特許 7380650 車載温調システム

(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】

(24)【登録日】2023-11-07

(45)【発行日】2023-11-15

(54)【発明の名称】車載温調システム

(51)【国際特許分類】

   B60H 1/22 20060101AFI20231108BHJP

   B60H 1/08 20060101ALI20231108BHJP

   B60H 3/00 20060101ALI20231108BHJP

【ＦＩ】

B60H1/22 651C

B60H1/08 621C

B60H1/22 651A

B60H1/08 621B

B60H3/00 B

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021084865

(22)【出願日】2021-05-19

(65)【公開番号】P2022178232

(43)【公開日】2022-12-02

【審査請求日】2022-06-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100147555

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 公一

(74)【代理人】

【識別番号】100123593

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 宣夫

(74)【代理人】

【識別番号】100133835

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 努

(72)【発明者】

【氏名】三好 悠司

【審査官】奈須 リサ

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１６８９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２１８２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１７２１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０８１５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３５１７３９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｈ １／００－３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷媒から熱媒体に放熱させて前記冷媒を凝縮させる媒体間熱交換器と車室内に供給する空気から前記冷媒に吸熱させて該冷媒を蒸発させる蒸発器とを有すると共に、これらを通って冷媒を循環させることで冷凍サイクルを実現するように構成された冷凍回路と、
車室内の暖房に用いられるヒータコアと、前記媒体間熱交換器と、機関熱回路と、外気中に放熱して熱媒体を冷却するラジエータとを有すると共に、これらを通って前記熱媒体を循環させ得る熱回路と、
前記熱回路における熱媒体の流通状態を制御する制御装置と、を有し、
前記機関熱回路は、前記ヒータコアと前記媒体間熱交換器を通らずに、内燃機関と熱交換する機関熱交換器を通って熱媒体を流通させ、
前記熱回路は、前記機関熱回路から流出した熱媒体と前記媒体間熱交換器から流出した熱媒体とが合流する合流部と、該合流部において合流した熱媒体が前記ヒータコアに流入する熱媒体と前記ラジエータに流入する熱媒体とに分かれる第１分岐部と、前記ヒータコアから流出した熱媒体が前記媒体間熱交換器に流入する熱媒体と前記機関熱回路に流入する熱媒体とに分かれる第２分岐部と、該第１分岐部から前記ヒータコアに流入する熱媒体の流量と前記第１分岐部から前記ラジエータに流入する熱媒体の流量との割合を調整する第１調整弁と、該第２分岐部から前記媒体間熱交換器に流入する熱媒体の流量と前記第２分岐部から前記機関熱回路に流入する熱媒体の流量との割合を調整する第２調整弁とを有し、
前記制御装置は、前記第１調整弁及び前記第２調整弁を制御する、車載温調システム。

【請求項2】

前記制御装置は、前記車室内の除湿暖房を行う場合、前記ヒータコアに流入する熱媒体の温度と、前記媒体間熱交換器に流入する熱媒体の温度とに基づいて、前記第１調整弁及び前記第２調整弁とを制御する、請求項１に記載の車載温調システム。

【請求項3】

前記制御装置は、前記車室内の除湿暖房を行う場合、前記ヒータコアに流入する熱媒体の温度が所定の基準温度未満である場合には、前記第１分岐部に流入した熱媒体が前記ラジエータに流入せずに前記ヒータコアに流入するように前記第１調整弁を制御し、前記ヒータコアに流入する熱媒体の温度が前記基準温度以上であるときには、前記第１分岐部に流入した熱媒体を前記ヒータコアと前記ラジエータとの両方に流入するように前記第１調整弁を制御する、請求項２に記載の車載温調システム。

【請求項4】

前記制御装置は、前記車室内の除湿暖房を行う場合であって前記第１分岐部に流入した熱媒体が前記ラジエータに流入せずに前記ヒータコアに流入するように前記第１調整弁を制御している場合には、前記第２分岐部に流入した熱媒体が前記媒体間熱交換器と前記機関熱回路との両方に流入するように前記第２調整弁を制御する、請求項２又は３に記載の車載温調システム。

【請求項5】

前記制御装置は、前記車室内の除湿暖房を行う場合であって前記第１分岐部に流入した熱媒体が前記ラジエータに流入せずに前記ヒータコアに流入するように前記第１調整弁を制御している場合には、前記媒体間熱交換器に流入する熱媒体の温度が高いときには低いときに比べて前記機関熱回路に流入する熱媒体の流量に対する前記媒体間熱交換器に流入する熱媒体の流量が多くなるように前記第２調整弁を制御する、請求項４に記載の車載温調システム。

【請求項6】

前記制御装置は、前記車室内の除湿暖房を行う場合であって前記第１分岐部に流入した熱媒体を前記ヒータコアと前記ラジエータとの両方に流入するように前記第１調整弁を制御しているときには、前記第２分岐部に流入した熱媒体が前記媒体間熱交換器に流入せずに前記機関熱回路に流入するように前記第２調整弁を制御する、請求項２～５のいずれか１項に記載の車載温調システム。

【請求項7】

前記制御装置は、前記車室内の除湿暖房を行う場合であって前記第１分岐部に流入した熱媒体を前記ヒータコアと前記ラジエータとの両方に流入するように前記第１調整弁を制御しているときには、前記媒体間熱交換器に流入する熱媒体の温度が高いときには低いときに比べて、前記ラジエータに流入する熱媒体の流量に対する前記ヒータコアに流入する熱媒体の流量が少なくなるように前記第１調整弁を制御する、請求項６に記載の車載温調システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車載温調システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、内燃機関の排熱によりヒータコアに流入する冷却水を加熱することによって行う暖房（排熱暖房）と、ヒートポンプを利用して斯かる冷却水を加熱することによって行う暖房（ＨＰ暖房）との、二つの態様の暖房を行うことができる車載温調システムが知られている（特許文献１、２）。

【0003】

特に、特許文献１に記載の車載温調システムは、ヒートポンプの冷媒と熱交換する媒体間熱交換器とヒータコアとを通って冷却水が循環するように構成された熱回路を有する。また、この車載温調システムでは、内燃機関と熱交換する機関熱交換器の出口が、ヒータコアの下流であって媒体間熱交換器上流の上記熱回路の流路と、媒体間熱交換器の下流であってヒータコアの上流の上記熱回路の流路とに連通すると共に、切換弁により機関熱交換器の出口がこれら二つの流路のいずれかに選択的に連通せしめられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２０－１６８９５０号公報

【文献】特開２０１６－１３００４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１に記載の車載温調システムは、機関熱交換器の出口がヒータコアの上流側及び下流側に選択的に連通することができるように構成されており、複雑な構成を有している。

【0006】

また、除湿暖房を行うときには、暖房を行うためにヒータポンプに流入する冷却水の温度を高く制御する必要がある。また、除湿を行うためには、ヒートポンプを利用して空気の温度を一旦低下させることが必要であり、ヒートポンプおける冷却効率を高めるためには媒体間熱交換器に流入する冷却水の温度を低く制御する必要がある。

【0007】

上記課題に鑑みて、本開示の目的は、適切に除湿暖房を行うことができる簡単な構成の車載温調システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の要旨は以下のとおりである。

【0009】

（１）冷媒から熱媒体に放熱させて前記冷媒を凝縮させる媒体間熱交換器と車室内に供給する空気から前記冷媒に吸熱させて該冷媒を蒸発させる蒸発器とを有すると共に、これらを通って冷媒を循環させることで冷凍サイクルを実現するように構成された冷凍回路と、
車室内の暖房に用いられるヒータコアと、前記媒体間熱交換器と、機関熱回路と、外気中に放熱して熱媒体を冷却するラジエータとを有すると共に、これらを通って前記熱媒体を循環させ得る熱回路と、
前記熱回路における熱媒体の流通状態を制御する制御装置と、を有し、
前記機関熱回路は、前記ヒータコアと前記媒体間熱交換器を通らずに、内燃機関と熱交換する機関熱交換器を通って熱媒体を流通させ、
前記熱回路は、前記機関熱回路から流出した熱媒体と前記媒体間熱交換器から流出した熱媒体とが合流する合流部と、該合流部において合流した熱媒体が前記ヒータコアに流入する熱媒体と前記ラジエータに流入する熱媒体とに分かれる第１分岐部と、前記ヒータコアから流出した熱媒体が前記媒体間熱交換器に流入する熱媒体と前記機関熱回路に流入する熱媒体とに分かれる第２分岐部と、該第１分岐部から前記ヒータコアに流入する熱媒体の流量と前記第１分岐部から前記ラジエータに流入する熱媒体の流量との割合を調整する第１調整弁と、該第２分岐部から前記媒体間熱交換器に流入する熱媒体の流量と前記第２分岐部から前記機関熱回路に流入する熱媒体の流量との割合を調整する第２調整弁とを有し、
前記制御装置は、前記第１調整弁及び前記第２調整弁を制御する、車載温調システム。
（２）前記制御装置は、前記車室内の除湿暖房を行う場合、前記ヒータコアに流入する熱媒体の温度と、前記媒体間熱交換器に流入する熱媒体の温度とに基づいて、前記第１調整弁及び前記第２調整弁とを制御する、上記（１）に記載の車載温調システム。
（３）前記制御装置は、前記車室内の除湿暖房を行う場合、前記ヒータコアに流入する熱媒体の温度が所定の基準温度未満である場合には、前記第１分岐部に流入した熱媒体が前記ラジエータに流入せずに前記ヒータコアに流入するように前記第１調整弁を制御し、前記ヒータコアに流入する熱媒体の温度が前記基準温度以上であるときには、前記第１分岐部に流入した熱媒体を前記ヒータコアと前記ラジエータとの両方に流入するように前記第１調整弁を制御する、上記（２）に記載の車載温調システム。
（４）前記制御装置は、前記車室内の除湿暖房を行う場合であって前記第１分岐部に流入した熱媒体が前記ラジエータに流入せずに前記ヒータコアに流入するように前記第１調整弁を制御している場合には、前記第２分岐部に流入した熱媒体が前記媒体間熱交換器と前記機関熱回路との両方に流入するように前記第２調整弁を制御する、上記（２）又は（３）に記載の車載温調システム。
（５）前記制御装置は、前記車室内の除湿暖房を行う場合であって前記第１分岐部に流入した熱媒体が前記ラジエータに流入せずに前記ヒータコアに流入するように前記第１調整弁を制御している場合には、前記媒体間熱交換器に流入する熱媒体の温度が高いときには低いときに比べて前記機関熱回路に流入する熱媒体の流量に対する前記媒体間熱交換器に流入する熱媒体の流量が多くなるように前記第２調整弁を制御する、上記（４）に記載の車載温調システム。
（６）前記制御装置は、前記車室内の除湿冷房を行う場合であって前記第１分岐部に流入した熱媒体を前記ヒータコアと前記ラジエータとの両方に流入するように前記第１調整弁を制御しているときには、前記第２分岐部に流入した熱媒体が前記媒体間熱交換器に流入せずに前記機関熱回路に流入するように前記第２調整弁を制御する、上記（２）～（５）のいずれか１つに記載の車載温調システム。
（７）前記制御装置は、前記車室内の除湿冷房を行う場合であって前記第１分岐部に流入した熱媒体を前記ヒータコアと前記ラジエータとの両方に流入するように前記第１調整弁を制御しているときには、前記媒体間熱交換器に流入する熱媒体の温度が高いときには低いときに比べて、前記ラジエータに流入する熱媒体の流量に対する前記ヒータコアに流入する熱媒体の流量が少なくなるように前記第１調整弁を制御する、上記（６）に記載の車載温調システム。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、適切に除湿暖房を行うことができる簡単な構成の車載温調システムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、一つの実施形態に係る車載温調システムを搭載する車両の構成を概略的に示す図である。

【図2】図２は、一つの実施形態に係る車載温調システムを概略的に示す構成図である。

【図3】図３は、第４三方弁の異なる作動状態を概略的に示す図である。

【図4】図４は、車載温調システムを搭載した車両の空調用の空気通路を概略的に示す構成図である。

【図5】図５は、暖房要求があり且つ内燃機関が停止している場合の、車載温調システム１における熱媒体の流通状態（第１暖房モード）を示している。

【図6】図６は、暖房要求があり且つ内燃機関が作動している場合の、車載温調システムにおける熱媒体の流通状態（第２暖房モード）を示している。

【図7】図７は、冷房要求がある場合の、車載温調システムにおける熱媒体の流通状態（冷房モード）を示している。

【図8】図８は、除湿暖房要求があり且つヒータコアに流入する冷却水の温度が必要以上には高くない場合の、車載温調システムにおける熱媒体の流通状態（第１除湿暖房モード）を示している。

【図9】図９は、コンデンサに流入する冷却水の温度と、第４三方弁に流入した冷却水の流量に対するコンデンサ流入通路へ流入させる冷却水の流量の割合を示す図である。

【図10】図１０は、除湿暖房要求があり且つヒータコアに流入する冷却水の温度が必要以上に高い場合の、車載温調システムにおける熱媒体の流通状態（第２除湿暖房モード）を示している。

【図11】図１１は、コンデンサに流入する冷却水の温度と、第３三方弁に流入した冷却水の流量に対するコア流入通路へ流入させる冷却水の流量の割合を示す図である。

【図12】図１２は、除湿暖房要求があるときの第３三方弁及び第４三方弁の切替処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

【0013】

＜車両の構成＞
図１は、一つの実施形態に係る車載温調システム１を搭載する車両１００の構成を概略的に示す図である。図１では、左側が車両１００の前方、右側が車両１００の後方をそれぞれ示している。図１に示したように、車両１００は、内燃機関１１０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１１２と、動力分割機構１１６と、を有する。加えて、車両１００は、ＭＧ１１２に電気的に接続されたパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）１１８と、ＰＣＵ１１８に電気的に接続されたバッテリ１２０と、を備える。

【0014】

内燃機関１１０は、燃料を機関の内部で燃焼させて、燃焼ガスの熱エネルギを機械的エネルギに変換する原動機である。内燃機関１１０は動力分割機構１１６に接続され、内燃機関１１０の出力は車両１００を駆動したりＭＧ１１２にて発電を行ったりするのに用いられる。

【0015】

ＭＧ１１２は、電動機及び発電機として機能する。ＭＧ１１２は、動力分割機構１１６に接続され、車両１００を駆動したり、車両１００を制動する際に回生を行ったりするのに用いられる。なお、本実施形態では、車両１００を駆動するモータとして、発電機能を有するＭＧ１１２が用いられているが、発電機能を有さないモータが用いられてもよい。

【0016】

ＰＣＵ１１８は、バッテリ１２０とＭＧ１１２との間に接続されて、ＭＧ１１２へ供給される電力を制御する。ＰＣＵ１１８は、モータを駆動するインバータ、電圧を制御する昇圧コンバータ、高電圧を降圧するＤＣＤＣコンバータ等の発熱部品を有する。バッテリ１２０は、ＰＣＵ１１８及びＭＧ１１２に接続されて、車両１００を駆動するための電力をＭＧ１１２に供給する。

【0017】

本実施形態では、内燃機関１１０、ＭＧ１１２及びＰＣＵ１１８は車両１００の前方、すなわち車室よりも前方に配置される。一方、バッテリ１２０は、車両１００の中央、すなわち車室の下方に配置される。

【0018】

なお、車両１００は、内燃機関１１０及びＭＧ（又はモータ）１１２を備える車両であれば如何なる態様の車両であってもよい。したがって、例えば、車両１００は、内燃機関が発電のみに用いられてモータのみが車両１００の駆動を行うように構成されていてもよい。また、例えば、車両１００は、主に車両１００の駆動用に用いられるＭＧと、主に発電用に用いられるＭＧとの二つのＭＧを有するように構成されてもよい。

【0019】

＜車載温調システムの構成＞
図１～図３を参照して、一つの実施形態に係る車載温調システム１の構成について説明する。図２は、車載温調システム１を概略的に示す構成図である。車載温調システム１は、冷凍回路２、低温回路３、高温回路４及び制御装置６を備える。冷凍回路２、低温回路３及び高温回路４は、回路の外部との間で熱の授受を行う熱回路として機能する。

【0020】

≪冷凍回路≫
まず、冷凍回路２について説明する。冷凍回路２は、コンプレッサ２１、コンデンサ２２の冷媒配管２２ａ、レシーバ２３、第１膨張弁２４、第２膨張弁２５、エバポレータ２６、チラー２７の冷媒配管２７ａ、第１電磁調整弁２８及び第２電磁調整弁２９を備える。冷凍回路２は、これら構成部品を通って冷媒が循環することで冷凍サイクルを実現するように構成される。冷媒には、例えば、ハイドロフルオロカーボン（例えば、ＨＦＣ－１３４ａ）等、一般的に冷凍サイクルで冷媒として用いられる任意の物質が用いられる。

【0021】

また、冷凍回路２は、冷凍基本流路２ａと、エバポレータ流路２ｂと、チラー流路２ｃとを有する。エバポレータ流路２ｂと、チラー流路２ｃとは互いに並列に設けられ、それぞれ冷凍基本流路２ａに接続されている。

【0022】

冷凍基本流路２ａには、冷媒の循環方向において、コンプレッサ２１、コンデンサ２２の冷媒配管２２ａ及びレシーバ２３がこの順番に設けられる。エバポレータ流路２ｂには、冷媒の循環方向において、第１電磁調整弁２８、第１膨張弁２４及びエバポレータ２６がこの順番に設けられる。加えて、チラー流路２ｃには、第２電磁調整弁２９、第２膨張弁２５及びチラー２７の冷媒配管２７ａがこの順番に設けられる。

【0023】

コンプレッサ２１は、冷媒を圧縮する圧縮機として機能する。本実施形態では、コンプレッサ２１は、電動式であり、コンプレッサ２１への供給電力が調整されることによりその吐出容量が無段階に変化せしめられるように構成される。コンプレッサ２１では、エバポレータ２６又はチラー２７から流出した低温・低圧であって主にガス状である冷媒が、断熱的に圧縮されることにより、高温・高圧であって主にガス状である冷媒に変化せしめられる。

【0024】

コンデンサ２２は、冷媒配管２２ａと冷却水配管２２ｂとを有する。コンデンサ２２は、冷媒から、後述する高温回路４の冷却水配管２２ｂを流れる冷却水に放熱させて冷媒を凝縮させる媒体間熱交換器として機能する。見方を変えると、コンデンサ２２は、内燃機関１１０の排熱以外の熱を利用して高温回路４の冷却水を加熱する加熱部として機能する。コンデンサ２２の冷媒配管２２ａは、冷凍サイクルにおいて冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。また、コンデンサ２２の冷媒配管２２ａでは、コンプレッサ２１から流出した高温・高圧であって主にガス状である冷媒が、等圧的に冷却されることにより、高温・高圧の主に液状の冷媒に変化せしめられる。

【0025】

レシーバ２３は、コンデンサ２２の冷媒配管２２ａによって凝縮された冷媒を貯留する。また、コンデンサ２２では必ずしも全ての冷媒を液化することができないため、レシーバ２３は気液の分離を行うように構成される。レシーバ２３からはガス状の冷媒が分離された液状の冷媒のみが流出する。

【0026】

第１膨張弁２４及び第２膨張弁２５は、冷媒を膨張させる膨張器として機能する。これら膨張弁２４、２５は、細径の通路を備えると共に、この細径の通路から冷媒を噴霧することで冷媒の圧力を急激に低下させる。第１膨張弁２４は、レシーバ２３から供給された液状の冷媒を、エバポレータ２６内に霧状に噴霧する。同様に、第２膨張弁２５は、レシーバ２３から供給された液状の冷媒を、チラー２７の冷媒配管２７ａ内に霧状に噴霧する。これら膨張弁２４、２５では、レシーバ２３から流出した高温・高圧の液状の冷媒が、減圧されて部分的に気化することにより、低温・低圧の霧状の冷媒に変化せしめられる。

【0027】

エバポレータ２６は、冷媒に吸熱させて冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。具体的には、エバポレータ２６は、エバポレータ２６周りの空気から冷媒へ吸熱させ、冷媒を蒸発させる。したがって、エバポレータ２６では、第１膨張弁２４から流出した低温・低圧の霧状の冷媒が、蒸発することにより、低温・低圧のガス状の冷媒に変化せしめられる。この結果、エバポレータ２６周りの空気は冷却せしめられ、車室内の冷房を行うことができる。

【0028】

チラー２７は、冷媒配管２７ａと冷却水配管２７ｂとを備える。チラー２７は、後述する低温回路３の冷却水配管２７ｂを流れる冷却水から冷媒へ吸熱させ、冷媒を蒸発させる媒体間熱交換器として機能する。チラー２７の冷媒配管２７ａは、冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。また、チラー２７の冷媒配管２７ａでは、第２膨張弁２５から流出した低温・低圧の霧状の冷媒が、蒸発することにより、低温・低圧のガス状の冷媒に変化せしめられる。この結果、低温回路３の冷却水は冷却せしめられる。

【0029】

第１電磁調整弁２８及び第２電磁調整弁２９は、冷凍回路２内における冷媒の流通態様を変更するように用いられる。第１電磁調整弁２８の開度が大きくなるほどエバポレータ流路２ｂに流入する冷媒が多くなり、よってエバポレータ２６に流入する冷媒が多くなる。また、第２電磁調整弁２９の開度が大きくなるほどチラー流路２ｃに流入する冷媒が多くなり、よってチラー２７に流入する冷媒が多くなる。なお、冷凍基本流路２ａからエバポレータ流路２ｂ及びチラー流路２ｃへ流入する流量を調整することができれば、これら電磁調整弁２８、２９の代わりに如何なる弁が設けられてもよい。

【0030】

なお、本実施形態では、冷凍回路２は、冷凍回路２内の冷媒から外部へ熱を放出する熱交換器として、コンデンサ２２のみを有する。しかしながら、冷凍回路２は、冷媒から外部（例えば、外気）へ熱を放出する他の熱交換器を有していてもよい。

【0031】

≪低温回路≫
次に、低温回路３について説明する。低温回路３は、第１ポンプ３１、チラー２７の冷却水配管２７ｂ、低温ラジエータ３２、第１三方弁３３及び第２三方弁３４を備える。加えて、低温回路３は、バッテリ熱交換器３５、ＰＣＵ熱交換器３６及びＭＧ熱交換器３７を備える。低温回路３では、これら構成部品を通って冷却水が循環する。なお、冷却水は第２熱媒体の一例であり、低温回路３内では、冷却水の代わりに任意の他の熱媒体が用いられてもよい。

【0032】

低温回路３は、低温基本流路３ａと、低温ラジエータ流路３ｂと、発熱機器流路３ｃとを有する。低温ラジエータ流路３ｂと発熱機器流路３ｃとは互いに並列に設けられ、それぞれ低温基本流路３ａに接続されている。

【0033】

低温基本流路３ａには、冷却水の循環方向において、第１ポンプ３１、チラー２７の冷却水配管２７ｂ、バッテリ熱交換器３５がこの順番に設けられる。また、低温基本流路３ａにはバッテリ熱交換器３５をバイパスするように設けられたバッテリバイパス流路３ｄが接続される。低温基本流路３ａとバッテリバイパス流路３ｄとの接続部には第１三方弁３３が設けられる。

【0034】

また、低温ラジエータ流路３ｂには、低温ラジエータ３２が設けられる。発熱機器流路３ｃには、冷却水の循環方向において、ＰＣＵ熱交換器３６及びＭＧ熱交換器３７がこの順番に設けられる。発熱機器流路３ｃには、ＰＣＵやＭＧ以外の発熱機器と熱交換する熱交換器が設けられてもよい。低温基本流路３ａと低温ラジエータ流路３ｂ及び発熱機器流路３ｃとの間には第２三方弁３４が設けられる。

【0035】

第１ポンプ３１は、低温回路３内を循環する冷却水を圧送する。本実施形態では、第１ポンプ３１は、電動式のウォータポンプであり、第１ポンプ３１への供給電力が調整されることによりその吐出容量が無段階に変化せしめられるように構成される。

【0036】

低温ラジエータ３２は、低温回路３内を循環する冷却水と車両１００の外部の空気（外気）との間で熱交換を行う熱交換器である。低温ラジエータ３２は、冷却水の温度が外気の温度よりも高いときには冷却水から外気への放熱を行い、冷却水の温度が外気の温度よりも低いときには外気から冷却水への吸熱を行うように構成される。

【0037】

第１三方弁３３は、チラー２７の冷却水配管２７ｂから流出した冷却水をバッテリ熱交換器３５とバッテリバイパス流路３ｄとの間で選択的に流通させるように構成される。第２三方弁３４は、低温基本流路３ａから流出した冷却水を、低温ラジエータ流路３ｂと発熱機器流路３ｃとの間で選択的に流通させるように構成される。

【0038】

バッテリ熱交換器３５は、車両１００のバッテリ１２０と熱交換するように構成される。ＰＣＵ熱交換器３６は、車両１００のＰＣＵ１１８と熱交換するように構成される。また、ＭＧ熱交換器３７は、車両１００のＭＧ１１２と熱交換するように構成される。

【0039】

なお、本実施形態では、冷凍回路２及び低温回路３にチラー２７が設けられ、チラー２７は低温回路３の冷却水から冷凍回路２の冷媒へ熱を移動させる媒体間熱交換器として機能する。しかしながら、冷凍回路２には、チラー２７の代わりに、車外の大気中のガスと熱交換し、大気中のガスから冷凍回路２の冷媒へ熱を移動させる熱交換器が設けられてもよい。この場合、車載温調システム１には低温回路３は設けられず、よってバッテリ１２０、ＰＣＵ１１８及びＭＧ１１２の冷却は車載温調システム１以外の機構によって行われる。

【0040】

≪高温回路≫
次に、高温回路４について説明する。高温回路４は、第２ポンプ４１、コンデンサ２２の冷却水配管２２ｂ、高温ラジエータ４２、ヒータコア４３、第３三方弁４４、第４三方弁４５、及び機関熱回路５を備える。高温回路４でもこれら構成部品を通って冷却水が循環する。なお、この冷却水は第１熱媒体の一例であり、高温回路４内では、冷却水の代わりに任意の他の熱媒体が用いられてもよい。

【0041】

また、高温回路４は、第１連通路４ａと第２連通路４ｂとを有する。

【0042】

第１連通路４ａは、後述する機関熱交換器５２の下流側における機関熱回路５及びコンデンサ２２の冷却水配管２２ｂの出口に連通すると共に、ヒータコア４３の入口及び高温ラジエータ４２の入口に連通する。第１連通路４ａは、具体的には、コンデンサ２２の冷却水配管２２ｂの出口に連通するコンデンサ流出通路４ａ１と、機関熱回路５に連通する機関流出通路４ａ２と、コンデンサ流出通路４ａ１と機関流出通路４ａ２とが合流する合流部に連通する合流通路４ａ３と、合流通路４ａ３が分岐したコア流入通路４ａ４及びラジエータ流入通路４ａ５とを有する。コア流入通路４ａ４はヒータコア４３の入口に連通し、ラジエータ流入通路４ａ５は高温ラジエータ４２の入口に連通する。

【0043】

したがって、第１連通路４ａは、機関熱回路５から流出した冷却水及びコンデンサ２２から流出した冷却水を、ヒータコア４３及び／又は高温ラジエータ４２に流入させることができる。具体的には、コンデンサ流出通路４ａ１と機関流出通路４ａ２との合流部においてコンデンサ２２から流出した冷却水と機関熱回路５から流出した冷却水とが合流して合流通路４ａ３に流入する。そして、合流通路４ａ３からコア流入通路４ａ４及びラジエータ流入通路４ａ５への分岐部において、合流通路４ａ３を流れてきた冷却水はヒータコア４３に流入する冷却水と高温ラジエータ４２に流入する冷却水とに分かれる。

【0044】

第２連通路４ｂは、ヒータコア４３の出口及び高温ラジエータ４２の出口に連通すると共に、機関熱交換器５２の上流側における機関熱回路５及びコンデンサ２２の冷却水配管２２ｂの入口に連通する。第２連通路４ｂは、具体的には、コンデンサ２２の冷却水配管２２ｂの入口に連通するコンデンサ流入通路４ｂ１と、機関熱回路５に連通する機関流入通路４ｂ２と、コンデンサ流入通路４ｂ１及び機関流入通路４ｂ２に連通すると共にヒータコア４３の出口に連通するコア流出通路４ｂ３と、高温ラジエータ４２の出口及びコンデンサ流入通路４ｂ１に連通するラジエータ流出通路４ｂ４とを有する。

【0045】

したがって、第２連通路４ｂは、ヒータコア４３から流出した冷却水及び高温ラジエータ４２から流出した冷却水を機関熱回路５及び／又はコンデンサ２２に流入させることができる。具体的には、コア流出通路４ｂ３からコンデンサ流入通路４ｂ１及び機関流入通路４ｂ２への分岐部において、コア流出通路４ｂ３を流れてきた冷却水は、コンデンサ２２に流入する冷却水と機関熱回路５に流入する冷却水とに分かれる。また、ラジエータ流出通路４ｂ４を流れてきた冷却水は全てコンデンサ流入通路４ｂ１を介してコンデンサ２２に流入する。

【0046】

以上より、本実施形態では、高温回路４は、機関熱交換器５２の下流側における機関熱回路５及びコンデンサ２２の出口とヒータコア４３の入口及び高温ラジエータ４２の入口とに連通して機関熱回路５及び／又はコンデンサ２２からヒータコア４３及び／又は高温ラジエータ４２へ冷却水を流通させる第１連通路４ａと、機関熱交換器５２の上流側における機関熱回路５及びコンデンサ２２の入口とヒータコア４３の出口及び高温ラジエータ４２の出口とに連通してヒータコア４３及び／又は高温ラジエータ４２から機関熱回路５及び／又はコンデンサ２２へ冷却水を流通させる第２連通路４ｂと、を有する。

【0047】

第２ポンプ４１は、高温回路４内を循環する冷却水を圧送する。本実施形態では、第２ポンプ４１は、第１ポンプ３１と同様な、電動式のウォータポンプである。特に、本実施形態では、第２ポンプ４１はコンデンサ流入通路４ｂ１に設けられる。また、高温ラジエータ４２は、低温ラジエータ３２と同様に、高温回路４内を循環する冷却水と外気との間で熱交換を行う熱交換器である。

【0048】

ヒータコア４３は、高温回路４内の冷却水の熱を利用して車室内を暖房するのに用いられる。すなわち、ヒータコア４３は、高温回路４内を循環する冷却水とヒータコア４３周りの空気との間で熱交換を行ってヒータコア４３周りの空気を暖め、その結果、車室内の暖房を行うように構成される。具体的には、ヒータコア４３は、冷却水からヒータコア４３周りの空気へ排熱するように構成される。したがって、ヒータコア４３に高温の冷却水が流れると、冷却水の温度が低下すると共に、ヒータコア４３周りの空気が暖められる。

【0049】

第３三方弁４４は、合流通路４ａ３がコア流入通路４ａ４とラジエータ流入通路４ａ５とに分岐する分岐部に設けられる。したがって、第３三方弁４４には、コンデンサ２２及び機関熱回路５から流出して合流通路４ａ３において合流した冷却水が流入する。

【0050】

図３は、第３三方弁４４の異なる作動状態を概略的に示す図である。図３に示したように、第３三方弁４４は、ハウジング４４ａと、ハウジング４４ａ内で回動する弁体４４ｂとを有する。ハウジング４４ａは、合流通路４ａ３に連通する入口Ｘと、コア流入通路４ａ４に連通する第１出口Ｙと、ラジエータ流入通路４ａ５に連通する第２出口Ｚとを有する。弁体４４ｂは、ハウジング４４ａ内で回動することにより、入口Ｘと、第１出口Ｙ、第２出口Ｚとの連通状態を変更する。

【0051】

第３三方弁４４の弁体４４ｂが図３（Ａ）に示した第１状態にあるときには、入口Ｘと第１出口Ｙとが連通せしめられる。したがって、この場合、第３三方弁４４に流入した冷却水（すなわち、合流通路４ａ３から流入した冷却水）は全てコア流入通路４ａ４を通ってヒータコア４３に流入する。

【0052】

また、第３三方弁４４が図３（Ｂ）に示した第２状態にあるときには、入口Ｘと、第１出口Ｙ及び第２出口Ｚの両方とが連通せしめられる。ただし、入口Ｘから第１出口Ｙへの開口面積が、入口Ｘから第２出口Ｚへの通路の開口面積よりも大きい。したがって、この場合、第３三方弁４４に流入した冷却水は、コア流入通路４ａ４及びラジエータ流入通路４ａ５の両方に流入するが、コア流入通路４ａ４への流入割合が、ラジエータ流入通路４ａ５への流入割合よりも大きい。

【0053】

さらに、第３三方弁４４が図３（Ｃ）に示した第３状態にあるときには、入口Ｘと、第１出口Ｙ及び第２出口Ｚの両方とが連通せしめられる。ただし、第４状態では、入口Ｘから第２出口Ｚへの開口面積が、入口Ｘから第１出口Ｙへの通路の開口面積よりも大きい。したがって、この場合、第３三方弁４４に流入した冷却水は、コア流入通路４ａ４及びラジエータ流入通路４ａ５の両方に流入するが、ラジエータ流入通路４ａ５への流入割合は、コア流入通路４ａ４への流入割合よりも大きい。

【0054】

加えて、第３三方弁４４の弁体４４ｂが図３（Ｄ）に示した第４状態にあるときには、入口Ｘと第２出口Ｚとが連通せしめられる。したがって、この場合、第３三方弁４４に流入した冷却水は全てラジエータ流入通路４ａ５を通って高温ラジエータ４２に流入する。

【0055】

以上説明したように、本実施形態では、第３三方弁４４は、合流通路４ａ３の分岐部からコア流入通路４ａ４へ（したがって、ヒータコア４３へ）流入する冷却水の流量と合流通路４ａ３の分岐部からラジエータ流入通路４ａ５へ（したがって、高温ラジエータ４２へ）流入する冷却水の流量との割合を調整する調整弁として機能する。

【0056】

なお、第３三方弁４４は、図３（Ａ）～図３（Ｄ）に示した４段階よりも多い多段階で、ヒータコア４３及び高温ラジエータ４２に流入する冷却水の流量の割合を調整する調整弁であってもよいし、連続的に調整する調整弁であってもよい。また、第３三方弁４４の代わりに、例えば、コア流入通路４ａ４及びラジエータ流入通路４ａ５にそれぞれ設けられた二つの電磁調整弁が、ヒータコア４３及び高温ラジエータ４２に流入する冷却水の流量の割合を段階的に又は連続的に調整する調整弁として用いられてもよい。

【0057】

第４三方弁４５は、コア流出通路４ｂ３がコンデンサ流入通路４ｂ１と機関流入通路４ｂ２とに分岐する分岐部に設けられる。したがって、第４三方弁４５には、ヒータコア４３からコア流出通路４ｂ３に流出した冷却水が流入する。

【0058】

また、第４三方弁４５は、第３三方弁４４と同様な構成を有すると共に、第４三方弁４５の入口Ｘはコア流出通路４ｂ３に連通し、第１出口Ｙは機関流入通路４ｂ２に連通し、第２出口Ｚはコンデンサ流入通路４ｂ１に連通する。したがって、第４三方弁４５は、コア流出通路４ｂ３の分岐部からコンデンサ流入通路４ｂ１へ（したがって、コンデンサ２２へ）流入する冷却水の流量と、コア流出通路４ｂ３の分岐部から機関流入通路４ｂ２へ（したがって、機関熱回路５へ）流入する冷却水の流量との割合を調整する調整弁として機能する。なお、コンデンサ２２及び機関熱回路５に流入する冷却水の流量の割合を段階的に又は連続的に調整することができれば、第４三方弁４５の代わりに他の調整弁が用いられてもよい。

【0059】

≪機関熱回路≫
次に、機関熱回路５について説明する。機関熱回路５は、内燃機関１１０において生成された熱を放出するために用いられる熱回路である。機関熱回路５は、第３ポンプ５１、機関熱交換器５２、機関ラジエータ５３及びサーモスタッド５４を有する。機関熱回路５では、これら構成部品を通って高温回路４と同じ冷却水が循環する。したがって、機関熱回路５は、コンデンサ２２の冷却水配管２２ｂ、高温ラジエータ４２及びヒータコア４３を通らずに、機関熱交換器５２を通って冷却水を流通させる。

【0060】

また、機関熱回路５は、機関基本流路５ａと、機関ラジエータ流路５ｂと、機関バイパス流路５ｃとに分けられる。機関ラジエータ流路５ｂと機関バイパス流路５ｃとは互いに並列に設けられ、それぞれ機関基本流路５ａに接続されている。

【0061】

機関基本流路５ａには、冷却水の循環方向において、第３ポンプ５１、機関熱交換器５２がこの順番に設けられる。機関ラジエータ流路５ｂには機関ラジエータ５３が設けられる。また、機関バイパス流路５ｃには、機関流出通路４ａ２及び機関流入通路４ｂ２が連通する。特に、機関流出通路４ａ２は機関バイパス流路５ｃの上流側部分に連通する。その結果、機関流出通路４ａ２は機関熱交換器５２の出口近傍に連通する。一方、機関流入通路４ｂ２は機関バイパス流路５ｃの下流側部分に連通する。その結果、機関流入通路４ｂ２は機関熱交換器５２の入口近傍に連通する。したがって、機関熱交換器５２は、高温回路４に連通して高温回路４の冷却水が流通するように構成される。機関基本流路５ａと機関ラジエータ流路５ｂ及び機関バイパス流路５ｃとの間にはサーモスタッド５４が設けられる。なお、図２に示した例では、機関流出通路４ａ２は機関バイパス流路５ｃに連通しているが、機関基本流路５ａ等に連通してもよい。

【0062】

第３ポンプ５１は、機関熱回路５内を循環する冷却水を圧送する。本実施形態では、第３ポンプ５１は、第１ポンプ３１と同様な、電動式のウォータポンプである。また、機関ラジエータ５３は、低温ラジエータ３２と同様に、機関熱回路５内を循環する冷却水と外気との間で熱交換を行う熱交換器である。

【0063】

機関熱交換器５２は、内燃機関１１０の排熱を利用して冷却水を加熱するのに用いられる。すなわち、機関熱交換器５２は、内燃機関１１０から機関熱回路５内の冷却水に排熱して、冷却水を加熱する。機関熱交換器５２は、内燃機関１１０内での燃料の燃焼に伴って生じた熱を冷却水に排出させることにより、内燃機関１１０が過剰に昇温することを抑制する。機関熱交換器５２は、例えば、内燃機関１１０のシリンダブロックやシリンダヘッド内に設けられた冷却水通路から構成される。

【0064】

サーモスタッド５４は、機関ラジエータ流路５ｂを通る冷却水の流れを遮断する閉弁状態と、機関ラジエータ流路５ｂを通って冷却水が流れることを許可する開弁状態との間で切り換えられる弁である。サーモスタッド５４は、機関バイパス流路５ｃを通って循環する冷却水の温度が予め設定された温度以上であるときには、機関ラジエータ流路５ｂに冷却水が流れるように開かれる。一方、サーモスタッド５４は、機関バイパス流路５ｃを通って循環する冷却水の温度が予め設定された温度未満であるときには、機関ラジエータ流路５ｂに冷却水が流れないように閉じられる。この結果、機関熱交換器５２に流通する冷却水の温度がほぼ一定に保たれる。

【0065】

≪空気通路≫
図４は、車載温調システム１を搭載した車両１００の空調用の空気通路７を概略的に示す構成図である。空気通路７では、図中に矢印で示した方向に空気が流れる。図４に示した空気通路７は、車両１００の外部又は車室の空気吸い込み口に接続されており、空気通路７には制御装置６による制御状態に応じて外気又は車室内の空気が流入する。また、図４に示した空気通路７は、車室内へ空気を吹き出す複数の吹き出し口に接続されており、空気通路７からは制御装置６による制御状態に応じてこのうち任意の吹き出し口に空気が供給される。

【0066】

図４に示したように、本実施形態の空調用の空気通路７には、空気の流れ方向において、ブロワ７１と、エバポレータ２６と、エアミックスドア７２と、ヒータコア４３とがこの順番に設けられる。

【0067】

ブロワ７１は、ブロワモータ７１ａとブロワファン７１ｂとを備える。ブロワ７１は、ブロワモータ７１ａによってブロワファン７１ｂが駆動されると、外気又は車室内の空気が空気通路７に流入して、空気通路７を通って空気が流れるように構成される。車室の暖房や冷房が要求されている場合には、基本的にブロワファン７１ｂが駆動される。

【0068】

エアミックスドア７２は、空気通路７を通って流れる空気のうち、ヒータコア４３を通って流れる空気の流量を調整する。エアミックスドア７２は、空気通路７を流れる全ての空気がヒータコア４３を流れる状態と、空気通路７を流れる全ての空気がヒータコア４３を流れない状態と、その間の状態との間で調整できるように構成される。

【0069】

このように構成された空気通路７では、ブロワ７１が駆動されているときに、エバポレータ２６に冷媒が循環されている場合には、空気通路７を通って流れる空気が冷却される。また、ブロワ７１が駆動されているときに、ヒータコア４３に冷却水が循環されていて且つ空気がヒータコア４３を流れるようにエアミックスドア７２が制御されている場合には、空気通路７内を通って流れる空気が暖められる。

【0070】

また、図１に示したように、車両１００のフロントグリルの内側に、低温ラジエータ３２、高温ラジエータ４２及び機関ラジエータ５３が配置される。したがって、車両１００が走行しているときにはこれらラジエータ３２、４２、５３には走行風が当たる。また、これらラジエータ３２、４２、５３に隣接してファン７６が設けられる。ファン７６は駆動されるとラジエータ３２、４２、５３に風が当たるように構成される。したがって、車両１００が走行していないときでも、ファン７６を駆動することにより、ラジエータ３２、４２、５３に風を当てることができる。

【0071】

≪制御装置≫
図２を参照すると、制御装置６は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）６１を有する。ＥＣＵ６１は、各種演算を行うプロセッサと、プログラムや各種情報を記憶するメモリと、各種アクチュエータや各種センサと接続されるインタフェースとを備える。

【0072】

また、制御装置６は、コア流入通路４ａ４に設けられた第１水温センサ６２を有する。第１水温センサ６２は、ヒータコア４３に流入する冷却水の温度を検出する。加えて、制御装置６は、コンデンサ流入通路４ｂ１に設けられた第２水温センサ６３を有する。第２水温センサ６３は、コンデンサ２２に流入する冷却水の温度を検出する。ＥＣＵ６１はこれらセンサ６２、６３に接続され、ＥＣＵ６１にはこれらセンサからの出力信号が入力される。

【0073】

加えて、制御装置６は、車両１００の室内の温度を検出する室内温度センサ６６と、車両１００の室外の温度を検出する外気温度センサ６７と、ユーザによって操作される操作パネル６８とを備える。ＥＣＵ６１はこれらセンサ及び操作パネル６８に接続され、ＥＣＵ６１にはこれらセンサ及び操作パネル６８からの出力信号が入力される。

【0074】

ＥＣＵ６１は、センサ６６、６７及び操作パネル６８からの出力信号に基づいて冷房要求、暖房要求及び除湿要求の有無を判断する。例えば、ユーザが操作パネル６８の暖房スイッチをＯＮにしている場合には、ＥＣＵ６１は暖房が要求されていると判断する。また、ユーザが操作パネル６８のオートスイッチをＯＮにしている場合には、例えば、ユーザによって設定されている室内温度が室内温度センサ６６によって検出された温度よりも高いときにＥＣＵ６１は暖房が要求されている判断する。

【0075】

加えて、ＥＣＵ６１は、車載温調システム１の各種アクチュエータに接続されて、これらアクチュエータを制御する。具体的には、ＥＣＵ６１は、コンプレッサ２１、電磁調整弁２８、２９、ポンプ３１、４１、５１、三方弁３３、３４、４４、４５、ブロワモータ７１ａ、エアミックスドア７２及びファン７６に接続されて、これらを制御する。したがって、ＥＣＵ６１は、冷凍回路２、低温回路３、高温回路４（機関熱回路５を含む）における熱媒体（冷媒及び冷却水）の流通状態を制御する制御装置として機能する。

【0076】

＜車載温調システムの動作＞
次に、図５～図１１を参照して、車載温調システム１における、熱媒体（冷媒及び冷却水）の流通状態について説明する。図５～図８及び図１０では、冷媒や冷却水が流れている流路が実線で、冷媒や冷却水が流れていない流路が破線でそれぞれ示されている。また、図中の細い矢印は冷媒や冷却水が流れる方向を、図中の太い矢印は熱の移動方向をそれぞれ示している。

【0077】

≪暖房モード≫
まず、暖房要求がある場合の熱媒体の流通状態について説明する。図５は、暖房要求があり且つ内燃機関１１０が停止している場合の、車載温調システム１における熱媒体の流通状態を示している（第１暖房モード）。第１暖房モードでは、冷凍回路２から得られた熱を用いてヒータコア４３による暖房が行われる。

【0078】

図５に示したように、第１暖房モードでは、冷凍回路２のコンプレッサ２１が作動せしめられると共に、第１電磁調整弁２８が閉じられ且つ第２電磁調整弁２９が開かれる。したがって、冷凍回路２では、エバポレータ２６を通らずにチラー２７を通って冷媒が循環する。

【0079】

また、第１暖房モードでは、低温回路３の第１ポンプ３１が作動せしめられる。また、第１暖房モードでは、第１三方弁３３は冷却水がバッテリ熱交換器３５に流通するように設定され、第２三方弁３４は冷却水が低温ラジエータ流路３ｂ及び発熱機器流路３ｃの両方に流通するように設定される。この結果、低温回路３では、冷却水が、チラー２７の冷却水配管２７ｂ、低温ラジエータ３２、バッテリ熱交換器３５、ＰＣＵ熱交換器３６、ＭＧ熱交換器３７を通って循環する。

【0080】

さらに、第１暖房モードでは、高温回路４の第２ポンプ４１が作動せしめられる。また、第１暖房モードでは、第３三方弁４４は、冷却水がヒータコア４３に流入するように第１状態（図３（Ａ））に設定され、第４三方弁４５は、冷却水がコンデンサ流入通路４ｂ１に流入するように第４状態（図３（Ｄ））に設定される。この結果、高温回路４では、冷却水がヒータコア４３とコンデンサ２２の冷却水配管２２ｂとを通って循環する。

【0081】

以上より、第１暖房モードでは、低温回路３において、低温ラジエータ３２にて外気又は発熱機器から冷却水に熱が吸収され、チラー２７にて低温回路３の冷却水から冷媒へ熱が移動される。冷凍回路２では、チラー２７にて冷媒に熱が吸収され、コンデンサ２２にて冷媒から高温回路４の冷却水へ熱が移動される。したがって、冷凍回路２は、チラー２７等で吸収した熱をコンデンサ２２で放出するヒートポンプとして機能する。そして、高温回路４では、コンデンサ２２にて冷却水に吸収された熱がヒータコア４３にて放出される。したがって、第１暖房モードでは、低温ラジエータ３２にて外気から又は発熱機器から熱が吸収され、ヒータコア４３にてその熱が放出される。

【0082】

図６は、暖房要求があり且つ内燃機関１１０が作動している場合の、車載温調システム１における熱媒体の流通状態を示している（第２暖房モード）。特に、第２暖房モードでは、内燃機関１１０から得られた熱を用いてヒータコア４３による暖房が行われる。この場合、車両１００の駆動は基本的に内燃機関１１０によって行われるため、図６に示した例ではＭＧ１１２等の冷却は行われていない。

【0083】

図６に示したように、第２暖房モードでは、冷凍回路２のコンプレッサ２１及び第１ポンプ３１は停止される。したがって、冷凍回路２内で冷媒は循環せず、また、低温回路３内で冷却水は循環しない。

【0084】

また、第２暖房モードでは、高温回路４の第２ポンプ４１は停止され、機関熱回路５の第３ポンプ５１は作動せしめられる。そして、第３三方弁４４は、冷却水がヒータコア４３に流入するように第１状態（図３（Ａ））に設定され、第４三方弁４５は、冷却水が機関熱回路５に流入するように第１状態（図３（Ａ））に設定される。この結果、高温回路４では、第３ポンプ５１により、冷却水が機関熱回路５とヒータコア４３とを通って循環する。この結果、第２暖房モードでは、機関熱交換器５２において内燃機関１１０から熱が吸収されると共に、ヒータコア４３にてその熱が放出される。なお、図６に示した例では、冷却水は機関ラジエータ流路５ｂを通って流れていないが、機関熱回路５内の冷却水の温度に応じてサーモスタッド５４が開かれ、機関ラジエータ流路５ｂにも冷却水が流れるようになる。

【0085】

≪冷房モード≫
次に、冷房要求がある場合の熱媒体の流通状態について説明する。図７は、冷房要求がある場合の、車載温調システム１における熱媒体の流通状態を示している（冷房モード）。図７に示した例では、内燃機関１１０が停止しているが、内燃機関１１０が作動している場合には機関熱回路５内で冷却水が循環する。

【0086】

図７に示したように、冷房モードでは、冷凍回路２のコンプレッサ２１が作動せしめられると共に、第１電磁調整弁２８が開かれ且つ第２電磁調整弁２９が閉じられる。したがって、冷凍回路２では、チラー２７を通らずにエバポレータ２６を通って冷媒が循環する。なお、冷房モードでは、発熱機器の冷却を促進させるために、第２電磁調整弁２９を開いてチラー２７にも冷媒を流通させてもよい。

【0087】

また、冷房モードでは、低温回路３の第１ポンプ３１が作動せしめられる。また、第１三方弁３３は冷却水がバッテリ熱交換器３５に流通するように設定され、第２三方弁３４は冷却水が低温ラジエータ流路３ｂ及び発熱機器流路３ｃの両方に流通するように設定される。この結果、低温回路３では、冷却水が、チラー２７の冷却水配管２７ｂ、低温ラジエータ３２、バッテリ熱交換器３５、ＰＣＵ熱交換器３６、ＭＧ熱交換器３７を通って循環する。これにより、発熱機器から冷却水に熱が吸収されると共に、その熱が低温ラジエータ３２において大気中に放出される。

【0088】

以上より、冷房モードでは、冷凍回路２において、エバポレータ２６にて周囲の空気から冷媒へ熱が吸収され、コンデンサ２２にて冷媒から高温回路４の冷却水へ熱が移動される。高温回路４では、コンデンサ２２にて冷却水に吸収された熱が高温ラジエータ４２にて放出される。したがって、冷房モードでは、エバポレータ２６にて空気通路７を通る周囲の空気から熱が吸収されて車室内の冷房が行われ、高温ラジエータ４２にてその熱が放出される。

【0089】

≪除湿暖房モード≫
次に、除湿暖房要求がある場合の熱媒体の流通状態について説明する。除湿暖房では、エバポレータ２６において空気通路７を通る空気が一旦冷却される。このとき、空気の温度が低下することにより飽和水蒸気量が減少して、空気中の水蒸気の一部が凝結し、その結果、除湿が行われる。その後、この空気をヒータコア４３により加熱することにより、車室内の暖房が行われる。ヒータコア４３において空気を暖めるために必要な熱量は基本的にエバポレータ２６において空気から吸収された熱量よりも大きいため、除湿暖房を行う際には、内燃機関１１０を作動させることによって高温回路４内の冷却水を加熱することが必要になる。

【0090】

図８は、除湿暖房要求があり且つヒータコア４３に流入する冷却水の温度が必要以上には高くない場合（例えば、４５℃未満である場合）の、車載温調システム１における熱媒体の流通状態を示している（第１除湿暖房モード）。この場合、車両１００の駆動は基本的に内燃機関１１０によって行われるため、図６に示した例ではＭＧ１１２等の冷却は行われていない。

【0091】

図８に示したように、第１除湿暖房モードでは、冷凍回路２のコンプレッサ２１が作動せしめられると共に、第１電磁調整弁２８が開かれ且つ第２電磁調整弁２９が閉じられる。したがって、冷凍回路２では、チラー２７を通らずにエバポレータ２６を通って冷媒が循環する。また、第１除湿暖房モードでは、低温回路３の第１ポンプ３１は停止され、よって低温回路３内では冷却水は循環しない。なお、ＭＧ１１２によっても車両１００を駆動する場合には、図７に示した冷房モードと同様に低温回路３内の冷却水が循環されてもよい。加えて、第１除湿暖房モードでは、機関熱回路５の第３ポンプ５１が作動せしめられる。したがって、機関熱回路５内で冷却水が循環する。

【0092】

また、第１除湿暖房モードでは、高温回路４の第２ポンプ４１が作動せしめられる。さらに、第１除湿暖房モードでは、第３三方弁４４は、冷却水がヒータコア４３に流入するように第１状態（図３（Ａ））に設定され、第４三方弁４５は、冷却水がコンデンサ流入通路４ｂ１及び機関流入通路４ｂ２の両方に流入するように第２状態（図３（Ｂ））又は第３状態（図３（Ｃ））に設定される。この結果、高温回路４では、冷却水が高温ラジエータ４２を通らずにヒータコア４３を通って循環すると共に、コンデンサ２２及び機関熱回路５の両方を通って循環する。

【0093】

特に、本実施形態では、コンデンサ２２に流入する冷却水の温度に応じて、第４三方弁４５の作動状態が切り替えられる。図９は、コンデンサ２２に流入する冷却水の温度（コンデンサ入口温度）と、第４三方弁４５に流入した冷却水の流量に対するコンデンサ流入通路４ｂ１へ流入させる冷却水の流量の割合（以下、「コンデンサ流量割合」という）を示す図である。図９に実線で示したように、コンデンサ入口温度が第１基準温度Ｔｗｒｅｆ１（例えば、４５℃）よりも低いときには第４三方弁４５は第２状態に設定され、よってコンデンサ流量割合は低くなる。一方、コンデンサ入口温度が第１基準温度Ｔｗｒｅｆ１以上であるときには第４三方弁４５は第３状態に設定され、よってコンデンサ流量割合は高くなる。

【0094】

なお、図９の実線は、第４三方弁４５を図３に示したように４段階で切り替えることができる場合における関係を示している。一方、第４三方弁４５が４段階よりも多い多段階又は連続的に流量を調整することができる調整弁であれば、図９に破線で示したようにこの調整弁はコンデンサ入口温度が高くなるほどコンデンサ流量割合が多くなるように制御される。

【0095】

以上より、第１除湿暖房モードでは、合流通路４ａ３から第３三方弁４４に流入した冷却水が高温ラジエータ４２に流入せずにヒータコア４３に流入するように第３三方弁４４が制御される。加えて、第３三方弁４４がこのように制御された第１除湿暖房モードでは、コア流出通路４ｂ３から第４三方弁４５に流入した冷却水がコンデンサ２２と機関熱回路５との両方に流入するように第４三方弁４５が制御される。特に、本実施形態では、第４三方弁４５は、コンデンサ入口温度が高いときには低いときに比べて、機関熱回路５に流入する冷却水の流量に対するコンデンサ２２に流入する冷却水の流量が多くなるように制御される。

【0096】

ところで、除湿暖房を行うにあたって、エバポレータ２６における空気の冷却効果を高めるためには、コンデンサ２２において冷媒から冷却水に十分に移動させることが必要になる。そして、このためにはコンデンサ２２に流入する冷却水の温度を低く制御することが好ましい。

【0097】

一方、第１除湿暖房モードのように第３三方弁４４に流入した冷却水の全てがヒータコア４３に流入した場合には、コンデンサ２２に流入する冷却水の温度は第４三方弁４５によって制御される。特に、第４三方弁４５において機関熱回路５に流入する冷却水の割合を増やすとヒータコア４３に流入する冷却水の温度が上がり、その結果、ヒータコア４３から流出する冷却水の温度も上がり、コンデンサ２２に流入する冷却水の温度が上がる。逆に、第４三方弁４５においてコンデンサ２２に流入する冷却水の割合を増やすと、コンデンサ２２に流入する冷却水の温度が下がる。したがって、本実施形態によれば、コンデンサ２２に流入する冷却水の温度を適切に制御して、冷却効果を高く維持しつつ、除湿暖房を行うことができる。

【0098】

図１０は、除湿暖房要求があり且つヒータコア４３に流入する冷却水の温度が必要以上に高い場合（例えば、４５℃以上である場合）の、車載温調システム１における熱媒体の流通状態を示している（第２除湿暖房モード）。図１０に示した例でもＭＧ１１２等の冷却は行われていないが、ＭＧ１１２等を冷却すべく、図７に示した冷房モードと同様に低温回路３内の冷却水が循環されてもよい。

【0099】

図１０に示したように、第２除湿暖房モードでは、第１除湿暖房モードと同様に、冷凍回路２のコンプレッサ２１が作動せしめられると共に、第１電磁調整弁２８が開かれ且つ第２電磁調整弁２９が閉じられる。したがって、冷凍回路２では、チラー２７を通らずにエバポレータ２６を通って冷媒が循環する。加えて、第２除湿暖房モードでは、機関熱回路５の第３ポンプ５１が作動せしめられる。したがって、機関熱回路５内で冷却水が循環する。

【0100】

また、第２除湿暖房モードでは、高温回路４の第２ポンプ４１が作動せしめられる。さらに、第２除湿暖房モードでは、第３三方弁４４は、冷却水がヒータコア４３及び高温ラジエータ４２の両方に流入するように第２状態（図３（Ｂ））又は第３状態（図３（Ｃ））に設定される。第４三方弁４５は、ヒータコア４３から流出した冷却水が機関流入通路４ｂ２に流入するように第１状態（図３（Ａ））に設定される。この結果、高温回路４では、冷却水が、ヒータコア４３及び高温ラジエータ４２の両方を通って循環すると共に、ヒータコア４３から流出した冷却水が機関熱回路５を通り且つ高温ラジエータ４２から流出した冷却水がコンデンサ２２を通るように循環する。

【0101】

特に、本実施形態では、コンデンサ２２に流入する冷却水の温度に応じて、第３三方弁４４の作動状態が切り替えられる。図１１は、コンデンサ２２に流入する冷却水の温度（コンデンサ入口温度）と、第３三方弁４４に流入した冷却水の流量に対するコア流入通路４ａ４へ流入させる冷却水の流量の割合（以下、「ヒータコア流量割合」という）を示す図である。図１１に実線で示したように、コンデンサ入口温度が第２基準温度Ｔｗｒｅｆ２（例えば、４５℃）よりも低いときには第３三方弁４４は第２状態に設定され、よってヒータコア流量割合は高くなる。一方、コンデンサ入口温度が第２基準温度Ｔｗｒｅｆ２以上であるときには第３三方弁４４は第３状態に設定され、よってヒータコア流量割合は低くなる。

【0102】

なお、図１１の実線は、第３三方弁４４を図３に示したように４段階で切り替えることができる場合における関係を示している。一方、第３三方弁４４が４段階よりも多い多段階又は連続的に流量を調整することができる調整弁であれば、図１１に破線で示したようにこの調整弁はコンデンサ入口温度が高くなるほどヒータコア流量割合が少なくなるように制御される。

【0103】

以上より、第２除湿暖房モードでは、合流通路４ａ３から第３三方弁４４に流入した冷却水はヒータコア４３及び高温ラジエータ４２の両方に流入するように第３三方弁４４が制御される。加えて、第３三方弁４４がこのように制御された第２除湿暖房モードでは、コア流出通路４ｂ３から第４三方弁４５に流入した冷却水がコンデンサ２２に流入せずに機関熱回路５に流入するように第４三方弁４５が制御される。特に、本実施形態では、第３三方弁４４は、コンデンサ入口温度が高いときには低いときに比べて、高温ラジエータ４２に流入する冷却水の流量に対するヒータコア４３に流入する冷却水の流量が少なくなるように制御される。

【0104】

第２除湿暖房モードのように第３三方弁４４に流入した冷却水がヒータコア４３及び高温ラジエータ４２の両方に流入した場合には、コンデンサ２２に流入する冷却水の温度は第３三方弁４４によって制御される。特に、第３三方弁４４においてヒータコア４３に流入する冷却水の割合が増すと、機関熱回路５に流入する冷却水の割合が増える。その結果、合流通路４ａ３に流入する冷却水の温度が上がり、高温ラジエータ４２を介してコンデンサ２２に流入する冷却水の温度が上がる。逆に、第３三方弁４４において高温ラジエータ４２に流入する冷却水の割合を増やすと、コンデンサ２２に流入する冷却水の温度が下がる。したがって、本実施形態によれば、コンデンサ２２に流入する冷却水の温度を適切に制御して、冷却効果を高く維持しつつ、除湿暖房を行うことができる。

【0105】

また、本実施形態では、車室内の除湿暖房を行う場合、ヒータコア４３に流入する冷却水の温度が低いときには、冷却水が高温ラジエータ４２に流入せずにヒータコア４３に流入するように第３三方弁４４が制御される。一方、ヒータコア４３に流入する冷却水の温度が高いときには、冷却水がヒータコア４３と高温ラジエータ４２との両方に流入するように第３三方弁４４が制御される。この結果、ヒータコア４３に流入する冷却水の温度が高いときには冷却水の一部は高温ラジエータ４２を介してコンデンサ２２に流入することになり、その結果、コンデンサ２２に流入する冷却水の温度を低く維持することができる。一方、ヒータコア４３に流入する冷却水の温度が低いときには冷却水が高温ラジエータ４２に流入しないことにより、高温ラジエータ４２において熱が外気に放出されることが抑制され、よってヒータコア４３に流入する冷却水の温度が過剰に低下してしまうことが抑制される。したがって、このことによっても、コンデンサ２２に流入する冷却水の温度を適切に制御して冷却効果を高く維持しつつ、除湿暖房を行うことができる。

【0106】

以上より、本実施形態では、車室内の除湿暖房を行う場合、ヒータコア４３に流入する冷却水の温度と、コンデンサ２２に流入する冷却水の温度とに基づいて、第３三方弁４４及び第４三方弁４５が制御される。この結果、本実施形態によれば、コンデンサ２２に流入する冷却水の温度を適切に制御して冷却効果を高く維持しつつ、除湿暖房を行うことができる。

【0107】

＜三方弁の制御＞
上述したように、第３三方弁４４及び第４三方弁４５の制御は、ＥＣＵ６１によって行われる。ＥＣＵ６１は、除湿暖房要求があるときには、基本的に内燃機関１１０を作動させると共にコンプレッサ２１を作動させて冷凍回路２内で冷媒を循環させる。以下、図１２を参照して、除湿暖房要求があるときの第３三方弁４４及び第４三方弁４５の切替制御について説明する。図１２は、除湿暖房要求があるときの第３三方弁４４及び第４三方弁４５の切替処理の流れを示すフローチャートである。図示した切替処理は、一定時間間隔毎に実行される。

【0108】

まず、ＥＣＵ６１は、除湿暖房要求があるか否かを判定する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１において、除湿暖房要求がないと判定された場合には、図１２に示したフローとは別の、除湿暖房要求が無いときの三方弁４４、４５の切替処理が実行される。

【0109】

ステップＳ１１において除湿暖房要求があると判定された場合、ＥＣＵ６１は、ヒータコア４３に流入する冷却水の温度Ｔｗｃｏｒｅが第３基準温度Ｔｗｒｅｆ３（例えば、４５℃）未満であるか否かを判定する。ヒータコア４３に流入する冷却水の温度Ｔｗｃｏｒｅは、第１水温センサ６２によって検出される。

【0110】

ステップＳ１２においてヒータコア４３に流入する冷却水の温度Ｔｗｃｏｒｅが第３基準温度Ｔｗｒｅｆ３未満であると判定された場合には、車載温調システム１の作動モードを第１除湿暖房モードに設定すべく、ＥＣＵ６１は第３三方弁４４の作動状態を第１状態に設定する（ステップＳ１３）。

【0111】

次いで、ＥＣＵ６１は、コンデンサ２２に流入する冷却水の温度Ｔｗｃｏｎが第１基準温度Ｔｗｒｅｆ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。コンデンサ２２に流入する冷却水の温度Ｔｗｃｏｎは、第２水温センサ６３によって検出される。ステップＳ１４において冷却水の温度Ｔｗｃｏｎが第１基準温度Ｔｗｒｅｆ１未満であると判定された場合には、第４三方弁４５が第２状態に設定される（ステップＳ１５）。一方、ステップＳ１４において冷却水の温度Ｔｗｃｏｎが第１基準温度Ｔｗｒｅｆ１以上であると判定された場合には、第４三方弁４５が第２状態に設定される（ステップＳ１６）。

【0112】

一方、ステップＳ１２においてヒータコア４３に流入する冷却水の温度Ｔｗｃｏｒｅが第３基準温度Ｔｗｒｅｆ３以上であると判定された場合には、車載温調システム１の作動モードを第２除湿暖房モードに設定すべく、ＥＣＵ６１は第４三方弁４５の作動状態を第１状態に設定する（ステップＳ１７）。

【0113】

次いで、ＥＣＵ６１は、コンデンサ２２に流入する冷却水の温度Ｔｗｃｏｎが第２基準温度Ｔｗｒｅｆ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。ステップＳ１８において冷却水の温度Ｔｗｃｏｎが第２基準温度Ｔｗｒｅｆ２未満であると判定された場合には、第３三方弁４４が第２状態に設定される（ステップＳ１９）。一方、ステップＳ１８において冷却水の温度Ｔｗｃｏｎが第２基準温度Ｔｗｒｅｆ２以上であると判定された場合には、第３三方弁４４が第３状態に設定される（ステップＳ２０）。

【0114】

以上、一つの実施形態及び変形例を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。

【符号の説明】

【0115】

１ 車載温調システム
２ 冷凍回路
３ 低温回路
４ 高温回路
２２ コンデンサ
４１ 第２ポンプ
４３ ヒータコア
４４ 第３三方弁
４５ 第４三方弁
５１ 第３ポンプ
５２ 機関熱交換器
６１ ＥＣＵ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】