題】本発明の一つの態様は、圧縮機の加熱能力を高めることができる車両用温調装置および車両用温調装置の制御方法の提供を目的の一つとする。
【解決手段】第１回路Ｃ１は、圧縮機７２、および熱交換器７を通過して第１熱媒体を循環させる第１ループを有する。第２回路Ｃ２は、発熱部、および熱交換器を通過して第２熱媒体を循環させる第２ループと、発熱部５、バッテリ６、および熱交換器を通過して第２熱媒体を循環させる第３ループと、を有する。制御部は、第１回路で第１ループに第１熱媒体を循環させるとともに、第２回路で第２ループに第２熱媒体を循環させる第１モードと、第１回路で第１ループに第１熱媒体を循環させるとともに、第２回路で第３ループに第２熱媒体を循環させる第２モードと、を有する。第１センサＳ１における測定値が第１閾値を超えた場合に、第１モードから第２モードに切り替える。
【選択図】図１
【解決手段】第１回路Ｃ１は、圧縮機７２、および熱交換器７を通過して第１熱媒体を循環させる第１ループを有する。第２回路Ｃ２は、発熱部、および熱交換器を通過して第２熱媒体を循環させる第２ループと、発熱部５、バッテリ６、および熱交換器を通過して第２熱媒体を循環させる第３ループと、を有する。制御部は、第１回路で第１ループに第１熱媒体を循環させるとともに、第２回路で第２ループに第２熱媒体を循環させる第１モードと、第１回路で第１ループに第１熱媒体を循環させるとともに、第２回路で第３ループに第２熱媒体を循環させる第２モードと、を有する。第１センサＳ１における測定値が第１閾値を超えた場合に、第１モードから第２モードに切り替える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１熱媒体が流れる第１回路と、
前記第１回路に配置され前記第１熱媒体を圧縮する圧縮機と、
第２熱媒体が流れる第２回路と、
前記第２回路に配置されるバッテリと、
前記第２回路に配置され前記バッテリから電力を供給される発熱部と、
前記第２回路に配置され前記第２熱媒体の温度を測定する第１センサと、
前記第１回路および前記第２回路に配置され前記第１熱媒体と前記第２熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記第１回路および前記第２回路を制御する制御部と、を備え、
前記第１回路は、前記圧縮機、および前記熱交換器を通過して前記第１熱媒体を循環させる第１ループを有し、
前記第２回路は、
前記発熱部、および前記熱交換器を通過して前記第２熱媒体を循環させる第２ループと、
前記発熱部、前記バッテリ、および前記熱交換器を通過して前記第２熱媒体を循環させる第３ループと、を有し、
前記制御部は、
前記第１回路で前記第１ループに前記第１熱媒体を循環させるとともに、前記第２回路で前記第２ループに前記第２熱媒体を循環させる第１モードと、
前記第１回路で前記第１ループに前記第１熱媒体を循環させるとともに、前記第２回路で前記第３ループに前記第２熱媒体を循環させる第２モードと、を有し、
前記第１センサにおける測定値が第１閾値を超えた場合に、前記第１モードから前記第２モードに切り替える、
車両用温調装置。
前記第１回路に配置され前記第１熱媒体を圧縮する圧縮機と、
第２熱媒体が流れる第２回路と、
前記第２回路に配置されるバッテリと、
前記第２回路に配置され前記バッテリから電力を供給される発熱部と、
前記第２回路に配置され前記第２熱媒体の温度を測定する第１センサと、
前記第１回路および前記第２回路に配置され前記第１熱媒体と前記第２熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記第１回路および前記第２回路を制御する制御部と、を備え、
前記第１回路は、前記圧縮機、および前記熱交換器を通過して前記第１熱媒体を循環させる第１ループを有し、
前記第２回路は、
前記発熱部、および前記熱交換器を通過して前記第２熱媒体を循環させる第２ループと、
前記発熱部、前記バッテリ、および前記熱交換器を通過して前記第２熱媒体を循環させる第３ループと、を有し、
前記制御部は、
前記第１回路で前記第１ループに前記第１熱媒体を循環させるとともに、前記第２回路で前記第２ループに前記第２熱媒体を循環させる第１モードと、
前記第１回路で前記第１ループに前記第１熱媒体を循環させるとともに、前記第２回路で前記第３ループに前記第２熱媒体を循環させる第２モードと、を有し、
前記第１センサにおける測定値が第１閾値を超えた場合に、前記第１モードから前記第２モードに切り替える、
車両用温調装置。
【請求項2】
前記第１回路に配置され前記第１熱媒体の温度又は圧力を測定する第２センサを備え、
前記第２回路は前記熱交換器を迂回する迂回管路を有し、
前記第２回路は、前記発熱部、および前記迂回管路を通過して前記第２熱媒体を循環させる第４ループを有し、
前記制御部は、
前記第１回路で前記第１ループに前記第１熱媒体を循環させるとともに、前記第２回路で前記第４ループに前記第２熱媒体を循環させる第３モードを有し、
前記第２センサにおける測定値が第２閾値を超えた場合に、前記第３モードから前記第１モードに切り替える、
請求項１に記載の車両用温調装置。
前記第２回路は前記熱交換器を迂回する迂回管路を有し、
前記第２回路は、前記発熱部、および前記迂回管路を通過して前記第２熱媒体を循環させる第４ループを有し、
前記制御部は、
前記第１回路で前記第１ループに前記第１熱媒体を循環させるとともに、前記第２回路で前記第４ループに前記第２熱媒体を循環させる第３モードを有し、
前記第２センサにおける測定値が第２閾値を超えた場合に、前記第３モードから前記第１モードに切り替える、
請求項１に記載の車両用温調装置。
【請求項3】
前記第２回路は、前記バッテリを通過して前記第２熱媒体を循環させる第５ループを有し、
前記制御部は、前記第１モードにおいて、前記第２回路で前記第２ループとともに前記第５ループに前記第２熱媒体を循環させる、
請求項１又は２に記載の車両用温調装置。
前記制御部は、前記第１モードにおいて、前記第２回路で前記第２ループとともに前記第５ループに前記第２熱媒体を循環させる、
請求項１又は２に記載の車両用温調装置。
【請求項4】
前記発熱部は、車両を駆動するモータ、前記バッテリから供給される直流電流を交流電流に変換して前記モータに供給するインバータ、および前記バッテリから供給される直流電流を電圧の異なる直流電流に変換し補機に供給する電力制御装置のうち少なくとも１つである、
請求項１～３の何れか一項に記載の車両用温調装置。
請求項１～３の何れか一項に記載の車両用温調装置。
【請求項5】
前記第１閾値は、１０℃以上４０℃以下の値である、
請求項１～４の何れか一項に記載の車両用温調装置。
請求項１～４の何れか一項に記載の車両用温調装置。
【請求項6】
車両用温調装置の制御方法であって、
前記車両用温調装置は、
第１熱媒体が流れ、圧縮機、および熱交換器が配置される第１回路と、
第２熱媒体が流れ、バッテリ、発熱部、前記熱交換器、および前記第２熱媒体の温度を測定する第１センサが配置される第２回路と、を備え、
前記第１回路において、前記圧縮機、および前記熱交換器を通過して前記第１熱媒体を循環させる第１ループを形成するとともに、前記第２回路において、前記発熱部、および前記熱交換器を通過して前記第２熱媒体を循環させる第２ループを形成する第１モードと、
前記第１回路において、前記第１ループを形成するとともに、前記第２回路において、前記発熱部、前記バッテリ、および前記熱交換器を通過して前記第２熱媒体を循環させる第３ループを形成する第２モードと、を有し、
前記第１センサにおける測定値が第１閾値を超えた場合に、前記第１モードから前記第２モードに切り替える、
車両用温調装置の制御方法。
前記車両用温調装置は、
第１熱媒体が流れ、圧縮機、および熱交換器が配置される第１回路と、
第２熱媒体が流れ、バッテリ、発熱部、前記熱交換器、および前記第２熱媒体の温度を測定する第１センサが配置される第２回路と、を備え、
前記第１回路において、前記圧縮機、および前記熱交換器を通過して前記第１熱媒体を循環させる第１ループを形成するとともに、前記第２回路において、前記発熱部、および前記熱交換器を通過して前記第２熱媒体を循環させる第２ループを形成する第１モードと、
前記第１回路において、前記第１ループを形成するとともに、前記第２回路において、前記発熱部、前記バッテリ、および前記熱交換器を通過して前記第２熱媒体を循環させる第３ループを形成する第２モードと、を有し、
前記第１センサにおける測定値が第１閾値を超えた場合に、前記第１モードから前記第２モードに切り替える、
車両用温調装置の制御方法。
【請求項7】
前記車両用温調装置は、前記第１回路に配置され前記第１熱媒体の温度又は圧力を測定する第２センサを備え、
前記第２回路は、前記熱交換器を迂回する迂回管路を有し、
前記第１回路において、前記第１ループを形成するとともに、前記第２回路において、前記発熱部、および前記迂回管路を通過して前記第２熱媒体を循環させる第４ループを形成する第３モードを有し、
前記第２センサにおける測定値が第２閾値を超えた場合に、前記第３モードから前記第１モードに切り替える、
請求項６に記載の車両用温調装置の制御方法。
前記第２回路は、前記熱交換器を迂回する迂回管路を有し、
前記第１回路において、前記第１ループを形成するとともに、前記第２回路において、前記発熱部、および前記迂回管路を通過して前記第２熱媒体を循環させる第４ループを形成する第３モードを有し、
前記第２センサにおける測定値が第２閾値を超えた場合に、前記第３モードから前記第１モードに切り替える、
請求項６に記載の車両用温調装置の制御方法。
【請求項8】
前記第１モードにおいて、前記第２回路で前記第２ループとともに、前記バッテリを通過する第５ループに前記第２熱媒体を循環させる、
請求項６又は７に記載の車両用温調装置の制御方法。
請求項６又は７に記載の車両用温調装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両用温調装置および車両用温調装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電気自動車又はハイブリッド自動車に搭載されるバッテリは、外気温や駆動状態に応じて加熱および冷却され最適な温度が保たれる。特許文献１には、圧縮機で冷媒を加熱し外部コンデンサを介して得た熱を使って車室内の空気を温める冷媒回路が開示される。また、この冷媒回路の熱は、バッテリ用熱交換器においてバッテリ冷却ラインの冷却水に移動させ、この熱によってバッテリが温められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－７７８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
圧縮機は、圧縮対象である熱媒体のエンタルピー（温度および圧力）が低すぎる場合、加熱能力を十分に発揮することができない。このため、熱媒体の熱を用いて空気を温めながらさらに他の回路に熱を移動させる場合、熱媒体のエンタルピーが低下し、圧縮機が加熱能力の低い運転から脱出し難くなる。この場合、熱媒体の温度を上昇させることができず、圧縮機が加熱能力を十分に発揮できないという問題が生じてしまう。
【0005】
本発明の一つの態様は、圧縮機の加熱能力を高めることができる車両用温調装置および車両用温調装置の制御方法の提供を目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の車両用温調装置の一つの態様は、第１熱媒体が流れる第１回路と、前記第１回路に配置され前記第１熱媒体を圧縮する圧縮機と、第２熱媒体が流れる第２回路と、前記第２回路に配置されるバッテリと、前記第２回路に配置され前記バッテリから電力を供給される発熱部と、前記第２回路に配置され前記第２熱媒体の温度を測定する第１センサと、前記第１回路および前記第２回路に配置され前記第１熱媒体と前記第２熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器と、前記第１回路および前記第２回路を制御する制御部と、を備える。前記第１回路は、前記圧縮機、および前記熱交換器を通過して前記第１熱媒体を循環させる第１ループを有する。前記第２回路は、前記発熱部、および前記熱交換器を通過して前記第２熱媒体を循環させる第２ループと、前記発熱部、前記バッテリ、および前記熱交換器を通過して前記第２熱媒体を循環させる第３ループと、を有する。前記制御部は、前記第１回路で前記第１ループに前記第１熱媒体を循環させるとともに、前記第２回路で前記第２ループに前記第２熱媒体を循環させる第１モードと、前記第１回路で前記第１ループに前記第１熱媒体を循環させるとともに、前記第２回路で前記第３ループに前記第２熱媒体を循環させる第２モードと、を有する。前記第１センサにおける測定値が第１閾値を超えた場合に、前記第１モードから前記第２モードに切り替える。
【0007】
本発明の車両用温調装置の制御方法の一つの態様は、車両用温調装置の制御方法である。前記車両用温調装置は、第１熱媒体が流れ、圧縮機、および熱交換器が配置される第１回路と、第２熱媒体が流れ、バッテリ、発熱部、前記熱交換器、および前記第２熱媒体の温度を測定する第１センサが配置される第２回路と、を備える。車両用温調装置の制御方法は、前記第１回路において、前記圧縮機、および前記熱交換器を通過して前記第１熱媒体を循環させる第１ループを形成するとともに、前記第２回路において、前記発熱部、および前記熱交換器を通過して前記第２熱媒体を循環させる第２ループを形成する第１モードと、前記第１回路において、前記第１ループを形成するとともに、前記第２回路において、前記発熱部、前記バッテリ、および前記熱交換器を通過して前記第２熱媒体を循環させる第３ループを形成する第２モードと、を有する。前記第１センサにおける測定値が第１閾値を超えた場合に、前記第１モードから前記第２モードに切り替える。
【発明の効果】
【0008】
本発明の一つの態様によれば、圧縮機の加熱能力を高めることができる車両用温調装置および車両用温調装置の制御方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る温調装置について説明する。なお、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数などを異ならせる場合がある。
【0011】
図１は、一実施形態の車両用温調装置１の概略図である。
車両用温調装置１は、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、等、モータを動力源とする車両に搭載される。
車両用温調装置１は、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、等、モータを動力源とする車両に搭載される。
【0012】
車両用温調装置１は、第１回路Ｃ１と、アキュムレータ７１と、圧縮機７２と、第１空調用熱交換器７３と、第２空調用熱交換器７４と、ラジエータ７７と、送風部８０と、第１の膨張弁６１と、第２の膨張弁６２と、第３の膨張弁６３と、第４の膨張弁６４と、第２センサＳ２と、第２回路Ｃ２と、モータ２と、電力制御装置４と、インバータ３と、バッテリ６と、熱交換器７と、制御部６０と、第１センサＳ１と、を備える。
【0013】
（制御部）
制御部６０は、第１回路Ｃ１と、圧縮機７２と、ラジエータ７７と、送風部８０と、第１の膨張弁６１と、第２の膨張弁６２と、第３の膨張弁６３と、第４の膨張弁６４と、第２回路Ｃ２と、に接続され、これらを制御する。また、制御部６０は、第１センサＳ１、および第２センサＳ２に接続され、これらの測定値を監視する。
制御部６０は、第１回路Ｃ１と、圧縮機７２と、ラジエータ７７と、送風部８０と、第１の膨張弁６１と、第２の膨張弁６２と、第３の膨張弁６３と、第４の膨張弁６４と、第２回路Ｃ２と、に接続され、これらを制御する。また、制御部６０は、第１センサＳ１、および第２センサＳ２に接続され、これらの測定値を監視する。
【0014】
（第１回路）
第１回路Ｃ１には、第１熱媒体が流れる。第１回路Ｃ１の経路中には、アキュムレータ７１、圧縮機７２、第１空調用熱交換器７３、第２空調用熱交換器７４、ラジエータ７７、第１の膨張弁６１、第２の膨張弁６２、第３の膨張弁６３、第４の膨張弁６４、および第２センサＳ２が配置される。
第１回路Ｃ１には、第１熱媒体が流れる。第１回路Ｃ１の経路中には、アキュムレータ７１、圧縮機７２、第１空調用熱交換器７３、第２空調用熱交換器７４、ラジエータ７７、第１の膨張弁６１、第２の膨張弁６２、第３の膨張弁６３、第４の膨張弁６４、および第２センサＳ２が配置される。
【0015】
第１回路Ｃ１は、ヒートポンプ装置である。第１回路Ｃ１は、複数の管路９と、複数の開閉バルブ８Ａと、複数のチャッキバルブ８Ｂと、を有する。複数の管路９は、互いに連結されて第１熱媒体を流すループを形成する。複数の管路９には、管路９ａ、９ｂ、９ｄ、９ｆ、９ｇ、９ｈ、９ｉ、９ｊ、９ｋ、９ｌ、９ｍが含まれる。
なお、本明細書において、ループとは、熱媒体を循環させるループ状の経路を意味する。
なお、本明細書において、ループとは、熱媒体を循環させるループ状の経路を意味する。
【0016】
開閉バルブ８Ａは、制御部６０に接続される。開閉バルブ８Ａは、管路の経路中に配置される。開閉バルブ８Ａは、配置される管路の開放と閉塞とを切り替え可能である。第１回路Ｃ１は、開閉バルブ８Ａおよび第１～第４の膨張弁６１～６４の制御によって、形成されるループが切り替えられる。複数の開閉バルブ８Ａには、２個の開閉バルブ８ｂ、８ｃが含まれる。
【0017】
チャッキバルブ８Ｂは、管路の経路中に配置される。チャッキバルブ８Ｂは、配置される管路の上流側の一端から下流側の他端に向かう第１熱媒体の流動を許容し、他端から一端に向かう流動を許容しない。複数のチャッキバルブ８Ｂには、２個のチャッキバルブ８ｇ、８ｈが含まれる。
【0018】
次に、それぞれの管路９の構成について具体的に説明する。なお、それぞれの管路９の説明において、「一端」とは第１熱媒体の流動方向の上流側端部を示し、「他端」とは第１熱媒体の流動方向の下流側端部を示す。
【0019】
管路９ａの一端は、管路９ｂの他端および管路９ｌの他端に接続される。管路の９ａの他端は、管路９ｂの一端および管路９ｄの一端に接続される。管路９ａは、第２センサＳ２、アキュムレータ７１および圧縮機７２を通過する。第１熱媒体は、管路９ａの一端から他端に向かってアキュムレータ７１、圧縮機７２の順で流れる。
【0020】
管路９ｂの一端は、管路９ａの他端および管路９ｄの一端に接続される。管路９ｂの他端は、管路９ａの一端および管路９ｌの他端に接続される。すなわち、管路９ａと管路９ｂとは両端部が互いに繋がりループを形成する。
【0021】
管路９ｄの一端は、管路９ａの他端および管路９ｂの一端に接続される。管路９ｄの他端は、管路９ｇの一端および管路９ｆの一端に接続される。管路９ｄは、第１空調用熱交換器７３を通過する。
【0022】
管路９ｆの一端は、管路９ｄの他端および管路９ｇの一端に接続される。管路９ｆの他端は、管路９ｊの一端および管路９ｈの一端に接続される。管路９ｆは、第３の膨張弁６３およびラジエータ７７を通過する。第１熱媒体は、管路９ｆの一端から他端に向かって第３の膨張弁６３、ラジエータ７７の順で流れる。
【0023】
管路９ｇの一端は、管路９ｄの他端および管路９ｆの一端に接続される。管路９ｇの他端は、管路９ｊの他端および管路９ｋの一端に接続される。
【0024】
管路９ｈの一端は、管路９ｆの他端および管路９ｊの一端に接続される。管路９ｈの他端は、管路９ｉの一端および管路９ｍの他端に接続される。管路９ｈは、開閉バルブ８ｃを通過する。
【0025】
管路９ｉの一端は、管路９ｈの他端および管路９ｍの他端に接続される。管路９ｉの他端は、管路９ｂの経路中であって第２の膨張弁６２の下流側に接続される。管路９ｉは、チャッキバルブ８ｇを通過する。チャッキバルブ８ｇは、管路９ｉの一端から他端に向かう第１熱媒体の流れを許容し、他端から一端に向かう第１熱媒体の流れを制限する。
【0026】
管路９ｊの一端は、管路９ｆの他端および管路９ｈの一端に接続される。管路９ｊの他端は、管路９ｇの他端および管路９ｋの一端に接続される。管路９ｊは、チャッキバルブ８ｈを通過する。チャッキバルブ８ｈは、管路９ｊの一端から他端に向かう第１熱媒体の流れを許容し、他端から一端に向かう第１熱媒体の流れを制限する。
【0027】
管路９ｋの一端は、管路９ｇの他端および管路９ｊの他端に接続される。管路９ｋの他端は、管路９ｌの一端および管路９ｍの一端に接続される。
【0028】
管路９ｌの一端は、管路９ｋの他端および管路９ｍの一端に接続される。管路９ｌの他端は、管路９ａの一端および管路９ｂの他端に接続される。管路９ｌは、第１の膨張弁６１、熱交換器７を通過する。第１熱媒体は、管路９ｌの一端から他端に向かって第１の膨張弁６１、熱交換器７の順で流れる。
【0029】
管路９ｍの一端は、管路９ｋの他端および管路９ｌの一端に接続される。管路９ｍの他端は、管路９ｈの他端および管路９ｉの一端に接続される。管路９ｍは、第４の膨張弁６４および第２空調用熱交換器７４を通過する。第１熱媒体は、管路９ｍの一端から他端に向かって第４の膨張弁６４、第２空調用熱交換器７４の順で流れる。
【0030】
アキュムレータ７１は、圧縮機７２の上流側に配置される。アキュムレータ７１は、第１熱媒体を気液分離する。アキュムレータ７１は、気相の第１熱媒体のみを圧縮機７２に供給し、液相の第１熱媒体が圧縮機７２に吸入されることを抑制する。
【0031】
圧縮機７２は、通過する第１熱媒体を圧縮して温度を上昇させる。圧縮機７２は、下流側に高圧かつ気相の第１熱媒体を吐出する。圧縮機７２は、バッテリ６から供給される電力によって電気駆動される。
【0032】
第２センサＳ２は、管路９ａに設けられ管路９ａ内の第１熱媒体の温度又は圧力を測定する。第２センサＳ２は、温度センサ又は圧力センサである。第２センサＳ２は、制御部６０に接続される。本実施形態の第２センサＳ２は、アキュムレータ７１の流入口に設けられ、アキュムレータ７１に流入する第１熱媒体の圧力又は温度を測定する。なお、アキュムレータ７１の通過前後で第１熱媒体の温度および圧力はほとんど変化しない。したがって、第２センサＳ２は、圧縮機７２に流入する第１熱媒体の圧力又は温度を測定すると見做される。なお、第２センサＳ２は、圧縮機７２の吸入口に設けられていてもよい。また、第２センサＳ２は、第１回路Ｃ１中の第１熱媒体の圧力又は温度を測定するものであれば他の管路に配置されていてもよい。この場合、第２センサＳ２が設けられる部分から圧縮機７２の吸入口までの圧力変化および温度変化を推定して、圧縮機７２に吸入される第１熱媒体の温度又は圧力の推定値を算出できる。
【0033】
ラジエータ７７は、ファンを有し第１熱媒体の熱を外気に放出することで第１熱媒体を冷却する。ラジエータ７７は、第１熱媒体と車室外の空気との間で熱交換を行う熱交換器である。
【0034】
熱交換器７は、第１回路Ｃ１および第２回路Ｃ２に配置される。熱交換器７は、それぞれ第１回路Ｃ１を流れる第１熱媒体と第２回路Ｃ２を流れる第２熱媒体と、の間で熱交換を行う。
【0035】
第１～第４の膨張弁６１～６４は、第１熱媒体を膨張させて第１熱媒体の温度を低下させる。さらに、第１～第４の膨張弁６１～６４は、完全に開放して大きな圧力変化を伴わず第１熱媒体を通過させること、完全に閉塞して第１熱媒体の通過を制限することもできる。第１～第４の膨張弁６１～６４は、は、制御部６０によって開度調節されており、下流側の第１熱媒体の圧力および温度を調整する。
【0036】
第１空調用熱交換器７３は、圧縮機７２を通過して温度が高められた第１熱媒体と空気との間で熱交換を行う。すなわち、第１空調用熱交換器７３は、第１熱媒体と空気との間で熱交換を行う。これにより、第１空調用熱交換器７３は、送風部８０において送風機８５から送られた空気流通路８６ｆ内の空気を温める。
【0037】
第２空調用熱交換器７４は、第４の膨張弁６４を通過して温度が低下した第１熱媒体と空気との間で熱交換を行う。すなわち、第２空調用熱交換器７４は、第１熱媒体と空気との間で熱交換を行う。これにより、第２空調用熱交換器７４は、送風部８０において送風機８５から送られた空気流通路８６ｆ内の空気を冷やす、又は除湿する。
【0038】
（送風部）
送風部８０は、ダクト８６と送風機８５とを有する。ダクト８６の内部には、空気流通路８６ｆが設けられる。空気流通路８６ｆは、車外の空気を車内に供給する経路である。また、空気流通路８６ｆは、車内の空気を取り込んで再び車内に供給する経路でもある。空気流通路８６ｆの一端側には、車外又は車内の空気を空気流通路８６ｆに流入させる吸気口８６ａが設けられる。また、空気流通路８６ｆの他端側には、空気流通路８６ｆの空気を車内に排気する吹出口８６ｂが設けられる。
送風部８０は、ダクト８６と送風機８５とを有する。ダクト８６の内部には、空気流通路８６ｆが設けられる。空気流通路８６ｆは、車外の空気を車内に供給する経路である。また、空気流通路８６ｆは、車内の空気を取り込んで再び車内に供給する経路でもある。空気流通路８６ｆの一端側には、車外又は車内の空気を空気流通路８６ｆに流入させる吸気口８６ａが設けられる。また、空気流通路８６ｆの他端側には、空気流通路８６ｆの空気を車内に排気する吹出口８６ｂが設けられる。
【0039】
空気流通路８６ｆの内部には、吸気口８６ａ側から吹出口８６ｂ側に向かって送風機８５、第２空調用熱交換器７４、および第１空調用熱交換器７３が、この順で配置される。
送風機８５は、空気流通路８６ｆの一端側から他端側に向かって空気を流通させる。すなわち、第２空調用熱交換器７４、および第１空調用熱交換器７３は、送風機８５の送風流路中に配置される。第２空調用熱交換器７４は、送風機８５によって送られる空気を冷却および除湿する。一方で、第１空調用熱交換器７３は、送風機８５によって送られる空気を加熱する。
送風機８５は、空気流通路８６ｆの一端側から他端側に向かって空気を流通させる。すなわち、第２空調用熱交換器７４、および第１空調用熱交換器７３は、送風機８５の送風流路中に配置される。第２空調用熱交換器７４は、送風機８５によって送られる空気を冷却および除湿する。一方で、第１空調用熱交換器７３は、送風機８５によって送られる空気を加熱する。
【0040】
空気流通路８６ｆには、第１空調用熱交換器７３を迂回して空気を流すバイパス流通路８６ｃが設けられる。また、バイパス流通路８６ｃの上流側には、第２空調用熱交換器７４を通過した空気のうち、第１空調用熱交換器７３によって加熱される空気の割合を調整するエアミックスダンパ８６ｄが設けられている。エアミックスダンパ８６ｄは、制御部６０に接続され制御される。
【0041】
（第２回路）
第２回路Ｃ２には、第２熱媒体が流れる。第２回路Ｃ２の経路中には、熱交換器７、モータ２、電力制御装置４、インバータ３、バッテリ６、および第１センサＳ１が配置される。第２回路Ｃ２は、複数の管路１１、１２、１３、１４、１５と、切替部３１、３２と、第１ポンプ４１と、第２ポンプ４２と、を有する。第１ポンプ４１および第２ポンプ４２は、配置される管路の第２熱媒体を一方向に圧送する。複数の管路は、互いに連結されて第２熱媒体を流すループを形成する。
第２回路Ｃ２には、第２熱媒体が流れる。第２回路Ｃ２の経路中には、熱交換器７、モータ２、電力制御装置４、インバータ３、バッテリ６、および第１センサＳ１が配置される。第２回路Ｃ２は、複数の管路１１、１２、１３、１４、１５と、切替部３１、３２と、第１ポンプ４１と、第２ポンプ４２と、を有する。第１ポンプ４１および第２ポンプ４２は、配置される管路の第２熱媒体を一方向に圧送する。複数の管路は、互いに連結されて第２熱媒体を流すループを形成する。
【0042】
切替部３１、３２は、制御部６０に接続され、開放又は閉塞を切り替えることで、第２熱媒体が通過する管路を切り替える。切替部３１、３２は、３つ以上の管路が合流する部分に配置され、接続された複数の管路のうち何れか２つの管路を連通させる。以下の説明において、複数の切替部３１、３２を互いに区別する場合、これらを第１切替部３１、および第２切替部３２と呼ぶ。
【0043】
第１切替部３１は、四方弁である。第１切替部３１は、４つの接続口Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを有する。第１切替部３１は、４つの接続口Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのうち２つずつ二組の接続口同士を互いに連通させる。接続口Ａには、管路１５の一端が接続される。接続口Ｃには、管路１１の他端が接続される。接続口Ｂ、Ｄには、管路１２の両端部がそれぞれ接続される。
【0044】
第１切替部３１は、２つの接続状態（第１接続状態および第２接続状態）の何れかに切り替え可能である。第１切替部３１は、第１接続状態において、接続口Ａ、Ｃ、および接続口Ｂ、Ｄをそれぞれ連通させる。第１接続状態の第１切替部３１は、管路１２の両端部を連通させつつ管路１５の一端と管路１１の他端とを連通させる。第１切替部３１は、第２接続状態において、接続口Ａ、Ｂ、および接続口Ｃ、Ｄをそれぞれ連通させる。第２接続状態の第１切替部３１は、管路１２の他端と管路１５の一端とを連通させつつ、管路１１の他端と管路１２の一端とを連通させる。
【0045】
第２切替部３２は、三方弁である。第２切替部３２は、管路１３、又は管路１４の何れか一方を管路１５と連通させる。第２切替部３２は、制御部６０からの信号に従って、管路１５を流れる第２熱媒体を管路１３、又は管路１４の何れか一方に流す。したがって、第２切替部３２は、管路１３および管路１４に流れる第２熱媒体の流量の比率を、１００：０と０：１００との何れかに調整する。なお、第２切替部３２は、管路１３および管路１４に流れる第２熱媒体の流量の比率を線形で調整するミキシングバルブであってもよい。
【0046】
次に、それぞれの管路１１～１５の構成について具体的に説明する。
なお、それぞれの管路１１～１５の説明において、「一端」とは第２熱媒体の流動方向の上流側端部を示し、「他端」とは第２熱媒体の流動方向の下流側端部を示す。
なお、それぞれの管路１１～１５の説明において、「一端」とは第２熱媒体の流動方向の上流側端部を示し、「他端」とは第２熱媒体の流動方向の下流側端部を示す。
【0047】
管路１１の一端は、管路１３の他端、および管路１４の他端に接続される。管路１１の他端は、第１切替部３１の接続口Ｃに接続される。管路１１は、第１ポンプ４１と電力制御装置４とインバータ３とモータ２とを通過する。第１ポンプ４１は、管路１１において一端側から他端側に向かって第２熱媒体を圧送する。
【0048】
管路１２の一端は、第１切替部３１の接続口Ｄに接続される。管路１２の他端は、第１切替部３１の接続口Ｂに接続される。管路１２は、第２ポンプ４２とバッテリ６を通過する。第２ポンプ４２は、管路１２において一端側から他端側に向かって第２熱媒体を圧送する。
【0049】
管路１３の一端は、第２切替部３２を介して、管路１５の他端、および管路１４の一端に接続される。管路１３の他端は、管路１４の他端、および管路１１の一端に接続される。管路１３は、熱交換器７を通過する。
【0050】
管路（迂回管路）１４の一端は、第２切替部３２を介して、管路１５の他端、および管路１３の一端に接続される。管路１４の他端は、管路１３の他端、および管路１１の一端に接続される。すなわち、管路１４の一端および他端は、それぞれ管路１３の一端および他端に接続される。これにより、管路１４は、熱交換器７を迂回する。
【0051】
管路１５の一端は、第１切替部３１の接続口Ａに接続される。管路１５の他端は、第２切替部３２を介して管路１３の一端、および管路１４の一端に接続される。
【0052】
モータ２は、電動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備えた電動発電機である。モータ２は、図示略の減速機構を介して、車両の車輪に接続される。モータ２は、インバータ３から供給される交流電流により駆動し、車輪を回転させる。これにより、モータ２は、車両を駆動する。また、モータ２は、車輪の回転を回生し交流電流を発電する。発電された電力は、インバータ３を通じてバッテリ６に蓄えられる。モータ２のハウジング内には、モータの各部を冷却および潤滑させるオイルが貯留される。
【0053】
インバータ３は、バッテリ６の直流電流を交流電流に変換する。インバータ３は、モータ２と電気的に接続される。インバータ３によって変換された交流電流は、モータ２に供給される。すなわち、インバータ３は、バッテリ６から供給される直流電流を交流電流に変換してモータ２に供給する。
【0054】
電力制御装置４は、ＩＰＳ（Integrated Power System）とも呼ばれる。電力制御装置４は、ＡＣ／ＤＣ変換回路およびＤＣ／ＤＣ変換回路を有する。ＡＣ／ＤＣ変換回路は、外部電源から供給される交流電流を直流電流に変換しバッテリ６に供給する。すなわち、電力制御装置４は、ＡＣ／ＤＣ変換回路において、外部電源から供給される交流電流を直流電流に変換しバッテリ６に供給する。ＤＣ／ＤＣ変換回路は、バッテリ６から供給される直流電流を電圧の異なる直流電流に変換し、制御部６０などに供給する。
【0055】
モータ２、インバータ３、および電力制御装置４は、バッテリ６から電力を供給されて発熱する。以下の説明において、第２回路Ｃ２に配置される構成部のうち、バッテリ６から電力を供給されて発熱する構成部を発熱部５と呼ぶ。したがって本実施形態の発熱部５は、車両を駆動するモータ２、バッテリ６から供給される直流電流を交流電流に変換してモータ２に供給するインバータ３、およびバッテリ６から供給される直流電流を電圧の異なる直流電流に変換し補機に供給する電力制御装置４のうち少なくとも１つである。
【0056】
バッテリ６は、インバータ３を介してモータ２に電力を供給する。また、バッテリ６は、モータ２によって発電された電力を充電する。バッテリ６は、外部電源によって充填されていてもよい。バッテリ６は、例えば、リチウムイオン電池である。バッテリ６は、繰り返し充電および放電が可能な二次電池であれば、他の形態であってもよい。
【0057】
第１センサＳ１は、管路１５に設けられ管路１５内の第２熱媒体の温度を測定する温度センサである。第１センサＳ１は、制御部６０に接続される。本実施形態の第１センサＳ１は、管路１５の下流側の端部近傍であって第２切替部３２の流入口に設けられる。第１センサＳ１は、第２切替部３２に流入する第２熱媒体の温度を測定する。すなわち、第１センサＳ１は、熱交換器７に流入又は熱交換器７を迂回する第２熱媒体の温度を測定する。なお、第１センサＳ１は、第２回路Ｃ２中の第２熱媒体の温度を測定するものであれば、他の管路に配置されていてもよい。この場合であっても、第１センサＳ１から熱交換器７の流入口までの温度変化を推定して、熱交換器７に流入、又は熱交換器７を迂回する第２熱媒体の温度の推定値を算出できる。
【0058】
（各モード）
本実施形態の車両用温調装置１は、冷房モード、通常暖房モードと、第１ホットガス暖房モード（第３モード）と、第２ホットガス暖房モード（第１モード）と、第３ホットガス暖房モード（第２モード）と、を有する。各モードは、開閉バルブ８Ａ、および切替部３１、３２の切り替えによって互いに遷移可能である。なお、車両用温調装置１は、開閉バルブ８Ａ、および切替部３１、３２を切り替えることで構成し得る他のモードを有していてもよい。
なお、以下の説明において、第１ホットガス暖房モード、第２ホットガス暖房モード、および第３ホットガス暖房モードを、まとめてホットガス暖房モードと呼ぶ場合がある。
本実施形態の車両用温調装置１は、冷房モード、通常暖房モードと、第１ホットガス暖房モード（第３モード）と、第２ホットガス暖房モード（第１モード）と、第３ホットガス暖房モード（第２モード）と、を有する。各モードは、開閉バルブ８Ａ、および切替部３１、３２の切り替えによって互いに遷移可能である。なお、車両用温調装置１は、開閉バルブ８Ａ、および切替部３１、３２を切り替えることで構成し得る他のモードを有していてもよい。
なお、以下の説明において、第１ホットガス暖房モード、第２ホットガス暖房モード、および第３ホットガス暖房モードを、まとめてホットガス暖房モードと呼ぶ場合がある。
【0059】
（冷房モード）
図２は、冷房モードの車両用温調装置１の概略図である。
冷房モードの車両用温調装置１において第１熱媒体は、第２空調用熱交換器７４で空気流通路８６ｆ内を流れる車内の空気から吸熱してラジエータ７７で車外に放熱する。すなわち、第１熱媒体は、車内から車外に熱を移送する。これにより、第１熱媒体は、車内の空気を冷却する。
図２は、冷房モードの車両用温調装置１の概略図である。
冷房モードの車両用温調装置１において第１熱媒体は、第２空調用熱交換器７４で空気流通路８６ｆ内を流れる車内の空気から吸熱してラジエータ７７で車外に放熱する。すなわち、第１熱媒体は、車内から車外に熱を移送する。これにより、第１熱媒体は、車内の空気を冷却する。
【0060】
冷房モードの第１回路Ｃ１は、冷房用ループＬｃを有する。冷房用ループＬｃは、アキュムレータ７１、圧縮機７２、第１空調用熱交換器７３、第３の膨張弁６３、ラジエータ７７、第４の膨張弁６４、および第２空調用熱交換器７４、の順で通過して第１熱媒体を循環させる。
【0061】
なお、冷房モードにおいて、第１回路Ｃ１と第２回路Ｃ２との間に熱のやり取りは発生しない。したがって、冷房モードにおいて、第２回路Ｃ２に形成されるループは限定されない。
【0062】
車両用温調装置１は、開閉バルブ８Ａ、および第１～第４の膨張弁６１～６４を以下のように切り替えることで冷房モードとされる。すなわち、冷房モードの車両用温調装置１は、開閉バルブ８ｂを閉塞し、開閉バルブ８ｃを閉塞する。さらに、冷房モードの車両用温調装置１は、第１の膨張弁６１を完全に閉塞し、第２の膨張弁６２を完全に閉塞し、第３の膨張弁６３を完全に開放し、第４の膨張弁６４において開度を調整し通過する第１熱媒体を減圧させる。
【0063】
また、冷房モードにおいて、送風部８０のエアミックスダンパ８６ｄは、吹出口８６ｂ側の流路口を塞ぎ、バイパス流通路を開放する。これにより、送風部８０は、第２空調用熱交換器７４によって冷却された空気を、第１空調用熱交換器７３を通過させることなく車室内に送る。
【0064】
冷房モードにおいて圧縮機７２を動作させると、圧縮機７２から吐出された高圧気相の第１熱媒体は、第１空調用熱交換器７３およびラジエータ７７を通過する過程で放熱し液化する。高圧液相の第１熱媒体は、第４の膨張弁６４を通過することで減圧され、さらに第２空調用熱交換器７４において気化するとともに、空気流通路８６ｆ内の空気から吸熱する。さらに、低圧気相の第１熱媒体は、アキュムレータ７１を経て再び圧縮機７２吸入される。
【0065】
（通常暖房モード）
図３は、通常暖房モードの車両用温調装置１の概略図である。
通常暖房モードの車両用温調装置１において第１熱媒体は、ラジエータ７７で外気から吸熱して第１空調用熱交換器７３で空気流通路８６ｆ内に放熱する。すなわち、第１熱媒体は、車外から車内に熱を移送する。これにより、第１熱媒体は、車内の空気を加熱する。
図３は、通常暖房モードの車両用温調装置１の概略図である。
通常暖房モードの車両用温調装置１において第１熱媒体は、ラジエータ７７で外気から吸熱して第１空調用熱交換器７３で空気流通路８６ｆ内に放熱する。すなわち、第１熱媒体は、車外から車内に熱を移送する。これにより、第１熱媒体は、車内の空気を加熱する。
【0066】
通常暖房モードの第１回路Ｃ１は、暖房用ループＬｈを有する。暖房用ループＬｈは、アキュムレータ７１、圧縮機７２、第１空調用熱交換器７３、第３の膨張弁６３、およびラジエータ７７、の順で通過して第１熱媒体を循環させる。
【0067】
なお、通常暖房モードにおいて、第１回路Ｃ１と第２回路Ｃ２との間に熱のやり取りは発生しない。したがって、通常暖房モードにおいて、第２回路Ｃ２に形成されるループは限定されない。
【0068】
車両用温調装置１は、開閉バルブ８Ａ、および第１～第４の膨張弁６１～６４を以下のように切り替えることで通常暖房モードとされる。すなわち、通常暖房モードの車両用温調装置１は、開閉バルブ８ｂを閉塞し、開閉バルブ８ｃを開放する。さらに、通常暖房モードの車両用温調装置１は、第１の膨張弁６１を完全に閉塞し、第２の膨張弁６２を完全に閉塞し、第３の膨張弁６３において開度を調整し通過する第１熱媒体を減圧させ、第４の膨張弁６４を完全に閉塞する。
【0069】
また、通常暖房モードにおいて、送風部８０のエアミックスダンパ８６ｄは、吹出口８６ｂ側の流路口を開放させる。これにより、送風部８０は、第１空調用熱交換器７３によって加熱された空気を車室内に送る。
【0070】
通常暖房モードにおいて圧縮機７２を動作させると、圧縮機７２から吐出された高圧気相の第１熱媒体は、第１空調用熱交換器７３を通過する過程で放熱し液化する。高圧液相の第１熱媒体は、第３の膨張弁６３を通過することで減圧され、さらにラジエータ７７において気化するとともに外気から吸熱する。さらに、低圧気相の第１熱媒体は、アキュムレータ７１を経て再び圧縮機７２吸入される。
【0071】
なお、図示を省略するが、車室内の暖房とともに除湿を行う場合には、除湿暖房モードを選択してもよい。この場合、通常暖房モードから、開閉バルブ８ｃを閉塞し、開閉バルブ８ｂを開放し、第３の膨張弁６３を完全に閉塞し、第４の膨張弁６４において開度を調整しながら開放して通過する第１熱媒体を減圧させる。これにより、第１熱媒体は、ラジエータ７７で気化することなく、第２空調用熱交換器７４を通過する際に気化して空気流通路８６ｆ内の空気から吸熱し結露を生じさせることで空気を除湿する。
【0072】
（ホットガス暖房モード）
図４は、第１ホットガス暖房モード（第３モード）の車両用温調装置１の概略図であり、図５は、第２ホットガス暖房モード（第１モード）の車両用温調装置１の概略図であり、図６は、第３ホットガス暖房モード（第２モード）の車両用温調装置１の概略図である。図４～図６に示すように、第１～第３ホットガス暖房モードにおいて、第１回路Ｃ１に形成されるループは、共通している。また、第１～第３ホットガス暖房モードは、第２回路に形成されるループが互いに異なる。ここでは、第１～第３ホットガス暖房モードに共通する第１回路Ｃ１に形成されるループについて説明した後に、それぞれのモードに固有の第２回路Ｃ２に形成されるループについて説明する。
図４は、第１ホットガス暖房モード（第３モード）の車両用温調装置１の概略図であり、図５は、第２ホットガス暖房モード（第１モード）の車両用温調装置１の概略図であり、図６は、第３ホットガス暖房モード（第２モード）の車両用温調装置１の概略図である。図４～図６に示すように、第１～第３ホットガス暖房モードにおいて、第１回路Ｃ１に形成されるループは、共通している。また、第１～第３ホットガス暖房モードは、第２回路に形成されるループが互いに異なる。ここでは、第１～第３ホットガス暖房モードに共通する第１回路Ｃ１に形成されるループについて説明した後に、それぞれのモードに固有の第２回路Ｃ２に形成されるループについて説明する。
【0073】
ホットガス暖房モード（すなわち、第１～第３ホットガス暖房モード）の車両用温調装置１において第１熱媒体は、圧縮機７２から熱を取り出し、熱交換器７において第２回路Ｃ２から熱を受け取り、第２空調用熱交換器７４で空気流通路８６ｆ内の空気に放熱することで車内を暖房する。ホットガス暖房モードは、外気温が極端に低く、ラジエータ７７での吸熱が難しい場合に選択される。
【0074】
本実施形態によれば、第１回路Ｃ１は、ホットガス用ループＬ１および蓄熱用ループＬ１ａに第１熱媒体を同時に循環させるホットガス暖房モードと、暖房用ループＬｈに第１熱媒体を循環させる通常暖房モードと、の間を切り替え可能である。このため、外気温が著しく低くラジエータ７７における外気からの吸熱が難しい場合に、ホットガス暖房モードを選択することで車室内を安定的に暖房できる。
【0075】
ホットガス暖房モードの第１回路Ｃ１は、第１熱媒体を同時に循環させるホットガス用ループ（第１ループ）Ｌ１および蓄熱用ループＬ１ａを有する。
【0076】
ホットガス用ループＬ１は、アキュムレータ７１、圧縮機７２、第１空調用熱交換器７３、第１の膨張弁６１、および熱交換器７の順で通過して第１熱媒体を循環させる。蓄熱用ループＬ１ａは、アキュムレータ７１、圧縮機７２、および第２の膨張弁６２の順で通過して第１熱媒体を循環させる。
【0077】
車両用温調装置１は、開閉バルブ８Ａ、および第１～第４の膨張弁６１～６４を以下のように切り替えることでホットガス暖房モードとされる。すなわち、ホットガス暖房モードの車両用温調装置１は、開閉バルブ８ｂを開放し、開閉バルブ８ｃを閉塞する。さらに、ホットガス暖房モードの車両用温調装置１は、第１の膨張弁６１において開度を調整し通過する第１熱媒体を減圧させ、第２の膨張弁６２において開度を調整し通過する第１熱媒体を減圧させ、第３の膨張弁６３を完全に閉塞し、第４の膨張弁６４を完全に閉塞する。
【0078】
ホットガス暖房モードにおいて、送風部８０のエアミックスダンパ８６ｄは、吹出口８６ｂ側の流路口を開放させる。これにより、送風部８０は、第１空調用熱交換器７３によって加熱された空気を車室内に送る。
【0079】
ホットガス暖房モードにおいて、ホットガス用ループＬ１と蓄熱用ループＬ１ａとの共通部分である管路９ａには、アキュムレータ７１および圧縮機７２が配置される。圧縮機７２から吐出された第１熱媒体は、管路９ｄと管路９ｂとに分岐して流れる。管路９ｄに流れた第１熱媒体は、ホットガス用ループＬ１を循環しアキュムレータ７１に戻る。管路９ｂに流れた第１熱媒体は、蓄熱用ループＬ１ａを循環しアキュムレータ７１に戻る。すなわち、管路９ｄと管路９ｂとに分岐して流れた第１熱媒体は、アキュムレータ７１の上流側で合流した後に、アキュムレータ７１および圧縮機７２に吸入される。
【0080】
蓄熱用ループＬ１ａにおいて、圧縮機７２から吐出された高圧気相の第１熱媒体は、第２の膨張弁６２を通過することで減圧されて低圧気相とされ、アキュムレータ７１を経て再び圧縮機７２に吸入される。
【0081】
蓄熱用ループＬ１ａにおいて、第１熱媒体は、第２の膨張弁６２で減圧されるものの放熱を行うことがない。このため、蓄熱用ループＬ１ａを循環する第１熱媒体は、圧縮機７２のエネルギを熱として蓄える。すなわち、蓄熱用ループＬ１ａは、圧縮機７２から熱を取り出して蓄えるループである。本実施形態によれば、第１熱媒体を蓄熱用ループＬ１ａで循環させることで、第１熱媒体の温度を高めることができる。
【0082】
ホットガス用ループＬ１において、圧縮機７２から吐出された高圧気相の第１熱媒体は、第１空調用熱交換器７３を通過する過程で放熱し液化する。高圧液相の第１熱媒体は、第１の膨張弁６１を通過することで減圧され、熱交換器７において気化するとともに第２回路Ｃ２の第２熱媒体から吸熱する。さらに、低圧気相の第１熱媒体は、アキュムレータ７１を経て再び圧縮機７２吸入される。
【0083】
ホットガス用ループＬ１を循環する第１熱媒体は、第１空調用熱交換器７３で放熱して液化し、熱交換器７において第２回路Ｃ２の第２熱媒体から吸熱して気化する。しかしながら、第２回路Ｃ２から十分な吸熱を得ることができない場合に、第１熱媒体の温度が高まらず第１熱媒体の気化が進みにくい。この場合、アキュムレータ７１から圧縮機７２に、気相の第１熱媒体を十分に供給できなくなる虞がある。
【0084】
本実施形態によれば、ホットガス暖房モードの車両用温調装置１は、ホットガス用ループＬ１とともに蓄熱用ループＬ１ａにおいて第１熱媒体を循環させる。このため、アキュムレータ７１を介して圧縮機７２には、ホットガス用ループＬ１と蓄熱用ループＬ１ａとをそれぞれ循環する第１熱媒体が混合して吸入される。このため、アキュムレータ７１には、温度が十分に高く気化が進んだ第１熱媒体が流入する。本実施形態の車両用温調装置１によれば、圧縮機７２の機能を十分に発揮させ高温高圧の第１熱媒体を第１空調用熱交換器７３に供給することで、外気温が極低温の場合でも車室内の暖房を行うことができる。
【0085】
ホットガス暖房モードでは、第１の膨張弁６１および第２の膨張弁６２の開度を調整することで、ホットガス用ループＬ１および蓄熱用ループＬ１ａを循環する第１熱媒体の流量の比率を調整できる。制御部６０は、第２センサＳ２の測定結果を基に、ホットガス用ループＬ１と蓄熱用ループＬ１ａとをそれぞれ循環する第１熱媒体の比率を決める。より具体的には、第１回路Ｃ１は制御部６０で、圧縮機７２に流入する第１熱媒体の圧力又は温度が低い場合に、蓄熱用ループＬ１ａを循環する第１熱媒体の比率を高める。これにより、圧縮機７２に流入する第１熱媒体の圧力又は温度が低くなりすぎることを抑制して、圧縮機７２の機能を十分に発揮させることができる。
【0086】
本実施形態において、ホットガス用ループＬ１の第１熱媒体は、第１の膨張弁６１の下流側かつアキュムレータ７１の上流側で熱交換器７を通過する。熱交換器７は、第１回路Ｃ１の第１熱媒体と第２回路Ｃ２の第２熱媒体との間で熱交換を行う。すなわち、ホットガス用ループＬ１の第１熱媒体は、熱交換器７において第２熱媒体から熱を受け取る。
【0087】
本実施形態の車両用温調装置１によれば、ホットガス用ループＬ１において、第１の膨張弁６１で減圧された低圧液相の第１熱媒体に、第２回路の第２熱媒体から熱を受け取らせることができる。これにより車両用温調装置１は、第２回路Ｃ２の熱を第１回路Ｃ１で効率的に利用して、アキュムレータ７１に流入する第１熱媒体の気化を進行させることができる。
【0088】
（第１ホットガス暖房モード（第３モード））
図４に示すように、第１ホットガス暖房モードの第２回路Ｃ２は、第１モータループ（第４ループ）Ｐ４と、バッテリループ（第５ループ）Ｐ５と、を有する。
図４に示すように、第１ホットガス暖房モードの第２回路Ｃ２は、第１モータループ（第４ループ）Ｐ４と、バッテリループ（第５ループ）Ｐ５と、を有する。
【0089】
車両用温調装置１は、切替部３１、３２を以下のように切り替えることで第２回路Ｃ２に第１モータループＰ４、およびバッテリループＰ５を形成する。すなわち、第１切替部３１は、第２接続状態として、管路１２と管路１５とを連通させ、管路１４と管路１５とを連通させる。第２切替部３２は、管路１５と管路１４とを連通させ、管路１３を閉塞する。
【0090】
第１モータループＰ４は、第１ポンプ４１、電力制御装置４、インバータ３、およびモータ２を通過し、熱交換器７を迂回して第２熱媒体を循環させる。すなわち、第１モータループＰ４は、発熱部５、および管路（迂回管路）１４を通過して第２熱媒体を循環させる。第１モータループＰ４において、発熱部５の熱は、第２熱媒体に移動して第２熱媒体の温度を高める。
【0091】
バッテリループＰ５は、第２ポンプ４２、およびバッテリ６を通過して第２熱媒体を循環させる。バッテリループＰ５は、他の回路から熱を受け取ることがなく、熱的に独立したループである。
【0092】
本実施形態によれば、制御部６０は、第１ホットガス暖房モードにおいて、第２ポンプ４２を駆動させる。制御部６０は、第１ホットガス暖房モードにおいて、第２回路Ｃ２で第１モータループＰ４とともにバッテリループＰ５に第２熱媒体を循環させる。バッテリループＰ５は、バッテリ６のセル間の温度分布を均一にする。バッテリ６は、構成される複数のセルの温度分布にばらつきが生じると、局所的な特性の低下を生じる場合がある。本実施形態によれば、バッテリループＰ５によってバッテリ６のセル間の温度分布のばらつきを抑制することで、バッテリ６の性能を安定させることができる。
【0093】
このように、第１ホットが暖房モードは、第１回路Ｃ１において、ホットガス用ループＬ１を形成するとともに、第２回路Ｃ２において、発熱部５、および管路１４を通過して第２熱媒体を循環させる第１モータループＰ４を形成する。
【0094】
（第２ホットガス暖房モード（第１モード））
図５に示すように、第２ホットガス暖房モードの第２回路Ｃ２は、第２モータループ（第２ループ）Ｐ２と、バッテリループ（第５ループ）Ｐ５と、を有する。
図５に示すように、第２ホットガス暖房モードの第２回路Ｃ２は、第２モータループ（第２ループ）Ｐ２と、バッテリループ（第５ループ）Ｐ５と、を有する。
【0095】
車両用温調装置１は、切替部３１、３２を以下のように切り替えることで第２回路Ｃ２に第２モータループＰ２、およびバッテリループＰ５を形成する。すなわち、第１切替部３１は、第２接続状態として、管路１２と管路１５とを連通させ、管路１４と管路１５とを連通させる。第２切替部３２は、管路１５と管路１３とを連通させ、管路１４を閉塞する。
【0096】
第２モータループＰ２は、第１ポンプ４１、電力制御装置４、インバータ３、モータ２、および熱交換器７を通過して第２熱媒体を循環させる。すなわち、第２モータループＰ２は、発熱部５、および熱交換器７を通過して第２熱媒体を循環させる。第２モータループＰ２において、発熱部５の熱は、第２熱媒体に移動して第２熱媒体の温度を高める。また、第２熱媒体に移動した熱は、熱交換器７から第１回路Ｃ１に受け渡される。
【0097】
バッテリループＰ５は、第１ホットガス暖房モードのみならず第２ホットガス暖房モードにおいても、第２回路Ｃ２に形成される。本実施形態によれば、制御部６０は、第２ホットガス暖房モードにおいて、第２ポンプ４２を駆動させる。制御部６０は、第２ホットガス暖房モードにおいて、第２回路Ｃ２で第２モータループＰ２とともにバッテリループＰ５に第２熱媒体を循環させる。これにより、バッテリ６のセル間の温度分布のばらつきを抑制し、バッテリ６の性能を安定させることができる。
【0098】
このように、第２ホットガス暖房モードは、第１回路Ｃ１において、圧縮機７２、および熱交換器７を通過して第１熱媒体を循環させるホットガス用ループＬ１を形成するとともに、第２回路Ｃ２において、発熱部５、および熱交換器７を通過して第２熱媒体を循環させる第２モータループを形成するモードである。
【0099】
（第３ホットガス暖房モード（第２モード））
図６に示すように、第３ホットガス暖房モードの第２回路Ｃ２は、全体ループ（第３ループ）Ｐ３を有する。
図６に示すように、第３ホットガス暖房モードの第２回路Ｃ２は、全体ループ（第３ループ）Ｐ３を有する。
【0100】
車両用温調装置１は、切替部３１、３２を以下のように切り替えることで第２回路Ｃ２に全体ループＰ３を形成する。すなわち、第１切替部３１は、第１接続状態として、管路１２と管路１５とを連通させ、管路１１と管路１２とを連通させる。第２切替部３２は、管路１５と管路１３とを連通させ、管路１４を閉塞する。
【0101】
全体ループＰ３は、第１ポンプ４１、電力制御装置４、インバータ３、モータ２、第２ポンプ４２、バッテリ６、および熱交換器７を通過して第２熱媒体を循環させる。すなわち、全体ループＰ３は、発熱部５、バッテリ６、および熱交換器７を通過して第２熱媒体を循環させる。全体ループＰ３において、発熱部５の熱は、第２熱媒体に移動して第２熱媒体の温度を高める。また、第２熱媒体に移動した熱は、熱交換器７から第１回路Ｃ１に受け渡されるとともに、バッテリ６の加熱に利用される。
【0102】
このように、第３ホットガス暖房モードは、第１回路Ｃ１において、ホットガス用ループＬ１を形成するとともに、第２回路Ｃ２において、発熱部５、バッテリ６、および熱交換器７を通過して第２熱媒体を循環させる全体ループＰ３を形成するモードである。
【0103】
（ホットガス暖房モードにおける制御方法）
次に、本実施形態の車両用温調装置１のホットガス暖房モードにおける制御方法について説明する。本実施形態の制御部６０は、外気温が低温の場合に、第１ホットガス暖房モード、第２ホットガス暖房モード、および第３ホットガス暖房モードを実行する。第１ホットガス暖房モード、第２ホットガス暖房モード、および第３ホットガス暖房モードは、主にこの順で実行される。
次に、本実施形態の車両用温調装置１のホットガス暖房モードにおける制御方法について説明する。本実施形態の制御部６０は、外気温が低温の場合に、第１ホットガス暖房モード、第２ホットガス暖房モード、および第３ホットガス暖房モードを実行する。第１ホットガス暖房モード、第２ホットガス暖房モード、および第３ホットガス暖房モードは、主にこの順で実行される。
【0104】
制御部６０は、外気温が極低温の場合に、車両の暖房がＯＮにされると、まず図４に示す第１ホットガス暖房モードを実行する。第１ホットガス暖房モードの制御部６０は、第１回路Ｃ１でホットガス用ループＬ１および蓄熱用ループＬ１ａに第１熱媒体を循環させるとともに、第２回路Ｃ２で第１モータループＰ４に第２熱媒体を循環させる。第２回路Ｃ２の第１モータループＰ４は、熱交換器７を迂回して第２熱媒体を循環させるループである。このため、第１ホットガス暖房モードにおいて、第１回路Ｃ１と第２回路Ｃ２との間に、熱のやり取りはほとんど発生しない。
【0105】
外気温が極低温の場合、第１熱媒体および第２熱媒体の温度も低い状態となる。第１回路Ｃ１に配置される圧縮機７２は、第１熱媒体のエンタルピー（温度および圧力）が低すぎる場合、第１熱媒体を加熱する能力（加熱能力）が低くなる。このため圧縮機７２による第１熱媒体の加熱を実行し、第１空調用熱交換器７３で空気を温めながら、第２回路Ｃ２に熱を奪われてしまうと、第１熱媒体のエンタルピーが上昇せず、圧縮機７２が加熱能力の低い運転から脱出しにくい。
【0106】
本実施形態では、第１ホットガス暖房モードにおいて、第１回路Ｃ１を熱的に独立させることで、第１熱媒体から第２回路Ｃ２への熱の移動を制限し、第１熱媒体のエンタルピーを上昇させやすくすることができる。これにより、第１熱媒体および第２熱媒体が低温の状態においても、圧縮機７２の加熱能力を十分に発揮させることができる。
【0107】
【0108】
第２ホットガス暖房モードの制御部６０は、第１回路Ｃ１でホットガス用ループおよび蓄熱用ループＬ１ａに第１熱媒体を循環させるとともに、第２回路Ｃ２で第２モータループＰ２に第２熱媒体を循環させる。
【0109】
上述したように、第２センサＳ２は、第１回路Ｃ１に配置され第１熱媒体の温度又は圧力を測定する。第２閾値としては、圧縮機７２の加熱能力が十分に発揮できる程度の第１熱媒体の温度又は圧力が設定される。
【0110】
第２ホットガス暖房モードにおいて、第２回路Ｃ２で熱交換器７に接続される第２モータループＰ２は、発熱部５を通過するが、吸熱するバッテリ６を通過しない。このため、第２ホットガス暖房モードでは、熱交換器７で第１熱媒体から第２熱媒体に移動する熱量は限定的である。このため、圧縮機７２に吸入される第１熱媒体の温度又は圧力が、第２閾値を超えていれば、第２熱媒体が熱交換器７を通過しても、圧縮機７２が加熱能力を十分に維持できる。
【0111】
また、発熱部５としてのモータ２、インバータ３、および電力制御装置４の発熱量は、駆動開始から時間が経過するごとに高まる。このため、駆動開始から十分な時間を経ることで、第２モータループＰ２を循環する第２熱媒体の温度が高くなり、熱交換器７において第１熱媒体に多くの熱を受け渡すことが可能となる。これにより、第１熱媒体のエンタルピーがさらに高まり、圧縮機７２の加熱能力を安定させることができる。結果的に、第１回路Ｃ１において、第１空調用熱交換器７３で第１熱媒体から空気への放熱量を高めることができ、車室内を高速に温めることができる。
【0112】
【0113】
第３ホットガス暖房モードの制御部６０は、第１回路Ｃ１でホットガス用ループおよび蓄熱用ループＬ１ａに第１熱媒体を循環させるとともに、第２回路Ｃ２で全体ループＰ３に第２熱媒体を循環させる。
【0114】
上述したように、第１センサＳ１は、第２回路Ｃ２に配置され第２熱媒体の温度を測定する。第１閾値としては、発熱部５からの発熱によってバッテリ６を十分に加熱できることが確認できる程度の第２熱媒体の温度が設定される。
【0115】
第３ホットガス暖房モードにおいて、第２回路Ｃ２に形成される全体ループＰ３は、熱交換器７とバッテリ６とを通過する。このため、第２熱媒体の温度が十分に高まっていない場合、バッテリ６の吸熱量が発熱部５の発熱量を上回り、熱交換器７において第１熱媒体の熱を第２熱媒体が奪ってしまう。本実施形態によれば、第１センサＳ１における測定値が第１閾値を超えた場合に、第３ホットガス暖房モードとすることで、第１回路Ｃ１から第２回路Ｃ２への熱の移動を抑制し、圧縮機７２の加熱能力を維持できる。
【0116】
第１閾値は、１０℃以上４０℃以下の値であることが好ましい。第１閾値を１０℃以上とすることで、第２回路Ｃ２においてバッテリ６を十分に加熱することができ、バッテリ６の性能を安定させやすい。一方で、第１閾値が４０℃を超える温度である場合、第２ホットガス暖房モードから第３ホットガス暖房モードに切り替えた際に、熱交換器７において第１熱媒体が急激に温められて圧縮機７２に負荷がかかる虞がある。このため、第１閾値は、４０℃以下とすることが好ましい。
【0117】
以上に、本発明の実施形態およびその変形例を説明したが、実施形態および変形例おける各構成およびそれらの組み合わせなどは一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【0118】
１…車両用温調装置、２…モータ、３…インバータ、４…電力制御装置、５…発熱部、６…バッテリ、７…熱交換器、１４…管路（迂回管路）、６０…制御部、７２…圧縮機、Ｃ１…第１回路、Ｃ２…第２回路、Ｌ１…ホットガス用ループ（第１ループ）、Ｐ２…第２モータループ（第２ループ）、Ｐ３…全体ループ（第３ループ）、Ｐ４…第１モータループ（第４ループ）、Ｐ５…バッテリループ（第５ループ）、Ｓ１…第１センサ、Ｓ２…第２センサ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】