WO2019163398A1 - 車両用制御システム - Google Patents

Abstract

バッテリの温度が低い状況下においても、バッテリの劣化を防止しながら、外部電源より円滑にバッテリに充電することを可能とした車両用制御システムを提供する。車両用制御システム(VC)は、急速充電器(50)よりバッテリ(55)に充電可能な車両の制御システムであって、バッテリ(55)から給電される車両用空気調和装置(1)と、車両用空気調和装置(1)の運転、及び、バッテリ(55)の充放電を制御する制御部を備える。制御部は、バッテリ(55)に充電する際、当該バッテリの温度が所定の充電許可温度より低い場合、車両用空気調和装置(1)によりバッテリ(55)を加熱し、当該バッテリ(55)の温度を充電許可温度以上とした後、充電を開始する。

Description

車両用制御システム

　本発明は、外部電源よりバッテリに充電可能な車両であって、このバッテリから給電される車両用空気調和装置にて車室内を空調する車両用の制御システムに関するものである。

　近年の環境問題の顕在化から、バッテリから供給される電力で走行用モータを駆動するハイブリッド自動車や電気自動車等の車両が普及するに至っている。そして、このような車両に適用することができる空気調和装置として、圧縮機と、放熱器と、吸熱器と、室外熱交換器が接続された冷媒回路を備え、圧縮機から吐出された冷媒を放熱器において放熱させ、この放熱器において放熱した冷媒を室外熱交換器において吸熱させる暖房モード（暖房運転）と、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器において放熱させ、吸熱器において吸熱させる冷房モード（冷房運転）を切り換えて実行するものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。

　また、上記のような電気自動車は、搭載されたバッテリに急速充電器や家庭用商用電源（普通充電）等の外部電源から充電することができるように構成されているが、ハイブリッド自動車も同様に外部電源から充電することができるものが開発されている。更に、バッテリは高温の状態や極低温の状態では充放電が困難となるため、バッテリの温度を所定の温度範囲に調整するバッテリ温度調整装置を備えたものも開発されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。

特開２０１４－２１３７６５号公報 特許第５８６０３６０号公報 特許第５８６０３６１号公報

　しかしながら、バッテリが極低温の状態で外部電源から充電すると、バッテリが劣化してしまうため、充電を行うべきではない。また、たとえ極低温の状態で充電しようとしても、通常の１／２０程度の電流しか流れないため、非常に長い充電時間が必要となる。そのため、特に電気自動車の場合には、走行そのものができなくなるか、走行を開始するまで非常に長い時間、待たなければならなくなるという問題があった。

　本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、バッテリの温度が低い状況下においても、バッテリの劣化を防止しながら、外部電源より円滑にバッテリに充電することを可能とした車両用制御システムを提供することを目的とする。

　本発明の車両用制御システムは、外部電源よりバッテリに充電可能な車両の制御システムであって、バッテリから給電されて車室内を空調すると共に、バッテリの温度を調整する車両用空気調和装置と、車両用空気調和装置の運転、及び、バッテリの充放電を制御する制御部を備え、この制御部は、バッテリに充電する際、当該バッテリの温度が所定の充電許可温度より低い場合、車両用空気調和装置によりバッテリを加熱し、当該バッテリの温度を充電許可温度以上とした後、充電を開始することを特徴とする。

　請求項２の発明の車両用制御システムは、上記発明において制御部は、バッテリに充電する際、当該バッテリの温度が充電許可温度より低い場合、外部電源から車両用空気調和装置に給電してバッテリを加熱することを特徴とする。

　請求項３の発明の車両用制御システムは、請求項１の発明において制御部は、バッテリに充電する際、当該バッテリの温度が充電許可温度より低い場合、バッテリに残存する充電量を用いて車両用空気調和装置によりバッテリを加熱することを特徴とする。

　請求項４の発明の車両用制御システムは、上記各発明において制御部は、バッテリの温度が充電許可温度以上となった場合、車両用空気調和装置を停止することを特徴とする。

　請求項５の発明の車両用制御システムは、上記各発明において制御部は、外気温度に基づき、当該外気温度が低い程、高くする方向で充電許可温度を変更することを特徴とする。

　請求項６の発明の車両用制御システムは、上記各発明において制御部は、外部電源よりバッテリに充電中、当該バッテリの温度が所定の適温範囲より高くなった場合、車両用空気調和装置によりバッテリを冷却することを特徴とする。

　請求項７の発明の車両用制御システムは、上記各発明において車両用空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を放熱させて車室内に供給する空気を加熱する放熱器と、冷媒を吸熱させて車室内に供給する空気を冷却する吸熱器と、車室外に設けられて冷媒を吸熱、又は、放熱させる室外熱交換器と、バッテリに熱媒体を循環させて当該バッテリの温度を調整するバッテリ温度調整装置を備え、このバッテリ温度調整装置は、冷媒と熱媒体とを熱交換させる冷媒－熱媒体熱交換器と、熱媒体を加熱する加熱装置を有すると共に、制御部は、バッテリ自体の温度、又は、熱媒体の温度をバッテリの温度として車両用空気調和装置の制御、及び、バッテリの充電制御を実行することを特徴とする。

　本発明によれば、外部電源よりバッテリに充電可能な車両の制御システムにおいて、バッテリから給電されて車室内を空調すると共に、バッテリの温度を調整する車両用空気調和装置と、車両用空気調和装置の運転、及び、バッテリの充放電を制御する制御部を備え、この制御部が、バッテリに充電する際、当該バッテリの温度が所定の充電許可温度より低い場合、車両用空気調和装置によりバッテリを加熱し、当該バッテリの温度を充電許可温度以上とした後、充電を開始するようにしたので、外部電源よりバッテリに充電する際、バッテリの温度が低く充電することができない状況であっても、車両用空気調和装置によりバッテリを加熱し、当該バッテリの温度を充電許可温度以上とした後、充電を開始することができるようになる。

　これにより、極低温の状態でバッテリを充電することで発生するバッテリの劣化を未然に回避することができるようになると共に、その後の充電も円滑、且つ、迅速に行うことができるようになる。これは車両が電気自動車である場合に特に有効なものとなる。

　ここで、バッテリの充電量が枯渇しているとき、制御部がバッテリに充電する際、当該バッテリの温度が充電許可温度より低い場合は、請求項２の発明の如く外部電源から車両用空気調和装置に給電してバッテリを加熱することで、支障無くバッテリの加熱を行うことができるようになる。一方、バッテリに充電量が残存しているときには、請求項３の発明の如くバッテリに残存する充電量を用いて車両用空気調和装置によりバッテリを加熱すればよい。

　そして、請求項４の発明の如く制御部が、バッテリの温度が充電許可温度以上となった場合、車両用空気調和装置を停止するようにすれば、車両用空気調和装置を充電のためだけに不必要に運転する不都合を回避することができるようになる。

　また、請求項５の発明の如く制御部が外気温度に基づき、当該外気温度が低い程、高くする方向で充電許可温度を変更するようにすれば、外気温度の影響を考慮して、より的確にバッテリを加熱することができるようになり、バッテリの劣化防止と充電時間の短縮をより効果的に実現することができるようになる。

　ここで、バッテリは充電により温度が上昇するため、請求項６の発明の如く制御部が、外部電源よりバッテリに充電中、当該バッテリの温度が所定の適温範囲より高くなった場合、車両用空気調和装置によりバッテリを冷却するようにすれば、バッテリが高温となることで生じる充電性能の低下やバッテリ自体の劣化も回避することができるようになる。

　そして、請求項７の発明の如く車両用空気調和装置として、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を放熱させて車室内に供給する空気を加熱する放熱器と、冷媒を吸熱させて車室内に供給する空気を冷却する吸熱器と、車室外に設けられて冷媒を吸熱、又は、放熱させる室外熱交換器と、バッテリに熱媒体を循環させて当該バッテリの温度を調整するバッテリ温度調整装置を備え、このバッテリ温度調整装置が、冷媒と熱媒体とを熱交換させる冷媒－熱媒体熱交換器と、熱媒体を加熱する加熱装置を有すると共に、制御部が、バッテリ自体の温度、又は、熱媒体の温度をバッテリの温度として車両用空気調和装置の制御、及び、バッテリの充電制御を実行するものを用いることで、上記各発明を円滑に実現することができるようになる。

本発明を適用した車両用制御システムの車両用空気調和装置の一実施例の構成図である。 図１の車両用制御システムの空調コントローラをメインとした制御部のブロック図である。 図２の空調コントローラによる暖房運転を説明する図である。 図２の空調コントローラによる除湿暖房運転を説明する図である。 図２の空調コントローラによる内部サイクル運転を説明する図である。 図２の空調コントローラによる除湿冷房運転／冷房運転を説明する図である。 図２の空調コントローラによる暖房／バッテリ温調モードを説明する図である。 図２の空調コントローラによる除湿冷房／バッテリ温調モード（冷房／バッテリ温調モード）を説明する図である。 図２の空調コントローラによる内部サイクル／バッテリ温調モードを説明する図である。 図２の空調コントローラによる除湿暖房／バッテリ温調モードを説明する図である。 図２の空調コントローラによるバッテリ温調単独モードを説明する図である。 図２の空調コントローラが急速充電器（外部電源）から車両用空気調和装置に給電してバッテリを加熱する充電時バッテリ加熱モード（その１）を説明する図である（実施例１）。 図２の空調コントローラによる充電時バッテリ冷却モードを説明する図である。 図２の空調コントローラがバッテリの残存充電量を用いて車両用空気調和装置によりバッテリを加熱する充電時バッテリ加熱モード（その２）を説明する図である（実施例２）。

　以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。

　図１は本発明を適用した車両用制御システムＶＣを構成する一実施例の車両用空気調和装置１の構成図を示している。本発明の車両用制御システムＶＣを適用する実施例の車両は、エンジン（内燃機関）が搭載されていない電気自動車（ＥＶ）であって、車両にバッテリ５５（例えば、リチウム電池）が搭載され、急速充電器５０や家庭用商用電源（普通充電）等の外部電源からバッテリ５５に充電された電力を走行用の電動モータ６５に供給することで駆動し、走行するものである。また、車両に搭載された車両用空気調和装置１も、バッテリ５５から給電されて駆動されるものである。

　即ち、車両用空気調和装置１は、エンジン廃熱による暖房ができない電気自動車において、冷媒回路Ｒを用いたヒートポンプ運転により暖房運転を行い、更に、除湿暖房運転や内部サイクル運転、除湿冷房運転、冷房運転の各空調運転を選択的に実行することで車室内の空調を行うものである。

　尚、車両として電気自動車に限らず、エンジンと走行用の電動モータを供用する所謂ハイブリッド自動車であって、外部電源からバッテリに充電可能なものにも本発明が有効であることは云うまでもない。

　実施例の車両用空気調和装置１は、電気自動車の車室内の空調（暖房、冷房、除湿、及び、換気）を行うものであり、冷媒を圧縮する電動式の圧縮機２と、車室内空気が通気循環されるＨＶＡＣユニット１０の空気流通路３内に設けられ、圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒が冷媒配管１３Ｇを介して流入し、この冷媒を車室内に放熱させる放熱器４と、暖房時に冷媒を減圧膨張させる電動弁から成る室外膨張弁６と、冷房時には冷媒を放熱させる放熱器として機能し、暖房時には冷媒を吸熱させる蒸発器として機能すべく冷媒と外気との間で熱交換を行わせる室外熱交換器７と、冷媒を減圧膨張させる電動弁から成る室内膨張弁８と、空気流通路３内に設けられて冷房時及び除湿時に車室内外から冷媒に吸熱させる吸熱器９と、アキュムレータ１２等が冷媒配管１３により順次接続され、冷媒回路Ｒが構成されている。室外膨張弁６や室内膨張弁８は、冷媒を減圧膨張させると共に全開や全閉も可能とされている。

　尚、室外熱交換器７には、室外送風機１５が設けられている。この室外送風機１５は、室外熱交換器７に外気を強制的に通風することにより、外気と冷媒とを熱交換させるものであり、これにより停車中（即ち、車速が０ｋｍ／ｈ）にも室外熱交換器７に外気が通風されるよう構成されている。また、図中の２３はグリルシャッタと称されるシャッタである。このシャッタ２３が閉じられると、走行風が室外熱交換器７に流入することが阻止される構成とされている。

　また、室外熱交換器７の冷媒出口側に接続された冷媒配管１３Ａは、逆止弁１８を介して冷媒配管１３Ｂに接続されている。尚、逆止弁１８は冷媒配管１３Ｂ側が順方向とされ、この冷媒配管１３Ｂは室内膨張弁８に接続されている。

　また、室外熱交換器７から出た冷媒配管１３Ａは分岐しており、この分岐した冷媒配管１３Ｄは、暖房時に開放される電磁弁２１を介して吸熱器９の出口側に位置する冷媒配管
１３Ｃに連通接続されている。そして、この冷媒配管１３Ｃがアキュムレータ１２に接続され、アキュムレータ１２は圧縮機２の冷媒吸込側に接続されている。

　更に、放熱器４の出口側の冷媒配管１３Ｅは室外膨張弁６の手前（冷媒上流側）で冷媒配管１３Ｊと冷媒配管１３Ｆに分岐しており、分岐した一方の冷媒配管１３Ｊが室外膨張弁６を介して室外熱交換器７の冷媒入口側に接続されている。また、分岐した他方の冷媒配管１３Ｆは除湿時に開放される電磁弁２２を介して逆止弁１８の冷媒下流側であって、室内膨張弁８の冷媒上流側に位置する冷媒配管１３Ａと冷媒配管１３Ｂとの接続部に連通接続されている。

　これにより、冷媒配管１３Ｆは室外膨張弁６、室外熱交換器７及び逆止弁１８の直列回路に対して並列に接続されたかたちとなり、室外膨張弁６、室外熱交換器７及び逆止弁１８をバイパスする回路となる。

　また、吸熱器９の空気上流側における空気流通路３には、外気吸込口と内気吸込口の各吸込口が形成されており（図１では吸込口２５で代表して示す）、この吸込口２５には空気流通路３内に導入する空気を車室内の空気である内気（内気循環）と、車室外の空気である外気（外気導入）とに切り換える吸込切換ダンパ２６が設けられている。更に、この吸込切換ダンパ２６の空気下流側には、導入した内気や外気を空気流通路３に送給するための室内送風機（ブロワファン）２７が設けられている。

　また、放熱器４の空気上流側における空気流通路３内には、当該空気流通路３内に流入し、吸熱器９を通過した後の空気流通路３内の空気（内気や外気）を放熱器４に通風する割合を調整するエアミックスダンパ２８が設けられている。更に、放熱器４の空気下流側における空気流通路３には、ＦＯＯＴ（フット）、ＶＥＮＴ（ベント）、ＤＥＦ（デフ）の各吹出口（図１では代表して吹出口２９で示す）が形成されており、この吹出口２９には上記各吹出口から空気の吹き出しを切換制御する吹出口切換ダンパ３１が設けられている。

　更に、車両用空気調和装置１は、バッテリ５５に熱媒体を循環させて当該バッテリ５５の温度を調整するためのバッテリ温度調整装置６１を備えている。実施例のバッテリ温度調整装置６１は、バッテリ５５に熱媒体を循環させるための循環装置としての循環ポンプ６２と、加熱装置としての熱媒体加熱ヒータ６６と、冷媒－熱媒体熱交換器６４を備え、それらとバッテリ５５が熱媒体配管６８にて環状に接続されている。

　この実施例の場合、循環ポンプ６２の吐出側に熱媒体加熱ヒータ６６が接続され、熱媒体加熱ヒータ６６の出口に冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａの入口が接続され、この熱媒体流路６４Ａの出口にバッテリ５５の入口が接続され、バッテリ５５の出口が循環ポンプ６２の吸込側に接続されている。

　このバッテリ温度調整装置６１で使用される熱媒体としては、例えば水、ＨＦＯ－１２３４ｙｆのような冷媒、クーラント等の液体、空気等の気体が採用可能である。尚、実施例では水を熱媒体として採用している。また、熱媒体加熱ヒータ６６はＰＴＣヒータ等の電気ヒータから構成されている。更に、バッテリ５５の周囲には例えば熱媒体が当該バッテリ５５と熱交換関係で流通可能なジャケット構造が施されているものとする。

　そして、循環ポンプ６２が運転されると、循環ポンプ６２から吐出された熱媒体は熱媒体加熱ヒータ６６に至り、熱媒体加熱ヒータ６６が発熱されている場合にはそこで加熱された後、次に冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａに流入する。この冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａを出た熱媒体はバッテリ５５に至る。熱媒体はそこで
バッテリ５５と熱交換した後、循環ポンプ６２に吸い込まれることで熱媒体配管６８内を循環される。

　一方、冷媒回路Ｒの冷媒配管１３Ｆの出口、即ち、冷媒配管１３Ｆと冷媒配管１３Ａ及び冷媒配管１３Ｂとの接続部には、逆止弁１８の冷媒下流側（順方向側）であって、室内膨張弁８の冷媒上流側に位置して分岐回路としての分岐配管７２の一端が接続されている。この分岐配管７２には電動弁から構成された補助膨張弁７３が設けられている。この補助膨張弁７３は冷媒－熱媒体熱交換器６４の後述する冷媒流路６４Ｂに流入する冷媒を減圧膨張させると共に全閉も可能とされている。

　そして、分岐配管７２の他端は冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに接続されており、この冷媒流路６４Ｂの出口には冷媒配管７４の一端が接続され、冷媒配管７４の他端はアキュムレータ１２の手前（冷媒上流側）の冷媒配管１３Ｃに接続されている。そして、これら補助膨張弁７３等も冷媒回路Ｒの一部を構成すると同時に、バッテリ温度調整装置６１の一部をも構成することになる。

　補助膨張弁７３が開いている場合、冷媒配管１３Ｆや室外熱交換器７から出た冷媒（一部又は全ての冷媒）はこの補助膨張弁７３で減圧された後、冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに流入し、そこで蒸発する。冷媒は冷媒流路６４Ｂを流れる過程で熱媒体流路６４Ａを流れる熱媒体から吸熱した後、アキュムレータ１２を経て圧縮機２に吸い込まれることになる。

　次に、図２において３０は本発明の車両用制御システムＶＣの制御部であり、この制御部３０は、主として車両用空気調和装置１の制御を司る空調コントローラ３２と、車両全般の制御を司る車両コントローラ３５（ＥＣＵ）と、バッテリ５５の充放電の制御を司るバッテリコントローラ４０を備えて構成されており、これらが車両通信バス４５を介して接続され、情報の送受信を行う構成とされている。前記空調コントローラ３２、車両コントローラ３５（ＥＣＵ）、バッテリコントローラ４０は何れもプロセッサを備えたコンピュータの一例としてのマイクロコンピュータから構成されている。

　空調コントローラ３２の入力には車両の外気温度（Ｔａｍ）を検出する外気温度センサ３３と、外気湿度を検出する外気湿度センサ３４と、吸込口２５から空気流通路３に吸い込まれる空気の温度を検出するＨＶＡＣ吸込温度センサ３６と、車室内の空気（内気）の温度を検出する内気温度センサ３７と、車室内の空気の湿度を検出する内気湿度センサ３８と、車室内の二酸化炭素濃度を検出する室内ＣＯ₂濃度センサ３９と、吹出口２９から
車室内に吹き出される空気の温度を検出する吹出温度センサ４１と、圧縮機２の吐出冷媒圧力（吐出圧力Ｐｄ）を検出する吐出圧力センサ４２と、圧縮機２の吐出冷媒温度を検出する吐出温度センサ４３と、圧縮機２の吸込冷媒温度を検出する吸込温度センサ４４と、放熱器４の温度（放熱器４を経た空気の温度、又は、放熱器４自体の温度：放熱器温度ＴＣＩ）を検出する放熱器温度センサ４６と、放熱器４の冷媒圧力（放熱器４内、又は、放熱器４を出た直後の冷媒の圧力：放熱器圧力ＰＣＩ）を検出する放熱器圧力センサ４７と、吸熱器９の温度（吸熱器９を経た空気の温度、又は、吸熱器９自体の温度：吸熱器温度Ｔｅ）を検出する吸熱器温度センサ４８と、吸熱器９の冷媒圧力（吸熱器９内、又は、吸熱器９を出た直後の冷媒の圧力）を検出する吸熱器圧力センサ４９と、車室内への日射量を検出するための例えばフォトセンサ式の日射センサ５１と、車両の移動速度（車速）を検出するための車速センサ５２と、設定温度や空調運転の切り換えを設定するための空調操作部５３と、室外熱交換器７の温度（室外熱交換器７から出た直後の冷媒の温度、又は、室外熱交換器７自体の温度：室外熱交換器温度ＴＸＯ。室外熱交換器７が蒸発器として機能するとき、室外熱交換器温度ＴＸＯは室外熱交換器７における冷媒の蒸発温度となる）を検出する室外熱交換器温度センサ５４と、室外熱交換器７の冷媒圧力（室外熱交換器７内、又は、室外熱交換器７から出た直後の冷媒の圧力）を検出する室外熱交換器圧力センサ５６の各出力が接続されている。

　また、空調コントローラ３２の入力には更に、バッテリ５５の温度（バッテリ５５自体の温度、又は、バッテリ５５を出た熱媒体の温度、或いは、バッテリ５５に入る熱媒体の温度：バッテリ温度Ｔｂ）を検出するバッテリ温度センサ７６と、熱媒体加熱ヒータ６６の温度（熱媒体加熱ヒータ６６自体の温度、熱媒体加熱ヒータ６６を出た熱媒体の温度）を検出する熱媒体加熱ヒータ温度センサ７７と、冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａを出た熱媒体の温度を検出する第１出口温度センサ７８と、冷媒流路６４Ｂを出た冷媒の温度を検出する第２の出口温度センサ７９の各出力も接続されている。

　一方、空調コントローラ３２の出力には、前記圧縮機２と、室外送風機１５と、室内送風機（ブロワファン）２７と、吸込切換ダンパ２６と、エアミックスダンパ２８と、吹出口切換ダンパ３１と、室外膨張弁６、室内膨張弁８と、電磁弁２２（除湿）、電磁弁２１（暖房）の各電磁弁と、シャッタ２３、循環ポンプ６２、熱媒体加熱ヒータ６６、補助膨張弁７３が接続されている。更に、空調コントローラ３２の出力には、後述する第１スイッチ（接点）８１と第２スイッチ（接点）８２も接続され、空調コントローラ３２によりそれらのスイッチ８１、８２は開閉制御されるように構成されている。そして、空調コントローラ３２は各センサの出力と空調操作部５３にて入力された設定、車両コントローラ３５やバッテリコントローラ４０からの情報に基づいてこれらを制御するものである。

　前記車両コントローラ３５は、車両（実施例では電気自動車）の走行を含む全般の制御を司るものであり、この車両コントローラ３５の出力に走行用の電動モータ６５が接続されている。尚、後述するように外部電源（急速充電器５０等）に接続される充電用のプラグ６０は接点を有しており、プラグ６０が外部電源（急速充電器５０等）に接続された場合、この接点の状態が変化し、変化した旨の接点情報は車両コントローラ３５に送信される構成とされている。車両コントローラ３５はこの接点情報からプラグ６０が外部電源（急速充電器５０等）に接続されたことを検出すると共に、その旨の情報を空調コントローラ３２やバッテリコントローラ４０にも送信する。

　前記バッテリコントローラ４０には充電時に外部電源に接続される前述したプラグ６０が接続されており、このバッテリコントローラ４０はバッテリ５５への外部電源（急速充電器５０等）からの充電やバッテリ５５からの放電を制御する。実施例のバッテリコントローラ４０は車両コントローラ３５や空調コントローラ３２から送信される情報に基づいてバッテリ５５の充放電を制御すると共に、バッテリ５５に残存する充電量（残存充電量）に関する情報を車両コントローラ３５や空調コントローラ３２に送信する。

　尚、前述した充電用のプラグ６０の電気配線８３は、第１スイッチ８１を介して圧縮機２や熱媒体加熱ヒータ６６等の車両用空気調和装置１を構成する電気機器に電気的に接続されているものとする。また、第１スイッチ８１より後段の電気配線８３には、電気配線８４が分岐しており、この電気配線８４は第２スイッチ８２を介してバッテリ５５に電気的に接続されているものとする。

　以上の構成で、次に実施例の車両用制御システムＶＣの車両用空気調和装置１の動作について説明する。空調コントローラ３２は実施例では暖房運転と、除湿暖房運転と、内部サイクル運転と、除湿冷房運転と、冷房運転の各空調運転を切り換えて実行すると共に、バッテリ５５の温度を所定の適温範囲内に調整する。先ず、車両の運転中における車両用空気調和装置１の冷媒回路Ｒの各空調運転について説明する。

　（１）暖房運転
　最初に、図３を参照しながら暖房運転について説明する。図３は暖房運転における冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）を示している。尚、現在車両は運転中であるのでプラグ６０は外部電源に接続されていない。また、空調コントローラ３２は第２スイッチ８２を閉じる（第１スイッチ８１は閉じても開いていてもよい）ので、圧縮機２や熱媒体加熱ヒータ６６等の車両用空気調和装置１の電気機器には、バッテリ５５（バッテリ５５に残存する充電量）から電気配線８４、第２スイッチ８２、及び、電気配線８３を介して給電されるものとする（図４～図１１においても同様）。

　空調コントローラ３２により（オートモード）、或いは、空調操作部５３へのマニュアル操作（マニュアルモード）により暖房運転が選択されると、空調コントローラ３２は電磁弁２１（暖房用）を開放し、室内膨張弁８を全閉とする。また、電磁弁２２（除湿用）を閉じる。尚、シャッタ２３は開放する。

　そして、圧縮機２、及び、各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は室内送風機２７から吹き出された空気が放熱器４に通風される割合を調整する状態とする。これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器４に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気が通風されるので、空気流通路３内の空気は放熱器４内の高温冷媒により加熱され、一方、放熱器４内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化する。

　放熱器４内で液化した冷媒は放熱器４を出た後、冷媒配管１３Ｅ、１３Ｊを経て室外膨張弁６に至る。室外膨張弁６に流入した冷媒はそこで減圧された後、室外熱交換器７に流入する。室外熱交換器７に流入した冷媒は蒸発し、走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気中から熱を汲み上げる（吸熱）。即ち、冷媒回路Ｒがヒートポンプとなる。そして、室外熱交換器７を出た低温の冷媒は冷媒配管１３Ａ及び冷媒配管１３Ｄ、電磁弁２１を経て冷媒配管１３Ｃからアキュムレータ１２に入り、そこで気液分離された後、ガス冷媒が圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。放熱器４にて加熱された空気は吹出口２９から吹き出されるので、これにより車室内の暖房が行われることになる。

　空調コントローラ３２は、後述する目標吹出温度ＴＡＯから算出される目標ヒータ温度ＴＣＯ（放熱器４の風下側の空気温度の目標値）から目標放熱器圧力ＰＣＯ（放熱器４の圧力ＰＣＩの目標値）を算出し、この目標放熱器圧力ＰＣＯと、放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器４の冷媒圧力（放熱器圧力ＰＣＩ。冷媒回路Ｒの高圧圧力）に基づいて圧縮機２の回転数を制御すると共に、放熱器温度センサ４６が検出する放熱器４の温度（放熱器温度ＴＣＩ）及び放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器圧力ＰＣＩに基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御し、放熱器４の出口における冷媒の過冷却度を制御する。前記目標ヒータ温度ＴＣＯは基本的にはＴＣＯ＝ＴＡＯとされるが、制御上の所定の制限が設けられる。

　（２）除湿暖房運転
　次に、図４を参照しながら除湿暖房運転について説明する。図４は除湿暖房運転における冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）を示している。除湿暖房運転では、空調コントローラ３２は上記暖房運転の状態において電磁弁２２を開放し、室内膨張弁８を開いて冷媒を減圧膨張させる状態とする。また、シャッタ２３は開放する。これにより、放熱器４を経て冷媒配管１３Ｅを流れる凝縮冷媒の一部が分流され、この分流された冷媒が電磁弁２２を経て冷媒配管１３Ｆに流入し、冷媒配管１３Ｂから室内膨張弁８に流れ、残りの冷媒が室外膨張弁６に流れるようになる。即ち、分流された一部の冷媒が室内膨張弁８にて減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。

　空調コントローラ３２は吸熱器９の出口における冷媒の過熱度（ＳＨ）を所定値に維持
するように室内膨張弁８の弁開度を制御するが、このときに吸熱器９で生じる冷媒の吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。分流されて冷媒配管１３Ｊに流入した残りの冷媒は、室外膨張弁６で減圧された後、室外熱交換器７で蒸発することになる。

　吸熱器９で蒸発した冷媒は、冷媒配管１３Ｃに出て冷媒配管１３Ｄからの冷媒（室外熱交換器７からの冷媒）と合流した後、アキュムレータ１２を経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９にて除湿された空気は放熱器４を通過する過程で再加熱されるので、これにより車室内の除湿暖房が行われることになる。

　空調コントローラ３２は目標ヒータ温度ＴＣＯから算出される目標放熱器圧力ＰＣＯと放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器圧力ＰＣＩ（冷媒回路Ｒの高圧圧力）に基づいて圧縮機２の回転数を制御すると共に、吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度（吸熱器温度Ｔｅ）に基づいて室外膨張弁６の弁開度を制御する。

　（３）内部サイクル運転
　次に、図５を参照しながら内部サイクル運転について説明する。図５は内部サイクル運転における冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）を示している。内部サイクル運転では、空調コントローラ３２は上記除湿暖房運転の状態において室外膨張弁６を全閉とする（全閉位置）。但し、電磁弁２１は開いた状態を維持し、室外熱交換器７の冷媒出口は圧縮機２の冷媒吸込側に連通させておく。即ち、この内部サイクル運転は除湿暖房運転における室外膨張弁６の制御で当該室外膨張弁６を全閉とした状態であるので、この内部サイクル運転も除湿暖房運転の一部と捉えることができる（シャッタ２３は開）。

　但し、室外膨張弁６が閉じられることにより、室外熱交換器７への冷媒の流入は阻止されることになるので、放熱器４を経て冷媒配管１３Ｅを流れる凝縮冷媒は電磁弁２２を経て冷媒配管１３Ｆに全て流れるようになる。そして、冷媒配管１３Ｆを流れる冷媒は冷媒配管１３Ｂを経て室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。

　吸熱器９で蒸発した冷媒は冷媒配管１３Ｃを流れ、アキュムレータ１２を経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９にて除湿された空気は放熱器４を通過する過程で再加熱されるので、これにより、車室内の除湿暖房が行われることになるが、この内部サイクル運転では室内側の空気流通路３内にある放熱器４（放熱）と吸熱器９（吸熱）の間で冷媒が循環されることになるので、外気からの熱の汲み上げは行われず、圧縮機２の消費動力分の暖房能力が発揮される。除湿作用を発揮する吸熱器９には冷媒の全量が流れるので、上記除湿暖房運転に比較すると除湿能力は高いが、暖房能力は低くなる。

　また、室外膨張弁６は閉じられるものの、電磁弁２１は開いており、室外熱交換器７の冷媒出口は圧縮機２の冷媒吸込側に連通しているので、室外熱交換器７内の液冷媒は冷媒配管１３Ｄ及び電磁弁２１を経て冷媒配管１３Ｃに流出し、アキュムレータ１２に回収され、室外熱交換器７内はガス冷媒の状態となる。これにより、電磁弁２１を閉じたときに比して、冷媒回路Ｒ内を循環する冷媒量が増え、放熱器４における暖房能力と吸熱器９における除湿能力を向上させることができるようになる。

　空調コントローラ３２は吸熱器９の温度、又は、前述した放熱器圧力ＰＣＩ（冷媒回路Ｒの高圧圧力）に基づいて圧縮機２の回転数を制御する。このとき、空調コントローラ３２は吸熱器９の温度によるか放熱器圧力ＰＣＩによるか、何れかの演算から得られる圧縮機目標回転数の低い方を選択して圧縮機２を制御する。

　（４）除湿冷房運転
　次に、図６を参照しながら除湿冷房運転について説明する。図６は除湿冷房運転における冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）を示している。除湿冷房運転では、空調コントローラ３２は室内膨張弁８を開いて冷媒を減圧膨張させる状態とし、電磁弁２１と電磁弁２２を閉じる。そして、圧縮機２、及び、各送風機１５、２７を運転し、エアミックスダンパ２８は室内送風機２７から吹き出された空気が放熱器４に通風される割合を調整する状態とする。また、シャッタ２３は開放する。これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器４に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気が通風されるので、空気流通路３内の空気は放熱器４内の高温冷媒により加熱され、一方、放熱器４内の冷媒は空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化していく。

　放熱器４を出た冷媒は冷媒配管１３Ｅを経て室外膨張弁６に至り、開き気味で制御される室外膨張弁６を経て室外熱交換器７に流入する。室外熱交換器７に流入した冷媒はそこで走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気により空冷され、凝縮する。室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａ、逆止弁１８を経て冷媒配管１３Ｂに入り、室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。

　吸熱器９で蒸発した冷媒は冷媒配管１３Ｃを経てアキュムレータ１２に至り、そこを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９にて冷却され、除湿された空気は放熱器４を通過する過程でリヒート（再加熱：暖房時よりも放熱能力は低い）されるので、これにより車室内の除湿冷房が行われることになる。

　空調コントローラ３２は吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度（吸熱器温度Ｔｅ）とその目標値である目標吸熱器温度ＴＥＯに基づき、吸熱器温度Ｔｅを目標吸熱器温度ＴＥＯにするように圧縮機２の回転数を制御すると共に、放熱器圧力センサ４７が検出する放熱器圧力ＰＣＩ（冷媒回路Ｒの高圧圧力）と目標ヒータ温度ＴＣＯから算出される目標放熱器圧力ＰＣＯ（放熱器圧力ＰＣＩの目標値）に基づき、放熱器圧力ＰＣＩを目標放熱器圧力ＰＣＯにするように室外膨張弁６の弁開度を制御することで放熱器４による必要なリヒート量を得る。

　（５）冷房運転
　次に、冷房運転について説明する。冷媒回路Ｒの流れは図６の除湿冷房運転と同様である。冷房運転では、空調コントローラ３２は上記除湿冷房運転の状態において室外膨張弁６の弁開度を全開とする。尚、エアミックスダンパ２８は放熱器４に空気が通風される割合を調整する状態とする。また、シャッタ２３は開放する。

　これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器４に流入する。放熱器４には空気流通路３内の空気は通風されるものの、その割合は小さくなるので（冷房時のリヒートのみのため）、ここは殆ど通過するのみとなり、放熱器４を出た冷媒は冷媒配管１３Ｅを経て室外膨張弁６に至る。このとき室外膨張弁６は全開とされているので冷媒はそのまま室外膨張弁６を経て冷媒配管１３Ｊを通過し、室外熱交換器７に流入し、そこで走行により、或いは、室外送風機１５にて通風される外気により空冷され、凝縮液化する。室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａ、逆止弁１８を経て冷媒配管１３Ｂに入り、室内膨張弁８に至る。室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着し、空気は冷却される。

　吸熱器９で蒸発した冷媒は冷媒配管１３Ｃを経てアキュムレータ１２に至り、そこを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。吸熱器９にて冷却され、除湿された空気は吹出口２９から車室内に吹き出されるので、これにより車室内の冷房が行われることになる。この冷房運転においては、空調コントローラ３２は吸熱器温度センサ４８が検出する吸熱器９の温度（吸熱器温度Ｔｅ）に基づいて圧縮機２の回転数を制御する。

　（６）空調運転の切り換え
　空調コントローラ３２は下記式（Ｉ）から前述した目標吹出温度ＴＡＯを算出する。この目標吹出温度ＴＡＯは、吹出口２９から車室内に吹き出される空気の温度の目標値である。
　ＴＡＯ＝（Ｔｓｅｔ－Ｔｉｎ）×Ｋ＋Ｔｂａｌ（ｆ（Ｔｓｅｔ、ＳＵＮ、Ｔａｍ））
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・（Ｉ）
　ここで、Ｔｓｅｔは空調操作部５３で設定された車室内の設定温度、Ｔｉｎは内気温度センサ３７が検出する車室内空気の温度、Ｋは係数、Ｔｂａｌは設定温度Ｔｓｅｔや、日射センサ５１が検出する日射量ＳＵＮ、外気温度センサ３３が検出する外気温度Ｔａｍから算出されるバランス値である。そして、一般的に、この目標吹出温度ＴＡＯは外気温度Ｔａｍが低い程高く、外気温度Ｔａｍが上昇するに伴って低下する。

　そして、空調コントローラ３２は起動時には外気温度センサ３３が検出する外気温度Ｔａｍと目標吹出温度ＴＡＯとに基づいて上記各空調運転のうちの何れかの空調運転を選択する。また、起動後は外気温度Ｔａｍや目標吹出温度ＴＡＯ等の環境や設定条件の変化に応じて前記各空調運転を選択し、切り換えていくものである。

　（７）車両の運転中におけるバッテリ５５の温度調整
　次に、図７～図１１を参照しながら車両の運転中における空調コントローラ３２によるバッテリ５５の温度調整制御について説明する。ここで、バッテリ５５は外気温度により温度が変化すると共に、自己発熱によっても温度が変化する。そして、外気温度が高温環境であるときや極低温環境であるときには、バッテリ５５の温度が極めて高くなり、或いは、極めて低くなって、充放電が困難となる。

　そこで、実施例の車両用空気調和装置１の空調コントローラ３２は、上記の如き空調運転を実行しながら、バッテリ温度調整装置６１により、バッテリ５５の温度を所定の適温範囲内（使用温度範囲内）に調整する。このバッテリ５５の適温範囲は一般的に知られているものであるが、この出願では０℃以上＋４０℃以下とする。実施例ではこの適温範囲内にバッテリ温度センサ７６が検出するバッテリ５５の温度（バッテリ温度Ｔｂ）の目標値である目標バッテリ温度ＴＢＯ（例えば、＋１５℃）を設定するものとする。

　（７－１）暖房／バッテリ温調モード
　前述した暖房運転においてバッテリ５５の温度を調整することが必要となった場合、空調コントローラ３２は暖房／バッテリ温調モードを実行する。図７はこの暖房／バッテリ温調モードにおける冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）とバッテリ温度調整装置６１の熱媒体の流れ（破線矢印）を示している。

　この暖房／バッテリ温調モードでは、空調コントローラ３２は図３に示した冷媒回路Ｒの暖房運転の状態で、更に電磁弁２２を開き、補助膨張弁７３も開いてその弁開度を制御する状態とする。そして、バッテリ温度調整装置６１の循環ポンプ６２を運転する。これにより、放熱器４から出た冷媒の一部が室外膨張弁６の冷媒上流側で分流され、冷媒配管１３Ｆを経て室内膨張弁８の冷媒上流側に至る。冷媒は次に分岐配管７２に入り、補助膨張弁７３で減圧された後、分岐配管７２を経て冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに流入して蒸発する。このときに吸熱作用を発揮する。この冷媒流路６４Ｂで蒸発した
冷媒は、冷媒配管７４、冷媒配管１３Ｃ及びアキュムレータ１２を順次経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す（図７に実線矢印で示す）。

　一方、循環ポンプ６２から吐出された熱媒体は熱媒体加熱ヒータ６６に至り、そこで加熱された後（熱媒体加熱ヒータ６６が発熱している場合）、熱媒体配管６８内を冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａに至り、そこで冷媒流路６４Ｂ内で蒸発する冷媒により吸熱され、熱媒体は冷却される。熱媒体加熱ヒータ６６で加熱され、及び／又は、冷媒の吸熱作用で冷却された熱媒体は、冷媒－熱媒体熱交換器６４を出てバッテリ５５に至り、当該バッテリ５５と熱交換した後、循環ポンプ６２に吸い込まれる循環を繰り返す（図７に破線矢印で示す）。

　空調コントローラ３２は、例えば常時冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに冷媒を流し、熱媒体を常時冷却しながら、バッテリ温度センサ７６が検出するバッテリ温度Ｔｂと目標バッテリ温度ＴＢＯに基づいて熱媒体加熱ヒータ６６の発熱を制御することで、バッテリ温度Ｔｂが目標バッテリ温度ＴＢＯとなるようにする。或いは、バッテリ温度Ｔｂ＞目標バッテリ温度ＴＢＯ＋αとなった場合に、補助膨張弁７３を制御してバッテリ温度Ｔｂを低下させ、バッテリ温度Ｔｂ＜目標バッテリ温度ＴＢＯ－αとなった場合に、熱媒体加熱ヒータ６６を発熱させてバッテリ温度Ｔｂを上昇させることで、バッテリ温度Ｔｂが目標バッテリ温度ＴＢＯとなるようにする。以上のようにして空調コントローラ３２は、バッテリ５５の温度Ｔｂを適温範囲内である目標バッテリ温度ＴＢＯに調整するものである。

　（７－２）冷房／バッテリ温調モード
　次に、前述した冷房運転においてバッテリ５５の温度を調整することが必要となった場合、空調コントローラ３２は冷房／バッテリ温調モードを実行する。図８はこの冷房／バッテリ温調モードにおける冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）とバッテリ温度調整装置６１の熱媒体の流れ（破線矢印）を示している。

　この冷房／バッテリ温調モードでは、空調コントローラ３２は前述した図６の冷房運転の冷媒回路Ｒの状態において、補助膨張弁７３を開いてその弁開度を制御し、バッテリ温度調整装置６１の循環ポンプ６２も運転して、冷媒－熱媒体熱交換器６４において冷媒と熱媒体とを熱交換させる状態とする。

　これにより、圧縮機２から吐出された高温の冷媒は、放熱器４を経て室外熱交換器７に流入し、そこで室外送風機１５により通風される外気や走行風と熱交換して放熱し、凝縮する。室外熱交換器７で凝縮した冷媒の一部は室内膨張弁８に至り、そこで減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で空気流通路３内の空気が冷却されるので、車室内は冷房される。

　室外熱交換器７で凝縮した冷媒の残りは分岐配管７２に分流され、補助膨張弁７３で減圧された後、冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂで蒸発する。冷媒はここでバッテリ温度調整装置６１内を循環する熱媒体から吸熱するのでバッテリ５５は前述同様に冷却される。尚、吸熱器９から出た冷媒は冷媒配管１３Ｃ、アキュムレータ１２を経て圧縮機２に吸い込まれ、冷媒－熱媒体熱交換器６４を出た冷媒も冷媒配管７４からアキュムレータ１２を経て圧縮機２に吸い込まれることになる。

　空調コントローラ３２はこの冷房／バッテリ温調モードでも、前述した暖房／バッテリ温調モードの場合と同様に、補助膨張弁７３と熱媒体加熱ヒータ６６を制御することで、バッテリ５５の温度Ｔｂを適温範囲内である目標バッテリ温度ＴＢＯに調整する。

　（７－３）除湿冷房／バッテリ温調モード
　次に、前述した除湿冷房運転中においてバッテリ５５の温度を調整することが必要となった場合、空調コントローラ３２は除湿冷房／バッテリ温調モードを実行する。尚、この除湿冷房／バッテリ温調モードにおける冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）とバッテリ温度調整装置６１の熱媒体の流れ（破線矢印）は図８と同様であるが、室外膨張弁６は全開では無く開き気味で制御される。そして、空調コントローラ３２は冷房／バッテリ温調モードの場合と同様に、補助膨張弁７３と熱媒体加熱ヒータ６６を制御することで、バッテリ５５の温度Ｔｂを適温範囲内である目標バッテリ温度ＴＢＯに調整する。

　（７－４）内部サイクル／バッテリ温調モード
　次に、前述した内部サイクル運転においてバッテリ５５の温度を調整することが必要となった場合、空調コントローラ３２は内部サイクル／バッテリ温調モードを実行する。この内部サイクル／バッテリ温調モードでは、空調コントローラ３２は前述した図５の内部サイクル運転の冷媒回路Ｒの状態において、補助膨張弁７３を開いてその弁開度を制御し、バッテリ温度調整装置６１の循環ポンプ６２も運転して、冷媒－熱媒体熱交換器６４において冷媒と熱媒体とを熱交換させる状態とする。図９はこの内部サイクル／バッテリ温調モードにおける冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）とバッテリ温度調整装置６１の熱媒体の流れ（破線矢印）を示している。

　これにより、圧縮機２から吐出された高温の冷媒は放熱器４で放熱した後、電磁弁２２を経て冷媒配管１３Ｆに全て流れるようになる。そして、冷媒配管１３Ｆを出た冷媒の一部は冷媒配管１３Ｂを経て室内膨張弁８に至り、そこで減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。

　冷媒配管１３Ｆを出た冷媒の残りは分岐配管７２に分流され、補助膨張弁７３で減圧された後、冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂで蒸発する。冷媒はここでバッテリ温度調整装置６１内を循環する熱媒体から吸熱するのでバッテリ５５は前述同様に冷却される。尚、吸熱器９から出た冷媒は冷媒配管１３Ｃ、アキュムレータ１２を経て圧縮機２に吸い込まれ、冷媒－熱媒体熱交換器６４を出た冷媒も冷媒配管７４からアキュムレータ１２を経て圧縮機２に吸い込まれることになる。

　空調コントローラ３２はこの内部サイクル／バッテリ温調モードでも、前述した暖房／バッテリ温調モードの場合と同様に、補助膨張弁７３と熱媒体加熱ヒータ６６を制御することで、バッテリ５５の温度Ｔｂを適温範囲内である目標バッテリ温度ＴＢＯに調整する。

　（７－５）除湿暖房／バッテリ温調モード
　次に、前述した除湿暖房運転においてバッテリ５５の温度を調整することが必要となった場合、空調コントローラ３２は除湿暖房／バッテリ温調モードを実行する。この除湿暖房／バッテリ温調モードでは、空調コントローラ３２は前述した図４の除湿暖房運転の冷媒回路Ｒの状態において、補助膨張弁７３を開いてその弁開度を制御し、バッテリ温度調整装置６１の循環ポンプ６２も運転して、冷媒－熱媒体熱交換器６４において冷媒と熱媒体とを熱交換させる状態とする。図１０はこの除湿暖房／バッテリ温調モードにおける冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）とバッテリ温度調整装置６１の熱媒体の流れ（破線矢印）を示している。

　これにより、放熱器４を出た凝縮冷媒の一部が分流され、この分流された冷媒が電磁弁２２を経て冷媒配管１３Ｆに流入し、冷媒配管１３Ｆから出てその内の一部が冷媒配管１３Ｂから室内膨張弁８に流れ、残りの冷媒が室外膨張弁６に流れるようになる。即ち、分
流された冷媒の内の一部が室内膨張弁８にて減圧された後、吸熱器９に流入して蒸発する。このときに吸熱器９で生じる冷媒の吸熱作用で室内送風機２７から吹き出された空気中の水分が吸熱器９に凝結して付着するので、空気は冷却され、且つ、除湿される。吸熱器９にて除湿された空気は放熱器４を通過する過程で再加熱されるので、これにより車室内の除湿暖房が行われることになる。また、放熱器４から出た凝縮冷媒の残りは、室外膨張弁６で減圧された後、室外熱交換器７で蒸発し、外気から吸熱する。

　一方、冷媒配管１３Ｆを出た冷媒の残りは分岐配管７２に流入し、補助膨張弁７３で減圧された後、冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂで蒸発する。冷媒はここでバッテリ温度調整装置６１内を循環する熱媒体から吸熱するのでバッテリ５５は前述同様に冷却される。尚、吸熱器９から出た冷媒は冷媒配管１３Ｃ、アキュムレータ１２を経て圧縮機２に吸い込まれ、室外熱交換器７から出た冷媒は冷媒配管１３Ｄ、電磁弁２１、冷媒配管１３Ｃ及びアキュムレータ１２を経て圧縮機２に吸い込まれ、冷媒－熱媒体熱交換器６４を出た冷媒も冷媒配管７４からアキュムレータ１２を経て圧縮機２に吸い込まれることになる。

　空調コントローラ３２はこの除湿暖房／バッテリ温調モードでも、前述した暖房／バッテリ温調モードの場合と同様に、補助膨張弁７３と熱媒体加熱ヒータ６６を制御することで、バッテリ５５の温度Ｔｂを適温範囲内である目標バッテリ温度ＴＢＯに調整する。

　（７－６）バッテリ温調単独モード
　次に、車室内の空調を行うこと無く、バッテリ５５の温調を行うバッテリ温調単独モードについて説明する。図１１はこのバッテリ温調単独モードにおける冷媒回路Ｒの冷媒の流れ（実線矢印）とバッテリ温度調整装置６１の熱媒体の流れ（破線矢印）を示している。空調コントローラ３２圧縮機２を運転し、室外送風機１５も運転する。また、室内膨張弁８を全閉とし、補助膨張弁３７は開いて冷媒を減圧する状態とする。尚、室外膨張弁６は全開とする。更に、空調コントローラ３２は電磁弁１７、電磁弁２１を閉じ、室内送風機２７を停止する。そして、循環ポンプ６２を運転し、冷媒－熱媒体熱交換器６４において冷媒と熱媒体を熱交換させる状態とする。

　これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器４を経て冷媒配管１３Ｅから室外膨張弁６に至る。このとき室外膨張弁６は全開とされているので、冷媒は冷媒配管１３Ｊを通過し、そのまま室外熱交換器７に流入し、室外送風機１５にて通風される外気により空冷され、凝縮液化する。室外熱交換器７に着霜が成長していた場合は、このときの放熱作用で室外熱交換器７は除霜されることになる。

　室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａに入るが、このとき室内膨張弁８は全閉とされているので、室外熱交換器７を出た全ての冷媒は分岐配管７２を経て補助膨張弁７３に至る。冷媒はこの補助膨張弁７３で減圧された後、冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに流入して蒸発する。このときに吸熱作用を発揮する。この冷媒流路６４Ｂで蒸発した冷媒は冷媒配管７４、冷媒配管１３Ｃ、及び、アキュムレータ１２を順次経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。

　一方、循環ポンプ６２から吐出された熱媒体は熱媒体加熱ヒータ６６を経て加熱され（熱媒体加熱ヒータ６６が発熱している場合）、熱媒体配管６８内を冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａに至り、そこで冷媒流路６４Ｂ内で蒸発する冷媒により吸熱され、熱媒体は冷却される。熱媒体加熱ヒータ６６で加熱され、及び／又は、冷媒の吸熱作用で冷却された熱媒体は、冷媒－熱媒体熱交換器６４を出てバッテリ５５に至り、当該バッテリ５５と熱交換した後、循環ポンプ６２に吸い込まれる循環を繰り返す（図１１に破線矢印で示す）。

　空調コントローラ３２はこのバッテリ温調単独モードでも、前述した暖房／バッテリ温調モードの場合と同様に、補助膨張弁７３と熱媒体加熱ヒータ６６を制御することで、バッテリ５５の温度Ｔｂを適温範囲内である目標バッテリ温度ＴＢＯに調整するものである。

　（８）外部電源から充電する際のバッテリ５５の温度調整
　次に、図１２～図１４を参照しながら、急速充電器５０等の外部電源から車両のバッテリ５５に充電する際に制御部３０（空調コントローラ３２、車両コントローラ３５、及び、バッテリコントローラ４０）が実行するバッテリ５５の充電制御と当該バッテリ５５の温度調整について説明する。

　（８－１）充電時バッテリ加熱モード（その１）
　前述した如く、外気温度が極低温環境であるときには、バッテリ５５の温度が極めて低くなって、殆ど充電ができなくなると共に、無理に充電を行おうとするとバッテリ５５に劣化を引き起こしてしまうことになる。そこで、制御部３０は充電用のプラグ６０が例えば急速充電器５０（外部電源）に接続されてバッテリ５５に充電が行われる際、バッテリ温度センサ７６が検出するバッテリ５５の温度（バッテリ温度Ｔｂ）が所定の充電許可温度Ｔ１より低い場合、充電時バッテリ加熱モードを実行する。

　前述した如くこの実施例では車両コントローラ３５によりプラグ６０が急速充電器５０に接続されたことが検出され、その旨の情報が空調コントローラ３２及びバッテリコントローラ４０に送信されるものとする。空調コントローラ３２はプラグ６０が急速充電器５０に接続された情報を受け取ると、バッテリ温度センサ７６が検出するその時点のバッテリ温度Ｔｂが上述した充電許可温度Ｔ１より低いか否か判断する。

　尚、空調コントローラ３２はこの充電許可温度Ｔ１を、外気温度センサ３３が検出する外気温度Ｔａｍに基づいて変更する。この場合、空調コントローラ３２は外気温度Ｔａｍが低い程、高くする方向で充電許可温度Ｔ１を変更する。例えば、外気温度Ｔａｍが－１０℃以上である場合、空調コントローラ３２は充電許可温度Ｔ１を＋５℃とする。一方、外気温度Ｔａｍが－２０℃以下である場合、空調コントローラ３２は充電許可温度Ｔ１を＋１０℃に上げる（外気温度Ｔａｍが－１０℃と－２０℃の間では充電許可温度Ｔ１を＋５℃と＋１０℃の間でリニアに変更する）。

　そして、プラグ６０が急速充電器５０に接続された時点のバッテリ温度Ｔｂが係る充電許可温度Ｔ１より低い場合、空調コントローラ３２は充電時バッテリ加熱モードを実行する。この充電時バッテリ加熱モードでは、空調コントローラ３２は図１２に示す如く第１スイッチ８１を閉じ、第２スイッチ８２を開く。これにより、バッテリ５５には充電が行われず、バッテリ５５からの放電も行われなくなる。そして、圧縮機２や熱媒体加熱ヒータ６６を含む車両用空気調和装置１の電気機器には電気配線８３を介して急速充電器５０から給電されるようになる。

　また、空調コントローラ３２は圧縮機２や各送風機１５、２７を停止し、バッテリ温度調整装置６１の循環ポンプ６２を運転する。また、熱媒体加熱ヒータ６６に通電して発熱させる。これにより、循環ポンプ６２から吐出された熱媒体は熱媒体加熱ヒータ６６に至り、そこで加熱された後、熱媒体配管６８内を冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａに至り、そこを通過してバッテリ５５に至るようになる。バッテリ５５は熱媒体加熱ヒータ６６で加熱された熱媒体により加熱され、温度が上昇していく。そして、このバッテリ５５と熱交換した後の熱媒体は、循環ポンプ６２に再び吸い込まれる循環を繰り返す（図１２に破線矢印で示す）。

　このような充電時バッテリ加熱モードでバッテリ５５の温度（バッテリ温度Ｔｂ）が上昇し、前述した充電許可温度Ｔ１以上となった場合、車両用空気調和装置１のバッテリ温度調整装置６１を停止する。即ち、熱媒体加熱ヒータ６６を非通電とし、循環ポンプ６２を停止する。次に、第２スイッチ８２を閉じる。これにより、バッテリ５５には急速充電器５０から電気配線８３及び８４を介して急速充電が開始されることになる。

　尚、プラグ６０が急速充電器５０に接続された時点のバッテリ温度Ｔｂが上述した充電許可温度Ｔ１以上であった場合、空調コントローラ３２はその時点から第１スイッチ８１及び第２スイッチ８２を閉じてバッテリ５５の急速充電を開始する。

　（８－２）充電時バッテリ冷却モード
　このような急速充電器５０（外部電源）によるバッテリ５５の急速充電で、バッテリ５５の温度（バッテリ温度Ｔｂ）が上昇していき、前述した適温範囲（０℃以上＋４０℃以下）より高くなった場合（Ｔｂ＞＋４０℃）、空調コントローラ３２は図１３に示す充電時バッテリ冷却モードを実行する。

　この充電時バッテリ冷却モードでの冷媒及び熱媒体の流れは、前述した図１１のバッテリ温調単独モードの場合と同じである。但し、熱媒体加熱ヒータ６６の発熱は停止する。即ち、空調コントローラ３２圧縮機２を運転し、室外送風機１５も運転する。また、室内膨張弁８を全閉とし、補助膨張弁３７は開いて冷媒を減圧する状態とする。尚、室外膨張弁６は全開とする。更に、空調コントローラ３２は電磁弁１７、電磁弁２１を閉じ、室内送風機２７を停止する。そして、循環ポンプ６２を運転し、冷媒－熱媒体熱交換器６４において冷媒と熱媒体を熱交換させる状態とする。

　これにより、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器４を経て冷媒配管１３Ｅから室外膨張弁６に至る。このとき室外膨張弁６は全開とされているので、冷媒は冷媒配管１３Ｊを通過し、そのまま室外熱交換器７に流入し、室外送風機１５にて通風される外気により空冷され、凝縮液化する。室外熱交換器７に着霜が成長していた場合は、このときの放熱作用で室外熱交換器７は除霜されることになる。

　室外熱交換器７を出た冷媒は冷媒配管１３Ａに入るが、このとき室内膨張弁８は全閉とされているので、室外熱交換器７を出た全ての冷媒は分岐配管７２を経て補助膨張弁７３に至る。冷媒はこの補助膨張弁７３で減圧された後、冷媒－熱媒体熱交換器６４の冷媒流路６４Ｂに流入して蒸発する。このときに吸熱作用を発揮する。この冷媒流路６４Ｂで蒸発した冷媒は冷媒配管７４、冷媒配管１３Ｃ、及び、アキュムレータ１２を順次経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。

　一方、循環ポンプ６２から吐出された熱媒体は熱媒体加熱ヒータ６６をそのまま通過して熱媒体配管６８内を冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａに至り、そこで冷媒流路６４Ｂ内で蒸発する冷媒により吸熱され、熱媒体は冷却される。この冷媒の吸熱作用で冷却された熱媒体は、冷媒－熱媒体熱交換器６４を出てバッテリ５５に至り、当該バッテリ５５と熱交換した後、循環ポンプ６２に吸い込まれる循環を繰り返す（図１３に破線矢印で示す）。

　これにより、バッテリ５５は低温の冷媒によって冷却された熱媒体により冷却されていく。空調コントローラ３２はバッテリ温度Ｔｂが適温範囲内まで低下した場合（Ｔｂ≦＋４０℃）、圧縮機２や循環ポンプ６２の運転を停止して車両用空気調和装置１を停止する。

　以上の如く本発明では制御部３０の空調コントローラ３２が、バッテリ５５に充電する際、当該バッテリ５５の温度（バッテリ温度Ｔｂ）が所定の充電許可温度Ｔ１より低い場合、車両用空気調和装置１のバッテリ温度調整装置６１の熱媒体加熱ヒータ６６によりバッテリ５５を加熱し、当該バッテリ５５の温度を充電許可温度Ｔ１以上とした後、充電を開始するようにしたので、急速充電器５０等の外部電源よりバッテリ５５に充電する際、バッテリ５５の温度が低く充電することができない状況であっても、車両用空気調和装置１によりバッテリ５５を加熱し、当該バッテリ５５の温度を充電許可温度Ｔ１以上とした後、充電を開始することができるようになる。

　これにより、極低温の状態でバッテリ５５を充電することで発生するバッテリ５５の劣化を未然に回避することができるようになると共に、その後の充電も円滑、且つ、迅速に行うことができるようになる。これは実施例の如く車両が電気自動車である場合に特に有効なものとなる。

　また、実施例のように急速充電器５０から車両用空気調和装置１に給電してバッテリ５５を加熱するようにすれば、バッテリ５５の充電量が枯渇しているときにも、支障無くバッテリ５５の加熱を行うことができるようになる。

　そして、実施例では制御部３０の空調コントローラ３２が、バッテリ５５の温度が充電許可温度Ｔ１以上となった場合、車両用空気調和装置１を停止するので、車両用空気調和装置１を充電のためだけに不必要に運転する不都合を回避することができるようになる。

　また、実施例では制御部３０の空調コントローラ３２が、外気温度Ｔａｍに基づき、当該外気温度Ｔａｍが低い程、高くする方向で充電許可温度Ｔ１を変更するようにしたので、外気温度Ｔａｍの影響を考慮して、より的確にバッテリ５５を加熱することができるようになり、バッテリ５５の劣化防止と充電時間の短縮をより効果的に実現することができるようになる。

　また、バッテリ５５は充電により温度が上昇するが、実施例では制御部３０の空調コントローラ３２が、急速充電器５０よりバッテリ５５に充電中、当該バッテリ５５の温度が適温範囲より高くなった場合、充電時バッテリ冷却モードを実行して車両用空気調和装置１によりバッテリ５５を冷却するようにしたので、バッテリ５５が高温となることで生じる充電性能の低下やバッテリ５５自体の劣化も回避することができるようになる。

　そして、実施例では車両用空気調和装置１に、冷媒を圧縮する圧縮機２と、冷媒を放熱させて車室内に供給する空気を加熱する放熱器４と、冷媒を吸熱させて車室内に供給する空気を冷却する吸熱器９と、車室外に設けられて冷媒を吸熱、又は、放熱させる室外熱交換器７と、バッテリ５５に熱媒体を循環させて当該バッテリ５５の温度を調整するバッテリ温度調整装置６１を設け、このバッテリ温度調整装置６１に、冷媒と熱媒体とを熱交換させる冷媒－熱媒体熱交換器６４と、熱媒体を加熱する熱媒体加熱ヒータ６６を設けると共に、バッテリ５５自体の温度、又は、熱媒体の温度をバッテリ５５の温度として制御部３０による車両用空気調和装置１の制御、及び、バッテリ５５の充電制御を実行するようにしているので、バッテリ５５の劣化防止と外部電源からの充電制御を円滑に実現することができるようになる。

　（９）充電時バッテリ加熱モード（その２）
　尚、前述した図１２の充電時バッテリ加熱モードでは、急速充電器５０から車両用空気調和装置１に給電してバッテリ５５を加熱するようにしたが、それに限らず、急速充電器５０でバッテリ５５を充電する際、バッテリ５５に充電量が残存している場合には、この
残存する充電量を用いて車両用空気調和装置１により、バッテリ５５を加熱するようにしてもよい。図１４はその場合の動作について示している。

　この場合の充電時バッテリ加熱モードでは、空調コントローラ３２は図１４に示す如く第１スイッチ８１を開き、第２スイッチ８２を閉じる。これにより、バッテリ５５には充電が行われず、バッテリ５５から圧縮機２や熱媒体加熱ヒータ６６を含む車両用空気調和装置１の電気機器には電気配線８４及び８３を介して給電されるようになる。

　そして、図１２の場合と同様に空調コントローラ３２は圧縮機２や各送風機１５、２７を停止し、バッテリ温度調整装置６１の循環ポンプ６２を運転する。また、熱媒体加熱ヒータ６６に通電して発熱させる。これにより、循環ポンプ６２から吐出された熱媒体は熱媒体加熱ヒータ６６に至り、そこで加熱された後、熱媒体配管６８内を冷媒－熱媒体熱交換器６４の熱媒体流路６４Ａに至り、そこを通過してバッテリ５５に至るようになる。バッテリ５５は熱媒体加熱ヒータ６６で加熱された熱媒体により加熱され、温度が上昇していく。そして、このバッテリ５５と熱交換した後の熱媒体は、循環ポンプ６２に再び吸い込まれる循環を繰り返す（図１４に破線矢印で示す）。

　このような充電時バッテリ加熱モードでバッテリ５５の温度（バッテリ温度Ｔｂ）が上昇し、前述した充電許可温度Ｔ１以上となった場合、車両用空気調和装置１のバッテリ温度調整装置６１を停止する。即ち、熱媒体加熱ヒータ６６を非通電とし、循環ポンプ６２を停止する。次に、第１スイッチ８１を閉じる。これにより、バッテリ５５には急速充電器５０から電気配線８３及び８４を介して急速充電が開始されることになる。

　このように、バッテリ５５に充電量が残存しているときには、バッテリ５５に残存する充電量を用いて車両用空気調和装置１のバッテリ温度調整装置６１の熱媒体加熱ヒータ６６によりバッテリ５５を加熱することができるものである。

　尚、上記各実施例ではバッテリ５５の充電開始の判断を空調コントローラ３２が司るようにしたが、それに限らず、車両コントローラ３５やバッテリコントローラ４０が行うようにしてもよい。また、実施例で説明した車両用制御システムＶＣの制御部３０の構成、冷媒回路Ｒやバッテリ温度調整装置６１の構成はそれに限定されるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であることは云うまでもない。

　ＶＣ　車両用制御システム
　１　車両用空気調和装置
　２　圧縮機
　４　放熱器
　６　室外膨張弁
　７　室外熱交換器
　８　室内膨張弁
　９　吸熱器
　２１、２２　電磁弁
　３０　制御部
　３２　空調コントローラ
　３５　車両コントローラ
　４０　バッテリコントローラ
　５０　急速充電器（外部電源）
　５５　バッテリ
　６０　プラグ
　６１　バッテリ温度調整装置
　６２　循環ポンプ
　６４　冷媒－熱媒体熱交換器
　６６　熱媒体加熱ヒータ（加熱装置）
　７２　分岐配管（分岐回路）
　７３　補助膨張弁
　８１　第１スイッチ
　８２　第２スイッチ

Claims (7)

1. 　外部電源よりバッテリに充電可能な車両の制御システムであって、
   　前記バッテリから給電されて車室内を空調すると共に、前記バッテリの温度を調整する車両用空気調和装置と、
   　前記車両用空気調和装置の運転、及び、前記バッテリの充放電を制御する制御部を備え、
   　該制御部は、前記バッテリに充電する際、当該バッテリの温度が所定の充電許可温度より低い場合、前記車両用空気調和装置により前記バッテリを加熱し、当該バッテリの温度を前記充電許可温度以上とした後、充電を開始することを特徴とする車両用制御システム。
2. 　前記制御部は、前記バッテリに充電する際、当該バッテリの温度が前記充電許可温度より低い場合、前記外部電源から前記車両用空気調和装置に給電して前記バッテリを加熱することを特徴とする請求項１に記載の車両用制御システム。
3. 　前記制御部は、前記バッテリに充電する際、当該バッテリの温度が前記充電許可温度より低い場合、前記バッテリに残存する充電量を用いて前記車両用空気調和装置により前記バッテリを加熱することを特徴とする請求項１に記載の車両用制御システム。
4. 　前記制御部は、前記バッテリの温度が前記充電許可温度以上となった場合、前記車両用空気調和装置を停止することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れかに記載の車両用制御システム。
5. 　前記制御部は、外気温度に基づき、当該外気温度が低い程、高くする方向で前記充電許可温度を変更することを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載の車両用制御システム。
6. 　前記制御部は、前記外部電源より前記バッテリに充電中、当該バッテリの温度が所定の適温範囲より高くなった場合、前記車両用空気調和装置により前記バッテリを冷却することを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちの何れかに記載の車両用制御システム。
7. 　前記車両用空気調和装置は、
   　冷媒を圧縮する圧縮機と、
   　前記冷媒を放熱させて前記車室内に供給する空気を加熱する放熱器と、
   　前記冷媒を吸熱させて前記車室内に供給する空気を冷却する吸熱器と、
   　車室外に設けられて前記冷媒を吸熱、又は、放熱させる室外熱交換器と、
   　前記バッテリに熱媒体を循環させて当該バッテリの温度を調整するバッテリ温度調整装置を備え、
   　該バッテリ温度調整装置は、前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる冷媒－熱媒体熱交換器と、前記熱媒体を加熱する加熱装置を有すると共に、
   　前記制御部は、前記バッテリ自体の温度、又は、前記熱媒体の温度を前記バッテリの温度として前記車両用空気調和装置の制御、及び、前記バッテリの充電制御を実行することを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちの何れかに記載の車両用制御システム。

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