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(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】2024-06-10
(45)【発行日】2024-06-18
(54)【発明の名称】車両
(51)【国際特許分類】
B60K 11/04 20060101AFI20240611BHJP
B60H 1/22 20060101ALI20240611BHJP
B60H 1/32 20060101ALI20240611BHJP
【ＦＩ】
B60K11/04 J
B60H1/22 671
B60H1/32 626Z
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2020153320
(22)【出願日】2020-09-11
(65)【公開番号】P2022047416
(43)【公開日】2022-03-24
【審査請求日】2023-08-02
(73)【特許権者】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】100140486
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100170058
【弁理士】
【氏名又は名称】津田 拓真
(72)【発明者】
【氏名】三ツ橋 拓也
【審査官】宇佐美 琴
(56)【参考文献】
【文献】特開２０００－３２０３３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０５１９００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０３８２７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－２１４２８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－２２３８６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】韓国登録特許第１０－１５７５２５５（ＫＲ，Ｂ１）
【文献】国際公開第２０２０／１２１９２３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－１９０５３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２４６０２３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２４６８６３（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｋ １１／０４
Ｂ６０Ｈ １／００
Ｆ０１Ｐ ７／００，１１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
グリル開口部（２）から導入される空気と熱交換を行う熱交換器（５，６，１０，１１）と、開閉部（５１）の開閉動作により前記熱交換器に供給される空気の風量を変化させることが可能な開閉装置（８）と、
前記開閉装置を制御する制御部（８２）と、を備え、
前記グリル開口部の開口面積は、前記熱交換器の前面投影面積よりも小さく、
前記開閉装置は、前記開閉部として、同開閉装置の第１部位（Ａ１３，Ａ１４）を開閉する第１開閉部（５１２）と、同開閉装置において前記第１部位よりも前記グリル開口部から遠い第２部位（Ａ１１，Ａ１２）を開閉する第２開閉部（５１１）と、を有し、
前記熱交換器として、
車両の第１発熱体を冷却する冷却水と空気とで熱交換を行うラジエータ（１１）と、
ヒートポンプ装置（３０）を循環する冷媒と空気とで熱交換を行う第１熱交換部（１０Ａ）、及び前記第１発熱体とは別の第２発熱体を冷却する冷却水と空気とで熱交換を行う第２熱交換部（１０Ｂ）を有する室外熱交換器（１０）と、を有し、
前記室外熱交換器において前記第１熱交換部が前記開閉装置の前記第１部位に対向して配置されるとともに、前記第２熱交換部が前記開閉装置の前記第２部位に対向して配置されており、
前記制御部は、
前記第２部位の開度よりも前記第１部位の開度の方が小さくなるように前記第１開閉部及び前記第２開閉部を動作させ、
前記第２発熱体の冷却が要求されていない場合、前記第１開閉部を開状態に設定する一方、前記第２開閉部を閉状態に設定する
車両。
【請求項2】
グリル開口部（２）から導入される空気と熱交換を行う熱交換器（５，６，１０，１１）と、開閉部（５１）の開閉動作により前記熱交換器に供給される空気の風量を変化させることが可能な開閉装置（８）と、
前記開閉装置を制御する制御部（８２）と、を備え、
前記グリル開口部の開口面積は、前記熱交換器の前面投影面積よりも小さく、
前記開閉装置は、前記開閉部として、同開閉装置の第１部位（Ａ１３，Ａ１４）を開閉する第１開閉部（５１２）と、同開閉装置において前記第１部位よりも前記グリル開口部から遠い第２部位（Ａ１１，Ａ１２）を開閉する第２開閉部（５１１）と、を有し、
前記熱交換器として、ヒートポンプ装置（３０）を循環する冷媒と空気とで熱交換を行う室外熱交換器（６）を有し、
前記制御部は、
前記第２部位の開度よりも前記第１部位の開度の方が小さくなるように前記第１開閉部及び前記第２開閉部を動作させ、
前記ヒートポンプ装置において前記室外熱交換器が空気の熱を冷媒に吸収させる吸熱器として動作しているとき、前記第１開閉部が閉状態に設定されており、且つ前記第２開閉部が開状態に設定されている第１状態と、前記第１開閉部が開状態に設定されており、且つ前記第２開閉部が閉状態に設定されている第２状態とを交互に切り替える
車両。
【請求項3】
前記開閉装置は、前記熱交換器に対して空気流れ方向の直前又は直後に配置されている請求項１又は２に記載の車両。
【請求項4】
前記車両の上下方向における前記グリル開口部の幅は、前記車両の上下方向における前記第１部位の幅よりも短い請求項１～３のいずれか一項に記載の車両。
【請求項5】
前記制御部は、前記車両の始動スイッチがオフ操作されたとき、前記第１開閉部及び前記第２開閉部を初期位置に変位させる請求項１～４のいずれか一項に記載の車両。
【請求項6】
前記開閉装置は、前記第１開閉部及び前記第２開閉部を動作させる一つのモータ（５２）を更に有する請求項１～５のいずれか一項に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、車両に関する。
【背景技術】
【0002】
電動車両では、その動力源であるモータを冷却水が循環することによりモータが冷却される。そのため、電動車両には、モータの冷却水を冷却するためのラジエータが搭載されている。一方、電動車両とエンジン車両とを比較すると、電動車両の動力源であるモータの発熱量は、エンジン車両の動力源であるエンジンの発熱量よりも少ない。そのため、モータの冷却水を冷却するためのラジエータに供給すべき空気量は、エンジンの冷却水を冷却するためのラジエータに供給すべき空気量よりも少ない。そこで、従来の電動車両では、例えば下記の特許文献１に記載されるように、車両前方の空気をラジエータに導入するためのグリル開口部の開度がエンジン車両のグリル開口部の開度よりも小さく設定されることがある。具体的には、特許文献１に記載の車両では、ラジエータの下半分にのみ対向するようにグリル開口部が形成されている。この車両には、グリル開口部から導入される空気をラジエータに導くダクトが形成されている。ダクトは、その流路断面積がグリル開口部からラジエータに向かって徐々に拡大するように形成されている。特許文献１に記載の車両のようにグリル開口部を小さくすることにより車両の空力性能を向上させることができるため、車両の航続距離を延ばすこと等が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】独国特許出願公開第１０２０１８２１４１０５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、特許文献１に記載のダクトでは、上下方向においてグリル開口部に近い部分の圧力よりも、上下方向においてグリル開口部から遠い部分の圧力の方が高くなり易い。その結果、ラジエータにおいてグリル開口部に近い部分を流れる空気の風量よりも、グリル開口部から遠い部分を流れる空気の風量の方が少なくなる。このような空気の風量分布のばらつきは、ラジエータの熱交換効率を低下させる要因となるため、好ましくない。
【0005】
本開示は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱交換器の熱交換効率を高めることが可能な車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決する車両は、グリル開口部（２）から導入される空気と熱交換を行う熱交換器（５，６，１０，１１）と、開閉部（５１）の開閉動作により熱交換器に供給される空気の風量を変化させることが可能な開閉装置（８）と、開閉装置を制御する制御部（８２）と、を備える。グリル開口部の開口面積は、熱交換器の前面投影面積よりも小さい。開閉装置は、開閉部として、同開閉装置の第１部位（Ａ１３，Ａ１４）を開閉する第１開閉部（５１２）と、同開閉装置において第１部位よりもグリル開口部から遠い第２部位（Ａ１１，Ａ１２）を開閉する第２開閉部（５１１）と、を有する。熱交換器として、車両の第１発熱体を冷却する冷却水と空気とで熱交換を行うラジエータ（１１）と、ヒートポンプ装置（３０）を循環する冷媒と空気とで熱交換を行う第１熱交換部（１０Ａ）、及び第１発熱体とは別の第２発熱体を冷却する冷却水と空気とで熱交換を行う第２熱交換部（１０Ｂ）を有する室外熱交換器（１０）と、を有する。室外熱交換器において第１熱交換部が開閉装置の第１部位に対向して配置されるとともに、第２熱交換部が開閉装置の第２部位に対向して配置されている。制御部は、第２部位の開度よりも第１部位の開度の方が小さくなるように第１開閉部及び第２開閉部を動作させ、第２発熱体の冷却が要求されていない場合、第１開閉部を開状態に設定する一方、第２開閉部を閉状態に設定する。
上記課題を解決する他の車両は、グリル開口部（２）から導入される空気と熱交換を行う熱交換器（５，６，１０，１１）と、開閉部（５１）の開閉動作により熱交換器に供給される空気の風量を変化させることが可能な開閉装置（８）と、開閉装置を制御する制御部（８２）と、を備える。グリル開口部の開口面積は、熱交換器の前面投影面積よりも小さい。開閉装置は、開閉部として、同開閉装置の第１部位（Ａ１３，Ａ１４）を開閉する第１開閉部（５１２）と、同開閉装置において第１部位よりもグリル開口部から遠い第２部位（Ａ１１，Ａ１２）を開閉する第２開閉部（５１１）と、を有する。熱交換器として、ヒートポンプ装置（３０）を循環する冷媒と空気とで熱交換を行う室外熱交換器（６）を有する。制御部は、第２部位の開度よりも第１部位の開度の方が小さくなるように第１開閉部及び第２開閉部を動作させ、ヒートポンプ装置において室外熱交換器が空気の熱を冷媒に吸収させる吸熱器として動作しているとき、第１開閉部が閉状態に設定されており、且つ第２開閉部が開状態に設定されている第１状態と、第１開閉部が開状態に設定されており、且つ第２開閉部が閉状態に設定されている第２状態とを交互に切り替える。
上記課題を解決する他の車両は、グリル開口部（２）から導入される空気と熱交換を行う熱交換器（５，６，１０，１１）と、開閉部（５１）の開閉動作により熱交換器に供給される空気の風量を変化させることが可能な開閉装置（８）と、開閉装置を制御する制御部（８２）と、を備える。グリル開口部の開口面積は、熱交換器の前面投影面積よりも小さい。開閉装置は、開閉部として、同開閉装置の第１部位（Ａ１３，Ａ１４）を開閉する第１開閉部（５１２）と、同開閉装置において第１部位よりもグリル開口部から遠い第２部位（Ａ１１，Ａ１２）を開閉する第２開閉部（５１１）と、を有する。熱交換器として、ヒートポンプ装置（３０）を循環する冷媒と空気とで熱交換を行う室外熱交換器（６）を有する。制御部は、第２部位の開度よりも第１部位の開度の方が小さくなるように第１開閉部及び第２開閉部を動作させ、ヒートポンプ装置において室外熱交換器が空気の熱を冷媒に吸収させる吸熱器として動作しているとき、第１開閉部が閉状態に設定されており、且つ第２開閉部が開状態に設定されている第１状態と、第１開閉部が開状態に設定されており、且つ第２開閉部が閉状態に設定されている第２状態とを交互に切り替える。
【0007】
この構成のように、開閉装置の第２部位の開度よりも第１部位の開度の方が小さくなることにより、開閉装置の第１部位よりも第２部位の方が、空気が流れ易くなる。これにより、熱交換器においてグリル開口部の近くに配置される部分における空気の圧力を高くなる方向に変化させることができる一方、グリル開口部の遠くに配置される部分における空気の圧力を低くなる方向に変化させることができる。このように開閉装置の開度の偏りにより空気の圧力を部分的に変化させることで、グリル開口部の位置に起因する空気の圧力の偏りを軽減することができる。その結果、熱交換器に供給される空気の風量のばらつきを軽減することができるため、熱交換器の熱交換効率を高めることが可能となる。
【0008】
なお、上記手段、特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明の効果】
【0009】
本開示の車両によれば、熱交換器の熱交換効率を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、車両の実施形態について図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
＜第１実施形態＞
図１に示される車両Ｃは、モータを動力源として走行する、いわゆる電動車両である。車両Ｃのボディ１の前方にはグリル開口部２が設けられている。グリル開口部２は車両ボディ１の前方の空気をラジエータ５及び室外熱交換器６に供給するために設けられている。グリル開口部２から導入される空気は導風ダクト４を通じてラジエータ５及び室外熱交換器６に供給される。ラジエータ５は、車両Ｃのパワーユニットを冷却するための冷却回路の構成要素であって、冷却回路を循環する冷却水と、グリル開口部２から導入される空気とを熱交換させることにより冷却水の放熱を行う。パワーユニットには、車両Ｃの動力源であるモータ、並びにモータを駆動させるためのバッテリやインバータ装置等が含まれる。室外熱交換器６は、車両Ｃに搭載される空調装置に設けられるヒートポンプ装置の構成要素であって、ヒートポンプ装置を循環する冷媒と、グリル開口部２から導入される空気とを熱交換させることによりコンデンサ又は吸熱器として動作する。ラジエータ５は室外熱交換器６よりも車両前方に配置されている。室外熱交換器６の空気流れ方向の下流には送風機７が設けられている。送風機７は、例えば車両Ｃの停車時にラジエータ５及び室外熱交換器６に空気を供給するために設けられている。本実施形態では、ラジエータ５及び室外熱交換器６が熱交換器に相当する。
＜第１実施形態＞
図１に示される車両Ｃは、モータを動力源として走行する、いわゆる電動車両である。車両Ｃのボディ１の前方にはグリル開口部２が設けられている。グリル開口部２は車両ボディ１の前方の空気をラジエータ５及び室外熱交換器６に供給するために設けられている。グリル開口部２から導入される空気は導風ダクト４を通じてラジエータ５及び室外熱交換器６に供給される。ラジエータ５は、車両Ｃのパワーユニットを冷却するための冷却回路の構成要素であって、冷却回路を循環する冷却水と、グリル開口部２から導入される空気とを熱交換させることにより冷却水の放熱を行う。パワーユニットには、車両Ｃの動力源であるモータ、並びにモータを駆動させるためのバッテリやインバータ装置等が含まれる。室外熱交換器６は、車両Ｃに搭載される空調装置に設けられるヒートポンプ装置の構成要素であって、ヒートポンプ装置を循環する冷媒と、グリル開口部２から導入される空気とを熱交換させることによりコンデンサ又は吸熱器として動作する。ラジエータ５は室外熱交換器６よりも車両前方に配置されている。室外熱交換器６の空気流れ方向の下流には送風機７が設けられている。送風機７は、例えば車両Ｃの停車時にラジエータ５及び室外熱交換器６に空気を供給するために設けられている。本実施形態では、ラジエータ５及び室外熱交換器６が熱交換器に相当する。
【0012】
ラジエータ５の車両前方にはシャッタ装置８が対向するように配置されている。シャッタ装置８は、グリル開口部２から導入される空気がラジエータ５及び室外熱交換器６に流れることが可能な開状態と、それらへの空気の流れが遮断されている閉状態とに切り替え可能に構成されている。シャッタ装置８は、例えば車両Ｃの高速走行時に閉状態になることにより車両Ｃの空力性能を向上させる。本実施形態では、シャッタ装置８が開閉装置に相当する。
【0013】
次に、ラジエータ５が用いられる冷却回路、及び室外熱交換器６が用いられるヒートポンプ装置のそれぞれの概略構成について説明する。
図２に示されるように、冷却回路２０には、ラジエータ５、ポンプ２１、及び発熱体２２が設けられている。冷却回路２０では、それらの要素を冷却水が循環している。ラジエータ５は、その内部を流れる冷却水と、その外部を流れる空気とを熱交換させることにより冷却水を冷却する。ポンプ２１は、ラジエータ５により冷却された冷却水を吸入して発熱体２２に吐出する。このポンプ２１の駆動により冷却回路２０を冷却水が循環している。ポンプ２１は、電力の供給に基づき駆動する電動式のポンプである。発熱体２２には、車両Ｃのパワーユニットを構成するモータ２２０やインバータ装置２２１、バッテリ２２２等が含まれている。インバータ装置２２１は、バッテリ２２２に充電されている直流電力を交流電力に変換してモータ２２０に供給するとともに、モータ２２０の回生動作により発電される交流電力を直流電力に変換してバッテリ２２２に充電する。モータ２２０、インバータ装置２２１、及びバッテリ２２２には、ポンプ２１から吐出される冷却水が流れる。この冷却水がモータ２２０等の熱を吸収することにより、それらが冷却される。モータ２２０等の熱を吸収することにより温度の上昇した冷却水はラジエータ５に供給されることで再度冷却される。
図２に示されるように、冷却回路２０には、ラジエータ５、ポンプ２１、及び発熱体２２が設けられている。冷却回路２０では、それらの要素を冷却水が循環している。ラジエータ５は、その内部を流れる冷却水と、その外部を流れる空気とを熱交換させることにより冷却水を冷却する。ポンプ２１は、ラジエータ５により冷却された冷却水を吸入して発熱体２２に吐出する。このポンプ２１の駆動により冷却回路２０を冷却水が循環している。ポンプ２１は、電力の供給に基づき駆動する電動式のポンプである。発熱体２２には、車両Ｃのパワーユニットを構成するモータ２２０やインバータ装置２２１、バッテリ２２２等が含まれている。インバータ装置２２１は、バッテリ２２２に充電されている直流電力を交流電力に変換してモータ２２０に供給するとともに、モータ２２０の回生動作により発電される交流電力を直流電力に変換してバッテリ２２２に充電する。モータ２２０、インバータ装置２２１、及びバッテリ２２２には、ポンプ２１から吐出される冷却水が流れる。この冷却水がモータ２２０等の熱を吸収することにより、それらが冷却される。モータ２２０等の熱を吸収することにより温度の上昇した冷却水はラジエータ５に供給されることで再度冷却される。
【0014】
ヒートポンプ装置３０は車両Ｃの空調装置４０の構成要素である。ヒートポンプ装置３０には、室外熱交換器６、水冷コンデンサ３１、及びエバポレータ３２が設けられている。ヒートポンプ装置３０では、それらの要素を冷媒が循環している。ヒートポンプ装置３０は、空調装置４０が冷房モードで動作している場合と、空調装置４０が暖房モードで動作している場合とで冷媒の流れ状態を変化させることにより、車室内の冷房と暖房とを実現する。
【0015】
具体的には、空調装置４０が冷房モードで動作している場合、ヒートポンプ装置３０は室外熱交換器６及びエバポレータ３２に冷媒を循環させる。このとき室外熱交換器６はコンデンサとして動作する。すなわち、室外熱交換器６は、その内部を流れる冷媒と、その外部を流れる空気とを熱交換させることにより冷媒を冷却する。室外熱交換器６により冷却されることで生成される高圧の液相冷媒は、ヒートポンプ装置３０に設けられる減圧弁を通じて減圧させられることにより低圧の液相冷媒に遷移した後、エバポレータ３２に供給される。エバポレータ３２は、その内部を流れる冷媒と、空調装置４０の空調ダクト４１を流れる空気とを熱交換させることにより、空調ダクト４１内の空気を冷却する。この空気が空調ダクト４１を通じて車室内に送風されることにより車室内の冷房が行われる。エバポレータ３２では、空気との熱交換により低圧の液相冷媒が低圧の気相冷媒に遷移する。この低圧の気相冷媒は、ヒートポンプ装置３０に設けられるポンプにより圧縮されることにより高温及び高圧の気相冷媒に遷移した後、室外熱交換器６に供給されることで再度冷却される。
【0016】
一方、空調装置４０が暖房モードで動作している場合、ヒートポンプ装置３０は室外熱交換器６及び水冷コンデンサ３１に冷媒を循環させる。このとき室外熱交換器６は吸熱器として動作する。すなわち、室外熱交換器６は、その内部を流れる冷媒と、その外部を流れる空気とを熱交換させることにより冷媒を加熱する。室外熱交換器６により加熱されることで生成される低圧の気相冷媒は、ヒートポンプ装置３０に設けられるポンプを通じて高温及び高圧の気相冷媒に遷移した後、水冷コンデンサ３１に供給される。水冷コンデンサ３１では、ヒートポンプ装置３０から供給される高温及び高圧の気相冷媒と、空調装置４０の冷却水回路４２を流れる冷却水とを熱交換させることにより冷却水を加熱する。冷却水回路４２には、水冷コンデンサ３１に加え、空調装置４０のヒータコア４３、及びポンプ４４が設けられている。ポンプ４４は冷却水回路４２において冷却水を循環させる。ヒータコア４３は、その内部を流れる冷却水と、空調ダクト４１を流れる空気とを熱交換させることにより、空調ダクト４１内を流れる空気を加熱する。この空気が空調ダクト４１を通じて車室内に送風されることにより車室内の暖房が行われる。水冷コンデンサ３１では、冷却水との熱交換により高温及び高圧の気相冷媒が高圧の液相冷媒に遷移する。この高圧の液相冷媒は、ヒートポンプ装置３０に設けられる減圧弁を通じて減圧させられることにより低圧の液相冷媒に遷移した後、室外熱交換器６に供給されることで再度加熱される。
【0017】
次に、シャッタ装置８の概略構成について説明する。
図３に示されるように、シャッタ装置８は、フレーム５０と、複数のブレード５１と、モータ５２とを備えている。
フレーム５０は、矩形枠状に形成されたフレーム本体部５００と、フレーム本体部５００の内側に十字状に配置される縦フレーム補強部５０１及び横フレーム補強部５０２とを有している。フレーム本体部５００の内側の空間には、図１に示されるグリル開口部２から導入される空気が矢印Ｙで示される方向に流れる。
図３に示されるように、シャッタ装置８は、フレーム５０と、複数のブレード５１と、モータ５２とを備えている。
フレーム５０は、矩形枠状に形成されたフレーム本体部５００と、フレーム本体部５００の内側に十字状に配置される縦フレーム補強部５０１及び横フレーム補強部５０２とを有している。フレーム本体部５００の内側の空間には、図１に示されるグリル開口部２から導入される空気が矢印Ｙで示される方向に流れる。
【0018】
以下では、フレーム本体部５００の長手方向Ｘを左右方向とも称し、フレーム本体部５００の短手方向Ｚを上下方向とも称する。また、左右方向Ｘ及び上下方向Ｚの両方に直交する矢印Ｙで示される方向を「空気流れ方向Ｙ」とも称する。
縦フレーム補強部５０１はフレーム本体部５００を補強するために設けられている。横フレーム補強部５０２はフレーム本体部５００を補強し、且つブレード５１を保持するために設けられている。縦フレーム補強部５０１及び横フレーム補強部５０２によりフレーム本体部５００の内側の空間が４つの開口領域Ａ１１～Ａ１４に区画されている。
縦フレーム補強部５０１はフレーム本体部５００を補強するために設けられている。横フレーム補強部５０２はフレーム本体部５００を補強し、且つブレード５１を保持するために設けられている。縦フレーム補強部５０１及び横フレーム補強部５０２によりフレーム本体部５００の内側の空間が４つの開口領域Ａ１１～Ａ１４に区画されている。
【0019】
なお、以下では、４つの開口領域Ａ１１～Ａ１４のうち、横フレーム補強部５０２よりも上方に配置される２つの開口領域Ａ１１，Ａ１２を「上側開口領域Ａ１１，Ａ１２」と称し、横フレーム補強部５０２よりも下方に配置される２つの開口領域Ａ１３，Ａ１４を「下側開口領域Ａ１３，Ａ１４」と称する。
【0020】
図１に示されるように、下側開口領域Ａ１３，Ａ１４の略下半分はグリル開口部２に対向するように位置している。グリル開口部２の開口面積は、ラジエータ５及び室外熱交換器６のそれぞれの前面投影面積よりも小さい。本実施形態では、下側開口領域Ａ１３，Ａ１４が第１部位に相当する。また、上側開口領域Ａ１１，Ａ１２が、第１部位よりもグリル開口部２から遠い第２部位に相当する。
【0021】
ラジエータ５の上部５ａ及び室外熱交換器６の上部６ａはシャッタ装置８の上側開口領域Ａ１１，Ａ１２に対向するように配置されている。ラジエータ５において上部５ａを除く部位である下部５ｂ、及び室外熱交換器６において上部６ａを除く部位である下部６ｂはシャッタ装置８の下側開口領域Ａ１３，Ａ１４に対向するように配置されている。なお、図１のラジエータ５に記載される二点鎖線はラジエータ５の上部５ａと下部５ｂとの境界部分を示している。同様に、室外熱交換器６に記載される二点鎖線は室外熱交換器６の上部６ａと下部６ｂとの境界部分を示している。
【0022】
図３に示されるように、複数のブレード５１は、フレーム５０の４つの開口領域Ａ１１～Ａ１４にそれぞれ配置されている。４つの開口領域Ａ１１～Ａ１４において、複数のブレード５１は上下方向Ｚに長手方向を有するように配置されるとともに、左右方向Ｘに並べて配置されている。以下では、便宜上、複数のブレード５１のうち、フレーム本体部５００の上側開口領域Ａ１１，Ａ１２に配置されるブレード５１を「上側ブレード５１１」と称し、下側開口領域Ａ１３，Ａ１４に配置されるブレード５１を「下側ブレード５１２」と称する。本実施形態では、ブレード５１が開閉部に相当し、下側ブレード５１２が第１開閉部に相当し、上側ブレード５１１が第２開閉部に相当する。
【0023】
モータ５２は、フレーム本体部５００の上面の一端部にねじ等により固定される。モータ５２は、図示しないリンク機構を介して上側ブレード５１１及び下側ブレード５１２に回転力を付与することにより各ブレード５１１，５１２を回転させる。なお、本実施形態のシャッタ装置８は上側ブレード５１１及び下側ブレード５１２のそれぞれの開度を独立して制御可能となっている。
【0024】
このシャッタ装置８では、上側ブレード５１１及び下側ブレード５１２が開状態である場合には、各上側ブレード５１１の間に隙間が形成されるとともに、各下側ブレード５１２の間に隙間が形成されるため、それらの隙間を通じて、グリル開口部２から導入される空気がラジエータ５及び室外熱交換器６に供給される。一方、上側ブレード５１１及び下側ブレード５１２が閉状態であるとき、各ブレード５１１，５１２の間の隙間が閉塞されるため、ラジエータ５及び室外熱交換器６への空気の供給が遮断される。また、上側ブレード５１１及び下側ブレード５１２のそれぞれの開度が独立して制御されることにより、図１に示されるラジエータ５の上部５ａ及び下部５ｂにそれぞれ供給される空気量、及び室外熱交換器６の上部６ａ及び下部６ｂにそれぞれ供給される空気量を個別に調整することが可能である。
【0025】
次に、車両Ｃの電気的な構成について説明する。
図４に示されるように、車両Ｃには、その走行状態や冷却回路２０の状態、ヒートポンプ装置３０の状態、車両Ｃの内外の環境状態等を検出するための各種センサ６０が設けられている。センサ６０には、外気温センサ６１、車速センサ６２、冷媒圧センサ６３、水温センサ６４、内気温センサ６５、外気温センサ６６等が含まれている。外気温センサ６１は、車両Ｃの外部の空気である外気の温度を検出する。車速センサ６２は、車両Ｃの走行速度である車速を検出する。冷媒圧センサ６３は、ヒートポンプ装置３０において室外熱交換器６から流出する冷媒の圧力を検出する。水温センサ６４は、冷却回路２０において発熱体２２から流出する冷却水の温度を検出する。内気温センサ６５は、車両Ｃの室内の温度である内気温を検出する。各センサ６１～６５は、検出される物理量に応じた信号を出力する。
図４に示されるように、車両Ｃには、その走行状態や冷却回路２０の状態、ヒートポンプ装置３０の状態、車両Ｃの内外の環境状態等を検出するための各種センサ６０が設けられている。センサ６０には、外気温センサ６１、車速センサ６２、冷媒圧センサ６３、水温センサ６４、内気温センサ６５、外気温センサ６６等が含まれている。外気温センサ６１は、車両Ｃの外部の空気である外気の温度を検出する。車速センサ６２は、車両Ｃの走行速度である車速を検出する。冷媒圧センサ６３は、ヒートポンプ装置３０において室外熱交換器６から流出する冷媒の圧力を検出する。水温センサ６４は、冷却回路２０において発熱体２２から流出する冷却水の温度を検出する。内気温センサ６５は、車両Ｃの室内の温度である内気温を検出する。各センサ６１～６５は、検出される物理量に応じた信号を出力する。
【0026】
車両Ｃには、車両Ｃを始動させる際に操作される始動スイッチ７０や、空調装置４０を操作するための操作部７１が設けられている。操作部７１には、車室内の冷房又は除湿を行う際に操作されるＡ／Ｃスイッチ７１０が含まれている。
さらに、車両Ｃには、パワートレインＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０、空調ＥＣＵ８１、及び熱システムＥＣＵ８２が更に設けられている。ＥＣＵ８０～８２は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロコンピュータを中心に構成されている。ＥＣＵ８０～８２は、ＲＯＭに予め記憶されているプログラムを実行することにより各種制御を実行する。各ＥＣＵ８０～８２は、車両Ｃに設けられるＣＡＮ等のネットワーク通信Ｎｃを利用して互いに各種情報を授受することが可能となっている。
さらに、車両Ｃには、パワートレインＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０、空調ＥＣＵ８１、及び熱システムＥＣＵ８２が更に設けられている。ＥＣＵ８０～８２は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロコンピュータを中心に構成されている。ＥＣＵ８０～８２は、ＲＯＭに予め記憶されているプログラムを実行することにより各種制御を実行する。各ＥＣＵ８０～８２は、車両Ｃに設けられるＣＡＮ等のネットワーク通信Ｎｃを利用して互いに各種情報を授受することが可能となっている。
【0027】
パワートレインＥＣＵ８０は、車両Ｃの走行状態を統括的に制御する部分である。例えば、パワートレインＥＣＵ８０は、始動スイッチ７０がオン操作されたことを検知すると、それ以降、始動スイッチ７０がオフ操作されるまでの期間、アクセルポジションセンサにより検出されるアクセルポジションに基づいてモータ２２０の目標出力トルクを設定する。そして、パワートレインＥＣＵ８０は、目標出力トルクに基づいてモータ２２０の目標通電量を設定するとともに、モータ２２０の実際の通電量を目標通電量に追従させるようにインバータ装置２２１を駆動させる。パワートレインＥＣＵ８０は、このようなモータ２２０の通電制御を通じて車両Ｃの走行状態を制御する。
【0028】
空調ＥＣＵ８１は、空調装置４０を統括的に制御する部分である。例えば、空調ＥＣＵ８１には、内気温センサ６５及び操作部７１のそれぞれの出力信号が取り込まれている。空調ＥＣＵ８１は、Ａ／Ｃスイッチ７１０がオン操作されている場合には、図２に示されるヒートポンプ装置３０を冷房モードで動作させることにより車室内の冷房又は除湿を行う。一方、空調ＥＣＵ８１は、内気温センサ６５により検出される内気温が所定の暖房温度判定値以下である場合には、図２に示されるヒートポンプ装置３０を暖房モードで動作させることにより車室内の暖房を行う。暖房温度判定値は、予め設定されている温度であって、例えば「１５［℃］」に設定されている。
【0029】
熱システムＥＣＵ８２は、主にシャッタ装置８を開閉駆動させることにより、ラジエータ５及び室外熱交換器６に供給される空気の風量を制御する部分である。具体的には、熱システムＥＣＵ８２には、各種センサ６０、始動スイッチ７０、及び操作部７１のそれぞれの出力信号が取り込まれている。熱システムＥＣＵ８２は、センサ６０の出力信号に基づいて各種状態量を検出するとともに、始動スイッチ７０及び操作部７１のそれぞれの出力信号に基づいてそれらの操作状態を検出する。熱システムＥＣＵ８２は、センサ６０により検出される各種状態量、並びに始動スイッチ７０及び操作部７１のそれぞれの操作状態等に基づいてシャッタ装置８の上側ブレード５１１及び下側ブレード５１２のそれぞれの目標開度を個別に設定した上で、それらのブレード５１１，５１２のそれぞれの開度が目標開度となるようにシャッタ装置８のモータ５２を駆動させる。このように、本実施形態では、熱システムＥＣＵ８２が、シャッタ装置８を制御する制御部に相当する。
【0030】
次に、熱システムＥＣＵ８２により実行されるシャッタ装置８の駆動制御について具体的に説明する。
熱システムＥＣＵ８２は、図５に示される処理を所定の周期で繰り返し実行する。なお、熱システムＥＣＵ８２は、図５に示される処理を開始する際に、シャッタ装置８の上側ブレード５１１及び下側ブレード５１２のそれぞれの位置を初期位置に設定している。初期位置は、例えば全閉状態に対応する位置である。
熱システムＥＣＵ８２は、図５に示される処理を所定の周期で繰り返し実行する。なお、熱システムＥＣＵ８２は、図５に示される処理を開始する際に、シャッタ装置８の上側ブレード５１１及び下側ブレード５１２のそれぞれの位置を初期位置に設定している。初期位置は、例えば全閉状態に対応する位置である。
【0031】
図５に示されるように、熱システムＥＣＵ８２は、まず、ステップＳ１０の処理として、始動スイッチ７０がオン操作されたか否かを判断する。熱システムＥＣＵ８２は、始動スイッチ７０がオン操作されていない場合には、ステップＳ１０の処理で否定的な判断を行って、図５に示される処理を一旦終了する。
【0032】
熱システムＥＣＵ８２は、始動スイッチ７０がオン操作された場合には、ステップＳ１０の処理で肯定的な判断を行って、続くステップＳ１１の処理として、ラジエータ５及び室外熱交換器６に空気を供給する必要があるか否かを判断する。例えば、熱システムＥＣＵ８２は、以下の（ａ１）及び（ａ２）に示される条件が共に満たされることに基づいて、ラジエータ５及び室外熱交換器６に空気を供給する必要がないと判断する。
【0033】
（ａ１）Ａ／Ｃスイッチ７１０がオン操作されておらず、且つ内気温センサ６５により検出される内気温が暖房温度判定値よりも高い場合。すなわち、ヒートポンプ装置３０を冷房モード及び暖房モードのいずれでも動作させる必要が無い場合。
（ａ２）水温センサ６４により検出される冷却水の温度が所定の温度判定値以下である場合。すなわち、発熱体２２を冷却する必要が無い場合。温度判定値は、発熱体２２を冷却すべきか否かを判定することができる値に予め設定されている。
（ａ２）水温センサ６４により検出される冷却水の温度が所定の温度判定値以下である場合。すなわち、発熱体２２を冷却する必要が無い場合。温度判定値は、発熱体２２を冷却すべきか否かを判定することができる値に予め設定されている。
【0034】
なお、（ａ２）に関しては、例えば発熱体２２に含まれるモータ２２０、インバータ装置２２１、及びバッテリ２２２のそれぞれに水温センサ６４が設けられている場合、それぞれの冷却水温に対して個別に温度判定値が設定されていてもよい。この場合、モータ２２０の冷却水温に対する温度判定値は例えば「６５［℃］」に設定され、バッテリ２２２の冷却水温に対する温度判定値は例えば「４０［℃］」に設定される。
【0035】
熱システムＥＣＵ８２は、上記の（ａ１）及び（ａ２）の条件が共に満たされた場合には、ラジエータ５及び室外熱交換器６に空気を供給する必要がないと判定して、ステップＳ１１の処理で否定的な判断を行う。この場合、熱システムＥＣＵ８２は、ステップＳ１２の処理として、シャッタ装置８の上側開口領域Ａ１１，Ａ１２及び下側開口領域Ａ１３，Ａ１４を全閉状態にする全閉制御を実行する。具体的には、熱システムＥＣＵ８２は、上側ブレード５１１及び下側ブレード５１２が共に全閉状態になるようにモータ５２を駆動させる。これにより、グリル開口部２を通じた空気の導入が遮断されるため、車両Ｃの空力性能を向上させることができる。よって、車両Ｃの電費を向上させることができる。
【0036】
一方、熱システムＥＣＵ８２は、上記の（ａ１）及び（ａ２）の少なくとも一方の条件が満たされていない場合には、ラジエータ５及び室外熱交換器６の少なくとも一方に空気を供給する必要があると判断する。例えば（ａ１）の条件が満たされていない場合には、Ａ／Ｃスイッチ７１０がオン操作されていない場合と、内気温センサ６５により検出される内気温が暖房温度判定値以下である場合とが存在する。前者の場合、ヒートポンプ装置３０を冷房モードで動作させる必要があるため、室外熱交換器６に空気を供給する必要がある。また、後者の場合、ヒートポンプ装置３０を暖房モードで動作させる必要があるため、室外熱交換器６に空気を供給する必要がある。さらに、（ａ２）の条件が満たされていない場合、すなわち発熱体２２の冷却水の温度が所定の温度判定値を超えている場合には、冷却回路２０を駆動させて発熱体２２を冷却する必要があるため、ラジエータ５に空気を供給する必要がある。
【0037】
熱システムＥＣＵ８２は、上記の（ａ１）及び（ａ２）の少なくとも一方の条件が満たされておらず、ラジエータ５及び室外熱交換器６の少なくとも一方に空気を供給する必要があると判定した場合には、ステップＳ１１の処理で肯定的な判断を行って、続くステップＳ１３の処理として、シャッタ装置８の上側ブレード５１１及び下側ブレード５１２のそれぞれの開度を調整する開度調整制御を実行する。具体的には、熱システムＥＣＵ８２は、上側ブレード５１１及び下側ブレード５１２を共に開状態にし、且つ図１に示されるように下側ブレード５１２の開度よりも上側ブレード５１１の開度の方が小さくなるようにモータ５２を駆動させる。上側ブレード５１１及び下側ブレード５１２が共に開状態になることにより、ラジエータ５及び室外熱交換器６に空気を供給することができるため、冷却回路２０及びヒートポンプ装置３０を駆動させることが可能となる。
【0038】
図５に示されるように、熱システムＥＣＵ８２は、ステップＳ１２又はステップＳ１３の処理を実行した場合には、ステップＳ１４の処理として、始動スイッチ７０がオフ操作されたか否かを判断する。熱システムＥＣＵ８２は、始動スイッチ７０がオフ操作されていない場合には、ステップＳ１４の処理で否定的な判断を行って、ステップＳ１１の処理に戻る。一方、熱システムＥＣＵ８２は、ステップＳ１４の処理で肯定的な判断を行った場合には、すなわち始動スイッチ７０がオフ操作された場合には、ステップＳ１５の処理として、上側ブレード５１１及び下側ブレード５１２を初期位置に変位させた後、図５に示される処理を一旦終了する。
【0039】
以上説明した本実施形態の車両Ｃによれば、以下の（１）～（５）に示される作用及び効果を得ることができる。
（１）上側ブレード５１１の開度よりも下側ブレード５１２の開度の方が小さくなることにより、シャッタ装置８の下側開口領域Ａ１３，Ａ１４よりも上側開口領域Ａ１１，Ａ１２の方が、空気が流れ易くなる。そのため、ラジエータ５及び室外熱交換器６のそれぞれの下部５ｂ，６ｂの空気の圧力を高くなる方向に変化させることができる一方、それらの上部５ａ，６ａの空気の圧力を低くなる方向に変化させることができる。このようにシャッタ装置８の開度の偏りにより空気の圧力を部分的に変化させることで、グリル開口部２の位置に起因する空気の圧力の偏りを軽減することができる。その結果、ラジエータ５及び室外熱交換器６に供給される空気の風量のばらつきを軽減することができるため、それらの熱交換効率を高めることが可能となる。
（１）上側ブレード５１１の開度よりも下側ブレード５１２の開度の方が小さくなることにより、シャッタ装置８の下側開口領域Ａ１３，Ａ１４よりも上側開口領域Ａ１１，Ａ１２の方が、空気が流れ易くなる。そのため、ラジエータ５及び室外熱交換器６のそれぞれの下部５ｂ，６ｂの空気の圧力を高くなる方向に変化させることができる一方、それらの上部５ａ，６ａの空気の圧力を低くなる方向に変化させることができる。このようにシャッタ装置８の開度の偏りにより空気の圧力を部分的に変化させることで、グリル開口部２の位置に起因する空気の圧力の偏りを軽減することができる。その結果、ラジエータ５及び室外熱交換器６に供給される空気の風量のばらつきを軽減することができるため、それらの熱交換効率を高めることが可能となる。
【0040】
（２）シャッタ装置８は、上側ブレード５１１及び下側ブレード５１２を動作させる一つのモータ５２を備える。この構成によれば、上側ブレード５１１を動作させるためのモータと、下側ブレード５１２を動作させるためのモータとが別々に設けられている構成と比較すると、部品点数を削減することができる。
【0041】
（３）シャッタ装置８は、ラジエータ５に対して空気流れ方向の直前に配置されている。この構成によれば、ラジエータ５の前方に設けられる空間を利用してシャッタ装置８を設置できる。
（４）図１に示されるように、車両Ｃの上下方向Ｚにおけるグリル開口部２の幅Ｈ１１は、車両Ｃの上下方向Ｚにおけるシャッタ装置８の下側開口領域Ａ１３，Ａ１４の幅Ｈ１２よりも短い。この構成のようにグリル開口部２の幅が短く設定されていれば、導風ダクト４に取り込まれる空気の風量を少なくすることができるため、車両Ｃの空力性能を向上させることができる。
（４）図１に示されるように、車両Ｃの上下方向Ｚにおけるグリル開口部２の幅Ｈ１１は、車両Ｃの上下方向Ｚにおけるシャッタ装置８の下側開口領域Ａ１３，Ａ１４の幅Ｈ１２よりも短い。この構成のようにグリル開口部２の幅が短く設定されていれば、導風ダクト４に取り込まれる空気の風量を少なくすることができるため、車両Ｃの空力性能を向上させることができる。
【0042】
（５）熱システムＥＣＵ８２は、車両Ｃの始動スイッチ７０がオフ操作されたとき、上側ブレード５１１及び下側ブレード５１２を初期位置に変位させる。この構成によれば、始動スイッチ７０がオフ操作される都度、上側ブレード５１１及び下側ブレード５１２のそれぞれの位置を更正することができる。
【0043】
（６）熱システムＥＣＵ８２は、ラジエータ５及び室外熱交換器６のそれぞれの動作状態に応じて上側ブレード５１１及び下側ブレード５１２のそれぞれの開度を制御する。この構成によれば、ラジエータ５及び室外熱交換器６のそれぞれの動作状態に応じた、より適切な空気の流れを実現することが可能となる。
【0044】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の車両Ｃについて説明する。以下、第１実施形態の車両Ｃとの相違点を中心に説明する。
ヒートポンプ装置３０の動作状況の一つとして、外気温が低い環境下でヒートポンプ装置３０が暖房モードで動作する状況が考えられる。このような状況では、仮にグリル開口部２から進入した水がシャッタ装置８に付着すると、付着した水が凍結することによりシャッタ装置８の各ブレード５１１，５１２が開閉動作できなくなる可能性がある。このような場合、各ブレード５１１，５１２が開閉動作できなくなることに起因してシャッタ装置８に異常が検出されると、車両Ｃのインジケータが点灯する等して、運転者が困惑する可能性がある。
次に、第２実施形態の車両Ｃについて説明する。以下、第１実施形態の車両Ｃとの相違点を中心に説明する。
ヒートポンプ装置３０の動作状況の一つとして、外気温が低い環境下でヒートポンプ装置３０が暖房モードで動作する状況が考えられる。このような状況では、仮にグリル開口部２から進入した水がシャッタ装置８に付着すると、付着した水が凍結することによりシャッタ装置８の各ブレード５１１，５１２が開閉動作できなくなる可能性がある。このような場合、各ブレード５１１，５１２が開閉動作できなくなることに起因してシャッタ装置８に異常が検出されると、車両Ｃのインジケータが点灯する等して、運転者が困惑する可能性がある。
【0045】
一方、シャッタ装置８では、グリル開口部２の近傍に配置される下側ブレード５１２は被水し易いのに対し、グリル開口部２から離間して配置される上側ブレード５１１は被水し難い。これを考慮すれば、付着した水が凍結する可能性のある環境下では、下側ブレード５１２を閉状態に維持する一方、上側ブレード５１１のみを開閉動作させれば、仮に下側ブレード５１２が被水により凍結したとしても、上側開口領域Ａ１１，Ａ１２を通じて室外熱交換器６に空気を供給することができる。よって、ヒートポンプ装置３０を暖房モードで動作させることができる。具体的には、熱システムＥＣＵ８２がシャッタ装置８を以下のように制御する。
【0046】
本実施形態の熱システムＥＣＵ８２は、ヒートポンプ装置３０の動作状態の情報を空調ＥＣＵ８１から取得する。熱システムＥＣＵ８２は、図５に示されるステップＳ１３の処理において、ヒートポンプ装置３０が暖房モードで動作しており、且つ外気温センサ６１により検出される外気温が凍結判定温度以下であるか否かを判断する。凍結判定温度は、シャッタ装置８に水が付着した際にその水が凍結する可能性のある外気温であるか否かを判定するための温度判定値であり、例えば「５［℃］」に予め設定されている。熱システムＥＣＵ８２は、ヒートポンプ装置３０が暖房モードで動作しており、且つ外気温センサ６１により検出される外気温が凍結判定温度以下であると判断した場合には、図６に示されるように上側ブレード５１１が開状態になり、且つ下側ブレード５１２が閉状態になるようにモータ５２を駆動させる。
【0047】
以上説明した本実施形態の車両Ｃによれば、以下の（７）に示される作用及び効果を更に得ることができる。
（７）本実施形態の車両Ｃの構成によれば、被水によりシャッタ装置８が凍結し易い環境下であっても、ヒートポンプ装置３０を暖房モードで動作させることが可能となる。よって、車室内の暖房を継続することができるため、車室内の快適性を確保することができる。
（７）本実施形態の車両Ｃの構成によれば、被水によりシャッタ装置８が凍結し易い環境下であっても、ヒートポンプ装置３０を暖房モードで動作させることが可能となる。よって、車室内の暖房を継続することができるため、車室内の快適性を確保することができる。
【0048】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態の車両Ｃについて説明する。以下、第１実施形態の車両Ｃとの相違点を中心に説明する。
室外熱交換器６は、通常、複数のチューブと、それらのチューブの両端部にそれぞれ連結されるタンクとを有して構成されている。室外熱交換器６では、各チューブの内部を流れる冷媒と、各チューブの外部を流れる空気とで熱交換が行われる。このような構成からなる室外熱交換器６では、チューブの表面に霜が付着すると、空気に対する伝熱面積が実質的に減少することとなるため、熱交換効率が著しく低下するおそれがある。そのため、ヒートポンプ装置３０は、室外熱交換器６のチューブの表面に霜が付着した際にその霜を溶かす、いわゆる除霜モードで動作するものがある。除霜モードでは、例えば室外熱交換器６への空気の供給を遮断した状態で室外熱交換器６に冷媒を循環させる。これにより、チューブの表面に付着する霜を冷媒の熱により溶かすことができる。
次に、第３実施形態の車両Ｃについて説明する。以下、第１実施形態の車両Ｃとの相違点を中心に説明する。
室外熱交換器６は、通常、複数のチューブと、それらのチューブの両端部にそれぞれ連結されるタンクとを有して構成されている。室外熱交換器６では、各チューブの内部を流れる冷媒と、各チューブの外部を流れる空気とで熱交換が行われる。このような構成からなる室外熱交換器６では、チューブの表面に霜が付着すると、空気に対する伝熱面積が実質的に減少することとなるため、熱交換効率が著しく低下するおそれがある。そのため、ヒートポンプ装置３０は、室外熱交換器６のチューブの表面に霜が付着した際にその霜を溶かす、いわゆる除霜モードで動作するものがある。除霜モードでは、例えば室外熱交換器６への空気の供給を遮断した状態で室外熱交換器６に冷媒を循環させる。これにより、チューブの表面に付着する霜を冷媒の熱により溶かすことができる。
【0049】
一方、除霜モードにおいて室外熱交換器６への空気の供給を遮断するためには、シャッタ装置８の上側ブレード５１１及び下側ブレード５１２を共に閉状態にすればよい。しかしながら、それらのブレード５１１，５１２を共に閉状態にすると、室外熱交換器６に空気を供給することができないため、ヒートポンプ装置３０を暖房モードで動作させることができない。すなわち、車室内の暖房を行うことができないため、車室内の快適性が損なわれる可能性がある。
【0050】
そこで、本実施形態の熱システムＥＣＵ８２は、図５に示されるステップＳ１３の処理において、ヒートポンプ装置３０の動作状態の情報を空調ＥＣＵ８１から取得した上で、ヒートポンプ装置３０が除霜モードで動作していると判断した場合には、以下の（ｂ１）及び（ｂ２）に示される制御を所定の時間間隔で交互に実行する。
【0051】
（ｂ１）図７（Ａ）に示されるように、上側ブレード５１１が開状態になり、且つ下側ブレード５１２が閉状態になるようにモータ５２を駆動させる。
（ｂ２）図７（Ｂ）に示されるように、上側ブレード５１１が閉状態になり、且つ下側ブレード５１２が開状態になるようにモータ５２を駆動させる。
（ｂ２）図７（Ｂ）に示されるように、上側ブレード５１１が閉状態になり、且つ下側ブレード５１２が開状態になるようにモータ５２を駆動させる。
【0052】
これにより、車両Ｃでは、（ｂ１）に対応する第１状態と、（ｂ２）に対応する第２状態とが交互に切り替わる。
以上説明した本実施形態の車両Ｃによれば、以下の（８）に示される作用及び効果を得ることができる。
以上説明した本実施形態の車両Ｃによれば、以下の（８）に示される作用及び効果を得ることができる。
【0053】
（８）上記の（ｂ１）の制御が実行されている場合、室外熱交換器６の上部６ａに空気が供給されるため、その部分を吸熱器として用いることができる。また、室外熱交換器６の下部６ｂには空気が供給されないため、その部分では冷媒の熱により、付着した霜を溶かすことができる。すなわち、上部６ａが吸熱エリアとして機能し、下部６ｂが除霜エリアとして機能する。一方、上記の（ｂ２）の制御が実行されている場合、室外熱交換器６の下部６ｂに空気が供給されるため、その部分を吸熱器として用いることができる。また、室外熱交換器６の上部６ａには空気が供給されないため、その部分では冷媒の熱により、付着した霜を溶かすことができる。すなわち、上部６ａが除霜エリアとして機能し、下部６ｂが吸熱エリアとして機能する。この構成によれば、室外熱交換器６の上部６ａ及び下部６ｂに付着する霜を共に除去することができるため、霜の付着に起因する室外熱交換器６の性能の低下を回避することができる。また、室外熱交換器６を吸熱器として継続して利用することができるため、車室内の連続暖房が可能となる。
【0054】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態の車両Ｃについて説明する。以下、第３実施形態の車両Ｃとの相違点を中心に説明する。
ヒートポンプ装置３０が除霜モードで駆動すると、室外熱交換器６の表面には、霜が溶けることにより生成される水が溜まる。この水が凍結すると、室外熱交換器６の熱交換効率が著しく低下したり、室外熱交換器６に凍結割れが生じたりする可能性がある。そのため、室外熱交換器６の表面に溜まる水は可能な限り除去することが望ましい。
次に、第４実施形態の車両Ｃについて説明する。以下、第３実施形態の車両Ｃとの相違点を中心に説明する。
ヒートポンプ装置３０が除霜モードで駆動すると、室外熱交換器６の表面には、霜が溶けることにより生成される水が溜まる。この水が凍結すると、室外熱交換器６の熱交換効率が著しく低下したり、室外熱交換器６に凍結割れが生じたりする可能性がある。そのため、室外熱交換器６の表面に溜まる水は可能な限り除去することが望ましい。
【0055】
そこで、本実施形態の熱システムＥＣＵ８２は、ヒートポンプ装置３０が除霜モードで動作した後、室外熱交換器６の表面から水を除去する排水モードを更に実行する。
具体的には、熱システムＥＣＵ８２は、排水モードとして、上記の（ｂ１）及び（ｂ２）に示される制御を所定の時間間隔で交互に実行する。これにより、例えば上記の（ｂ１）の制御から上記の（ｂ２）の制御に切り替わった際には、室外熱交換器６の下部６ｂは、空気が流れていない状態から、空気が流れる状態に切り替わる。そのため、室外熱交換器６の下部６ｂを流れる空気の風量を急激に変化させることができる。この空気の風量の急激な変化により、室外熱交換器６の下部６ｂに溜まっている水が吹き飛ばされる。また、上記の（ｂ２）の制御から上記の（ｂ１）の制御に切り替わった際には、室外熱交換器６の上部６ａに溜まっている水が吹き飛ばされる。結果的に、室外熱交換器６に溜まっている水を除去することができる。
具体的には、熱システムＥＣＵ８２は、排水モードとして、上記の（ｂ１）及び（ｂ２）に示される制御を所定の時間間隔で交互に実行する。これにより、例えば上記の（ｂ１）の制御から上記の（ｂ２）の制御に切り替わった際には、室外熱交換器６の下部６ｂは、空気が流れていない状態から、空気が流れる状態に切り替わる。そのため、室外熱交換器６の下部６ｂを流れる空気の風量を急激に変化させることができる。この空気の風量の急激な変化により、室外熱交換器６の下部６ｂに溜まっている水が吹き飛ばされる。また、上記の（ｂ２）の制御から上記の（ｂ１）の制御に切り替わった際には、室外熱交換器６の上部６ａに溜まっている水が吹き飛ばされる。結果的に、室外熱交換器６に溜まっている水を除去することができる。
【0056】
以上説明した本実施形態の車両Ｃによれば、以下の（９）に示される作用及び効果を得ることができる。
（９）熱システムＥＣＵ８２は、ヒートポンプ装置３０が除霜モードで動作した後、室外熱交換器６の上部６ａ及び下部６ｂを通過する空気の風量を急激に変化させる排水モードを実行することにより、室外熱交換器６に溜まっている水を除去する。これにより、除霜モードの実行により室外熱交換器６に溜まる水を除去することができるため、室外熱交換器６の熱交換効率の低下や凍結割れ等を回避することが可能となる。
（９）熱システムＥＣＵ８２は、ヒートポンプ装置３０が除霜モードで動作した後、室外熱交換器６の上部６ａ及び下部６ｂを通過する空気の風量を急激に変化させる排水モードを実行することにより、室外熱交換器６に溜まっている水を除去する。これにより、除霜モードの実行により室外熱交換器６に溜まる水を除去することができるため、室外熱交換器６の熱交換効率の低下や凍結割れ等を回避することが可能となる。
【0057】
＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態の車両Ｃについて説明する。以下、第１実施形態の車両Ｃとの相違点を中心に説明する。
図８に示されるように、本実施形態の車両Ｃでは、ラジエータ５と室外熱交換器６とがアウターフィン９を介して熱的に連結されている。すなわち、アウターフィン９を介してラジエータ５と室外熱交換器６との間で熱交換が可能となっている。これにより、例えば室外熱交換器６が吸熱器として動作している場合、ラジエータ５の廃熱を、アウターフィン９を介して室外熱交換器６に伝達させることができるため、車両Ｃ全体としての熱効率を高めることができる。結果的に、車両Ｃの電費を向上させることが可能となる。
次に、第５実施形態の車両Ｃについて説明する。以下、第１実施形態の車両Ｃとの相違点を中心に説明する。
図８に示されるように、本実施形態の車両Ｃでは、ラジエータ５と室外熱交換器６とがアウターフィン９を介して熱的に連結されている。すなわち、アウターフィン９を介してラジエータ５と室外熱交換器６との間で熱交換が可能となっている。これにより、例えば室外熱交換器６が吸熱器として動作している場合、ラジエータ５の廃熱を、アウターフィン９を介して室外熱交換器６に伝達させることができるため、車両Ｃ全体としての熱効率を高めることができる。結果的に、車両Ｃの電費を向上させることが可能となる。
【0058】
一方、ラジエータ５の廃熱を室外熱交換器６に伝達させる際には、シャッタ装置８の上側ブレード５１１及び下側ブレード５１２を共に閉状態にすることが有効である。これにより、ラジエータ５が空気により冷却されなくなるため、ラジエータ５の廃熱を効率良く室外熱交換器６に伝達させることが可能となる。しかしながら、このようにラジエータ５の廃熱を室外熱交換器６に伝達させるだけでは、空調装置４０の暖房要求を満たすことができない可能性がある。
【0059】
具体的には、図９に示されるように、ラジエータ５が、その下部５ｂから上部５ａに向かって冷却水がＵ字状に流れるように構成されているとする。この場合、ラジエータ５の熱がアウターフィン９を介して室外熱交換器６に伝達される結果、ラジエータ５の内部を流れる冷却水の温度は下流に向かうほど低下する。すなわち、ラジエータ５の下部５ｂの温度よりも、その上部５ａの温度の方が低くなる。そのため、室外熱交換器６は、ラジエータ５の下部５ｂからは必要な熱量を吸収することができる一方で、ラジエータ５の上部５ａからは必要な熱量を吸収できない可能性がある。これにより室外熱交換器６の全体としての吸熱量が不足すると、車室内に送風される空気を空調装置４０により十分に加熱することができなくなるため、車室内の暖房が適切に行われ難くなり、車室内の快適性が損なわれるおそれがある。
【0060】
そこで、本実施形態の熱システムＥＣＵ８２は、アウターフィン９を介してラジエータ５の熱を室外熱交換器６に伝達するだけでは室外熱交換器６の吸熱量が不足する場合、図８に示されるように、上側ブレード５１１が開状態になり、且つ下側ブレード５１２が閉状態になるようにモータ５２を駆動させる。これにより、室外熱交換器６では、その下部６ｂにおいてアウターフィン９を介してラジエータ５の廃熱を吸収することができる一方、その上部６ａにおいて不足分の熱量を空気から吸熱することができる。結果的に、室外熱交換器６の全体として必要な吸熱量を確保することができる。
【0061】
以上説明した本実施形態の車両Ｃによれば、以下の（１０）に示される作用及び効果を得ることができる。
（１０）室外熱交換器６がアウターフィン９を介してラジエータ５の熱を冷媒に吸収させる吸熱器として動作しているとき、熱システムＥＣＵ８２は、上側ブレード５１１を開状態に設定する一方、下側ブレード５１２を閉状態に設定する。この構成によれば、より的確に室外熱交換器６の吸熱量を確保することができるため、車室内の暖房が適切に行われるようになる。よって、車室内の快適性を確保することができる。
（１０）室外熱交換器６がアウターフィン９を介してラジエータ５の熱を冷媒に吸収させる吸熱器として動作しているとき、熱システムＥＣＵ８２は、上側ブレード５１１を開状態に設定する一方、下側ブレード５１２を閉状態に設定する。この構成によれば、より的確に室外熱交換器６の吸熱量を確保することができるため、車室内の暖房が適切に行われるようになる。よって、車室内の快適性を確保することができる。
【0062】
＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態の車両Ｃについて説明する。以下、第１実施形態の車両Ｃとの相違点を中心に説明する。
図１０に示されるように、本実施形態の車両Ｃには、ラジエータ５に代えて多機能熱交換器１０が搭載されるとともに、室外熱交換器６に代えてラジエータ１１が搭載されている。
次に、第６実施形態の車両Ｃについて説明する。以下、第１実施形態の車両Ｃとの相違点を中心に説明する。
図１０に示されるように、本実施形態の車両Ｃには、ラジエータ５に代えて多機能熱交換器１０が搭載されるとともに、室外熱交換器６に代えてラジエータ１１が搭載されている。
【0063】
多機能熱交換器１０は、その下部に第１熱交換部１０Ａを有し、その上部に第２熱交換部１０Ｂを有している。第１熱交換部１０Ａは、上述したヒートポンプ装置３０の室外熱交換器６として用いられる。第１熱交換部１０Ａは、シャッタ装置８の下側開口領域Ａ１３，Ａ１４に対向して配置されている。第２熱交換部１０Ｂの内部には、バッテリ２２２を冷却するための冷却水が流れている。第２熱交換部１０Ｂは、その内部を流れる冷却水と、その外部を流れる空気とを熱交換させることにより冷却水を冷却する。第２熱交換部１０Ｂは、シャッタ装置８の上側開口領域Ａ１１，Ａ１２に対向して配置されている。
【0064】
ラジエータ１１の内部には、モータ２２０を冷却するための冷却水が流れている。ラジエータ１１は、その内部を流れる冷却水と、その外部を流れる空気とを熱交換させることにより冷却水を冷却する。ラジエータ１１の上部１１ａはシャッタ装置８の上側開口領域Ａ１１，Ａ１２に対向するように配置されている。ラジエータ１１の下部１１ｂは下側開口領域Ａ１３，Ａ１４に対向するように配置されている。
【0065】
このように、本実施形態の車両Ｃでは、モータ２２０を冷却するための冷却回路と、バッテリ２２２を冷却するための冷却回路とが独立して設けられている。ラジエータ１１では、第２熱交換部１０Ｂよりも高温の冷却水を冷却することが可能となっている。本実施形態では、モータ２２０が第１発熱体に相当し、バッテリ２２２が第２発熱体に相当する。
【0066】
熱システムＥＣＵ８２は、バッテリ２２２の冷却が要求されていない場合、図１０に示されるように、上側ブレード５１１が閉状態になり、且つ下側ブレード５１２が開状態になるようにモータ５２を駆動させる。これにより、グリル開口部２から導入される空気が多機能熱交換器１０の第１熱交換部１０Ａのみに流れるようになるため、第１熱交換部１０Ａ及び第２熱交換部１０Ｂの両方に空気が流れている場合と比較すると、第１熱交換部１０Ａを流れる空気の風量を増加させることができる。
【0067】
なお、熱システムＥＣＵ８２は、ヒートポンプ装置３０が停止している場合、上側ブレード５１１が開状態になり、且つ下側ブレード５１２が閉状態になるようにモータ５２を駆動させてもよい。
以上説明した本実施形態の車両Ｃによれば、以下の（１１）に示される作用及び効果を得ることができる。
以上説明した本実施形態の車両Ｃによれば、以下の（１１）に示される作用及び効果を得ることができる。
【0068】
（１１）熱システムＥＣＵ８２は、バッテリ２２２の冷却が要求されていない場合、下側ブレード５１２を開状態に設定する一方、上側ブレード５１１を閉状態に設定する。この構成によれば、空気との熱交換が不要な多機能熱交換器１０の第１熱交換部１０Ａには空気が供給されなくなるとともに、その分だけ多機能熱交換器１０の第２熱交換部１０Ｂに供給される空気の風量を増加させることができる。よって、例えば第１熱交換部１０Ａがヒートポンプ装置３０においてコンデンサとして用いられている場合には、第１熱交換部１０Ａを流れる冷媒をより的確に冷却することができるため、冷媒の冷却効率を高めることができる。したがって、第１熱交換部１０Ａを小型化すること等が可能となる。
【0069】
＜他の実施形態＞
なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・第３実施形態の車両Ｃには、第５実施形態の車両Ｃの構成、すなわちラジエータ５と室外熱交換器６とがアウターフィン９を介して熱的に連結されている構成を適用してもよい。この構成によれば、ヒートポンプ装置３０は、室外熱交換器６の表面に付着する霜を除去する除霜モードを実行する際に、室外熱交換器６の内部を循環する冷媒の熱を利用するという方法に代えて、ラジエータ５からアウターフィン９を介して室外熱交換器６に伝達される熱を利用するという方法を用いることが可能となる。
なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・第３実施形態の車両Ｃには、第５実施形態の車両Ｃの構成、すなわちラジエータ５と室外熱交換器６とがアウターフィン９を介して熱的に連結されている構成を適用してもよい。この構成によれば、ヒートポンプ装置３０は、室外熱交換器６の表面に付着する霜を除去する除霜モードを実行する際に、室外熱交換器６の内部を循環する冷媒の熱を利用するという方法に代えて、ラジエータ５からアウターフィン９を介して室外熱交換器６に伝達される熱を利用するという方法を用いることが可能となる。
【0070】
・シャッタ装置８は、上側ブレード５１１及び下側ブレード５１２といった２つの開閉部を有するものに限らず、３つ以上の開閉部を有するものであってもよい。
・シャッタ装置８は、ラジエータ５と室外熱交換器６との間、あるいは室外熱交換器６に対して空気流れ方向の直後に配置されていてもよい。
・シャッタ装置８は、ラジエータ５と室外熱交換器６との間、あるいは室外熱交換器６に対して空気流れ方向の直後に配置されていてもよい。
【0071】
・第１～第５実施形態の車両Ｃは、ラジエータ５及び室外熱交換器６に供給される空気の風量を変化させる開閉装置として、ラジエータ５の前方に配置されるシャッタ装置８を用いるものであった。これに代えて、シャッタ装置８と同一又は類似の機能を有するシャッタ機構を送風機７のファンシュラウドに設けてもよい。この場合、送風機７に設けられるシャッタ機構が開閉装置に相当する。第６実施形態の車両Ｃに関しても同様である。
【0072】
・車両Ｃには、導風ダクト４が設けられていなくてもよい。
・本開示に記載の熱システムＥＣＵ８２及びその制御方法は、コンピュータプログラムにより具体化された１つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された１つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の熱システムＥＣＵ８２及びその制御方法は、１つ又は複数の専用ハードウェア論理回路を含むプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の熱システムＥＣＵ８２及びその制御方法は、１つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと１つ又は複数のハードウェア論理回路を含むプロセッサとの組み合わせにより構成された１つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。専用ハードウェア論理回路及びハードウェア論理回路は、複数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路により実現されてもよい。
・本開示に記載の熱システムＥＣＵ８２及びその制御方法は、コンピュータプログラムにより具体化された１つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された１つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の熱システムＥＣＵ８２及びその制御方法は、１つ又は複数の専用ハードウェア論理回路を含むプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の熱システムＥＣＵ８２及びその制御方法は、１つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと１つ又は複数のハードウェア論理回路を含むプロセッサとの組み合わせにより構成された１つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。専用ハードウェア論理回路及びハードウェア論理回路は、複数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路により実現されてもよい。
【0073】
・各実施形態の構成は電動車両に限らず、ハイブリッド車両やプラグインハイブリッド車両にも適用可能である。例えば第２～第４実施形態、及び第６実施形態の構成はハイブリッド車両に適用可能である。また、第１～第４実施形態、及び第６実施形態の構成はプラグインハイブリッド車両に適用可能である。
【0074】
・本開示は上記の具体例に限定されるものではない。上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素、及びその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
【符号の説明】
【0075】
Ａ１１，Ａ１２：上側開口領域（第２部位）
Ａ１３，Ａ１４：下側開口領域（第１部位）
Ｃ：車両
２：グリル開口部
５，１１：ラジエータ（熱交換器）
６：室外熱交換器
８：シャッタ装置（開閉装置）
１０：多機能熱交換器
１０Ａ：第１熱交換部
１０Ｂ：第２熱交換部
３０：ヒートポンプ装置
５１：ブレード（開閉部）
５２：モータ
８２：熱システムＥＣＵ（制御部）
５１１：上側ブレード（第２開閉部）
５１２：下側ブレード（第１開閉部）
Ａ１３，Ａ１４：下側開口領域（第１部位）
Ｃ：車両
２：グリル開口部
５，１１：ラジエータ（熱交換器）
６：室外熱交換器
８：シャッタ装置（開閉装置）
１０：多機能熱交換器
１０Ａ：第１熱交換部
１０Ｂ：第２熱交換部
３０：ヒートポンプ装置
５１：ブレード（開閉部）
５２：モータ
８２：熱システムＥＣＵ（制御部）
５１１：上側ブレード（第２開閉部）
５１２：下側ブレード（第１開閉部）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】