JP7095845B2 - 複合弁及びそれを用いた車両用空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷媒回路に適用される複合弁、及び、それを用いたヒートポンプ式の車両用空気調和装置に関するものである。

ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に適用することができる空気調和装置として、圧縮機と、放熱器と、吸熱器と、室外熱交換器が接続された冷媒回路を備え、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器において放熱させ、この放熱器において放熱した冷媒を室外熱交換器において吸熱させることで車室内を暖房する暖房モードと、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器において放熱させ、吸熱器において吸熱させることで車室内を冷房する冷房モード等を切り換えて実行する車両用空気調和装置が開発されている。また、このような車室内の運転モードの切り換えは、多数の電磁弁を用いて行われていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１－２３７０５２号公報 特開２０１５－４５４５３号公報

このように、従来の車両用空気調和装置は運転モードの切り換えに多数の電磁弁を用いていたため、部品点数が多くなり、コストも高騰すると共に、限られたエンジンルーム（電気自動車の場合にはエンジンは存在しないが、走行や空調に関わる装置が設置される車室外の空間を意味する）のスペースを占有してしまう不都合があった。

一方、単一の駆動手段で複数の弁体を駆動する統合弁（複合弁）も開発されている（例えば、特許文献２参照）。

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、車両用空気調和装置で従来用いられていた複数の電磁弁を複合化することで、部品点数の削減を図ることができる複合弁、及び、それを用いた車両用空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明の複合弁は、冷媒回路に適用されるものであって、第１冷媒入口、第１冷媒出口、第２冷媒入口、及び、第２冷媒出口を有するハウジングと、このハウジング内に形成され、第１冷媒入口と第１冷媒出口間に渡る第１冷媒通路と、ハウジング内に形成され、第２冷媒入口と第２冷媒出口間に渡る第２冷媒通路と、第１冷媒通路に設けられ、当該第１冷媒通路を開閉する第１開閉弁部と、第２冷媒通路に設けられ、当該第２冷媒通路を開閉する第２開閉弁部と、アクチュエータを介して第１開閉弁部、及び、第２開閉弁部を駆動する駆動装置と、ハウジング内に形成され、第１開閉弁部より第１冷媒入口側の第１冷媒通路と、第２開閉弁部より第２冷媒出口側の第２冷媒通路とを連通する連通路と、この連通路に設けられ、第２冷媒通路方向を順方向とされた逆止弁を備えたことを特徴とする。

請求項２の発明の複合弁は、上記発明において第１開閉弁部より第１冷媒入口側の第１冷媒通路と、第２開閉弁部より第２冷媒出口側の第２冷媒通路は、ハウジング内において隣接して形成されていることを特徴とする。

請求項３の発明の複合弁は、上記各発明においてハウジングは、第１冷媒入口、第１冷媒出口、第１冷媒通路、及び、第１開閉弁部が設けられた第１ハウジング部材と、第２冷媒入口、第２冷媒出口、第２冷媒通路、及び、第２開閉弁部が設けられた第２ハウジング部材とを結合して成り、アクチュエータが各ハウジング部材に渡って設けられ、各開閉弁部を駆動することを特徴とする。

請求項４の発明の複合弁は、上記発明において第１開閉弁部より第１冷媒入口側の第１冷媒通路は第１ハウジング部材の一面に近接して当該第１ハウジング部材内に形成され、第２開閉弁部より第２冷媒出口側の第２冷媒通路は第２ハウジング部材の一面に近接して当該第２ハウジング部材内に形成されていると共に、第１ハウジング部材は、第１開閉弁部より第１冷媒入口側の第１冷媒通路から第１ハウジング部材の一面に至る第１連通部を有し、第２ハウジング部材は、第２開閉弁部より第２冷媒出口側の第２冷媒通路から第２ハウジング部材の一面に至る第２連通部を有し、各ハウジング部材の一面同士が結合され、その状態で各連通部は合致して連通路を構成することを特徴とする。

請求項５の発明の車両用空気調和装置は、上記各発明の複合弁と、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒入口が圧縮機の吐出側の冷媒配管に接続され、冷媒を放熱させて車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、冷媒出口が圧縮機の吸込側の冷媒配管に接続され、冷媒を吸熱させて車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、放熱器の冷媒出口側の冷媒配管に接続され、車室外に設けられた室外熱交換器と、この室外熱交換器に流入する冷媒を減圧するための室外膨張弁と、吸熱器に流入する冷媒を減圧するための室内膨張弁と、放熱器の冷媒出口側の冷媒配管から分岐したバイパス回路と、制御装置を備え、室外熱交換器の冷媒出口側の冷媒配管が複合弁の第１冷媒入口に接続され、圧縮機の吸込側の冷媒配管が複合弁の第１冷媒出口に接続され、バイパス回路が複合弁の第２冷媒入口に接続され、室内膨張弁の冷媒入口側の冷媒配管が複合弁の第２冷媒出口に接続され、制御装置により複合弁の駆動装置が制御されることを特徴とする。

請求項６の発明の車両用空気調和装置は、上記発明において制御装置は、複合弁の駆動装置を制御することにより、複合弁の第１開閉弁部、及び、第２開閉弁部により第１冷媒通路、及び、第２冷媒通路を開き、吸熱器への冷媒の流入を阻止した状態で、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を室外膨張弁で減圧した後、室外熱交換器にて吸熱させる暖房モードと、複合弁の第１開閉弁部、及び、第２開閉弁部により第１冷媒通路、及び、第２冷媒通路を開き、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を室外膨張弁で減圧した後、室外熱交換器にて吸熱させ、バイパス回路からの冷媒を室内膨張弁で減圧した後、吸熱器にて吸熱させる除湿暖房モードと、複合弁の第１開閉弁部、及び、第２開閉弁部により第１冷媒通路、及び、第２冷媒通路を閉じ、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器と室外熱交換器で放熱させ、放熱した当該冷媒を複合弁の逆止弁を経て室内膨張弁に流し、この室内膨張弁で減圧した後、吸熱器にて吸熱させる除湿冷房モードと、複合弁の第１開閉弁部、及び、第２開閉弁部により第１冷媒通路、及び、第２冷媒通路を閉じ、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器で放熱させ、放熱した当該冷媒を複合弁の逆止弁を経て室内膨張弁に流し、室内膨張弁で減圧した後、吸熱器にて吸熱させる冷房モードと、を切り換えて実行することを特徴とする。

請求項７の発明の車両用空気調和装置は、請求項５又は請求項６の発明において冷媒を用いて車両に搭載された被温調対象を冷却する被温調対象冷却装置を備え、この被温調対象冷却装置は、冷媒を吸熱させて被温調対象を冷却するための被温調対象用熱交換器と、この被温調対象用熱交換器に流入する冷媒を減圧する補助膨張弁を有し、被温調対象用熱交換器の冷媒入口が室内膨張弁の冷媒入口側の冷媒配管から分岐した分岐配管に接続され、被温調対象用熱交換器の冷媒出口が圧縮機の吸込側の冷媒配管に接続されると共に、制御装置は、複合弁の駆動装置を制御することにより、複合弁の第１開閉弁部、及び、第２開閉弁部により第１冷媒通路、及び、第２冷媒通路を閉じ、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器で放熱させ、放熱した当該冷媒を複合弁の逆止弁を経て室内膨張弁と補助膨張弁に流し、室内膨張弁で減圧した後、吸熱器にて吸熱させ、補助膨張弁で減圧した後、被温調対象用熱交換器で吸熱させる冷房／被温調対象冷却モードと、複合弁の第１開閉弁部、及び、第２開閉弁部により第１冷媒通路、及び、第２冷媒通路を閉じ、吸熱器への冷媒の流入を阻止した状態で、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器で放熱させ、放熱した当該冷媒を複合弁の逆止弁を経て補助膨張弁に流し、当該補助膨張弁で減圧した後、被温調対象用熱交換器で吸熱させる被温調対象冷却モードと、を切り換えて実行することを特徴とする。

本発明によれば、冷媒回路に適用される複合弁において、第１冷媒入口、第１冷媒出口、第２冷媒入口、及び、第２冷媒出口を有するハウジングと、このハウジング内に形成され、第１冷媒入口と第１冷媒出口間に渡る第１冷媒通路と、ハウジング内に形成され、第２冷媒入口と第２冷媒出口間に渡る第２冷媒通路と、第１冷媒通路に設けられ、当該第１冷媒通路を開閉する第１開閉弁部と、第２冷媒通路に設けられ、当該第２冷媒通路を開閉する第２開閉弁部と、アクチュエータを介して第１開閉弁部、及び、第２開閉弁部を駆動する駆動装置と、ハウジング内に形成され、第１開閉弁部より第１冷媒入口側の第１冷媒通路と、第２開閉弁部より第２冷媒出口側の第２冷媒通路とを連通する連通路と、この連通路に設けられ、第２冷媒通路方向を順方向とされた逆止弁を備えているので、例えば、請求項５の発明の如く冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒入口が圧縮機の吐出側の冷媒配管に接続され、冷媒を放熱させて車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、冷媒出口が圧縮機の吸込側の冷媒配管に接続され、冷媒を吸熱させて車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、放熱器の冷媒出口側の冷媒配管に接続され、車室外に設けられた室外熱交換器と、この室外熱交換器に流入する冷媒を減圧するための室外膨張弁と、吸熱器に流入する冷媒を減圧するための室内膨張弁と、放熱器の冷媒出口側の冷媒配管から分岐したバイパス回路と、制御装置を備えた車両用空気調和装置に適用し、室外熱交換器の冷媒出口側の冷媒配管を複合弁の第１冷媒入口に接続し、圧縮機の吸込側の冷媒配管を複合弁の第１冷媒出口に接続し、バイパス回路を複合弁の第２冷媒入口に接続し、室内膨張弁の冷媒入口側の冷媒配管を複合弁の第２冷媒出口に接続すれば、制御装置により複合弁の駆動装置を制御することで、請求項６の発明の如き暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、及び、冷房モードを切り換えて実行することが可能となる。

また、請求項７の発明の如く冷媒を用いて車両に搭載された被温調対象を冷却する被温調対象冷却装置を設け、この被温調対象冷却装置に、冷媒を吸熱させて被温調対象を冷却するための被温調対象用熱交換器と、この被温調対象用熱交換器に流入する冷媒を減圧する補助膨張弁を設けて被温調対象用熱交換器の冷媒入口を室内膨張弁の冷媒入口側の冷媒配管から分岐した分岐配管に接続し、被温調対象用熱交換器の冷媒出口を圧縮機の吸込側の冷媒配管に接続すれば、制御装置により複合弁の駆動装置を制御することで、冷房／被温調対象冷却モードと被温調対象冷却モードを切り換えて実行することが可能となる。

即ち、従来複数の電磁弁が担っていた車両用空気調和装置の運転モードの切り換え機能を、複合弁に集約することができるようになり、部品点数の削減による部品コストや生産コストの低減と、設置スペースの縮小を図ることができるようになる。

この場合、請求項２の発明の如く第１開閉弁部より第１冷媒入口側の第１冷媒通路と、第２開閉弁部より第２冷媒出口側の第２冷媒通路を、ハウジング内において隣接して形成すれば、第１冷媒通路と第２冷媒通路を短い寸法の連通路にて連通することができるようになり、連通路における圧損等のロスを最低限に抑制することが可能となる。

また、請求項３の発明の如くハウジングを、第１冷媒入口、第１冷媒出口、第１冷媒通路、及び、第１開閉弁部が設けられた第１ハウジング部材と、第２冷媒入口、第２冷媒出口、第２冷媒通路、及び、第２開閉弁部が設けられた第２ハウジング部材とを結合して構成し、アクチュエータを各ハウジング部材に渡って設けて各開閉弁部を駆動するようにすれば、複合弁の製造／組立作業も容易となる。

特に、請求項４の発明の如く第１開閉弁部より第１冷媒入口側の第１冷媒通路を第１ハウジング部材の一面に近接して当該第１ハウジング部材内に形成し、第２開閉弁部より第２冷媒出口側の第２冷媒通路を第２ハウジング部材の一面に近接して当該第２ハウジング部材内に形成すると共に、第１ハウジング部材に、第１開閉弁部より第１冷媒入口側の第１冷媒通路から第１ハウジング部材の一面に至る第１連通部を形成し、第２ハウジング部材に、第２開閉弁部より第２冷媒出口側の第２冷媒通路から第２ハウジング部材の一面に至る第２連通部を形成して、各ハウジング部材の一面同士を結合したときに各連通部が合致して連通路を構成するようにすれば、短い寸法の連通路を容易に構成することができるようになると共に、逆止弁の取り付けも容易となる。

本発明を適用した一実施例の複合弁の断面図である（第１開閉弁部及び第２開閉弁部が開いた状態）。 第１開閉弁部及び第２開閉弁部を閉じた状態の図１の複合弁の断面図である。 図１の複合弁を適用した車両用空気調和装置の一実施例の構成図である。 図３の車両用空気調和装置の制御装置としての空調コントローラのブロック図である。 図４の空調コントローラによる暖房モードを説明する図である。 図４の空調コントローラによる除湿暖房モードを説明する図である。 図４の空調コントローラによる除湿冷房モード／冷房モードを説明する図である。 図４の空調コントローラによる冷房／被温調対象冷却モードを説明する図である。 図４の空調コントローラによる被温調対象冷却モードを説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。
（１）複合弁８１
図１及び図２は本発明を適用した一実施例の複合弁８１の断面図を示している。本発明の複合弁８１は後述する車両用空気調和装置１等の冷媒回路Ｒに適用されるものであって、アルミニウム等の金属から構成されたハウジング８２と、このハウジング８２内に設けられた逆止弁１８、第１開閉弁部２１、及び、第２開閉弁部２２と、これら第１及び第２開閉弁部２１、２２を駆動する駆動装置８３を備えている。

駆動装置８３はアクチュエータ８４を介して第１及び第２開閉弁部２１、２２を開閉駆動するものである。この実施例の駆動装置８３はソレノイドにて構成されているが、ステッピングモータにて構成してもよい。

また、実施例のハウジング８２は、何れもアルミニウム等の金属ブロックから構成された第１ハウジング部材８６と第２ハウジング部材８７の二部品を結合して構成されており、第１ハウジング部材８６の一方の側面及び他方の側面にはそれぞれ第１冷媒入口８８及び第１冷媒出口８９が形成され、第１ハウジング部材８６の内部にはこれら第１冷媒入口８８と第１冷媒出口８９間に渡る第１冷媒通路９１が形成されている。また、第２ハウジング部材８７の他方の側面及び一方の側面にはそれぞれ第２冷媒入口９２及び第２冷媒出口９３が形成され、第２ハウジング部材８７の内部にはこれら第２冷媒入口９２と第２冷媒出口９３間に渡る第２冷媒通路９４が形成されている。

前記第１開閉弁部２１は、第１冷媒通路９１に設けられた第１弁座２１Ａとこの第１弁座２１Ａに当接して第１冷媒通路９１を開閉するための第１弁体２１Ｂから構成されており、前記第２開閉弁部２２は、第２冷媒通路９４に設けられた第２弁座２２Ａとこの第２弁座２２Ａに当接して第２冷媒通路９４を開閉するための第２弁体２２Ｂから構成されている。

前記第１ハウジング部材８６と第２ハウジング部材８７はそれらの一面同士が結合されて一体化されたハウジング８２となるが、駆動装置８３は第２ハウジング部材８７の他面に取り付けられている。駆動装置８３のアクチュエータ８４は第２ハウジング部材８７を貫通して当該第２ハウジング部材８７から第１ハウジング部材８６に渡って設けられ、その先端に第１開閉弁部２１の第１弁体２１Ｂが取り付けられ、この第１弁体２１Ｂより駆動装置８３側に第２開閉弁部２２の第２弁体２２Ｂが取り付けられる（第２弁体２２Ｂより先のアクチュエータ８４は細く簡略化して示している）。

駆動装置８３が通電制御されると、アクチュエータ８４により第１弁体２１Ｂと第２弁体２２Ｂが同時に駆動される。即ち、実施例では駆動装置８３が非通電の状態ではアクチュエータ８４が突出し、第１弁体２１Ｂが第１弁座２１Ａに当接して第１開閉弁部２１が第１冷媒通路９１を閉じ、且つ、第２弁体２２Ｂが第２弁座２２Ａに当接して第２開閉弁部２２が第２冷媒通路９４を閉じる（図２）。一方、駆動装置８３が通電された状態ではアクチュエータ８４が吸引され、第１弁体２１Ｂが第１弁座２１Ａから離間して第１開閉弁部２１が第１冷媒通路９１を開き、且つ、第２弁体２２Ｂが第２弁座２２Ａから離間して第２開閉弁部２２が第２冷媒通路９４を開く（図１）。このように、複合弁８１は単一の駆動装置８３により、二つの開閉弁部２１及び２２が同時に開閉駆動されるように構成されている。

また、第１弁座２１Ａより第１冷媒入口８８側の第１冷媒通路９１は、第１ハウジング部材８６の一面に近接して形成されており、この近接した部分から一面に至る第１連通部９６Ａが形成されている。また、第２弁座２２Ａより第２冷媒出口９３側の第２冷媒通路９４は、第２ハウジング部材８７の一面に近接して形成されており、この近接した部分から一面に至る第２連通部９６Ｂが形成されている。そして、各連通部９６Ａ及び９６Ｂは各ハウジング部材８６及び８７の一面同士が結合された状態で相互に合致し、連通路９６を構成する。このとき、逆止弁１８を何れか一方の連通部（９６Ａ、或いは、９６Ｂ）に取り付けておき、各ハウジング部材８６、８７を結合するときに他方の連通部（９６Ｂ、或いは、９６Ａ）内に進入させるようにすれば、逆止弁１８も容易に取り付けられるようになる。また、係る構成で第１弁座２１Ａより第１冷媒入口８８側の第１冷媒通路９１と、第２弁座２２Ａより第２冷媒出口９３側の第２冷媒通路９４は、ハウジング８２内において隣接するかたちとなる。連通路９６は第１弁座２１Ａより第１冷媒入口８８側の第１冷媒通路９１と、第２弁座２２Ａより第２冷媒出口９３側の第２冷媒通路９４とを連通するものであり、この連通路９６に逆止弁１８が設けられ、第２冷媒通路９４方向を順方向とされる。

複合弁８１は図１の如く駆動装置８３により第１開閉弁部２１の第１弁体２１Ｂ及び第２開閉弁部２２の第２弁体２２Ｂが駆動されて第１冷媒通路９１及び第２冷媒通路９４が開くと、第１冷媒入口８８から流入した冷媒が第１開閉弁部２１を通過して第１冷媒出口８９から流出し、第２冷媒入口９２から流入した冷媒が第２開閉弁部２２を通過して第２冷媒出口９３から流出する（図１に白抜き矢印で示す）。一方、駆動装置８３により第１開閉弁部２１の第１弁体２１Ｂ及び第２開閉弁部２２の第２弁体２２Ｂが第２冷媒通路９１及び第２冷媒通路９４が閉じると、第１冷媒入口８８から第１冷媒通路９１に流入した冷媒は逆止弁１８を経て第２冷媒通路９４に至り、第２冷媒出口９３から流出するようになる（図２に白抜き矢印で示す）。

（２）車両用空気調和装置１の回路構成
次に、図３を用いて本発明の複合弁８１が適用される車両用空気調和装置１について説明する。図３は一実施例の車両用空気調和装置１の構成図を示している。ここで、実施例の車両用空気調和装置１を適用する車両は、エンジン（内燃機関）が搭載されていない電気自動車（ＥＶ）であって、車両にバッテリ（例えば、リチウム電池）が搭載され、外部電源からバッテリに充電された電力を走行用モータ（電動モータ）に供給することで駆動し、走行するものである。

即ち、車両用空気調和装置１は、エンジン廃熱による暖房ができない電気自動車において、冷媒回路Ｒを用いたヒートポンプ運転により暖房モードを行い、更に、除湿暖房モード、除湿冷房モード、冷房モード、冷房／被温調対象冷却モード、及び、被温調対象冷却モードの各運転モードを選択的に実行することで車室内の空調を行い、更に、後述する被温調対象５５の冷却も行うものである。

尚、車両として係る電気自動車に限らず、エンジンと走行用の電動モータを供用する所謂ハイブリッド自動車や通常のエンジン駆動式の自動車にも本発明が有効であることは云うまでもない。

実施例の車両用空気調和装置１は、電気自動車の車室内の空調（暖房、冷房、除湿、及び、換気）を行うものであり、冷媒を圧縮する電動式の圧縮機（電動圧縮機）２と、車室内空気が通気循環されるＨＶＡＣユニット１０の空気流通路３内に設けられ、冷媒を放熱させて車室内に供給する空気を加熱するための放熱器４と、暖房時に冷媒を減圧膨張させる電動弁から成る室外膨張弁６と、冷房時には冷媒を放熱させる放熱器として機能し、暖房時には冷媒を吸熱させる蒸発器として機能すべく冷媒と外気との間で熱交換を行わせるための室外熱交換器７と、冷媒を減圧膨張させる電動弁から成る室内膨張弁８と、空気流通路３内に設けられて冷房時及び除湿時に車室内外から冷媒に吸熱させて車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器９と、アキュムレータ１２と、前述した複合弁８１等が冷媒配管１３により順次接続され、冷媒回路Ｒが構成されている。

尚、室外膨張弁６や室内膨張弁８は、冷媒を減圧膨張させると共に、全開や全閉も可能とされている。また、放熱器４の冷媒入口は圧縮機２の吐出側の冷媒配管１３Ｇに接続されている。また、室外熱交換器７には、室外送風機１５が設けられている。この室外送風機１５は、室外熱交換器７に外気を強制的に通風することにより、外気と冷媒とを熱交換させるものであり、これにより停車中（即ち、車速が０ｋｍ／ｈ）にも室外熱交換器７に外気が通風されるよう構成されている。

また、室外熱交換器７の冷媒出口側の冷媒配管１３Ａが複合弁８１の第１冷媒入口８８に接続され、複合弁８１の第２冷媒出口９３に室内膨張弁８の冷媒入口側の冷媒配管１３Ｂが接続されている。複合弁８１の第１冷媒出口８９には圧縮機２の吸込側の冷媒配管の一部を構成する冷媒配管１３Ｄが接続され、この冷媒配管１３Ｄは吸熱器９の冷媒出口側に接続された冷媒配管１３Ｃに連通接続されている。この冷媒配管１３Ｃは圧縮機２の吸込側の冷媒配管の主体を構成するものである。そして、この冷媒配管１３Ｄの接続点より下流側の冷媒配管１３Ｃには逆止弁２０が接続され、この逆止弁２０より下流側の冷媒配管１３Ｃがアキュムレータ１２を介して圧縮機２の吸込側に接続されている。尚、逆止弁２０はアキュムレータ１２側が順方向とされている。また、吸熱器９の冷媒出口側から圧縮機２の吸込側に至る冷媒配管の全体を符号１３Ｃで示す。

更に、放熱器４の冷媒出口側の冷媒配管１３Ｅは室外膨張弁６の手前（冷媒上流側）で冷媒配管１３Ｊとバイパス回路（冷媒配管）１３Ｆに分岐しており、分岐した一方の冷媒配管１３Ｊが室外膨張弁６を介して室外熱交換器７の冷媒入口側に接続されている。即ち、冷媒配管１３Ｊは放熱器４の冷媒出口側の冷媒配管１３Ｅの一部を構成する。また、分岐したバイパス回路１３Ｆは複合弁８１の第２冷媒入口９２に接続されている。

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

また、図３において２３は補助加熱装置としての補助ヒータである。この補助ヒータ２３は実施例ではＰＴＣヒータ（電気ヒータ）から構成されており、空気流通路３の空気の流れに対して、放熱器４の空気下流側となる空気流通路３内に設けられている。そして、補助ヒータ２３が通電されて発熱すると、これが所謂ヒータコアとなり、車室内の暖房を補完する。

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

（３）被温調対象冷却装置６１
更に、車両用空気調和装置１は、車両に搭載されたバッテリや走行用モータ等の被温調対象５５に熱媒体を循環させて冷却するための被温調対象冷却装置６１を備えている。即ち、実施例においてはバッテリや走行用モータが車両に搭載された被温調対象５５となるが、以下は被温調対象５５がバッテリであるものとして説明する。尚、本発明における被温調対象としてはバッテリや走行用モータに限らず、走行用モータを駆動するためのインバータ回路等の電気機器も含むものとする。

実施例の被温調対象冷却装置６１は、被温調対象５５に熱媒体を循環させるための循環装置としての循環ポンプ６２と、被温調対象用熱交換器６４を備え、それらと被温調対象５５が熱媒体配管６８にて接続されている。実施例の場合、循環ポンプ６２の吐出側に被温調対象用熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａの入口が接続され、この熱媒体流路６４Ａの出口に被温調対象５５が接続されている。そして、被温調対象５５の出口が循環ポンプ６２の吸込側に接続されている。

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

そして、循環ポンプ６２が運転されると、循環ポンプ６２から吐出された熱媒体は被温調対象用熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａに流入する。この被温調対象用熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａを出た熱媒体は被温調対象５５に至り、熱媒体はそこで被温調対象５５と熱交換する。この被温調対象５５と熱交換した熱媒体は循環ポンプ６２に吸い込まれることで熱媒体配管６８内を循環される。

一方、室内膨張弁８の冷媒入口側の冷媒配管１３Ｂには分岐配管７２の一端が接続されている。この分岐配管７２には電動弁から構成された補助膨張弁７３が設けられている。この補助膨張弁７３は被温調対象用熱交換器６４の後述する冷媒流路６４Ｂに流入する冷媒を減圧膨張させると共に全閉も可能とされている。

そして、分岐配管７２の他端は被温調対象用熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂの冷媒入口に接続されており、この冷媒流路６４Ｂの冷媒出口は冷媒配管７４を介して逆止弁２０の冷媒下流側であってアキュムレータ１２の手前（冷媒上流側）の冷媒配管１３Ｃに連通接続されている。従って、冷媒配管７４も圧縮機２の吸込側の冷媒配管の一部を構成する。そして、これら補助膨張弁７３等も冷媒回路Ｒの一部を構成すると同時に、被温調対象冷却装置６１の一部をも構成することになる。

補助膨張弁７３が開いている場合、冷媒配管１３Ｂに流入した冷媒は分岐配管７２に流れ、補助膨張弁７３で減圧された後、被温調対象用熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに流入して、そこで蒸発する。冷媒は冷媒流路６４Ｂを流れる過程で熱媒体流路６４Ａを流れる熱媒体から吸熱した後、アキュムレータ１２を経て圧縮機２に吸い込まれることになる。

（４）車両用空気調和装置１の空調コントローラ３２（制御装置）
次に、図４において、３２は車両用空気調和装置１の制御を司る制御装置としての空調コントローラ３２である。この空調コントローラ３２は、被温調対象５５（バッテリや走行用モータ）の制御を含む車両全般の制御を司る車両コントローラ３５（ＥＣＵ）に車両通信バス４５を介して接続され、情報の送受信を行う構成とされている。これら空調コントローラ３２や車両コントローラ３５（ＥＣＵ）は何れもプロセッサを備えたコンピュータの一例としてのマイクロコンピュータから構成されている。

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

また、空調コントローラ３２の入力には更に、車両に搭載された被温調対象５５（例えば、バッテリ）の温度（被温調対象５５自体の温度、又は、被温調対象５５を出た熱媒体の温度、或いは、被温調対象５５に入る熱媒体の温度：被温調対象温度Ｔｗ）を検出する被温調対象温度センサ７６の出力も接続されている。

一方、空調コントローラ３２の出力には、前記圧縮機２と、室外送風機１５と、室内送風機（ブロワファン）２７と、吸込切換ダンパ２６と、エアミックスダンパ２８と、吹出口切換ダンパ３１と、室外膨張弁６と、室内膨張弁８と、複合弁８１の駆動装置８３と、補助ヒータ２３と、被温調対象冷却装置６１の循環ポンプ６２と、補助膨張弁７３が接続されている。そして、空調コントローラ３２は各センサの出力と空調操作部５３にて入力された設定、車両コントローラ３５からの情報に基づいてこれらを制御するものである。

（５）複合弁８１を含む車両用空気調和装置１の動作
以上の構成で、次に実施例の車両用空気調和装置１の動作について説明する。空調コントローラ３２（制御装置）は実施例では暖房モードと、除湿暖房モードと、除湿冷房モードと、冷房モードと、冷房／被温調対象冷却モード、被温調対象冷却モードを切り換えて実行可能とされている。以下、各運転モードについて説明する。

（５－１）暖房モード
最初に、図５を参照しながら暖房モードについて説明する。図５は暖房モードにおける冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）を示している。空調コントローラ３２により（オートモード）、或いは、空調操作部５３へのマニュアル操作（マニュアルモード）により暖房モードが選択されると、空調コントローラ３２は複合弁８１の駆動装置８３に通電して、アクチュエータ８４を引き上げ、第１開閉弁部２１、及び、第２開閉弁部２２により第１冷媒通路９１、及び、第２冷媒通路９４を開く（図１の状態）。また、室内膨張弁８及び補助膨張弁７３を全閉とする（吸熱器９及び被温調対象用熱交換器６４への冷媒の流入を阻止）。

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

放熱器４内で液化した冷媒は放熱器４を出た後、冷媒配管１３Ｅ、１３Ｊを経て室外膨張弁６に至る。室外膨張弁６に流入した冷媒はそこで減圧された後、室外熱交換器７に流入する。室外熱交換器７に流入した冷媒は蒸発し、走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気中から熱を汲み上げる（吸熱）。即ち、冷媒回路Ｒがヒートポンプとなる。そして、室外熱交換器７を出た低温の冷媒は冷媒配管１３Ａから複合弁８１の第１冷媒通路９１に入り、第１開閉弁部２１を経て冷媒配管１３Ｄに出る。

冷媒配管１３Ｄに出た冷媒は冷媒配管１３Ｃに入り、逆止弁２０を経てアキュムレータ１２に入り、そこで気液分離された後、ガス冷媒が圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。放熱器４にて加熱された空気は吹出口２９から吹き出されるので、これにより車室内の暖房が行われることになる。尚、複合弁８１の第２開閉弁部２２も開いているが、室内膨張弁８及び補助膨張弁７３が全閉となっているので第２冷媒通路９４に冷媒は流れない。

空調コントローラ３２は、後述する目標吹出温度ＴＡＯから算出される目標ヒータ温度ＴＣＯ（放熱器４の風下側の空気温度の目標値）から目標放熱器圧力ＰＣＯ（放熱器４の圧力ＰＣＩの目標値）を算出し、この目標放熱器圧力ＰＣＯと、放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器４の冷媒圧力（放熱器圧力ＰＣＩ。冷媒回路Ｒの高圧圧力）に基づいて圧縮機２の回転数を制御すると共に、放熱器温度センサ４６が検出する放熱器４の温度（放熱器温度ＴＣＩ）及び放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器圧力ＰＣＩに基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御し、放熱器４の出口における冷媒の過冷却度を制御する。前記目標ヒータ温度ＴＣＯは基本的にはＴＣＯ＝ＴＡＯとされるが、制御上の所定の制限が設けられる。また、放熱器４による暖房能力が不足する場合には補助ヒータ２３に通電して発熱させ、暖房能力を補完する。

（５－２）除湿暖房モード
次に、図６を参照しながら除湿暖房モードについて説明する。図６は除湿暖房モードにおける冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）を示している。除湿暖房モードでは、空調コントローラ３２は上記暖房モードの状態において、室内膨張弁８を開いて冷媒を減圧膨張させる状態とする。これにより、放熱器４を経て冷媒配管１３Ｅを流れる凝縮冷媒の一部がバイパス回路１３Ｆに分流され、この分流された冷媒が複合弁８１の第２冷媒入口９２から第２冷媒通路９４に入り、第２開閉弁部２２を経て第２冷媒出口９３から冷媒配管１３Ｂに流入し、この冷媒配管１３Ｂから室内膨張弁８に流れ、残りの冷媒が室外膨張弁６に流れるようになる。即ち、分流された一部の冷媒が室内膨張弁８にて減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。

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

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

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

尚、室外膨張弁６は全閉も可能とされている。従って、図６の除湿暖房モードにおいて室外膨張弁６が全閉となった場合には、室外熱交換器７への冷媒の流入は阻止されることになるので、放熱器４を経て冷媒配管１３Ｅを流れる凝縮冷媒はバイパス回路１３Ｆに全て流れるようになる。そして、冷媒配管１３Ｆを流れる冷媒は複合弁８１の第２冷媒通路９４、第２開閉弁部２２を経て冷媒配管１３Ｂから室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。

吸熱器９で蒸発した冷媒は冷媒配管１３Ｃを流れ、逆止弁２０及びアキュムレータ１２を経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９にて除湿された空気は放熱器４を通過する過程で再加熱されるので、これにより、車室内の除湿暖房が行われることになるが、この運転では室内側の空気流通路３内にある放熱器４（放熱）と吸熱器９（吸熱）の間で冷媒が循環されるので、外気からの熱の汲み上げは行われず、圧縮機２の消費動力分の暖房能力が発揮されることになる。従って、除湿作用を発揮する吸熱器９には冷媒の全量が流れるので、除湿能力は高いが、暖房能力は低くなる。

（５－３）除湿冷房モード
次に、図７を参照しながら除湿冷房モードについて説明する。図７は除湿冷房モードにおける冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）を示している。除湿冷房モードでは、空調コントローラ３２は室内膨張弁８を開いて冷媒を減圧膨張させる状態とし、複合弁８１の駆動装置８３を非通電として、アクチュエータ８４を下げ、第１開閉弁部２１、及び、第２開閉弁部２２により第１冷媒通路９１、及び、第２冷媒通路９４を閉じる（図２の状態）。また、室外膨張弁６は開き気味で制御され、補助膨張弁７３は全閉とされる（被温調対象用熱交換器６４への冷媒の流入を阻止）。

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

放熱器４を出た冷媒は冷媒配管１３Ｅ、１３Ｊを経て室外膨張弁６に至り、開き気味で制御される室外膨張弁６を経て室外熱交換器７に流入する。室外熱交換器７に流入した冷媒はそこで走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気により空冷され、凝縮する。室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａに流出し、複合弁８１の第１冷媒入口８８から第１冷媒通路９１に入る。

このとき、第１開閉弁部２１と第２開閉弁部２２は閉じているので、第１冷媒通路９１に流入した冷媒は、連通路９６及び逆止弁１８を経て第２冷媒通路９４に入り、第２冷媒出口９３から冷媒配管１３Ｂに入るようになる。この冷媒配管１３Ｂに流入した冷媒は、室内膨張弁８に至り、この室内膨張弁８にて減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。

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

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

（５－４）冷房モード
次に、冷房モードについて説明する。冷媒回路Ｒの流れは図７の除湿冷房モードと同様である。冷房モードでは、空調コントローラ３２は上記除湿冷房モードの状態において室外膨張弁６の弁開度を全開とする。尚、エアミックスダンパ２８は放熱器４及び補助ヒータ２３に空気が通風される割合を調整する状態とする。

これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器４に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気は通風されるものの、その割合は小さくなるので（冷房時のリヒートのみのため）、ここは殆ど通過するのみとなり、放熱器４を出た冷媒は冷媒配管１３Ｅを経て室外膨張弁６に至る。このとき室外膨張弁６は全開とされているので冷媒はそのまま室外膨張弁６を経て冷媒配管１３Ｊを通過し、室外熱交換器７に流入し、そこで走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気により空冷され、凝縮液化する。室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａ、複合弁８１の第１冷媒通路９１、連通路９６（逆止弁１８）、第２冷媒通路９４を経て冷媒配管１３Ｂに入り、室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着し、空気は冷却される。

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

（５－５）暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、及び、冷房モードの切り換え
空調コントローラ３２は下記式（Ｉ）から前述した目標吹出温度ＴＡＯを算出する。この目標吹出温度ＴＡＯは、吹出口２９から車室内に吹き出される空気の温度の目標値である。
ＴＡＯ＝（Ｔｓｅｔ－Ｔｉｎ）×Ｋ＋Ｔｂａｌ（ｆ（Ｔｓｅｔ、ＳＵＮ、Ｔａｍ））
・・（Ｉ）
ここで、Ｔｓｅｔは空調操作部５３で設定された車室内の設定温度、Ｔｉｎは内気温度センサ３７が検出する車室内空気の温度、Ｋは係数、Ｔｂａｌは設定温度Ｔｓｅｔや、日射センサ５１が検出する日射量ＳＵＮ、外気温度センサ３３が検出する外気温度Ｔａｍから算出されるバランス値である。そして、一般的に、この目標吹出温度ＴＡＯは外気温度Ｔａｍが低い程高く、外気温度Ｔａｍが上昇するに伴って低下する。

そして、空調コントローラ３２は起動時には外気温度センサ３３が検出する外気温度Ｔａｍと目標吹出温度ＴＡＯとに基づいて暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、及び、冷房モードのうちの何れかの運転モードを選択する。また、起動後は外気温度Ｔａｍや目標吹出温度ＴＡＯ等の環境や設定条件の変化に応じて前記各運転モードを選択し、切り換えていくものである。

（５－６）冷房／被温調対象冷却モード
次に、図８を参照しながら上記冷房モード中における空調コントローラ３２による冷房／被温調対象冷却モードについて説明する。ここで、バッテリ（被温調対象）は外気温度により温度が上昇すると共に、充放電時の自己発熱によっても温度が上昇する。即ち、外気温度が高温環境であるときには、バッテリの温度が極めて高くなり、充放電が困難となる（尚、走行用モータも同様に運転や環境条件によって温度が極めて高くなり、機能不全に陥って故障する場合がある）。

そこで、実施例の車両用空気調和装置１の空調コントローラ３２は、被温調対象温度Ｔｗに所定の目標被温調対象温度ＴＷＯ（例えば、バッテリの目標温度）と、その上下に所定のヒステリシスをもって上限値ＴＷＨ、下限値ＴＷＬを設定し、上記の如き冷房モードを実行しているときに、被温調対象温度センサ７６が検出する被温調対象温度Ｔｗが所定の上限値ＴＷＨ以上に上昇した場合、冷房モードから冷房／被温調対象冷却モードに移行する。図８はこの冷房／被温調対象冷却モードにおける冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）と被温調対象冷却装置６１の熱媒体の流れ（破線矢印）を示している。

この冷房／被温調対象冷却モードでは、空調コントローラ３２は図７に示した冷媒回路Ｒの冷房モードの状態で補助膨張弁７３を開き、被温調対象用熱交換器６４における冷媒の過熱度に基づいてその弁開度を制御する状態とする。そして、被温調対象冷却装置６１の循環ポンプ６２を運転する。これにより、放熱器４から出た冷媒は前述した如く室外熱交換器７に流入し、そこで走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気により空冷され、凝縮液化する。室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａ、複合弁８１の第１冷媒通路９１、連通路９６（逆止弁１８）、第２冷媒通路９４を経て冷媒配管１３Ｂに入り、室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着し、空気は冷却される。

吸熱器９で蒸発した冷媒は冷媒配管１３Ｃ及び逆止弁２０を経てアキュムレータ１２に至り、そこを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。一方、冷媒配管１３Ｂに入った冷媒の一部は分岐配管７２に入り、補助膨張弁７３で減圧された後、分岐配管７２を経て被温調対象用熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに流入して蒸発する。このときに吸熱作用を発揮する。この冷媒流路６４Ｂで蒸発した冷媒は、冷媒配管７４、冷媒配管１３Ｃ及びアキュムレータ１２を順次経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す（図８に実線矢印で示す）。

一方、循環ポンプ６２から吐出された熱媒体は熱媒体配管６８内を被温調対象用熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａに至り、そこで冷媒流路６４Ｂ内で蒸発する冷媒により吸熱され、熱媒体は冷却される。この被温調対象用熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａを出た熱媒体は、被温調対象５５に至り、当該被温調対象５５と熱交換して冷却する。そして、被温調対象５５と熱交換した熱媒体は循環ポンプ６２に吸い込まれる循環を繰り返す（図８に破線矢印で示す）。

このように被温調対象５５が冷却されてその温度Ｔｗが下限値ＴＷＬ以下に低下した場合、空調コントローラ３２は、補助膨張弁７３を全閉とし、循環ポンプ６２も停止して冷房／被温調対象冷却モードから冷房モードに復帰する。このようにして、被温調対象５５（例えば、バッテリ）の温度Ｔｗを所定の目標被温調対象温度ＴＷＯに維持するものである。

尚、上記冷房／被温調対象冷却モードは、冷房モードの運転中のみならず、停車してバッテリ（被温調対象５５）に充電しているときに、空調操作部５３で空調ＯＮ（空調要求）されている場合にも実行される。冷媒回路Ｒの冷媒の流れ、及び、被温調対象冷却装置６１の熱媒体の流れは変わらない。但し、その場合には空調コントローラ３２は被温調対象温度センサ７６が検出する被温調対象温度Ｔｗに基づいて圧縮機２の回転数を制御し、吸熱器温度Ｔｅに基づいて室内膨張弁８の弁開度を制御し、吸熱器９における冷媒の過熱度を制御するようになる。即ち、充電中における冷房／被温調対象冷却モードでは被温調対象の冷却が優先され、走行中の冷房／被温調対象冷却モードでは車室内の冷房が優先されることになる。

（５－７）被温調対象冷却モード
次に、図９を参照しながらバッテリ（被温調対象５５）の充電中に車室内の空調要求が無い（空調ＯＦＦ）場合における空調コントローラ３２による被温調対象冷却モードについて説明する。バッテリは充電中発熱するため、実施例の空調コントローラ３２はこの場合も、被温調対象温度Ｔｗに所定の目標被温調対象温度ＴＷＯ（バッテリの目標温度）と、その上下に所定のヒステリシスをもって上限値ＴＷＨ、下限値ＴＷＬを設定し、充電によって被温調対象温度センサ７６が検出する被温調対象温度Ｔｗが所定の上限値ＴＷＨ以上に上昇した場合、被温調対象冷却モードに移行する。図９はこの被温調対象冷却モードにおける冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）と被温調対象冷却装置６１の熱媒体の流れ（破線矢印）を示している。

この被温調対象冷却モードでは、空調コントローラ３２は複合弁８１の駆動装置８３を非通電として、アクチュエータ８４を下げ、第１開閉弁部２１、及び、第２開閉弁部２２により第１冷媒通路９１、及び、第２冷媒通路９４を閉じる（図２の状態）。また、室外膨張弁６は全開とし、室内膨張弁８は全閉とし（吸熱器９への冷媒の流入を阻止）、補助膨張弁７３を開いてその弁開度を調整する状態とする。また、循環ポンプ６２を運転する。

そして、圧縮機２、及び、室外送風機１５を運転し、室内送風機２７は停止する。これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器４を経て室外熱交換器７に流入する。室外熱交換器７に流入した冷媒はそこで室外送風機１５にて通風される外気により空冷され、凝縮する。室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａに流出し、複合弁８１の第１冷媒入口８８から第１冷媒通路９１に入る。

このとき、第１開閉弁部２１と第２開閉弁部２２は閉じているので、第１冷媒通路９１に流入した冷媒は、連通路９６及び逆止弁１８を経て第２冷媒通路９４に入り、第２冷媒出口９３から冷媒配管１３Ｂに入るようになる。この冷媒配管１３Ｂに流入した冷媒は、分岐配管７２に流入して補助膨張弁７３に至り、この補助膨張弁７３で減圧された後、被温調対象用熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに流入して蒸発する。

この冷媒流路６４Ｂで蒸発した冷媒は冷媒配管７４に流出し、冷媒配管１３Ｃ及び逆止弁２０を経てアキュムレータ１２に至り、そこを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。一方、循環ポンプ６２から吐出された熱媒体は熱媒体配管６８内を被温調対象用熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａに至り、そこで冷媒流路６４Ｂ内で蒸発する冷媒により吸熱され、熱媒体は冷却される。この被温調対象用熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａを出た熱媒体は、被温調対象５５に至り、当該被温調対象５５と熱交換して冷却する。そして、被温調対象５５と熱交換した熱媒体は循環ポンプ６２に吸い込まれる循環を繰り返す（図９に破線矢印で示す）。

空調コントローラ３２は被温調対象温度センサ７６が検出する被温調対象５５の温度（被温調対象温度Ｔｗ）とその目標値である目標被温調対象温度ＴＷＯに基づき、被温調対象温度Ｔｗ（実施例ではバッテリの温度）を目標被温調対象温度ＴＷＯにするように圧縮機２の回転数を制御するものである。

以上詳述した如く本発明の複合弁８１は、第１冷媒入口８８、第１冷媒出口８９、第２冷媒入口９２、及び、第２冷媒出口９３を有するハウジング８２と、このハウジング８２内に形成され、第１冷媒入口８８と第１冷媒出口８９間に渡る第１冷媒通路９１と、ハウジング８２内に形成され、第２冷媒入口９２と第２冷媒出口９３間に渡る第２冷媒通路９４と、第１冷媒通路９１に設けられ、当該第１冷媒通路９１を開閉する第１開閉弁部２１と、第２冷媒通路９４に設けられ、当該第２冷媒通路９４を開閉する第２開閉弁部２２と、アクチュエータ８４を介して第１開閉弁部２１、及び、第２開閉弁部２２を駆動する駆動装置８３と、ハウジング８２内に形成され、第１開閉弁部２１より第１冷媒入口８８側の第１冷媒通路９１と、第２開閉弁部２２より第２冷媒出口９３側の第２冷媒通路９４とを連通する連通路９６と、この連通路９６に設けられ、第２冷媒通路９４方向を順方向とされた逆止弁１８を備えているので、実施例の如く冷媒を圧縮する圧縮機２と、冷媒入口が圧縮機２の吐出側の冷媒配管１３Ｇに接続され、冷媒を放熱させて車室内に供給する空気を加熱するための放熱器４と、冷媒出口が圧縮機２の吸込側の冷媒配管１３Ｃに接続され、冷媒を吸熱させて車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器９と、放熱器４の冷媒出口側の冷媒配管１３Ｅ、１３Ｊに接続され、車室外に設けられた室外熱交換器７と、この室外熱交換器７に流入する冷媒を減圧するための室外膨張弁６と、吸熱器９に流入する冷媒を減圧するための室内膨張弁８と、放熱器４の冷媒出口側の冷媒配管１３Ｅから分岐したバイパス回路１３Ｆと、空調コントローラ３２を備えた車両用空気調和装置１に適用し、室外熱交換器７の冷媒出口側の冷媒配管１３Ａを複合弁８１の第１冷媒入口８８に接続し、圧縮機２の吸込側の冷媒配管となる冷媒配管１３Ｄを複合弁８１の第１冷媒出口８９に接続し、バイパス回路１３Ｆを複合弁８１の第２冷媒入口９２に接続し、室内膨張弁８の冷媒入口側の冷媒配管１３Ｂを複合弁８１の第２冷媒出口９３に接続すれば、空調コントローラ３２により複合弁８１の駆動装置８３を制御することで、実施例の如き暖房モード、除湿暖房モード、除湿冷房モード、及び、冷房モードを切り換えて実行することが可能となる。

また、実施例の如く冷媒を用いて車両に搭載された被温調対象５５（バッテリや走行用モータ）を冷却する被温調対象冷却装置６１を設け、この被温調対象冷却装置６１に、冷媒を吸熱させて被温調対象５５を冷却するための被温調対象用熱交換器６４と、この被温調対象用熱交換器６４に流入する冷媒を減圧する補助膨張弁７３を設けて被温調対象用熱交換器６４の冷媒入口を室内膨張弁８の冷媒入口側の冷媒配管１３Ｂから分岐した分岐配管７２に接続し、被温調対象用熱交換器６４の冷媒出口を、冷媒配管７４を介して圧縮機２の吸込側の冷媒配管１３Ｃに接続すれば、空調コントローラ３２により複合弁の駆動装置８３を制御することで、冷房／被温調対象冷却モードと被温調対象冷却モードを切り換えて実行することが可能となる。

即ち、従来複数の電磁弁（暖房用の電磁弁や除湿用の電磁弁）が担っていた車両用空気調和装置１の運転モードの切り換え機能を、複合弁８１に集約することができるようになり、部品点数の削減による部品コストや生産コストの低減と、設置スペースの縮小を図ることができるようになる。

この場合、実施例では第１開閉弁部２１より第１冷媒入口８８側の第１冷媒通路９１と、第２開閉弁部２２より第２冷媒出口９３側の第２冷媒通路９４を、ハウジング８２内において隣接して形成しているので、第１冷媒通路９１と第２冷媒通路９４を短い寸法の連通路９６にて連通することができるようになり、連通路９６における圧損等のロスを最低限に抑制することが可能となる。

また、実施例ではハウジング８２を、第１冷媒入口８８、第１冷媒出口８９、第１冷媒通路９１、及び、第１開閉弁部２１が設けられた第１ハウジング部材８６と、第２冷媒入口９２、第２冷媒出口９３、第２冷媒通路９４、及び、第２開閉弁部２２が設けられた第２ハウジング部材８７とを結合して構成し、アクチュエータ８４を各ハウジング部材８６、８７に渡って設けて各開閉弁部２１、２２を駆動するようにしているので、複合弁８１の製造／組立作業も容易となる。

特に、実施例では第１開閉弁部２１より第１冷媒入口８８側の第１冷媒通路９１を第１ハウジング部材８６の一面に近接して当該第１ハウジング部材８６内に形成し、第２開閉弁部２２より第２冷媒出口９３側の第２冷媒通路９４を第２ハウジング部材８７の一面に近接して当該第２ハウジング部材８７内に形成すると共に、第１ハウジング部材８６に、第１開閉弁部２１より第１冷媒入口８８側の第１冷媒通路９１から第１ハウジング部材８６の一面に至る第１連通部９６Ａを形成し、第２ハウジング部材８７に、第２開閉弁部２２より第２冷媒出口９３側の第２冷媒通路９４から第２ハウジング部材８７の一面に至る第２連通部９６Ｂを形成して、各ハウジング部材８６、８７の一面同士を結合したときに各連通部９６Ａ、９６Ｂが合致して連通路９６を構成するようにしているので、短い寸法の連通路９６を容易に構成することができるようになると共に、逆止弁１８の取り付けも容易となる。

尚、実施例で説明した複合弁８１の構成、車両用空気調和装置１の構成はそれに限定されるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。また、実施例では室内膨張弁８や補助膨張弁７３を電動弁にて構成し、全閉として吸熱器９や被温調対象用熱交換器６４への冷媒の流入を阻止するようにしたが、それに限らず、室内膨張弁８や補助膨張弁７３を機械式の膨張弁にて構成し、直列に電磁弁を接続して冷媒の流入を阻止できるようにしてもよい。室外膨張弁６についても電動弁では無く機械式の膨張弁にて構成し、並列に電磁弁を接続して常には閉じておき、前述した冷房モードや冷房／被温調対象冷却モード、被温調対象冷却モードではこの電磁弁を開放するようにしてもよい。

更に、実施例では熱媒体を介して冷媒により被温調対象５５を冷却する被温調対象冷却装置６１を採用したが、それに限らず、被温調対象用熱交換器６４にて冷媒により被温調対象５５を直接冷却するようにしてもよい。更にまた、実施例では車両用空気調和装置に本発明の複合弁を適用したが、それに限らず、冷媒回路を有する各種装置に採用可能であることは云うまでもない。

１ 車両用空気調和装置
２ 圧縮機
４ 放熱器
６ 室外膨張弁
７ 室外熱交換器
８ 室内膨張弁
９ 吸熱器
１８ 逆止弁
２１ 第１開閉弁部
２２ 第２開閉弁部
３２ 空調コントローラ（制御装置）
５５ 被温調対象
６１ 被温調対象冷却装置
６２ 循環ポンプ
６４ 被温調対象用熱交換器
７２ 分岐配管
７３ 補助膨張弁
８１ 複合弁
８２ ハウジング
８３ 駆動装置
８４ アクチュエータ
８６ 第１ハウジング部材
８７ 第２ハウジング部材
８８ 第１冷媒入口
８９ 第１冷媒出口
９１ 第１冷媒通路
９２ 第２冷媒入口
９３ 第２冷媒出口
９４ 第２冷媒通路
９６ 連通路
９６Ａ 第１連通部
９６Ｂ 第２連通部

Claims (7)

1. 冷媒回路に適用される複合弁であって、
   第１冷媒入口、第１冷媒出口、第２冷媒入口、及び、第２冷媒出口を有するハウジングと、
   該ハウジング内に形成され、前記第１冷媒入口と前記第１冷媒出口間に渡る第１冷媒通路と、
   前記ハウジング内に形成され、前記第２冷媒入口と前記第２冷媒出口間に渡る第２冷媒通路と、
   前記第１冷媒通路に設けられ、当該第１冷媒通路を開閉する第１開閉弁部と、
   前記第２冷媒通路に設けられ、当該第２冷媒通路を開閉する第２開閉弁部と、
   アクチュエータを介して前記第１開閉弁部、及び、前記第２開閉弁部を駆動する駆動装置と、
   前記ハウジング内に形成され、前記第１開閉弁部より前記第１冷媒入口側の前記第１冷媒通路と、前記第２開閉弁部より前記第２冷媒出口側の前記第２冷媒通路とを連通する連通路と、
   該連通路に設けられ、前記第２冷媒通路方向を順方向とされた逆止弁を備えたことを特徴とする複合弁。
2. 前記第１開閉弁部より前記第１冷媒入口側の前記第１冷媒通路と、前記第２開閉弁部より前記第２冷媒出口側の前記第２冷媒通路は、前記ハウジング内において隣接して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の複合弁。
3. 前記ハウジングは、
   前記第１冷媒入口、前記第１冷媒出口、前記第１冷媒通路、及び、前記第１開閉弁部が設けられた第１ハウジング部材と、
   前記第２冷媒入口、前記第２冷媒出口、前記第２冷媒通路、及び、前記第２開閉弁部が設けられた第２ハウジング部材とを結合して成り、
   前記アクチュエータが前記各ハウジング部材に渡って設けられ、前記各開閉弁部を駆動することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の複合弁。
4. 前記第１開閉弁部より前記第１冷媒入口側の前記第１冷媒通路は前記第１ハウジング部材の一面に近接して当該第１ハウジング部材内に形成され、
   前記第２開閉弁部より前記第２冷媒出口側の前記第２冷媒通路は前記第２ハウジング部材の一面に近接して当該第２ハウジング部材内に形成されていると共に、
   前記第１ハウジング部材は、前記第１開閉弁部より前記第１冷媒入口側の前記第１冷媒通路から前記第１ハウジング部材の一面に至る第１連通部を有し、
   前記第２ハウジング部材は、前記第２開閉弁部より前記第２冷媒出口側の前記第２冷媒通路から前記第２ハウジング部材の一面に至る第２連通部を有し、
   前記各ハウジング部材の一面同士が結合され、その状態で前記各連通部は合致し、前記連通路を構成することを特徴とする請求項３に記載の複合弁。
5. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
   冷媒入口が前記圧縮機の吐出側の冷媒配管に接続され、冷媒を放熱させて車室内に供給する空気を加熱するための放熱器と、
   冷媒出口が前記圧縮機の吸込側の冷媒配管に接続され、冷媒を吸熱させて車室内に供給する空気を冷却するための吸熱器と、
   前記放熱器の冷媒出口側の冷媒配管に接続され、車室外に設けられた室外熱交換器と、
   該室外熱交換器に流入する冷媒を減圧するための室外膨張弁と、
   前記吸熱器に流入する冷媒を減圧するための室内膨張弁と、
   前記放熱器の冷媒出口側の冷媒配管から分岐したバイパス回路と、
   制御装置を備え、
   前記室外熱交換器の冷媒出口側の冷媒配管が前記複合弁の前記第１冷媒入口に接続され、
   前記圧縮機の吸込側の冷媒配管が前記複合弁の前記第１冷媒出口に接続され、
   前記バイパス回路が前記複合弁の前記第２冷媒入口に接続され、
   前記室内膨張弁の冷媒入口側の冷媒配管が前記複合弁の前記第２冷媒出口に接続され、前記制御装置により前記複合弁の駆動装置が制御されることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の何れかの複合弁を用いた車両用空気調和装置。
6. 前記制御装置は、前記複合弁の駆動装置を制御することにより、
   前記複合弁の前記第１開閉弁部、及び、第２開閉弁部により前記第１冷媒通路、及び、第２冷媒通路を開き、前記吸熱器への冷媒の流入を阻止した状態で、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を前記室外膨張弁で減圧した後、前記室外熱交換器にて吸熱させる暖房モードと、
   前記複合弁の前記第１開閉弁部、及び、第２開閉弁部により前記第１冷媒通路、及び、第２冷媒通路を開き、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器にて放熱させ、放熱した当該冷媒を前記室外膨張弁で減圧した後、前記室外熱交換器にて吸熱させ、前記バイパス回路からの冷媒を前記室内膨張弁で減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させる除湿暖房モードと、
   前記複合弁の前記第１開閉弁部、及び、第２開閉弁部により前記第１冷媒通路、及び、第２冷媒通路を閉じ、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器と前記室外熱交換器で放熱させ、放熱した当該冷媒を前記複合弁の逆止弁を経て前記室内膨張弁に流し、該室内膨張弁で減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させる除湿冷房モードと、
   前記複合弁の前記第１開閉弁部、及び、第２開閉弁部により前記第１冷媒通路、及び、第２冷媒通路を閉じ、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器で放熱させ、放熱した当該冷媒を前記複合弁の逆止弁を経て前記室内膨張弁に流し、前記室内膨張弁で減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させる冷房モードと、
   を切り換えて実行することを特徴とする請求項５に記載の車両用空気調和装置。
7. 冷媒を用いて車両に搭載された被温調対象を冷却する被温調対象冷却装置を備え、
   該被温調対象冷却装置は、冷媒を吸熱させて前記被温調対象を冷却するための被温調対象用熱交換器と、該被温調対象用熱交換器に流入する冷媒を減圧する補助膨張弁を有し、前記被温調対象用熱交換器の冷媒入口が前記室内膨張弁の冷媒入口側の冷媒配管から分岐した分岐配管に接続され、前記被温調対象用熱交換器の冷媒出口が前記圧縮機の吸込側の冷媒配管に接続されると共に、
   前記制御装置は、前記複合弁の駆動装置を制御することにより、
   前記複合弁の前記第１開閉弁部、及び、第２開閉弁部により前記第１冷媒通路、及び、第２冷媒通路を閉じ、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器で放熱させ、放熱した当該冷媒を前記複合弁の逆止弁を経て前記室内膨張弁と前記補助膨張弁に流し、前記室内膨張弁で減圧した後、前記吸熱器にて吸熱させ、前記補助膨張弁で減圧した後、前記被温調対象用熱交換器で吸熱させる冷房／被温調対象冷却モードと、
   前記複合弁の前記第１開閉弁部、及び、第２開閉弁部により前記第１冷媒通路、及び、第２冷媒通路を閉じ、前記吸熱器への冷媒の流入を阻止した状態で、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器で放熱させ、放熱した当該冷媒を前記複合弁の逆止弁を経て前記補助膨張弁に流し、当該補助膨張弁で減圧した後、前記被温調対象用熱交換器で吸熱させる被温調対象冷却モードと、
   を切り換えて実行することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の車両用空気調和装置。

Images