JP2022128546A - 空調装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】創熱部が発生させた熱を用いて、加熱部の加熱能力を速やかに上昇させることのできる空調装置を提供する。【解決手段】空調装置は、圧縮機11、加熱部を構成する水冷媒熱交換器12およびチラー20を有するヒートポンプサイクル10と、創熱部である電気ヒータ54およびチラー20の熱媒体通路20bが配置された低温側熱媒体回路50と、空調対象空間へ向けて送風空気を送風する室内送風機32と、を備える。電気ヒータ54が発生させた熱を用いて、加熱部の加熱能力を向上させる際に、熱媒体通路20bへ流入する熱媒体の入口側熱媒体温度TWinが、目標熱媒体温度TWinO以上となるまで、圧縮機11の冷媒吐出能力を基準吐出以下とし、室内送風機32の送風能力を基準送風能力以下にする加熱準備制御を実行する。【選択図】図4

Description

本発明は、熱を発生させる創熱部を有する空調装置に関する。
従来、特許文献1に、ヒートポンプサイクルと、低温側熱媒体回路と、を備える車両用の空調装置が開示されている。
特許文献1のヒートポンプサイクルは、加熱部および低温側水冷媒熱交換器を有している。加熱部は、圧縮機から吐出された高圧冷媒を熱源として、車室内へ送風される送風空気を加熱する。低温側水冷媒熱交換器は、低圧冷媒と低温側熱媒体回路を循環する低温側熱媒体とを熱交換させて、低温側熱媒体の有する熱を低圧冷媒に吸熱させる。
また、特許文献1の低温側熱媒体回路には、低温側水冷媒熱交換器の熱媒体通路、および電気ヒータが配置されている。電気ヒータは、低温側熱媒体を加熱するための熱を発生させる創熱部である。
特許文献1の空調装置では、電気ヒータの発生させた熱を、ヒートポンプサイクルによって低圧側から高圧側へ移動させて、加熱部の加熱能力を向上させるために利用可能になっている。
国際公開第2013/013790号
しかし、特許文献1の空調装置において、電気ヒータの発生させた熱を利用して加熱部の加熱能力を向上させるためには、比較的熱容量の大きい低温側熱媒体の温度を低圧冷媒よりも上昇させなければならない。
このため、例えば、低外気温時のように低温側熱媒体の温度が低くなっていると、低温側熱媒体の温度を上昇させるための時間が長時間化してしまい、加熱部の加熱能力を速やかに向上させることができなくなってしまう。その結果、送風空気の温度を、車室内の充分な暖房を実現可能な温度へ上昇させるために必要なウォームアップ時間が長時間化してしまい、即効性および応答性の高い空調を実現できなくなってしまう。
本発明は、上記点に鑑み、創熱部が発生させた熱を用いて、加熱部の加熱能力を速やかに上昇させることのできる空調装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の空調装置は、ヒートポンプサイクル(10、10a)と、熱媒体回路(50、50a)と、送風機(32)と、を備える。
ヒートポンプサイクルは、圧縮機(11)、加熱部(12、40、121)、および低温側水冷媒熱交換器(20)を有する。圧縮機は、冷媒を圧縮して吐出する。加熱部は、圧縮機から吐出された高圧冷媒を熱源として空調対象空間へ送風される送風空気を加熱する。低温側水冷媒熱交換器は、低圧冷媒に熱媒体の有する熱を吸熱させる。
熱媒体回路は、熱媒体を循環させる。送風機は、空調対象空間へ向けて送風空気を送風する。
熱媒体回路には、低温側水冷媒熱交換器の熱媒体通路(20b)、および熱媒体通路へ流入する熱媒体を加熱する創熱部(54)が配置されている。
さらに、創熱部が発生させた熱を用いて加熱部の加熱能力(TWH、PR2)を向上させる際に、加熱準備制御を実行する。加熱準備制御では、熱媒体通路へ流入する熱媒体の入口側熱媒体温度(TWin)が、目標熱媒体温度(TWinO)以上となるまで、圧縮機の冷媒吐出能力を予め定めた基準吐出能力以下にするとともに、送風機の送風能力を予め定めた基準送風能力以下にする。
これによれば、加熱準備制御では、低温側水冷媒熱交換器(20)の熱媒体通路(20b)へ流入する熱媒体の温度(TWin)が目標熱媒体温度(TWinO)以上となるまで、圧縮機(11)の冷媒吐出能力が基準吐出能力以下になる。従って、低温側水冷媒熱交換器(20)にて、熱媒体から低圧冷媒に吸熱される吸熱量が不必要に増加してしまうことを抑制することができる。
また、加熱準備制御では、低温側水冷媒熱交換器(20)の熱媒体通路(20b)へ流入する熱媒体の温度(TWin)が目標熱媒体温度(TWinO)以上となるまで、送風機(32)の送風能力を基準送風能力以下になる。従って、加熱部(12、40、121)にて、送風空気へ放熱される放熱量が不必要に増加してしまうことを抑制することができる。
その結果、加熱準備制御を実行することで、創熱部(54)が発生させた熱を用いて、熱媒体の温度(TWin)を速やかに上昇させることができる。そして、速やかに温度上昇させた熱媒体の有する熱を、ヒートポンプサイクル(10、10a)の低圧冷媒に吸熱させて高圧冷媒に移動させることによって、加熱部(12、40、121)の加熱能力を速やかに上昇させることができる。
すなわち、請求項1に記載の発明によれば、創熱部(54)が発生させた熱を用いて、加熱部(12、40、121)の加熱能力を速やかに上昇させることのできる空調装置を提供することができる。
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、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。
第1実施形態の空調装置の模式的な全体構成図である。 第1実施形態の空調装置の電気制御部を示すブロック図である。 第1実施形態の空調装置の加熱準備制御中の制御フローを示すフローチャートである。 第1実施形態の空調装置の加熱準備制御における冷媒等の流れを示す模式的な全体構成図である。 第1実施形態の空調装置の比較用条件における入口側熱媒体温度および目標熱媒体温度の変化を示すグラフである。 第1実施形態の空調装置の第1条件における入口側熱媒体温度および目標熱媒体温度の変化を示すグラフである。 第1実施形態の空調装置の第2条件における入口側熱媒体温度および目標熱媒体温度の変化を示すグラフである。 第1実施形態の空調装置の加熱準備制御の変形例における冷媒等の流れを示す模式的な全体構成図である。 第1実施形態の空調装置の加熱準備制御の別の変形例における冷媒等の流れを示す模式的な全体構成図である。 第2実施形態の空調装置の模式的な全体構成図である。 第3実施形態の空調装置の加熱準備制御中の冷媒等の流れを示す模式的な全体構成図である。 第4実施形態の空調装置の加熱準備制御中の冷媒等の流れを示す模式的な全体構成図である。 第5実施形態の空調装置の加熱準備制御中の冷媒等の流れを示す模式的な全体構成図である。
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の実施形態を説明する。各実施形態において先行する実施形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の実施形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示していなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
(第1実施形態)
図1~図9を用いて、本発明に係る空調装置1の第1実施形態を説明する。本実施形態の空調装置1は、電気自動車に適用されている。電気自動車は、走行用の駆動力を電動モータから得る車両である。空調装置1は、電気自動車において、空調対象空間である車室内の空調、および温度調整対象物である車載機器の温度調整を行う。従って、本実施形態の空調装置1は、車載機器温度調整機能付きの車両用空調装置である。
本実施形態の空調装置1において、温度調整対象物となる車載機器は、バッテリ80、および強電系機器81である。
バッテリ80は、電気式の車載機器へ供給される電力を蓄える二次電池である。本実施形態では、バッテリ80として、リチウムイオン電池を採用している。バッテリ80は、積層配置された複数の電池セルを、電気的に直列あるいは並列に接続することによって形成した組電池である。
バッテリ80は、作動時(すなわち、充放電時)に発熱する。バッテリ80は、低温になると出力が低下しやすく、高温になると劣化が進行しやすいという特性を有している。このため、バッテリ80の温度は、適切な温度範囲内(本実施形態では、15℃以上、かつ、55℃以下)に維持されている必要がある。
強電系機器81は、電力が供給されることによって作動し、作動時に発熱する車載機器である。本実施形態の強電系機器81は、具体的に、インバータおよびモータジェネレータである。
インバータは、バッテリ80からモータジェネレータへ供給される電力の周波数を変換するとともに、モータジェネレータが発生させた交流電力を直流電力に変換してバッテリ80側へ出力する電力変換装置である。モータジェネレータは、電力を供給されることによって走行用の駆動力を出力する電動モータとなり、車両の減速中や降坂走行時には回生電力を発生させる発電装置となる。
強電系機器81は、高温になると電気回路の劣化が進行してしまう可能性がある。このため、それぞれ電気回路の保護が可能な基準耐熱温度(本実施形態では、130℃)よりも低い温度に維持されている必要がある。
従って、本実施形態では、バッテリ80を適切に作動させることのできる適切な温度帯と強電系機器81を適切に作動させることのできる適切な温度帯は、完全に一致している訳ではない。換言すると、バッテリ80の適切な温度帯と強電系機器81の適切な温度帯は、異なっている。
空調装置1は、図1の全体構成図に示すように、ヒートポンプサイクル10、室内空調ユニット30、高温側熱媒体回路40、低温側熱媒体回路50等を備えている。
まず、ヒートポンプサイクル10について説明する。ヒートポンプサイクル10は、車室内の空調および車載機器の温度調整のために、車室内へ送風される送風空気、高温側熱媒体回路40を循環する高温側熱媒体、および低温側熱媒体回路50を循環する低温側熱媒体の温度を調整する蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置である。
ヒートポンプサイクル10は、車室内の空調および車載機器の温度調整のために、後述する各種運転モードに応じて、冷媒回路を切替可能に構成されている。
ヒートポンプサイクル10では、冷媒としてHFO系冷媒(具体的には、R1234yf)を採用している。ヒートポンプサイクル10は、圧縮機11から吐出された高圧冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成する。冷媒には、圧縮機11を潤滑するための冷凍機油が混入されている。冷凍機油は、液相冷媒に相溶性を有するPAGオイルである。冷凍機油の一部は、冷媒とともにサイクルを循環している。
圧縮機11は、ヒートポンプサイクル10において、冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。圧縮機11は、車室の前方側の駆動装置室内に配置されている。駆動装置室は、車両走行用の駆動力を発生させるために用いられる機器(例えば、モータジェネレータ)等の少なくとも一部が配置される空間を形成している。
圧縮機11は、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて駆動する電動圧縮機である。圧縮機11は、後述するシステム制御用の制御装置60から出力される制御信号によって、回転数(すなわち、冷媒吐出能力)が制御される。
圧縮機11の吐出口には、水冷媒熱交換器12の冷媒通路12aの入口側が接続されている。水冷媒熱交換器12は、圧縮機11から吐出された高圧冷媒を流通させる冷媒通路12aと、高温側熱媒体回路40を循環する高温側熱媒体を流通させる熱媒体通路12bと、を有している。
水冷媒熱交換器12は、冷媒通路12aを流通する高圧冷媒と熱媒体通路12bを流通する高温側熱媒体とを熱交換させる高温側水冷媒熱交換部である。水冷媒熱交換器12では、高圧冷媒の有する熱を熱媒体に放熱させて、高温側熱媒体を加熱する。
水冷媒熱交換器12の冷媒通路12aの出口には、第1冷媒継手部13aの流入口側が接続されている。第1冷媒継手部13aは、互いに連通する3つの流入出口を有する三方継手である。第1冷媒継手部13aとしては、複数の配管を接合して形成された継手部材や、金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けることによって形成された継手部材を採用することができる。
さらに、ヒートポンプサイクル10は、後述するように、第2冷媒継手部13b~第6冷媒継手部13fを有している。第2冷媒継手部13b~第6冷媒継手部13fの基本的構成は、第1冷媒継手部13aと同様である。
これらの継手部は、3つの流入出口のうち1つが流入口として用いられ、残りの2つが流出口として用いられた際には、冷媒の流れを分岐する分岐部となる。また、3つの流入出口のうち2つが流入口として用いられ、残りの1つが流出口として用いられた際には、冷媒の流れを合流させる合流部となる。
第1冷媒継手部13aの一方の流出口には、暖房用膨張弁14aの入口側が接続されている。第1冷媒継手部13aの他方の流出口には、除湿用通路22aを介して、第2冷媒継手部13bの一方の流入口側が接続されている。
除湿用通路22aは、後述する並列除湿暖房モード時等に冷媒を流通させる冷媒流路を形成する。除湿用通路22aには、除湿用開閉弁15aが配置されている。除湿用開閉弁15aは、除湿用通路22aを開閉する電磁弁である。除湿用開閉弁15aは、制御装置60から出力される制御電圧によって、その作動が制御される。
さらに、ヒートポンプサイクル10は、後述するように、暖房用開閉弁15bを有している。暖房用開閉弁15bの基本的構成は、除湿用開閉弁15aと同様である。除湿用開閉弁15aおよび暖房用開閉弁15bは、冷媒通路を開閉することによって、ヒートポンプサイクル10の冷媒回路を切り替えることができる。従って、除湿用開閉弁15aおよび暖房用開閉弁15bは、冷媒回路を切り替える冷媒回路切替部である。
暖房用膨張弁14aは、後述する暖房モード時等に、水冷媒熱交換器12の冷媒通路12aから流出した高圧冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量(質量流量)を調整する暖房用減圧部である。
暖房用膨張弁14aは、絞り通路の開度(すなわち、弁開度)を変化させる弁体部141a、および弁体部141aを変位させる電動アクチュエータ(具体的には、ステッピングモータ)を有する電動式の可変絞り機構である。暖房用膨張弁14aは、制御装置60から出力される制御信号(具体的には、制御パルス)によって、その作動が制御される。
暖房用膨張弁14aは、弁体部141aが弁開度を全開にすることで流量調整作用および冷媒減圧作用を殆ど発揮することなく単なる冷媒通路として機能する全開機能を有している。また、暖房用膨張弁14aは、弁体部141aが絞り通路を全閉にすることで、冷媒通路を閉塞する全閉機能を有している。
さらに、ヒートポンプサイクル10は、後述するように、冷房用膨張弁14bおよび冷却用膨張弁14cを備えている。冷房用膨張弁14bおよび冷却用膨張弁14cの基本的構成は、暖房用膨張弁14aと同様である。従って、冷房用膨張弁14bは、弁体部141bを有し、全開機能および全閉機能を有している。冷却用膨張弁14cは、弁体部141cを有し、全開機能および全閉機能を有している。
暖房用膨張弁14a、冷房用膨張弁14b、および冷却用膨張弁14cは、上述した全閉機能によって、ヒートポンプサイクル10の冷媒回路を切り替えることができる。より詳細には、暖房用膨張弁14aの弁体部141a、冷房用膨張弁14bの弁体部141b、および冷却用膨張弁14cの弁体部141cは、冷媒回路切替部としての機能を兼ね備えている。
もちろん、暖房用膨張弁14a、冷房用膨張弁14b、および冷却用膨張弁14cを、全閉機能を有していない可変絞り機構と開閉弁とを組み合わせて形成してもよい。この場合は、開閉弁が冷媒回路切替部となる。
暖房用膨張弁14aの出口には、室外熱交換器16の冷媒入口側が接続されている。従って、暖房用膨張弁14aの弁体部141aは、室外熱交換器16の冷媒入口側を開閉する室外器入口側開閉部となる。室外熱交換器16は、暖房用膨張弁14aから流出した冷媒と図示しない冷却ファンにより送風された外気とを熱交換させる室外熱交換部である。室外熱交換器16は、駆動装置室内の前方側に配置されている。このため、車両走行時には、室外熱交換器16に走行風を当てることができる。
室外熱交換器16の冷媒出口には、第3冷媒継手部13cの流入口側が接続されている。第3冷媒継手部13cの一方の流出口には、暖房用通路22bを介して、第4冷媒継手部13dの一方の流入口側が接続されている。暖房用通路22bは、後述する暖房モード時等に冷媒を流通させる冷媒流路を形成する。
暖房用通路22bには、暖房用開閉弁15bおよび第1逆止弁17aが配置されている。暖房用開閉弁15bは、暖房用通路22bを開閉する電磁弁である。第1逆止弁17aは、第3冷媒継手部13c側から第4冷媒継手部13d側へ冷媒が流れることを許容し、第4冷媒継手部13d側から第3冷媒継手部13c側へ冷媒が流れることを禁止する。従って、暖房用開閉弁15bおよび第1逆止弁17aは、室外熱交換器16の冷媒出口側を開閉する室外器出口側開閉部となる。
第3冷媒継手部13cの他方の流出口には、第2冷媒継手部13bの他方の流入口側が接続されている。第3冷媒継手部13cの他方の流出口と第2冷媒継手部13bの他方の流入口とを接続する冷媒通路には、第2逆止弁17bが配置されている。第2逆止弁17bは、第3冷媒継手部13c側から第2冷媒継手部13b側へ冷媒が流れることを許容し、第2冷媒継手部13b側から第3冷媒継手部13c側へ冷媒が流れることを禁止する。従って、第2逆止弁17bは、室外器出口側開閉部となる。
第2冷媒継手部13bの流出口には、第5冷媒継手部13eの流入口側が接続されている。第5冷媒継手部13eの一方の流出口には、冷房用膨張弁14bの入口側が接続されている。第5冷媒継手部13eの他方の流出口には、冷却用膨張弁14cの入口側が接続されている。
冷房用膨張弁14bは、後述する冷房モード時等に、冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する冷房用減圧部である。冷房用膨張弁14bの出口には、室内蒸発器18の冷媒入口側が接続されている。従って、冷房用膨張弁14bの弁体部141bは、室内蒸発器18の冷媒入口側を開閉する室内器入口側開閉部となる。
室内蒸発器18は、後述する室内空調ユニット30の空調ケース31内に配置されている。室内蒸発器18は、冷房用膨張弁14bにて減圧された低圧冷媒と車室内へ送風される送風空気とを熱交換させる冷却用熱交換器である。室内蒸発器18では、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることによって、送風空気を冷却する。
室内蒸発器18の冷媒出口には、第6冷媒継手部13fの一方の流入口側が接続されている。室内蒸発器18の冷媒出口と第6冷媒継手部13fの一方の流入口とを接続する冷媒流路には、第3逆止弁17cが配置されている。第3逆止弁17cは、室内蒸発器18側から第6冷媒継手部13f側へ冷媒が流れることを許容し、第6冷媒継手部13f側から室内蒸発器18側へ冷媒が流れることを禁止する。従って、第3逆止弁17cは、室内蒸発器18の冷媒出口側を開閉する室内器出口側開閉部となる。
冷却用膨張弁14cは、後述するバッテリ冷却モード時等に、冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する冷却用減圧部である。冷却用膨張弁14cの出口には、チラー20の冷媒通路20aの入口側が接続されている。
チラー20は、冷却用膨張弁14cにて減圧された低圧冷媒を流通させる冷媒通路20aと、低温側熱媒体回路50を循環する低温側熱媒体を流通させる熱媒体通路20bと、を有している。チラー20は、冷媒通路20aを流通する低圧冷媒と熱媒体通路20bを流通する低温側熱媒体を熱交換させる低温側水冷媒熱交換器である。チラー20では、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることによって、低温側熱媒体を冷却する。
チラー20の冷媒通路20aの出口には、第6冷媒継手部13fの他方の流入口側が接続されている。このため、室内蒸発器18およびチラー20は、第5冷媒継手部13eから第6冷媒継手部13fへ至る冷媒の流れに対して並列的に接続されている。第6冷媒継手部13fの流出口には、第4冷媒継手部13dの他方の流入口側が接続されている。
第4冷媒継手部13dの流出口には、アキュムレータ21の入口側が接続されている。アキュムレータ21は、内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰液相冷媒を蓄える低圧側の気液分離器である。アキュムレータ21の気相冷媒出口には、圧縮機11の吸入口側が接続されている。
次に、高温側熱媒体回路40について説明する。高温側熱媒体回路40は、高温側熱媒体を循環させる回路である。高温側熱媒体回路40では、高温側熱媒体として、エチレングリコール水溶液を採用している。高温側熱媒体回路40には、水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12b、高温側ポンプ41、ヒータコア42等が配置されている。
高温側ポンプ41は、高温側熱媒体を吸入して圧送する高温側の熱媒体圧送部である。高温側ポンプ41は、高温側熱媒体を水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12bの入口側へ圧送する。高温側ポンプ41は、制御装置60から出力される制御電圧によって、回転数(すなわち、圧送能力)が制御される電動水ポンプである。
水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12bの出口には、ヒータコア42の熱媒体入口側が接続されている。ヒータコア42は、室内空調ユニット30の空調ケース31内に配置されている。ヒータコア42は、水冷媒熱交換器12にて加熱された高温側熱媒体と送風空気とを熱交換させる加熱用熱交換部である。ヒータコア42では、高温側熱媒体の有する熱を送風空気に放熱させて、送風空気を加熱する。ヒータコア42の熱媒体出口には、高温側ポンプ41の吸入口側が接続されている。
従って、本実施形態では、水冷媒熱交換器12および高温側熱媒体回路40の各構成機器によって、圧縮機11から吐出された高圧冷媒を熱源として、送風空気を加熱する加熱部が形成されている。
次に、低温側熱媒体回路50について説明する。低温側熱媒体回路50は、低温側熱媒体を循環させる回路である。低温側熱媒体は、後述する創熱部によって加熱される熱媒体である。低温側熱媒体回路50では、低温側熱媒体として、高温側熱媒体と同種の流体を採用している。低温側熱媒体回路50は、後述する各種運転モードに応じて、熱媒体回路を切替可能に構成されている。
低温側熱媒体回路50には、第1低温側ポンプ51a、第2低温側ポンプ51b、第1低温側三方弁52a、第2低温側三方弁52b、チラー20の熱媒体通路20b、バッテリ80の冷却水通路80a、強電系機器81の冷却水通路81a、電気ヒータ54、バッテリバイパス通路55a、低温側ラジエータ56等が配置されている。
第1低温側ポンプ51aおよび第2低温側ポンプ51bは、低温側熱媒体を吸入して圧送する低温側の熱媒体圧送部である。第1低温側ポンプ51aおよび第2低温側ポンプ51bの基本的構成は、高温側ポンプ41と同様である。第1低温側ポンプ51aは、低温側熱媒体をバッテリ80の冷却水通路80aの入口側へ圧送する。
バッテリ80の冷却水通路80aは、複数の電池セルと低温側熱媒体とを熱交換させるバッテリ側熱交換部である。バッテリ80の冷却水通路80aは、複数の電池セルを収容するとともに、バッテリ80の外殻を形成するバッテリケース内に形成されている。
バッテリ80の冷却水通路80aの出口には、第1低温側三方弁52aの流入口側が接続されている。第1低温側三方弁52aは、三方式の流量調整弁である。第1低温側三方弁52aは、バッテリ80の冷却水通路80aから流出した低温側熱媒体を内部へ流入させて、第1熱媒体継手部53aの一方の流入口側およびバッテリバイパス通路55a側の少なくとも一方へ流出させる。
第1低温側三方弁52aは、第1熱媒体継手部53a側へ流出させる低温側熱媒体の流量とバッテリバイパス通路55a側へ流出させる低温側熱媒体の流量との流量比を連続的に調整することができる。さらに、第1低温側三方弁52aは、流量比を調整することによって、内部へ流入させた低温側熱媒体の全流量を、第1熱媒体継手部53a側およびバッテリバイパス通路55a側のいずれか一方側へ流出させることができる。
つまり、第1低温側三方弁52aは、熱媒体回路の回路構成を切り替える熱媒体回路切替部となる。第1低温側三方弁52aは、制御装置60から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
さらに、低温側熱媒体回路50には、第2低温側三方弁52bが配置されている。第2低温側三方弁52b、並びに、後述する実施形態で採用されている熱媒体回路用の三方弁の基本的構成は、第1低温側三方弁52aと同様である。従って、第2低温側三方弁52b等についても熱媒体回路切替部となる。
第1熱媒体継手部53aは、熱媒体用の三方継手である。さらに、本実施形態の低温側熱媒体回路50は、後述するように、第2熱媒体継手部53b~第4熱媒体継手部53dを有している。第1熱媒体継手部53a~第4熱媒体継手部53d、並びに、後述する実施形態で採用されている熱媒体継手部の基本的構成は、ヒートポンプサイクル10の第1冷媒継手部13a等と同様である。
第1熱媒体継手部53aの流出口には、電気ヒータ54の入口側が接続されている。従って、第1低温側三方弁52aは、実質的に、内部へ流入した低温側熱媒体を、電気ヒータ54側およびバッテリバイパス通路55a側の少なくとも一方へ流出させる。
バッテリバイパス通路55aは、バッテリ80の冷却水通路80aから流出した低温側熱媒体を、電気ヒータ54やチラー20の熱媒体通路20b等を迂回させて、第1低温側ポンプ51aの吸入口側へ導く熱媒体流路を形成する。バッテリバイパス通路55aの出口部には、第2熱媒体継手部53bの一方の流入口が接続されている。第2熱媒体継手部53bの流出口には、第1低温側ポンプ51aの吸入口側が接続されている。
第2低温側ポンプ51bは、低温側熱媒体を強電系機器81の冷却水通路81aの入口側へ圧送する。強電系機器81の冷却水通路81aは、強電系機器81と低温側熱媒体とを熱交換させる強電系機器側熱交換部である。強電系機器81の冷却水通路81aは、強電系機器81の外殻を形成するハウジング部あるいはケース部内に形成されている。
強電系機器81の冷却水通路81aの出口には、第2低温側三方弁52bの流入口側が接続されている。第2低温側三方弁52bは、第2低温側三方弁52bは、強電系機器81の冷却水通路81aから流出した低温側熱媒体を内部へ流入させて、第1熱媒体継手部53aの他方の流入口側および低温側ラジエータ56側の少なくとも一方へ流出させる。
従って、第2低温側三方弁52bは、実質的に、内部へ流入した低温側熱媒体を、電気ヒータ54側および低温側ラジエータ56側の少なくとも一方へ流出させる。
第2低温側三方弁52bは、電気ヒータ54側へ流出させる低温側熱媒体の流量と低温側ラジエータ56側へ流出させる低温側熱媒体の流量との流量比を連続的に調整することができる。さらに、第2低温側三方弁52bは、流量比を調整することによって、内部へ流入させた低温側熱媒体の全流量を、電気ヒータ54側およびバッテリバイパス通路55a側のいずれか一方側へ流出させることができる。
低温側ラジエータ56は、外気と第2低温側三方弁52bから流出した低温側熱媒体とを熱交換させる低温側の外気熱交換部である。低温側ラジエータ56は、ヒートポンプサイクル10の室外熱交換器16とともに駆動装置室内の前方側に配置されている。
低温側ラジエータ56の熱媒体出口には、第3熱媒体継手部53cの一方の流入口側が接続されている。第3熱媒体継手部53cの流出口には、第2低温側ポンプ51bの吸入口側が接続されている。
電気ヒータ54は、低温側熱媒体を加熱するための熱を発生させる創熱部である。本実施形態では、電気ヒータ54として、電力を供給されることによって発熱して、加熱用流路を流通する低温側熱媒体を加熱するPTC素子(すなわち、正特性サーミスタ)を有するPTCヒータが採用されている。電気ヒータ54の加熱用熱媒体流路の出口には、チラー20の熱媒体通路20bの入口側が接続されている。
チラー20の熱媒体通路20bの出口には、第4熱媒体継手部53dの流入口側が接続されている。第4熱媒体継手部53dの一方の流出口には、第2熱媒体継手部53bの他方の流入口側が接続されている。第4熱媒体継手部53dの他方の流出口には、第3熱媒体継手部53cの他方の流入口側が接続されている。
以上の説明から明らかなように、本実施形態の高温側熱媒体回路40と低温側熱媒体回路50は、完全に独立した熱媒体回路として構成される。従って、高温側熱媒体と低温側熱媒体が混合してしまうことはない。また、創熱部である電気ヒータ54は、低温側熱媒体回路50のみに配置されている。高温側熱媒体回路40には、高温側熱媒体を加熱する構成として水冷媒熱交換器12のみが配置されている。
次に、室内空調ユニット30について説明する。室内空調ユニット30は、車室内の空調のために適切な温度に調整された送風空気を、車室内の適切な箇所へ吹き出すために、複数の構成機器を一体化したユニットである。室内空調ユニット30は、車室内最前部の計器盤(インストルメントパネル)の内側に配置されている。
室内空調ユニット30は、図1に示すように、送風空気の空気通路を形成する空調ケース31内に、室内送風機32、室内蒸発器18、ヒータコア42等を収容したものである。空調ケース31は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂(例えば、ポリプロピレン)にて成形されている。
空調ケース31の送風空気流れ最上流側には、内外気切替装置33が配置されている。内外気切替装置33は、空調ケース31内へ内気(すなわち、車室内空気)と外気(すなわち、車室外空気)とを切替導入する。内外気切替装置33は、制御装置60から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
内外気切替装置33の送風空気流れ下流側には、室内送風機32が配置されている。室内送風機32は、内外気切替装置33を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する。室内送風機32は、遠心多翼ファンを電動モータにて駆動する電動送風機である。室内送風機32は、制御装置60から出力される制御電圧によって、回転数(すなわち、送風能力)が制御される。
室内送風機32の送風空気流れ下流側には、室内蒸発器18およびヒータコア42が、送風空気流れに対して、この順に配置されている。つまり、室内蒸発器18は、ヒータコア42よりも、送風空気流れ上流側に配置されている。また、空調ケース31内には、室内蒸発器18通過後の送風空気を、ヒータコア42を迂回して流す冷風バイパス通路35が形成されている。
空調ケース31内の室内蒸発器18の送風空気流れ下流側であって、かつ、ヒータコア42および冷風バイパス通路35の送風空気流れ上流側には、エアミックスドア34が配置されている。
エアミックスドア34は、室内蒸発器18通過後の送風空気のうち、ヒータコア42側を通過させる送風空気の風量と冷風バイパス通路35を通過させる送風空気の風量との風量割合を調整する風量割合調整部である。エアミックスドア34は、エアミックスドア用の電動アクチュエータによって駆動される。エアミックスドア用の電動アクチュエータは、制御装置60から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
ヒータコア42および冷風バイパス通路35の送風空気流れ下流側には、混合空間36が配置されている。混合空間36は、ヒータコア42にて加熱された送風空気と冷風バイパス通路35を通過して加熱されていない送風空気とを混合させる空間である。従って、室内空調ユニット30では、エアミックスドア34の開度調整によって、混合空間36にて混合された送風空気(すなわち、空調風)の温度を調整することができる。
空調ケース31の送風空気流れ最下流部には、混合空間36にて混合された送風空気を、車室内へ吹き出すための図示しない複数の開口穴が形成されている。複数の開口穴は、車室内に形成された複数の吹出口に連通している。複数の吹出口としては、フェイス吹出口、フット吹出口、デフロスタ吹出口が設けられている。
フェイス吹出口は、乗員の上半身に向けて送風空気を吹き出す吹出口である。フット吹出口は、乗員の足元に向けて送風空気を吹き出す吹出口である。デフロスタ吹出口は、車両前方窓ガラスに向けて送風空気を吹き出す吹出口である。
複数の開口穴には、それぞれ図示しない吹出モードドアが配置されている。吹出モードドアは、それぞれの開口穴を開閉する。吹出モードドアは、吹出モードドア用の電動アクチュエータによって駆動される。吹出モードドア用の電動アクチュエータは、制御装置60から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
従って、室内空調ユニット30では、吹出モードドアによって開口される開口穴を切り替えることによって、車室内の空調風が吹き出される箇所を変更することができる。
次に、本実施形態の電気制御部の概要について説明する。制御装置60は、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。制御装置60は、ROM内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、その出力側に接続された各種制御対象機器11、14a~14c、15a、15b、32~34、41、51a、51b、52a、52b、54等の作動を制御する。
また、制御装置60の入力側には、図2のブロック図に示すように、内気温センサ61、外気温センサ62、日射センサ63、第1冷媒温度センサ64a~第3冷媒温度センサ64c、蒸発器温度センサ64f、第1冷媒圧力センサ65a~第3冷媒圧力センサ65c、高温側熱媒体温度センサ66a、第1低温側熱媒体温度センサ67a~第3低温側熱媒体温度センサ67c、バッテリ温度センサ68、空調風温度センサ69a、吸込空気温度センサ69b等が接続されている。そして、制御装置60には、これらのセンサ群の検出信号が入力される。
内気温センサ61は、車室内温度(内気温)Trを検出する内気温検出部である。外気温センサ62は、車室外温度(外気温)Tamを検出する外気温検出部である。日射センサ63は、車室内へ照射される日射量Asを検出する日射量検出部である。
第1冷媒温度センサ64aは、圧縮機11から吐出された冷媒の温度である第1冷媒温度TR1を検出する第1冷媒温度検出部である。第2冷媒温度センサ64bは、水冷媒熱交換器12の冷媒通路12aから流出した冷媒の温度である第2冷媒温度TR2を検出する第2冷媒温度検出部である。第3冷媒温度センサ64cは、室外熱交換器16から流出した冷媒の温度である第3冷媒温度TR3を検出する第3冷媒温度検出部である。
蒸発器温度センサ64fは、室内蒸発器18における冷媒蒸発温度(蒸発器温度)Tefinを検出する蒸発器温度検出部である。本実施形態の蒸発器温度センサ64fでは、具体的に、室内蒸発器18の熱交換フィン温度を検出している。
第1冷媒圧力センサ65aは、圧縮機11から吐出された冷媒の圧力である第1冷媒圧力PR1を検出する第1冷媒圧力検出部である。第2冷媒圧力センサ65bは、水冷媒熱交換器12の冷媒通路12aから流出した冷媒の圧力である第2冷媒圧力PR2を検出する第2冷媒圧力検出部である。第3冷媒圧力センサ65cは、室外熱交換器16から流出した冷媒の圧力である第3冷媒圧力PR3を検出する第3冷媒圧力検出部である。
高温側熱媒体温度センサ66aは、ヒータコア42へ流入する高温側熱媒体の温度である高温側熱媒体温度TWHを検出する高温側熱媒体温度検出部である。
第1低温側熱媒体温度センサ67aは、第1低温側ポンプ51aから圧送されてバッテリ80の冷却水通路80aへ流入する低温側熱媒体の温度である第1低温側熱媒体温度TWL1を検出する第1低温側熱媒体温度検出部である。
第2低温側熱媒体温度センサ67bは、第2低温側ポンプ51bから圧送されて強電系機器81の冷却水通路81aへ流入する低温側熱媒体の温度である第2低温側熱媒体温度TWL2を検出する第2低温側熱媒体温度検出部である。
第3低温側熱媒体温度センサ67cは、チラー20の熱媒体通路20bへ流入する低温側熱媒体の温度である入口側熱媒体温度TWinを検出するチラー入口側熱媒体温度検出部である。
バッテリ温度センサ68は、バッテリ温度TB(すなわち、バッテリ80の温度)を検出するバッテリ温度検出部である。本実施形態のバッテリ温度センサ68は、複数の温度センサを有し、バッテリ80の複数の箇所の温度を検出している。このため、制御装置60では、バッテリ80を形成する各電池セルの温度差を検出することができる。さらに、バッテリ温度TBとしては、複数の温度センサの検出値の平均値を採用している。
空調風温度センサ69aは、混合空間36から車室内へ送風される送風空気の温度である送風空気温度TAVを検出する空調風温度検出部である。吸込空気温度センサ69bは、ヒータコア42へ流入する送風空気の温度である吸込空気温度TAinを検出する吸込空気温度検出部である。
さらに、制御装置60の入力側には、図2に示すように、空調用の操作パネル70が接続されている。空調用の操作パネル70は、車室内前部の計器盤付近に配置されている。制御装置60には、空調用の操作パネル70に設けられた各種操作スイッチからの操作信号が入力される。
空調用の操作パネル70に設けられた各種操作スイッチとしては、具体的に、オートスイッチ、エアコンスイッチ、風量設定スイッチ、温度設定スイッチ等がある。
オートスイッチは、ユーザが車室内空調の自動制御運転を設定あるいは解除する操作部である。エアコンスイッチは、ユーザが室内蒸発器18にて送風空気の冷却を行うことを要求する操作部である。風量設定スイッチは、ユーザが室内送風機32の風量をマニュアル設定する操作部である。温度設定スイッチは、ユーザが車室内の設定温度Tsetを設定する操作部である。
なお、本実施形態の制御装置60は、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御部が一体に構成されたものである。そして、制御装置60のうち、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御部を構成している。
例えば、制御装置60のうち、圧縮機11の冷媒吐出能力(具体的には、圧縮機11の回転数)を制御する構成は、吐出能力制御部60aを構成している。また、室内送風機32の送風能力(具体的には、室内送風機32の回転数)を制御する構成は、送風能力制御部60bを構成している。また、電気ヒータ54の加熱能力を制御する構成は、創熱能力制御部60cを構成している。
次に、上記構成の空調装置1の作動について説明する。前述の如く、空調装置1は、車室内の空調、および車載機器の温度調整を行うことができる。そのために、空調装置1では、ヒートポンプサイクル10の回路構成、および低温側熱媒体回路50の回路構成を切り替えて、各種運転モードを実行する。
空調装置1の運転モードには、車室内の空調用の運転モードと車載機器の温度調整用の運転モードがある。空調装置1では、空調用の運転モードと温度調整用の運転モードとを適宜組み合わせて実行することができる。
このため、空調装置1では、車載機器の温度調整を行うことなく、車室内の空調のみを行うことができる。また、車室内の空調を行うことなく、車載機器の温度調整を行うことができる。また、車室内の空調を行うと同時に車載機器の温度調整を行うことができる。
まず、空調用の運転モードについて説明する。本実施形態の空調用の運転モードには、(A1)冷房モード、(A2)直列除湿暖房モード、(A3)並列除湿暖房モード、(A4)暖房モードがある。
(A1)冷房モードは、送風空気を冷却して車室内へ吹き出すことによって、車室内の冷房を行う運転モードである。
(A2)直列除湿暖房モードは、冷却されて除湿された送風空気を再加熱して車室内へ吹き出すことによって、車室内の除湿暖房を行う運転モードである。
(A3)並列除湿暖房モードは、冷却されて除湿された送風空気を直列除湿暖房モードよりも高い加熱能力で再加熱して車室内へ吹き出すことによって、車室内の除湿暖房を行う運転モードである。
(A4)暖房モードは、送風空気を加熱して車室内へ吹き出すことによって、車室内の暖房を行う運転モードである。
空調用の運転モードの切り替えは、制御装置60に記憶されている空調用の制御プログラムが実行されることによって行われる。空調用の制御プログラムは、操作パネル70のオートスイッチが投入されて、車室内空調の自動制御運転が設定された際に実行される。
空調用の制御プログラムのメインルーチンでは、所定の周期毎に上述のセンサ群の検出信号および操作パネル70の操作スイッチの操作信号を読み込む。そして、読み込んだ検出信号および操作信号の値に基づいて、車室内へ吹き出す吹出空気の目標温度である目標吹出温度TAOを算出する。
より具体的には、目標吹出温度TAOは、以下数式F1を用いて算出される。
TAO=Kset×Tset-Kr×Tr-Kam×Tam-Ks×As+C…(F1)
なお、Tsetは、操作パネル70の温度設定スイッチによって設定された車室内の設定温度である。Trは、内気温センサ61によって検出された内気温である。Tamは、外気温センサ62によって検出された外気温である。Asは、日射センサ63によって検出された日射量である。Kset、Kr、Kam、Ksは制御ゲインであり、Cは補正用の定数である。
そして、操作パネル70のエアコンスイッチが投入された状態で、目標吹出温度TAOが予め定めた冷房目標熱媒体温度KTAO1よりも低くなっている場合には、空調用の運転モードが冷房モードに切り替えられる。
また、エアコンスイッチが投入された状態で、目標吹出温度TAOが冷房目標熱媒体温度KTAO1以上になっており、かつ、外気温Tamが予め定めた除湿暖房目標熱媒体温度KTAO2よりも高くなっている場合には、空調用の運転モードが直列除湿暖房モードに切り替えられる。
また、エアコンスイッチが投入された状態で、目標吹出温度TAOが冷房目標熱媒体温度KTAO1以上になっており、かつ、外気温Tamが除湿暖房目標熱媒体温度KTAO2以下になっている場合には、空調用の運転モードが並列除湿暖房モードに切り替えられる。
また、エアコンスイッチの冷房スイッチが投入されていない場合には、空調用の運転モードが暖房モードに切り替えられる。
このため、冷房モードは、主に夏季のように比較的外気温が高い場合に実行される。直列除湿暖房モードは、主に春季あるいは秋季に実行される。並列除湿暖房モードは、主に早春季あるいは晩秋季のように直列除湿暖房モードよりも高い加熱能力で送風空気を加熱する必要のある場合に実行される。暖房モードは、主に冬季の低外気温時に実行される。以下に空調用の各運転モードの詳細作動を説明する。
(A1)冷房モード
冷房モードでは、制御装置60が、暖房用膨張弁14aを全開状態とし、冷房用膨張弁14bを冷媒減圧作用を発揮する絞り状態とする。冷却用膨張弁14cについては、温度調整用の運転モードに応じて制御される。このことは、他の空調用の運転モードにおいても同様である。また、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを閉じ、暖房用開閉弁15bを閉じる。
このため、冷房モードのヒートポンプサイクル10では、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、全開となっている暖房用膨張弁14a、室外熱交換器16、冷房用膨張弁14b、室内蒸発器18、アキュムレータ21、圧縮機11の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、圧縮機11の回転数については、蒸発器温度センサ64fによって検出された蒸発器温度Tefinが、目標蒸発器温度TEOに近づくように制御する。目標蒸発器温度TEOは、目標吹出温度TAOに基づいて、予め制御装置60に記憶された制御マップを参照して決定される。
また、制御装置60は、冷房用膨張弁14bの絞り開度については、冷房用膨張弁14bへ流入する冷媒の過冷却度SC3が、目標過冷却度SCO3に近づくように制御する。
冷房用膨張弁14bへ流入する冷媒の過冷却度SC3は、第3冷媒温度センサ64cによって検出された第3冷媒温度TR3、および第3冷媒圧力センサ65cによって検出された第3冷媒圧力PR3を用いて算定される。目標過冷却度SCO3は、外気温Tamに基づいて、予め制御装置60に記憶された制御マップを参照して、サイクルの成績係数(COP)が極大値に近づくように決定される。
また、制御装置60は、高温側ポンプ41については、予め定めた圧送能力を発揮するように制御する。
このため、冷房モードの高温側熱媒体回路40では、高温側ポンプ41から圧送された高温側熱媒体が、水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12b、ヒータコア42、高温側ポンプ41の吸入口の順に循環する。
また、制御装置60は、室内送風機32の回転数については、送風能力制御部60bが決定した目標送風能力に近づくように決定される。従って、送風能力制御部60bは、目標送風能力決定部である。より具体的には、送風能力制御部60bは、目標吹出温度TAOに基づいて、予め制御装置60に記憶された制御マップを参照して決定する。
室内送風機32用の制御マップでは、目標吹出温度TAOが極低温域(すなわち、最大冷房時)あるいは極高温域(すなわち、最大暖房時)となっている際に、送風能力が最大となるように決定する。さらに、目標吹出温度TAOが極低温域あるいは極高温域から中間温度域に向かうに伴って、送風能力を低下させるように決定する。そして、目標吹出温度TAOが中間温度域となっている際に、送風能力が最小となるように決定する。
また、制御装置60は、エアミックスドア34の開度については、空調風温度センサ69aによって検出された送風空気温度TAVが目標吹出温度TAOに近づくように制御する。また、制御装置60は、吹出モードドアの開閉作動については、目標吹出温度TAOに基づいて、予め制御装置60に記憶された制御マップを参照して決定する。
従って、冷房モードのヒートポンプサイクル10では、水冷媒熱交換器12および室外熱交換器16を、冷媒を放熱させて凝縮させる凝縮器(換言すると、放熱器)として機能させ、室内蒸発器18を、冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
その結果、冷房モードのヒートポンプサイクル10では、水冷媒熱交換器12にて、高温側熱媒体が加熱される。さらに、室内蒸発器18にて、送風空気が冷却される。
また、冷房モードの高温側熱媒体回路40では、水冷媒熱交換器12にて加熱された熱媒体が、ヒータコア42へ供給される。
また、冷房モードの室内空調ユニット30では、室内送風機32から送風された送風空気が、室内蒸発器18にて冷却される。室内蒸発器18にて冷却された送風空気は、エアミックスドア34の開度調整によって、目標吹出温度TAOに近づくように温度調整される。そして、温度調整された送風空気が車室内へ吹き出されることによって、車室内の冷房が実現される。
(A2)直列除湿暖房モード
直列除湿暖房モードでは、制御装置60が、暖房用膨張弁14aを絞り状態とし、冷房用膨張弁14bを絞り状態とする。また、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを閉じ、暖房用開閉弁15bを閉じる。
このため、直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル10では、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、暖房用膨張弁14a、室外熱交換器16、冷房用膨張弁14b、室内蒸発器18、アキュムレータ21、圧縮機11の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、圧縮機11については、冷房モードと同様に制御する。
また、制御装置60は、暖房用膨張弁14aの絞り開度および冷房用膨張弁14bの絞り開度については、目標吹出温度TAOに基づいて、予め制御装置60に記憶された制御マップを参照して、COPが極大値に近づくように決定する。直列除湿暖房モードの制御マップでは、目標吹出温度TAOの上昇に伴って、暖房用膨張弁14aの絞り開度を減少させ、冷房用膨張弁14bの絞り開度を増加させるように決定する。
また、制御装置60は、冷房モードと同様に、高温側熱媒体回路40の高温側ポンプ41等の作動を制御する。また、制御装置60は、冷房モードと同様に、室内空調ユニット30の室内送風機32等の作動を制御する。
従って、直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル10では、水冷媒熱交換器12を凝縮器として機能させ、室内蒸発器18を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。さらに、室外熱交換器16における冷媒の飽和温度が外気温Tamよりも高い場合には、室外熱交換器16を凝縮器として機能させる。また、室外熱交換器16における冷媒の飽和温度が外気温Tamよりも低い場合には、室外熱交換器16を蒸発器として機能させる。
その結果、直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル10では、水冷媒熱交換器12にて、高温側熱媒体が加熱される。さらに、室内蒸発器18にて、送風空気が冷却される。
また、直列除湿暖房モードの高温側熱媒体回路40では、水冷媒熱交換器12にて加熱された熱媒体がヒータコア42へ供給される。
また、直列除湿暖房モードの室内空調ユニット30では、室内送風機32から送風された送風空気が、室内蒸発器18にて冷却されて除湿される。室内蒸発器18にて冷却されて除湿された送風空気は、エアミックスドア34の開度調整によって、目標吹出温度TAOに近づくように温度調整される。そして、温度調整された送風空気が車室内へ吹き出されることによって、車室内の除湿暖房が実現される。
さらに、直列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル10では、目標吹出温度TAOの上昇に伴って、暖房用膨張弁14aの絞り開度を減少させ、冷房用膨張弁14bの絞り開度を増加させている。これによれば、目標吹出温度TAOの上昇に伴って、ヒータコア42における送風空気の加熱能力を向上させることができる。
より詳細には、室外熱交換器16における冷媒の飽和温度が外気温Tamよりも高くなっている際には、目標吹出温度TAOの上昇に伴って、室外熱交換器16における冷媒の飽和温度と外気温Tamとの温度差を縮小させることができる。従って、目標吹出温度TAOの上昇に伴って、室外熱交換器16における冷媒の外気への放熱量を減少させて、水冷媒熱交換器12における冷媒から熱媒体への放熱量を増加させることができる。
また、室外熱交換器16における冷媒の飽和温度が外気温Tamよりも低くなっている際には、目標吹出温度TAOの上昇に伴って、外気温Tamと室外熱交換器16における冷媒との温度差を拡大させることができる。従って、目標吹出温度TAOの上昇に伴って、室外熱交換器16における冷媒の外気からの吸熱量を増加させて、水冷媒熱交換器12における冷媒から熱媒体への放熱量を増加させることができる。
その結果、直列除湿暖房モードでは、目標吹出温度TAOの上昇に伴って、ヒータコア42における送風空気の加熱能力を向上させることができる。
(A3)並列除湿暖房モード
並列除湿暖房モードでは、制御装置60が、暖房用膨張弁14aを絞り状態とし、冷房用膨張弁14bを絞り状態とする。また、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを開き、暖房用開閉弁15bを開く。
このため、並列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル10では、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、第1冷媒継手部13a、暖房用膨張弁14a、室外熱交換器16、暖房用通路22b、アキュムレータ21、圧縮機11の吸入口の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。同時に、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、第1冷媒継手部13a、除湿用通路22a、冷房用膨張弁14b、室内蒸発器18、アキュムレータ21、圧縮機11の吸入口の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。つまり、室外熱交換器16と室内蒸発器18が、冷媒の流れに対して並列的に接続される冷媒回路に切り替えられる。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、圧縮機11の回転数については、第1冷媒圧力センサ65aによって検出された第1冷媒圧力PR1が、目標凝縮圧力PDOに近づくように制御する。
目標凝縮圧力PDOは、高温側熱媒体温度センサ66aによって検出された高温側熱媒体温度TWHが、予め定めた目標高温側熱媒体温度TWHO(本実施形態では、50℃程度)に近づくように決定される。目標高温側熱媒体温度TWHOは、加熱部を構成するヒータコア42にて、送風空気の温度を、車室内の充分な暖房を実現可能な温度に上昇させることができるように設定されている。
また、制御装置60は、暖房用膨張弁14aの絞り開度および冷房用膨張弁14bの絞り開度については、目標吹出温度TAOに基づいて、予め制御装置60に記憶された制御マップを参照して、COPが極大値に近づくように決定する。並列除湿暖房モードの制御マップでは、目標吹出温度TAOの上昇に伴って、暖房用膨張弁14aの絞り開度を減少させ、冷房用膨張弁14bの絞り開度を増加させるように決定する。
また、制御装置60は、冷房モードと同様に、高温側熱媒体回路40の高温側ポンプ41等の作動を制御する。また、制御装置60は、冷房モードと同様に、室内空調ユニット30の室内送風機32等の作動を制御する。
従って、並列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル10では、水冷媒熱交換器12を凝縮器として機能させ、室外熱交換器16および室内蒸発器18を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。その結果、並列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル10では、水冷媒熱交換器12にて、高温側熱媒体が加熱される。さらに、室内蒸発器18にて、送風空気が冷却される。
また、並列除湿暖房モードの高温側熱媒体回路40では、水冷媒熱交換器12にて加熱された熱媒体が、ヒータコア42へ供給される。
また、並列除湿暖房モードの室内空調ユニット30では、室内送風機32から送風された送風空気が、室内蒸発器18にて冷却されて除湿される。室内蒸発器18にて冷却されて除湿された送風空気は、エアミックスドア34の開度調整によって、目標吹出温度TAOに近づくように温度調整される。そして、温度調整された送風空気が車室内へ吹き出されることによって、車室内の除湿暖房が実現される。
さらに、並列除湿暖房モードのヒートポンプサイクル10では、暖房用膨張弁14aの絞り開度を、冷房用膨張弁14bの絞り開度よりも減少させることができる。これによれば、室外熱交換器16における冷媒蒸発温度を、室内蒸発器18における冷媒蒸発温度よりも低い温度に低下させることができる。
従って、並列除湿暖房モードでは、直列除湿暖房モードよりも室外熱交換器16における冷媒の外気からの吸熱量を増加させて、水冷媒熱交換器12における冷媒から熱媒体への放熱量を増加させることができる。その結果、並列除湿暖房モードでは、直列除湿暖房モードよりもヒータコア42における送風空気の加熱能力を向上させることができる。
(A4)暖房モード
暖房モードでは、制御装置60が、暖房用膨張弁14aを絞り状態とし、冷房用膨張弁14bを全閉状態とする。また、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを閉じ、暖房用開閉弁15bを開く。
このため、暖房モードのヒートポンプサイクル10では、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、暖房用膨張弁14a、室外熱交換器16、暖房用通路22b、アキュムレータ21、圧縮機11の吸入口の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、圧縮機11については、並列除湿暖房モードと同様に制御する。
また、制御装置60は、暖房用膨張弁14aの絞り開度については、暖房用膨張弁14aへ流入する冷媒の過冷却度SC2が、目標過冷却度SCO2に近づくように制御する。
暖房用膨張弁14aへ流入する冷媒の過冷却度SC2は、第2冷媒温度センサ64bによって検出された第2冷媒温度TR2、および第2冷媒圧力センサ65bによって検出された第2冷媒圧力PR2を用いて算出される。目標過冷却度SCO2は、第2冷媒温度TR2に基づいて、予め制御装置60に記憶された制御マップを参照して、COPが極大値に近づくように決定される。
また、制御装置60は、冷房モードと同様に、高温側熱媒体回路40の高温側ポンプ41等の作動を制御する。また、制御装置60は、冷房モードと同様に、室内空調ユニット30の室内送風機32等の作動を制御する。
従って、暖房モードのヒートポンプサイクル10では、水冷媒熱交換器12を凝縮器として機能させ、室外熱交換器16を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。その結果、暖房モードのヒートポンプサイクル10では、水冷媒熱交換器12にて、高温側熱媒体が加熱される。
また、暖房モードの高温側熱媒体回路40では、水冷媒熱交換器12にて加熱された熱媒体がヒータコア42へ供給される。
また、暖房モードの室内空調ユニット30では、室内送風機32から送風された送風空気が、室内蒸発器18を通過する。室内蒸発器18を通過した送風空気は、エアミックスドア34の開度調整によって、目標吹出温度TAOに近づくように温度調整される。そして、温度調整された送風空気が車室内へ吹き出されることによって、車室内の暖房が実現される。
次に、温度調整用の運転モードについて説明する。温度調整用の運転モードでは、温度調整対象物であるバッテリ80および強電系機器81の温度調整を行う。
前述の如く、本実施形態では、バッテリ80の適正な温度帯と、強電系機器81の適正な温度帯が異なっている。このため、温度調整用の運転モードでは、バッテリ80の温度調整を行うためのバッテリ用の運転モードと、強電系機器81の温度調整を行うための強電系機器用の運転モードと、を組み合わせて実行する。
バッテリ用の運転モードとしては、(B1)バッテリ暖機モード、(B2)バッテリ均温モード、および(B3)バッテリ冷却モードがある。
(B1)バッテリ暖機モードは、電気ヒータ54によって加熱された低温側熱媒体によってバッテリ80の暖機を行う運転モードである。
(B2)バッテリ均温モードは、バッテリ80を形成する各電池セルの均温化を行う運転モードである。
(B3)バッテリ冷却モードは、チラー20にて冷却された熱媒体によってバッテリ80を冷却する運転モードである。
また、強電系機器用の運転モードとしては、(C1)強電系機器暖機モード、(C2)強電系機器廃熱回収モード、(C3)強電系機器冷却モードがある。
(C1)強電系機器暖機モードは、電気ヒータ54によって加熱された低温側熱媒体によって強電系機器81の暖機を行う運転モードである。
(C2)強電系機器廃熱回収モードは、強電系機器81の発生させた熱をチラー20にて低圧冷媒に吸熱させる運転モードである。
(C3)強電系機器冷却モードは、低温側ラジエータ56にて冷却された熱媒体によって強電系機器81を冷却する運転モードである。
温度調整用の運転モードの切り替えは、制御装置60に記憶されている温度調整用の制御プログラムが実行されることによって行われる。温度調整用の制御プログラムは、ユーザが車室内の空調を要求しているか否かにかかわらず、車両システムが起動している際や、外部電源からバッテリ80に充電している際等にも実行される。
温度調整用の制御プログラムでは、所定の周期毎に上述のセンサ群の検出信号を読み込む。そして、読み込んだ検出信号に基づいて、温度調整用の運転モードを切り替える。
より具体的には、温度調整用の制御プログラムでは、バッテリ温度センサ68によって検出されたバッテリ温度TBに基づいて、予め制御装置60に記憶された制御マップを参照して、バッテリ用の運転モードを切り替える。制御マップでは、バッテリ温度TBの上昇に伴って、(B1)バッテリ暖機モード、(B2)バッテリ均温モード、(B3)バッテリ冷却モードの順に切り替える。
また、温度調整用の制御プログラムでは、第2低温側熱媒体温度センサ67bによって検出された第2低温側熱媒体温度TWL2に基づいて、予め制御装置60に記憶された制御マップを参照して、強電系機器用の運転モードを切り替える。制御マップでは、第2低温側熱媒体温度TWL2の上昇に伴って、(C1)強電系機器暖機モード、(C2)強電系機器廃熱回収モード、(C3)強電系機器冷却モードの順に切り替える。
但し、低温側熱媒体回路50の回路構成の都合等で、バッテリ用の運転モードと強電系機器用の運転モードとを同時に実行できない場合は、バッテリ用の運転モードが優先される。例えば、(B3)バッテリ冷却モードと(C1)強電系機器暖機モードが同時に選択された場合は、(C1)強電系機器暖機モードは実行されず、(B3)バッテリ冷却モードが実行される。以下に温度調整用の各運転モードの詳細作動を説明する。
(B1)バッテリ暖機モード
バッテリ暖機モードでは、制御装置60が、冷却用膨張弁14cを全閉状態とする。このため、バッテリ暖機モードでは、チラー20へ冷媒が流入することはない。
また、制御装置60は、バッテリ80の冷却水通路80aから流出した低温側熱媒体を電気ヒータ54側へ流出させるように第1低温側三方弁52aの作動を制御する。また、制御装置60は、予め定めた加熱能力を発揮するように電気ヒータ54の作動を制御する。また、制御装置60は、予め定めた圧送能力を発揮するように、第1低温側ポンプ51aの作動を制御する。
このため、バッテリ暖機モードの低温側熱媒体回路50では、第1低温側ポンプ51aから圧送された低温側熱媒体が、バッテリ80の冷却水通路80a、電気ヒータ54、チラー20の熱媒体通路20b、第1低温側ポンプ51aの吸入口の順に循環する回路に切り替えられる。
従って、バッテリ暖機モードの低温側熱媒体回路50では、電気ヒータ54にて加熱された低温側熱媒体が、第1低温側ポンプ51aへ吸入される。第1低温側ポンプ51aから圧送された低温側熱媒体は、バッテリ80の冷却水通路80aへ流入して、バッテリ80の各電池セルに放熱する。これにより、バッテリ80の暖機が行われる。
(B2)バッテリ均温モード
バッテリ均温モードでは、制御装置60が、バッテリ80の冷却水通路80aから流出した低温側熱媒体をバッテリバイパス通路55a側へ流出させるように第1低温側三方弁52aの作動を制御する。また、制御装置60は、予め定めた圧送能力を発揮するように、第1低温側ポンプ51aの作動を制御する。
このため、バッテリ均温モードの低温側熱媒体回路50では、第1低温側ポンプ51aから圧送された低温側熱媒体が、バッテリ80の冷却水通路80a、バッテリバイパス通路55a、高温側ポンプ41の吸入口の順に循環する回路に切り替えられる。
従って、バッテリ均温モードの低温側熱媒体回路50では、第1低温側ポンプ51aから圧送された低温側熱媒体が、バッテリ80の冷却水通路80aを流通する際に、バッテリ80を形成する各電池セルの均温化が行われる。
ここで、バッテリ均温モードはバッテリ80の各電池セルの均温化を目的とした運転モードである。従って、バッテリ温度TBに基づいて、バッテリ均温モードが選択された場合であっても、バッテリ80の均温を必要としない場合には、バッテリ均温モードを停止してもよい。バッテリ80の均温を必要としない場合としては、各電池セルの温度差ΔTBが、予め定めた目標セル温度差ΔKTBより小さくなっている場合等が該当する。
(B3)バッテリ冷却モード
バッテリ冷却モードは、チラー20にて冷却された熱媒体によってバッテリ80を冷却する運転モードである。従って、空調中のようにヒートポンプサイクル10の圧縮機11が作動している際には、制御装置60が、ヒートポンプサイクル10の冷却用膨張弁14cを絞り状態とする。さらに、空調用の運転モードが、(A4)暖房モードになっている際には、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを開き、暖房用開閉弁15bを開く。
このため、バッテリ冷却モードのヒートポンプサイクル10では、冷却用膨張弁14cで減圧された低圧冷媒がチラー20の冷媒通路20aへ流入する。チラー20の冷媒通路20aから流出した冷媒は、第6冷媒継手部13f、第4冷媒継手部13dを介して、アキュムレータ21へ流入する。
さらに、(A4)暖房モードの実行中にバッテリ冷却モードを実行する際には、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、第1冷媒継手部13a、暖房用膨張弁14a、室外熱交換器16、暖房用通路22b、アキュムレータ21、圧縮機11の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。同時に、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、第1冷媒継手部13a、除湿用通路22a、冷却用膨張弁14c、チラー20、アキュムレータ21、圧縮機11の吸入口の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。つまり、室外熱交換器16とチラー20が、冷媒の流れに対して並列的に接続される冷媒回路に切り替えられる。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、第1低温側熱媒体温度センサ67aによって検出された第1低温側熱媒体温度TWL1が、バッテリ用目標温度TWLO1に近づくように、冷却用膨張弁14cの絞り開度を制御する。バッテリ用目標温度TWLO1は、バッテリ80を適切に作動させることができるように設定されている。
また、制御装置60は、バッテリ80の冷却水通路80aから流出した低温側熱媒体を電気ヒータ54側へ流出させるように第1低温側三方弁52aの作動を制御する。また、制御装置60は、電気ヒータ54への電力の供給を停止する。また、制御装置60は、予め定めた圧送能力を発揮するように、第1低温側ポンプ51aの作動を制御する。
このため、バッテリ冷却モードの低温側熱媒体回路50では、第1低温側ポンプ51aから圧送された低温側熱媒体が、バッテリ80の冷却水通路80a、電気ヒータ54、チラー20の熱媒体通路20b、第1低温側ポンプ51aの吸入口の順に循環する回路に切り替えられる。
従って、空調中のバッテリ冷却モードのヒートポンプサイクル10では、水冷媒熱交換器12あるいは室外熱交換器16を凝縮器として機能させ、少なくともチラー20を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。その結果、空調中のバッテリ冷却モードのヒートポンプサイクル10では、チラー20にて低温側熱媒体が冷却される。
また、低温側熱媒体回路50では、チラー20にて冷却された低温側熱媒体が、第1低温側ポンプ51aへ吸入される。第1低温側ポンプ51aから圧送された低温側熱媒体は、バッテリ80の冷却水通路80aへ流入して、バッテリ80の各電池セルから吸熱する。これにより、バッテリ80が冷却される。
次に、非空調中のバッテリ冷却モードについて説明する。非空調中のバッテリ冷却モードでは、制御装置60が、暖房用膨張弁14aを全開状態とし、冷房用膨張弁14bを全閉状態とし、冷却用膨張弁14cを絞り状態とする。また、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを閉じ、暖房用開閉弁15bを閉じる。
このため、非空調中のバッテリ冷却モードのヒートポンプサイクル10では、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、全開となっている暖房用膨張弁14a、室外熱交換器16、冷却用膨張弁14c、チラー20、アキュムレータ21、圧縮機11の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、圧縮機11の回転数については、予め定めたバッテリ冷却モード用の吐出能力を発揮するように制御する。また、制御装置60は、第1低温側熱媒体温度TWL1が、バッテリ用目標温度TWLO1に近づくように、冷却用膨張弁14cの絞り開度を制御する。
また、制御装置60は、空調中のバッテリ冷却モードと同様に、第1低温側三方弁52a等の作動を制御する。このため、非空調中のバッテリ冷却モードの低温側熱媒体回路50では、空調中のバッテリ冷却モードと同様の順に低温側熱媒体が循環する回路に切り替えられる。
従って、非空調中のバッテリ冷却モードのヒートポンプサイクル10では、室外熱交換器16を凝縮器として機能させ、チラー20を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。その結果、非空調中のバッテリ冷却モードのヒートポンプサイクル10では、チラー20にて低温側熱媒体が冷却される。
また、低温側熱媒体回路50では、空調中のバッテリ冷却モードと同様に、バッテリ80が冷却される。
(C1)強電系機器暖機モード
強電系機器暖機モードでは、制御装置60が、冷却用膨張弁14cを全閉状態とする。このため、バッテリ暖機モードでは、チラー20へ冷媒が流入することはない。
また、制御装置60は、強電系機器81の冷却水通路81aから流出した低温側熱媒体を電気ヒータ54側へ流出させるように第2低温側三方弁52bの作動を制御する。また、制御装置60は、予め定めた加熱能力を発揮するように電気ヒータ54の作動を制御する。また、制御装置60は、予め定めた圧送能力を発揮するように、第2低温側ポンプ51bの作動を制御する。
このため、バッテリ暖機モードの低温側熱媒体回路50では、第2低温側ポンプ51bから圧送された低温側熱媒体が、強電系機器81の冷却水通路81a、電気ヒータ54、チラー20の熱媒体通路20b、第2低温側ポンプ51bの吸入口の順に循環する回路に切り替えられる。
従って、強電系機器暖機モードの低温側熱媒体回路50では、電気ヒータ54にて加熱された低温側熱媒体が、第2低温側ポンプ51bへ吸入される。第2低温側ポンプ51bから圧送された低温側熱媒体は、強電系機器81の冷却水通路81aへ流入して、強電系機器81に放熱する。これにより、強電系機器81の暖機が行われる。
(C2)強電系機器廃熱回収モード
強電系機器廃熱回収モードは、強電系機器81の廃熱を送風空気の加熱源として利用する運転モードである。従って、強電系機器廃熱回収モードは、空調中に実行される。
強電系機器廃熱回収モードでは、ヒートポンプサイクル10の冷却用膨張弁14cを絞り状態とする。さらに、空調用の運転モードが、(A4)暖房モードになっている際には、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを開き、暖房用開閉弁15bを開く。
このため、強電系機器廃熱回収モードのヒートポンプサイクル10では、冷却用膨張弁14cで減圧された低圧冷媒がチラー20の冷媒通路20aへ流入する。チラー20の冷媒通路20aから流出した冷媒は、第6冷媒継手部13f、第4冷媒継手部13dを介して、アキュムレータ21へ流入する。
さらに、(A4)暖房モードの実行中に強電系機器廃熱回収モードを実行する際には、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、第1冷媒継手部13a、暖房用膨張弁14a、室外熱交換器16、暖房用通路22b、アキュムレータ21、圧縮機11の吸入口の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。同時に、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、第1冷媒継手部13a、除湿用通路22a、冷却用膨張弁14c、チラー20、アキュムレータ21、圧縮機11の吸入口の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。つまり、室外熱交換器16とチラー20が、冷媒の流れに対して並列的に接続される冷媒回路に切り替えられる。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、第2低温側熱媒体温度TWL2が、強電系機器用目標温度TWLO2に近づくように、冷却用膨張弁14cの絞り開度を制御する。強電系機器用目標温度TWLO2は、強電系機器81を適切に作動させることができるように設定されている。
また、制御装置60は、強電系機器81の冷却水通路81aから流出した低温側熱媒体を電気ヒータ54側へ流出させるように第2低温側三方弁52bの作動を制御する。また、制御装置60は、電気ヒータ54への電力の供給を停止する。また、制御装置60は、予め定めた圧送能力を発揮するように、第2低温側ポンプ51bの作動を制御する。
このため、強電系機器廃熱回収モードの低温側熱媒体回路50では、第2低温側ポンプ51bから圧送された低温側熱媒体が、強電系機器81の冷却水通路81a、電気ヒータ54、チラー20の熱媒体通路20b、第2低温側ポンプ51bの吸入口の順に循環する回路に切り替えられる。
従って、空調中の強電系機器廃熱回収モードのヒートポンプサイクル10では、水冷媒熱交換器12あるいは室外熱交換器16を凝縮器として機能させ、少なくともチラー20を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。その結果、空調中の強電系機器廃熱回収モードのヒートポンプサイクル10では、水冷媒熱交換器12にて、高温側熱媒体が加熱される。さらに、チラー20にて、低温側熱媒体の有する熱(すなわち、強電系機器81の廃熱)が低圧冷媒に吸熱される。
また、低温側熱媒体回路50では、チラー20にて冷却された低温側熱媒体が、第2低温側ポンプ51bへ吸入される。第2低温側ポンプ51bから圧送された低温側熱媒体は、強電系機器81の冷却水通路81aへ流入して、強電系機器81の廃熱を吸熱する。
ここで、強電系機器廃熱回収モードは、強電系機器81の廃熱を、暖房用の熱源等として有効利用することを目的とした運転モードである。従って、第2低温側熱媒体温度TWL2に基づいて、強電系機器廃熱回収モードが選択された場合であっても、廃熱回収を必要としない場合には、強電系機器廃熱回収モードを停止してもよい。
廃熱回収を必要としない場合としては、目標高温側熱媒体温度TWHOから高温側熱媒体温度TWHを減算した高温側温度差ΔTWHが、回収用の基準高温側温度差KΔTWH2以下となっている場合等が該当する。
(C3)強電系機器冷却モード
強電系機器冷却モードでは、制御装置60が、強電系機器81の冷却水通路81aから流出した低温側熱媒体を低温側ラジエータ56側へ流出させるように第2低温側三方弁52bの作動を制御する。また、制御装置60は、予め定めた圧送能力を発揮するように、第2低温側ポンプ51bの作動を制御する。
このため、強電系機器冷却モードの低温側熱媒体回路50では、第2低温側ポンプ51bから圧送された低温側熱媒体が、強電系機器81の冷却水通路81a、低温側ラジエータ56、第2低温側ポンプ51bの吸入口の順に循環する回路に切り替えられる。
従って、強電系機器冷却モードの低温側熱媒体回路50では、低温側ラジエータ56にて外気と熱交換して冷却された低温側熱媒体が、第2低温側ポンプ51bへ吸入される。第2低温側ポンプ51bから圧送された低温側熱媒体は、強電系機器81の冷却水通路81aへ流入する。これにより、強電系機器81が冷却される。
以上の如く、本実施形態の空調装置1では、空調用の運転モードと温度調整用の運転モードとを適宜組み合わせて実行することによって、車室内の快適な空調および複数の車載機器の適切な温度調整を行うことができる。
ところで、本実施形態の空調装置1では、車室内の空調を行う際に、加熱部にて送風空気を加熱することによって、送風空気の温度を調整している。従って、空調装置1において、即効性および応答性の高い空調を実現するためには、車室内の空調を開始する際に、加熱部が充分な加熱能力を発揮できる状態になっていることが望ましい。
本実施形態の加熱部は、ヒートポンプサイクル10の水冷媒熱交換器12および高温側熱媒体回路40の各構成機器によって形成されている。このため、加熱部の加熱能力は、ヒータコア42へ流入する高温側熱媒体の温度である高温側熱媒体温度TWHによって定義することができる。
従って、本実施形態の加熱部では、車室内の空調を開始する際に、加熱部の実際の加熱能力に対応する高温側熱媒体温度TWHが、加熱部の基準加熱能力に対応する目標高温側熱媒体温度TWHO以上となっていることが望ましい。
そこで、本実施形態では、図3に示す制御フローを実行して、創熱部である電気ヒータ54が発生させた熱を利用して、車室内の空調を開始する際に、加熱部の加熱能力を向上させる加熱準備制御を実行する。図3に示す制御フローは、空調用の制御プログラムのメインルーチンのサブルーチンとして、所定の周期毎に実行される。図3のフローチャートに示された各制御ステップは、それぞれ制御装置60が有する機能実現部である。
まず、ステップS1では、目標高温側熱媒体温度TWHOから高温側熱媒体温度TWHを減算した高温側温度差ΔTWHが、予め定めた基準高温側温度差KΔTWH(本実施形態では、15℃)以上となっているか否かを判定する。
前述の如く、本実施形態の加熱部の加熱能力は、高温側熱媒体温度TWHによって定義することができる。従って、ステップS1にて、高温側温度差ΔTWHが、基準高温側温度差KΔTWH以上となっていると判定された場合は、加熱部が車室内の空調を行うために充分な加熱能力を発揮できる状態になっていないと判定して、ステップS2へ進む。ステップS2~S7では、加熱準備制御が実行される。
一方、ステップS1にて、高温側温度差ΔTWHが、基準高温側温度差KΔTWHよりも小さくなっていると判定された場合は、加熱部が充分な加熱能力を発揮できる状態になっていると判定して、メインルーチンへ戻る。
ステップS2では、加熱準備制御を実行するために、ヒートポンプサイクル10の回路構成の切り替え、低温側熱媒体回路の回路構成の切り替え、および各種構成機器の作動制御が行われる。
具体的には、加熱準備制御では、制御装置60が、暖房用膨張弁14aを全閉状態とし、冷房用膨張弁14bを全閉状態とし、冷却用膨張弁14cを絞り状態とする。また、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを開き、暖房用開閉弁15bを閉じる。
このため、加熱準備制御のヒートポンプサイクル10では、図4の破線矢印に示すように、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、除湿用通路22a、冷却用膨張弁14c、チラー20、アキュムレータ21、圧縮機11の吸入口の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、圧縮機11の回転数については、圧縮機11の吐出能力が予め定めた加熱準備制御用の基準吐出能力以下となるように制御する。加熱準備制御用の基準吐出能力は、通常の空調用の運転モードで発揮される吐出能力よりも低い値に設定されている。本実施形態では、具体的に、圧縮機11の回転数を0rpmとしている。すなわち、本実施形態のステップS2では、圧縮機11を停止させる。
また、制御装置60は、予め定めた加熱準備制御用の基準開度となるように、冷却用膨張弁14cの絞り開度を制御する。
また、制御装置60は、予め定めた圧送能力を発揮するように、高温側ポンプ41の作動を制御する。
このため、加熱準備制御時の高温側熱媒体回路40では、図4の実線矢印に示すように、高温側ポンプ41から圧送された高温側熱媒体が、水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12b、ヒータコア42、高温側ポンプ41の吸入口の順に循環する。
また、制御装置60は、強電系機器81の冷却水通路81aから流出した低温側熱媒体を電気ヒータ54側へ流出させるように第2低温側三方弁52bの作動を制御する。また、制御装置60は、予め定めた加熱能力を発揮するように電気ヒータ54の作動を制御する。また、制御装置60は、予め定めた圧送能力を発揮するように、第2低温側ポンプ51bの作動を制御する。
このため、加熱準備制御の低温側熱媒体回路50では、図4の実線矢印に示すように、第2低温側ポンプ51bから圧送された低温側熱媒体が、強電系機器81の冷却水通路81a、電気ヒータ54、チラー20の熱媒体通路20b、第2低温側ポンプ51bの吸入口の順に循環する。つまり、加熱準備制御の低温側熱媒体回路50では、電気ヒータ54にて加熱された低温側熱媒体が、バッテリ80の冷却水通路80aを迂回して流れる回路に切り替えられる。
従って、加熱準備制御の低温側熱媒体回路50では、第2低温側ポンプ51bから圧送された低温側熱媒体が電気ヒータ54を通過する際に加熱される。
また、制御装置60は、室内送風機32の回転数については、室内送風機32の送風能力が予め定めた加熱準備制御用の基準送風能力以下となるように制御する。加熱準備制御用の基準送風能力は、通常の空調用の運転モードで発揮される送風能力よりも低い値に設定されている。本実施形態では、具体的に、室内送風機32の回転数を0rpmとしている。すなわち、ステップS2では、室内送風機32を停止させる。
次に、ステップS3では、目標熱媒体温度TWinOを決定する。従って、ステップS3は、目標熱媒体温度決定部である。目標熱媒体温度TWinOは、低圧冷媒がチラー20にて低温側熱媒体から吸熱しても、入口側熱媒体温度TWinが下限熱媒体温度TWmin(本実施形態では、15℃)よりも低下しない値に決定される。下限熱媒体温度TWminは、空調用の熱源として利用可能な低圧側熱媒体の最低温度に設定されている。
より具体的には、ステップS3では、吸込空気温度センサ69bによって検出された吸込空気温度TAin、および送風能力制御部60bによって決定された目標送風能力に基づいて、予め制御装置60に記憶された制御マップを参照して、目標熱媒体温度TWinOを決定する。加熱準備制御の制御マップでは、吸込空気温度TAinの低下に伴って、目標熱媒体温度TWinOを上昇させるように決定する。また、目標送風能力の上昇に伴って、目標熱媒体温度TWinOを上昇させるように決定する。
次に、ステップS4では、第3低温側熱媒体温度センサ67cによって検出された入口側熱媒体温度TWinが、目標熱媒体温度TWinO以上になっているか否かを判定する。
ステップS4にて、入口側熱媒体温度TWinが、目標熱媒体温度TWinO以上になっていると判定された場合は、圧縮機11の回転数を増加させても、入口側熱媒体温度TWinが下限熱媒体温度TWminを下回らないと判定して、ステップS5へ進む。
一方、ステップS4にて、入口側熱媒体温度TWinが、目標熱媒体温度TWinO以上になっていないと判定された場合は、圧縮機11の回転数を増加させると、入口側熱媒体温度TWinが下限熱媒体温度TWminを下回る可能性があると判定して、ステップS2へ戻る。
ステップS5では、圧縮機11の回転数を増加させる。より詳細には、本実施形態では、圧縮機11を作動させて、(A4)暖房モード等と同様に制御する。従って、本実施形態の加熱準備制御では、入口側熱媒体温度TWinが目標熱媒体温度TWinO以上となった際に、圧縮機11の冷媒吐出能力を増加させる。
これにより、ヒートポンプサイクル10では、図4の破線矢印に示すように、冷媒が循環する。そして、ヒートポンプサイクル10では、水冷媒熱交換器12を凝縮器として機能させ、チラー20を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
従って、加熱準備制御時のヒートポンプサイクル10では、チラー20にて、低温側熱媒体の有する熱が低圧冷媒に吸熱される。また、水冷媒熱交換器12にて、高温側熱媒体が加熱される。
次に、ステップS6では、高温側熱媒体温度TWHが、目標高温側熱媒体温度TWHO以上となっているか否かを判定する。
ステップS6にて、高温側熱媒体温度TWHが、目標高温側熱媒体温度TWHO以上となっていると判定された場合は、加熱部の加熱能力が基準加熱能力以上になったと判定して、ステップS7へ進む。一方、ステップS6にて、高温側熱媒体温度TWHが、目標高温側熱媒体温度TWHOより低くなっていると判定された場合は、加熱部の加熱能力が基準加熱能力以上になっていないと判定して、ステップS5へ戻る。
ステップS7では、室内送風機32の回転数を増加させる。より詳細には、本実施形態では、室内送風機32を作動させて、冷房モード等と同様に制御する。従って、本実施形態の加熱準備制御では、入口側熱媒体温度TWinが目標熱媒体温度TWinO以上となり、かつ、加熱部の加熱能力が基準加熱能力以上となった際に、室内送風機32を作動させて、室内送風機32の送風能力を増加させる。
これにより、室内空調ユニット30では、室内送風機32から送風された送風空気の一部または全部が、ヒータコア42を通過する際に加熱される。その結果、温度調整された送風空気が車室内に吹き出され、車室内の空調を行うことが可能となる。
以上の如く、本実施形態の空調装置1では、加熱準備制御を実行するので、電気ヒータ54が発生させた熱を用いて、加熱部の加熱能力(本実施形態では、高温側熱媒体温度TWH)を速やかに上昇させることができる。その結果、空調装置1では、即効性および応答性の高い空調を実現することができる。
より詳細には、本実施形態の加熱準備制御では、ステップS5にて説明したように、入口側熱媒体温度TWinが目標熱媒体温度TWinO以上となるまで、圧縮機11を停止させる。そして、入口側熱媒体温度TWinが目標熱媒体温度TWinO以上となった際に、圧縮機11を作動させて、圧縮機11の冷媒吐出能力を増加させる。
これによれば、入口側熱媒体温度TWinが目標熱媒体温度TWinO以上となるまで、チラー20にて、低温側熱媒体から低圧冷媒に吸熱される吸熱量が不必要に増加してしまうことを抑制することができる。従って、電気ヒータ54が発生させた熱によって、低温側熱媒体の温度である入口側熱媒体温度TWinを速やかに上昇させることができる。
その結果、図5および図6に示すように、高温側熱媒体温度TWHを目標高温側熱媒体温度TWHOへ上昇させるために必要なウォームアップ時間TWを短縮させることができる。
ここで、図5は、電気ヒータ54への通電直後に、圧縮機11および室内送風機32の双方を作動させる比較用条件における高温側熱媒体温度TWHおよび入口側熱媒体温度TWinの変化を示すグラフである。なお、図5~図7では、経過時間0秒で、電気ヒータ54に通電している。
また、図6は、電気ヒータ54への通電後、入口側熱媒体温度TWinが目標熱媒体温度TWinO以上となった際に、圧縮機11および室内送風機32を作動させる第1条件における高温側熱媒体温度TWHおよび入口側熱媒体温度TWinの変化を示すグラフである。また、図6では、目標熱媒体温度TWinOが下限熱媒体温度TWmin+20℃程度に決定されている。
さらに、本実施形態の加熱準備制御では、ステップS7にて説明したように、入口側熱媒体温度TWinが目標熱媒体温度TWinO以上となり、かつ、高温側熱媒体温度TWHが目標高温側熱媒体温度TWHO以上となるまで、室内送風機32を停止させる。そして、入口側熱媒体温度TWinが目標熱媒体温度TWinO以上となり、かつ、高温側熱媒体温度TWHが目標高温側熱媒体温度TWHO以上となった際に、室内送風機32を作動させる。
これによれば、入口側熱媒体温度TWinが目標熱媒体温度TWinO以上となり、かつ、高温側熱媒体温度TWHが目標高温側熱媒体温度TWHO以上となるまで、加熱部を構成するヒータコア42にて、高温側熱媒体から送風空気へ放熱される放熱量が不必要に増加してしまうことを抑制することができる。従って、電気ヒータ54が発生させた熱によって、入口側熱媒体温度TWinを速やかに上昇させることができる。
その結果、図7に示すように、ウォームアップ時間TWを、より一層短縮させることができる。
ここで、図7は、電気ヒータ54へ通電後であって、入口側熱媒体温度TWinが目標熱媒体温度TWinO以上となった際に、圧縮機11を作動させ、その後、高温側熱媒体温度TWHが目標高温側熱媒体温度TWHO以上となった際に、室内送風機32を作動させる第1条件における高温側熱媒体温度TWHおよび入口側熱媒体温度TWinの変化を示すグラフである。また、図7では、目標熱媒体温度TWinOが下限熱媒体温度TWmin+10℃程度に決定されている。
また、本実施形態の加熱準備制御は、ステップS1で説明したように、高温側温度差ΔTWHが、基準高温側温度差KΔTWH以上となっている際に実行される。従って、本実施形態の加熱準備制御は、加熱部の加熱能力が不足している際に実行される。これによれば、不必要な加熱準備制御が実行されて、室内送風機32が頻繁に停止してしまうこと、すなわち、車室内の空調が停止してしまうことを抑制することができる。
また、本実施形態の加熱準備制御では、ステップS2で説明したように、熱媒体回路切替部である第2低温側三方弁52bが、低温側熱媒体回路50の回路構成を切り替える。具体的には、低温側熱媒体回路50は、電気ヒータ54にて加熱された低温側熱媒体がバッテリ80の冷却水通路80aを迂回して流れる回路に切り替えられる。
これによれば、電気ヒータ54にて加熱された低温側熱媒体の有する熱が、比較的熱容量の大きいバッテリ80に吸熱されてしまうことを抑制して、入口側熱媒体温度TWinを速やかに上昇させることができる。延いては、ウォームアップ時間TWを、より一層短縮させることができる。
また、本実施形態の加熱準備制御では、ステップS2で説明したように、冷房用膨張弁14bを全閉状態とする。さらに、室内蒸発器18の冷媒出口側には、冷媒出口側を閉塞可能に構成された第3逆止弁17cが配置されている。
これによれば、電気ヒータ54にて加熱された低温側熱媒体がチラー20の熱媒体通路20bへ流入して冷媒通路20a内の冷媒圧力が上昇しても、チラー20側から室内蒸発器18内に冷媒が逆流してしまうことを抑制することができる。その結果、室内蒸発器18内に冷媒が滞留してしまう、いわゆる冷媒の寝込み現象の発生を抑制することができる。
同様に、本実施形態の加熱準備制御では、ステップS2で説明したように、暖房用膨張弁14aを全閉状態とし、暖房用開閉弁15bを閉じる。さらに、室外熱交換器16の冷媒出口側には、冷媒出口側を閉塞可能に構成された第1逆止弁17aおよび第2逆止弁17bが配置されている。
これによれば、電気ヒータ54にて加熱された低温側熱媒体がチラー20の熱媒体通路20bへ流入して冷媒通路20a内の冷媒圧力が上昇しても、チラー20側から室外熱交換器16内へ冷媒が逆流してしまうことを抑制することができる。その結果、室外熱交換器16における冷媒の寝込み現象の発生を抑制することができる。
また、本実施形態の目標熱媒体温度決定部であるステップS3では、吸込空気温度TAinの低下に伴って、目標熱媒体温度TWinOを上昇させるように決定する。また、目標送風能力の上昇に伴って、目標熱媒体温度TWinOを上昇させるように決定する。
これによれば、室内送風機32を作動させた際に、ヒータコア42にて高温側熱媒体から送風空気へ放熱されると想定される放熱量の増加に伴って、目標熱媒体温度TWinOを上昇させることができる。従って、図7に示すように、室内送風機32を作動させた直後の高温側熱媒体温度TWHの温度低下量ΔTLの拡大を抑制することができる。
なお、本実施形態の加熱準備制御では、ステップS2で説明したように、ヒートポンプサイクル10の冷媒回路を、図4の破線矢印で示すように冷媒を循環させる冷媒回路に切り替えた例を説明したが、これに限定されない。
例えば、加熱準備制御の変形例として、ステップS2にて、制御装置60が、暖房用膨張弁14aを絞り状態とし、冷房用膨張弁14bを全閉状態とし、冷却用膨張弁14cを絞り状態とする。さらに、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを開き、暖房用開閉弁15bを開く。
このため、変形例のヒートポンプサイクル10では、図8の破線矢印に示すように、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、第1冷媒継手部13a、暖房用膨張弁14a、室外熱交換器16、暖房用通路22b、アキュムレータ21、圧縮機11の吸入口の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。同時に、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、第1冷媒継手部13a、除湿用通路22a、冷却用膨張弁14c、チラー20、アキュムレータ21、圧縮機11の吸入口の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。つまり、室外熱交換器16とチラー20が冷媒流れに対して並列的に接続される冷媒回路に切り替えられる。
さらに、制御装置60は、その他のヒートポンプサイクル10の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、室外熱交換器16における冷媒蒸発温度が、外気温Tamよりも低くなるように暖房用膨張弁14aの絞り開度を制御する。その他の作動は、上述した第1実施形態の加熱準備制御と同様である。
従って、加熱準備制御の変形例では、チラー20にて電気ヒータ54が発生させた熱を吸熱するだけでなく、室外熱交換器16にて外気から吸熱した熱を利用して、高温側熱媒体を加熱することができる。その結果、加熱部の加熱能力を、より一層速やかに上昇させることができる。加熱準備制御の変形例は、外気温Tamがチラー20における冷媒蒸発温度よりも高くなっている場合等に実行して有効である。
また、図9の全体構成図に示すように、室外熱交換器16がシャッター装置16aを備える場合には、加熱準備制御の別の変形例として、ステップS2にて、制御装置60が、暖房用膨張弁14aを全開状態とし、冷房用膨張弁14bを全閉状態とし、冷却用膨張弁14cを絞り状態とする。さらに、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを閉じ、暖房用開閉弁15bを閉じる。また、制御装置60は、シャッター装置16aを全閉状態とする。
シャッター装置16aは、室外熱交換器16の外気通路へ流入する外気の流量を調整して、室外熱交換器16における冷媒と外気との熱交換量を連続的に調整する。シャッター装置16aは、室外熱交換器16の外気通路を閉塞させる全閉状態とすることで、室外熱交換器16における冷媒と外気との熱交換を停止させることもできる。シャッター装置16aは、制御装置60から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
このため、別の変形例のヒートポンプサイクル10では、図9の破線矢印に示すように、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、全開となっている暖房用膨張弁14a、室外熱交換器16、冷却用膨張弁14c、チラー20、アキュムレータ21、圧縮機11の吸入口の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。その他の作動は、上述した実施形態と同様である。
別の変形例では、シャッター装置16aを全閉状態とするので、室外熱交換器16にて冷媒と外気との熱交換が行われない。このため、別の変形例の加熱準備制御のヒートポンプサイクル10は、第1実施形態と同様に作動する。従って、別の変形例の加熱準備制御によれば、第1実施形態の加熱準備制御と同様の効果を得ることができる。
(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態の空調装置1に対して、ヒートポンプサイクル10の加熱部の構成を変更した例を説明する。具体的には、本実施形態のヒートポンプサイクル10では、図10の全体構成図に示すように、水冷媒熱交換器12および高温側熱媒体回路40が廃止されており、加熱部として室内凝縮器121を採用している。
室内凝縮器121は、圧縮機11から吐出された高圧冷媒と送風空気とを熱交換させて、送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。室内凝縮器121は、ヒータコア42と同様に、室内空調ユニット30の空調ケース1内に配置されている。
また、本実施形態の第2冷媒温度センサ64bは、室内凝縮器121から流出した冷媒の温度を第2冷媒温度TR2として検出する。本実施形態の第2冷媒圧力センサ65bは、室内凝縮器121から流出した冷媒の圧力を第2冷媒圧力PR2として検出する。その他の空調装置1の構成は、第1実施形態と同様である。
また、本実施形態では、並列暖房モード時等に用いられる目標凝縮圧力PDOとして、室内凝縮器121における冷媒凝縮温度が目標凝縮温度TDO(本実施形態では、50℃程度)に近づくように決定された値を用いている。
ここで、本実施形態の加熱部は、室内凝縮器121によって形成されている。このため、加熱部の加熱能力は、室内凝縮器121における冷媒凝縮圧力に対応する第2冷媒圧力PR2、あるいは、室内凝縮器121における冷媒凝縮温度に対応する第2冷媒温度TR2によって定義することができる。
従って、本実施形態の加熱部では、車室内の空調を開始する際に、加熱部の実際の加熱能力に対応する第2冷媒温度TR2が、加熱部の基準加熱能力に対応する目標凝縮温度TDO以上になっていることが望ましい。あるいは、加熱部の実際の加熱能力に対応する第2冷媒圧力PR2が、加熱部の基準加熱能力に対応する目標凝縮圧力PDO以上となっていることが望ましい。
そこで、本実施形態の加熱準備制御のステップS1では、目標凝縮圧力PDOから第2冷媒圧力PR2を減算した圧力差ΔPHが、予め定めた基準圧力差KΔPH以上となっているか否かを判定する。ここで、本実施形態の冷媒では、目標凝縮圧力PDOから基準圧力差KΔPHを減算した圧力における温度が、目標凝縮温度TDOよりも15℃程度低い温度となるように設定されている。
ステップS1にて、圧力差ΔPHが、基準圧力差KΔPH以上となっていると判定された場合は、加熱部が充分な加熱能力を発揮できる状態になっていないと判定して、ステップS2へ進む。一方、ステップS1にて、圧力差ΔPHが、基準圧力差KΔPHよりも小さくなっていると判定された場合は、加熱部が充分な加熱能力を発揮できる状態になっていると判定して、メインルーチンへ戻る。
同様に、本実施形態の加熱準備制御のステップS6では、第2冷媒圧力PR2が、目標凝縮圧力PDO以上となっているか否かを判定する。
ステップS6にて、第2冷媒圧力PR2が、目標凝縮圧力PDO以上となっていると判定された場合は、加熱部の加熱能力が基準加熱能力以上になったと判定して、ステップS7へ進む。一方、ステップS6にて、第2冷媒圧力PR2が、目標凝縮圧力PDOより低くなっていると判定された場合は、加熱部の加熱能力が基準加熱能力以上になっていないと判定して、ステップS5へ戻る。その他の空調装置1の作動は第1実施形態と同様である。
従って、本実施形態の空調装置1によれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、本実施形態の空調装置1においても、車室内の快適な空調および複数の車載機器の適切な温度調整を行うことができる。さらに、電気ヒータ54が発生させた熱を用いて、加熱部の加熱能力(本実施形態では、目標凝縮圧力PDO)を速やかに上昇させることができる。その結果、即効性および応答性の高い空調を実現することができる。
(第3実施形態)
本実施形態では、第1実施形態の空調装置1に対して、図11の全体構成図に示すように、入口側接続通路91、出口側接続通路92等を追加した例を説明する。入口側接続通路91および出口側接続通路92は、高温側熱媒体回路40と低温側熱媒体回路50とを接続する熱媒体流路を形成する。
さらに、本実施形態の高温側熱媒体回路40の水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12bの出口からヒータコア42へ至る熱媒体流路に、高温側三方弁43が配置されている。高温側三方弁43は、水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12bから流出した高温側熱媒体を内部へ流入させて、ヒータコア42側および入口側接続通路91側の少なくとも一方へ流出させる。
高温側三方弁43は、ヒータコア42側へ流出させる高温側熱媒体の流量と入口側接続通路91側へ流出させる高温側熱媒体の流量との流量比を連続的に調整することができる。さらに、高温側三方弁43は、流量比を調整することによって、内部へ流入させた高温側熱媒体の全流量を、ヒータコア42側および入口側接続通路91側のいずれか一方側へ流出させることができる。
入口側接続通路91の入口部は、高温側三方弁43の一方の流出口に接続されている。また、入口側接続通路91の出口部は、低温側熱媒体回路50の第1低温側ポンプ51aの吐出口からバッテリ80の冷却水通路80aの入口へ至る熱媒体流路に配置された第5熱媒体継手部53eの一つの流入口に接続されている。
出口側接続通路92の入口部は、低温側熱媒体回路50のバッテリ80の冷却水通路80aの出口から第1低温側三方弁52aの流入口へ至る熱媒体流路に配置された第6熱媒体継手部53fの一つの流出口に接続されている。また、出口側接続通路92の出口部は、高温側熱媒体回路40の高温側三方弁43の他方の流出口からヒータコア42の熱媒体入口へ至る熱媒体流路に配置された第7熱媒体継手部53gの一つの流入口に接続されている。その他の空調装置1の構成は、第1実施形態と同様である。
次に、上記構成における本実施形態の空調装置1の作動について説明する。本実施形態の空調装置1では、通常運転時には、制御装置60が、水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12bから流出した高温側熱媒体をヒータコア42側へ流出させるように、高温側三方弁43の作動を制御する。
このため、空調用の運転モードおよび温度調整用の運転モードを実行する際には、ヒートポンプサイクル10、高温側熱媒体回路40および低温側熱媒体回路50の回路構成が、第1実施形態と同様となる。従って、本実施形態の空調装置1においても、空調用の運転モードと温度調整用の運転モードとを適宜組み合わせて実行することによって、車室内の快適な空調および複数の車載機器の適切な温度調整を行うことができる。
さらに、本実施形態の空調装置1においても、第1実施形態と同様に、加熱準備制御を行うことができる。従って、電気ヒータ54が発生させた熱を用いて、加熱部の加熱能力を速やかに上昇させることができる。その結果、即効性および応答性の高い空調を実現することができる。
ところで、加熱準備制御は、車室内の空調を開始する際に、加熱部の加熱能力を速やかに向上させることを目的として実行される。このため、加熱準備制御は、比較的低外気温時の空調開始前等に実行されることが多い。このような低外気温時には、バッテリ80の暖機が必要となることもある。
これに対して、加熱準備制御中の低温側熱媒体回路50では、電気ヒータ54にて加熱された低温側熱媒体がバッテリ80の冷却水通路80aを迂回して流れる回路に切り替えられる。このため、電気ヒータ54にて加熱された低温側熱媒体を、バッテリ80の冷却水通路80aへ流入させることによって、バッテリ80の暖機を行うことができない。
そこで、本実施形態では、加熱準備制御の実行中であって、バッテリ温度TBが予め定めた基準暖機温度KTBL以下となっている際に、制御装置60が、水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12bから流出した高温側熱媒体を入口側接続通路91側へ流出させるように、高温側三方弁43の作動を制御する。基準暖機温度KTBLは、バッテリ80の暖機が必要と判断される温度に設定されている。
このため、本実施形態の空調装置1では、加熱準備制御の実行中に、バッテリ80の暖機が必要とされる際には、図11の実線矢印に示すように、高温側ポンプ41から圧送された高温側熱媒体が、水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12b、高温側三方弁43、入口側接続通路91、バッテリ80の冷却水通路80a、出口側接続通路92、ヒータコア42、高温側ポンプ41の吸入口の順に循環する。
これによれば、第1実施形態で説明した加熱準備制御のステップS5で、圧縮機11を作動させると、水冷媒熱交換器12にて高温側熱媒体を加熱することができる。そして、水冷媒熱交換器12にて加熱された高温側熱媒体を、高温側三方弁43および入口側接続通路91を介して、バッテリ80の冷却水通路80aへ流入させることができる。これにより、バッテリ80の暖機を行うことができる。
バッテリ80の冷却水通路80aから流出した高温側熱媒体は、出口側接続通路92を介して、ヒータコア42へ流入する。加熱準備制御では、高温側熱媒体温度TWHが目標高温側熱媒体温度TWHO以上となるまで室内送風機32が停止している。このため、ヒータコア42へ流入した高温側熱媒体は、送風空気と熱交換することなくヒータコア42から流出して、高温側ポンプ41へ吸入される。
その他の作動は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態の空調装置1によれば、加熱準備制御の実行中に、バッテリ80の暖機を行うことができる。
(第4実施形態)
本実施形態では、図12の全体構成図に示す空調装置1aについて説明する。本実施形態の空調装置1aは、第1実施形態と同様に車載機器温度調整機能付きの車両用空調装置として用いられている。空調装置1aは、ヒートポンプサイクル10a、室内空調ユニット30、高温側熱媒体回路40a、低温側熱媒体回路50a等を備えている。
ここで、空調装置1aの室内空調ユニット30の構成は、第1実施形態と同様である。そこで、図12では、図示の明確化のため、室内空調ユニット30の図示を省略している。このため、ヒートポンプサイクル10aの室内蒸発器18、および高温側熱媒体回路40のヒータコア42は、第1実施形態と同様に、室内空調ユニット30の空調ケース1内に配置されている。
本実施形態のヒートポンプサイクル10aでは、第1実施形態で説明したヒートポンプサイクル10に対して、第1冷媒継手部13a、暖房用膨張弁14a、室外熱交換器16、アキュムレータ21等が廃止されている。
ヒートポンプサイクル10aでは、水冷媒熱交換器12の冷媒通路12aの出口に、レシーバ23の入口側が接続されている。レシーバ23は、水冷媒熱交換器12の冷媒通路12aから流出した高圧冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰液相冷媒を蓄える高圧側の気液分離器である。レシーバ23の冷媒出口には、第5冷媒継手部13eの流入口側が接続されている。
その他のヒートポンプサイクル10aの構成は、第1実施形態で説明したヒートポンプサイクル10と同様である。
また、本実施形態の高温側熱媒体回路40aには、水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12b、高温側ポンプ41、ヒータコア42、高温側三方弁43、高温側ラジエータ44等が配置されている。
本実施形態の高温側三方弁43は、水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12bから流出した高温側熱媒体を内部へ流入させて、ヒータコア42側および高温側ラジエータ44側の少なくとも一方へ流出させる。
高温側三方弁43は、ヒータコア42側へ流出させる高温側熱媒体の流量と高温側ラジエータ44側へ流出させる高温側熱媒体の流量との流量比を連続的に調整することができる。さらに、高温側三方弁43は、流量比を調整することによって、内部へ流入させた高温側熱媒体の全流量を、ヒータコア42側および高温側ラジエータ44側のいずれか一方へ流出させることができる。
高温側ラジエータ44は、外気と高温側三方弁43から流出した高温側熱媒体とを熱交換させる高温側の外気熱交換部である。
高温側ラジエータ44の熱媒体出口には、第8熱媒体継手部53hの一方の流入口側が接続されている。また、本実施形態のヒータコア42の熱媒体出口には、第8熱媒体継手部53hの他方の流入口側が接続されている。第8熱媒体継手部53hの流出口には、高温側ポンプ41の吸入口側が接続されている。
その他の高温側熱媒体回路40aの構成は、第1実施形態で説明した高温側熱媒体回路40と同様である。
また、本実施形態の低温側熱媒体回路50aには、第1低温側ポンプ51a、第2低温側ポンプ51b、第1低温側三方弁52a~第3低温側三方弁52c、チラー20の熱媒体通路20b、バッテリ80の冷却水通路80a、強電系機器81の冷却水通路81a、電気ヒータ54、強電系機器バイパス通路55b、低温側ラジエータ56等が配置されている。
低温側熱媒体回路50aでは、第1低温側ポンプ51aの吐出口に、チラー20の熱媒体通路20bの入口側が接続されている。チラー20の熱媒体通路20bの出口には、第1低温側三方弁52aの流入口側が接続されている。
本実施形態の第1低温側三方弁52aは、チラー20の熱媒体通路20bから流出した低温側熱媒体を内部へ流入させて、電気ヒータ54側および第3低温側三方弁52cの流入口側の少なくとも一方へ流出させる。
第1低温側三方弁52aは、電気ヒータ54側へ流出させる低温側熱媒体の流量と第3低温側三方弁52c側へ流出させる低温側熱媒体の流量との流量比を連続的に調整することができる。さらに、第1低温側三方弁52aは、流量比を調整することによって、内部へ流入させた低温側熱媒体の全流量を、電気ヒータ54側および第3低温側三方弁52c側のいずれか一方へ流出させることができる。
電気ヒータ54の加熱用流路の出口には、第9熱媒体継手部53iの一方の流入口側が接続されている。第9熱媒体継手部53iの流出口には、第1低温側ポンプ51aの吸入口側が接続されている。
第3低温側三方弁52cは、第1低温側三方弁52aから流出した低温側熱媒体を内部へ流入させて、バッテリ80の冷却水通路80a側および第10熱媒体継手部53jの一方の流入口側の少なくとも一方へ流出させる。
第3低温側三方弁52cは、バッテリ80の冷却水通路80a側へ流出させる低温側熱媒体の流量と第10熱媒体継手部53j側へ流出させる低温側熱媒体の流量との流量比を連続的に調整することができる。さらに、第3低温側三方弁52cは、流量比を調整することによって、内部へ流入させた低温側熱媒体の全流量を、バッテリ80の冷却水通路80a側および第10熱媒体継手部53j側のいずれか一方へ流出させることができる。
バッテリ80の冷却水通路80aの出口には、第11熱媒体継手部53kの一方の流入口側が接続されている。第11熱媒体継手部53kの流出口には、第9熱媒体継手部53iの他方の流入口側が接続されている。
また、低温側熱媒体回路50aでは、第2低温側ポンプ51bの吐出口に、強電系機器81の冷却水通路81aの入口側が接続されている。強電系機器81の冷却水通路81aの出口には、第2低温側三方弁52bの流入口側が接続されている。
本実施形態の第2低温側三方弁52bは、強電系機器81の冷却水通路81aから流出した低温側熱媒体を内部へ流入させて、第10熱媒体継手部53jの他方の流入口側および強電系機器バイパス通路55b側の少なくとも一方へ流出させる。
第2低温側三方弁52bは、第10熱媒体継手部53j側へ流出させる流量と強電系機器バイパス通路55b側へ流出させる低温側熱媒体の流量との流量比を連続的に調整することができる。さらに、第2低温側三方弁52bは、流量比を調整することによって、内部へ流入させた低温側熱媒体の全流量を、第10熱媒体継手部53j側および強電系機器バイパス通路55b側のいずれか一方へ流出させることができる。
強電系機器バイパス通路55bは、強電系機器81の冷却水通路81aから流出した低温側熱媒体を、低温側ラジエータ56等を迂回させて、第2低温側ポンプ51bの吸入口側へ導く熱媒体通路である。強電系機器バイパス通路55bの出口部には、第12熱媒体継手部53mの一方の流入口が接続されている。第12熱媒体継手部53mの流出口には、第2低温側ポンプ51bの吸入口側が接続されている。
第10熱媒体継手部53jの流出口には、低温側ラジエータ56の熱媒体入口側が接続されている。低温側ラジエータ56の熱媒体出口には、第13熱媒体継手部53nの流入口側が接続されている。第13熱媒体継手部53nの一方の流出口には、第12熱媒体継手部53mの他方の流入口側が接続されている。第13熱媒体継手部53nの他方の流出口には、第11熱媒体継手部53kの他方の流入口側が接続されている。
その他の低温側熱媒体回路50aの構成は、第1実施形態で説明した低温側熱媒体回路50と同様である。
次に、上記構成における本実施形態の空調装置1aの作動について説明する。本実施形態の空調装置1aでは、空調用の運転モードとして、(A1)冷房モード、(A2)除湿暖房モード、(A3)暖房モードがある。空調用の運転モードの切り替えは、第1実施形態と同様に、制御装置60に記憶されている空調用の制御プログラムが実行されることによって行われる。以下に空調用の各運転モードの詳細作動を説明する。
(A1)冷房モード
冷房モードでは、制御装置60が、冷房用膨張弁14bを絞り状態とする。冷却用膨張弁14cについては、第1実施形態と同様に、温度調整用の運転モードに応じて制御される。
このため、冷房モードのヒートポンプサイクル10aでは、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、レシーバ23、冷房用膨張弁14b、室内蒸発器18、圧縮機11の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、圧縮機11については、第1実施形態の冷房モードと同様に制御する。冷却用膨張弁14cについては、室内蒸発器18の出口側冷媒の過熱度SHが予め定めた基準過熱度KSHに近づくように絞り開度を制御する。
また、制御装置60は、予め定めた圧送能力を発揮するように、高温側ポンプ41の作動を制御する。また、制御装置60は、高温側熱媒体温度TWHが目標高温側熱媒体温度TWHOに近づくように、高温側三方弁43の作動を制御する。
このため、冷房モードの高温側熱媒体回路40では、高温側ポンプ41から圧送された高温側熱媒体が、水冷媒熱交換器12、ヒータコア42、高温側ポンプ41の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。同時に、高温側ポンプ41から圧送された高温側熱媒体が、水冷媒熱交換器12、高温側ラジエータ44、高温側ポンプ41の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。つまり、ヒータコア42と高温側ラジエータ44が高温側熱媒体の流れに対して並列的に接続される回路に切り替えられる。
ここで、冷房モードでは、ヒータコア42における、高温側熱媒体と送風空気との熱交換量が僅かとなる。このため、冷房モードの高温側三方弁43では、水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12bから流出した高温側熱媒体の殆ど全流量を、高温側ラジエータ44側へ流出させる。その他の作動は、第1実施形態で説明した冷房モードと同様である。
従って、冷房モードのヒートポンプサイクル10aでは、水冷媒熱交換器12を凝縮器として機能させ、室内蒸発器18を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。その結果、冷房モードのヒートポンプサイクル10aでは、水冷媒熱交換器12にて、高温側熱媒体が加熱される。さらに、室内蒸発器18にて、送風空気が冷却される。
また、冷房モードの高温側熱媒体回路40aでは、高温側三方弁43の流量比制御に応じて、水冷媒熱交換器12にて加熱された熱媒体が、ヒータコア42へ供給される。
また、冷房モードの室内空調ユニット30では、室内送風機32から送風された送風空気が、室内蒸発器18にて冷却される。室内蒸発器18にて冷却された送風空気は、エアミックスドア34の開度調整によって、目標吹出温度TAOに近づくように温度調整される。そして、温度調整された送風空気が車室内へ吹き出されることによって、車室内の冷房が実現される。
(A2)除湿暖房モード
除湿暖房モードでは、制御装置60が、冷房用膨張弁14bを絞り状態とし、冷却用膨張弁14cを絞り状態とする。
このため、除湿暖房モードのヒートポンプサイクル10aでは、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、レシーバ23、冷房用膨張弁14b、室内蒸発器18、圧縮機11の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。同時に、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、レシーバ23、冷却用膨張弁14c、チラー20、圧縮機11の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。つまり、室内蒸発器18とチラー20が冷媒の流れに対して並列的に接続される冷媒回路に切り替えられる。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、圧縮機11については、第1実施形態の並列除湿暖房モードと同様に制御する。また、制御装置60は、チラー20における冷媒蒸発温度が、外気温Tamよりも低くなるように、冷却用膨張弁14cの絞り開度を制御する。
また、制御装置60は、予め定めた圧送能力を発揮するように、高温側ポンプ41の作動を制御する。また、制御装置60は、高温側熱媒体温度TWHが目標高温側熱媒体温度TWHOに近づくように、高温側三方弁43の作動を制御する。
このため、除湿暖房モードの高温側熱媒体回路40aでは、冷房モードと同様の順で高温側熱媒体が循環する回路に切り替えられる。
また、制御装置60は、予め定めた圧送能力を発揮するように、第1低温側ポンプ51aの作動を制御する。
また、制御装置60は、チラー20の熱媒体通路20bから流出した低温側熱媒体を第3低温側三方弁52c側へ流出させるように第1低温側三方弁52aの作動を制御する。また、制御装置60は、第1低温側三方弁52aから流出した低温側熱媒体を第10熱媒体継手部53j側へ流出させるように第3低温側三方弁52cの作動を制御する。また、制御装置60は、第3低温側三方弁52cから流出した低温側熱媒体を低温側ラジエータ56側へ流出させるように第2低温側三方弁52bの作動を制御する。
このため、除湿暖房モードの低温側熱媒体回路50aでは、第1低温側ポンプ51aから圧送された低温側熱媒体が、チラー20の熱媒体通路20b、第1低温側三方弁52a、第3低温側三方弁52c、低温側ラジエータ56、第1低温側ポンプ51aの吸入口の順に循環する回路に切り替えられる。その他の作動は、冷房モードと同様である。
従って、除湿暖房モードのヒートポンプサイクル10aでは、水冷媒熱交換器12を凝縮器として機能させ、室内蒸発器18およびチラー20を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
その結果、除湿暖房モードのヒートポンプサイクル10aでは、水冷媒熱交換器12にて、高温側熱媒体が加熱される。室内蒸発器18にて、送風空気が冷却される。さらに、チラー20にて、低圧冷媒が低温側熱媒体から吸熱して、低温側熱媒体の温度が外気温よりも低くなる。
また、除湿暖房モードの高温側熱媒体回路40aでは、高温側三方弁43の流量比制御に応じて、水冷媒熱交換器12にて加熱された熱媒体が、ヒータコア42へ供給される。
また、除湿暖房モードの低温側熱媒体回路50aでは、チラー20にて冷却された低温側熱媒体が、第1低温側三方弁52aおよび第3低温側三方弁52cを介して、低温側ラジエータ56へ流入する。低温側ラジエータ56へ流入した低温側熱媒体は、外気から吸熱する。低温側ラジエータ56にて外気から吸熱して温度上昇した低温側熱媒体は、第1低温側ポンプ51aに吸入されて、チラー20の熱媒体通路20bへ圧送される。
また、除湿暖房モードの室内空調ユニット30では、室内送風機32から送風された送風空気が、室内蒸発器18にて冷却されて除湿される。室内蒸発器18にて冷却されて除湿された送風空気は、エアミックスドア34の開度調整によって、目標吹出温度TAOに近づくように温度調整される。そして、温度調整された送風空気が車室内へ吹き出されることによって、車室内の除湿暖房が実現される。
(A3)暖房モード
暖房モードでは、制御装置60が、冷房用膨張弁14bを全閉状態とし、冷却用膨張弁14cを絞り状態とする。
このため、暖房モードのヒートポンプサイクル10aでは、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、レシーバ23、冷却用膨張弁14c、チラー20、圧縮機11の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、圧縮機11については、第1実施形態の暖房モードと同様に制御する。また、制御装置60は、冷却用膨張弁14cについては、チラー20の出口側冷媒の過熱度SHが予め定めた基準過熱度KSHに近づくように絞り開度を制御する。
また、制御装置60は、予め定めた圧送能力を発揮するように、高温側ポンプ41の作動を制御する。また、制御装置60は、高温側熱媒体温度TWHが目標高温側熱媒体温度TWHOに近づくように、高温側三方弁43の作動を制御する。
このため、除湿暖房モードの高温側熱媒体回路40aでは、冷房モードと同様の順で高温側熱媒体が循環する回路に切り替えられる。
ここで、暖房モードでは、ヒータコア42における、高温側熱媒体と送風空気との熱交換量が増大する。このため、暖房モードの高温側三方弁43では、水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12bから流出した高温側熱媒体の殆ど全流量を、ヒータコア42側へ流出させる。
また、制御装置60は、予め定めた圧送能力を発揮するように、第1低温側ポンプ51aの作動を制御する。また、制御装置60は、除湿暖房モードと同様に、第1低温側三方弁52a~第3低温側三方弁52cの作動を制御する。
このため、暖房モードの低温側熱媒体回路50aでは、除湿暖房モードと同様の順で低温側熱媒体が循環する回路に切り替えられる。その他の作動は、第1実施形態で説明した暖房モードと同様である。
従って、暖房モードのヒートポンプサイクル10aでは、水冷媒熱交換器12を凝縮器として機能させ、チラー20を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。その結果、暖房モードのヒートポンプサイクル10aでは、水冷媒熱交換器12にて、高温側熱媒体が加熱される。さらに、チラー20にて、低圧冷媒が低温側熱媒体から吸熱して、低温側熱媒体の温度が外気温よりも低くなる。
また、暖房モードの高温側熱媒体回路40aでは、高温側三方弁43の流量比制御に応じて、水冷媒熱交換器12にて加熱された熱媒体が、ヒータコア42へ供給される。
また、暖房モードの低温側熱媒体回路50aでは、チラー20にて冷却された低温側熱媒体が、第1低温側三方弁52aおよび第3低温側三方弁52cを介して、低温側ラジエータ56へ流入する。低温側ラジエータ56へ流入した低温側熱媒体は、外気から吸熱する。低温側ラジエータ56から流出した低温側熱媒体は、第1低温側ポンプ51aに吸入されて、チラー20の熱媒体通路20bへ圧送される。
また、暖房モードの室内空調ユニット30では、室内送風機32から送風された送風空気が、室内蒸発器18を通過する。室内蒸発器18を通過した送風空気は、エアミックスドア34の開度調整によって、目標吹出温度TAOに近づくように温度調整される。そして、温度調整された送風空気が車室内へ吹き出されることによって、車室内の暖房が実現される。
次に、温度調整用の運転モードについて説明する。本実施形態では、バッテリ用の運転モードとして、(B1)バッテリ均温モード、(B2)バッテリ冷却モードがある。また、強電系機器用の運転モードとして、(C1)強電系機器冷却モードがある。以下に温度調整用の各運転モードの詳細作動を説明する。
(B1)バッテリ均温モード
バッテリ冷却モードは、各電池セルの温度差ΔTBが、目標セル温度差ΔKTB以上となっている際に実行される。
バッテリ均温モードでは、制御装置60が、予め定めた圧送能力を発揮するように、第1低温側ポンプ51aの作動を制御する。チラー20の熱媒体通路20bから流出した低温側熱媒体を第3低温側三方弁52c側へ流出させるように第1低温側三方弁52aの作動を制御する。また、制御装置60は、第1低温側三方弁52aから流出した低温側熱媒体をバッテリ80の冷却水通路80a側へ流出させるように第3低温側三方弁52cの作動を制御する。
このため、バッテリ均温モードの低温側熱媒体回路50aでは、第1低温側ポンプ51aから圧送された低温側熱媒体が、チラー20の熱媒体通路20b、第1低温側三方弁52a、第3低温側三方弁52c、バッテリ80の冷却水通路80a、第1低温側ポンプ51aの吸入口の順に循環する回路に切り替えられる。
従って、バッテリ均温モードの低温側熱媒体回路50aでは、第1低温側ポンプ51aから圧送された低温側熱媒体が、バッテリ80の冷却水通路80aを流通する際に、バッテリ80を形成する各電池セルの均温化が行われる。
(B2)バッテリ冷却モード
バッテリ冷却モードは、バッテリ温度TBが予め定めた基準冷却温度KTBH以上となった際に実行される。バッテリ冷却モードは、チラー20にて冷却された低温側熱媒体によってバッテリ80を冷却する運転モードである。従って、空調中のようにヒートポンプサイクル10の圧縮機11が作動している際には、冷房モードであっても、制御装置60が、ヒートポンプサイクル10の冷却用膨張弁14cを絞り状態とする。
このため、バッテリ冷却モードのヒートポンプサイクル10aでは、冷却用膨張弁14cで減圧された低圧冷媒がチラー20の冷媒通路20aへ流入する。チラー20の冷媒通路20aから流出した冷媒は、第6冷媒継手部13fを介して、圧縮機11へ吸入される。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、冷却用膨張弁14cについては、除湿暖房モードと同様に制御する。
また、制御装置60は、予め定めた圧送能力を発揮するように、第1低温側ポンプ51aの作動を制御する。また、制御装置60は、チラー20の熱媒体通路20bから流出した低温側熱媒体を第3低温側三方弁52c側へ流出させるように第1低温側三方弁52aの作動を制御する。また、制御装置60は、第1低温側熱媒体温度TWL1が、バッテリ用目標温度TWLO1に近づくように、第3低温側三方弁52cの作動を制御する。
このため、除湿暖房モードの低温側熱媒体回路50aでは、第1低温側ポンプ51aから圧送された低温側熱媒体が、チラー20の熱媒体通路20b、第1低温側三方弁52a、第3低温側三方弁52c、バッテリ80の冷却水通路80a、第1低温側ポンプ51aの吸入口の順に循環する回路に切り替えられる。同時に、第1低温側ポンプ51aから圧送された低温側熱媒体が、チラー20の熱媒体通路20b、第1低温側三方弁52a、第3低温側三方弁52c、低温側ラジエータ56、第1低温側ポンプ51aの吸入口の順に循環する回路に切り替えられる。つまり、バッテリ80の冷却水通路80aと低温側ラジエータ56が低温側熱媒体の流れに対して並列的に接続される回路に切り替えられる。
従って、空調中のバッテリ冷却モードのヒートポンプサイクル10aでは、水冷媒熱交換器12を凝縮器として機能させ、少なくともチラー20を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
また、低温側熱媒体回路50aでは、チラー20にて冷却された低温側熱媒体が、第1低温側三方弁52aの流量比制御に応じて、バッテリ80の冷却水通路80aおよび低温側ラジエータ56の双方へ流入する。バッテリ80の冷却水通路80aへ流入した低温側熱媒体は、バッテリ80から吸熱する。これにより、バッテリ80が冷却される。
次に、非空調中のバッテリ冷却モードについて説明する。非空調中のバッテリ冷却モードでは、制御装置60が、冷房用膨張弁14bを全閉状態とし、冷却用膨張弁14cを絞り状態とする。
このため、非空調中のバッテリ冷却モードのヒートポンプサイクル10aでは、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、レシーバ23、冷却用膨張弁14c、チラー20、圧縮機11の吸入口の順に循環する冷媒回路に切り替えられる。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、圧縮機11の回転数については、予め定めた吐出能力を発揮するように制御する。また、制御装置60は、第1低温側熱媒体温度TWL1が、バッテリ用目標温度TWLO1に近づくように、冷却用膨張弁14cの絞り開度を制御する。
また、制御装置60は、予め定めた圧送能力を発揮するように、高温側ポンプ41の作動を制御する。また、制御装置60は、水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12bから流入した高温側熱媒体を高温側ラジエータ44側へ流出させるように高温側三方弁43の作動を制御する。
このため、非空調中のバッテリ冷却モードの高温側熱媒体回路40aでは、高温側ポンプ41から圧送された高温側熱媒体が、水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12b、高温側三方弁43、高温側ラジエータ44、高温側ポンプ41の吸入口の順に循環する回路に切り替えられる。
また、制御装置60は、予め定めた圧送能力を発揮するように第1低温側ポンプ51aの作動を制御する。また、制御装置60は、空調中のバッテリ冷却モードと同様に、第1低温側三方弁52aおよび第3低温側三方弁52cの作動を制御する。
このため、非空調中のバッテリ冷却モードの低温側熱媒体回路50aでは、第1低温側ポンプ51aから圧送された低温側熱媒体が、空調中のバッテリ冷却モードと同様に循環する回路に切り替えられる。
従って、非空調中のバッテリ冷却モードのヒートポンプサイクル10aでは、水冷媒熱交換器12を凝縮器として機能させ、チラー20を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。その結果、非空調中のバッテリ冷却モードのヒートポンプサイクル10aでは、水冷媒熱交換器12にて、高温側熱媒体が加熱される。さらに、チラー20にて、低圧側熱媒体が冷却される。
また、高温側熱媒体回路40aでは、水冷媒熱交換器12にて加熱された高温側熱媒体が、高温側三方弁43を介して、高温側ラジエータ44へ圧送される。高温側ラジエータ44へ流入した高温側熱媒体は、外気に放熱して冷却される。
また、低温側熱媒体回路50aでは、空調中のバッテリ冷却モードと同様に、チラー20にて冷却された低温側熱媒体が、バッテリ80の冷却水通路80aへ流入する。バッテリ80の冷却水通路80aへ流入した低温側熱媒体は、バッテリ80から吸熱する。これにより、バッテリ80が冷却される。
(C1)強電系機器冷却モード
強電系機器冷却モードは、第2低温側熱媒体温度TWL2が予め定めた基準強電機器冷却温度KTWL2以上となった際に実行される。強電系機器冷却モードは、低温側ラジエータ56にて冷却された低温側熱媒体によって強電系機器81を冷却する運転モードである。
強電系機器冷却モードでは、制御装置60が、予め定めた圧送能力を発揮するように、第2低温側ポンプ51bの作動を制御する。また、制御装置60は、第2低温側熱媒体温度TWL2が、強電系機器用目標温度TWLO2に近づくように、第2低温側三方弁52bの作動を制御する。
このため、強電系機器冷却モードの低温側熱媒体回路50aでは、第2低温側ポンプ51bから圧送された低温側熱媒体が、強電系機器81の冷却水通路81a、第2低温側三方弁52b、強電系機器バイパス通路55b、第2低温側ポンプ51bの吸入口の順に循環する回路に切り替えられる。同時に、第2低温側ポンプ51bから圧送された低温側熱媒体が、強電系機器81の冷却水通路81a、第2低温側三方弁52b、低温側ラジエータ56、第2低温側ポンプ51bの吸入口の順に循環する回路に切り替えられる。つまり、強電系機器バイパス通路55bと低温側ラジエータ56が低温側熱媒体の流れに対して並列的に接続される回路に切り替えられる。
従って、強電系機器冷却モードの低温側熱媒体回路50aでは、第2低温側ポンプ51bから圧送された低温側熱媒体の少なくとも一部が、低温側ラジエータ56へ流入する。低温側ラジエータ56へ流入した低温側熱媒体は、外気と熱交換して冷却される。低温側ラジエータ56から流出した低温側熱媒体は、第12熱媒体継手部53mにて、強電系機器バイパス通路55bを流通した低温側熱媒体と合流して混合される。
この際、第2低温側三方弁52bの流量比制御によって、第12熱媒体継手部53mにて混合された低温側熱媒体の温度は、強電系機器用目標温度TWLO2に近づく。第12熱媒体継手部53mにて混合された低温側熱媒体は、第2低温側ポンプ51bへ吸入される。第2低温側ポンプ51bから圧送された低温側熱媒体は、強電系機器81の冷却水通路81aへ流入する。これにより、強電系機器81が冷却される。
以上の如く、本実施形態の空調装置1aによれば、空調用の運転モードと温度調整用の運転モードとを適宜組み合わせて実行することによって、車室内の快適な空調および複数の車載機器の適切な温度調整を行うことができる。
さらに、本実施形態の空調装置1aにおいても、第1実施形態と同様に、加熱準備制御を実行することができる。
具体的には、本実施形態の加熱準備制御のステップS2では、加熱準備制御を実行するために、制御装置60が、冷房用膨張弁14bを全閉状態とし、冷却用膨張弁14cを絞り状態とする。
このため、加熱準備制御のヒートポンプサイクル10aでは、図12の破線矢印に示すように、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、レシーバ23、冷却用膨張弁14c、チラー20、圧縮機11の吸入口の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。
また、制御装置60は、予め定めた圧送能力を発揮するように、高温側ポンプ41の作動を制御する。また、制御装置60は、水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12bから流出した高温側熱媒体をヒータコア42側へ流出させるように、高温側三方弁43の作動を制御する。
このため、加熱準備制御時の高温側熱媒体回路40aでは、図12の実線矢印に示すように、高温側ポンプ41から圧送された高温側熱媒体が、水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12b、ヒータコア42、高温側ポンプ41の吸入口の順に循環する。
また、制御装置60は、予め定めた圧送能力を発揮するように、第1低温側ポンプ51aの作動を制御する。また、制御装置60は、チラー20の熱媒体通路20bから流出した低温側熱媒体をバッテリ80の冷却水通路80aへ流入させるように、第1低温側三方弁52aの作動を制御する。
このため、加熱準備制御の低温側熱媒体回路50aでは、図12の実線矢印に示すように、第1低温側ポンプ51aから圧送された低温側熱媒体が、チラー20の熱媒体通路20b、電気ヒータ54、第1低温側ポンプ51aの吸入口の順に循環する。つまり、加熱準備制御の低温側熱媒体回路50aでは、電気ヒータ54にて加熱された低温側熱媒体が、バッテリ80の冷却水通路80aを迂回して流れる回路に切り替えられる。
その他の加熱準備制御の作動は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態の空調装置1aの加熱準備制御においても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、電気ヒータ54が発生させた熱を用いて、加熱部の加熱能力を速やかに上昇させることができる。その結果、即効性および応答性の高い空調を実現することができる。
(第5実施形態)
本実施形態では、第4実施形態の空調装置1aに対して、図13の全体構成図に示すように、入口側接続通路91a、出口側接続通路92a等を追加した例を説明する。入口側接続通路91aおよび出口側接続通路92aは、高温側熱媒体回路40aと低温側熱媒体回路50aとを接続する熱媒体流路を形成する。
また、本実施形態の高温側熱媒体回路40aには、高温側三方弁43に代えて、高温側四方弁43aが配置されている。高温側四方弁43aは、水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12bから流出した高温側熱媒体を内部へ流入させて、ヒータコア42側、高温側ラジエータ44側、および入口側接続通路91a側の少なくとも一方へ流出させる。
高温側四方弁43aは、ヒータコア42側へ流出させる高温側熱媒体の流量、高温側ラジエータ44側へ流出させる高温側熱媒体の流量、および入口側接続通路91a側へ流出させる高温側熱媒体の流量の流量割合を調整することができる。さらに、高温側四方弁43aは、流量割合を調整することによって、内部へ流入させた高温側熱媒体の全流量を、ヒータコア42側、高温側ラジエータ44側、および入口側接続通路91a側のいずれか一方側へ流出させることができる。
つまり、高温側四方弁43aは、熱媒体回路切替部となる。高温側四方弁43aは、制御装置60から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
さらに、高温側熱媒体回路40aには、第8熱媒体継手部53hに代えて、第1四方継手部53qが配置されている。第1四方継手部53qは、互いに連通する4つの流入出口を有する四方継手である。第1四方継手部53qとしては、第1冷媒継手部13a等と同様に形成された継手部材を採用することができる。
また、本実施形態の低温側熱媒体回路50aには、第14熱媒体継手部53pが配置されている。第14熱媒体継手部53pは、第3低温側三方弁52cの流出口からバッテリ80の冷却水通路80aの入口へ至る熱媒体流路に配置されている。
さらに、低温側熱媒体回路50aには、第11熱媒体継手部53kに代えて、第2四方継手部53rが配置されている。第2四方継手部53rの基本的構成は、第1四方継手部53qと同様である。
入口側接続通路91aの入口部は、高温側四方弁43aの一つの流出口に接続されている。また、入口側接続通路91aの出口部は、第14熱媒体継手部53pの一つの流入口に接続されている。出口側接続通路92aの入口部は、第2四方継手部53rの一つの流出口に接続されている。出口側接続通路92aの出口部は、第1四方継手部53qの一つの流入口に接続されている。その他の空調装置1aの構成は、第4実施形態と同様である。
次に、上記構成における本実施形態の空調装置1aの作動について説明する。本実施形態の空調装置1aでは、通常運転時には、高温側熱媒体回路40aが、第4実施形態と同様の回路となるように、制御装置60が高温側四方弁43aの作動を制御する。このため、通常運転時には、高温側四方弁43aから入口側接続通路91a側へ高温側熱媒体が流出することはない。
従って、本実施形態の空調装置1aにおいても、空調用の運転モードと温度調整用の運転モードとを適宜組み合わせて実行することによって、車室内の快適な空調および複数の車載機器の適切な温度調整を行うことができる。さらに、第4実施形態と同様に、加熱準備制御を行うことによって、加熱部の加熱能力を速やかに上昇させることができる。その結果、即効性および応答性の高い空調を実現することができる。
また、本実施形態では、加熱準備制御の実行中であって、バッテリ温度TBが予め定めた基準暖機温度KTBL以下となっている際には、制御装置60が、水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12bから流出した高温側熱媒体をヒータコア42側および入口側接続通路91a側の双方へ流出させるように、高温側四方弁43aの作動を制御する。
このため、本実施形態の空調装置1では、加熱準備制御の実行中に、バッテリ80の暖機が必要とされる際には、図13の実線矢印に示すように、高温側ポンプ41から圧送された高温側熱媒体が、水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12b、高温側四方弁43a、ヒータコア42、高温側ポンプ41の吸入口の順に循環する回路に切り替えられる。同時に、高温側ポンプ41から圧送された高温側熱媒体が、水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12b、高温側四方弁43a、入口側接続通路91a、バッテリ80の冷却水通路80a、出口側接続通路92a、高温側ポンプ41の吸入口の順に循環する回路に切り替えられる。つまり、ヒータコア42とバッテリ80の冷却水通路80aが高温側熱媒体の流れに対して並列的に接続される回路に切り替えられる。
これによれば、第1実施形態で説明した加熱準備制御のステップS5で、圧縮機11を作動させると、水冷媒熱交換器12にて高温側熱媒体を加熱することができる。そして、水冷媒熱交換器12にて加熱された高温側熱媒体の少なくとも一部を、高温側四方弁43aおよび入口側接続通路91aを介して、バッテリ80の冷却水通路80aへ流入させることができる。これにより、バッテリ80の暖機を行うことができる。
バッテリ80の冷却水通路80aから流出した高温側熱媒体は、出口側接続通路92aを介して、高温側ポンプ41へ吸入される。
その他の作動は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態の空調装置1aによれば、加熱準備制御の実行中に、バッテリ80の暖機を行うことができる。
(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
(1)上述した実施形態では、本発明に係る空調装置1、1aを電気自動車に適用した例を説明したが、空調装置1の適用はこれに限定されない。例えば、走行用の駆動力を電動モータおよび内燃機関(すなわち、エンジン)から得るハイブリッド車両や、さらに、車両停車時に外部電源から供給される電力をバッテリに充電可能なプラグインハイブリッド車両に適用してもよい。
また、室内の空調を行いつつ、温度調整対象物(例えば、コンピュータ、コンピュータ用サーバ装置、その他の電気機器)の温度を調整する温度調整機能付きの据え置き型の空調装置等に適用してもよい。
また、上述の実施形態では、強電系機器81として、インバータおよびモータジェネレータを採用した例を説明したが、強電系機器81はこれに限定されない。例えば、強電系機器81として、充電装置、電力制御ユニット(いわゆる、PCU)、トランスアクスル、ADAS用の制御装置等を採用してもよい。
充電装置は、バッテリ80に回生電力等を充電する車載充電器である。電力制御ユニットは、変電や電力分配を行う電力制御装置である。トランスアクスルは、トランスミッションやディファレンシャルギア等を一体化させた動力伝達機構である。ADAS用の制御装置は、先進運転支援システム用の制御装置である。定置型の空調装置に適用した場合は、その他の発熱機器を冷却するようになっていてもよい。
(2)ヒートポンプサイクル10、10aの各構成は、上述した実施形態に開示された構成に限定されない。
例えば、上述した実施形態では、室内器出口側開閉部として冷媒通路断面積が比較的小さい第3逆止弁17cを採用した例を説明したが、室内器出口側開閉部を、蒸発圧力調整弁と通常の逆止弁とを組み合わせて形成してもよい。
蒸発圧力調整弁は、室内蒸発器18の着霜を抑制するために、室内蒸発器18における冷媒蒸発圧力を、予め定めた設定圧力以上に維持するように弁開度を変化させる可変絞り機構である。蒸発圧力調整弁としては、内部を流通する冷媒流量の増加に伴って、弁開度を増加させる機械的機構を採用することができる。
また、第2実施形態では、水冷媒熱交換器12およびレシーバ23を採用した例を説明したが、これに限定されない。例えば、冷媒を凝縮する凝縮部、凝縮部にて凝縮した冷媒を気液分離して液相冷媒を蓄える受液部、および受液部から流出した液相冷媒を過冷却する過冷却部を有する、いわゆるサブクール型の熱交換器を採用してもよい。
また、上述した効果を得ることのできる範囲内で、複数の構成機器の一体化あるいは分離化を行ってもよい。例えば、第4冷媒継手部13dと第6冷媒継手部13fとを第1四方継手部53qと同様に一体化させてもよい。
また、上述の実施形態では、冷媒としてR1234yfを採用した例を説明したが、冷媒はこれに限定されない。例えば、R134a、R600a、R410A、R404A、R32、R407C、等を採用してもよい。または、これらの冷媒のうち複数種を混合させた混合冷媒等を採用してもよい。さらに、冷媒として二酸化炭素を採用して、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成してもよい。
(3)高温側熱媒体回路40、40a、低温側熱媒体回路50、50aの各構成は、上述した実施形態に開示された構成に限定されない。
例えば、上述の実施形態では、創熱部である電気ヒータ54として、PTCヒータを採用した例を説明したが、これに限定されない。例えば、ニクロム線やカーボン繊維ヒータ等を採用してもよい。さらに、創熱部として、強電系機器を採用することもできる。例えば、創熱部としてADAS用の制御装置を採用し、非効率運転を行うことによって発熱量を調整してもよい。
また、上述した効果を得ることのできる範囲内で、複数の構成機器の一体化あるいは分離化を行ってもよい。例えば、第1~第3実施形態の第1低温側三方弁52a、第2低温側三方弁52bおよび第1熱媒体継手部53aを、5つの熱媒体流入出口を有する五方弁として一体化してもよい。また、第1四方継手部53qおよび第2四方継手部53rを2つの三方継手を組み合わせて形成してもよい。
また、上述の実施形態では、高温側熱媒体および低温側熱媒体として、エチレングリコール水溶液を採用した例を説明したが、これに限定されない。高温側熱媒体回路40、40aとして、ジメチルポリシロキサン、あるいはナノ流体等を含む溶液、不凍液、アルコール等を含む水系の液冷媒、オイル等を含む液媒体等を採用してもよい。
(4)空調装置1、1aの作動は、上述した運転モードに限定されない。空調装置1、1aがその他の運転モードを実行可能に構成されていてもよい。少なくとも加熱部にて送風空気を加熱する運転モードを有する空調装置1、1aであれば、上述した加熱準備制御による加熱部の加熱能力を速やかに上昇させる効果を得ることができる。
また、上述の加熱準備制御のステップS2では、圧縮機11を停止させた例を説明したが、これに限定されない。例えば、加熱準備制御用の基準吐出能力として、通常運転時に想定される圧縮機11の回転数(冷媒吐出能力)が取り得る範囲の下限値、あるいは、下限値よりも低い値を採用してもよい。
また、上述の加熱準備制御のステップS2では、室内送風機32を停止させた例を説明したが、これに限定されない。例えば、加熱準備制御用の基準送風能力として、通常運転時に想定される室内送風機32の回転数(送風能力)が取り得る範囲の下限値、あるいは、下限値よりも低い値を採用してもよい。
10、10a ヒートポンプサイクル
11 圧縮機
12 水冷媒熱交換器(加熱部)
121 室内凝縮器(加熱部)
20 チラー(低温側水冷媒熱交換器)
20b 熱媒体通路
32 室内送風機(送風機)
40、40a 高温側熱媒体回路(加熱部)
50、50a 低温側熱媒体回路(熱媒体回路)
54 電気ヒータ(創熱部)

Claims (8)

  1. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)、前記圧縮機から吐出された高圧冷媒を熱源として空調対象空間へ送風される送風空気を加熱する加熱部(12、40、121)、および低圧冷媒に熱媒体の有する熱を吸熱させる低温側水冷媒熱交換器(20)を有するヒートポンプサイクル(10、10a)と、
    前記熱媒体を循環させる熱媒体回路(50、50a)と、
    前記空調対象空間へ向けて前記送風空気を送風する送風機(32)と、を備え、
    前記熱媒体回路には、前記低温側水冷媒熱交換器の熱媒体通路(20b)、および前記熱媒体通路へ流入する前記熱媒体を加熱する創熱部(54)が配置されており、
    前記創熱部が発生させた熱を用いて前記加熱部の加熱能力(TWH、PR2)を向上させる際に、前記熱媒体通路へ流入する前記熱媒体の入口側熱媒体温度(TWin)が、目標熱媒体温度(TWinO)以上となるまで、前記圧縮機の冷媒吐出能力を予め定めた基準吐出能力以下にするとともに、前記送風機の送風能力を予め定めた基準送風能力以下にする加熱準備制御を実行する空調装置。
  2. 前記加熱準備制御では、前記入口側熱媒体温度が前記目標熱媒体温度以上となった際に、前記圧縮機の冷媒吐出能力を増加させる請求項1に記載の空調装置。
  3. 前記加熱準備制御では、前記入口側熱媒体温度が前記目標熱媒体温度以上となり、かつ、前記加熱部における前記送風空気の加熱能力が予め定めた基準加熱能力(TWHO、PDO)以上となった際に、前記送風機の送風能力を増加させる請求項2に記載の空調装置。
  4. 前記加熱準備制御は、前記加熱部の基準加熱能力から前記加熱部の実際の加熱能力を減算した値が、予め定めた基準値以上となっている際に実行される請求項1ないし3のいずれか1つに記載の空調装置。
  5. 前記ヒートポンプサイクルは、前記低圧冷媒と前記送風空気とを熱交換させる室内蒸発器(18)、前記室内蒸発器の冷媒入口側を開閉する室内器入口側開閉部(141c)、および前記室内蒸発器の冷媒出口側を開閉する室内器出口側開閉部(17c)を有し、
    前記室内蒸発器および前記低温側水冷媒熱交換器は、前記冷媒の流れに対して並列的に接続されており、
    前記室内器入口側開閉部および前記室内器出口側開閉部は、前記加熱準備制御が実行された際に、前記室内蒸発器の前記冷媒入口側および前記冷媒出口側を閉塞可能に構成されている請求項1ないし4のいずれか1つに記載の空調装置。
  6. 前記熱媒体回路には、電池(80)の冷却水通路(80a)、および回路構成を切り替える熱媒体回路切替部(52a~52c)が配置されており、
    前記熱媒体回路切替部は、前記加熱準備制御が実行された際に、前記熱媒体が前記冷却水通路を迂回して流れる回路に切り替える請求項1ないし5のいずれか1つに切り替える空調装置。
  7. 前記目標熱媒体温度を決定する目標熱媒体温度決定部(S3)を備え、
    前記目標熱媒体温度決定部は、前記加熱部へ流入する前記送風空気の温度の低下に伴って、前記目標熱媒体温度を上昇させるように決定する請求項1ないし6のいずれか1つに記載の空調装置。
  8. 前記目標熱媒体温度を決定する目標熱媒体温度決定部(S3)と、
    前記送風機の目標送風能力を決定する目標送風能力決定部(60b)と、を備え、
    前記目標熱媒体温度決定部は、前記目標送風能力の上昇に伴って、前記目標熱媒体温度を上昇させるように決定する請求項1ないし7のいずれか1つに記載の空調装置。
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