自動車用温調システム
【課題】車内の空調、電装品の冷却及びバッテリの温調を行うことができ、かつ、バッテリの電力消費の増加を抑制することができる自動車用温調システムの提供。
【解決手段】自動車用温調システム１０は、冷媒回路１２と、制御装置６０と、を備えている。冷媒回路１２は、圧縮機８０、四路切替弁８１、空調用熱交換器２１、バッテリ用熱交換器３２及び冷却器４２を含む。空調用熱交換器２１は、車内を空調するためのものである。バッテリ用熱交換器３２は、バッテリ３１の温調を行う。冷却器４２は、電装品４１を冷却する。また、制御装置６０は、空調用熱交換器２１、バッテリ用熱交換器３２及び冷却器４２におけるそれぞれの熱交換量を制御可能である。
【解決手段】自動車用温調システム１０は、冷媒回路１２と、制御装置６０と、を備えている。冷媒回路１２は、圧縮機８０、四路切替弁８１、空調用熱交換器２１、バッテリ用熱交換器３２及び冷却器４２を含む。空調用熱交換器２１は、車内を空調するためのものである。バッテリ用熱交換器３２は、バッテリ３１の温調を行う。冷却器４２は、電装品４１を冷却する。また、制御装置６０は、空調用熱交換器２１、バッテリ用熱交換器３２及び冷却器４２におけるそれぞれの熱交換量を制御可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車や電気自動車等の自動車用温調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ハイブリッド車や電気自動車において、空調用冷凍サイクルを利用して走行用の電力源となるバッテリの温調を行う自動車用温調システムが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開平１１−３３７１９３号公報）に開示されている発熱体冷却装置では、車内空調用の冷媒回路に、バッテリに相当するモータを冷却するための冷却器が接続されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ハイブリッド車や電気自動車には、バッテリ以外にも冷却が必要な電装品が搭載されている。このため、特許文献１に開示されている発熱体冷却装置では、バッテリ以外の電装品を冷却するための冷却装置を別途車に搭載する必要があるが、別途搭載される冷却装置の重量によっては、車全体の重量が大きくなることでバッテリの電力消費が増加してしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、車内の空調、電装品の冷却及びバッテリの温調を行うことができ、かつ、バッテリの電力消費の増加を抑制することができる自動車用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】
【０００６】
本発明の第１観点に係る自動車用温調システムは、冷媒回路と、制御装置と、を備えている。冷媒回路は、圧縮機、四路切替弁、空調用熱交換器、バッテリ用熱交換器及び冷却器を含む。空調用熱交換器は、車内を空調するためのものである。バッテリ用熱交換器は、バッテリの温調を行う。冷却器は、電装品を冷却する。また、制御装置は、空調用熱交換器、バッテリ用熱交換器及び冷却器におけるそれぞれの熱交換量を制御可能である。
【０００７】
本発明の第１観点に係る自動車用温調システムでは、冷媒回路に、空調用熱交換器、バッテリ用熱交換器及び冷却器が含まれている。このため、この冷媒回路を車に搭載することで、電装品を冷却するための冷却装置を別途搭載しなくても、電装品の冷却、バッテリの温調、及び、車内の空調を行うことができる。したがって、この自動車用温調システムでは、電装品を冷却するための冷却装置を別途搭載する場合と比較して、軽量化を図ることができる。
【０００８】
これによって、車内の空調、電装品の冷却及びバッテリの温調を行うことができ、かつ、バッテリの電力消費の増加を抑制することができる。
【０００９】
本発明の第２観点に係る自動車用温調システムは、第１観点の自動車用温調システムにおいて、冷媒回路は、空調用制御弁と、バッテリ用制御弁と、冷却器用制御弁と、を含む。空調用制御弁は、主として空調用熱交換器における熱交換量を制御するためのものである。バッテリ用制御弁は、バッテリ用熱交換器における熱交換量を制御するためのものである。冷却器用制御弁は、冷却器における熱交換量を制御するためのものである。この自動車用温調システムでは、空調用熱交換器、バッテリ用熱交換器及び冷却器のそれぞれの熱交換量を、制御弁によって制御することができる。
【００１０】
本発明の第３観点に係る自動車用温調システムは、第１観点又は第２観点の自動車用温調システムにおいて、圧縮機は、冷却器で熱交換された冷媒を圧縮機内の高圧空間に導くための供給部を含む。この自動車用温調システムでは、冷却器において熱交換された冷媒が供給部によって圧縮機内の高圧空間に導かれることで、例えば、冷却器において熱交換された冷媒が圧縮機内の低圧空間に導かれる場合と比較して、圧縮機動力の増加を抑えることができる。
【００１１】
本発明の第４観点に係る自動車用温調システムは、第１観点の自動車用温調システムにおいて、冷媒回路は、空調用制御弁と、バッテリ用制御弁と、ポンプと、を含む。空調用制御弁は、主として空調用熱交換器における熱交換量を制御するためのものである。バッテリ用制御弁は、バッテリ用熱交換器における熱交換量を制御するためのものである。ポンプは、冷却器における熱交換量を制御するためのものである。この自動車用温調システムでは、空調用熱交換器及びバッテリ用熱交換器のそれぞれの熱交換量を制御弁によって制御することができ、冷却器の熱交換量をポンプによって制御することができる。
【００１２】
本発明の第５観点に係る自動車用温調システムは、第１観点又は第２観点の自動車用温調システムにおいて、圧縮機は、低段側圧縮機構で圧縮された冷媒を高段側圧縮機構でさらに圧縮する二段圧縮機である。また、冷却器において熱交換を行った高圧液冷媒は、高段側圧縮機構の吸入側に流れる。この自動車用温調システムでは、冷却器において電装品と熱交換を行った冷媒が、高段側圧縮機構の吸入側に流れるため、例えば、低段側圧縮機構の吸入側に流れる場合と比較して、圧縮機の負担を軽減することができる。
【００１３】
本発明の第６観点に係る自動車用温調システムは、第１観点又は第２観点に係る自動車用温調システムにおいて、冷媒回路は、圧縮機の吐出部と四路切替弁とを接続する吐出側冷媒配管を含む。また、吐出側冷媒配管は、冷却器において熱交換を行った高圧液冷媒を、吐出側冷媒配管に流すためのエジェクタ部を有する。この自動車用温調システムでは、冷却器において熱交換を行った高圧液冷媒が、エジェクタ部によって圧縮機の吐出側に流れるため、冷却器において熱交換を行った高圧液冷媒が圧縮機の吸入側に流れる場合と比較して、圧縮機動力の増加を抑えることができる。
【００１４】
本発明の第７観点に係る自動車用温調システムは、第１観点から第６観点のいずれかの自動車用温調システムにおいて、冷媒回路は、外気用熱交換器と、空調用制御弁と、第１冷媒配管と、第２冷媒配管と、第１冷却器用冷媒配管と、第２冷却器用冷媒配管と、を含む。外気用熱交換器は、外気と熱交換を行う。空調用制御弁は、主として空調用熱交換器における熱交換量を制御するためのものである。第１冷媒配管は、外気用熱交換器と、空調用制御弁とを接続する配管である。第２冷媒配管は、空調用制御弁と空調用熱交換器とを接続する配管である。第１冷却器用冷媒配管は、第１冷媒配管から分岐している配管である。また、第１冷却器用冷媒配管は、第１冷媒配管を流れる冷媒を、冷却器に流すための配管である。第２冷却器用冷媒配管は、第２冷媒配管から分岐している配管である。また、第２冷却器用冷媒配管は、第２冷媒配管を流れる冷媒を、冷却器に流すための配管である。さらに、第１冷却器用冷媒配管には、冷却器側から第１冷媒配管側への冷媒の流れを阻止する第１逆止弁が設けられている。第２冷却器用冷媒配管には、冷却器側から第２冷媒配管側への冷媒の流れを阻止する第２逆止弁が設けられている。この自動車用温調システムでは、第１逆止弁及び第２逆止弁が設けられていることで、冷却器において熱交換を行うための冷媒が、第１冷媒配管及び第２冷媒配管に逆流することを防止することができる。
【００１５】
本発明の第８観点に係る自動車用温調システムは、第１観点から第７観点のいずれかの自動車用温調システムにおいて、空調用熱交換器は、第１熱交換部と、第２熱交換部と、を含む。第２熱交換部は、膨張機構を介して第１熱交換部に接続されている。このため、この自動車用温調システムでは、車内の暖房時に膨張機構が制御されることで、車内の除湿を行うことができる。
【００１６】
これによって、暖房時に車窓が曇るおそれを低減することができる。
【００１７】
本発明の第９観点に係る自動車用温調システムは、第１観点から第８観点のいずれかの自動車用温調システムにおいて、制御装置は、電装品不使用モードと、空調停止モードと、を実行可能な実行部を有する。電装品不使用モードは、車内の空調及びバッテリの温調が行われ、かつ、電装品の冷却が行われないモードである。空調停止モードは、バッテリの温調及び電装品の冷却が行われ、かつ、車内の空調が行われないモードである。この自動車用温調システムでは、電装品不使用モードや空調停止モードが実行されることで、車内の空調、バッテリの温調及び電装品の冷却が常に行われている場合と比較して、バッテリの電力消費を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１観点に係る自動車用温調システムでは、車内の空調、電装品の冷却及びバッテリの温調を行うことができ、かつ、バッテリの電力消費の増加を抑制することができる。
【００１９】
本発明の第２観点に係る自動車用温調システムでは、空調用熱交換器、バッテリ用熱交換器及び冷却器のそれぞれの熱交換量を、制御弁によって制御することができる。
【００２０】
本発明の第３観点に係る自動車用温調システムでは、冷却器において熱交換された冷媒が圧縮機内の低圧空間に導かれる場合と比較して、圧縮機動力の増加を抑えることができる。
【００２１】
本発明の第４観点に係る自動車用温調システムでは、空調用熱交換器及びバッテリ用熱交換器のそれぞれの熱交換量を制御弁によって制御することができ、冷却器の熱交換量をポンプによって制御することができる。
【００２２】
本発明の第５観点に係る自動車用温調システムでは、冷却器において電装品と熱交換を行った冷媒が低段側圧縮機構の吸入側に流れる場合と比較して、圧縮機の負担を軽減することができる。
【００２３】
本発明の第６観点に係る自動車用温調システムでは、冷却器において熱交換を行った高圧液冷媒が圧縮機の吸入側に流れる場合と比較して、圧縮機動力の増加を抑えることができる。
【００２４】
本発明の第７観点に係る自動車用温調システムでは、冷却器において熱交換を行うための冷媒が、第１冷媒配管及び第２冷媒配管に逆流することを防止することができる。
【００２５】
本発明の第８観点に係る自動車用温調システムでは、暖房時に車窓が曇るおそれを低減することができる。
【００２６】
本発明の第９観点に係る自動車用温調システムでは、車内の空調、バッテリの温調及び電装品の冷却が常に行われている場合と比較して、バッテリの電力消費を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る自動車用温調システムの概略図。
【図２】自動車用温調システムの備える制御装置の制御ブロック図。
【図３】変形例Ａに係る自動車用温調システムの備える冷媒回路の概略図。
【図４】変形例Ｂに係る自動車用温調システムの備える冷媒回路の概略図。
【図５】吐出側冷媒配管の断面図であって、エジェクタ部を説明するための図。
【図６】変形例Ｃに係る自動車用温調システムの備える冷媒回路の概略図。
【図７】変形例Ｄに係る自動車用温調システムの備える冷媒回路の概略図。
【図８】変形例Ｅに係る自動車用温調システムの備える冷媒回路の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら本発明の１実施形態に係る自動車用温調システム１０について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００２９】
（１）全体構成
自動車用温調システム１０は、ハイブリッド車や電気自動車等のバッテリ３１が走行用の電力源である車に用いられる温調システムであって、温調装置１１と、制御装置６０とを備えている。温調装置１１は、単一の冷媒を用いて車内の空調、バッテリ３１の温調及びバッテリ３１以外の電装品４１の冷却を行うことが可能な１つの冷媒回路１２を備えている。制御装置６０は、温調装置１１の備える各種機器を制御するための装置である。この自動車用温調システム１０では、制御装置６０が温調装置１１の備える各種機器を制御することで、車内の空調、バッテリ３１の温調、及び、バッテリ３１以外の電装品４１の冷却が行われる。
【００３０】
（２）詳細構成
（２−１）温調装置の構成
温調装置１１は、図１に示すように、主に、圧縮機８０、四路切替弁８１、外気用熱交換器８２、空調用熱交換器２１、バッテリ用熱交換器３２及び冷却器４２を含む蒸気圧縮式の冷媒回路１２を備えている。また、冷媒回路１２は、主冷媒回路１３と、第１分岐配管１４と、第２分岐配管１５と、を有する。主冷媒回路１３には、空調ユニット２０に含まれる空調用熱交換器２１が接続されている。第１分岐配管１４は、主冷媒回路１３から分岐しており、温調ユニット３０に含まれるバッテリ用熱交換器３２が接続されている。第２分岐配管１５は、主冷媒回路１３から分岐しており、冷却ユニット４０に含まれる冷却器４２が接続されている。
【００３１】
（２−１−１）主冷媒回路の構成
主冷媒回路１３には、図１に示すように、圧縮機８０と、外気と熱交換を行う外気用熱交換器８２と、空調用制御弁８３と、車内を空調するための空調用熱交換器２１と、が順に接続されている。
【００３２】
圧縮機８０は、回転数が可変なインバータ式の圧縮機であって、吸入したガス冷媒を圧縮するためのものである。また、本実施形態の圧縮機８０は、圧縮機８０内の高圧空間に冷媒を導くためのインジェクションポート８０ａを有しており、冷却器４２において熱交換が行われた冷媒は、インジェクションポート８０ａを介して圧縮機８０の圧縮過程途中に吸入される。
【００３３】
空調用制御弁８３は、外気用熱交換器８２と空調用熱交換器２１との間の冷媒圧力の調整や冷媒流量の調整等を行うための電動膨張弁であって、主に、空調用熱交換器２１における熱交換量を制御する。
【００３４】
外気用熱交換器８２は、外気を熱源として冷媒と熱交換を行うためのものであり、外ファン８４が外気用熱交換器８２に接触する空気流れを生成することで、外気と外気用熱交換器８２を流れる冷媒とを熱交換させることができる。
【００３５】
空調用熱交換器２１は、車内の空気を熱源として冷媒と熱交換を行うためのものであり、内ファン２５が空調用熱交換器２１に接触する空気流れを生成することで、車内の空気と空調用熱交換器２１を流れる冷媒とを熱交換させることができる。
【００３６】
また、空調用熱交換器２１は、図１に示すように、第１熱交換部２２と、膨張機構である制御弁２４を介して第１熱交換部２２に接続される第２熱交換部２３と、を有する。制御弁２４は、第１熱交換部２２と第２熱交換部２３との間の冷媒圧力の調整や冷媒流量の調整等を行うための電動膨張弁であって、その弁開度が調整されることで、第１熱交換部２２及び第２熱交換部２３を凝縮器或いは蒸発器として機能させたり、第１熱交換部２２又は第２熱交換部２３のいずれか一方を凝縮器或いは蒸発器として機能させたりすることができる。なお、空調用熱交換器２１は、制御弁２４及び内ファン２５と共に、空調ユニット２０を構成している。
【００３７】
また、主冷媒回路１３に接続されている四路切替弁８１は、主冷媒回路１３を流れる冷媒の流路を変更する切替機構を構成している。四路切替弁８１は、圧縮機８０の吐出側と外気用熱交換器８２と接続し、かつ、空調用熱交換器２１と圧縮機８０の吸入側とを接続する第１状態（図１の実線参照）と、圧縮機８０の吐出側と空調用熱交換器２１とを接続し、かつ、外気用熱交換器８２と圧縮機８０の吸入側とを接続する第２状態（図１の破線参照）とに切り替わることで、主冷媒回路１３における冷媒の循環方向が可逆に構成されている。
【００３８】
なお、以下では、説明の便宜上、主冷媒回路１３に含まれる冷媒配管のうち、外気用熱交換器８２と空調用制御弁８３とを接続する冷媒配管を第１冷媒配管１３ａといい、空調用熱交換器２１と空調用制御弁８３とを接続する冷媒配管１３ｅの一部であって第１熱交換部２２と制御弁２４とを接続する配管を第２冷媒配管１３ｂという。
【００３９】
（２−１−２）温調ユニットの構成
温調ユニット３０は、バッテリ用熱交換器３２と、バッテリ用制御弁３３，３４と、を有する。また、温調ユニット３０は、第１分岐配管１４によって主冷媒回路１３に接続されている。
【００４０】
第１分岐配管１４は、一端が高圧液冷媒の流れる冷媒配管（一般に、凝縮器として機能する熱交換器の出口側）に接続されており、他端が低圧液冷媒の流れる冷媒配管（一般に蒸発器として機能する熱交換器の入口側）に接続された配管である。なお、本実施形態では、第１分岐配管１４は、図１に示すように、空調用制御弁８３、第２熱交換部２３及び制御弁２４を迂回するように、一端が第１冷媒配管１３ａに接続されており、他端が第２冷媒配管１３ｂに接続されている。
【００４１】
バッテリ用熱交換器３２は、バッテリ３１を温調するための冷媒ジャケットであって、内部に冷媒が流れる冷媒通路を有している。バッテリ用熱交換器３２において、冷媒通路を流れる冷媒とバッテリ３１との間で熱交換が行われることで、バッテリ３１が温調されることになる。なお、バッテリ用熱交換器３２の具体的構成は、温調するバッテリ３１の形状等に応じた形態に設計される。
【００４２】
バッテリ用制御弁３３，３４は、第１分岐配管１４を流れる冷媒圧力の調整や冷媒流量の調整等を行うための電動膨張弁であって、主に、バッテリ用熱交換器３２における熱交換量を制御する。具体的には、バッテリ用制御弁３３，３４は、２つの膨張弁（以下の説明では、図１において符号３３で示すバッテリ用制御弁を第１膨張弁といい、図１において符号３４で示すバッテリ用膨張弁を第２膨張弁という）を有しており、第１膨張弁３３及び第２膨張弁３４は、図１に示すように、バッテリ用熱交換器３２を挟むように配置されている。より詳しくは、第１膨張弁３３及び第２膨張弁３４は、モータ等により弁開度（すなわち、絞り量）が連続的に制御可能な制御弁であって、第１分岐配管１４を流れる高圧液冷媒を任意の中間圧力まで減圧したり、中間圧冷媒（気液二相冷媒）をさらに低圧圧力まで減圧したりする。第１膨張弁３３又は第２膨張弁３４の弁開度が調整されることで、高圧液冷媒を任意の中間圧力に減圧してバッテリ３１の冷却温度を所定の温度範囲（主冷媒回路１３を流れる冷媒の凝縮温度から蒸発温度までの間の温度範囲）で自由に調整することができるため、バッテリ３１の冷却温度を所望の温度に設定することができる。この結果、バッテリ３１の温度を最適温度範囲内で維持することができる。なお、ここでは、最適温度範囲は、２０℃から４０℃の間の範囲とするが、これに限定されず、最適温度範囲は、バッテリ３１に結露が発生しない温度であってバッテリ３１の使用可能な温度範囲であればよく、バッテリ３１の放充電に適した温度範囲内であることが好ましい。
【００４３】
なお、本実施形態では、発熱体であるバッテリ３１は、バッテリ３１からの外部への放熱が抑制されるように、例えばケーシングに収納されるなどして、外気と断熱されている。しかしながら、バッテリ３１周辺の構成は、これに限定されず、バッテリ３１が外気と断熱されていなくてもよい。ただし、バッテリ３１の排熱を暖房時に熱源として利用する場合には、バッテリ３１は外気と断熱されていることが好ましい。
【００４４】
（２−１−３）冷却ユニットの構成
冷却ユニット４０は、冷却器４２と、冷却器用制御弁４３と、を有している。また、冷却ユニット４０は、第２分岐配管１５によって主冷媒回路１３に接続されている。
【００４５】
第２分岐配管１５は、図１に示すように、圧縮機８０から吐出され凝縮器として機能する熱交換器（ここでは、冷房時には、外気用熱交換器８２であり、暖房時には、空調用熱交換器２１の第１熱交換部２２である）から流れてきた高圧液冷媒が冷却器４２に流れるように主冷媒回路１３に接続されている。具体的には、第２分岐配管１５は、第２冷媒配管１３ｂを流れる冷媒を冷却器４２に流すための第１分岐管１５ａと、第１冷媒配管１３ａを流れる冷媒を冷却器４２に流すための第２分岐管１５ｂと、を含む。第１分岐管１５ａは、一端が第１分岐配管１４の一部の配管（第２冷媒配管１３ｂと第１膨張弁３３とを接続する配管）１４ａを介して第２冷媒配管１３ｂに接続されており、他端が圧縮機８０のインジェクションポート８０ａに接続されている。第２分岐管１５ｂは、一端が第１冷媒配管１３ａに接続されており、他端が第１分岐配管１４の配管１４ａと第１分岐管１５ａとの接続点Ａと冷却器用制御弁４３との間に接続されている。
【００４６】
なお、本実施形態では、第１分岐管１５ａの一端は、配管１４ａの途中に接続されているが、これに限定されず、第１分岐管１５ａの一端が第２冷媒配管１３ｂに接続されていてもよい。また、本実施形態では、第２分岐管１５ｂの一端は、第１冷媒配管１３ａに接続されているが、これに限定されず、第２分岐管１５ｂの一端が、第１分岐配管１４の一部であって、第１冷媒配管１３ａと第２膨張弁３４とを接続する配管１４ｂの途中に接続されていてもよい。
【００４７】
冷却器４２は、電装品４１（モータやインバータ或いはコンバータ等）を冷却するための熱交換器であって、内部に冷媒が流れる冷媒通路を有している。冷却器４２では、冷媒通路を流れる高圧液冷媒と電装品４１との間で熱交換が行われることで、電装品４１の冷却を行う。なお、冷却器４２の具体的構成は、冷却する電装品４１の形状等に応じた形態に設計される。また、本実施形態における電装品４１には、バッテリ３１は含まれないものとする。
【００４８】
冷却器用制御弁４３は、冷却器４２に流れる冷媒の流量の調整を行うための電動膨張弁であって、主に、冷却器４２における熱交換量を制御する。なお、本実施形態では、冷却器用制御弁４３は、第１分岐管１５ａにおいて接続点Ｂと冷却器４２との間に設けられている。また、本実施形態では、冷却器用制御弁４３は、制御装置６０において、冷却器４２の出口側の過熱度が算出され、算出された過熱度に応じて弁開度が調整（いわゆる過熱度制御）されている。さらに、本実施形態では、冷却器用制御弁４３として電動膨張弁が用いられているが、冷却器４２に流れる冷媒の流量調整が可能であれば膨張弁でなくてもよい。
【００４９】
また、第１分岐管１５ａ及び第２分岐管１５ｂには、主冷媒回路１３側から冷却器４２側に向かう冷媒の流れのみを許容する第１逆止弁４４及び第２逆止弁４５がそれぞれ設けられている。第１逆止弁４４及び第２逆止弁４５が設けられていることで、冷却器４２において熱交換を行うための高圧液冷媒が、第１冷媒配管１３ａ及び第２冷媒配管１３ｂに逆流することを阻止することができる。第１逆止弁４４は、図１に示すように、第１分岐管１５ａにおいて接続点Ａと冷却器用制御弁４３との間に配置されている。
【００５０】
なお、本実施形態では、冷却器用制御弁４３は、冷却器４２の入口側（上流側）に設けられているが、これに限定されず、冷却器４２の出口側（下流側）に、又は、冷却器４２の入口側及び出口側の両方に設けられていてもよい。このような構成であれば、冷却器４２において冷媒温度が低下し過ぎて電装品４１に結露が発生するおそれを低減することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、第１分岐管１５ａの入口側端部が第１分岐配管１４に接続されており、第２分岐管１５ｂの入口側端部が第１冷媒配管１３ａに接続されているが、冷却器４２に高圧液冷媒が流入すればよいため、第１分岐管１５ａ及び第２分岐管１５ｂの冷媒入口側が、外気用熱交換器８２及び第１熱交換部２２の中間あたりに接続されていてもよい。
【００５２】
さらに、本実施形態では、発熱体である電装品４１は、電装品４１からの外部への放熱が抑制されるように、例えばケーシングに収納されるなどして、外気と断熱されている。しかしながら、電装品４１周りの構成は、これに限定されず、電装品４１が外気と断熱されていなくてもよい。ただし、電装品４１の排熱を暖房時に熱源として利用する場合には、電装品４１は外気と断熱されていることが好ましい。
【００５３】
（２−２）制御装置の構成
制御装置６０は、図２に示すように、温調装置１１の有する各種機器と接続されており、車内の空調、バッテリ３１の温調及び電装品４１の冷却等を行うために各種機器の動作制御を行う。より詳しくは、制御装置６０は、空調用制御弁８３及び制御弁２４の弁開度や内ファン２５の回転数を調整する制御を行うことで空調用熱交換器２１における熱交換量を制御したり、バッテリ用制御弁３３，３４の弁開度を調整する制御を行うことでバッテリ用熱交換器３２における熱交換量を制御したり、冷却器用制御弁４３の弁開度を調整する制御を行うことで冷却器４２における熱交換量を制御したりする。
【００５４】
また、制御装置６０は、ユーザによって操作される操作スイッチ９０と接続されている。操作スイッチ９０には、空調作動スイッチや風量調整スイッチ等が含まれており、制御装置６０は、操作スイッチ９０からの信号に基づいて車内の空調（冷房や暖房等）を行う。
【００５５】
さらに、制御装置６０は、各種機器を制御することで記憶部６２に記憶されている各種モードを実行する実行部６１を有している。各種モードには、通常運転モード、電装品不使用モード及び空調停止モードが含まれる。なお、実行部６１は、操作スイッチ９０によるユーザからの指令や各種センサ（圧力センサや温度センサ等）の検知結果に基づいて各モードのいずれかを実行する。
【００５６】
通常運転モードは、自動車が走行中であって、操作スイッチ９０によるユーザからの空調作動指令がある場合に実行されるモードである。通常運転モードでは、車内の空調（冷房や暖房等）と、バッテリ３１の温調、及び、電装品４１の冷却が行われるように、各種機器が制御される。
【００５７】
電装品不使用モードは、操作スイッチ９０によるユーザからの空調作動指令がある場合であって、自動車の停車時などのバッテリ３１以外の電装品４１が使用されていないときに実行されるモードである。電装品不使用モードでは、車内の空調（冷房や暖房等）及びバッテリ３１の温調は行われるが、電装品４１の冷却が行われないように、各種機器が制御される。
【００５８】
空調停止モードは、自動車の走行中であって、操作スイッチ９０によるユーザからの空調作動指令がない場合に実行されるモードである。空調停止モードでは、バッテリ３１の温調及び電装品４１の冷却は行われるが、車内の空調（冷房や暖房等）が行われないように、各種機器が制御される。
【００５９】
なお、本実施形態では、各モードは、ユーザからの空調作動指令の有無に応じて実行部６１によって実行されているが、これに限定されず、例えば、バッテリ３１の電力消費の増加が抑制されるように自動的に実行されてもよい。
【００６０】
（３）各モード実行時における各種機器の制御動作
次に、実行部６１による各モード実行時における各種機器の制御動作について説明する。なお、以下では、通常運転モードについては、車内の空調として冷房が実行される場合と、暖房が実行される場合とについて説明している。
【００６１】
（３−１）冷房時の通常運転モード
冷房時の通常運転モードでは、四路切替弁８１が第１状態に切り替えられ、制御弁２４の弁開度が全開となるように調整される。また、圧縮機８０の回転数及び空調用制御弁８３の弁開度は、車内の冷房能力又は除湿能力に応じて調整され、第１膨張弁３３及び第２膨張弁３４の弁開度は、バッテリ３１の温度が最適温度範囲に入るように調整され、冷却器用制御弁４３の弁開度は、冷却器４２の出口側の過熱度に基づいて調整される。
【００６２】
圧縮機８０から吐出された高圧ガス冷媒は、外気用熱交換器８２で外ファン８４により送風される外気と熱交換して、冷却され凝縮する。外気用熱交換器８２から流出した高圧液冷媒は、第１冷媒配管１３ａを流れて空調用制御弁８３に至り、或いは、第１冷媒配管１３ａの途中で第１分岐配管１４又は第２分岐配管１５に流れる。ここで、空調用制御弁８３に至った高圧液冷媒は、空調用制御弁８３で減圧された後に、空調用熱交換器２１に流入する。空調用熱交換器２１では、流入した液冷媒が内ファン２５により送風される車内空気と熱交換を行い、液冷媒が蒸発するとともに空気を冷却し、車内の冷房を行う。蒸発したガス冷媒は、四路切替弁８１を介して圧縮機８０に吸入される。
【００６３】
また、第１冷媒配管１３ａの途中で第１分岐配管１４に流れた高圧液冷媒は、第２膨張弁３４で中間圧力まで減圧された後に、バッテリ用熱交換器３２に流入する。バッテリ用熱交換器３２では、流入した液冷媒の一部が、バッテリ３１から吸熱して蒸発することによりバッテリ３１を冷却する。また、バッテリ用熱交換器３２から流出した液冷媒は、第１膨張弁３３で低圧圧力まで減圧された後に、第２冷媒配管１３ｂを流れる冷媒に合流する。
【００６４】
さらに、第１冷媒配管１３ａの途中で第２分岐配管１５に流れた高圧液冷媒は、冷却器用制御弁４３を介して冷却器４２に流れる。そして、冷却器４２に流入した高圧液冷媒は、電装品４１から吸熱することにより電装品４１を冷却する。また、冷却器４２から流出した冷媒は、インジェクションポート８０ａを通じて圧縮機８０内の高圧空間に吸入される。
【００６５】
このように冷媒回路１２内を冷媒が流れ、空調用制御弁８３の弁開度が調整されることで、空調用熱交換器２１において車内を冷房又は除湿することができる。また、第２膨張弁３４の弁開度が調整されることで、バッテリ３１の温度を任意の温度範囲内に維持することができる。さらに、冷却器用制御弁４３の弁開度が調整されて冷却器４２に高圧液冷媒が流れることで、電装品４１を冷却することができる。また、冷却器４２では、電装品４１からの排熱を吸入した冷媒が、インジェクションポート８０ａを通じて圧縮機８０の圧縮過程途中に吸入されるため、圧縮機８０の平均吸入圧が上昇して圧縮比を低減でき、結果として、圧縮動力を低減することができる。さらに、圧縮機８０から吐出された高圧ガス冷媒は、直ちに外気用熱交換器８２において放熱されるため、冷房能力及び除湿能力の低下を抑えることができる。
【００６６】
（３−２）暖房時の通常運転モード
暖房時の通常運転モードでは、四路切替弁８１が第２状態に切り替えられる。また、圧縮機８０の回転数及び空調用制御弁８３の弁開度は、車内の暖房能力に応じて調整され、制御弁２４の弁開度は、車内の除湿能力に応じて調整され、第１膨張弁３３及び第２膨張弁３４の弁開度は、バッテリ３１の温度が最適温度範囲に入るように調整され、冷却器用制御弁４３の弁開度は、冷却器４２の出口側の過熱度に基づいて調整される。
【００６７】
圧縮機８０から吐出された高圧ガス冷媒は、空調用熱交換器２１の第１熱交換部２２で内ファン２５により送風される車内空気と熱交換を行い、高圧ガス冷媒が凝縮するとともに空気を加熱し、車内の暖房を行う。また、第１熱交換部２２から流出した高圧液冷媒は、第２冷媒配管１３ｂを流れて制御弁２４に至り、或いは、第２冷媒配管１３ｂの途中で第１分岐配管１４に流れる。ここで、制御弁２４に至った高圧液冷媒は、制御弁２４で減圧され又は減圧されずに、第２熱交換部２３に流入する。そして、第２熱交換部２３で内ファン２５により送風される車内空気と熱交換を行うことで凝縮するとともに空気を加熱して車内の暖房を行い、又は、蒸発するとともに空気を冷却して車内の除湿を行う。また、第２熱交換部２３から流出した液冷媒は、空調用制御弁８３に至り、空調用制御弁８３で減圧された後に、外気用熱交換器８２に流入する。外気用熱交換器８２では、流入した液冷媒が、外ファン８４により送風される外気と熱交換を行うことで蒸発する。そして、蒸発したガス冷媒は、四路切替弁８１を介して圧縮機８０に吸入される。
【００６８】
また、第２冷媒配管１３ｂの途中で第１分岐配管１４に流れた高圧液冷媒は、第１膨張弁３３で中間圧力まで減圧された後に、バッテリ用熱交換器３２に流入する。バッテリ用熱交換器３２では、流入した液冷媒の一部が、バッテリ３１から吸熱して蒸発することによりバッテリ３１を冷却する。また、バッテリ用熱交換器３２から流出した液冷媒は、第２膨張弁３４で低圧圧力まで減圧された後に、第１冷媒配管１３ａを流れる冷媒に合流する。
【００６９】
さらに、第２冷媒配管１３ｂの途中で第１分岐配管１４から接続点Ａを介して第２分岐配管１５に流れた高圧液冷媒は、冷却器用制御弁４３を介して冷却器４２に流れる。そして、冷却器４２に流入した高圧液冷媒は、電装品４１から吸熱することにより電装品４１を冷却する。また、冷却器４２から流出した冷媒は、インジェクションポート８０ａを通じて圧縮機８０内の高圧空間に吸入される。
【００７０】
このように冷媒回路１２内を冷媒が流れ、空調用制御弁８３の弁開度が調整されることで、空調用熱交換器２１において車内の暖房又は除湿暖房が行われる。なお、除湿暖房とは、空調用熱交換器２１の第１熱交換部２２が凝縮器として機能し、第２熱交換部２３が蒸発器として機能している状態であるが、制御弁２４の弁開度が調整されることで、第２熱交換部２３における冷媒の蒸発能力が変更されるため、車内の暖房能力及び除湿能力を調整することができる。例えば、制御弁２４の弁開度を小さくする（絞る）ことにより車内の除湿能力を上げることができ、また、制御弁２４の弁開度を大きくする（開く）ことにより、車内の除湿能力を下げる、すなわち、暖房能力を上げることができる。したがって、車内の暖房時には、制御弁２４の弁開度が調整されることで、車内の湿度調整を行うことができる。
【００７１】
また、第１膨張弁３３の弁開度が調整されることで、バッテリ３１の温度を任意の温度範囲内に維持することができる。さらに、冷却器用制御弁４３の弁開度が調整されて冷却器４２に高圧液冷媒が流れることで、電装品４１を冷却することができる。また、冷却器４２において電装品４１からの排熱を吸入した冷媒は、インジェクションポート８０ａを通じて圧縮機８０の圧縮過程途中に吸入されるため、圧縮機８０の平均吸入圧が上昇して圧縮比を低減でき、結果として、圧縮動力を低減することができる。さらに、圧縮機８０から吐出された高圧ガス冷媒は、直ちに空調用熱交換器２１の第１熱交換部２２において放熱されるため、暖房能力を増加させることができる。
【００７２】
（３−３）電装品不使用モード
電装品不使用モードでは、車内の冷房或いは暖房が行われるように、四路切替弁８１の状態が切り替えられるとともに空調用制御弁８３及び制御弁２４の弁開度が調整された状態で、圧縮機８０の回転数が調整される。また、第１膨張弁３３及び第２膨張弁３４の弁開度は、バッテリ３１の温度が最適温度範囲に入るように調整され、冷却器用制御弁４３の弁開度は、全閉となるように調整される。すなわち、電装品不使用モードでは、冷却器用制御弁４３が全閉される以外は、通常運転モードが実行される場合と同様の制御が行われるが、通常運転モードとは異なり、冷却器用制御弁４３が全閉されていることで冷却器４２には高圧液冷媒が流れないことになる。したがって、電装品不使用モードが実行されることで、電装品４１の冷却を行わずに、車内の空調（冷房や暖房等）及びバッテリ３１の温調を行うことができる。
【００７３】
（３−４）空調停止モード
空調停止モードでは、四路切替弁８１が第１状態に切り替えられると共に、空調用制御弁８３及び制御弁２４の弁開度が全開となるように調整された状態で、圧縮機８０の回転数が調整される。また、外ファン８４が駆動されると共に、内ファン２５の駆動は停止される。さらに、第１膨張弁３３及び第２膨張弁３４の弁開度は、バッテリ３１の温度が最適温度範囲に入るように調整され、冷却器用制御弁４３の弁開度は、冷却器４２の出口側の過熱度に基づいて調整される。すなわち、空調停止モードでは、内ファン２５が停止され、かつ、空調用制御弁８３及び制御弁２４が全開とされる以外は、冷房時の通常運転モードと同様の制御が行われるが、通常運転モードとは異なり、内ファン２５が停止されているため車内の空調が行われないことになる。したがって、空調停止モードが実行されることで、車内の空調（冷房及び冷房等）を行わずに、バッテリ３１の温調及び電装品４１の冷却を行うことができる。なお、空調停止モードでは、主に、バッテリ用熱交換器３２及び冷却器４２において冷媒が蒸発するため、通常運転モードが実行されている場合と比較して、圧縮機８０の回転数を低下させることができる。この結果、バッテリ３１の電力消費を抑えることができる。
【００７４】
（４）特徴
（４−１）
従来より、ハイブリッド車や電気自動車において、空調用冷凍サイクルを利用して走行用の電源となるバッテリの冷却を行う自動車用温調システムが提案されている。
【００７５】
しかしながら、従来の自動車用温調システムには、単一の冷媒を用いて、車内の空調、バッテリの温調及び電装品の冷却をそれぞれ所望の温度で行うことができるものはなく、電装品を冷却するための専用の冷却装置（例えば、空冷であれば、ヒートシンクやファン、水冷であれば、冷却ジャケット、ラジエータ、ファン及びポンプを備える装置）を搭載する必要がある。この場合、コストアップになったり、また、搭載される冷凍装置の重量によっては、車全体の重量が大きくなることでバッテリの電力消費が増加してしまったりするという問題がある。一方で、特に電気自動車では、バッテリへの１度の充電で走行できる距離をなるべく長くするために、走行以外で消費される電力を抑えることが望まれている。
【００７６】
そこで、本実施形態では、１つの冷媒回路１２が、車内の空調を行うための空調用熱交換器２１と、バッテリ３１の温調を行うバッテリ用熱交換器３２と、バッテリ３１以外の電装品４１の冷却を行う冷却器４２とを含んでいる。このため、この冷媒回路１２を備える温調装置１１を車に搭載することで、単一の冷媒を用いて、車内の空調、バッテリ３１の温調及び電装品４１の冷却を行うことができる。したがって、従来のように、電装品を冷却するための冷却装置を別途搭載する場合と比較して、温調装置１１の軽量化や小型化を図ることができる。
【００７７】
これによって、車内の空調、電装品４１の冷却及びバッテリ３１の温調を行うことができ、かつ、バッテリ３１の電力消費の増加を抑制することができている。
【００７８】
また、空調用熱交換器２１、バッテリ用熱交換器３２及び冷却器４２におけるそれぞれの熱交換量の制御が可能であるため、空調温度、バッテリ３１の温調温度、及び、電装品４１の冷却温度をそれぞれ異なる温度域に設定することができる。
【００７９】
さらに、電気自動車では、ガソリン車のようにエンジンの排熱を車内暖房に利用することができないため、車内暖房時の熱源としてヒータ等が利用される場合があるが、本実施形態では、冷媒回路１２に車内の空調を行うための空調用熱交換器２１が設けられているため、ヒータを省略、或いは、ヒータを設けたとしてもそのサイズを小さくすることができる。
【００８０】
（４−２）
本実施形態では、空調用熱交換器２１、バッテリ用熱交換器３２及び冷却器４２のそれぞれの熱交換量が、主に、空調用制御弁８３、バッテリ用制御弁３３，３４及び冷却器用制御弁４３の弁開度が調整されることで、制御されている。このため、制御装置６０は、空調用制御弁８３、バッテリ用制御弁３３，３４及び冷却器用制御弁４３の弁開度を調整する制御を行うことで、車内の空調、バッテリ３１の温調及び電装品４１の冷却を実行することができている。
【００８１】
（４−３）
本実施形態では、圧縮機８０がインジェクションポート８０ａを有しており、冷却器４２において熱交換が行われ電装品４１から放熱された冷媒がインジェクションポート８０ａを介して圧縮機８０内の高圧空間に導かれる。このため、例えば、冷却器４２において熱交換された冷媒が圧縮機８０内の低圧空間に導かれる場合と比較して、圧縮機動力の増加を抑えることができている。
【００８２】
また、暖房時には、冷却器４２において電装品４１から放熱された冷媒は、圧縮機８０で圧縮された後に空調用熱交換器２１に流れるため、電装品４１の排熱を暖房に利用することができ、高効率化を期待することができる。
【００８３】
さらに、本実施形態では、高圧液冷媒で電装品４１を冷却し、冷却器４２において冷媒圧力が低下しないようにして、冷却器４２から圧縮機８０内の高圧空間に冷媒が供給されることで、電装品４１の熱負荷による圧縮機動力の増加を抑制することができている。
【００８４】
（４−４）
モータやインバータ等の電装品４１は熱負荷が大きいため、例えば、空調用熱交換器２１を含む主冷媒回路１３に冷却器４２が設けられていると、冷房時には、電装品４１を冷却することにより圧縮機８０の負荷が大きくなり、バッテリ３１の電力消費が増加してしまうという問題がある。また、電装品４１の冷却温度が下がりすぎると、電装品４１に結露が発生するおそれがある。
【００８５】
一方で、バッテリ３１以外の電装品４１は、冷却温度がある程度高くてもその動作に問題が生じない場合が多い。
【００８６】
そこで、本実施形態では、空調用熱交換器２１を含む主冷媒回路１３から分岐した第２分岐配管１５に冷却器４２が設けられている。また、第２分岐配管１５の有する第１分岐管１５ａ及び第２分岐管１５ｂには、主冷媒回路１３側から冷却器４２側に向かう冷媒の流れのみを許容する第１逆止弁４４及び第２逆止弁４５がそれぞれ設けられている。このため、車内の冷房時及び暖房時のいずれの場合であっても冷却器４２に高圧液冷媒を流すことができ、バッテリ３１以外の電装品４１を高温液冷媒で冷却することができる。したがって、電装品４１が結露するおそれを低減することができている。
【００８７】
また、本実施形態では、冷却器４２が主冷媒回路１３から分岐した第２分岐配管１５に設けられており、第２分岐配管１５の一端は圧縮機８０のインジェクションポート８０ａに接続されている。このため、電装品４１を冷却することによる冷房時の圧縮機８０の負荷増加を抑えることができている。
【００８８】
（４−５）
本実施形態では、空調用熱交換器２１が、第１熱交換部２２と、制御弁２４を介して第１熱交換部２２と接続される第２熱交換部２３とを有している。このため、暖房時に制御弁２４の弁開度が調整される制御が行われることで、第１熱交換部２２を凝縮器として機能させ、第２熱交換部２３を蒸発器として機能させることができるため、車内の暖房除湿を実行することができる。これにより、車窓が曇るおそれを低減することができる。また、暖房時に制御弁２４の弁開度が調整されることで、暖房能力を向上させたり、除湿能力を向上させたりすることができる。このように、この自動車用温調システム１０では、制御弁２４の弁開度を調整する制御が行われることで、車内の温度だけでなく車内の湿度も調整することができる。すなわち、この自動車用温調システム１０では、単一の冷媒を用いて、車内の温湿度、バッテリ３１の温調温度、及び、電装品４１の冷却温度を異なる温度（温湿度）域に設定することができる。
【００８９】
（４−６）
本実施形態では、制御装置６０により実行される各モードには、車内の空調、バッテリ３１の温調及び電装品４１の冷却が行われる通常運転モードの他に、電装品４１が使用されていないときに実行される電装品不使用モードや、車内の空調が行われていないときに実行される空調停止モードが含まれる。このため、この自動車用温調システム１０では、車内の空調（本実施形態では、冷暖房及び除湿）と同時に、或いは、車内の空調とは独立して、電装品４１の冷却やバッテリ３１の温調を行うことができる。また、この自動車用温調システム１０では、各種センサの検知結果やユーザからの指令に応じて各モードが実行されるため、通常運転モードが常に行われている場合と比較して、バッテリ３１の電力消費を抑えることができている。
【００９０】
（４−７）
通常、バッテリ３１は、使用可能な温度範囲が決まっており、また、放充電に適した温度が存在する。したがって、バッテリ３１の温調については、精度の高い温度制御が必要となる。
【００９１】
そこで、本実施形態では、他の電装品４１を冷却する冷却器４２とは別に、バッテリ３１を冷却するためだけのバッテリ用熱交換器３２が設けられている。また、バッテリ用制御弁３３，３４の有する第１膨張弁３３及び第２膨張弁３４は、バッテリ用熱交換器３２を挟むように配置されている。このため、第１膨張弁３３又は第２膨張弁３４の弁開度を調整することで、バッテリ３１の冷却温度を任意の温度に設定することができる。また、蒸発温度が一定であるため、バッテリ３１を均一に冷却することができる。
【００９２】
（５）変形例
（５−１）変形例Ａ
上記実施形態では、冷却器４２に流れる冷媒の流量を調整して冷却器４２における熱交換量を制御するために、冷却器用制御弁４３が用いられている。これに代えて、冷却器４２に流れる冷媒の流量を調整可能なポンプが用いられてもよい。
【００９３】
例えば、ポンプとして冷媒ポンプが用いられる場合について、図を用いて説明する。なお、本変形例の自動車用温調システムでは、冷媒回路１１２の構成として、図３に示すように、上記実施形態の冷却器用制御弁４３の代わりに冷媒ポンプ１４３が用いられており、第２分岐配管１５の第１分岐管１５ａの一端が圧縮機１８０の吐出部と四路切替弁８１とを接続する吐出側冷媒配管１３ｃに接続されていること以外は、上記実施形態と同様の構成である。なお、図３では、上記実施形態と同様の構成の機器については、上記実施形態の機器と同様の符号を付している。
【００９４】
冷媒ポンプ１４３は、いわゆるブースタポンプで構成されており、吸い込んだ冷媒を昇圧して吐出するように構成されている。そして、図３に示すように、冷媒ポンプ１４３が第１分岐管１５ａに設けられている場合には、冷媒ポンプ１４３の出力を変更することで冷却器４２における熱交換量を制御することができるため、電装品４１の冷却能力を調整することができる。さらに、冷媒ポンプ１４３が用いられることで、冷却器４２において熱交換が行われた冷媒を吐出側冷媒配管１３ｃに流すことができるため、圧縮機のインジェクションポートが不要となる。また、電装品４１を冷却した後の冷媒が、圧縮機内ではなく、吐出側冷媒配管１３ｃに導かれるため、圧縮機動力が増加しないようにすることができる。
【００９５】
（５−２）変形例Ｂ
上記実施形態では、冷却器４２において熱交換を行った冷媒は、インジェクションポート８０ａを通じて圧縮機８０内の高圧空間に吸入されている。
【００９６】
これに代えて、冷却器において熱交換された冷媒が、圧縮機の吐出部と四路切替弁とを接続する吐出側冷媒配管に戻されてもよい。より詳しくは、吐出側冷媒配管が、冷却器において熱交換を行った高圧液冷媒を吐出側冷媒配管に流すためのエジェクタ部を有していてもよい。なお、以下に説明する本変形例の自動車用温調システムでは、冷媒回路２１２の構成として、図４に示すように、吐出側冷媒配管１３ｃがエジェクタ部８５を有しており、第２分岐配管１５の一端がエジェクタ部８５に接続されていること以外は、上記実施形態と同様の構成である。なお、図４及び図５では、上記実施形態と同様の構成の機器については、上記実施形態の機器と同様の符号を付している。
【００９７】
エジェクタ部８５は、図５に示すように、吐出側冷媒配管１３ｃの内径が部分的に縮径された絞り部８５ａと、第２分岐配管１５において冷却器４２の出口側に接続された配管１５ａａを絞り部８５ａに接続するための接続部８５ｂと、を含む。圧縮機２８０から吐出された冷媒の速度は、絞り部８５ａを通過する時に一時的に増大し、冷媒の圧力が低下する。このとき、絞り部８５ａでの冷媒の圧力低下によって、接続部８５ｂから絞り部８５ａへ冷媒が吸入される。これにより、冷却器４２において熱交換が行われた冷媒が吐出側冷媒配管１３ｃに流入することになる。
【００９８】
本変形例のように吐出側冷媒配管１３ｃがエジェクタ部８５を有していることで、圧縮機のインジェクションポートが不要となる。また、電装品４１を冷却した後の冷媒が圧縮機内ではなく、吐出側冷媒配管１３ｃに導かれるため、圧縮機動力が増加しないようにすることができる。
【００９９】
（５−３）変形例Ｃ
上記実施形態の圧縮機８０は、低段側圧縮機構で圧縮された冷媒を高段側圧縮機構でさらに圧縮する二段圧縮機ではないが、これに代えて、自動車用温調システムの備える冷媒回路に含まれる圧縮機が二段圧縮機であってもよい。以下に、二段圧縮機を含む冷媒回路を備える自動車用温調システムについて説明する。なお、以下に説明する本変形例の自動車用温調システムでは、冷媒回路の構成として、上記実施形態の圧縮機８０の代わりに二段圧縮機が用いられており、第２分岐配管１５の第１分岐管１５ａの一端が低圧側圧縮機構と高圧側圧縮機構との間に接続されていること以外は、上記実施形態と同様の構成である。また、二段圧縮機としては、例えば、２つの圧縮機構が単一の駆動軸に連結されており、この２つの圧縮機構がともに１つのモータによって回転駆動されるいわゆる一軸二段圧縮構造を備えるものや、図６に示す冷媒回路３１２のように、２つの独立した圧縮機３８０ａ，３８０ｂが直列に設けられたものがある。なお、図６では、上記実施形態と同様の構成の機器については、上記実施形態の機器と同様の符号を付している。
【０１００】
なお、一軸二段圧縮構造を備える二段圧縮機であれば、冷却器において熱交換が行われた冷媒が、高段側圧縮機構の吸入側、すなわち、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構との間の中間部に戻るように、第２分岐配管の一端が二段圧縮機に接続される。
【０１０１】
また、図６に示すように、２つの独立した圧縮機３８０ａ，３８０ｂが直列に設けられている場合には、低段側圧縮機構としての圧縮機３８０ａ及び高段側圧縮機構としての圧縮機３８０ｂの回転数を独立制御することで、冷媒の圧力を所定の中間圧にできるため、電装品４１の発熱量に応じて冷媒温度を適切に制御することができる。
【０１０２】
このように、二段圧縮機が用いられることで、冷却器４２において電装品４１と熱交換を行った冷媒が、高段側圧縮機構の吸入側に流れるため、例えば、低段側圧縮機構の吸入側に流れる場合と比較して、圧縮機の負担を軽減することができる。
【０１０３】
（５−４）変形例Ｄ
上記実施形態では、冷却器４２において熱交換を行った冷媒はインジェクションポート８０ａを通じて圧縮機８０内の高圧空間に吸入されているが、これに代えて、図７に示すように、冷却器４２において熱交換を行った冷媒が、圧縮機４８０の吸入部と四路切替弁８１とを接続する吸入側冷媒配管１３ｄに流れるように冷媒回路４１２が構成されていてもよい。なお、本変形例の自動車用温調システムでは、冷媒回路４１２の構成として、第２分岐配管１５の一端が接続点Ｃにおいて吸入側冷媒配管１３ｄに接続されており、冷却器用制御弁４３が、上記実施形態のように第１分岐管１５ａにおいて接続点Ｂと冷却器４２との間ではなく、第１分岐管１５ａにおいて冷却器４２と接続点Ｃとの間に接続されていること以外は、上記実施形態と同様の構成である。なお、図７では、上記実施形態と同様の構成の機器については、上記実施形態の機器と同様の符号を付している。
【０１０４】
冷却器用制御弁４３を冷却器４２の出口側（下流側）に設けることで、冷却器４２において熱交換を行った冷媒を減圧して吸入側冷媒配管１３ｄに戻すことができる。そして、このような構成の冷媒回路４１２を備える自動車用温調システムにおいても、冷媒回路４１２に空調用熱交換器２１、バッテリ用熱交換器３２及び冷却器４２がそれぞれ設けられているため、単一の冷媒を用いて、車内の空調、電装品４１の冷却及びバッテリ３１の温調を行うことができる。
【０１０５】
（５−５）変形例Ｅ
上記実施形態では、冷却器４２が、空調用熱交換器２１の設けられている主冷媒回路１３から分岐した第２分岐配管１５に設けられている。
【０１０６】
これに代えて、冷却器が、主冷媒回路に設けられていてもよい。具体的には、図８に示すように、主冷媒回路５１３において外気用熱交換器８２と空調用制御弁８３とを接続する第１冷媒配管５１３ａに、冷却器用制御弁４３及び冷却器４２が設けられている。なお、図８では、上記実施形態と同様の構成の機器については、上記実施形態の機器と同様の符号を付している。また、冷却器用制御弁４３の代わりにキャピラリが設けられていてもよい。
【０１０７】
また、この場合、図８に示すように、空調用制御弁８３と第１熱交換部２２とが配管１３ｂａで接続されており、配管１３ｂａの途中から分岐した配管１３ｂｂに制御弁２４を介して第２熱交換部２３が配置される。このような構成の冷媒回路５１２を備える自動車用温調システムにおいても、冷媒回路５１２に空調用熱交換器２１、バッテリ用熱交換器３２及び冷却器４２がそれぞれ設けられているため、単一の冷媒を用いて、車内の空調、電装品４１の冷却及びバッテリ３１の温調を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は、車内の空調、電装品の冷却及びバッテリの温調を行うことができ、かつ、バッテリの電力消費の増加を抑制することができる自動車用温調システムに係る発明であり、ハイブリッド車や電気自動車等のバッテリを電力源として走行する車への適用が有効である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０ 自動車用温調システム
１３ａ 第１冷媒配管
１３ｃ 吐出側冷媒配管
１３ｅ 冷媒配管（第２冷媒配管）
１５ａ 第１分岐管（第２冷却器用冷媒配管）
１５ｂ 第２分岐管（第１冷却器用冷媒配管）
２１ 空調用熱交換器
２２ 第１熱交換部
２３ 第２熱交換部
２４ 制御弁（膨張機構）
３１ バッテリ
３２ バッテリ用熱交換器
３３ 第１膨張弁／バッテリ用制御弁
３４ 第２膨張弁／バッテリ用制御弁
４１ 電装品
４２ 冷却器
４３ 冷却器用制御弁
４４ 第１逆止弁
４５ 第２逆止弁
６０ 制御装置
６１ 実行部
８０ 圧縮機
８０ａ インジェクションポート（供給部）
８１ 四路切替弁
８２ 外気用熱交換器
８３ 空調用制御弁
８５ エジェクタ部
１４３ 冷媒ポンプ（ポンプ）
３８０ａ 圧縮機（低段側圧縮機構）
３８０ｂ 圧縮機（高段側圧縮機構）
１２，１１２，２１２，３１２ 冷媒回路
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１０】
【特許文献１】特開平１１−３３７１９３号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車や電気自動車等の自動車用温調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ハイブリッド車や電気自動車において、空調用冷凍サイクルを利用して走行用の電力源となるバッテリの温調を行う自動車用温調システムが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開平１１−３３７１９３号公報）に開示されている発熱体冷却装置では、車内空調用の冷媒回路に、バッテリに相当するモータを冷却するための冷却器が接続されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ハイブリッド車や電気自動車には、バッテリ以外にも冷却が必要な電装品が搭載されている。このため、特許文献１に開示されている発熱体冷却装置では、バッテリ以外の電装品を冷却するための冷却装置を別途車に搭載する必要があるが、別途搭載される冷却装置の重量によっては、車全体の重量が大きくなることでバッテリの電力消費が増加してしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、車内の空調、電装品の冷却及びバッテリの温調を行うことができ、かつ、バッテリの電力消費の増加を抑制することができる自動車用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】
【０００６】
本発明の第１観点に係る自動車用温調システムは、冷媒回路と、制御装置と、を備えている。冷媒回路は、圧縮機、四路切替弁、空調用熱交換器、バッテリ用熱交換器及び冷却器を含む。空調用熱交換器は、車内を空調するためのものである。バッテリ用熱交換器は、バッテリの温調を行う。冷却器は、電装品を冷却する。また、制御装置は、空調用熱交換器、バッテリ用熱交換器及び冷却器におけるそれぞれの熱交換量を制御可能である。
【０００７】
本発明の第１観点に係る自動車用温調システムでは、冷媒回路に、空調用熱交換器、バッテリ用熱交換器及び冷却器が含まれている。このため、この冷媒回路を車に搭載することで、電装品を冷却するための冷却装置を別途搭載しなくても、電装品の冷却、バッテリの温調、及び、車内の空調を行うことができる。したがって、この自動車用温調システムでは、電装品を冷却するための冷却装置を別途搭載する場合と比較して、軽量化を図ることができる。
【０００８】
これによって、車内の空調、電装品の冷却及びバッテリの温調を行うことができ、かつ、バッテリの電力消費の増加を抑制することができる。
【０００９】
本発明の第２観点に係る自動車用温調システムは、第１観点の自動車用温調システムにおいて、冷媒回路は、空調用制御弁と、バッテリ用制御弁と、冷却器用制御弁と、を含む。空調用制御弁は、主として空調用熱交換器における熱交換量を制御するためのものである。バッテリ用制御弁は、バッテリ用熱交換器における熱交換量を制御するためのものである。冷却器用制御弁は、冷却器における熱交換量を制御するためのものである。この自動車用温調システムでは、空調用熱交換器、バッテリ用熱交換器及び冷却器のそれぞれの熱交換量を、制御弁によって制御することができる。
【００１０】
本発明の第３観点に係る自動車用温調システムは、第１観点又は第２観点の自動車用温調システムにおいて、圧縮機は、冷却器で熱交換された冷媒を圧縮機内の高圧空間に導くための供給部を含む。この自動車用温調システムでは、冷却器において熱交換された冷媒が供給部によって圧縮機内の高圧空間に導かれることで、例えば、冷却器において熱交換された冷媒が圧縮機内の低圧空間に導かれる場合と比較して、圧縮機動力の増加を抑えることができる。
【００１１】
本発明の第４観点に係る自動車用温調システムは、第１観点の自動車用温調システムにおいて、冷媒回路は、空調用制御弁と、バッテリ用制御弁と、ポンプと、を含む。空調用制御弁は、主として空調用熱交換器における熱交換量を制御するためのものである。バッテリ用制御弁は、バッテリ用熱交換器における熱交換量を制御するためのものである。ポンプは、冷却器における熱交換量を制御するためのものである。この自動車用温調システムでは、空調用熱交換器及びバッテリ用熱交換器のそれぞれの熱交換量を制御弁によって制御することができ、冷却器の熱交換量をポンプによって制御することができる。
【００１２】
本発明の第５観点に係る自動車用温調システムは、第１観点又は第２観点の自動車用温調システムにおいて、圧縮機は、低段側圧縮機構で圧縮された冷媒を高段側圧縮機構でさらに圧縮する二段圧縮機である。また、冷却器において熱交換を行った高圧液冷媒は、高段側圧縮機構の吸入側に流れる。この自動車用温調システムでは、冷却器において電装品と熱交換を行った冷媒が、高段側圧縮機構の吸入側に流れるため、例えば、低段側圧縮機構の吸入側に流れる場合と比較して、圧縮機の負担を軽減することができる。
【００１３】
本発明の第６観点に係る自動車用温調システムは、第１観点又は第２観点に係る自動車用温調システムにおいて、冷媒回路は、圧縮機の吐出部と四路切替弁とを接続する吐出側冷媒配管を含む。また、吐出側冷媒配管は、冷却器において熱交換を行った高圧液冷媒を、吐出側冷媒配管に流すためのエジェクタ部を有する。この自動車用温調システムでは、冷却器において熱交換を行った高圧液冷媒が、エジェクタ部によって圧縮機の吐出側に流れるため、冷却器において熱交換を行った高圧液冷媒が圧縮機の吸入側に流れる場合と比較して、圧縮機動力の増加を抑えることができる。
【００１４】
本発明の第７観点に係る自動車用温調システムは、第１観点から第６観点のいずれかの自動車用温調システムにおいて、冷媒回路は、外気用熱交換器と、空調用制御弁と、第１冷媒配管と、第２冷媒配管と、第１冷却器用冷媒配管と、第２冷却器用冷媒配管と、を含む。外気用熱交換器は、外気と熱交換を行う。空調用制御弁は、主として空調用熱交換器における熱交換量を制御するためのものである。第１冷媒配管は、外気用熱交換器と、空調用制御弁とを接続する配管である。第２冷媒配管は、空調用制御弁と空調用熱交換器とを接続する配管である。第１冷却器用冷媒配管は、第１冷媒配管から分岐している配管である。また、第１冷却器用冷媒配管は、第１冷媒配管を流れる冷媒を、冷却器に流すための配管である。第２冷却器用冷媒配管は、第２冷媒配管から分岐している配管である。また、第２冷却器用冷媒配管は、第２冷媒配管を流れる冷媒を、冷却器に流すための配管である。さらに、第１冷却器用冷媒配管には、冷却器側から第１冷媒配管側への冷媒の流れを阻止する第１逆止弁が設けられている。第２冷却器用冷媒配管には、冷却器側から第２冷媒配管側への冷媒の流れを阻止する第２逆止弁が設けられている。この自動車用温調システムでは、第１逆止弁及び第２逆止弁が設けられていることで、冷却器において熱交換を行うための冷媒が、第１冷媒配管及び第２冷媒配管に逆流することを防止することができる。
【００１５】
本発明の第８観点に係る自動車用温調システムは、第１観点から第７観点のいずれかの自動車用温調システムにおいて、空調用熱交換器は、第１熱交換部と、第２熱交換部と、を含む。第２熱交換部は、膨張機構を介して第１熱交換部に接続されている。このため、この自動車用温調システムでは、車内の暖房時に膨張機構が制御されることで、車内の除湿を行うことができる。
【００１６】
これによって、暖房時に車窓が曇るおそれを低減することができる。
【００１７】
本発明の第９観点に係る自動車用温調システムは、第１観点から第８観点のいずれかの自動車用温調システムにおいて、制御装置は、電装品不使用モードと、空調停止モードと、を実行可能な実行部を有する。電装品不使用モードは、車内の空調及びバッテリの温調が行われ、かつ、電装品の冷却が行われないモードである。空調停止モードは、バッテリの温調及び電装品の冷却が行われ、かつ、車内の空調が行われないモードである。この自動車用温調システムでは、電装品不使用モードや空調停止モードが実行されることで、車内の空調、バッテリの温調及び電装品の冷却が常に行われている場合と比較して、バッテリの電力消費を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１観点に係る自動車用温調システムでは、車内の空調、電装品の冷却及びバッテリの温調を行うことができ、かつ、バッテリの電力消費の増加を抑制することができる。
【００１９】
本発明の第２観点に係る自動車用温調システムでは、空調用熱交換器、バッテリ用熱交換器及び冷却器のそれぞれの熱交換量を、制御弁によって制御することができる。
【００２０】
本発明の第３観点に係る自動車用温調システムでは、冷却器において熱交換された冷媒が圧縮機内の低圧空間に導かれる場合と比較して、圧縮機動力の増加を抑えることができる。
【００２１】
本発明の第４観点に係る自動車用温調システムでは、空調用熱交換器及びバッテリ用熱交換器のそれぞれの熱交換量を制御弁によって制御することができ、冷却器の熱交換量をポンプによって制御することができる。
【００２２】
本発明の第５観点に係る自動車用温調システムでは、冷却器において電装品と熱交換を行った冷媒が低段側圧縮機構の吸入側に流れる場合と比較して、圧縮機の負担を軽減することができる。
【００２３】
本発明の第６観点に係る自動車用温調システムでは、冷却器において熱交換を行った高圧液冷媒が圧縮機の吸入側に流れる場合と比較して、圧縮機動力の増加を抑えることができる。
【００２４】
本発明の第７観点に係る自動車用温調システムでは、冷却器において熱交換を行うための冷媒が、第１冷媒配管及び第２冷媒配管に逆流することを防止することができる。
【００２５】
本発明の第８観点に係る自動車用温調システムでは、暖房時に車窓が曇るおそれを低減することができる。
【００２６】
本発明の第９観点に係る自動車用温調システムでは、車内の空調、バッテリの温調及び電装品の冷却が常に行われている場合と比較して、バッテリの電力消費を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る自動車用温調システムの概略図。
【図２】自動車用温調システムの備える制御装置の制御ブロック図。
【図３】変形例Ａに係る自動車用温調システムの備える冷媒回路の概略図。
【図４】変形例Ｂに係る自動車用温調システムの備える冷媒回路の概略図。
【図５】吐出側冷媒配管の断面図であって、エジェクタ部を説明するための図。
【図６】変形例Ｃに係る自動車用温調システムの備える冷媒回路の概略図。
【図７】変形例Ｄに係る自動車用温調システムの備える冷媒回路の概略図。
【図８】変形例Ｅに係る自動車用温調システムの備える冷媒回路の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら本発明の１実施形態に係る自動車用温調システム１０について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００２９】
（１）全体構成
自動車用温調システム１０は、ハイブリッド車や電気自動車等のバッテリ３１が走行用の電力源である車に用いられる温調システムであって、温調装置１１と、制御装置６０とを備えている。温調装置１１は、単一の冷媒を用いて車内の空調、バッテリ３１の温調及びバッテリ３１以外の電装品４１の冷却を行うことが可能な１つの冷媒回路１２を備えている。制御装置６０は、温調装置１１の備える各種機器を制御するための装置である。この自動車用温調システム１０では、制御装置６０が温調装置１１の備える各種機器を制御することで、車内の空調、バッテリ３１の温調、及び、バッテリ３１以外の電装品４１の冷却が行われる。
【００３０】
（２）詳細構成
（２−１）温調装置の構成
温調装置１１は、図１に示すように、主に、圧縮機８０、四路切替弁８１、外気用熱交換器８２、空調用熱交換器２１、バッテリ用熱交換器３２及び冷却器４２を含む蒸気圧縮式の冷媒回路１２を備えている。また、冷媒回路１２は、主冷媒回路１３と、第１分岐配管１４と、第２分岐配管１５と、を有する。主冷媒回路１３には、空調ユニット２０に含まれる空調用熱交換器２１が接続されている。第１分岐配管１４は、主冷媒回路１３から分岐しており、温調ユニット３０に含まれるバッテリ用熱交換器３２が接続されている。第２分岐配管１５は、主冷媒回路１３から分岐しており、冷却ユニット４０に含まれる冷却器４２が接続されている。
【００３１】
（２−１−１）主冷媒回路の構成
主冷媒回路１３には、図１に示すように、圧縮機８０と、外気と熱交換を行う外気用熱交換器８２と、空調用制御弁８３と、車内を空調するための空調用熱交換器２１と、が順に接続されている。
【００３２】
圧縮機８０は、回転数が可変なインバータ式の圧縮機であって、吸入したガス冷媒を圧縮するためのものである。また、本実施形態の圧縮機８０は、圧縮機８０内の高圧空間に冷媒を導くためのインジェクションポート８０ａを有しており、冷却器４２において熱交換が行われた冷媒は、インジェクションポート８０ａを介して圧縮機８０の圧縮過程途中に吸入される。
【００３３】
空調用制御弁８３は、外気用熱交換器８２と空調用熱交換器２１との間の冷媒圧力の調整や冷媒流量の調整等を行うための電動膨張弁であって、主に、空調用熱交換器２１における熱交換量を制御する。
【００３４】
外気用熱交換器８２は、外気を熱源として冷媒と熱交換を行うためのものであり、外ファン８４が外気用熱交換器８２に接触する空気流れを生成することで、外気と外気用熱交換器８２を流れる冷媒とを熱交換させることができる。
【００３５】
空調用熱交換器２１は、車内の空気を熱源として冷媒と熱交換を行うためのものであり、内ファン２５が空調用熱交換器２１に接触する空気流れを生成することで、車内の空気と空調用熱交換器２１を流れる冷媒とを熱交換させることができる。
【００３６】
また、空調用熱交換器２１は、図１に示すように、第１熱交換部２２と、膨張機構である制御弁２４を介して第１熱交換部２２に接続される第２熱交換部２３と、を有する。制御弁２４は、第１熱交換部２２と第２熱交換部２３との間の冷媒圧力の調整や冷媒流量の調整等を行うための電動膨張弁であって、その弁開度が調整されることで、第１熱交換部２２及び第２熱交換部２３を凝縮器或いは蒸発器として機能させたり、第１熱交換部２２又は第２熱交換部２３のいずれか一方を凝縮器或いは蒸発器として機能させたりすることができる。なお、空調用熱交換器２１は、制御弁２４及び内ファン２５と共に、空調ユニット２０を構成している。
【００３７】
また、主冷媒回路１３に接続されている四路切替弁８１は、主冷媒回路１３を流れる冷媒の流路を変更する切替機構を構成している。四路切替弁８１は、圧縮機８０の吐出側と外気用熱交換器８２と接続し、かつ、空調用熱交換器２１と圧縮機８０の吸入側とを接続する第１状態（図１の実線参照）と、圧縮機８０の吐出側と空調用熱交換器２１とを接続し、かつ、外気用熱交換器８２と圧縮機８０の吸入側とを接続する第２状態（図１の破線参照）とに切り替わることで、主冷媒回路１３における冷媒の循環方向が可逆に構成されている。
【００３８】
なお、以下では、説明の便宜上、主冷媒回路１３に含まれる冷媒配管のうち、外気用熱交換器８２と空調用制御弁８３とを接続する冷媒配管を第１冷媒配管１３ａといい、空調用熱交換器２１と空調用制御弁８３とを接続する冷媒配管１３ｅの一部であって第１熱交換部２２と制御弁２４とを接続する配管を第２冷媒配管１３ｂという。
【００３９】
（２−１−２）温調ユニットの構成
温調ユニット３０は、バッテリ用熱交換器３２と、バッテリ用制御弁３３，３４と、を有する。また、温調ユニット３０は、第１分岐配管１４によって主冷媒回路１３に接続されている。
【００４０】
第１分岐配管１４は、一端が高圧液冷媒の流れる冷媒配管（一般に、凝縮器として機能する熱交換器の出口側）に接続されており、他端が低圧液冷媒の流れる冷媒配管（一般に蒸発器として機能する熱交換器の入口側）に接続された配管である。なお、本実施形態では、第１分岐配管１４は、図１に示すように、空調用制御弁８３、第２熱交換部２３及び制御弁２４を迂回するように、一端が第１冷媒配管１３ａに接続されており、他端が第２冷媒配管１３ｂに接続されている。
【００４１】
バッテリ用熱交換器３２は、バッテリ３１を温調するための冷媒ジャケットであって、内部に冷媒が流れる冷媒通路を有している。バッテリ用熱交換器３２において、冷媒通路を流れる冷媒とバッテリ３１との間で熱交換が行われることで、バッテリ３１が温調されることになる。なお、バッテリ用熱交換器３２の具体的構成は、温調するバッテリ３１の形状等に応じた形態に設計される。
【００４２】
バッテリ用制御弁３３，３４は、第１分岐配管１４を流れる冷媒圧力の調整や冷媒流量の調整等を行うための電動膨張弁であって、主に、バッテリ用熱交換器３２における熱交換量を制御する。具体的には、バッテリ用制御弁３３，３４は、２つの膨張弁（以下の説明では、図１において符号３３で示すバッテリ用制御弁を第１膨張弁といい、図１において符号３４で示すバッテリ用膨張弁を第２膨張弁という）を有しており、第１膨張弁３３及び第２膨張弁３４は、図１に示すように、バッテリ用熱交換器３２を挟むように配置されている。より詳しくは、第１膨張弁３３及び第２膨張弁３４は、モータ等により弁開度（すなわち、絞り量）が連続的に制御可能な制御弁であって、第１分岐配管１４を流れる高圧液冷媒を任意の中間圧力まで減圧したり、中間圧冷媒（気液二相冷媒）をさらに低圧圧力まで減圧したりする。第１膨張弁３３又は第２膨張弁３４の弁開度が調整されることで、高圧液冷媒を任意の中間圧力に減圧してバッテリ３１の冷却温度を所定の温度範囲（主冷媒回路１３を流れる冷媒の凝縮温度から蒸発温度までの間の温度範囲）で自由に調整することができるため、バッテリ３１の冷却温度を所望の温度に設定することができる。この結果、バッテリ３１の温度を最適温度範囲内で維持することができる。なお、ここでは、最適温度範囲は、２０℃から４０℃の間の範囲とするが、これに限定されず、最適温度範囲は、バッテリ３１に結露が発生しない温度であってバッテリ３１の使用可能な温度範囲であればよく、バッテリ３１の放充電に適した温度範囲内であることが好ましい。
【００４３】
なお、本実施形態では、発熱体であるバッテリ３１は、バッテリ３１からの外部への放熱が抑制されるように、例えばケーシングに収納されるなどして、外気と断熱されている。しかしながら、バッテリ３１周辺の構成は、これに限定されず、バッテリ３１が外気と断熱されていなくてもよい。ただし、バッテリ３１の排熱を暖房時に熱源として利用する場合には、バッテリ３１は外気と断熱されていることが好ましい。
【００４４】
（２−１−３）冷却ユニットの構成
冷却ユニット４０は、冷却器４２と、冷却器用制御弁４３と、を有している。また、冷却ユニット４０は、第２分岐配管１５によって主冷媒回路１３に接続されている。
【００４５】
第２分岐配管１５は、図１に示すように、圧縮機８０から吐出され凝縮器として機能する熱交換器（ここでは、冷房時には、外気用熱交換器８２であり、暖房時には、空調用熱交換器２１の第１熱交換部２２である）から流れてきた高圧液冷媒が冷却器４２に流れるように主冷媒回路１３に接続されている。具体的には、第２分岐配管１５は、第２冷媒配管１３ｂを流れる冷媒を冷却器４２に流すための第１分岐管１５ａと、第１冷媒配管１３ａを流れる冷媒を冷却器４２に流すための第２分岐管１５ｂと、を含む。第１分岐管１５ａは、一端が第１分岐配管１４の一部の配管（第２冷媒配管１３ｂと第１膨張弁３３とを接続する配管）１４ａを介して第２冷媒配管１３ｂに接続されており、他端が圧縮機８０のインジェクションポート８０ａに接続されている。第２分岐管１５ｂは、一端が第１冷媒配管１３ａに接続されており、他端が第１分岐配管１４の配管１４ａと第１分岐管１５ａとの接続点Ａと冷却器用制御弁４３との間に接続されている。
【００４６】
なお、本実施形態では、第１分岐管１５ａの一端は、配管１４ａの途中に接続されているが、これに限定されず、第１分岐管１５ａの一端が第２冷媒配管１３ｂに接続されていてもよい。また、本実施形態では、第２分岐管１５ｂの一端は、第１冷媒配管１３ａに接続されているが、これに限定されず、第２分岐管１５ｂの一端が、第１分岐配管１４の一部であって、第１冷媒配管１３ａと第２膨張弁３４とを接続する配管１４ｂの途中に接続されていてもよい。
【００４７】
冷却器４２は、電装品４１（モータやインバータ或いはコンバータ等）を冷却するための熱交換器であって、内部に冷媒が流れる冷媒通路を有している。冷却器４２では、冷媒通路を流れる高圧液冷媒と電装品４１との間で熱交換が行われることで、電装品４１の冷却を行う。なお、冷却器４２の具体的構成は、冷却する電装品４１の形状等に応じた形態に設計される。また、本実施形態における電装品４１には、バッテリ３１は含まれないものとする。
【００４８】
冷却器用制御弁４３は、冷却器４２に流れる冷媒の流量の調整を行うための電動膨張弁であって、主に、冷却器４２における熱交換量を制御する。なお、本実施形態では、冷却器用制御弁４３は、第１分岐管１５ａにおいて接続点Ｂと冷却器４２との間に設けられている。また、本実施形態では、冷却器用制御弁４３は、制御装置６０において、冷却器４２の出口側の過熱度が算出され、算出された過熱度に応じて弁開度が調整（いわゆる過熱度制御）されている。さらに、本実施形態では、冷却器用制御弁４３として電動膨張弁が用いられているが、冷却器４２に流れる冷媒の流量調整が可能であれば膨張弁でなくてもよい。
【００４９】
また、第１分岐管１５ａ及び第２分岐管１５ｂには、主冷媒回路１３側から冷却器４２側に向かう冷媒の流れのみを許容する第１逆止弁４４及び第２逆止弁４５がそれぞれ設けられている。第１逆止弁４４及び第２逆止弁４５が設けられていることで、冷却器４２において熱交換を行うための高圧液冷媒が、第１冷媒配管１３ａ及び第２冷媒配管１３ｂに逆流することを阻止することができる。第１逆止弁４４は、図１に示すように、第１分岐管１５ａにおいて接続点Ａと冷却器用制御弁４３との間に配置されている。
【００５０】
なお、本実施形態では、冷却器用制御弁４３は、冷却器４２の入口側（上流側）に設けられているが、これに限定されず、冷却器４２の出口側（下流側）に、又は、冷却器４２の入口側及び出口側の両方に設けられていてもよい。このような構成であれば、冷却器４２において冷媒温度が低下し過ぎて電装品４１に結露が発生するおそれを低減することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、第１分岐管１５ａの入口側端部が第１分岐配管１４に接続されており、第２分岐管１５ｂの入口側端部が第１冷媒配管１３ａに接続されているが、冷却器４２に高圧液冷媒が流入すればよいため、第１分岐管１５ａ及び第２分岐管１５ｂの冷媒入口側が、外気用熱交換器８２及び第１熱交換部２２の中間あたりに接続されていてもよい。
【００５２】
さらに、本実施形態では、発熱体である電装品４１は、電装品４１からの外部への放熱が抑制されるように、例えばケーシングに収納されるなどして、外気と断熱されている。しかしながら、電装品４１周りの構成は、これに限定されず、電装品４１が外気と断熱されていなくてもよい。ただし、電装品４１の排熱を暖房時に熱源として利用する場合には、電装品４１は外気と断熱されていることが好ましい。
【００５３】
（２−２）制御装置の構成
制御装置６０は、図２に示すように、温調装置１１の有する各種機器と接続されており、車内の空調、バッテリ３１の温調及び電装品４１の冷却等を行うために各種機器の動作制御を行う。より詳しくは、制御装置６０は、空調用制御弁８３及び制御弁２４の弁開度や内ファン２５の回転数を調整する制御を行うことで空調用熱交換器２１における熱交換量を制御したり、バッテリ用制御弁３３，３４の弁開度を調整する制御を行うことでバッテリ用熱交換器３２における熱交換量を制御したり、冷却器用制御弁４３の弁開度を調整する制御を行うことで冷却器４２における熱交換量を制御したりする。
【００５４】
また、制御装置６０は、ユーザによって操作される操作スイッチ９０と接続されている。操作スイッチ９０には、空調作動スイッチや風量調整スイッチ等が含まれており、制御装置６０は、操作スイッチ９０からの信号に基づいて車内の空調（冷房や暖房等）を行う。
【００５５】
さらに、制御装置６０は、各種機器を制御することで記憶部６２に記憶されている各種モードを実行する実行部６１を有している。各種モードには、通常運転モード、電装品不使用モード及び空調停止モードが含まれる。なお、実行部６１は、操作スイッチ９０によるユーザからの指令や各種センサ（圧力センサや温度センサ等）の検知結果に基づいて各モードのいずれかを実行する。
【００５６】
通常運転モードは、自動車が走行中であって、操作スイッチ９０によるユーザからの空調作動指令がある場合に実行されるモードである。通常運転モードでは、車内の空調（冷房や暖房等）と、バッテリ３１の温調、及び、電装品４１の冷却が行われるように、各種機器が制御される。
【００５７】
電装品不使用モードは、操作スイッチ９０によるユーザからの空調作動指令がある場合であって、自動車の停車時などのバッテリ３１以外の電装品４１が使用されていないときに実行されるモードである。電装品不使用モードでは、車内の空調（冷房や暖房等）及びバッテリ３１の温調は行われるが、電装品４１の冷却が行われないように、各種機器が制御される。
【００５８】
空調停止モードは、自動車の走行中であって、操作スイッチ９０によるユーザからの空調作動指令がない場合に実行されるモードである。空調停止モードでは、バッテリ３１の温調及び電装品４１の冷却は行われるが、車内の空調（冷房や暖房等）が行われないように、各種機器が制御される。
【００５９】
なお、本実施形態では、各モードは、ユーザからの空調作動指令の有無に応じて実行部６１によって実行されているが、これに限定されず、例えば、バッテリ３１の電力消費の増加が抑制されるように自動的に実行されてもよい。
【００６０】
（３）各モード実行時における各種機器の制御動作
次に、実行部６１による各モード実行時における各種機器の制御動作について説明する。なお、以下では、通常運転モードについては、車内の空調として冷房が実行される場合と、暖房が実行される場合とについて説明している。
【００６１】
（３−１）冷房時の通常運転モード
冷房時の通常運転モードでは、四路切替弁８１が第１状態に切り替えられ、制御弁２４の弁開度が全開となるように調整される。また、圧縮機８０の回転数及び空調用制御弁８３の弁開度は、車内の冷房能力又は除湿能力に応じて調整され、第１膨張弁３３及び第２膨張弁３４の弁開度は、バッテリ３１の温度が最適温度範囲に入るように調整され、冷却器用制御弁４３の弁開度は、冷却器４２の出口側の過熱度に基づいて調整される。
【００６２】
圧縮機８０から吐出された高圧ガス冷媒は、外気用熱交換器８２で外ファン８４により送風される外気と熱交換して、冷却され凝縮する。外気用熱交換器８２から流出した高圧液冷媒は、第１冷媒配管１３ａを流れて空調用制御弁８３に至り、或いは、第１冷媒配管１３ａの途中で第１分岐配管１４又は第２分岐配管１５に流れる。ここで、空調用制御弁８３に至った高圧液冷媒は、空調用制御弁８３で減圧された後に、空調用熱交換器２１に流入する。空調用熱交換器２１では、流入した液冷媒が内ファン２５により送風される車内空気と熱交換を行い、液冷媒が蒸発するとともに空気を冷却し、車内の冷房を行う。蒸発したガス冷媒は、四路切替弁８１を介して圧縮機８０に吸入される。
【００６３】
また、第１冷媒配管１３ａの途中で第１分岐配管１４に流れた高圧液冷媒は、第２膨張弁３４で中間圧力まで減圧された後に、バッテリ用熱交換器３２に流入する。バッテリ用熱交換器３２では、流入した液冷媒の一部が、バッテリ３１から吸熱して蒸発することによりバッテリ３１を冷却する。また、バッテリ用熱交換器３２から流出した液冷媒は、第１膨張弁３３で低圧圧力まで減圧された後に、第２冷媒配管１３ｂを流れる冷媒に合流する。
【００６４】
さらに、第１冷媒配管１３ａの途中で第２分岐配管１５に流れた高圧液冷媒は、冷却器用制御弁４３を介して冷却器４２に流れる。そして、冷却器４２に流入した高圧液冷媒は、電装品４１から吸熱することにより電装品４１を冷却する。また、冷却器４２から流出した冷媒は、インジェクションポート８０ａを通じて圧縮機８０内の高圧空間に吸入される。
【００６５】
このように冷媒回路１２内を冷媒が流れ、空調用制御弁８３の弁開度が調整されることで、空調用熱交換器２１において車内を冷房又は除湿することができる。また、第２膨張弁３４の弁開度が調整されることで、バッテリ３１の温度を任意の温度範囲内に維持することができる。さらに、冷却器用制御弁４３の弁開度が調整されて冷却器４２に高圧液冷媒が流れることで、電装品４１を冷却することができる。また、冷却器４２では、電装品４１からの排熱を吸入した冷媒が、インジェクションポート８０ａを通じて圧縮機８０の圧縮過程途中に吸入されるため、圧縮機８０の平均吸入圧が上昇して圧縮比を低減でき、結果として、圧縮動力を低減することができる。さらに、圧縮機８０から吐出された高圧ガス冷媒は、直ちに外気用熱交換器８２において放熱されるため、冷房能力及び除湿能力の低下を抑えることができる。
【００６６】
（３−２）暖房時の通常運転モード
暖房時の通常運転モードでは、四路切替弁８１が第２状態に切り替えられる。また、圧縮機８０の回転数及び空調用制御弁８３の弁開度は、車内の暖房能力に応じて調整され、制御弁２４の弁開度は、車内の除湿能力に応じて調整され、第１膨張弁３３及び第２膨張弁３４の弁開度は、バッテリ３１の温度が最適温度範囲に入るように調整され、冷却器用制御弁４３の弁開度は、冷却器４２の出口側の過熱度に基づいて調整される。
【００６７】
圧縮機８０から吐出された高圧ガス冷媒は、空調用熱交換器２１の第１熱交換部２２で内ファン２５により送風される車内空気と熱交換を行い、高圧ガス冷媒が凝縮するとともに空気を加熱し、車内の暖房を行う。また、第１熱交換部２２から流出した高圧液冷媒は、第２冷媒配管１３ｂを流れて制御弁２４に至り、或いは、第２冷媒配管１３ｂの途中で第１分岐配管１４に流れる。ここで、制御弁２４に至った高圧液冷媒は、制御弁２４で減圧され又は減圧されずに、第２熱交換部２３に流入する。そして、第２熱交換部２３で内ファン２５により送風される車内空気と熱交換を行うことで凝縮するとともに空気を加熱して車内の暖房を行い、又は、蒸発するとともに空気を冷却して車内の除湿を行う。また、第２熱交換部２３から流出した液冷媒は、空調用制御弁８３に至り、空調用制御弁８３で減圧された後に、外気用熱交換器８２に流入する。外気用熱交換器８２では、流入した液冷媒が、外ファン８４により送風される外気と熱交換を行うことで蒸発する。そして、蒸発したガス冷媒は、四路切替弁８１を介して圧縮機８０に吸入される。
【００６８】
また、第２冷媒配管１３ｂの途中で第１分岐配管１４に流れた高圧液冷媒は、第１膨張弁３３で中間圧力まで減圧された後に、バッテリ用熱交換器３２に流入する。バッテリ用熱交換器３２では、流入した液冷媒の一部が、バッテリ３１から吸熱して蒸発することによりバッテリ３１を冷却する。また、バッテリ用熱交換器３２から流出した液冷媒は、第２膨張弁３４で低圧圧力まで減圧された後に、第１冷媒配管１３ａを流れる冷媒に合流する。
【００６９】
さらに、第２冷媒配管１３ｂの途中で第１分岐配管１４から接続点Ａを介して第２分岐配管１５に流れた高圧液冷媒は、冷却器用制御弁４３を介して冷却器４２に流れる。そして、冷却器４２に流入した高圧液冷媒は、電装品４１から吸熱することにより電装品４１を冷却する。また、冷却器４２から流出した冷媒は、インジェクションポート８０ａを通じて圧縮機８０内の高圧空間に吸入される。
【００７０】
このように冷媒回路１２内を冷媒が流れ、空調用制御弁８３の弁開度が調整されることで、空調用熱交換器２１において車内の暖房又は除湿暖房が行われる。なお、除湿暖房とは、空調用熱交換器２１の第１熱交換部２２が凝縮器として機能し、第２熱交換部２３が蒸発器として機能している状態であるが、制御弁２４の弁開度が調整されることで、第２熱交換部２３における冷媒の蒸発能力が変更されるため、車内の暖房能力及び除湿能力を調整することができる。例えば、制御弁２４の弁開度を小さくする（絞る）ことにより車内の除湿能力を上げることができ、また、制御弁２４の弁開度を大きくする（開く）ことにより、車内の除湿能力を下げる、すなわち、暖房能力を上げることができる。したがって、車内の暖房時には、制御弁２４の弁開度が調整されることで、車内の湿度調整を行うことができる。
【００７１】
また、第１膨張弁３３の弁開度が調整されることで、バッテリ３１の温度を任意の温度範囲内に維持することができる。さらに、冷却器用制御弁４３の弁開度が調整されて冷却器４２に高圧液冷媒が流れることで、電装品４１を冷却することができる。また、冷却器４２において電装品４１からの排熱を吸入した冷媒は、インジェクションポート８０ａを通じて圧縮機８０の圧縮過程途中に吸入されるため、圧縮機８０の平均吸入圧が上昇して圧縮比を低減でき、結果として、圧縮動力を低減することができる。さらに、圧縮機８０から吐出された高圧ガス冷媒は、直ちに空調用熱交換器２１の第１熱交換部２２において放熱されるため、暖房能力を増加させることができる。
【００７２】
（３−３）電装品不使用モード
電装品不使用モードでは、車内の冷房或いは暖房が行われるように、四路切替弁８１の状態が切り替えられるとともに空調用制御弁８３及び制御弁２４の弁開度が調整された状態で、圧縮機８０の回転数が調整される。また、第１膨張弁３３及び第２膨張弁３４の弁開度は、バッテリ３１の温度が最適温度範囲に入るように調整され、冷却器用制御弁４３の弁開度は、全閉となるように調整される。すなわち、電装品不使用モードでは、冷却器用制御弁４３が全閉される以外は、通常運転モードが実行される場合と同様の制御が行われるが、通常運転モードとは異なり、冷却器用制御弁４３が全閉されていることで冷却器４２には高圧液冷媒が流れないことになる。したがって、電装品不使用モードが実行されることで、電装品４１の冷却を行わずに、車内の空調（冷房や暖房等）及びバッテリ３１の温調を行うことができる。
【００７３】
（３−４）空調停止モード
空調停止モードでは、四路切替弁８１が第１状態に切り替えられると共に、空調用制御弁８３及び制御弁２４の弁開度が全開となるように調整された状態で、圧縮機８０の回転数が調整される。また、外ファン８４が駆動されると共に、内ファン２５の駆動は停止される。さらに、第１膨張弁３３及び第２膨張弁３４の弁開度は、バッテリ３１の温度が最適温度範囲に入るように調整され、冷却器用制御弁４３の弁開度は、冷却器４２の出口側の過熱度に基づいて調整される。すなわち、空調停止モードでは、内ファン２５が停止され、かつ、空調用制御弁８３及び制御弁２４が全開とされる以外は、冷房時の通常運転モードと同様の制御が行われるが、通常運転モードとは異なり、内ファン２５が停止されているため車内の空調が行われないことになる。したがって、空調停止モードが実行されることで、車内の空調（冷房及び冷房等）を行わずに、バッテリ３１の温調及び電装品４１の冷却を行うことができる。なお、空調停止モードでは、主に、バッテリ用熱交換器３２及び冷却器４２において冷媒が蒸発するため、通常運転モードが実行されている場合と比較して、圧縮機８０の回転数を低下させることができる。この結果、バッテリ３１の電力消費を抑えることができる。
【００７４】
（４）特徴
（４−１）
従来より、ハイブリッド車や電気自動車において、空調用冷凍サイクルを利用して走行用の電源となるバッテリの冷却を行う自動車用温調システムが提案されている。
【００７５】
しかしながら、従来の自動車用温調システムには、単一の冷媒を用いて、車内の空調、バッテリの温調及び電装品の冷却をそれぞれ所望の温度で行うことができるものはなく、電装品を冷却するための専用の冷却装置（例えば、空冷であれば、ヒートシンクやファン、水冷であれば、冷却ジャケット、ラジエータ、ファン及びポンプを備える装置）を搭載する必要がある。この場合、コストアップになったり、また、搭載される冷凍装置の重量によっては、車全体の重量が大きくなることでバッテリの電力消費が増加してしまったりするという問題がある。一方で、特に電気自動車では、バッテリへの１度の充電で走行できる距離をなるべく長くするために、走行以外で消費される電力を抑えることが望まれている。
【００７６】
そこで、本実施形態では、１つの冷媒回路１２が、車内の空調を行うための空調用熱交換器２１と、バッテリ３１の温調を行うバッテリ用熱交換器３２と、バッテリ３１以外の電装品４１の冷却を行う冷却器４２とを含んでいる。このため、この冷媒回路１２を備える温調装置１１を車に搭載することで、単一の冷媒を用いて、車内の空調、バッテリ３１の温調及び電装品４１の冷却を行うことができる。したがって、従来のように、電装品を冷却するための冷却装置を別途搭載する場合と比較して、温調装置１１の軽量化や小型化を図ることができる。
【００７７】
これによって、車内の空調、電装品４１の冷却及びバッテリ３１の温調を行うことができ、かつ、バッテリ３１の電力消費の増加を抑制することができている。
【００７８】
また、空調用熱交換器２１、バッテリ用熱交換器３２及び冷却器４２におけるそれぞれの熱交換量の制御が可能であるため、空調温度、バッテリ３１の温調温度、及び、電装品４１の冷却温度をそれぞれ異なる温度域に設定することができる。
【００７９】
さらに、電気自動車では、ガソリン車のようにエンジンの排熱を車内暖房に利用することができないため、車内暖房時の熱源としてヒータ等が利用される場合があるが、本実施形態では、冷媒回路１２に車内の空調を行うための空調用熱交換器２１が設けられているため、ヒータを省略、或いは、ヒータを設けたとしてもそのサイズを小さくすることができる。
【００８０】
（４−２）
本実施形態では、空調用熱交換器２１、バッテリ用熱交換器３２及び冷却器４２のそれぞれの熱交換量が、主に、空調用制御弁８３、バッテリ用制御弁３３，３４及び冷却器用制御弁４３の弁開度が調整されることで、制御されている。このため、制御装置６０は、空調用制御弁８３、バッテリ用制御弁３３，３４及び冷却器用制御弁４３の弁開度を調整する制御を行うことで、車内の空調、バッテリ３１の温調及び電装品４１の冷却を実行することができている。
【００８１】
（４−３）
本実施形態では、圧縮機８０がインジェクションポート８０ａを有しており、冷却器４２において熱交換が行われ電装品４１から放熱された冷媒がインジェクションポート８０ａを介して圧縮機８０内の高圧空間に導かれる。このため、例えば、冷却器４２において熱交換された冷媒が圧縮機８０内の低圧空間に導かれる場合と比較して、圧縮機動力の増加を抑えることができている。
【００８２】
また、暖房時には、冷却器４２において電装品４１から放熱された冷媒は、圧縮機８０で圧縮された後に空調用熱交換器２１に流れるため、電装品４１の排熱を暖房に利用することができ、高効率化を期待することができる。
【００８３】
さらに、本実施形態では、高圧液冷媒で電装品４１を冷却し、冷却器４２において冷媒圧力が低下しないようにして、冷却器４２から圧縮機８０内の高圧空間に冷媒が供給されることで、電装品４１の熱負荷による圧縮機動力の増加を抑制することができている。
【００８４】
（４−４）
モータやインバータ等の電装品４１は熱負荷が大きいため、例えば、空調用熱交換器２１を含む主冷媒回路１３に冷却器４２が設けられていると、冷房時には、電装品４１を冷却することにより圧縮機８０の負荷が大きくなり、バッテリ３１の電力消費が増加してしまうという問題がある。また、電装品４１の冷却温度が下がりすぎると、電装品４１に結露が発生するおそれがある。
【００８５】
一方で、バッテリ３１以外の電装品４１は、冷却温度がある程度高くてもその動作に問題が生じない場合が多い。
【００８６】
そこで、本実施形態では、空調用熱交換器２１を含む主冷媒回路１３から分岐した第２分岐配管１５に冷却器４２が設けられている。また、第２分岐配管１５の有する第１分岐管１５ａ及び第２分岐管１５ｂには、主冷媒回路１３側から冷却器４２側に向かう冷媒の流れのみを許容する第１逆止弁４４及び第２逆止弁４５がそれぞれ設けられている。このため、車内の冷房時及び暖房時のいずれの場合であっても冷却器４２に高圧液冷媒を流すことができ、バッテリ３１以外の電装品４１を高温液冷媒で冷却することができる。したがって、電装品４１が結露するおそれを低減することができている。
【００８７】
また、本実施形態では、冷却器４２が主冷媒回路１３から分岐した第２分岐配管１５に設けられており、第２分岐配管１５の一端は圧縮機８０のインジェクションポート８０ａに接続されている。このため、電装品４１を冷却することによる冷房時の圧縮機８０の負荷増加を抑えることができている。
【００８８】
（４−５）
本実施形態では、空調用熱交換器２１が、第１熱交換部２２と、制御弁２４を介して第１熱交換部２２と接続される第２熱交換部２３とを有している。このため、暖房時に制御弁２４の弁開度が調整される制御が行われることで、第１熱交換部２２を凝縮器として機能させ、第２熱交換部２３を蒸発器として機能させることができるため、車内の暖房除湿を実行することができる。これにより、車窓が曇るおそれを低減することができる。また、暖房時に制御弁２４の弁開度が調整されることで、暖房能力を向上させたり、除湿能力を向上させたりすることができる。このように、この自動車用温調システム１０では、制御弁２４の弁開度を調整する制御が行われることで、車内の温度だけでなく車内の湿度も調整することができる。すなわち、この自動車用温調システム１０では、単一の冷媒を用いて、車内の温湿度、バッテリ３１の温調温度、及び、電装品４１の冷却温度を異なる温度（温湿度）域に設定することができる。
【００８９】
（４−６）
本実施形態では、制御装置６０により実行される各モードには、車内の空調、バッテリ３１の温調及び電装品４１の冷却が行われる通常運転モードの他に、電装品４１が使用されていないときに実行される電装品不使用モードや、車内の空調が行われていないときに実行される空調停止モードが含まれる。このため、この自動車用温調システム１０では、車内の空調（本実施形態では、冷暖房及び除湿）と同時に、或いは、車内の空調とは独立して、電装品４１の冷却やバッテリ３１の温調を行うことができる。また、この自動車用温調システム１０では、各種センサの検知結果やユーザからの指令に応じて各モードが実行されるため、通常運転モードが常に行われている場合と比較して、バッテリ３１の電力消費を抑えることができている。
【００９０】
（４−７）
通常、バッテリ３１は、使用可能な温度範囲が決まっており、また、放充電に適した温度が存在する。したがって、バッテリ３１の温調については、精度の高い温度制御が必要となる。
【００９１】
そこで、本実施形態では、他の電装品４１を冷却する冷却器４２とは別に、バッテリ３１を冷却するためだけのバッテリ用熱交換器３２が設けられている。また、バッテリ用制御弁３３，３４の有する第１膨張弁３３及び第２膨張弁３４は、バッテリ用熱交換器３２を挟むように配置されている。このため、第１膨張弁３３又は第２膨張弁３４の弁開度を調整することで、バッテリ３１の冷却温度を任意の温度に設定することができる。また、蒸発温度が一定であるため、バッテリ３１を均一に冷却することができる。
【００９２】
（５）変形例
（５−１）変形例Ａ
上記実施形態では、冷却器４２に流れる冷媒の流量を調整して冷却器４２における熱交換量を制御するために、冷却器用制御弁４３が用いられている。これに代えて、冷却器４２に流れる冷媒の流量を調整可能なポンプが用いられてもよい。
【００９３】
例えば、ポンプとして冷媒ポンプが用いられる場合について、図を用いて説明する。なお、本変形例の自動車用温調システムでは、冷媒回路１１２の構成として、図３に示すように、上記実施形態の冷却器用制御弁４３の代わりに冷媒ポンプ１４３が用いられており、第２分岐配管１５の第１分岐管１５ａの一端が圧縮機１８０の吐出部と四路切替弁８１とを接続する吐出側冷媒配管１３ｃに接続されていること以外は、上記実施形態と同様の構成である。なお、図３では、上記実施形態と同様の構成の機器については、上記実施形態の機器と同様の符号を付している。
【００９４】
冷媒ポンプ１４３は、いわゆるブースタポンプで構成されており、吸い込んだ冷媒を昇圧して吐出するように構成されている。そして、図３に示すように、冷媒ポンプ１４３が第１分岐管１５ａに設けられている場合には、冷媒ポンプ１４３の出力を変更することで冷却器４２における熱交換量を制御することができるため、電装品４１の冷却能力を調整することができる。さらに、冷媒ポンプ１４３が用いられることで、冷却器４２において熱交換が行われた冷媒を吐出側冷媒配管１３ｃに流すことができるため、圧縮機のインジェクションポートが不要となる。また、電装品４１を冷却した後の冷媒が、圧縮機内ではなく、吐出側冷媒配管１３ｃに導かれるため、圧縮機動力が増加しないようにすることができる。
【００９５】
（５−２）変形例Ｂ
上記実施形態では、冷却器４２において熱交換を行った冷媒は、インジェクションポート８０ａを通じて圧縮機８０内の高圧空間に吸入されている。
【００９６】
これに代えて、冷却器において熱交換された冷媒が、圧縮機の吐出部と四路切替弁とを接続する吐出側冷媒配管に戻されてもよい。より詳しくは、吐出側冷媒配管が、冷却器において熱交換を行った高圧液冷媒を吐出側冷媒配管に流すためのエジェクタ部を有していてもよい。なお、以下に説明する本変形例の自動車用温調システムでは、冷媒回路２１２の構成として、図４に示すように、吐出側冷媒配管１３ｃがエジェクタ部８５を有しており、第２分岐配管１５の一端がエジェクタ部８５に接続されていること以外は、上記実施形態と同様の構成である。なお、図４及び図５では、上記実施形態と同様の構成の機器については、上記実施形態の機器と同様の符号を付している。
【００９７】
エジェクタ部８５は、図５に示すように、吐出側冷媒配管１３ｃの内径が部分的に縮径された絞り部８５ａと、第２分岐配管１５において冷却器４２の出口側に接続された配管１５ａａを絞り部８５ａに接続するための接続部８５ｂと、を含む。圧縮機２８０から吐出された冷媒の速度は、絞り部８５ａを通過する時に一時的に増大し、冷媒の圧力が低下する。このとき、絞り部８５ａでの冷媒の圧力低下によって、接続部８５ｂから絞り部８５ａへ冷媒が吸入される。これにより、冷却器４２において熱交換が行われた冷媒が吐出側冷媒配管１３ｃに流入することになる。
【００９８】
本変形例のように吐出側冷媒配管１３ｃがエジェクタ部８５を有していることで、圧縮機のインジェクションポートが不要となる。また、電装品４１を冷却した後の冷媒が圧縮機内ではなく、吐出側冷媒配管１３ｃに導かれるため、圧縮機動力が増加しないようにすることができる。
【００９９】
（５−３）変形例Ｃ
上記実施形態の圧縮機８０は、低段側圧縮機構で圧縮された冷媒を高段側圧縮機構でさらに圧縮する二段圧縮機ではないが、これに代えて、自動車用温調システムの備える冷媒回路に含まれる圧縮機が二段圧縮機であってもよい。以下に、二段圧縮機を含む冷媒回路を備える自動車用温調システムについて説明する。なお、以下に説明する本変形例の自動車用温調システムでは、冷媒回路の構成として、上記実施形態の圧縮機８０の代わりに二段圧縮機が用いられており、第２分岐配管１５の第１分岐管１５ａの一端が低圧側圧縮機構と高圧側圧縮機構との間に接続されていること以外は、上記実施形態と同様の構成である。また、二段圧縮機としては、例えば、２つの圧縮機構が単一の駆動軸に連結されており、この２つの圧縮機構がともに１つのモータによって回転駆動されるいわゆる一軸二段圧縮構造を備えるものや、図６に示す冷媒回路３１２のように、２つの独立した圧縮機３８０ａ，３８０ｂが直列に設けられたものがある。なお、図６では、上記実施形態と同様の構成の機器については、上記実施形態の機器と同様の符号を付している。
【０１００】
なお、一軸二段圧縮構造を備える二段圧縮機であれば、冷却器において熱交換が行われた冷媒が、高段側圧縮機構の吸入側、すなわち、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構との間の中間部に戻るように、第２分岐配管の一端が二段圧縮機に接続される。
【０１０１】
また、図６に示すように、２つの独立した圧縮機３８０ａ，３８０ｂが直列に設けられている場合には、低段側圧縮機構としての圧縮機３８０ａ及び高段側圧縮機構としての圧縮機３８０ｂの回転数を独立制御することで、冷媒の圧力を所定の中間圧にできるため、電装品４１の発熱量に応じて冷媒温度を適切に制御することができる。
【０１０２】
このように、二段圧縮機が用いられることで、冷却器４２において電装品４１と熱交換を行った冷媒が、高段側圧縮機構の吸入側に流れるため、例えば、低段側圧縮機構の吸入側に流れる場合と比較して、圧縮機の負担を軽減することができる。
【０１０３】
（５−４）変形例Ｄ
上記実施形態では、冷却器４２において熱交換を行った冷媒はインジェクションポート８０ａを通じて圧縮機８０内の高圧空間に吸入されているが、これに代えて、図７に示すように、冷却器４２において熱交換を行った冷媒が、圧縮機４８０の吸入部と四路切替弁８１とを接続する吸入側冷媒配管１３ｄに流れるように冷媒回路４１２が構成されていてもよい。なお、本変形例の自動車用温調システムでは、冷媒回路４１２の構成として、第２分岐配管１５の一端が接続点Ｃにおいて吸入側冷媒配管１３ｄに接続されており、冷却器用制御弁４３が、上記実施形態のように第１分岐管１５ａにおいて接続点Ｂと冷却器４２との間ではなく、第１分岐管１５ａにおいて冷却器４２と接続点Ｃとの間に接続されていること以外は、上記実施形態と同様の構成である。なお、図７では、上記実施形態と同様の構成の機器については、上記実施形態の機器と同様の符号を付している。
【０１０４】
冷却器用制御弁４３を冷却器４２の出口側（下流側）に設けることで、冷却器４２において熱交換を行った冷媒を減圧して吸入側冷媒配管１３ｄに戻すことができる。そして、このような構成の冷媒回路４１２を備える自動車用温調システムにおいても、冷媒回路４１２に空調用熱交換器２１、バッテリ用熱交換器３２及び冷却器４２がそれぞれ設けられているため、単一の冷媒を用いて、車内の空調、電装品４１の冷却及びバッテリ３１の温調を行うことができる。
【０１０５】
（５−５）変形例Ｅ
上記実施形態では、冷却器４２が、空調用熱交換器２１の設けられている主冷媒回路１３から分岐した第２分岐配管１５に設けられている。
【０１０６】
これに代えて、冷却器が、主冷媒回路に設けられていてもよい。具体的には、図８に示すように、主冷媒回路５１３において外気用熱交換器８２と空調用制御弁８３とを接続する第１冷媒配管５１３ａに、冷却器用制御弁４３及び冷却器４２が設けられている。なお、図８では、上記実施形態と同様の構成の機器については、上記実施形態の機器と同様の符号を付している。また、冷却器用制御弁４３の代わりにキャピラリが設けられていてもよい。
【０１０７】
また、この場合、図８に示すように、空調用制御弁８３と第１熱交換部２２とが配管１３ｂａで接続されており、配管１３ｂａの途中から分岐した配管１３ｂｂに制御弁２４を介して第２熱交換部２３が配置される。このような構成の冷媒回路５１２を備える自動車用温調システムにおいても、冷媒回路５１２に空調用熱交換器２１、バッテリ用熱交換器３２及び冷却器４２がそれぞれ設けられているため、単一の冷媒を用いて、車内の空調、電装品４１の冷却及びバッテリ３１の温調を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は、車内の空調、電装品の冷却及びバッテリの温調を行うことができ、かつ、バッテリの電力消費の増加を抑制することができる自動車用温調システムに係る発明であり、ハイブリッド車や電気自動車等のバッテリを電力源として走行する車への適用が有効である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０ 自動車用温調システム
１３ａ 第１冷媒配管
１３ｃ 吐出側冷媒配管
１３ｅ 冷媒配管（第２冷媒配管）
１５ａ 第１分岐管（第２冷却器用冷媒配管）
１５ｂ 第２分岐管（第１冷却器用冷媒配管）
２１ 空調用熱交換器
２２ 第１熱交換部
２３ 第２熱交換部
２４ 制御弁（膨張機構）
３１ バッテリ
３２ バッテリ用熱交換器
３３ 第１膨張弁／バッテリ用制御弁
３４ 第２膨張弁／バッテリ用制御弁
４１ 電装品
４２ 冷却器
４３ 冷却器用制御弁
４４ 第１逆止弁
４５ 第２逆止弁
６０ 制御装置
６１ 実行部
８０ 圧縮機
８０ａ インジェクションポート（供給部）
８１ 四路切替弁
８２ 外気用熱交換器
８３ 空調用制御弁
８５ エジェクタ部
１４３ 冷媒ポンプ（ポンプ）
３８０ａ 圧縮機（低段側圧縮機構）
３８０ｂ 圧縮機（高段側圧縮機構）
１２，１１２，２１２，３１２ 冷媒回路
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１０】
【特許文献１】特開平１１−３３７１９３号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（８０）と、四路切替弁（８１）と、車内を空調するための空調用熱交換器（２１）と、バッテリ（３１）の温調を行うバッテリ用熱交換器（３２）と、電装品（４１）を冷却する冷却器（４２）と、を含む冷媒回路（１２，１１２，２１２，３１２）と、
前記空調用熱交換器、前記バッテリ用熱交換器、及び、前記冷却器におけるそれぞれの熱交換量を制御可能な制御装置（６０）と、
を備える自動車用温調システム（１０）。
【請求項２】
前記冷媒回路（１２，２１２，３１２）は、
主として前記空調用熱交換器における熱交換量を制御するための空調用制御弁（８３）と、
前記バッテリ用熱交換器における熱交換量を制御するためのバッテリ用制御弁（３３，３４）と、
前記冷却器における熱交換量を制御するための冷却器用制御弁（４３）と、
を含む、
請求項１に記載の自動車用温調システム。
【請求項３】
前記圧縮機は、前記冷却器で熱交換された冷媒を前記圧縮機内の高圧空間に導くための供給部（８０ａ）を含む、
請求項１又は２に記載の自動車用温調システム。
【請求項４】
前記冷媒回路（１１２）は、
主として前記空調用熱交換器における熱交換量を制御するための空調用制御弁（８３）と、
前記バッテリ用熱交換器における熱交換量を制御するためのバッテリ用制御弁（３３，３４）と、
前記冷却器における熱交換量を制御するためのポンプ（１４３）と、
を含む、
請求項１に記載の自動車用温調システム。
【請求項５】
前記圧縮機は、低段側圧縮機構（３８０ａ）で圧縮された冷媒を高段側圧縮機構（３８０ｂ）でさらに圧縮する二段圧縮機であり、
前記冷却器において熱交換を行った高圧液冷媒は、前記高段側圧縮機構の吸入側に流れる、
請求項１又は２に記載の自動車用温調システム。
【請求項６】
前記冷媒回路（２１２）は、前記圧縮機の吐出部と前記四路切替弁とを接続する吐出側冷媒配管（１３ｃ）を含み、
前記吐出側冷媒配管は、前記冷却器において熱交換を行った高圧液冷媒を前記吐出側冷媒配管に流すためのエジェクタ部（８５）を有する、
請求項１又は２に記載の自動車用温調システム。
【請求項７】
前記冷媒回路は、外気と熱交換を行う外気用熱交換器（８２）と、主として前記空調用熱交換器における熱交換量を制御するための空調用制御弁（８３）と、前記外気用熱交換器と前記空調用制御弁とを接続する第１冷媒配管（１３ａ）と、前記空調用制御弁と前記空調用熱交換器とを接続する第２冷媒配管（１３ｅ）と、前記第１冷媒配管から分岐しており前記第１冷媒配管を流れる冷媒を前記冷却器に流すための第１冷却器用冷媒配管（１５ｂ）と、前記第２冷媒配管から分岐しており前記第２冷媒配管を流れる冷媒を前記冷却器に流すための第２冷却器用冷媒配管（１５ａ）と、を含み、
前記第１冷却器用冷媒配管には、前記冷却器側から前記第１冷媒配管側への冷媒の流れを阻止する第１逆止弁（４４）が設けられており、
前記第２冷却器用冷媒配管には、前記冷却器側から前記第２冷媒配管側への冷媒の流れを阻止する第２逆止弁（４５）が設けられている、
請求項１から６のいずれか１項に記載の自動車用温調システム。
【請求項８】
前記空調用熱交換器は、第１熱交換部（２２）と、膨張機構（２４）を介して前記第１熱交換部と接続される第２熱交換部（２３）と、を含む、
請求項１から７のいずれか１項に記載の自動車用温調システム。
【請求項９】
前記制御装置は、
前記車内の空調及び前記バッテリの温調が行われ、かつ、前記電装品の冷却が行われない電装品不使用モードと、
前記バッテリの温調及び前記電装品の冷却が行われ、かつ、前記車内の空調が行われない空調停止モードと、
を実行可能な実行部（６１）を有する、
請求項１から８のいずれか１項に記載の自動車用温調システム。
【請求項１】
圧縮機（８０）と、四路切替弁（８１）と、車内を空調するための空調用熱交換器（２１）と、バッテリ（３１）の温調を行うバッテリ用熱交換器（３２）と、電装品（４１）を冷却する冷却器（４２）と、を含む冷媒回路（１２，１１２，２１２，３１２）と、
前記空調用熱交換器、前記バッテリ用熱交換器、及び、前記冷却器におけるそれぞれの熱交換量を制御可能な制御装置（６０）と、
を備える自動車用温調システム（１０）。
【請求項２】
前記冷媒回路（１２，２１２，３１２）は、
主として前記空調用熱交換器における熱交換量を制御するための空調用制御弁（８３）と、
前記バッテリ用熱交換器における熱交換量を制御するためのバッテリ用制御弁（３３，３４）と、
前記冷却器における熱交換量を制御するための冷却器用制御弁（４３）と、
を含む、
請求項１に記載の自動車用温調システム。
【請求項３】
前記圧縮機は、前記冷却器で熱交換された冷媒を前記圧縮機内の高圧空間に導くための供給部（８０ａ）を含む、
請求項１又は２に記載の自動車用温調システム。
【請求項４】
前記冷媒回路（１１２）は、
主として前記空調用熱交換器における熱交換量を制御するための空調用制御弁（８３）と、
前記バッテリ用熱交換器における熱交換量を制御するためのバッテリ用制御弁（３３，３４）と、
前記冷却器における熱交換量を制御するためのポンプ（１４３）と、
を含む、
請求項１に記載の自動車用温調システム。
【請求項５】
前記圧縮機は、低段側圧縮機構（３８０ａ）で圧縮された冷媒を高段側圧縮機構（３８０ｂ）でさらに圧縮する二段圧縮機であり、
前記冷却器において熱交換を行った高圧液冷媒は、前記高段側圧縮機構の吸入側に流れる、
請求項１又は２に記載の自動車用温調システム。
【請求項６】
前記冷媒回路（２１２）は、前記圧縮機の吐出部と前記四路切替弁とを接続する吐出側冷媒配管（１３ｃ）を含み、
前記吐出側冷媒配管は、前記冷却器において熱交換を行った高圧液冷媒を前記吐出側冷媒配管に流すためのエジェクタ部（８５）を有する、
請求項１又は２に記載の自動車用温調システム。
【請求項７】
前記冷媒回路は、外気と熱交換を行う外気用熱交換器（８２）と、主として前記空調用熱交換器における熱交換量を制御するための空調用制御弁（８３）と、前記外気用熱交換器と前記空調用制御弁とを接続する第１冷媒配管（１３ａ）と、前記空調用制御弁と前記空調用熱交換器とを接続する第２冷媒配管（１３ｅ）と、前記第１冷媒配管から分岐しており前記第１冷媒配管を流れる冷媒を前記冷却器に流すための第１冷却器用冷媒配管（１５ｂ）と、前記第２冷媒配管から分岐しており前記第２冷媒配管を流れる冷媒を前記冷却器に流すための第２冷却器用冷媒配管（１５ａ）と、を含み、
前記第１冷却器用冷媒配管には、前記冷却器側から前記第１冷媒配管側への冷媒の流れを阻止する第１逆止弁（４４）が設けられており、
前記第２冷却器用冷媒配管には、前記冷却器側から前記第２冷媒配管側への冷媒の流れを阻止する第２逆止弁（４５）が設けられている、
請求項１から６のいずれか１項に記載の自動車用温調システム。
【請求項８】
前記空調用熱交換器は、第１熱交換部（２２）と、膨張機構（２４）を介して前記第１熱交換部と接続される第２熱交換部（２３）と、を含む、
請求項１から７のいずれか１項に記載の自動車用温調システム。
【請求項９】
前記制御装置は、
前記車内の空調及び前記バッテリの温調が行われ、かつ、前記電装品の冷却が行われない電装品不使用モードと、
前記バッテリの温調及び前記電装品の冷却が行われ、かつ、前記車内の空調が行われない空調停止モードと、
を実行可能な実行部（６１）を有する、
請求項１から８のいずれか１項に記載の自動車用温調システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−６００３６（Ｐ２０１３−６００３６Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９８０９２（Ｐ２０１１−１９８０９２）
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
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