特開 2024-166784 車両用空調装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024166784

(43)【公開日】2024-11-29

(54)【発明の名称】車両用空調装置

(51)【国際特許分類】

   B60H 1/22 20060101AFI20241122BHJP

   B60H 1/00 20060101ALI20241122BHJP

【ＦＩ】

B60H1/22 651C

B60H1/22 ZHV

B60H1/00 101N

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023083121

(22)【出願日】2023-05-19

(71)【出願人】

【識別番号】000001845

【氏名又は名称】サンデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112689

【弁理士】

【氏名又は名称】佐原 雅史

(74)【代理人】

【識別番号】100128934

【弁理士】

【氏名又は名称】横田 一樹

(74)【代理人】

【識別番号】100166833

【弁理士】

【氏名又は名称】白石 直子

(72)【発明者】

【氏名】松▲崎▼ 航大

【テーマコード（参考）】

3L211

【Ｆターム（参考）】

3L211AA10

3L211AA14

3L211BA22

3L211CA19

3L211FA23

3L211FB05

3L211GA04

3L211GA11

3L211GA23

(57)【要約】

【課題】 オン／オフ制御においてオン／オフ回数を抑制することにより、圧縮機の長寿命化を図ることが可能な車両用空調装置を提供する。
【解決手段】 車両用空調装置１は、圧縮機２と、空気を加熱する放熱部４と、減圧部６と、吸熱部９を有する冷媒回路Ｒと、内部に放熱部４と吸熱部９を収容し、内部を流れる空気を内気と外気に切り替え可能なインテークユニット１０Ｉを備えたＨＶＡＣシステム１０と、制御装置３２と、を備え、制御装置３２は、圧縮機１の回転数が最低回転数であり、且つ、要求空調負荷に対する冷媒回路Ｒの空調能力が過剰となる場合、インテークユニット１０Ｉにおける外気導入割合を増加させる空調能力消費モードに切り替える。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮機と、
空気を加熱する放熱部と、減圧部と、
吸熱部を有する冷媒回路と、
内部に前記放熱部と前記吸熱部を収容し、該内部を流れる空気を内気と外気に切り替え可能なインテークユニットを備えたＨＶＡＣシステムと、
制御装置と、
を備えた車両用空調装置であって、
前記制御装置は、
前記圧縮機の回転数が最低回転数であり、且つ、要求空調負荷に対する前記冷媒回路の空調能力が過剰となる場合、
前記インテークユニットにおける外気導入割合を増加させる空調能力消費モードに切り替える、
ことを特徴とする車両用空調装置。

【請求項2】

前記制御装置は、
前記空調能力消費モードでは、前記減圧部を制御して前記冷媒回路における冷媒流量を低下させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。

【請求項3】

圧縮機と、
空気を加熱する放熱部と、減圧部と、吸熱部を有する冷媒回路と、
内部に前記放熱部と前記吸熱部を収容しデフロスタ吹き出し口を備えたＨＶＡＣシステムと、
制御装置と、
を備えた車両用空調装置であって、
前記圧縮機の回転数が最低回転数、かつ、空調負荷に対して前記圧縮機の冷媒回路の空調能力が過剰となる場合、
前記吸熱部による空気冷却を行った後、前記放熱部による空気加熱を行う再加熱モードを実行し、温度調整した空気を前記デフロスタ吹き出し口のみから吹き出す空調能力消費モードに切り替える、
ことを特徴とする車両用空調装置。

【請求項4】

前記制御装置は、前記空調能力消費モードにおいて、
前記吸熱部による空気冷却を行った後、前記放熱部による空気加熱を行う再加熱モードを実行し、温度調整した空気を前記ＨＶＡＣシステムのデフロスタ吹き出し口のみから吹き出すように切り替え可能である、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用空調装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両用空調装置において、所定の条件が成立した場合に圧縮機の運転／停止を繰り返すオン／オフ制御を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

具体的に、例えば冷房運転時において、春や夏のいわゆる中間期などでは、冷媒回路の冷房能力が夏季ほど要求されない場合がある。このような場合、車両用空調装置は要求される空調負荷（設定温度や車室内の目標温度など）に応じて圧縮機の回転数を落とし、最終的には最低回転数（例えば、８００ｒｐｍなど）で運転する。そして圧縮機を最低回転数で運転したとしてもなお、冷媒回路の空調能力が要求される空調負荷に対して過剰（冷え過ぎ）となってしまう場合には、圧縮機をオフ（回転数を０ｒｐｍ）にして冷媒回路の空調能力を更に下げる。そのままでは空調能力が下がりすぎてしまうため、例えば車室内の温度上昇の検知などに基づき、再び圧縮機をオンにし、例えば最小回転数で運転する。このように要求される空調負荷に応じて圧縮機のオン／オフを繰り返す制御を圧縮機のオン／オフ制御という。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－９７３６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、仕様の変更等により冷媒回路における圧縮機の最低回転数が増加した場合、圧縮機のオン／オフの回数が増加する問題が生じた。

【0006】

具体的に、例えば最低回転数が１０００ｒｐｍに増加したとすると、最低回転数が８００ｒｐｍの場合と比較して冷媒回路の空調能力は増加する。つまり圧縮機のオン／オフ制御では、圧縮機をオンした後に、圧縮機の空調能力過剰によってオフになるまでの周期が短くなり、オン／オフ回数が増加してしまう。このオン／オフ回数の増加は圧縮機の製品寿命に関わるため、オン／オフ回数を軽減することが望まれる。

【0007】

本発明は、斯かる実情に鑑み、オン／オフ制御においてオン／オフ回数を抑制することにより、圧縮機の長寿命化を図ることが可能な車両用空調装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、圧縮機と、空気を加熱する放熱部と、減圧部と、吸熱部を有する冷媒回路と、内部に前記放熱部と前記吸熱部を収容し、該内部を流れる空気を内気と外気に切り替え可能なインテークユニットを備えたＨＶＡＣシステムと、制御装置と、を備えた車両用空調装置であって、前記制御装置は、前記圧縮機の回転数が最低回転数であり、且つ、要求空調負荷に対する前記冷媒回路の空調能力が過剰となる場合、前記インテークユニットにおける外気導入割合を増加させる空調能力消費モードに切り替える、ことを特徴とする車両用空調装置にかかるものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、オン／オフ制御においてオン／オフ回数を抑制することにより、圧縮機の長寿命化を図ることが可能な車両用空調装置を提供できるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態に係る車両用空調装置の概略構成を示す図である。

【図2】本発明の実施形態に係る車両用空調装置の制御装置の概略構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の実施形態に係る車両用空調装置の制御装置の機能ブロック図である。

【図4】本発明の実施形態に係る車両用空調装置における冷媒および熱媒体の流れの経路を示す図である。

【図5】本発明の実施形態に係るオン／オフ抑制制御について説明する図である。

【図6】本発明の実施形態に係るオン／オフ制御の処理の流れを示すフロー図である。

【図7】本発明の実施形態に係るオン／オフ抑制制御の処理の流れを示すフロー図である。

【図8】本発明の実施形態に係る他の車両用空調装置の概略構成を示す図である。

【図9】本発明の実施形態に係る他の車両用空調装置における冷媒および熱媒体の流れの経路を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１～図９は発明を実施する形態の一例であって、図中、同一の符号を付した部分は同一の機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

【0012】

図１は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置１（その空調回路Ａ）の一例を示す概略構成図である。車両用空調装置１は、例えば、エンジン（内燃機関）が搭載されていない電気自動車（ＥＶ）や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などの車両に適用することができる。このような車両は、バッテリ５５（例えば、リチウム電池）が搭載され、外部電源からバッテリ５５に充電された電力を、走行用モータ（電動モータ）を含むモータユニット６５に供給することで駆動し、走行する。車両用空調装置１も、バッテリ５５から給電されて駆動される。

【0013】

車両用空調装置１の一例を示す概略構成図である。車両用空調装置１（その空調回路Ａ）は、例えば、エンジン（内燃機関）がは、ヒートポンプ運転を行うための冷媒回路Ｒと、バッテリ５５やモータユニット６５等の発熱機器（被温調対象機器）を備え、被温調対象機器の温度を調整する機器温度調整回路６１とを備えている。機器温度調整回路６１は、冷媒回路Ｒとは異なる（別の）熱媒体（例えば、水など）が循環する熱媒体回路であり、冷媒回路Ｒに対して後述する冷媒－熱媒体熱交換器６４を介して並列回路となっている。車両用空調装置１は、冷媒回路Ｒを用いたヒートポンプ運転により暖房運転や冷房運転等の空調運転を選択的に実行することで、車室内の空調及びバッテリ５５やモータユニット６５等の被温調対象機器の温調を行う。

【0014】

冷媒回路Ｒは、冷媒を圧縮する電動式の圧縮機（電動圧縮機）２と、車室内空気が通気循環されるＨＶＡＣシステム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を放熱させて車室内に供給する空気を加熱する放熱部（室内熱交換器、加熱部）としての凝縮器４と、暖房時に冷媒を減圧膨張させる減圧部としての室外膨張弁６と、冷房時には冷媒を放熱させる放熱器（凝縮器）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ための室外熱交換器（ラジエータ）７と、冷媒を減圧膨張させる減圧部としての室内膨張弁８と、空気流通路３内に設けられて冷房時（除湿時）に車室内外から冷媒に吸熱させて車室内に供給する空気を冷却するための吸熱部としての蒸発器９と、アキュムレータ１２等が冷媒配管１３Ａ～１３Ｈにより接続されて構成されている。

【0015】

室外膨張弁６及び室内膨張弁８はいずれも電子膨張弁を適用することができる。室外膨張弁６は、凝縮器４から流出し室外熱交換器７に流入する冷媒を減圧膨張させると共に、全閉も可能となっている。室内膨張弁８は、蒸発器９に流入する冷媒を減圧膨張させると共に、蒸発器９における冷媒の吸熱力、つまり通過空気の冷却能力を調整する。

【0016】

室外熱交換器７の冷媒出口と蒸発器９の冷媒入口とは冷媒配管１３Ａにより接続されている。冷媒配管１３Ａには、室外熱交換器７側から順に、逆止弁１８と室内膨張弁８とが設けられている。逆止弁１８は、蒸発器９に向かう方向が順方向となるように冷媒配管１３Ａに設けられる。冷媒配管１３Ａは、逆止弁１８よりも室外熱交換器７側の位置で冷媒配管１３Ｂに分岐している。

【0017】

冷媒配管１３Ａから分岐した冷媒配管１３Ｂは、アキュムレータ１２の冷媒入口に接続されている。冷媒配管１３Ｂには、室外熱交換器７側から順に、暖房時に開放される電磁弁２１及び逆止弁２０が設けられている。逆止弁２０は、アキュムレータ１２に向かう方向が順方向となるように接続されている。冷媒配管１３Ｂの電磁弁２１と逆止弁２０との間は冷媒配管１３Ｃに分岐している。冷媒配管１３Ｂから分岐した冷媒配管１３Ｃは、蒸発器９の冷媒出口に接続されている。アキュムレータ１２の冷媒出口と圧縮機２とは、冷媒配管１３Ｄにより接続されている。

【0018】

圧縮機２の冷媒出口と凝縮器４の冷媒入口とは、冷媒配管１３Ｅにより接続されている。凝縮器４の冷媒出口には冷媒配管１３Ｆの一端が接続され、冷媒配管１３Ｆの他端側は室外膨張弁６の手前（冷媒上流側）で冷媒配管１３Ｇと冷媒配管１３Ｈに分岐している。分岐した一方の冷媒配管１３Ｈ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１３Ｇは、冷媒配管１３Ａの逆止弁１８と室内膨張弁８との間に接続されている。冷媒配管１３Ｇの冷媒配管１３Ａとの接続点より冷媒上流側には、電磁弁２２が設けられている。

【0019】

これにより、冷媒配管１３Ｇ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、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。

【0020】

ＨＶＡＣシステム１０は、その内部に凝縮器４と蒸発器９を収容し、蒸発器９の空気上流側における空気流通路３に、（エア）インテークユニット１０Ｉが設けられている。インテークユニット１０Ｉは例えば、外気吸込口と内気吸込口の各吸込口（図１では吸込口２５で代表して示す）と、吸込切替ダンパ２６と、室内送風機（ブロワファン）２７を含む。インテークユニット１０Ｉは、吸込切替ダンパ２６により、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）とを適宜切り換えて吸込口２５から空気流通路３内に導入する。室内送風機（ブロワファン）２７は吸込切替ダンパ２６の空気下流側に設けられ、導入した内気や外気を空気流通路３に送給する。更にまた、凝縮器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（デフロスタ）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の空気の吹き出しを切替制御する吹出口切替ダンパ３１が設けられている。

【0021】

図１において補助加熱装置として補助ヒータ２３が設けられている。補助ヒータ２３は、例えば、ＰＴＣヒータ（電気ヒータ）から構成されており、空気流通路３の空気の流れに対して、凝縮器４の空気下流側となる空気流通路３内に設けられている。補助ヒータ２３が通電されて発熱した場合、車室内の暖房を補完することができる。

【0022】

凝縮器４の空気上流側における空気流通路３内には、空気流通路３内に流入し、蒸発器９を通過した後の空気流通路３内の空気（内気や外気）を凝縮器４及び補助ヒータ２３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。

【0023】

機器温度調整回路６１は、被温調対象機器である発熱機器（バッテリ５５やモータユニット６５等）を有し、放熱部（凝縮器４）又は吸熱部（蒸発器９）の少なくとの一方と熱的に接続可能に構成される。機器温度調整回路６１は、バッテリ５５やモータユニット６５等の被温調対象機器に熱媒体を循環させてバッテリ５５やモータユニット６５の温度を調整する熱媒体回路である。なお、モータユニット６５には、走行用の電動モータと電動モータを駆動するインバータ回路等の発熱機器も含まれる。なお被温調対象機器は、バッテリ５５やモータユニット６５に限らずその他車両に搭載されて発熱する機器を適用することができる。

【0024】

機器温度調整回路６１は、バッテリ５５やモータユニット６５に熱媒体を循環させるための循環装置としての第１循環ポンプ６２及び第２循環ポンプ６３と、冷媒－熱媒体熱交換器（以下、「チラー熱交換器」という）６４と、熱媒体加熱ヒータ６６と、空気－熱媒体熱交換器６７と、流路切替装置としての三方弁８１と、蓄熱槽８５を備えている。

【0025】

機器温度調整回路６１は、チラー熱交換器６４を介して冷媒回路Ｒと接続可能に構成されている。冷媒回路Ｒにおいて、冷媒配管１３Ａの、冷媒配管１３Ｇとの接続点と室内膨張弁８との間には、分岐回路としての分岐配管７２の一端が接続され、分岐配管７２の他端はチラー熱交換器６４の冷媒流路に接続されている。分岐配管７２には補助膨張弁７３が設けられている。補助膨張弁７３はチラー熱交換器６４の冷媒流路に流入する冷媒を減圧膨張させると共に全閉も可能となっている。

【0026】

チラー熱交換器６４の冷媒流路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、冷媒配管１３Ｂの逆止弁２０とアキュムレータ１２との間に接続されている。チラー熱交換器６４は、冷媒回路Ｒの一部を構成すると同時に、機器温度調整回路６１の一部も構成する。

【0027】

チラー熱交換器６４の熱媒体吐出側に熱媒体配管６８Ａの一端が接続されている。熱媒体配管６８Ａには、チラー熱交換器６４側から順に、熱媒体加熱ヒータ６６、バッテリ５５、第１循環ポンプ６２、逆止弁８２が設けられている。熱媒体配管６８Ａの他端は、後述する熱媒体配管６８Ｂに接続される。熱媒体配管６８Ａは、熱媒体加熱ヒータ６６よりもチラー熱交換器６４側の位置で熱媒体配管６８Ｂに分岐している。分岐した熱媒体配管６８Ｂの他端は、チラー熱交換器６４の熱媒体入口に接続されている。熱媒体配管６８Ｂには、空気－熱媒体熱交換器６７が設けられている。空気－熱媒体熱交換器６７は、図示しない室外送風機によって通風される外気（空気）の流れ（風路）に対して、室外熱交換器７の風下側に配置される。

【0028】

熱媒体配管６８Ｂの空気－熱媒体熱交換器６７より熱媒体下流側には三方弁８１が設けられ、熱媒体配管６８Ｂの三方弁８１とチラー熱交換器６４の熱媒体入口との間には、熱媒体配管６８Ａの他端が接続されている。熱媒体配管６８Ａの他端と熱媒体配管６８Ｂとの接続点と、チラー熱交換器６４の熱媒体入口との間には蓄熱槽８５が接続されている。熱媒体配管６８Ｂは、熱媒体配管６８Ｂの空気－熱媒体熱交換器６７より熱媒体上流側において熱媒体配管６８Ｃに分岐し、分岐した熱媒体配管６８Ｃの他端は三方弁８１に接続されている。熱媒体配管６８Ｃには、第２循環ポンプ６３及びモータユニット６５が設けられている。

【0029】

機器温度調整回路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、本実施形態では一例として水を熱媒体として採用している。また、バッテリ５５やモータユニット６５の周囲には例えば熱媒体が当該バッテリ５５やモータユニット６５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。

【0030】

第１循環ポンプ６２が運転されると、第１循環ポンプ６２から吐出された熱媒体は熱媒体配管６８Ａ，逆止弁８２、熱媒体配管６８Ｂ、蓄熱槽８５、チラー熱交換器６４の熱媒体流路、熱媒体配管６８Ａ，熱媒体加熱ヒータ６６、バッテリ５５の順に流れて第１循環ポンプ６２に吸い込まれる。このような流路制御状態では、バッテリ５５，蓄熱槽８５およびチラー熱交換器６４の間で熱媒体が循環される。また、三方弁８１が入口とチラー熱交換器６４側の出口を連通する状態に切り換えられ、第２循環ポンプ６３が運転されると、第２循環ポンプ６３から吐出された熱媒体は熱媒体配管６４Ｃ、モータユニット６５、三方弁８１、熱媒体配管６８Ｂ、蓄熱槽８５、チラー熱交換器６４の熱媒体流路、熱媒体配管６８Ｂの順に流れて第２循環ポンプ６３に吸い込まれる。このような流路制御状態では、モータユニット６５、蓄熱槽８５およびチラー熱交換器６４の間で熱媒体が循環される。蓄熱槽８５は、機器温度調整回路６１を循環する熱媒体から吸熱し、蓄熱が可能となっている。

【0031】

補助膨張弁７３が開いている場合、冷媒配管１３Ｇや室外熱交換器７から流出した冷媒の一部又は全部は、分岐配管７２に流入し補助膨張弁７３で減圧された後、チラー熱交換器６４の冷媒流路に流入して蒸発する。冷媒は、チラー熱交換器６４の冷媒流路を流れる過程で熱媒体流路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。

【0032】

図２に、車両用空調装置１の制御を司る制御装置３２のハードウェア構成の概略を示す。なお、図２は本実施形態を説明する上で主要な構成を抜き出して示しており、制御装置３２のハードウェア構成としては図示の構成以外の既知の構成を含んでいるがそれらの図示は省略している。

【0033】

本実施形態の制御装置３２は、例えば空調用のＥＣＵ（空調コントローラ）で実現される。制御装置（ＥＣＵ）３２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３２１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリ３２２と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などの不揮発性の記憶部３２３と、通信制御部３２４を含んでいる。ＣＰＵ３２１、メモリ３２２、記憶部３２３、および通信制御部３２４は内部バス３２５を介して互いに通信可能に接続されている。記憶部３２３には、後述する圧縮機駆動制御プログラムを始めとする各種プロブラムが記憶されている。

【0034】

制御装置３２は、モータユニット６５の駆動制御やバッテリ５５の充放電制御を含む車両全般の制御を司る車両コントローラ３５（ＥＣＵ）に車両通信バスを介して接続され、情報の送受信を行う。

【0035】

制御装置３２には、各種センサ（検出器）３０および空調操作部５３が接続され、それらの出力が入力される。各種センサ３０には少なくとも、蒸発器９の温度（蒸発器温度Ｔｅ：蒸発器９を経た空気の温度（吹き出し温度、または室内温度）、又は、蒸発器９自体の温度）を検出する蒸発器温度センサ４８と、圧縮機２の回転数を検知する回転数検知センサ５７が含まれる。その他、図示は省略するが例えば車両の外気温度を検出する外気温度センサ、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、車室内の空気（内気）の温度を検出する内気温度センサ、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、圧縮機２の吐出冷媒圧力を検出する吐出圧力センサなど、制御装置３２が制御可能な既知のセンサも接続されている。

【0036】

一方、制御装置３２の出力には、例えば圧縮機２と、吹出口切替ダンパ３１と、吸込切替ダンパ２６と、エアミックスダンパ２８と、室外膨張弁６と、室内膨張弁８と、電磁弁２２と、補助膨張弁７３と、バッテリ温度センサ７６と、蓄熱槽８５と、図示を省略している図１に示す車両用空調装置１のその他の各構成（室外送風機７、室内送風機（ブロワファン）２７、電磁弁２１，三方弁８１、熱媒体出口温度センサ、モータユニット６５の温度を検出するモータ温度センサ等）が接続されている。そして、制御装置３２は各種センサ３０の出力と空調操作部５３にて入力された値、車両コントローラ３５からの情報に基づいて車両用空調装置１の各構成を制御する。

【0037】

図３は、制御装置３２の機能構成を示すブロック図である。制御装置３２は、例えば圧縮機２の駆動制御を実行する圧縮機駆動制御部３２０として機能する。圧縮機駆動制御部３２０は例えば、空調や圧縮機の状態を取得する状態取得部３２６、圧縮機２のオン／オフ制御を行うオン／オフ制御部３２７、圧縮機２のオン／オフ抑制制御を行うオン／オフ抑制制御部３２８を有する。制御装置３２（圧縮機駆動制御部３２０）は、圧縮機駆動制御プログラムが記憶部３２３から読み出されてメモリ３２２に展開され、ＣＰＵ３２１によって実行されることで、圧縮機駆動制御を実行する。すなわち、制御装置３２は、各種センサ３０の出力等に基づき、圧縮機２の駆動を制御して、車両用空調装置１の暖房運転、冷房運転などを行う。また、空調の状態および圧縮機２の状態に応じて、圧縮機２のオン／オフ制御および圧縮機２のオン／オフ抑制制御を行うが、これらについては後述する。

【0038】

＜車両用空調装置１における暖房運転＞
図４は、図１に示す車両用空調装置１（空調回路Ａ）における、冷媒回路Ｒの冷媒の流れを説明する図である。暖房運転時における冷媒の流れの経路Ｈ１を太実線矢印で、冷房運転時における冷媒の流れの経路Ｃ１を太不破線矢印でそれぞれ示している。

【0039】

まず車両用空調装置１の暖房運転について説明する。暖房運転時には、制御装置３２は電磁弁２１を開放し、室内膨張弁８を全閉とする。一方、補助膨張弁７３を全閉とし、電磁弁２２も閉じる。圧縮機２、及び、送風機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凝縮器４及び補助ヒータ２３に通風される割合を調整する状態とする。

【0040】

これにより、冷媒は経路Ｈ１（太実線矢印）で示すように流れる。すなわち、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器４に流入する。凝縮器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内の空気は凝縮器４内の高温冷媒により加熱され、一方、凝縮器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。

【0041】

凝縮器４内で液化した冷媒は凝縮器４を出た後、冷媒配管１３Ｆ、１３Ｈを経て室外膨張弁６に至る。冷媒は、室外膨張弁６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、走行により流入する外気、或いは、室外送風機（図示せず）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。

【0042】

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１３Ｂ、電磁弁２１、逆止弁２０を経てアキュムレータ１２に流入する。冷媒はアキュムレータ１２で気液分離された後、ガス冷媒が冷媒配管１３Ｄを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。凝縮器４にて加熱された空気は吹出口２９から吹き出される。これにより、車室内の暖房が行われることとなる。

【0043】

制御装置３２は、適宜、室外膨張弁６の弁開度を制御し、凝縮器４の出口における冷媒の過冷却度を制御する。また、凝縮器４による暖房能力が不足する場合には補助ヒータ２３に通電して発熱させ、暖房能力を補助（補完）する。

【0044】

以上説明した本実施形態の暖房運転においては、冷媒回路Ｒは機器温度調整回路（熱媒体回路）６１と熱的に接続されていない。この機器温度調整回路（熱媒体回路）６１と熱的に非接続の暖房運転を、後述する空調能力消費モードがオンになっている暖房運転と区別するため、暖房運転(通常)という場合がある。

【0045】

＜車両用空調装置１における冷房運転＞
次に、車両用空調装置１の冷房運転について説明する。冷房運転時には、制御装置３２は室外膨張弁６、室内膨張弁８を開き、電磁弁２１及び電磁弁２２を閉じる。この状態で、制御装置３２は、圧縮機２、室外送風機１５及び室内送風機２７を運転し、エアミックスダンパ２８を室内送風機２７から吹き出された空気が凝縮器４及び補助ヒータ２３に通風される割合を調整可能な状態とする。尚、補助ヒータ２３には通電されない。

【0046】

これにより、冷媒は経路Ｃ１（太破線矢印）で示すように流れる。すなわち、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器４に流入する。凝縮器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（再加熱）のみのため）、ここは殆ど通過するのみとなり、凝縮器４を出た冷媒は冷媒配管１３Ｆを経て冷媒配管１３Ｈに至り、室外熱交換器７に流入し、室外送風機１５により通風される外気によって空冷され、凝縮液化する。

【0047】

室外熱交換器７を出た冷媒の一部は冷媒配管１３Ａ、逆止弁１８を経て室内膨張弁８に至り、室内膨張弁８にて冷媒は減圧された後、蒸発器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から吹き出されて蒸発器９と熱交換する空気が冷却される。蒸発器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、そこから冷媒配管１３Ｄを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。蒸発器９にて冷却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。

【0048】

以上説明した本実施形態の冷房運転においては、冷媒回路Ｒは機器温度調整回路（熱媒体回路）６１と熱的に接続されていない。この機器温度調整回路（熱媒体回路）６１と熱的に非接続の暖房運転を、後述する空調能力消費モードがオンになっている暖房運転と区別するため、冷房運転(通常)という場合がある。

【0049】

＜圧縮機のオン／オフ制御＞
再び図３を参照して、制御装置３２（圧縮機駆動制御部３２０）は、オン／オフ制御部３２７およびオン／オフ抑制制御部３２８を有する。オン／オフ制御部３２７は、車両用空調装置１の運転中において、要求される空調負荷（以下、「要求空調負荷」という。）と冷媒回路Ｒの空調能力との関係に応じて圧縮機２のオン／オフ制御を実行する。空調要求負荷は例えば、車両用空調装置１に設定される温度、あるいは車室内の目標温度を維持するための車両用空調装置１に対する要求値である。

【0050】

具体的に、例えば春や秋などの中間期において、暖房運転を行う場合、圧縮機２を最低回転数で運転していても、要求空調負荷（例えば設定温度）に対して冷媒回路Ｒの空調能力（暖房能力）が過剰となる場合がある。また、同様に中間期において冷房運転を行う場合、圧縮機２を最低回転数で運転していても、要求空調負荷（例えば設定温度）に対して冷媒回路Ｒの空調能力（冷房能力）が過剰となる場合がある。

【0051】

このような場合に、制御装置３２は圧縮機２を一時的にオフし、要求空調負荷と冷媒回路Ｒの空調能力が釣り合った場合に圧縮機２を再びオンするオン／オフ制御を実行する。しかしながら、圧縮機２のオン／オフを繰り返すと製品寿命が劣化する問題がある。

【0052】

そこで本実施形態では、暖房運転中または冷房運転中の圧縮機２のオン／オフ制御において、オン／オフ抑制制御部３２８による圧縮機２のオン／オフの回数を抑制する制御（オン／オフ抑制制御）を行うこととした。具体的にオン／オフ抑制制御部３２８は、暖房運転（通常）時、または冷房運転（通常）時において、圧縮機２の回転数が最低回転数であり、且つ冷媒回路Ｒの空調能力が、要求空調負荷に対して過剰となった場合（圧縮機２を最低回転数で運転した場合の冷媒回路Ｒの空調能力が、要求空調負荷に対して過剰となった場合）に、空調能力消費モードに切り替える。暖房運転（通常）時、または冷房運転（通常）時において空調能力消費モードに切り替えることで従来の（空調能力消費モードの設定がない、オン／オフ抑制制御を行わない）圧縮機２のオン／オフ制御と比較して、圧縮機２のオン／オフの回数を低減することができる。

【0053】

図５～図７を参照して、本実施形態の圧縮機２のオン／オフ制御およびオン／オフ抑制制御の一例について説明する。図５は、本実施形態の圧縮機２のオン／オフ抑制制御の概要を説明する図であり、図６は、圧縮機２のオン／オフ制御の処理の流れの一例を示す図であり、図７は、オン／オフ抑制制御の処理の流れの一例を示す図である。

【0054】

図５の上段は、蒸発器温度Ｔｅが、空調操作部５３の操作により設定される目標室内温度（例えば、設定温度）ＴＥＯに対して変動する様子を概略的に示す図である。制御装置３２は、例えば、空調操作部５３の操作により或る目標室内温度ＴＥＯを受け付けた場合、これを基準として最低目標室内温度ＴＥＯ－βと最高目標室内温度ＴＥＯ＋αを設定する。目標室内温度ＴＥＯは、車両用空調装置１のオートモードあるいはマニュアルモードの設定により随時変動する温度であり、最低目標室内温度ＴＥＯ－βの「β」および最高目標室内温度ＴＥＯ＋αの「α」の値は、仕様に応じて予め設定される固定値である。蒸発器温度Ｔｅは外気温や車室内の温度、空調能力に応じて目標室内温度ＴＥＯに対して変動する。

【0055】

図５の中段は、オン／オフ抑制制御における圧縮機２の運転（オン）、停止（オフ）の状態を示しており、下段は、例えば暖房運転時において、蒸発器温度Ｔｅに応じて本実施形態の空調能力消費モードを切り替える（オン／オフ）様子を示している。

【0056】

本実施形態の制御装置３２（オン／オフ抑制制御部３２８）は一例として、圧縮機２の回転数が最小回転数であり、且つ、要求空調負荷に対する冷媒回路Ｒの空調能力が過剰となった場合に、図５の中段に示すように圧縮機２を、最小回転数で運転（オン）しつつ、下段に示すように、空調能力消費モードに切り替える（空調能力消費モードをオンにする）。

【0057】

要求空調負荷に対する冷媒回路Ｒの空調能力が過剰になるか否かは、例えば、目標室内温度（例えば、設定温度）ＴＥＯと、現在の室内温度（蒸発器温度センサ４８が検出する蒸発器温度Ｔｅ）との温度差に基づき判定する。具体的には、冷房運転において蒸発器温度Ｔｅが最低目標室内温度ＴＥＯ－βを下回って更に下降傾向を示すか、暖房運転において蒸発器温度Ｔｅが最高目標室内温度ＴＥＯ＋αを超えて更に上昇傾向を示す場合（図５上段に破線で示す）に「要求空調負荷に対する冷媒回路Ｒの空調能力が過剰である」と判定し、空調能力消費モードに切り替えて運転する（空調能力消費モードをオンにする）。また、空調能力消費モードがオンの状態で、冷房運転において蒸発器温度Ｔｅが最高目標室内温度ＴＥＯ＋αを超える場合、または、暖房運転において蒸発器温度Ｔｅが最低目標室内温度ＴＥＯ－βを下回る場合（図５上段に一点鎖線で示す）には、圧縮機２の回転数の増加で対応可能となるため、空調能力消費モードをオフにする。

【0058】

また、制御装置３２は、目標室内温度ＴＥＯを受け付けた場合、最高目標室内温度ＴＥＯ＋αを超える限界目標室内温度ＴＥＯ＋α´および最低目標室内温度ＴＥＯ－βを下回る限界目標室内温度ＴＥＯ－β´を設定する。ここでα´、β´はそれぞれ、仕様に応じて定められる固定値である。そして、暖房運転時において蒸発器温度Ｔｅが限界目標室内温度ＴＥＯ＋α´に達する（あるいは限界目標室内温度ＴＥＯ＋α´を超える）状態となった場合には圧縮機２をオフ（回転数を０ｒｐｍ）にする。また、冷房運転時において蒸発器温度Ｔｅが限界目標室内温度ＴＥＯ－β´に達する（あるいは限界目標室内温度ＴＥＯ－β´を下回る）状態となった場合には圧縮機２をオフ（回転数を０ｒｐｍ）にする。

【0059】

ここで上記の判定は一例であり、本実施形態において、それぞれの判定の閾値（最低目標室内温度ＴＥＯ－β、限界目標室内温度ＴＥＯ－β´、最高目標室内温度ＴＥＯ＋α、限界目標室内温度ＴＥＯ＋α´）と蒸発器温度Ｔｅが等しい場合については、条件の成立／不成立のどちらの判定に含めてもよい。

【0060】

図６のフロー図を参照して、オン／オフ制御部３２７による圧縮機２のオン／オフ制御の一例について説明する。

【0061】

制御装置３２（オン／オフ制御部３２７）は、ステップＳ０１に示すように圧縮機２がオン状態であることを前提としてオン／オフ制御を開始し、ステップＳ０３でオン／オフ抑制制御（図７を参照して説明する）を行う。その後ステップＳ０５で圧縮機２がオフであるか否かを判定し、オフの場合はステップＳ０７に進み、圧縮機２がオンの場合はステップＳ０３を繰り返し実行する。ステップＳ０７では、圧縮機２の運転による空調が可能となる条件（圧縮機２のオン条件）が成立しているか否かを判定し、オン条件が成立している場合にはステップＳ０１に戻り（圧縮機２の運転を再開し）、オン条件が成立していない場合にはステップＳ０７を繰り返し実行する。ステップＳ０７における圧縮機２のオン条件は、例えば、その時の目標室内温度ＴＥＯ、蒸発器温度Ｔｅ、外気温などに基づき、予め設定されている。

【0062】

図７のフロー図を参照して、オン／オフ抑制制御部３２８によるオン／オフ抑制制御の一例について説明する。なお図７は、一例として暖房運転時における制御の流れを示している。

【0063】

まずオン／オフ抑制制御部３２８は、ステップＳ１１において例えば所定の（周期的な）タイミングで、最新の蒸発器温度Ｔｅ、目標室内温度ＴＥＯ、圧縮機２の回転数を取得する。最新の蒸発器温度Ｔｅ、目標室内温度ＴＥＯ、圧縮機２の回転数は、状態取得部３２６において周期的な割込み処理または任意の割込み処理により、蒸発器温度センサ４８、回転数検知センサ５７、空調操作部５３などの出力に基づき取得され、空調コントローラ（制御装置）３２の記憶部３２３に記憶（随時更新）されている。そして蒸発器温度Ｔｅと、最低目標室内温度ＴＥＯ－βを比較し、蒸発器温度Ｔｅが最低目標室内温度ＴＥＯ－β以上の場合は、ステップＳ１３に進み、空調能力消費モードがオフであるか否かを判定する。空調能力消費モードは例えば初期値として、すなわち図６のステップＳ０１において圧縮機２がオン状態の場合には「オフ」が設定されている。図７のステップＳ１１において、蒸発器温度Ｔｅが最低目標室内温度ＴＥＯ－βを下回る場合は、ステップＳ２１に進み、空調能力消費モードをオフに設定（維持）して処理を終了する。

【0064】

ステップＳ１３で空調能力消費モードがオフの場合にはステップＳ１５に進み、オンの場合にはステップＳ２５に進む。ステップＳ１５では蒸発器温度Ｔｅが最高目標室内温度ＴＥＯ＋α以上であるか否かを判定し、蒸発器温度Ｔｅが最高目標室内温度ＴＥＯ＋α以上の場合にはステップＳ１７に進み、蒸発器温度Ｔｅが最高目標室内温度ＴＥＯ＋αを超えない場合は処理を終了する。

【0065】

ステップＳ１７では圧縮機２の現在の回転数が最低回転数（例えば１０００ｒｐｍ)であるか否かを判定し、圧縮機２の現在の回転数が最低回転数である場合にはステップＳ１９に進む。圧縮機２の現在の回転数が最低回転数でない場合（最低回転数より大きい場合）はステップＳ２３に進み、回転数を例えば所定の減少率で減少させて処理を終了する。

【0066】

ステップＳ１９では、オン／オフ抑制制御部３２８が所定の空調能力消費モードに切り替える（空調能力消費モードをオンにする）。空調能力消費モードは、要求空調負荷に対して過剰となっている冷媒回路Ｒの空調能力を消費するモードであり、空調能力の消費の方法は空調回路Ａの構成や、その時点の車両用空調装置１の状態に応じて複数の方法（モード）から選択（設定）可能であるが、具体例については後述する。制御装置３２は、選択（設定）された空調能力消費モードに応じて車両用空調装置１を運転する。

【0067】

ステップＳ１３において、空調能力消費モードがオンの場合に進むステップＳ２５では、蒸発器温度Ｔｅが最高目標室内温度ＴＥＯ＋αを下回るか否かを判定し、下回らない場合はステップＳ２７に進み、下回る場合は必要に応じてステップＳ３３に進み、再加熱モードをオフ（停止）にして処理を終了する。なお、再加熱モードについては後述する。

【0068】

ステップＳ２７では、蒸発器温度Ｔｅが限界目標室内温度ＴＥＯ＋α´を下回るか否かを判定し、蒸発器温度Ｔｅが限界目標室内温度ＴＥＯ＋α´以上の場合はステップＳ２９に進み、蒸発器温度Ｔｅが限界目標室内温度ＴＥＯ＋α´を下回る場合は必要に応じてステップＳ３１に進み、再加熱モード（後述する）に切り替えて（オンにして）処理を終了する。ステップＳ２９では圧縮機２を停止（オフ、０ｒｐｍ）にして処理を終了する。

【0069】

図７は暖房運転の場合におけるオン／オフ抑制制御の処理の一例を示しているが、冷房運転の場合にはステップＳ１１、ステップＳ１５、ステップＳ２５，ステップＳ２７の判定条件が異なる以外は、図７と同様であるので図示は省略する。具体的に、冷房運転の場合には、ステップＳ１１の判定が、蒸発器温度Ｔｅが最高目標室内温度ＴＥＯ＋α以下か否か（Ｔｅ≦ＴＥＯ＋α？）となり、蒸発器温度Ｔｅが最高目標室内温度ＴＥＯ＋α以下の場合はステップＳ１３に進み、蒸発器温度Ｔｅが最高目標室内温度ＴＥＯ＋αを超える場合はステップＳ２１に進む。また、ステップＳ１５の判定が、蒸発器温度Ｔｅが最低目標室内温度ＴＥＯ－β以下か否か（Ｔｅ≦ＴＥＯ－β？）となり、蒸発器温度Ｔｅが最低目標室内温度ＴＥＯ－β以下の場合にはステップＳ１７に進み、蒸発器温度Ｔｅが最低目標室内温度ＴＥＯ－βを超える場合は処理を終了する。またステップＳ２５の判定が、蒸発器温度Ｔｅが最低目標室内温度ＴＥＯ－βを超えるか否か（Ｔｅ＞ＴＥＯ－β？）となり、蒸発器温度Ｔｅが最低目標室内温度ＴＥＯ－β以下の場合はステップＳ２７に進み、蒸発器温度Ｔｅが最低目標室内温度ＴＥＯ－βを超える場合は必要に応じてステップＳ３３に進む。また、ステップＳ２７の判定が、蒸発器温度Ｔｅが限界目標室内温度ＴＥＯ－β´を超えるか否か（Ｔｅ＞ＴＥＯ－β'？）となり、蒸発器温度Ｔｅが限界目標室内温度ＴＥＯ－β´以下の場合はステップＳ２９に進み、蒸発器温度Ｔｅが限界目標室内温度ＴＥＯ－β´を超える場合は必要に応じてステップＳ３１に進む。

【0070】

以上、図１に示す車両用空調装置１を例に、圧縮機２のオン／オフ制御、およびオン／オフ抑制制御について説明した。しかしながら本実施形態の圧縮機２のオン／オフ制御、およびオン／オフ抑制制御は、図１に示す車両用空調装置１の構成に限らず、他の構成の車両用空調装置であっても適用できる。

【0071】

＜車両用空調装置の他の例＞
図８は、他の構成の車両用空調装置１００（における空調回路Ａ）の一例を概念的に示す図である。図１に示す車両用空調装置１は、放熱部（凝縮器４）において冷媒によって直接的に空気を加熱する構成であるが、図８に示すように放熱部において熱媒体を介して空気を加熱する構成の車両用空調装置１００であってもよい。

【0072】

車両用空調装置１００は例えば、冷媒が循環する冷媒回路Ｒと、熱媒体が循環する第１熱媒体回路１１５と、熱媒体が循環する第２熱媒体回路１１６を含み、冷媒回路Ｒを用いたヒートポンプ運転を行うことにより車室内の空調を行う。

【0073】

第１熱媒体回路１１５は例えば、冷媒回路Ｒを流れる高温の冷媒と熱交換を行う、熱媒体が循環する高温側の熱媒体回路（以下、高温側熱媒体回路１１５という。）である。第２熱媒体回路１１６は例えば、冷媒回路Ｒを流れる低温の冷媒と熱交換を行う、熱媒体が循環する低温側の熱媒体回路（以下、低温側熱媒体回路１１６という。）である。

【0074】

冷媒回路Ｒは、圧縮機２と、熱交換器１１０（第１熱交換器１１０Ａおよび第２熱交換器１１０Ｂ）と、膨張機構１０６などが配管（冷媒配管）１７０により接続されて構成されている。図示は省略するが、冷媒回路Ｒにおいて圧縮機２の上流側には、冷媒からの液分離を行うアキュムレータが設けられている。冷媒回路Ｒは、圧縮機２によって高温高圧のガスとなった冷媒を第１熱交換器１１０Ａに通過させて冷媒から放熱させ、冷媒を冷却する。第１熱交換器１１０Ａを通過した冷媒を、膨張機構１０６で減圧させ、第２熱交換器１１０Ｂを通過させて吸熱させる。そして低圧となっている冷媒を再び圧縮機２で圧縮する。この循環（太実線矢印）を繰り返す。

【0075】

第１熱交換器１１０Ａは例えば高温側熱媒体回路１１５を流れる熱媒体と、冷媒回路Ｒを流れる冷媒の間で熱交換を行う冷媒－熱媒体熱交換器である。第１熱交換器１１０Ａは、冷媒流路と熱媒体流路を有し、冷媒流路が冷媒回路Ｒに接続し、熱媒体流路が高温側熱媒体回路１１５に接続する。

【0076】

第２熱交換器１１０Ｂは例えば低温側熱媒体回路１１６を流れる熱媒体と、冷媒回路Ｒを流れる冷媒との間で熱交換を行う冷媒－熱媒体熱交換器である。第２熱交換器１１０Ｂは、冷媒流路と熱媒体流路を有し、冷媒流路が冷媒回路Ｒに接続し、熱媒体流路が低温側熱媒体回路１１６に接続する。

【0077】

膨張機構１０６は、膨張弁やキャピラリチューブ等によって構成され、第１熱交換器１１０Ａを通過した高圧の冷媒を減圧、膨張させて低圧の冷媒とする。

【0078】

高温側熱媒体回路１１５は、例えば、循環ポンプ１５０，第１熱交換器１１０Ａ、ヒータコア１０４などが配管１７１により接続される。ヒータコア１０４は、例えば、図示を省略しているＨＶＡＣシステムなどに収容される凝縮器である。またこの例では、循環ポンプ１５０の上流側に分岐配管１７２を設け、分岐配管１７２の途中に蓄熱槽１８５を接続している。高温側熱媒体回路１１５（特に、ヒータコア１０４）は、車両用空調装置１００において空気を加熱する放熱部として機能する。

【0079】

低温側熱媒体回路１１６は、例えば、循環ポンプ１６０，第２熱交換器１１０Ｂ、クーラコア１０９などが配管１７１により接続される。クーラコア１０９は、例えば、図示を省略しているＨＶＡＣシステムなどに収容される蒸発器である。またこの例では、循環ポンプ１６０の上流側に分岐配管１７３を設け、分岐配管１７３の途中に蓄冷槽１８６を接続している。低温側熱媒体回路１１６（特に、クーラコア１０９）は、車両用空調装置１００における吸熱部として機能する。

【0080】

車両用空調装置１００のＨＶＡＣシステムは、例えば図１に示すＨＶＡＣシステム１０と同様である。

【0081】

また、被温調対象機器（発熱機器）であるバッテリ１５５が、高温側熱媒体回路１１５および低温側熱媒体回路１１６と、それぞれ配管１７１により並列接続される。ここでは被温調対象機器の代表としてバッテリ１５５を図示しているがこれに限らず、被温調対象機器はモータユニットなど、車両に搭載されて発熱する機器が含まれる。また、室外熱交換器（ラジエータ）１０７が高温側熱媒体回路１１５および低温側熱媒体回路１１６とそれぞれ配管１７１により並列接続される。

【0082】

図８に示す空調回路Ａにおける熱媒体の循環経路について説明する。本実施形態では、熱媒体の配管１７１、分岐配管１７２，１７３と、複数の分岐部ｂ（例えば、分岐部ｂ１～ｂ１２）により、熱媒体の循環経路が複数構成される。以下、これら複数の循環経路については、複数の分岐部ｂ（ｂ１～ｂ１２）と、分岐部ｂ間の流路ｒ（ｒ１～ｒ２０）として説明するが、流路ｒは分岐部ｂを介して接続される配管１７１および分岐配管１７２，１７３に対応しており、配管ｒ１～ｒ２０と読み替えることもできる。複数の分岐部ｂの少なくとも一部は、機械式または電磁式流路切替弁（二方弁、三方弁、四方弁など）または機械式または電磁式流量制御弁を含んで構成される。

【0083】

まず、高温側熱媒体回路１１５側では、流路ｒ１上に循環ポンプ１５０が接続し、その下流に第１熱媒体回路１１０Ａが接続する。流路ｒ１の一端は分岐部ｂ１に接続し、他端は分岐部ｂ４に接続する。流路ｒ２上にはヒータコア１０４が接続し、流路ｒ２の一端は分岐部ｂ１に接続し、他端は分岐部ｂ２に接続する。流路ｒ３は一端が分岐部ｂ２に接続し、他端が分岐部ｂ３に接続する。流路ｒ４上には蓄熱槽１８５が接続し、流路ｒ４の一端は分岐部ｂ３に、他端は分岐部ｂ４にそれぞれ接続する。流路ｒ５は一端が分岐部ｂ３に、他端が分岐部ｂ４にそれぞれ接続する。

【0084】

低温側熱媒体回路１１６側では、流路ｒ６上に循環ポンプ１６０が接続し、その下流に第２熱媒体回路１１０Ｂが接続する。流路ｒ６の一端は分岐部ｂ６に接続し、他端は分岐部ｂ８に接続する。流路ｒ７上にはクーラコア１０９が接続し、流路ｒ７の一端は分岐部ｂ５に接続し、他端は分岐部ｂ６に接続する。流路ｒ８は一端が分岐部ｂ５に接続し、他端が分岐部ｂ７に接続する。流路ｒ９上には蓄冷槽１８６が接続し、流路ｒ９の一端は分岐部ｂ７に、他端は分岐部ｂ８にそれぞれ接続する。流路ｒ１０は一端が分岐部ｂ７に、他端が分岐部ｂ８にそれぞれ接続する。

【0085】

また、流路ｒ１１は一端が分岐部ｂ５に、他端が分岐部ｂ９にそれぞれ接続し、流路ｒ１２は一端が分岐部ｂ６に、他端が分岐部ｂ１０にそれぞれ接続し、流路ｒ１３上には室外熱交換器１０７が接続し、流路ｒ１３の一端が分岐部ｂ９に、他端が分岐部ｂ１０にそれぞれ接続する。

【0086】

流路ｒ１４は一端が分岐部ｂ９に、他端が分岐部ｂ２にそれぞれ接続し、流路ｒ１５は一端が分岐部ｂ１０に、他端が分岐部ｂ１にそれぞれ接続し、流路ｒ１６は一端が分岐部ｂ１に、他端が分岐部ｂ１２にそれぞれ接続し、流路ｒ１７上にはバッテリ１５５が接続し、流路ｒ１７の一端が分岐部ｂ１１に、他端が分岐部ｂ１２にそれぞれ接続する。流路ｒ１８は一端が分岐部ｂ２に、他端が分岐部ｂ１１にそれぞれ接続し、流路ｒ１９は一端が分岐部ｂ１２に、他端が分岐部ｂ６にそれぞれ接続し、流路ｒ２０は一端が分岐部ｂ１１に、他端が分岐部ｂ５にそれぞれ接続する。

【0087】

ここで、バッテリ１５５とこれに接続する配管１７１（上記の例では流路ｒ１６，流路ｒ１７、ｒ１８、流路ｒ１９、流路ｒ２０を含む回路）は、発熱機器（被温調対象機器）を含む熱媒体回路（すなわち、機器温度調整回路１６１）である。そして機器温度調整回路１６１は、車両用空調装置１００の放熱部（第１熱媒体回路１１５）または吸熱部（第２熱媒体回路１１６）のそれぞれと並列接続可能に構成されている。

【0088】

図９を参照して、図８に示す車両用空調装置１００における暖房運転時の高温側熱媒体回路１１５および低温側熱媒体回路１１６のそれぞれにおける熱媒体の流れの経路、および冷房運転時の高温側熱媒体回路１１５および低温側熱媒体回路１１６のそれぞれにおける熱媒体の流れの経路について説明する。なお、車両用空調装置１００における冷媒回路Ｒの流れの経路（太実線矢印）は図８を用いて説明した通りであり、以下の説明において省略する。

【0089】

図９では、暖房運転における熱媒体の流れの経路Ｈ２を実線矢印で示し、冷房運転における熱媒体の流れの経路Ｃ２を太破線矢印で示している。

【0090】

＜車両用空調装置１００における暖房運転＞
暖房運転時の高温側熱媒体回路１１５では、循環ポンプ１５０から、流路ｒ１（第１熱交換器１１０Ａ）、分岐部ｂ１、流路ｒ２（ヒータコア１０４）、分岐部ｂ２、流路ｒ３，分岐部ｂ３，流路ｒ５，分岐部ｂ４を経由して循環ポンプ１５０に戻る経路Ｈ２で熱媒体が循環する。

【0091】

暖房運転時の低温側熱媒体回路１１６では、循環ポンプ１６０から、流路ｒ６（第２熱交換器１１０Ｂ）、分岐部ｂ６、流路ｒ１２、分岐部ｂ１０、流路ｒ１３（室外熱交換器１０７）、分岐部ｂ９，流路ｒ１１、分岐部ｂ５、流路ｒ８、分岐部ｂ７、流路ｒ１０、分岐部ｂ８を経由して循環ポンプ１６０に戻る経路Ｈ２で熱媒体が循環する。

【0092】

圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は第１熱交換器１１０Ａに流入し、高温側熱媒体回路１１５の熱媒体と熱交換する。第１熱交換器１１０Ａを出た冷媒は膨張機構１０６により減圧された後、第２熱交換器１１０Ｂに流入し、低温側熱媒体回路１１６の熱媒体と熱交換する。第２熱交換器１１０Ｂを出た低温の冷媒は不図示のアキュムレータで気液分離された後、圧縮機２に吸い込まれる循環（太線矢印）を繰り返す。

【0093】

低温側熱媒体回路１１６では熱媒体が室外熱交換器７に流入し、走行により流入する外気、或いは、室外送風機（図示せず）にて通風される外気中から熱を汲み上げて（吸熱）第２熱交換器１１０Ｂに流入する。

【0094】

高温側熱媒体回路１１５では第１熱交換器１１０Ａにより冷媒と熱交換した熱媒体がヒータコア１０４に流入し、これにより加熱された空気が不図示のＨＶＡＣシステムなどの吹出口から車室内に吹き出され、車室内の暖房が行われる。図８に示す暖房運転（熱媒体が経路Ｈ２で流れる場合）は、冷媒回路Ｒは機器温度調整回路（熱媒体回路）１６１と熱的に接続されていない。この機器温度調整回路（熱媒体回路）１６１と熱的に非接続の暖房運転を、後述する空調能力消費モードがオンになっている暖房運転と区別するため、暖房運転(通常)という場合がある。

【0095】

＜車両用空調装置１００における冷房運転＞
引き続き図９を参照して、車両用空調装置１００における冷房運転時の高温側熱媒体回路１１５および低温側熱媒体回路１１６のそれぞれにおける熱媒体の流れの経路Ｃ２（太破線矢印）について説明する。

【0096】

冷房運転時の高温側熱媒体回路１１５では、循環ポンプ１５０から、流路ｒ１（第１熱交換器１１０Ａ）、分岐部ｂ１、流路ｒ１５、分岐部ｂ１０、流路ｒ１３（室外熱交換器１０７）、分岐部ｂ９，流路ｒ１４、分岐部ｂ２、流路ｒ３，分岐部ｂ３，流路ｒ５，分岐部ｂ４を経由して循環ポンプ１５０に戻る経路Ｃ２で熱媒体が循環する。

【0097】

低温側熱媒体回路１１６では、循環ポンプ１６０から、流路ｒ６（第２熱交換器１１０Ｂ）、分岐部ｂ６、流路ｒ７（クーラコア１０９）、分岐部ｂ５、流路ｒ８、分岐部ｂ７、流路ｒ１０、分岐部ｂ８を経由して循環ポンプ１６０に戻る経路Ｃ２で熱媒体が循環する。

【0098】

圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は第１熱交換器１１０Ａに流入し、高温側熱媒体回路１１５の熱媒体と熱交換する。第１熱交換器１１０Ａを出た冷媒は膨張機構１０６により減圧された後、第２熱交換器１１０Ｂに流入し、低温側熱媒体回路１１６の熱媒体と熱交換する。する。第２熱交換器１１０Ｂを出た低温の冷媒は不図示のアキュムレータで気液分離された後、圧縮機２に吸い込まれる循環（太線矢印）を繰り返す。

【0099】

高温側熱媒体回路１１５では熱媒体が室外熱交換器７に流入し、走行により流入する外気、或いは、室外送風機（図示せず）にて通風される外気と熱交換（放熱）して第１熱交換器１１０Ａに流入する。

【0100】

低温側熱媒体回路１１６では第２熱交換器１１０Ｂにより冷媒と熱交換した熱媒体がクーラコア１０９に流入し、これにより冷却された空気が不図示のＨＶＡＣシステムなどの吹出口から車室内に吹き出され、車室内の冷房が行われる。この冷房運転（熱媒体が経路Ｃ２で流れる場合）においては、冷媒回路Ｒは機器温度調整回路（熱媒体回路）１６１と熱的に接続されていない。この機器温度調整回路（熱媒体回路）１６１と熱的に非接続の冷房運転を、後述する空調能力消費モードがオンになっている冷房運転と区別するため、冷房運転(通常)という場合がある。

【0101】

＜空調能力消費モード＞
次に、本実施形態における空調能力消費モードについて説明する、図７のステップＳ１９において暖房運転（通常）および冷房運転（通常）から切り替えられる空調能力消費モードは、圧縮機２が最低回転数の場合における冷媒回路Ｒの空調能力が要求空調負荷に対して過剰となる場合に、冷媒回路Ｒの空調能力を消費するモードである。本実施形態では、空調回路Ａ（車両用空調装置１（図１）、車両用空調装置１００（図８））の構成の違いおよび暖房運転中であるか冷房運転中であるか、等に応じて適用可能な空調能力消費モード（空調能力の消費方法）が異なり、複数の空調能力消費モードのいずれかが選択（設定）され、当該空調能力消費モードに切り替わる。以下、この複数の空調能力消費モードの一例について説明する。また「圧縮機２が最低回転数の場合における冷媒回路Ｒの空調能力が要求空調負荷に対して過剰」であることを以下、単に「空調能力過剰」と称する。

【0102】

＜第１空調能力消費モード＞
第１空調能力消費モードは、図１に示す車両用空調装置１の暖房運転（通常）中（図４に示す経路Ｈ１で冷媒が流れている場合）において、空調能力過剰となる場合に、車両用空調装置１の放熱部となる凝縮器４と、機器温度調整回路（発熱機器を備えた熱媒体回路）１６１を熱的に接続するモードである。またこの例では同時に蓄熱槽８５にも熱媒体を循環させて蓄熱を行う。

【0103】

具体的に図４を参照して暖房運転（通常）中に、第１空調能力消費モードへの切り替えが行われた場合の冷媒回路Ｒの冷媒の流れの経路及び機器温度調整回路６１の熱媒体の流れの経路（冷媒熱媒体経路Ｆ１、実線矢印で示す。）について説明する。

【0104】

第１空調能力消費モードでは、制御装置３２は図４に経路Ｈ１で示した冷媒回路Ｒの暖房運転（通常）の状態から、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（適宜全開から絞る）状態とする。

【0105】

第１空調能力消費モードにおいて冷媒は、冷媒回路Ｒを冷媒熱媒体経路Ｆ１（実線矢印）で循環する。具体的に、電磁弁２２の開放により、凝縮器４から出た冷媒が室外膨張弁６の冷媒上流側で冷媒配管１３Ｈ、１３Ｇに分流される。

【0106】

冷媒配管１３Ｈに流入した冷媒は、室外膨張弁６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、走行により流入する外気、或いは、室外送風機（図示せず）にて通風される外気中から熱を汲み上げる（吸熱）。

【0107】

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１３Ｂ、電磁弁２１、逆止弁２０を経てアキュムレータ１２に流入する。冷媒はアキュムレータ１２で気液分離された後、ガス冷媒が冷媒配管１３Ｄを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。凝縮器４にて加熱された空気は吹出口２９から吹き出される。これにより、車室内の暖房が行われることとなる。

【0108】

冷媒配管１３Ｇに流入した低温の冷媒は、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を経てチラー熱交換器６４の冷媒流路に流入して蒸発する。このときに吸熱（気液・液体から気体の状態変化による潜熱）作用を発揮する。冷媒流路で蒸発した冷媒は、冷媒配管７４を経て冷媒配管１３Ｂの逆止弁２０下流側に入り、アキュムレータ１２、冷媒配管１３Ｄを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。

【0109】

一方、機器温度調整回路６１における熱媒体は、冷媒熱媒体経路Ｆ１（実線矢印）で循環する。具体的に、第１循環ポンプ６２から熱媒体配管６８Ａに吐出されて逆止弁８２を経て蓄熱槽８５に至る。蓄熱槽８５を出た熱媒体は熱媒体配管６８Ｂに吐出されチラー熱交換器６４の熱媒体流路に至る。熱媒体は、チラー熱交換器６４の冷媒流路を流れる冷媒に対しては高温であり、当該冷媒により吸熱されて冷却される。冷媒の吸熱作用で冷却された熱媒体は、チラー熱交換器６４を出て熱媒体配管６８Ａを流れ熱媒体加熱ヒータ６６、バッテリ５５と熱交換し、第１循環ポンプ６２に吸い込まれる循環を繰り返す。またこれにより蓄熱槽８５には熱媒体の熱（冷熱）が蓄熱（蓄冷）される。

【0110】

このように、第１空調能力消費モードでは、冷媒回路Ｒの冷媒の流れに対して室外熱交換器７とチラー熱交換器６４が並列に接続され、車両用空調装置１の放熱部となる凝縮器４と、機器温度調整回路（発熱機器を備えた熱媒体回路）６１が熱的に接続される。つまり、暖房運転を行いつつ、温調対象を増やすことで、過剰となった空調能力を消費する。また、蓄熱槽８５に熱媒体を循環させて蓄熱（冷熱蓄熱）を行う。蓄熱された冷熱は圧縮機２が停止中などにおいてバッテリ５５の冷却熱源などに利用される。制御装置３２は、チラー熱交換器６４による冷媒－熱媒体熱交換が可能となるように補助膨張弁７３の弁開度を制御する。

【0111】

このように温調対象を増やすことで、圧縮機２を最低回転数で運転した場合の空調能力が要求空調能力に対して過剰になる機会が少なくなり、圧縮機２のオン／オフ回数を減らすことができる。また、蓄熱槽８５に蓄熱し、圧縮機２の停止中における熱源に利用することでオン／オフ期間を延ばすことができるため、更にオン／オフ回数を低減することができる。更に、冷媒が循環する経路長が増加することによっても過剰となった空調能力の消費が可能となり、圧縮機２のオン／オフ回数を低減することができる。

【0112】

＜第２空調能力消費モード＞
第２空調能力消費モードは、図１に示す車両用空調装置１の冷房運転（通常）中（図４に示す経路Ｃ１で冷媒が流れている場合）において空調能力過剰となる場合に、車両用空調装置１の吸熱部となる蒸発器９と、機器温度調整回路（発熱機器を備えた熱媒体回路）６１を熱的に接続するモードである。またこの例では同時にも蓄熱槽８５に熱媒体を循環させて蓄熱を行う。

【0113】

具体的に図４を参照して冷房運転（通常）中に、第２空調能力消費モードへの切り替えが行われた場合の冷媒回路Ｒの冷媒の流れの経路及び機器温度調整回路６１の熱媒体の流れの経路（冷媒熱媒体経路Ｆ２、破線矢印）について説明する。

【0114】

第２空調能力消費モードでは、制御装置３２は図４に経路Ｃ１で示した冷媒回路Ｒの冷房運転の状態から、更に補助膨張弁７３を開いてその弁開度を制御する（適宜全開から絞る）状態とする。

【0115】

第２空調能力消費モードにおいて冷媒は、冷媒回路Ｒを冷媒熱媒体経路Ｆ２（破線矢印）で循環する。具体的に、補助膨張弁７３の開放により、逆止弁１８の下流において冷媒の一部が分岐配管７２に分流され、残りが室内膨張弁８に流入する。冷媒は室内膨張弁８にて減圧された後、蒸発器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から吹き出されて蒸発器９と熱交換する空気が冷却される。蒸発器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、そこから冷媒配管１３Ｄを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。蒸発器９にて冷却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。

【0116】

分岐配管７２に流入した低温の冷媒は、補助膨張弁７３で減圧された後、分岐配管７２を経てチラー熱交換器６４の冷媒流路に流入して蒸発する。このときに吸熱（気液・液体から気体の状態変化による潜熱）作用を発揮する。冷媒流路で蒸発した冷媒は、冷媒配管７４を経て冷媒配管１３Ｂの逆止弁２０下流側に入り、アキュムレータ１２、冷媒配管１３Ｄを経て圧縮機２に吸い込まれる循環を繰り返す。

【0117】

一方、機器温度調整回路６１における熱媒体は、冷媒熱媒体経路Ｆ２（破線矢印）で循環する。具体的に、第１循環ポンプ６３から熱媒体配管６８Ａに吐出されて逆止弁８２を経て蓄熱槽８５に至る。蓄熱槽８５を出た熱媒体は熱媒体配管６８Ｂに吐出されチラー熱交換器６４の熱媒体流路に至る。熱媒体は、チラー熱交換器６４の冷媒流路を流れる冷媒に対しては高温であり、当該冷媒により吸熱されて冷却される。冷媒の吸熱作用で冷却された熱媒体は、チラー熱交換器６４を出て熱媒体配管６８Ａを流れ熱媒体加熱ヒータ６６、バッテリ５５と熱交換し、第１循環ポンプ６２に吸い込まれる循環を繰り返す。またこれにより蓄熱槽８５には熱媒体の熱（冷熱）が蓄熱（蓄冷）される。

【0118】

このように、第２空調能力消費モードでは、冷媒回路Ｒの冷媒の流れに対して室外熱交換器７とチラー熱交換器６４が並列に接続され、車両用空調装置１の吸熱部となる蒸発器９と、機器温度調整回路（発熱機器を備えた熱媒体回路）６１が熱的に接続される。つまり、冷房運転を行いつつ、温調対象を増やすことで、過剰となった空調能力を消費する。また、蓄熱槽８５に熱媒体を循環させて蓄熱（冷熱蓄熱）を行う。蓄熱槽８５に蓄熱された冷熱は圧縮機２が停止中などにおいてバッテリ５５の冷却熱源などに利用される。制御装置３２は、チラー熱交換器６４による冷媒－熱媒体熱交換が可能となるように補助膨張弁７３の弁開度を制御する。

【0119】

このように温調対象を増やすことで、圧縮機２を最低回転数で運転した場合の空調能力が要求空調能力に対して過剰になる機会が少なくなり、圧縮機２のオン／オフ回数を減らすことができる。また、蓄熱槽８５に蓄熱し、圧縮機２の停止中における熱源に利用することでオン／オフ期間を延ばすことができるため、更にオン／オフ回数を低減することができる。更に、冷媒が循環する経路長が増加することによっても過剰となった空調能力の消費が可能となり、圧縮機２のオン／オフ回数を低減することができる。

【0120】

＜第３空調能力消費モード＞
第３空調能力消費モードは、図９に示す車両用空調装置１００の暖房運転（通常）中（図９に示す経路Ｈ２で熱媒体が流れている場合）において空調能力過剰となる場合に、車両用空調装置１００の放熱部となる高温側熱媒体回路１１５（特にヒータコア１０４）と、機器温度調整回路（発熱機器を備えた熱媒体回路）１６１とを熱的に接続するモードである。

【0121】

具体的に図９を参照して、暖房運転（通常）中に第３空調能力消費モードへの切り替えが行われた場合の熱媒体回路（高温側熱媒体回路１１５，低温側熱媒体回路１１６、機器温度調整回路１６１）の熱媒体の流れの経路（熱媒体経路Ｆ３、破線矢印で示す）について説明する。なお、冷媒回路Ｒにおける冷媒の流れの経路（太実線矢印）は、上記で説明した車両用空調装置１００の暖房運転（通常）、および冷房運転（通常）の場合と同様であるので説明は省略する。

【0122】

第３空調能力消費モードでは、制御装置３２は、図９に経路Ｈ２で示した暖房運転（通常）の状態から、分岐部ｂ１，ｂ２を切り替え、高温側熱媒体回路１１５と機器温度調整回路１６１を並列接続する。これにより、高温側の熱媒体は、循環ポンプ１５０から流路ｒ１（第１熱交換器１１０Ａ）、分岐部ｂ１，流路ｒ２（ヒータコア１０４）、分岐部ｂ２、流路ｒ３，分岐部ｂ３，流路ｒ５、分岐部ｂ４を経て循環ポンプ１５０に戻る経路Ｆ３と、循環ポンプ１５０から流路ｒ１（第１熱交換器１１０Ａ）、分岐部ｂ１，流路ｒ１６、分岐部ｂ１２，流路ｒ１７（バッテリ１５５）、分岐部ｂ１１，流路ｒ１８、分岐部ｂ２、流路ｒ３，流路ｒ５、分岐部ｂ４を経て循環ポンプ１５０に戻る流路ｒ３に合流する経路Ｆ３と、で循環する。経路Ｆ３では、第１熱交換器１１０Ａにおいて冷媒回路Ｒの冷媒から吸熱した熱媒体がバッテリ１５５に循環することでバッテリ１５５の加熱を行う。

【0123】

低温側熱媒体回路１１６における熱媒体の流れの経路Ｆ３は、暖房運転（通常）の場合の低温側熱媒体回路１１６における熱媒体の流れの経路Ｈ２と同様であるので説明は省略する。

【0124】

このように、第３空調能力消費モードでは、車両用空調装置１００の放熱部となるヒータコア１０４と、機器温度調整回路（熱媒体回路）１６１が熱的に接続される。つまり、暖房運転を行いつつ、温調対象を増やすことで、過剰となった空調能力を消費する。これにより、圧縮機２を最低回転数で運転した場合の空調能力が要求空調能力に対して過剰になる機会が少なくなり、圧縮機２のオン／オフ回数を減らすことができる。

【0125】

＜第４空調能力消費モード＞
第４空調能力消費モードは、図９に示す車両用空調装置１００の暖房運転（通常）中（図９に示す経路Ｈ２で熱媒体が流れている場合）において空調能力過剰となる場合に、蓄熱槽１８５に熱媒体を循環させて温熱蓄熱するモードである。

【0126】

具体的に図９を参照して、暖房運転（通常）中に第４空調能力消費モードへの切り替えが行われた場合の熱媒体回路（高温側熱媒体回路１１５，低温側熱媒体回路１１６、機器温度調整回路１６１）の熱媒体の流れの経路（熱媒体経路Ｆ４、一点鎖線矢印で示す）について説明する。なお、冷媒回路Ｒにおける冷媒の流れの経路（太実線矢印）は、上記で説明した車両用空調装置１００の暖房運転（通常）、および冷房運転（通常）の場合と同様であるので説明は省略する。

【0127】

第４空調能力消費モードでは、制御装置３２は図９に経路Ｈ２で示した暖房運転（通常）の状態から、分岐部ｂ３，ｂ４を切り替え、高温側熱媒体回路１１５の経路途中において蓄熱槽１８５に熱媒体を循環させる。これにより、高温側の熱媒体は、循環ポンプ１５０から流路ｒ１（第１熱交換器１１０Ａ）、分岐部ｂ１，流路ｒ２（ヒータコア１０４）、分岐部ｂ２，流路ｒ３，分岐部ｂ３，流路ｒ５、分岐部ｂ４を経て循環ポンプ１５０に戻る経路Ｆ４と、循環ポンプ１５０から流路ｒ１（第１熱交換器１１０Ａ）、分岐部ｂ１，流路ｒ２（ヒータコア１０４）、分岐部ｂ２，流路ｒ３，分岐部ｂ３、流路ｒ４（蓄熱槽１８５）、分岐部ｂ４を経て循環ポンプ１５０に至る経路Ｆ４と、で循環する。

【0128】

低温側熱媒体回路１１６における熱媒体の流れの経路Ｆ４は、暖房運転（通常）の場合の低温側熱媒体回路１１６における熱媒体の流れの経路Ｈ２と同様であるので説明は省略する。

【0129】

このように、第４空調能力消費モードでは、暖房運転を行いつつ、蓄熱槽１８５に温熱蓄熱することで、過剰となった空調能力を消費する。これにより、圧縮機２を最低回転数で運転した場合の空調能力が要求空調能力に対して過剰になる機会が少なくなり、圧縮機２のオン／オフ回数を減らすことができる。

【0130】

また蓄熱槽１８５の温熱は、圧縮機２の停止中における熱源に利用することでオン／オフ期間を延ばすことができるため、更にオン／オフ回数を低減することができる。

【0131】

＜第５空調能力消費モード＞
第５空調能力消費モードは、図８に示す車両用空調装置１００の冷房運転（通常）中（図９に示す経路Ｃ２で熱媒体が流れている場合）において空調能力過剰となる場合に、車両用空調装置１００の吸熱部となる高温側熱媒体回路１１５（特にクーラコア１０９）と、機器温度調整回路（発熱機器を備えた熱媒体回路）１６１とを熱的に接続するモードである。

【0132】

具体的に図９を参照して、冷房運転（通常）中に第５空調能力消費モードへの切り替えが行われた場合の熱媒体回路（高温側熱媒体回路１１５，低温側熱媒体回路１１６、機器温度調整回路１６１）の熱媒体の流れの経路（熱媒体経路Ｆ５、大破線矢印で示す）について説明する。なお、冷媒回路Ｒにおける冷媒の流れの経路（太実線矢印）は、上記で説明した車両用空調装置１００の暖房運転（通常）および冷房運転（通常）の場合と同様であるので説明は省略する。

【0133】

第５空調能力消費モードでは、制御装置３２は図９に経路Ｃ２で示した冷房運転（通常）の状態から、分岐部ｂ５，ｂ６を切り替え、低温側熱媒体回路１１６と機器温度調整回路１６１を並列接続する。これにより、低温側の熱媒体は、循環ポンプ１６０から流路ｒ６（第２熱交換器１１０Ｂ）、分岐部ｂ６，流路ｒ７（クーラコア１０９）、分岐部ｂ５，流路ｒ８，分岐部ｂ７，流路ｒ１０，分岐部ｂ８を経由して循環ポンプ１６０に戻る経路Ｆ５と、循環ポンプ１６０から流路ｒ６（第２熱交換器１１０Ｂ）、分岐部ｂ６、流路ｒ１９，分岐部ｂ１２，流路ｒ１７（バッテリ１５５）、分岐部ｂ１１，流路ｒ２０、分岐部ｂ５、流路ｒ８，分岐部ｂ７，流路ｒ１０，分岐部ｂ８を経由して循環ポンプ１６０に戻る経路Ｆ５と、で循環する。経路Ｆ５では、第２熱交換器１１０Ｂにおいて冷媒回路Ｒの冷媒に放熱した熱媒体がバッテリ１５５に循環することでバッテリ１５５が冷却される。

【0134】

高温側熱媒体回路１１５における熱媒体の流れの経路Ｆ５は、冷房運転（通常）の場合の高温側熱媒体回路１１５における熱媒体の流れの経路Ｃ２と同様であるので説明は省略する。

【0135】

このように、第５空調能力消費モードでは、車両用空調装置１００の吸熱部となるクーラコア１０９と、機器温度調整回路（熱媒体回路）１６１が熱的に接続される。つまり、冷房運転を行いつつ、温調対象を増やすことで、過剰となった空調能力を消費する。これにより、圧縮機２を最低回転数で運転した場合の空調能力が要求空調能力に対して過剰になる機会が少なくなり、圧縮機２のオン／オフ回数を減らすことができる。

【0136】

＜第６空調能力消費モード＞
第６空調能力消費モードは、図９に示す車両用空調装置１００の冷房運転（通常）中（図９に示す経路Ｃ２で熱媒体が流れている場合）において空調能力過剰となる場合に、蓄冷槽１８６に熱媒体を循環させて冷熱蓄熱（蓄冷）するモードである。

【0137】

具体的に図９を参照して、冷房運転（通常）中に第６空調能力消費モードへの切り替えが行われた場合の熱媒体回路（高温側熱媒体回路１１５，低温側熱媒体回路１１６、機器温度調整回路１６１）の熱媒体の流れの経路（熱媒体経路Ｆ６、二点鎖線矢印で示す）について説明する。なお、冷媒回路Ｒにおける冷媒の流れの経路（太実線矢印）は、上記で説明した車両用空調装置１００の暖房運転（通常）および冷房運転（通常）中の場合と同様であるので説明は省略する。

【0138】

第６空調能力消費モードでは、制御装置３２は、図９に経路Ｃ２で示した冷房運転（通常）の状態から、分岐部ｂ７，ｂ８を切り替え、低温側熱媒体回路１１６の経路途中において蓄冷槽１８６に熱媒体を循環させる。これにより、低温側の熱媒体は、循環ポンプ１６０から流路ｒ６（第２熱交換器１１０Ａ）、分岐部ｂ６，流路ｒ７（クーラコア１０９）、分岐部ｂ５，流路ｒ８，分岐部ｂ７，流路ｒ１０、分岐部ｂ８を経て循環ポンプ１６０に戻る経路Ｆ６と、循環ポンプ１６０から流路ｒ６（第２熱交換器１１０Ａ）、分岐部ｂ６，流路ｒ７（クーラコア１０９）、分岐部ｂ５，流路ｒ８，分岐部ｂ７、流路ｒ９（蓄冷槽１８６）、分岐部ｂ８を経て循環ポンプ１６０に至る経路Ｆ６と、で循環する。

【0139】

高温側熱媒体回路１１５における熱媒体の流れの経路Ｆ６は、冷房運転（通常）の場合の高温側熱媒体回路１１５における熱媒体の流れの経路Ｃ２と同様であるので説明は省略する。

【0140】

このように、第６空調能力消費モードでは、冷房運転を行いつつ、蓄冷槽１８６に冷熱蓄熱することで、過剰となった空調能力を消費する。これにより、圧縮機２を最低回転数で運転した場合の空調能力が要求空調能力に対して過剰になる機会が少なくなり、圧縮機２のオン／オフ回数を減らすことができる。

【0141】

また蓄冷槽１８６の冷熱は、圧縮機２の停止中における冷却熱源に利用することでオン／オフ期間を延ばすことができるため、更にオン／オフ回数を低減することができる。

【0142】

＜第７空調能力消費モード＞
第７空調能力消費モードは、図１に示す車両用空調装置１の暖房運転中または冷房運転中（図４）において空調能力過剰となる場合に、ＨＶＡＣシステム１０のインテークユニット１０Ｉにおける外気導入割合を増加させるモードである。あるいは、図９に示す車両用空調装置１００の暖房運転中または冷房運転中において空調能力過剰となる場合に、図９では不図示のＨＶＡＣシステム（図１に示す車両用空調装置１におけるＨＶＡＣシステム１０と同様）のインテークユニットにおける外気導入割合を増加させるモードである。

【0143】

この場合は車両用空調装置１，１００における空調回路Ａの切替は不要であり、いずれも暖房運転（通常）および冷房運転（通常）の流路で冷媒および熱媒体が循環する。

【0144】

具体的に図１を参照して、空調能力過剰となる場合には、ＨＶＡＣシステム１０のインテークユニット１０Ｉにおいて、外気吸込口と内気吸込口の各吸込口（図１では吸込口２５で代表して示す）のうち、外気吸込口からの外気導入の比率を大きくする（例えば、外気導入比率を０％から５０％などに増加する、あるいは外気導入比率を内気導入比率より増加する）。

【0145】

春や秋などの中間期においては、外気導入の比率を増加させることにより蒸発器温度Ｔｅ（第７空調能力消費モードの場合においては特に、蒸発器９を経た空気の温度（吹き出し温度、または室内温度））を調整し、空調能力過剰の程度を低減できる場合がある。なお、外気導入量をフィードバック制御し、蒸発器温度Ｔｅの変動を小さくする（蒸発器温度Ｔｅを安定化させる）制御を行うようにしてもよい。

【0146】

また、インテークユニット１０Ｉにおいて外気導入と内気導入を比較した場合、外気導入の方が空調負荷は大きい。従って外気導入の比率を増やすことで、過剰となった空調能力をより消費することができる。

【0147】

これらの相乗効果により、圧縮機２を最低回転数で運転した場合の空調能力が要求空調能力に対して過剰になる機会が少なくなり、圧縮機２のオン／オフ回数を減らすことができる。

【0148】

更に外気導入の比率を増やすことで、車室内の二酸化炭素濃度を低減することができ、車室内の環境を改善することができる。

【0149】

＜第８空調能力消費モード＞
第８空調能力消費モードは、例えば、図１に示す車両用空調装置１の暖房運転中や冷房運転中（図４）において空調能力過剰となる場合に、例えば、蒸発器温度Ｔｅに応じて吸熱部（例えば、蒸発器９）による空気冷却を行った後、放熱部（例えば、凝縮器４）による空気加熱を行う再加熱モードを実行し、温度調整した空気をＨＶＡＣシステム１０のデフロスタ吹出口（ＤＥＦ、図１においては吹出口２９で代表されている）のみから吹き出すモードである。この場合も車両用空調装置１，１００における空調回路Ａの切替は不要であり、いずれも暖房運転（通常）および冷房運転（通常）の流路で冷媒および熱媒体が循環する。ただし、第８空調能力消費モードに切り替え可能とする場合は、暖房運転（通常）又は冷房運転（通常）において、蒸発器９による空気冷却を行った後、凝縮器４による空気加熱を行うモード（再加熱モード）に切り替え可能な空調回路Ａ（冷媒および熱媒体の経路）の構成とする。すなわち、例えば図１に示す車両用空調装置１における暖房運転（通常）では、図４に示す冷房運転（通常）と同様の経路Ｃ１で冷媒を循環させる。具体的には（室外熱交換器７で外気から吸熱し、）冷媒を蒸発器９に流通させて室内送風機２７から吹き出される空気を冷却し、その空気を凝縮器４にて加熱（再加熱）する。

【0150】

再加熱モードは、凝縮器４における加熱量よりも蒸発器９における冷却量が多い場合は除湿冷房運転となり、凝縮器４における加熱量よりも蒸発器９における冷却量が少ない場合は除湿暖房運転となる。例えば、蒸発器温度Ｔｅに応じてエアミックスダンパ２８の開度の制御により加熱量と冷却量のバランスを取るように制御し、蒸発器温度Ｔｅを温度調整する。具体的には暖房運転の場合には蒸発器温度Ｔｅの上昇に連動させてエアミックスダンパ２８を閉止方向に制御し、冷房運転の場合には蒸発器温度Ｔｅの下降に連動させてエアミックスダンパ２８を開放方向に制御することで、過剰となった空調能力を消費する。なお、エアミックスダンパ２８の開度を例えば簡易的に２値で制御するようにしてもよい。

【0151】

これにより、圧縮機２を最低回転数で運転した場合の空調能力が要求空調能力に対して過剰になる機会が少なくなり、圧縮機２のオン／オフ回数を減らすことができる。

【0152】

またＨＶＡＣシステム１０は、例えば、ＦＯＯＴ（フット）、ＶＥＮＴ（ベント）、ＤＥＦ（デフロスタ）の各吹出口（図１では、吹出口２９で代表して示している）があるが、第８空調能力消費モードでは再加熱により湿度が低下した空気をデフロスタ吹出口（ＤＥＦ）のみから吹き出すようにする。第８空調能力消費モードにおける再加熱は、圧縮機２の空調能力に合わせて空気の温度および湿度が調整されており、車両の操縦者を含む乗員に対して快適でない送風になる可能性もある。第８空調能力消費モードでは、デフロスタ吹出口のみからこの送風を行うため、乗員に対して直接的な送風が行われず、乗員の快適性が損なわれることを軽減できる。

【0153】

なお、第８空調能力消費モードは、図８に示す車両用空調装置１００の構成であっても（暖房運転、冷房運転のいずれにおいても）適用できる。

【0154】

＜空調能力消費モードの他の例＞
例えば、第１空調能力消費モードから第７空調能力消費モードにおいて、それぞれの空調能力消費モードの実行中に、更に、圧縮機２の回転数（最小回転数であること）と蒸発器温度Ｔｅに応じて、蒸発器９による空気冷却を行った後、凝縮器４による空気加熱を行うモード（再加熱モード）に切り替え可能としてもよい。この場合も暖房運転の場合は再加熱が可能な空調回路Ａの構成とする。

【0155】

例えば、暖房運転時の例で説明すると、図７に示すステップＳ２５の判定において、蒸発器温度Ｔｅが最高目標室内温度ＴＥＯ＋αに達した場合であっても、即時に圧縮機２を停止（回転数０ｒｐｍ）させず、限界目標室内温度ＴＥＯ＋α´に達するまでは、再加熱モードに切り替える（図７のステップＳ２７、ステップＳ３１）。エアミックスダンパ２８の開度の制御により加熱量と冷却量のバランスを取るように制御し、蒸発器温度Ｔｅを温度調整する。具体的には暖房運転の場合には蒸発器温度Ｔｅの上昇に連動させてエアミックスダンパ２８を閉止方向に制御し（車室内への温風の吹き出しを抑制し）、冷房運転の場合には蒸発器温度Ｔｅの下降に連動させてエアミックスダンパ２８を開放方向に制御する（車室内への温風の吹き出しを増加させる）ことで、過剰となった空調能力を消費する。なお、エアミックスダンパ２８の開度を例えば簡易的に２値で制御するようにしてもよい。

【0156】

そしてこの場合、限界目標室内温度ＴＥＯ＋α´に達した場合には圧縮機２を停止する（図７のステップＳ２７、Ｓ２９）。このようにすることで、圧縮機２のオン／オフの回数を更に低減することできる。

【0157】

また、再加熱モードに切り替わったのち（オンになったのち）、蒸発器温度Ｔｅが最高目標室内温度ＴＥＯ＋αより低くなった場合（蒸発器温度Ｔｅが最高目標室内温度ＴＥＯ＋αより低くなった場合において再加熱モードがオンになっている場合）には再加熱モードをオフにする（図７のステップＳ２７、Ｓ３３）。

【0158】

この場合も、再加熱された空気の車室内への送風は、乗員に対して快適でない送風になる可能性もある。このため第８空調能力消費モードの場合と同様に、再加熱された空気は、デフロスタ吹出口のみから行うか、あるいは、吹出口２９に設けられるルーバ（不図示）を制御して乗員に対して直接的な送風を行わないようにすると望ましい。

【0159】

なお、第１空調能力消費モードから第７空調能力消費モードにおいて、それぞれのモードの実行中に、再加熱モードに切り替え可能としなくてもよく、その場合は、図７に示すステップＳ２５の判定において、蒸発器温度Ｔｅが最高目標室内温度ＴＥＯ＋αに達した場合にはステップＳ２９に進み、即時に圧縮機２を停止（回転数０ｒｐｍ）させる。

【0160】

また、第１空調能力消費モードから第８空調能力消費モードのそれぞれの実行中において、圧縮機２を最低回転数に維持した状態で、更に、減圧部（車両用空調装置１における室外膨張弁６，室内膨張弁８、補助膨張弁７３や、車両用空調装置１００における膨張機構１０６）を適宜制御して冷媒回路Ｒにおける冷媒流量を低下させるようにしてもよい。例えば、車両用空調装置１において、暖房運転時には室外膨張弁６を全開、室内膨張弁８を全閉とし、補助膨張弁７３の開度により冷媒流量を制御する。また冷房運転時には室外膨張弁６を全開とし、室内膨張弁８と補助膨張弁７３の開度により冷媒流量を制御する。

【0161】

冷媒流量は圧縮機２の空調能力に影響するため、第１空調能力消費モードから第８空調能力消費モードのそれぞれの実行中において、減圧部を適宜制御し（冷媒流量を低下させる方向に制御し）蒸発器温度Ｔｅを調整する。また、減圧部のフィードバック制御により蒸発器温度Ｔｅの変動を減らす（安定化させる）制御を行うようにしてもよい。これにより各空調能力消費モードにおいて圧縮機２を最低回転数で運転していても空調能力過剰となる場合に、圧縮機２のオン／オフ回数を減らすことができる。

【0162】

以上説明したように、本実施形態では、圧縮機２が最低回転数、且つ、要求空調負荷に対する冷媒回路Ｒの空調能力が過剰となる場合、オン／オフ抑制制御部３２８が空調能力消費モードに切り替えて車両用空調装置１、１００の運転を行う。

【0163】

空調能力消費モードは例えば、被温調対象機器（発熱機器）を有する熱媒体回路６１、１６１の温調対象を増加するモード、蓄熱槽（蓄冷槽）に蓄熱（蓄冷）するモード、外気導入割合を増加するモード、再加熱を行うモードを含む。オン／オフ抑制制御部３２８は、空調回路Ａの構成や、その時の空調回路Ａの状態（各種センサ３０の検出値などに基づき判断する）に応じて、例えば上述の第１空調能力消費モードから第８空調能力消費モードのいずれかを選択（設定）し、車両用空調装置１，１００を制御する。

【0164】

被温調対象機器（発熱機器、例えばバッテリ５５，１５５やモータユニット６５）は熱容量が大きいため、熱媒体回路６１、１６１との接続するモードでは、被温調対象を増加させることにより、過剰となっている空調能力を分散（消費）することができる。また、空調能力を分散することで、暖房運転の場合には、車両用空調装置１、１００の起動時におけるバッテリ５５，１５５やモータユニット６５の暖気に利用でき、冷房運転の場合には、車両用空調装置１、１００の運転中におけるバッテリ５５，１５５やモータユニット６５の冷却に利用できる。

【0165】

このような構成によれば、要求空調負荷に対して過剰となる冷媒回路Ｒの空調能力を消費することができるので、圧縮機２のオン／オフの回数を抑制（低減）し、圧縮機２の製品寿命の低下を抑制できる。

【0166】

また、蓄熱槽（蓄冷槽）に蓄熱（蓄冷）するモードにおいては、例えば蓄熱槽８５，１８５，蓄冷槽１８６への蓄熱（蓄冷）を圧縮機２の停止時における熱源として利用することで圧縮機２のオン／オフの周期を長くすることができ、これによっても圧縮機２のオン／オフの回数を抑制（低減）することができる。

【0167】

また、外気導入割合を増加させるモードにおいては、車室内の二酸化炭素濃度を低減することもでき、車室内環境の改善を行うことができる。

【0168】

本実施形態の圧縮機２の形式は特に限定されるものではなく、例えばピストン式やスクロール式の電動圧縮機が採用されるが、特に、スクロール型圧縮機において高い効果を得ることができる。

【0169】

ピストン式圧縮機の場合、可変容量型圧縮機（ピストンを取り付けている斜板の角度を調整することで、圧縮室の容量（冷媒の吐出容量）を制御する圧縮機）であれば、圧縮機の回転数を変えずに空調能力を調整することが可能である。これに対し、スクロール型圧縮機では、圧縮室の容量（冷媒の吐出容量）を制御することができないため、空調能力が過剰になる場合には圧縮機のオン／オフによる対応が不可避となる。本実施形態によれば、機構上、圧縮機の回転数以外での空調能力の調整ができないスクロール型圧縮機であってもシステムの制御によってオン／オフ回数を低減（抑制）することができ、圧縮機の長寿命化を図ることができる。

【0170】

尚、本発明の車両用空調装置１，１００は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0171】

１、１００ 車両用空調装置
２ 圧縮機（電動圧縮機）
３ 空気流通路
４ 凝縮器
６ 室外膨張弁
７ 室外熱交換器
８ 室内膨張弁
９ 蒸発器
１０ ＨＶＡＣシステム
１０Ｉ インテークユニット
１２ アキュムレータ
１３Ａ～１３Ｈ 冷媒配管
１５ 室外送風機
１８ 逆止弁
２０ 逆止弁
２１ 電磁弁
２２ 電磁弁
２３ 補助ヒータ
２５ 吸込口
２６ 吸込切替ダンパ
２７ 室内送風機（ブロワファン）
２８ エアミックスダンパ
２９ 吹出口
３０ 各種センサ
３１ 吹出口切替ダンパ
３２ 制御装置（ＥＣＵ）
３５ 車両コントローラ
４８ 蒸発器温度センサ
４８ 室内温度（蒸発器温度センサ
５３ 空調操作部
５５ バッテリ
５７ 回転数検知センサ
６１ 機器温度調整回路（熱媒体回路）
６４ チラー熱交換器
６５ モータユニット
６６ 熱媒体加熱ヒータ
６８Ａ 熱媒体配管
６８Ｂ 熱媒体配管
６８Ｃ 熱媒体配管
７２ 分岐配管
７３ 補助膨張弁
７４ 冷媒配管
７６ バッテリ温度センサ
８１ 三方弁
８２ 逆止弁
８５ 蓄熱槽
８５，１８５ 蓄熱槽
１０４ ヒータコア
１０６ 膨張機構
１０７ 室外熱交換器（ラジエータ）
１０９ クーラコア
１１５ 高温側熱媒体回路
１１６ 低温側熱媒体回路
１５１ 循環ポンプ
１５５ バッテリ
１６１ 循環ポンプ
１６１ 機器温度調整回路
１８５ 蓄熱槽
１８６ 蓄冷槽
３２０ 圧縮機駆動制御部
３２７ オン／オフ制御部
３２８ オン／オフ抑制制御部
Ａ 空調回路
Ｒ 冷媒回路
Ｔｅ 蒸発器温度
ｂ１～ｂ１２ 分岐部
ｒ１～ｒ２０ 経路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】