JP2023075844A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートポンプを利用した車両用空調装置において、ホットガス暖房を継続させることで、ＰＴＣヒータ等の補助加熱を用いなくても、極低温環境下での暖房を所定時間継続できるようにする。【解決手段】車両用空調装置は、少なくとも圧縮機を備え圧縮機から出た高温冷媒を循環させる冷媒回路と、冷媒の放熱で車室内の空気を加熱する空気加熱装置と、冷媒の放熱量を制御する制御装置とを備えた車両用空調装置であって、制御装置は、冷媒の放熱量を圧縮機からの入熱量以下とするホットガス暖房継続モードを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用空調装置に関するものである。

エンジン等の燃焼系の熱源を持たない電動車両（ＥＶ：Electric Vehicle）や燃焼系の熱源の熱量が少ない車両用の空調装置として、ヒートポンプを熱源とする空調装置が知られている。

ヒートポンプを利用した空調装置は、暖房運転時には、外部熱交換器を吸熱器として機能させ、外気から暖房熱源を得ている。このため、外気温が極低温になると、外気からの吸熱が難しくなり、暖房能力が大きく低下することになる。これに対して、例えばＰＴＣヒータ等の電気式加熱器を用いて熱源を確保すると、バッテリの消費量が大きくなって、電動車両の場合には走行可能距離への悪影響が懸念されると共に、空調装置の製造コストが嵩むことになる。

ヒートポンプの圧縮機を活用したホットガス暖房は、外気吸熱を行わない暖房方式である。このホットガス暖房は、圧縮機から出た高温冷媒が車室内熱交換器である放熱部に送られ、放熱部から出た冷媒は外部熱交換器を介することなく減圧して圧縮機に戻される（下記特許文献１参照）。

特開２０１４－１９６０１７号公報

ヒートポンプを利用した車両用空調装置において、前述したホットガス暖房を採用して、極低温環境下での暖房運転を行う場合、通常、圧縮機は能力限界に近い設定回転数で運転されることになる。この際、暖房要求に応じて車室内熱交換器での放熱量が大きくなり、圧縮機の消費エネルギー（入熱量）に対して放熱量が大きくなると、上限の回転数で圧縮機を運転し続けたとしても、ホットガス暖房を継続することができなくなる。

本発明は、このような問題に着目して、ホットガス暖房を継続的に利用することを課題としている。即ち、ヒートポンプを利用した車両用空調装置において、ホットガス暖房を継続させることで、ＰＴＣヒータ等の補助加熱を用いなくても、極低温環境下で暖房を所定時間継続できるようにすること、が本発明の課題である。

このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
少なくとも圧縮機を備え前記圧縮機から出た高温冷媒を循環させる冷媒回路と、前記冷媒の放熱で車室内の空気を加熱する空気加熱装置と、前記冷媒の放熱量を制御する制御装置とを備えた車両用空調装置であって、前記制御装置は、前記冷媒の放熱量を前記圧縮機からの入熱量以下とするホットガス暖房継続モードを有することを特徴とする車両用空調装置。

このような特徴を有する本発明によると、極低温環境下でのホットガス暖房を所定時間継続させることが可能になり、ヒートポンプを利用した車両用空調装置の実用性を向上させることができる。また、極低温環境下での暖房をＰＴＣヒータ等の補助加熱を用いること無く行うことができるので、空調装置の製造コストを抑えることができる。

本発明の実施形態に係る車両用空調装置の構成及び冷媒の流れを示した説明図。 本発明の実施形態に係る車両用空調装置の構成及び冷媒の流れを示した説明図。 本発明の実施形態に係る車両用空調装置における制御装置のブロック図。 ホットガス暖房継続モードの基本制御フローを示した説明図。 ホットガス暖房継続モードの制御例を示したタイミングチャート図（（ａ）は室内空調ユニットの放熱部放熱量によって送風機出力電圧を制御する例、（ｂ）は冷媒－熱媒体熱交換器の放熱量によって熱媒体流量を制御する例）。 ホットガス暖房継続モードを実行するための他の制御フロー例を示した説明図。 図６の制御例のタイミングチャート図（（ａ）は放熱部の放熱量Ｑ_ｉｃｎｄの時系列変化による制御、（ｂ）は圧縮機吐出圧Ｐ_ｃｉの時系列変化による制御）。 本発明の実施形態に係る車両用空調装置の具体的な制御例を示したフロー図。 車両用空調装置を備える電動車両（ＥＶ）における制御装置の構成例を示した説明図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置の構成例を示している。車両用空調装置１は、車室内の空気を加熱する空気加熱装置として機能する室内空調ユニット１０と、冷媒回路２０を備えている。

図１に示した車両用空調装置１の室内空調ユニット１０は、室内熱交換器１１，１２を備えている。また、室内空調ユニット１０は、室内熱交換器１１の上流側の送風層１０Ａに、室内熱交換器１１，１２に車室内の空気を送風する送風機１３が設けられ、室内熱交換器１２の下流側の受風層１０Ｂに、図示省略した車室内への送風流路が設けられている。また、室内空調ユニット１０には、エアダンパ駆動部１４Ａによって開閉駆動されるエアダンパ１４が設けられている。前述した送風機１３の送風量とエアダンパ１４の開閉により、室内熱交換器１１，１２を通過する空気の送風量が調整できるようになっている。

図１に示した車両用空調装置１の冷媒回路２０は、ヒートポンプを構成して暖房運転又は冷房運転を行うことができるものであり、ヒートポンプサイクルへの切り替えが可能な冷媒流路切替手段を備えている。そして、図示の太線で示す冷媒流路の選択によって、ホットガス暖房を実行することができるものである。

冷媒回路２０は、気化した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機２と、圧縮機２によって圧縮された冷媒を所定の圧力に減圧する減圧弁２２（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ）と、冷媒の流路を切り替える流路切替弁２３（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ）、圧縮機２の上流側に設けられるアキュムレータ２１を備えている。

また、冷媒回路２０の冷媒流路は、前述した室内熱交換器１１，１２に接続されると共に、冷媒が外気と熱交換するための外部熱交換器２４や、冷媒が熱媒体回路３０を流れる熱媒体と熱交換するための冷媒－熱媒体熱交換器２５などに接続されている。更に冷媒回路２０は、必要に応じて、逆止弁２６などが設けられている。

そして、図示の例では、流路切替弁２３Ｃ，２３Ｄを閉止することで、図示太線で示した冷媒流路によるホットガス暖房を実行することができる。ホットガス暖房の実行時には、圧縮機２から出た高温冷媒は、放熱部として機能する室内熱交換器１２を流れ、室内熱交換器１２を出た冷媒は、流路切替弁２３Ａ、減圧弁２２Ａ、冷媒－熱媒体熱交換器２５、アキュムレータ２１を経由して圧縮機２に戻る。また、圧縮機２を出た冷媒は、室内熱交換器１２などを迂回するバイパス流路３を通り、アキュムレータ２１を経由して圧縮機２に戻る。

なお、図１に示した例では、室内空調ユニット１０において室内熱交換器１２のみを放熱部として利用し、冷媒－熱媒体熱交換器２５を経由する冷媒流路にしているが、図２に示すように、減圧弁２２Ａを全閉にすることで、室内空調ユニット１０の室内熱交換器１１，１２の両方を放熱部として利用し、冷媒－熱媒体熱交換器２５を迂回する冷媒流路で、ホットガス暖房を実行することもできる。

冷媒回路２０は、図１に示した例では、減圧弁２２Ａと減圧弁２２Ｂの絞り量を調整することで、バイパス流路３の流量とそれ以外の流路の流量の比（流量比）が調整できるようになっている。同様に、図２に示した例では、減圧弁２２Ｃと減圧弁２２Ｂの絞り量を調整することで、前述した流量比を調整することができる。ここで、バイパス流路３の流量が大きくなるように流量比を調整することで、少ない放熱で圧縮機２に戻る冷媒の流量が大きくなり、冷媒の放熱量を小さくすることができる。

また、車両用空調装置１は、図３に示すように、制御装置４を備える。制御装置４は、車両用空調装置１の各種制御モードを実行するための空調用ＥＣＵ（Electronic Control Unit）であり、ホットガス暖房の実行に際しては、冷媒の放熱量を制御して、ホットガス暖房を継続させるホットガス暖房継続モードを有している。

制御装置４は、車両用空調装置１の動作状況を把握するために、各種センサからの検出情報を取得する。前述したホットガス暖房継続モードでは、制御装置４には、図３に示すように、送風温度センサＴａ１，Ｔａ２、外気温度センサＴａ３、冷媒温度センサＴｒ１，Ｔｒ２、冷媒圧力センサＰｒ１，Ｐｒ２の検出情報が入力され、制御装置４は、流路切替弁駆動部Ｓ１～Ｓ４を制御して流路切替弁２３（２３Ａ～２３Ｄ）を開閉することで冷媒流路の選択を行いながら、圧縮機２、送風機１３、エアダンパ駆動部１４Ａ、熱媒体循環ポンプ３１、減圧弁駆動部Ｅ１～Ｅ４を制御して、冷媒の放熱量を制御する。

ホットガス暖房継続モードにおける制御装置４の基本制御フローを、図４に示す。制御開始から、圧縮機２からの入熱量（Ｑ_ｃｏｍｐ）を把握すると共に（ステップＳ１）、冷媒回路２０における冷媒の放熱量（Ｑ_ｏｕｔ）を把握し（ステップＳ２）、入熱量（Ｑ_ｃｏｍｐ）と放熱量（Ｑ_ｏｕｔ）を比較して（ステップＳ３）、Ｑ_ｃｏｍｐ≧Ｑ_ｏｕｔが成立する場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）には、ホットガス暖房が継続可能であるとして、暖房要求に対応して（ステップＳ４）、当該制御サイクルを終了する。

また、Ｑ_ｃｏｍｐ≧Ｑ_ｏｕｔが成立しない場合（ステップＳ３：ＮＯ）には、ホットガス暖房の継続が不可能であるとして、冷媒の放熱量（Ｑ_ｏｕｔ）を低減する処理（ステップＳ５）を行った後、当該制御サイクルを終了する。ホットガス暖房継続モードでは、この基本制御フローの制御サイクルを繰り返すことで、Ｑ_ｃｏｍｐ≧Ｑ_ｏｕｔが成立しない場合に、冷媒の放熱量（Ｑ_ｏｕｔ）を低減する処理を行って、Ｑ_ｃｏｍｐ≧Ｑ_ｏｕｔが成立する状態に戻すことで、ホットガス暖房の継続を可能にしている。

ここで、圧縮機２からの入熱量（Ｑ_ｃｏｍｐ）の把握は、圧縮機２の消費電力をモニタリングすることで把握することができる。入熱量（Ｑ_ｃｏｍｐ）は、圧縮機２の消費電力に所定の係数を乗じること等で求めることができる。

冷媒回路２０における冷媒の放熱量（Ｑ_ｏｕｔ）の把握は、例えば、次の（１）～（３）を個別に又は総合して把握することができる。

（１）室内空調ユニット１０における放熱部（室内熱交換器１１，１２）の放熱量、（２）冷媒回路２０の環境放熱量、（３）冷媒－熱媒体熱交換器２５における熱媒体回路３０への放熱量。

上記（１）～（３）において、ホットガス暖房を継続する際に最も主要な放熱量は、上記（１）の室内空調ユニット１０における放熱部の放熱量である。前述した冷媒の放熱量（Ｑ_ｏｕｔ）を把握する際には、先ず上記（１）の放熱量を把握した上で、必要に応じて、外乱として上記（２）の放熱量の影響を加味し、更に熱媒体回路３０の動作時に上記（３）の放熱量を加味することが好ましい。

先ずは、冷媒の放熱量（Ｑ_ｏｕｔ）が、概ね室内空調ユニット１０における放熱部（図１においては、室内熱交換器１２）の放熱量（Ｑ_ｉｃｎｄ）に当たる場合を説明する。

室内空調ユニット１０における放熱部の放熱量（Ｑ_ｉｃｎｄ）は、下記式で求められる。
Ｑ_ｉｃｎｄ＝（Ｔｈｐ－Ｔｅ）×Ｇａ×Ｋ
ここで、Ｔｈｐ：吹き出し空気温度、Ｔｅ：吸い込み空気温度、Ｇａ：放熱部通過送風量、Ｋ：演算定数。

ここでの吹き出し空気温度（Ｔｈｐ）は、上記の送風温度センサＴａ２による検出値であり、吸い込み空気温度（Ｔｅ）は、上記の送風温度センサＴａ１による検出値である。また、放熱部通過送風量Ｇａは、送風機１３の出力とエアダンパ１４の開度によって求められる算出値である。演算定数（Ｋ）は、システムにおいて予め設定された設定値である。

そして、上記のステップＳ３では、Ｑ_ｃｏｍｐ≧Ｑ_ｉｃｎｄの成立を判断し、Ｑ_ｃｏｍｐ≧Ｑ_ｉｃｎｄが成立しない場合に行われる、冷媒の放熱量（Ｑ_ｏｕｔ）を低減する処理（ステップＳ４）は、下記の（ａ）～（ｃ）によって実行される。

（ａ）放熱部通過送風量Ｇａの低減、（ｂ）バイパス流路３を流れる冷媒の流量比の増大、（ｃ）冷媒－熱媒体熱交換器２５を流れる熱媒体流量の低減。

ここで、上記（ａ）は、送風機１３の出力低下とエアダンパ１４の開度上昇を適宜組み合わせるか、或いはその一方の制御で行うことができる。放熱部通過送風量Ｇａを低減させることで、室内空調ユニット１０における放熱部の放熱量が減り、冷媒の放熱量（Ｑ_ｏｕｔ）を低減させることができる。

上記（ｂ）は、図１の流路状態では減圧弁２２Ａと減圧弁２２Ｂの絞り量調整（図２の流路状態では減圧弁２２Ｃと減圧弁２２Ｂの絞り量調整）によって行うことができる。バイパス流路３を流れる冷媒の流量比を増大させることで、室内空調ユニット１０における放熱部を流れる冷媒量が減り、冷媒の放熱量（Ｑ_ｏｕｔ）を低減させることができる。

上記（ｃ）は、熱媒体回路３０が動作中の場合で、熱媒体循環ポンプ３１の回転数を低減することによって行うことができる。熱媒体回路３０の動作中に冷媒－熱媒体熱交換器２５を流れる熱媒体流量を低減させることで、熱媒体回路３０における冷媒－熱媒体熱交換器２５の放熱量が減り、冷媒の放熱量（Ｑ_ｏｕｔ）を低減させることができる。

図５は、制御の一例を示している。図５（ａ）に示す例は、冷媒の放熱量（Ｑ_ｏｕｔ）を室内空調ユニット１０における放熱部の放熱量（Ｑ_ｉｃｎｄ）で把握し、Ｑ_ｃｏｍｐとＱ_ｉｃｎｄの比較を行い、Ｑ_ｃｏｍｐ≧Ｑ_ｉｃｎｄが成立しなくなったときに、送風機１３の出力電圧を低減させる制御を行っている。図示の例では、Ｑ_ｉｃｎｄ－Ｑ_ｃｏｍｐ≧αとなるタイミングＴ１にて、送風１３の出力電圧をＶ１からＶ２（Ｖ１＞Ｖ２）に下げており、それによって放熱量（Ｑ_ｉｃｎｄ）を低下させて、Ｑ_ｃｏｍｐ≧Ｑ_ｉｃｎｄを成立させている。

また、図示の例では、Ｑ_ｃｏｍｐ≧Ｑ_ｉｃｎｄが成立した後に、所定のタイミングＴ２で送風機１３の出力電圧をＶ２からＶ３（Ｖ２＜Ｖ３）に上げて、所望の暖房要求に対応するようにしている。なお、ここでは送風機１３の出力電圧を制御することで、放熱部通過送風量Ｇａを制御しているが、これに替えて又はこれに加えて、エアダンパ１４の開度制御を行うことで、放熱部通過送風量Ｇａを制御するようにしてもよい。

図５（ｂ）に示す例は、冷媒の放熱量（Ｑ_ｏｕｔ）を熱媒体回路３０における放熱量（Ｑ_ｃｈｉｌ）で把握し、Ｑ_ｃｏｍｐとＱ_ｃｈｉｌの比較を行い、Ｑ_ｃｏｍｐ≧Ｑ_ｃｈｉｌが成立しなくなったときに、熱媒体循環ポンプ３１の回転数を低下させて熱媒体流量を低減させる制御を行っている。図示の例では、Ｑ_ｃｈｉｌ－Ｑ_ｃｏｍｐ≧αとなるタイミングＴ１にて、熱媒体流量をＬ１からＬ２（Ｌ１＞Ｌ２）に下げており、それによって放熱量（Ｑ_ｃｈｉｌ）を低下させて、Ｑ_ｃｏｍｐ≧Ｑ_ｃｈｉｌを成立させている。また、図示の例では、Ｑ_ｃｏｍｐ≧Ｑ_ｃｈｉｌが成立した後に、所定のタイミングＴ２で熱媒体流量をＬ２からＬ３（Ｌ２＜Ｌ３）に上げて、熱媒体回路３０の温調要求に対応するようにしている。

図６は、ホットガス暖房継続モードを実行するための他の制御フロー例を示している。ここでは、圧縮機２の回転数が一定（上限値）であることを前提にして、放熱部の放熱量（Ｑ_ｉｃｎｄ）又は圧縮機２の吐出圧力（Ｐ_ｃｉ）の時系列変化に基づいて、入熱量（Ｑ_ｃｏｍｐ）と放熱量（Ｑ_ｏｕｔ）の関係を推定する。

図６の例では、制御開始から放熱部の放熱量（Ｑ_ｉｃｎｄ）又は圧縮機２の吐出圧力（Ｐ_ｃｉ）の今回値を取得し（ステップＳ０１）、これをメモリに保存する（ステップＳ０２）。そして、制御サイクルにおける前回サイクルでメモリに保存した前回値Ｑ_{ｉｃｎｄｚ}（又はＰ_ｃｉｚ）と今回値Ｑ_ｉｃｎｄ（又はＰ_ｃｉ）を比較し（ステップＳ０３）、Ｑ_ｉｃｎｄ≧Ｑ_{ｉｃｎｄｚ}（又はＰ_ｃｉ≧Ｐ_ｃｉｚ）が成立する場合には（ステップＳ０３：ＹＥＳ）、ホットガス暖房の継続が可能であるとして、暖房要求に対応して（ステップＳ０４）、今回制御サイクルを終了する。

また、前回値Ｑ_{ｉｃｎｄｚ}（又はＰ_ｃｉｚ）と今回値Ｑ_ｉｃｎｄ（又はＰ_ｃｉ）を比較して（ステップＳ０３）、Ｑ_ｉｃｎｄ≧Ｑ_{ｉｃｎｄｚ}（又はＰ_ｃｉ≧Ｐ_ｃｉｚ）が成立しない場合には（ステップＳ０３：ＮＯ）、前述した冷媒の放熱量（Ｑ_ｏｕｔ）の低減処理を行って（ステップＳ０５）、ホットガス暖房の継続が可能な状態に戻す処理を行い、今回制御サイクルを終了する。

図６に示す制御を行うことで、図７に示すようなタイムチャートが得られる。図７（ａ）は、放熱部の放熱量Ｑ_ｉｃｎｄの時系列変化によるものであり、Ｑ_ｉｃｎｄの今回値が前回値より下がったタイミングＴ０１で、送風機１３の出力電圧をＶ０１からＶ０２に下げて、Ｑ_ｉｃｎｄを低下させる。この際、送風１３の出力電圧を下げて放熱部通過送風量Ｇａを下げることで、Ｑ_ｉｃｎｄの絶対値は低下するが、時系列変化は抑えられて安定したＱ_ｉｃｎｄの状態になる。

ここでのＱ_ｉｃｎｄの今回値が前回値より下がった状態は、まさに入熱量（Ｑ_ｃｏｍｐ）に対して放熱量（Ｑ_ｏｕｔ）が上回ってしまい、ホットガス暖房の継続条件が崩れた状態になっている。ここでは、この状態を検出して、放熱量（Ｑ_ｏｕｔ）を低減させる処理を行うことで、ホットガス暖房の継続を確保している。

ステップＳ０５の処理を行うことで、放熱量Ｑ_ｉｃｎｄの時系列変化が安定し、ホットガス暖房の継続条件が保たれた場合には、所定のタイミングＴ０２で送風機１３の出力電圧をＶ０２からＶ０３に上げて、適宜暖房要求に対応する放熱量Ｑ_ｉｃｎｄが得られるように制御する。

図７（ｂ）は、圧縮機２の吐出圧Ｐ_ｃｉの時系列変化によるものであり、Ｐ_ｃｉの今回値が前回値より下がったタイミングＴ１０で、送風機１３の出力電圧をＶ１１からＶ１２に下げて、Ｑ_ｉｃｎｄ（放熱量Ｑ_ｏｕｔ）を低下させる。この際、放熱量Ｑ_ｏｕｔを低下させることで、圧縮機２の吐出圧Ｐ_ｃｉは所定圧に戻って安定した時系列変化状態になる。なお、ここでの圧縮機２の吐出圧Ｐ_ｃｉは、図１に示した冷媒回路２０における冷媒圧力センサＰｒ２によって検出される。

そして、図３の制御フローにおけるステップＳ４或いは図７の制御フローにおけるステップＳ０４の暖房要求に対応するには、目標暖房温度（ＴＣＯ）に吹き出し空気温度（Ｔｈｐ）を近づける制御が行われる。

このような暖房要求に対して、ホットガス暖房の継続性を考慮する場合には、圧縮機２の回転数を上限値付近に設定していることを前提として、目標暖房温度（ＴＣＯ）と吹き出し空気温度（Ｔｈｐ）との差が設定値α１より大きい場合（即ち、（ＴＣＯ－α１）＞Ｔｐｈ、α１＞０）、放熱量Ｑ_ｏｕｔ（Ｏ_ｉｃｎｄ）を下げるために送風機１３の出力電圧を下げて、ホットガス暖房の継続性を高める制御を行う。そして、同じ前提で、吹き出し空気温度（Ｔｐｈ）が目標暖房温度（ＴＣＯ）を設定値βだけ上回っている場合（即ち、ＴＯＣ≦Ｔｈｐ－β、β＞０）、その場合の能力余剰を利用して、送風機１３の出力電圧を上げて放熱量Ｑ_ｏｕｔ（Ｏ_ｉｃｎｄ）を高めることで、ホットガス暖房時の熱利用効率を上昇させる。

図８に示す制御例は、前述した送風機１３の出力電圧の制御（放熱部通過送風量Ｇａの制御）と前述したバイパス流路３の流量比を調整する制御を組み合わせて、ホットガス暖房継続モードを実行する例である。

この例では、制御開始から圧縮機２からの入熱量Ｑ_ｃｏｍｐと放熱部の放熱量Ｑ_ｉｃｎｄを把握し（ステップＳ１０）、ホットガス暖房の継続条件であるＱ_ｃｏｍｐ≧Ｑ_ｉｃｎｄの成立有無を判断する（ステップＳ１１）。そして、Ｑ_ｃｏｍｐ≧Ｑ_ｉｃｎｄが成立しない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）には、ホットガス暖房の継続を目指して送風機１３の出力電圧を下げて（ステップＳ１６）、放熱量Ｑ_ｏｕｔを低下させる。

また、ステップＳ１１にてホットガス暖房の継続条件であるＱ_ｃｏｍｐ≧Ｑ_ｉｃｎｄが成立している場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）には、送風機１３の出力電圧を維持し（ステップＳ１２）、暖房要求に従って、目標暖房温度（ＴＣＯ）に吹き出し空気温度（Ｔｈｐ）が到達したかの判断を行う（ステップＳ１３）。ここで、目標暖房温度（ＴＣＯ）に吹き出し空気温度（Ｔｈｐ）が到達していない場合（ステップ１３：ＮＯ）には、バイパス流路３を流れる冷媒の流量比を上げて放熱量Ｑ_ｏｕｔを低下させる（ステップＳ１７）。これにより、ホットガス暖房の継続性が高められる。

そして、ステップＳ１３で、目標暖房温度（ＴＣＯ）に吹き出し空気温度（Ｔｈｐ）が到達している場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）には、能力余剰の有無を判断し（ステップＳ１４）、能力余剰が無い場合（ステップＳ１４：ＮＯ）には、その状態を持続し、能力余剰がある場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）には、バイパス流路３を流れる冷媒の流量比を下げて（ステップＳ１５）、放熱量Ｑ_ｏｕｔを上昇させる。

なお、車両用空調装置１が備える制御装置４は、図９に示すように、電動車両（ＥＶ）の制御を行う各種ＥＣＵ（Electronic Control Unit）に車載ネットワークＬを介して接続された一つのＥＣＵとして構成される。制御装置４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１、ＲＯＭ（Read Only Memory）４２、ＲＡＭ（Random Access Memory）４３、入出力Ｉ／Ｆ（Interface）４４、車内通信Ｉ／Ｆ（Interface）４５などを備え、各ハードウェアは、バス４６を介して相互に接続されている。

ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に記憶されている各種プログラムを実行することにより、制御装置４の制御を実行する。ＲＯＭ４２は、不揮発性メモリである。例えば、ＲＯＭ４２は、ＣＰＵ４１により実行されるプログラム、ＣＰＵ４１がプログラムを実行するために必要なデータ等を記憶する。ＲＡＭ４３は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の主記憶装置である。例えば、ＲＡＭ４３は、ＣＰＵ４１がプログラムを実行する際に利用する作業領域として機能する。入出力Ｉ／Ｆ４４は、ＥＶに設置される各種センサやモニタに接続され、ＣＰＵ４１にデータを入力すると共に、ＣＰＵ４１が演算処理したデータを出力する。車内通信Ｉ／Ｆ４５は、車載ネットワークＬに接続されることで、ＥＶに設定された他のＥＣＵとのデータ送受信を制御する。

制御装置４は、入出力Ｉ／Ｆ４４や車内通信Ｉ／Ｆ４５を介して、周辺の環境情報関するデータ或いはＥＶの運転状況に関するデータが入力されることで、ＣＰＵ４１が実行するプログラムによって、前述した車両用空調装置１の制御を実行する。

以上説明したように、本発明の実施形態によると、ヒートポンプの圧縮機２を含む冷媒回路２０において、ホットガス暖房を継続させることが可能になるので、極低温環境下であっても、ＰＣＴヒータ等の電気式加熱器を用いることなく、低い消費電力で十分な暖房量を維持することができる。これにより、ヒートポンプを利用した車両用空調装置の実用性を向上させることができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１：車両用空調装置，２：圧縮機，３：バイパス流路，４：制御装置，
１０：室内空調ユニット（空気加熱装置），１０Ａ：送風層，１０Ｂ：受風層，
１１，１２：室内熱交換器（放熱部），１３：送風機，
１４：エアダンパ，１４Ａ：エアダンパ駆動部，
２０：冷媒回路，２１：アキュムレータ，２２（２２Ａ～２２Ｄ）：減圧弁，
２３（２３Ａ～２３Ｄ）：流路切替弁，２４：外部熱交換器，
２５：冷媒－熱媒体熱交換器，２６：逆止弁，
３０：熱媒体回路，３１：熱媒体循環ポンプ，
４１：ＣＰＵ，４２：ＲＯＭ，４３：ＲＡＭ，
４４：入出力Ｉ／Ｆ，４５：車内通信Ｉ／Ｆ，４６：バス，
Ｌ：車載ネットワーク

Claims (10)

1. 少なくとも圧縮機を備え前記圧縮機から出た高温冷媒を循環させる冷媒回路と、前記冷媒の放熱で車室内の空気を加熱する空気加熱装置と、前記冷媒の放熱量を制御する制御装置とを備えた車両用空調装置であって、
   前記制御装置は、前記冷媒の放熱量を前記圧縮機からの入熱量以下とするホットガス暖房継続モードを有することを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記圧縮機からの入熱量は、前記圧縮機の消費電力によって求められることを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置。
3. 前記空気加熱装置は、当該空気加熱装置に設けた前記冷媒回路の放熱部に車室内へ供給する空気を送風し、
   前記制御装置は、前記放熱部の通過送風量を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の車両用空調装置。
4. 前記制御装置は、前記放熱部の放熱量が前記圧縮機からの入熱量より高い場合に、前記通過送風量を低下させることを特徴とする請求項３記載の車両用空調装置。
5. 前記制御装置は、各制御サイクルで前記放熱部の放熱量（Ｑ_ｉｃｎｄ）を求め、前回求めた前記放熱量（Ｑ_{ｉｃｎｄｚ}）に対して今回求めた前記放熱量（Ｑ_ｉｃｎｄ）が低い場合に、前記通過送風量を低下させることを特徴とする請求項４記載の車両用空調装置。
6. 前記制御装置は、各制御サイクルで前記圧縮機の吐出圧力（Ｐ_ｃｉ）を取得し、前回取得した前記圧縮機の吐出圧力（Ｐ_ｃｉｚ）に対して今回取得した前記圧縮機の吐出圧力（Ｐ_ｃｉ）が低い場合に、前記通過送風量を低下させることを特徴とする請求項４記載の車両用空調装置。
7. 前記通過送風量の制御は、前記空気加熱装置における送風機の出力又はエアダンパの開度によってなされることを特徴とする請求項３～６のいずれか１項記載の車両用空調装置。
8. 前記冷媒回路は、前記空気加熱装置への前記冷媒の循環を迂回するバイパス流路を備え、
   前記制御装置は、前記バイパス流路を流れる冷媒流量と前記空気加熱装置を通過する冷媒流量の流量比を制御することで、前記冷媒の放熱量を制御することを特徴とする請求項１～７のいずれか１項記載の車両用空調装置。
9. 前記冷媒回路は、冷媒－熱媒体熱交換器を備え、
   前記制御装置は、熱媒体流量を制御することで、前記冷媒の放熱量を制御することを特徴とする請求項記１～８のいずれか１項記載の車両用空調装置。
10. 前記冷媒回路は、ヒートポンプサイクルへの切り替えが可能な冷媒流路切替手段を備えることを特徴とする請求項１～９のいずれか１項記載の車両用空調装置。

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