JP6562004B2 - 吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置に関する。

下記特許文献１には、冷却することで冷媒を吸着し、加熱することで冷媒を脱離する吸着器と、当該吸着器における吸着時に冷媒が蒸発し、脱離時に冷媒が凝縮する蒸発凝縮器を備える空調装置が開示されている。この空調装置では、脱離のための熱源であるエンジンの冷却液の温度が所定温度以上の場合に、脱離工程側の吸着器へ流出させるポンプの流量を制限し、ポンプの省動力を図る点が開示されている。

特開２００４−２９１６６９号公報

ここで、特許文献１に記載の空調装置において、冷房性能を確保するためには、吸着器における脱離に際し、高温熱源として規定の温度以上の冷却液を供給する必要がある。しかしながら、特許文献１には、冷却液が規定の温度に満たない場合に早期に上昇させる手段の開示はない。例えば、冷却液の温度が規定の温度に満たない場合にポンプの流量を上昇させたとしても、かえって冷却液の温度は上昇し辛い。

本発明は、上記事実を考慮して、吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置において、脱離工程に必要な高温熱源を早期に確保することを目的とする。

請求項１に記載された吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置は、冷媒の吸着及び脱離を行う吸着脱離部と、冷媒の蒸発及び凝縮を行う蒸発凝縮部と、を有する複数の容器を含んで構成され、前記容器内において吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われる吸着式ヒートポンプと、内燃機関と脱離工程側の前記吸着脱離部との間で冷却液を循環させるための循環路と、前記内燃機関から脱離工程側の前記吸着脱離部に至るまでの前記循環路に設けられ、前記冷却液を加熱するための熱供給手段と、前記熱供給手段の下流側の冷却液の温度が所定値に満たない場合、脱離工程側の前記吸着脱離部に流入される前記冷却液の流量を減少させるように制御する制御部と、を有している。

上記構成の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置では、吸着式ヒートポンプが、複数の容器を含んで構成されている。この容器は、冷媒の吸着及び脱離を行う吸着脱離部と、冷媒の蒸発及び凝縮を行う蒸発凝縮部と、を有している。そして、各容器において、吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われる。

一方、当該車両用エアコン装置は、内燃機関と脱離工程側の吸着脱離部との間で冷却液を循環させるための循環路を備えている。また、内燃機関から脱離工程側の吸着脱離部に至るまでの循環路には、冷却液を加熱するための熱供給手段が設けられている。そして、当該車両用エアコン装置は、熱供給手段の下流側の温度が所定値に満たない場合、脱離工程側の吸着脱離部に流入される冷却液の流量を減少させるように制御する制御部を有している。ここで、「所定値」とは、例えば、吸着脱離部の脱離工程において最適となる温度値や、脱離工程が行われる最低限の温度値などが挙げられる。

上記構成の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置では、熱供給手段の下流側であって、脱離工程側の吸着脱離部に流入される前の冷却液の温度が所定値に満たない場合、制御部が脱離工程側の吸着脱離部に流入される冷却液の流量を減少させる。これにより、冷却液は内燃機関や熱供給手段からの受熱で早期に温度が上昇するため、脱離工程に必要な高温熱源を早期に確保することができる。

請求項２に記載された吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置では、前記制御部は、前記熱供給手段の上流側の冷却液の温度が規定値に満たない場合、前記吸着脱離部に流入される前記冷却液の流量を減少させる。

ここで、「規定値」とは、例えば、内燃機関の冷却に最適となる温度値や、熱供給手段の上流側にヒータコアが設けられる場合は、ヒータコアにおける温度低下を加味した温度値などが挙げられる。上記構成の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置では、熱供給手段の上流側であって、内燃機関側から供給される冷却液の温度が規定値に満たない場合、制御部が脱離工程側の吸着脱離部に流入される冷却液の流量を減少させる。これにより、冷却液は熱供給手段からの受熱で早期に温度が上昇するため、脱離工程に必要な高温熱源を早期に確保することができる。

請求項３に記載された吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置は、前記循環路において、前記内燃機関と前記熱供給手段との間に設けられ、かつ、脱離工程側の前記吸着脱離部の下流に冷却液を迂回可能に制御する流路制御弁を有し、前記制御部は、前記流路制御弁により迂回される冷却液の流量を調整することにより前記吸着脱離部に流入される前記冷却液の流量を調整する。

上記構成の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置では、内燃機関から脱離工程側の吸着脱離部を経由せずに内燃機関に戻る冷却液の迂回路が設けられている。この迂回路を流れる冷却液は、流路制御弁により制御される。そして、制御部が流路制御弁を調整し、内燃機関から流出された冷却液を脱離工程側の吸着脱離部に流入させる前に再び内燃機関に戻すことで、冷却液の温度を早期に上昇させることができる。

請求項４に記載された吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置は、前記循環路において、前記冷却液を循環させるポンプを有し、前記制御部は、前記ポンプの吐出量を減少させることにより前記吸着脱離部に流入される前記冷却液の流量を減少させる。

上記構成の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置では、ポンプにより循環路における冷却液の流量を減少させることにより、冷却液は内燃機関や熱供給手段からの受熱で、早期に温度が上昇する。

請求項５に記載された吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置では、前記制御部は、前記熱供給手段の下流側の冷却液の温度が所定値に満たない場合、当該温度が低いほど脱離工程側の前記吸着脱離部に流入される前記冷却液の流量を減少させる。

上記構成の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置では、熱供給手段の下流側の冷却液の温度の低さに合わせて脱離工程側の吸着脱離部に流入される冷却液の流量を減少させることができる。これにより脱離工程側の吸着脱離部に供給される冷却液の温度を効率的に上昇させることができる。

請求項６に記載された吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置では、前記制御部は、前記熱供給手段の下流側の冷却液の温度が所定値以上である場合に、前記吸着脱離部に流入される前記冷却液の流量を予め定めた量に増加させる。

上記構成の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置では、熱供給手段の上流側の冷却液の温度が規定値に達した場合に、脱離工程側の吸着脱離部に流入される冷却液の流量を予め定めた量に戻すことができる。これにより、脱離工程側の吸着脱離部に高温熱源を連続的に供給して冷房性能を向上させることができる。

請求項７に記載された吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置では、前記熱供給手段は、熱を蓄熱可能な蓄熱器を使用する。

上記構成の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置では、内燃機関の冷温時において蓄熱器に蓄えた熱を放出することにより、脱離工程側の吸着脱離部に流入される冷却液の温度を早期に上昇させることができる。

本発明の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置によれば、脱離工程に必要な高温熱源を早期に確保することができる。

第１の実施の形態に係る吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置の構成図であって、冷房要求時及び除湿暖房時の状態を示す図である。 第１の実施の形態に係る吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置における制御系のブロック図である。 第１の実施の形態に係る吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置に用いられる流量制御弁の作動状態を示す図（Ａ）〜（Ｄ）である。 第１の実施の形態に係る吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置に用いられる室内空調ユニットを模式的に示す図を示す。 第１の実施の形態に係る吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置の構成図であって、暖房要求時の状態を示す図である。 第１の実施の形態に係る吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置における流量制御処理のフローチャートである。 第３の実施の形態に係る吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置における制御系のブロック図である。 第５の実施の形態に係る吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置に用いられる蓄熱器の構成図である。

（第１の実施の形態）
以下、図１〜図６を用いて第１の実施の形態に係る吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置１０（以下、車両用エアコン装置１０という）について説明する。図１に示されるように、車両用エアコン装置１０は、吸着式ヒートポンプ２０を備えたエアコン装置として構成されている。この車両用エアコン装置１０は、「内燃機関」としてのエンジン８０と吸着式ヒートポンプ２０（詳しくは、後述する脱離工程側の吸着脱離部）との間において冷却液を循環させるための「循環路」として、第１循環回路４０を備えている。また、車両用エアコン装置１０は、吸着式ヒートポンプ２０内の熱源（詳しくは、後述する吸着工程側の吸着脱離部及び脱離工程側の蒸発凝縮部）と第１の熱交換器との間において冷却液を循環させるための第２循環回路９０を備えている。さらに、車両用エアコン装置１０は、吸着式ヒートポンプ２０（詳しくは、後述する吸着工程側の蒸発凝縮部）と第２の熱交換器との間において冷却液を循環させるための第３循環回路９２を備えている。

そして、第１循環回路４０では「高温」の冷却液が循環し、第２循環回路９０では「低温」の冷却液が循環し、第３循環回路９２では「冷温」の冷却液が循環する。ここで、「高温」とは、後述する吸着脱離部における脱離工程を促す温度（例えば、９０°Ｃ程度）が該当する。本実施の形態では、エンジン８０から排出される冷却液は「高温」に温められている。また、「冷温」とは、車内温度より低い温度（例えば、１０°Ｃ程度）が該当する。本実施の形態では、蒸発凝縮部における冷媒の蒸発潜熱によって、冷却液は「冷温」に冷却される。さらに、「低温」とは、大気温度より高く、「冷温」と「高温」の間の温度（例えば、４０°Ｃ程度）が該当する。本実施の形態では、吸着式ヒートポンプ２０の内部において発生する熱（吸着熱、凝縮熱）によって、冷却液は「低温」に温められる。

そして、冷房要求時及び除湿暖房時においては、第１の熱交換器は室外熱交換器６２が、第２の熱交換器は室内熱交換器５２がそれぞれ対応する。また、暖房要求時においては、第１の熱交換器は室内熱交換器５２が、第２の熱交換器は室外熱交換器６２がそれぞれ対応する。
以下、車両用エアコン装置１０の構成について説明する。

（吸着式ヒートポンプ）
本実施の形態の車両用エアコン装置１０は、吸着式ヒートポンプ２０を含んで構成されている。吸着式ヒートポンプ２０は、複数（本実施の形態では２つ）の容器を備えており、一方の容器において吸着工程が行われ、他方の容器において脱離工程が行われるようになっている。すなわち、一方の容器において、吸着剤３２によって冷媒（水）を吸着し、吸着剤３２による冷媒の吸着に伴って冷媒が蒸発することで生じる蒸発潜熱を利用して、「冷温」に冷却された冷却液を得るようになっている。また、他方の容器において、冷媒（水）を吸着した吸着剤３２を加熱することで、吸着剤３２から冷媒（水）を脱離するようになっている。そして、吸着式ヒートポンプ２０では、各容器内において吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われる。

以下、具体的に説明する。
吸着式ヒートポンプ２０は、「吸着脱離部」としての第１吸着脱離部２２Ａ及び第２吸着脱離部２４Ａと、「蒸発凝縮部」としての第１蒸発凝縮部２２Ｂ及び第２蒸発凝縮部２４Ｂと、を含んで構成されている。そして、第１吸着脱離部２２Ａ及び第１蒸発凝縮部２２Ｂが対を成して「容器」としての第１容器２２を構成している。第１容器２２の内部は密閉されている。また、第２吸着脱離部２４Ａ及び第２蒸発凝縮部２４Ｂが対を成して「容器」としての第２容器２４を構成している。第２容器２４の内部は密閉されている。

第１吸着脱離部２２Ａ及び第２吸着脱離部２４Ａの内部には、それぞれ吸着剤３２が収容されている。この吸着剤３２は、シリカゲルやゼオライト等（本実施の形態では、ゼオライト）で構成されている。また、第１吸着脱離部２２Ａの内部には、第１吸着コア２２Ｃ（熱交換器）が配置されており、第１吸着コア２２Ｃは、４方弁２６Ａ，２６Ｂに接続されている。この４方弁２６Ａ，２６Ｂには、制御部３０が電気的に接続されており（図２参照）、４方弁２６Ａ，２６Ｂの切替制御を制御部３０によって行う構成になっている。そして、第１吸着コア２２Ｃは、４方弁２６Ａ，２６Ｂによって、後述する第１循環回路４０又は第２循環回路９０に接続される。

さらに、第１吸着脱離部２２Ａと同様に、第２吸着脱離部２４Ａの内部には、第２吸着コア２４Ｃ（熱交換器）が配置されており、第２吸着コア２４Ｃは、４方弁２６Ａ，２６Ｂに接続されて、４方弁２６Ａ，２６Ｂによって、後述する第１循環回路４０又は第２循環回路９０に接続される構成となっている。そして、第１吸着コア２２Ｃ及び第２吸着コア２４Ｃ内には、第１循環回路４０内又は第２循環回路９０内を流れる冷却液が循環されるようになっている。

一方、第１蒸発凝縮部２２Ｂ及び第２蒸発凝縮部２４Ｂの内部には、冷媒（本実施の形態では、冷却水）が注入されている。また、第１蒸発凝縮部２２Ｂの内部には、第１蒸発凝縮コア２２Ｄ（熱交換器）が配置されており、第１蒸発凝縮コア２２Ｄは、４方弁２８Ａ，２８Ｂに接続されている。この４方弁２８Ａ，２８Ｂには、前述した制御部３０が電気的に接続されており（図２参照）、４方弁２８Ａ，２８Ｂの切替制御を制御部３０によって行う構成になっている。そして、第１蒸発凝縮コア２２Ｄが、４方弁２８Ａ，２８Ｂによって、後述する第２循環回路９０又は第３循環回路９２に接続される。

さらに、第１蒸発凝縮部２２Ｂと同様に、第２蒸発凝縮部２４Ｂの内部には、第２蒸発凝縮コア２４Ｄ（熱交換器）が配置されており、第２蒸発凝縮コア２４Ｄは、４方弁２８Ａ，２８Ｂに接続されて、４方弁２８Ａ，２８Ｂによって、後述する第２循環回路９０又は第３循環回路９２に接続される構成となっている。そして、第１蒸発凝縮コア２２Ｄ及び第２蒸発凝縮コア２４Ｄ内には、第２循環回路９０内又は第３循環回路９２内を流れる冷却液が循環されるようになっている。

一方、車両用エアコン装置１０は、第１の熱交換器を室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれか一方に、第２の熱交換器を室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれか他方に切り替え可能な「切替弁」として、４方弁９４Ａ，９４Ｂを備えている。この４方弁９４Ａ，９４Ｂには、前述した制御部３０が電気的に接続されており（図２参照）、４方弁９４Ａ，９４Ｂの切替制御を制御部３０によって行う構成になっている。４方弁９４Ａは、連結配管２７Ａによって４方弁２６Ａに、連結配管９６Ａによって４方弁２８Ａに、それぞれ連結されている。そして、連結配管２７Ａの４方弁２６Ａ側には冷却液を循環させるための第２ポンプ２９Ｂが設けられている。また、４方弁９４Ｂは、連結配管２７Ｂによって、４方弁２６Ｂに、連結配管９６Ｂによって４方弁２８Ｂに、それぞれ連結されている。そして、連結配管９６Ｂの中間部には冷却液を循環させるための第４ポンプ９８が設けられている。

連結配管２７Ａは第２ポンプ２９Ｂの下流側の分岐部９５Ａにおいて分岐されており、分岐部９５Ａと４方弁２８Ａとが連結配管２７Ｃによって連結されている。また、連結配管２７Ｂは中間の分岐部９５Ｂにおいて分岐されており、分岐部９５Ｂと４方弁２８Ｂとが連結配管２７Ｄによって連結されている。そして、連結配管２７Ｄの中間部には冷却液を循環させるための第３ポンプ２９Ｃが設けられている。

（第１循環回路）
第１循環回路４０は、エンジン８０と、吸着式ヒートポンプ２０、詳しくは脱離工程側の吸着脱離部（第１吸着脱離部２２Ａ又は第２吸着脱離部２４Ａ、以下、省略して「２２Ａ，２４Ａ」とする）とを接続し、両者間において冷却液を循環させるための回路として構成されている。第１循環回路４０は、第１循環回路４０の上流側の部分を構成する上流側配管４０Ａと、第１循環回路４０の下流側の部分を構成する下流側配管４０Ｂと、を有している。上流側配管４０Ａは４方弁２６Ｂに接続されており、下流側配管４０Ｂは４方弁２６Ａに接続されている。上流側配管４０Ａは、さらに、第１上流側配管４０Ａ１と第２上流側配管４０Ａ２とから構成されている。第１上流側配管４０Ａ１及び第２上流側配管４０Ａ２は、後述する流路制御弁４８において接続されている。

ここで、エンジン８０から脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に至るまでの第１循環回路４０（上流側配管４０Ａ）においては、以下が配置されている。すなわち、第１循環回路４０では、エンジン８０を起点とすると、上流側から順に、ヒータコア４４、第１温度センサ８６、流路制御弁４８、排気熱回収器８２、及び第２温度センサ８８が配置されている。上記構成のうち、第１上流側配管４０Ａ１には、エンジン８０から流路制御弁４８までに含まれるヒータコア４４と、第１温度センサ８６とが配置されている。また、上記構成のうち、第２上流側配管４０Ａ２には、流路制御弁４８から吸着式ヒートポンプ２０までに含まれる「熱供給手段」としての排気熱回収器８２と、第２温度センサ８８とが配置されている。なお、流路制御弁４８から下流側配管４０Ｂに設けられた３方分岐管４２に向けて、バイパス流路４０Ｃが設けられている。このバイパス流路４０Ｃは、吸着式ヒートポンプ２０を通さずに上流側配管４０Ａと下流側配管４０Ｂとを接続する迂回路として設けられている。また、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）の下流であって、３方分岐管４２の下流からエンジン８０に至るまでの第１循環回路４０（下流側配管４０Ｂ）においては、冷却液を循環させるための「ポンプ」としての第１ポンプ４６が設けられている。これにより、第１吸着脱離部２２Ａ（第１吸着コア２２Ｃ）又は第２吸着脱離部２４Ａ（第２吸着コア２４Ｃ）に「高温」の冷却液が供給されて、第１吸着脱離部２２Ａ又は第２吸着脱離部２４Ａにおいて、脱離工程が行われる構成になっている。

なお、本実施の形態の第１ポンプ４６には電気的に作動する電動ウォータポンプが採用されている。すなわち、第１ポンプ４６は、エンジン８０が停止した場合でも第１循環回路４０において冷却液を循環させることができる。第１ポンプ４６は、前述した制御部３０に電気的に接続されており（図２参照）、第１ポンプ４６の制御は、制御部３０によって行われる。

ヒータコア４４は、室内空調ユニット７０の一部を構成している。室内空調ユニット７０については後述する。

流路制御弁４８は第１循環回路４０において、エンジン８０と排気熱回収器８２との間、具体的には、ヒータコア４４と排気熱回収器８２との間に設けられ、かつ、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）の下流に冷却液を迂回可能に制御するものである。この流路制御弁４８は、第１上流側配管４０Ａ１から流出される冷却液を、第２上流側配管４０Ａ２とバイパス流路４０Ｃとに分流させる３方弁として形成されている。詳しくは、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示されるように、流路制御弁４８はロータリーバルブであり、バルブ４８Ａの位置によって、第２上流側配管４０Ａ２を流れる冷却液と、バイパス流路４０Ｃを流れる冷却液との割合が調整される。流路制御弁４８は、前述した制御部３０に電気的に接続されており（図２参照）、流路制御弁４８の制御は、制御部３０によって行われる。

ここで、図３（Ａ）に示されるように、バルブ４８Ａが、第２上流側配管４０Ａ２側を完全に開放し、バイパス流路４０Ｃ側を閉鎖している状態を「全開」とする。また、図３（Ｄ）に示されるように、バルブ４８Ａが、第２上流側配管４０Ａ２側を最小限に開放し、バイパス流路４０Ｃ側を最大限に開放している状態を「微開」とする。なお、本実施の形態では、バルブ４８Ａが第２上流側配管４０Ａ２側を完全に閉鎖することはなく、車両用エアコン装置１０の作動に必要な最小限度の冷却液が第１循環回路４０を循環する。

図３（Ａ）に示されるように、バルブ４８Ａの位置が全開の場合、第１循環回路４０では、エンジン８０から第１上流側配管４０Ａ１及び第２上流側配管４０Ａ２を通じて脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に至り、下流側配管４０Ｂを通じてエンジン８０に戻る経路が形成されている。一方、図３（Ｂ）〜（Ｄ）に示されるように、バルブ４８Ａの位置が全開以外であって、バイパス流路４０Ｃ側が開いている場合は、次の経路が形成される。すなわち、第１循環回路４０では、エンジン８０から第１上流側配管４０Ａ１及び第２上流側配管４０Ａ２を通じて脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に至り、下流側配管４０Ｂを通じてエンジン８０に戻る経路が形成されている。また、第１循環回路４０では、エンジン８０から第１上流側配管４０Ａ１、バイパス流路４０Ｃ、及び下流側配管４０Ｂを通じてエンジン８０に戻る経路が形成されている。

本実施の形態の流路制御弁４８は、後述する流量制御において、次のように作動する。すなわち、流路制御弁４８では、閉弁作動が行われる度にバルブ４８Ａが全開側（図３（Ａ）参照）から微開側（図３（Ｄ）参照）に向けて回転し、開弁作動が行われる度にバルブ４８Ａが微開側（図３（Ｄ）参照）から全開側（図３（Ａ）参照）に向けて回転する。以上、本実施の形態の流路制御弁４８においては、バルブ４８Ａが全開と微開との間を段階的に回転するように形成されている。

排気熱回収器８２は、エンジン８０より排出される排気ガスから熱を回収するものである。排気熱回収器８２は、排気ガス流路８２Ａと、排気ガス流路８２Ａの内部に引き込まれた内部配管８２Ｂとを含んで構成されている。この内部配管８２Ｂは、第２上流側配管４０Ａ２の途中に設けられており、第１循環回路４０の一部を構成している。以上の構成により、内部配管８２Ｂを流れる冷却液は、排気ガス流路８２Ａを流れる排気ガスにより加熱される。すなわち、排気ガスと冷却液との間で熱交換が行われることにより、排気ガスの熱が回収される。なお、排気熱回収器８２は、排気ガス流路８２Ａとは別に、冷却液とは熱交換を行わずに排気ガスを通過させる主流路（図示せず）を備えており、切り替えバルブ（図示せず）が、排気ガス流路８２Ａと主流路との切り替えを行うことができる。例えば、制御部３０は、内部配管８２Ｂを流れる冷却液の温度に応じて、排気ガスの流路を切り替えることができる。

第１温度センサ８６は排気熱回収器８２の上流側の冷却液の温度を測定するものである。また、第２温度センサ８８は排気熱回収器８２の下流側の冷却液の温度を測定するものである。換言すると、第２温度センサ８８は脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に流入される直前の冷却液の温度を測定するものである。ここで、第１温度センサ８６における冷却液の温度をＴ１、第２温度センサ８８における冷却液の温度をＴ２とする。

（第２循環回路）
第２循環回路９０は、吸着式ヒートポンプ２０内の熱源と、第１の熱交換器（室内熱交換器５２又は室外熱交換器６２）と、を接続し、これらの間において冷却液を循環させるための回路として構成されている。ここで、「吸着式ヒートポンプ２０内の熱源」とは、吸着熱が発生する吸着工程側の吸着脱離部（第１吸着脱離部２２Ａ又は第２吸着脱離部２４Ａ、以下、省略して「２２Ａ，２４Ａ」とする）と、凝縮熱が発生する脱離工程側の蒸発凝縮部（第１蒸発凝縮部２２Ｂ又は第２蒸発凝縮部２４Ｂ、以下、省略して「２２Ｂ，２４Ｂ」とする）とが該当する。また、「吸着熱」とは、吸着工程側の容器において吸着剤３２が冷媒を吸着することによって生じる熱である。また、「凝縮熱」とは、脱離工程側の容器において冷媒が凝縮することで生じる熱である。

第２循環回路９０は、吸着工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）から第２ポンプ２９Ｂを経由して第１の熱交換器に至り、再び吸着工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に至る回路と、脱離工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）から第１の熱交換器に至り、第３ポンプ２９Ｃを経由して再び脱離工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）に至る回路と、を合わせた回路とされている。すなわち、第２循環回路９０は、吸着熱及び凝縮熱により温められた「低温」の冷却液が循環する回路とされている。

ここで、第１の熱交換器は、室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれかが対応する。詳しくは、冷房要求時及び除湿暖房時においては室外熱交換器６２が、暖房要求時においては室内熱交換器５２が対応する。室内熱交換器５２は、後述する室内空調ユニット７０の一部を構成しており、車室内に設けられた熱交換器として構成されている（図４参照）。また、図１に示されるように、室内熱交換器５２は、その上流側では上流側配管５０Ａによって４方弁９４Ａに連結され、その下流側では下流側配管５０Ｂによって４方弁９４Ｂに連結されている。一方、室外熱交換器６２は、車両のエンジンルームの前端部に配置されており、エンジン冷却用のラジエータとは別の熱交換器として構成されている。また、室外熱交換器６２は、その上流側では上流側配管６０Ａによって４方弁９４Ａに連結され、その下流側では下流側配管６０Ｂによって４方弁９４Ｂに連結されている。さらに、室外熱交換器６２には、ファン６６が設けられている。このファン６６を回転駆動させることで、強制的に熱交換を行うことができる。なお、第１の熱交換器を室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれに対応させるか、換言すると第２循環回路９０に室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれを接続させるかの切り替えは、４方弁９４Ａ，９４Ｂにより行われる。

以上、本実施の形態の車両用エアコン装置１０では、冷房要求時及び除湿暖房時は第１の熱交換器としての室外熱交換器６２において低温の熱が放熱され、暖房要求時は第１の熱交換器としての室内熱交換器５２において低温の熱が放熱される。

（第３循環回路）
第３循環回路９２は、吸着式ヒートポンプ２０、詳しくは吸着工程側の蒸発凝縮部（第１蒸発凝縮部２２Ｂ又は第２蒸発凝縮部２４Ｂ、以下、省略して「２２Ｂ，２４Ｂ」とする）と、第２の熱交換器（室内熱交換器５２又は室外熱交換器６２）と、を接続し、両者間において冷却液を循環させるための回路として構成されている。詳しくは、第３循環回路９２は、吸着工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）から第２の熱交換器に至り、第４ポンプ９８を経由して再び吸着工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）に至る回路とされている。すなわち、第３循環回路９２は、吸着工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）において「冷温」とされた冷却液が循環する回路とされている。

ここで、第２の熱交換器は、室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれかが対応する。詳しくは、冷房要求時及び除湿暖房時においては室内熱交換器５２が、暖房要求時においては室外熱交換器６２が対応する。第２の熱交換器を室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれに対応させるか、換言すると第３循環回路９２に室内熱交換器５２及び室外熱交換器６２のいずれを接続させるかの切り替えは、４方弁９４Ａ，９４Ｂにより行われる。

以上、本実施の形態の車両用エアコン装置１０では、冷房要求時及び除湿暖房時は第２の熱交換器としての室内熱交換器５２において吸熱され、暖房要求時は第１の熱交換器としての室外熱交換器６２において吸熱される。

（室内空調ユニット）
図４に示されるように、室内空調ユニット７０は、通風ダクト７２を有している。通風ダクト７２の上流側には、図示しない外気導入用の空気取入口、内気導入用の空気取入口、が設けられている。また、通風ダクト７２内には、その上流側において、ブロワファンを備えたブロワ７４が設けられており、空気取入口又は空気取入口から通風ダクト７２内に導入された空気をブロワ７４によって通風ダクト７２の下流側へ送風するように構成されている。

また、通風ダクト７２内には、ブロワ７４に対して下流側において、導入空気を除湿冷却するための室内熱交換器５２、導入空気を加熱するためのヒータコア４４がそれぞれ設けられている。エアミックスダンパ７６は、アクチュエータ７５により回動するように形成されている。ここで、エアミックスダンパ７６を図４において２点鎖線で示される状態に回動させることで、通風ダクト７２を、室内熱交換器５２を通過した空気を流す第１通路とすることができる。一方、エアミックスダンパ７６を図４において実線で示される状態に回動させることで、通風ダクト７２を、室内熱交換器５２及びヒータコア４４を通過した空気を流す第２通路とすることができる。このように、室内空調ユニット７０では、エアミックスダンパ７６の回転位置を調整することにより第１通路を通過する空気と第２通路を通過する空気との割合を変更することができる。エアミックスダンパ７６により調温された空気は通風ダクト７２の下流側へ流れて、車室内に送風される。

（制御系）
次に車両用エアコン装置１０の制御系について図２を用いて説明する。本実施の形態の車両用エアコン装置１０は制御部３０により制御されている。制御部３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を含むマイクロコンピュータであるＥＣＵ（Electronic Control Unit）で構成されている。なお、制御部３０は、１のＥＣＵで構成する場合に限らず、複数のＥＣＵを組み合わせて構成してもよい。制御部３０には、第１循環回路４０内に設けられた温度センサである第１温度センサ８６及び第２温度センサ８８が電気的に接続されている。また、制御部３０には、車両用エアコン装置１０が備える第１ポンプ４６、第２ポンプ２９Ｂ、第３ポンプ２９Ｃ、第４ポンプ９８、４方弁２６Ａ，２６Ｂ、４方弁２８Ａ，２８Ｂ、４方弁９４Ａ，９４Ｂ、流路制御弁４８、ブロワ７４、及びアクチュエータ７５が電気的に接続されている。

さらに、制御部３０は、受付手段２００、及びエアコン制御手段２１０を備えている。以下各手段について詳述する。

受付手段２００は、乗員により行われる車両用エアコン装置１０に係る操作を受け付けるものである。例えば、乗員が図示しないタッチパネルを操作することにより、受付手段２００は、車両用エアコン装置１０に対する運転・停止要求、冷房要求、暖房要求、除湿要求、風量変更要求などを受け付ける。

エアコン制御手段２１０は、受付手段２００が受け付けた要求に対し、車両用エアコン装置１０の制御を行うものである。例えば、エアコン制御手段２１０は、運転・停止要求に応じて第１ポンプ４６、第２ポンプ２９Ｂ、第３ポンプ２９Ｃ、及び第４ポンプ９８を制御する。また、エアコン制御手段２１０は、第１容器２２及び第２容器２４における吸着工程と脱離工程との入れ替えや、冷房と暖房との切り替えを行うべく４方弁２６Ａ，２６Ｂ、４方弁２８Ａ，２８Ｂ、及び４方弁９４Ａ，９４Ｂの切替制御を行う。また、エアコン制御手段２１０は、冷房要求、暖房要求、又は除湿要求を受けてアクチュエータ７５を制御したり、風量変更要求に応じてブロワ７４を制御したりする。

さらに、エアコン制御手段２１０は、第１温度センサ８６により測定された冷却液の温度Ｔ１や第２温度センサ８８により測定された冷却液の温度Ｔ２に応じて、流路制御弁４８を制御し、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に流入される冷却液の流量を調整する。

（作用効果）
次に、本実施の形態の車両用エアコン装置１０の作用及び効果について説明する。
＜通常制御＞
まず、本実施の形態の車両用エアコン装置１０における通常制御について説明する。ここで、「通常制御」とは、エンジン８０の暖気が完了しており、第１循環回路４０における冷却液の温度が、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）において冷媒である水を脱離させるのに必要な温度に達している場合の制御である。なお、本実施の形態において、エンジン８０の暖気が完了している場合としては、冷却液の温度Ｔ１が規定値として設定された９０°Ｃ以上となる場合を想定している。また、本実施の形態において、冷媒である水を脱離させるのに必要な温度としては、冷却液の温度Ｔ２が所定値として設定された１０５°Ｃ以上となる場合を想定している。

（冷房要求時及び除湿暖房時）
冷房要求時及び除湿暖房時には、制御部３０が４方弁２６Ａ，２６Ｂ、４方弁２８Ａ，２８Ｂ、及び４方弁９４Ａ，９４Ｂを制御することで、吸着工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）を第２循環回路９０に接続させ、吸着工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）を第３循環回路９２に接続させる。一方、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）を第１循環回路４０に接続させ、脱離工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）を第２循環回路９０に接続させる。そして、制御部３０が４方弁２６Ａ，２６Ｂ、及び４方弁２８Ａ，２８Ｂを繰り返し切替制御することで、吸着式ヒートポンプ２０では、各容器内において吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われる。

具体的には、図１に示されるように、室外熱交換器６２が４方弁９４Ａ，９４Ｂによって、第２循環回路９０に接続され、室内熱交換器５２が４方弁９４Ａ，９４Ｂによって、第３循環回路９２に接続される。

次に、図１に示されるように、第１容器２２では吸着工程、第２容器２４では脱離工程が行われるとする。まず、第１吸着コア２２Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第２循環回路９０に接続される。これにより、第１吸着コア２２Ｃ及び室外熱交換器６２を循環する経路が形成される（図１の矢印Ａを参照）。また、第１蒸発凝縮コア２２Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第３循環回路９２に接続される。これにより、第１蒸発凝縮コア２２Ｄ及び室内熱交換器５２を循環する経路が形成される（図１の矢印Ｂを参照）。また、第２吸着コア２４Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第１循環回路４０に接続される。これにより、第２吸着コア２４Ｃ及び第１循環回路４０（エンジン８０）を循環する経路が形成される（図１の矢印Ｃを参照）。さらに、第２蒸発凝縮コア２４Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第２循環回路９０に接続される。これにより、第２蒸発凝縮コア２４Ｄ及び室外熱交換器６２を循環する経路が形成される（図１の矢印Ｄを参照）。なお、室外熱交換器６２では、第１吸着コア２２Ｃの循環（図１の矢印Ａを参照）と、第２蒸発凝縮コア２４Ｄの循環（図１の矢印Ｄを参照）とが合流している。

そして、第１容器２２において吸着工程が行われる。すなわち、第１容器２２では、乾燥された吸着剤３２が冷媒を吸着し、第１容器２２内が減圧することで、第１蒸発凝縮部２２Ｂの冷媒が蒸発する。このとき、冷媒の蒸発潜熱によって第１蒸発凝縮コア２２Ｄ内の冷却液が冷却される。これにより、第３循環回路９２内を流れる冷却液が「冷温」に冷却されて、室内熱交換器５２に供給される。また、第１吸着脱離部２２Ａでは、吸着剤３２が冷媒を吸着することによって生じる吸着熱によって第１吸着コア２２Ｃ内の冷却液が「低温」に温められる。そして、第１吸着コア２２Ｃ内で温められた冷却液が第２循環回路９０によって室外熱交換器６２に供給される。

一方、第２容器２４において脱離工程が行われる。すなわち、第２吸着コア２４Ｃは４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第１循環回路４０に接続されているため、「高温」の冷却液が第２吸着コア２４Ｃを介して第２吸着脱離部２４Ａ内の吸着剤３２を加熱する。これにより、第２吸着脱離部２４Ａ内の吸着剤３２が乾燥して、吸着剤３２から冷媒が脱離される。そして、第２循環回路９０に接続されている第２蒸発凝縮部２４Ｂ（第２蒸発凝縮コア２４Ｄ）では、吸着剤３２から脱離された冷媒が凝縮されて水として復元される。そして、このとき生成される凝縮熱によって第２蒸発凝縮コア２４Ｄ内の冷却液が「低温」に温められる。そして、第２蒸発凝縮コア２４Ｄ内で温められた冷却液が第２循環回路９０によって室外熱交換器６２に供給される。

本実施の形態の車両用エアコン装置１０では、第１容器２２における吸着工程後及び第２容器２４における脱離工程後に、制御部３０の制御によって４方弁２６Ａ，２６Ｂ及び４方弁２８Ａ，２８Ｂを切り替える。これにより、第１容器２２は吸着工程から脱離工程に切り替わると共に、第２容器２４は脱離工程から吸着工程に切り替わる。具体的には、図示は省略するが、第１吸着コア２２Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第１循環回路４０に接続され、第１蒸発凝縮コア２２Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第２循環回路９０に接続される。一方、第２吸着コア２４Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第２循環回路９０に接続され、第２蒸発凝縮コア２４Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第３循環回路９２に接続される。以上、第１吸着脱離部２２Ａ及び第２吸着脱離部２４Ａにおいて、それぞれ吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われて、「冷温」の冷却液が室内熱交換器５２に供給される。

一方、室内空調ユニット７０では、図４に示されるように、エアミックスダンパ７６の回転位置が調整されることで、室内熱交換器５２を通過した冷気と、ヒータコア４４を通過した暖気の割合が調整される。すなわち、通風ダクト７２を通過する空気が所望の温度に調整されて車室内に送風される。なお、通風ダクト７２に導入された空気は、室内熱交換器５２において露点温度まで冷却されることで水分が除去され、ヒータコア４４において加熱されることで除湿が行われる。

（暖房要求時）
暖房要求時には、制御部３０が４方弁２６Ａ，２６Ｂ、４方弁２８Ａ，２８Ｂ、及び４方弁９４Ａ，９４Ｂを制御することで、吸着工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）を第２循環回路９０に接続させ、吸着工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）を第３循環回路９２に接続させる。一方、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）を第１循環回路４０に接続させ、脱離工程側の蒸発凝縮部（２２Ｂ，２４Ｂ）を第２循環回路９０に接続させる。そして、制御部３０が４方弁２６Ａ，２６Ｂ、及び４方弁２８Ａ，２８Ｂを繰り返し切替制御することで、吸着式ヒートポンプ２０では、各容器内において吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われる。

具体的には、図５に示されるように、室外熱交換器６２が４方弁９４Ａ，９４Ｂによって、第３循環回路９２に接続され、室内熱交換器５２が４方弁９４Ａ，９４Ｂによって、第２循環回路９０に接続される。

次に、図５に示されるように、第１容器２２では吸着工程、第２容器２４では脱離工程が行われるとする。まず、第１吸着コア２２Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第２循環回路９０に接続される。これにより、第１吸着コア２２Ｃ及び室内熱交換器５２を循環する経路が形成される（図５の矢印Ａを参照）。また、第１蒸発凝縮コア２２Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第３循環回路９２に接続される。これにより、第１蒸発凝縮コア２２Ｄ及び室外熱交換器６２を循環する経路が形成される（図５の矢印Ｂを参照）。また、第２吸着コア２４Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第１循環回路４０に接続される。これにより、第２吸着コア２４Ｃ及び第１循環回路４０（エンジン８０）を循環する経路が形成される（図５の矢印Ｃを参照）。さらに、第２蒸発凝縮コア２４Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第２循環回路９０に接続される。これにより、第２蒸発凝縮コア２４Ｄ及び室内熱交換器５２を循環する経路が形成される（図５の矢印Ｄを参照）。なお、室内熱交換器５２では、第１吸着コア２２Ｃの循環（図５の矢印Ａを参照）と、第２蒸発凝縮コア２４Ｄの循環（図５の矢印Ｄを参照）とが合流している。

そして、第１容器２２において吸着工程が行われる。すなわち、第１容器２２では、乾燥された吸着剤３２が冷媒を吸着し、第１容器２２内が減圧することで、第１蒸発凝縮部２２Ｂの冷媒が蒸発する。このとき、冷媒の蒸発潜熱によって第１蒸発凝縮コア２２Ｄ内の冷却液が冷却される。これにより、第３循環回路９２内を流れる冷却液が「冷温」に冷却されて、室外熱交換器６２に供給される。また、第１吸着脱離部２２Ａでは、吸着剤３２が冷媒を吸着することによって生じる吸着熱によって第１吸着コア２２Ｃ内の冷却液が「低温」に温められる。そして、第１吸着コア２２Ｃ内で温められた冷却液が第２循環回路９０によって室内熱交換器５２に供給される。

一方、第２容器２４において脱離工程が行われる。すなわち、第２吸着コア２４Ｃは４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第１循環回路４０に接続されているため、「高温」の冷却液が第２吸着コア２４Ｃを介して第２吸着脱離部２４Ａ内の吸着剤３２を加熱する。これにより、第２吸着脱離部２４Ａ内の吸着剤３２が乾燥して、吸着剤３２から冷媒が脱離される。そして、第２循環回路９０に接続されている第２蒸発凝縮部２４Ｂ（第２蒸発凝縮コア２４Ｄ）では、吸着剤３２から脱離された冷媒が凝縮されて水として復元される。そして、このとき生成される凝縮熱によって第２蒸発凝縮コア２４Ｄ内の冷却液が「低温」に温められる。そして、第２蒸発凝縮コア２４Ｄ内で温められた冷却液が第２循環回路９０によって室内熱交換器５２に供給される。

本実施の形態の車両用エアコン装置１０では、第１容器２２における吸着工程後及び第２容器２４における脱離工程後に、制御部３０の制御によって４方弁２６Ａ，２６Ｂ及び４方弁２８Ａ，２８Ｂを切り替える。これにより、第１容器２２は吸着工程から脱離工程に切り替わると共に、第２容器２４は脱離工程から吸着工程に切り替わる。具体的には、図示は省略するが、第１吸着コア２２Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第１循環回路４０に接続され、第１蒸発凝縮コア２２Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第２循環回路９０に接続される。一方、第２吸着コア２４Ｃが４方弁２６Ａ，２６Ｂによって第２循環回路９０に接続され、第２蒸発凝縮コア２４Ｄが４方弁２８Ａ，２８Ｂによって第３循環回路９２に接続される。以上、第１吸着脱離部２２Ａ及び第２吸着脱離部２４Ａにおいて、それぞれ吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われて、温められた冷却液が室内熱交換器５２に供給される。

一方、室内空調ユニット７０では、エアミックスダンパ７６の回転位置を、第２通路（図４の実線参照）とすることで、ヒータコア４４に加えて室内熱交換器５２からも吸着熱及び凝縮熱を受熱することができる。

＜流量制御＞
次に、本実施の形態の車両用エアコン装置１０における流量制御に係る流量制御処理について説明する。ここで、「流量制御」とは、エンジン８０の暖気が完了していない冷間時の場合、又は、第１循環回路４０における冷却液の温度が、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）において冷媒である水を脱離させるのに必要な温度に達していない場合の制御である。

以下に、制御部３０のエアコン制御手段２１０により実行される流量制御処理について図６のフローチャートを用いて説明する。
まず、車両用エアコン装置１０の作動が開始されると、ステップＳ１００において、エアコン制御手段２１０は、バルブ４８Ａの位置が全開となるように流路制御弁４８を作動させる（図３（Ａ）参照）。そして、次のステップＳ１０１に進む。

ステップＳ１０１において、エアコン制御手段２１０は、イグニッションがＯＦＦ、又は、車両用エアコン装置１０の電源がＯＦＦであるか否かを判定する。イグニッションがＯＦＦ、又は、車両用エアコン装置１０の電源がＯＦＦであると判定された場合、流量制御処理は終了する。一方、イグニッションがＯＦＦ、又は、車両用エアコン装置１０の電源がＯＦＦではない、すなわち、イグニッションがＯＮ、及び、車両用エアコン装置１０の電源がＯＮであると判定された場合は、次のステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２において、エアコン制御手段２１０は、第１温度センサ８６における冷却液の温度Ｔ１及び第２温度センサ８８における冷却液の温度Ｔ２に基づく温度判定を行う。具体的に、エアコン制御手段２１０は、Ｔ１が９０°Ｃ以上、及び、Ｔ２が１００°Ｃ未満であるか否かの判定を行う。Ｔ１が９０°Ｃ以上、及び、Ｔ２が１００°Ｃ未満であると判定された場合は、再びステップＳ１０１を実行する。一方、Ｔ１が９０°Ｃ以上、及び、Ｔ２が１００°Ｃ未満ではない、すなわち、Ｔ１が９０°Ｃ未満、及び／又は、Ｔ２が１００°Ｃ以上と判定された場合は、次のステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３において、エアコン制御手段２１０は、第２温度センサ８８における冷却液の温度Ｔ２に基づく温度判定を行う。具体的に、エアコン制御手段２１０は、Ｔ２が１０５°Ｃ以上であるか否かの判定を行う。Ｔ２が１０５°Ｃ以上であると判定された場合は、ステップＳ１０６に進む。一方、Ｔ２が１０５°Ｃ以上ではないと判定された場合は、次のステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４において、エアコン制御手段２１０は、バルブ４８Ａの位置が微開ではないか否かを判定する。バルブ４８Ａの位置が微開ではないと判定された場合は、次のステップＳ１０５に進む。一方、バルブ４８Ａの位置が微開ではないことが否定された場合、すなわち、バルブ４８Ａの位置が微開の場合は、ステップＳ１０１に戻る。

ステップＳ１０５において、エアコン制御手段２１０は、第２上流側配管４０Ａ２を一段閉弁させるようにバルブ４８Ａを作動させる。以上、ステップＳ１０４及びステップＳ１０５の処理により、バルブ４８Ａの位置が微開になるまで段階的に閉弁作動が行われる。そして、ステップＳ１０１に戻る。

一方、ステップＳ１０３においてＴ２が１０５°Ｃ以上であると判定された場合、ステップＳ１０６において、エアコン制御手段２１０は、バルブ４８Ａの位置が全開ではないか否かを判定する。バルブ４８Ａの位置が全開ではないと判定された場合は、次のステップＳ１０７に進む。一方、バルブ４８Ａの位置が全開ではないことが否定された場合、すなわち、バルブ４８Ａの位置が全開の場合は、ステップＳ１０１に戻る。

ステップＳ１０７において、エアコン制御手段２１０は、第２上流側配管４０Ａ２を一段開弁させるようにバルブ４８Ａを作動させる。以上、ステップＳ１０６及びステップＳ１０７の処理により、バルブ４８Ａの位置が全開になるまで段階的に開弁作動が行われる。そして、ステップＳ１０１に戻る。

（まとめ）
以上、本実施の形態の車両用エアコン装置１０によれば、４方弁９４Ａ，９４Ｂを切り替えることで、冷房運転（除湿運転）と暖房運転とを切り替えることができる。そして、本実施の形態の車両用エアコン装置１０は、４方弁２６Ａ，２６Ｂ及び４方弁２８Ａ，２８Ｂを同時に切り替えて、第１容器２２及び第２容器２４のいずれか一方の吸着工程と、いずれか他方の脱離工程とを連続的に入れ替えて冷房運転（除湿運転）又は暖房運転を連続的に行うことができる。なお、本実施の形態では、必ずしも４方弁９４Ａ，９４Ｂを設ける必要はない。この場合、４方弁２６Ａ，２６Ｂ及び４方弁２８Ａ，２８Ｂのうち、４方弁２８Ａ，２８Ｂのみを切り替えることにより、冷房運転（除湿運転）と暖房運転とを切り替えることができる。

ここで、一般に吸着式ヒートポンプの出力は、吸着時における吸着剤の吸着量と脱離時における吸着剤の吸着量との差に比例する。したがって、吸着式ヒートポンプの出力を上げるためには、脱離時における吸着量を減らして、吸着時及び脱離時における吸着量の差を大きくする必要がある。一方、吸着剤の吸着量は、容器内の相対蒸気圧（飽和蒸気圧に対する容器内圧力）の上昇に伴い増加するものである。したがって、脱離時における吸着量を減らすためには、脱離時における吸着材の温度を上げて相対蒸気圧を下げるとよい。以上をまとめると、吸着式ヒートポンプの出力を上げるためには、吸着材の温度を高くする、すなわち、本実施の形態に照らせば、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に流入される冷却液の温度を上げることが効果的といえる。

一方、本実施の形態のようにエンジンの廃熱を利用して車室空気を加熱する方式の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置では、以下の問題が生じ得る。すなわち、車両用エアコン装置１０は、車両燃費が向上すると、走行距離当たりの燃料消費率が低下し、エンジン８０の廃熱が不足する傾向にある。そのため、エンジン８０の始動時などの冷間時においては、脱離工程に必要な高温熱源を得ることができない。そこで、本実施の形態の車両用エアコン装置１０では、ヒータコア４４と、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）との間に排気熱回収器８２を設けることにより、排気熱回収器８２がエンジン８０において不足する熱を補う構成としている。また、排気熱回収器８２は、除湿運転や暖房運転によりヒータコア４４における放熱量が多く冷却液の温度が大きく低下する場合において、低下した冷却液の温度を再上昇させることができる。

また、本実施の形態では、脱離工程に必要な高温熱源が不足している場合、制御部３０が備えるエアコン制御手段２１０が脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に流入される冷却液の流量を減少させる流量制御処理を行う点に特徴がある。ここで、脱離工程に必要な高温熱源が不足しているか否かは、第２温度センサ８８の温度、すなわち、吸着工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に流入される直前の冷却液の温度Ｔ２を基準に、Ｔ２が所定値に達しているか否かで判定することができる。本実施の形態では、所定値を１０５°Ｃに設定し、Ｔ２が１０５°Ｃに満たない場合にエアコン制御手段２１０が流路制御弁４８を段階的に閉弁して脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に流入される冷却液の流量を減少させる。これにより、冷却液はエンジン８０や排気熱回収器８２からの受熱で早期に温度が上昇するため、脱離工程に必要な高温熱源を早期に確保することができる。一方、Ｔ２が１０５°Ｃ以上の場合は、エアコン制御手段２１０が流路制御弁４８を段階的に開弁して脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に流入される冷却液の流量を予め定めた量に戻す。これにより、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に高温の熱源を連続的に供給して冷房性能を向上させることができる。

また、脱離工程に必要な高温熱源が不足しているか否かは、第２温度センサ８８の温度に加えて、第１温度センサ８６の温度、すなわち、ヒータコア４４から流出された冷却液の温度Ｔ１を基準に、Ｔ１が規定値に達しているか否かで判定することができる。本実施の形態では、規定値を９０°Ｃに設定し、Ｔ１が９０°Ｃに満たない場合にエアコン制御手段２１０が流路制御弁４８を段階的に閉弁して脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に流入される冷却液の流量を減少させることができる。これにより、冷却液は排気熱回収器８２からの受熱で早期に温度が上昇するため、脱離工程に必要な高温熱源を早期に確保することができる。一方、Ｔ１が９０°Ｃ以上の場合は、エアコン制御手段２１０が流路制御弁４８を段階的に開弁して脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に流入される冷却液の流量を予め定めた量に戻すことができる。これにより、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に高温の熱源を連続的に供給して冷房性能を向上させることができる。

さらに、本実施の形態は、第１循環回路４０において、エンジン８０と排気熱回収器８２との間に設けられ、かつ、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）の下流に冷却液を迂回可能に制御する流路制御弁４８を有している。この流路制御弁４８はエアコン制御手段２１０により制御され、脱離工程に必要な高温熱源が不足している場合には、迂回路であるバイパス流路４０Ｃへの流量を増やして脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に流入される冷却液の流量を減少させる。これにより、エンジン８０から流出された冷却液は脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に流入される前に、バイパス流路４０Ｃを通じてエンジン８０に戻るため、冷却液の温度を早期に上昇させることができる。

なお、本実施の形態では、制御部３０が備えるエアコン制御手段２１０が第２温度センサ８８の温度Ｔ２、及び第１温度センサ８６の温度Ｔ１の両方の温度を監視することにより流量制御を行なっているが、この限りではない。すなわち、第２温度センサ８８の温度Ｔ２のみに基づいて流量制御を行なってもよい。

（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態に係る車両用エアコン装置１０について説明する。第１の実施の形態の車両用エアコン装置１０は、流路制御弁４８が脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に流入される冷却液の流量を調整するが、第２の実施の形態では、第１ポンプ４６が脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に流入される冷却液の流量を調整するように形成されている。本実施の形態では、第１の実施の形態から流路制御弁４８及びバイパス流路４０Ｃを除いた以外は、第１の実施の形態と同様の構成を有している。

ここで、本実施の形態の制御部３０では、エアコン制御手段２１０が、第１温度センサ８６及び第２温度センサ８８により測定された冷却液の温度に応じて、第１ポンプ４６の吐出量を調整し、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に流入される冷却液の流量を調整している。

本実施の形態によれば、第１ポンプ４６により第１循環回路４０における冷却液の流量を減少させることにより、冷却液はエンジン８０や排気熱回収器８２からの受熱で、早期に温度が上昇するため、脱離工程に必要な高温熱源を早期に確保することができる。また、本実施の形態によれば、流量制御に回転駆動を要するバルブ４８Ａを使用する場合と比べて、第１ポンプ４６の出力調整のみで脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に流入される冷却液の流量を速やかに調整することができる。

なお、本実施の形態では、流路制御弁４８及びバイパス流路４０Ｃは設けられていないが、第１の実施の形態のように、流路制御弁４８及びバイパス流路４０Ｃを設けてもよい。この場合、エアコン制御手段２１０が流路制御弁４８と第１ポンプ４６とを同時に制御して、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に流入される冷却液の流量を調整することができる。例えば、エンジン８０の冷間時には、流路制御弁４８を微開側に調整するとともに第１ポンプ４６の吐出量を低くすることにより脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に流入される冷却液の流量を減少させる。また例えば、エンジン８０の暖気終了後には、流路制御弁４８を全開側に調整するとともに第１ポンプ４６の吐出量を高くすることにより、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に流入される冷却液の流量を予め定めた量に戻す。

（第３の実施の形態）
次に第３の実施の形態に係る車両用エアコン装置１０について説明する。第１の実施の形態では、第２温度センサ８８により制御部３０が脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に流入される冷却液の温度を測定している。これに対し、本実施の形態は、排気熱回収器８２を通過する媒体（排気ガス、冷却液）の温度、流量、比熱から、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に流入される冷却液の温度を推定するものである。本実施の形態では、第１の実施の形態から第２温度センサ８８が省かれていると共に、制御部３０が温度算出手段２２０を備えている。なお、その他の構成については、第１の実施の形態と同様である。以下、第１の実施の形態との相違点を中心説明する。

図７に示されるように、本実施の形態の制御部３０には、第１循環回路４０内に設けられた温度センサである第１温度センサ８６や、車両に既設のセンサ類１４０（排気温度センサ、エアフロセンサ、インジェクタなど）が電気的に接続されている。また、制御部３０は、受付手段２００及びエアコン制御手段２１０に加えて、温度算出手段２２０を備えている。温度算出手段２２０は、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に流入される冷却液の温度、換言すると排気熱回収器８２から流出される冷却液の温度を算出するものである。

ここで、排気熱回収器８２から流出される冷却液の温度は、式１から算出することができる。
Ｔｌｏｕｔ＝Ｔｌｉｎ＋Ｃｐｇ×Ｇｇ×（Ｔｇｉｎ−Ｔｌｉｎ）／（Ｃｐｌ×Ｇｌ） ・・・（式１）

ここで、
Ｔｌｏｕｔ：排気熱回収器８２から流出される冷却液の温度
Ｔｌｉｎ：排気熱回収器８２に流入される冷却液の温度
Ｔｇｉｎ：排気ガス温度
Ｃｐｌ：冷却液の比熱
Ｃｐｇ：排気ガスの比熱
Ｇｌ：冷却液の質量流量
Ｇｇ：排気ガスの質量流量
である。

Ｔｌｉｎについては、第１温度センサ８６により測定される。すなわち、Ｔｌｉｎ＝Ｔ１である。Ｔｇｉｎについては、例えば、触媒コンバータに装着された既設の排気温度センサにより測定される。Ｃｐｌ及びＣｐｇについては、予め算出された係数値を用いることができる。Ｇｌについては、例えば、温度算出手段２２０が、第１ポンプ４６の出力情報（電圧値、出力時間など）を基に算出することができる。Ｇｇについては、例えば、エンジン８０への吸気量や燃料噴射量を基に算出することができる。ここで、吸気量については既設のエアフロセンサにより、燃料噴射量についてはインジェクタの出力情報（噴射回数、出力時間など）により算出することができる。

以上、温度算出手段２２０は、既設のセンサ類１４０（排気温度センサ、エアフロセンサ、インジェクタなど）からの情報を基に、排気熱回収器８２から流出される冷却液の温度を算出することができる。本実施の形態によれば、流量制御のために専用に設けた第２温度センサ８８を省くことができ、車両用エアコン装置１０の構造の簡素化、及び低コスト化を実現できる。

（第４の実施の形態）
次に第４の実施の形態に係る車両用エアコン装置１０について説明する。第４の実施の形態では、第１の実施の形態の構成において、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に流入される冷却液の温度Ｔ２の低さに合わせて脱離工程側の吸着脱離部に流入される冷却液の流量を減少させるように形成されている。

具体的には、本実施の形態の流路制御弁４８は、第２温度センサ８８の温度Ｔ２に応じて開弁位置が決められている。そして、エアコン制御手段２１０は、第２温度センサ８８の温度Ｔ２に対応する開弁位置となるように流路制御弁４８を調整する。本実施の形態によれば、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に供給される冷却液の温度を脱離工程に最適な温度まで効率的に上昇させることができる。

（第５の実施の形態）
次に第５の実施の形態に係る車両用エアコン装置１０について説明する。第５の実施の形態は、「熱供給手段」として蓄熱器８５を使用するものである。具体的に第５の実施の形態では、第１の実施の形態の構成における排気熱回収器８２に代えて蓄熱器８５が設けられている。

図８に示されるように、本実施の形態の蓄熱器８５は、蓄熱材８４を有し、エンジン８０により「高温」とされた冷却液から生ずる熱を蓄熱するものである。この蓄熱材８４としては、物質の比熱を利用した顕熱蓄熱材、物質の固液相変化に伴って発生する潜熱を利用した潜熱蓄熱材、又は化学反応熱を利用した化学蓄熱材を採用することができる。

ここで、例えば潜熱蓄熱材では、蓄熱材８４の温度が冷却液の温度よりも低い場合は、蓄熱材８４に冷却液の熱が蓄熱される。また、蓄熱材８４の温度が冷却液の温度よりも高い場合は、蓄熱材８４から冷却液に熱が放熱される。

本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。すなわち、蓄熱器８５を有さない構成においては、エンジン８０の稼働率が低下すると「高温」の冷却液の温度が低下し、駆動エネルギ（熱エネルギ）も低下するため、冷房性能は低下する。これに対し、本実施の形態では、エンジン８０の稼働時に蓄熱器８５にエンジン８０からの排熱を蓄熱している。このため、例えば、アイドリングストップ時などのエンジン８０の稼働率が低下した場合や、朝一番の始動時であっても吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）における脱離工程を促すのに十分な高温熱源を確保することができる。すなわち、本実施の形態では、エンジン８０の冷温時において蓄熱器８５に蓄えた熱を冷却液に放出することにより、脱離工程側の吸着脱離部（２２Ａ，２４Ａ）に流入される冷却液の温度を早期に上昇させることができる。

なお、本実施の形態では、排気熱回収器８２に代えて蓄熱器８５を設けたが、排気熱回収器８２及び蓄熱器８５を併設してもよい。具体的には、第２上流側配管４０Ａ２において、排気熱回収器８２の下流に蓄熱器８５を配置することができる。これにより、蓄熱器８５への蓄熱量を増加させることができる。

（補足）
なお、各実施の形態において例示した温度は、あくまで一例であって、使用する蓄熱材の材料等によって適宜選択可能である。

各実施の形態では、「熱供給手段」として排気熱回収器８２が設けられているが、この限りではない。すなわち、排気熱回収器８２に換えて燃焼式ヒータや電気式ヒータを設けてもよい。これらは、排気熱回収器８２と同様に、エンジン８０の冷間時に冷却液に対して放熱を行うことで、エンジン８０において不足する熱を補うことができる。

また、本発明の車両用エアコン装置１０については、上述した各実施の形態をそれぞれ独立して実施するだけでなく、各実施の形態を適宜組み合わせてもよい。

１０ 吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置
２０ 吸着式ヒートポンプ
２２ 第１容器（容器）
２２Ａ 第１吸着脱離部（吸着脱離部）
２２Ｂ 第１蒸発凝縮部（蒸発凝縮部）
２４ 第２容器（容器）
２４Ａ 第２吸着脱離部（吸着脱離部）
２４Ｂ 第２蒸発凝縮部（蒸発凝縮部）
３０ 制御部
４０ 第１循環回路（循環路）
４６ 第１ポンプ（ポンプ）
４８ 流量制御弁
８０ エンジン（内燃機関）
８２ 排気熱回収器（熱供給手段）
８５ 蓄熱器（熱供給手段）

Claims (7)

1. 冷媒の吸着及び脱離を行う吸着脱離部と、冷媒の蒸発及び凝縮を行う蒸発凝縮部と、を有する複数の容器を含んで構成され、前記容器内において吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われる吸着式ヒートポンプと、
   内燃機関と脱離工程側の前記吸着脱離部との間で冷却液を循環させるための循環路と、
   前記内燃機関から脱離工程側の前記吸着脱離部に至るまでの前記循環路に設けられ、前記冷却液を加熱するための熱供給手段と、
   前記熱供給手段の下流側の冷却液の温度が所定値に満たない場合、脱離工程側の前記吸着脱離部に流入される前記冷却液の流量を減少させるように制御する制御部と、
   を有する吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置。
2. 前記制御部は、
   前記熱供給手段の上流側の冷却液の温度が規定値に満たない場合、前記吸着脱離部に流入される前記冷却液の流量を減少させる請求項１に記載の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置。
3. 前記循環路において、前記内燃機関と前記熱供給手段との間に設けられ、かつ、脱離工程側の前記吸着脱離部の下流に冷却液を迂回可能に制御する流路制御弁を有し、
   前記制御部は、
   前記流路制御弁により迂回される冷却液の流量を調整することにより前記吸着脱離部に流入される前記冷却液の流量を調整する請求項１又は２に記載の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置。
4. 前記循環路において、前記冷却液を循環させるポンプを有し、
   前記制御部は、
   前記ポンプの吐出量を減少させることにより前記吸着脱離部に流入される前記冷却液の流量を減少させる請求項１〜３のいずれか１項に記載の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置。
5. 前記制御部は、
   前記熱供給手段の下流側の冷却液の温度が所定値に満たない場合、当該温度が低いほど脱離工程側の前記吸着脱離部に流入される前記冷却液の流量を減少させる請求項１〜４の何れか１項に記載の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置。
6. 前記制御部は、
   前記熱供給手段の下流側の冷却液の温度が所定値以上である場合に、前記吸着脱離部に流入される前記冷却液の流量を予め定めた量に増加させる請求項１〜５の何れか１項に記載の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置。
7. 前記熱供給手段は、熱を蓄熱可能な蓄熱器を使用する請求項１〜６の何れか１項に記載の吸着式ヒートポンプを備えた車両用エアコン装置。