特許 7615942 車両用空調装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-08

(45)【発行日】2025-01-17

(54)【発明の名称】車両用空調装置

(51)【国際特許分類】

   B60H 1/22 20060101AFI20250109BHJP

【ＦＩ】

B60H1/22 651C

B60H1/22 671

B60H1/22 651A

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2021121368

(22)【出願日】2021-07-26

(65)【公開番号】P2023017247

(43)【公開日】2023-02-07

【審査請求日】2024-02-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】島内 隆行

【審査官】町田 豊隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－０３８８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０９３６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－００５９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３２２８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２２５０４７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｈ １／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

走行用動力源として電動機を備える電気自動車又はハイブリッドカーに搭載され、
冷媒を圧縮して吐出する１つの電動コンプレッサと、
前記電動コンプレッサから吐出された前記冷媒を冷却し凝縮させる１つのコンデンサと、
前記コンデンサで凝縮された前記冷媒を蒸発させる前席空調用エバポレータと、
前記コンデンサで凝縮された前記冷媒を蒸発させる後席空調用エバポレータと、
前記コンデンサで凝縮された前記冷媒を蒸発させる電池冷却用熱交換器と、を備え、
前記コンデンサで凝縮された前記冷媒が、前記前席空調用エバポレータ、前記後席空調用エバポレータ及び前記電池冷却用熱交換器へ分岐して並行に流れるように配管が接続され、
前記前席空調用エバポレータ、前記後席空調用エバポレータ又は前記電池冷却用熱交換器で蒸発した前記冷媒が前記電動コンプレッサへ到達して前記電動コンプレッサで圧縮されるように配管が接続された車両用空調装置であって、
前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータのそれぞれの稼働の有無に応じて、前記電動コンプレッサを回転させる際の回転速度の下限値を調整して、
前記電池冷却用熱交換器を用いた電池冷却が要求されている条件では、
前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータが両方とも稼働している状態よりも、前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータのいずれか片方のみ稼働している状態の方が、前記電動コンプレッサを回転させる際の回転速度の下限値が小さく、
前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータのいずれか片方のみ稼働している状態よりも、前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータが両方とも稼働していない状態の方が、前記電動コンプレッサを回転させる際の回転速度の下限値が小さいことを特徴とする車両用空調装置。

【請求項2】

請求項１に記載された車両用空調装置であって、
前記電池冷却用熱交換器を用いた電池冷却が要求されており、前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータのいずれか片方のみ稼働している条件では、
前記コンデンサから前記前席空調用エバポレータを経由して前記電動コンプレッサへ到達するまでの経路における圧力損失よりも、前記コンデンサから前記後席空調用エバポレータを経由して前記電動コンプレッサへ到達するまでの経路における圧力損失の方が大きい場合は、前記前席空調用エバポレータが稼働して前記後席空調用エバポレータが稼働していない状態よりも、前記前席空調用エバポレータが稼働せず前記後席空調用エバポレータが稼働している状態の方が、前記電動コンプレッサを回転させる際の回転速度の下限値が大きく、
前記コンデンサから前記前席空調用エバポレータを経由して前記電動コンプレッサへ到達するまでの経路における圧力損失よりも、前記コンデンサから前記後席空調用エバポレータを経由して前記電動コンプレッサへ到達するまでの経路における圧力損失の方が小さい場合は、前記前席空調用エバポレータが稼働して前記後席空調用エバポレータが稼働していない状態よりも、前記前席空調用エバポレータが稼働せず前記後席空調用エバポレータが稼働している状態の方が、前記電動コンプレッサを回転させる際の回転速度の下限値が小さいことを特徴とする車両用空調装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車室内の前席側の空調と後席側の空調に用いる冷媒をバッテリの冷却にも用いる車両用空調装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、圧縮機で圧縮されて凝縮器で凝縮された冷媒が、前席空調用の蒸発器及び後席空調用の蒸発器へ分岐して並行に流れるように配管が接続され、前席空調用の蒸発器及び後席空調用の蒸発器で蒸発した冷媒が圧縮機へ到達して圧縮機で圧縮されるように配管が接続された車両用空調装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０００－２８３５７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

走行用動力源として電動機を備える電気自動車又はハイブリッドカーでは、車室内の前席側の空調と後席側の空調に用いる冷媒をバッテリの冷却にも用いることがある。このような車両用空調装置では、電動コンプレッサで圧縮されてコンデンサで凝縮された冷媒が、前席空調用エバポレータ、後席空調用エバポレータ及び電池冷却用熱交換器へ分岐して並行に流れるように配管が接続され、前席空調用エバポレータ、後席空調用エバポレータ又は電池冷却用熱交換器で蒸発した冷媒が電動コンプレッサへ到達して電動コンプレッサで圧縮されるように配管が接続される。

【0005】

このように配管が接続された車両用空調装置では、１つの電動コンプレッサから前席空調用エバポレータ、後席空調用エバポレータ及び電池冷却用熱交換器の３系統に分かれて冷媒が流れるところ、これらの３系統を電動コンプレッサの潤滑油の一部が冷媒と共に循環するため、潤滑油が電池冷却用熱交換器や配管等の内壁に付着して電動コンプレッサまで戻って来なくなるオイル寝込み現象が生じないように電動コンプレッサの回転速度を上げる必要がある。電動コンプレッサへの潤滑油の戻り量が不足すると、電動コンプレッサの潤滑不良が発生し、電動コンプレッサの耐久性に悪影響を与える。しかし、オイル寝込み現象を防ぐために電動コンプレッサの回転速度を過度に上げると、余剰な電力を消費して車両の電費が悪化することになる。

【0006】

そこで、本発明は、車室内の前席側の空調と後席側の空調に用いる冷媒をバッテリの冷却にも用いる車両において、オイル寝込み現象が発生することを抑制しつつ、電動コンプレッサに用いる電力消費を抑制し車両の電費を向上することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る車両用空調装置は、走行用動力源として電動機を備える電気自動車又はハイブリッドカーに搭載され、冷媒を圧縮して吐出する１つの電動コンプレッサと、前記電動コンプレッサから吐出された前記冷媒を冷却し凝縮させる１つのコンデンサと、前記コンデンサで凝縮された前記冷媒を蒸発させる前席空調用エバポレータと、前記コンデンサで凝縮された前記冷媒を蒸発させる後席空調用エバポレータと、前記コンデンサで凝縮された前記冷媒を蒸発させる電池冷却用熱交換器と、を備え、前記コンデンサで凝縮された前記冷媒が、前記前席空調用エバポレータ、前記後席空調用エバポレータ及び前記電池冷却用熱交換器へ分岐して並行に流れるように配管が接続され、前記前席空調用エバポレータ、前記後席空調用エバポレータ又は前記電池冷却用熱交換器で蒸発した前記冷媒が前記電動コンプレッサへ到達して前記電動コンプレッサで圧縮されるように配管が接続された車両用空調装置であって、前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータのそれぞれの稼働の有無に応じて、前記電動コンプレッサを回転させる際の回転速度の下限値を調整することを特徴とする。

【0008】

この車両用空調装置によれば、車室内の前席側の空調と後席側の空調に用いる冷媒をバッテリの冷却にも用いる車両において、オイル寝込み現象が発生することを抑制しつつ、前席空調用エバポレータ及び後席空調用エバポレータの稼働の有無によらず常に電動コンプレッサの回転速度の下限値を一定とする車両用空調装置と比較して、電動コンプレッサに用いる電力消費を抑制し車両の電費を向上することができる。

【0009】

本発明の車両用空調装置は、前記電池冷却用熱交換器を用いた電池冷却が要求されている条件では、前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータが両方とも稼働している状態よりも、前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータのいずれか片方のみ稼働している状態の方が、前記電動コンプレッサを回転させる際の回転速度の下限値が小さく、前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータのいずれか片方のみ稼働している状態よりも、前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータが両方とも稼働していない状態の方が、前記電動コンプレッサを回転させる際の回転速度の下限値が小さいことを特徴とする。

【0010】

本発明の車両用空調装置の一態様において、前記電池冷却用熱交換器を用いた電池冷却が要求されており、前記前席空調用エバポレータ及び前記後席空調用エバポレータのいずれか片方のみ稼働している条件では、前記コンデンサから前記前席空調用エバポレータを経由して前記電動コンプレッサへ到達するまでの経路における圧力損失よりも、前記コンデンサから前記後席空調用エバポレータを経由して前記電動コンプレッサへ到達するまでの経路における圧力損失の方が大きい場合は、前記前席空調用エバポレータが稼働して前記後席空調用エバポレータが稼働していない状態よりも、前記前席空調用エバポレータが稼働せず前記後席空調用エバポレータが稼働している状態の方が、前記電動コンプレッサを回転させる際の回転速度の下限値が大きく、前記コンデンサから前記前席空調用エバポレータを経由して前記電動コンプレッサへ到達するまでの経路における圧力損失よりも、前記コンデンサから前記後席空調用エバポレータを経由して前記電動コンプレッサへ到達するまでの経路における圧力損失の方が小さい場合は、前記前席空調用エバポレータが稼働して前記後席空調用エバポレータが稼働していない状態よりも、前記前席空調用エバポレータが稼働せず前記後席空調用エバポレータが稼働している状態の方が、前記電動コンプレッサを回転させる際の回転速度の下限値が小さくてもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明は、車室内の前席側と後席側の空調に用いる冷媒をバッテリの冷却にも用いる車両において、オイル寝込み現象が発生することを抑制しつつ、電動コンプレッサに用いる電力消費を抑制し車両の電費を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本開示の実施形態の車両用空調装置の構成を示す図である。

【図2】本実施形態の車両用空調装置の制御系統を示す図である。

【図3】前席空調用エバポレータの温度に基づく電動コンプレッサのＯＮ／ＯＦＦを示す図である。

【図4】本実施形態の車両用空調装置の使用条件Ａ～Ｄにおける電動コンプレッサの回転速度の下限値を示す表図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態の車両用空調装置１０について説明する。図１は、車両用空調装置１０の構成を示す図である。車両用空調装置１０は、走行用動力源としてエンジン１及び不図示の電動機を備えるハイブリッドカーに搭載される。このハイブリッドカーの車室内には、前側に前席（運転席及び助手席）が配置され、前席の後方に後席が配置される。そして、ハイブリッドカーの床下にはバッテリが配置される。図１に示すように、車両用空調装置１０は、車室内の前席側を空調する前席空調ユニット２と、車室内の後席側を空調する後席空調ユニット３と、床下に配置されたバッテリを冷却する電池冷却ユニット４を備える。

【0014】

前席空調ユニット２は、一方の開口端に空気取入口が形成され、他方の開口端に吹出口２１が形成された前席空調用ダクト２２を備える。前席空調用ダクト２２の空気取入口の近傍には切替ドア２３が設けられており、前席空調用ダクト２２の内部には、ブロワファン２４、前席空調用エバポレータ２５、エアミックスドア２６及びヒータコア２７が設けられている。前席空調ユニット２では、ブロワモータ２８によりブロワファン２４を回転させて、空気取入口から空気を吸引して前席空調用エバポレータ２５へ向けて送り出すことができる。空気取入口から前席空調用ダクト２２へ吸入した空気は、全量が前席空調用エバポレータ２５を通過する。前席空調ユニット２では、切替ドア２３を回動させることによって、外気導入モード又は内気循環モードに切り替えることができる。外気導入モードでは車両外部から前席空調用ダクト２２内へ空気が吸入され、内気循環モードでは車室内から前席空調用ダクト２２内へ空気が吸入される。

【0015】

ヒータコア２７はチューブとフィンで構成され、チューブの中にエンジン１や水加熱ヒータ５１で加熱された水を流すことができる。ヒータコア２７は、前席空調用ダクト２２内で前席空調用エバポレータ２５の空気流れ下流側に配置されており、チューブの中に加熱された水を通すことによって、ヒータコア２７を通過する空気を加熱することができる。

【0016】

前席空調用エバポレータ２５とヒータコア２７の間に回動可能に設けられたエアミックスドア２６は、ヒータコア２７を通過する空気の通路と、ヒータコア２７をバイパスする空気の通路を分けている。そして、ヒータコア２７によって加熱された空気と、ヒータコア２７をバイパスすることにより前席空調用エバポレータ２５で冷却されたままの空気が吹出口２１の近傍で混合されて吹出口２１から吹き出される。そのため、前席空調ユニット２は、エアミックスドア２６の開度を制御してヒータコア２７を通過する空気とヒータコア２７をバイパスする空気の量を調整することにより、吹出口２１から吹き出す空調風の温度を制御することができる。

【0017】

後席空調ユニット３は、前席空調ユニット２と同様に、一方の開口端に空気取入口が形成され、他方の開口端に吹出口３１が形成された後席空調用ダクト３２を備え、空気取入口の近傍には切替ドア３３が設けられ、後席空調用ダクト３２の内部には、ブロワファン３４、後席空調用エバポレータ３５、エアミックスドア３６、ヒータコア３７が設けられている。そして、後席空調ユニット３は、ブロワモータ３８によりブロワファン３４を回転させて、空気取入口から空気を吸引して後席空調用エバポレータ３５へ向けて送り出すことができる。空気取入口から後席空調用ダクト３２へ吸入した空気は、全量が後席空調用エバポレータ３５を通過する。後席空調ユニット３では、切替ドア３３を回動させることによって、外気導入モード又は内気循環モードに切り替えることができる。

【0018】

ヒータコア３７は、ヒータコア２７と同様に、チューブとフィンで構成され、チューブの中にエンジン１や水加熱ヒータ５１で加熱された水を流すことができる。ヒータコア３７は、後席空調用ダクト３２内で後席空調用エバポレータ３５の空気流れ下流側に配置されており、チューブの中に加熱された水を通すことによって、ヒータコア３７を通過する空気を加熱することができる。

【0019】

後席空調ユニット３では、前席空調ユニット２と同様に、後席空調用エバポレータ３５とヒータコア３７の間に設けられているエアミックスドア３６が、ヒータコア３７を通過する空気の通路と、ヒータコア３７をバイパスする空気の通路を分けており、エアミックスドア３６で分けられた空気は、吹出口３１の近傍で混合される。そのため、後席空調ユニット３は、エアミックスドア３６の開度を制御してヒータコア３７を通過する空気とヒータコア３７をバイパスする空気の量を調整することにより、吹出口３１から吹き出す空調風の温度を制御することができる。

【0020】

ヒータコア２７及びヒータコア３７とエンジン１との間には、エンジン１で加熱された水が循環する水循環用配管５が設けられている。水循環用配管５には、エンジン１をバイパスするバイパス管５２と三方弁５３が設けられており、三方弁５３を動作させることによって、エンジン１とバイパス管５２のどちらに水を流すのか切り替えることができる。水循環用配管５には、三方弁５３の下流側に電動ウォータポンプ５４が設けられており、電動ウォータポンプ５４の下流側に水加熱ヒータ５１が設けられており、水加熱ヒータ５１の下流側に分岐点５５が設けられている。そして、水循環用配管５は、ヒータコア２７及びヒータコア３７に並行に水が流れるように分岐点５５で分岐して、ヒータコア２７及びヒータコア３７の下流側に設けられた合流点５６で合流し、合流点５６より下流側でエンジン１及びバイパス管５２へ接続する。

【0021】

エンジン１を冷却するために水をエンジン１に流すように三方弁５３を動作させた場合、電動ウォータポンプ５４は、エンジン１から水を吸入してヒータコア２７及びヒータコア３７へ送り込むことができる。そして、ヒータコア２７及びヒータコア３７のチューブ内を流れた冷却水は、エンジン１へ戻ってエンジン１の冷却に用いられた後、電動ウォータポンプ５４に吸入される。このようにエンジン１で加熱された水が循環してヒータコア２７及びヒータコア３７のチューブ内を流れることにより、ヒータコア２７及びヒータコア３７を加熱する事ができる。

【0022】

また、バイパス管５２を水が流れるように三方弁５３を動作させた場合、電動ウォータポンプ５４は、バイパス管５２から水を吸入してヒータコア２７及びヒータコア３７へ送り込むことができる。そして、ヒータコア２７及びヒータコア３７のチューブ内を流れた冷却水は、バイパス管５２へ戻って、バイパス管５２から電動ウォータポンプ５４に吸入される。このように水を循環させる場合、電動ウォータポンプ５４から送り出す水を水加熱ヒータ５１で加熱し、水加熱ヒータ５１で加熱された水をヒータコア２７及びヒータコア３７のチューブ内に流すことにより、ヒータコア２７及びヒータコア３７を加熱する事ができる。

【0023】

車両用空調装置１０は、車室内の前席側の空調及び後席側の空調とバッテリの冷却に用いる冷媒を循環させる冷媒循環用配管６を備える。そして、冷媒循環用配管６には、冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する１つの電動コンプレッサ６１と、電動コンプレッサ６１から吐出された冷媒を冷却して凝縮させる１つのコンデンサ６２と、レシーバ６３が設けられている。コンデンサ６２は、外気と熱交換することにより、冷媒を冷却して液化することができる。コンデンサ６２を通過した冷媒は、レシーバ６３で液相冷媒と気相冷媒に分離される。

【0024】

冷媒循環用配管６は、レシーバ６３の下流側の分岐点６ａで、電池冷却ユニット４へ冷媒を供給する電池冷却用配管６ｂと、前席空調用エバポレータ２５及び後席空調用エバポレータ３５へ冷媒を供給する空調用配管６ｃに分岐する。空調用配管６ｃは、分岐点６ａより下流側の分岐点６ｄで、前席空調用エバポレータ２５へ冷媒を供給する前席空調用配管６ｅと、後席空調用エバポレータ３５へ冷媒を供給する後席空調用配管６ｆに分岐して、前席空調用エバポレータ２５及び後席空調用エバポレータ３５より下流側の合流点６ｇで合流して１本の空調用配管６ｃとなる。そして、電池冷却用配管６ｂと空調用配管６ｃは、電池冷却ユニット４及び合流点６ｇより下流側の合流点６ｈで合流して１本の冷媒循環用配管６となって、合流点６ｈの下流側で電動コンプレッサ６１に接続する。

【0025】

前席空調用配管６ｅには、前席空調用エバポレータ２５より上流側に電磁弁６４及び膨張弁６５が設けられている。電磁弁６４が開いた状態では、コンデンサ６２で凝縮された液相冷媒が電磁弁６４を通った後に膨張弁６５で減圧されて、減圧後の冷媒を前席空調用エバポレータ２５において空調空気から吸熱して蒸発させる。このように液相冷媒を前席空調用エバポレータ２５で蒸発させることにより、前席空調用エバポレータ２５を通過する空気を冷却することができる。前席空調用エバポレータ２５で蒸発した冷媒は、前席空調用配管６ｅ及び空調用配管６ｃを経由して電動コンプレッサ６１に到達して、電動コンプレッサ６１で圧縮される。

【0026】

後席空調用配管６ｆにも、後席空調用エバポレータ３５より上流側に電磁弁６６及び膨張弁６７が設けられている。電磁弁６６が開いた状態では、コンデンサ６２で凝縮された液相冷媒が電磁弁６６を通った後に膨張弁６７で減圧されて、減圧後の冷媒を後席空調用エバポレータ３５において空調空気から吸熱して蒸発させる。このように液相冷媒を後席空調用エバポレータ３５で蒸発させることにより、後席空調用エバポレータ３５を通過する空気を冷却することができる。後席空調用エバポレータ３５で蒸発した冷媒は、後席空調用配管６ｆ及び空調用配管６ｃを経由して電動コンプレッサ６１に到達して、電動コンプレッサ６１で圧縮される。

【0027】

電池冷却ユニット４は、１つの電磁弁４１と、２つの膨張弁４２と、２つの電池冷却用熱交換器４３を備える。電磁弁４１は電池冷却用配管６ｂに設けられており、電池冷却用配管６ｂは電磁弁４１より下流側の分岐点４４で、第１配管４５ａと第２配管４５ｂに分岐している。第１配管４５ａには、膨張弁４２及び電池冷却用熱交換器４３が設けられており、膨張弁４２は電池冷却用熱交換器４３より上流側に配置されている。第２配管４５ｂにも、第１配管４５ａと同様に、膨張弁４２及び電池冷却用熱交換器４３が設けられており、膨張弁４２は電池冷却用熱交換器４３より上流側に配置されている。第１配管４５ａと第２配管４５ｂは、電池冷却用熱交換器４３より下流側の合流点４６で合流して１本の電池冷却用配管６ｂとなる。

【0028】

このような構成を電池冷却ユニット４が有するため、電磁弁４１を開いた状態では、コンデンサ６２で凝縮された液相冷媒が電磁弁４１を通った後に膨張弁４２で減圧されて、減圧後の冷媒を電池冷却用熱交換器４３においてバッテリから吸熱して蒸発させる。このように液相冷媒を電池冷却用熱交換器４３で蒸発させることにより、気化熱でバッテリを冷却することができる。電池冷却用熱交換器４３で蒸発した冷媒は、第１配管４５ａ又は第２配管４５ｂを通った後に、電池冷却用配管６ｂを経由して電動コンプレッサ６１に到達して、電動コンプレッサ６１で圧縮される。

【0029】

車両用空調装置１０は、前席空調ユニット２、後席空調ユニット３及び電池冷却ユニット４を制御するＥＣＵ（電子制御装置）２０を備える。ＥＣＵ２０は、演算処理部であるＣＰＵと、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶部を有し、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、前席空調ユニット２、後席空調ユニット３及び電池冷却ユニット４の制御を実行する。図２に示すように、ＥＣＵ２０は、切替ドア２３、エアミックスドア２６、ブロワモータ２８、切替ドア３３、エアミックスドア３６、ブロワモータ３８、水加熱ヒータ５１、三方弁５３、電動ウォータポンプ５４、電動コンプレッサ６１、電磁弁６４、電磁弁６６及び電磁弁４１等を制御する。

【0030】

車両用空調装置１０は、エンジン１に設けられた水温センサ５７、水加熱ヒータ５１に設けられた水温センサ５８、前席空調用エバポレータ２５のフィンに設けられた温度センサ２９、後席空調用ダクト３２内の後席空調用エバポレータ３５とヒータコア３７の間に設けられた気温センサ３９、前席付近の室温を検出する室温センサ７１、後席付近の室温を検出する室温センサ７２、車外の空気の温度を検出する外気温度センサ７３、日射量を検出する日射量センサ７４及びバッテリの温度を検出する電池温度センサ７５を備える。これらのセンサの出力は全てＥＣＵ２０に入力される。

【0031】

車両の乗員は、車室内に設けられた操作部３０を操作することによって、前席空調ユニット２の設定温度や後席空調ユニット３の設定温度などを設定することができる。例えば、乗員が前席空調ユニット２の設定温度を操作部３０に入力した場合、ＥＣＵ２０は、設定温度、前席付近の室温、外気温度及び日射量から、前席空調ユニット２の吹出口２１から吹き出す空気の目標吹出温度を算出し、目標吹出温度及び水温からブロワファン２４の風量及びエアミックスドア２６の開度を決定して、ブロワモータ２８及びエアミックスドア２６を制御する。ＥＣＵ２０は、水加熱ヒータ５１に設けられた水温センサ５８から水温を検出する。

【0032】

そして、ＥＣＵ２０は、前席空調ユニット２の設定温度、前席付近の室温、外気温度及び日射量から、前席空調用エバポレータ２５の目標エバポレータ温度Ｔｇを決定し、前席空調用エバポレータ２５の温度Ｔが目標エバポレータ温度Ｔｇとなるように、電動コンプレッサ６１のＯＮ／ＯＦＦを制御する。ＥＣＵ２０には、前席空調ユニット２の設定温度、前席付近の室温、外気温度及び日射量に基づく目標エバポレータ温度Ｔｇのマップが記憶されており、このマップに基づいてＥＣＵ２０は目標エバポレータ温度Ｔｇを決定する。ＥＣＵ２０は、前席空調用エバポレータ２５のフィンに設けられた温度センサ２９により、前席空調用エバポレータ２５の温度Ｔを検出する。図３に示すように、ＥＣＵ２０は、前席空調用エバポレータ２５の温度Ｔが目標エバポレータ温度Ｔｇより低くなると、電動コンプレッサ６１を停止し、前席空調用エバポレータ２５の温度Ｔが目標エバポレータ温度Ｔｇより１℃高くなると、電動コンプレッサ６１を回転させる。そのため、ＥＣＵ２０は、前席空調用エバポレータ２５の温度の変化に応じて電動コンプレッサ６１を間欠運転させることになる。

【0033】

また、乗員が後席空調ユニット３の設定温度を操作部３０に入力した場合、ＥＣＵ２０は、設定温度、後席付近の室温、外気温度及び日射量から、後席空調ユニット３の吹出口３１から吹き出す空気の目標吹出温度を算出し、目標吹出温度及び水温からブロワファン３４の風量及びエアミックスドア３６の開度を決定して、ブロワモータ３８及びエアミックスドア３６を制御する。ＥＣＵ２０は、水加熱ヒータ５１に設けられた水温センサ５８から水温を検出する。

【0034】

そして、ＥＣＵ２０は、後席空調ユニット３の設定温度、後席付近の室温、外気温度及び日射量から、目標エバポレータ後温度を決定し、後席空調用ダクト３２内の後席空調用エバポレータ３５とヒータコア３７の間に設けられた気温センサ３９により検出するエバポレータ後温度が目標エバポレータ後温度となるように、電動コンプレッサ６１のＯＮ／ＯＦＦを制御する。ＥＣＵ２０には、前席空調ユニット２の設定温度、後席付近の室温、外気温度及び日射量に基づく目標エバポレータ後温度のマップが記憶されており、このマップに基づいてＥＣＵ２０は目標エバポレータ後温度を決定する。ＥＣＵ２０は、エバポレータ後温度が目標エバポレータ後温度より低くなると、電動コンプレッサ６１を停止し、エバポレータ後温度が目標エバポレータ後温度より１℃高くなると、電動コンプレッサ６１を回転させる。そのため、ＥＣＵ２０は、エバポレータ後温度の変化に応じて電動コンプレッサ６１を間欠運転させることになる。

【0035】

ＥＣＵ２０は、前席空調ユニット２と後席空調ユニット３を同時に稼働させることもできる。その場合、前席空調用エバポレータ２５の温度Ｔが目標エバポレータ温度Ｔｇより低くなるか、又は、後席空調用エバポレータ３５のエバポレータ後温度が目標エバポレータ後温度より低くなれば、ＥＣＵ２０は電動コンプレッサ６１を停止させる。そして、前席空調用エバポレータ２５の温度Ｔが目標エバポレータ温度Ｔｇより１℃高くなるか、又は、後席空調用エバポレータ３５のエバポレータ後温度が目標エバポレータ後温度より１℃高くなれば、ＥＣＵ２０は電動コンプレッサ６１を回転させる。

【0036】

更に、ＥＣＵ２０は、電池冷却ユニット４に冷媒を循環させて、床下に配置されたバッテリを冷却することができる。ＥＣＵ２０は、電池温度センサ７５により検出したバッテリの温度に基づき、電池冷却要求の有無を判断する。ＥＣＵ２０は、バッテリの温度が所定値より高くなると、電池冷却要求があると判断し、バッテリの温度が所定値より以下となると、電池冷却要求がないと判断する。

【0037】

ＥＣＵ２０が電磁弁６４及び電磁弁６６を閉めて、前席空調用エバポレータ２５及び後席空調用エバポレータ３５を稼働させていない場合、ＥＣＵ２０は、バッテリの温度が所定値より高くなると電池冷却要求があると判断し、電動コンプレッサ６１を回転させ、バッテリの温度が所定値より低くなると電池冷却要求がないと判断し、電動コンプレッサ６１を停止させる。また、バッテリの温度が所定値よりも高く、電池冷却要求があるとＥＣＵ２０が判断している状態で、前席空調用エバポレータ２５及び後席空調用エバポレータ３５のいずれか片方又は両方を稼働させる場合は、ＥＣＵ２０は、前席空調用エバポレータ２５の温度Ｔ及び後席空調用エバポレータ３５のエバポレータ後温度に基づいて電動コンプレッサ６１を回転又は停止させる。

【0038】

車両用空調装置１０では、電池冷却要求があるとＥＣＵ２０が判断した状況で、前席空調用エバポレータ２５及び後席空調用エバポレータ３５を両方とも稼働させる使用条件Ａでは、前席空調ユニット２、後席空調ユニット３及び電池冷却ユニット４を冷媒が循環する。この使用条件Ａでは、オイル寝込み現象が発生することを防ぐため、図４に示すように、電動コンプレッサ６１の回転速度の下限値を４０００ｒｐｍとする必要がある。

【0039】

また、電池冷却要求があるとＥＣＵ２０が判断した状況で、前席空調用エバポレータ２５を稼働させて後席空調用エバポレータ３５を稼働させない使用条件Ｂでは、前席空調ユニット２及び電池冷却ユニット４を冷媒が循環する。この使用条件Ｂでは、オイル寝込み現象が発生することを防ぐため、図４に示すように、電動コンプレッサ６１の回転速度の下限値を３５００ｒｐｍとする必要がある。使用条件Ｂは、使用条件Ａとは異なり、後席空調ユニット３に冷媒を循環させないため、使用条件Ａよりも電動コンプレッサ６１の回転速度の下限値が小さくなる。

【0040】

また、電池冷却要求があるとＥＣＵ２０が判断した状況で、前席空調用エバポレータ２５及び後席空調用エバポレータ３５を両方とも稼働させない使用条件Ｃでは、電池冷却ユニット４のみを冷媒が循環する。この使用条件Ｃでは、オイル寝込み現象が発生することを防ぐため、図４に示すように、電動コンプレッサ６１の回転速度の下限値を３０００ｒｐｍとする必要がある。使用条件Ｃは、使用条件Ｂとは異なり、前席空調ユニット２に冷媒を循環させないため、使用条件Ｂよりも電動コンプレッサ６１の回転速度の下限値が小さくなる。

【0041】

また、電池冷却要求があるとＥＣＵ２０が判断した状況で、前席空調用エバポレータ２５を稼働させず後席空調用エバポレータ３５を稼働させる使用条件Ｄでは、後席空調ユニット３及び電池冷却ユニット４を冷媒が循環する。この使用条件Ｄでは、オイル寝込み現象が発生することを防ぐため、図４に示すように、電動コンプレッサ６１の回転速度の下限値を３７５０ｒｐｍとする必要がある。

【0042】

使用条件Ｄは、使用条件Ａとは異なり、前席空調ユニット２に冷媒を循環させないため、使用条件Ａよりも電動コンプレッサ６１の回転速度の下限値が小さくなる。そして、使用条件Ｄは、使用条件Ｃとは異なり、後席空調ユニット３に冷媒を循環させるため、使用条件Ｃよりも電動コンプレッサ６１の回転速度の下限値が大きくなる。そして、使用条件Ｄは、使用条件Ｂとは異なり、前席空調ユニット２の代わりに後席空調ユニット３に冷媒を循環させるが、コンデンサ６２から後席空調用エバポレータ３５を経由して電動コンプレッサ６１に到達するまでの圧力損失の方が、コンデンサ６２から前席空調用エバポレータ２５を経由して電動コンプレッサ６１に到達するまでの圧力損失よりも大きいため、使用条件Ｂよりも電動コンプレッサ６１の回転速度の下限値が大きくなる。

【0043】

車両用空調装置１０では、電動コンプレッサ６１及びコンデンサ６２が車両前方に配置されているため、電動コンプレッサ６１及びコンデンサ６２から後席空調用エバポレータ３５までの配管長が、電動コンプレッサ６１及びコンデンサ６２から前席空調用エバポレータ２５までの配管長よりも長くなる。そのため、コンデンサ６２から後席空調用エバポレータ３５を経由して電動コンプレッサ６１に到達するまでの圧力損失の方が、コンデンサ６２から前席空調用エバポレータ２５を経由して電動コンプレッサ６１に到達するまでの圧力損失よりも大きくなる。

【0044】

車両用空調装置１０は、このように前席空調用エバポレータ２５及び後席空調用エバポレータ３５の稼働の有無に応じて、使用条件Ａ～Ｄで電動コンプレッサ６１を回転させる際の回転速度の下限値を変更するため、オイル寝込み現象が発生することを抑制しつつ、前席空調用エバポレータ２５及び後席空調用エバポレータ３５の稼働の有無によらず常に電動コンプレッサ６１の回転速度の下限値を一定とする車両用空調装置と比較して、電動コンプレッサ６１に用いる電力消費を抑制し車両の電費を向上することができる。

【0045】

なお、本実施形態で使用条件Ａ～Ｄにおける電動コンプレッサ６１の回転速度の下限値として図４に記載した数値は、一例として記載した数値である。電動コンプレッサ６１の性能や配管長などが異なれば、使用条件Ａ～Ｄにおける電動コンプレッサ６１の回転速度の下限値は、図４に記載された数値とは異なる数値となる。

【0046】

＜実施形態の補足＞
本開示の車両用空調装置は、上述した形態に限定されず、本開示の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。例えば、コンデンサから後席空調用エバポレータを経由して電動コンプレッサに到達するまでの圧力損失の方が、コンデンサから前席空調用エバポレータを経由して電動コンプレッサに到達するまでの圧力損失よりも小さい形態であってもよい。また、エンジンがない電気自動車に搭載されてもよい。その場合、ヒータコアのチューブを通る水はエンジンで加熱することはできず、水加熱ヒータで加熱される。

【符号の説明】

【0047】

１ エンジン、２ 前席空調ユニット、３ 後席空調ユニット、４ 電池冷却ユニット、５ 水循環用配管、６ 冷媒循環用配管、６ａ 分岐点、６ｂ 電池冷却用配管、６ｃ 空調用配管、６ｄ 分岐点、６ｅ 前席空調用配管、６ｆ 後席空調用配管、６ｇ，６ｈ 合流点、１０ 車両用空調装置、２０ ＥＣＵ、２１ 吹出口、２２ 前席空調用ダクト、２３ 切替ドア、２４ ブロワファン、２５ 前席空調用エバポレータ、２６ エアミックスドア、２７ ヒータコア、２８ ブロワモータ、２９ 温度センサ、３０ 操作部、３１ 吹出口、３２ 後席空調用ダクト、３３ 切替ドア、３４ ブロワファン、３５ 後席空調用エバポレータ、３６ エアミックスドア、３７ ヒータコア、３８ ブロワモータ、３９ 気温センサ、４１ 電磁弁、４２ 膨張弁、４３ 電池冷却用熱交換器、４４ 分岐点、４５ａ 第１配管、４５ｂ 第２配管、４６ 合流点、５１ 水加熱ヒータ、５２ バイパス管、５３ 三方弁、５４ 電動ウォータポンプ、５５ 分岐点、５６ 合流点、５７，５８ 水温センサ、６１ 電動コンプレッサ、６２コンデンサ、６３ レシーバ、６４，６６ 電磁弁、６５，６７ 膨張弁、７１，７２ 室温センサ、７３ 外気温度センサ、７４ 日射量センサ、７５ 電池温度センサ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】