JP2024065590A - 車載温調システム - Google Patents

Abstract

【課題】冷凍回路を循環する冷媒から熱回路を循環する熱媒体に放熱させる媒体間熱交換器の温度を適正に制御する。【解決手段】車載温調システム１は、冷媒から熱媒体に放熱させる水冷コンデンサ２２と冷媒を蒸発させるエバポレータ２６とに冷媒を循環させ得る冷凍回路２と、車室内を暖房するためのヒータコア４２、水冷コンデンサ２２、および内燃機関１１０の排熱により熱媒体を加熱する機関熱交換器４３に熱媒体を循環させ得る高温回路４であって、機関熱交換器４３から排出された熱媒体の水冷コンデンサ２２への流入を調整する第４電磁調整弁５４を有する高温回路４と、水冷コンデンサ２２における熱媒体の温度が所定の上限温度に達すると熱媒体の水冷コンデンサ２２への流入を停止させ、該温度が所定の下限温度に達すると熱媒体を水冷コンデンサ２２へ流入させるように第４電磁調整弁５４を制御するＥＣＵ６１と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、車載温調システムに関する。

従来、ハイブリッド自動車において、モータによる走行中にエンジンの駆動開始が予測され、かつエンジンの暖機（冷却水の昇温）が必要とされる場合に、空調用の冷凍サイクルの廃熱を利用してエンジン冷却水の加熱を行うことが知られている（特許文献１）。

特開２００９－１８０１０３号公報

内燃機関を駆動して走行しているときには、内燃機関を冷却する冷却水がヒータコアに循環される。この間、空調要求や電池冷却要求が出されていなければ、内燃機関の冷却水と冷凍サイクルの冷媒との熱交換を行う熱交換器（水冷コンデンサ）に対する冷却水の通水が停止され、自然放熱により熱交換器内の冷却水の水温が低下する。

このため、上記特許文献に記載された技術では、空調用の冷凍サイクルの廃熱を利用してエンジン冷却水の加熱を行う際に、熱交換器へ冷却水の通水を開始した当初は、内燃機関を通って循環していた高温の冷却水と、通水停止によって放熱した熱交換器内の低温冷却水との入れ変わりにより、内燃機関、熱交換器、ヒータコアなどに熱負荷がかかり、これらのデバイスの熱歪が生じる問題がある。また、熱交換器内が低温となっている状態で暖房要求が出されると、熱交換器内の温度の低い冷却水がヒータコアに流入することで、車室内の温風吹出口から温かい空気が出るまでにタイムムラグ生じ、車両の乗員に違和感を与える場合もある。

一方、熱交換器に暖機後の内燃機関の冷却水を通水し続けると、熱交換器が必要以上に高温になり、電池冷却要求や冷房要求が出された場合に熱交換の効率が低下する問題が生じる。

更に、上記特許文献に記載された技術では、内燃機関が停止している際には、冷凍サイクルをヒートポンプとして機能させ、内燃機関の冷却水に吸熱させている。しかし、ヒートポンプは熱を汲み上げるまで一定程度の時間を要するため、内燃機関の停止時に熱交換器の水温が低下していると、熱が汲み上がるまでにヒータコアの温度が低下してしまう問題がある。このため、車室内の暖房のために、内燃機関を再始動させて冷却水を加熱する必要が生じたり、冷凍サイクルからより多くの熱を汲み上げるために冷凍サイクルのコンプレッサを必要以上に高回転で回す必要が生じ、燃費悪化やＮＶ（Noise・Vibration）の悪化を招来する問題がある。

上記課題に鑑みて、本開示の目的は、冷凍回路を循環する冷媒から熱回路を循環する熱媒体に放熱させる媒体間熱交換器の温度を適正に制御することが可能な車載温調システムを提供することにある。

本開示の要旨は以下のとおりである。

（１） 冷媒から熱媒体に放熱させる媒体間熱交換器と前記冷媒を蒸発させる蒸発器とに該冷媒を循環させ得る冷凍回路と、
車室内を暖房するためのヒータコア、前記媒体間熱交換器、および内燃機関の排熱により前記熱媒体を加熱する機関熱交換器に該熱媒体を循環させ得る熱回路であって、前記機関熱交換器から排出された前記熱媒体の前記媒体間熱交換器への流入を調整する調整弁を有する熱回路と、
前記媒体間熱交換器における前記熱媒体の温度が所定の上限温度に達すると前記熱媒体の前記媒体間熱交換器への流入を停止させ、該温度が所定の下限温度に達すると前記熱媒体を前記媒体間熱交換器へ流入させるように前記調整弁を制御する制御装置と、
を備える、車載温調システム。

（２） 前記制御装置は、車両運転中に前記内燃機関を停止する際には、前記熱媒体を前記媒体間熱交換器へ流入させるように前記調整弁を制御し、前記媒体間熱交換器における前記熱媒体の温度を上昇させた後に前記内燃機関を停止する、上記（１）に記載の車載温調システム。

（３） 前記制御装置は、前記媒体間熱交換器における前記熱媒体の温度が第１所定温度に達するまで又は前記熱回路内の前記熱媒体の温度が第２所定温度に達したと推定されるまで前記熱媒体を前記媒体間熱交換器へ流入させた後、前記内燃機関を停止する、上記（２）に記載の車載温調システム。

本開示によれば、冷凍回路を循環する冷媒から熱回路を循環する熱媒体に放熱させる媒体間熱交換器の温度を適正に制御することが可能な車載温調システムが提供される。

一つの実施形態に係る車載温調システムを搭載する車両の構成を概略的に示す図である。 車載温調システムを概略的に示す構成図である。 車載温調システムを搭載した車両の空調用の空気通路を概略的に示す構成図である。 上から順に、内燃機関の内部水温、ユーザによる暖房要求を示す暖房要求フラグの状態、電池冷却要求を示す電池冷却要求フラグの状態、ヒータコアの入口側水温、水冷コンデンサ内の冷却水の水温、機関熱交換器を流れる冷却水の流量、ヒータコアを流れる冷却水の流量、水冷コンデンサを流れる冷却水の流量、をそれぞれ示すタイミングチャートである。 時刻０から時刻ｔ１までの間の高温回路内の冷却水の状態を示す図である。 時刻ｔ１で第３ポンプの駆動がオンとされた後の高温回路内の冷却水の流れを示す図である。 時刻ｔ３で、第４電磁調整弁が閉じられた後の高温回路内の冷却水の流れを示す図である。 ＥＣＵによる第４電磁調整弁の切替処理の流れを示すフローチャートである。 上から順に、機関熱交換器の出口側水温、ユーザによる暖房要求を示す暖房要求フラグの状態、内燃機関の始動要求フラグの状態、ブロワ回転数、コンプレッサの回転数、ヒートポンプによる水冷コンデンサの移動熱量、ヒータコア内の冷却水の水温、水冷コンデンサ内の冷却水の水温、機関熱交換器を流れる冷却水の流量、ヒータコアを流れる冷却水の流量、水冷コンデンサを流れる冷却水の流量、をそれぞれ示すタイミングチャートである。 時刻１０から時刻ｔ１１の間における高温回路内の冷却水の流れを示す図である。 時刻ｔ１１で、第４電磁調整弁が開かれた後の高温回路内の冷却水の流れを示す図である。 時刻ｔ１３で、第２ポンプの駆動がオンとされ、第３電磁調整弁が閉じられた後の高温回路内の冷却水の流れを示す図である。 ＥＣＵによる第４電磁調整弁の切替処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明に係る幾つかの実施形態について図を参照しながら説明する。しかしながら、これらの説明は、本発明の好ましい実施形態の単なる例示を意図するものであって、本発明をこのような特定の実施形態に限定することを意図するものではない。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

＜車両の構成＞
図１は、一つの実施形態に係る車載温調システム１を搭載する車両１００の構成を概略的に示す図である。図１では、左側が車両１００の前方、右側が車両１００の後方をそれぞれ示している。図１に示したように、車両１００は、内燃機関１１０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１１２と、動力分割機構１１６と、を有する。加えて、車両１００は、ＭＧ１１２に電気的に接続されたパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）１１８と、ＰＣＵ１１８に電気的に接続されたバッテリ１２０と、を備える。

内燃機関１１０は、燃料を機関の内部で燃焼させて、燃焼ガスの熱エネルギを機械的エネルギに変換する原動機である。内燃機関１１０は動力分割機構１１６に接続され、内燃機関１１０の出力は車両１００を駆動したりＭＧ１１２にて発電を行ったりするのに用いられる。

ＭＧ１１２は、電動機及び発電機として機能する。ＭＧ１１２は、動力分割機構１１６に接続され、車両１００を駆動したり、車両１００を制動する際に回生を行ったりするのに用いられる。なお、本実施形態では、車両１００を駆動するモータとして、発電機能を有するＭＧ１１２が用いられているが、発電機能を有さないモータが用いられてもよい。

ＰＣＵ１１８は、バッテリ１２０とＭＧ１１２との間に接続されて、ＭＧ１１２へ供給される電力を制御する。ＰＣＵ１１８は、モータを駆動するインバータ、電圧を制御する昇圧コンバータ、高電圧を降圧するＤＣＤＣコンバータ等の発熱部品を有する。バッテリ１２０は、ＰＣＵ１１８及びＭＧ１１２に接続されて、車両１００を駆動するための電力をＭＧ１１２に供給する。

本実施形態では、内燃機関１１０、ＭＧ１１２及びＰＣＵ１１８は車両１００の前方、すなわち車室よりも前方に配置される。一方、バッテリ１２０は、車両１００の中央、すなわち車室の下方に配置される。

なお、車両１００は、内燃機関１１０及びＭＧ（又はモータ）１１２を備える車両であれば如何なる態様の車両であってもよい。したがって、例えば、車両１００は、内燃機関が発電のみに用いられてモータのみが車両１００の駆動を行うように構成されていてもよい。また、例えば、車両１００は、主に車両１００の駆動用に用いられるＭＧと、主に発電用に用いられるＭＧとの二つのＭＧを有するように構成されてもよい。

＜車載温調システムの構成＞
図１および図２を参照して、一つの実施形態に係る車載温調システム１の構成について説明する。図２は、車載温調システム１を概略的に示す構成図である。車載温調システム１は、冷凍回路２、低温回路３、高温回路４及び制御装置６を備える。冷凍回路２、低温回路３及び高温回路４は、回路の外部との間で熱の授受を行う熱回路として機能する。

≪冷凍回路≫
まず、冷凍回路２について説明する。冷凍回路２は、コンプレッサ２１、水冷コンデンサ２２の冷媒配管２２ａ、レシーバ２３、第１膨張弁２４、第２膨張弁２５、エバポレータ２６、チラー２７の冷媒配管２７ａ、第１電磁調整弁２８及び第２電磁調整弁２９を備える。冷凍回路２は、これら構成部品を通って冷媒が循環することで冷凍サイクルを実現するように構成される。冷媒には、例えば、ハイドロフルオロカーボン（例えば、ＨＦＣ－１３４ａ）等、一般的に冷凍サイクルで冷媒として用いられる任意の物質が用いられる。

また、冷凍回路２は、冷凍基本流路２ａと、エバポレータ流路２ｂと、チラー流路２ｃとを有する。エバポレータ流路２ｂと、チラー流路２ｃとは互いに並列に設けられ、それぞれ冷凍基本流路２ａに接続されている。

冷凍基本流路２ａには、冷媒の循環方向において、コンプレッサ２１、水冷コンデンサ２２の冷媒配管２２ａ及びレシーバ２３がこの順番に設けられる。エバポレータ流路２ｂには、冷媒の循環方向において、第１電磁調整弁２８、第１膨張弁２４及びエバポレータ２６がこの順番に設けられる。加えて、チラー流路２ｃには、第２電磁調整弁２９、第２膨張弁２５及びチラー２７の冷媒配管２７ａがこの順番に設けられる。

コンプレッサ２１は、冷媒を圧縮する圧縮機として機能する。本実施形態では、コンプレッサ２１は、電動式であり、コンプレッサ２１への供給電力が調整されることによりその吐出容量が無段階に変化せしめられるように構成される。コンプレッサ２１では、エバポレータ２６又はチラー２７から流出した低温・低圧であって主にガス状である冷媒が、断熱的に圧縮されることにより、高温・高圧であって主にガス状である冷媒に変化せしめられる。

水冷コンデンサ２２は、冷媒配管２２ａと冷却水配管２２ｂとを有する。水冷コンデンサ２２は、冷媒から、後述する高温回路４の冷却水配管２２ｂを流れる冷却水に放熱させて冷媒を凝縮させる媒体間熱交換器として機能する。見方を変えると、水冷コンデンサ２２は、内燃機関１１０の排熱以外の熱を利用して高温回路４の冷却水を加熱する加熱部として機能する。水冷コンデンサ２２の冷媒配管２２ａは、冷凍サイクルにおいて冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。また、水冷コンデンサ２２の冷媒配管２２ａでは、コンプレッサ２１から流出した高温・高圧であって主にガス状である冷媒が、等圧的に冷却されることにより、高温・高圧の主に液状の冷媒に変化せしめられる。

レシーバ２３は、水冷コンデンサ２２の冷媒配管２２ａによって凝縮された冷媒を貯留する。また、水冷コンデンサ２２では必ずしも全ての冷媒を液化することができないため、レシーバ２３は気液の分離を行うように構成される。レシーバ２３からはガス状の冷媒が分離された液状の冷媒のみが流出する。

第１膨張弁２４及び第２膨張弁２５は、冷媒を膨張させる膨張器として機能する。これら膨張弁２４、２５は、細径の通路を備えると共に、この細径の通路から冷媒を噴霧することで冷媒の圧力を急激に低下させる。第１膨張弁２４は、レシーバ２３から供給された液状の冷媒を、エバポレータ２６内に霧状に噴霧する。同様に、第２膨張弁２５は、レシーバ２３から供給された液状の冷媒を、チラー２７の冷媒配管２７ａ内に霧状に噴霧する。これら膨張弁２４、２５では、レシーバ２３から流出した高温・高圧の液状の冷媒が、減圧されて部分的に気化することにより、低温・低圧の霧状の冷媒に変化せしめられる。

エバポレータ２６は、冷媒に吸熱させて冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。具体的には、エバポレータ２６は、エバポレータ２６周りの空気から冷媒へ吸熱させ、冷媒を蒸発させる。したがって、エバポレータ２６では、第１膨張弁２４から流出した低温・低圧の霧状の冷媒が、蒸発することにより、低温・低圧のガス状の冷媒に変化せしめられる。この結果、エバポレータ２６周りの空気は冷却せしめられ、車室内の冷房を行うことができる。

チラー２７は、冷媒配管２７ａと冷却水配管２７ｂとを備える。チラー２７は、後述する低温回路３の冷却水配管２７ｂを流れる冷却水から冷媒へ吸熱させ、冷媒を蒸発させる媒体間熱交換器として機能する。チラー２７の冷媒配管２７ａは、冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。また、チラー２７の冷媒配管２７ａでは、第２膨張弁２５から流出した低温・低圧の霧状の冷媒が、蒸発することにより、低温・低圧のガス状の冷媒に変化せしめられる。この結果、低温回路３の冷却水は冷却せしめられる。

第１電磁調整弁２８及び第２電磁調整弁２９は、冷凍回路２内における冷媒の流通態様を変更するように用いられる。第１電磁調整弁２８の開度が大きくなるほどエバポレータ流路２ｂに流入する冷媒が多くなり、よってエバポレータ２６に流入する冷媒が多くなる。また、第２電磁調整弁２９の開度が大きくなるほどチラー流路２ｃに流入する冷媒が多くなり、よってチラー２７に流入する冷媒が多くなる。なお、冷凍基本流路２ａからエバポレータ流路２ｂ及びチラー流路２ｃへ流入する流量を調整することができれば、これら電磁調整弁２８、２９の代わりに如何なる弁が設けられてもよい。

なお、本実施形態では、冷凍回路２は、冷凍回路２内の冷媒から外部へ熱を放出する熱交換器として、水冷コンデンサ２２のみを有する。しかしながら、冷凍回路２は、冷媒から外部（例えば、外気）へ熱を放出する他の熱交換器を有していてもよい。

≪低温回路≫
次に、低温回路３について説明する。低温回路３は、第１ポンプ３１、チラー２７の冷却水配管２７ｂ、低温ラジエータ３２、第１三方弁３３及び第２三方弁３４を備える。加えて、低温回路３は、バッテリ熱交換器３５、ＰＣＵ熱交換器３６及びＭＧ熱交換器３７を備える。低温回路３では、これら構成部品を通って冷却水が循環する。なお、低温回路３内では、冷却水の代わりに任意の他の熱媒体が用いられてもよい。

低温回路３は、低温基本流路３ａと、低温ラジエータ流路３ｂと、発熱機器流路３ｃとを有する。低温ラジエータ流路３ｂと発熱機器流路３ｃとは互いに並列に設けられ、それぞれ低温基本流路３ａに接続されている。

低温基本流路３ａには、冷却水の循環方向において、第１ポンプ３１、チラー２７の冷却水配管２７ｂ、バッテリ熱交換器３５がこの順番に設けられる。また、低温基本流路３ａにはバッテリ熱交換器３５をバイパスするように設けられたバッテリバイパス流路３ｄが接続される。低温基本流路３ａとバッテリバイパス流路３ｄとの接続部には第１三方弁３３が設けられる。

また、低温ラジエータ流路３ｂには、低温ラジエータ３２が設けられる。発熱機器流路３ｃには、冷却水の循環方向において、ＰＣＵ熱交換器３６及びＭＧ熱交換器３７がこの順番に設けられる。発熱機器流路３ｃには、ＰＣＵやＭＧ以外の発熱機器と熱交換する熱交換器が設けられてもよい。低温基本流路３ａと低温ラジエータ流路３ｂ及び発熱機器流路３ｃとの間には第２三方弁３４が設けられる。

第１ポンプ３１は、低温回路３内を循環する冷却水を圧送する。本実施形態では、第１ポンプ３１は、電動式のウォータポンプであり、第１ポンプ３１への供給電力が調整されることによりその吐出容量が無段階に変化せしめられるように構成される。

低温ラジエータ３２は、低温回路３内を循環する冷却水と車両１００の外部の空気（外気）との間で熱交換を行う熱交換器である。低温ラジエータ３２は、冷却水の温度が外気の温度よりも高いときには冷却水から外気への放熱を行い、冷却水の温度が外気の温度よりも低いときには外気から冷却水への吸熱を行うように構成される。

第１三方弁３３は、チラー２７の冷却水配管２７ｂから流出した冷却水をバッテリ熱交換器３５とバッテリバイパス流路３ｄとの間で選択的に流通させるように構成される。第２三方弁３４は、低温基本流路３ａから流出した冷却水を、低温ラジエータ流路３ｂと発熱機器流路３ｃとの間で選択的に流通させるように構成される。

バッテリ熱交換器３５は、車両１００のバッテリ１２０と熱交換するように構成される。ＰＣＵ熱交換器３６は、車両１００のＰＣＵ１１８と熱交換するように構成される。また、ＭＧ熱交換器３７は、車両１００のＭＧ１１２と熱交換するように構成される。

なお、本実施形態では、冷凍回路２及び低温回路３にチラー２７が設けられ、チラー２７は低温回路３の冷却水から冷凍回路２の冷媒へ熱を移動させる媒体間熱交換器として機能する。しかしながら、冷凍回路２には、チラー２７の代わりに、車外の大気中のガスと熱交換し、大気中のガスから冷凍回路２の冷媒へ熱を移動させる熱交換器が設けられてもよい。この場合、車載温調システム１には低温回路３は設けられず、よってバッテリ１２０、ＰＣＵ１１８及びＭＧ１１２の冷却は車載温調システム１以外の機構によって行われる。

≪高温回路≫
次に、高温回路４について説明する。高温回路４は、第２ポンプ４１、ヒータコア４２、機関熱交換器４３、高温ラジエータ４４，サーモスタッド４６、第３ポンプ５１、第３電磁調整弁５２、第４電磁調整弁５４、第５電磁調整弁５６、及び水冷コンデンサ２２の冷却水配管２２ｂを備える。高温回路４でもこれら構成部品を通って冷却水が循環する。なお、この冷却水は熱媒体の一例であり、高温回路４内では、冷却水の代わりに任意の他の熱媒体が用いられてもよい。

また、高温回路４は、第１連通路４ａと第２連通路４ｂとを有する。

第１連通路４ａは、後述する機関熱交換器４３の下流側及び水冷コンデンサ２２の冷却水配管２２ｂの入口に連通すると共に、ヒータコア４２の入口及び高温ラジエータ４４の入口に連通する。第１連通路４ａは、具体的には、水冷コンデンサ２２の冷却水配管２２ｂの入口に連通するコンデンサ流入通路４ａ１と、高温ラジエータ４４に連通する高温ラジエータ流入通路４ａ２と、機関熱交換器４３に連通する機関流出通路４ａ３と、コンデンサ流入通路４ａ１、高温ラジエータ流入通路４ａ２及び機関流出通路４ａ３に連通すると共にヒータコア４２の入口に連通するコア流入通路４ａ４とを有する。したがって、第１連通路４ａは、機関熱交換器４３から流出した冷却水を、ヒータコア４２及び／又は高温ラジエータ４４と水冷コンデンサ２２に流入させることができる。

第２連通路４ｂは、ヒータコア４２の出口及び高温ラジエータ４４の出口に連通すると共に、機関熱交換器４３の上流側及び水冷コンデンサ２２の冷却水配管２２ｂの出口に連通する。第２連通路４ｂは、具体的には、水冷コンデンサ２２の冷却水配管２２ｂの出口に連通するコンデンサ流出通路４ｂ１と、高温ラジエータ４４に連通する高温ラジエータ流出通路４ｂ２と、機関熱交換器４３に連通する機関流入通路４ｂ３と、ヒータコア４２の出口に連通するヒータコア流出通路４ｂ４とを有する。したがって、第２連通路４ｂは、ヒータコア４２から流出した冷却水、高温ラジエータ４４から流出した冷却水、および水冷コンデンサ２２から流出した冷却水を機関熱交換器４３に流入させることができる。

なお、後述するが、内燃機関１１０の運転停止中に第２ポンプ４１が駆動されてヒータコア４２と水冷コンデンサ２２に冷却水を循環させる場合は、コンデンサ流出通路４ｂ１から水冷コンデンサ２２に冷却水が流入し、水冷コンデンサ２２からコンデンサ流入通路４ａ１に冷却水が排出される。

以上のように、本実施形態では、高温回路４は、機関熱交換器４３の下流側及び水冷コンデンサ２２の入口とヒータコア４２の入口及び高温ラジエータ４４の入口とに連通して機関熱交換器４３からヒータコア４２、高温ラジエータ４４、及び／又は水冷コンデンサ２２へ冷却水を流通させる第１連通路４ａと、機関熱交換器４３の上流側と水冷コンデンサ２２、ヒータコア４２及び高温ラジエータ４４の出口とに連通してヒータコア４２、高温ラジエータ４４、及び／又は水冷コンデンサ２２から機関熱交換器４３へ冷却水を流通させる第２連通路４ｂとを有する。

第２ポンプ４１は、高温回路４内を循環する冷却水を圧送する。本実施形態では、第２ポンプ４１は、第１ポンプ３１と同様な、電動式のウォータポンプである。特に、本実施形態では、第２ポンプ４１はコンデンサ流出通路４ｂ１に設けられる。また、高温ラジエータ４４は、低温ラジエータ３２と同様に、高温回路４内を循環する冷却水と外気との間で熱交換を行う熱交換器である。

ヒータコア４２は、高温回路４内の冷却水の熱を利用して車室内を暖房するのに用いられる。すなわち、ヒータコア４２は、高温回路４内を循環する冷却水とヒータコア４２周りの空気との間で熱交換を行ってヒータコア４２周りの空気を暖め、その結果、車室内の暖房を行うように構成される。具体的には、ヒータコア４２は、冷却水からヒータコア４２周りの空気へ排熱するように構成される。したがって、ヒータコア４２に高温の冷却水が流れると、冷却水の温度が低下すると共に、ヒータコア４２周りの空気が暖められる。

機関流入通路４ｂ３には、第３ポンプ５１が設けられる。第３ポンプ５１は、機関熱交換器４３に冷却水を圧送する。本実施形態では、第３ポンプ５１は、第１ポンプ３１と同様な、電動式のウォータポンプである。

第１連通路４ａには、第３電磁調整弁５２が設けられる。また、コンデンサ流入通路４ａ１には第４電磁調整弁５４が設けられ、コア流入通路４ａ４には第５電磁調整弁５６が設けられる。

機関熱交換器４３は、内燃機関１１０において生成された熱を放出するために用いられ、内燃機関１１０の排熱を利用して冷却水を加熱するのに用いられる。すなわち、機関熱交換器４３は、内燃機関１１０から高温回路４内の冷却水に排熱して、冷却水を加熱する。機関熱交換器４３は、内燃機関１１０内での燃料の燃焼に伴って生じた熱を冷却水に排出させることにより、内燃機関１１０が過剰に昇温することを抑制する。機関熱交換器４３は、例えば、内燃機関１１０のシリンダブロックやシリンダヘッド内に設けられた冷却水通路から構成される。

サーモスタッド４６は、高温ラジエータ流出通路４ｂ２を通る冷却水の流れを制御し、高温ラジエータ４４を通る冷却水の流れを遮断する閉弁状態と、高温ラジエータ４４を通って冷却水が流れることを許可する開弁状態との間で切り換えられる弁である。サーモスタッド４６は、機関流入通路４ｂ３を通って循環する冷却水の温度が予め設定された温度以上であるときには、高温ラジエータ４４に冷却水が流れるように開かれる。一方、サーモスタッド４６は、機関流入通路４ｂ３を通って循環する冷却水の温度が予め設定された温度未満であるときには、高温ラジエータ４４に冷却水が流れないように閉じられる。この結果、機関熱交換器４３に流通する冷却水の温度がほぼ一定に保たれる。

≪空気通路≫
図３は、車載温調システム１を搭載した車両１００の空調用の空気通路７を概略的に示す構成図である。空気通路７では、図中に矢印で示した方向に空気が流れる。図３に示した空気通路７は、車両１００の外部又は車室の空気吸い込み口に接続されており、空気通路７には制御装置６による制御状態に応じて外気又は車室内の空気が流入する。また、図３に示した空気通路７は、車室内へ空気を吹き出す複数の吹き出し口に接続されており、空気通路７からは制御装置６による制御状態に応じてこのうち任意の吹き出し口に空気が供給される。

図３に示したように、本実施形態の空調用の空気通路７には、空気の流れ方向において、ブロワ７１と、エバポレータ２６と、エアミックスドア７２と、ヒータコア４２とがこの順番に設けられる。

ブロワ７１は、ブロワモータ７１ａとブロワファン７１ｂとを備える。ブロワ７１は、ブロワモータ７１ａによってブロワファン７１ｂが駆動されると、外気又は車室内の空気が空気通路７に流入して、空気通路７を通って空気が流れるように構成される。車室の暖房や冷房が要求されている場合には、基本的にブロワファン７１ｂが駆動される。

エアミックスドア７２は、空気通路７を通って流れる空気のうち、ヒータコア４２を通って流れる空気の流量を調整する。エアミックスドア７２は、空気通路７を流れる全ての空気がヒータコア４２を流れる状態と、空気通路７を流れる全ての空気がヒータコア４２を流れない状態と、その間の状態との間で調整できるように構成される。

このように構成された空気通路７では、ブロワ７１が駆動されているときに、エバポレータ２６に冷媒が循環されている場合には、空気通路７を通って流れる空気が冷却される。また、ブロワ７１が駆動されているときに、ヒータコア４２に冷却水が循環されていて且つ空気がヒータコア４２を流れるようにエアミックスドア７２が制御されている場合には、空気通路７内を通って流れる空気が暖められる。

また、図１に示したように、車両１００のフロントグリルの内側に、低温ラジエータ３２及び高温ラジエータ４４が配置される。したがって、車両１００が走行しているときにはこれらラジエータ３２、４４には走行風が当たる。また、これらラジエータ３２、４４に隣接してファン７６が設けられる。ファン７６は駆動されるとラジエータ３２、４４に風が当たるように構成される。したがって、車両１００が走行していないときでも、ファン７６を駆動することにより、ラジエータ３２、４４に風を当てることができる。

≪制御装置≫
図２を参照すると、制御装置６は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）６１を有する。ＥＣＵ６１は、各種演算を行うプロセッサと、プログラムや各種情報を記憶するメモリと、各種アクチュエータや各種センサと接続されるインタフェースとを備える。

また、制御装置６は、水冷コンデンサ２２内（冷却水配管２２ｂ内）の冷却水の水温を検出する水温センサ（１）６２、機関熱交換器４３の出口（機関流出通路４ａ３内）の冷却水の水温を検出する水温センサ（２）６３、バッテリ１２０の温度を検出するバッテリ温度センサ６４などのセンサを備える。ＥＣＵ６１はこれらセンサに接続され、ＥＣＵ６１にはこれらセンサからの出力信号が入力される。水温センサ６２は、冷却水配管２２ｂ内の冷却水の水温を検出する代わりに、コンデンサ流入通路４ａ１およびコンデンサ流出通路４ｂ１の少なくともいずれか一方の水温を検出してもよい。

加えて、制御装置６は、車両１００の室内の温度を検出する室内温度センサ６６と、車両１００の室外の温度を検出する外気温度センサ６７と、ユーザによって操作される操作パネル６８とを備える。ＥＣＵ６１はこれらセンサ及び操作パネル６８に接続され、ＥＣＵ６１にはこれらセンサ及び操作パネル６８からの出力信号が入力される。

ＥＣＵ６１は、高温回路４の冷却水の水温に基づいて、水冷コンデンサ２２への冷却水の通水を制御する。また、ＥＣＵ６１は、バッテリ温度センサ６４からの出力信号に基づいて電池冷却要求の有無を判断する。例えば、バッテリ温度センサ６４が検出したバッテリ１２０の温度が所定値以上の場合、ＥＣＵ６１は電池冷却が要求されていると判断する。

ＥＣＵ６１は、センサ６６、６７及び操作パネル６８からの出力信号に基づいて空調要求（冷房要求や暖房要求）の有無を判断する。例えば、ユーザが操作パネル６８の暖房スイッチをＯＮにしている場合には、ＥＣＵ６１は暖房が要求されていると判断する。また、ユーザが操作パネル６８のオートスイッチをＯＮにしている場合には、例えば、ユーザによって設定されている室内温度が室内温度センサ６６によって検出された温度よりも高いときにＥＣＵ６１は暖房が要求されていると判断する。また、ユーザが操作パネル６８のオートスイッチをＯＮにしている場合に、例えば、ユーザによって設定されている室内温度が室内温度センサ６６によって検出された温度よりも低いときにＥＣＵ６１は冷房が要求されていると判断する。

加えて、ＥＣＵ６１は、車載温調システム１の各種アクチュエータに接続されて、これらアクチュエータを制御する。具体的には、ＥＣＵ６１は、コンプレッサ２１、電磁調整弁２８、２９、５２、５４、５６、ポンプ３１、４１、５１、三方弁３３，３４、ブロワモータ７１ａ、エアミックスドア７２及びファン７６に接続されて、これらを制御する。したがって、ＥＣＵ６１は、冷凍回路２、低温回路３、高温回路４における熱媒体（冷媒及び冷却水）の流通状態を制御する制御装置として機能する。

＜車載温調システムの動作＞
次に、以上のように構成された車載温調システム１の動作について説明する。

≪水冷コンデンサの間欠通水≫
車載温調システム１において、内燃機関１１０が運転しており、空調要求や電池冷却要求が出されていない場合には、高温回路４と冷凍回路２との間で熱交換が行われない。このため、水冷コンデンサ２２の冷却水配管２２ｂの冷却水の流れは停止され。機関熱交換器４３とヒータコア４２に高温の冷却水が循環する。このとき、水冷コンデンサ２２には高温回路４の冷却水が流れないため、水冷コンデンサ２２内の冷却水は低温（例えば、２０℃程度の常温）となる。

この状態で空調要求や電池冷却要求が出されると、高温回路４と冷凍回路２との間で熱交換が行われる。具体的には、水冷コンデンサ２２の冷却水配管２２ｂに冷却水を流すことで、冷凍回路２を流れる冷媒から高温回路４の冷却水配管２２ｂを流れる冷却水に放熱させて、高温回路４の冷却水が加熱される。暖房要求が出された場合は、ヒータコア４２に加熱された冷却水が流れることにより車室内の暖房が行われる。また、冷房要求が出された場合は、エバポレータ２６が、エバポレータ２６周りの空気から冷媒へ吸熱させることにより、エバポレータ２６周りの空気は冷却せしめられ、車室内の冷房が行われる。

また、電池冷却要求が出された場合は、水冷コンデンサ２２の冷却水配管２２ｂに冷却水を流すことで、チラー２７を介して冷凍回路２の冷媒に吸熱された低温回路３の熱を、高温回路４の冷却水配管２２ｂを流れる冷却水に放熱させて、低温回路３の冷却水が冷却される。

空調要求または電池冷却要求が出された場合に、水冷コンデンサ２２内の冷却水の温度が低下していると、水冷コンデンサ２２に冷却水を流した際に、水冷コンデンサ２２内の温度の低い冷却水が暖機後の内燃機関１１０またはヒータコア４２に流入し、また、冷え切った水冷コンデンサ２２に機関熱交換器４３から排出された高温の冷却水が流入する。このため、内燃機関１１０またはヒータコア４２の温度が急激に低下し、また水冷コンデンサ２２の温度が急激に上昇する。これにより、内燃機関１１０、ヒータコア４２、水冷コンデンサ２２などのデバイスに熱負荷がかかり、これらデバイスに熱歪が生じる可能性がある。

また、水冷コンデンサ２２内の冷却水が冷えた状態で暖房要求が出されると、水冷コンデンサ２２内の温度の低い冷却水がヒータコア４２に流入することで、車室内の温風吹出口から温かい空気が出るまで時間がかかり、車両の乗員に違和感を与える場合もある。

一方で、電池冷却要求や冷房要求時には、水冷コンデンサ２２は冷えていた方が電池冷却や冷房の効率はよくなるため、水冷コンデンサ２２の温度を必要以上に上げることは好ましくない。具体的には、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が高くなりすぎると、高温回路４の冷却水が吸熱できる熱量が減るため、電池冷却要求や冷房要求時があった場合に、電池冷却能力または冷房能力が低下し、バッテリ１２０がオーバーヒートしたり、車室内を所望の温度に冷房できなくなるなどの事態が生じ得る。

このため、本実施形態では、空調要求または電池冷却要求が出されていない場合において、予め水冷コンデンサ２２を最適な温度帯に入れるため、流量可変デバイスにより水冷コンデンサ２２に冷却水を間欠通水させる。

図４は、上から順に、内燃機関１１０の内部水温、ユーザによる空調要求を示す空調要求フラグの状態、電池冷却要求を示す電池冷却要求フラグの状態、ヒータコア４２の入口側水温、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温、機関熱交換器４３を流れる冷却水の流量、ヒータコア４２を流れる冷却水の流量、水冷コンデンサ２２を流れる冷却水の流量、をそれぞれ示すタイミングチャートである。図３は、内燃機関１１０を時刻ｔ０で始動した後の各値の変化を示している。なお、内燃機関１１０の内部水温は機関熱交換器４３内の冷却水の水温である。また、ヒータコア４２の入口側水温は、ヒータコア４２の入口側のコア流入通路４ａ４内の冷却水の水温であり、機関熱交換器４３の出口側の機関流出通路４ａ３内の冷却水の水温と同等である。

図４では、ユーザによる空調要求が出されておらず、また電池冷却要求が出されていない場合を示しており、空調要求フラグおよび電池冷却要求フラグの状態はＬｏｗである。時刻ｔ０で内燃機関１１０が始動すると、時刻ｔ１までは第２ポンプ４１および第３ポンプ５１の駆動がオフ（ＯＦＦ）とされる。また、第３電磁調整弁５２、第４電磁調整弁５４、および第５電磁調整弁５６は開かれる。図５は、時刻０から時刻ｔ１までの間の高温回路４内の冷却水の状態を示す図である。なお、図５において、破線で示す通路は冷却水の流れが停止している状態を示しており、後述する図６、図７、図１０、図１１、および図１２においても同様である。図５に示すように、内燃機関１１０の始動直後の時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間は、高温回路４内の全ての通路において冷却水の流れは停止する。

時刻０で内燃機関１１０が始動すると、内燃機関１１０の内部水温は時間の経過とともに上昇する。また、時刻０から時刻ｔ１までの間は、高温回路４内の冷却水の流れが停止しているため、ヒータコア４２の入口側水温、および水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温は変化しない。

また、時刻０から時刻ｔ１までの間は、高温回路４内の冷却水の流れが停止することで、機関熱交換器４３を流れる冷却水の流量、ヒータコア４２を流れる冷却水の流量、および水冷コンデンサ２２を流れる冷却水の流量は０である。

時刻ｔ１で内燃機関１１０の内部水温が所定値に達すると、内燃機関１１０の冷却を開始するため、第３ポンプ５１の駆動がオンとされる。第２ポンプ４１の駆動はオフのまま維持される。第３電磁調整弁５２、第４電磁調整弁５４、および第５電磁調整弁５６は、開かれた状態が維持される。図６は、時刻ｔ１で第３ポンプ５１の駆動がオンとされた後の高温回路４内の冷却水の流れを示す図である。図６では、冷却水の流れが矢印で示されている。図６に示すように、時刻ｔ１で第３ポンプ５１の駆動がオンとされると、冷却水が機関熱交換器４３を流れ、機関熱交換器４３から排出された冷却水がヒータコア４２と水冷コンデンサ２２に流入する。なお、機関流入通路４ｂ３を通って循環する冷却水の温度に応じてサーモスタッド４６が開かれ、高温ラジエータ４４には冷却水が流れるが、図４は内燃機関１１０の始動直後を示しているため、この間は高温ラジエータ４４には殆ど冷却水は流れない。なお、内燃機関１１０の内部水温は時刻ｔ８で定常状態（９０℃程度）に達する。

時刻ｔ１以降も内燃機関１１０の内部水温は時間の経過とともに上昇する。また、機関熱交換器４３から排出された冷却水がヒータコア４２と水冷コンデンサ２２に流入することで、ヒータコア４２の入口側水温、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温は時間の経過とともに上昇する。

また、時刻ｔ１以降に機関熱交換器４３から排出された冷却水がヒータコア４２と水冷コンデンサ２２に流入することで、機関熱交換器４３を流れる冷却水の流量、ヒータコア４２を流れる冷却水の流量、および水冷コンデンサ２２を流れる冷却水の流量は、時間の経過とともに増加し、時刻ｔ２でそれぞれ定常状態に達する。なお、機関熱交換器４３を流れる冷却水の流量は、ヒータコア４２を流れる冷却水の流量と水冷コンデンサ２２を流れる冷却水の流量を合算した値である。

時刻ｔ２において、ヒータコア４２の入口側水温は、内燃機関１１０の内部水温に到達し、以降は内燃機関１１０の内部水温と同様に変化する。同様に、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温は、時刻ｔ２において内燃機関１１０の内部水温に到達し、水冷コンデンサ２２に冷却水を間欠通水しなければ、以降は内燃機関１１０の内部水温と同様に変化する。なお、図４のヒータコア４２の入口側水温と水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温の特性では、内燃機関１１０の内部水温が破線で示されている。

このように、空調要求または電池冷却要求が出されていない場合に、機関熱交換器４３から排出された冷却水を水冷コンデンサ２２に流入させることで、水冷コンデンサ２２内の冷却水の温度が上昇する。

本実施形態では、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温に規定下限温度と規定上限温度が設定されている。水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が時刻ｔ２以降に内燃機関１１０の内部水温と同様に増加していくと、時刻ｔ３で水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が規定上限温度に到達する。本実施形態では、水冷コンデンサ２２に間欠通水を行うことで、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が規定下限温度と規定上限温度の間の範囲に収まるように制御される。ＥＣＵ６１は、水温センサ６２が検出した水冷コンデンサ２２における冷却水の温度が所定の上限温度（規定上限温度）に達すると冷却水の水冷コンデンサ２２への流入を停止させ、水冷コンデンサ２２における冷却水の温度が所定の下限温度（規定下限温度）に達すると冷却水を水冷コンデンサ２２へ流入させるように第４電磁調整弁５４を制御する

具体的には、時刻ｔ３で水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が規定上限温度に到達すると、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温を規定上限温度以下に抑えるため、第４電磁調整弁５４が閉じられる。第３電磁調整弁５２、および第５電磁調整弁５６は、開かれた状態が維持される。また、第３ポンプ５１の駆動はオンとされた状態が維持され、第２ポンプ４１の駆動はオフのまま維持される。図７は、時刻ｔ３で、第４電磁調整弁５４が閉じられた後の高温回路４内の冷却水の流れを示す図である。図７に示すように、時刻ｔ３で第４電磁調整弁５４が閉じられると、機関熱交換器４３から排出された冷却水は水冷コンデンサ２２に流入しなくなる。これにより、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が低下し、規定上限温度以下に抑えられる。

第４電磁調整弁５４を閉じたことによって水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が低下し、時刻ｔ４で水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が規定下限温度に到達すると、第４電磁調整弁５４が開かれる。第３電磁調整弁５２、および第５電磁調整弁５６は、開かれた状態が維持される。また、第３ポンプ５１の駆動はオンとされた状態が維持され、第２ポンプ４１の駆動はオフのまま維持される。高温回路４内の冷却水の流れは図６と同様となり、機関熱交換器４３から排出された冷却水がヒータコア４２と水冷コンデンサ２２に流入する。これにより、機関熱交換器４３から排出された冷却水が水冷コンデンサ２２に流入するため、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が上昇し、規定下限温度以上となる。

時刻ｔ４以降も同様に、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温に基づいて第４電磁調整弁５４が開閉され、水冷コンデンサ２２への間欠通水が行われる。これにより、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が規定下限温度と規定上限温度の間に収まるように制御される。なお、時刻ｔ３以降に間欠通水を行わなければ、図４中に破線で示すように、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温は内燃機関１１０の内部水温と同様に上昇する。

以下では、図８を参照して、ＥＣＵ６１による第４電磁調整弁５４の切替制御について説明する。図８は、ＥＣＵ６１による第４電磁調整弁５４の切替処理の流れを示すフローチャートである。図示した切替処理は、一定時間間隔毎に実行される。なお、処理の開始時に第３ポンプ５１の駆動はオンとされ、第２ポンプ４１の駆動はオフとされているものとする。

先ず、ＥＣＵ６１は、水冷コンデンサ２２への間欠通水を行うモードがオン（ＯＮ）であるか否かを判定し（ステップＳ１０）、間欠通水を行うモードがオンであれば、空調要求がないか否かを判定する（ステップＳ１２）。

ＥＣＵ６１は、ステップＳ１２で空調要求がない場合、電池冷却要求がないか否かを判定し（ステップＳ１４）、電池冷却要求がない場合、第４電磁調整弁５４が閉じているか否かを判定する（ステップＳ１６）。

ＥＣＵ６１は、ステップＳ１６で第４電磁調整弁５４が閉じている場合、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が規定下限温度に到達したか否かを判定し（ステップＳ１８）、水温が規定下限温度に到達した場合、第４電磁調整弁５４を開く制御を行う（ステップＳ２０）。これにより、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が規定下限温度以上に制御される。

ＥＣＵ６１は、ステップＳ１６で第４電磁調整弁５４が開いている場合、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が規定上限温度に到達したか否かを判定し（ステップＳ２２）、水温が規定上限温度に到達した場合、第４電磁調整弁５４を閉じる制御を行う（ステップＳ２４）。これにより、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が規定上限温度以下に制御される。

ＥＣＵ６１は、ステップＳ１２で空調要求がある場合、またはステップＳ１４で電池冷却要求がある場合、第４電磁調整弁５４を開く制御を行う（ステップＳ２０）。また、この場合、冷凍回路２のコンプレッサ２１が駆動される。これにより、高温回路４と冷凍回路２との間で熱交換が行われる。

ＥＣＵ６１は、ステップＳ１０で間欠通水を行うモードがオフであれば、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が規定上限温度以上か否かを判定し（ステップＳ２６）、水温が規定上限温度以上の場合、間欠通水を行うモードをオン（ＯＮ）に設定する（ステップＳ２８）。

図８の処理によれば、空調要求または電池冷却要求が出されていない状態において、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が規定下限温度と規定上限温度の間の範囲に収まるように制御されるため、空調要求や電池冷却要求が出された際に、水冷コンデンサ２２内の温度の低い冷却水が暖機後の内燃機関１１０またはヒータコア４２に流入することがなく、内燃機関１１０またはヒータコア４２に熱負荷がかかることが抑えられ、これらデバイスに熱歪が生じることが抑制される。また、水冷コンデンサ２２の温度が低下した状態で機関熱交換器４３から排出された高温の冷却水が水冷コンデンサ２２に流入することがないため、水冷コンデンサ２２に熱負荷がかかることが抑えられ、水冷コンデンサ２２に熱歪が生じることが抑制される。

また、空調要求が出された際に水冷コンデンサ２２内の温度の低い冷却水がヒータコア４２に流入することがなく、規定下限温度以上の冷却水がヒータコア４２に流入するため、車室内の温風吹出口から温かい空気が出るまで時間を要することがなく、車両の乗員に違和感を与えてしまうことが抑制される。更に、水冷コンデンサ２２の温度が必要以上に上昇することがないため、電池冷却や冷房の際の効率が低下してしまうことが抑制される。

≪内燃機関の停止要求時≫
次に、内燃機関１１０の停止要求が出された場合の制御について説明する。車両１００の運転中に内燃機関１１０の停止要求が出されて内燃機関１１０が停止した状態（アイドリング停止状態）になると、車両１００はＭＧ１１２によって駆動される。空調要求や電池冷却要求が出されていない場合には、高温回路４と冷凍回路２との間で熱交換が行われないため、水冷コンデンサ２２に冷却水は流れず、水冷コンデンサ２２内の冷却水は低温（例えば、２０℃程度の常温）となる。

内燃機関１１０が停止した状態で空調要求が出されると、第２ポンプ４１が駆動され、第３電磁調整弁５２が閉じられ、第４電磁調整弁５４および第５電磁調整弁５６が開かれることによって、水冷コンデンサ２２とヒータコア４２に冷却水が循環する。また、コンプレッサ２１が駆動され、高温回路４と冷凍回路２との間で熱交換が行われる。これにより、暖房要求が出されている場合は、ヒータコア４２が加熱されて車室内の暖房が行われる。また、冷房要求が出されている場合は、エバポレータ２６周りの空気から冷媒へ吸熱させることにより、車室内の冷房が行われ、高温回路４の冷却水が加熱される。電池冷却要求が出された場合も同様に、チラー２７を介して冷凍回路２の冷媒に吸熱された低温回路３の熱を、高温回路４の冷却水配管２２ｂを流れる冷却水に放熱させて、低温回路３の冷却水が冷却され、高温回路４の冷却水が加熱される。冷凍回路２は、エバポレータ２６またはチラー２７から冷媒に吸熱させることで熱を汲み上げ、冷媒から高温回路４の冷却水に放熱するヒートポンプとして機能する。内燃機関１１０の停止時には、このヒートポンプの機能によりヒータコア４２を流れる冷却水が温められる。

内燃機関１１０の停止時においても、内燃機関１１０の停止前に機関熱交換器４３から排出された高温の冷却水によりヒータコア４２の温度は高温となっている場合がある。この状態で空調要求または電池冷却要求が出された場合に、水冷コンデンサ２２内の冷却水の温度が低下していると、水冷コンデンサ２２とヒータコア４２に冷却水を循環させた際に、水冷コンデンサ２２内の温度の低い冷却水がヒータコア４２に流入し、また、冷え切った水冷コンデンサ２２にヒータコア４２から排出された高温の冷却水が流入する。このため、ヒータコア４２の温度が急激に低下し、また水冷コンデンサ２２の温度が急激に上昇する。これにより、ヒータコア４２、水冷コンデンサ２２などのデバイスに熱負荷がかかり、これらデバイスに熱歪が生じる可能性がある。

また、特に暖房要求が出された場合に、ヒートポンプによりエバポレータ２６またはチラー２７から所望の熱を汲み上げるまでには相応の時間を要する。このため、内燃機関１１０の停止時に水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が低下していると、水冷コンデンサ２２とヒータコア４２に冷却水を循環させた際に水冷コンデンサ２２内の温度の低い冷却水がヒータコア４２に流入し、ヒートポンプにより熱が汲み上がるまでの間はヒータコア４２の温度が低下する場合がある。そして、ヒータコア４２内の冷却水の水温（水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温）が車室内の暖房に必要とされるヒータ要求温度よりも低くなると、車室内の暖房を行うことができなくなる。この場合、温かい冷却水をヒータコア４２に供給するために内燃機関１１０を再始動させる必要が生じたり、熱の汲み上げをより短時間で行うためにコンプレッサ２１をより高回転で回す必要などが生じ、この結果、燃費悪化やＮＶ悪化を招来する。また、内燃機関１１０が再始動されことによって、ドライバに違和感を与える可能性がある。

このため、本実施形態では、空調要求または電池冷却要求が出されていない場合に、内燃機関１１０の停止要求が出されると、水冷コンデンサ２２に冷却水を通水させ、水冷コンデンサ２２内の冷却水の温度が所定温度に達すると内燃機関１１０を停止させる。ＥＣＵ６１は、車両運転中に内燃機関１１０を停止する際には、冷却水を水冷コンデンサ２２へ流入させるように第４電磁調整弁５４を制御し、水冷コンデンサ２２における冷却水の温度を上昇させた後に内燃機関１１０を停止する。ＥＣＵ６１は、水温センサ６２が検出した水冷コンデンサ２２における冷却水の温度が後述する規定温度１に達するまで、又は高温回路４内の冷却水の温度が後述する規定温度２に達したと推定されるまで冷却水を水冷コンデンサ２２へ流入させた後に内燃機関１１０を停止してもよい。

図９は、上から順に、機関熱交換器４３の出口側水温、ユーザによる暖房要求を示す暖房要求フラグの状態、内燃機関１１０の始動要求フラグの状態、ブロワ回転数、コンプレッサ２１の回転数、ヒートポンプによる水冷コンデンサ２２の移動熱量、ヒータコア４２内の冷却水の水温、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温、機関熱交換器４３を流れる冷却水の流量、ヒータコア４２を流れる冷却水の流量、水冷コンデンサ２２を流れる冷却水の流量、をそれぞれ示すタイミングチャートである。なお、ブロワ回転数は、ブロワモータ７１ａの回転数である。

図９に示すように、時刻ｔ１０から時刻ｔ１２の間では、内燃機関１１０が運転しており、機関熱交換器４３の出口側水温は９０℃程度である。この状態では内燃機関１１０の暖機は完了している。

図９では、電池冷却要求が出されていない場合を示しており、図３と同様に電池冷却要求フラグ（図９において不図示）の状態は常にＬｏｗである。一方、ユーザの暖房要求については、時刻ｔ１０の時点では暖房要求フラグの状態はＬｏｗであるが、時刻ｔ１３でユーザにより暖房要求が出され、時刻ｔ１３で暖房要求フラグの状態はＬｏｗからＨｉｇｈに切り換わる。このため、時刻ｔ１０から時刻ｔ１３の間では、ブロワモータ７１ａおよびコンプレッサ２１は停止しており、ブロワ回転数およびコンプレッサ回転数は０である。

また、時刻ｔ１０では、第３ポンプ５１の駆動がオン（ＯＮ）とされ、第２ポンプ４１の駆動がオフ（ＯＦＦ）とされている。また、時刻ｔ１０では、第３電磁調整弁５２および第５電磁調整弁５６は開かれ、第４電磁調整弁５４は閉じられている。この状態は、内燃機関１１０の停止要求が出されるｔ１１まで維持される。

図１０は、時刻１０から時刻ｔ１１の間における高温回路４内の冷却水の流れを示す図である。図１０に示すように、第３ポンプ５１の駆動がオン（ＯＮ）とされることで、機関熱交換器４３に冷却水が流入する。また、第３電磁調整弁５２および第５電磁調整弁５６が開かれ、第４電磁調整弁５４が閉じられることで、機関熱交換器４３から排出された冷却水は、ヒータコア４２と高温ラジエータ４４に流入し、水冷コンデンサ２２には流入しない。なお、機関流入通路４ｂ３を通って循環する冷却水の温度に応じてサーモスタッド４６が開かれ、高温ラジエータ４４には冷却水が適宜流れる。

このため、図９に示すように、時刻１０から時刻ｔ１１の間では、機関熱交換器４３に所定量の冷却水が流れ、またヒータコア４２にも所定量の冷却水が流れる。一方、時刻１０から時刻ｔ１１の間では、水冷コンデンサ２２を流れる冷却水の流量は０である。水冷コンデンサ２２に冷却水が流れないことによって、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温は徐々に低下する。

時刻ｔ１１で内燃機関１１０の停止要求が出されると、内燃機関１１０の始動要求フラグの状態がＨｉｇｈからＬｏｗに切り換わる。始動要求フラグの状態がＨｉｇｈからＬｏｗに切り換わった時点で、水温センサ６２が検出した水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が規定温度１（例えば、８０℃）よりも低いため、第４電磁調整弁５４が開かれる。第３電磁調整弁５２、および第５電磁調整弁５６は、開かれた状態が維持される。また、第３ポンプ５１の駆動はオンとされた状態が維持され、第２ポンプ４１の駆動はオフのまま維持される。

図１１は、時刻ｔ１１で、第４電磁調整弁５４が開かれた後の高温回路４内の冷却水の流れを示す図である。図１１に示すように、時刻ｔ１１で第４電磁調整弁５４が開かれると、機関熱交換器４３から排出された冷却水が水冷コンデンサ２２に流入し、水冷コンデンサ２２への通水が行われる。これにより、図９に示したように、水冷コンデンサ２２を流れる冷却水の流量が増加し、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温は時刻ｔ１１以降に上昇する。機関熱交換器４３から排出された冷却水は引き続きヒータコア４２にも流入するが、機関熱交換器４３から排出された冷却水の一部が水冷コンデンサ２２に流入するため、ヒータコア４２を流れる冷却水の流量は時刻ｔ１１以前よりも少なくなる。

時刻ｔ１２で水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が規定温度１に達すると、時刻ｔ１１での停止要求に応じて内燃機関１１０が停止される。この場合、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が規定温度１に達しているため、経路内の冷却水は、経路内全体で規定温度１には達してない可能性があるものの、経路内全体で少なくとも規定温度１よりも低い所定温度以上（例えば、７０℃程度）に昇温していると考えられるため、内燃機関１１０が停止される。

なお、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が規定温度１よりも低い規定温度２（例えば、７０℃程度））に達した後、所定時間が経過すると、時刻ｔ１１での停止要求に応じて内燃機関１１０が停止されてもよい。この場合、経路内の冷却水が全体として規定温度２に昇温している推定されるため、内燃機関１１０が停止される。

なお、規定温度１および規定温度２は水温センサ６３が検出した機関熱交換器４３の出口水温に基づいて定められ、出口水温よりも低い値とされる。例えば、機関熱交換器４３の出口水温をＴとすると、規定温度１＝Ｔ－αであり、規定温度２＝Ｔ－βである。但し、α、βはα＜βの関係を満たす定数である。

以上のように、冷却水の経路内が全体として所定の温度（上記の例では７０℃程度）に達した段階で、停止要求に応じて内燃機関１１０が停止される。

以上のように、時刻ｔ１１での内燃機関１１０の停止要求が出された後、水冷コンデンサ２２に通水を行い、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が所望の温度に達すると内燃機関１１０が停止される。したがって、内燃機関１１０の停止前に水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温を予め上昇させておくことができる。

時刻ｔ１２で内燃機関１１０が停止すると、第３ポンプ５１の駆動がオフとされる。第２ポンプ４１の駆動はオフのまま維持される。また、第３電磁調整弁５２、第４電磁調整弁５４および第５電磁調整弁５６は、開かれた状態が維持される。したがって、高温回路４内の冷却水の流れは停止する。なお、この状態は図５と同様である。これにより、図９に示すように、機関熱交換器４３を流れる冷却水の流量、ヒータコア４２を流れる冷却水の流量、および水冷コンデンサ２２を流れる冷却水の流量は０となる。内燃機関１１０が停止した状態で高温回路４内の冷却水の流れが停止することにより、ヒータコア４２内の冷却水の水温、および水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温は徐々に低下する。

時刻ｔ１３でユーザにより暖房要求が出され、暖房要求フラグの状態がＬｏｗからＨｉｇｈに切り換わると、第２ポンプ４１の駆動がオンとされる。第３ポンプ５１の駆動はオフのまま維持される。また、第３電磁調整弁５２が閉じられる。第４電磁調整弁５４および第５電磁調整弁５６は、開かれた状態が維持される。

また、時刻ｔ１３で暖房要求フラグの状態がＬｏｗからＨｉｇｈに切り換わると、ブロワモータ７１ａが駆動され、ブロワ回転数が増加する。また、時刻ｔ１３で暖房要求フラグの状態がＬｏｗからＨｉｇｈに切り換わると、コンプレッサ２１が駆動され、コンプレッサ回転数が増加する。これにより、内燃機関１１０が停止した状態でヒートポンプによる暖房が開始される。

図１２は、時刻ｔ１３で、第２ポンプ４１の駆動がオンとされ、第３電磁調整弁５２が閉じられた後の高温回路４内の冷却水の流れを示す図である。図１２に示すように、第２ポンプ４１の駆動がオンとされ、第３電磁調整弁５２が閉じられると、第２ポンプ４１の駆動により冷却水が水冷コンデンサ２２へ流入し、水冷コンデンサ２２から排出された冷却水がヒータコア４２へ流入することで、水冷コンデンサ２２とヒータコア４２に冷却水が循環する。したがって、図９に示すように、ヒータコア４２を流れる冷却水の流量が増加する。また、水冷コンデンサ２２には図１１とは逆方向に冷却水が流れるため、水冷コンデンサ２２を流れる冷却水の流量は負の値となり、その絶対値が増加する。

時刻ｔ１３でコンプレッサ２１が駆動されることで、水冷コンデンサ２２には冷媒が流入する。これにより、水冷コンデンサ２２が冷凍回路２の冷媒から高温回路４の冷却水に放熱させることで、図９に示すように、ヒートポンプによる水冷コンデンサ２２の移動熱量が徐々に増加し、時刻ｔ１４で移動熱量は定常状態となる。

この際、ヒートポンプによりエバポレータ２６またはチラー２７から所望の熱を汲み上げるまでには相応の時間を要するため、ヒートポンプによる水冷コンデンサ２２の移動熱量は、時刻ｔ１３でコンプレッサ２１を駆動しても急激に増加せず、徐々に増加する。

時刻ｔ１２以降は内燃機関１１０が停止しているため、ヒータコア４２内の冷却水の水温は低下していくが、時刻ｔ１２で水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温を予め規定温度１まで上昇させているため、水冷コンデンサ２２が高温となった状態から自然放熱する。これにより、ヒートポンプによる水冷コンデンサ２２の移動熱量が定常状態に達するまでの間の移動熱量の不足分が、予め温度を高温に上昇させた水冷コンデンサ２２内の冷却水の熱量によって補填される。したがって、冷凍サイクルのヒートポンプ能力が安定するまで間の暖房の立ち上がりの遅れを補うことが可能になる。また、ヒートポンプによる水冷コンデンサ２２の移動熱量が定常状態となる時刻ｔ１４までの間にヒータコア４２内の冷却水の水温がヒータ要求温度以下となってしまうことが抑制され、内燃機関１１０の再始動が回避される。そして、時刻ｔ１４以降は、ヒートポンプによる水冷コンデンサ２２の移動熱量が定常状態に達しているため、ヒータコア４２内の冷却水の水温はヒートポンプによりヒータ要求温度よりも高い温度に維持される。したがって、内燃機関１１０が停止した状態においても、暖房が安定して行われる。

なお、時刻ｔ１２で内燃機関１１０が停止した後は水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が徐々に低下するため、暖房要求が出されるまでに長時間が経過すると、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温がヒータ要求温度を下回る場合も想定される。この場合においても、水冷コンデンサ２２へ通水を行うことで時刻ｔ１２の時点で水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が規定温度１に達しているため、水冷コンデンサ２２へ通水を行わない場合と比較すると、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温がヒータ要求温度を下回るまでの時間をより長くすることができる。したがって、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温がヒータ要求温度を下回ったことによる内燃機関１１０の再始動までの時間をより長くすることができ、燃費悪化やＮＶ悪化が低減される。

なお、図９に示したように、時刻ｔ１４で、ヒートポンプによる水冷コンデンサ２２の移動熱量が定常状態となると、コンプレッサ２１の回転数はより低い回転数まで低下される。

次に、時刻ｔ１５で内燃機関１１０の始動要求が出されると、始動要求フラグの状態がＬｏｗからＨｉｇｈに切り換わる。始動要求フラグの状態がＬｏｗからＨｉｇｈに切り換わると、第３電磁調整弁５２が開かれる。第４電磁調整弁５４、第５電磁調整弁５６は開いた状態が維持される。また、第２ポンプ４１の駆動がオフとされ、第３ポンプ５１の駆動がオンとされる。高温回路４内の冷却水の流れは図１１と同様となる。

これにより、機関熱交換器４３の出口側水温、ヒータコア４２内の冷却水の水温、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温はそれぞれ上昇する。機関熱交換器４３の出口側水温は、時刻ｔ１５以前のヒータコア４２での熱交換により温度が低下した冷却水が流入することにより、時刻ｔ１５で一時的に低下した後に上昇する。また、機関熱交換器４３と水冷コンデンサ２２には冷却水が流れる。水冷コンデンサ２２には図１２とは逆方向に冷却水が流れるため、水冷コンデンサ２２を流れる冷却水の流量は正の値となる。ヒータコア４２を流れる冷却水の流量は、弁の切り換え動作に伴い時刻ｔ１５で一時的に低下するが、その後は時刻ｔ１５以前の値が維持される。

時刻ｔ１６で機関熱交換器４３の出口側水温が所定値Ｔ１（ヒートポンプ完了温度）に到達すると、コンプレッサ２１の回転数を低下させる制御が行わる。これにより、ヒートポンプによる水冷コンデンサ２２の移動熱量が低下し、機関熱交換器４３による熱交換で温められた冷却水により暖房が行われる。その後、時刻ｔ１７で内燃機関１１０の暖機が完了すると、機関熱交換器４３の出口側水温は９０℃程度となる。

以下では、図１３を参照して、ＥＣＵ６１による第４電磁調整弁５４の切替制御について説明する。図１３は、ＥＣＵ６１による第４電磁調整弁５４の切替処理の流れを示すフローチャートである。図示した切替処理は、一定時間間隔毎に実行される。

先ず、ＥＣＵ６１は、内燃機関１１０の停止要求が出されたか否かを判定し（ステップＳ３０）、停止要求が出された場合は第４電磁調整弁５４が開いているか否かを判定する（ステップＳ３２）ステップＳ３０で内燃機関１１０の停止要求が出されていない場合、本制御周期における処理は終了する。

ＥＣＵ６１は、ステップＳ３２で第４電磁調整弁５４が開いている場合、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が規定温度１以上であるか否かを判定し（ステップＳ３４）、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が規定温度１以上である場合、内燃機関１１０を停止させる制御を実行する（ステップＳ３６）。一方、ＥＣＵ６１は、ステップＳ３２で第４電磁調整弁５４が開いていない場合、第４電磁調整弁５４を開き（ステップＳ３８）、ステップＳ３４以降の処理を行う。

ステップＳ３４で水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が規定温度１よりも低い場合、ＥＣＵ６１は、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が規定温度２を超えてから一定時間以上経過したか否かを判定する（ステップＳ４０）。そして、ＥＣＵ６１は、水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が規定温度２を超えてから一定時間以上経過した場合、内燃機関１１０を停止させる制御を実行する（ステップＳ３６）。ステップＳ４０で水冷コンデンサ２２内の冷却水の水温が規定温度２を超えてから一定時間以上経過していない場合、本制御周期における処理は終了する。

図９の処理によれば、内燃機関１１０の停止要求が出されると、第４電磁調整弁５４が閉じている場合は第４電磁調整弁５４が開かれる。そして、水冷コンデンサ２２内の冷却水の温度が規定温度１に達するまでの間は内燃機関１１０が停止されず、水冷コンデンサ２２内の冷却水の温度が規定温度１に達すると内燃機関１１０が停止される。または、水冷コンデンサ２２内の冷却水の温度が規定温度１よりも低い規定温度２を超えて一定時間以上経過するまので間は内燃機関１１０が停止されず、水冷コンデンサ２２内の冷却水の温度が規定温度２を超えて一定時間以上経過すると内燃機関１１０が停止される。したがって、内燃機関１１０の停止後に暖房要求が出された場合に、ヒートポンプによる暖房の遅れによってヒータコア４２の温度がヒータ要求温度を下回ってしまうことが抑制され、内燃機関１１０の再始動が行われること、またはコンプレッサ２１の高回転駆動を行うことが抑制される。したがって、内燃機関１１０の再始動やコンプレッサ２１の高回転駆動によってドライバに違和感を与えることがなく、燃費の悪化を抑制することが可能となり、ＮＶを低下させることが可能となる。

１ 車載温調システム
２ 冷凍回路
４ 高温回路
２２ 水冷コンデンサ
２６ エバポレータ
４２ ヒータコア
４３ 機関熱交換器
５４ 第４電磁調整弁
６１ ＥＣＵ
１１０ 内燃機関

Claims (3)

1. 冷媒から熱媒体に放熱させる媒体間熱交換器と前記冷媒を蒸発させる蒸発器とに該冷媒を循環させ得る冷凍回路と、
   車室内を暖房するためのヒータコア、前記媒体間熱交換器、および内燃機関の排熱により前記熱媒体を加熱する機関熱交換器に該熱媒体を循環させ得る熱回路であって、前記機関熱交換器から排出された前記熱媒体の前記媒体間熱交換器への流入を調整する調整弁を有する熱回路と、
   前記媒体間熱交換器における前記熱媒体の温度が所定の上限温度に達すると前記熱媒体の前記媒体間熱交換器への流入を停止させ、該温度が所定の下限温度に達すると前記熱媒体を前記媒体間熱交換器へ流入させるように前記調整弁を制御する制御装置と、
   を備える、車載温調システム。
2. 前記制御装置は、車両運転中に前記内燃機関を停止する際には、前記熱媒体を前記媒体間熱交換器へ流入させるように前記調整弁を制御し、前記媒体間熱交換器における前記熱媒体の温度を上昇させた後に前記内燃機関を停止する、請求項１に記載の車載温調システム。
3. 前記制御装置は、前記媒体間熱交換器における前記熱媒体の温度が第１所定温度に達するまで又は前記熱回路内の前記熱媒体の温度が第２所定温度に達したと推定されるまで前記熱媒体を前記媒体間熱交換器へ流入させた後、前記内燃機関を停止する、請求項２に記載の車載温調システム。

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