(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-10-23
(45)【発行日】2023-10-31
(54)【発明の名称】車両用の温調システムおよび温調方法
(51)【国際特許分類】
B60H 1/22 20060101AFI20231024BHJP
【ＦＩ】
B60H1/22 651C
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2022148265
(22)【出願日】2022-09-16
【審査請求日】2023-01-26
【早期審査対象出願】
(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】100100077
【弁理士】
【氏名又は名称】大場 充
(74)【代理人】
【識別番号】100136010
【弁理士】
【氏名又は名称】堀川 美夕紀
(74)【代理人】
【識別番号】100130030
【弁理士】
【氏名又は名称】大竹 夕香子
(74)【代理人】
【識別番号】100203046
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 聖子
(72)【発明者】
【氏名】足立 知康
(72)【発明者】
【氏名】鵜飼 徹三
(72)【発明者】
【氏名】中川 信也
(72)【発明者】
【氏名】小林 崇幸
(72)【発明者】
【氏名】山本 裕之
(72)【発明者】
【氏名】野山 英人
(72)【発明者】
【氏名】齊藤 克弘
(72)【発明者】
【氏名】森下 昌俊
【審査官】石田 佳久
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－０４３２６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－１３８６３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－０７９１６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－３２２４２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】独国特許出願公開第１０２０１１０１６０７０（ＤＥ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｈ １／２２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両用の温調システムであって、圧縮機、高圧側熱交換器、減圧部、および低圧側熱交換器を含み、冷凍サイクルに従って冷媒が循環可能に構成される冷媒回路と、
前記冷媒に対して熱を授受する熱媒体が循環可能に構成される熱媒体回路と、
前記冷媒回路の前記冷媒の圧力を制御可能に構成される制御装置と、を備え、
前記熱媒体回路は、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記高圧側熱交換器と、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記低圧側熱交換器と、
前記熱媒体を圧送可能に構成されるポンプと、
外気と前記熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器と、
前記熱媒体により加熱または冷却される温調対象に相当する、または前記温調対象の加熱または冷却に用いられる温調機器と、
前記室外熱交換器から前記熱媒体を迂回させる室外バイパス経路と、を含み、
前記制御装置は、
前記高圧側熱交換器から流出した前記熱媒体が、前記温調機器を経由して前記低圧側熱交換器に流入し、さらに前記室外バイパス経路を通り、前記高圧側熱交換器に流入する圧縮機熱源モードにおいて、前記低圧側熱交換器を流れる前記熱媒体の流量の調整により、前記冷媒回路の低圧を０．２ＭＰａ以上、１．２ＭＰａ以下に制御するように構成されている、車両用温調システム。
【請求項2】
前記冷媒は、Ｒ１２３４ｙｆ、またはプロパンからなる、請求項１に記載の車両用温調システム。
【請求項3】
前記熱媒体回路は、前記低圧側熱交換器から前記熱媒体を迂回させる低圧側バイパス経路と、
前記低圧側熱交換器と前記低圧側バイパス経路との前記熱媒体の流量比を調整可能に構成される低圧側流量調整弁と、を含み、
前記制御装置は、
前記圧縮機熱源モードにおいて、前記低圧側流量調整弁に対する制御指令に基づく前記流量比の調整により、前記低圧を制御するように構成されている、
請求項１または２に記載の車両用温調システム。
【請求項4】
前記圧縮機は、前記冷媒を圧縮する機構の回転数を可変に制御可能に構成され、前記制御装置は、
前記圧縮機熱源モードにおいて、前記圧縮機に対する制御指令に基づく前記回転数の制御により、前記冷媒の流量を調整することで、前記冷媒回路の前記低圧および高圧のうち少なくとも前記低圧を制御するように構成されている、
請求項１または２に記載の車両用温調システム。
【請求項5】
前記ポンプは、前記熱媒体を圧送する機構の回転数、または前記ポンプから吐出される前記熱媒体の吐出流量を可変に制御可能に構成され、前記制御装置は、
前記圧縮機熱源モードにおいて、前記ポンプに対する制御指令に基づく前記回転数または前記吐出流量の制御により、前記冷媒回路の前記低圧および高圧のうち少なくとも前記低圧を制御するように構成されている、
請求項１または２に記載の車両用温調システム。
【請求項6】
前記制御装置は、前記圧縮機熱源モードにおいて、熱負荷または前記圧縮機の回転数に応じて前記冷媒回路の前記低圧および高圧のうち少なくとも前記低圧を制御するように構成されている、
請求項１または２に記載の車両用温調システム。
【請求項7】
前記熱媒体回路は、前記高圧側熱交換器から前記熱媒体を迂回させる高圧側バイパス経路と、
前記高圧側熱交換器と前記高圧側バイパス経路との前記熱媒体の流量比を調整可能に構成される高圧側流量調整弁と、を含み、
前記制御装置は、
前記圧縮機熱源モードにおいて、前記高圧側流量調整弁に対する制御指令に基づく前記流量比の調整により、前記冷媒回路の高圧を制御するように構成される、
請求項１または２に記載の車両用温調システム。
【請求項8】
車両用の温調システムを用いる温調方法であって、前記温調システムは、
圧縮機、高圧側熱交換器、減圧部、および低圧側熱交換器を含み、冷凍サイクルに従って冷媒が循環可能に構成される冷媒回路と、
前記冷媒に対して熱を授受する熱媒体が循環可能に構成される熱媒体回路と、を備え、
前記熱媒体回路は、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記高圧側熱交換器と、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記低圧側熱交換器と、
前記熱媒体を圧送可能に構成されるポンプと、
外気と前記熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器と、
前記熱媒体により加熱または冷却される温調対象に相当する、または前記温調対象の加熱または冷却に用いられる温調機器と、
前記室外熱交換器から前記熱媒体を迂回させる室外バイパス経路と、を含み、
前記温調方法は、
前記高圧側熱交換器から流出した前記熱媒体が、前記温調機器を経由して前記低圧側熱交換器に流入し、さらに前記室外バイパス経路を通り、前記高圧側熱交換器に流入する圧縮機熱源モードにおいて、前記低圧側熱交換器を流れる前記熱媒体の流量を調整することで、前記冷媒回路の低圧を０．２ＭＰａ以上、１．２ＭＰａ以下に制御する、
車両用温調方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、車両に装備される温調システム、およびそれを用いる温調方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電気自動車や、エンジンおよび電動機から車両走行用の駆動力を得る所謂ハイブリッド自動車等の車両においては、熱源が不足しがちな中、冷暖房、除湿、換気等の車両に要求される空調機能の他、バッテリー等の車載機器の熱管理や排熱利用が要求される。そうした要求に対して、従来、ヒートポンプシステムに加え、バッテリーを冷却するチラーやバッテリーを加温するヒータを含むシステム、あるいは、ラジエーターの排熱により加温された水をポンプで温調対象に搬送するシステム等の複数のシステムが用いられてきた。
【0003】
空調および機器の熱管理を統合可能な車両用熱管理システムとしては、冷媒が冷凍サイクルに従って循環する一次ループと、一次ループの冷媒に対して熱を授受する熱媒体（水等）をポンプにより車載機器に搬送する二次ループとを備えたシステムが提案されている（例えば、特許文献１）。
【0004】
特許文献１に記載の熱管理システムは、冷媒回路の蒸発器および熱媒体外気熱交換器が配置される第１熱媒体回路と、冷媒回路の凝縮器および車室空調ユニットのヒータコアが配置される第２熱媒体回路とを備えている。第１熱媒体回路と第２熱媒体回路とは、第１切替手段および第２切替手段による流路の切り替えにより、非連結の状態（非連結モード）と、低外気温を想定した連結の状態（連結モード）とに切り替えられる。
【0005】
非連結モード時には、外気の熱を第２熱媒体回路の熱媒体へ汲み上げるヒートポンプ運転が行われる。連結モード時には、蒸発器から流出した熱媒体を熱媒体外気熱交換器へ流入させることなく、凝縮器から流出した熱媒体と合流させ、蒸発器および凝縮器に対して熱媒体を並列に流入させる。このとき第１熱媒体回路と第２熱媒体回路とが、蒸発器および凝縮器を介して連結されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特許第６０８３３０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献１の連結モード時には、蒸発器および凝縮器に対して熱媒体を並列に流入させており、蒸発器から流出した熱媒体と、凝縮器から流出した熱媒体とが混合されることで、混合前のそれぞれの熱媒体の温度の中間の温度となって蒸発器および凝縮器に流入する。そのため、非連結モードと比べて、凝縮器より流出する熱媒体の温度上昇に時間がかかる。また、室内熱交換器に流入する熱媒体の流量が低下するので、加熱能力には改善の余地がある。
【0008】
本開示は、外気温が低いため熱源の確保が難しい状況であっても加熱能力を担保することが可能な車両用の温調システムおよび温調方法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】
【0009】
本開示は、車両用の温調システムであって、圧縮機、高圧側熱交換器、減圧部、および低圧側熱交換器を含み、冷凍サイクルに従って冷媒が循環可能に構成される冷媒回路と、冷媒に対して熱を授受する熱媒体が循環可能に構成される熱媒体回路と、冷媒回路の冷媒の圧力を制御可能に構成される制御装置と、を備える。
熱媒体回路は、冷媒と熱媒体とを熱交換させる高圧側熱交換器と、冷媒と熱媒体とを熱交換させる低圧側熱交換器と、熱媒体を圧送可能に構成されるポンプと、外気と熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器と、熱媒体により加熱または冷却される温調対象に相当する、または前記温調対象の加熱または冷却に用いられる温調機器と、室外熱交換器から熱媒体を迂回させる室外バイパス経路と、を含む。
制御装置は、高圧側熱交換器から流出した熱媒体が、温調機器を経由して低圧側熱交換器に流入し、さらに室外バイパス経路を通り、高圧側熱交換器に流入する圧縮機熱源モードにおいて、低圧側熱交換器を流れる熱媒体の流量の調整により、冷媒回路の低圧を０．２ＭＰａ以上、１．２ＭＰａ以下に制御するように構成されている。
熱媒体回路は、冷媒と熱媒体とを熱交換させる高圧側熱交換器と、冷媒と熱媒体とを熱交換させる低圧側熱交換器と、熱媒体を圧送可能に構成されるポンプと、外気と熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器と、熱媒体により加熱または冷却される温調対象に相当する、または前記温調対象の加熱または冷却に用いられる温調機器と、室外熱交換器から熱媒体を迂回させる室外バイパス経路と、を含む。
制御装置は、高圧側熱交換器から流出した熱媒体が、温調機器を経由して低圧側熱交換器に流入し、さらに室外バイパス経路を通り、高圧側熱交換器に流入する圧縮機熱源モードにおいて、低圧側熱交換器を流れる熱媒体の流量の調整により、冷媒回路の低圧を０．２ＭＰａ以上、１．２ＭＰａ以下に制御するように構成されている。
【0010】
また、本開示は、車両用の温調方法にも展開することができる。
【発明の効果】
【0011】
圧縮機熱源モード時の低圧－圧縮機動力特性に基づき、冷媒回路の低圧が０．２ＭＰａ以上、１．２ＭＰａ以下に制御されることにより、外気温が０℃を大幅に下回る状況であっても、圧縮機熱源モードにより加熱能力を担保することができる。
【0012】
圧縮機熱源モードのとき、高圧側熱交換器と低圧側熱交換器とは直列に接続されているので、高圧側熱交換器と低圧側熱交換器とに対して熱媒体を並列に流入させる場合と比べて、高圧側熱交換器から流出した熱媒体の温度を早く上昇させることができる。また、温調機器の熱媒体循環量が大きいため、熱媒体と温調対象との熱交換量が大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本開示の実施形態に係る車両用温調システムを示す回路図である（ヒートポンプモード）。
【図3】（ａ）は、制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。（ｂ）は、制御装置のコンピュータ・プログラムのモジュールを示すブロック図である。
【図4】低外気温時のｐ－ｈ線図の略図である。
【図5】ヒータモード時の冷媒回路の低圧と圧縮機動力との関係（低圧－圧縮機動力特性）を示すグラフである。
【図6】本開示の第５変形例に係る車両用温調システムを示す回路図である（起動時ヒータモード）。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について説明する。
［実施形態］
図１に示す車両用の温調システム１は、例えば、エンジンを備えておらず走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る電気自動車、あるいは、エンジンおよび電動機から車両走行用の駆動力を得る所謂ハイブリッド自動車等の図示しない車両に装備されている。温調システム１は、乗員が搭乗する車室８の冷暖房、除湿、換気等の空調の他、車両に搭載されているバッテリー装置（電源装置）、走行用モータ、発熱する電子機器等の車載装置の熱管理、排熱回収等を担う。適切な温度や湿度に空調したり、車載装置を適温に管理したりすることを「熱管理」と総称するものとする。
温調システム１およびその他の車載装置に備わる電動機器や電子機器には、車載のバッテリー装置に蓄えられた電力が供給される。車載のバッテリー装置は、車両停止時に外部電源から充電される。
［実施形態］
図１に示す車両用の温調システム１は、例えば、エンジンを備えておらず走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る電気自動車、あるいは、エンジンおよび電動機から車両走行用の駆動力を得る所謂ハイブリッド自動車等の図示しない車両に装備されている。温調システム１は、乗員が搭乗する車室８の冷暖房、除湿、換気等の空調の他、車両に搭載されているバッテリー装置（電源装置）、走行用モータ、発熱する電子機器等の車載装置の熱管理、排熱回収等を担う。適切な温度や湿度に空調したり、車載装置を適温に管理したりすることを「熱管理」と総称するものとする。
温調システム１およびその他の車載装置に備わる電動機器や電子機器には、車載のバッテリー装置に蓄えられた電力が供給される。車載のバッテリー装置は、車両停止時に外部電源から充電される。
【0015】
〔全体構成〕
温調システム１は、冷媒が循環可能に構成される冷媒回路１０と、冷媒に対して熱を授受する熱媒体が循環可能に構成される熱媒体回路２０と、温調システム１を所定の運転モードに設定し、運転モードに応じて温調システム１の運転状態を制御する制御装置５とを備えている。
また、温調システム１は、例えば、外気温度を検知する外気温センサ６１、車室８に吹き出される空調空気の温度を検知する温度センサ６２、冷媒回路１０の低圧ｐＬを検知する低圧用圧力センサ６３、冷媒回路１０の高圧ｐＨを検知する高圧用圧力センサ６４等のセンサを含む。
温調システム１は、冷媒が循環可能に構成される冷媒回路１０と、冷媒に対して熱を授受する熱媒体が循環可能に構成される熱媒体回路２０と、温調システム１を所定の運転モードに設定し、運転モードに応じて温調システム１の運転状態を制御する制御装置５とを備えている。
また、温調システム１は、例えば、外気温度を検知する外気温センサ６１、車室８に吹き出される空調空気の温度を検知する温度センサ６２、冷媒回路１０の低圧ｐＬを検知する低圧用圧力センサ６３、冷媒回路１０の高圧ｐＨを検知する高圧用圧力センサ６４等のセンサを含む。
【0016】
温調システム１は、乗員によりあるいは制御装置５により選択される複数の運転モードを備えている。温調システム１は、後述するヒータモードＨＴ（図２）における冷媒圧力の制御に特徴を有する。本実施形態は、温調システム１の運転モードとして、ヒータモードＨＴの他、ヒートポンプモードＨＰ（図１）を例示する。ヒータモードＨＴは、ヒートポンプモードＨＰと比べて外気温が低い場合に適する。
【0017】
〔冷媒回路の構成〕
冷媒回路１０は、図１に構成の一例を示すように、圧縮機１１と、凝縮器１２と、膨張弁１３と、蒸発器１４とを備えている。冷媒回路１０には、冷凍サイクルに従って冷媒が循環する。
冷媒回路１０に封入される冷媒としては、公知の適宜な単一冷媒あるいは混合冷媒を用いることができる。例えば、本実施形態の冷媒として、Ｒ１２３４ｚｅ、Ｒ１２３４ｙｆ等のＨＦＯ（Hydro Fluoro Olefin）冷媒、あるいは、プロパン、イソブタン等の炭化水素（ＨＣ）系冷媒を用いることが可能である。特に、Ｒ１２３４ｙｆまたはプロパンを用いることが好ましい。
上記に列挙したフロン系または炭化水素系の冷媒を用いる場合は、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルが構成される。
冷媒回路１０は、図１に構成の一例を示すように、圧縮機１１と、凝縮器１２と、膨張弁１３と、蒸発器１４とを備えている。冷媒回路１０には、冷凍サイクルに従って冷媒が循環する。
冷媒回路１０に封入される冷媒としては、公知の適宜な単一冷媒あるいは混合冷媒を用いることができる。例えば、本実施形態の冷媒として、Ｒ１２３４ｚｅ、Ｒ１２３４ｙｆ等のＨＦＯ（Hydro Fluoro Olefin）冷媒、あるいは、プロパン、イソブタン等の炭化水素（ＨＣ）系冷媒を用いることが可能である。特に、Ｒ１２３４ｙｆまたはプロパンを用いることが好ましい。
上記に列挙したフロン系または炭化水素系の冷媒を用いる場合は、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルが構成される。
【0018】
圧縮機１１は、図示しないバッテリー装置から供給される電力により駆動されるモータを備えた電動圧縮機に相当する。圧縮機１１は、図示しないハウジング内に吸入される冷媒を圧縮機構により断熱圧縮して吐出する。
圧縮機１１としては、例えば、容積型圧縮機、特に、モータの出力トルクにより回転駆動されるロータリー式、スクロール式、スクリュー式等の圧縮機構を備えた圧縮機が採用されることが好ましい。その他、圧縮機１１として、インペラを備えた遠心圧縮機や、ピストンをストロークの範囲で往復動作させる圧縮機を採用することもできる。
圧縮機１１としては、例えば、容積型圧縮機、特に、モータの出力トルクにより回転駆動されるロータリー式、スクロール式、スクリュー式等の圧縮機構を備えた圧縮機が採用されることが好ましい。その他、圧縮機１１として、インペラを備えた遠心圧縮機や、ピストンをストロークの範囲で往復動作させる圧縮機を採用することもできる。
【0019】
圧縮機１１のハウジングには潤滑油が封入される。圧縮機１１の潤滑は、ミスト状の潤滑油を含む冷媒が摺動部に流通することで行われる。潤滑油は、冷媒と共に冷媒回路１０を循環する。冷媒回路１０を循環する潤滑油を圧縮機１１に確実に戻すために、圧縮機１１の回転数は所定値以上に維持される。
【0020】
凝縮器１２は、圧縮機１１から吐出された冷媒ガスを熱媒体と熱交換させる。
膨張弁１３（減圧部）は、凝縮器１２から流出した冷媒を減圧させることで断熱膨張させる。膨張弁１３としては、制御装置５からの指令に基づき開度を制御可能な電子膨張弁の他、温度式膨張弁を採用することができる。あるいは、膨張弁１３の代わりにキャピラリーチューブを採用することができる。
膨張弁１３（減圧部）は、凝縮器１２から流出した冷媒を減圧させることで断熱膨張させる。膨張弁１３としては、制御装置５からの指令に基づき開度を制御可能な電子膨張弁の他、温度式膨張弁を採用することができる。あるいは、膨張弁１３の代わりにキャピラリーチューブを採用することができる。
【0021】
蒸発器１４は、膨張弁１３から流出した冷媒を熱媒体と熱交換させる。蒸発器１４により蒸発した冷媒は、圧縮機１１により吸入される。
蒸発器１４と圧縮機１１との間には、図示しないアキュムレータ（気液分離器）を設けることができる。
蒸発器１４と圧縮機１１との間には、図示しないアキュムレータ（気液分離器）を設けることができる。
【0022】
凝縮器１２には相対的に高い冷媒圧力（高圧ｐＨ）が与えられ、蒸発器１４には相対的に低い冷媒圧力（低圧ｐＬ）が与えられる。冷媒は、高圧ｐＨと低圧ｐＬとの圧力差に基づき冷媒回路１０を循環する。
図１において、低圧側の冷媒の流れは太い実線により示され、高圧側の冷媒の流れは太い破線により示されている。図２も同様である。
図１において、低圧側の冷媒の流れは太い実線により示され、高圧側の冷媒の流れは太い破線により示されている。図２も同様である。
【0023】
〔熱媒体回路の構成〕
熱媒体回路２０は、凝縮器１２および蒸発器１４により冷媒と熱を授受可能な熱媒体が循環可能に構成されている。熱媒体は、少なくとも１つ以上の温調対象の冷却または加熱に用いられる。本実施形態における温調対象の一つは、車室８内の空気に相当する。
熱媒体回路２０に封入される熱媒体は、液相の状態を維持して熱媒体回路２０を循環する水やブライン等の液体である。ブラインとしては、例えば、水およびプロピレングリコールの混合液、あるいは、水およびエチレングリコールの混合液を例示することができる。
熱媒体回路２０は、凝縮器１２および蒸発器１４により冷媒と熱を授受可能な熱媒体が循環可能に構成されている。熱媒体は、少なくとも１つ以上の温調対象の冷却または加熱に用いられる。本実施形態における温調対象の一つは、車室８内の空気に相当する。
熱媒体回路２０に封入される熱媒体は、液相の状態を維持して熱媒体回路２０を循環する水やブライン等の液体である。ブラインとしては、例えば、水およびプロピレングリコールの混合液、あるいは、水およびエチレングリコールの混合液を例示することができる。
【0024】
熱媒体回路２０は、図１に構成の一例を示すように、凝縮器１２と、蒸発器１４と、第１ポンプ２１および第２ポンプ２２と、室外熱交換器２３と、室外バイパス経路２４と、室内熱交換器２５と、複数の流路切替弁としての第１切替弁３１、第２切替弁３２、および第３切替弁３３とを備えている。
【0025】
本実施形態において、第１切替弁３１および第２切替弁３２は四方弁であり、第３切替弁３３は三方弁に相当する。図１に示すヒートポンプモードＨＰにおいて、第１切替弁３１には、蒸発器１４から流出した熱媒体と、凝縮器１２から流出した熱媒体との両方が流通する。
【0026】
熱媒体回路２０は、凝縮器１２から熱媒体を迂回させる凝縮器バイパス経路１２Ａと、凝縮器流量調整弁１２Ｖとを備えることが好ましい。
凝縮器流量調整弁１２Ｖは、高圧側流量指令源１２Ｃから発せられる流量指令ＳＨに基づき、凝縮器１２と凝縮器バイパス経路１２Ａとの熱媒体の流量比を調整する。
凝縮器流量調整弁１２Ｖは、高圧側流量指令源１２Ｃから発せられる流量指令ＳＨに基づき、凝縮器１２と凝縮器バイパス経路１２Ａとの熱媒体の流量比を調整する。
【0027】
図１に示す例では、凝縮器流量調整弁１２Ｖによる流量調整により、第１切替弁３１から凝縮器１２に向けて流れる熱媒体の全量が、凝縮器バイパス経路１２Ａへは流入せずに凝縮器１２へと流入する。
【0028】
また、熱媒体回路２０は、蒸発器１４から熱媒体を迂回させる蒸発器バイパス経路１４Ａと、蒸発器１４と蒸発器バイパス経路１４Ａとの熱媒体の流量比を調整可能に構成される蒸発器流量調整弁１４Ｖとを備えることが好ましい。
蒸発器流量調整弁１４Ｖは、低圧側流量指令源１４Ｃから発せられる流量指令ＳＬに基づき、蒸発器１４と蒸発器バイパス経路１４Ａとの熱媒体の流量比を調整する。
蒸発器流量調整弁１４Ｖは、低圧側流量指令源１４Ｃから発せられる流量指令ＳＬに基づき、蒸発器１４と蒸発器バイパス経路１４Ａとの熱媒体の流量比を調整する。
【0029】
図１に示す例では、蒸発器流量調整弁１４Ｖによる流量調整により、第１切替弁３１から蒸発器１４に向けて流れる熱媒体の全量が、蒸発器バイパス経路１４Ａへは流入せずに蒸発器１４へと流入する。
【0030】
本実施形態の三方弁としての凝縮器流量調整弁１２Ｖは、いずれも流量調整可能な２つの二方弁、または流量調整可能な単一の二方弁に置き換えることができる。例えば、一方の二方弁を凝縮器バイパス経路１２Ａに配置し、他方の二方弁を凝縮器流量調整弁１２Ｖと凝縮器１２との間の配管に配置することができる。あるいは、単一の二方弁を凝縮器バイパス経路１２Ａおよび当該配管の一方に配置することができる。
蒸発器流量調整弁１４Ｖも上記と同様であり、いずれも流量調整可能な２つの二方弁、または流量調整可能な単一の二方弁に置き換えることができる。
蒸発器流量調整弁１４Ｖも上記と同様であり、いずれも流量調整可能な２つの二方弁、または流量調整可能な単一の二方弁に置き換えることができる。
【0031】
第１ポンプ２１および第２ポンプ２２はいずれも、図示しないモータにより駆動される電動のポンプに相当する。第１ポンプ２１は、蒸発器１４から流出した熱媒体を吸入して吐出することで熱媒体を圧送する。第２ポンプ２２は、凝縮器１２から流出した熱媒体を吸入して吐出することで熱媒体を圧送する。
【0032】
ポンプ２１，２２としては、公知の遠心ポンプや容積型ポンプを適宜に採用することができる。
【0033】
第１ポンプ２１および第２ポンプ２２のそれぞれの位置は、図示する例には限らず、各運転モードの熱媒体の経路を考慮し、第１ポンプ２１および第２ポンプ２２の少なくとも一方により熱媒体を圧送することができる範囲で、適宜に定めることができる。
【0034】
室外熱交換器２３は、車室８の外側の外気と、熱媒体とを熱交換させる。室外熱交換器２３は、例えば、車両の空気導入口の付近に配置されるラジエーターに相当する。車両の走行と、室外送風機２３Ａの動作とによって室外熱交換器２３に供給される外気は、外気と熱媒体との温度差に基づいて、放熱または吸熱する。
【0035】
室外バイパス経路２４は、室外熱交換器２３から熱媒体を迂回させる。
【0036】
室内熱交換器２５は、室内送風機２５Ａにより送られる空気と熱媒体とを熱交換させることで車室８内に空調空気を与える。室内送風機２５Ａは、モータにより駆動され、車室８内の空気（内気）または外気、あるいは内気と外気との混合気体を室内熱交換器２５に向けて吹き付ける。室内送風機２５Ａは、回転数が可変に制御可能に構成されることが好ましい。
ＨＶＡＣ（Heating, Ventilation, and Air Conditioning）ユニットＵは、室内熱交換器２５と、室内送風機２５Ａと、室内送風機２５Ａにより送られる空気が流れる図示しないダクトとを含んで構成されている。
ＨＶＡＣ（Heating, Ventilation, and Air Conditioning）ユニットＵは、室内熱交換器２５と、室内送風機２５Ａと、室内送風機２５Ａにより送られる空気が流れる図示しないダクトとを含んで構成されている。
【0037】
第１～第３切替弁３１，３２，３３の少なくとも１つにより熱媒体の流れが切り替えられることで、熱媒体回路２０は、低圧側回路Ｃ１および高圧側回路Ｃ２を並列的に設定可能に構成されるとともに（図１）、直列回路ＣＣを設定可能に構成される（図２）。
【0038】
凝縮器１２から流出して凝縮器１２に戻る熱媒体の高圧側回路Ｃ２と、蒸発器１４から流出して蒸発器１４に戻る低圧側回路Ｃ１とは、互いに分離している。以下において、低圧側回路Ｃ１および高圧側回路Ｃ２のことを並列回路Ｃ１，Ｃ２と称する場合がある。
凝縮器１２を含む高圧側回路Ｃ２の熱媒体と、蒸発器１４を含む低圧側回路Ｃ１の熱媒体とは相互に混合されない。
凝縮器１２を含む高圧側回路Ｃ２の熱媒体と、蒸発器１４を含む低圧側回路Ｃ１の熱媒体とは相互に混合されない。
【0039】
並列回路Ｃ１，Ｃ２を示す図１において、低圧側回路Ｃ１を循環する相対的に低温の熱媒体（低温熱媒体）の流れが実線で示され、高圧側回路Ｃ２を循環する相対的に高温の熱媒体（高温熱媒体）の流れが一点鎖線で示されている。低温熱媒体および高温熱媒体のいずれも圧送されていない経路は、破線で示されている。
【0040】
一方、直列回路ＣＣは、直列に配置される蒸発器１４および凝縮器１２を含む一つの連続した回路に相当する。直列回路ＣＣが設定されるとき、例えば、図２に示すように、凝縮器１２から流出した熱媒体が蒸発器１４に流入し、さらに凝縮器１２に流入する。
直列回路ＣＣを示す図２においても、相対的に低温の熱媒体の流れが実線で示され、相対的に高温の熱媒体の流れが一点鎖線により示されている。図２を参照すると、並列回路Ｃ１，Ｃ２が設定される場合とは異なり、蒸発器１４から流出し、凝縮器１２に流入するまでの熱媒体の流れが実線で示され、凝縮器１２から流出し、蒸発器１４に流入するまでの熱媒体の流れが一点鎖線で示されている。これは、熱媒体が蒸発器１４に流入すると、冷媒への放熱により熱媒体の温度が低下することを表し、熱媒体が凝縮器１２に流入すると、冷媒からの吸熱により熱媒体の温度が上昇することを表している。
直列回路ＣＣを示す図２においても、相対的に低温の熱媒体の流れが実線で示され、相対的に高温の熱媒体の流れが一点鎖線により示されている。図２を参照すると、並列回路Ｃ１，Ｃ２が設定される場合とは異なり、蒸発器１４から流出し、凝縮器１２に流入するまでの熱媒体の流れが実線で示され、凝縮器１２から流出し、蒸発器１４に流入するまでの熱媒体の流れが一点鎖線で示されている。これは、熱媒体が蒸発器１４に流入すると、冷媒への放熱により熱媒体の温度が低下することを表し、熱媒体が凝縮器１２に流入すると、冷媒からの吸熱により熱媒体の温度が上昇することを表している。
【0041】
直列回路ＣＣが設定されるとき、熱媒体は、凝縮器１２による温度上昇および蒸発器１４による温度低下を繰り返しながら、凝縮器１２と蒸発器１４とを循環する。このとき、熱媒体回路２０には、一つの連続した回路が形成されるので、第１ポンプ２１および第２ポンプ２２の少なくとも一方のみによって、熱媒体を圧送することができる。
但し、直列回路ＣＣを用いる運転モードでも、２つのポンプ２１，２２を作動させることで、熱媒体回路２０における熱媒体の循環流量を十分に得ることができる。
但し、直列回路ＣＣを用いる運転モードでも、２つのポンプ２１，２２を作動させることで、熱媒体回路２０における熱媒体の循環流量を十分に得ることができる。
【0042】
第１～第３切替弁３１～３３のいずれも、制御装置５からの指令に基づき開閉制御が可能な電動弁であり、各運転モードに応じて熱媒体の流路を切り替え可能に構成される。
第１～第３切替弁３１～３３は、必要な運転モードの実現に必要な経路を熱媒体回路２０に設定するために、適宜な構造の適宜な数の電動弁に代替可能である。
第１～第３切替弁３１～３３は、必要な運転モードの実現に必要な経路を熱媒体回路２０に設定するために、適宜な構造の適宜な数の電動弁に代替可能である。
【0043】
〔制御装置の構成〕
制御装置５は、図３（ａ）に示すように、メモリ５０１、演算部５０２、記憶部５０３、および入出力部５０４を含むコンピュータに相当する。「コンピュータ」には、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ；programmable logic controller）も含まれる。
制御装置５は、図３（ａ）に示すように、メモリ５０１、演算部５０２、記憶部５０３、および入出力部５０４を含むコンピュータに相当する。「コンピュータ」には、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ；programmable logic controller）も含まれる。
【0044】
制御装置５は、図３（ｂ）に示すように、上述の高圧側流量指令源１２Ｃおよび低圧側流量指令源１４Ｃの他、圧縮機１１等の駆動制御により温調対象を冷却または加熱する温調制御部５１と、冷媒回路１０の低圧ｐＬを制御する低圧制御部５２と、冷媒回路１０の高圧ｐＨを制御する高圧制御部５３と、低圧ｐＬおよび高圧ｐＨを制御する低圧・高圧制御部５４とを含むことができる。
高圧側流量指令源１２Ｃ、低圧側流量指令源１４Ｃ、温調制御部５１、低圧制御部５２、高圧制御部５３、および低圧・高圧制御部５４のいずれも、記憶部５０３から読み出されて実行されるコンピュータ・プログラムのモジュールであってよい。ヒータモードＨＴ時には、特に、低圧制御部５２または低圧・高圧制御部５４により低圧Ｌの制御が実施されることで、暖房能力が担保される。
高圧側流量指令源１２Ｃ、低圧側流量指令源１４Ｃ、温調制御部５１、低圧制御部５２、高圧制御部５３、および低圧・高圧制御部５４のいずれも、記憶部５０３から読み出されて実行されるコンピュータ・プログラムのモジュールであってよい。ヒータモードＨＴ時には、特に、低圧制御部５２または低圧・高圧制御部５４により低圧Ｌの制御が実施されることで、暖房能力が担保される。
【0045】
各運転モードにおいて、温調制御部５１は、圧縮機１１の駆動制御を行い、冷媒の循環流量を増減させることで、冷房能力または暖房能力をそれぞれ増減させることができる。
温調制御部５１は、例えば、外気温、空調空気の吹き出し温度、あるいは、熱媒体温度や冷媒の温度等、室温に相関する物理量をセンサ６１，６２等により検知し、検知された値と目標値との偏差を解消させるように、例えば圧縮機１１の回転数を制御するフィードバック制御を行うことにより、室温を目標温度に調整することができる。
温調制御部５１は、例えば、外気温、空調空気の吹き出し温度、あるいは、熱媒体温度や冷媒の温度等、室温に相関する物理量をセンサ６１，６２等により検知し、検知された値と目標値との偏差を解消させるように、例えば圧縮機１１の回転数を制御するフィードバック制御を行うことにより、室温を目標温度に調整することができる。
【0046】
温調制御部５１によるフィードバック制御の操作量は、圧縮機１１の回転数、室内送風機２５Ａの回転数、およびポンプ２１，２２の回転数のうちの１つ以上であってよい。
圧縮機１１、室内送風機２５Ａ、およびポンプ２１，２２のそれぞれの回転数は、例えば、駆動回路部によりモータに印加される駆動電流の周波数やデューティ比を増減させることで制御することができる。
圧縮機１１、室内送風機２５Ａ、およびポンプ２１，２２のそれぞれの回転数は、例えば、駆動回路部によりモータに印加される駆動電流の周波数やデューティ比を増減させることで制御することができる。
【0047】
低圧制御部５２は、ヒータモードＨＴにおいて、蒸発器１４を流れる熱媒体の流量の調整により、低圧ｐＬを０．２ＭＰａ以上、１．２ＭＰａ以下に制御する。
高圧制御部５３は、少なくともヒータモードＨＴにおいて、凝縮器１２を流れる熱媒体の流量の調整により、高圧ｐＨを２．８ＭＰａ以下に制御することが好ましい。
高圧制御部５３は、少なくともヒータモードＨＴにおいて、凝縮器１２を流れる熱媒体の流量の調整により、高圧ｐＨを２．８ＭＰａ以下に制御することが好ましい。
【0048】
〔運転モードの説明〕
まず、図１に示すヒートポンプモードＨＰについて簡単に説明する。
ヒートポンプモードＨＰ（図１）：
ヒートポンプモードＨＰは、車室８内を暖房するモードに相当し、熱源としての外気から、外気温よりも温度が高い高温熱媒体に熱を汲み上げて車室８まで搬送することで、車室８内を暖房する。
まず、図１に示すヒートポンプモードＨＰについて簡単に説明する。
ヒートポンプモードＨＰ（図１）：
ヒートポンプモードＨＰは、車室８内を暖房するモードに相当し、熱源としての外気から、外気温よりも温度が高い高温熱媒体に熱を汲み上げて車室８まで搬送することで、車室８内を暖房する。
【0049】
ヒートポンプモードＨＰ時に温調システム１は並列回路Ｃ１，Ｃ２を使用して運転される。蒸発器１４から流出した低温熱媒体は、実線の矢印で示すように、第２切替弁３２を経由して室外熱交換器２３へと流入する。外気から吸熱した熱媒体は、第１切替弁３１および蒸発器流量調整弁１４Ｖを経由して蒸発器１４へと戻る。
蒸発器１４に流入した熱媒体からの吸熱により冷媒は蒸発し、圧縮機１１へと吸入される。圧縮機１１から吐出された冷媒は、凝縮器１２で熱媒体への放熱により凝縮し、これに伴い熱媒体は昇温する。
蒸発器１４に流入した熱媒体からの吸熱により冷媒は蒸発し、圧縮機１１へと吸入される。圧縮機１１から吐出された冷媒は、凝縮器１２で熱媒体への放熱により凝縮し、これに伴い熱媒体は昇温する。
【0050】
凝縮器１２から流出した高温熱媒体は、一点鎖線の矢印で示すように、第３切替弁３３を経由して室内熱交換器２５へと流入する。車室８内を温めた熱媒体は、第１切替弁３１および凝縮器流量調整弁１２Ｖを経由して凝縮器１２へと戻る。
【0051】
ヒートポンプモードＨＰは、外気を熱源の一部として利用することにより、圧縮機１１やポンプ２１，２２等の動力増加を抑えつつ、暖房能力を担保することができる。
【0052】
ヒータモードＨＴ（図２）：
次に、図２を参照し、直列回路ＣＣを用いる運転モードであるヒータモードＨＴについて説明する。外気温が０℃を大幅に下回る場合、例えば－２０℃以下にまで外気温が低下した場合は、上述のヒートポンプモードＨＰにより外気から熱媒体に吸熱することができる熱量が少なくなるとともに、圧縮機１１の吸入冷媒密度が低下し、圧縮機１１の動力が小さくなる。そうした場合でも、ヒータモードＨＴにより、圧縮機１１を熱源として、温調対象を加熱することができる。
次に、図２を参照し、直列回路ＣＣを用いる運転モードであるヒータモードＨＴについて説明する。外気温が０℃を大幅に下回る場合、例えば－２０℃以下にまで外気温が低下した場合は、上述のヒートポンプモードＨＰにより外気から熱媒体に吸熱することができる熱量が少なくなるとともに、圧縮機１１の吸入冷媒密度が低下し、圧縮機１１の動力が小さくなる。そうした場合でも、ヒータモードＨＴにより、圧縮機１１を熱源として、温調対象を加熱することができる。
【0053】
ヒータモードＨＴは、例えば抵抗加熱式の電気ヒータと同様に、供給電力に相応の熱量の熱が温調対象に供給される。そのため、「ヒータ」モードと称するが、ヒータモードＨＴの名称は、必ずしもこれに限られない。
なお、後述する起動時ヒータモードＨＴ０は、ヒータモードＨＴへの移行を前提とするモードであるため、ヒータモードＨＴと同様の名称を使用するが、起動時ヒータモードＨＴ０の名称も、必ずしもこれに限られない。
なお、後述する起動時ヒータモードＨＴ０は、ヒータモードＨＴへの移行を前提とするモードであるため、ヒータモードＨＴと同様の名称を使用するが、起動時ヒータモードＨＴ０の名称も、必ずしもこれに限られない。
【0054】
ヒータモードＨＴ時の熱媒体の流れを説明する。熱媒体から外気への放熱を防ぐため、室外バイパス経路２４を通じて室外熱交換器２３から熱媒体を迂回させる。このとき室外送風機２３Ａの作動は停止させてよい。また、ポンプ２１，２２の少なくとも一方を適宜な回転数で作動させる。
【0055】
凝縮器１２により冷媒から吸熱した熱媒体は、第３切替弁３３を経由して室内熱交換器２５へと流入して車室８内の暖房に供される。そして、室内熱交換器２５から流出した熱媒体は、第１切替弁３１および蒸発器流量調整弁１４Ｖを経由し、蒸発器１４および蒸発器バイパス経路１４Ａのうち少なくとも蒸発器１４に流入して冷媒へと放熱される。
蒸発器１４から流出した熱媒体は、第２切換え弁３２から室外バイパス経路２４に流入し、第１切替弁３１と凝縮器流量調整弁１２Ｖとの間に流入した後、凝縮器１２および凝縮器バイパス経路１２Ａのうち少なくとも凝縮器１２に流入して冷媒から吸熱する。
蒸発器１４から流出した熱媒体は、第２切換え弁３２から室外バイパス経路２４に流入し、第１切替弁３１と凝縮器流量調整弁１２Ｖとの間に流入した後、凝縮器１２および凝縮器バイパス経路１２Ａのうち少なくとも凝縮器１２に流入して冷媒から吸熱する。
【0056】
ヒータモードＨＴにおいて、熱媒体は、外気への放熱を避けて室外バイパス経路２４を流れつつ、圧縮機１１の動力により発生した熱を冷媒から受け取り温調対象に搬送する。ヒータモードＨＴによれば、外気との熱の出入りがない系により運転することで、外気温によらず、車室８内の暖房を継続して行うことができる。
【0057】
図４には、冷媒のｐ－ｈ線図と、ヒートポンプモードＨＰ時の冷凍サイクルＹ１（破線）と、ヒータモードＨＴ時の冷凍サイクルＹ２（実線）とが示されている。冷凍サイクルＹ１，Ｙ２のいずれも、外気温が－２０℃の条件による。
ヒートポンプモードＨＰのときは、－２０℃の外気と熱交換されて蒸発器１４に流入する熱媒体より、冷媒が吸熱する必要があるため、低圧ｐＬが低下する。
一方、ヒータモードＨＴのときは、凝縮器１２および室内熱交換器２５を経た熱媒体が、蒸発器１４により冷媒へと放熱されるので、図４に示すようにヒートポンプモードＨＰと比べて低圧ｐＬが上昇する。それに伴い圧縮機１１に吸入される冷媒の密度（以下、圧縮機吸入密度ρ）が増加することで、圧縮機１１の動力が増加して冷媒の循環流量が増加する。
低圧上昇の効果として、ヒータモードＨＴは、ヒートポンプモードＨＰと比べて３倍程度体積効率が大きい。体積効率は、エンタルピ差Δｈと、圧縮機吸入密度ρとの積に相当する。
ヒートポンプモードＨＰのときは、－２０℃の外気と熱交換されて蒸発器１４に流入する熱媒体より、冷媒が吸熱する必要があるため、低圧ｐＬが低下する。
一方、ヒータモードＨＴのときは、凝縮器１２および室内熱交換器２５を経た熱媒体が、蒸発器１４により冷媒へと放熱されるので、図４に示すようにヒートポンプモードＨＰと比べて低圧ｐＬが上昇する。それに伴い圧縮機１１に吸入される冷媒の密度（以下、圧縮機吸入密度ρ）が増加することで、圧縮機１１の動力が増加して冷媒の循環流量が増加する。
低圧上昇の効果として、ヒータモードＨＴは、ヒートポンプモードＨＰと比べて３倍程度体積効率が大きい。体積効率は、エンタルピ差Δｈと、圧縮機吸入密度ρとの積に相当する。
【0058】
〔ヒータモード時の低圧－圧縮機動力特性〕
図５は、ヒータモードＨＴにおける低圧ｐＬ（横軸）と圧縮機１１の動力（縦軸）との関係を示している。これは、高圧ｐＨが一定、圧縮機１１の回転数も一定の条件で計算した結果に基づく。実線は、Ｒ１２３４ｙｆの場合を示し、一点鎖線は、プロパン（Ｒ２９０）の場合を示している。いずれの冷媒についても、低圧－圧縮機動力特性ＬＰＰは、山なりのカーブを描き、ピークは約１ＭＰａにある。以下、特に言及しない限り、両冷媒に共通する。
図５は、ヒータモードＨＴにおける低圧ｐＬ（横軸）と圧縮機１１の動力（縦軸）との関係を示している。これは、高圧ｐＨが一定、圧縮機１１の回転数も一定の条件で計算した結果に基づく。実線は、Ｒ１２３４ｙｆの場合を示し、一点鎖線は、プロパン（Ｒ２９０）の場合を示している。いずれの冷媒についても、低圧－圧縮機動力特性ＬＰＰは、山なりのカーブを描き、ピークは約１ＭＰａにある。以下、特に言及しない限り、両冷媒に共通する。
【0059】
図５に示した低圧ｐＬの値の範囲は、０．１ＭＰａ以上、２．１ＭＰａ以下である。低圧ｐＬは、０．１ＭＰａからピークまで増加率を次第に減少させながら上昇し、ピークを超えて減少に転じると、減少率を次第に増加させながら降下する。
【0060】
低圧ｐＬが０．１ＭＰａから１ＭＰａまで上昇するにつれて圧縮機１１の動力は増加するので、圧縮機１１の動力に相応の熱量に基づく加熱能力も増加する。しかしながら、低圧ｐＬがピークを超えて高くなり過ぎると、動力の減少により、低外気温に対して十分な加熱能力を得ることができない。低圧ｐＬはピークからなだらかに減少するので、ピークを超えても変化率が１０ｋＷ／ＭＰａ以下である１．２ＭＰａまでの加熱能力は許容できる。
【0061】
こうした低圧－圧縮機動力特性ＬＰＰは、ヒータモードＨＴ時の冷凍サイクルＹ２（図４）と対応している。低圧ｐＬが上昇すると、圧縮機吸入密度ρの増加に伴い、圧縮機１１の動力が増加する一方で、高圧ｐＨと低圧ｐＬとの圧力差Δｐは減少するため、エンタルピ差Δｈ（図４）の減少に伴い圧縮機１１の動力が減少する。つまり、低圧ｐＬが１ＭＰａまで上昇する間は、エンタルピ差Δｈの減少による動力の減少分よりも、圧縮機吸入密度ρの増加による動力の増加分が大きい。
【0062】
エンタルピ差Δｈを十分に確保する観点からは、０．２ＭＰａと１．２ＭＰａとの中央値（０．７ＭＰａ）以下の範囲に低圧ｐＬが設定されることが好ましい。当該範囲は、例えば、０．３ＭＰａ以上、０．６ＭＰａ以下であってよい。
一方、圧縮機吸入密度ρを十分に確保する観点からは、０．２ＭＰａと１．２ＭＰａとの中央値（０．７ＭＰａ）超の範囲に低圧ｐＬが設定されることが好ましい。当該範囲は、例えば、０．８ＭＰａ以上、１．１ＭＰａ以下であってよい。
一方、圧縮機吸入密度ρを十分に確保する観点からは、０．２ＭＰａと１．２ＭＰａとの中央値（０．７ＭＰａ）超の範囲に低圧ｐＬが設定されることが好ましい。当該範囲は、例えば、０．８ＭＰａ以上、１．１ＭＰａ以下であってよい。
【0063】
低圧－圧縮機動力特性ＬＰＰに基づくと、ヒータモードＨＴ時に低圧ｐＬが上昇しても、その低圧ｐＬが低すぎる、あるいは高すぎるのならば、加熱能力増大に繋がらないので、必ずしも加熱能力増大の効果を得ることはできない。そこで、低外気温時に十分な加熱能力を担保するために、低圧制御部５２は、ヒータモードＨＴ時に、低圧ｐＬを０．２ＭＰａ以上、１．２ＭＰａ以下に維持する。
こうした低圧ｐＬの制御は、ヒータモードＨＴは、ヒートポンプモードＨＰとは異なり、外気から熱媒体に吸熱しないため、飽和蒸気に対応する圧力以上に低圧ｐＬを自在に上昇させることができることに基づく。
こうした低圧ｐＬの制御は、ヒータモードＨＴは、ヒートポンプモードＨＰとは異なり、外気から熱媒体に吸熱しないため、飽和蒸気に対応する圧力以上に低圧ｐＬを自在に上昇させることができることに基づく。
【0064】
図５において、ｐ１は０．２ＭＰａに相当し、ｐ２は１．２ＭＰａに相当する。ここで、Ｒ１２３４ｙｆについて、圧縮機動力の最大値が１００％であるとすると、ｐ１に対応する圧縮機動力Ｆ１は約４０％に相当し、ｐ２に対応する圧縮機動力Ｆ２は約９８％に相当する。同様に、プロパンについて、圧縮機動力の最大値が１００％であるとすると、ｐ１に対応する圧縮機動力ｆ１は約４１％に相当し、ｐ２に対応する圧縮機動力ｆ２は約９８％に相当する。Ｆ２とｆ２との差は、Ｆ１とｆ１との差よりも大きい。
【0065】
他の冷媒に関しても、Ｒ１２３４ｙｆおよびプロパンと同様に、低圧ｐＬのピークの値が約１ＭＰａであって、ｐ１に対応する圧縮機動力が３５～４５％であって、ｐ２に対応する圧縮機動力が９５～１００％である場合は、０．２ＭＰａ以上、１．２ＭＰａ以下の範囲内に低圧ｐＬを維持しつつ、低外気温に対して十分な加熱能力を得ることができる。
【0066】
〔ヒータモード時の高圧－圧縮機動力特性〕
ヒータモードＨＴ時における高圧ｐＨと圧縮機動力との関係の図示は省略する。高圧ｐＨが上昇するにつれて圧縮機動力は次第に増加するので、高圧ｐＨが高い方が加熱能力は高くなる。圧力差Δｐを大きくして加熱能力を十分に確保する観点からは、圧縮機１１のハウジング等の機器の耐圧が確保される範囲で、高圧ｐＨを出来るだけ高く設定することが好ましい。そのため、高圧制御部５３は、少なくともヒータモードＨＴにおいて、高圧ｐＨを例えば低圧ｐＬの２倍以上、２．８ＭＰａ以下に制限することが好ましい。
ヒータモードＨＴ時における高圧ｐＨと圧縮機動力との関係の図示は省略する。高圧ｐＨが上昇するにつれて圧縮機動力は次第に増加するので、高圧ｐＨが高い方が加熱能力は高くなる。圧力差Δｐを大きくして加熱能力を十分に確保する観点からは、圧縮機１１のハウジング等の機器の耐圧が確保される範囲で、高圧ｐＨを出来るだけ高く設定することが好ましい。そのため、高圧制御部５３は、少なくともヒータモードＨＴにおいて、高圧ｐＨを例えば低圧ｐＬの２倍以上、２．８ＭＰａ以下に制限することが好ましい。
【0067】
〔ヒータモード時の冷媒圧力制御〕
ヒータモードＨＴ時に低圧ｐＬを上記の値に制御するため、蒸発器バイパス経路１４Ａおよび蒸発器流量調整弁１４Ｖを用いることができる。蒸発器１４に流入させる熱媒体と、蒸発器バイパス経路１４Ａに流入させる熱媒体との流量比を変化させると、熱媒体回路２０の蒸発器１４を含む経路を熱媒体が循環する流量が変化する。それに伴い、蒸発器１４における熱媒体から冷媒への放熱量が変化することで低圧ｐＬが変化する。
ヒータモードＨＴ時に低圧ｐＬを上記の値に制御するため、蒸発器バイパス経路１４Ａおよび蒸発器流量調整弁１４Ｖを用いることができる。蒸発器１４に流入させる熱媒体と、蒸発器バイパス経路１４Ａに流入させる熱媒体との流量比を変化させると、熱媒体回路２０の蒸発器１４を含む経路を熱媒体が循環する流量が変化する。それに伴い、蒸発器１４における熱媒体から冷媒への放熱量が変化することで低圧ｐＬが変化する。
【0068】
本実施形態の低圧制御部５２は、低圧用圧力センサ６３により検知される低圧ｐＬを検知しつつ、検知された値と目標の圧力との偏差が解消されるように、低圧側流量指令源１４Ｃから蒸発器流量調整弁１４Ｖに対して低圧側流量指令ＳＬを発生させることを通じて、蒸発器１４と蒸発器バイパス経路１４Ａとに操作量としての流量比を与えるフィードバック制御を行うことができる。
【0069】
また、ヒータモードＨＴ時に高圧ｐＨを上記の値に制御するため、凝縮器バイパス経路１２Ａおよび凝縮器流量調整弁１２Ｖを用いることができる。凝縮器１２に流入させる熱媒体と、凝縮器バイパス経路１２Ａに流入させる熱媒体との流量比を変化させると、熱媒体回路２０の凝縮器１２を含む経路を熱媒体が循環する流量が変化する。それに伴い、凝縮器１２における冷媒から熱媒体への吸熱量が変化することで高圧ｐＨが変化する。
【0070】
本実施形態の高圧制御部５３は、高圧用圧力センサ６４により検知される高圧ｐＨを検知しつつ、検知された値と目標の圧力との偏差が解消されるように、高圧側流量指令源１２Ｃから凝縮器流量調整弁１２Ｖに対して高圧側流量指令ＳＨを発生させることを通じて、凝縮器１２と凝縮器バイパス経路１２Ａとに操作量としての流量比を与えるフィードバック制御を行うことができる。
【0071】
〔本実施形態による主な作用効果〕
【0072】
ヒータモードＨＴ時の低圧－動力特性ＬＰＰに基づき、低圧ｐＬが０．２ＭＰａ以上、１．２ＭＰａ以下に制御されることにより、外気温が０℃を大幅に下回る場合であっても、ヒータモードＨＴにより暖房能力を担保することができるので、車室８内の温度を早期に目標温度まで到達させることができる。
【0073】
また、直列回路ＣＣを用いるヒータモードＨＴのとき、凝縮器１２と蒸発器１４とは直列に接続されているので、凝縮器１２と蒸発器１４とに対して熱媒体を並列に流入させる場合と比べて、凝縮器１２から流出した熱媒体の温度を早く上昇させることができる。また、室内熱交換器２５の熱媒体循環量が大きいため、熱媒体と空気との熱交換量が大きくなる。
【0074】
低圧ｐＬを制御可能な蒸発器バイパス経路１４Ａ、蒸発器流量調整弁１４Ｖ、および低圧側流量指令源１４Ｃを備えているとともに、高圧ｐＨを制御可能な凝縮器バイパス経路１２Ａ、凝縮器流量調整弁１２Ｖ、および高圧側流量指令源１２Ｃを備えていることにより、ヒータモードＨＴ時に低圧ｐＬおよび高圧ｐＨを個別に調整可能である。低圧ｐＬおよび高圧ｐＨにそれぞれ適切な値を与えて、所望の加熱能力を実現することができる。
このとき膨張弁１３は、凝縮器１２出口の冷媒過冷却度を一定値とするように制御させると良い。
このとき膨張弁１３は、凝縮器１２出口の冷媒過冷却度を一定値とするように制御させると良い。
【0075】
［第１変形例］
ヒータモードＨＴ時の低圧ｐＬおよび高圧ｐＨの制御は、圧縮機１１の回転数Ｎを制御することによっても行うことができる。
その場合、圧縮機１１は、モータに駆動電流を印加する図示しない駆動回路部により、圧縮機構の回転数Ｎが可変に構成されている。
ヒータモードＨＴ時の低圧ｐＬおよび高圧ｐＨの制御は、圧縮機１１の回転数Ｎを制御することによっても行うことができる。
その場合、圧縮機１１は、モータに駆動電流を印加する図示しない駆動回路部により、圧縮機構の回転数Ｎが可変に構成されている。
【0076】
圧縮機１１の回転数Ｎが増加すると、蒸発器１４および凝縮器１２それぞれの冷媒流量の増加により、蒸発器１４における熱媒体から冷媒への放熱量および凝縮器１２における冷媒から熱媒体への吸熱量が増加するので、低圧ｐＬおよび高圧ｐＨは上昇する。
一方、圧縮機１１の回転数Ｎが減少すると、蒸発器１４および凝縮器１２それぞれの冷媒流量の減少により、蒸発器１４における熱媒体から冷媒への放熱量および凝縮器１２における冷媒から熱媒体への吸熱量が減少するので、低圧ｐＬおよび高圧ｐＨは降下する。
一方、圧縮機１１の回転数Ｎが減少すると、蒸発器１４および凝縮器１２それぞれの冷媒流量の減少により、蒸発器１４における熱媒体から冷媒への放熱量および凝縮器１２における冷媒から熱媒体への吸熱量が減少するので、低圧ｐＬおよび高圧ｐＨは降下する。
【0077】
低圧・高圧制御部５４は、例えば、低圧用圧力センサ６３により検知される低圧ｐＬを検知しつつ、検知された値と目標の圧力との偏差が解消されるように、制御装置５により圧縮機１１の駆動回路部に対して操作量としての回転数Ｎ（制御指令）を与えるフィードバック制御を行うことができる。このとき、低圧・高圧制御部５４は、高圧ｐＨを上限の２．８ＭＰａ以下に制限する。
【0078】
［第２変形例］
ヒータモードＨＴ時の低圧ｐＬおよび高圧ｐＨの制御は、ポンプ２１，２２の回転数ｎを制御することによっても行うことができる。
その場合、ポンプ２１，２２の少なくとも一方は、モータに駆動電流を印加する図示しない駆動回路部により、熱媒体を圧送する機構の回転数ｎが可変に制御可能に構成されていることが好ましい。
ヒータモードＨＴ時の低圧ｐＬおよび高圧ｐＨの制御は、ポンプ２１，２２の回転数ｎを制御することによっても行うことができる。
その場合、ポンプ２１，２２の少なくとも一方は、モータに駆動電流を印加する図示しない駆動回路部により、熱媒体を圧送する機構の回転数ｎが可変に制御可能に構成されていることが好ましい。
【0079】
ポンプ２１，２２は所定の効率ηで作動し、簡単には、モータからポンプ２１，２２に出力される軸動力Ｐと、（１－効率η）との積である損失の大部分が熱エネルギーとして熱媒体に伝達される。ポンプ２１，２２の回転数ｎが増加すると、ポンプ２１，２２による熱媒体の吐出流量が増加するとともに、ポンプ２１，２２から熱媒体に伝達される熱量が増加する。そうすると、蒸発器１４における熱媒体から冷媒への放熱量が増加するので、低圧ｐＬは上昇する。
また、ポンプ２１，２２による熱媒体の吐出流量の増加により、凝縮器１２における冷媒から熱媒体への吸熱量が増加する。
また、ポンプ２１，２２による熱媒体の吐出流量の増加により、凝縮器１２における冷媒から熱媒体への吸熱量が増加する。
【0080】
一方、ポンプ２１，２２の回転数ｎが減少すると、ポンプ２１，２２による熱媒体の吐出流量が減少するとともに、ポンプ２１，２２から熱媒体に伝達される熱量が減少する。
そうすると、蒸発器１４における熱媒体から冷媒への放熱量および凝縮器１２における冷媒から熱媒体への吸熱量が減少するので、低圧ｐＬおよび高圧ｐＨは降下する。
そうすると、蒸発器１４における熱媒体から冷媒への放熱量および凝縮器１２における冷媒から熱媒体への吸熱量が減少するので、低圧ｐＬおよび高圧ｐＨは降下する。
【0081】
低圧・高圧制御部５４は、例えば、低圧用圧力センサ６３により検知される低圧ｐＬを検知しつつ、検知された値と目標の圧力との偏差が解消されるように、制御装置５によりポンプ２１，２２の駆動回路部に対して操作量としての回転数ｎ（制御指令）を与えるフィードバック制御を行うことができる。このとき、低圧・高圧制御部５４は、高圧ｐＨを上限の２．８ＭＰａ以下に制限する。
【0082】
ポンプ２１，２２の吐出口の開度調整等により、ポンプ２１，２２による熱媒体の吐出流量が可変に構成されている場合は、回転数ｎに代えて吐出流量を操作量としてフィードバック制御を行うことができる。
【0083】
［第３変形例］
ヒータモードＨＴ時には、熱負荷としての空調負荷に応じて低圧ｐＬおよび高圧ｐＨをそれぞれ制御することが可能である。
ここで、冷房負荷や暖房負荷である「空調負荷」は、下記の式（１）により定義される。式中の空気温度は、厳密には空気エンタルピである。式中の風量は、厳密には質量流量である。
空調負荷Ｌ＝風量Ｑ×（目標吹き出し空気温度ＴＴ－ 吸い込み空気温度ＴＩ）…（１）
暖房負荷は、外気温が低下するにつれて大きくなる。
ヒータモードＨＴ時には、熱負荷としての空調負荷に応じて低圧ｐＬおよび高圧ｐＨをそれぞれ制御することが可能である。
ここで、冷房負荷や暖房負荷である「空調負荷」は、下記の式（１）により定義される。式中の空気温度は、厳密には空気エンタルピである。式中の風量は、厳密には質量流量である。
空調負荷Ｌ＝風量Ｑ×（目標吹き出し空気温度ＴＴ－ 吸い込み空気温度ＴＩ）…（１）
暖房負荷は、外気温が低下するにつれて大きくなる。
【0084】
風量Ｑは、室内送風機２５Ａおよび車両の走行により室内熱交換器２５に送られる空気の体積流量を言う。風量Ｑは、例えば、乗員による設定段数もしくは温調システム１による設定段数と、吹き出しモード（Face/Foot/Defogger等）とから取得可能である。
目標吹き出し空気温度ＴＴは、ＨＶＡＣユニットＵから車室８内に吹き出される空気の目標温度であり、車室８内の空気の目標温度から設定される。目標吹き出し空気温度ＴＴは、温度センサ６２より検知される。
吸い込み空気温度ＴＩは、室内送風機２５Ａおよび車両の走行により室内熱交換器２５に導入される空気の温度を言う。吸い込み空気温度ＴＩは、内気循環が設定されている場合は、図示しない室温センサにより検知される車室８内の室温に相当し、外気導入が設定されている場合は、外気温センサ６１により検知される外気温に相当する。
外気温が０℃を大幅に下回る場合は、ＴＴとＴＩとの差ΔＴが大きいので暖房負荷が高い。
目標吹き出し空気温度ＴＴは、ＨＶＡＣユニットＵから車室８内に吹き出される空気の目標温度であり、車室８内の空気の目標温度から設定される。目標吹き出し空気温度ＴＴは、温度センサ６２より検知される。
吸い込み空気温度ＴＩは、室内送風機２５Ａおよび車両の走行により室内熱交換器２５に導入される空気の温度を言う。吸い込み空気温度ＴＩは、内気循環が設定されている場合は、図示しない室温センサにより検知される車室８内の室温に相当し、外気導入が設定されている場合は、外気温センサ６１により検知される外気温に相当する。
外気温が０℃を大幅に下回る場合は、ＴＴとＴＩとの差ΔＴが大きいので暖房負荷が高い。
【0085】
ヒータモードＨＴのとき、制御装置５は、例えば、式（１）により演算される空調負荷Ｌが相対的に低いほど、蒸発器流量調整弁１４Ｖにより低圧ｐＬを降下させ、空調負荷Ｌが相対的に高いほど、蒸発器流量調整弁１４Ｖにより低圧ｐＬを上昇させる。
また、空調負荷Ｌが低い場合には、膨張弁１３の凝縮器出口目標過冷却度を小さくすることで高圧ｐＨを低下させる。
また、空調負荷Ｌが低い場合には、膨張弁１３の凝縮器出口目標過冷却度を小さくすることで高圧ｐＨを低下させる。
【0086】
ヒータモードＨＴのときの高圧ｐＨの制御に関しても、制御装置５は、例えば、式（１）により演算される空調負荷Ｌが相対的に低いほど、凝縮器流量調整弁１２Ｖにより高圧ｐＨを降下させ、空調負荷Ｌが相対的に高いほど、凝縮器流量調整弁１２Ｖにより高圧ｐＨを上昇させる。
【0087】
ここで、空調負荷Ｌに応じて低圧ｐＬおよび高圧ｐＨを制御するため、蒸発器流量調整弁１４Ｖおよび凝縮器流量調整弁１２Ｖを用いて流量比を変えることに代えて、圧縮機１１の回転数Ｎを増減させたり、ポンプ２１，２２の回転数ｎを増減させたりすることができる。
【0088】
第３変形例によれば、空調負荷Ｌに十分な暖房能力を担保しつつ、動力を抑えて省電力で運転することが可能となる。
空調負荷Ｌが低い場合でも、圧縮機１１の回転数Ｎは、圧縮機１１に潤滑油を戻すために必要な回転数以下に下げることができない。そのため、空調負荷Ｌに暖房能力を対応させるために低圧ｐＬを下げることが有効である。
空調負荷Ｌが低い場合でも、圧縮機１１の回転数Ｎは、圧縮機１１に潤滑油を戻すために必要な回転数以下に下げることができない。そのため、空調負荷Ｌに暖房能力を対応させるために低圧ｐＬを下げることが有効である。
【0089】
［第４変形例］
温調制御部５１が、空調負荷Ｌに応じて圧縮機１１の回転数Ｎを増減させている場合がある。その場合は、空調負荷Ｌに代えて圧縮機１１の回転数Ｎに対して閾値を適用することで、上記と同様にして低圧ｐＬおよび高圧ｐＨをそれぞれ制御することが可能である。例えば、圧縮機１１の回転数Ｎが所定の第１閾値に対して小さい場合は、上記実施形態で説明したフィードバック制御と同様にして、蒸発器流量調整弁１４Ｖにより、蒸発器１４に流入する熱媒体の流量を減少させることで、冷媒回路１０の低圧ｐＬを降下させる。
また、回転数Ｎが第１閾値よりも大きい第２閾値に対して大きい場合は、上記実施形態で説明したフィードバック制御と同様にして、蒸発器流量調整弁１４Ｖにより、蒸発器１４に流入する熱媒体の流量を増加させることで、冷媒回路１０の低圧ｐＬを上昇させる。
温調制御部５１が、空調負荷Ｌに応じて圧縮機１１の回転数Ｎを増減させている場合がある。その場合は、空調負荷Ｌに代えて圧縮機１１の回転数Ｎに対して閾値を適用することで、上記と同様にして低圧ｐＬおよび高圧ｐＨをそれぞれ制御することが可能である。例えば、圧縮機１１の回転数Ｎが所定の第１閾値に対して小さい場合は、上記実施形態で説明したフィードバック制御と同様にして、蒸発器流量調整弁１４Ｖにより、蒸発器１４に流入する熱媒体の流量を減少させることで、冷媒回路１０の低圧ｐＬを降下させる。
また、回転数Ｎが第１閾値よりも大きい第２閾値に対して大きい場合は、上記実施形態で説明したフィードバック制御と同様にして、蒸発器流量調整弁１４Ｖにより、蒸発器１４に流入する熱媒体の流量を増加させることで、冷媒回路１０の低圧ｐＬを上昇させる。
【0090】
回転数Ｎに応じて低圧ｐＬおよび高圧ｐＨを制御するため、蒸発器流量調整弁１４Ｖおよび凝縮器流量調整弁１２Ｖを用いて流量比を変えることに代えて、ポンプ２１，２２の回転数ｎを増減させることができる。
【0091】
第４変形例によっても、空調負荷Ｌに十分な暖房能力を担保しつつ、動力を抑えて省電力で運転することが可能となる。
【0092】
［第５変形例］
上記実施形態の温調システム１は、図６に示す起動時ヒータモードＨＴ０を備えていてもよい。起動時ヒータモードＨＴ０は、直列回路ＣＣを用いる。
起動時ヒータモードＨＴ０では、室外熱交換器２３により外気から熱媒体に吸熱させるため、室外熱交換器２３に熱媒体を流入させる。また、冷媒の加温を車室８内の暖房に優先させるため、凝縮器１２に熱媒体を流入させずに凝縮器バイパス経路１２Ａへと迂回させることで、冷媒の熱媒体への放熱を防ぐ。そして、蒸発器１４において熱媒体から冷媒へと放熱させる。
さらには、室内熱交換器２５における空気と熱媒体との熱交換を抑えるために、室内送風機２５Ａの作動を停止させることが好ましい。
上記実施形態の温調システム１は、図６に示す起動時ヒータモードＨＴ０を備えていてもよい。起動時ヒータモードＨＴ０は、直列回路ＣＣを用いる。
起動時ヒータモードＨＴ０では、室外熱交換器２３により外気から熱媒体に吸熱させるため、室外熱交換器２３に熱媒体を流入させる。また、冷媒の加温を車室８内の暖房に優先させるため、凝縮器１２に熱媒体を流入させずに凝縮器バイパス経路１２Ａへと迂回させることで、冷媒の熱媒体への放熱を防ぐ。そして、蒸発器１４において熱媒体から冷媒へと放熱させる。
さらには、室内熱交換器２５における空気と熱媒体との熱交換を抑えるために、室内送風機２５Ａの作動を停止させることが好ましい。
【0093】
室外熱交換器２３の出口から、凝縮器バイパス経路１２Ａおよび室内熱交換器２５を経て蒸発器１４の入口までの間に亘り、熱媒体と冷媒との間の熱の授受、および熱媒体と空気との間の熱の授受は抑えられている。外気から吸熱した熱媒体は、凝縮器バイパス経路１２Ａと室内熱交換器２５とを通過して、冷媒が流れる蒸発器１４まで熱を搬送する。
【0094】
外気温が氷点下の非常に低い状態で車両が停止している間に、熱媒体および冷媒のそれぞれの温度は外気温と同程度にまで下がっている。そのため、温調システム１の起動により圧縮機１１の起動が開始され、冷凍サイクルが始動した直後は、冷媒が熱媒体を冷却することで冷媒回路１０の低圧が降下し、冷媒の蒸発温度は外気温よりも低くなる。しかし、起動時ヒータモードＨＴ０によれば、外気から熱媒体に吸熱した熱を冷媒に継続的に伝達することで、冷媒回路１０の低圧が次第に上昇し、蒸発温度も上昇する。その後、冷媒回路１０の低圧が所定値まで上昇し、冷媒回路１０が定常運転することで、圧縮機１１の動力から熱媒体に取り出した熱により温調対象を加熱することが可能となるのでヒータモードＨＴに移行すると良い。
【0095】
熱媒体の温度が外気温を超えると外気からの吸熱が不十分となるので、制御装置５は、熱媒体が外気温に近づいた時に温調システム１をヒータモードＨＴに移行させると良い。例えば、外気温（例えば－２０℃）に対して所定の温度差αだけ低い閾値Ｔ３を熱媒体の温度が上回った時にヒータモードＨＴに移行させるとよい。
【0096】
上記以外にも、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
以上に開示した低圧ｐＬの複数の制御方法は、適宜に組み合わせることができる。同様に、以上に開示した高圧ｐＨの複数の制御方法も、適宜に組み合わせることができる。
以上に開示した低圧ｐＬの複数の制御方法は、適宜に組み合わせることができる。同様に、以上に開示した高圧ｐＨの複数の制御方法も、適宜に組み合わせることができる。
【0097】
温調システム１は、少なくともヒータモードＨＴを備えていれば足りる。
温調システム１は、温調機器としての室内熱交換器２５に加えて、あるいは室内熱交換器２５に代えて、バッテリー装置等の他の温調機器を備えていてもよい。その場合、熱媒体回路２０は、他の温調機器を熱媒体により冷却または加熱するための経路を含む。
温調システム１は、温調機器としての室内熱交換器２５に加えて、あるいは室内熱交換器２５に代えて、バッテリー装置等の他の温調機器を備えていてもよい。その場合、熱媒体回路２０は、他の温調機器を熱媒体により冷却または加熱するための経路を含む。
【0098】
［付記］
以上の開示により、以下に記す構成が把握される。
〔１〕車両用の温調システムであって、
圧縮機（１１）、高圧側熱交換器（１２）、減圧部（１３）、および低圧側熱交換器（１４）を含み、冷凍サイクルに従って冷媒が循環可能に構成される冷媒回路（１０）と、
前記冷媒に対して熱を授受する熱媒体が循環可能に構成される熱媒体回路（２０）と、
前記冷媒回路（１０）の冷媒の圧力を制御可能に構成される制御装置（５）と、を備え、
前記熱媒体回路（２０）は、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記高圧側熱交換器（１２）と、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記低圧側熱交換器（１４）と、
前記熱媒体を圧送可能に構成されるポンプ（２１，２２）と、
外気と前記熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器（２３）と、
前記熱媒体により加熱または冷却される温調対象に相当する、または前記温調対象の加熱または冷却に用いられる温調機器（２５）と、
前記室外熱交換器から前記熱媒体を迂回させる室外バイパス経路（２４）と、を含み、
前記制御装置（５）は、
前記高圧側熱交換器（１２）から流出した前記熱媒体が、前記温調機器（２５）を経由して前記低圧側熱交換器（１４）に流入し、さらに前記室外バイパス経路（２４）を通り、前記高圧側熱交換器（１２）に流入する圧縮機熱源モード（ＨＴ）において、前記低圧側熱交換器（１４）を流れる前記熱媒体の流量の調整により、前記冷媒回路（１０）の低圧（ｐＬ）を０．２ＭＰａ以上、１．２ＭＰａ以下に制御するように構成されている、車両用温調システム。
以上の開示により、以下に記す構成が把握される。
〔１〕車両用の温調システムであって、
圧縮機（１１）、高圧側熱交換器（１２）、減圧部（１３）、および低圧側熱交換器（１４）を含み、冷凍サイクルに従って冷媒が循環可能に構成される冷媒回路（１０）と、
前記冷媒に対して熱を授受する熱媒体が循環可能に構成される熱媒体回路（２０）と、
前記冷媒回路（１０）の冷媒の圧力を制御可能に構成される制御装置（５）と、を備え、
前記熱媒体回路（２０）は、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記高圧側熱交換器（１２）と、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記低圧側熱交換器（１４）と、
前記熱媒体を圧送可能に構成されるポンプ（２１，２２）と、
外気と前記熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器（２３）と、
前記熱媒体により加熱または冷却される温調対象に相当する、または前記温調対象の加熱または冷却に用いられる温調機器（２５）と、
前記室外熱交換器から前記熱媒体を迂回させる室外バイパス経路（２４）と、を含み、
前記制御装置（５）は、
前記高圧側熱交換器（１２）から流出した前記熱媒体が、前記温調機器（２５）を経由して前記低圧側熱交換器（１４）に流入し、さらに前記室外バイパス経路（２４）を通り、前記高圧側熱交換器（１２）に流入する圧縮機熱源モード（ＨＴ）において、前記低圧側熱交換器（１４）を流れる前記熱媒体の流量の調整により、前記冷媒回路（１０）の低圧（ｐＬ）を０．２ＭＰａ以上、１．２ＭＰａ以下に制御するように構成されている、車両用温調システム。
【0099】
〔２〕前記冷媒は、Ｒ１２３４ｙｆ、またはプロパンに相当する、
〔１〕項に記載の車両用温調システム。
〔１〕項に記載の車両用温調システム。
【0100】
〔３〕前記熱媒体回路（２０）は、
前記低圧側熱交換器（１４）から前記熱媒体を迂回させる低圧側バイパス経路（１４Ａ）と、
前記低圧側熱交換器（１４）と前記低圧側バイパス経路（１４Ａ）との前記熱媒体の流量比を調整可能に構成される低圧側流量調整弁（１４Ｖ）と、を含み、
前記制御装置（５）は、
前記圧縮機熱源モード（ＨＴ）において、前記低圧側流量調整弁（１４Ｖ）に対する制御指令に基づく前記流量比の調整により、前記低圧（ｐＬ）を制御するように構成されている、
〔１〕または〔２〕項に記載の車両用温調システム。
前記低圧側熱交換器（１４）から前記熱媒体を迂回させる低圧側バイパス経路（１４Ａ）と、
前記低圧側熱交換器（１４）と前記低圧側バイパス経路（１４Ａ）との前記熱媒体の流量比を調整可能に構成される低圧側流量調整弁（１４Ｖ）と、を含み、
前記制御装置（５）は、
前記圧縮機熱源モード（ＨＴ）において、前記低圧側流量調整弁（１４Ｖ）に対する制御指令に基づく前記流量比の調整により、前記低圧（ｐＬ）を制御するように構成されている、
〔１〕または〔２〕項に記載の車両用温調システム。
【0101】
〔４〕前記圧縮機（１１）は、前記冷媒を圧縮する機構の回転数を可変に制御可能に構成され、
前記制御装置（５）は、
前記圧縮機熱源モード（ＨＴ）において、前記圧縮機（１１）に対する制御指令に基づく前記回転数の制御により、前記冷媒の流量を調整することで、前記冷媒回路（１０）の前記低圧（ｐＬ）および高圧（ｐＨ）のうち少なくとも前記低圧（ｐＬ）を制御するように構成されている、
〔１〕から〔３〕のいずれか一項に記載の車両用温調システム。
前記制御装置（５）は、
前記圧縮機熱源モード（ＨＴ）において、前記圧縮機（１１）に対する制御指令に基づく前記回転数の制御により、前記冷媒の流量を調整することで、前記冷媒回路（１０）の前記低圧（ｐＬ）および高圧（ｐＨ）のうち少なくとも前記低圧（ｐＬ）を制御するように構成されている、
〔１〕から〔３〕のいずれか一項に記載の車両用温調システム。
【0102】
〔５〕前記ポンプ（２１，２２）は、前記熱媒体を圧送する機構の回転数、または前記ポンプから吐出される前記熱媒体の吐出流量を可変に制御可能に構成され、
前記制御装置（５）は、
前記圧縮機熱源モード（ＨＴ）において、前記ポンプ（２１，２２）に対する制御指令に基づく前記回転数または前記吐出流量の制御により、前記冷媒回路（１０）の前記低圧（ｐＬ）および高圧（ｐＨ）のうち少なくとも前記低圧（ｐＬ）を制御するように構成されている、
〔１〕から〔４〕のいずれか一項に記載の車両用温調システム。
前記制御装置（５）は、
前記圧縮機熱源モード（ＨＴ）において、前記ポンプ（２１，２２）に対する制御指令に基づく前記回転数または前記吐出流量の制御により、前記冷媒回路（１０）の前記低圧（ｐＬ）および高圧（ｐＨ）のうち少なくとも前記低圧（ｐＬ）を制御するように構成されている、
〔１〕から〔４〕のいずれか一項に記載の車両用温調システム。
【0103】
〔６〕前記制御装置（５）は、
前記圧縮機熱源モード（ＨＴ）において、熱負荷または前記圧縮機（１１）の回転数に応じて前記冷媒回路（１０）の前記低圧（ｐＬ）および高圧（ｐＨ）のうち少なくとも前記低圧（ｐＬ）を制御するように構成されている、
〔１〕から〔５〕のいずれか一項に記載の車両用温調システム。
前記圧縮機熱源モード（ＨＴ）において、熱負荷または前記圧縮機（１１）の回転数に応じて前記冷媒回路（１０）の前記低圧（ｐＬ）および高圧（ｐＨ）のうち少なくとも前記低圧（ｐＬ）を制御するように構成されている、
〔１〕から〔５〕のいずれか一項に記載の車両用温調システム。
【0104】
〔７〕前記熱媒体回路（２０）は、
前記高圧側熱交換器（１２）から前記熱媒体を迂回させる高圧側バイパス経路（１２Ａ）と、
前記高圧側熱交換器（１２）と前記高圧側バイパス経路（１２Ａ）との前記熱媒体の流量比を調整可能に構成される高圧側流量調整弁（１２Ｖ）と、を含み、
前記制御装置（５）は、
前記圧縮機熱源モード（ＨＴ）において、前記高圧側流量調整弁（１２Ｖ）に対する制御指令に基づく前記流量比の調整により、前記冷媒回路（１０）の高圧（ｐＨ）を制御するように構成される、
〔１〕から〔６〕のいずれか一項に記載の車両用温調システム。
前記高圧側熱交換器（１２）から前記熱媒体を迂回させる高圧側バイパス経路（１２Ａ）と、
前記高圧側熱交換器（１２）と前記高圧側バイパス経路（１２Ａ）との前記熱媒体の流量比を調整可能に構成される高圧側流量調整弁（１２Ｖ）と、を含み、
前記制御装置（５）は、
前記圧縮機熱源モード（ＨＴ）において、前記高圧側流量調整弁（１２Ｖ）に対する制御指令に基づく前記流量比の調整により、前記冷媒回路（１０）の高圧（ｐＨ）を制御するように構成される、
〔１〕から〔６〕のいずれか一項に記載の車両用温調システム。
【0105】
〔８〕車両用の温調システムを用いる温調方法であって、
前記温調システムは、
圧縮機（１１）、高圧側熱交換器（１２）、減圧部（１３）、および低圧側熱交換器（１４）を含み、冷凍サイクルに従って冷媒が循環可能に構成される冷媒回路（１０）と、
前記冷媒に対して熱を授受する熱媒体が循環可能に構成される熱媒体回路（２０）と、を備え、
前記熱媒体回路（２０）は、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記高圧側熱交換器（１２）と、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記低圧側熱交換器（１４）と、
前記熱媒体を圧送可能に構成されるポンプ（２１，２２）と、
外気と前記熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器（２３）と、
前記熱媒体により加熱または冷却される温調対象に相当する、または前記温調対象の加熱または冷却に用いられる温調機器（２５）と、
前記室外熱交換器から前記熱媒体を迂回させる室外バイパス経路（２４）と、を含み、
前記温調方法は、
前記高圧側熱交換器（１２）から流出した前記熱媒体が、前記温調機器（２５）を経由して前記低圧側熱交換器（１４）に流入し、さらに前記室外バイパス経路（２４）を通り、前記高圧側熱交換器（１２）に流入する圧縮機熱源モード（ＨＴ）において、前記低圧側熱交換器（１４）を流れる前記熱媒体の流量を調整することで、前記冷媒回路（１０）の低圧を０．２ＭＰａ以上、１．２ＭＰａ以下に制御する、
車両用温調方法。
前記温調システムは、
圧縮機（１１）、高圧側熱交換器（１２）、減圧部（１３）、および低圧側熱交換器（１４）を含み、冷凍サイクルに従って冷媒が循環可能に構成される冷媒回路（１０）と、
前記冷媒に対して熱を授受する熱媒体が循環可能に構成される熱媒体回路（２０）と、を備え、
前記熱媒体回路（２０）は、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記高圧側熱交換器（１２）と、
前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる前記低圧側熱交換器（１４）と、
前記熱媒体を圧送可能に構成されるポンプ（２１，２２）と、
外気と前記熱媒体とを熱交換させる室外熱交換器（２３）と、
前記熱媒体により加熱または冷却される温調対象に相当する、または前記温調対象の加熱または冷却に用いられる温調機器（２５）と、
前記室外熱交換器から前記熱媒体を迂回させる室外バイパス経路（２４）と、を含み、
前記温調方法は、
前記高圧側熱交換器（１２）から流出した前記熱媒体が、前記温調機器（２５）を経由して前記低圧側熱交換器（１４）に流入し、さらに前記室外バイパス経路（２４）を通り、前記高圧側熱交換器（１２）に流入する圧縮機熱源モード（ＨＴ）において、前記低圧側熱交換器（１４）を流れる前記熱媒体の流量を調整することで、前記冷媒回路（１０）の低圧を０．２ＭＰａ以上、１．２ＭＰａ以下に制御する、
車両用温調方法。
【符号の説明】
【0106】
１ 温調システム
５ 制御装置
８ 車室
１０ 冷媒回路
１１ 圧縮機
１２ 凝縮器（高圧側熱交換器）
１２Ａ 凝縮器バイパス経路（高圧側バイパス経路）
１２Ｃ 高圧側流量指令源
１２Ｖ 凝縮器流量調整弁（高圧側流量調整弁）
１３ 膨張弁（減圧部）
１４ 蒸発器（低圧側熱交換器）
１４Ａ 蒸発器バイパス経路（低圧側バイパス経路）
１４Ｃ 低圧側流量指令源
１４Ｖ 蒸発器流量調整弁
２０ 熱媒体回路
２１ 第１ポンプ
２２ 第２ポンプ
２３ 室外熱交換器
２３Ａ 室外送風機
２４ 室外バイパス経路
２５ 室内熱交換器（温調機器）
２５Ａ 室内送風機
３１ 第１切替弁
３２ 第２切替弁
３３ 第３切替弁
５１ 温調制御部
５２ 低圧制御部
５３ 高圧制御部
５４ 低圧・高圧制御部
６１ 外気温センサ
６２ 温度センサ
６３ 低圧用圧力センサ
６４ 高圧用圧力センサ
５０１ メモリ
５０２ 演算部
５０３ 記憶部
５０４ 入出力部
Ｃ１ 低圧側回路
Ｃ２ 高圧側回路
ＣＣ 直列回路
Ｆ１，Ｆ２ 圧縮機動力
ｆ１，ｆ２ 圧縮機動力
ＨＰ ヒートポンプモード
ＨＴ ヒータモード
ＨＴ０ 起動時ヒータモード
ＬＰＰ 低圧－圧縮機動力特性
Ｕ ＨＶＡＣユニット
Ｙ１，Ｙ２ 冷凍サイクル
ｐＨ 高圧
ｐＬ 低圧
Δｈ エンタルピ差
Δｐ 圧力差
５ 制御装置
８ 車室
１０ 冷媒回路
１１ 圧縮機
１２ 凝縮器（高圧側熱交換器）
１２Ａ 凝縮器バイパス経路（高圧側バイパス経路）
１２Ｃ 高圧側流量指令源
１２Ｖ 凝縮器流量調整弁（高圧側流量調整弁）
１３ 膨張弁（減圧部）
１４ 蒸発器（低圧側熱交換器）
１４Ａ 蒸発器バイパス経路（低圧側バイパス経路）
１４Ｃ 低圧側流量指令源
１４Ｖ 蒸発器流量調整弁
２０ 熱媒体回路
２１ 第１ポンプ
２２ 第２ポンプ
２３ 室外熱交換器
２３Ａ 室外送風機
２４ 室外バイパス経路
２５ 室内熱交換器（温調機器）
２５Ａ 室内送風機
３１ 第１切替弁
３２ 第２切替弁
３３ 第３切替弁
５１ 温調制御部
５２ 低圧制御部
５３ 高圧制御部
５４ 低圧・高圧制御部
６１ 外気温センサ
６２ 温度センサ
６３ 低圧用圧力センサ
６４ 高圧用圧力センサ
５０１ メモリ
５０２ 演算部
５０３ 記憶部
５０４ 入出力部
Ｃ１ 低圧側回路
Ｃ２ 高圧側回路
ＣＣ 直列回路
Ｆ１，Ｆ２ 圧縮機動力
ｆ１，ｆ２ 圧縮機動力
ＨＰ ヒートポンプモード
ＨＴ ヒータモード
ＨＴ０ 起動時ヒータモード
ＬＰＰ 低圧－圧縮機動力特性
Ｕ ＨＶＡＣユニット
Ｙ１，Ｙ２ 冷凍サイクル
ｐＨ 高圧
ｐＬ 低圧
Δｈ エンタルピ差
Δｐ 圧力差
【要約】
【課題】外気温が低いため熱源の確保が難しい状況であっても加熱能力を担保することが可能な車両用の温調システムおよび温調方法を提供すること。
【解決手段】温調システムは、冷媒回路と、熱媒体回路とを備える。熱媒体回路は、高圧側熱交換器と、低圧側熱交換器と、ポンプと、室外熱交換器と、温調機器と、室外バイパス経路とを含む。制御装置は、高圧側熱交換器から流出した熱媒体が、温調機器を経由して低圧側熱交換器に流入し、さらに室外バイパス経路を通り、高圧側熱交換器に流入する圧縮機熱源モードにおいて、低圧側熱交換器を流れる熱媒体の流量の調整により、冷媒回路の低圧を０．２ＭＰａ以上、１．２ＭＰａ以下に制御するように構成されている。
【選択図】図２
【解決手段】温調システムは、冷媒回路と、熱媒体回路とを備える。熱媒体回路は、高圧側熱交換器と、低圧側熱交換器と、ポンプと、室外熱交換器と、温調機器と、室外バイパス経路とを含む。制御装置は、高圧側熱交換器から流出した熱媒体が、温調機器を経由して低圧側熱交換器に流入し、さらに室外バイパス経路を通り、高圧側熱交換器に流入する圧縮機熱源モードにおいて、低圧側熱交換器を流れる熱媒体の流量の調整により、冷媒回路の低圧を０．２ＭＰａ以上、１．２ＭＰａ以下に制御するように構成されている。
【選択図】図２
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】