JP5831322B2 - 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、冷媒によってバッテリを冷却する車両用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。特許文献１のバッテリ温度制御装置は、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る。バッテリ用冷媒流路には、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、バッテリを加温することで、バッテリの加温に要するヒータの電力量を低減するようにしている。バッテリを加温するにあたっては、冷媒をバッテリ用冷媒流路と、ヒータおよびヒータコアを備える空調用冷媒流路の両者に流す場合がある。

また、バッテリを冷却する場合には、バッテリ用冷媒流路内において、ＤＣ／ＤＣコンバータ、充電器、およびバッテリに冷媒を循環させる、あるいは、バッテリとバイパス流路における水冷式エバポレータとの間で冷媒が循環するようにして、バッテリが適温となるようにしている。

特開２０１０−２７２２８９号公報

上記特許文献１では、バッテリの冷却にあたって、バッテリ用冷媒流路の冷媒を用いているが、空調用の冷媒を用いてバッテリ冷却と蒸発器冷却とを同時に行う場合であると、バッテリの質量が大きいと、蒸発器温度の上昇により吹出温度が上昇してしまい、乗員が不快に感じる可能性がある。あるいは、空調負荷が高いときは、バッテリ冷却が充分にできない可能性がある。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、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、乗員の快適性低下の軽減、およびバッテリ冷却の強化を可能とする車両空調システムを提供することにある。

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を冷媒により冷却する空調装置（１）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（１Ａ）とを有する車両用空調システムにおいて、
冷媒を用いてバッテリ（１０１）を冷却するときのバッテリ冷却負荷が高いか低いかを判定する判定手段（Ｓ１２０２）と、
判定手段（Ｓ１２０２）が、バッテリ冷却負荷が高いと判定した場合は、バッテリ冷却負荷が低いと判定した場合に比べて、空調風の風量を少なくする風量減少手段（Ｓ１２０３）とを備えると共に、
空調装置（１）には、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（２）と、内部を流れる冷媒によって空調風を冷却する蒸発器（８）とが設けられており、
バッテリ冷却負荷が高いと判定した場合は、バッテリ（１０１）の温度が高い程、圧縮機（２）の吐出流量を大きくし、かつ、蒸発器（８）の温度が低い程、圧縮機（２）の吐出流量の上限を低くすることを特徴としている。

この発明によれば、バッテリ冷却負荷が高いと判定した場合に風量減少手段（Ｓ１２０３）によって空調風量を低下させることにより、空調装置（１）における空調風冷却の効率を上げることができ、バッテリ冷却負荷が高くなっても吹出温度を低下させることができるので、乗員の快適性低下を軽減できる。また、空調風量を低下させることで空調負荷を下げることができるので、バッテリ（１０１）の冷却作用を強化することができる。

また、請求項２に記載の発明では、車室内に吹出す空調風を冷媒により冷却する空調装置（１）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（１Ａ）とを有する車両用空調システムにおいて、
冷媒を用いてバッテリ（１０１）を冷却するときのバッテリ冷却負荷が高いか低いかを判定する判定手段（Ｓ１２Ｂ１）と、
判定手段（Ｓ１２Ｂ１）が、バッテリ冷却負荷が高いと判定した場合は、バッテリ冷却負荷が低いと判定した場合に比べて、車両外気あるいは車両内気のうち、車両外気の導入率を少なくする外気導入率低下手段（Ｓ１２Ｂ２）とを備えると共に、
空調装置（１）には、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（２）と、内部を流れる冷媒によって空調風を冷却する蒸発器（８）とが設けられており、
バッテリ冷却負荷が高いと判定した場合は、バッテリ（１０１）の温度が高い程、圧縮機（２）の吐出流量を大きくし、かつ、蒸発器（８）の温度が低い程、圧縮機（２）の吐出流量の上限を低くすることを特徴としている。

この発明によれば、バッテリ冷却負荷が高いと判定した場合に外気導入率低下手段（Ｓ１２Ｂ２）によって車両外気の導入率を低下させることにより、空調負荷を低下させることができ、バッテリ冷却負荷が高くなっても吹出温度を低下させることができるので、乗員の快適性低下を軽減できる。また、空調負荷の低下に伴いバッテリ（１０１）の冷却作用を強化することができる。

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。

第１実施形態における車両用空調システムのＣＯＯＬサイクル運転時の冷媒の流れを説明する模式図である。 第１実施形態におけるＨＯＴサイクル運転時の冷媒の流れを説明する模式図である。 第１実施形態におけるＤＲＹ ＥＶＡサイクル運転時の冷媒の流れを説明する模式図である。 第１実施形態におけるＤＲＹ ＡＬＬサイクル運転時の冷媒の流れを説明する模式図である。 第１実施形態における各サイクルを切替える三方弁および各電磁弁の動作状態を示す図表である。 第１実施形態における車両用空調システムの電気的構成を示す模式図である。 第１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すフローチャートである。 図７の目標蒸発器温度を算出するための特性図である。 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。 図７のＰＴＣ作動本数決定処理を示すフローチャートである。 図７の送風機作動決定処理を示すフローチャートである。 第２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すフローチャートである。 図１４の吸込口モード決定処理を示すフローチャートである。 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サイクル運転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）
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、ハイブリッド車両用の空調装置としてのヒートポンプサイクル１と、バッテリ冷却装置１Ａとを備える車両用空調システム１００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ＥＣＵ）６０（図６）、電動発電機やエンジンＥＣＵ６０等に電力を供給するバッテリ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ＥＣＵ）７０（図６）等を備えている。

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。

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、車室内に配設されて、送風空気（空調風）の温度調節をする空調ユニット（空調ケース２０、室内用ブロワ２１、エアミックスドア２２、ヒータコア２３、ＰＴＣヒータ２４、内外気切替ドア２５、吹出口切替ドア２６等）と、主に車両のエンジンルーム内に配設されるヒートポンプサイクル１（アキュムレータ式冷凍サイクル）と、バッテリ冷却装置１Ａと、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ＥＣＵ）５０等を備えている。

尚、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、プレ空調運転）が実施可能な空調システムである。車両の乗員が、プレ空調運転を行いたいときに、自身が携帯する携帯機５２（図６）を操作すると、エアコンＥＣＵ５０は、携帯機５２から送信されるプレ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プレ空調運転を実行する。

乗員は、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、車両用空調システム１００に対してプレ空調運転の指令を送信する。このプレ空調運転は、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実線で示し、冷媒が流れない経路は破線で示している。

空調ユニットの構成
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、空調ケース２０内の上流側に配設されている。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（導入用空気）を取り入れる空気取入口として、車室内空気（車両内気であり、以下内気）を導入する内気導入口（図示せず）と、車室外空気（車両外気であり、以下外気）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フット吹出口（図示せず）に接続されている。各吹出口には、各吹出口の開口割合を調節する吹出口切替ドア２６（図６）が設けられている。

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の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。尚、エンジン冷却水が循環する回路には、ウォータポンプ３１が設けられており、このウォータポンプ３１によって、エンジン冷却水（温水）がヒータコア２３に供給される。

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に通電されることによって発熱し、周囲の空気を暖める。スイッチまたはリレーの切替えは、エアコンＥＣＵ５０により制御される。

この通電発熱素子部は、耐熱性を有する樹脂材料（例えば、ＰＡ６６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されている。また、ＰＴＣヒータ２４は、更に、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よりも上流側の通風路には、蒸発器８を通過した空気を、ヒータコア２３等を通る空気（温風側通路を通る空気）と、ヒータコア２３等を迂回する空気（冷風側通路を通る空気）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***置が変化されることで、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、温風側通路の開度０％〜１００％に対して、１００％から０％の範囲で調整可能である。エアミックスドア２２のアクチュエータは、エアコンＥＣＵ５０により制御される。

ヒートポンプサイクル１の構成
ヒートポンプサイクル１は、電動圧縮機（以下、圧縮機）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、各電磁弁１１〜１４、蒸発器用電磁弁１０７、および各センサ４０、４１等を備える。このヒートポンプサイクル１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。

圧縮機２は、内蔵された電動機２ａによって駆動され、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。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。

凝縮器３は、上記のように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、圧縮機２で圧縮された高温高圧の冷媒と空気との間で熱交換を行うことにより、コア部を通過する送風空気を加熱する。

三方弁４は、凝縮器３から流出される冷媒を室外熱交換器５、あるいは第１膨張弁１０のいずれかに流出させるように流路を切替える流路切替手段である。三方弁４の流路切替えは、エアコンＥＣＵ５０によって制御される。

室外熱交換器５は、例えばエンジンルーム内の前方に配置されて、外気と冷媒との間で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後述するＣＯＯＬサイクル運転時には凝縮器として機能し、後述するＨＯＴサイクル運転時には蒸発器として機能する。

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、凝縮器３（三方弁４）から流出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。

蒸発器８は、送風空気を冷却する冷却用熱交換器であり、後述するＣＯＯＬサイクル運転時に、送風空気を冷却する。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間で熱交換を行うことにより、コア部を通過する送風空気を冷却する。

アキュムレータ９は、ヒートポンプサイクル１内の過剰冷媒を一時蓄えると共に、蒸発器８、あるいは電磁弁１２から流出される冷媒の気液を分離する容器体であり、分離された気相冷媒を圧縮機２に吸入させる。

各電磁弁１１〜１４は、それぞれが配置された流路を開閉する弁であり、各流路における冷媒流れを制御する（冷媒を流す、あるいは冷媒の流れを止める）冷媒流れ制御手段である。各電磁弁１１〜１４の開閉切替えは、エアコンＥＣＵ５０によって行われる。電磁弁１１は常開型の弁、電磁弁１２は常閉型の弁、電磁弁１３は常閉型の弁、電磁弁１４は常開型の弁である。各電磁弁１１〜１４の動作状態は図５に示すとおりである。

蒸発器用電磁弁１０７は、第２膨張弁７の上流側の流路を開閉する弁であり、この流路における冷媒流れを制御する（冷媒を流す、あるいは冷媒の流れを止める）冷媒流れ制御手段である。蒸発器用電磁弁１０７の開閉切替えは、エアコンＥＣＵ５０によって行われる。

冷媒圧力センサ４０は、ヒートポンプサイクル１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、圧縮機２が吸入する冷媒の吸入温度を検出する。

ヒートポンプサイクル１の各運転パターン
ヒートポンプサイクル１は、ＣＯＯＬサイクル運転、ＨＯＴサイクル運転、第１の除湿（ＤＲＹ ＥＶＡ）サイクル運転、および第２の除湿（ＤＲＹ ＡＬＬ）サイクル運転を可能としている。

ＣＯＯＬサイクル運転時の冷媒は、図１の太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、除湿能力を大きくとることができるサイクルとなっている。図１に示すように、ＣＯＯＬサイクルは、圧縮機２と、凝縮器３と、凝縮器３から流出された冷媒を室外熱交換器５に向かわせる三方弁４と、三方弁４から流出される冷媒と空気（外気）との間で熱交換して放熱する室外熱交換器５と、室外熱交換器５から流出される冷媒流れを制御する電磁弁１１と、電磁弁１１から流出される冷媒流れを制御する蒸発器用電磁弁１０７と、蒸発器用電磁弁１０７から流出される冷媒を減圧する第２膨張弁７とを備えている。

更に、ＣＯＯＬサイクルは、第２膨張弁７で減圧された冷媒を蒸発させて送風空気を冷却する蒸発器８と、蒸発器から流出された冷媒を気液分離するアキュムレータ９とを備え、これらが配管により環状に接続されて形成されている。尚、電磁弁１１と蒸発器用電磁弁１０７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。

以上より、ＣＯＯＬサイクル運転経路は、圧縮機２→凝縮器３→三方弁４→室外熱交換器５→電磁弁１１→逆止弁１５→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→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および蒸発器用電磁弁１０７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、冷媒の熱が室外に放出され、蒸発器８を流通する冷媒に送風空気の熱が吸収される。このとき、凝縮器３も放熱しているが、エアミックスドア２２の位置制御（温風側通路を閉じる側に制御すること）によって、送風空気との熱交換量を少なくすることができる。

次に、ＨＯＴサイクル運転時の冷媒は、図２の太実線の経路を黒塗り矢印の向きに流れる。このＨＯＴサイクルは、暖房性能を大きくとることができるが、除湿能力を持たないサイクルとなっている。図２に示すように、ＨＯＴサイクルは、圧縮機２と、凝縮器３と、凝縮器３から流出された冷媒を第１膨張弁１０に向かわせる三方弁４と、三方弁４から流出される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電磁弁１４と、電磁弁１４から流出される冷媒を蒸発させる室外熱交換器５と、室外熱交換器５からアキュムレータ９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とが配管により環状に接続されて形成されている。尚、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。

以上より、ＨＯＴサイクル運転経路は、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→逆止弁１６→アキュムレータ９→圧縮機２となる。

尚、外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サイクル運転を行い、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は閉じており、バッテリ冷却水ポンプ１０３は停止されている。

次に、第１の除湿（ＤＲＹ ＥＶＡ）サイクル運転時の冷媒は、図３の太実線の経路を斜線矢印の向きに流れる。この第１の除湿サイクルは、暖房性能が小さくとられ、除湿能力が中レベルとなるサイクルとなっている。例えば、乗員による操作パネル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、圧縮機２と、凝縮器３と、三方弁４と、第１膨張弁１０と、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と、蒸発器用電磁弁１０７と、第２膨張弁７と、蒸発器８と、アキュムレータ９とが配管により環状に接続されて形成されている。

以上より、第１の除湿サイクル運転経路は、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１０７→第２膨張弁７→蒸発器８→アキュムレータ９→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の太実線の経路を斜線矢印の向きに流れる。この第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となるサイクルとなっている。例えば、乗員による操作パネル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、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１０７→第２膨張弁７→蒸発器８→アキュムレータ９→圧縮機２の経路と、第１膨張弁１０→電磁弁１４→室外熱交換器５→電磁弁１２→逆止弁１６→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を経由して圧縮機２に吸入される経路と、第１膨張弁１０から室外熱交換器５に流入して空気から吸熱した後、アキュムレータ９を経由して圧縮機２に吸入される経路とを有している。

バッテリ冷却装置１Ａの構成
バッテリ冷却装置１Ａは、バッテリ１０１、バッテリ用熱交換器１０２、バッテリ冷却水ポンプ１０３、およびバッテリ用電磁弁１０４等を備えている。バッテリ１０１は、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は、蒸発器８に対して並列に接続されており、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。更に、バッテリ用電磁弁１０４の弁の開閉切替えは、エアコンＥＣＵ５０によって行われる。

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バッテリ温度センサ４６（図６）からのセンサ信号によって把握される。バッテリ１０１が所定温度（例えば５０℃）以上であり高温と判定された場合は、エアコンＥＣＵ５０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ため、バッテリ１０１の冷却中は、冷媒流量が、バッテリ１０１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。

エアコンＥＣＵ５０の構成
エアコンＥＣＵ５０（図６）は、車室内の空調運転を制御する制御手段であり、入力回路、出力回路、およびマイクロコンピュータを備えている。入力回路は、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、内気温度を検出する内気センサ４２、外気温度を検出する外気センサ４３、日射量を検出する日射センサ４４、水温センサ４５、バッテリ温度センサ４６、冷媒圧力センサ４０、冷媒吸入温度センサ４１、携帯機５２、各種ＥＣＵ６０、７０、８０等からのセンサ信号等の入力を行う。また、出力回路は、送風機２１、エアミックスドア２２、インバータ９０、室外ファン６、三方弁４、各電磁弁１１〜１４、１０４、１０７、内外気切替ドア２５、吹出口切替ドア２６、ＰＴＣヒータ２４等に出力信号を送る。

また、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等を受信して、これらの情報を演算し、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する。そして、インバータ９０によって圧縮機２の出力電力量が制御される。

次に、上記構成に基づく車両用空調システム１００の作動について、図７〜図１３を加えて説明する。

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１００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、送風機２１、エアミックスドア２２、インバータ９０、室外ファン６、三方弁４、各電磁弁１１〜１４、１０４、１０７、内外気切替ドア２５、吹出口切替ドア２６、ＰＴＣヒータ２４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の制御がスタートされる。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。

Ｓ１．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。

Ｓ２〜Ｓ４．初期化、信号の読み込み
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。

Ｓ５．ＴＡＯ算出・ＴＥＯ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、この目標吹出温度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８）を用いて決定する。例えば、目標吹出温度ＴＡＯが４℃以上（１２℃以下）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。

Ｓ６．サイクル・ＰＴＣ選択
次に、ステップＳ６で、サイクルとＰＴＣヒータ２４の選択処理を行う。図９は、図７のサイクル・ＰＴＣ選択処理を示すフローチャート（ステップＳ６０１〜ステップＳ６１１）である。図９において、ステップＳ６０１にて、プレ空調の要求が有るか否かを判定する。プレ空調要求有りの場合は、ステップＳ６０２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Ｓ６０３にてＰＴＣヒータ２４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Ｓ６０４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Ｓ６０５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Ｓ６０６にて、ＨＯＴサイクルでのプレ空調を行う。

一方、ステップＳ６０１において、プレ空調の要求が有るか否かを判定して、プレ空調の要求がないと判定された場合は、ステップＳ６０７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Ｓ６０８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Ｓ６０７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Ｓ６０９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Ｓ６１０にてＣＯＯＬサイクルの空調を行う。ステップＳ６０９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Ｓ６１１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こととして、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。

一方、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。尚、このときは、エンジン３０を稼動させて、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。尚、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。

Ｓ７．吸込口モード決定
次に、図７のステップＳ７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が低きときには内気循環モードを選択し、目標吹出温度ＴＡＯの増加に伴って内外気導入モード、更には外気導入モードの順に選択する。

Ｓ８．吹出口モード決定
次に、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が低いときには、フェイスモード（ＦＡＣＥ）を選択し、目標吹出温度ＴＡＯの増加に伴ってバイレベルモード（Ｂ／Ｌ）、更にはフットモード（ＦＯＯＴ）を選択する。

Ｓ９．圧縮機回転数等決定
次に、ステップＳ９で圧縮機回転数等の決定処理を実行する。ステップＳ９は、具体的には図１０、図１１に基づいて圧縮機回転数を決定する。図１０のステップＳ９は、図１１のステップＳ９０１、Ｓ９０２となっている。まず、ステップＳ９０１で、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、ステップＳ９０２で、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。

エアコンＥＣＵ５０のＲＯＭには、温度偏差Ｅ_ｎと偏差変化量ＥＤＯＴとの関係を示すマップが予め記憶されている。尚、この温度偏差Ｅ_ｎ、および偏差変化量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。

ステップＳ９０１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Ｓ９０１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Ｅ_ｎ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８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８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２）
Ｅ_ｎ＝ＴＥＯ−ＴＥ
更に、以下の数式３を用いて偏差変化量ＥＤＯＴを演算する。

（数３）
ＥＤＯＴ＝Ｅ_ｎ−Ｅ_ｎ−１
ここで、Ｅ_ｎは、１秒に１回更新されるため、Ｅ_ｎ−１は、Ｅ_ｎに対して１秒前の値となる。

更に、エアコンＥＣＵ５０は、算出したＥ_ｎとＥＤＯＴとから、ステップＳ９０１に示すマップを用いて、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、ステップＳ９０２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Ｓ９０２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）にて検出された高圧圧力）、偏差Ｐ_ｎ、および偏差変化量ＰＤＯＴを用いて、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、ステップＳ９０２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を変換用マップで目標圧力ＰＤＯに変換してもよい。

また、目標吹出温度ＴＡＯと、送風機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Ｐ_ｎを以下の数式４によって算出する。

（数４）
Ｐ_ｎ＝ＰＤＯ−Ｐｒｅ
また、偏差変化量ＰＤＯＴを以下の数式５によって算出する。

（数５）
ＰＤＯＴ＝Ｐ_ｎ−Ｐ_ｎ−１
尚、Ｐ_ｎ−１は、偏差Ｐ_ｎの先回の値である。また、ｎは自然数である。

エアコンＥＣＵ５０のＲＯＭには、圧力偏差Ｐ_ｎ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が予め記憶されている。この圧力偏差Ｐ_ｎと偏差変化率ＰＤＯＴとからマップを用いて、１秒前の圧縮機回転数ｆ_ｎ−１に対して増減する圧縮機回転数変化量ΔｆＨを求める。尚、この圧力偏差Ｐ_ｎ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Ｓ９０３において、車速が３０ｋｍ／ｈを超えているか否かを判定する。車速が３０ｋｍ／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Ｓ９０４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３０ｋｍ／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Ｓ９０５にて、圧縮機最高回転数ＩＶＯｍａｘ＝７０００（ｒｐｍ）を設定する。

次に、ステップＳ９０６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Ｓ９０７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Ｓ９０８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Ｓ９０９にて、前回の圧縮機回転数にΔｆを加えた値と、ステップＳ９０４、Ｓ９０５で設定されたＩＶＯｍａｘとのうち、いずれか小さいほうを仮の圧縮機回転数ＩＶＯｄとする。

次に、ステップＳ９１０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Ｓ９１０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Ｓ９１１にて、今回の圧縮機の目標回転数を、ステップＳ９０９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５０℃を超え、バッテリ冷却中の場合は、ステップＳ９１２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Ｓ９１３では、蒸発器８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ＩＶＯｍａｘ２を決定する。

最後に、ステップＳ９１４で、今回の圧縮機目標回転数を、ステップＳ９１２の圧縮機目標回転数ｆ（ＢＡＴ）と、ステップＳ９１３の圧縮機最高回転数ＩＶＯｍａｘ２とのうち、いずれか小さい方の値として決定する。

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温度ＴＥ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１０１の温度に応じて圧縮機回転数を決めるが、蒸発器温度ＴＥが下がりすぎたときには、蒸発器温度ＴＥ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、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。

Ｓ１０．ＰＴＣ作動本数決定
次に、ステップＳ１０で、ＰＴＣヒータ２４（通電発熱素子部）の作動本数の決定処理を実施する。このＰＴＣ作動本数決定処理は、図１２に示すフローチャート（ステップＳ１００１〜ステップＳ１００３）に基づいて実施されるようにしている。

まず、ステップＳ１００１にて、ブロワスイッチ（送風機２１の風量切替スイッチ）がオンになっているか否か、即ち、オフ以外のオート、Ｌｏ、Ｍｅ、Ｈｉのいずれかに設定されているか否かを判定する。ブロワスイッチオンの場合、ステップＳ１００２にて、予めエアコンＥＣＵ５０のＲＯＭに記憶されたマップに基づいて、水温センサ４５から得られる冷却水温度ＴＷに対応するＰＴＣヒータ２４の作動本数を決定する。ここでは、冷却水温度ＴＷが低い温度から高い温度にかけて、ＰＴＣヒータ２４の作動本数を減少させる（３本〜１本に減少させる）ように決定する。

尚、ステップＳ１００１の判定において、ブロワスイッチ（風量切替スイッチ）がオンになっていない場合（オフの場合）、ステップＳ１００３において、ＰＴＣヒータ２４をオフにする。

このようにして、ＰＴＣヒータ２４の作動本数を決定し、この決定本数に対応して、ＰＴＣヒータ２４の作動を制御する。これにより、ＰＴＣヒータ２４の作動本数に対応して、ヒータコア２３の通過温風に付与する熱量が変わることになる。

Ｓ１１．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等のオンまたはオフ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。

尚、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１０１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１０１の残存電力容量が少なく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。尚、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。

Ｓ１２．送風機作動決定
次に、ステップＳ１２で、送風機作動決定処理を行う。この送風機作動決定処理は、具体的には、図１３に示すフローチャート（ステップＳ１２０１〜ステップＳ１２０３）に基づいて送風機２１に印加する電圧を設定する。

まず、ステップＳ１２０１で、基本の送風機電圧を決定する。エアコンＥＣＵ５０のＲＯＭには、目標吹出温度ＴＡＯと、基本の送風機電圧との関係を予め定めたマップが記憶されており、ステップＳ５で算出した目標吹出温度ＴＡＯに対応する基本の送風機電圧を決定する。基本の送風機電圧は、例えば、目標吹出温度ＴＡＯが低いと（ＴＡＯ＝−１０以下）、最大の１２Ｖに設定され、目標吹出温度ＴＡＯが高くなるほど（ＴＡＯ＝−１０〜１０）、順次低くなるように設定され、更に目標吹出温度ＴＡＯが高くなっていくと（ＴＡＯ＝４０〜８０）、１０Ｖを最大として順次高くなっていくように設定される。つまり、目標吹出温度ＴＡＯが低い場合は、冷房の要求が強い場合であり、基本の送風機電圧を上げて急速冷房（クールダウン）対応し、また、目標吹出温度ＴＡＯが高い場合は、暖房の要求が強い場合であり、同様に基本送風機電圧を上げて暖房対応する訳である。

次に、ステップＳ１２０２で、バッテリ１０１の温度（以下、バッテリ温度）に対する最高送風機電圧を決定する。エアコンＥＣＵ５０のＲＯＭには、バッテリ温度と、最高送風機電圧との関係を予め定めたマップが記憶されており、バッテリ温度センサ４６から得られるバッテリ温度に対応する最高送風機電圧を決定する。最高送風機電圧は、例えば、バッテリ温度が５０℃以上となると、最大１２Ｖから順次低くなるように設定され、バッテリ温度が７０℃以上で７Ｖに設定される。

ここで、バッテリ１０１の冷却のために、バッテリ用電磁弁１０４が開かれて、ヒートポンプサイクル１の冷媒が蒸発器８およびバッテリ用熱交換器１０２の両者に流れる場合に、バッテリ温度が上昇していくと、バッテリ冷却装置１Ａにとっては、バッテリ用熱交換器１０２での吸熱量が増加し、バッテリ１０１の冷却のためのバッテリ冷却負荷が増加する。よって、バッテリ冷却負荷と、蒸発器８での吸熱量、つまり空調負荷とを含むヒートポンプサイクル１のトータルのサイクル負荷としては増加することになる。ステップＳ１２０２では、このようにバッテリ温度をもとにバッテリ冷却負荷を捉えて、バッテリ冷却負荷が高くなるほど、バッテリ冷却負荷が低いときよりも最高送風機電圧を低く設定するようにしている。ステップＳ１２０２は、本発明の判定手段に対応する。

そして、ステップＳ１２０３で、最終の送風機電圧を決定する。ここでは、最終の送風機電圧を、ステップＳ１２０１の基本の送風機電圧と、ステップＳ１２０２の最高送風機電圧とのうち、いずれか小さいほうの値として決定する。上記ステップＳ１２０２での最高送風機電圧の設定値が低くなるほど、この電圧値が最終の送風機電圧として選択されることになる。ステップＳ１２０３は、本発明の風量減少手段に対応する。

Ｓ１３、Ｓ１４．制御信号出力
次に、図７のステップＳ１３において、上記各ステップＳ１〜Ｓ１２で算出または決定した各制御状態が得られるように、エンジンＥＣＵ６０、ハイブリッドＥＣＵ７０、ナビゲーションＥＣＵ８０、送風機２１、インバータ９０、室外ファン６、ＰＴＣヒータ２４、各種ドア２２、２５、２６のアクチュエータ、三方弁４および電磁弁１１〜１４、１０４、１０７等に対して制御信号を出力する。

そして、ステップＳ１４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を実行する。

以上のように、本実施形態では、ヒートポンプサイクル１の冷媒を用いてバッテリ１０１を冷却するときのバッテリ冷却負荷が高いか低いかを判定する判定手段Ｓ１２０２と、判定手段Ｓ１２０２が、バッテリ冷却負荷が高いと判定した場合は、バッテリ冷却負荷が低いと判定した場合に比べて、空調風の風量を少なくする風量減少手段Ｓ１２０３とを備えている。

つまり、バッテリ温度を用いてバッテリ冷却負荷を把握し、バッテリ温度が高くなるほどバッテリ冷却負荷が高いと判定し、最終の送風機電圧が低くなるように設定して、空調風量を低下させるようにしている。このように空調風量を低下させることによって、ヒートポンプサイクル１の蒸発器８における送風空気冷却の効率を上げることができ、バッテリ冷却負荷が高くなっても吹出温度を低下させることができるので、乗員の快適性低下を軽減できる。また、空調風量を低下させることで蒸発器８における空調負荷を下げることができるので、バッテリ１０１の冷却作用を強化することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態の制御フローチャートを図１４、図１５に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、車両用空調システム１００の構成は同一としつつも、バッテリ冷却負荷が高くなったときの制御内容を変更したものとしている。

基本的な全体の制御フローチャートは、図１４に示すように、第１実施形態で説明した図７のフローチャートに対して、ステップＳ７を廃止し、ステップＳ１２をステップ１２Ａ、およびステップＳ１２Ｂに変更している。以下、フローチャートの変更部を中心にして説明する。

まず、ステップＳ１２Ａでは、送風機作動決定処理を行う。ここでは、上記第１実施形態のステップＳ１２におけるステップＳ１２０１（図１３）と同様に、基本の送風機電圧を決定する。基本の送風機電圧は、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて決定される。

次に、ステップＳ１２Ｂで、吸込口モード決定処理を行う。この吸込口モード決定処理は、具体的には、図１５に示すフローチャート（ステップＳ１２Ｂ１〜ステップＳ１２Ｂ５）に基づいて外気導入口から取り入れる外気の導入率（外気導入率）を設定する。

まず、ステップＳ１２Ｂ１で、バッテリ温度が５０℃より高いか否かを判定する。バッテリ温度は、上記第１実施形態で説明したように、バッテリ冷却装置１Ａのバッテリ冷却負荷を示すものであり、バッテリ温度が高いほどバッテリ冷却負荷が高い状態にある。ステップＳ１２Ｂ１は、本発明の判定手段に対応する。

ステップＳ１２Ｂ１でバッテリ温度が５０℃より高い、つまり、バッテリ冷却負荷が高いと判定すると、ステップＳ１２Ｂ２で、外気導入口からの外気導入率を減少させる。ここでは、外気導入率を０％とし、内気導入口から内気の導入率（内気導入率）を１００％として、内気循環モード（ＲＥＣ）にする。ステップＳ１２Ｂ２は、本発明の外気導入率低下手段に対応する。

一方、ステップＳ１２Ｂ１で、バッテリ温度は５０℃以下である、つまり、バッテリ冷却負荷が低いと判定すると、ステップＳ１２Ｂ３で、内外気切替ドア２５の位置制御がエアコンＥＣＵ５０によるオート制御か否かを判定する。

ステップＳ１２Ｂ３で否、つまり乗員の手動操作によるマニュアル制御であると判定すると、ステップＳ１２Ｂ４で、手動操作による設定が内気循環モード（ＲＥＣ）であれば、外気導入率を０％とし、また、手動操作による設定が外気導入モード（ＦＲＳ）であれば、外気導入率を１００％とする。

また、ステップＳ１２Ｂ３で、オート制御であると判定すると、ステップＳ１２Ｂ５で、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、吸込口モードを決定する。つまり、目標吹出温度ＴＡＯが低い側から高い側へ向かうにつれて、内気循環モード（ＲＥＣ）、内外気導入モード（ＲＥＣ／ＦＲＣ）、外気導入モード（ＦＲＣ）の順に設定する。

以上のように、本実施形態では、ヒートポンプサイクル１の冷媒を用いてバッテリ１０１を冷却するときのバッテリ冷却負荷が高いか低いかを判定する判定手段Ｓ１２Ｂ１と、判定手段Ｓ１２Ｂ１が、バッテリ冷却負荷が高いと判定した場合は、バッテリ冷却負荷が低いと判定した場合に比べて、車両外気あるいは車両内気のうち、車両外気の導入率を少なくする外気導入率低下手段Ｓ１２Ｂ２とを備えている。

つまり、バッテリ温度を用いてバッテリ冷却負荷を把握し、バッテリ温度が高くなるほどバッテリ冷却負荷が高いと判定し、外気導入率を少なくするようにしている。このように外気導入率を少なくすることによって、空調負荷を低下させることができ、バッテリ冷却負荷が高くなっても吹出温度を低下させることができるので、乗員の快適性低下を軽減できる。また、空調負荷の低下に伴いバッテリ１０１の冷却作用を強化することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記第１、第２実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。

即ち、上記各実施形態では、バッテリ冷却装置１Ａのバッテリ冷却負荷を把握するために、バッテリ温度を使用したが、これに限らず、蒸発器温度ＴＥを用いるようにしても良い。その他にも、ヒートポンプサイクル１の高圧側の圧力（冷媒高圧センサ４０の検出信号）あるいは温度、更には、低圧側の圧力あるいは温度（冷媒吸入温度センサ４１の検出信号）等を用いるようにしても良い。

また、上記各実施形態では、ハイブリッド自動車に本発明を適用したものとしているが、ハイブリッド自動車に限定されるものではなく、エンジン３０を備えない電気自動車（ＥＶ）であってもよい。更に、上記各実施形態では、電気式補助熱源としてＰＴＣヒータ２４を採用しているが、これに限定されるものではない。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１を備える車両用空調システム１００を上記各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。尚、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、かつ高圧の液相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、蒸発器で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。

また、上記各実施形態では、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１６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。

１ ヒートポンプサイクル（空調装置）
１Ａ バッテリ冷却装置
１０１ バッテリ
Ｓ１２０２ 判定手段
Ｓ１２０３ 風量減少手段
Ｓ１２Ｂ１ 判定手段
Ｓ１２Ｂ２ 外気導入率低下手段

Claims (2)

1. 車室内に吹出す空調風を冷媒により冷却する空調装置（１）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（１Ａ）とを有する車両用空調システムにおいて、
   前記冷媒を用いて前記バッテリ（１０１）を冷却するときのバッテリ冷却負荷が高いか低いかを判定する判定手段（Ｓ１２０２）と、
   前記判定手段（Ｓ１２０２）が、前記バッテリ冷却負荷が高いと判定した場合は、前記バッテリ冷却負荷が低いと判定した場合に比べて、前記空調風の風量を少なくする風量減少手段（Ｓ１２０３）とを備えると共に、
   前記空調装置（１）には、前記冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（２）と、内部を流れる前記冷媒によって前記空調風を冷却する蒸発器（８）とが設けられており、
   前記バッテリ冷却負荷が高いと判定した場合は、前記バッテリ（１０１）の温度が高い程、前記圧縮機（２）の吐出流量を大きくし、かつ、前記蒸発器（８）の温度が低い程、前記圧縮機（２）の吐出流量の上限を低くする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を冷媒により冷却する空調装置（１）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（１Ａ）とを有する車両用空調システムにおいて、
   前記冷媒を用いて前記バッテリ（１０１）を冷却するときのバッテリ冷却負荷が高いか低いかを判定する判定手段（Ｓ１２Ｂ１）と、
   前記判定手段（Ｓ１２Ｂ１）が、前記バッテリ冷却負荷が高いと判定した場合は、前記バッテリ冷却負荷が低いと判定した場合に比べて、車両外気あるいは車両内気のうち、前記車両外気の導入率を少なくする外気導入率低下手段（Ｓ１２Ｂ２）とを備えると共に、
   前記空調装置（１）には、前記冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（２）と、内部を流れる前記冷媒によって前記空調風を冷却する蒸発器（８）とが設けられており、
   前記バッテリ冷却負荷が高いと判定した場合は、前記バッテリ（１０１）の温度が高い程、前記圧縮機（２）の吐出流量を大きくし、かつ、前記蒸発器（８）の温度が低い程、前記圧縮機（２）の吐出流量の上限を低くすることを特徴とする車両用空調システム。

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