特許 7523233 車両用空気調和装置

(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】2024-07-18

(45)【発行日】2024-07-26

(54)【発明の名称】車両用空気調和装置

(51)【国際特許分類】

   B60H 1/22 20060101AFI20240719BHJP

   F25B 5/02 20060101ALI20240719BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20240719BHJP

   B60K 11/02 20060101ALI20240719BHJP

   B60K 1/04 20190101ALI20240719BHJP

【ＦＩ】

B60H1/22 611D

B60H1/22 651B

B60H1/22 651C

F25B5/02 C

F25B1/00 399Y

B60K11/02

B60K1/04 Z

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020055752

(22)【出願日】2020-03-26

(65)【公開番号】P2021154814

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2023-02-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000001845

【氏名又は名称】サンデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098361

【弁理士】

【氏名又は名称】雨笠 敬

(72)【発明者】

【氏名】石関 徹也

【審査官】町田 豊隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２３２７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０２６６９０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１５５９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１０１１６６００（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１４３９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１５０８３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－０３２７４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０１４２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１９７４８８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｈ １／２２

Ｆ２５Ｂ ５／０２

Ｆ２５Ｂ １／００

Ｂ６０Ｋ １１／０２

Ｂ６０Ｋ １／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車室内に供給する空気を加熱するためのヒータコアを有して前記車室内を空調する車両用空気調和装置において、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記冷媒を放熱させて前記車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、
車室外に設けられた室外熱交換器と、
車両搭載機器と前記ヒータコアに熱媒体を循環させるための熱媒体循環回路と、
前記冷媒と前記熱媒体を熱交換させることにより、当該熱媒体から前記冷媒に熱を汲み上げるための冷媒－熱媒体熱交換器と、を備え、
前記熱媒体循環回路は、
前記熱媒体を循環させるための循環装置と、
前記熱媒体を加熱するための加熱装置と、
該加熱装置を経た前記熱媒体が、前記ヒータコアに流れること無く前記車両搭載機器に流れる状態と、前記車両搭載機器と前記ヒータコアの双方に分流されて流れる状態と、前記車両搭載機器に流れること無く前記ヒータコアに流れる状態とに流路を切り換えるための流路切換装置と、
を備えると共に、
前記冷媒－熱媒体熱交換器は、前記流路切換装置と前記車両搭載機器の間に配置され、前記車両搭載機器に流入する前記熱媒体と前記冷媒を熱交換させることを特徴とする車両用空気調和装置。

【請求項2】

前記冷媒－熱媒体熱交換器への前記冷媒の流入を制御するための流路制御装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用空気調和装置。

【請求項3】

前記熱媒体循環回路を制御する制御装置を備え、
該制御装置は、
前記加熱装置を発熱させ、当該加熱装置により加熱された前記熱媒体を、前記流路切換装置により前記ヒータコアに流すこと無く、前記車両搭載機器に流す第１の熱媒体循環モードと、
前記加熱装置を発熱させ、当該加熱装置により加熱された前記熱媒体を、前記流路切換装置により前記車両搭載機器と前記ヒータコアの双方に流す第２の熱媒体循環モードと、
前記加熱装置を発熱させ、当該加熱装置により加熱された前記熱媒体を、前記流路切換装置により前記車両搭載機器に流すこと無く、前記ヒータコアに流す第３の熱媒体循環モードを有することを特徴とする請求項２に記載の車両用空気調和装置。

【請求項4】

前記制御装置は、前記車両搭載機器を加熱する必要があり、且つ、前記放熱器の暖房能力が不足していない場合、前記流路制御装置により前記冷媒－熱媒体熱交換器への前記冷媒の流入を阻止し、前記熱媒体循環回路を前記第１の熱媒体循環モードとする車両搭載機器加熱モードを実行することを特徴とする請求項３に記載の車両用空気調和装置。

【請求項5】

前記制御装置は、前記車両搭載機器を加熱する必要があり、且つ、前記放熱器の暖房能力が不足している場合、前記流路制御装置により前記冷媒－熱媒体熱交換器に前記冷媒を流し、前記熱媒体循環回路を前記第１の熱媒体循環モードとする第１の車両搭載機器加熱／補助暖房モードを実行することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の車両用空気調和装置。

【請求項6】

前記制御装置は、前記第１の車両搭載機器加熱／補助暖房モードにおいて前記車両搭載機器に流入する前記熱媒体の温度Ｔｗｉｎが所定の許容値Ｔ２より高くなった場合、又は、前記第１の車両搭載機器加熱／補助暖房モードによっても前記放熱器の暖房能力が不足する場合、前記流路制御装置により前記冷媒－熱媒体熱交換器に前記冷媒を流し、前記熱媒体循環回路を前記第２の熱媒体循環モードとする第２の車両搭載機器加熱／補助暖房モードを実行することを特徴とする請求項５に記載の車両用空気調和装置。

【請求項7】

前記制御装置は、前記車両搭載機器を加熱する必要が無く、且つ、前記放熱器の暖房能力が不足している場合、前記流路制御装置により前記冷媒－熱媒体熱交換器への前記冷媒の流入を阻止し、前記熱媒体循環回路を前記第３の熱媒体循環モードとする補助暖房モードを実行することを特徴とする請求項３乃至請求項６のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。

【請求項8】

前記制御装置は、
前記車両搭載機器の温度ＴＢ、又は、当該車両搭載機器を経た前記熱媒体の温度Ｔｗｏｕｔが所定値Ｔ１より低い場合、前記車両搭載機器を加熱する必要があると判断すると共に、
前記放熱器の風下側の空気の温度である加熱温度ＴＨが、前記車室内に吹き出される空気の温度の目標値である目標吹出温度ＴＡＯ、又は、当該目標吹出温度ＴＡＯから導出される前記加熱温度ＴＨの目標値である目標ヒータ温度ＴＣＯより低い場合、前記放熱器の暖房能力が不足していると判断することを特徴とする請求項４乃至請求項７のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。

【請求項9】

前記制御装置は、前記車両搭載機器の加熱に必要な熱量、及び／又は、前記放熱器の暖房能力が不足する分の熱量に基づいて、前記加熱装置の必要熱量を算出することを特徴とする請求項４乃至請求項８のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。

【請求項10】

前記車両搭載機器は、前記熱媒体循環回路、又は、該熱媒体循環回路と前記圧縮機に給電するバッテリであることを特徴とする請求項１乃至請求項９のうちの何れかに記載の車両用空気調和装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の車室内を空調する空気調和装置、特に車両に搭載された機器の温度を調整可能とされた車両用空気調和装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年の環境問題の顕在化から、車両に搭載されたバッテリから供給される電力で走行用モータを駆動するハイブリッド自動車や電気自動車等の車両が普及するに至っている。そして、このような車両に適用することができる空気調和装置として、圧縮機と、放熱器と、吸熱器と、室外熱交換器が接続された冷媒回路を備え、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器において放熱させ、この放熱器において放熱した冷媒を室外熱交換器において吸熱させることで車室内を暖房し、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器において放熱させ、吸熱器において吸熱させることで車室内を冷房するものも開発されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

一方、バッテリ（車両搭載機器）は低温環境下では充放電性能が低下する。また、自己発熱等で高温となった環境下で充放電を行うと、劣化が進行し、やがては作動不良を起こして破損する危険性もある。そこで、冷媒回路を循環する冷媒と熱交換して冷却された熱媒体（冷却水）や、加熱装置で加熱された熱媒体をバッテリに循環させることでバッテリの温度を調整することができるようにしたものも開発されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－２１３７６５号公報

【文献】特許第５６６８７００号公報

【文献】特許第５４４０４２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、上記特許文献１のようにこの種車両用空気調和装置には、車室内の暖房補助を行う等のために電気ヒータで熱媒体を加熱し、この加熱された熱媒体で車室内に供給される空気を加熱する熱媒体循環回路から成る補助加熱装置が設けられる。これに加えて、上記特許文献３の如くバッテリを加熱する加熱装置を備えた熱媒体循環回路（冷却水循環回路）を設けた場合、装置が大型化して製造コストも増大する問題が生じる。

【0006】

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、バッテリ等の車両搭載機器を加熱可能とされたものであって、加熱装置の削減を図りながら、車両搭載機器の加熱と車室内空調を両立させることができる車両用空気調和装置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】

【0007】

本発明の車両用空気調和装置は、車室内に供給する空気を加熱するためのヒータコアを有して車室内を空調するものであって、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を放熱させて車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、車室外に設けられた室外熱交換器と、車両搭載機器とヒータコアに熱媒体を循環させるための熱媒体循環回路と、冷媒と熱媒体を熱交換させることにより、当該熱媒体から冷媒に熱を汲み上げるための冷媒－熱媒体熱交換器を備え、この熱媒体循環回路は、熱媒体を循環させるための循環装置と、熱媒体を加熱するための加熱装置と、この加熱装置を経た熱媒体が、ヒータコアに流れること無く車両搭載機器に流れる状態と、車両搭載機器とヒータコアの双方に分流されて流れる状態と、車両搭載機器に流れること無くヒータコアに流れる状態とに流路を切り換えるための流路切換装置を備えると共に、冷媒－熱媒体熱交換器は、流路切換装置と車両搭載機器の間に配置され、車両搭載機器に流入する熱媒体と冷媒を熱交換させることを特徴とする。

【0008】

請求項２の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において冷媒－熱媒体熱交換器への冷媒の流入を制御するための流路制御装置を備えたことを特徴とする。

【0009】

請求項３の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において熱媒体循環回路を制御する制御装置を備え、この制御装置は、加熱装置を発熱させ、当該加熱装置により加熱された熱媒体を、流路切換装置によりヒータコアに流すこと無く、車両搭載機器に流す第１の熱媒体循環モードと、加熱装置を発熱させ、当該加熱装置により加熱された熱媒体を、流路切換装置により車両搭載機器とヒータコアの双方に流す第２の熱媒体循環モードと、加熱装置を発熱させ、当該加熱装置により加熱された熱媒体を、流路切換装置により車両搭載機器に流すこと無く、ヒータコアに流す第３の熱媒体循環モードを有することを特徴とする。

【0010】

請求項４の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御装置は、車両搭載機器を加熱する必要があり、且つ、放熱器の暖房能力が不足していない場合、流路制御装置により冷媒－熱媒体熱交換器への冷媒の流入を阻止し、熱媒体循環回路を第１の熱媒体循環モードとする車両搭載機器加熱モードを実行することを特徴とする。

【0011】

請求項５の発明の車両用空気調和装置は、請求項３又は請求項４の発明において制御装置は、車両搭載機器を加熱する必要があり、且つ、放熱器の暖房能力が不足している場合、流路制御装置により冷媒－熱媒体熱交換器に冷媒を流し、熱媒体循環回路を第１の熱媒体循環モードとする第１の車両搭載機器加熱／補助暖房モードを実行することを特徴とする。

【0012】

請求項６の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御装置は、第１の車両搭載機器加熱／補助暖房モードにおいて車両搭載機器に流入する熱媒体の温度Ｔｗｉｎが所定の許容値Ｔ２より高くなった場合、又は、第１の車両搭載機器加熱／補助暖房モードによっても放熱器の暖房能力が不足する場合、流路制御装置により冷媒－熱媒体熱交換器に冷媒を流し、熱媒体循環回路を第２の熱媒体循環モードとする第２の車両搭載機器加熱／補助暖房モードを実行することを特徴とする。

【0013】

請求項７の発明の車両用空気調和装置は、請求項３乃至請求項６の発明において制御装置は、車両搭載機器を加熱する必要が無く、且つ、放熱器の暖房能力が不足している場合、流路制御装置により冷媒－熱媒体熱交換器への冷媒の流入を阻止し、熱媒体循環回路を第３の熱媒体循環モードとする補助暖房モードを実行することを特徴とする。

【0014】

請求項８の発明の車両用空気調和装置は、請求項４乃至請求項７の発明において制御装置は、車両搭載機器の温度ＴＢ、又は、当該車両搭載機器を経た熱媒体の温度Ｔｗｏｕｔが所定値Ｔ１より低い場合、車両搭載機器を加熱する必要があると判断すると共に、放熱器の風下側の空気の温度である加熱温度ＴＨが、車室内に吹き出される空気の温度の目標値である目標吹出温度ＴＡＯ、又は、当該目標吹出温度ＴＡＯから導出される加熱温度ＴＨの目標値である目標ヒータ温度ＴＣＯより低い場合、放熱器の暖房能力が不足していると判断することを特徴とする。

【0015】

請求項９の発明の車両用空気調和装置は、請求項４乃至請求項８の発明において制御装置は、車両搭載機器の加熱に必要な熱量、及び／又は、放熱器の暖房能力が不足する分の熱量に基づいて、加熱装置の必要熱量を算出することを特徴とする。

【0016】

請求項１０の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明において車両搭載機器は、熱媒体循環回路、又は、この熱媒体循環回路と圧縮機に給電するバッテリであることを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、車室内に供給する空気を加熱するためのヒータコアを有して車室内を空調する車両用空気調和装置において、車両搭載機器とヒータコアに熱媒体を循環させるための熱媒体循環回路を備え、この熱媒体循環回路が、熱媒体を循環させるための循環装置と、熱媒体を加熱するための加熱装置と、この加熱装置を経た熱媒体が、ヒータコアに流れること無く車両搭載機器に流れる状態と、車両搭載機器とヒータコアの双方に分流されて流れる状態と、車両搭載機器に流れること無くヒータコアに流れる状態とに流路を切り換えるための流路切換装置を備える構成としたので、ヒータコアによる車室内の暖房を行う必要が無く、車両搭載機器を加熱する必要がある場合には、加熱装置を経た熱媒体が、ヒータコアに流れること無く車両搭載機器に流れる状態に流路切換装置を切り換えることで、車両搭載機器を加熱することができるようになる。これにより、例えば、請求項１０の発明の如く車両搭載機器がバッテリである場合には、当該バッテリの充放電性能を維持することができる等、車両搭載機器の性能を維持する温調を行うことができるようになる。

【0018】

また、車室内の暖房のみを行う必要がある場合には、加熱装置を経た熱媒体が車両搭載機器に流れること無くヒータコアに流れる状態に流路切換装置を切り換えることで、加熱装置の発熱で、車室内を暖房することができるようになる。即ち、車両搭載機器を加熱するための加熱装置を利用して、車室内の暖房も行うことができるようになり、加熱装置の削減による省スペース化とコストの低減を図ることができるようになる。

【0019】

特に、本発明によれば車両搭載機器の加熱と車室内の暖房の双方が必要な場合に、加熱装置を経た熱媒体が、車両搭載機器とヒータコアの双方に流れる状態に流路切換装置を切り換えることで、加熱装置の発熱で、車両搭載機器の加熱とヒータコアによる車室内の暖房の双方を実現することができるようになる。このように本発明によれば、車両搭載機器を加熱するための加熱装置を利用して、車両搭載機器の性能維持と車室内の暖房を円滑に両立させることができるようになるものである。

【0020】

また、本発明では冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を放熱させて車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、車室外に設けられた室外熱交換器と、冷媒と熱媒体を熱交換させることにより、当該熱媒体から冷媒に熱を汲み上げるための冷媒－熱媒体熱交換器を備えているので、冷媒－熱媒体熱交換器において熱媒体から冷媒に熱を汲み上げ、加熱装置が発生した熱を放熱器に搬送し、車室内の暖房補助を行うことができるようになる。

【0021】

ここで、放熱器の暖房能力が大きく不足し、ヒータコアによる大きい暖房補助が必要とされる場合には、加熱装置の発熱量を増大させる必要がある。他方、前述した如く熱媒体を車両搭載機器とヒータコアの双方に流れる状態とした場合に、加熱装置の発熱量を増大させると、車両搭載機器に流れる熱媒体の温度が、当該車両搭載機器において許容される範囲より高くなり、車両搭載機器が劣化してしまう危険性がある。

【0022】

本発明では、加熱装置を経た熱媒体を車両搭載機器とヒータコアの双方に分流すると共に、冷媒－熱媒体熱交換器を、流路切換装置と車両搭載機器の間に配置し、車両搭載機器に流入する熱媒体と冷媒を熱交換させるようにしているので、冷媒－熱媒体熱交換器において熱媒体は冷媒と熱交換して冷却されることになり、熱媒体を車両搭載機器とヒータコアの双方に流す状態で加熱装置の発熱量を増大させた場合にも、車両搭載機器に流れる熱媒体の温度を、当該車両搭載機器において許容される範囲に低下させることが可能となる。これにより、車両搭載機器に流れる熱媒体の温度が許容される値より高くなることを防止しながら、ヒータコアでより効果的な暖房補助を行い、車室内をより快適に空調することが可能となるので、暖房運転の領域を拡大することができるようになる。また、その際の熱媒体循環回路の制御も簡素化できる効果もある。

【0023】

特に、本発明によれば、流路切換装置と車両搭載機器の間に配置された冷媒－熱媒体熱交換器にて車両搭載機器に流入する熱媒体から熱を汲み上げ、当該車両搭載機器に流入する熱媒体の温度を的確に低下させ、車両搭載機器において許容される範囲に低下させることが可能となる。そして、冷媒は流路切換装置で車両搭載機器側に分流された熱媒体から熱を汲み上げることになるので、ヒータコアによる暖房能力は確保される。

【0024】

また、請求項２の発明の如く冷媒－熱媒体熱交換器への冷媒の流入を制御するための流路制御装置を設けることで、冷媒－熱媒体熱交換器により熱媒体から熱を汲み上げる必要が無い場合や、熱媒体の温度を下げる必要が無い場合には、流路制御装置により冷媒－熱媒体熱交換器に冷媒を流さないようにして、圧縮機の負荷を軽減することができるようになる。

【0025】

また、請求項３の発明の車両用空気調和装置によれば、熱媒体循環回路を制御する制御装置を備え、この制御装置が、加熱装置を発熱させ、当該加熱装置により加熱された熱媒体を、流路切換装置によりヒータコアに流すこと無く、車両搭載機器に流す第１の熱媒体循環モードと、加熱装置を発熱させ、当該加熱装置により加熱された熱媒体を、流路切換装置により車両搭載機器とヒータコアの双方に流す第２の熱媒体循環モードと、加熱装置を発熱させ、当該加熱装置により加熱された熱媒体を、流路切換装置により車両搭載機器に流すこと無く、ヒータコアに流す第３の熱媒体循環モードを有することとしたので、制御装置により第１の熱媒体循環モードを実行して車両搭載機器を加熱し、第２の熱媒体循環モードを実行して車両搭載機器の加熱とヒータコアによる暖房補助の双方を実現し、第３の熱媒体循環モードを実行してヒータコアによる暖房補助を円滑に行うことができるようになる。

【0026】

特に、請求項４の発明の如く車両搭載機器を加熱する必要があり、且つ、放熱器の暖房能力が不足していない場合、制御装置が流路制御装置により冷媒－熱媒体熱交換器への冷媒の流入を阻止し、熱媒体循環回路を第１の熱媒体循環モードとする車両搭載機器加熱モードを実行することにより、車両搭載機器の加熱が必要であって、放熱器の暖房能力が不足していないときに、冷媒－熱媒体熱交換器に冷媒を流さずに、加熱装置による車両搭載機器の加熱を効果的に行うことができるようになる。

【0027】

一方、請求項５の発明の如く車両搭載機器を加熱する必要があり、且つ、放熱器の暖房能力が不足している場合、制御装置が流路制御装置により冷媒－熱媒体熱交換器に冷媒を流し、熱媒体循環回路を第１の熱媒体循環モードとする第１の車両搭載機器加熱／補助暖房モードを実行することにより、車両搭載機器の加熱と、冷媒－熱媒体熱交換器にて汲み上げられた熱を放熱器に搬送することによる車室内の暖房補助の双方を実現することができるようになる。

【0028】

更に、請求項６の発明の如く第１の車両搭載機器加熱／補助暖房モードにおいて車両搭載機器に流入する熱媒体の温度Ｔｗｉｎが所定の許容値Ｔ２より高くなった場合、又は、第１の車両搭載機器加熱／補助暖房モードによっても放熱器の暖房能力が不足する場合、制御装置が流路制御装置により冷媒－熱媒体熱交換器に冷媒を流し、熱媒体循環回路を第２の熱媒体循環モードとする第２の車両搭載機器加熱／補助暖房モードを実行することにより、車両搭載機器の加熱と、ヒータコアによる暖房補助の双方を実現することができるようになる。

【0029】

特に、この場合は冷媒－熱媒体熱交換器にて汲み上げられた熱を冷媒で放熱器に搬送することによる車室内の暖房補助も合わせて行われると共に、車両搭載機器に流入する熱媒体は冷却されるので、前述した如く加熱装置の発熱量を増大させてヒータコアによる暖房能力を増大させても、車両搭載機器に流入する熱媒体の温度を許容される値に適切に維持し、車両搭載機器の劣化を防止することができるようになる。

【0030】

また、請求項７の発明の如く車両搭載機器を加熱する必要が無く、且つ、放熱器の暖房能力が不足している場合、制御装置が流路制御装置により冷媒－熱媒体熱交換器への冷媒の流入を阻止し、熱媒体循環回路を第３の熱媒体循環モードとする補助暖房モードを実行することにより、車両搭載機器を加熱するための加熱装置を利用して、効果的に車室内の暖房補助を行うことができるようになる。

【0031】

これらにおいて、請求項８の発明の如く制御装置が、車両搭載機器の温度ＴＢ、又は、当該車両搭載機器を経た熱媒体の温度Ｔｗｏｕｔが所定値Ｔ１より低い場合、車両搭載機器を加熱する必要があると判断すると共に、放熱器の風下側の空気の温度である加熱温度ＴＨが、車室内に吹き出される空気の温度の目標値である目標吹出温度ＴＡＯ、又は、当該目標吹出温度ＴＡＯから導出される加熱温度ＴＨの目標値である目標ヒータ温度ＴＣＯより低い場合、放熱器の暖房能力が不足していると判断するようにすれば、上記各モードを円滑に実現することができるようになる。

【0032】

また、請求項９の発明の如く制御装置が、車両搭載機器の加熱に必要な熱量、及び／又は、放熱器の暖房能力が不足する分の熱量に基づいて、加熱装置の必要熱量を算出するようにすれば、車両搭載機器を加熱するための加熱装置を利用して、車両搭載機器の加熱と車室内の暖房補助を的確に両立させることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明を適用した車両用空気調和装置の一実施例の構成図である（暖房運転）。

【図2】図１の車両用空気調和装置の制御装置としての空調コントローラのブロック図である。

【図3】図２の空調コントローラによる補助暖房モード（第３の熱媒体循環モード）を説明する図である。

【図4】図２の空調コントローラによる車両搭載機器加熱モード（第１の熱媒体循環モード）を説明する図である。

【図5】図２の空調コントローラによる第１の車両搭載機器加熱／補助暖房モード（第１の熱媒体循環モード）を説明する図である。

【図6】図２の空調コントローラによる第２の車両搭載機器加熱／補助暖房モード（第２の熱媒体循環モード）を説明する図である。

【図7】図２の空調コントローラによるバッテリ（車両搭載機器）加熱と補助暖房の制御を説明するフローチャートである。

【図8】第１の車両搭載機器加熱／補助暖房モードから第２の車両搭載機器加熱／補助暖房モードへの移行を説明するためのタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明を適用した一実施例の車両用空気調和装置１の構成図を示している。本発明を適用する実施例の車両は、エンジン（内燃機関）が搭載されていない電気自動車（ＥＶ）であって、車両にバッテリ５５（例えば、リチウムイオンバッテリ：車両搭載機器）が搭載され、外部電源からバッテリ５５に充電された電力を走行用モータ（電動モータ）に供給することで駆動し、走行するものである。そして、後述する熱媒体循環回路６１や圧縮機２を含む車両用空気調和装置１も、バッテリ５５から給電されて駆動されるものである。

【0035】

即ち、車両用空気調和装置１は、エンジン廃熱による暖房ができない電気自動車において、冷媒回路Ｒを有するヒートポンプ装置ＨＰにより暖房運転を行い、更に、除湿暖房運転や、除湿冷房運転、冷房運転の各空調運転を選択的に実行することで、車室内の空調を行うものである。尚、車両として係る電気自動車に限らず、エンジンと走行用の電動モータを供用する所謂ハイブリッド自動車にも本発明が有効であることは云うまでもない。

【0036】

実施例の車両用空気調和装置１は、電気自動車の車室内の空調（暖房、冷房、除湿、及び、換気）を行うものであり、バッテリ５５から給電されて冷媒を圧縮する電動式の圧縮機（電動圧縮機）２と、車室内空気が通気循環されるＨＶＡＣユニット１０の空気流通路３内に設けられ、圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒が冷媒配管１３Ｇを介して流入し、この冷媒を放熱させて車室内に供給する空気を加熱するための放熱器４と、暖房時に冷媒を減圧膨張させる電動弁から成る室外膨張弁６と、冷房時には冷媒を放熱させる凝縮器として機能し、暖房時には冷媒を吸熱させる蒸発器として機能すべく冷媒と外気との間で熱交換を行わせるための室外熱交換器７と、冷媒を減圧膨張させる電動弁から成る室内膨張弁８と、空気流通路３内に設けられて冷房時（除湿時）に車室内外から冷媒に吸熱させて車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器９と、アキュムレータ１２等が冷媒配管１３により順次接続され、ヒートポンプ装置ＨＰの冷媒回路Ｒが構成されている。室外膨張弁６や室内膨張弁８は、冷媒を減圧膨張させると共に、全開や全閉も可能とされている。

【0037】

尚、室外熱交換器７には、室外送風機１５が設けられている。この室外送風機１５は、室外熱交換器７に外気を強制的に通風することにより、外気と冷媒とを熱交換させるものであり、これにより停車中（即ち、車速が０ｋｍ／ｈ）にも室外熱交換器７に外気が通風されるよう構成されている。

【0038】

また、室外熱交換器７の冷媒出口側に接続された冷媒配管１３Ａは、逆止弁１８を介して冷媒配管１３Ｂに接続されている。尚、逆止弁１８は冷媒配管１３Ｂ側が順方向とされ、この冷媒配管１３Ｂは室内膨張弁８に接続されている。

【0039】

また、室外熱交換器７から出た冷媒配管１３Ａは分岐しており、この分岐した冷媒配管１３Ｄは、暖房時に開放される電磁弁２１を介して吸熱器９の出口側に位置する冷媒配管１３Ｃに連通接続されている。そして、この冷媒配管１３Ｄの接続点より下流側の冷媒配管１３Ｃに逆止弁２０が接続され、この逆止弁２０より下流側の冷媒配管１３Ｃがアキュムレータ１２に接続され、アキュムレータ１２は圧縮機２の冷媒吸込側に接続されている。尚、逆止弁２０はアキュムレータ１２側が順方向とされている。

【0040】

更に、放熱器４の出口側の冷媒配管１３Ｅは室外膨張弁６の手前（冷媒上流側）で冷媒配管１３Ｊと冷媒配管１３Ｆに分岐しており、分岐した一方の冷媒配管１３Ｊが室外膨張弁６を介して室外熱交換器７の冷媒入口側に接続されている。また、分岐した他方の冷媒配管１３Ｆは除湿時に開放される電磁弁２２を介して逆止弁１８の冷媒下流側であって、室内膨張弁８の冷媒上流側に位置する冷媒配管１３Ｂに連通接続されている。

【0041】

これにより、冷媒配管１３Ｆは室外膨張弁６、室外熱交換器７及び逆止弁１８の直列回路に対して並列に接続されたかたちとなり、室外膨張弁６、室外熱交換器７及び逆止弁１８をバイパスする回路となる。

【0042】

また、吸熱器９の空気上流側における空気流通路３には、外気吸込口と内気吸込口の各吸込口が形成されており（図１では吸込口２５で代表して示す）、この吸込口２５には空気流通路３内に導入する空気を車室内の空気である内気（内気循環）と、車室外の空気である外気（外気導入）とに切り換える吸込切換ダンパ２６が設けられている。更に、この吸込切換ダンパ２６の空気下流側には、導入した内気や外気を空気流通路３に送給するための室内送風機（ブロワファン）２７が設けられている。

【0043】

また、図１において２３は補助加熱装置としてのヒータコアである。このヒータコア２３は実施例では空気流通路３の空気の流れに対して、放熱器４の風上側となる空気流通路３内に設けられている。そして、ヒータコア２３に後述する如く加熱された熱媒体が循環されることで、車室内の暖房や暖房補助を行うことができるように構成されている。

【0044】

また、放熱器４の空気上流側における空気流通路３内には、当該空気流通路３内に流入し、吸熱器９を通過した後の空気流通路３内の空気（内気や外気）をヒータコア２３及び放熱器４に通風する割合を調整するエアミックスダンパ２８が設けられている。更に、放熱器４の空気下流側における空気流通路３には、ＦＯＯＴ（フット）、ＶＥＮＴ（ベント）、ＤＥＦ（デフ）の各吹出口（図１では代表して吹出口２９で示す）が形成されており、この吹出口２９には上記各吹出口から空気の吹き出しを切換制御する吹出口切換ダンパ３１が設けられている。

【0045】

更に、車両用空気調和装置１は、バッテリ５５に熱媒体を循環させて当該バッテリ５５の温度を調整するための熱媒体循環回路６１を備えている。即ち、実施例においてはバッテリ５５が本発明での車両搭載機器となる。

【0046】

この実施例の熱媒体循環回路６１は、循環装置としての循環ポンプ６２と、冷媒－熱媒体熱交換器６４と、ＰＴＣヒータ等の電気ヒータから構成される加熱装置としての熱媒体加熱ヒータ６６と、流路切換装置６０と、前述したヒータコア２３を備え、それらとバッテリ５５が熱媒体配管６８にて接続されている。

【0047】

実施例の場合、循環ポンプ６２の吐出側に熱媒体配管６８Ａが接続され、この熱媒体配管６８Ａは熱媒体加熱ヒータ６６の入口に接続されている。熱媒体加熱ヒータ６６の出口には熱媒体配管６８Ｂが接続され、この熱媒体配管６８Ｂは流路切換装置６０の入口に接続されている。そして、この流路切換装置６０の一方の出口は熱媒体配管６８Ｃが接続され、この熱媒体配管６８Ｃは冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａの入口に接続されている。

【0048】

この冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａは熱媒体配管６８Ｄに接続され、この熱媒体配管６８Ｄはバッテリ５５の入口に接続されている。即ち、冷媒－熱媒体熱交換器６４（熱媒体流路６４Ａ）は、流路切換装置６０とバッテリ５５（車両搭載機器）の間に配置されている。そして、バッテリ５５の出口は熱媒体配管６８Ｅに接続され、熱媒体配管６８Ｅは循環ポンプ６２の吸込側に接続されている。流路切換装置６０の他方の出口は熱媒体配管６８Ｆに接続され、熱媒体配管６８Ｆはヒータコア２３の入口に接続されている。このヒータコア２３の出口は熱媒体配管６８Ｇに接続され、この熱媒体配管６８Ｇは熱媒体配管６８Ｅに連通接続されている。

【0049】

本発明で使用する流路切換装置６０は、入口と、一方と他方の二つの出口を備え、弁体を電磁コイルやモータで移動させることにより、入口を一方の出口のみに連通した状態と、入口を他方の出口のみに連通した状態と、入口を両方の出口（一方と他方の出口）に連通した状態の三つの状態に内部の流路を切り換え可能な弁装置である。

【0050】

従って、流路切換装置６０の入口を一方の出口のみに連通した状態では、循環ポンプ６２から吐出された熱媒体が熱媒体加熱ヒータ６６を経た後、直ぐに冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａに流入し、次にバッテリ５５に流入する。また、流路切換装置６０の入口を両方の出口に連通した状態では、循環ポンプ６２から吐出された熱媒体が熱媒体加熱ヒータ６６を経た後に分流され、一方は冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａを経た後、バッテリ５５に流入し、他方はヒータコア２３に流入する。更に、流路切換装置６０の入口を他方の出口のみに連通した状態では、循環ポンプ６２から吐出された熱媒体が熱媒体加熱ヒータ６６を経た後、直ぐにヒータコア２３に流入する構成とされている。

【0051】

この熱媒体循環回路６１で使用される熱媒体としては、例えば水、ＨＦＯ－１２３４ｙｆのような冷媒、クーラント等の液体、空気等の気体が採用可能である。尚、実施例では水を熱媒体として採用している。また、バッテリ５５の周囲には例えば熱媒体が当該バッテリ５５と熱交換関係で流通可能なジャケット構造が施されているものとする。

【0052】

後述する空調コントローラ３２（制御装置）は熱媒体循環回路６１の熱媒体循環モードとして、以下に説明する第１の熱媒体循環モードと、第２の熱媒体循環モードと、第３の熱媒体循環モードを有している。

【0053】

（１）第１の熱媒体循環モード
即ち、流路切換装置６０が入口と一方の出口のみを連通する状態に切り換えられているときに、循環ポンプ６２が運転され、熱媒体加熱ヒータ６６が発熱されると、図４及び図５に実線矢印で示す如く、循環ポンプ６２から吐出された熱媒体は熱媒体配管６８Ａを経て熱媒体加熱ヒータ６６に流入し、そこで加熱される。そして、この熱媒体加熱ヒータ６６で加熱された熱媒体は、熱媒体配管６８Ｂ、流路切換装置６０、熱媒体配管６８Ｃ、冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａ、熱媒体配管６８Ｄ、バッテリ５５、熱媒体配管６８Ｅの順に流れて循環ポンプ６２に吸い込まれる循環を行う。これが第１の熱媒体循環モードである。

【0054】

この第１の熱媒体循環モードでは、熱媒体加熱ヒータ６６と、冷媒－熱媒体熱交換器６４と、バッテリ５５の間で熱媒体が循環されることになるので、熱媒体加熱ヒータ６６の発熱によってバッテリ５５を加熱することができる。また、後述する如く冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに冷媒を流し（図５中白抜き矢印で示す）、熱媒体から吸熱させることにより、熱媒体加熱ヒータ６６の熱の一部を冷媒に汲み上げ、放熱器４に搬送して暖房補助を行うこともできるようになる。

【0055】

尚、この第１の熱媒体循環モードの流れ方で、熱媒体加熱ヒータ６６を発熱させず、冷媒－媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに冷媒を流して吸熱させることで、バッテリ５５の廃熱を回収し、放熱器４に搬送することもできる。その場合、バッテリ５５自体は冷却されるので、バッテリ５５の温度が高すぎる状況では、バッテリ５５を冷却して適温範囲とすることも可能である。尚、バッテリ５５の場合、適温範囲は一般的には＋２５℃以上＋４５℃以下とされているため、実施例ではこの適温範囲の上限を所定値Ｔ３（＋４５℃）、下限を所定値Ｔ１（＋２５℃）とする。

【0056】

（２）第２の熱媒体循環モード
次に、流路切換装置６０が入口と双方の出口を連通する状態に切り換えられているときに、循環ポンプ６２が運転され、熱媒体加熱ヒータ６６が発熱されると、図６に実線矢印で示す如く、循環ポンプ６２から吐出された熱媒体は熱媒体配管６８Ａを経て熱媒体加熱ヒータ６６に流入し、そこで加熱される。そして、この熱媒体加熱ヒータ６６で加熱された熱媒体は、熱媒体配管６８Ｂを経て流路切換装置６０に流入し、そこで一方の出口と他方の出口に分流される。

【0057】

流路切換装置６０の一方の出口から流出する熱媒体は、上述と同様に熱媒体配管６８Ｃ、冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａ、熱媒体配管６８Ｄ、バッテリ５５、熱媒体配管６８Ｅの順に流れて循環ポンプ６２に吸い込まれる循環を行う。また、流路切換装置６０の他方の出口から流出した熱媒体は、熱媒体配管６８Ｆ、ヒータコア２３、熱媒体配管６８Ｇ、熱媒体配管６８Ｅの順に流れて循環ポンプ６２に吸い込まれる循環を行う。これが第２の熱媒体循環モードである。

【0058】

この第２の熱媒体循環モードでは、熱媒体加熱ヒータ６６と、冷媒－熱媒体熱交換器６４と、バッテリ５５の間、及び、熱媒体加熱ヒータ６６とヒータコア２３の間で熱媒体が循環されることになるので、熱媒体加熱ヒータ６６の発熱によってバッテリ５５を加熱し、且つ、ヒータコア２３にて空気流通路３を流れる空気を加熱して暖房補助を行うことができる。

【0059】

また、前述と同様に冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに冷媒を流し、熱媒体から吸熱させることにより、流路切換装置６０で一方の出口に分流された熱媒体から冷媒に熱を汲み上げ、放熱器４に搬送して暖房補助を行うこともできるようになる。その場合、バッテリ５５に向かう熱媒体は冷却されるので、バッテリ５５に流入する熱媒体の温度を低下させることができるようになる。

【0060】

（３）第３の熱媒体循環モード
次に、流路切換装置６０が入口と他方の出口のみを連通する状態に切り換えられているときに、循環ポンプ６２が運転され、熱媒体加熱ヒータ６６が発熱されると、図３に実線矢印で示す如く、循環ポンプ６２から吐出された熱媒体は熱媒体配管６８Ａ、熱媒体加熱ヒータ６６、熱媒体配管６８Ｂ、流路切換装置６０、熱媒体配管６８Ｆ、ヒータコア２３、熱媒体配管６８Ｇ、熱媒体配管６８Ｅの順に流れて循環ポンプ６２に吸い込まれる循環を行う。これが第３の熱媒体循環モードである。

【0061】

この第３の熱媒体循環モードでは、熱媒体加熱ヒータ６６とヒータコア２３の間で熱媒体が循環されることになるので、熱媒体加熱ヒータ６６によって加熱された熱媒体をヒータコア２３に循環させ、放熱器４に流入する空気を加熱することができる。即ち、バッテリ５５を加熱するための熱媒体加熱ヒータ６６を利用して、車室内の暖房補助を行うことができる。

【0062】

ここで、冷媒回路Ｒの冷媒配管１３Ｆの出口、即ち、冷媒配管１３Ｆと冷媒配管１３Ｂとの接続部の冷媒下流側であって、室内膨張弁８の冷媒上流側に位置する冷媒配管１３Ｂには分岐回路としての分岐配管７２の一端が接続されている。この分岐配管７２には電動弁から構成された流路制御装置としての補助膨張弁７３が設けられている。この補助膨張弁７３は冷媒－熱媒体熱交換器６４の前述した冷媒流路６４Ｂへの冷媒の流入を制御するものであり、冷媒流路６４Ｂに流入する冷媒を減圧膨張させると共に、全閉も可能とされている。

【0063】

そして、分岐配管７２の他端は冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに接続されており、この冷媒流路６４Ｂの出口には冷媒配管７４の一端が接続され、冷媒配管７４の他端は逆止弁２０の冷媒下流側であって、アキュムレータ１２の手前（冷媒上流側）の冷媒配管１３Ｃに接続されている。そして、これら補助膨張弁７３等もヒートポンプ装置ＨＰの冷媒回路Ｒの一部を構成すると同時に、熱媒体循環回路６１の一部をも構成することになる。

【0064】

補助膨張弁７３が開いている場合、冷媒配管１３Ｆや室外熱交換器７から出た冷媒（一部又は全ての冷媒）は分岐配管７２に流入し、補助膨張弁７３で減圧された後、冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに流入して、そこで蒸発する。冷媒は冷媒流路６４Ｂを流れる過程で熱媒体流路６４Ａを流れる熱媒体から吸熱した後、アキュムレータ１２を経て圧縮機２に吸い込まれる。即ち、冷媒－熱媒体熱交換器６４は流路切換装置６０を経てバッテリ５５に流入する熱媒体を冷却することになる。

【0065】

（４）空調コントローラ３２
次に、図２において、３２は車両用空気調和装置１の制御を司る制御装置としての空調コントローラ３２である。この空調コントローラ３２は、プロセッサを備えたコンピュータの一例としてのマイクロコンピュータから構成されている。

【0066】

空調コントローラ３２（制御装置）の入力には、車両の外気温度（Ｔａｍ）を検出する外気温度センサ３３と、外気湿度を検出する外気湿度センサ３４と、吸込口２５から空気流通路３に吸い込まれる空気の温度を検出するＨＶＡＣ吸込温度センサ３６と、車室内の空気（内気）の温度を検出する内気温度センサ３７と、車室内の空気の湿度を検出する内気湿度センサ３８と、車室内の二酸化炭素濃度を検出する室内ＣＯ₂濃度センサ３９と、吹出口２９から車室内に吹き出される空気の温度を検出する吹出温度センサ４１と、圧縮機２の吐出冷媒圧力（吐出圧力Ｐｄ）を検出する吐出圧力センサ４２と、圧縮機２の吐出冷媒温度を検出する吐出温度センサ４３と、圧縮機２の吸込冷媒温度を検出する吸込温度センサ４４と、放熱器４の温度（放熱器４を経た空気の温度、又は、放熱器４自体の温度：放熱器温度ＴＣＩ）を検出する放熱器温度センサ４６と、放熱器４の冷媒圧力（放熱器４内、又は、放熱器４を出た直後の冷媒の圧力：放熱器圧力ＰＣＩ）を検出する放熱器圧力センサ４７と、吸熱器９の温度（吸熱器９を経た空気の温度、又は、吸熱器９自体の温度：吸熱器温度Ｔｅ）を検出する吸熱器温度センサ４８と、吸熱器９の冷媒圧力（吸熱器９内、又は、吸熱器９を出た直後の冷媒の圧力）を検出する吸熱器圧力センサ４９と、車室内への日射量を検出するための例えばフォトセンサ式の日射センサ５１と、車両の移動速度（車速）を検出するための車速センサ５２と、設定温度や空調運転の切り換えを設定するための空調操作部５３と、室外熱交換器７の温度（室外熱交換器７から出た直後の冷媒の温度、又は、室外熱交換器７自体の温度：室外熱交換器温度ＴＸＯ。室外熱交換器７が蒸発器として機能するとき、室外熱交換器温度ＴＸＯは室外熱交換器７における冷媒の蒸発温度となる）を検出する室外熱交換器温度センサ５４と、室外熱交換器７の冷媒圧力（室外熱交換器７内、又は、室外熱交換器７から出た直後の冷媒の圧力）を検出する室外熱交換器圧力センサ５６の各出力が接続されている。

【0067】

また、空調コントローラ３２の入力には更に、バッテリ５５の温度（バッテリ５５自体の温度：バッテリ温度ＴＢ）を検出するバッテリ温度センサ７６と、冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａを経てバッテリ５５に流入する熱媒体の温度（入口熱媒体温度Ｔｗｉｎ）を検出する熱媒体入口温度センサ７８と、バッテリ５５を出た熱媒体の温度（出口熱媒体温度Ｔｗｏｕｔ）を検出する熱媒体出口温度センサ７７の各出力も接続されている。

【0068】

一方、空調コントローラ３２の出力には、前記圧縮機２と、室外送風機１５と、室内送風機（ブロワファン）２７と、吸込切換ダンパ２６と、エアミックスダンパ２８と、吹出口切換ダンパ３１と、室外膨張弁６、室内膨張弁８と、電磁弁２２（除湿）、電磁弁２１（暖房）の各電磁弁と、循環ポンプ６２、熱媒体加熱ヒータ６６、補助膨張弁７３、流路切換装置６０が接続されている。そして、空調コントローラ３２は各センサの出力と空調操作部５３にて入力された設定に基づいてこれらを制御するものである。

【0069】

以上の構成で、次に実施例の車両用空気調和装置１の動作について説明する。空調コントローラ３２（制御装置）は、この実施例では暖房運転と、除湿暖房運転と、除湿冷房運転と、冷房運転の各空調運転を切り換えて実行すると共に、バッテリ５５（車両搭載機器）の温度を調整する。先ず、車両用空気調和装置１のヒートポンプ装置ＨＰの各空調運転について説明する。

【0070】

（５）暖房運転
最初に、図１、図３～図６を参照しながら暖房運転について説明する。図１、図３～図６には暖房運転における冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（破線矢印）を示している。冬場等の低外気温時に空調コントローラ３２により（オートモード）、或いは、空調操作部５３へのマニュアル操作（マニュアルモード）により暖房運転が選択されると、空調コントローラ３２は電磁弁２１（暖房用）を開放し、室内膨張弁８を全閉とする。また、電磁弁２２（除湿用）を閉じる。

【0071】

そして、圧縮機２、及び、各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は室内送風機２７から吹き出された空気がヒータコア２３及び放熱器４に通風される割合を調整する状態とする。これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器４に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気が通風されるので、空気流通路３内の空気は放熱器４内の高温冷媒により加熱され、一方、放熱器４内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化する。

【0072】

放熱器４内で液化した冷媒は放熱器４を出た後、冷媒配管１３Ｅ、１３Ｊを経て室外膨張弁６に至る。室外膨張弁６に流入した冷媒はそこで減圧された後、室外熱交換器７に流入する。室外熱交換器７に流入した冷媒は蒸発し、走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気中から熱を汲み上げる（吸熱）。そして、室外熱交換器７を出た低温の冷媒は冷媒配管１３Ａ及び冷媒配管１３Ｄ、電磁弁２１を経て冷媒配管１３Ｃに至り、当該冷媒配管１３Ｃの逆止弁２０を経てアキュムレータ１２に入り、そこで気液分離された後、ガス冷媒が圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。放熱器４にて加熱された空気は吹出口２９から吹き出されるので、これにより車室内の暖房が行われることになる。

【0073】

空調コントローラ３２は、後述する目標吹出温度ＴＡＯから算出される目標ヒータ温度ＴＣＯ（放熱器４の風下側の空気温度（後述する加熱温度ＴＨ）の目標値）から目標放熱器圧力ＰＣＯ（放熱器４の圧力ＰＣＩの目標値）を算出し、この目標放熱器圧力ＰＣＯと、放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器４の冷媒圧力（放熱器圧力ＰＣＩ。冷媒回路Ｒの高圧圧力）に基づいて圧縮機２の回転数を制御すると共に、放熱器温度センサ４６が検出する放熱器４の温度（放熱器温度ＴＣＩ）及び放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器圧力ＰＣＩに基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御し、放熱器４の出口における冷媒の過冷却度を制御する。前記目標ヒータ温度ＴＣＯは後述する如く目標吹出温度ＴＡＯから導出される。また、放熱器４による暖房能力が不足する場合には後述する如く熱媒体加熱ヒータ６６に通電して発熱させ、車室内の暖房能力を補完する（暖房補助）。

【0074】

また、空調コントローラ３２はこの暖房運転において、電磁弁２２を開き、補助膨張弁７３も開いてその弁開度を制御する状態とする。これにより、放熱器４から出た冷媒の一部が室外膨張弁６の冷媒上流側で分流され、図５及び図６に白抜き矢印で示す如く、冷媒配管１３Ｆを経て室内膨張弁８の冷媒上流側に至る。冷媒は次に分岐配管７２に入り、補助膨張弁７３で減圧された後、分岐配管７２を経て冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに流入して蒸発する。このときに吸熱作用を発揮する。この冷媒流路６４Ｂで蒸発した冷媒は、冷媒配管７４、冷媒配管１３Ｃ及びアキュムレータ１２を順次経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。

【0075】

（６）除湿暖房運転
次に、除湿暖房運転では、空調コントローラ３２は上記暖房運転の状態において電磁弁２２を開放し、室内膨張弁８を開いて冷媒を減圧膨張させる状態とする。これにより、放熱器４を経て冷媒配管１３Ｅを流れる凝縮冷媒の一部が分流され、この分流された冷媒が電磁弁２２を経て冷媒配管１３Ｆに流入し、冷媒配管１３Ｂから室内膨張弁８に流れ、残りの冷媒が室外膨張弁６に流れるようになる。即ち、分流された一部の冷媒が室内膨張弁８にて減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。

【0076】

空調コントローラ３２は吸熱器９の出口における冷媒の過熱度（ＳＨ）を所定値に維持するように室内膨張弁８の弁開度を制御するが、このときに吸熱器９で生じる冷媒の吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。分流されて冷媒配管１３Ｊに流入した残りの冷媒は、室外膨張弁６で減圧された後、室外熱交換器７で蒸発することになる。

【0077】

吸熱器９で蒸発した冷媒は、冷媒配管１３Ｃに出て冷媒配管１３Ｄからの冷媒（室外熱交換器７からの冷媒）と合流した後、逆止弁２０及びアキュムレータ１２を経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９にて除湿された空気は放熱器４を通過する過程で再加熱されるので、これにより車室内の除湿暖房が行われることになる。

【0078】

空調コントローラ３２は目標ヒータ温度ＴＣＯから算出される目標放熱器圧力ＰＣＯと放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器圧力ＰＣＩ（冷媒回路Ｒの高圧圧力）に基づいて圧縮機２の回転数を制御すると共に、吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度（吸熱器温度Ｔｅ）に基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御する。

【0079】

（７）除湿冷房運転
次に、除湿冷房運転では、空調コントローラ３２は室内膨張弁８を開いて冷媒を減圧膨張させる状態とし、電磁弁２１と電磁弁２２を閉じる。そして、圧縮機２、及び、各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は室内送風機２７から吹き出された空気がヒータコア２３及び放熱器４に通風される割合を調整する状態とする。これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器４に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気が通風されるので、空気流通路３内の空気は放熱器４内の高温冷媒により加熱され、一方、放熱器４内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化していく。

【0080】

放熱器４を出た冷媒は冷媒配管１３Ｅを経て室外膨張弁６に至り、開き気味で制御される室外膨張弁６を経て室外熱交換器７に流入する。室外熱交換器７に流入した冷媒はそこで走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気により空冷され、凝縮する。室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａ、逆止弁１８を経て冷媒配管１３Ｂに入り、室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。

【0081】

吸熱器９で蒸発した冷媒は冷媒配管１３Ｃ及び逆止弁２０を経てアキュムレータ１２に至り、そこを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９にて冷却され、除湿された空気は放熱器４を通過する過程でリヒート（再加熱：暖房時よりも放熱能力は低い）されるので、これにより車室内の除湿冷房が行われることになる。

【0082】

空調コントローラ３２は吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度（吸熱器温度Ｔｅ）とその目標値である目標吸熱器温度ＴＥＯに基づき、吸熱器温度Ｔｅを目標吸熱器温度ＴＥＯにするように圧縮機２の回転数を制御すると共に、放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器圧力ＰＣＩ（冷媒回路Ｒの高圧圧力）と目標ヒータ温度ＴＣＯから算出される目標放熱器圧力ＰＣＯ（放熱器圧力ＰＣＩの目標値）に基づき、放熱器圧力ＰＣＩを目標放熱器圧力ＰＣＯにするように室外膨張弁６の弁開度を制御することで放熱器４による必要なリヒート量を得る。

【0083】

（８）冷房運転
次に、冷房運転では、空調コントローラ３２は上記除湿冷房運転の状態において室外膨張弁６の弁開度を全開とする。尚、エアミックスダンパ２８はヒータコア２３及び放熱器４に空気が通風される割合を調整する状態とする。

【0084】

これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器４に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気は通風されるものの、その割合は小さくなるので（冷房時のリヒートのみのため）、ここは殆ど通過するのみとなり、放熱器４を出た冷媒は冷媒配管１３Ｅを経て室外膨張弁６に至る。このとき室外膨張弁６は全開とされているので冷媒はそのまま室外膨張弁６を経て冷媒配管１３Ｊを通過し、室外熱交換器７に流入し、そこで走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気により空冷され、凝縮液化する。

【0085】

室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａ、逆止弁１８を経て冷媒配管１３Ｂに入り、室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着し、空気は冷却される。

【0086】

吸熱器９で蒸発した冷媒は冷媒配管１３Ｃ及び逆止弁２０を経てアキュムレータ１２に至り、そこを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９にて冷却され、除湿された空気は吹出口２９から車室内に吹き出されるので、これにより車室内の冷房が行われることになる。この冷房運転においては、空調コントローラ３２は吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度（吸熱器温度Ｔｅ）に基づいて圧縮機２の回転数を制御する。

【0087】

尚、この冷房運転において、補助膨張弁７３を開いてその弁開度を制御する状態とすれば、室外熱交換器７から出た冷媒の一部が室内膨張弁８の冷媒上流側で分流され、分岐配管７２に入り、補助膨張弁７３で減圧された後、分岐配管７２を経て冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに流入して蒸発するようになる。このときに吸熱作用を発揮する。この冷媒流路６４Ｂで蒸発した冷媒は、冷媒配管７４、冷媒配管１３Ｃ及びアキュムレータ１２を順次経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返すので、循環ポンプ６２を運転し、熱媒体加熱ヒータ６６は発熱させず、流路切換装置６０を第１の熱媒体循環モードと同じ流れ方とすることにより、冷媒により熱媒体を介してバッテリ５５を冷却することも可能である。

【0088】

（９）空調運転の切換制御
空調コントローラ３２は下記式（Ｉ）から前述した目標吹出温度ＴＡＯを算出する。この目標吹出温度ＴＡＯは、吹出口２９から車室内に吹き出される空気の温度の目標値である。
ＴＡＯ＝（Ｔｓｅｔ－Ｔｉｎ）×Ｋ＋Ｔｂａｌ（ｆ（Ｔｓｅｔ、ＳＵＮ、Ｔａｍ））
・・（Ｉ）
ここで、Ｔｓｅｔは空調操作部５３で設定された車室内の設定温度、Ｔｉｎは内気温度センサ３７が検出する車室内空気の温度、Ｋは係数、Ｔｂａｌは設定温度Ｔｓｅｔや、日射センサ５１が検出する日射量ＳＵＮ、外気温度センサ３３が検出する外気温度Ｔａｍから算出されるバランス値である。そして、一般的に、この目標吹出温度ＴＡＯは外気温度Ｔａｍが低い程高く、外気温度Ｔａｍが上昇するに伴って低下する。

【0089】

また、空調コントローラ３２はこの目標吹出温度ＴＡＯに基づき、下記式（ＩＩ）を用いて前述した目標ヒータ温度ＴＣＯを算出（導出）する。
ＴＣＯ＝ｆ（ＴＡＯ） ・・（ＩＩ）
尚、上記式（ＩＩ）中のｆは、制御上の制限やオフセットなどを意味しているが、基本的にはＴＣＯ＝ＴＡＯとされるので、目標吹出温度ＴＡＯが上昇すれば目標ヒータ温度ＴＣＯも上昇し、目標吹出温度ＴＡＯが低下すれば目標ヒータ温度ＴＣＯも低下することになる。

【0090】

更に、前述した暖房運転において空調コントローラ３２は、下記に示す一次遅れ演算の式（ＩＩＩ）から加熱温度ＴＨを算出（推定）する。この加熱温度ＴＨは放熱器４の風下側の空気温度であり、上記目標ヒータ温度ＴＣＯの目標値といえる。
ＴＨ＝（ＩＮＴＬ×ＴＨ０＋Ｔａｕ×ＴＨｚ）／（Ｔａｕ＋ＩＮＴＬ）
・・（ＩＩＩ）
ここで、ＩＮＴＬは演算周期（定数）、Ｔａｕは一次遅れの時定数、ＴＨ０は一次遅れ演算前の定常状態における加熱温度ＴＨの値である定常値、ＴＨｚは加熱温度ＴＨの前回値である。

【0091】

また、空調コントローラ３２は暖房運転では、例えば下記式（ＩＶ）、（Ｖ）を用いて放熱器４に要求される車室内の暖房能力である目標暖房能力ＴＧＱｈｐと、放熱器４が発生可能な暖房能力Ｑｈｐを算出している。
ＴＧＱｈｐ＝（ＴＣＯ－Ｔｅ）×Ｃｐａ×ρ×Ｑａｉｒ ・・（ＩＶ）
Ｑｈｐ＝ｆ（Ｔａｍ、ＮＣ、ＢＬＶ、ＶＳＰ、ＦＡＮＶｏｕｔ、Ｔｅ）・・（Ｖ）
ここで、Ｔｅは吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度、Ｃｐａは放熱器４に流入する空気の比熱［ｋｊ／ｋｇ・Ｋ］、ρは放熱器４に流入する空気の密度（比体積）［ｋｇ／ｍ³］、Ｑａｉｒは放熱器４を通過する風量［ｍ³／ｈ］（室内送風機２７のブロワ電圧ＢＬＶなどから推定）、ＶＳＰは車速センサ５２から得られる車速、ＦＡＮＶｏｕｔは室外送風機１５の電圧である。

【0092】

そして、空調コントローラ３２は起動時には外気温度センサ３３が検出する外気温度Ｔａｍと目標吹出温度ＴＡＯとに基づいて上記各空調運転のうちの何れかの空調運転を選択する。また、起動後は外気温度Ｔａｍや目標吹出温度ＴＡＯ等の環境や設定条件の変化に応じて前記各空調運転を選択し、切り換えていくものである。

【0093】

（１０）熱媒体加熱ヒータ６６を用いたバッテリ５５の加熱とヒータコア２３による暖房補助制御
次に、図７に示すフローチャートを参照しながら、空調コントローラ３２による熱媒体加熱ヒータ６６を用いたバッテリ５５の加熱とヒータコア２３による車室内の暖房補助に関する制御について説明する。空調コントローラ３２は、図７のステップＳ１で、バッテリ温度センサ７６が検出するバッテリ温度ＴＢが低いか否か判断する（所定のヒステリシスあり）。この場合の判断手法は、バッテリ温度ＴＢが前述した所定値Ｔ１（バッテリ５５の適温範囲の下限）より低いか否かである。尚、バッテリ温度ＴＢに限らず、熱媒体出口温度センサ７７が検出する出口熱媒体温度Ｔｗｏｕｔを用いて判断してもよい。

【0094】

ステップＳ１でバッテリ温度ＴＢ（又は、出口熱媒体温度Ｔｗｏｕｔ。以下、同じ）が所定値Ｔ１より低くない場合、空調コントローラ３２はバッテリ温度ＴＢは低いのでバッテリ５５を加熱する必要は無いものと判断してステップＳ９に進み、今度は補助暖房が必要か否か判断する。この場合の判断手法は、前述した目標吹出温度ＴＡＯより加熱温度ＴＨが低いか否かである。尚、目標吹出温度ＴＡＯに限らず、それに代えて前述した目標ヒータ温度ＴＣＯを用いてもよい。また、実施例のフローチャートのステップＳ９中で「＞＞」で示す意味は、目標吹出温度ＴＡＯより加熱温度ＴＨが低く、その差が相当値以上あることを意味しているが、これも目標吹出温度ＴＡＯより加熱温度ＴＨが低いことに含むものとし、それ以外に単純にＴＡＯ＞ＴＨで判断してもよいものとする。尚、この場合も所定のヒステリシスが設けられる。

【0095】

ステップＳ９で目標吹出温度ＴＡＯ（又は、目標ヒータ温度ＴＣＯ。以下、同じ）より加熱温度ＴＨが低くない場合、空調コントローラ３２は補助暖房は不要と判断してステップＳ１２に進み、熱媒体循環回路６１を停止する。この状態が図１に示した放熱器４による暖房運転の状態である。尚、熱媒体循環回路６１の停止する以外に、循環ポンプ６２のみは運転し、流路切換装置６０を前述した第１の熱媒体循環モードの流れ方として、バッテリ５５には熱媒体を循環させてもよい。それにより、前述した如くバッテリ５５を冷媒により冷却することも可能となる。

【0096】

（１０－１）補助暖房モード
一方、ステップＳ９で目標吹出温度ＴＡＯより加熱温度ＴＨが低い場合、空調コントローラ３２は放熱器４の暖房能力が不足しており、補助暖房が必要であるものと判断し、ステップＳ１０に進む。即ち、バッテリ５５を加熱する必要は無いが、放熱器４の暖房能力は不足している場合には、ステップＳ１０に進んで熱媒体加熱ヒータ６６の必要熱量ＴＧＱｈｔｒ１を演算する。この場合の必要熱量ＴＧＱｈｔｒは、例えば下記式（ＶＩ）で算出される。
ＴＧＱｈｔｒ１＝ＴＧＱｈｐ－Ｑｈｐ ・・（ＶＩ）
即ち、空調コントローラ３２は、媒体加熱ヒータ６６の発熱量の目標値である必要熱量ＴＧＱｈｔｒ１を、放熱器４の暖房能力の不足分（ＴＧＱｈｐ－Ｑｈｐ）とする。例えば、放熱器４の暖房能力の不足分が２ｋＷであった場合、熱媒体加熱ヒータ６６の必要熱量ＴＧＱｈｔｒ１は２ｋＷとされる。

【0097】

次に、空調コントローラ３２はステップＳ１１に進み、熱媒体循環回路６１の循環ポンプ６２を運転し、熱媒体加熱ヒータ６６に通電して必要熱量ＴＧＨｔｈｒ１を発生させ、流路切換装置６０の入口を他方の出口のみに連通させることにより、前述した第３の熱媒体循環モードとする。これが補助暖房モードである。尚、実施例では循環ポンプ６２は定速運転で駆動されるものとする（以下、同じ）。また、この補助暖房モードでは、空調コントローラ３２は補助膨張弁７３を全閉とし、冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに冷媒を流さない。

【0098】

この補助暖房モードでは、図３に示す如く熱媒体加熱ヒータ６６で加熱された熱媒体が、循環ポンプ６２により流路切換装置６０を経てヒータコア２３に循環されるので、空気流通路３を流れる空気はこのヒータコア２３により加熱され、放熱器４の暖房能力が不足する分の暖房補助が行われることになる。尚、ＴＧＱｈｐ＝Ｑｈｐである場合にはＴＧＱｈｔｒ１は０となるが、その場合はステップＳ９からステップＳ１２に進むようになる。

【0099】

（１０－２）車両搭載機器加熱モード
他方、ステップＳ１でバッテリ温度ＴＢが所定値Ｔ１より低い場合、空調コントローラ３２はステップＳ２に進み、補助暖房が必要か否か判断する。この場合の判断手法は、前述したステップＳ９における手法と同様である（ＴＡＯ＞＞ＴＨ）。ステップＳ２で目標吹出温度ＴＡＯより加熱温度ＴＨが低くない場合、空調コントローラ３２は補助暖房は不要と判断してステップＳ７に進む。

【0100】

即ち、バッテリ５５を加熱する必要が有るが、放熱器４の暖房能力は不足していない場合には、ステップＳ７に進んで熱媒体加熱ヒータ６６の必要熱量ＴＧＱｈｔｒ２を演算する。この場合の必要熱量ＴＧＱｈｔｒ２は、例えば下記式（ＶＩＩ）で算出される。
ＴＧＱｈｔｒ２＝ｆ（Ｔ１－ＴＢ） ・・（ＶＩＩ）
実施例の上記式（ＶＩＩ）の右辺は所定値Ｔ１とバッテリ温度ＴＢの差を熱量に換算する式である。この場合の必要熱量ＴＧＱｈｔｒ２はバッテリ５５の加熱に必要な熱量であり、バッテリ温度ＴＢが所定値Ｔ１より低く、その差が大きい程、大きくなることになる。

【0101】

例えば、バッテリ５５の加熱に必要な熱量が２ｋＷであった場合、熱媒体加熱ヒータ６６の必要熱量ＴＧＱｈｔｒ２は２ｋＷとされる。これに限らず、例えばバッテリ５５の適温範囲内の所定の値（例えば中心の値）とバッテリ温度ＴＢとの偏差ｅに基づくＰＩ、ＰＩＤ演算等で必要熱量ＴＧＱｈｔｒ２（バッテリ５５の加熱に必要な熱量）を算出してもよい。

【0102】

次に、空調コントローラ３２はステップＳ８に進み、熱媒体循環回路６１の循環ポンプ６２を運転し、熱媒体加熱ヒータ６６に通電して必要熱量ＴＧＱｈｔｒ２を発生させ、流路切換装置６０の入口を一方の出口のみに連通させることにより、前述した第１の熱媒体循環モードとする。これが車両搭載機器加熱モードである。尚、この車両搭載機器加熱モードでも、空調コントローラ３２は補助膨張弁７３を全閉とし、冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに冷媒を流さない。

【0103】

この車両搭載機器加熱モードでは、図４に示す如く熱媒体加熱ヒータ６６で加熱された熱媒体が、循環ポンプ６２により流路切換装置６０、冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａを順次経てバッテリ５５に循環されるので、バッテリ５５は熱媒体により加熱され、バッテリ温度ＴＢは適温範囲に上昇されることになる。尚、ＴＢ＝Ｔ１となればＴＧＱｈｔｒ２は０となるが、その場合にはステップＳ１からステップＳ９に進むようになる。

【0104】

（１０－３）第１の車両搭載機器加熱／補助暖房モード
次に、ステップＳ２で放熱器４の暖房能力が不足しており、補助暖房が必要である場合い、空調コントローラ３２はステップＳ３に進む。即ち、バッテリ５５を加熱する必要が有り、且つ、放熱器４の暖房能力が不足している場合、空調コントローラ３２はステップＳ３に進んで熱媒体加熱ヒータ６６の必要熱量ＴＧＱｈｔｒ３を演算する。この場合の必要熱量ＴＧＱｈｔｒ３は、例えば下記式（ＶＩＩＩ）で算出される。
ＴＧＱｈｔｒ３＝ＴＧＱｈｔｒ２＋ＴＧＱｈｔｒ１ ・・（ＶＩＩＩ）

【0105】

上記式（ＶＩＩＩ）により、バッテリ５５の加熱に必要な熱量（ＴＧＱｈｔｒ２）と、放熱器４の暖房能力の不足分（ＴＧＱｈｔｒ１）との和をこの場合の必要熱量ＴＧＱｈｔｒ３となる。例えば、バッテリ５５の加熱に必要な熱量（必要熱量ＴＧＱｈｔｒ２）が２ｋＷ、放熱器４の暖房能力の不足分（必要熱量ＴＧＱｈｔｒ１）が１ｋＷであった場合、必要熱量ＴＧＱｈｔｒ３は３ｋＷになる。一方、放熱器４の暖房能力の不足分が大きく、バッテリ５５の加熱に必要な熱量（必要熱量ＴＧＱｈｔｒ２）が２ｋＷ、放熱器４の暖房能力の不足分（必要熱量ＴＧＱｈｔｒ１）が３ｋＷであった場合は、必要熱量ＴＧＱｈｔｒ３は５ｋＷと大きくなる。

【0106】

次に、空調コントローラ３２はステップＳ４に進み、熱媒体入口温度センサ７８が検出する入口熱媒体温度Ｔｗｉｎが所定の許容値Ｔ２より高いか否か判断する。尚、実施例ではこの許容値Ｔ２を前述したバッテリ５５の適温範囲の上限である所定値Ｔ３に設定する（Ｔ２＝Ｔ３）。その理由としては、バッテリ５５に流入する入口熱媒体温度Ｔｗｉｎがバッテリ５５の適温範囲の上限を超えた場合、特に熱媒体の流入部に位置するバッテリ５５のセルが劣化してしまう危険性が生じるからである。

【0107】

また、実施例のフローチャートのステップＳ４中で「＜＜」で示す意味は、入口熱媒体温度Ｔｗｉｎが許容値Ｔ２より高く、その差が相当値以上あることを意味しているが、これも入口熱媒体温度Ｔｗｉｎが許容値Ｔ２より高いことに含むものとし、それ以外に単純にＴ２＜Ｔｗｉｎで判断してもよいものとする。

【0108】

ステップＳ４で入口熱媒体温度Ｔｗｉｎが許容値Ｔ２以下である場合、空調コントローラ３２はステップＳ６に進む。即ち、バッテリ５５を加熱する必要があり、且つ、放熱器４の暖房能力が不足している場合であって、バッテリ５５に流入する熱媒体の温度（入口熱媒体温度Ｔｗｉｎ）が許容値Ｔ２以下である場合、ステップＳ６に進む。

【0109】

このステップＳ６では、空調コントローラ３２は熱媒体循環回路６１の循環ポンプ６２を運転し、熱媒体加熱ヒータ６６で前述した必要熱量ＴＧＱｈｔｒ３を発生させるべく通電を開始し、流路切換装置６０の入口を一方の出口のみに連通させることにより、前述した第１の熱媒体循環モードとする。また、空調コントローラ３２は電磁弁２２を開き、補助膨張弁７３も開いてその弁開度を制御する状態とする。

【0110】

これにより、前述した如く放熱器４から出た冷媒の一部が室外膨張弁６の冷媒上流側で分流され、図５に白抜き矢印で示す如く、冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに流れて蒸発し、熱媒体流路６４Ａを流れる熱媒体から吸熱するようになる。即ち、流路切換装置６０を経てバッテリ５５に流入する熱媒体が冷却されるようになる。これが第１の車両搭載機器加熱／補助暖房モードである。

【0111】

この第１の車両搭載機器加熱／補助暖房モードでは、図５に示す如く熱媒体加熱ヒータ６６で加熱された熱媒体が、循環ポンプ６２により流路切換装置６０、冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａを順次経てバッテリ５５に循環される。熱媒体流路６４Ａを通過する過程で熱媒体は冷媒により冷却されるので、バッテリ５５にはこの冷却された後の熱媒体が流入することになる。

【0112】

また、冷媒－熱媒体熱交換器６４で熱媒体から汲み上げられた熱（熱媒体加熱ヒータ６６の発熱の一部）は、冷媒により放熱器４に搬送されることになるので、これによって車室内の暖房補助が行われることになる。例えば、空調コントローラ３２は熱媒体入口温度センサ７８が検出する入口熱媒体温度Ｔｗｉｎに基づき、補助膨張弁７３の弁開度を制御することにより、冷媒－熱媒体熱交換器６４で熱媒体から汲み上げる熱量を調整することで、入口熱媒体温度Ｔｗｉｎが許容値Ｔ２より高くならないようにしながら、バッテリ５５の加熱と暖房補助を両立させる。これにより、バッテリ温度ＴＢは適温範囲に上昇していくことになる。

【0113】

しかしながら、冷媒－熱媒体熱交換器６４により汲み上げることができる熱量には上限があり、実施例では１ｋＷであるものとすると、前述したように放熱器４の暖房能力の不足分（必要熱量ＴＧＱｈｔｒ１）が１ｋＷ以下であった場合には、入口熱媒体温度Ｔｗｉｎも許容値Ｔ２以下に収まり、バッテリ温度ＴＢが所定値Ｔ１に達し、ステップＳ９に進むようになるまで、この第１の車両搭載機器加熱／補助暖房モードが継続されることになる。

【0114】

（１０－４）第２の車両搭載機器加熱／補助暖房モード
一方、放熱器４の暖房能力の不足分が大きく、例えば前述した如くバッテリ５５の加熱に必要な熱量（必要熱量ＴＧＱｈｔｒ２）が２ｋＷ、放熱器４の暖房能力の不足分（必要熱量ＴＧＱｈｔｒ１）が３ｋＷであった場合は、熱媒体加熱ヒータ６６は５ｋＷの必要熱量ＴＧＱｈｔｒ３を発生するように通電制御されることになる。

【0115】

このように大きな発熱量が熱媒体加熱ヒータ６６で発生すると、冷媒－熱媒体熱交換器６４で限界まで熱媒体から熱を汲み上げても、冷媒による冷却作用が不足して、入口熱媒体温度Ｔｗｉｎは必要以上に上昇していくようになる。図８を用いてこの状態を説明する。図８中実線は熱媒体加熱ヒータ６６の発熱量、破線は入口熱媒体温度Ｔｗｉｎの変化を示している。

【0116】

起動（時刻ｔ０）からステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ３と進み、ステップＳ６で第１の車両搭載機器加熱／補助暖房モードを開始してから熱媒体加熱ヒータ６６の発熱量は上昇していき、その後、必要熱量ＴＧＱｈｔｒ３で制御される。入口熱媒体温度Ｔｗｉｎも上昇していき、やがて時刻ｔ１で入口熱媒体温度Ｔｗｉｎが許容値Ｔ２まで到達するが、補助膨張弁７３で制御される冷媒による冷却作用が限界になると、図中Ｌ２で示す如く入口熱媒体温度Ｔｗｉｎは更に上昇していくことになり、そのままではバッテリ５５の、特に熱媒体の流入部に位置するセルが過剰に加熱されて劣化してしまうようになる。

【0117】

そこで、空調コントローラ３２はステップＳ４で入口熱媒体温度Ｔｗｉｎが許容値Ｔ２より高くなった場合、ステップＳ５に進むようになる。このステップＳ５では、空調コントローラ３２は熱媒体循環回路６１の循環ポンプ６２を運転し、熱媒体加熱ヒータ６６で必要熱量ＴＧＱｈｔｒ３を発生させるが、流路切換装置６０の入口を双方の出口に連通させることにより、前述した第２の熱媒体循環モードとする。また、空調コントローラ３２は電磁弁２２を開き、補助膨張弁７３も開いてその弁開度を制御する状態とする。

【0118】

これにより、前述した如く放熱器４から出た冷媒の一部が室外膨張弁６の冷媒上流側で分流され、図６に白抜き矢印で示す如く、冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに流れて蒸発し、熱媒体流路６４Ａを流れる熱媒体から吸熱するようになる。即ち、流路切換装置６０を経てバッテリ５５に流入する熱媒体が冷却されるようになる。これが第２の車両搭載機器加熱／補助暖房モードである。

【0119】

この第２の車両搭載機器加熱／補助暖房モードでは、図６に示す如く熱媒体加熱ヒータ６６で加熱された熱媒体が、循環ポンプ６２により熱媒体加熱ヒータ６６と、冷媒－熱媒体熱交換器６４と、バッテリ５５の間、及び、熱媒体加熱ヒータ６６とヒータコア２３の間で熱媒体が循環されることになるので、熱媒体加熱ヒータ６６の発熱によってバッテリ５５は加熱され、且つ、ヒータコア２３にて空気流通路３を流れる空気が加熱されて暖房補助が行われるようになる。

【0120】

また、熱媒体流路６４Ａを通過する過程で熱媒体は冷媒により冷却されるので、バッテリ５５にはこの冷却された後の熱媒体が流入することになる。冷媒－熱媒体熱交換器６４で熱媒体から汲み上げられた熱は、冷媒により放熱器４に搬送されるので、これによっても車室内の暖房補助が行われることになる。

【0121】

即ち、この例の如くバッテリ５５の加熱に必要な熱量（必要熱量ＴＧＱｈｔｒ２）が２ｋＷ、放熱器４の暖房能力の不足分（必要熱量ＴＧＱｈｔｒ１）が３ｋＷであった場合は、冷媒－熱媒体熱交換器６４で冷媒が汲み上げる熱量が上限以下の１ｋＷ、ヒータコア２３で放熱される熱量が２ｋＷとなり、それらの和が暖房補助の熱量となる。これにより、バッテリ５５の加熱と車室内の暖房補助の両立を図ることができるようになると共に、冷媒－熱媒体熱交換器６４における冷媒による冷却作用が不足することが無くなり、図８中Ｌ１で示すように入口熱媒体温度Ｔｗｉｎが許容値Ｔ２より高くなることが防止されるので、異常に高い温度の熱媒体が流入することによるバッテリ５５の劣化が解消される。

【0122】

尚、この第２の車両搭載機器加熱／補助暖房モードとした場合には、実施例では熱媒体加熱ヒータ６６の発熱量を最大としても、入口熱媒体温度Ｔｗｉｎが許容値Ｔ２より高くならないように循環ポンプ６２による熱媒体の循環量やヒータコア２３の空気の加熱能力が設定されているものとする。

【0123】

また、ステップＳ４の判断では所定のヒステリシスα（αは正の温度値）が設けられ、ステップＳ４から一旦ステップＳ５に進んだ後は、例えば入口熱媒体温度Ｔｗｉｎが許容値Ｔ２－αに低下するまで（Ｔｗｉｎ≦Ｔ２－α）、空調コントローラ３２はステップＳ４からステップＳ６に進まないものとする。

【0124】

以上詳述したように本発明によれば、流路切換装置６０により熱媒体加熱ヒータ６６で熱媒体が、ヒータコア２３に流れること無くバッテリ５５に流れる第１の熱媒体循環モードと、バッテリ５５とヒータコア２３の双方に流れる第２の熱媒体循環モードと、バッテリ５５に流れること無くヒータコア２３に流れる第３の熱媒体循環モードに流路を切り換えられるようにしたので、ヒータコア２３による車室内の暖房を行う必要が無く、バッテリ５５を加熱する必要がある場合には、第１の熱媒体循環モードを実行することでバッテリ５５を加熱することができるようになり、当該バッテリ５５の充放電性能を維持することができるようになる。

【0125】

また、車室内の暖房のみを行う必要がある場合には、第３の熱媒体循環モードを実行することで熱媒体加熱ヒータ６６の発熱で、車室内を暖房することができるようになる。即ち、バッテリ５５を加熱するための熱媒体加熱ヒータ６６を利用して、車室内の暖房も行うことができるようになり、加熱装置の削減による省スペース化とコストの低減を図ることができるようになる。

【0126】

特に、本発明によればバッテリ５５の加熱と車室内の暖房の双方が必要な場合に、第２の熱媒体循環モードを実行することで、熱媒体加熱ヒータ６６の発熱で、バッテリ５５の加熱とヒータコア２３による車室内の暖房の双方を実現することができるようになり、バッテリ５５を加熱するための熱媒体加熱ヒータ６６を利用して、バッテリ５５の性能維持と車室内の暖房を円滑に両立させることができるようになる。

【0127】

また、実施例では圧縮機２と、放熱器４と、室外熱交換器７と、冷媒－熱媒体熱交換器６４を有したヒートポンプ装置ＨＰを設けているので、冷媒－熱媒体熱交換器６４において熱媒体循環回路６１を流れる熱媒体から冷媒に熱を汲み上げ、熱媒体加熱ヒータ６６が発生した熱を放熱器４に搬送し、車室内の暖房補助を行うことができるようになる。

【0128】

また、冷媒－熱媒体熱交換器６４において熱媒体は冷媒と熱交換して冷却されることになるので、第２の熱媒体循環モードで熱媒体加熱ヒータ６６の発熱量を増大させた場合にも、バッテリ５５に流れる熱媒体の温度を、当該バッテリ５５において許容される範囲に低下させることが可能となる。これにより、バッテリ５５に流れる熱媒体の温度が許容される値より高くなることを防止しながら、ヒータコア２３でより効果的な暖房補助を行い、車室内をより快適に空調することが可能となるので、暖房運転の領域を拡大することができるようになる。また、実施例のように循環ポンプ６２を定速運転で駆動しても支障なく制御することが可能となる等、熱媒体循環回路６１の制御も簡素化できる。

【0129】

特に、実施例では冷媒－熱媒体熱交換器６４を、流路切換装置６０とバッテリ５５の間に配置し、バッテリ５５に流入する熱媒体と冷媒を熱交換させるようにしているので、バッテリ５５に流入する熱媒体から熱を汲み上げ、当該バッテリ５５に流入する熱媒体の温度を的確に低下させ、バッテリ５５において許容される範囲に低下させることが可能となる。そして、冷媒は流路切換装置６０でバッテリ５５側に分流された熱媒体から熱を汲み上げることになるので、ヒータコア２３による暖房能力は確保される。

【0130】

また、実施例では冷媒－熱媒体熱交換器６４への冷媒の流入を制御するための補助膨張弁７３を設けているので、冷媒－熱媒体熱交換器６４により熱媒体から熱を汲み上げる必要が無い補助暖房モードや、熱媒体の温度を下げる必要が無い車両搭載機器加熱モードでは、補助膨張弁７３により冷媒－熱媒体熱交換器６４に冷媒を流さないようにして、圧縮機２の負荷を軽減することができるようになる。

【0131】

特に、実施例ではバッテリ５５を加熱する必要があり、且つ、放熱器４の暖房能力が不足していない場合、空調コントローラ３２が補助膨張弁７３により冷媒－熱媒体熱交換器６４への冷媒の流入を阻止し、熱媒体循環回路６１を第１の熱媒体循環モードとする車両搭載機器加熱モードを実行するようにしたので、バッテリ５５の加熱が必要であって、放熱器４の暖房能力が不足していないときに、冷媒－熱媒体熱交換器６４に冷媒を流さずに、熱媒体加熱ヒータ６６によるバッテリ５５の加熱を効果的に行うことができるようになる。

【0132】

一方、バッテリ５５を加熱する必要があり、且つ、放熱器４の暖房能力が不足している場合、空調コントローラ３２が補助膨張弁７３により冷媒－熱媒体熱交換器６４に冷媒を流し、熱媒体循環回路６１を第１の熱媒体循環モードとする第１の車両搭載機器加熱／補助暖房モードを実行するようにしたので、バッテリ５５の加熱と、冷媒－熱媒体熱交換器６４にて汲み上げられた熱を放熱器４に搬送することによる車室内の暖房補助の双方を実現することができるようになる。

【0133】

ここで、第１の車両搭載機器加熱／補助暖房モードにおいてバッテリ５５に流入する熱媒体の温度Ｔｗｉｎが所定の許容値Ｔ２より高くなった場合、空調コントローラ３２が補助膨張弁７３により冷媒－熱媒体熱交換器６４に冷媒を流し、熱媒体循環回路６１を第２の熱媒体循環モードとする第２の車両搭載機器加熱／補助暖房モードを実行するようにしたので、バッテリ５５の加熱と、ヒータコア２３による暖房補助の双方を実現することができるようになる。

【0134】

特に、この場合は冷媒－熱媒体熱交換器６４にて汲み上げられた熱を冷媒で放熱器４に搬送することによる車室内の暖房補助も合わせて行われると共に、バッテリ５５に流入する熱媒体は冷却されるので、熱媒体加熱ヒータ６６の発熱量を増大させてヒータコア２３による暖房能力を増大させても、バッテリ５５に流入する熱媒体の温度を許容される値に適切に維持し、バッテリ５５の劣化を防止することができるようになる。

【0135】

また、バッテリ５５を加熱する必要が無く、且つ、放熱器４の暖房能力が不足している場合、空調コントローラ３２が補助膨張弁７３により冷媒－熱媒体熱交換器への冷媒の流入を阻止し、熱媒体循環回路６１を第３の熱媒体循環モードとする補助暖房モードを実行するようにしたので、バッテリ５５を加熱するための熱媒体加熱ヒータ６６を利用して、効果的に車室内の暖房補助を行うことができるようになる。

【0136】

更に、実施例では空調コントローラ３２が、バッテリ温度ＴＢ、又は、当該バッテリ５５を経た熱媒体の温度Ｔｗｏｕｔが所定値Ｔ１より低い場合、バッテリ５５を加熱する必要があると判断すると共に、放熱器４の風下側の空気の温度である加熱温度ＴＨが目標吹出温度ＴＡＯ、又は、目標ヒータ温度ＴＣＯより低い場合、放熱器４の暖房能力が不足していると判断するようにしているので、上記各モード（補助暖房モード、車両搭載機器加熱モード、第１の車両搭載機器加熱／補助暖房モード、第２の車両搭載機器加熱／補助暖房モード）を円滑に実現することができるようになる。

【0137】

また、実施例のように空調コントローラ３２が、バッテリ５５の加熱に必要な熱量や、放熱器４の暖房能力が不足する分の熱量に基づいて、熱媒体加熱ヒータ６６の必要熱量（ＴＧＱｈｔｒ１～３）を算出するようにしているので、バッテリ５５を加熱するための熱媒体加熱ヒータ６６を利用して、バッテリ５５の加熱と車室内の暖房補助を的確に両立させることができるようになる。

【0138】

尚、実施例では図７のステップＳ７で熱媒体加熱ヒータ６６の必要熱量ＴＧＱｈｔｒ３を算出し、ステップＳ４で入口熱媒体温度Ｔｗｉｎが許容値Ｔ２より高くなるか否かで、第１の車両搭載機器加熱／補助暖房モードと、第２の車両搭載機器加熱／補助暖房モードを切り換えるようにしたが、それに限らず、冷媒－熱媒体熱交換器６４で熱を汲み上げられる限界が実施例のように１ｋＷであるときに、バッテリ５５の加熱が必要で、且つ、放熱器４の暖房能力が不足する場合で、暖房補助の必要熱量ＴＧＱｈｔｒ１が１ｋＷ以下の場合には第１の車両搭載機器加熱／補助暖房モードを実行し、ＴＧＱｈｔｒ１が１ｋＷより大きい場合、即ち、第１の車両搭載機器加熱／補助暖房モードによっても放熱器４の暖房能力が不足する場合に、第２の車両搭載機器加熱／補助暖房モードを実行するように切り換えてもよい。

【0139】

また、実施例では車両搭載機器としてバッテリ５５を採り上げたが、それに限らず、請求項１０以外の発明では走行用の電動モータやそれを駆動するインバータ装置等にも本発明は有効である。

【0140】

更に、実施例で説明した空調コントローラ３２の構成、車両用空気調和装置１のヒートポンプ装置ＨＰや熱媒体循環回路６１の構成はそれに限定されるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であることは云うまでもない。

【符号の説明】

【0141】

１ 車両用空気調和装置
２ 圧縮機
４ 放熱器
６ 室外膨張弁
７ 室外熱交換器
２３ ヒータコア
３２ 空調コントローラ（制御装置）
５５ バッテリ（車両搭載機器）
６０ 流路切換装置
６１ 熱媒体循環回路
６２ 循環ポンプ（循環装置）
６４ 冷媒－熱媒体熱交換器
６６ 熱媒体加熱ヒータ（加熱装置）
７３ 補助膨張弁（流路制御装置）
７６ バッテリ温度センサ
７７ 熱媒体出口温度センサ
７８ 熱媒体入口温度センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】