JP5835036B2 - 車両用空調システム - Google Patents

Description

本発明は、圧縮機を用いて蒸発器に冷媒を送り車室内を空調すると共に、バッテリを冷却する車両空調システムに関するものである。

従来、特許文献１に記載のバッテリ温度制御装置が知られている。この特許文献１は、ハイブリッド自動車や電気自動車等の電動車両に搭載されたバッテリの温度を制御するものであり、バッテリの加温に要する電力量を低減するために、バッテリ用冷媒流路に強電系部品であるＤＣ／ＤＣコンバータと充電器とが配置されている。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータと充電器とからの排熱を利用してバッテリに供給される冷媒を加熱している。またバッテリを迂回して冷媒を循環させるバイパス流路を有する。これにより、バッテリの加温に要する電力量を削減することができる。また、温度制御範囲が異なるバッテリとＤＣ／ＤＣコンバータおよび充電器を個別に温度制御することができる。

特開２０１０−２７２２８９号公報

上記特許文献１の技術によると、バッテリ冷却に空調用の冷媒を用いている。しかし、質量ないし熱容量の大きいバッテリの冷却を、空調用の冷媒を用いて行うときに、同じ冷媒で蒸発器の冷却を同時に行うと、蒸発器の温度が上昇し、蒸発器を経由して車室内に吹出す空調風の吹出温度が上昇するため、乗員が不快に感じる可能性がある。

本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、空調用の冷媒を用いて車室内の冷却とバッテリの冷却とを同時に行っても、吹出温度の上昇による乗員の不快感を抑制できる車両空調システムを提供することにある。

従来技術として列挙された特許文献の記載内容は、この明細書に記載された技術的要素の説明として、参照によって導入ないし援用することができる。

本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、車室内に吹出す空調風が冷媒により冷却される空調装置（２、８、２１）と、冷媒によってバッテリ（１０１）を冷却するバッテリ冷却装置（１０２、１０３、１０４）とを有する車両用空調システム（１００）において、冷媒を用いて空調風を冷却するときの空調負荷が高いか低いかを判定する判定手段（Ｓ１３０３、Ｓ１３０６、Ｓ１３０７、Ｓ１３０８）と、判定手段（Ｓ１３０３〜Ｓ１３０８）が、空調負荷が高いと判定した場合は、空調負荷が低いと判定した場合に比べて、冷媒を用いてバッテリを冷却する度合いであるバッテリ冷却度合いを少なくする冷却度合い減少手段（Ｓ１３０２）と、を備え、更に、冷却度合い減少手段（Ｓ１３０２）によりバッテリ冷却度合いを少なくする時間を制限し、冷却度合い減少手段（Ｓ１３０２）による制御を中止する時間制限手段（Ｓ１３０９）を備え、空調装置は、冷媒を圧縮する圧縮機（２）と、冷媒が蒸発することにより空調風を冷却する蒸発器（８）と、空調風を流す送風機（２１）とを有し、バッテリ冷却装置は、冷媒によりバッテリ冷却水が冷却されるバッテリ用熱交換器（１０２）と、バッテリ用熱交換器（１０２）に流れ込む冷媒の流量を制御するバッテリ用電磁弁（１０４）と、バッテリ用熱交換器（１０２）とバッテリ（１０１）との間にバッテリ冷却水を流すバッテリ冷却水ポンプ（１０３）とを有し、冷却度合い減少手段（Ｓ１３０２）は、バッテリ用電磁弁（１０４）を閉じて冷媒の流れを遮断し、時間制限手段（Ｓ１３０９）は、バッテリ（１０１）の温度が所定バッテリ温度を超える状態が所定時間続いたときに、バッテリ用電磁弁（１０４）を開状態とし、かつバッテリ冷却水ポンプ（１０３）により、空調負荷が低いと判定した場合よりも流量を制限してバッテリ冷却水を流すことを特徴としている。

この発明においては、空調用の冷媒を用いて車室内の冷却とバッテリの冷却とを同時に行っても、空調負荷が高いときは、空調負荷が低いときに比べて、冷媒を用いてバッテリを冷却する度合いであるバッテリ冷却度合いを少なくしているから、バッテリ冷却度合いを少なくした分だけ空調性能を向上させることができる。つまり、バッテリ冷却に優先して車室内の空調を行うことができる。そのため、クールダウン性能を確保し乗員の空調快適性を向上することができる。従って、空調風の吹出温度の上昇による乗員の不快感を抑制できる車両用空調システムを提供することができる。

なお、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号ないし説明は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を分かり易く示す一例であり、発明の内容を限定するものではない。

本発明の第１実施形態における車両用空調システムのＣＯＯＬサイクル時の冷媒の流れを説明する模式図である。 上記実施形態におけるＨＯＴサイクル時の冷媒の流れを説明する模式図である。 上記実施形態におけるＤＲＹ ＥＶＡサイクル時の冷媒の流れを説明する模式図である。 上記実施形態におけるＤＲＹ ＡＬＬサイクル時の冷媒の流れを説明する模式図である。 上記実施形態における各サイクルを切替える電磁弁および三方弁の動作状態を示す図表である。 上記実施形態におけるエアコンＥＣＵへの電磁弁等の接続を示すブロック構成図である。 上記実施形態におけるエアコンＥＣＵによる基本的な制御処理を示したフローチャートである。 図７のサイクル・ＰＴＣ選択処理を示すフローチャートである。 図７のブロワ電圧決定処理を示すフローチャートである。 図７の圧縮機回転数等決定処理を示すフローチャートである。 図１０に示す圧縮機回転数変化量決定処理の詳細を示す一部フローチャートである。 上記実施形態に用いる目標蒸発器温度と目標吹出温度との関係を示す特性図である。 上記実施形態におけるバッテリ冷却水ポンプおよびバッテリ用電磁弁の制御を示すフローチャートである。 本発明のその他の実施形態において蒸発器用電磁弁を省略した場合のＣＯＯＬサイクル時の冷媒の流れを説明する模式図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。

各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図１３を用いて詳細に説明する。第１実施形態は、蒸気圧縮式冷凍機をハイブリッド車両用の空調装置とバッテリ冷却装置からなる車両用空調システムに適用したものである。

ハイブリッド車両は、ガソリン等の液体燃料を爆発燃焼させて動力を発生させる走行用内燃機関をなすエンジン３０（図１）、走行補助用電動機機能および発電機機能を備える図示しない走行補助用の電動発電機、エンジン３０への燃料供給量や点火時期等を制御するエンジン用電子制御装置（以下、エンジンＥＣＵ６０（図６）ともいう）、電動発電機やエンジンＥＣＵ６０等に電力を供給するバッテリ（車載用蓄電装置）１０１、および電動発電機の制御および無断変速機等の制御を行うと共にエンジンＥＣＵ６０に制御信号を出力するハイブリッド電子制御装置（以下、ハイブリッドＥＣＵ７０（図６）ともいう）を備えている。

従って、ハイブリッド車両は、走行するための駆動源としてエンジン３０と電動発電機とを有する。ハイブリッドＥＣＵ７０は、電動発電機およびエンジン３０のいずれの駆動力を駆動輪に伝達するかの駆動切替えを制御する機能、およびバッテリ１０１の充放電を制御する機能を備えている。

またバッテリ１０１は、車載用蓄電装置であって、車室内空調、走行等によって消費した電力を充電するための充電装置を備えており、例えばニッケル水素蓄電池、リチウムイオン電池等が用いられる。この充電装置は、電力供給源としての電気スタンドや商業用電源（家庭用電源）に接続されるコンセントを備えており、このコンセントに電源供給源を接続することにより、バッテリの充電を行うこともできる。

車両用空調システム１００は、乗員の乗車前に行われる車室内空調運転（以下、乗車前空調運転またはプレ空調運転という）が実施可能な空調システムである。車両のユーザーが、乗車前空調運転を行いたいときに携帯する携帯機５２（図６）を操作すると、制御装置をなすエアコンＥＣＵ５０は、携帯機５２から送信される乗車前空調運転の命令信号を受信し、所定のプログラムによる演算を行って乗車前空調運転を実行する。

ユーザーは、車両に乗車しようとする前に、車室内の空調環境を快適にしておくため、携帯機５２を操作して、車両の空調システムに対して乗車前空調運転の指令を送信する。この乗車前空調運転は、原則として、車両のイグニッションスイッチがＯＦＦ状態であること、あるいはエアコンＥＣＵ５０に対して乗員が乗車している信号が送信されていないことが許容条件となる。

図１から図４に示す各サイクルにおいて、各電磁弁１１〜１４および三方弁４の動作状態を図５の図表に示している。また、図１から図４において、各サイクルにおける冷媒が流れる経路は太字実線で示し、冷媒が流れない経路は破線で示している。図１において、車両用空調システム１００は、アキュムレータ式冷凍サイクルであるヒートポンプサイクル１を用いた装置であり、車室内に送風空気を導く空調ケース２０、この空調ケース２０内に空気を導入して車室内へ送る室内用ブロワ２１（空調用送風機、または単に送風機ともいう）、および図６のように、エンジンＥＣＵ６０に接続されたエアコン電子制御装置（以下、エアコンＥＣＵ５０ともいう）を備える。

送風機２１は、ブロワケース（図示せず）、ファン、およびブロワモータよりなり、このブロワモータへの印加電圧に応じて、ブロワモータの回転速度が決定される。ブロワモータへの印加電圧は、上記エアコンＥＣＵ５０からの制御信号に基づいている。この結果、送風量がエアコンＥＣＵ５０により制御される。

送風機２１のブロワケースの一方側には、空気を取り入れる空気取入口として、車室内空気（内気）を導入する内気導入口（図示せず）と、車室外空気（外気）を導入する外気導入口（図示せず）とが形成されるとともに、内気導入口と外気導入口との開口割合を調節する内外気切替手段を成す内外気切替ドア２５（図６）が設けられている。

送風機２１よりも送風空気の下流側における空調ケース２０内の通風路には、上流側から下流側に進むにしたがい、順に、図１の蒸発器８（冷却用熱交換器）、エアミックスドア２２、ヒータコア２３、凝縮器３（加熱用熱交換器）、およびＰＴＣヒータ２４（電気式補助熱源）が配置されている。

空調ケース２０の他方側の下流端（図１の上方）は、車両のフロントウィンドウ（窓ガラス）の内表面に向かって送風空気を吐出するデフロスタ吹出口（図示せず）、乗員の上半身に向かって送風空気を吐出するフェイス吹出口（図示せず）、および乗員足元に向かって送風空気を吐出するフット吹出口（図示せず）に接続されている。

蒸発器８は、送風機２１直後の通路（通風路）全体を横断するように配置されており、送風機２１から吹き出された空気全部が通過するようになっている。蒸発器８は、ＣＯＯＬサイクル運転時や除湿サイクル運転時において、内部を流れる冷媒の吸熱作用によって、送風空気を除湿したり冷却したりする冷却用熱交換器として機能する。

ヒータコア２３は、少なくともその伝熱部分が空調ケース２０内の温風側通路のみに位置するように蒸発器８よりも送風空気の下流側に配置されている。ヒータコア２３は、ＨＯＴサイクル運転時において、内部を流れるエンジン３０の冷却水の熱（水温）を利用して、周囲の空気を加熱する加熱用熱交換器として機能する。

凝縮器３は、少なくともその伝熱部分が、空調ケース２０内の温風側通路のみに位置し、ヒータコア２３よりもさらに送風空気の下流側に配置されている。凝縮器３は、ＨＯＴ（暖房）サイクル運転時、除湿サイクル運転時およびＣＯＯＬサイクル運転時において、内部を流れる冷媒の放熱作用によって、温風側通路を流れる送風空気を加熱する熱交換器として機能する。

ＰＴＣ（positive temperature coefficient）ヒータ２４は、少なくともその伝熱部分が温風側通路のみに位置し、凝縮器３よりもさらに送風空気の下流側に配置されている。ＰＴＣヒータ２４は、ＨＯＴサイクル運転（ヒートポンプ運転）時やＣＯＯＬサイクル運転（クーラ運転）時において、温風側通路を流れる送風空気を加熱する補助的な加熱手段である。ＰＴＣヒータ２４は、複数本の通電発熱素子部を備え、スイッチまたはリレーにて任意の本数の通電発熱素子部が通電されることによって発熱し、周囲の空気を暖める。

この通電発熱素子部は、耐熱性を有する樹脂材料（例えば、６６ナイロンやポリブタジエンテレフタレート等）で成形された樹脂枠の中に、ＰＴＣ素子を嵌め込むことにより構成したものである。また、ＰＴＣヒータ２４は、さらに通電発熱素子部からの発熱を伝達する熱交換フィン部を有してもよい。この熱交換フィン部は、アルミニウムの薄板を波形状に成形したコルゲートフィンと、このコルゲートフィンを一定の形状に保つとともにＰＴＣ素子や電極板との接触面積を確保するアルミニウムプレートとを有している。コルゲートフィンとアルミニウムプレートとは、ろう付により接合されている。

蒸発器８よりも下流側であってヒータコア２３や凝縮器３よりも上流側の通風路には、蒸発器８を通過した空気を、凝縮器３を通る空気と凝縮器３を迂回する空気とに分けたり、切り替えたりして、これらの空気の風量比を調整できるエアミックスドア２２が設けられている。

エアミックスドア２２は、アクチュエータ等によりそのドア本体位置を変化させることで、空調ケース２０内の二分された通路である温風側通路および冷風側通路のそれぞれの一部または全部を塞ぐことができる。そして、エアミックスドア２２による温風側通路の開度は、温風側通路の横断方向の開口が開放される割合のことであり、０から１００％の範囲で調整可能である。また、エアミックスドア２２による冷風側通路の開度は、冷風側通路の横断方向の開口が開放される割合のことであり、０から１００％の範囲で調整可能である。

ヒートポンプは、電動圧縮機（単に圧縮機とも言う）２、凝縮器３、三方弁４、室外熱交換器５、第１膨張弁１０、第２膨張弁７、蒸発器８、アキュムレータ９、および各電磁弁１１〜１４を備える。このヒートポンプは、冷凍サイクル内を流れる冷媒（例えば、Ｒ１３４ａ、ＣＯ２等）の状態変化を利用することにより、冷房用の蒸発器８と暖房用の凝縮器３とによって冷房、暖房および除湿を行うことができる。また、蒸発器８と凝縮器３とは、室外熱交換器５に対して、室内熱交換器を構成する。

ＣＯＯＬサイクル運転時の冷媒は、図１の太字実線の経路を白抜き矢印の向きに流れる。このＣＯＯＬサイクルは、除湿能力が大きい。図１に示すように、冷媒を吸入して吐出する電動圧縮機２と、電動圧縮機２から吐出された冷媒が流入する凝縮器３と、ＣＯＯＬサイクル運転時に凝縮器３から流入する冷媒が空気と熱交換して放熱する室外熱交換器５と、凝縮器３を流出した冷媒を室外熱交換器５に向かわせる三方弁４と、室外熱交換器５から蒸発器８への冷媒流れを制御するように設けられた電磁弁１１と、電磁弁１１によって開放された流路を通ってきた冷媒を制御するために開閉される蒸発器用電磁弁１０７と、冷媒を減圧する第２膨張弁７とをＣＯＯＬサイクルが備える。

更に、ＣＯＯＬサイクルは、第２膨張弁７で減圧された冷媒が蒸発して送風空気を冷却する蒸発器８と、冷媒を気液分離するアキュムレータ９とを備え、これらを配管により環状に接続することにより形成されている。ＣＯＯＬサイクル運転経路は、電動圧縮機２→凝縮器３→三方弁４→室外熱交換器５→電磁弁１１→蒸発器用電磁弁１０７→第２膨張弁７→蒸発器８→アキュムレータ９→電動圧縮機２となる。

このようにＣＯＯＬサイクル運転経路は、三方弁４を室外熱交換器５側の流路と連通するように切り替えることによって、ＣＯＯＬサイクル運転時に、凝縮器３で送風空気と熱交換して冷却された冷媒が、第１膨張弁１０を通らないで室外熱交換器５に流入し、更に電磁弁１１によって開放された流路を通り、第２膨張弁７で減圧された後、蒸発器８に流入し、アキュムレータ９を経由して電動圧縮機２に吸入される。

ＣＯＯＬサイクル運転では、凝縮器として機能する室外熱交換器５から、熱が室外に放出され、蒸発器８から熱が吸収される。このとき、凝縮器３も発熱しているが、エアミックスドア２２の位置制御で、車室内空気との熱交換量を少なくすることができる。また、電磁弁１１と第２膨張弁７との間の通路には、逆流防止用の逆止弁１５が設けられている。

バッテリ用熱交換器１０２によって冷却されるバッテリ冷却水（ブライン）によってバッテリ１０１が冷却される。バッテリ冷却水は、バッテリ冷却水ポンプ１０３によってバッテリ１０１とチラーとして機能するバッテリ用熱交換器１０２とを循環する。バッテリ用熱交換器１０２への冷媒の流入は、バッテリ用電磁弁１０４によって制御される。

バッテリ１０１の温度は、バッテリ１０１内を流れるバッテリ冷却水の温度を検出するセンサ信号で判定する。バッテリ１０１が所定温度（４０℃）以上であり高温と判定された場合は、制御装置をなす図示しないバッテリＥＣＵ、またはエアコン制御装置５０が、バッテリ用電磁弁１０４を開きバッテリ冷却水ポンプ１０３を回転させて、バッテリ冷却中の状態とする。

このようにバッテリ１０１を冷却するバッテリ用熱交換器１０２は、蒸発器８とは並列に接続された冷媒回路に設けられている。よって、バッテリ冷却中は、冷媒流量が、バッテリ側に取られるために、蒸発器８による空調風の冷却作用が低下し、空調風の温度が上昇する。

次に、ヒートポンプのＨＯＴサイクル運転時の冷媒は、図２の太字実線の経路を黒塗り矢印の向きに流れる。ＨＯＴサイクルは、暖房性能が大であり、除湿能力無しの運転である。図２に示すように、電動圧縮機２と、ＨＯＴサイクル運転時に電動圧縮機２から吐出された冷媒と空気とを熱交換させて空気を加熱する凝縮器３と、凝縮器３から流入した冷媒を減圧する減圧装置としての第１膨張弁１０と、第１膨張弁１０から室外熱交換器５への冷媒流れを制御するように設けられた電磁弁１４と、第１膨張弁１０で減圧された冷媒を蒸発させる室外熱交換器５と、室外熱交換器５から電動圧縮機２への冷媒流れを制御するように設けられた電磁弁１２と、アキュムレータ９とを配管により環状に接続することにより、ＨＯＴサイクルが形成されている。

ＨＯＴサイクル運転経路は、電動圧縮機２→凝縮器３→三方弁４→第１膨張弁１０→電磁弁１４→室外熱交換器５→電磁弁１２→アキュムレータ９→電動圧縮機２となる。また、電磁弁１２とアキュムレータ９との間の通路には、逆流防止用の逆止弁１６が設けられている。

なお、室外空気が極めて低いときは、ＨＯＴサイクルによる暖房は効率が悪いので、ＣＯＯＬサイクルにてエンジン３０を稼動させ、エンジン冷却水（温水）の温度を上げて、ヒータコア２３の熱で車室内が暖房される。また、図２のホットサイクルによる暖房時は、バッテリ用電磁弁１０４が閉じており、バッテリ冷却水ポンプ１０３が回転していない。

次に、第１の除湿（ＤＲＹ ＥＶＡ）サイクル運転時の冷媒は、図３の太字実線の経路を斜線太矢印の向きに流れる。ヒートポンプの第１の除湿サイクルは、暖房性能が小、除湿能力が中レベルの運転であり、例えば、操作パネル５１（図６）の操作等により、暖房能力が小レベルで車室内の除湿を行うときに選択操作されて実行される。

第１の除湿サイクルは、図３に示すように、電動圧縮機２、凝縮器３、第１膨張弁１０、第１膨張弁１０から蒸発器８への冷媒流れを制御するように設けられた電磁弁１３、第１膨張弁１０で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器８、およびアキュムレータ９を、配管により環状に接続することにより形成されている。

第１の除湿サイクル運転経路は、電動圧縮機２→凝縮器３→三方弁４→第１膨張弁１０→電磁弁１３→蒸発器用電磁弁（常開型）１０７→第２膨張弁７→蒸発器８→アキュムレータ９→電動圧縮機２となる。この第１の除湿サイクル運転経路は、第１膨張弁１０で減圧された冷媒が、室外熱交換器５に流入しないで蒸発器８に流入して送風空気を冷却した後、アキュムレータ９を経由して電動圧縮機２に吸入される経路である。

次に、第２の除湿（ＤＲＹ ＡＬＬ）サイクル運転時の冷媒は、図４の太字実線の経路を斜線太矢印の向きに流れる。ヒートポンプの第２の除湿サイクルは、暖房性能が中レベル、除湿能力が小レベルの運転であり、例えば、操作パネル５１の操作等により、暖房能力が中レベルで車室内の除湿を行うときに選択されて実行される。

第２の除湿サイクルは、図４に示すように、第１の除湿サイクル運転経路に加え、第１膨張弁１０と電磁弁１３との間で分岐した冷媒経路を有する。この分岐した冷媒経路は、第１膨張弁１０と電磁弁１３との間の通路から電磁弁１４、室外熱交換器５および電磁弁１２を通り、蒸発器８とアキュムレータ９との間の通路に合流するようになっている。

これにより、第２の除湿サイクル運転経路は、電動圧縮機２→凝縮器３→三方弁４→第１膨張弁１０→電磁弁１３→蒸発器用電磁弁（常開型）１０７→第２膨張弁７→蒸発器８→アキュムレータ９→電動圧縮機２の経路と、第１膨張弁１０→室外熱交換器５→電磁弁１２→アキュムレータ９の経路とで構成される。

この第２の除湿サイクル運転経路は、第１膨張弁１０で減圧された冷媒が、室外熱交換器５に流入しないで蒸発器８に流入して送風空気を冷却した後、アキュムレータ９を経由して電動圧縮機２に吸入される経路と、室外熱交換器５に流入して空気から吸熱した後、アキュムレータ９を経由して電動圧縮機２に吸入される経路とを有している。

電動圧縮機２は、内蔵された電動機２ａにより駆動され、回転数制御が可能であり、回転数に応じて冷媒吐出流量が可変される。電動圧縮機２は、インバータ９０（図６）により周波数が調整された交流電圧が印加されて、その電動機２ａの回転速度が制御される。インバータ９０は、車載のバッテリ１０１から直流電源の供給を受け、エアコンＥＣＵ５０により制御される。

室外熱交換器５は、エンジンコンパートメント等の車室外に配置されて、外気と冷媒との熱交換を行うもので、室外ファン６から強制的に送風を受けてＨＯＴサイクル運転時には蒸発器として機能し、ＣＯＯＬサイクル運転時には凝縮器として機能する。第１膨張弁１０は、固定絞り等の固定式膨張弁（例えばキャピラリチューブ）、定圧式膨張弁、機械式膨張弁等で構成される。第１膨張弁１０は、ＨＯＴサイクル運転時に室外熱交換器５へ供給される冷媒を減圧膨脹させる。

第２膨張弁７は、感温筒を備え、蒸発器８出口における冷媒の蒸発状態が適度な過熱度を保つように出口冷媒温度をフィードバックし、適切な弁開度によって冷媒流量を制御する温度作動方式を採用している。

ＨＯＴサイクルおよび各除湿サイクルでは、第２膨張弁７で減圧された低圧冷媒が蒸発器８で吸熱されて蒸発し、蒸発器８を通過した冷媒がアキュムレータ９に流入され、アキュムレータ９で蒸発器８の出口冷媒の気液が分離され、アキュムレータ９内のガス冷媒を電動圧縮機２に吸入させる。

蒸発器（エバポレータ）８は、送風空気を冷却する冷却用熱交換器であり、ＣＯＯＬサイクル運転時に、空調風を冷却する部材として機能する。この蒸発器８は、第２膨張弁７で減圧膨脹された低温低圧の冷媒と空気との熱交換を行うことにより、コア部を通過する空気を冷却する。

凝縮器３は、送風空気を加熱する加熱用熱交換器であり、空調ケース２０内で蒸発器８の下流（風下）に配設されて、電動圧縮機２で圧縮された高温高圧の冷媒と空気との熱交換を行うことにより、コア部を通過する空気を加熱する。エンジン冷却水用のウォータポンプ３１は、エンジン冷却水が循環する回路に設けられ、エンジン冷却水から成る温水をヒータコア２３に供給する。このヒータコア２３は、凝縮器３と共に送風空気を加熱する加熱器として機能する。

エアミックスドア２２は、蒸発器８からの冷風と凝縮器３等（加熱器）からの暖風との混合割合を制御する。アキュムレータ９は、冷凍サイクル内の過剰冷媒を一時蓄えると共に、気相冷媒のみを送り出して、電動圧縮機２に液冷媒が吸い込まれるのを防止する。三方弁４、常開型の電磁弁１１、常閉型の電磁弁１２、常閉型の電磁弁１３、および常開型の電磁弁１４は、流路切替手段であり、これら電磁弁の上記各サイクルにおける動作状態は図５に示すとおりである。

冷媒圧力センサ４０は、ヒートポンプの高圧側の流路に設けられ、凝縮器３よりも上流の冷媒の高圧圧力、すなわち電動圧縮機２の吐出圧力Ｐｒｅ（図６）を検出する。また、冷媒吸入温度センサ４１は、室外熱交換器５の冷媒流れの下流側に設けられ、冷媒吸入温度を検出する。

図６のエアコンＥＣＵ５０は、車室内の空調運転を制御する制御手段であり、マイクロコンピュータと、車室内前面に設けられた操作パネル５１上の各種スイッチからの信号、および冷媒圧力センサ４０、冷媒吸入温度センサ４１、内気センサ４２、外気センサ（外気温検出手段）４３、日射センサ４４、入口温度センサ４５等からセンサ信号が入力される入力回路と、各種アクチュエータに出力信号を送る出力回路とを備えている。

マイクロコンピュータは、ＲＯＭ（読み込み専用記憶装置）、ＲＡＭ（読み込み書き込み可能記憶装置）等のメモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）等から構成されており、操作パネル５１等から送信された運転命令に基づいた演算に使用される各種プログラムを保有している。

また、エアコンＥＣＵ５０は、上記の各サイクル運転時に、エアコン環境情報、エアコン運転条件情報および車両環境情報を受信して、これらの情報を演算し、電動圧縮機２の設定容量を算出する。そして、エアコンＥＣＵ５０は、演算結果に基づいて、インバータ９０に対して制御信号を出力し、インバータ９０によって電動圧縮機２の出力電力量が制御される。

このように、乗員による操作パネル５１または携帯機５２の操作によって、車両用空調システムの運転・停止等の操作信号および設定温度等がエアコンＥＣＵ５０に入力されて、更に各種センサの検出信号が入力されると、エアコンＥＣＵ５０は、エンジンＥＣＵ６０、ハイブリッドＥＣＵ７０、ナビゲーションＥＣＵ８０等と通信し、各種の演算結果に基づいて、電動圧縮機２、室内用ブロワ（空調用送風機または単に送風機とも言う）２１、室外ファン６、ＰＴＣヒータ２４、三方弁４、電磁弁１１〜１４、内外気切替ドア２５、吹出口切替ドア２６等の各機器の運転を制御する。ナビゲーションＥＣＵ８０は、たとえば自車の位置情報等をエアコンＥＣＵ５０に送信する。

図７において、イグニッションスイッチが投入されて、エアコンＥＣＵ５０に電源が供給されると、図７の制御がスタートする。以降の各ステップに係る処理は、エアコンＥＣＵ５０によって実行されるものである。

（プレ空調判定）
エアコンＥＣＵ５０は、上記の各種センサからの信号、操作パネル５１に設けられた各種操作部材からの信号、または遠隔操作可能な操作手段である携帯機５２からの信号等に基づいて、車室内を空調するように構成されている。車両が継続的に停止して、乗員が搭乗していないときには、エアコンＥＣＵ５０は、上記携帯機５２からのプレ空調要求の有無、または予め設定されたプレ空調運転指令を監視している。

図７のステップＳ１では、携帯機５２からプレ空調要求があった場合、または予め送信入力された空調要求時刻に基づいてプレ空調を開始するタイミングとなった場合には、車両が停止状態であるか否かを判断するとともに、電源電力がプレ空調作動時の要求電力に対し大きいか否か判断する。車両が停止状態であり、電源電力がプレ空調要求電力より大きいことを確認したら、プレ空調の実施を許可するためにプレ空調フラグを立てる。

次に、ステップＳ２で、図６のエアコンＥＣＵ５０内のＲＡＭ等に記憶されている各パラメータ等を初期化（イニシャライズ）する。次に、ステップＳ３で、操作パネル５１等からのスイッチ信号等を読み込む。次に、ステップＳ４で上記の各種センサからの信号を読み込む。

（ＴＡＯ算出・目標蒸発器温度演算）
次に、ステップＳ５で、ＲＯＭに記憶された下記の数式１を用いて、車室内に吹き出す空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する。
（数式１）ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ
ここで、Ｔｓｅｔは、温度設定スイッチにて設定された設定温度、Ｔｒは内気センサ４２にて検出された内気温度、Ｔａｍは外気センサ４３にて検出された外気温度、Ｔｓは日射センサ４４にて検出された日射量である。また、Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、ＫａｍおよびＫｓは各ゲインであり、Ｃは全体にかかる補正用の定数である。

そして、このＴＡＯおよび上記各種センサからの信号により、エアミックスドア２２のアクチュエータの制御値およびウォータポンプ３１の回転数の制御値等を算出する。また、このステップＳ５では、目標吹出温度ＴＡＯに応じて、目標蒸発器温度ＴＥＯを、目標吹出温度ＴＡＯと目標蒸発器温度ＴＥＯとの関係を規定したマップ（図１２）を用いて決定する。例えば、目標吹出温度ＴＡＯが１０℃になると、それまで一定であった目標蒸発器温度ＴＥＯが目標吹出温度ＴＡＯに比例して大きくなるように設定される。

（サイクル・ＰＴＣ選択）
次に、図７のステップＳ６で、サイクルとＰＴＣヒータ選択との処理を行う。図８は、図７のサイクル・ＰＴＣ選択処理を示すフローチャートである。図８において、ステップＳ８０１において、プレ空調か否かを判定する。プレ空調の場合は、ステップＳ８０２にて外気温が−３℃より低いか否かを判定する。

外気温が−３℃より低い場合は、ヒートポンプの効率が悪くなり、かつ、着霜しやすくなるので、ステップＳ８０３にてＰＴＣヒータに通電することによるプレ空調を行う。外気温が−３℃より低くない場合は、ステップＳ８０４にて、自動選択されている吹出口モードがフェイス（ＦＡＣＥ）か否かを判定する。

自動選択されている吹出口モードがフェイスの場合は、ＨＯＴサイクルによる暖房の必要が無いと判断して、ステップＳ８０５にてＣＯＯＬサイクルでのプレ空調を行う。吹出口モードがフェイスでない場合は、ステップＳ８０６にて、ＨＯＴサイクルでのプレ空調を行う。

ステップＳ８０１において、プレ空調か否かを判定して、プレ空調ではないと判定された場合は、ステップＳ８０７にて、外気温が−３℃より低いか否かを判定する。−３℃より低い場合は、ヒートポンプの効率が悪くなり、かつ着霜しやすくなるので、ステップＳ８０８にて、ＣＯＯＬサイクルによる空調を行い、エンジン３０を稼動（エンジンＯＮ）させる。

ステップＳ８０７にて、外気温が−３℃より低いか否かを判定した結果、外気温が−３℃より低くない場合は、ステップＳ８０９にて、吹出口モードがフェイスか否かを判定する。フェイスの場合は、ＨＯＴサイクルの必要が無いと判断して、ステップＳ８１０にてＣＯＯＬサイクルの空調を行う。ステップＳ８０９にて、吹出口モードがフェイスか否かを判定した結果、フェイスでない場合は、ステップＳ８１１にて、ＨＯＴサイクルの空調を行う。

以上のように、たとえばプレ空調フラグが立っており、外気温が−３℃より低い場合は、ヒートポンプによる暖房の効率が悪くなり、かつ室外熱交換器５に着霜しやすくなるため、ＰＴＣヒータ２４によるプレ空調を実施するため、ＰＴＣヒータ２４に通電する。また、外気温が−３℃以上の場合は、自動運転での吹出口モードがフェイスモードの場合には、ヒートポンプによる暖房の必要なしと判断して、ＣＯＯＬサイクルによるプレ空調を実施する。外気温が−３℃以上であり、フェイスモード以外の場合には、ＨＯＴサイクルによる暖房のプレ空調を実施する。

プレ空調フラグが立っておらず、プレ空調でなく、外気温が−３℃より低い場合は、ヒートポンプによる暖房の効率が悪くなり、かつ、室外熱交換器５に着霜しやすくなるため、ＣＯＯＬサイクルによる空調を実施する。なお、このときは、エンジン３０を稼動し、温水およびヒータコア２３の温度を上昇させるようにする。なお、図１〜図４に示した各サイクルの選定は、操作パネル５１を介して、マニュアル操作でも行うことができる。

（ブロワ電圧決定）
次に、図７に示すステップＳ７において、ＲＯＭに記憶されたマップを用いて目標吹出温度ＴＡＯに対応するブロワ電圧（室内用ブロワ２１のブロワモータに印加する電圧）を決定する。このステップＳ７は、具体的には図９に基づいて実行される。図９は、図７のステップＳ７におけるブロワ電圧決定処理を示すフローチャートである。図９に示すように、ステップＳ９０１において、ブロワ制御がオートか否かを判定する。オートの場合、ステップＳ９０２にて、ベースとなる仮のブロワレベルｆ（ＴＡＯ）を算出する。

次に、ステップＳ９０３において、ヒータコア２３の水温およびＰＴＣヒータ２４の作動本数に応じて、ウオームアップ風量ｆ（ＴＷ）を算出する。更に、ステップＳ９０４にて、吹出口がフット（ＦＯＯＴ）、バイレベル（Ｂ／Ｌ）、フットデフ（Ｆ／Ｄ）のいずれかであるか否かを判定する。いずれかであるときは、ステップＳ９０５に進み、いずれでもないときは、ステップＳ９０６に進む。

ステップＳ９０５では、ブロワレベルを、その時のｆ（ＴＡＯ）の最小値とｆ（ＴＷ）とを比較し、そのうちの大きい方をブロワレベルとして決定する。次に、ステップＳ９０７では、決定されたブロワレベルをブロワ電圧に変換する。一方、ステップＳ９０６では、ブロワレベルを、ｆ（ＴＡＯ）で決定し、次に、ステップＳ９０８では決定されたブロワレベルをブロワ電圧に変換する。

ステップＳ９０１でブロワ風量の制御がオートでないと判定されたときは、ステップＳ９０９でＬｏからＨｉまでのマニュアル操作で、指定されたブロワレベルに従って４ボルトから１２ボルトの電圧をブロワモータに印加する。

（吸込口モード決定）
次に、図７のステップＳ８で、ＲＯＭに記憶されたマップから、目標吹出温度ＴＡＯに対応する吸込口モードを決定する。具体的には、周知のように、目標吹出温度ＴＡＯが高いときには、内気循環モードが選択され、目標吹出温度ＴＡＯが低いときには、外気導入モードが選択される。

（吹出口モード決定）
次に、図７のステップＳ９で、ＲＯＭに記憶されたマップから、目標吹出温度ＴＡＯに対応する吹出口モードを周知のように決定する。目標吹出温度ＴＡＯが高いときには、フットモード（ＦＯＯＴ）が選択され、目標吹出温度ＴＡＯの低下に伴ってバイレベルモード（Ｂ／Ｌ）、さらにはフェイスモード（ＦＡＣＥ）の順に選択され、本制御を終了する。

（圧縮機回転数等決定）
次に、図７のステップＳ１０で電動圧縮機回転数等の決定処理を実行する。ステップＳ１０は、具体的には図１０に基づいて決定される。図１０のフローチャートでは、まず、特開２０００−３１８４３５号公報等に開示されたファジィ制御により、クーラ運転時にフロストを防止するための圧縮機回転数変化量を演算する。次に、ヒートポンプ時に異常高圧を防止するための圧縮機回転数変化量を演算する。以下具体的に図１０および図１１を用いて説明する。

図１１に示すマップは、温度偏差Ｅｎと偏差変化量ＥＤＯＴとの関係を示すマップであり、予めＲＯＭに記憶されている。なお、この温度偏差Ｅｎ及び偏差変化量ＥＤＯＴにおける圧縮機回転数変化量ΔｆＣは、ＲＯＭに記憶された所定のメンバーシップ関数およびルールに基づいて、上記ファジィ制御にて求められる。

図１０および図１１において、ステップＳ１００１において、ＣＯＯＬサイクル時にフロストを防止するための圧縮機回転数変化量ΔｆＣを演算する。まず、エアコンＥＣＵ５０は、ステップＳ１００１において、各種センサの検出信号を用いて算出した目標蒸発器温度ＴＥＯと、実際の蒸発器温度ＴＥ（図示しない蒸発器温度センサによって検出された温度）との温度偏差Ｅｎを以下の数式２を用いて演算する。なお、目標蒸発器温度ＴＥＯは、図１２に示すマップに従って、目標吹出温度ＴＡＯから求められる。この図１２から判明するように、目標蒸発器温度ＴＥＯは２℃から１０℃の範囲で選ばれる。
（数式２） Ｅｎ＝ＴＥＯ−ＴＥ
さらに、以下の数式３を用いて偏差変化量ＥＤＯＴを演算する。
（数式３） ＥＤＯＴ＝Ｅｎ−Ｅｎ−１
ここで、Ｅｎは、１秒に１回更新されるため、Ｅｎ−１は、Ｅｎに対して１秒前の値となる。

さらに、エアコンＥＣＵ５０は、算出したＥｎ及びＥＤＯＴと、図１０のステップＳ１００１に示すマップ（後述する図１１に一例として記載のマップ）とを用いて、１秒前の電動機２ａの「ＣＯＯＬサイクル時の圧縮機回転数変化量ΔｆＣを算出する。このＣＯＯＬサイクル時の圧縮機回転数変化量ΔｆＣは、ＣＯＯＬサイクル時の熱交換器のフロスト防止に貢献する値である。

次に、図１０および図１１のステップＳ１００２において、同様に、ＨＯＴサイクル時に異常高圧を防止するための圧縮機回転数変化量ΔｆＨを演算する。このステップＳ１００２では、目標圧力ＰＤＯ、高圧圧力Ｐｒｅ（Ｐｒｅは冷媒圧力センサ４０（図１、図６）にて測定した高圧圧力）、偏差Ｐｎ、偏差変化量ＰＤＯＴを用いて、電動圧縮機２の圧縮機回転数変化量ΔｆＨを以下のように求める。

ヒートポンプによるＨＯＴサイクル運転時において、図１０のステップＳ１００２において、先に求められた目標吹出温度ＴＡＯを、冷凍サイクルの高圧側を流れる冷媒の目標圧力ＰＤＯ（以下、単にＰＤＯともいう）に変換する。この変換は、周知の方法を用いればよく、目標吹出温度ＴＡＯを変換用マップでＰＤＯに変換してもよい。

また、目標吹出温度ＴＡＯと、室内用ブロワ２１の風量Ｖによって異なる温度効率φと、凝縮器３の吸入側空気温度とから飽和冷媒温度Ｔｃを求め、この飽和冷媒温度Ｔｃと飽和圧力Ｐｃ（凝縮器３の凝縮圧力）との関係に基づいて、上記飽和冷媒温度Ｔｃに対応する飽和圧力Ｐｃを求めて、この飽和圧力Ｐｃを目標圧力ＰＤＯとしてもよい。次に、目標圧力ＰＤＯと、冷媒圧力センサ４０にて検出された高圧圧力Ｐｒｅとの圧力偏差Ｐｎを下記数式４によって算出する。
（数式４） Ｐｎ＝ＰＤＯ−Ｐｒｅ
また、偏差変化量ＰＤＯＴを下記数式５によって算出する。
（数式５） ＰＤＯＴ＝Ｐｎ−Ｐｎ−１
なお、Ｐｎ−１は、偏差Ｐｎの先回の値である。また、ｎは自然数である。

図１１のステップＳ１００２には、圧力偏差Ｐｎと、偏差変化量ＰＤＯＴと、圧縮機回転数変化量ΔｆＨとの関係を示すマップの一例を記載している。次に、このＰｎとＰＤＯＴと、エアコンＥＣＵ５０のＲＯＭに記憶された図１１に示すマップとを用いて、１秒前の圧縮機回転数ｆｎ−１に対して増減する圧縮機回転数変化量ΔｆＨを求める。なお、この圧力偏差Ｐｎおよび偏差変化量ＰＤＯＴにおける圧縮機回転数変化量ΔｆＨは、ＲＯＭに記憶された所定のメンバーシップ関数及び所定のルールに基づいて、ファジィ制御にて求める。

更に、図１０の車速判定手段をなすステップＳ１００３において、車速が３０（ｋｍ／ｈ）を超えているか否かを判定する。車速が３０（ｋｍ／ｈ）以下の低速の場合は、第１最高回転数決定手段をなすステップＳ１００４にて、ブロワ電圧に応じた最高回転数ＩＶＯｍａｘ（ｒｐｍ）を演算する。車速が３０（ｋｍ／ｈ）以上の高速走行で騒音や振動が気にならない場合は、第２最高回転数決定手段をなすステップＳ１００５にて圧縮機最高回転数ＩＶＯｍａｘ＝７０００（ｒｐｍ）を設定する。

次に、ステップＳ１００６にて、クーラ（つまりＣＯＯＬサイクル）か否かを判定する。クーラの場合は、ステップＳ１００７にてΔｆとしてΔｆＣを選択することで、フロスト防止できる。ヒートポンプサイクル（つまりＨＯＴサイクル）の場合は、ステップＳ１００８にて、ΔｆとしてΔｆＨを選択することで、異常高圧防止を図ることができる。

更に、ステップＳ１００９にて、仮の圧縮機回転数ＩＶＯｄが、前回の圧縮機回転数にΔｆを加えた値か、Ｓ１００４で設定されたＩＶＯｍａｘのうちいずれか小さいほうが選択されることで、今回の圧縮機回転数がＳ１００４で設定されたＩＶＯｍａｘで制限される。

次に、ステップＳ１０１０においてバッテリ冷却中か否かを判定する。バッテリ冷却中か否かは、図１のバッテリ用電磁弁１０４が開放されて冷媒がバッテリ用熱交換器１０２に流入しており、かつバッテリ冷却水ポンプ１０３が回転してバッテリ用熱交換器１０２で冷却された冷却水がバッテリ１０１に流れ込んでいる場合をバッテリ冷却中と判定し、そうでない場合をバッテリ冷却中でないと判定する。

ステップＳ１０１０において、バッテリ冷却中でない場合、目標回転数決定手段をなすステップＳ１０１１にて、今回の圧縮機の目標回転数をステップＳ１００９で求めた圧縮機回転数ＩＶＯｄに設定する。バッテリ冷却用の冷却水の温度が例えば４０℃を超え、バッテリ冷却中の場合は、ステップＳ１０１２にて、バッテリ温度に応じた圧縮機目標回転数ｆ（ＢＡＴ）を決定する。更に、ステップＳ１０１３では、蒸発器のフィン温度（エバフィン温度）に応じた圧縮機最高回転数ＩＶＯｍａｘを決定する。

最後に、ステップＳ１０１４で、今回の圧縮機目標回転数を、ステップＳ１０１２の圧縮機目標回転数ｆ（ＢＡＴ）と、ステップＳ１０１３の圧縮機最高回転数ＩＶＯｍａｘとのうちいずれか小さい方の値として決定する。そして、ステップＳ１０１０からステップＳ１０１３、Ｓ１０１４は、バッテリ１０１の冷却と蒸発器８の冷却を同時に行っているとき、蒸発器８の温度の低下に伴い電動圧縮機２から吐出される冷媒の最高吐出量を少なくする吐出量減少手段を構成している。

この図１０に示した制御においては、走行性能を確保するためにバッテリ冷却を行うが、空調負荷が少ないと、バッテリ１０１（図１）の冷媒回路に対して並列の冷媒回路で冷やしている蒸発器８の温度が下がりすぎてフロストを起こす可能性がある。そのため、基本的には、バッテリ温度に応じて圧縮機回転数を決めるが、蒸発器温度が下がりすぎたときには、蒸発器温度の低下に応じて圧縮機回転数を制限することにより、フロストを防止しつつ、圧縮機消費電流を少なくできる、これにより、電動圧縮機２の電動機２ａに供給されるバッテリ１０１の出力電流が減少するため、バッテリ１０１の温度上昇が軽減される。

（各弁ＯＮ／ＯＦＦ決定）
次に、図７のステップＳ１１において、サイクル中の三方弁４および電磁弁１１〜１４等のＯＮまたはＯＦＦ作動について決定する。この制御では、図５に示した各サイクルに対応する各弁の動作状態となるように、各弁の作動をオン、オフする出力信号を決定する。

図７のステップＳ１１においては、図５に示した各サイクルに対応する各弁の作動制御と共に、図１３のフローチャートの制御を実行する。図１３において、ステップＳ１３０１において、バッテリ温度が４０℃を超えているかどうかを判定する。バッテリ温度が４０℃以下の場合、ステップＳ１３０２にてバッテリ用電磁弁１０４（チラー用電磁弁とも言う）を閉じる。

ステップＳ１３０１にて、バッテリ温度が４０℃を超えていた場合、ステップＳ１３０３にて室温が３０℃を超えているか否かを判定する。ステップＳ１３０３にて室温が３０℃以下の場合、ステップＳ１３０４にてバッテリ用電磁弁１０４を開ける。また、ステップＳ１３０５にて、バッテリ冷却水ポンプ１０３への印加電圧を制御してバッテリ冷却水の流量を１０リットル／分とする。

ステップＳ１３０３にて室温が３０℃を超えていた場合、ステップＳ１３０６にて、ＴＥ（蒸発器温度または蒸発器フィン温度とも言う）が、ＴＥＯ（目標蒸発器温度または目標蒸発器フィン温度とも言う）よりも５℃以上高いか否かを判定する。

判定の結果、５℃を超えていない場合は前述のステップＳ１３０４に進み、５℃を超えていた場合は、ステップＳ１３０７にて、車外温度である外気温が３５℃を超えているか否かを判定する。外気温が３５℃を超えていない場合は、前述のステップＳ１３０４に進み、外気温が３５℃を超えていた場合は、ステップＳ１３０８にて、ブロワ電圧が１０ボルトあるいは１０ボルト相当風量を超えているか否かを判定する。

ブロワ電圧が１０ボルトあるいは１０ボルト相当風量を超えていない場合は、前述のステップＳ１３０４に進み、ブロワ電圧が１０ボルトあるいは１０ボルト相当風量を超えていた場合は、ステップＳ１３０９にて、バッテリ温度が４０℃を超えている時間が１０分以上経過しているか否かを判定する。

ステップＳ１３０９にて、１０分未満の場合は、ステップＳ１３０２にてバッテリ用電磁弁１０４は閉とする。ステップＳ１３０９にて、１０分以上経過の場合は、ステップＳ１３１０でバッテリ用電磁弁１０４を開とするが、ステップＳ１３１１にてバッテリ冷却水の流量が５リットル／分となるようにバッテリ冷却水ポンプ１０３の回転数を制御する。

なお、図１等の蒸発器用電磁弁１０７とバッテリ用電磁弁１０４とを設けて、それら電磁弁１０４、１０７の作動を組み合わせることにより、蒸発器８のみの冷却、バッテリ１０１のみの冷却、蒸発器８およびバッテリ１０１の両方の冷却を選択できるが、通常時は、蒸発器用電磁弁１０７は開状態に保たれている。そして、明らかに車室内の冷房が不要でありバッテリのみを冷却したい場合に、蒸発器用電磁弁１０７が遮断される。例えば、冬場の冷房が不要なとき、または、バッテリの残存電力容量が少なく残りの残存電力容量のみで極力走行距離を延ばしたいときに、蒸発器用電磁弁１０７が遮断される。なお、蒸発器用電磁弁１０７を常閉型（ノーマルクローズ）としても良い。このようにすれば、蒸発器用電磁弁１０７遮断時の電力を消費しない。

（制御信号出力）
次に、図７のステップＳ１２において、上記各ステップＳ１〜Ｓ１１で算出または決定された各制御状態が得られるように、エンジンＥＣＵ６０、インバータ９０、ＰＴＣヒータ２４、各種アクチュエータ、三方弁４および電磁弁１１〜１４等に対して制御信号を出力する。そして、図７のステップＳ１３において所定時間の経過を待って、ステップＳ３に戻り、継続して各ステップが実行される。

（第１実施形態の作用）
この第１実施形態では、走行性能を確保するためにバッテリ冷却を行うが、空調負荷が高い時、バッテリ冷却に優先して冷媒を空調に用いることで、クールダウン性能を確保し乗員の快適性を向上できる。加えて、車室内空調負荷が高いときでも適度なバッテリ冷却を間欠的に行うことで、コンプレッサ負荷の平準化ができる。その結果、コンプレッサ最高回転数を低く抑えることができ、コンプレッサの耐久性が向上し静音化が容易になる。

以下具体的に、主として図１３に関わる第１実施形態の作用を説明する。冷却度合い減少手段Ｓ１３０２によりバッテリ冷却度合いを少なくする時間を制限し、冷却度合い減少手段Ｓ１３０２による制御を中止する時間制限手段Ｓ１３０９を備えている。これによれば、空調負荷が非常に大きく空調高負荷状態が長時間解消されない場合でも、バッテリ冷却度合いを少なくすることを中止し、バッテリ冷却を行える時間を確保できるようになるため、バッテリ１０１に基づく車両の走行性能が確保できるようになる。

また、時間制限手段Ｓ１３０９は、バッテリ１０１の温度が所定値より高い高温値になる時間が所定時間以上経過したときに、冷却度合い減少手段Ｓ１３０２によりバッテリ冷却度合いを少なくする状態を緩和して、冷媒によりバッテリを冷却する。具体的には冷却度合いを少なくする状態を緩和すべく、ステップＳ１３１０、ステップＳ１３１１に制御を移行させる。

これによれば、バッテリ１０１の温度が所定値より大きい高温値になる時間が所定時間以上経過したときに、冷却度合い減少手段Ｓ１３０２によるバッテリ冷却度合いを少なくする状態を中断し、バッテリ１０１をバッテリ冷却水の流動で冷却できる。そして、空調負荷が非常に大きく空調高負荷状態が長時間解消されない場合でも、バッテリ冷却度合いを少なくする時間を制限（中断）するから、制限前に比べてバッテリ冷却を充分に行える時間を確保できるようになるため、バッテリ１０１に基づく走行性能（走行距離）が確保できるようになる。

更に、空調装置は、冷媒を圧縮する圧縮機２と、冷媒が蒸発することにより空調風を冷却する蒸発器８と、空調風を流す送風機２１を有し、バッテリ冷却装置は、冷媒によりバッテリ冷却水が冷却されるバッテリ用熱交換器１０２と、バッテリ用熱交換器１０２に流れ込む冷媒の流量を制御するバッテリ用電磁弁１０４と、バッテリ用熱交換器１０２とバッテリ１０１との間にバッテリ冷却水を流すバッテリ冷却水ポンプ（１０３）とを有し、冷却度合い減少手段Ｓ１３０２は、バッテリ用電磁弁１０４を閉じて冷媒の流れを遮断する。

これによれば、空調負荷が高いと判定された場合に、空調負荷が低いと判定された場合に比べて、冷媒を用いて流体を冷却する度合いであるバッテリ冷却度合いを少なくし、その分、空調装置による車室内空調を優先することができる。

次に、時間制限手段Ｓ１３０９は、バッテリ１０１の温度が所定バッテリ温度を超える状態が所定時間続いたときに、バッテリ用電磁弁１０４を開状態とし、かつバッテリ冷却水ポンプ１０３により、空調負荷が低いと判定した場合よりも流量を制限してバッテリ冷却水を流す。

これによれば、空調負荷が高いときにも、バッテリ冷却水の流動によるバッテリ冷却が可能な時間を設定でき、それによって、バッテリ１０１の温度が上がりすぎて急な冷却が必要になる状況の出現が少なくなり、空調装置の負荷の平準化を行うことができる。従って、圧縮機の最高回転数を低く抑えることができ、空調装置を構成する機器の耐久性が向上し、空調運転の静粛化が可能になる。

また、判定手段Ｓ１３０３〜Ｓ１３０８は、空調装置が空調する室内の温度が所定室温を超えること、蒸発器８の温度ＴＥが目標蒸発器温度ＴＥＯよりも所定温度を超えて高いこと、車室内の外部における温度となる外気温が所定外気温を超えること、および送風機２１の風量が所定風量を越えることのすべてが成立する場合に、空調負荷が高いと判定する。これによれば、空調負荷が高いか低いかを明確に判定することができる。

（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。前述の実施形態では、ハイブリッド自動車に本発明を適用しているが、ハイブリッド自動車に限るものではなく、内燃機関よりなるエンジンの無い電気自動車（ＥＶ）であってもよい。更に、前述の実施形態では、電気式補助熱源としてＰＴＣヒータ２４を採用しているが、これに限定するものではない。電気式補助熱源は、通電されることにより、発熱体等から発熱して周囲の空気や物体を加熱できれば他の装置でもよいし、ＰＴＣヒータ２４を省略しても良い。

また、ヒートポンプサイクルの車両用空調システムを実施形態にて示したが、本発明は、クーラサイクル（エアコンサイクルとも呼ばれる）を使用した車両用空調システムにも適用できる。なお、クーラサイクルとは、ヒータコアでエンジン冷却水温を使用して暖房を行い、かつ高圧、かつ液体の冷媒を車内にある膨張弁で減圧して気化を開始させた状態で空調ケース内の蒸発器へ導き、気化した冷媒を電動圧縮機で圧縮して、空調ケース外部のコンデンサへ送るサイクルである。

次に、上述の実施形態では、バッテリ１０１側の冷媒流路に設けたバッテリ用電磁弁１０４だけでなく、蒸発器８側にも蒸発器用電磁弁１０７を設けたが、この蒸発器用電磁弁１０７が省略されても良い。図１４は、この蒸発器用電磁弁１０７が省略された場合のＣＯＯＬサイクル時の冷媒の流れ、および機器の配置を説明している。

１０１ バッテリ
１００ 車両用空調システム
Ｓ１３０３、Ｓ１３０６、Ｓ１３０７、Ｓ１３０８ 判定手段
Ｓ１３０２ 冷却度合い減少手段
Ｓ１３０９ 時間制限手段
８ 蒸発器
１０２ バッテリ用熱交換器
１０４ バッテリ用電磁弁
１０３ バッテリ冷却水ポンプ

Claims (4)

1. 車室内に吹出す空調風が冷媒により冷却される空調装置（２、８、２１）と、前記冷媒によってバッテリ（１０１）を冷却するバッテリ冷却装置（１０２、１０３、１０４）とを有する車両用空調システム（１００）において、
   前記冷媒を用いて前記空調風を冷却するときの空調負荷が高いか低いかを判定する判定手段（Ｓ１３０３、Ｓ１３０６、Ｓ１３０７、Ｓ１３０８）と、
   前記判定手段（Ｓ１３０３〜Ｓ１３０８）が、前記空調負荷が高いと判定した場合は、前記空調負荷が低いと判定した場合に比べて、前記冷媒を用いて前記バッテリ（１０１）を冷却する度合いであるバッテリ冷却度合いを少なくする冷却度合い減少手段（Ｓ１３０２）とを備え、
   更に、前記冷却度合い減少手段（Ｓ１３０２）により前記バッテリ冷却度合いを少なくする時間を制限し、前記冷却度合い減少手段（Ｓ１３０２）による制御を中止する時間制限手段（Ｓ１３０９）を備え、
   前記空調装置は、冷媒を圧縮する圧縮機（２）と、前記冷媒が蒸発することにより前記空調風を冷却する蒸発器（８）と、前記空調風を流す送風機（２１）とを有し、
   前記バッテリ冷却装置は、前記冷媒によりバッテリ冷却水が冷却されるバッテリ用熱交換器（１０２）と、前記バッテリ用熱交換器（１０２）に流れ込む前記冷媒の流量を制御するバッテリ用電磁弁（１０４）と、前記バッテリ用熱交換器（１０２）と前記バッテリ（１０１）との間に前記バッテリ冷却水を流すバッテリ冷却水ポンプ（１０３）とを有し、
   前記冷却度合い減少手段（Ｓ１３０２）は、前記バッテリ用電磁弁（１０４）を閉じて前記冷媒の流れを遮断し、
   前記時間制限手段（Ｓ１３０９）は、前記バッテリ（１０１）の温度が所定バッテリ温度を超える状態が所定時間続いたときに、前記バッテリ用電磁弁（１０４）を開状態とし、かつ前記バッテリ冷却水ポンプ（１０３）により、前記空調負荷が低いと判定した場合よりも流量を制限して前記バッテリ冷却水を流すことを特徴とする車両用空調システム。
2. 車室内に吹出す空調風が冷媒により冷却される空調装置（２、８、２１）と、前記冷媒によってバッテリ（１０１）を冷却するバッテリ冷却装置（１０２、１０３、１０４）とを有する車両用空調システム（１００）において、
   前記冷媒を用いて前記空調風を冷却するときの空調負荷が高いか低いかを判定する判定手段（Ｓ１３０３、Ｓ１３０６、Ｓ１３０７、Ｓ１３０８）と、
   前記判定手段（Ｓ１３０３〜Ｓ１３０８）が、前記空調負荷が高いと判定した場合は、前記空調負荷が低いと判定した場合に比べて、前記冷媒を用いて前記バッテリ（１０１）を冷却する度合いであるバッテリ冷却度合いを少なくする冷却度合い減少手段（Ｓ１３０２）とを備え、
   更に、前記冷却度合い減少手段（Ｓ１３０２）により前記バッテリ冷却度合いを少なくする時間を制限し、前記冷却度合い減少手段（Ｓ１３０２）による制御を中止する時間制限手段（Ｓ１３０９）を備え、
   前記空調装置は、冷媒を圧縮する圧縮機（２）と、前記冷媒が蒸発することにより前記空調風を冷却する蒸発器（８）と、前記空調風を流す送風機（２１）とを有し、
   前記バッテリ冷却装置は、前記冷媒によりバッテリ冷却水が冷却されるバッテリ用熱交換器（１０２）と、前記バッテリ用熱交換器（１０２）に流れ込む前記冷媒の流量を制御するバッテリ用電磁弁（１０４）と、前記バッテリ用熱交換器（１０２）と前記バッテリ（１０１）との間に前記バッテリ冷却水を流すバッテリ冷却水ポンプ（１０３）とを有し、
   前記冷却度合い減少手段（Ｓ１３０２）は、前記バッテリ用電磁弁（１０４）を閉じて前記冷媒の流れを遮断し、
   前記判定手段（Ｓ１３０３〜Ｓ１３０８）は、前記空調装置が空調する室内の温度が所定室温を超えること、前記蒸発器（８）の温度（ＴＥ）が目標蒸発器温度（ＴＥＯ）よりも所定温度を超えて高いこと、前記車室内の外部における温度となる外気温が所定外気温を超えること、および前記送風機（２１）の風量が所定風量を越えることのすべてが成立する場合に、前記空調負荷が高いと判定することを特徴とする車両用空調システム。
3. 前記時間制限手段（Ｓ１３０９）は、前記バッテリ（１０１）の温度が所定値より高い高温値になる時間が所定時間以上経過したときに、前記冷却度合い減少手段（Ｓ１３０２）により前記バッテリ冷却度合いを少なくする状態を緩和して、前記冷媒により前記バッテリ（１０１）を冷却することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用空調システム。
4. 前記時間制限手段（Ｓ１３０９）は、前記バッテリ（１０１）の温度が所定バッテリ温度を超える状態が所定時間続いたときに、前記バッテリ用電磁弁（１０４）を開状態とし、かつ前記バッテリ冷却水ポンプ（１０３）により、前記空調負荷が低いと判定した場合よりも流量を制限して前記バッテリ冷却水を流すことを特徴とする請求項２に記載の車両用空調システム。

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