JP2021138269A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の構成部品によって充電時の蓄熱を行ない、暖房運転を補助する。【解決手段】電動モータ４６に給電するバッテリ４５を搭載した車両において、バッテリ４５の温調を行なうために温調用熱媒体を循環させる温調回路４１と、車室内の空調を行うために空調用熱媒体を循環させる冷凍サイクル回路１２と、を備える。温調回路４１は、温調用熱媒体を加温するヒータ４３と、冷凍サイクル回路１２の空調用熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器４７と、バッテリ４５と、電動モータ４６と、バッテリ４５を迂回する配管５１ｅと、を備える。バッテリ４５の充電時に温調用熱媒体が配管５１ｅを通過し、ヒータ４３で加熱した温調用熱媒体により電動モータ４６に蓄熱し、バッテリ４５の非充電時に暖房運転の要求に応じて、電動モータ４６により加熱された温調用熱媒体と空調用熱媒体とを熱交換して暖房運転を補助する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用空気調和装置に関するものである。

特許文献１に示されるように、電気自動車やプラグインハイブリッド自動車において、外部電源から充電しているときに、車室内の暖房によって蓄熱材への蓄熱を行ない、蓄熱材に蓄熱された熱量を走行時の暖房に利用するものがある。

特開２０１９−８１４２７号公報

充電時の蓄熱としては、蓄熱材を用いることが一般的であったが、新たな構成部品を追加することになるため、改善の余地があった。
本発明の課題は、既存の構成部品によって充電時の蓄熱を行ない、暖房運転を補助することである。

本発明の一態様に係る車両用空気調和装置は、電動モータに給電するバッテリを搭載した車両において、温調用熱媒体を循環させる温調回路と、車室内の空調を行うために空調用熱媒体を循環させる冷凍サイクル回路と、を備えた車両用空気調和装置であって、温調回路は、温調用熱媒体を加温するヒータと、冷凍サイクル回路の空調用熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器と、温調を必要とする電力機器と、電動モータと、電力機器を迂回するバイパス流路とを備えるとともに、バッテリの充電の状態に基づき回路を切り替える回路切替制御部とを有し、回路切替制御部は、バッテリの充電時に温調用熱媒体がバイパス流路を通過し、ヒータで加熱した温調用熱媒体により電動モータに蓄熱し、バッテリの非充電時に暖房運転の要求に応じて、電動モータにより加熱された温調用熱媒体と空調用熱媒体とを熱交換して暖房運転を補助する。

本発明によれば、バッテリの充電時に温調回路のヒータによって電動モータに蓄熱を行ない、これを利用して暖房運転を補助する。電動モータは、高温に強く、熱容量も大きいため、十分な蓄熱量を確保することができる。このように、既存の構成部品によって充電時の蓄熱を行ない、暖房運転を補助することができる。

車両用空気調和装置を示す図である。 暖房運転を示す図である。 除湿暖房運転を示す図である。 除湿冷房運転を示す図である。 冷房運転を示す図である。 車両用空気調和装置のブロック図である。 蓄熱制御処理の一例を示すフローチャートである。 閾値の設定に用いるマップである。 暖房補助制御処理の一例を示すフローチャートである。 蓄熱運転を示す図である。 暖房補助運転を示す図である。 バッテリ加温運転を示す図である。 バッテリ冷却運転を示す図である。 ヒータによる暖房補助運転を示す図である。 モータ冷却運転を示す図である。 バッテリと電動モータとを並列に接続した変形例を示す図である。 車両用空気調和装置の変形例を示すブロック図である。 プレ空調中に蓄熱を行なう変形例を示すフローチャートである。 プレ空調前に蓄熱を行なう変形例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

《一実施形態》
《構成》
図１は、車両用空気調和装置を示す図である。
車両は、電気自動車やプラグインハイブリッド自動車等、外部電源からの充電によってバッテリ４５を充電可能で、且つバッテリ４５に充電された電力によって電動モータ４６を駆動し、走行する車両である。車両用空気調和装置１１は、車両に搭載され、バッテリ４５の電力で駆動される。車両用空気調和装置１１は、冷凍サイクル回路１２及びＨＶＡＣユニット１３を備え、空調用熱媒体を用いたヒートポンプにより、暖房運転、除湿暖房運転、冷房運転、除湿冷房運転の各空調運転を選択的に実行し、車室内の空調を行なう。

先ず、冷凍サイクル回路１２の基本的な構成要素について説明する。
冷凍サイクル回路１２は、圧縮機２１と、放熱器２２と、室外膨張弁２３、室外熱交換器２４と、室内膨張弁２５と、吸熱器２６と、アキュムレータ２７と、を備える。
圧縮機２１は、気相である低圧の空調用熱媒体を圧縮することにより、液化しやすい高圧の空調用熱媒体に昇圧させるものであり、例えばスクロール圧縮機、斜板式圧縮機等である。圧縮機２１の駆動源は、例えば電動モータである。圧縮機２１は、空調用熱媒体と共に循環するオイルによって潤滑が行なわれる給油式であり、空調用熱媒体に対するオイル濃度は数％程度である。

放熱器２２は、ＨＶＡＣユニット１３内に設けられており、放熱フィンの周囲を通過する空気とチューブ内を通過する高温高圧の空調用熱媒体（熱媒）との間で熱交換を行なう。すなわち、チューブ内の空調用熱媒体が放熱によって凝縮液化することにより、放熱フィンの周囲の空気を加温する。
室外膨張弁２３は、液相で高圧の空調用熱媒体を霧状にして吹き出すことにより、気化しやすい低圧の空調用熱媒体に減圧するものであり、開度が全閉から全開まで調整可能である。

室外熱交換器２４は、車体におけるフロントグリルの内側に設けられており、放熱フィンの周囲を通過する外気とチューブ内を通過する空調用熱媒体との間で熱交換を行なう。外気とは主に走行風であるが、十分な走行風が得られないときは、送風機２８が駆動されることで、放熱フィンに対して外気が送風される。暖房時や除湿暖房時には、室外熱交換器２４を蒸発器、つまり吸熱器として機能させ、放熱フィンの周囲を通過する外気とチューブ内を通過する低温の空調用熱媒体（冷媒）との間で熱交換を行なう。すなわち、チューブ内の空調用熱媒体に吸熱させ、蒸発気化させる。一方、除湿冷房時や冷房時には、室外熱交換器２４を凝縮器、つまり放熱器として機能させ、放熱フィンの周囲を通過する外気とチューブ内を通過する高温の空調用熱媒体（熱媒）との間で熱交換を行なう。すなわち、チューブ内の空調用熱媒体に放熱させ、凝縮液化させる。

室内膨張弁２５は、液相で高圧の空調用熱媒体を霧状にして吹き出すことにより、気化しやすい低圧の空調用熱媒体に減圧するものであり、開度が全閉から全開まで調整可能である。
吸熱器２６は、ＨＶＡＣユニット１３内に設けられており、放熱フィンの周囲を通過する空気とチューブ内を通過する低温の空調用熱媒体（冷媒）との間で熱交換を行なう。すなわち、チューブ内の空調用熱媒体が吸熱によって蒸発気化することにより、放熱フィンの周囲の空気を冷却すると共に、放熱フィンの表面に結露を生じさせて除湿を行なう。
アキュムレータ２７と、空調用熱媒体の気液分離を行ない、気相の空調用熱媒体だけを圧縮機２１へと供給する。

次に、冷凍サイクル回路１２の基本的な回路構成について説明する。
図中、空調用熱媒体の流路を実線で示している。圧縮機２１の出口は、配管３１ａを介して放熱器２２の入口に連通している。放熱器２２の出口は、配管３１ｂを介して室外熱交換器２４の入口に連通しており、配管３１ｂには、室外膨張弁２３が設けられている。
室外熱交換器２４の出口は、配管３１ｃを介して圧縮機２１の入口に連通しており、配管３１ｃには、室外熱交換器２４の側から放熱器２２の側に向かって、開閉弁３２、逆止弁３３、アキュムレータ２７が、順に設けられている。開閉弁３２は、配管３１ｃを開放又は閉鎖する。逆止弁３３は、開閉弁３２の側からアキュムレータ２７の側への通過を許容し、逆方向の通過を阻止する。

配管３１ｂのうち、放熱器２２と室外膨張弁２３との間には分岐点３４があり、この分岐点３４は、配管３１ｄを介して吸熱器２６の入口に連通しており、配管３１ｄには、分岐点３４の側から吸熱器２６の側に向かって、開閉弁３５、及び室内膨張弁２５が、順に設けられている。開閉弁３５は、配管３１ｄを開放又は閉鎖する。
配管３１ｃのうち、室外熱交換器２４と開閉弁３２との間には分岐点３６があり、また配管３１ｄのうち、開閉弁３５と室内膨張弁２５との間には分岐点３７がある。分岐点３６は、配管３１ｅを介して分岐点３７に連通しており、配管３１ｅには、逆止弁３８が設けられている。逆止弁３８は、分岐点３６の側から分岐点３７の側への通過を許容し、逆方向の通過を阻止する。
配管３１ｃのうち、開閉弁３２と逆止弁３３との間には分岐点３９があり、吸熱器２６の出口は、配管３１ｆを介して分岐点３９に連通している。

次に、ＨＶＡＣユニット１３の基本構成について説明する。
ＨＶＡＣユニット１３（ＨＶＡＣ：Heating Ventilation and Air Conditioning）は、ダッシュボードの内部に配置されており、一端側から外気や内気を導入し、他端側から車室内へ空気を供給するダクトによって形成されている。ＨＶＡＣユニット１３の内部には、送風ファン１４と、吸熱器２６と、放熱器２２と、エアミックスダンパ１５と、が設けられている。送風ファン１４は、ＨＶＡＣユニット１３の一端側に設けられており、駆動されるときに、外気又は内気を吸引し、他端側へと吐出する。吸熱器２６は、送風ファン１４よりも下流側に設けられている。送風ファン１４から吹き出された空気は、全て吸熱器２６を通過する。ＨＶＡＣユニット１３の内部で吸熱器２６の下流側には、放熱器２２を通過する流路１６と、放熱器２２を迂回する流路１７と、が形成されている。流路１６と流路１７とは下流側が合流している。

エアミックスダンパ１５は、流路１６を開放して流路１７を閉鎖する位置と、流路１６を閉鎖して流路１７を開放する位置と、の間で回動可能である。エアミックスダンパ１５が流路１６を開放して流路１７を閉鎖する位置にあるときには、吸熱器２６を通過した空気は全て放熱器２２を通過する。エアミックスダンパ１５が流路１６を閉鎖して流路１７を開放する位置にあるときには、吸熱器２６を通過した空気は全て放熱器２２を迂回する。エアミックスダンパ１５が流路１６と流路１７の双方を開放する位置にあるときには、吸熱器２６を通過した空気のうち、一部が放熱器２２を通過し、残りが放熱器２２を迂回し、ＨＶＡＣユニット１３の下流側にて、放熱器２２を通過した空気と、放熱器２２を迂回した空気とが混合される。

次に、付加的な構成について説明する。
車両用空気調和装置１１は、温調回路４１を備え、温調用熱媒体を循環させることでバッテリ４５の温調を行なう。温調とは温度を調整又は調節することを意味する。温調用熱媒体は、例えば水であるが、冷媒やクーラント等、他の流体を用いてもよい。
先ず、温調回路４１の主な構成要素について説明する。
温調回路４１は、メインポンプ４２と、ヒータ４３と、ヒータコア４４と、バッテリ４５と、電動モータ４６と、熱交換器４７と、ラジエータ４８と、サブポンプ４９と、を備える。

メインポンプ４２は、温調回路４１の温調用熱媒体を一方の側から吸引し、他方の側に吐出することで、温調用熱媒体を循環させる。
ヒータ４３は、温調用熱媒体を加温する例えば水加熱ヒータ（ＥＣＨ：Electric Coolant Heater）である。
ヒータコア４４は、流路１６の放熱器２２よりも下流側に設けられており、放熱フィンの周囲を通過する空気とチューブ内を通過する温調用熱媒体（熱媒）との間で熱交換を行なう。ヒータコア４４は、加温された温調用熱媒体が供給されるときに、放熱フィンの周囲の空気を加温する。

バッテリ４５は、電動モータ４６に電力を供給する蓄電池であり、例えばリチウムイオンバッテリである。バッテリ４５に形成されたウォータージャケットに温調用熱媒体が流れることで、バッテリ４５の温調が行なわれる。バッテリ４５は、温調を必要とする電力機器の一つであるが、これに限定されるものではない。温度管理が求められる電力機器として、他にも電源システム、充電器、インバータ、及び高電圧部品等に適用してもよい。
電動モータ４６は、車両走行用のモータである。電動モータ４６に形成されたウォータージャケットに温調用熱媒体が流れることで、電動モータ４６への蓄熱、又は電動モータ４６の冷却が行なわれる。

熱交換器４７は、温調用熱媒体が通過する温調用熱媒体流路４７Ａと、空調用熱媒体が通過する空調用熱媒体流路４７Ｂと、を備え、冷凍サイクル回路１２の一部の空調用熱媒体と温調回路４１の温調用熱媒体との間で熱交換を行なう。
ラジエータ４８は、室外熱交換器２４の風下側に配置され、内部を通過する温調用熱媒体と周囲を通過する外気との間で熱交換を行ない、チューブ内の温調用熱媒体に放熱させる。室外熱交換器２４の風上側には、送風機２８が設けられており、車両が停止しているとき又は低速で走行しているときでも、送風機２８を駆動させることで、室外熱交換器２４及びラジエータ４８に送風が供給される。
サブポンプ４９は、温調回路４１の温調用熱媒体を一方の側から吸引し、他方の側に吐出することで、温調用熱媒体を循環させる。

次に、温調回路４１の回路構成について説明する。
図中、温調用熱媒体の流路を破線で示している。メインポンプ４２の出口は、配管５１ａを介してヒータコア４４の入口に連通している。ヒータコア４４の出口は、配管５１ｂを介してメインポンプ４２の入口に連通している。配管５１ａには、メインポンプ４２の側からヒータコア４４の側に向かって、ヒータ４３、三方弁６１が、順に設けられている。配管５１ｂには、ヒータコア４４の側からメインポンプ４２の側に向かって、分岐点５３、分岐点５４が、順に設けられている。

三方弁６１は、入口がヒータ４３に連通し、一方の出口がヒータコア４４の入口に連通し、他方の出口が配管５１ｃを介して熱交換器４７における温調用熱媒体流路４７Ａの入口に連通している。熱交換器４７における温調用熱媒体流路４７Ａの出口は、配管５１ｄを介して分岐点５４に連通している。配管５１ｃには、三方弁６１の側から熱交換器４７の側に向かって、三方弁６１、バッテリ４５、分岐点６２、三方弁６３、分岐点６４、電動モータ４６、三方弁６５、分岐点６６が、順に設けられている。配管５１ｄには、三方弁６７が設けられている。

三方弁６１は、入口が三方弁６１に連通し、一方の出口がバッテリ４５に連通し、他方の出口が配管５１ｅ（バイパス流路）を介して分岐点６２に連通している。三方弁６３は、入口が分岐点６２に連通し、一方の出口が分岐点６４に連通し、他方の出口が配管５１ｆを介して分岐点５３に連通している。配管５１ｆには、三方弁６８が設けられている。三方弁６８は、入口が三方弁６３に連通し、一方の出口が分岐点５３に連通し、他方の出口が配管５１ｇを介して分岐点６６に連通している。

サブポンプ４９の出口は、配管５１ｈを介して分岐点６４に連通している。三方弁６５は、入口が電動モータ４６に連通し、一方の出口が分岐点６６に連通し、他方の出口が配管５１ｉを介してサブポンプ４９の入口に連通している。配管５１ｉには、三方弁６５の側からサブポンプ４９の側に向かって、ラジエータ４８、分岐点６９が、順に設けられている。三方弁６７は、一方の入口が熱交換器４７における温調用熱媒体流路４７Ａに連通し、他方の入口が配管５１ｊを介して分岐点６９に連通し、出口が分岐点５４に連通している。

次に、冷凍サイクル回路１２の付加的な構成要素について説明する。
冷凍サイクル回路１２は、膨張弁５５と、熱交換器４７と、を備える。
膨張弁５５は、液相で高圧の空調用熱媒体を霧状にして吹き出すことにより、気化しやすい低圧の空調用熱媒体に減圧するものであり、開度が全閉から全開まで調整可能である。
次に、冷凍サイクル回路１２の付加的な回路構成について説明する。
配管３１ｄのうち、分岐点３７と室内膨張弁２５との間には分岐点５６があり、配管３１ｃのうち、逆止弁３３とアキュムレータ２７との間には分岐点５７がある。分岐点５６は、配管３１ｇを介して熱交換器４７における空調用熱媒体流路４７Ｂの入口に連通し、熱交換器４７における空調用熱媒体流路４７Ｂの出口は、配管３１ｈを介して分岐点５７に連通している。配管３１ｇには、膨張弁５５が設けられている。

次に、車両用空気調和装置１１の基本的な運転について説明する。
コントローラ７１は、例えばマイクロコンピュータであり、ユーザからの運転要求に応じて、暖房運転、除湿暖房運転、冷房運転、除湿冷房運転の各空調運転を選択的に実行し、車室内の空調を行なう。ここでは、基本的な運転について説明するため、冷凍サイクル回路１２の動作、及びＨＶＡＣユニット１３の動作について説明する。すなわち、コントローラ７１は、圧縮機２１、室外膨張弁２３、開閉弁３２、開閉弁３５、室内膨張弁２５、膨張弁５５、送風機２８、送風ファン１４、及びエアミックスダンパ１５を駆動制御する。

［暖房運転］
図２は、暖房運転を示す図である。
図中、低圧の空調用熱媒体が通過する流路を太い点線で示し、高圧の空調用熱媒体が通過する流路を太い実線で示し、開放された開閉弁を白抜きで示し、閉鎖された開閉弁を黒塗りで示している。冷凍サイクル回路１２によって、暖房運転を行なう場合、室外膨張弁２３を僅かに開放し、開閉弁３２を開放し、開閉弁３５を閉鎖し、室内膨張弁２５を閉鎖し、膨張弁５５を閉鎖した状態で、圧縮機２１を駆動する。

これにより、空調用熱媒体は、圧縮機２１、放熱器２２、分岐点３４、室外膨張弁２３、室外熱交換器２４、分岐点３６、開閉弁３２、分岐点３９、逆止弁３３、分岐点５７、及びアキュムレータ２７を順に経由して循環する。この循環経路において、気相の空調用熱媒体は、圧縮機２１で圧縮され高圧となり、放熱器２２で放熱することで凝縮液化し、低温になる。液相の空調用熱媒体は、室外膨張弁２３で膨張され低圧となり、室外熱交換器２４で吸熱することで蒸発気化し、高温になる。
一方、ＨＶＡＣユニット１３では、送風ファン１４を駆動すると共に、エアミックスダンパ１５で流路１７を閉じ気味にしつつ、放熱器２２を通過する割合を調整する。これにより、導入された空気が放熱器２２で加温され、温かい空気が車室内に供給される。

なお、暖房運転では、室外熱交換器２４が蒸発器として機能するため、室外熱交換器２４の周囲が冷却されることで空気中の水分が昇華し、放熱フィンに着霜が生じることがある。また、霜が成長し放熱フィンの通風路が塞がれると、室外熱交換器２４の熱交換効率が低下する。そこで、室外熱交換器２４の温度から着霜の発生を検出したときには、除霜運転を行なう。除霜運転を行なう場合、送風ファン１４を停止し、エアミックスダンパ１５で流路１６を閉塞することを除いては。暖房運転と同じである。これにより、空調用熱媒体は、放熱器２２での放熱が抑制されるので、高温のまま室外熱交換器２４へと供給され、霜が融解される。

［除湿暖房運転］
図３は、除湿暖房運転を示す図である。
図中、低圧の空調用熱媒体が通過する流路を太い点線で示し、高圧の空調用熱媒体が通過する流路を太い実線で示し、開放された開閉弁を白抜きで示し、閉鎖された開閉弁を黒塗りで示している。冷凍サイクル回路１２によって、除湿暖房運転を行なう場合、室外膨張弁２３を僅かに開放し、開閉弁３２を開放し、開閉弁３５を開放し、室内膨張弁２５を僅かに開放し、膨張弁５５を閉鎖した状態で、圧縮機２１を駆動する。

これにより、空調用熱媒体は、圧縮機２１、放熱器２２、分岐点３４、室外膨張弁２３、室外熱交換器２４、分岐点３６、開閉弁３２、分岐点３９、逆止弁３３、分岐点５７、及びアキュムレータ２７を順に経由して循環する。また、放熱器２２を通過した空調用熱媒体の一部は、分岐点３４から分流され、開閉弁３５、分岐点３７、分岐点５６、室内膨張弁２５、及び吸熱器２６を経由して分岐点３９に合流する。これらの循環経路において、気相の空調用熱媒体は、圧縮機２１で圧縮され高圧となり、放熱器２２で放熱することで凝縮液化し、低温になる。液相の空調用熱媒体は、室外膨張弁２３で膨張され低圧となり、室外熱交換器２４で吸熱することで蒸発気化し、高温になる。また、液相の空調用熱媒体の一部は、室内膨張弁２５で膨張され低圧となり、吸熱器２６で吸熱することで蒸発気化し、高温となる。
一方、ＨＶＡＣユニット１３では、送風ファン１４を駆動すると共に、エアミックスダンパ１５で流路１７を閉じ気味にしつつ、放熱器２２を通過する割合を調整する。これにより、導入された空気が吸熱器２６で除湿された後に、放熱器２２で加温され、除湿された温かい空気が車室内に供給される。

［除湿冷房運転］
図４は、除湿冷房運転を示す図である。
図中、低圧の空調用熱媒体が通過する流路を太い点線で示し、中圧の空調用熱媒体が通過する流路を太い破線で示し、高圧の空調用熱媒体が通過する流路を太い実線で示し、開放された開閉弁を白抜きで示し、閉鎖された開閉弁を黒塗りで示している。冷凍サイクル回路１２によって、除湿冷房運転を行なう場合、室外膨張弁２３を開き気味にし、開閉弁３２を閉鎖し、開閉弁３５を閉鎖し、室内膨張弁２５を僅かに開放し、膨張弁５５を閉鎖した状態で、圧縮機２１を駆動する。

これにより、空調用熱媒体は、圧縮機２１、放熱器２２、分岐点３４、室外膨張弁２３、室外熱交換器２４、分岐点３６、逆止弁３８、分岐点３７、分岐点５６、室内膨張弁２５、吸熱器２６、分岐点３９、逆止弁３３、分岐点５７、及びアキュムレータ２７を順に経由して循環する。この循環経路において、気相の空調用熱媒体は、圧縮機２１で圧縮され高圧となり、室外膨張弁２３で膨張され中圧となり、室外熱交換器２４で放熱することで凝縮液化し、低温になる。液相の空調用熱媒体は、室内膨張弁２５で膨張され低圧となり、吸熱器２６で吸熱することで蒸発気化し、高温となる。
一方、ＨＶＡＣユニット１３では、送風ファン１４を駆動すると共に、エアミックスダンパ１５で流路１６を閉じ気味にしつつ、放熱器２２を迂回する割合を調整する。これにより、導入された空気が吸熱器２６で除湿冷却され、涼しい空気が車室内に供給される。

［冷房運転］
図５は、冷房運転を示す図である。
図中、低圧の空調用熱媒体が通過する流路を太い点線で示し、高圧の空調用熱媒体が通過する流路を太い実線で示し、開放された開閉弁を白抜きで示し、閉鎖された開閉弁を黒塗りで示している。冷凍サイクル回路１２によって、冷房運転を行なう場合、室外膨張弁２３を全開にし、開閉弁３２を閉鎖し、開閉弁３５を閉鎖し、室内膨張弁２５を僅かに開放し、膨張弁５５を閉鎖した状態で、圧縮機２１を駆動する。

これにより、空調用熱媒体は、圧縮機２１、放熱器２２、分岐点３４、室外膨張弁２３、室外熱交換器２４、分岐点３６、逆止弁３８、分岐点３７、分岐点５６、室内膨張弁２５、吸熱器２６、分岐点３９、逆止弁３３、分岐点５７、及びアキュムレータ２７を順に経由して循環する。この循環経路において、気相の空調用熱媒体は、圧縮機２１で圧縮され高圧となり、室外熱交換器２４で放熱することで凝縮液化し、低温になる。液相の空調用熱媒体は、室内膨張弁２５で膨張され低圧となり、吸熱器２６で吸熱することで蒸発気化し、高温となる。
一方、ＨＶＡＣユニット１３では、送風ファン１４を駆動すると共に、エアミックスダンパ１５で流路１６を閉じ気味にしつつ、放熱器２２を迂回する割合を調整する。これにより、導入された空気が吸熱器２６で冷却され、涼しい空気が車室内に供給される。

次に、車両用空気調和装置１１の主要な制御処理について説明する。
図６は、車両用空気調和装置のブロック図である。
車両用空気調和装置１１は、情報取得部７２と、接続検知部７３と、乗車時刻推定部７４と、を備える。
情報取得部７２は、外気温、日射量、及び湿度の少なくとも一つを含む周囲の環境情報を取得する。例えば、車両に搭載された外気温センサ、日射量センサ、湿度センサから取得する。又はインターネット通信を介して取得する。取得した周囲の環境状況はコントローラ７１に入力される。

接続検知部７３は、バッテリ４５が充電ケーブルを介して外部電源に接続されていることを検知する。例えば、充電ポートに設けられた接続検知回路を介して外部電源に接続されていることを検知する。バッテリ４５が外部電源に接続されているか否かの信号はコントローラ７１に入力される。
乗車時刻推定部７４は、例えば過去の乗車時刻の履歴に基づいて、予想される乗車時刻を推定する。乗員によって乗車時刻を入力可能な構成であれば、入力された乗車時刻を採用する。予想される乗車時刻はコントローラ７１に入力される。

コントローラ７１は、蓄熱制御処理、及び暖房補助制御処理を実行し、冷凍サイクル回路１２、ＨＶＡＣユニット１３、及び温調回路４１を駆動制御する。すなわち、コントローラ７１は、冷凍サイクル回路１２の圧縮機２１、室外膨張弁２３、開閉弁３２、開閉弁３５、室内膨張弁２５、膨張弁５５、及び送風機２８を駆動制御する。また、コントローラ７１は、ＨＶＡＣユニット１３の送風ファン１４、及びエアミックスダンパ１５を駆動制御する。さらに、コントローラ７１は、温調回路４１のメインポンプ４２、ヒータ４３、サブポンプ４９、三方弁５２、三方弁６１、三方弁６３、三方弁６５、三方弁６７、及び三方弁６８を駆動制御する。

図７は、蓄熱制御処理の一例を示すフローチャートである。
蓄熱制御処理は、所定時間毎のタイマ割込み処理として実行される。
ステップＳ１０１では、バッテリ４５が外部電源に接続されているか否かを判定する。ここで、バッテリ４５が外部電源に接続されていないときには、非充電時であると判断して、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。一方、バッテリ４５が外部電源に接続されているときには、充電時であると判断してステップＳ１０２に移行する。
ステップＳ１０２では、外気温度Ｔａが予め定めた閾値Ｔｔｈ未満であるか否かを判定する。閾値Ｔｔｈは、暖房運転が不要と判断される温度の下限値であり、例えば約２０℃である。ここで、外気温度Ｔａが閾値Ｔｔｈ以上であるときには、暖房運転が要求される可能性は低いと判断して、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。一方、外気温度Ｔａが閾値Ｔｔｈ未満であるときには、暖房運転が要求される可能性は高いと判断してステップＳ１０３に移行する。

閾値Ｔｔｈは、固定値でもよいが、日射量や湿度に応じて可変にすることが好ましい。具体的にはマップを参照し、日射量や湿度に応じて閾値Ｔｔｈを設定する。
図８は、閾値の設定に用いるマップである。
図中の（ａ）は、日射量に応じて閾値Ｔｔｈを設定するためのマップである。ここでは、日射量が低いほど閾値Ｔｔｈが大きくなるように設定されている。これにより、同じ外気温でも日射量が低いほど、暖房運転が要求される可能性が高いと判断されやすくなる。図中の（ｂ）は、湿度に応じて閾値Ｔｔｈを設定するためのマップである。ここでは、湿度が低いほど閾値Ｔｔｈが大きくなるように設定されている。これにより、同じ外気温でも湿度が低いほど、暖房運転が要求される可能性が高いと判断されやすくなる。

ステップＳ１０３では、予想される乗車時刻まで所定時間内であるか否かを判定する。所定時間は、例えば１〜２時間程度であるが、外気温が低いほど所定時間が長くなるように、外気温に応じて所定時間を可変とすることが好ましい。ここで、予想される乗車時刻までに所定時間を超える時間があるときには、蓄熱を行なうには早過ぎると判断して、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。一方、予想される乗車時刻まで所定時間内であるときにはステップＳ１０４に移行する。

ステップＳ１０４では、温調用熱媒体に配管５１ｅを通過させ、ヒータ４３で加温した温調用熱媒体によって電動モータ４６への蓄熱を行ない、所定のメインプログラムに復帰する。具体的には、ヒータ４３を作動させ、メインポンプ４２を駆動し、サブポンプ４９を停止し、温調用熱媒体を循環させる。また、温調用熱媒体が、メインポンプ４２、ヒータ４３、三方弁５２、三方弁６１、配管５１ｅ、分岐点６２、三方弁６３、分岐点６４、電動モータ４６、三方弁６５、分岐点６６、熱交換器４７の温調用熱媒体流路４７Ａ、三方弁６７、及び分岐点５４を順に経由して循環するように、各三方弁を制御する。

図９は、暖房補助制御処理の一例を示すフローチャートである。
暖房補助制御処理は、所定時間毎のタイマ割込み処理として実行される。
ステップＳ１１１では、バッテリ４５の充電が終了したか否かを判定する。バッテリ４５の充電が終了していないときには、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。一方、バッテリ４５の充電が終了したときには、ステップＳ１１２に移行する。
ステップＳ１１２では、暖房運転が要求されているか否かを判定する。暖房運転が要求されていないときには、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。一方、暖房運転が要求されているときにはステップＳ１１３に移行する。ここでは、説明を簡単にするために、単に暖房運転が要求されているか否かを判定しているが、車室内を暖めるという点で暖房運転と除湿暖房運転は同等であるため、暖房運転及び除湿暖房運転の何れかが要求されているか否かを判定することも含むものとする。

ステップＳ１１３では、冷凍サイクル回路１２によって暖房運転を行ない、且つ電動モータ４６によって加温される一部の温調用熱媒体と空調用熱媒体との間で熱交換を行なうことで、冷凍サイクル回路１２による暖房運転を補助し、所定のメインプログラムに復帰する。具体的に、冷凍サイクル回路１２では、室外膨張弁２３を僅かに開放し、開閉弁３２を開放し、開閉弁３５を開放し、室内膨張弁２５を閉鎖し、膨張弁５５を僅かに開放した状態で、圧縮機２１を駆動する。一方、温調回路４１では、ヒータ４３を停止し、メインポンプ４２を駆動し、サブポンプ４９を停止し、温調用熱媒体を循環させる。また、温調用熱媒体が、メインポンプ４２、ヒータ４３、三方弁５２、三方弁６１、配管５１ｅ、分岐点６２、三方弁６３、分岐点６４、電動モータ４６、三方弁６５、分岐点６６、熱交換器４７の温調用熱媒体流路４７Ａ、三方弁６７、及び分岐点５４を順に経由して循環するように、各三方弁を制御する。

次に、車両用空気調和装置１１の主要な運転について説明する。
［蓄熱運転］
図１０は、蓄熱運転を示す図である。
図中、温調用熱媒体が通過する流路を太い破線で示す。ここでは、バッテリ４５が外部電源に接続されており、外気温度Ｔａが予め定めた閾値Ｔｔｈ未満で、且つ予想される乗車時刻まで所定時間内であるときに実行される蓄熱運転について説明する。冷凍サイクル回路１２は、全て停止している。一方、温調回路４１では、ヒータ４３を作動させ、メインポンプ４２を駆動し、サブポンプ４９を停止し、温調用熱媒体を循環させる。また、温調用熱媒体が、メインポンプ４２、ヒータ４３、三方弁５２、三方弁６１、配管５１ｅ、分岐点６２、三方弁６３、分岐点６４、電動モータ４６、三方弁６５、分岐点６６、熱交換器４７の温調用熱媒体流路４７Ａ、三方弁６７、及び分岐点５４を順に経由して循環するように、各三方弁を制御する。この循環経路において、温調用熱媒体は、ヒータ４３で吸熱することで高温となり、電動モータ４６で放熱することで低温となる。そして、熱容量の大きな電動モータ４６は、温調用熱媒体によって加温され、蓄熱されてゆく。

［蓄熱による暖房補助運転］
図１１は、蓄熱による暖房補助運転を示す図である。
図中、低圧の空調用熱媒体が通過する流路を太い点線で示し、高圧の空調用熱媒体が通過する流路を太い実線で示し、開放された開閉弁を白抜きで示し、閉鎖された開閉弁を黒塗りで示している。また、温調用熱媒体が通過する流路を太い破線で示す。
ここでは、バッテリ４５の充電が終了し、暖房運転が要求されているときに実行される蓄熱による暖房補助運転モードについて説明する。冷凍サイクル回路１２によって、暖房運転を行なう場合、室外膨張弁２３を僅かに開放し、開閉弁３２を開放し、開閉弁３５を開放し、室内膨張弁２５を閉鎖し、膨張弁５５を僅かに開放した状態で、圧縮機２１を駆動する。一方、温調回路４１では、ヒータ４３を停止し、メインポンプ４２を駆動し、サブポンプ４９を停止し、温調用熱媒体を循環させる。また、温調用熱媒体が、メインポンプ４２、ヒータ４３、三方弁５２、三方弁６１、配管５１ｅ、分岐点６２、三方弁６３、分岐点６４、電動モータ４６、三方弁６５、分岐点６６、熱交換器４７の温調用熱媒体流路４７Ａ、三方弁６７、及び分岐点５４を順に経由して循環するように、各三方弁を制御する。

これにより、空調用熱媒体は、圧縮機２１、放熱器２２、室外膨張弁２３、室外熱交換器２４、開閉弁３２、逆止弁３３、及びアキュムレータ２７を順に経由して循環する。また、放熱器２２を通過した空調用熱媒体の一部は、分岐点３４から分流され、開閉弁３５、分岐点３７、分岐点５６、膨張弁５５、及び熱交換器４７の空調用熱媒体流路４７Ｂを経由して分岐点５７に合流する。これらの循環経路において、気相の空調用熱媒体は、圧縮機２１で圧縮され高圧となり、放熱器２２で放熱することで凝縮液化し、低温になる。液相の空調用熱媒体は、室外膨張弁２３で膨張され低圧となり、室外熱交換器２４で吸熱することで蒸発気化し、高温になる。また、液相の空調用熱媒体の一部は、膨張弁５５で膨張され低圧となり、熱交換器４７で吸熱することで蒸発気化し、高温となる。

また、温調用熱媒体は、メインポンプ４２、ヒータ４３、三方弁５２、三方弁６１、配管５１ｅ、分岐点６２、三方弁６３、分岐点６４、電動モータ４６、三方弁６５、分岐点６６、熱交換器４７の温調用熱媒体流路４７Ａ、三方弁６７、及び分岐点５４を順に経由して循環する。この循環経路において、温調用熱媒体は、電動モータ４６で吸熱することで高温となり、熱交換器４７で放熱することで低温となる。
一方、ＨＶＡＣユニット１３では、送風ファン１４を駆動すると共に、エアミックスダンパ１５で流路１７を閉じ気味にしつつ、放熱器２２を通過する割合を調整する。これにより、導入された空気が放熱器２２で加温され、温かい空気が車室内に供給される。

次に、他の運転について補足説明する。
［バッテリ加温運転］
図１２は、バッテリ加温運転を示す図である。
図中、温調用熱媒体が通過する流路を太い破線で示す。ここでは、バッテリ４５の温度が予め定めた閾値よりも低いときに実行されるバッテリ加温運転について説明する。冷凍サイクル回路１２については、独立して機能しているものとして説明を省略する。温調回路４１では、ヒータ４３を作動させ、メインポンプ４２を駆動し、サブポンプ４９を停止し、温調用熱媒体を循環させる。また、温調用熱媒体が、メインポンプ４２、ヒータ４３、三方弁５２、三方弁６１、バッテリ４５、分岐点６２、三方弁６３、三方弁６８、分岐点５３、及び分岐点５４を順に経由して循環するように、各三方弁を制御する。この循環経路において、温調用熱媒体は、ヒータ４３で吸熱することで高温となり、バッテリ４５で放熱することで低温となる。これにより、バッテリ４５は、温調用熱媒体によって加温される。

［バッテリ冷却運転］
図１３は、バッテリ冷却運転を示す図である。
図中、温調用熱媒体が通過する流路を太い破線で示す。ここでは、バッテリ４５の温度が予め定めた閾値よりも高いときに実行されるバッテリ冷却運転について説明する。冷凍サイクル回路１２については、独立して機能しているものとして説明を省略する。温調回路４１では、ヒータ４３を停止し、メインポンプ４２を駆動し、サブポンプ４９を停止し、温調用熱媒体を循環させる。また、温調用熱媒体が、メインポンプ４２、ヒータ４３、三方弁５２、三方弁６１、バッテリ４５、分岐点６２、三方弁６３、三方弁６８、分岐点６６、三方弁６５、ラジエータ４８、分岐点６９、三方弁６７、及び分岐点５４を順に経由して循環するように、各三方弁を制御する。この循環経路において、温調用熱媒体は、バッテリ４５で吸熱することで高温となり、ラジエータ４８で放熱することで低温となる。これにより、バッテリ４５は、温調用熱媒体によって冷却される。

［ヒータによる暖房補助運転］
図１４は、ヒータによる暖房補助運転を示す図である。
図中、低圧の空調用熱媒体が通過する流路を太い点線で示し、高圧の空調用熱媒体が通過する流路を太い実線で示し、開放された開閉弁を白抜きで示し、閉鎖された開閉弁を黒塗りで示している。また、温調用熱媒体が通過する流路を太い破線で示す。
ここでは、ヒータ４３による暖房補助運転について説明する。冷凍サイクル回路１２によって、暖房運転を行なう場合、室外膨張弁２３を僅かに開放し、開閉弁３２を開放し、開閉弁３５を閉鎖し、室内膨張弁２５を閉鎖し、膨張弁５５を閉鎖した状態で、圧縮機２１を駆動する。一方、温調回路４１では、ヒータ４３を作動させ、メインポンプ４２を駆動し、サブポンプ４９を停止し、温調用熱媒体を循環させる。また、温調用熱媒体が、メインポンプ４２、ヒータ４３、三方弁５２、ヒータコア４４、分岐点５３、及び分岐点５４を順に経由して循環するように、各三方弁を制御する。

これにより、空調用熱媒体は、圧縮機２１、放熱器２２、分岐点３４、室外膨張弁２３、室外熱交換器２４、分岐点３６、開閉弁３２、分岐点３９、逆止弁３３、分岐点５７、及びアキュムレータ２７を順に経由して循環する。これらの循環経路において、気相の空調用熱媒体は、圧縮機２１で圧縮され高圧となり、放熱器２２で放熱することで凝縮液化し、低温になる。液相の空調用熱媒体は、室外膨張弁２３で膨張され低圧となり、室外熱交換器２４で吸熱することで蒸発気化し、高温になる。
また、温調用熱媒体は、メインポンプ４２、ヒータ４３、三方弁５２、ヒータコア４４、分岐点５３、及び分岐点５４を順に経由して循環する。この循環経路において、温調用熱媒体は、ヒータ４３で吸熱することで高温となり、ヒータコア４４で放熱することで低温となる。
一方、ＨＶＡＣユニット１３では、送風ファン１４を駆動すると共に、エアミックスダンパ１５で流路１７を閉じ気味にしつつ、放熱器２２を通過する割合を調整する。これにより、導入された空気が放熱器２２で加温されると共に、ヒータコア４４で加温され、さらに温かい空気が車室内に供給される。

［モータ冷却運転］
図１５は、モータ冷却運転を示す図である。
図中、温調用熱媒体が通過する流路を太い破線で示す。ここでは、電動モータ４６の温度が予め定めた閾値よりも高いときに実行されるモータ冷却運転について説明する。冷凍サイクル回路１２については、独立して機能しているものとして説明を省略する。温調回路４１では、ヒータ４３を停止し、メインポンプ４２を停止し、サブポンプ４９を駆動し、温調用熱媒体を循環させる。また、温調用熱媒体が、サブポンプ４９、分岐点６４、電動モータ４６、及び三方弁６５、ラジエータ４８、及び分岐点６９を順に経由して循環するように、各三方弁を制御する。この循環経路において、温調用熱媒体は、電動モータ４６で吸熱することで高温となり、ラジエータ４８で放熱することで低温となる。これにより、電動モータ４６は、温調用熱媒体によって冷却される。

上記より、バッテリ４５が「電力機器」及び「バッテリ」に対応し、温調回路４１が「温調回路」に対応し、ヒータ４３が「ヒータ」に対応し、電動モータ４６が「電動モータ」に対応する。また、冷凍サイクル回路１２が「冷凍サイクル回路」に対応し、熱交換器４７が「熱交換器」に対応し、配管５１ｅが「バイパス流路」に対応する。また、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理、及びステップＳ１１１〜Ｓ１１３の処理が「回路切替制御部」に対応する。

《作用効果》
次に、一実施形態の主要な作用効果について説明する。
充電時の蓄熱としては、蓄熱材を用いることが一般的であったが、新たな構成部品を追加することになるため、改善の余地があった。
そこで、バッテリ４５の温調を行なう温調回路４１上で、ヒータ４３と直列に電動モータ４６を設け、バッテリ４５を迂回する配管５１ｅを設け、さらに空調用熱媒体と温調用熱媒体との間で熱交換を行なう熱交換器４７を設けた。まず、バッテリ４５が外部電源に接続されているときに（ステップＳ１０１の判定が“Yes”）、温調用熱媒体に配管５１ｅを通過させ、ヒータ４３で加温した温調用熱媒体によって電動モータ４６への蓄熱を行なう（ステップＳ１０４）。バッテリ４５が外部電源に接続されていれば、既に充電が完了しているような状態でもよい。バッテリ４５が外部電源に接続されていれば、ヒータ４３の消費電力を外部電源からの給電によって賄うことができるからである。そして、バッテリ４５の充電が終了し（ステップＳ１１１の判定が“Yes”）、且つ暖房運転を要求されたときに（ステップＳ１１２の判定が“Yes”）、電動モータ４６によって加温された温調用熱媒体と一部の空調用熱媒体との間で熱交換を行なうことで、冷凍サイクル回路１２による暖房運転を補助する。

このように、バッテリ４５が外部電源に接続されているときに、ヒータ４３によって電動モータ４６に蓄熱を行ない、これを利用して暖房運転を補助する。電動モータ４６は、高温に強く、熱容量も大きいため、十分な蓄熱量を確保することができる。このように、既存の構成部品によって充電時の蓄熱を行ない、暖房運転を補助することができる。したがって、新たに蓄熱材を用意する構成と比べて、車両用空気調和装置１１の大型化や重量化、並びにコストの増大を、抑制することができる。さらに、通常の暖房運転では、室外熱交換器２４で吸熱することになるが、室外熱交換器２４での吸熱量が多いほど着霜が生じやすい。しかしながら、電動モータ４６に蓄熱を行ない、これを利用して暖房運転を補助すると、それだけ室外熱交換器２４での吸熱量を低減することができる。したがって、室外熱交換器２４の着霜を遅延させる効果がある。

また、バッテリ４５と電動モータ４６とが直列に接続されている。これにより、シンプルな回路構成とすることができる。
また、外気温度Ｔａを含む周囲の環境情報を取得し、外気温度Ｔａが閾値Ｔｔｈよりも低いときに（ステップＳ１０２の判定が“Yes”）、電動モータ４６への蓄熱を行なう。これにより、暖房運転が要求される可能性を、容易に且つ精度よく判断することができる。
また、日射量及び湿度の少なくとも一方を含む周囲の環境情報を取得し、日射量及び湿度の少なくとも一方に応じて閾値Ｔｔｈを可変にした。これにより、暖房運転が要求される可能性を、容易に且つ精度よく判断することができる。

また、予想される乗車時刻まで所定時間内であるときに、電動モータ４６への蓄熱を行なう。これにより、乗車される直前に電動モータ４６への蓄熱を行なうことができる。したがって、蓄熱した熱量を効率よく用いて暖房運転を補助することができる。
また、車両に搭載されたセンサ、又はインターネット通信を介して周囲の環境情報を取得する。これにより、周囲の環境情報を容易に且つ確実に取得することができる。
また、バッテリ４５は、温度が低すぎても性能に支障を来し、温度が高すぎても劣化を招くため、適正な温度を保つ必要があり、特にリチウムイオンバッテリは、熱に敏感である。そこで、温調回路４１によってバッテリ４５の温調を行なう。これにより、バッテリ４５の性能を適正な状態に保ち、劣化を抑制することができる。

《変形例１》
本実施形態では、バッテリ４５と電動モータ４６とが直列に接続されているが、これに限定されるものではなく、配管５１ｅに電動モータ４６を設けることで、バッテリ４５と電動モータ４６とを並列に接続してもよい。
図１６は、バッテリと電動モータとを並列に接続した変形例を示す図である。
配管５１ｅには、三方弁６１の側から分岐点６２の側に向かって、分岐点６４、電動モータ４６が、順に設けられている。サブポンプ４９の出口は、配管５１ｈを介して分岐点６４に連通している。この場合、三方弁６８、配管５１ｇ、及び分岐点６６を省略できるため、よりシンプルな回路構成とすることができる。

《変形例２》
本実施形態では、予想される乗車時刻まで所定時間内であるときに、電動モータ４６への蓄熱を行なっているが、これに限定されるものではない。例えば、乗車前に車室内の空調を行なうプレ空調として暖房運転が予約されている場合、このプレ空調による暖房運転を実施しているときに、電動モータ４６への蓄熱を行なってもよい。
図１７は、車両用空気調和装置の変形例を示すブロック図である。
ここでは、プレ空調予約部７５を備えることを除いては、前述した実施形態と同様であるため、共通する部分については同一符号を付し、説明を省略する。
プレ空調予約部７５は、乗車前に車室内の空調を行なうプレ空調の予約を受け付ける。プレ空調の予約情報は、インストルメントパネル近傍に設けられた空調操作部、又はスマートフォン等のユーザ端末を介して入力される。受け付けた予約情報はコントローラ７１に入力される。

図１８は、プレ空調中に蓄熱を行なう変形例を示すフローチャートである。
ここでは、前述したステップＳ１０３の代わりに、新たなステップＳ１２１の処理を実行する。
ステップＳ１２１では、プレ空調による暖房運転を実施中であるか否かを判定する。ここで、プレ空調による暖房運転を実施していなければ、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。一方、プレ空調による暖房運転を実施しているときには、電動モータ４６への蓄熱を行なうためにステップＳ１０４へ移行する。
なお、ステップＳ１２１の処理が「回路切替制御部」に含まれる。
このように、プレ空調による暖房運転を実施しているときに、電動モータ４６への蓄熱を行なえば、乗員が乗車する直前に、電動モータ４６への蓄熱を行なうことができる。したがって、蓄熱した熱量を効率よく用いて暖房運転を補助することができる。

《変形例３》
本実施形態では、予想される乗車時刻まで所定時間内であるときに、電動モータ４６への蓄熱を行なっているが、これに限定されるものではない。例えば、乗車前に車室内の空調を行なうプレ空調として暖房運転が予約されている場合、このプレ空調による暖房運転が開始されるまでの時間が所定時間内であるときに、電動モータ４６への蓄熱を行なってもよい。車両用空気調和装置１１のブロック図については、変形例２と同様である。
図１９は、プレ空調前に蓄熱を行なう変形例を示すフローチャートである。
ここでは、前述したステップＳ１０３の代わりに、新たなステップＳ１２２の処理を実行する。

ステップＳ１２２では、プレ空調による暖房運転が開始されるまでの時間が所定時間内であるか否かを判定する。所定時間は、例えば１〜２時間程度であるが、外気温が低いほど所定時間が長くなるように、外気温に応じて所定時間を可変とすることが好ましい。ここで、プレ空調による暖房運転が開始されるまでの時間が所定時間を超えているときには、蓄熱を行なうには早過ぎると判断して、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。一方、プレ空調による暖房運転が開始されるまでの時間が所定時間内であるときにはステップＳ１０４に移行する。
なお、ステップＳ１２２の処理が「回路切替制御部」に含まれる。
このように、プレ空調を実施する前に、電動モータ４６への蓄熱を行なえば、乗員が乗車する直前に、電動モータ４６への蓄熱を行なうことができる。したがって、蓄熱した熱量を効率よく用いて暖房運転を補助することができる。

《他の変形例》
本実施形態では、暖房運転が要求されたときに、電動モータ４６の蓄熱を利用して暖房運転を補助しているが、これに限定されるものではない。すなわち、車室内を暖めるという点で暖房運転と除湿暖房運転は同等であるため、除湿暖房運転が要求されたときに、電動モータ４６の蓄熱を利用して除湿暖房運転を補助してもよい。
本実施形態では、温調回路４１内でヒータ４３と電動モータ４６とを直列に接続しているが、これに限定されるものではない。温調回路４１内でヒータ４３と電動モータ４６とを並列に接続してもよい。

本実施形態では、温調回路４１において、温調用熱媒体の流れを三方弁で切り替えているが、これに限定されるものではない。例えば、三方弁を設ける代わりに、各配管の夫々に開閉可能な二方弁を設け、一方を開くときに他方を閉じ、一方を閉じるときに他方を開くようにしてもよい。
本実施形態では、冷房時に室外膨張弁２３を全開にする構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、室外膨張弁２３を迂回するバイパス流路を設け、このバイパス流路を開閉可能に構成してもよい。これにより、冷房時に室外膨張弁２３を閉鎖し、バイパス流路を開放すれば、圧力損失を低減することができる。

以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。

１１…車両用空気調和装置、１２…冷凍サイクル回路、１３…ＨＶＡＣユニット、１４…送風ファン、１５…エアミックスダンパ、１６…流路、１７…流路、２１…圧縮機、２２…放熱器、２３…室外膨張弁、２４…室外熱交換器、２５…室内膨張弁、２６…吸熱器、２７…アキュムレータ、２８…送風機、３１ａ…配管、３１ｂ…配管、３１ｃ…配管、３１ｄ…配管、３１ｅ…配管、３１ｆ…配管、３１ｇ…配管、３１ｈ…配管、３２…開閉弁、３３…逆止弁、３４…分岐点、３５…開閉弁、３６…分岐点、３７…分岐点、３８…逆止弁、３９…分岐点、４１…温調回路、４２…メインポンプ、４３…ヒータ、４４…ヒータコア、４５…バッテリ、４６…電動モータ、４７…熱交換器、４７Ａ…温調用熱媒体流路、４７Ｂ…空調用熱媒体流路、４８…ラジエータ、４９…サブポンプ、５１ａ…配管、５１ｂ…配管、５１ｃ…配管、５１ｄ…配管、５１ｅ…配管、５１ｆ…配管、５１ｇ…配管、５１ｈ…配管、５１ｉ…配管、５１ｊ…配管、５２…三方弁、５３…分岐点、５４…分岐点、５５…膨張弁、５６…分岐点、５７…分岐点、６１…三方弁、６２…分岐点、６３…三方弁、６４…分岐点、６５…三方弁、６６…分岐点、６７…三方弁、６８…三方弁、６９…分岐点、７１…コントローラ、７２…情報取得部、７３…接続検知部、７４…乗車時刻推定部、７５…プレ空調予約部

Claims (11)

1. 電動モータに給電するバッテリを搭載した車両において、
   温調用熱媒体を循環させる温調回路と、
   車室内の空調を行うために空調用熱媒体を循環させる冷凍サイクル回路と、を備えた車両用空気調和装置であって、
   前記温調回路は、
   前記温調用熱媒体を加温するヒータと、
   前記冷凍サイクル回路の前記空調用熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器と、
   温調を必要とする電力機器と、
   前記電動モータと、
   当該電力機器を迂回するバイパス流路とを備えるとともに、
   前記バッテリの充電の状態に基づき回路を切り替える回路切替制御部とを有し、
   当該回路切替制御部は、
   前記バッテリの充電時に前記温調用熱媒体が前記バイパス流路を通過し、前記ヒータで加熱した前記温調用熱媒体により前記電動モータに蓄熱し、
   前記バッテリの非充電時に暖房運転の要求に応じて、前記電動モータにより加熱された前記温調用熱媒体と前記空調用熱媒体とを熱交換して暖房運転を補助することを特徴とする車両用空気調和装置。
2. 前記温調回路は、
   前記電力機器と前記電動モータとが直列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用空気調和装置。
3. 前記温調回路は、
   前記バイパス流路に前記電動モータが設けられ、前記電力機器と前記電動モータとが並列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用空気調和装置。
4. 外気温を含む周囲の環境情報を取得する情報取得部を備え、
   前記回路切替制御部は、
   前記情報取得部で取得した外気温が予め定めた閾値よりも低いときに、前記電動モータへの蓄熱を行なうことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用空気調和装置。
5. 前記情報取得部は、
   日射量及び湿度の少なくとも一方を含む周囲の環境情報を取得し、
   前記閾値は、前記情報取得部で取得した日射量及び湿度の少なくとも一方に応じて可変であることを特徴とする請求項４に記載の車両用空気調和装置。
6. 前記回路切替制御部は、
   予想される乗車時刻までの時間が所定時間内であるときに、前記電動モータへの蓄熱を行なうことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の車両用空気調和装置。
7. 前記回路切替制御部は、
   乗車前に車室内の空調を行なうプレ空調として暖房運転が予約されている場合、前記プレ空調による暖房運転を実施しているときに、前記電動モータへの蓄熱を行なうことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の車両用空気調和装置。
8. 前記回路切替制御部は、
   乗車前に車室内の空調を行なうプレ空調として暖房運転が予約されている場合、前記プレ空調による暖房運転が開始されるまでの時間が所定時間内であるときに、前記電動モータへの蓄熱を行なうことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の車両用空気調和装置。
9. 前記情報取得部は、車両に搭載されたセンサ、又はインターネット通信を介して周囲の環境情報を取得することを特徴とする請求項４又は５に記載の車両用空気調和装置。
10. 前記電力機器は、前記バッテリであることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の車両用空気調和装置。
11. 前記バッテリは、リチウムイオンバッテリであることを特徴とする請求項１０に記載の車両用空気調和装置。

Images