(57)【要約】【課題】高効率でかつ必要な冷暖房能力を確保できる車両空調システムと、その自動運転制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】冷媒蒸発器６、第２冷媒凝縮器７で温調された空気を吹き出すＨＶＡＣユニット２と、冷媒圧縮機８、冷媒切替え手段１１、第１冷媒凝縮器１２、第１膨張弁１４および冷媒蒸発器６が順次接続され、第１膨張弁１４および冷媒蒸発器６と並列に第２膨張弁１９および冷媒／クーラント熱交換器２０が、第１冷媒凝縮器１２と並列に第２冷媒凝縮器７が各々接続されたヒートポンプサイクル３と、クーラント循環ポンプ２１、換気排熱回収器２２、モータ／バッテリ２３、電気ヒータ２４および冷媒／クーラント熱交換器２０が順次接続され、換気排熱回収器２２、モータ／バッテリ２３および電気ヒータ２４が熱源として選択的に利用可能なクーラントサイクル４とを備えている。【選択図】図１
2010111269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風機の送風流路中に配設されている冷媒蒸発器および第２冷媒凝縮器により温調された空気を車室内に吹き出すＨＶＡＣユニットと、
冷媒圧縮機、冷媒の循環方向を切替える冷媒切替え手段、外気との熱交換により冷媒を凝縮する第１冷媒凝縮器、第１膨張弁および前記冷媒蒸発器がこの順に接続されるとともに、前記第１膨張弁および前記冷媒蒸発器に対して第２膨張弁および冷媒／クーラント熱交換器が並列に接続され、前記第１冷媒凝縮器に対して前記冷媒切替え手段を介して前記第２冷媒凝縮器が並列に接続されているヒートポンプサイクルと、
クーラント循環ポンプ、車室内の排出空気から熱を回収する換気排熱回収器、モータ／バッテリ、電気ヒータおよび前記冷媒／クーラント熱交換器が順次接続され、前記換気排熱回収器、前記モータ／バッテリおよび前記電気ヒータが熱源として選択的に利用可能とされているクーラントサイクルとを備えていることを特徴とする車両空調システム。
【請求項２】
前記クーラントサイクルは、前記換気排熱回収器および前記モータ／バッテリに対する第１バイパス回路と、前記換気排熱回収器に対する第２バイパス回路とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の車両空調システム。
【請求項３】
前記クーラントサイクルは、クーラントをラジエータに循環し、前記モータ／バッテリを空冷するモータ／バッテリ冷却回路を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両空調システム。
【請求項４】
前記ヒートポンプサイクルおよび前記クーラントサイクルは、各々のサイクルの切替えによって、冷房制御、モータ／バッテリの冷媒冷却を含む送風モード制御、モータ／バッテリを冷媒冷却するモータ／バッテリ冷却制御、暖房制御、除湿暖房制御のいずれかの運転モードが選択可能とされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両空調システム。
【請求項５】
前記クーラントサイクルは、前記換気排熱回収器と前記モータ／バッテリと前記電気ヒータ、前記換気排熱回収器と前記モータ／バッテリ、前記モータ／バッテリと前記電気ヒータ、前記モータ／バッテリまたは前記電気ヒータのいずれかから選択的に熱を前記冷媒／クーラント熱交換器に回収し、前記ヒートポンプサイクルは、前記冷媒／クーラント熱交換器で回収された前記熱を熱源として暖房制御または除湿暖房制御のいずれかの運転モードで運転可能とされていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の車両空調システム。
【請求項６】
前記ヒートポンプサイクルは、前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第１冷媒凝縮器、前記第１膨張弁および前記冷媒蒸発器の順に循環することにより冷房制御モードで運転されると同時に、前記第１膨張弁および前記冷媒蒸発器に並列に接続されている前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器に並行して冷媒を循環することにより、前記クーラントサイクルを介して前記モータ／バッテリが冷却可能とされていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の車両空調システム。
【請求項７】
前記ＨＶＡＣユニットを送風機のみを駆動して送風モード制御で運転すると同時に、前記ヒートポンプサイクルを前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第１冷媒凝縮器、前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器の順に循環させて冷却運転することにより、前記クーラントサイクルを介して前記モータ／バッテリが冷却可能とされていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の車両空調システム。
【請求項８】
前記ヒートポンプサイクルを前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第１冷媒凝縮器、前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器の順に循環させてモータ／バッテリ冷却制御モードで運転することにより、前記クーラントサイクルを介して前記モータ／バッテリが冷却可能とされていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の車両空調システム。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載されている車両空調システムを自動運転する運転制御方法において、
運転開始時、予め設定されている温度や圧力等の設定値と、所定箇所に設けられている温度や圧力等を検出する各センサからの検出値と、制御パネルの設定とを読み込み、前記送風機がオフのときは、モータ／バッテリを冷媒冷却するモータ／バッテリ冷却制御を行い、前記送風機がオンのときは、更にエアコンスイッチのオン／オフを判断し、該スイッチがオフの場合、温調ダイヤルがマックスクールのときは、モータ／バッテリの冷媒冷却を含む送風モード制御を行い、温調ダイヤルがマックスクール以外のときは、暖房制御を行い、前記エアコンスイッチがオンの場合、温調ダイヤルがマックスクールのときは、冷房制御を行い、温調ダイヤルがマックスクール以外のときは、更に前記蒸発器のフロスト防止要否を判断し、要の場合、暖房制御を行い、否の場合、除湿暖房制御を行うことを特徴とする車両空調システムの運転制御方法。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれかに記載されている車両空調システムを冷房制御運転する運転制御方法において、
冷房制御時、前記クーラントサイクルの前記モータ／バッテリのクーラント入り口温度Ｔｃｍｉと、予め設定されている空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１との関係が、Ｔｃｍｉ＞Ｔｃｍｉ１か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ１未満の場合は、前記ヒートポンプサイクルにより前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第１冷媒凝縮器、前記第１膨張弁および前記冷媒蒸発器の順に循環させ、前記モータ／バッテリの冷却なしで冷房運転を行うことを特徴とする車両空調システムの運転制御方法。
【請求項１１】
前記クーラント入り口温度Ｔｃｍｉが前記空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１以上のときは、さらに前記クーラント入り口温度Ｔｃｍｉと、予め設定されている冷媒冷却切替え温度Ｔｃｍｉ２との関係が、Ｔｃｍｉ＞Ｔｃｍｉ２か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２以上の場合は、前記ヒートポンプサイクルにより前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第１冷媒凝縮器、前記第１膨張弁および前記冷媒蒸発器の順に循環させて冷房運転を行うとともに、前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器にも並行して冷媒を循環させてクーラントの冷却運転を行い、前記クーラントサイクルを介して前記モータ／バッテリを冷媒冷却し、前記クーラント入り口温度ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２未満の場合は、前記冷房運転と共に前記モータ／バッテリを空冷運転することを特徴とする請求項１０に記載の車両空調システムの運転制御方法。
【請求項１２】
請求項１ないし８のいずれかに記載されている車両空調システムを送風モード制御運転する運転制御方法において、
送風モード制御時、前記クーラントサイクルの前記モータ／バッテリのクーラント入り口温度Ｔｃｍｉと、予め設定されている空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１との関係が、Ｔｃｍｉ＞Ｔｃｍｉ１か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ１未満の場合は、前記モータ／バッテリの冷却は不要とみなし、前記送風機のみを運転して送風運転を行うことを特徴とする車両空調システムの運転制御方法。
【請求項１３】
前記クーラント入り口温度Ｔｃｍｉが前記空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１以上のときは、さらに前記クーラント入り口温度Ｔｃｍｉと、予め設定されている冷媒冷却切替え温度Ｔｃｍｉ２との関係が、Ｔｃｍｉ＞Ｔｃｍｉ２か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２以上の場合は、前記送風機を運転して送風運転を行うとともに、前記ヒートポンプサイクルにより前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第１冷媒凝縮器、前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器の順に循環させてクーラントの冷却運転を行い、前記クーラントサイクルを介して前記モータ／バッテリを冷媒冷却し、前記クーラント入り口温度ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２未満の場合は、前記送風運転と共に前記モータ／バッテリを空冷運転することを特徴とする請求項１２に記載の車両空調システムの運転制御方法。
【請求項１４】
請求項１ないし８のいずれかに記載されている車両空調システムをモータ／バッテリ冷却制御運転する運転制御方法において、
モータ／バッテリ冷却制御時、前記クーラントサイクルの前記モータ／バッテリのクーラント入り口温度Ｔｃｍｉと、予め設定されている空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１との関係が、Ｔｃｍｉ＞Ｔｃｍｉ１か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ１未満の場合は、前記モータ／バッテリの冷却は不要とみなし、前記モータ／バッテリの冷却運転を見合わせることを特徴とする車両空調システムの運転制御方法。
【請求項１５】
前記クーラント入り口温度Ｔｃｍｉが前記空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１以上のときは、さらに前記クーラント入り口温度Ｔｃｍｉと、予め設定されている冷媒冷却切替え温度Ｔｃｍｉ２との関係が、Ｔｃｍｉ＞Ｔｃｍｉ２か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２以上の場合は、前記ヒートポンプサイクルにより前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第１冷媒凝縮器、前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器の順に循環させてクーラントの冷却運転を行い、前記クーラントサイクルを介して前記モータ／バッテリを冷媒冷却し、前記クーラント入り口温度ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２未満の場合は、前記モータ／バッテリを空冷運転することを特徴とする請求項１４に記載の車両空調システムの運転制御方法。
【請求項１６】
請求項１ないし８のいずれかに記載されている車両空調システムを暖房制御運転する運転制御方法において、
暖房制御時、前記クーラントサイクルの前記モータ／バッテリのクーラント出口温度Ｔｃｍｏと、前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏとの関係が、Ｔｃｍｏ＞Ｔｃｎｏか否かを判断し、ＴｃｍｏがＴｃｎｏ未満の場合は、前記電気ヒータに通電し、前記クーラントサイクルのクーラントを該電気ヒータにより加熱するとともに、前記ヒートポンプサイクルにより前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第２冷媒凝縮器、前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器の順に循環させ、前記クーラントを熱源としてヒートポンプ暖房運転を行うことを特徴とする車両空調システムの運転制御方法。
【請求項１７】
前記モータ／バッテリのクーラント出口温度Ｔｃｍｏが前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上のときは、前記換気排熱回収器のクーラント出口温度Ｔｃｈｏと、前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏとの関係が、Ｔｃｈｏ＞Ｔｃｎｏか否かを判断し、ＴｃｈｏがＴｃｎｏ未満の場合は、さらに前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口温度Ｔｃｎｉと、予め設定されている前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口必要温度Ｔｃｎｉ１との関係が、Ｔｃｎｉ＜Ｔｃｎｉ１か否か、前記第２冷媒凝縮器の空気側吐出温度Ｔａｓｏと、予め設定されている前記第２冷媒凝縮器の空気側必要吐出温度Ｔａｓｏ１との関係が、Ｔａｓｏ＜Ｔａｓｏ１か否か、前記第２冷媒凝縮器の入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉと、予め設定されている前記第２冷媒凝縮器の入り口必要冷媒圧力Ｐｒｓｉ１との関係が、Ｐｒｓｉ＜Ｐｒｓｉ１か否かを各々判断し、各々が条件を満たしていない場合は、前記クーラントサイクルのクーラントを前記モータ／バッテリの排熱により加熱するとともに、前記ヒートポンプサイクルにより前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第２冷媒凝縮器、前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器の順に循環させ、前記クーラントを熱源としてヒートポンプ暖房運転を行い、前記クーラント入り口温度Ｔｃｎｉ、前記空気側吐出温度Ｔａｓｏおよび前記入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉが各々前記条件を満たしている場合は、前記電気ヒータに通電し、前記クーラントサイクルのクーラントを該電気ヒータおよび前記モータ／バッテリの双方により加熱するとともに、該クーラントを熱源として前記ヒートポンプ暖房運転を行うことを特徴とする請求項１６に記載の車両空調システムの運転制御方法。
【請求項１８】
前記モータ／バッテリのクーラント出口温度Ｔｃｍｏが前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上のときは、前記換気排熱回収器のクーラント出口温度Ｔｃｈｏと、前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏとの関係が、Ｔｃｈｏ＞Ｔｃｎｏか否かを判断し、ＴｃｈｏがＴｃｎｏ以上の場合は、更に前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口温度Ｔｃｎｉと、予め設定されている前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口必要温度Ｔｃｎｉ１との関係が、Ｔｃｎｉ＜Ｔｃｎｉ１か否か、前記第２冷媒凝縮器の空気側吐出温度Ｔａｓｏと、予め設定されている前記第２冷媒凝縮器の空気側必要吐出温度Ｔａｓｏ１との関係が、Ｔａｓｏ＜Ｔａｓｏ１か否か、前記第２冷媒凝縮器の入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉと、予め設定されている前記第２冷媒凝縮器の入り口必要冷媒圧力Ｐｒｓｉ１との関係が、Ｐｒｓｉ＜Ｐｒｓｉ１か否かを各々判断し、各々が条件を満たしていない場合は、前記クーラントサイクルのクーラントを前記モータ／バッテリの排熱および前記換気排熱回収器により加熱するとともに、前記ヒートポンプサイクルにより前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第２冷媒凝縮器、前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器の順に循環させ、前記クーラントを熱源としてヒートポンプ暖房運転を行い、前記クーラント入り口温度Ｔｃｎｉ、前記空気側吐出温度Ｔａｓｏおよび前記入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉが各々前記条件を満たしている場合は、前記電気ヒータに通電し、前記クーラントサイクルのクーラントを該電気ヒータ、前記モータ／バッテリの排熱および前記換気排熱回収器により加熱するとともに、該クーラントを熱源として前記ヒートポンプ暖房運転を行うことを特徴とする請求項１６または１７に記載の車両空調システムの運転制御方法。
【請求項１９】
請求項１ないし８のいずれかに記載されている車両空調システムを除湿暖房制御運転する運転制御方法において、
除湿暖房制御時、前記クーラントサイクルの前記モータ／バッテリのクーラント出口温度Ｔｃｍｏと、前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏとの関係が、Ｔｃｍｏ＞Ｔｃｎｏか否かを判断し、ＴｃｍｏがＴｃｎｏ未満の場合は、前記電気ヒータに通電し、前記クーラントサイクルのクーラントを該電気ヒータによって加熱するとともに、前記ヒートポンプサイクルにより前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第２冷媒凝縮器で凝縮した後、前記第１膨張弁および前記冷媒蒸発器と前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器との双方に並行して流し、前記クーラントを熱源としてヒートポンプ除湿暖房運転を行うことを特徴とする車両空調システムの運転制御方法。
【請求項２０】
前記モータ／バッテリのクーラント出口温度Ｔｃｍｏが記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上のときは、前記換気排熱回収器のクーラント出口温度Ｔｃｈｏと、前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏとの関係が、Ｔｃｈｏ＞Ｔｃｎｏか否かを判断し、ＴｃｈｏがＴｃｎｏ未満の場合は、さらに前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口温度Ｔｃｎｉと、予め設定されている前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口必要温度Ｔｃｎｉ１との関係が、Ｔｃｎｉ＜Ｔｃｎｉ１か否か、前記第２冷媒凝縮器の空気側吐出温度Ｔａｓｏと、予め設定されている前記第２冷媒凝縮器の空気側必要吐出温度Ｔａｓｏ１との関係が、Ｔａｓｏ＜Ｔａｓｏ１か否か、前記第２冷媒凝縮器の入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉと、予め設定されている前記第２冷媒凝縮器の入り口必要冷媒圧力Ｐｒｓｉ１との関係が、Ｐｒｓｉ＜Ｐｒｓｉ１か否かを各々判断し、各々が条件を満たしていない場合は、前記クーラントサイクルのクーラントを前記モータ／バッテリの排熱により加熱するとともに、前記ヒートポンプサイクルにより前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第２冷媒凝縮器で凝縮した後、前記第１膨張弁および前記冷媒蒸発器と前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器との双方に並行して流し、前記クーラントを熱源としてヒートポンプ除湿暖房運転を行い、前記クーラント入り口温度Ｔｃｎｉ、前記空気側吐出温度Ｔａｓｏおよび前記入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉが各々前記条件を満たしている場合は、前記電気ヒータに通電し、前記クーラントサイクルのクーラントを該電気ヒータおよび前記モータ／バッテリの双方により加熱するとともに、該クーラントを熱源として前記ヒートポンプ除湿暖房運転を行うことを特徴とする請求項１９に記載の車両空調システムの運転制御方法。
【請求項２１】
前記モータ／バッテリのクーラント出口温度Ｔｃｍｏが記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上のときは、前記換気排熱回収器のクーラント出口温度Ｔｃｈｏと、前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏとの関係が、Ｔｃｈｏ＞Ｔｃｎｏか否かを判断し、ＴｃｈｏがＴｃｎｏ以上の場合は、さらに前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口温度Ｔｃｎｉと、予め設定されている前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口必要温度Ｔｃｎｉ１との関係が、Ｔｃｎｉ＜Ｔｃｎｉ１か否か、前記第２冷媒凝縮器の空気側吐出温度Ｔａｓｏと、予め設定されている前記第２冷媒凝縮器の空気側必要吐出温度Ｔａｓｏ１との関係が、Ｔａｓｏ＜Ｔａｓｏ１か否か、前記第２冷媒凝縮器の入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉと、予め設定されている前記第２冷媒凝縮器の入り口必要冷媒圧力Ｐｒｓｉ１との関係が、Ｐｒｓｉ＜Ｐｒｓｉ１か否かを各々判断し、各々が条件を満たしていない場合は、前記クーラントサイクルのクーラントを前記モータ／バッテリの排熱および前記換気排熱回収器によって加熱するとともに、前記ヒートポンプサイクルにより前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第２冷媒凝縮器で凝縮した後、前記第１膨張弁および前記冷媒蒸発器と前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器との双方に並行して流し、前記クーラントを熱源としてヒートポンプ除湿暖房運転を行い、前記クーラント入り口温度Ｔｃｎｉ、前記空気側吐出温度Ｔａｓｏおよび前記入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉが各々前記条件を満たしている場合、前記電気ヒータに通電し、前記クーラントサイクルのクーラントを該電気ヒータ、前記モータ／バッテリの排熱および前記換気排熱回収器により加熱するとともに、該クーラントを熱源として前記ヒートポンプ除湿暖房運転を行うことを特徴とする請求項１９または２０に記載の車両空調システムの運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車等に適用に好適な車両空調システムおよびその運転制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車に搭載される車両空調システムにおいては、内燃機関が搭載されていないことから、その冷却水や燃焼排熱を利用した暖房を行うことはできない。そこで、電気自動車用の空調システムとしては、一般に電動圧縮機を用いたヒートポンプサイクルが採用されている。ヒートポンプサイクルの最大の課題は、低外気温時や運転開始時（暖房立ち上がり時）において、暖房が困難あるいは暖房能力が不足気味になるという点であり、このことは周知である。
【０００３】
このため、従来から様々な改善案が提案されており、暖房時の熱源として、インバータを含む走行用モータからの排熱やバッテリからの排熱の利用はもちろんのこと、これらの排熱だけでは能力不足、あるいは排熱利用までに時間がかかることから、電気式ヒータや燃焼式ヒータを併用することが考えられている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３２９５４４号公報
【特許文献２】特許第３４７７８６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電気自動車の場合は、空調システム側においてバッテリ電力を消費することは、１回のバッテリ充電で走行できる車両の走行距離に対して直接影響を及ぼすことになる。このことから、電気ヒータを暖房用の熱源として使用することは、低外気温時や暖房立ち上がり時等、他の熱源が利用できない場合に限ることとし、極力抑制することが効率面からも望ましいとされている。また、燃焼式ヒータは、燃料の燃焼熱によってクーラント（熱媒）等を加熱する構成とされるため、新たに燃焼装置やその付帯設備を追加設置する必要がある等、使い勝手や経済面からも多くの課題を有している。
【０００６】
以上のような状況から、低外気温時や暖房立ち上がり時等の運転においても必要な能力を安定的に確保して暖房できるとともに、新たな熱源の確保によって電気ヒータの使用を可及的に抑制することが可能な効率のよい車両空調システムとそれを高効率で自動運転することが可能な運転制御方法の提供が求められている。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、高効率でかつ必要な冷暖房能力を安定的に確保することができる車両空調システムと、該空調システムを用いて効率のよい冷房制御、送風モード制御、モータ／バッテリ冷却制御、暖房制御および除湿暖房制御を行うことができる自動運転制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の車両空調システムおよびその運転制御方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる車両空調システムは、送風機の送風流路中に配設されている冷媒蒸発器および第２冷媒凝縮器により温調された空気を車室内に吹き出すＨＶＡＣユニットと、冷媒圧縮機、冷媒の循環方向を切替える冷媒切替え手段、外気との熱交換により冷媒を凝縮する第１冷媒凝縮器、第１膨張弁および前記冷媒蒸発器がこの順に接続されるとともに、前記第１膨張弁および前記冷媒蒸発器に対して第２膨張弁および冷媒／クーラント熱交換器が並列に接続され、前記第１冷媒凝縮器に対して前記冷媒切替え手段を介して前記第２冷媒凝縮器が並列に接続されているヒートポンプサイクルと、クーラント循環ポンプ、車室内の排出空気から熱を回収する換気排熱回収器、モータ／バッテリ、電気ヒータおよび前記冷媒／クーラント熱交換器が順次接続され、前記換気排熱回収器、前記モータ／バッテリおよび前記電気ヒータが熱源として選択的に利用可能とされているクーラントサイクルとを備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、クーラントサイクルに車室内の排出空気から熱を回収する換気排熱回収器が組み込まれ、モータ／バッテリからの排熱および電気ヒータによる熱の他に、換気排熱回収器により回収される排熱が熱源として選択的に利用可能とされているため、ヒートポンプサイクルによるヒートポンプ暖房および除湿暖房時において、車室内の排出空気から回収された排熱を暖房用の熱源として有効利用することができる。従って、低外気温時や暖房立ち上がり時には、電気ヒータによる熱を利用することによって必要な能力を確保し、安定した暖房あるいは除湿暖房を行うことができる。また、モータ／バッテリからの排熱が利用できる場合や、車室内温度が目標温度に到達し換気排熱回収器からの排熱を利用できる場合には、優先的に排熱を利用し、電気ヒータの使用を可及的に抑制することにより、電力消費を抑えた効率のよい運転を行うことができ、車両の走行距離の延長に貢献することができる。なお、本発明において、モータ／バッテリとは、走行モータおよび／またはその電源バッテリを意味するものとし、モータには、インバータを含む場合と含まない場合の双方が含まれるものとする。以下、同様である。
【００１０】
また、本発明の車両空調システムは、上記の車両空調システムにおいて、前記クーラントサイクルは、前記換気排熱回収器および前記モータ／バッテリに対する第１バイパス回路と、前記換気排熱回収器に対する第２バイパス回路とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、第１バイパス回路および第２バイパス回路を設けているため、熱源の選択に対応してクーラントを第１バイパス回路あるいは第２バイパス回路に選択的に流すことにより、換気排熱回収器とモータ／バッテリ、あるいは換気排熱回収器をバイパスしてクーラントを効率よく加熱し、循環することができる。従って、クーラント循環ポンプや電気ヒータでの消費動力を低減することができる。
【００１２】
さらに、本発明の車両空調システムは、上述のいずれかの車両空調システムにおいて、前記クーラントサイクルは、クーラントをラジエータに循環し、前記モータ／バッテリを空冷するモータ／バッテリ冷却回路を備えていることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、クーラントサイクルが、ラジエータを用いた空冷のモータ／バッテリ冷却回路を備えているため、必要に応じてヒートポンプサイクルの冷却機能を利用したクーラントサイクルを介してのモータ／バッテリの冷媒冷却と、ラジエータを介してのモータ／バッテリの空冷冷却を併用することができる。従って、モータ／バッテリのクーラント入り口温度等を見張りながら、冷媒冷却または空冷冷却のいずれかでモータ／バッテリを効率よくかつ確実に冷却することができる。
【００１４】
さらに、本発明の車両空調システムは、上述のいずれかの車両空調システムにおいて、前記ヒートポンプサイクルおよび前記クーラントサイクルは、各々のサイクルの切替えによって、冷房制御、モータ／バッテリの冷媒冷却を含む送風モード制御、モータ／バッテリを冷媒冷却するモータ／バッテリ冷却制御、暖房制御、除湿暖房制御のいずれかの運転モードが選択可能とされていることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、ヒートポンプサイクルが冷媒圧縮機、冷媒切替え手段、第１冷媒凝縮器、第１膨張弁および冷媒蒸発器と、第１膨張弁および冷媒蒸発器に並列に接続された第２膨張弁および冷媒／クーラント熱交換器と、第１冷媒凝縮器に対して冷媒切替え手段を介して並列に接続された第２冷媒凝縮器により構成され、クーラントサイクルがクーラント循環ポンプ、換気排熱回収器、モータ／バッテリ、電気ヒータおよび冷媒／クーラント熱交換器により構成されているため、これらのサイクルの切替えによって、ＨＶＡＣユニットに配設されているヒートポンプサイクルの冷媒蒸発器を機能させて行う冷房制御、ＨＶＡＣユニットの送風機を運転しながら併せてヒートポンプサイクルの冷媒／クーラント熱交換器を機能させてクーラントを冷却し、モータ／バッテリを冷媒により冷却するモータ／バッテリの冷媒冷却を含む送風モード制御、ヒートポンプサイクルの冷媒／クーラント熱交換器を機能させてクーラントを冷却し、モータ／バッテリを冷媒により冷却するモータ／バッテリ冷却制御、クーラントサイクルの換気排熱回収器、モータ／バッテリ、電気ヒータ等により加熱されたクーラントを熱源とし、ＨＶＡＣユニットに配設されているヒートポンプサイクルの第２冷媒凝縮器を機能させて行う暖房制御、同様にして加熱されたクーラントを熱源とし、ＨＶＡＣユニットに配設されているヒートポンプサイクルの冷媒蒸発器および第２冷媒凝縮器を機能させて行う除湿暖房制御等のいずれかの運転モードを選択することができる。従って、効率のよい冷房、暖房、除湿暖房等の運転の他に、モータ／バッテリの冷媒冷却を含む送風運転やモータ／バッテリの冷媒冷却運転等の多様な運転を行うことができ、空調システムを幅広く利用することができる。
【００１６】
さらに、本発明の車両空調システムは、上述のいずれかの車両空調システムにおいて、前記クーラントサイクルは、前記換気排熱回収器と前記モータ／バッテリと前記電気ヒータ、前記換気排熱回収器と前記モータ／バッテリ、前記モータ／バッテリと前記電気ヒータ、前記モータ／バッテリまたは前記電気ヒータのいずれかから選択的に熱を前記冷媒／クーラント熱交換器に回収し、前記ヒートポンプサイクルは、前記冷媒／クーラント熱交換器で回収された前記熱を熱源として暖房制御または除湿暖房制御のいずれかの運転モードで運転可能とされていることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、クーラントサイクルは、該サイクル中に接続されている換気排熱回収器、モータ／バッテリおよび電気ヒータの３つ熱源の組み合わせから、換気排熱回収器とモータ／バッテリと電気ヒータ、換気排熱回収器とモータ／バッテリ、モータ／バッテリと電気ヒータ、モータ／バッテリ、電気ヒータの５種の熱源のいずれか１つを選択し、その熱を冷媒／クーラント熱交換器で回収してヒートポンプサイクルの暖房用熱源とすることができる。このように、換気排熱を利用することによって暖房用熱源の更なる多様化が可能となり、従って、その分電気ヒータの使用を抑制し、空調システムでの消費電力を低減することができる。
【００１８】
さらに、本発明の車両空調システムは、上述のいずれかの車両空調システムにおいて、前記ヒートポンプサイクルは、前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第１冷媒凝縮器、前記第１膨張弁および前記冷媒蒸発器の順に循環することにより冷房制御モードで運転されると同時に、前記第１膨張弁および前記冷媒蒸発器に並列に接続されている前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器に並行して冷媒を循環することにより、前記クーラントサイクルを介して前記モータ／バッテリが冷却可能とされていることを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、第１膨張弁および冷媒蒸発器と並列に第２膨張弁および冷媒／クーラント熱交換器を接続しているため、ＨＶＡＣユニットに配設されている冷媒蒸発器に冷媒を流し、冷房制御モードで運転しながら、これに並列に接続されている冷媒／クーラント熱交換器に並行して冷媒を流し、クーラントサイクルを介してモータ／バッテリを冷媒冷却することができる。従って、高温環境下では、車室内の冷房を行いながら、モータ／バッテリを冷媒によって強制冷却し、走行モータを効率よく運転することができる。
【００２０】
さらに、本発明の車両空調システムは、上述のいずれかの車両空調システムにおいて、前記ＨＶＡＣユニットを送風機のみを駆動して送風モード制御で運転すると同時に、前記ヒートポンプサイクルを前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第１冷媒凝縮器、前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器の順に循環させて冷却運転することにより、前記クーラントサイクルを介して前記モータ／バッテリが冷却可能とされていることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、ＨＶＡＣユニットを送風運転しながら、ヒートポンプサイクルを運転して第２膨張弁および冷媒／クーラント熱交換器側のみに冷媒を流すことにより、クーラントを冷却することができる。これによって、クーラントサイクルを介してモータ／バッテリを冷媒冷却することができ、従って、車室内の冷暖房等が不要時においても、送風効果のみを得ながら、モータ／バッテリを冷媒により強制冷却し、走行モータを効率よく運転することができる。
【００２２】
さらに、本発明の車両空調システムは、上述のいずれかの車両空調システムにおいて、前記ヒートポンプサイクルを前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第１冷媒凝縮器、前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器の順に循環させてモータ／バッテリ冷却制御モードで運転することにより、前記クーラントサイクルを介して前記モータ／バッテリが冷却可能とされていることを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、ＨＶＡＣユニットの機能、すなわち車室内の送風を含む空調機能の一切を停止しながら、ヒートポンプサイクルを運転して第２膨張弁および冷媒／クーラント熱交換器側のみに冷媒を流すことにより、クーラントを冷却することができる。これによって、クーラントサイクルを介してモータ／バッテリを冷媒により強制冷却することができる。従って、車室内の空調機能を停止した状態においても、モータ／バッテリを冷媒により強制冷却し、走行モータを効率よく運転することができる。
【００２４】
さらに、本発明にかかる車両空調システムの運転制御方法は、上述のいずれかの車両空調システムを自動運転する運転制御方法において、運転開始時、予め設定されている温度や圧力等の設定値と、所定箇所に設けられている温度や圧力等を検出する各センサからの検出値と、制御パネルの設定とを読み込み、前記送風機がオフのときは、モータ／バッテリを冷媒冷却するモータ／バッテリ冷却制御を行い、前記送風機がオンのときは、更にエアコンスイッチのオン／オフを判断し、該スイッチがオフの場合、温調ダイヤルがマックスクールのときは、モータ／バッテリの冷媒冷却を含む送風モード制御を行い、温調ダイヤルがマックスクール以外のときは、暖房制御を行い、前記エアコンスイッチがオンの場合、温調ダイヤルがマックスクールのときは、冷房制御を行い、温調ダイヤルがマックスクール以外のときは、更に前記蒸発器のフロスト防止要否を判断し、要の場合、暖房制御を行い、否の場合、除湿暖房制御を行うことを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、運転を開始する際に、予め設定されている、例えば蒸発器フロスト温度Ｔａｅｆ、モータ／バッテリの空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１、モータ／バッテリの冷媒冷却切替え温度Ｔｃｍｉ２、冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口必要温度Ｔｃｎｉ１、第２冷媒凝縮器の空気側必要吐出温度Ｔａｓｏ１、第２冷媒凝縮器の入り口必要冷媒圧力Ｐｒｓｉ１等の設定値と、例えばモータ／バッテリのクーラント入り口温度Ｔｃｍｉ、モータ／バッテリのクーラント出口温度Ｔｃｍｏ、冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口温度Ｔｃｎｉ、冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ、換気排熱回収器のクーラント出口温度Ｔｃｈｏ、外気温度Ｔａｏｔ、第２冷媒凝縮器の空気側必要吐出温度Ｔａｓｏ、第２冷媒凝縮器の入り口必要冷媒圧力Ｐｒｓｉ等を検出する各センサからの検出値と、例えば送風スイッチ、エアコンスイッチ、温調ダイヤル等の制御パネルの設定とを読み込み、該データに基づいて、車両空調システムをモータ／バッテリを冷媒冷却するモータ／バッテリ冷却制御、モータ／バッテリの冷媒冷却を含む送風モード制御、暖房制御、冷房制御、および除湿暖房制御のいずれかで自動運転するようにしている。このため、電気自動車にあって、排熱を有効利用した快適な空調運転、ならびにモータ／バッテリの効率のよい冷却運転を実現することができる。
【００２６】
さらに、本発明にかかる車両空調システムの運転制御方法は、上述のいずれかの車両空調システムを冷房制御運転する運転制御方法において、冷房制御時、前記クーラントサイクルの前記モータ／バッテリのクーラント入り口温度Ｔｃｍｉと、予め設定されている空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１との関係が、Ｔｃｍｉ＞Ｔｃｍｉ１か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ１未満の場合は、前記ヒートポンプサイクルにより前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第１冷媒凝縮器、前記第１膨張弁および前記冷媒蒸発器の順に循環させ、前記モータ／バッテリの冷却なしで冷房運転を行うことを特徴とする。
【００２７】
本発明によれば、冷房制御時、モータ／バッテリのクーラント入り口温度Ｔｃｍｉが予め設定されている空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１以上か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ１未満の場合は、第１冷媒凝縮器で凝縮された冷媒をＨＶＡＣユニットに配設されている冷媒蒸発器に流し、モータ／バッテリの冷却なしで冷房運転を行うようにしている。このため、モータ／バッテリのクーラント入り口温度によりモータ／バッテリに対する冷却の要否を確認しながら、冷房運転することができる。
【００２８】
さらに、本発明の車両空調システムの運転制御方法は、上記の車両空調システムの運転制御方法において、前記クーラント入り口温度Ｔｃｍｉが前記空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１以上のときは、さらに前記クーラント入り口温度Ｔｃｍｉと、予め設定されている冷媒冷却切替え温度Ｔｃｍｉ２との関係が、Ｔｃｍｉ＞Ｔｃｍｉ２か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２以上の場合は、前記ヒートポンプサイクルにより前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第１冷媒凝縮器、前記第１膨張弁および前記冷媒蒸発器の順に循環させて冷房運転を行うとともに、前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器にも並行して冷媒を循環させてクーラントの冷却運転を行い、前記クーラントサイクルを介して前記モータ／バッテリを冷媒冷却し、前記クーラント入り口温度ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２未満の場合は、前記冷房運転と共に前記モータ／バッテリを空冷運転することを特徴とする。
【００２９】
本発明によれば、クーラント入り口温度Ｔｃｍｉが空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１以上のときは、クーラント入り口温度Ｔｃｍｉが、予め設定されている冷媒冷却切替え温度Ｔｃｍｉ２以上か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２以上の場合は、第１冷媒凝縮器で凝縮された冷媒をＨＶＡＣユニットに配設されている冷媒蒸発器と冷媒／クーラント熱交換器とに並行して流し、冷房運転と共にクーラントサイクルを介してモータ／バッテリを冷媒冷却するようにし、また、クーラント入り口温度ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２未満の場合は、冷媒を冷媒蒸発器のみに流し冷媒／クーラント熱交換器への冷媒循環を中止して、モータ／バッテリを空冷運転するようにしている。このため、冷房運転を行いながら、モータ／バッテリのクーラント入り口温度に応じてモータ／バッテリを適切に冷却することができる。
【００３０】
さらに、本発明にかかる車両空調システムの運転制御方法は、上述のいずれかの車両空調システムを送風モード制御運転する運転制御方法において、送風モード制御時、前記クーラントサイクルの前記モータ／バッテリのクーラント入り口温度Ｔｃｍｉと、予め設定されている空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１との関係が、Ｔｃｍｉ＞Ｔｃｍｉ１か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ１未満の場合は、前記モータ／バッテリの冷却は不要とみなし、前記送風機のみを運転して送風運転を行うことを特徴とする。
【００３１】
本発明によれば、送風モード制御時、モータ／バッテリのクーラント入り口温度Ｔｃｍｉが、予め設定されている空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１以上か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ１未満の場合は、モータ／バッテリの冷却は不要とみなし、ＨＶＡＣユニットの送風機のみを運転して送風運転を行うようにしている。このため、モータ／バッテリのクーラント入り口温度によりモータ／バッテリに対する冷却の要否を確認しながら、送風運転することができる。
【００３２】
さらに、本発明の車両空調システムの運転制御方法は、上記の車両空調システムの運転制御方法において、前記クーラント入り口温度Ｔｃｍｉが前記空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１以上のときは、さらに前記クーラント入り口温度Ｔｃｍｉと、予め設定されている冷媒冷却切替え温度Ｔｃｍｉ２との関係が、Ｔｃｍｉ＞Ｔｃｍｉ２か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２以上の場合は、前記送風機を運転して送風運転を行うとともに、前記ヒートポンプサイクルにより前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第１冷媒凝縮器、前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器の順に循環させてクーラントの冷却運転を行い、前記クーラントサイクルを介して前記モータ／バッテリを冷媒冷却し、前記クーラント入り口温度ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２未満の場合は、前記送風運転と共に前記モータ／バッテリを空冷運転することを特徴とする。
【００３３】
本発明によれば、クーラント入り口温度Ｔｃｍｉが空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１以上のときは、クーラント入り口温度Ｔｃｍｉが、予め設定されている冷媒冷却切替え温度Ｔｃｍｉ２以上か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２以上の場合は、ヒートポンプサイクルにより第１冷媒凝縮器で凝縮された冷媒を第２膨張弁および冷媒／クーラント熱交換器に流し、送風運転と共にクーラントサイクルを介してモータ／バッテリを冷媒冷却するようにし、また、クーラント入り口温度ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２未満の場合は、ヒートポンプサイクルを停止し、モータ／バッテリを空冷運転するようにしている。このため、送風運転を行いながら、モータ／バッテリのクーラント入り口温度に応じてモータ／バッテリを適切に冷却することが可能となる。
【００３４】
さらに、本発明にかかる車両空調システムの運転制御方法は、上述のいずれかの車両空調システムをモータ／バッテリ冷却制御運転する運転制御方法において、モータ／バッテリ冷却制御時、前記クーラントサイクルの前記モータ／バッテリのクーラント入り口温度Ｔｃｍｉと、予め設定されている空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１との関係が、Ｔｃｍｉ＞Ｔｃｍｉ１か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ１未満の場合は、前記モータ／バッテリの冷却は不要とみなし、前記モータ／バッテリの冷却運転を見合わせることを特徴とする。
【００３５】
本発明によれば、モータ／バッテリ冷却制御時、モータ／バッテリのクーラント入り口温度Ｔｃｍｉが、予め設定されている空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１以上か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ１未満の場合は、モータ／バッテリの冷却は不要とみなし、モータ／バッテリの冷却運転を見合わせるようにしている。このため、モータ／バッテリのクーラント入り口温度によりモータ／バッテリに対する冷却の要否を確認しながら、モータ／バッテリの冷却運転を見合わせることができる。
【００３６】
さらに、本発明の車両空調システムの運転制御方法は、上記の車両空調システムの運転制御方法において、前記クーラント入り口温度Ｔｃｍｉが前記空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１以上のときは、さらに前記クーラント入り口温度Ｔｃｍｉと、予め設定されている冷媒冷却切替え温度Ｔｃｍｉ２との関係が、Ｔｃｍｉ＞Ｔｃｍｉ２か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２以上の場合は、前記ヒートポンプサイクルにより前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第１冷媒凝縮器、前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器の順に循環させてクーラントの冷却運転を行い、前記クーラントサイクルを介して前記モータ／バッテリを冷媒冷却し、前記クーラント入り口温度ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２未満の場合は、前記モータ／バッテリを空冷運転することを特徴とする。
【００３７】
本発明によれば、クーラント入り口温度Ｔｃｍｉが空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１以上のときは、クーラント入り口温度Ｔｃｍｉが、予め設定されている冷媒冷却切替え温度Ｔｃｍｉ２以上か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２以上の場合は、ヒートポンプサイクルにより第１冷媒凝縮器で凝縮された冷媒を第２膨張弁および冷媒／クーラント熱交換器に流し、クーラントサイクルを介してモータ／バッテリを冷媒冷却するようにし、また、クーラント入り口温度ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２未満の場合は、ヒートポンプサイクルを停止し、モータ／バッテリを空冷運転するようにしている。このため、モータ／バッテリのクーラント入り口温度に応じてモータ／バッテリを適切に冷却することができる。
【００３８】
さらに、本発明にかかる車両空調システムの運転制御方法は、上述のいずれかの車両空調システムを暖房制御運転する運転制御方法において、暖房制御時、前記クーラントサイクルの前記モータ／バッテリのクーラント出口温度Ｔｃｍｏと、前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏとの関係が、Ｔｃｍｏ＞Ｔｃｎｏか否かを判断し、ＴｃｍｏがＴｃｎｏ未満の場合は、前記電気ヒータに通電し、前記クーラントサイクルのクーラントを該電気ヒータにより加熱するとともに、前記ヒートポンプサイクルにより前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第２冷媒凝縮器、前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器の順に循環させ、前記クーラントを熱源としてヒートポンプ暖房運転を行うことを特徴とする。
【００３９】
本発明によれば、暖房制御時、モータ／バッテリのクーラント出口温度Ｔｃｍｏが、冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上か否かを判断し、ＴｃｍｏがＴｃｎｏ未満の場合は、電気ヒータに通電してクーラントを加熱するとともに、ヒートポンプサイクルによりＨＶＡＣユニットに配設されている第２冷媒凝縮器で凝縮された冷媒を第２膨張弁および冷媒／クーラント熱交換器に流し、電気ヒータにより加熱されたクーラントを熱源としてヒートポンプ暖房運転を行うようにしている。従って、モータ／バッテリの排熱が利用できず、通常ではヒートポンプ暖房が困難な低外気温時（例えば、−１０℃）や暖房立ち上がり時にも、電気ヒータにより加熱されたクーラントを熱源とすることにより、必要な暖房能力を確保して効率のよい暖房運転を行うことができる。
【００４０】
また、本発明の車両空調システムの運転制御方法は、上記の車両空調システムの運転制御方法において、前記モータ／バッテリのクーラント出口温度Ｔｃｍｏが前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上のときは、前記換気排熱回収器のクーラント出口温度Ｔｃｈｏと、前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏとの関係が、Ｔｃｈｏ＞Ｔｃｎｏか否かを判断し、ＴｃｈｏがＴｃｎｏ未満の場合は、さらに前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口温度Ｔｃｎｉと、予め設定されている前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口必要温度Ｔｃｎｉ１との関係が、Ｔｃｎｉ＜Ｔｃｎｉ１か否か、前記第２冷媒凝縮器の空気側吐出温度Ｔａｓｏと、予め設定されている前記第２冷媒凝縮器の空気側必要吐出温度Ｔａｓｏ１との関係が、Ｔａｓｏ＜Ｔａｓｏ１か否か、前記第２冷媒凝縮器の入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉと、予め設定されている前記第２冷媒凝縮器の入り口必要冷媒圧力Ｐｒｓｉ１との関係が、Ｐｒｓｉ＜Ｐｒｓｉ１か否かを各々判断し、各々が条件を満たしていない場合は、前記クーラントサイクルのクーラントを前記モータ／バッテリの排熱により加熱するとともに、前記ヒートポンプサイクルにより前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第２冷媒凝縮器、前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器の順に循環させ、前記クーラントを熱源としてヒートポンプ暖房運転を行い、前記クーラント入り口温度Ｔｃｎｉ、前記空気側吐出温度Ｔａｓｏおよび前記入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉが各々前記条件を満たしている場合は、前記電気ヒータに通電し、前記クーラントサイクルのクーラントを該電気ヒータおよび前記モータ／バッテリの双方により加熱するとともに、該クーラントを熱源として前記ヒートポンプ暖房運転を行うことを特徴とする。
【００４１】
本発明によれば、モータ／バッテリのクーラント出口温度Ｔｃｍｏが冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上のときは、換気排熱回収器のクーラント出口温度Ｔｃｈｏが冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上か否かを判断し、ＴｃｈｏがＴｃｎｏ未満の場合は、さらに冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口温度Ｔｃｎｉが、予め設定されている冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口必要温度Ｔｃｎｉ１未満か否か、第２冷媒凝縮器の空気側吐出温度Ｔａｓｏが、予め設定されている第２冷媒凝縮器の空気側必要吐出温度Ｔａｓｏ１未満か否か、第２冷媒凝縮器の入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉが、予め設定されている第２冷媒凝縮器の入り口必要冷媒圧力Ｐｒｓｉ１未満か否かを各々判断し、各々が条件を満たしていない場合は、クーラントをモータ／バッテリの排熱により加熱するとともに、ヒートポンプサイクルによりＨＶＡＣユニットに配設されている第２冷媒凝縮器で凝縮された冷媒を第２膨張弁および冷媒／クーラント熱交換器に流し、該クーラントを熱源としてヒートポンプ暖房運転を行い、クーラント入り口温度Ｔｃｎｉ、空気側吐出温度Ｔａｓｏおよび入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉが各々の条件を満たしている場合は、電気ヒータに通電してクーラントを電気ヒータおよびモータ／バッテリの双方により加熱するとともに、該クーラントを熱源としてヒートポンプ暖房運転を行うようにしている。このように、モータ／バッテリの排熱が利用できる場合は、更に換気排熱が利用できるか否かを判断し、換気排熱が利用できない場合は、更に電気ヒータの利用が必要か否かを判断し、本当に電気ヒータが必要な場合に限り電気ヒータに通電してクーラントを加熱するようにしている。このため、各々の状態において、必要な暖房能力を確保して効率のよい暖房運転を行うことができると同時に、電気ヒータの使用を可及的に抑制し、空調システム側での消費電力を低減して車両の走行距離延長に貢献することができる。
【００４２】
また、本発明の車両空調システムの運転制御方法は、上述のいずれかの車両空調システムの運転制御方法において、前記モータ／バッテリのクーラント出口温度Ｔｃｍｏが前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上のときは、前記換気排熱回収器のクーラント出口温度Ｔｃｈｏと、前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏとの関係が、Ｔｃｈｏ＞Ｔｃｎｏか否かを判断し、ＴｃｈｏがＴｃｎｏ以上の場合は、更に前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口温度Ｔｃｎｉと、予め設定されている前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口必要温度Ｔｃｎｉ１との関係が、Ｔｃｎｉ＜Ｔｃｎｉ１か否か、前記第２冷媒凝縮器の空気側吐出温度Ｔａｓｏと、予め設定されている前記第２冷媒凝縮器の空気側必要吐出温度Ｔａｓｏ１との関係が、Ｔａｓｏ＜Ｔａｓｏ１か否か、前記第２冷媒凝縮器の入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉと、予め設定されている前記第２冷媒凝縮器の入り口必要冷媒圧力Ｐｒｓｉ１との関係が、Ｐｒｓｉ＜Ｐｒｓｉ１か否かを各々判断し、各々が条件を満たしていない場合は、前記クーラントサイクルのクーラントを前記モータ／バッテリの排熱および前記換気排熱回収器により加熱するとともに、前記ヒートポンプサイクルにより前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第２冷媒凝縮器、前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器の順に循環させ、前記クーラントを熱源としてヒートポンプ暖房運転を行い、前記クーラント入り口温度Ｔｃｎｉ、前記空気側吐出温度Ｔａｓｏおよび前記入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉが各々前記条件を満たしている場合は、前記電気ヒータに通電し、前記クーラントサイクルのクーラントを該電気ヒータ、前記モータ／バッテリの排熱および前記換気排熱回収器により加熱するとともに、該クーラントを熱源として前記ヒートポンプ暖房運転を行うことを特徴とする。
【００４３】
本発明によれば、モータ／バッテリのクーラント出口温度Ｔｃｍｏが冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上のときは、換気排熱回収器のクーラント出口温度Ｔｃｈｏが冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上か否かを判断し、ＴｃｈｏがＴｃｎｏ以上の場合は、更に冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口温度Ｔｃｎｉが、予め設定されている冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口必要温度Ｔｃｎｉ１未満か否か、第２冷媒凝縮器の空気側吐出温度Ｔａｓｏが、予め設定されている前記第２冷媒凝縮器の空気側必要吐出温度Ｔａｓｏ１未満か否か、第２冷媒凝縮器の入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉが、予め設定されている第２冷媒凝縮器の入り口必要冷媒圧力Ｐｒｓｉ１未満か否かを各々判断し、各々が条件を満たしていない場合、クーラントをモータ／バッテリの排熱および換気排熱回収器により加熱するとともに、ヒートポンプサイクルによりＨＶＡＣユニットに配設されている第２冷媒凝縮器で凝縮された冷媒を第２膨張弁および冷媒／クーラント熱交換器に流し、該クーラントを熱源としてヒートポンプ暖房運転を行い、クーラント入り口温度Ｔｃｎｉ、空気側吐出温度Ｔａｓｏおよび入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉが各々の条件を満たしている場合は、電気ヒータに通電してクーラントを電気ヒータ、モータ／バッテリの排熱および換気排熱回収器により加熱するとともに、該クーラントを熱源としてヒートポンプ暖房運転を行うようにしている。このように、モータ／バッテリの排熱が利用できる場合は、換気排熱が利用できるか否かを判断し、換気排熱が利用できる場合は、更に電気ヒータの利用が必要か否かを判断し、本当に電気ヒータが必要な場合に限り電気ヒータに通電してクーラントを加熱するようにしている。このため、各々の状態において、必要な暖房能力を確保して効率のよい暖房運転を行うことができると同時に、電気ヒータの使用を可及的に抑制し、空調システム側での消費電力を低減して車両の走行距離延長に貢献することができる。
【００４４】
さらに、本発明にかかる車両空調システムの運転制御方法は、上述のいずれかの車両空調システムを除湿暖房制御運転する運転制御方法において、除湿暖房制御時、前記クーラントサイクルの前記モータ／バッテリのクーラント出口温度Ｔｃｍｏと、前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏとの関係が、Ｔｃｍｏ＞Ｔｃｎｏか否かを判断し、ＴｃｍｏがＴｃｎｏ未満の場合は、前記電気ヒータに通電し、前記クーラントサイクルのクーラントを該電気ヒータによって加熱するとともに、前記ヒートポンプサイクルにより前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第２冷媒凝縮器で凝縮した後、前記第１膨張弁および前記冷媒蒸発器と前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器との双方に並行して流し、前記クーラントを熱源としてヒートポンプ除湿暖房運転を行うことを特徴とする。
【００４５】
本発明によれば、除湿暖房制御時に、モータ／バッテリのクーラント出口温度Ｔｃｍｏが、冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上か否かを判断し、ＴｃｍｏがＴｃｎｏ未満の場合は、電気ヒータに通電してクーラントを加熱するとともに、ヒートポンプサイクルによりＨＶＡＣに配設されている第２冷媒凝縮器で凝縮された冷媒をＨＶＡＣに配設されている冷媒蒸発器と冷媒／クーラント熱交換器とに並行に流し、電気ヒータで加熱されたクーラントを熱源としてヒートポンプ除湿暖房運転を行うようにしている。従って、モータ／バッテリの排熱が利用できず、通常ではヒートポンプ暖房が困難な低外気温時（例えば、−１０℃）や暖房立ち上がり時にも、電気ヒータにより加熱されたクーラントを熱源とすることにより、必要な暖房能力を確保して効率のよい除湿暖房運転を行うことができる。
【００４６】
さらに、本発明の車両空調システムの運転制御方法は、上記の車両空調システムの運転制御方法において、前記モータ／バッテリのクーラント出口温度Ｔｃｍｏが記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上のときは、前記換気排熱回収器のクーラント出口温度Ｔｃｈｏと、前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏとの関係が、Ｔｃｈｏ＞Ｔｃｎｏか否かを判断し、ＴｃｈｏがＴｃｎｏ未満の場合は、さらに前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口温度Ｔｃｎｉと、予め設定されている前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口必要温度Ｔｃｎｉ１との関係が、Ｔｃｎｉ＜Ｔｃｎｉ１か否か、前記第２冷媒凝縮器の空気側吐出温度Ｔａｓｏと、予め設定されている前記第２冷媒凝縮器の空気側必要吐出温度Ｔａｓｏ１との関係が、Ｔａｓｏ＜Ｔａｓｏ１か否か、前記第２冷媒凝縮器の入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉと、予め設定されている前記第２冷媒凝縮器の入り口必要冷媒圧力Ｐｒｓｉ１との関係が、Ｐｒｓｉ＜Ｐｒｓｉ１か否かを各々判断し、各々が条件を満たしていない場合は、前記クーラントサイクルのクーラントを前記モータ／バッテリの排熱により加熱するとともに、前記ヒートポンプサイクルにより前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第２冷媒凝縮器で凝縮した後、前記第１膨張弁および前記冷媒蒸発器と前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器との双方に並行して流し、前記クーラントを熱源としてヒートポンプ除湿暖房運転を行い、前記クーラント入り口温度Ｔｃｎｉ、前記空気側吐出温度Ｔａｓｏおよび前記入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉが各々前記条件を満たしている場合は、前記電気ヒータに通電し、前記クーラントサイクルのクーラントを該電気ヒータおよび前記モータ／バッテリの双方により加熱するとともに、該クーラントを熱源として前記ヒートポンプ除湿暖房運転を行うことを特徴とする。
【００４７】
本発明によれば、モータ／バッテリのクーラント出口温度Ｔｃｍｏが冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上のときは、換気排熱回収器のクーラント出口温度Ｔｃｈｏが冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上か否かを判断し、ＴｃｈｏがＴｃｎｏ未満の場合は、さらに冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口温度Ｔｃｎｉが、予め設定されている冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口必要温度Ｔｃｎｉ１未満か否か、第２冷媒凝縮器の空気側吐出温度Ｔａｓｏが、予め設定されている第２冷媒凝縮器の空気側必要吐出温度Ｔａｓｏ１未満か否か、第２冷媒凝縮器の入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉが、予め設定されている第２冷媒凝縮器の入り口必要冷媒圧力Ｐｒｓｉ１未満か否かを各々判断し、各々が条件を満たしていない場合、クーラントをモータ／バッテリの排熱により加熱するとともに、ヒートポンプサイクルによりＨＶＡＣユニットに配設されている第２冷媒凝縮器で凝縮された冷媒をＨＶＡＣに配設されている冷媒蒸発器と冷媒／クーラント熱交換器とに並行して流し、該クーラントを熱源としてヒートポンプ除湿暖房運転を行い、クーラント入り口温度Ｔｃｎｉ、空気側吐出温度Ｔａｓｏおよび入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉが各々の条件を満たしている場合、電気ヒータに通電してクーラントを電気ヒータおよびモータ／バッテリの双方により加熱するとともに、該クーラントを熱源としてヒートポンプ除湿暖房運転を行うようにしている。このように、モータ／バッテリの排熱が利用できる場合は、換気排熱が利用できるか否かを判断し、換気排熱が利用できない場合は、更に電気ヒータの利用が必要か否かを判断し、本当に電気ヒータが必要な場合に限り電気ヒータに通電してクーラントを加熱するようにしている。このため、各々の状態において、必要な暖房能力を確保して効率のよい暖房運転を行うことができると同時に、電気ヒータの使用を可及的に抑制し、空調システム側での消費電力を低減して車両の走行距離延長に貢献することができる。
【００４８】
さらに、本発明の車両空調システムの運転制御方法は、上述のいずれかの車両空調システムの運転制御方法において、前記モータ／バッテリのクーラント出口温度Ｔｃｍｏが記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上のときは、前記換気排熱回収器のクーラント出口温度Ｔｃｈｏと、前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏとの関係が、Ｔｃｈｏ＞Ｔｃｎｏか否かを判断し、ＴｃｈｏがＴｃｎｏ以上の場合は、さらに前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口温度Ｔｃｎｉと、予め設定されている前記冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口必要温度Ｔｃｎｉ１との関係が、Ｔｃｎｉ＜Ｔｃｎｉ１か否か、前記第２冷媒凝縮器の空気側吐出温度Ｔａｓｏと、予め設定されている前記第２冷媒凝縮器の空気側必要吐出温度Ｔａｓｏ１との関係が、Ｔａｓｏ＜Ｔａｓｏ１か否か、前記第２冷媒凝縮器の入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉと、予め設定されている前記第２冷媒凝縮器の入り口必要冷媒圧力Ｐｒｓｉ１との関係が、Ｐｒｓｉ＜Ｐｒｓｉ１か否かを各々判断し、各々が条件を満たしていない場合は、前記クーラントサイクルのクーラントを前記モータ／バッテリの排熱および前記換気排熱回収器によって加熱するとともに、前記ヒートポンプサイクルにより前記冷媒圧縮機からの冷媒を前記第２冷媒凝縮器で凝縮した後、前記第１膨張弁および前記冷媒蒸発器と前記第２膨張弁および前記冷媒／クーラント熱交換器との双方に並行して流し、前記クーラントを熱源としてヒートポンプ除湿暖房運転を行い、前記クーラント入り口温度Ｔｃｎｉ、前記空気側吐出温度Ｔａｓｏおよび前記入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉが各々前記条件を満たしている場合、前記電気ヒータに通電し、前記クーラントサイクルのクーラントを該電気ヒータ、前記モータ／バッテリの排熱および前記換気排熱回収器により加熱するとともに、該クーラントを熱源として前記ヒートポンプ除湿暖房運転を行うことを特徴とする。
【００４９】
本発明によれば、モータ／バッテリのクーラント出口温度Ｔｃｍｏが冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上のときは、換気排熱回収器のクーラント出口温度Ｔｃｈｏが冷媒／クーラント熱交換器のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上か否かを判断し、ＴｃｈｏがＴｃｎｏ以上のときは、さらに冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口温度Ｔｃｎｉが、予め設定されている冷媒／クーラント熱交換器のクーラント入り口必要温度Ｔｃｎｉ１未満か否か、第２冷媒凝縮器の空気側吐出温度Ｔａｓｏが、予め設定されている前記第２冷媒凝縮器の空気側必要吐出温度Ｔａｓｏ１未満か否か、第２冷媒凝縮器の入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉが、予め設定されている第２冷媒凝縮器の入り口必要冷媒圧力Ｐｒｓｉ１未満か否かを各々判断し、各々が条件を満たしていない場合は、クーラントをモータ／バッテリの排熱および換気排熱回収器により加熱するとともに、ヒートポンプサイクルによりＨＶＡＣユニットに配設されている第２冷媒凝縮器で凝縮された冷媒をＨＶＡＣに配設されている冷媒蒸発器と冷媒／クーラント熱交換器に流し、該クーラントを熱源としてヒートポンプ除湿暖房運転を行い、クーラント入り口温度Ｔｃｎｉ、空気側吐出温度Ｔａｓｏおよび入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉが各々の条件を満たしている場合は、電気ヒータに通電してクーラントを電気ヒータ、モータ／バッテリの排熱および換気排熱回収器によって加熱するとともに、該クーラントを熱源としてヒートポンプ除湿暖房運転を行うようにしている。このように、モータ／バッテリの排熱が利用できる場合は、換気排熱が利用できるか否かを判断し、換気排熱が利用できる場合は、更に電気ヒータの利用が必要か否かを判断し、本当に電気ヒータが必要な場合に限って電気ヒータに通電してクーラントを加熱するようにしている。このため、各々の状態において、必要な暖房能力を確保して効率のよい除湿暖房運転を行うことができると同時に、電気ヒータの使用を可及的に抑制し、空調システム側での消費電力を低減して車両の走行距離延長に貢献することができる。
【発明の効果】
【００５０】
本発明の車両空調システムによると、ヒートポンプサイクルによるヒートポンプ暖房および除湿暖房時において、車室内の排出空気から回収された排熱を暖房用の熱源として有効利用することができるため、低外気温時や暖房立ち上がり時には、電気ヒータによる熱を利用することによって必要な能力を確保し、安定した暖房あるいは除湿暖房を行うことができる。また、モータ／バッテリからの排熱が利用できる場合や、車室内温度が目標温度に到達し換気排熱回収器からの排熱を利用できる場合には、優先的に排熱を利用し、電気ヒータの使用を可及的に抑制することにより、電力消費を抑えた効率のよい運転を行うことができ、車両の走行距離の延長に貢献することができる。
【００５１】
また、本発明の車両空調システムの運転制御方法によると、予め設定されている温度や圧力等の設定値と、所定箇所に設けられている温度や圧力等を検出する各センサからの検出値と、制御パネルの設定とに基づいて、上記の車両空調システムをモータ／バッテリを冷媒冷却するモータ／バッテリ冷却制御、モータ／バッテリの冷媒冷却を含む送風モード制御、暖房制御、冷房制御、および除湿暖房制御のいずれかで自動運転できるようにしているため、電気自動車にあって、排熱を有効利用した快適な空調運転、ならびにモータ／バッテリの効率のよい冷却運転を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図２７を用いて説明する。
図１には、本発明の第１実施形態に係る車両空調システム１のシステム構成図が示されている。車両空調システム１は、ＨＶＡＣユニット（Ｈｅａｔｉｎｇ  Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ａｉｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｕｎｉｔ；ＨＶＡＣユニット）２と、ヒートポンプサイクル３と、クーラントサイクル４とから構成されている。
【００５３】
ＨＶＡＣユニット２は、送風用のブロア（送風機）５と、該ブロア５の送風路中に上流側から下流側に順次配設されているヒートポンプサイクル３を構成する冷媒蒸発器６およびサブコンデンサとも称される第２冷媒凝縮器７とを備えており、車両のインストルメントパネル内に設置され、冷媒蒸発器６および第２冷媒凝縮器７によって温調された空気を車室内に吹出し、車室内の空調を行うように構成されている。
【００５４】
ヒートポンプサイクル３は、冷媒を圧縮する電動モータを内蔵した冷媒圧縮機８と、該冷媒圧縮機８の２分岐された吐出側冷媒配管に設けられた第１電磁弁９および第２電磁弁１０からなる冷媒循環方向を切替える冷媒切替え手段１１と、第１電磁弁９側の冷媒配管中に順次設けられている冷媒と外気とを熱交換する第１冷媒凝縮器１２および逆止弁１３と、逆止弁１３の下流側冷媒配管に第１膨張弁（ＥＥＶ；電子膨張弁）１４を介して設けられている上記冷媒蒸発器６と、該冷媒蒸発器６の下流側の吸入側冷媒配管に設けられているアキュームレータ１５と、をこの順に接続して構成された閉サイクルの冷媒回路１６を有している。
【００５５】
また、ヒートポンプサイクル３は、第２電磁弁１０から第１膨張弁１４の入り口側に至る冷媒配管１７中に第１冷媒凝縮器１２および逆止弁１３に対して並列に接続されている上記第２冷媒凝縮器７と、第１膨張弁１４および冷媒蒸発器６に対して並列に接続されている冷媒配管１８中に設けられている第２膨張弁（ＥＥＶ；電子膨張弁）１９および冷媒／クーラント熱交換器２０と、を備えた構成とされている。なお、冷媒／クーラント熱交換器２０は、ヒートポンプサイクル３内を循環される冷媒と、クーラントサイクル４内を循環されるクーラントとを熱交換するための熱交換器である。
【００５６】
クーラントサイクル４は、上記冷媒／クーラント熱交換器２０と、クーラント循環ポンプ２１と、車室内から外部に排出される空気から熱を回収する換気排熱回収器２２と、走行モータおよび／またはその電源バッテリ２３（以下、単にモータ／バッテリと称するものとし、該モータには、モータを駆動するインバータを含む場合と含まない場合とが含まれるものとする。）と、ＰＴＣヒータ等の電気ヒータ（ＰＴＣ）２４とを順次接続して構成されている閉サイクルのクーラント回路２５を有している。このクーラント回路２５において、電気ヒータ２４は、冷媒／クーラント熱交換器２０の上流側に、また換気排熱回収器２２は、冷媒／クーラント熱交換器２０の下流側にそれぞれ配設されている。なお、換気排熱回収器２２が配設されている車室内空気の排出路には、圧力リリーフ弁（ＰＲＶ）２６が設けられている。
【００５７】
また、クーラントサイクル４は、換気排熱回収器２２の入り口側に第３電磁弁２７が設けられ、モータ／バッテリ２３の出口側に第４電磁弁２８が設けられるとともに、換気排熱回収器２２およびモータ／バッテリ２３に対して第５電磁弁２９を備えた第１バイパス回路３０が接続され、換気排熱回収器２２に対して第６電磁弁３１を備えた第２バイパス回路３２が接続された構成とされている。
【００５８】
さらに、クーラントサイクル４には、モータ／バッテリ２３の出口側と入り口側との間に、第７電磁弁３３および第２クーラント循環ポンプ３４を介してクーラントを空冷するラジエータ３５を備えたモータ／バッテリ冷却回路３６が設けられている。なお、モータ／バッテリ冷却回路３６には、リザーブタンク３７が接続されているとともに、ラジエータ３５に対面して外気を流通する冷却ファン３８が配設されている。また、このラジエータ３５および冷却ファン３８と、上記第１冷媒凝縮器１２とは、一体にモジュール化されたコンデンサ／ラジエータ／ファンモジュール（ＣＲＦＭ）としてもよい。
【００５９】
本実施形態に係る車両空調システム１は、以上のように構成されているため、ヒートポンプサイクル３の冷媒圧縮機８において圧縮された冷媒を、冷媒切替え手段１１の第１電磁弁９から第１冷媒凝縮器１２に導入して凝縮し、この冷媒を逆止弁１３、第１膨張弁１４を介してＨＶＡＣユニット２に配設されている冷媒蒸発器６に流通させ、ブロア５から送風される空気と熱交換させて該空気を冷却し、車室内に吹出すことによって車室内の冷房に供することができる。同時に、第２膨張弁１９を介して冷媒／クーラント熱交換器２０に冷媒を導き、この冷媒でクーラントサイクル４側のクーラントを冷却し、該クーラントをクーラント循環ポンプ２１でモータ／バッテリ２３に循環することにより、車室内を冷房しながらモータ／バッテリ２３を冷媒冷却することができる。
【００６０】
また、ヒートポンプサイクル３を上記のように運転しながら、第１冷媒凝縮器１２で凝縮された冷媒を、第２膨張弁１９を介して冷媒／クーラント熱交換器２０側のみに導くことによりクーラントサイクル４側のクーラントを冷却し、車室内の冷房を停止した状態あるいはブロア５のみを運転した送風モード状態で、モータ／バッテリ２３を冷媒によって冷却することもできる。なお、モータ／バッテリ２３は、ヒートポンプサイクル３を停止した状態で、クーラントを第７電磁弁３３および第２クーラント循環ポンプ３５を介してモータ／バッテリ冷却回路３６側に循環し、ラジエータ３５を機能させることにより空冷することができる。
【００６１】
一方、ヒートポンプサイクル３の冷媒圧縮機８で圧縮された冷媒を、冷媒切替え手段１１の第２電磁弁１０および冷媒配管１７を経てＨＶＡＣユニット２に配設されている第２冷媒凝縮器７側に導き、ブロア５から送風される空気と熱交換させて該空気を加熱し、この空気を車室内に吹出すことによって車室内の暖房に供することができる。この場合、第２冷媒凝縮器７で放熱して凝縮された冷媒は、第２膨張弁１９を介して冷媒／クーラント熱交換器２０に導入され、クーラントサイクル４側のクーラントから吸熱して蒸発された後、アキュームレータ１５を経て冷媒圧縮機８に吸入されることになる。
【００６２】
同様に、ヒートポンプサイクル３では、第２冷媒凝縮器７で凝縮された冷媒を、第１膨張弁１４および冷媒蒸発器９と、第２膨張弁１９および冷媒／クーラント熱交換器２０との双方に並行して流すことができる。これによって、クーラントサイクル４側のクーラントから吸熱しながら、ＨＶＡＣユニット２においてブロア５から送風される空気を冷媒蒸発器９でいったん冷却除湿した後、これを第２冷媒凝縮器７で加熱することにより、除湿暖房を行うことができる。
【００６３】
そして、上記暖房および除湿暖房の際、ヒートポンプサイクル３側では、冷媒／クーラント熱交換器２０でクーラントから吸熱して冷媒を蒸発させることにより、クーラントを熱源として暖房および除湿暖房を行っている。このクーラントは、クーラント循環ポンプ２１を介してクーラントサイクル２５内を循環される間に、モータ／バッテリ２３、電気ヒータ２４および換気排熱回収器２２の３つ熱源の組み合わせから、以下の５種の熱源のいずれか１つを選択し、その熱を冷媒／クーラント熱交換器２０で回収してヒートポンプサイクル３での暖房用熱源としている。
【００６４】
（Ａ）換気排熱回収器２２とモータ／バッテリ２３と電気ヒータ２４との組み合わせ。
（Ｂ）換気排熱回収器２２とモータ／バッテリ２３との組み合わせ。
（Ｃ）モータ／バッテリ２３と電気ヒータ２４との組み合わせ。
（Ｄ）モータ／バッテリ２３単独。
（Ｅ）電気ヒータ２４単独。
このように、モータ／バッテリ２３の排熱および電気ヒータ２４の熱の他に、換気排熱回収器２２により回収される車室内空気の換気排熱を利用することによって、暖房用熱源を多様化することができる。
【００６５】
上記５種の熱源のうち、（Ａ）の換気排熱回収器２２とモータ／バッテリ２３と電気ヒータ２４を利用する場合は、第３電磁弁２７および第４電磁弁２８を開、第５電磁弁２９および第６電磁弁３１を閉として、クーラントを換気排熱回収器２２、モータ／バッテリ２３および電気ヒータ２４の順に循環すればよく、（Ｃ）のモータ／バッテリ２３と電気ヒータ２４を利用する場合は、第６電磁弁３１および第４電磁弁２８を開、第５電磁弁２９および第３電磁弁２７を閉とし、換気排熱回収器２２をバイパスして第２バイパス回路３２を介してモータ／バッテリ２３および電気ヒータ２４にクーラントを循環すればよく、さらに、（Ｅ）の電気ヒータ２４のみを利用する場合は、第３電磁弁２７、第４電磁弁２８および第６電磁弁３１を閉、第５電磁弁２９を開とし、換気排熱回収器２２およびモータ／バッテリ２３をバイパスして電気ヒータ２４にクーラントを循環すればよい。なお、（Ｂ）および（Ｄ）では、各電磁弁を（Ａ）および（Ｃ）と同様の開閉状態としたまま、電気ヒータ２４への通電をオフにすればよい。
【００６６】
しかして、本実施形態によれば、ヒートポンプサイクル３によるヒートポンプ暖房および除湿暖房時において、換気排熱回収器２２を介して車室内の排出空気から回収された排熱を暖房用の熱源として有効利用することができる。このため、低外気温時や暖房立ち上がり時には、電気ヒータ２４による熱を利用することによって必要な能力を確保し、安定した暖房あるいは除湿暖房を行うことができ、また、モータ／バッテリ２３からの排熱が利用できる場合や車室内温度が目標温度に到達し換気排熱回収器２２からの排熱が利用できる場合には、優先的に排熱を利用し、電気ヒータ２４の使用を可及的に抑制することにより、電力消費を抑えた効率のよい運転を行うことができる。従って、車両の走行距離の延長にも貢献することができる。
【００６７】
また、クーラントサイクル４には、第１バイパス回路３０および第２バイパス回路３２が設けられているため、熱源の選択に対応してクーラントを第１バイパス回路３０あるいは第２バイパス回路３１に選択的に流すことによって、換気排熱回収器２２およびモータ／バッテリ２３、あるいは換気排熱回収器２２をバイパスしてクーラントを効率よく加熱し、循環することができる。従って、クーラント循環ポンプ２１や電気ヒータ（ＰＴＣ）２４での消費動力を低減することができる。
【００６８】
また、クーラントサイクル４が、ラジエータ３５を用いた空冷のモータ／バッテリ冷却回路３６を備えているため、必要に応じてヒートポンプサイクル３の冷却機能を利用したクーラントサイクル４を介してのモータ／バッテリ２３の冷媒冷却と、ラジエータ３５を介してのモータ／バッテリ２３の空冷冷却とを併用することができる。これによって、モータ／バッテリ２３のクーラント入り口温度等を見張りながら、冷媒冷却または空冷冷却のいずれかでモータ／バッテリ２３を効率よくかつ確実に冷却することができる。
【００６９】
さらに、本実施形態によれば、ヒートポンプサイクル３およびクーラントサイクル４のサイクルの切替えによって、以下のいずれかの運転モードを選択することができる。
（１）ＨＶＡＣユニット２のブロア５を運転しながら、ＨＶＡＣユニット２に配設されているヒートポンプサイクル３の冷媒蒸発器６を蒸発器、第１冷媒凝縮器１２を凝縮器として機能させて行う冷房制御運転。
（２）ＨＶＡＣユニット２のブロア５を運転しながら、併せてヒートポンプサイクル３の第１冷媒凝縮器１２を凝縮器、冷媒／クーラント熱交換器２０を蒸発器として機能させてクーラントを冷却し、クーラントサイクル４を介してモータ／バッテリ２３を冷媒により冷却するモータ／バッテリ２３の冷媒冷却を含む送風モード制御運転。
（３）ＨＶＡＣユニット２のブロア５を停止した状態で、ヒートポンプサイクル３の第１冷媒凝縮器１２を凝縮器、冷媒／クーラント熱交換器２０を蒸発器として機能させてクーラントを冷却し、クーラントサイクル４を介してモータ／バッテリ２３を冷媒により冷却するモータ／バッテリ冷却制御運転。
【００７０】
（４）ＨＶＡＣユニット２のブロア５を運転しながら、クーラントサイクル４の換気排熱回収器２２、モータ／バッテリ２３、電気ヒータ２４等によって加熱されたクーラントを熱源とし、ＨＶＡＣユニット２に配設されているヒートポンプサイクル３の第２冷媒凝縮器７を凝縮器、冷媒／クーラント熱交換器２０を蒸発器として機能させて行う暖房制御運転。
（５）ＨＶＡＣユニット２のブロア５を運転しながら、上記（４）と同様にして加熱されたクーラントを熱源とし、ＨＶＡＣユニット２に配設されているヒートポンプサイクル３の第２冷媒凝縮器７を凝縮器、冷媒蒸発器６および冷媒／クーラント熱交換器２０を蒸発器として機能させて行う除湿暖房制御運転。
【００７１】
従って、本実施形態の車両空調システム１によると、効率のよい冷房、暖房、除湿暖房等の運転の他に、モータ／バッテリ２３の冷媒冷却を含む送風運転やモータ／バッテリ２３の冷媒冷却運転等の多様な運転を行うことができ、車両空調システム１を幅広く利用することができる。
【００７２】
また、クーラントサイクル４では、そのサイクル中に接続されている換気排熱回収器２２、モータ／バッテリ２３および電気ヒータ２４の３つ熱源の組み合わせにより、上記した５種の熱源（Ａ）ないし（Ｅ）のいずれか１つを選択し、その熱を冷媒／クーラント熱交換器２０で回収してヒートポンプサイクル３の暖房用熱源とすることができる。このように、換気排熱回収器２２により回収された車室内空気の換気排熱を利用することによって、暖房用熱源の多様化が可能となり、従って、その分電気ヒータ２４の使用を抑制することができ、空調システム１での消費電力を低減することができる。
【００７３】
また、本実施形態では、ヒートポンプサイクル３において、第１膨張弁１４および冷媒蒸発器６に対して並列に第２膨張弁１９および冷媒／クーラント熱交換器２０を接続しているため、第１冷媒凝縮器１２で凝縮された冷媒をＨＶＡＣユニット２に配設されている冷媒蒸発器６に流し、冷房制御モードで運転しながら、これに並列に接続されている冷媒／クーラント熱交換器２０にも並行して冷媒を流しクーラントを冷却することにより、クーラントサイクル４を介してモータ／バッテリ２３を冷媒により冷却することができる。従って、高温環境下では、車室内の冷房を行いながら、モータ／バッテリ２３を冷媒によって強制冷却し、走行モータを効率よく運転することができる。
【００７４】
同様に、ブロア５を駆動しＨＶＡＣユニット２を送風運転しながら、ヒートポンプサイクル３を運転し、第１冷媒凝縮器１２で凝縮された冷媒を第２膨張弁１９および冷媒／クーラント熱交換器２０側のみに流すことにより、クーラントを冷却することができる。これによって、冷却されたクーラントおよびクーラントサイクル４を介してモータ／バッテリ２３を冷媒により冷却することができ、従って、車室内の冷暖房等が不要な場合においても、送風効果のみを得ながら、モータ／バッテリ２３を冷媒により強制冷却し、走行モータを効率よく運転することができる。
【００７５】
さらに、本実施形態によれば、ＨＶＡＣユニット２の機能、すなわち車室内の送風を含む空調機能の一切を停止しながら、上記と同様にヒートポンプサイクル３を運転し、第１冷媒凝縮器１２で凝縮された冷媒を第２膨張弁１９および冷媒／クーラント熱交換器２０側のみに流すことにより、クーラントを冷却することができる。これによって、冷却されたクーラントおよびクーラントサイクル４を介してモータ／バッテリ２３を冷媒により強制冷却することができる。従って、車室内の空調機能を停止した状態においても、モータ／バッテリ２３を冷媒により強制冷却し、走行モータを効率よく運転することができる。
【００７６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図２ないし図２７を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に係る車両空調システムを自動運転する運転制御方法に係るものであり、図２ないし図７には、その制御フローが示され、図８には、その運転モードのパターンを一覧表にした図が示され、図９ないし図２７には、各運転モードでの冷媒およびクーラントの流れを示す（図中に矢印表示）サイクル図が示されている。
【００７７】
本実施形態によれば、図２に示されるように、運転が開始（スタート）されると、まずステップＳ１において、予め設定されている蒸発器６のフロスト温度Ｔａｅｆ、モータ／バッテリ２３の空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１、モータ／バッテリ２３の冷媒冷却切替え温度Ｔｃｍｉ２、冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント入り口必要温度Ｔｃｎｉ１、第２冷媒凝縮器７の空気側必要吐出温度Ｔａｓｏ１、第２冷媒凝縮器７の入り口必要冷媒圧力Ｐｒｓｉ１等の設定値が読み込まれる。
【００７８】
続いて、ステップＳ２において、図１に配設位置が図示されているセンサ４０によりモータ／バッテリ２３のクーラント入り口温度Ｔｃｍｉ、センサ４１によりモータ／バッテリ２３のクーラント出口温度Ｔｃｍｏ、センサ４２により冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント入り口温度Ｔｃｎｉ、センサ４３により冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ、センサ４４により換気排熱回収器のクーラント出口温度Ｔｃｈｏ、センサ４５により外気温度Ｔａｏｔ、センサ４６により第２冷媒凝縮器７の空気側必要吐出温度Ｔａｓｏ、センサ４７により第２冷媒凝縮器７の入り口必要冷媒圧力Ｐｒｓｉ等が検出され、その検出値が読み込まれる。
【００７９】
さらに、ステップＳ３において、制御パネル（図示省略）に設けられている送風スイッチ、エアコンスイッチ、温調ダイヤル等のパネル設定が読み込まれる。
これらのデータに基づいて、ステップＳ４において、まず送風スイッチのオン／オフが判断される。送風スイッチがオンされておれば、ステップＳ５に移行し、また、ブロア５がオフされておれば、ステップＳ６に移行し、ステップＳ６では、後述の通りモータ／バッテリ冷却制御運転が実行される。
【００８０】
一方、ステップＳ５においては、エアコンスイッチのオン／オフが判断され、エアコンスイッチがオンされておれば、ステップＳ７に移行し、エアコンスイッチがオフされておれば、ステップＳ８に移行する。ステップＳ８では、温調ダイヤルがマックスクール（最大冷房）か否かが判断され、「ＹＥＳ」であれば、ステップＳ９に移行し、ステップＳ９において、後述の通り送風モード制御運が実行される。また、ステップＳ８で「ＮＯ」と判断されると、ステップＳ１０に移行し、ステップＳ１０において、後述の通り暖房制御運転が実行される。
【００８１】
さらに、ステップＳ７においては、同様に温調ダイヤルがマックスクール（最大冷房）か否かが判断され、「ＹＥＳ」であれば、ステップＳ１１に移行し、ステップＳ１１において、後述の通り冷房制御運転が実行される。また、ステップＳ７で「ＮＯ」と判断されると、ステップＳ１２に移行し、ここでは、センサ４５により検出された外気温度Ｔａｏｔと、予め設定されている蒸発器６のフロスト温度Ｔａｅｆとの関係が、Ｔａｏｔ＜Ｔａｅｆか否かが判断される。その結果、「ＹＥＳ」であれば、上記ステップＳ１０に移行し、後述の通り暖房制御運転が実行され、「ＮＯ」であれば、ステップＳ１３に移行し、後述の通り除湿暖房制御運転が実行される。
【００８２】
このようにして、車両空調システム１を上記した冷房制御運転（１）、モータ／バッテリ２３の冷媒冷却を含む送風モード制御運転（２）、モータ／バッテリ２３を冷媒冷却するモータ／バッテリ冷却制御運転（３）、暖房制御運転（４）、および除湿暖房制御運転（５）のいずれかで自動運転することができる。従って、電気自動車にあって、モータ／バッテリ２３の排熱および換気排熱を有効利用した快適な空調運転、ならびにモータ／バッテリ２３の効率のよい冷却運転を実現することができる。
【００８３】
以下に、冷房制御運転（１）、送風モード制御運転（２）、モータ／バッテリ冷却制御運転（３）、暖房制御運転（４）、および除湿暖房制御運転（５）の具体的な運転制御方法を図３ないし図７に示す制御フローと図９ないし図２７のサイクル図を用いて説明する。
【００８４】
［冷房制御］
冷房制御時は、図３に示されるように、まずステップＳ２１において、モータ／バッテリ２３が空冷利用か否かが判断される。これは、センサ４０により検出されたモータ／バッテリ２３のクーラント入り口温度Ｔｃｍｉと、予め設定されている空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１との関係が、Ｔｃｍｉ＞Ｔｃｍｉ１か否かによって判断される。この結果、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ１未満で「ＮＯ」と判断された場合、ステップＳ２２の冷房時３に移行し、図１１に示されるように、ヒートポンプサイクル３において、冷媒圧縮機８から吐出された冷媒を冷媒切替え手段１１により第１冷媒凝縮器１２、第１膨張弁１４および冷媒蒸発器６の順に循環させ、ＨＶＡＣユニット２に配設されている冷媒蒸発器６でブロア５からの空気を冷却し、車室内に吹出すことによって冷房運転を行うことができる。この場合、モータ／バッテリ２３の冷却は不要と見做され、モータ／バッテリ２３の冷却運転は見合わされる。
【００８５】
一方、ステップＳ２１において、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ１以上で「ＹＥＳ」と判断された場合、引き続きステップＳ２３において、モータ／バッテリ２３が冷媒冷却利用か否かが判断される。これは、センサ４０により検出されたクーラント入り口温度Ｔｃｍｉと、予め設定されている冷媒冷却切替え温度Ｔｃｍｉ２との関係が、Ｔｃｍｉ＞Ｔｃｍｉ２か否かによって判断される。ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２以上で「ＹＥＳ」と判断された場合、ステップＳ２４の冷房時１に移行し、図９に示されるように、ヒートポンプサイクル３において、冷媒圧縮機８から吐出された冷媒を第１冷媒凝縮器１２に導いて凝縮させ、この冷媒を第１膨張弁１４および冷媒蒸発器６と、第２膨張弁１９および冷媒／クーラント熱交換器２０とに並行して循環させるようにしている。
【００８６】
このため、ＨＶＡＣユニット２に配設されている冷媒蒸発器６でブロア５からの空気を冷却し、車室内に吹出すことによって冷房運転を行うことができるとともに、冷媒／クーラント熱交換器２０でクーラントの冷却運転を行い、このクーラントおよびクーラントサイクル４を介してモータ／バッテリ２３を冷媒冷却することができる。さらに、ステップＳ２３において、クーラント入り口温度ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２未満で「ＮＯ」と判断された場合は、ステップＳ２５の冷房時２に移行し、図１０に示されるように、ヒートポンプサイクル３により第１冷媒凝縮器１２で凝縮された冷媒を、第１膨張弁１４を介して冷媒蒸発器６のみに循環させ、ＨＶＡＣユニット２に配設されている冷媒蒸発器６でブロア５からの空気を冷却し、車室内に吹出すことによって冷房運転を行うことができ、また、モータ／バッテリ２３については、ラジエータ３５にモータ／バッテリ冷却回路３６を介してクーラントを循環させることによって空冷することができる。
【００８７】
以上のように、冷房制御時においては、モータ／バッテリ２３のクーラント入り口温度Ｔｃｍｉが予め設定されている空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１以上か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ１未満の場合は、第１冷媒凝縮器１２で凝縮された冷媒をＨＶＡＣユニット２に配設されている冷媒蒸発器６に流し、モータ／バッテリ２３の冷却なしで冷房運転を行うようにしている。このため、モータ／バッテリ２３のクーラント入り口温度によりモータ／バッテリ２３に対する冷却の要否を確認しながら、冷房運転することができる。
【００８８】
また、クーラント入り口温度Ｔｃｍｉが空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１以上のときは、クーラント入り口温度Ｔｃｍｉが、予め設定されている冷媒冷却切替え温度Ｔｃｍｉ２以上か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２以上の場合は、第１冷媒凝縮器１２で凝縮された冷媒をＨＶＡＣユニット２に配設されている冷媒蒸発器６と冷媒／クーラント熱交換器２０とに並行して流し、冷房運転と共にクーラントサイクル４を介してモータ／バッテリ２３を冷媒冷却するようにしている。さらに、クーラント入り口温度ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２未満の場合は、冷媒蒸発器６のみに冷媒を流し冷媒／クーラント熱交換器２０への冷媒循環を中止して、モータ／バッテリ２３を空冷運転するようにしている。このため、冷房運転を行いながら、モータ／バッテリ２３のクーラント入り口温度に応じてモータ／バッテリ２３を適切に冷却することが可能となる。
【００８９】
［送風モード制御］
送風モード制御時は、図４に示されるように、まずステップＳ３１において、モータ／バッテリ２３が空冷利用か否かが判断される。これは、センサ４０により検出されたモータ／バッテリ２３のクーラント入り口温度Ｔｃｍｉと、予め設定されている空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１との関係が、Ｔｃｍｉ＞Ｔｃｍｉ１か否かによって判断される。この結果、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ１未満で「ＮＯ」と判断された場合、ステップＳ３２の送風モード時３に移行し、図１４に示されるように、ＨＶＡＣユニット２のブロア５のみが運転されることにより、送風運転が行われる。この場合、モータ／バッテリ２３の冷却は不要と見做され、モータ／バッテリ２３の冷却運転は見合わされる。
【００９０】
一方、ステップＳ３１において、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ１以上で「ＹＥＳ」と判断された場合、引き続きステップＳ３３において、モータ／バッテリ２３が冷媒冷却利用か否かが判断される。これは、センサ４０により検出されたクーラント入り口温度Ｔｃｍｉと、予め設定されている冷媒冷却切替え温度Ｔｃｍｉ２との関係が、Ｔｃｍｉ＞Ｔｃｍｉ２か否かによって判断される。ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２以上で「ＹＥＳ」と判断された場合、ステップＳ３４の送風モード時１に移行し、図１２に示されるように、ブロア５の運転により送風運転が行われるとともに、ヒートポンプサイクル３が運転される。これにより、冷媒圧縮機８から吐出された冷媒が冷媒切替え手段１１により第１冷媒凝縮器１２に導かれて凝縮された後、第２膨張弁１９および冷媒／クーラント熱交換器２０の順に循環されてクーラントの冷却運転が行われ、該クーラントおよびクーラントサイクル４を介してモータ／バッテリ２３を冷媒冷却することができる。
【００９１】
さらに、ステップＳ３３において、クーラント入り口温度ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２未満で「ＮＯ」とされた場合は、ステップＳ３５の送風モード時２に移行し、図１３に示されるように、ブロア５を運転して送風運転を行い、ヒートポンプサイクル３を停止するようにしている。この場合、モータ／バッテリ２３は、ラジエータ３５にモータ／バッテリ冷却回路３６を介してクーラントを循環させることによって空冷運転されることになる。
【００９２】
以上のように、送風モード制御時においては、モータ／バッテリ２３のクーラント入り口温度Ｔｃｍｉが、予め設定されている空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１以上か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ１未満の場合は、モータ／バッテリ２３の冷却は不要とみなし、ＨＶＡＣユニット２のブロア５のみを運転して送風運転を行うようにしている。このため、モータ／バッテリ２３のクーラント入り口温度によりモータ／バッテリ２３に対する冷却の要否を確認しながら、送風運転することができる。
【００９３】
また、クーラント入り口温度Ｔｃｍｉが空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１以上のときは、クーラント入り口温度Ｔｃｍｉが、予め設定されている冷媒冷却切替え温度Ｔｃｍｉ２以上か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２以上の場合は、ヒートポンプサイクル３により第１冷媒凝縮器１２で凝縮された冷媒を第２膨張弁１９および冷媒／クーラント熱交換器２０に流し、送風運転と共にクーラントサイクル４を介してモータ／バッテリ２３を冷媒冷却するようにし、また、クーラント入り口温度ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２未満の場合は、ヒートポンプサイクル３を停止し、モータ／バッテリ２３を空冷運転するようにしている。このため、送風運転を行いながら、モータ／バッテリ２３のクーラント入り口温度に応じてモータ／バッテリ２３を適切に冷却することが可能となる。
【００９４】
［モータ／バッテリ冷却制御］
モータ／バッテリ冷却制御時は、図５に示されているように、まずステップＳ４１において、モータ／バッテリ２３が空冷利用か否かが判断される。これは、センサ４０により検出されたモータ／バッテリ２３のクーラント入り口温度Ｔｃｍｉと、予め設定されている空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１との関係が、Ｔｃｍｉ＞Ｔｃｍｉ１か否かによって判断される。この結果、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ１未満で「ＮＯ」と判断された場合、ステップＳ４２のモータ／バッテリ冷却時３に移行し、図１７に示されるように、モータ／バッテリ２３の冷却は不要と見做され、モータ／バッテリ２３の冷却運転は見合わされる。なお、この場合、ＨＶＡＣユニット２は停止状態とされている。
【００９５】
一方、ステップＳ４１において、クーラント入り口温度Ｔｃｍｉが空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１以上で「ＹＥＳ」と判断された場合は、続いてステップＳ４３において、モータ／バッテリ２３が冷媒冷却利用か否かが判断される。これは、センサ４０により検出されたクーラント入り口温度Ｔｃｍｉと、予め設定されている冷媒冷却切替え温度Ｔｃｍｉ２との関係が、Ｔｃｍｉ＞Ｔｃｍｉ２か否かにより判断される。ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２以上で「ＹＥＳ」と判断された場合、ステップＳ４４のモータ／バッテリ冷却時１に移行し、図１５に示されるように、ヒートポンプサイクル３において、冷媒圧縮機８からの冷媒を冷媒切替え手段１１により第１冷媒凝縮器１２、第２膨張弁１９および冷媒／クーラント熱交換器２０の順に循環させてクーラントの冷却運転を行い、クーラントサイクル４を介してモータ／バッテリ２３を冷媒冷却することができる。ＨＶＡＣユニット２は停止状態が維持される。
【００９６】
さらに、ステップＳ４３において、クーラント入り口温度ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２未満で「ＮＯ」と判断された場合は、ステップＳ４５のモータ／バッテリ冷却時２に移行し、図１６に示されるように、ヒートポンプサイクル３を停止するようにしている。この場合、モータ／バッテリ２３は、ラジエータ３５にモータ／バッテリ冷却回路３６を介してクーラントを循環させることによって空冷運転されることになる。
【００９７】
以上のように、モータ／バッテリ冷却制御時においては、モータ／バッテリ２３のクーラント入り口温度Ｔｃｍｉが、予め設定されている空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１以上か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ１未満の場合は、モータ／バッテリ２３の冷却は不要とみなし、モータ／バッテリ２３の冷却運転を見合わせるようにしている。このため、モータ／バッテリ２３のクーラント入り口温度によりモータ／バッテリ２３に対する冷却の要否を確認しながら、モータ／バッテリ２３の冷却運転を見合わせることができる。
【００９８】
また、クーラント入り口温度Ｔｃｍｉが空冷切替え温度Ｔｃｍｉ１以上のときは、クーラント入り口温度Ｔｃｍｉが、予め設定されている冷媒冷却切替え温度Ｔｃｍｉ２以上か否かを判断し、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２以上の場合は、ヒートポンプサイクル３により第１冷媒凝縮器１２において凝縮された冷媒を第２膨張弁１９および冷媒／クーラント熱交換器２０に流し、クーラントサイクル４を介してモータ／バッテリ２３を冷媒冷却するようにし、また、クーラント入り口温度ＴｃｍｉがＴｃｍｉ２未満の場合は、ヒートポンプサイクル３を停止し、モータ／バッテリ２３を空冷運転するようにしている。このため、モータ／バッテリ２３のクーラント入り口温度に応じてモータ／バッテリ２３を適切に冷却することができる。
【００９９】
［暖房制御］
暖房制御時は、図６に示されるように、まずステップＳ５１において、モータ／バッテリ２３が排熱利用か否かが判断される。これは、センサ４１により検出されたモータ／バッテリ２３のクーラント出口温度Ｔｃｍｏと、センサ４３により検出された冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント出口温度Ｔｃｎｏとの関係が、Ｔｃｍｏ＞Ｔｃｎｏか否かによって判断される。
【０１００】
この結果、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ１未満で「ＮＯ」と判断された場合は、ステップＳ５２の暖房時５に移行し、図２２に示されるように、電気ヒータ２４に通電され、第５電磁弁２９が開、第３電磁弁２７、第４電磁弁２８および第６電磁弁３１が閉とされる。これにより、クーラントサイクル４のクーラントは第１バイパス回路３０に循環され電気ヒータ２４によって加熱される。同時にヒートポンプサイクル３においては、冷媒圧縮機８から吐出された冷媒が冷媒切替え手段１１によりＨＶＡＣユニット２に配設されている第２冷媒凝縮器７、第２膨張弁１９および冷媒／クーラント熱交換器２０の順に循環され、電気ヒータ２４により加熱されたクーラントを熱源としてヒートポンプ暖房運転を行うことができる。
【０１０１】
一方、ステップＳ５１において、モータ／バッテリ２３のクーラント出口温度Ｔｃｍｏが冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上で「ＹＥＳ」と判断された場合は、ステップＳ５３に移行する。ここでは、換気排熱回収器２２が排熱利用か否かが判断される。これは、センサ４４により検出された換気排熱回収器のクーラント出口温度Ｔｃｈｏと、センサ４３により検出された冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント出口温度Ｔｃｎｏとの関係が、Ｔｃｈｏ＞Ｔｃｎｏか否かによって判断される。
【０１０２】
この結果、ＴｃｈｏがＴｃｎｏ未満で「ＮＯ」と判断された場合は、ステップＳ５４に移行し、更に電気ヒータ（ＰＴＣ）２４が利用か否かが以下の条件を満たしているか否かによって判断される。
（ａ）センサ４２により検出された冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント入り口温度Ｔｃｎｉと、予め設定されている冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント入り口必要温度Ｔｃｎｉ１との関係が、Ｔｃｎｉ＜Ｔｃｎｉ１か否か。
（ｂ）センサ４６により検出された第２冷媒凝縮器７の空気側吐出温度Ｔａｓｏと、予め設定されている第２冷媒凝縮器７の空気側必要吐出温度Ｔａｓｏ１との関係が、Ｔａｓｏ＜Ｔａｓｏ１か否か。
（ｃ）センサ４７により検出された第２冷媒凝縮器７の入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉと、予め設定されている第２冷媒凝縮器７の入り口必要冷媒圧力Ｐｒｓｉ１との関係が、Ｐｒｓｉ＜Ｐｒｓｉ１か否か。
【０１０３】
上記（ａ）ないし（ｃ）が各々条件を満たさず「ＮＯ」と判断された場合は、ステップＳ５５の暖房時４に移行し、図２１に示されるように、電気ヒータ２４はオフとされるとともに、第４電磁弁２８および第６電磁弁３１が開、第３電磁弁２７および第５電磁弁２９が閉とされ、クーラントサイクル４のクーラントは、モータ／バッテリ２３のみに循環されその排熱により加熱される。同時にヒートポンプサイクル３では、冷媒圧縮機８から吐出された冷媒が冷媒切替え手段１１を介してＨＶＡＣユニット２に配設されている第２冷媒凝縮器７、第２膨張弁１９および冷媒／クーラント熱交換器２０の順に循環され、モータ／バッテリ２３の排熱により加熱されたクーラントを熱源としてヒートポンプ暖房運転を行うことができる。
【０１０４】
また、上記ステップＳ５４において、上記（ａ）ないし（ｃ）が各々条件を満たし「ＹＥＳ」と判断された場合は、ステップＳ５６の暖房時３に移行され、図２０に示されるように、暖房時４の場合に加えて電気ヒータ２４が通電状態とされる。これによって、クーラントサイクル４のクーラントが電気ヒータ２４およびモータ／バッテリ２３の双方により加熱されることになり、ヒートポンプサイクル３は、この電気ヒータ２４およびモータ／バッテリ２３により加熱されたクーラントを熱源としてヒートポンプ暖房運転を行うことができる。
【０１０５】
さらに、上記ステップＳ５３において、換気排熱回収器２２のクーラント出口温度Ｔｃｈｏが冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上で「ＹＥＳ」と判断された場合は、ステップＳ５７に移行し、電気ヒータ（ＰＴＣ）２４が利用か否かが上記と同様、（ａ）ないし（ｃ）の条件を満たしているか否かによって判断される。この結果、上記のＴｃｎｉ＜Ｔｃｎｉ１、Ｔａｓｏ＜Ｔａｓｏ１、Ｐｒｓｉ＜Ｐｒｓｉ１の条件が満たされず「ＮＯ」と判断された場合は、ステップＳ５８の暖房時２に移行される。ここでは、図１９に示されるように、電気ヒータ２４はオフとされるとともに、第３電磁弁２７および第４電磁弁２８が開、第５電磁弁２９および第６電磁弁３１が閉とされ、クーラントサイクル４のクーラントは、換気排熱回収器２２およびモータ／バッテリ２３に循環されその排熱によって加熱される。
【０１０６】
同時に、ヒートポンプサイクル３においては、冷媒圧縮機８からの冷媒が冷媒切替え手段１１を介してＨＶＡＣユニット２に配設されている第２冷媒凝縮器７、第２膨張弁１９および冷媒／クーラント熱交換器２０の順に循環され、ヒートポンプサイクル３は、換気排熱回収器２２およびモータ／バッテリ２３の排熱により加熱されたクーラントを熱源として上記と同様ヒートポンプ暖房運転を行うことができる。
【０１０７】
上記ステップＳ５７において、上記（ａ）ないし（ｃ）の条件、すなわちＴｃｎｉ＜Ｔｃｎｉ１、Ｔａｓｏ＜Ｔａｓｏ１、Ｐｒｓｉ＜Ｐｒｓｉ１の条件が満たされ「ＹＥＳ」と判断された場合は、ステップＳ５９の暖房時１に移行され、図１８に示されるように、暖房時２の場合に加えて電気ヒータ２４が通電状態とされる。これによって、クーラントサイクル４のクーラントは、換気排熱回収器２２、モータ／バッテリ２３および電気ヒータ２４により加熱されることになり、ヒートポンプサイクル３は、換気排熱回収器２２、モータ／バッテリ２３および電気ヒータ２４により加熱されたクーラントを熱源として上記と同様ヒートポンプ暖房運転を行うことができる。
【０１０８】
以上のように、暖房制御時においては、モータ／バッテリ２３のクーラント出口温度Ｔｃｍｏが、冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上か否かを判断し、ＴｃｍｏがＴｃｎｏ未満の場合は、電気ヒータ２４に通電してクーラントを加熱するとともに、ヒートポンプサイクル３によりＨＶＡＣユニット２に配設されている第２冷媒凝縮器７で凝縮された冷媒を第２膨張弁１９および冷媒／クーラント熱交換器２０に流し、電気ヒータ２４により加熱されたクーラントを熱源としてヒートポンプ暖房運転を行うようにしている。このため、モータ／バッテリ２３の排熱が利用できず、通常ではヒートポンプ暖房が困難な低外気温時（例えば、−１０℃）や暖房立ち上がり時にも、電気ヒータ２４により加熱されたクーラントを熱源とすることにより、必要な暖房能力を確保して効率のよい暖房運転を行うことができる。
【０１０９】
また、モータ／バッテリ２３のクーラント出口温度Ｔｃｍｏが冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上のときは、換気排熱回収器２２のクーラント出口温度Ｔｃｈｏが冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上か否かを判断している。そして、ＴｃｈｏがＴｃｎｏ未満の場合は、更に冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント入り口温度Ｔｃｎｉと予め設定されている冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント入り口必要温度Ｔｃｎｉ１との関係、第２冷媒凝縮器７の空気側吐出温度Ｔａｓｏと予め設定されている第２冷媒凝縮器７の空気側必要吐出温度Ｔａｓｏ１との関係、および第２冷媒凝縮器７の入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉと予め設定されている第２冷媒凝縮器７の入り口必要冷媒圧力Ｐｒｓｉ１との関係が、各々Ｔｃｎｉ＜Ｔｃｎｉ１、Ｔａｓｏ＜Ｔａｓｏ１、Ｐｒｓｉ＜Ｐｒｓｉ１か否かを判断し、各々が条件を満たしていない場合は、クーラントをモータ／バッテリ２３の排熱により加熱するようにしている。
【０１１０】
同時に、ヒートポンプサイクル３において、ＨＶＡＣユニット２に配設されている第２冷媒凝縮器７で凝縮された冷媒を第２膨張弁１９および冷媒／クーラント熱交換器２０に流し、モータ／バッテリ２３の排熱により加熱されたクーラントを熱源としてヒートポンプ暖房運転を行うようにしている。また、クーラント入り口温度Ｔｃｎｉ、空気側吐出温度Ｔａｓｏおよび入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉが各々の条件を満たしている場合は、電気ヒータ２４に通電してクーラントを電気ヒータ２４およびモータ／バッテリ２３の双方により加熱するとともに、ヒートポンプサイクル３により、このクーラントを熱源としてヒートポンプ暖房運転を行うようにしている。
【０１１１】
さらに、換気排熱回収器２２のクーラント出口温度Ｔｃｈｏが冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上のときは、冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント入り口温度Ｔｃｎｉと予め設定されている冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント入り口必要温度Ｔｃｎｉ１との関係、第２冷媒凝縮器７の空気側吐出温度Ｔａｓｏと予め設定されている第２冷媒凝縮器７の空気側必要吐出温度Ｔａｓｏ１との関係、および第２冷媒凝縮器７の入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉと予め設定されている第２冷媒凝縮器７の入り口必要冷媒圧力Ｐｒｓｉ１との関係が、各々Ｔｃｎｉ＜Ｔｃｎｉ１、Ｔａｓｏ＜Ｔａｓｏ１、Ｐｒｓｉ＜Ｐｒｓｉ１か否かを判断し、各々が条件を満たしていない場合は、クーラントを換気排熱回収器２２およびモータ／バッテリ２３の排熱により加熱するようにしている。
【０１１２】
同時に、ヒートポンプサイクル３において、ＨＶＡＣユニット２に配設されている第２冷媒凝縮器７で凝縮された冷媒を第２膨張弁１９および冷媒／クーラント熱交換器２０に流し、換気排熱回収器２２およびモータ／バッテリ２３の排熱により加熱されたクーラントを熱源としてヒートポンプ暖房運転を行うようにしている。また、クーラント入り口温度Ｔｃｎｉ、空気側吐出温度Ｔａｓｏおよび入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉが各々の条件を満たしている場合は、電気ヒータ２４に通電してクーラントを換気排熱回収器２２、モータ／バッテリ２３の排熱および電気ヒータ２４により加熱し、このクーラントを熱源としてヒートポンプ暖房運転を行うようにしている。
【０１１３】
このように、暖房制御時、モータ／バッテリ２３の排熱が利用できる場合は、換気排熱器２２が利用できるか否かを判断し、換気排熱器２２が利用できる場合は、さらに電気ヒータ２４の利用が必要か否かを判断し、本当に電気ヒータ２４が必要な場合に限って電気ヒータ２４に通電してクーラントを加熱するようにしている。このため、各々の状態において、必要な暖房能力を確保して効率のよい暖房運転を行うことができると同時に、電気ヒータ２４の使用を可及的に抑制し、空調システム１側での消費電力を低減して車両の走行距離延長に貢献することができる。
【０１１４】
［除湿暖房制御］
除湿暖房制御は、暖房制御とほぼ同様であり、図７に示されるように、まずステップＳ６１において、モータ／バッテリ２３が排熱利用か否かが判断される。これは、センサ４１により検出されたモータ／バッテリ２３のクーラント出口温度Ｔｃｍｏと、センサ４３により検出された冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント出口温度Ｔｃｎｏとの関係が、Ｔｃｍｏ＞Ｔｃｎｏか否かによって判断される。
【０１１５】
この結果、ＴｃｍｉがＴｃｍｉ１未満で「ＮＯ」と判断された場合は、ステップＳ６２の除湿暖房時５に移行し、図２７に示されるように、電気ヒータ２４に通電され、第５電磁弁２９が開、第３電磁弁２７、第４電磁弁２８および第６電磁弁３１が閉とされる。これにより、クーラントサイクル４のクーラントは第１バイパス回路３０に循環され電気ヒータ２４により加熱される。同時にヒートポンプサイクル３においては、冷媒圧縮機８から吐出された冷媒が冷媒切替え手段１１によりＨＶＡＣユニット２に配設されている第２冷媒凝縮器７に導かれ、ここで凝縮された後、第１膨張弁１４およびＨＶＡＣユニット２に配設されている冷媒蒸発器６と、第２膨張弁１９および冷媒／クーラント熱交換器２０とに並行して循環される。
【０１１６】
これによって、ＨＶＡＣユニット２においては、ブロア５からの送風空気を冷媒蒸発器６で冷却除湿した後、冷媒凝縮器７で加熱することができ、この空気を車室内に吹出すことにより車室内を除湿暖房することができる。この間、ヒートポンプサイクル３は、電気ヒータ２４により加熱されたクーラントを熱源としてヒートポンプ除湿暖房運転を行うことができる。
【０１１７】
一方、ステップＳ６１において、モータ／バッテリ２３のクーラント出口温度Ｔｃｍｏが冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上で「ＹＥＳ」と判断された場合は、ステップＳ６３に移行する。ここでは、換気排熱回収器２２が排熱利用か否かが判断される。これは、センサ４４により検出された換気排熱回収器のクーラント出口温度Ｔｃｈｏと、センサ４３により検出された冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント出口温度Ｔｃｎｏとの関係が、Ｔｃｈｏ＞Ｔｃｎｏか否かによって判断される。
【０１１８】
この結果、ＴｃｈｏがＴｃｎｏ未満で「ＮＯ」と判断された場合は、ステップＳ６４に移行し、更に電気ヒータ（ＰＴＣ）２４が利用か否かが上記した（ａ）ないし（ｃ）の条件を満たしているか否かにより判断される。ここで、上記のＴｃｎｉ＜Ｔｃｎｉ１、Ｔａｓｏ＜Ｔａｓｏ１、Ｐｒｓｉ＜Ｐｒｓｉ１が条件を満たさず「ＮＯ」と判断された場合には、ステップＳ６５の除湿暖房時４に移行し、図２６に示されるように、電気ヒータ２４はオフとされるとともに、第４電磁弁２８および第６電磁弁３１が開、第３電磁弁２７および第５電磁弁２９が閉とされ、クーラントサイクル４のクーラントは、モータ／バッテリ２３のみに循環されその排熱によって加熱される。
【０１１９】
同時にヒートポンプサイクル３では、冷媒圧縮機８から吐出された冷媒が冷媒切替え手段１１を介してＨＶＡＣユニット２に配設されている第２冷媒凝縮器７に導かれ、ここで凝縮された後、第１膨張弁１４およびＨＶＡＣユニット２に配設されている冷媒蒸発器６と、第２膨張弁１９および冷媒／クーラント熱交換器２０とに並行して循環される。これにより、ＨＶＡＣユニット２においては、ブロア５からの空気が冷媒蒸発器６で冷却除湿された後、冷媒凝縮器７で加熱されて車室内に吹出され、ヒートポンプサイクル３においては、モータ／バッテリ２３の排熱により加熱されたクーラントを熱源としてヒートポンプ除湿暖房運転を行うことができる。
【０１２０】
上記ステップＳ６４において、上記（ａ）ないし（ｃ）が各々条件を満たし「ＹＥＳ」と判断された場合は、ステップＳ６６の除湿暖房時３に移行され、図２５に示されるように、除湿暖房時４の場合に加えて電気ヒータ２４が通電された状態とされる。これによって、クーラントサイクル４のクーラントは、モータ／バッテリ２３および電気ヒータ２４に循環されその双方により加熱されることになり、ヒートポンプサイクル３は、このモータ／バッテリ２３および電気ヒータ２４により加熱されたクーラントを熱源として上記と同様ヒートポンプ暖房運転を行うことができる。
【０１２１】
また、上記ステップＳ６３において、換気排熱回収器２２のクーラント出口温度Ｔｃｈｏが冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上で「ＹＥＳ」と判断された場合は、ステップＳ６７に移行し、電気ヒータ（ＰＴＣ）２４が利用か否かが上記と同様、上記（ａ）ないし（ｃ）の条件を満たしているか否かにより判断される。この結果、Ｔｃｎｉ＜Ｔｃｎｉ１、Ｔａｓｏ＜Ｔａｓｏ１、Ｐｒｓｉ＜Ｐｒｓｉ１の条件が満たされず「ＮＯ」と判断された場合、ステップＳ６８の除湿暖房時２に移行される。ここでは、図２４に示されるように、電気ヒータ２４はオフとされるとともに、第３電磁弁２７および第４電磁弁２８が開、第５電磁弁２９および第６電磁弁３１が閉とされ、クーラントサイクル４のクーラントは、換気排熱回収器２２およびモータ／バッテリ２３に循環されその排熱によって加熱される。
【０１２２】
同時に、ヒートポンプサイクル３においては、冷媒圧縮機からの冷媒が冷媒切替え手段１１、冷媒配管１７を介してＨＶＡＣユニット２に配設されている第２冷媒凝縮器７に循環され、ここで凝縮された後、第１膨張弁１４およびＨＶＡＣユニット２に配設されている冷媒蒸発器６と、第２膨張弁１９および冷媒／クーラント熱交換器２０とに並行して循環され、ヒートポンプサイクル３は、換気排熱回収器２２およびモータ／バッテリ２３の排熱により加熱されたクーラントを熱源として上記と同様ヒートポンプ除湿暖房運転を行うことができる。
【０１２３】
さらに、上記ステップＳ６７において、上記（ａ）ないし（ｃ）の条件、すなわちＴｃｎｉ＜Ｔｃｎｉ１、Ｔａｓｏ＜Ｔａｓｏ１、Ｐｒｓｉ＜Ｐｒｓｉ１の条件が満たされ「ＹＥＳ」と判断された場合は、ステップＳ６９の除湿暖房時１に移行され、図２３に示されるように、除湿暖房時２の場合に加えて電気ヒータ２４が通電された状態とされる。これにより、クーラントサイクル４のクーラントは、換気排熱回収器２２、モータ／バッテリ２３および電気ヒータ２４により加熱されることになり、ヒートポンプサイクル３は、この換気排熱回収器２２、モータ／バッテリ２３および電気ヒータ２４により加熱されたクーラントを熱源として上記と同様ヒートポンプ除湿暖房運転を行うことができる。
【０１２４】
以上のように、除湿暖房制御時においては、モータ／バッテリ２３のクーラント出口温度Ｔｃｍｏが、冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上か否かを判断し、ＴｃｍｏがＴｃｎｏ未満の場合は、電気ヒータ２４に通電してクーラントを加熱するとともに、ヒートポンプサイクル３によりＨＶＡＣユニット２に配設されている第２冷媒凝縮器７で凝縮された冷媒を第１膨張弁１４およびＨＶＡＣユニット２に配設されている冷媒蒸発器６と、第２膨張弁１９および冷媒／クーラント熱交換器２０とに並行して流し、電気ヒータ２４により加熱されたクーラントを熱源としてヒートポンプ除湿暖房運転を行うようにしている。このため、モータ／バッテリ２３の排熱が利用できず、通常ではヒートポンプ除湿暖房が困難な低外気温時（例えば、−１０℃）や暖房立ち上がり時にも、電気ヒータ２４により加熱されたクーラントを熱源とすることにより、必要な暖房能力を確保して効率のよい除湿暖房運転を行うことができる。
【０１２５】
また、モータ／バッテリ２３のクーラント出口温度Ｔｃｍｏが冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上のときは、換気排熱回収器２２のクーラント出口温度Ｔｃｈｏが冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上か否かを判断している。そして、ＴｃｈｏがＴｃｎｏ未満の場合は、更に冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント入り口温度Ｔｃｎｉと予め設定されている冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント入り口必要温度Ｔｃｎｉ１との関係、第２冷媒凝縮器７の空気側吐出温度Ｔａｓｏと予め設定されている第２冷媒凝縮器７の空気側必要吐出温度Ｔａｓｏ１との関係、第２冷媒凝縮器７の入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉと予め設定されている第２冷媒凝縮器７の入り口必要冷媒圧力Ｐｒｓｉ１との関係が、それぞれＴｃｎｉ＜Ｔｃｎｉ１、Ｔａｓｏ＜Ｔａｓｏ１、Ｐｒｓｉ＜Ｐｒｓｉ１か否かを判断し、各々が条件を満たしていない場合は、クーラントをモータ／バッテリ２３の排熱により加熱するようにしている。
【０１２６】
同時に、ヒートポンプサイクル３において、ＨＶＡＣユニット２に配設されている第２冷媒凝縮器７で凝縮された冷媒を第１膨張弁１４およびＨＶＡＣユニット２に配設されている冷媒蒸発器６と、第２膨張弁１９および冷媒／クーラント熱交換器２０とに並行して流し、モータ／バッテリ２３の排熱により加熱されたクーラントを熱源としてヒートポンプ除湿暖房運転を行うようにしている。また、クーラント入り口温度Ｔｃｎｉ、空気側吐出温度Ｔａｓｏおよび入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉが各々の条件を満たしている場合は、電気ヒータ２４に通電してクーラントをモータ／バッテリ２３および電気ヒータ２４の双方により加熱するとともに、ヒートポンプサイクル３により、このクーラントを熱源としてヒートポンプ除湿暖房運転を行うようにしている。
【０１２７】
また、換気排熱回収器２２のクーラント出口温度Ｔｃｈｏが冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント出口温度Ｔｃｎｏ以上のときは、さらに冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント入り口温度Ｔｃｎｉと予め設定されている冷媒／クーラント熱交換器２０のクーラント入り口必要温度Ｔｃｎｉ１との関係、第２冷媒凝縮器７の空気側吐出温度Ｔａｓｏと予め設定されている第２冷媒凝縮器７の空気側必要吐出温度Ｔａｓｏ１との関係、第２冷媒凝縮器７の入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉと予め設定されている第２冷媒凝縮器７の入り口必要冷媒圧力Ｐｒｓｉ１との関係が、それぞれＴｃｎｉ＜Ｔｃｎｉ１、Ｔａｓｏ＜Ｔａｓｏ１、Ｐｒｓｉ＜Ｐｒｓｉ１か否かを判断し、各々が条件を満たしていない場合は、クーラントを換気排熱回収器２２およびモータ／バッテリ２３の排熱の双方により加熱するようにしている。
【０１２８】
同時に、ヒートポンプサイクル３において、ＨＶＡＣユニット２に配設されている第２冷媒凝縮器７で凝縮された冷媒を第１膨張弁１４およびＨＶＡＣユニット２に配設されている冷媒蒸発器６と、第２膨張弁１９および冷媒／クーラント熱交換器２０とに並行して流し、換気排熱回収器２２およびモータ／バッテリ２３の排熱により加熱されたクーラントを熱源としてヒートポンプ除湿暖房運転を行うようにしている。また、クーラント入り口温度Ｔｃｎｉ、空気側吐出温度Ｔａｓｏおよび入り口冷媒圧力Ｐｒｓｉが各々の条件を満たしている場合は、電気ヒータ２４に通電してクーラントを換気排熱回収器２２、モータ／バッテリ２３の排熱および電気ヒータ２４により加熱し、このクーラントを熱源としてヒートポンプ除湿暖房運転を行うようにしている。
【０１２９】
このように、除湿暖房制御時、モータ／バッテリ２３の排熱が利用できる場合は、換気排熱器２２が利用できるか否かを判断し、換気排熱器２２が利用できる場合は、さらに電気ヒータ２４の利用が必要か否かを判断し、本当に電気ヒータ２４が必要な場合に限って電気ヒータ２４に通電してクーラントを加熱するようにしている。このため、各々の状態において、必要な暖房能力を確保して効率のよい除湿暖房運転を行うことができると同時に、電気ヒータ２４の使用を可及的に抑制し、空調システム１側での消費電力を低減して車両の走行距離延長に貢献することができる。
【０１３０】
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、ＨＶＡＣユニット２は、冷媒蒸発器６の下流側に温調用のエアミックスダンパを備えた構成としてもよい。また、ヒートポンプサイクル３において、冷媒切替え手段１１を構成する第１電磁弁９および第２電磁弁１０は、三方切替え弁あるいは四方切替え弁等によって代替してもよい。さらに、クーラントサイクル４において、第４電磁弁２８と第７電磁弁３３、第３電磁弁２７と第５電磁弁２９および第６電磁弁３１は、他の三方切替え弁や四方切替え弁等によって代替してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両空調システムのシステム構成図である。
【図２】図１に示す車両空調システムを自動運転するための制御フロー図である。
【図３】図２に示す制御フロー中の冷房制御運転時の制御フロー図である。
【図４】図２に示す制御フロー中の送風モード制御運転時の制御フロー図である。
【図５】図２に示す制御フロー中のモータ／バッテリ冷却制御運転時の制御フロー図である。
【図６】図２に示す制御フロー中の暖房制御運転時の制御フロー図である。
【図７】図２に示す制御フロー中の除湿暖房制御運転時の制御フロー図である。
【図８】図３ないし図７に示す運転モードのパターンを一覧表にした図である。
【図９】図３に示す冷房制御運転における冷房時１（モータ／バッテリ冷媒冷却）のサイクル図である。
【図１０】図３に示す冷房制御運転における冷房時２（モータ／バッテリ空冷）のサイクル図である。
【図１１】図３に示す冷房制御運転における冷房時３（モータ／バッテリ冷却なし）のサイクル図である。
【図１２】図４に示す送風モード制御運転における送風モード時１（モータ／バッテリ冷媒冷却）のサイクル図である。
【図１３】図４に示す送風モード制御運転における送風モード時２（モータ／バッテリ空冷）のサイクル図である。
【図１４】図４に示す送風モード制御運転における送風モード時３（モータ／バッテリ冷却なし）のサイクル図である。
【図１５】図５に示すモータ／バッテリ冷却制御運転におけるモータ／バッテリ冷却時１（モータ／バッテリ冷媒冷却）のサイクル図である。
【図１６】図５に示すモータ／バッテリ冷却制御運転におけるモータ／バッテリ冷却時２（モータ／バッテリ空冷）のサイクル図である。
【図１７】図５に示すモータ／バッテリ冷却制御運転におけるモータ／バッテリ冷却時３（モータ／バッテリ冷却なし）のサイクル図である。
【図１８】図６に示す暖房制御運転における暖房時１（ＰＴＣ＋モータ／バッテリ＋換気排熱利用）のサイクル図である。
【図１９】図６に示す暖房制御運転における暖房時２（モータ／バッテリ＋換気排熱利用）のサイクル図である。
【図２０】図６に示す暖房制御運転における暖房時３（ＰＴＣ＋モータ／バッテリ排熱利用）のサイクル図である。
【図２１】図６に示す暖房制御運転における暖房時４（モータ／バッテリ排熱利用）のサイクル図である。
【図２２】図６に示す暖房制御運転における暖房時５（ＰＴＣ利用）のサイクル図である。
【図２３】図７に示す除湿暖房制御運転における除湿暖房時１（ＰＴＣ＋モータ／バッテリ＋換気排熱利用）のサイクル図である。
【図２４】図７に示す除湿暖房制御運転における除湿暖房時２（モータ／バッテリ＋換気排熱利用）のサイクル図である。
【図２５】図７に示す除湿暖房制御運転における除湿暖房時３（ＰＴＣ＋モータ／バッテリ排熱利用）のサイクル図である。
【図２６】図７に示す除湿暖房制御運転における除湿暖房時４（モータ／バッテリ排熱利用）のサイクル図である。
【図２７】図７に示す除湿暖房制御運転における除湿暖房時１（ＰＴＣ利用）のサイクル図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１  車両空調システム
２  ＨＶＡＣユニット
３  ヒートポンプサイクル
４  クーラントサイクル
５  ブロア（送風機）
６  冷媒蒸発器
７  第２冷媒凝縮器
８  冷媒圧縮機
１１  冷媒切替え手段
１２  第１冷媒凝縮器
１４  第１膨張弁（ＥＥＶ；電子膨張弁）
１９  第２膨張弁（ＥＥＶ；電子膨張弁）
２０  冷媒／クーラント熱交換器
２１  クーラント循環ポンプ
２２  換気排熱回収器
２３  モータ／バッテリ
２４  電気ヒータ（ＰＴＣ）
３０  第１バイパス回路
３２  第２バイパス回路
３５  ラジエータ
３６  モータ／バッテリ冷却回路
４０，４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７  センサ
【図１】
2010111269.tif 000003
【図２】
2010111269.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2010111269.tif 000007
【図６】
2010111269.tif 000008
【図７】
2010111269.tif 000009
【図８】
2010111269.tif 000010
【図９】
2010111269.tif 000011
【図１０】
2010111269.tif 000012
【図１１】
2010111269.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2010111269.tif 000015
【図１４】
2010111269.tif 000016
【図１５】
2010111269.tif 000017
【図１６】
2010111269.tif 000018
【図１７】
2010111269.tif 000019
【図１８】
2010111269.tif 000020
【図１９】
2010111269.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
2010111269.tif 000023
【図２２】
2010111269.tif 000024
【図２３】
2010111269.tif 000025
【図２４】
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【図２５】
2010111269.tif 000027
【図２６】
2010111269.tif 000028
【図２７】
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