WO2016117309A1 - 車両用冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

　車両用冷凍サイクル装置は、冷媒を吸入して吐出する圧縮機（２６）と、圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱用熱交換器（１４、２３）と、放熱用熱交換器で放熱された冷媒を減圧させる減圧装置（２８）とを有する。車両用冷凍サイクル装置は、減圧装置で減圧された冷媒を吸熱させる吸熱用熱交換器（１３、２２）と、熱媒体が循環する熱媒体回路（１０）と、圧縮機の作動を制御する制御装置（４０）とを備える。放熱用熱交換器および吸熱用熱交換器のうち少なくとも一方は、冷媒と熱媒体とを熱交換させるようになっており、制御装置は、熱媒体の温度変動が予想される所定条件を満たした場合、圧縮機の冷媒吐出能力を一時的に低下させる能力低下制御を行う。これによると、熱媒体の温度が変動することによって冷凍サイクルの冷媒圧力が変動する場合、圧縮機の冷媒吐出能力を一時的に低下させることができるので、圧縮機のトルクが変動することを抑制できる。

Description

車両用冷凍サイクル装置 関連出願の相互参照

　本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、２０１５年１月２２日に出願された日本特許出願２０１５－０１０２３２を基にしている。

　本開示は、車両に用いられる冷凍サイクル装置に関する。

　特許文献１には、冷凍サイクルの冷媒によって冷却または加熱された冷却水を冷却水流通機器に流通させることによって、車両が備える各種機器や車室内の温度を調整する装置が記載されている。

　この従来技術では、冷却水冷却器で冷却された低温冷却水が冷却水流通機器を流通する状態と、冷却水加熱器で加熱された高温冷却水が冷却水流通機器を流通する状態とを切替弁によって切り替える。

　冷却水冷却器は、冷凍サイクルの低圧側冷媒と冷却水とを熱交換させて冷却水を冷却する熱交換器である。冷却水加熱器は、冷凍サイクルの高圧側冷媒と冷却水とを熱交換させて冷却水を加熱する熱交換器である。

特開２０１４－２１８２１１号公報

　発明者らの検討によると、上記従来技術による装置において、冷却水流通機器の接続先を切替弁によって切り替えた場合、冷却水の温度が急変動することが起こり得る。すなわち、低温冷却水回路および高温冷却水回路のうち一方の冷却水回路から他方の冷却水回路に冷却水流通機器の接続先を変更した場合、低温冷却水回路の低温冷却水と高温冷却水回路の高温冷却水とが一時的に混流するので、冷却水の温度が急変動することが起こり得る。

　冷却水回路（熱媒体回路）の冷却水（熱媒体）の温度が変動すると、冷却水冷却器および冷却水加熱器における熱交換後の冷媒の温度も変動するので冷凍サイクルの圧力も変動するおそれがある。その結果、冷凍サイクルの圧縮機のトルクが不安定に変動してしまうおそれがある。

　特に、圧縮機が、エンジンの駆動力によってエンジンベルトで駆動されるベルト駆動式圧縮機である場合、圧縮機のトルクが不安定に変動することによってエンジンの負荷も不安定に変動するので、エンジンの作動が不安定になってしまうおそれがある。

　本開示は上記点に鑑みて、熱媒体回路の熱媒体温度が変動しても圧縮機のトルク変動を抑制することを目的とする。

　本開示の第一態様による車両用冷凍サイクル装置は、冷媒を吸入して吐出する圧縮機と、圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱用熱交換器と、放熱用熱交換器で放熱された冷媒を減圧させる減圧装置とを有する。車両用冷凍サイクル装置は、減圧装置で減圧された冷媒を吸熱させる吸熱用熱交換器と、熱媒体が循環する熱媒体回路と、熱媒体を吸入して吐出するポンプと、圧縮機の作動を制御する制御装置とを備える。放熱用熱交換器および吸熱用熱交換器のうち少なくとも一方は、冷媒と熱媒体とを熱交換させるようになっている。制御装置は、熱媒体の温度変動が予想される所定条件を満たした場合、圧縮機の冷媒吐出能力を一時的に低下させる能力低下制御を行う。

　本開示の第二態様による車両用冷凍サイクル装置は、冷媒を吸入して吐出する圧縮機と、圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱用熱交換器と、放熱用熱交換器で放熱された冷媒を減圧させる減圧装置とを有する。車両用冷凍サイクル装置は、減圧装置で減圧された冷媒を吸熱させる吸熱用熱交換器と、熱媒体が循環する熱媒体回路と、熱媒体を吸入して吐出するポンプと、圧縮機の作動を制御する制御装置とを備える。放熱用熱交換器および吸熱用熱交換器のうち少なくとも一方は、冷媒と熱媒体とを熱交換させるようになっている。制御装置は、熱媒体の温度変動が予想される所定条件を満たした場合、圧縮機の冷媒吐出能力を一時的に低減または停止させる能力低下制御を行う。

　これによると、熱媒体の温度が変動することによって冷凍サイクルの冷媒圧力が変動する場合、圧縮機の冷媒吐出能力を一時的に低下させることができるので、圧縮機のトルクが変動することを抑制できる。

本開示の第１実施形態における車両用冷凍サイクル装置を示す図である。 第１実施形態における車両用冷凍サイクル装置の電気制御部を示すブロック図である。 第１実施形態における車両用冷凍サイクル装置の制御処理を示すフローチャートである。 比較例における作動例を示すタイムチャートである。 第１実施形態における作動例を示すタイムチャートである。 本開示の第２実施形態における車両用冷凍サイクル装置を示す図である。 第２実施形態における車両用冷凍サイクル装置を車両に搭載した例を示す図である。 第２実施形態における車両用冷凍サイクル装置の制御処理を示すフローチャートである。 第２実施形態におけるラジエータ吸込空気と外気との温度差と車速との関係を示すグラフである。 本開示の第３実施形態における車両用冷凍サイクル装置を示す図である。 第３実施形態における車両用冷凍サイクル装置を車両に搭載した例を示す図である。

　以下、実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

　（第１実施形態）
　図１に示す車両用冷凍サイクル装置は、車両が備える各種機器や車室内を適切な温度に調整するために用いられる。

　車両用冷凍サイクル装置は、冷却水（熱媒体）が循環する冷却水回路１０（熱媒体回路）を備えている。冷却水回路１０は、低温側ポンプ１１、高温側ポンプ１２、冷却水冷却器１３、冷却水加熱器１４、ラジエータ１５、クーラコア１６、ヒータコア１７、第１機器１８、第２機器１９、分配側切替弁２０および集合側切替弁２１を有している。

　低温側ポンプ１１および高温側ポンプ１２は、冷却水（熱媒体）を吸入して吐出する電動ポンプである。低温側ポンプ１１および高温側ポンプ１２は、互いに独立して冷却水を吸入して吐出する。低温側ポンプ１１および高温側ポンプ１２は、ラジエータ１５、クーラコア１６、ヒータコア１７、第１機器１８および第２機器１９を流れる冷却水の流量を調整する流量調整装置である。

　冷却水は、熱媒体としての流体である。本実施形態では、冷却水として、少なくともエチレングリコール、ジメチルポリシロキサンもしくはナノ流体を含む液体、または不凍液体が用いられている。

　冷却水冷却器１３、冷却水加熱器１４、ラジエータ１５、クーラコア１６、ヒータコア１７、第１機器１８および第２機器１９は、冷却水が流通する機器（熱媒体流通機器）である。

　冷却水冷却器１３および冷却水加熱器１４は、冷却水を熱交換させて冷却水の温度を調整する冷却水温度調整用熱交換器（熱媒体温度調整用熱交換器）である。

　冷却水冷却器１３は、冷却水を冷却する冷却水冷却用熱交換器（熱媒体冷却器）である。冷却水加熱器１４は、冷却水を加熱する冷却水加熱用熱交換器（熱媒体加熱器）である。

　冷却水冷却器１３は、冷凍サイクル２５の低圧側冷媒と冷却水とを熱交換させることによって冷却水から低圧側冷媒に吸熱させる低圧側熱交換器（吸熱用熱交換器）である。冷却水冷却器１３は、冷凍サイクル２５の蒸発器を構成している。

　冷凍サイクル２５は、圧縮機２６、冷却水加熱器１４、レシーバ２７、膨張弁２８および冷却水冷却器１３を備える蒸気圧縮式冷凍機である。本実施形態の冷凍サイクル２５では、冷媒としてフロン系冷媒を用いており、高圧側冷媒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している。

　圧縮機２６は、エンジン（ＥＧ）の駆動力によってエンジンベルトで駆動されるベルト駆動式圧縮機であり、冷凍サイクル２５の冷媒を吸入して圧縮して吐出する。圧縮機２６は、吐出容量の変化により冷媒吐出能力を調整可能な可変容量型圧縮機である。圧縮機２６は、電磁クラッチの断続により圧縮機２６の稼働率を変化させて冷媒吐出能力を調整可能な固定容量型圧縮機であってもよい。

　冷却水加熱器１４は、圧縮機２６から吐出された高圧側冷媒と冷却水とを熱交換させることによって高圧側冷媒から冷却水に放熱させる高圧側熱交換器（放熱用熱交換器）である。冷却水加熱器１４は、高圧側冷媒を凝縮（潜熱変化）させる凝縮器である。

　レシーバ２７は、冷却水加熱器１４から流出した気液二相冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して、分離された液相冷媒を膨張弁２８側に流出させる気液分離器である。

　膨張弁２８は、レシーバ２７から流出した液相冷媒を減圧膨張させる減圧装置である。膨張弁２８は、冷却水冷却器１３出口側冷媒の温度および圧力に基づいて冷却水冷却器１３出口側冷媒の過熱度を検出する感温部を有する。膨張弁２８は、冷却水冷却器１３出口側冷媒の過熱度が予め定めた所定範囲となるように機械的機構によって絞り通路面積を調整する温度式膨張弁である。膨張弁２８の感温部は、冷却水冷却器１３出口側冷媒の温度および圧力に関連する物理量に基づいて冷却水冷却器１３出口側冷媒の過熱度を検出してもよい。

　冷却水冷却器１３は、膨張弁２８で減圧膨張された低圧冷媒と冷却水とを熱交換させることによって低圧冷媒を蒸発（潜熱変化）させる蒸発器である。冷却水冷却器１３で蒸発した気相冷媒は圧縮機２６に吸入されて圧縮される。

　冷凍サイクル２５は、レシーバ２７の代わりにアキュムレータを備えていてもよい。アキュムレータは、冷却水冷却器１３から流出した気液二相冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して、分離された気相冷媒を圧縮機２６側に流出させる気液分離器である。

　冷凍サイクル２５は、冷却水を冷却する冷却水冷却器１３と、冷却水を加熱する冷却水加熱器１４とを有する冷却水冷却加熱装置（熱媒体冷却加熱装置）である。換言すれば、冷凍サイクル２５は、冷却水冷却器１３で低温冷却水を作り出す低温冷却水発生装置（低温熱媒体発生装置）であるとともに、冷却水加熱器１４で高温冷却水を作り出す高温冷却水発生装置（高温熱媒体発生装置）である。

　ラジエータ１５は、冷却水と車室外空気（以下、外気と言う。）とを熱交換（顕熱交換）させる冷却水外気熱交換器（熱媒体外気熱交換器）である。ラジエータ１５に外気温以上の温度の冷却水を流すことにより、冷却水から外気に放熱させることが可能である。ラジエータ１５に外気温以下の冷却水を流すことにより、外気から冷却水に吸熱させることが可能である。換言すれば、ラジエータ１５は、冷却水から外気に放熱させる放熱器としての機能、および外気から冷却水に吸熱させる吸熱器としての機能を発揮できる。

　ラジエータ１５は、冷却水が流通する流路を有し、冷却水冷却器１３や冷却水加熱器１４で温度調整された冷却水との間で熱授受が行われる熱授受機器である。

　ラジエータ１５は車両の最前部に配置されている。このため、車両の走行時にはラジエータ１５に走行風を当てることができる。車両の最前部には、ラジエータ１５へ外気を送風する室外送風機３０も配置されている。室外送風機３０は、電池から供給される電力によって駆動される電動送風機である。室外送風機３０は、ラジエータ１５を流れる外気の流量を調整する流量調整装置である。

　ラジエータ１５では外気によって冷却水を冷却するのに対し、冷却水冷却器１３では冷凍サイクル２５の低圧冷媒によって冷却水を冷却する。このため、冷却水冷却器１３で冷却された冷却水の温度を、ラジエータ１５で冷却された冷却水の温度に比べて低くできる。具体的には、ラジエータ１５では冷却水を外気の温度よりも低い温度まで冷却できないのに対し、冷却水冷却器１３では冷却水を外気の温度よりも低い温度まで冷却できる。

　クーラコア１６およびヒータコア１７は、冷却水冷却器１３および冷却水加熱器１４で温度調整された冷却水と車室内への送風空気とを熱交換させて送風空気の温度を調整する熱媒体空気熱交換器である。

　クーラコア１６は、冷却水と車室内への送風空気とを熱交換（顕熱交換）させて車室内への送風空気を冷却除湿する空気冷却用熱交換器である。ヒータコア１７は、車室内への送風空気と冷却水とを熱交換（顕熱交換）させて車室内への送風空気を加熱する空気加熱用熱交換器である。

　クーラコア１６およびヒータコア１７は、室内空調ユニットのケース（図示せず）に収容されている。室内空調ユニットは、車室内を空調する車両用空調装置を構成している。室内空調ユニットのケースは、車室内に送風される送風空気の空気通路を形成しており、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。

　ケースの空気流れ最上流側には、ケース内に内気を導入させる内気吸込口と、ケース内に外気を導入させる外気吸込口とが形成されている。ケースの空気流れ最下流部には、空調対象空間である車室内へ送風空気を吹き出す吹出開口部が形成されている。

　第１機器１８および第２機器１９は、冷却水が流通する流路を有し、冷却水との間で熱授受が行われる熱授受機器（温度調整対象機器）である。

　例えば、第１機器１８および第２機器１９は、各種エンジン機器である。各種エンジン機器としては、ターボチャージャ、インタークーラ、ＥＧＲクーラ、ＣＶＴウォーマ、ＣＶＴクーラ、排気熱回収器などが挙げられる。

　ターボチャージャは、エンジンの吸入空気（吸気）を過給する過給機である。インタークーラは、ターボチャージャで圧縮されて高温になった過給吸気と冷却水とを熱交換して過給吸気を冷却する吸気冷却器（吸気熱媒体熱交換器）である。

　ＥＧＲクーラは、エンジンの吸気側に戻されるエンジン排気ガス（排気）と冷却水とを熱交換して排気を冷却する排気冷却水熱交換器（排気熱媒体熱交換器）である。

　ＣＶＴウォーマは、ＣＶＴ（無段変速機）を潤滑する潤滑油（ＣＶＴオイル）と冷却水とを熱交換してＣＶＴオイルを加熱する潤滑油冷却水熱交換器（潤滑油熱媒体熱交換器）である。

　ＣＶＴクーラは、ＣＶＴオイルと冷却水とを熱交換してＣＶＴオイルを冷却する潤滑油冷却水熱交換器（潤滑油熱媒体熱交換器）である。

　排気熱回収器は、排気と冷却水とを熱交換して冷却水に排気の熱を吸熱させる排気冷却水熱交換器（排気熱媒体熱交換器）である。

　低温側ポンプ１１は、低温側ポンプ用流路３１に配置されている。低温側ポンプ用流路３１において低温側ポンプ１１の吐出側には、冷却水冷却器１３が配置されている。低温側ポンプ用流路３１は、低温側ポンプ１１から吐出された冷却水が冷却水冷却器１３へ流れる主流路（第１主流路）である。

　高温側ポンプ１２は、高温側ポンプ用流路３２に配置されている。高温側ポンプ用流路３２において高温側ポンプ１２の吐出側には、冷却水加熱器１４が配置されている。高温側ポンプ用流路３２は、高温側ポンプ１２から吐出された冷却水が冷却水加熱器１４へ流れる主流路（第２主流路）である。

　ラジエータ１５は、ラジエータ用流路３５に配置されている。クーラコア１６は、クーラコア用流路３６に配置されている。ヒータコア１７は、ヒータコア用流路３７に配置されている。

　第１機器１８は、第１機器用流路３８に配置されている。第２機器１９は、第２機器用流路３９に配置されている。第１機器用流路３８および第２機器用流路３９は、冷却水がラジエータ１５をバイパスして流れるバイパス流路である。

　低温側ポンプ用流路３１、高温側ポンプ用流路３２、ラジエータ用流路３５、クーラコア用流路３６、ヒータコア用流路３７、第１機器用流路３８および第２機器用流路３９は、分配側切替弁２０および集合側切替弁２１に接続されている。

　分配側切替弁２０および集合側切替弁２１は、冷却水の流れ（冷却水循環状態）を切り替える循環切替装置である。

　分配側切替弁２０（並列機器側分配弁）は、２つの冷却水入口と５つの冷却水出口とを有している。分配側切替弁２０の２つの冷却水入口には、低温側ポンプ用流路３１および高温側ポンプ用流路３２が別々に接続されている。分配側切替弁２０の５つの冷却水出口には、ラジエータ用流路３５、クーラコア用流路３６、ヒータコア用流路３７、第１機器用流路３８および第２機器用流路３９が別々に接続されている。

　集合側切替弁２１（並列機器側分配弁）は、５つの冷却水入口と２つの冷却水出口とを有している。集合側切替弁２１の５つの冷却水入口には、ラジエータ用流路３５、クーラコア用流路３６、ヒータコア用流路３７、第１機器用流路３８および第２機器用流路３９が別々に接続されている。集合側切替弁２１の２つの冷却水出口には、低温側ポンプ用流路３１および高温側ポンプ用流路３２が別々に接続されている。

　分配側切替弁２０および集合側切替弁２１は、各入口と各出口との連通状態を任意または選択的に切り替え可能な構造になっている。

　具体的には、分配側切替弁２０は、ラジエータ１５、クーラコア１６、ヒータコア１７、第１機器１８および第２機器１９のそれぞれについて、低温側ポンプ１１側から冷却水が流入する状態と、高温側ポンプ１２側から冷却水が流入する状態と、低温側ポンプ１１側および高温側ポンプ１２側のいずれからも冷却水が流入しない状態とを切り替えることができる。

　集合側切替弁２１は、ラジエータ１５、クーラコア１６、ヒータコア１７、第１機器１８および第２機器１９のそれぞれについて、低温側ポンプ１１側へ冷却水が流出する状態と、高温側ポンプ１２側へ冷却水が流出する状態と、低温側ポンプ１１側および高温側ポンプ１２側のいずれへも冷却水が流出しない状態とを切り替えることができる。

　分配側切替弁２０および、集合側切替弁２１は弁開度を調整可能になっている。これにより、ラジエータ１５、クーラコア１６、ヒータコア１７、第１機器１８および第２機器１９を流れる冷却水の流量を調整できる。

　すなわち、分配側切替弁２０および集合側切替弁２１は、ラジエータ１５、クーラコア１６、ヒータコア１７、第１機器１８および第２機器１９のそれぞれに対して、冷却水の流量を調整する流量調整装置である。

　分配側切替弁２０は、低温側ポンプ１１側からの冷却水と高温側ポンプ１２側からの冷却水とを任意の流量割合で混合して、ラジエータ１５、クーラコア１６、ヒータコア１７、第１機器１８および第２機器１９に流入させることができる。

　集合側切替弁２１は、ラジエータ１５、クーラコア１６、ヒータコア１７、第１機器１８および第２機器１９から流出した冷却水を、任意の流量割合で低温側ポンプ１１側と高温側ポンプ１２側とに分配することができる。

　すなわち、分配側切替弁２０および集合側切替弁２１は、ラジエータ１５、クーラコア１６、ヒータコア１７、第１機器１８および第２機器１９のそれぞれに対して、冷却水冷却器１３で冷却された低温冷却水と、冷却水加熱器１４で加熱された高温冷却水との流量割合を調整する流量割合調整装置である。

　換言すれば、分配側切替弁２０および集合側切替弁２１は、ラジエータ１５、クーラコア１６、ヒータコア１７、第１機器１８および第２機器１９のそれぞれに対して、流れる冷却水の温度を調整する冷却水温度調整装置である。

　分配側切替弁２０および集合側切替弁２１は、一体的に形成されて弁駆動源が共用化されていてもよい。分配側切替弁２０は、一体的に形成されて弁駆動源が共用化されていてもよい。集合側切替弁２１は、一体的に形成されて弁駆動源が共用化されていてもよい。分配側切替弁２０および集合側切替弁２１はそれぞれ、多数の弁の組み合わせで構成されていてもよい。

　低温側ポンプ用流路３１には低温側リザーブタンク５１が接続されている。高温側ポンプ用流路３２には高温側リザーブタンク５２が接続されている。低温側リザーブタンク５１および高温側リザーブタンク５２は、余剰冷却水を貯留する冷却水貯留装置である。

　低温側リザーブタンク５１は、低温側ポンプ１１の冷却水吸入側において低温側ポンプ用流路３１に接続されている。高温側リザーブタンク５２は、高温側ポンプ１２の冷却水吸入側において高温側ポンプ用流路３２に接続されている。

　次に、車両用冷凍サイクル装置の電気制御部を図２に基づいて説明する。制御装置４０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、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種制御対象機器の作動を制御する制御部である。

　制御装置４０によって制御される制御対象機器は、低温側ポンプ１１、高温側ポンプ１２、分配側切替弁２０、集合側切替弁２１、圧縮機２６、室外送風機３０等である。

　制御装置４０のうち、その出力側に接続された各種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）は、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。

　制御装置４０のうち低温側ポンプ１１および高温側ポンプ１２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）は、ポンプ制御部４０ａである。ポンプ制御部４０ａは、各冷却水流通機器を流れる冷却水の流量を制御する流量制御部である。

　制御装置４０のうち分配側切替弁２０および集合側切替弁２１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）は、切替制御部４０ｂである。切替制御部４０ｂは、冷却水の循環状態を切り替える循環切替制御部でもある。切替制御部４０ｂは、各冷却水流通機器を流れる冷却水の流量を調整する流量制御部でもある。

　制御装置４０のうち圧縮機２６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）は、圧縮機制御部４０ｃである。圧縮機制御部４０ｃは、圧縮機２６から吐出される冷媒の流量を制御する冷媒流量制御部である。圧縮機制御部４０ｃは、圧縮機２６の吐出能力を制御する冷媒吐出能力制御部でもある。

　制御装置４０のうち室外送風機３０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）は、室外送風機制御部４０ｄである。室外送風機制御部４０ｄは、室外送風機制御部４０ｄの回転数を制御する室外送風機回転数制御部である。すなわち、室外送風機制御部４０ｄは、室外送風機制御部４０ｄによって送風される外気の流量を制御する外気流量制御部である。

　各制御部４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄは、制御装置４０に対して別体で構成されていてもよい。

　制御装置４０の入力側には、外気温度センサ４１、低温側水温センサ４２、高温側水温センサ４３、ラジエータ水温センサ４４、クーラコア温度センサ４５、ヒータコア温度センサ４６、第１機器温度センサ４７、第２機器温度センサ４８等のセンサ群の検出信号が入力される。

　外気温度センサ４１は、外気の温度（車室外温度）を検出する検出部（外気温度検出部）である。低温側水温センサ４２は、冷却水冷却器１３から流出した冷却水の温度を検出する検出部（熱媒体温度検出部）である。高温側水温センサ４３は、冷却水加熱器１４から流出した冷却水の温度を検出する検出部（熱媒体温度検出部）である。

　ラジエータ水温センサ４４は、ラジエータ１５から流出した冷却水の温度を検出する検出部（ラジエータ温度検出部）である。クーラコア温度センサ４５は、クーラコア１６から流出した冷却水の温度を検出する検出部（クーラコア温度検出部）である。ヒータコア温度センサ４６は、ヒータコア１７から流出した冷却水の温度を検出する検出部（ヒータコア温度検出部）である。

　第１機器温度センサ４７は、第１機器１８から流出した冷却水の温度を検出する検出部（第１機器温度検出部）である。第２機器温度センサ４８は、第２機器１９から流出した冷却水の温度を検出する検出部（第２機器温度検出部）である。

　エンジン制御装置４９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、そのＲＯＭ内に記憶されたエンジン制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、エンジン（図示せず）の作動を制御するエンジン制御部である。

　エンジン制御装置４９の出力側には、エンジンを構成する各種エンジン構成機器（図示せず）が接続されている。各種エンジン構成機器としては、具体的には、エンジンを始動させるスタータ、エンジンに燃料を供給する燃料噴射弁（インジェクタ）の駆動回路等がある。

　また、エンジン制御装置４９の入力側には、エンジン制御用の各種センサ群（図示せず）が接続されている。エンジン制御用の各種センサ群としては、具体的には、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ、車速を検出する車速センサ等がある。

　制御装置４０およびエンジン制御装置４９は、電気的に接続されて通信可能に構成されている。これにより、制御装置４０およびエンジン制御装置４９のうち一方の制御装置に入力された検出信号あるいは操作信号に基づいて、他方の制御装置が出力側に接続された各種機器の作動を制御することもできる。例えば、制御装置４０がエンジン制御装置４９へ要求信号を出力することによって、エンジンの作動を要求することが可能となっている。

　エンジン制御装置４９では、圧縮機２６の予測トルクを表す信号を制御装置４０から受信すると、圧縮機２６の予測トルクに基づいてエンジンの作動を制御する。具体的には、圧縮機２６の予測トルクが高いほどエンジン回転数が高く補正されるようにエンジンへの燃料噴射量を制御する。

　制御装置４０のうちエンジン制御装置４９へ信号を出力する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）は、信号出力部４０ｅである。信号出力部４０ｅは、制御装置４０に対して別体で構成されていてもよい。

　次に、上記構成における作動を説明する。制御装置４０が、低温側ポンプ１１、高温側ポンプ１２および圧縮機２６を作動させている状態において分配側切替弁２０および集合側切替弁２１を切替制御することによって、低温側冷却水回路（低温側熱媒体回路）と高温側冷却水回路（高温側熱媒体回路）とが形成される。

　低温側冷却水回路は、冷却水冷却器１３で冷却された低温冷却水が、ラジエータ１５、クーラコア１６、ヒータコア１７、第１機器１８、および第２機器１９のうち少なくとも１つの機器を循環する冷却水回路である。低温側冷却水回路は、冷却水冷却器１３で冷却された低温冷却水が、冷却水冷却水熱交換器を循環する冷却水回路であってもよい。

　高温側冷却水回路は、冷却水加熱器１４で加熱された冷却水が、ラジエータ１５、クーラコア１６、ヒータコア１７、第１機器１８および第２機器１９のうち少なくとも１つの機器を循環する冷却水回路である。高温側冷却水回路は、冷却水加熱器１４で加熱された冷却水が、冷却水冷却水熱交換器を循環する冷却水回路であってもよい。

　ラジエータ１５、クーラコア１６、ヒータコア１７、第１機器１８および第２機器１９のそれぞれについて、低温側冷却水回路に接続される場合と、高温側冷却水回路に接続される場合とを状況に応じて切り替えることによって、ラジエータ１５、クーラコア１６、ヒータコア１７、第１機器１８および第２機器１９を状況に応じて適切な温度に調整できる。

　ラジエータ１５が低温側冷却水回路に接続された場合、冷凍サイクル２５のヒートポンプ運転を行うことができる。すなわち、低温側冷却水回路では、冷却水冷却器１３で冷却された冷却水がラジエータ１５を流れるので、ラジエータ１５で冷却水が外気から吸熱する。

　そして、ラジエータ１５にて外気から吸熱した冷却水は、冷却水冷却器１３で冷凍サイクル２５の冷媒と熱交換して放熱する。したがって、冷却水冷却器１３では、冷凍サイクル２５の冷媒が冷却水を介して外気から吸熱する。

　冷却水冷却器１３にて外気から吸熱した冷媒は、冷却水加熱器１４にて高温側冷却水回路の冷却水と熱交換して放熱する。したがって、外気の熱を汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。

　ラジエータ１５が高温側冷却水回路に接続された場合、冷却水加熱器１４で加熱された冷却水がラジエータ１５を流れるので、ラジエータ１５で冷却水の熱を外気に放熱できる。

　クーラコア１６が低温側冷却水回路に接続された場合、冷却水冷却器１３で冷却された冷却水がクーラコア１６を流れるので、クーラコア１６で車室内への送風空気を冷却・除湿できる。すなわち車室内を冷房・除湿できる。

　ヒータコア１７が高温側冷却水回路に接続された場合、冷却水加熱器１４で加熱された冷却水がヒータコア１７を流れるので、ヒータコア１７で車室内への送風空気を加熱できる。すなわち車室内を暖房できる。

　第１機器１８が低温側冷却水回路に接続された場合、冷却水冷却器１３で冷却された冷却水が第１機器１８を流れるので第１機器１８を冷却できる。換言すれば、第１機器１８の排熱を汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。

　第１機器１８が高温側冷却水回路に接続された場合、冷却水加熱器１４で加熱された冷却水が第１機器１８を流れるので第１機器１８を加熱（暖機）できる。

　第２機器１９が低温側冷却水回路に接続された場合、冷却水冷却器１３で冷却された冷却水が第２機器１９を流れるので電池を冷却できる。換言すれば、第２機器１９の排熱を汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。

　第２機器１９が高温側冷却水回路に接続された場合、冷却水加熱器１４で加熱された冷却水が第２機器１９を流れるので第２機器１９を加熱（暖機）できる。

　図３は、車両用冷凍サイクル装置の制御装置４０が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。図３のフローチャートは図示しない冷凍サイクル制御のメインルーチンのサブルーチンとして実行される。冷凍サイクル制御のメインルーチンは、車両のイグニッションスイッチの投入によりスタートする。図３の各制御ステップは、制御装置４０が有する各種の機能実現部を構成している。

　ステップＳ１００では、低温側ポンプ１１および高温側ポンプ１２が停止しており且つ停止してからの経過時間が所定経過時間ｔｐ以下であるか否かを判定する。

　ステップＳ１００において低温側ポンプ１１および高温側ポンプ１２が停止してからの経過時間が所定経過時間ｔｐ以下でないと判定した場合、ステップＳ１１０へ進み、低温側ポンプ１１および高温側ポンプ１２を作動させた後、ステップＳ１００へ戻る。これにより、低温側冷却水回路および高温側冷却水回路に冷却水が循環して、低温側冷却水回路および高温側冷却水回路のそれぞれにおいて冷却水が均温化される。

　一方、ステップＳ１００において低温側ポンプ１１および高温側ポンプ１２が停止してからの経過時間が所定経過時間ｔｐ以下であると判定した場合、ステップＳ１２０へ進み、高温冷却水の温度および低温冷却水の温度が急激に変動すると予想されるか否かを判定する。

　具体的には、ステップＳ１２０では、分配側切替弁２０および集合側切替弁２１の弁開度を変更する必要があるか否かを判定する。分配側切替弁２０および集合側切替弁２１の弁開度を変更した場合、高温冷却水と低温冷却水とが混ざり合うことによって高温冷却水の温度および低温冷却水の温度が急激に変動するおそれがある。

　例えば、ラジエータ１５、クーラコア１６、ヒータコア１７、第１機器１８および第２機器１９のうち少なくとも１つの機器の接続先を、低温側冷却水回路および高温側冷却水回路のうち一方の冷却水回路から他方の冷却水回路に変更する必要がある場合、分配側切替弁２０および集合側切替弁２１の弁開度を変更する必要があると判定する。

　例えば、ラジエータ１５、クーラコア１６、ヒータコア１７、第１機器１８および第２機器１９のうち少なくとも１つの機器に対して、冷却水冷却器１３で冷却された低温冷却水と、冷却水加熱器１４で加熱された高温冷却水との流量割合を変更する必要がある場合、分配側切替弁２０および集合側切替弁２１の弁開度を変更する必要があると判定する。

　ステップＳ１２０において分配側切替弁２０および集合側切替弁２１の弁開度を変更する必要がないと判定した場合、ステップＳ１００へ戻る。

　一方、ステップＳ１２０において分配側切替弁２０および集合側切替弁２１の弁開度を変更する必要があると判定した場合、ステップＳ１３０へ進み、圧縮機２６が作動中であるか否かを判定する。

　ステップＳ１３０において圧縮機２６が作動中であると判定した場合、ステップＳ１４０へ進み、圧縮機２６を所定時間ｔｃ停止させる、または圧縮機２６の吐出容量を所定時間ｔｃ低減させた後、ステップＳ１６０へ進む。すなわち、ステップＳ１４０では、圧縮機２６の冷媒吐出能力を一時的に低下させる能力低下制御を行う。

　所定時間ｔｃは、冷却水が低温側冷却水回路および高温側冷却水回路を少なくとも一巡することのできる時間（例えば１０秒間）である。

　一方、ステップＳ１３０において圧縮機２６が作動中でないと判定した場合、ステップＳ１５０へ進み、圧縮機２６の停止時間が所定時間ｔｃ以上であるか否かを判定する。

　ステップＳ１５０において圧縮機２６の停止時間が所定時間ｔｃ以上であると判定した場合、ステップＳ１６０へ進む。

　一方、ステップＳ１５０において圧縮機２６の停止時間が所定時間ｔｃ以上でないと判定した場合、ステップＳ１００へ戻る。

　ステップＳ１６０では、分配側切替弁２０および集合側切替弁２１の弁開度を変更する。すなわち、冷却水回路を切り替える。

　例えば、ラジエータ１５、クーラコア１６、ヒータコア１７、第１機器１８および第２機器１９のうち少なくとも１つの機器の接続先を、低温側冷却水回路および高温側冷却水回路のうち一方の冷却水回路から他方の冷却水回路に変更する。

　例えば、ラジエータ１５、クーラコア１６、ヒータコア１７、第１機器１８および第２機器１９のうち少なくとも１つの機器に対して、冷却水冷却器１３で冷却された低温冷却水と、冷却水加熱器１４で加熱された高温冷却水との流量割合を変更する。

　続くステップＳ１７０では、低温側ポンプ１１および高温側ポンプ１２を作動させた後、ステップＳ１００へ戻る。これにより、低温側冷却水回路および高温側冷却水回路に冷却水が循環して、低温側冷却水回路および高温側冷却水回路のそれぞれにおいて冷却水が均温化される。続くステップＳ１８０では、圧縮機２６を作動させる。

　図４は比較例における作動例を示すタイムチャートであり、図５は本実施形態における作動例を示すタイムチャートである。

　比較例では、図３のフローチャートに示す制御を実施しない。すなわち、比較例では、分配側切替弁２０および集合側切替弁２１の弁開度を変更した場合、圧縮機２６を停止させることなく作動させ続ける。

　そのため、図４に示すように、分配側切替弁２０および集合側切替弁２１の弁開度を変更した場合、圧縮機２６のトルクが急激に変動して、圧縮機２６の実トルク（実際のトルク）と予測トルクとの乖離が大きくなる。

　すなわち、分配側切替弁２０および集合側切替弁２１の弁開度を変更すると、高温冷却水と低温冷却水とが混ざり合って高温冷却水の温度および低温冷却水の温度が急激に変動して冷凍サイクル２５の圧力（高圧および低圧）も急激に変動する。このとき、圧縮機２６を停止させることなく作動させ続けるので、圧縮機２６のトルクが急激に変動する。

　上述のごとくエンジン制御装置４９は、圧縮機２６の予測トルクが高いほどエンジン回転数を高く補正する。そのため、圧縮機２６の実トルクが予測トルクよりも高い場合、エンジン出力が不足してエンジンの息継ぎやストールが発生しやすくなり、圧縮機２６の実トルクが予測トルクよりも低い場合、エンジン出力が過剰になってエンジンが吹け上がりやすくなる。

　これに対して、本実施形態では、分配側切替弁２０および集合側切替弁２１の弁開度を変更した場合、一時的に圧縮機２６を停止させ、高温冷却水の温度および低温冷却水の温度が安定するまで高温冷却水および低温冷却水を循環させてから圧縮機２６を再起動する。

　そのため、冷凍サイクル２５の圧力の変動を抑制できるので、図５に示すように圧縮機２６の実際のトルクと予測トルクとの乖離を抑制できる。その結果、エンジンの息継ぎ、ストールおよび吹け上がりを抑制できる。

　なお、分配側切替弁２０および集合側切替弁２１の弁開度を変更した場合、一時的に圧縮機２６を停止させる代わりに、一時的に圧縮機２６の容量を小さくしてもよい。すなわち、分配側切替弁２０および集合側切替弁２１の弁開度を変更した場合、一時的に圧縮機２６の冷媒吐出流量（冷媒吐出能力）を低下させればよい。

　本実施形態では、ステップＳ１２０～Ｓ１４０で説明した通り、制御装置４０は、冷却水の温度変動が予想される所定条件を満たした場合、圧縮機２６の冷媒吐出能力を一時的に低下させる能力低下制御を行う。

　これによると、冷却水の温度が変動することによって冷凍サイクル２５の冷媒圧力が変動する場合、圧縮機２６の冷媒吐出能力を一時的に低下させることができるので、圧縮機２６のトルクが変動することを抑制できる。

　例えば、ステップＳ１２０～Ｓ１４０で行う能力低下制御は、圧縮機２６を所定時間ｔｃ停止、または圧縮機２６の吐出容量を所定時間ｔｃ低減させる制御である。これによると、冷却水の温度が安定するまで圧縮機２６の冷媒吐出能力を一時的に低下させるので、圧縮機２６のトルクが変動することを効果的に抑制できる。

　所定時間ｔｃは、冷却水が冷却水回路１０を少なくとも一巡する時間である。これによると、冷却水の温度が確実に安定するまで圧縮機２６の冷媒吐出能力を一時的に低下させるので、圧縮機２６のトルクが変動することを確実に抑制できる。

　本実施形態では、制御装置４０は、低温側ポンプ１１および高温側ポンプ１２が起動してからの経過時間が所定経過時間以下である場合、所定条件を満たしても能力低下制御を行わない。

　これによると、低温側ポンプ１１および高温側ポンプ１２が起動して間もない場合、冷却水の温度変動が小さく圧縮機２６のトルク変動も小さくなることから、能力低下制御を行わずに冷凍サイクル２５の応答性を確保することを優先できる。

　本実施形態では、冷却水がラジエータ１５をバイパスして流れるバイパス流路として第１機器用流路３８および第２機器用流路３９が設けられているが、第１機器用流路３８および第２機器用流路３９とは別個のバイパス流路が分配側切替弁２０および集合側切替弁２１に接続されていてもよい。

　すなわち、分配側切替弁２０および集合側切替弁２１が、別個のバイパス流路に対する低温側冷却水回路の低温冷却水および高温側冷却水回路の高温冷却水の流通状態を切り替えるようになっていてもよい。

　（第２実施形態）
　第１実施形態では、冷凍サイクル２５の低圧側冷媒と冷却水とを熱交換させる冷却水冷却器１３と、冷却水と車室内への送風空気とを熱交換（顕熱交換）させて車室内への送風空気を冷却除湿するクーラコア１６とを備えるが、第２実施形態では、図６に示すように、冷却水冷却器１３およびクーラコア１６の代わりに蒸発器２２を備える。

　蒸発器２２は、冷凍サイクル２５の低圧側冷媒と車室内への送風空気とを熱交換（潜熱熱交換）させて車室内への送風空気を冷却除湿する空気冷却用熱交換器である。蒸発器２２は、冷凍サイクル２５の低圧側冷媒と車室内への送風空気とを熱交換させることによって車室内への送風空気から低圧側冷媒に吸熱させる低圧側熱交換器（吸熱用熱交換器）である。

　したがって、本実施形態の冷却水回路１０は、高温側冷却水回路を形成しているが、低温側冷却水回路を形成していない。

　図７は、本実施形態の車両用冷凍サイクル装置を車両１に搭載した例を示す図である。車両１は、エンジンルーム１ａおよび車室内空間１ｂを形成している。エンジンルーム１ａおよび車室内空間１ｂは、隔壁１ｃによって仕切られている。

　エンジンルーム１ａには、高温側ポンプ１２、冷却水加熱器１４、ラジエータ１５、第１機器１８、第２機器１９、分配側切替弁２０、集合側切替弁２１、室外送風機３０、圧縮機２６、レシーバ２７および高温側リザーブタンク５２が配置されている。

　車室内空間１ｂには、蒸発器２２、ヒータコア１７および膨張弁２８が配置されている。なお、図７では第２機器１９および第２機器用流路３９の図示を省略している。

　エンジンルーム１ａには、エンジン冷却回路６０が配置されている。エンジン冷却回路６０は、エンジン６１を冷却するための冷却水循環回路である。エンジン冷却回路６０は、冷却水が循環する循環流路６２を有している。循環流路６２には、エンジン６１、エンジン用ポンプ６３、エンジン用ラジエータ６４およびエンジン用リザーブタンク６５が配置されている。

　エンジン用ポンプ６３は、エンジン６１から出力される動力によって駆動される機械式ポンプであり、循環流路６２の冷却水を吸入して吐出する。エンジン用ポンプ６３は電動ポンプであってもよい。

　エンジン用ラジエータ６４は、冷却水と外気とを熱交換することによって冷却水の熱を外気に放熱させる放熱用熱交換器（熱媒体空気熱交換器）である。エンジン用ラジエータ６４は、ラジエータ１５の外気流れ下流側に配置されている。

　循環流路６２にはエンジン用リザーブタンク６５が接続されている。エンジン用リザーブタンク６５は、エンジン冷却回路６０の余剰冷却水を貯留する冷却水貯留装置である。

　図８は、本実施形態の車両用冷凍サイクル装置の制御装置４０が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。図８のフローチャートは図示しない冷凍サイクル制御のメインルーチンのサブルーチンとして実行される。図８の各制御ステップは、制御装置４０が有する各種の機能実現部を構成している。図８のフローチャートは、信号待ちなどの一時的な停車時に実行される。

　ステップＳ２００では、ラジエータ１５以外の要求で室外送風機３０が作動しているか否かを判定する。ラジエータ１５以外の要求とは、例えばエンジン用ラジエータ６４の要求などである。

　ステップＳ２００においてラジエータ１５の要求で室外送風機３０が作動していると判定した場合、ステップＳ２１０へ進み、室外送風機３０を停止させるとともにラジエータ１５に高温側冷却水回路の高温冷却水を循環させる。

　一方、ステップＳ２００においてラジエータ１５以外の要求で室外送風機３０が作動していると判定した場合、ステップＳ２２０へ進み、ラジエータ１５の周囲の温度環境が変化した、または変化すると予想されるか否かを判定する。具体的には、ラジエータ１５の冷却水温度＋αが吸込空気温度を上回っているか否かを判定する。αは例えば、実験データより算出された所定の温度であってもよい。

　吸込空気温度は、ラジエータ１５が吸い込む外気の温度である。すなわち、図９に示すように、車速が低いほどエンジンからの熱がラジエータ１５側に回り込んで吸込空気温度が外気よりも高温になる。

　ステップＳ２２０においてラジエータ１５の冷却水温度＋αが吸込空気温度を上回っていると判定した場合、ステップＳ２３０へ進み、以前からラジエータ循環モードであるか否かを判定する。ラジエータ循環モードは、ラジエータ１５に冷却水が循環するモードである。

　ステップＳ２３０において以前からラジエータ循環モードであると判定した場合、ステップＳ２４０へ進み、ラジエータ循環モードで冷却水を冷却する。すなわち、冷却水をラジエータ１５で外気によって冷却する。

　一方、ステップＳ２２０においてラジエータ１５の冷却水温度＋αが外気温度を上回っていないと判定した場合、ステップＳ２５０へ進み、バイパス流路の冷却水温度が外気温度を上回っているか否かを判定する。

　バイパス流路は、冷却水がラジエータ１５をバイパスして流れる流路であり、例えば第１機器用流路３８や第２機器用流路３９である。バイパス流路は、第１機器用流路３８および第２機器用流路３９とは別個の冷却水流路であってもよい。

　すなわち、バイパス流路は、分配側切替弁２０および集合側切替弁２１に接続された流路であり、高温側冷却水回路の高温冷却水が流通する状態と流通しない状態とを分配側切替弁２０および集合側切替弁２１によって切り替えられるようになっている。

　ステップＳ２５０においてバイパス流路の冷却水温度が外気温度を上回っていると判定した場合、ステップＳ２４０へ進み、ラジエータ循環モードで冷却水を冷却する。すなわち、冷却水をラジエータ１５で外気によって冷却する。

　一方、ステップＳ２５０においてバイパス流路の冷却水温度が外気温度を上回っていないと判定した場合、ステップＳ２６０へ進み、圧縮機２６を停止させる。続くステップＳ２７０では、分配側切替弁２０および集合側切替弁２１によってバイパスモードに切り替えて均温作動を行う。バイパスモードは、バイパス流路に高温側冷却水回路の高温冷却水が流通し、ラジエータ１５に高温側冷却水回路の高温冷却水が流通しない作動モードである。

　これにより、ラジエータ１５で高温冷却水が、エンジンからの熱が回り込んで高温になった外気から吸熱することを防止して、高温の冷却水を均温化できる。続くステップＳ２８０では圧縮機２６を作動させる。

　一方、ステップＳ２３０において以前からラジエータ循環モードでないと判定した場合、ステップＳ２９０へ進み、圧縮機２６を停止させる。続くステップＳ３００では、分配側切替弁２０および集合側切替弁２１によってラジエータ循環モードに切り替えて均温作動を行う。

　これにより、ラジエータ１５で高温冷却水を外気によって冷却して、高温の冷却水を均温化できる。続くステップＳ３１０では圧縮機２６を作動させる。

　本実施形態では、ステップＳ２２０～Ｓ２８０で説明したように、制御装置４０は、ラジエータ１５の周囲の温度環境が変化した、または変化すると予想される場合、冷却水がバイパス流路３８、３９を流れるように切替弁２０、２１の作動を制御するとともに、圧縮機２６の冷媒吐出能力を一時的に低下させる能力低下制御を行う。

　これによると、ラジエータ１５の周囲の温度環境が変化した、または変化すると予想される場合、冷却水がラジエータ１５をバイパスして流れるので、ラジエータ１５の周囲の温度環境の変化が、ラジエータ１５での熱交換に悪影響を及ぼすことを抑制できる。

　ステップＳ２２０で説明したように、制御装置４０は、ラジエータ１５の周囲の温度環境を、ラジエータ１５の冷却水温度と吸込空気温度との温度差に基づいて判定する。これによると、ラジエータ１５の周囲の温度環境を適切に推定できる。

　制御装置４０は、ラジエータ１５の周囲の温度環境を、エンジン６１を冷却するエンジン冷却水の温度および車速のうち少なくとも一方に基づいて推定してもよい。これによると、ラジエータ１５の周囲の温度環境を適切に推定できる。

　例えば、制御装置４０は、エンジン冷却水の温度が９０℃以上、および車速が１０ｋｍ／ｈ以下の少なくとも一方を満足する場合、ラジエータ１５の周囲の温度環境が変化した、または変化すると予想されると判定すればよい。

　（第３実施形態）
　第１実施形態では、冷凍サイクル２５の高圧側冷媒と冷却水とを熱交換させる冷却水加熱器１４と、冷却水と車室内への送風空気とを熱交換（顕熱交換）させて車室内への送風空気を加熱するヒータコア１７とを備えるが、本実施形態では、図１０に示すように、冷却水加熱器１４およびヒータコア１７の代わりに凝縮器２３を備える。

　凝縮器２３は、冷凍サイクル２５の高圧側冷媒と車室内への送風空気とを熱交換（潜熱熱交換）させて車室内への送風空気を加熱する空気加熱用熱交換器である。凝縮器２３は、冷凍サイクル２５の高圧側冷媒と車室内への送風空気とを熱交換させることによって高圧側冷媒から車室内への送風空気へ放熱させる放熱用熱交換器である。

　したがって、本実施形態の冷却水回路１０は、低温側冷却水回路を形成しているが、高温側冷却水回路を形成していない。

　冷却水回路１０は蓄冷タンクを備えていてもよい。蓄冷タンクは、冷却水が持つ冷熱を蓄える蓄冷装置である。分配側切替弁２０および集合側切替弁２１は、蓄冷タンクに低温冷却水が流通する状態と流通しない状態とを切り替えるようになっていてもよい。具体的には、蓄冷タンクが配置された冷却水流路が分配側切替弁２０および集合側切替弁２１に接続されていてもよい。

　図１１は、本実施形態の車両用冷凍サイクル装置を車両１に搭載した例を示す全体構成図である。

　エンジンルーム１ａには、低温側ポンプ１１、冷却水冷却器１３、ラジエータ１５、第２機器１９、分配側切替弁２０、集合側切替弁２１、室外送風機３０、圧縮機２６、レシーバ２７および低温側リザーブタンク５１が配置されている。

　車室内空間１ｂには、クーラコア１６および第１機器１８が配置されている。なお、図８では第２機器１９および第２機器用流路３９の図示を省略している。

　エンジンルーム１ａには、エンジン冷却回路６０が配置されている。エンジン冷却回路６０の構成および配置は、上記第２実施形態と同様である。

　上記実施形態を適宜組み合わせ可能である。上記実施形態を例えば以下のように種々変形可能である。

　第１実施形態のステップＳ１２０～Ｓ１４０では、圧縮機２６を所定時間ｔｃ停止、または圧縮機２６の吐出容量を所定時間ｔｃ低減させるが、分配側切替弁２０および集合側切替弁２１の弁開度を変更する前と後での冷却水の温度差が所定温度Ｔｃ（例えば５℃）未満になるまで圧縮機２６を停止、または圧縮機２６の吐出容量を低減させるようにしてもよい。

　すなわち、ステップＳ１２０～Ｓ１４０で行う能力低下制御は、冷却水の温度が所定温度範囲に収まるまで圧縮機２６を停止または圧縮機２６の吐出容量を低減させる制御であってもよい。

　これによると、冷却水の温度が確実に安定するまで圧縮機２６の冷媒吐出能力を一時的に低下させるので、圧縮機２６のトルクが変動することを確実に抑制できる。

　上記実施形態では、圧縮機２６は、エンジンの駆動力によってエンジンベルトで駆動されるベルト駆動式圧縮機であるが、圧縮機２６は、電池から供給される電力によって駆動される電動圧縮機であってもよい。

　上記各実施形態では、温度調整対象機器を温度調整するための熱媒体として冷却水を用いているが、油などの各種媒体を熱媒体として用いてもよい。

　熱媒体として、ナノ流体を用いてもよい。ナノ流体とは、粒子径がナノメートルオーダーのナノ粒子が混入された流体のことである。ナノ粒子を熱媒体に混入させることで、エチレングリコールを用いた冷却水（いわゆる不凍液）のように凝固点を低下させる作用効果に加えて、次のような作用効果を得ることができる。

　すなわち、特定の温度帯での熱伝導率を向上させる作用効果、熱媒体の熱容量を増加させる作用効果、金属配管の防食効果やゴム配管の劣化を防止する作用効果、および極低温での熱媒体の流動性を高める作用効果を得ることができる。

　このような作用効果は、ナノ粒子の粒子構成、粒子形状、配合比率、付加物質によって様々に変化する。

　これによると、熱伝導率を向上させることができるので、エチレングリコールを用いた冷却水と比較して少ない量の熱媒体であっても同等の冷却効率を得ることが可能になる。

　また、熱媒体の熱容量を増加させることができるので、熱媒体自体の蓄冷熱量（顕熱による蓄冷熱）を増加させることができる。

　蓄冷熱量を増加させることにより、圧縮機２６を作動させない状態であっても、ある程度の時間は蓄冷熱を利用した機器の冷却、加熱の温調が実施できるため、車両用温度調整装置の省動力化が可能になる。

　ナノ粒子のアスペクト比は５０以上であるのが好ましい。十分な熱伝導率を得ることができるからである。なお、アスペクト比は、ナノ粒子の縦と横の比率を表す形状指標である。

　ナノ粒子としては、Ａｕ、Ａｇ、ＣｕおよびＣのいずれかを含むものを用いることができる。具体的には、ナノ粒子の構成原子として、Ａｕナノ粒子、Ａｇナノワイヤー、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）、グラフェン、グラファイトコアシェル型ナノ粒子（上記原子を囲むようにカーボンナノチューブ等の構造体があるような粒子体）、およびＡｕナノ粒子含有ＣＮＴなどを用いることができる。

　上記各実施形態の冷凍サイクル２５では、冷媒としてフロン系冷媒を用いているが、冷媒の種類はこれに限定されるものではなく、二酸化炭素等の自然冷媒や炭化水素系冷媒等を用いてもよい。

　また、上記各実施形態の冷凍サイクル２５は、高圧側冷媒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しているが、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルを構成していてもよい。

 

Claims (11)

1. 　冷媒を吸入して吐出する圧縮機（２６）と、
   　前記圧縮機（２６）から吐出された前記冷媒を放熱させる放熱用熱交換器（１４、２３）と、
   　前記放熱用熱交換器（１４、２３）で放熱された前記冷媒を減圧させる減圧装置（２８）と、
   　前記減圧装置（２８）で減圧された前記冷媒を吸熱させる吸熱用熱交換器（１３、２２）と、
   　熱媒体が循環する熱媒体回路（１０）と、
   　前記熱媒体を吸入して吐出するポンプ（１１、１２）と、
   　前記圧縮機（２６）の作動を制御する制御装置（４０）とを備え、
   　前記放熱用熱交換器（１４、２３）および前記吸熱用熱交換器（１３、２２）のうち少なくとも一方は、前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させるようになっており、
   　前記制御装置（４０）は、前記熱媒体の温度変動が予想される所定条件を満たした場合、前記圧縮機（２６）の冷媒吐出能力を一時的に低下させる能力低下制御を行う車両用冷凍サイクル装置。
2. 　冷媒を吸入して吐出する圧縮機（２６）と、
   　前記圧縮機（２６）から吐出された前記冷媒を放熱させる放熱用熱交換器（１４、２３）と、
   　前記放熱用熱交換器（１４、２３）で放熱された前記冷媒を減圧させる減圧装置（２８）と、
   　前記減圧装置（２８）で減圧された前記冷媒を吸熱させる吸熱用熱交換器（１３、２２）と、
   　熱媒体が循環する熱媒体回路（１０）と、
   　前記熱媒体を吸入して吐出するポンプ（１１、１２）と、
   　前記圧縮機（２６）の作動を制御する制御装置（４０）とを備え、
   　前記放熱用熱交換器（１４、２３）および前記吸熱用熱交換器（１３、２２）のうち少なくとも一方は、前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させるようになっており、
   　前記制御装置（４０）は、前記熱媒体の温度変動が予想される所定条件を満たした場合、前記圧縮機（２６）の冷媒吐出能力を一時的に低減または停止させる能力低下制御を行う車両用冷凍サイクル装置。
3. 　前記能力低下制御は、前記圧縮機（２６）を所定時間（ｔｃ）停止させる制御である請求項１または２に記載の車両用冷凍サイクル装置。
4. 　前記所定時間（ｔｃ）は、前記熱媒体が前記熱媒体回路（１０）を少なくとも一巡する時間である請求項３に記載の車両用冷凍サイクル装置。
5. 　前記熱媒体の温度を検出する温度検出部（４２、４３）を備え、
   　前記能力低下制御は、前記熱媒体の温度が所定温度範囲に収まるまで前記圧縮機（２６）を停止させる制御である請求項１または２に記載の車両用冷凍サイクル装置。
6. 　前記制御装置（４０）は、前記ポンプ（１１、１２）が起動してからの経過時間が所定経過時間以下である場合、前記所定条件を満たしても前記能力低下制御を行わない請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用冷凍サイクル装置。
7. 　前記熱媒体と外気とを熱交換させるラジエータ（１５）と、
   　前記熱媒体が前記ラジエータ（１５）をバイパスして流れるバイパス流路（３８、３９）と、
   　前記熱媒体が前記ラジエータ（１５）または前記バイパス流路（３８、３９）を選択的に流れるように前記熱媒体の流れを切り替える切替弁（２０、２１）とを備え、
   　前記制御装置（４０）は、前記ラジエータ（１５）の周囲の温度環境が変化した、または変化すると予想される場合、前記熱媒体が前記バイパス流路（３８、３９）を流れるように前記切替弁（２０、２１）の作動を制御するとともに、前記能力低下制御を行う請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用冷凍サイクル装置。
8. 　前記制御装置（４０）は、前記ラジエータ（１５）の周囲の温度環境を、エンジン（６１）を冷却するエンジン冷却水の温度および車速のうち少なくとも一方に基づいて推定する請求項７に記載の車両用冷凍サイクル装置。
9. 　前記制御装置（４０）は、前記ポンプ（１１、１２）が停止してからの経過時間が所定経過時間（ｔｐ）より長い場合、前記所定条件を満たしても前記能力低下制御を行わない請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用冷凍サイクル装置。
10. 　前記制御装置（４０）は、前記圧縮機（２６）が停止してからの経過時間が所定経過時間（ｔｃ）未満である場合、前記所定条件を満たしても前記能力低下制御を行わない請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用冷凍サイクル装置。
11. 　前記制御装置（４０）は、前記ラジエータ（１５）の周囲の温度環境を、前記ラジエータ（１５）の冷却水温度と吸込空気温度との温度差に基づいて判定する請求項７に記載の車両用冷凍サイクル装置。
    
     

Images