JP2009166629A - Air conditioner for vehicle - Google Patents

Air conditioner for vehicle Download PDF

Info

Publication number
JP2009166629A
JP2009166629A JP2008006136A JP2008006136A JP2009166629A JP 2009166629 A JP2009166629 A JP 2009166629A JP 2008006136 A JP2008006136 A JP 2008006136A JP 2008006136 A JP2008006136 A JP 2008006136A JP 2009166629 A JP2009166629 A JP 2009166629A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
heating
heat exchanger
condenser
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008006136A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Ikeda
直史 池田
Yukihiko Takeda
幸彦 武田
Koji Nonoyama
浩司 野々山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2008006136A priority Critical patent/JP2009166629A/en
Publication of JP2009166629A publication Critical patent/JP2009166629A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air conditioner for a vehicle enabling a reduction in power consumption in a bi-level mode during a heating operation. <P>SOLUTION: In this air conditioner for a vehicle, a PTC heater 40 for heating blowing air by electrification and a condenser 22 are installed in an air conditioner case 1. A controller heats the blowing air by the condenser 22 in the bi-level mode during the heating operation, and electrifies the PTC heater 40. To execute a bi-level mode in which the heating of the blowing air by the condenser 22 and the heating of the blowing air by the PTC heater 40 are combined with each other, such an event specific to the bi-level mode that the cooling performance of the condenser 22 is deteriorated as the air quantity passing through the condenser 22 is reduced is improved. Consequently, the power consumption of the entire device can be saved. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ヒートポンプ式冷凍サイクルによる暖房運転と電気式補助加熱手段を用いた暖房運転とを実施できる車両用空調装置に関する。   The present invention relates to a vehicle air conditioner capable of performing a heating operation using a heat pump refrigeration cycle and a heating operation using an electric auxiliary heating means.

従来の車両用空調装置の一例として、ヒートポンプ式冷凍サイクルによる暖房運転を補助して、暖房性能を高める電気ヒータを備えた装置が知られている(特許文献1参照)。この特許文献1に記載の装置は、ヒートポンプ式冷凍サイクルを用いた暖房運転と、電気ヒータを用いた暖房運転とを使い分けることができる。さらにこの装置は、暖房運転指示がなされると、まずヒートポンプ式冷凍サイクルによる暖房運転を行い、当該暖房運転による平均消費電力を算出するとともに、電気ヒータによる暖房運転の消費電力を算出する。そして、電気ヒータによる暖房運転の消費電力の方がヒートポンプ式冷凍サイクルによる暖房運転の平均消費電力よりも小さくなると、当該冷凍サイクルによる暖房運転を停止し、電気ヒータによる暖房運転を行う。   As an example of a conventional vehicle air conditioner, an apparatus provided with an electric heater that assists heating operation by a heat pump refrigeration cycle and enhances heating performance is known (see Patent Document 1). The apparatus described in Patent Literature 1 can selectively use a heating operation using a heat pump refrigeration cycle and a heating operation using an electric heater. Further, when a heating operation instruction is given, this device first performs a heating operation by a heat pump refrigeration cycle, calculates average power consumption by the heating operation, and calculates power consumption of the heating operation by the electric heater. When the power consumption of the heating operation by the electric heater is smaller than the average power consumption of the heating operation by the heat pump refrigeration cycle, the heating operation by the refrigeration cycle is stopped and the heating operation by the electric heater is performed.

さらに特許文献1には、当該冷凍サイクルによる暖房と電気ヒータによる暖房とを併用するモード、当該冷凍サイクルのみによる暖房のモード、電気ヒータのみによる暖房のモードがあり、これらを要求される暖房能力に応じて切り替える機能を有する装置が記載されている。   Furthermore, Patent Document 1 includes a mode in which heating by the refrigeration cycle and heating by an electric heater are used in combination, a heating mode by only the refrigeration cycle, and a heating mode by only an electric heater. An apparatus having a function of switching in response is described.

一方、従来の車両用空調装置は、暖房時に乗員に対し頭寒足熱の空調環境を与えるために、フェイス吹出口とフット吹出口に温度差のある送風を提供するバイレベルモードを備えている。そして、当該バイレベルモード時の空調ユニット100内部の風の流れを示したものが図6である。   On the other hand, the conventional vehicle air conditioner is provided with a bi-level mode that provides air blowing with a temperature difference between the face air outlet and the foot air outlet in order to give the occupant an air-conditioning environment of chills during heating. FIG. 6 shows the flow of air inside the air conditioning unit 100 during the bi-level mode.

図6に示すように、暖房時のバイレベルモードにおいて、冷たい外気等は空調ユニット100内部の上流側に配置された蒸発器101を通過した後、エアミックスドア102によってフット吹出し側通路104とフェイス吹出し側通路105とに分けられる。そして、フット吹出し側通路104を通る空気は凝縮器103によって加熱された後、一旦フェイス吹出し側通路105を通ってきた空気と混ざるものの、主にフット吹出口106を通って乗員の足元に送風される。またフェイス吹出し側通路105を通る空気は凝縮器103を迂回し、一旦フット吹出し側通路104を通ってきた空気と混ざるものの、主にフェイス吹出口107を通って乗員の上半身に向けて送風される。   As shown in FIG. 6, in the bi-level mode during heating, cold outside air or the like passes through the evaporator 101 disposed on the upstream side inside the air conditioning unit 100, and then is connected to the foot outlet side passage 104 and the face by the air mix door 102. It is divided into the outlet side passage 105. The air passing through the foot outlet side passage 104 is heated by the condenser 103 and then mixed with the air that has once passed through the face outlet side passage 105, but is mainly blown to the feet of the passenger through the foot outlet 106. The The air passing through the face outlet side passage 105 bypasses the condenser 103 and is mixed with the air once passing through the foot outlet side passage 104, but is mainly blown toward the upper body of the occupant through the face outlet 107. .

このときエアミックスドア102の開度は、フェイス吹出し風とフット吹出し風との温度差を大きくするために、フット吹出し側通路104の開口面積がマックスホット時に比べて小さくなるように制御されている。
特開平5−229334号公報
At this time, the opening degree of the air mix door 102 is controlled so that the opening area of the foot outlet side passage 104 is smaller than that at the time of max hot in order to increase the temperature difference between the face outlet air and the foot outlet air. .
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-229334

しかしながら、バイレベルモードにおいては、サイクル効率の良いマックスホット時に比べて凝縮器103を通過する風量が少ないため、凝縮器103を冷却する効果が小さくなり、冷凍サイクルの高圧側の冷媒温度が上昇してしまう。したがって、サイクル効率の低下や消費電力の増大という問題があった。   However, in the bi-level mode, since the amount of air passing through the condenser 103 is smaller than in the case of max hot with good cycle efficiency, the effect of cooling the condenser 103 is reduced, and the refrigerant temperature on the high-pressure side of the refrigeration cycle increases. End up. Therefore, there are problems such as a decrease in cycle efficiency and an increase in power consumption.

そこで、本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、暖房時のバイレベルモードにおける消費電力を低減することができる車両用空調装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a vehicle air conditioner that can reduce power consumption in a bi-level mode during heating.

上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。すなわち第1の発明は、冷媒を吸入し吐出する圧縮機(21)と、圧縮機(21)から吐出された冷媒が流入して放熱し暖房運転時に車室内へ送風される空気を加熱する加熱用熱交換器(22)と、暖房運転時に加熱用熱交換器(22)で冷却された冷媒を減圧する減圧装置(24)と、暖房運転時に減圧装置(24)で減圧された冷媒を蒸発させる室外熱交換器(25)と、を有するヒートポンプ式冷凍サイクル(20)を用い、車室内を空気調節する車両用空調装置に係る発明であって、
一方側に空気取入口(3,4)が形成され、他方側に、車室内の乗員の上半身に向けて送風されるフェイス吹出し風が通過するフェイス吹出し開口(12)および乗員の足元に向けて送風されるフット吹出し風が通過するフット吹出し開口(11)が形成され、空気取入口(3,4)と両吹出し開口(11,12)との間に上記送風空気が通過する通風路(6,7)を有する空調ケース(1)と、空調ケース(1)の内部に設けられ、通電されることにより送風空気を加熱する電気式補助加熱手段(40)と、を備えている。
In order to achieve the above object, the following technical means are adopted. That is, the first aspect of the invention is the compressor (21) that sucks and discharges the refrigerant, and the heating that heats the air that is discharged from the compressor (21) and flows into the vehicle interior during the heating operation. Heat exchanger (22), decompression device (24) for decompressing the refrigerant cooled by the heating heat exchanger (22) during heating operation, and evaporating the refrigerant decompressed by the decompression device (24) during heating operation An outdoor heat exchanger (25) to be used, and a heat pump refrigeration cycle (20) having a vehicle air conditioner for air conditioning the vehicle interior,
An air inlet (3, 4) is formed on one side, and on the other side, a face outlet opening (12) through which a face blowing air blown toward the passenger's upper body in the passenger compartment passes and toward the passenger's feet A foot blowing opening (11) through which the blown air blowing air passes is formed, and a ventilation path (6) through which the blowing air passes between the air intake ports (3, 4) and the two blowing openings (11, 12). , 7) and an electric auxiliary heating means (40) which is provided inside the air conditioning case (1) and heats the blown air when energized.

さらに第1の発明は、暖房運転におけるフェイス吹出し風およびフット吹出し風を提供するバイレベルモード時に、加熱用熱交換器(22)によって送風空気を加熱するとともに電気式補助加熱手段(40)に通電することを特徴としている。   Furthermore, in the first aspect of the present invention, in the bi-level mode for providing the face blowing air and the foot blowing air in the heating operation, the blown air is heated by the heating heat exchanger (22) and the electric auxiliary heating means (40) is energized. It is characterized by doing.

この発明によれば、バイレベルモード時において加熱用熱交換器および電気式補助加熱手段による送風空気の加熱を併用することにより、加熱用熱交換器を通過する空気が減少することに起因する加熱用熱交換器の冷却能力低下に伴うバイレベルモード特有の冷凍サイクルのCOP(成績係数)の低下を改善することができる。すなわち、本発明を実施することによって冷凍サイクルのCOPが向上することに伴う消費電力の低減量が電気式補助加熱手段を運転することによる消費電力の増加量を上回ることになり、バイレベルモードにおける装置全体の省電力を実現することができる。   According to this invention, in the bi-level mode, the heating caused by the reduction of the air passing through the heating heat exchanger by using the heating heat exchanger and the heating of the blown air by the electric auxiliary heating means in combination. It is possible to improve the COP (coefficient of performance) of the refrigeration cycle peculiar to the bi-level mode accompanying the cooling capacity reduction of the heat exchanger for use. That is, the amount of reduction in power consumption accompanying the improvement of the COP of the refrigeration cycle by implementing the present invention exceeds the amount of increase in power consumption by operating the electric auxiliary heating means, and in the bi-level mode Power saving of the entire apparatus can be realized.

また、上記暖房運転のバイレベルモードにおいて、圧縮機(21)によって吐出された冷媒の圧力が、所定圧力(P1)を超えると判定した場合には加熱用熱交換器(22)によって送風空気を加熱するとともに電気式補助加熱手段(40)に通電し、所定圧力(P1)を超えないと判定した場合には加熱用熱交換器(22)による送風空気の加熱のみを行うことが好ましい。   Further, in the bi-level mode of the heating operation, when it is determined that the pressure of the refrigerant discharged by the compressor (21) exceeds a predetermined pressure (P1), blown air is supplied by the heating heat exchanger (22). When heating and energizing the electric auxiliary heating means (40) and determining that the predetermined pressure (P1) is not exceeded, it is preferable to only heat the blown air by the heating heat exchanger (22).

この発明によれば、バイレベルモード特有の冷凍サイクルのCOP(成績係数)の低下が許容レベルにあるか否かをサイクルの高圧側の冷媒圧力によって判定することにより、高い精度で実施できる。   According to this invention, it can be implemented with high accuracy by determining whether or not the decrease in COP (coefficient of performance) of the refrigeration cycle peculiar to the bilevel mode is at an allowable level based on the refrigerant pressure on the high pressure side of the cycle.

また、車両用空調装置に係る発明は、空気取入口(3,4)から取り入れた送風空気を、加熱用熱交換器(22)を通過する空気と加熱用熱交換器(22)を通らない空気とに分け、その風量比率を調整する風量比率調整手段(8)を備えており、
上記暖房運転のバイレベルモードにおいて、加熱用熱交換器(22)を通過する空気の風量が、所定風量(Q1)を超えないと判定した場合には所定風量(Q1)を超えるように風量比率調整手段(8)を調節するとともに電気式補助加熱手段(40)に通電し、
所定風量(Q1)を超えると判定した場合には加熱用熱交換器(22)による送風空気の加熱のみを行うことが好ましい。
Moreover, the invention which concerns on a vehicle air conditioner does not let the ventilation air taken in from the air intake (3, 4) pass the air which passes a heat exchanger for heating (22), and a heat exchanger for heating (22). Air volume ratio adjusting means (8) for adjusting the air volume ratio is provided.
In the bi-level mode of the heating operation, when it is determined that the air volume of the air passing through the heating heat exchanger (22) does not exceed the predetermined air volume (Q1), the air volume ratio so as to exceed the predetermined air volume (Q1). Adjusting the adjusting means (8) and energizing the electric auxiliary heating means (40);
When it is determined that the predetermined air volume (Q1) is exceeded, it is preferable to only heat the blown air by the heating heat exchanger (22).

この発明によれば、バイレベルモード特有の冷凍サイクルのCOP(成績係数)の低下が許容レベルにないことを高い精度で判断できるとともに、加熱用熱交換器へ送風される風量が増加するように風量比率調整手段を制御するので、車両用空調装置全体の消費電力の低減をさらに促進することができる。   According to the present invention, it can be determined with high accuracy that the COP (coefficient of performance) of the refrigeration cycle peculiar to the bi-level mode is not at an allowable level, and the amount of air blown to the heat exchanger for heating is increased. Since the air volume ratio adjusting means is controlled, it is possible to further promote the reduction in power consumption of the entire vehicle air conditioner.

また、電気式補助加熱手段(40)は加熱用熱交換器(22)よりも送風空気下流側に設けられていることが好ましい。この発明によれば、加熱用熱交換器(22)にまず外気等の低温空気を導入することができるので、加熱用熱交換器に流入する冷媒の冷却効果が大きくなり、圧縮機の消費電力をさらに低減することができる。   Moreover, it is preferable that the electric auxiliary heating means (40) is provided on the downstream side of the blown air with respect to the heating heat exchanger (22). According to the present invention, low temperature air such as outside air can be first introduced into the heating heat exchanger (22), so that the cooling effect of the refrigerant flowing into the heating heat exchanger is increased, and the power consumption of the compressor is increased. Can be further reduced.

また、電気式補助加熱手段(40)は、加熱用熱交換器(22)よりも送風空気下流側であって、フェイス吹出し開口(12)よりもフット吹出し開口(11)に近い位置に設けられていることが好ましい。この発明によれば、従来のバイレベルモード時の運転よりも、加熱用熱交換器を冷却する空気が増加する傾向になり、加熱用熱交換器内の冷媒圧力が低下するので、より一層の冷凍サイクルのCOP向上が図れる。   Further, the electric auxiliary heating means (40) is provided on the downstream side of the blown air with respect to the heating heat exchanger (22) and closer to the foot outlet opening (11) than the face outlet opening (12). It is preferable. According to the present invention, the air for cooling the heating heat exchanger tends to increase and the refrigerant pressure in the heating heat exchanger decreases, compared to the operation in the conventional bi-level mode. The COP of the refrigeration cycle can be improved.

さらに、電気式補助加熱手段(40)はPTCヒータで構成することが好ましく、通電量に対する発熱効率が高いため、消費電力の省電力化が一層期待できる。また、加熱手段の搭載スペースを小さくできる。   Furthermore, it is preferable that the electric auxiliary heating means (40) is composed of a PTC heater, and since the heat generation efficiency with respect to the energization amount is high, further reduction in power consumption can be expected. Moreover, the mounting space for the heating means can be reduced.

なお、上記各技術的手段や特許請求の範囲の各請求項における括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示す一例である。   In addition, the code | symbol in parentheses in each said technical means and each claim of a claim is an example which shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment mentioned later.

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組み合せることも可能である。   A plurality of modes for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. In the case where only a part of the configuration is described in each embodiment, the other parts of the configuration are the same as those described previously. In addition to the combination of parts specifically described in each embodiment, the embodiments may be partially combined as long as the combination is not particularly troublesome.

(第1実施形態)
本発明の一実施形態である第1実施形態について図1から図4にしたがって説明する。図1は本実施形態に係る車両用空調装置の構成を示した概略図である。図1において、黒塗り太矢印は暖房運転時のサイクル内の冷媒流れを示しており、斜線太矢印は除湿運転時のサイクル内の冷媒流れを示しており、白抜き太矢印は冷房運転時のサイクル内の冷媒流れを示している。
(First embodiment)
1st Embodiment which is one Embodiment of this invention is described according to FIGS. 1-4. FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a vehicle air conditioner according to the present embodiment. In FIG. 1, the thick black arrow indicates the refrigerant flow in the cycle during the heating operation, the hatched thick arrow indicates the refrigerant flow in the cycle during the dehumidification operation, and the white thick arrow indicates the cooling operation during the cooling operation. The refrigerant flow in the cycle is shown.

本実施形態の車両用空調装置は、ヒートポンプ式冷凍サイクル20および電気式補助加熱手段であるPTCヒータ40を備え、図1に示す構成部品を用いて空調運転を行うものであり、例えばハイブリッド自動車や電気自動車に使用することができる。電気式補助加熱手段は、入力(通電量)に対して入力分と同程度の出力(発熱量)が得られるエネルギー損失の少ない機器を選択することが好ましく、本実施形態ではその一例としてPTCヒータ40を採用する。   The vehicle air conditioner of the present embodiment includes a heat pump refrigeration cycle 20 and a PTC heater 40 that is an electric auxiliary heating means, and performs an air conditioning operation using the components shown in FIG. Can be used for electric vehicles. As the electric auxiliary heating means, it is preferable to select a device with low energy loss that can obtain an output (heat generation amount) equivalent to the input with respect to the input (energization amount). In this embodiment, as an example, a PTC heater is used. 40 is adopted.

内部に空気の通風路を備える空調ケース1は、車室内前方のインストルメントパネルの裏側に設けられている。空調ケース1には一方側に空気取入口である外気吸入口3および内気吸入口4が形成され、他方側に車室内に吹き出される空気調節された空気(以下、空調空気とする)が通過するフット吹出し開口11、フェイス吹出し開口12、デフ吹出し開口(図示せず)が少なくとも形成されている。   An air conditioning case 1 having an air ventilation path inside is provided on the back side of an instrument panel in the front of the passenger compartment. The air conditioning case 1 is formed with an air intake port 3 and an indoor air intake port 4 which are air intakes on one side, and air-conditioned air (hereinafter referred to as conditioned air) blown into the passenger compartment passes through the other side. At least a foot blowout opening 11, a face blowout opening 12, and a differential blowout opening (not shown) are formed.

フット吹出し開口11は車室内の乗員の足元に吹き出される空調空気が通過する開口であり、フェイス吹出し開口12は車室内の乗員の上半身に向かって吹き出される空調空気が通過する開口であり、デフ吹出し開口は車両のフロントガラスの内面に吹き出される空調空気が通過する開口である。これらの各開口は、それぞれ吹出しダクト(図示せず)を介して車室内空間に接続されており、吹出し開口切替えドア(図示せず)によって吹出しモードに対応して開閉される。外気吸入口3と内気吸入口4は内外気切替えドアにより、空気取入れモードに対応してその開放、閉鎖が切替え自在に行われる。   The foot blowing opening 11 is an opening through which conditioned air blown to the feet of the passenger in the passenger compartment passes, and the face blowing opening 12 is an opening through which conditioned air blown toward the upper body of the passenger in the passenger compartment passes. The differential outlet is an opening through which conditioned air blown to the inner surface of the windshield of the vehicle passes. Each of these openings is connected to the vehicle interior space via a blowout duct (not shown), and is opened and closed by a blowout opening switching door (not shown) corresponding to the blowout mode. The outside air inlet 3 and the inside air inlet 4 can be opened and closed by an inside / outside air switching door in accordance with the air intake mode.

空調ケース1は、一方側に、内外気切替えドアを備える内外気切替箱と、その吸込部が外気吸入口3と内気吸入口4に接続されている送風機5とを備えている。例えば、冬季等の暖房時には、外気取入れモードを行うことにより外気吸入口3から湿度の低い外気を導入し、通風路を通して空調してフロントガラスの内面に吹き出すことにより防曇効果を高めることができる。また、内気モードを行うことにより内気吸入口4から温度の高い内気を導入し、通風路を通して空調し乗員の足元に向けて吹き出すことにより暖房負荷を軽減することができる。   The air conditioning case 1 includes, on one side, an inside / outside air switching box including an inside / outside air switching door, and a blower 5 whose suction portion is connected to the outside air suction port 3 and the inside air suction port 4. For example, at the time of heating such as in winter, the anti-fogging effect can be enhanced by introducing outside air having low humidity from the outside air inlet 3 by performing the outside air intake mode, air-conditioning through the ventilation path, and blowing out to the inner surface of the windshield. . Further, by performing the inside air mode, it is possible to reduce the heating load by introducing high temperature inside air from the inside air inlet 4, air-conditioning through the ventilation path, and blowing out toward the feet of the passengers.

送風機5は遠心多翼ファン(例えばシロッコファン)とこれを駆動するモータとからなり、遠心多翼ファンの周囲はスクロールケーシングで囲まれている。また、空調ケース1は複数のケース部材からなり、その材質は例えばポリプロピレン等の樹脂成形品である。   The blower 5 includes a centrifugal multiblade fan (for example, a sirocco fan) and a motor that drives the fan. The periphery of the centrifugal multiblade fan is surrounded by a scroll casing. The air conditioning case 1 includes a plurality of case members, and the material thereof is a resin molded product such as polypropylene.

送風機5の吹出口は、遠心多翼ファンの遠心方向に延びるように設けられた通風路に接続されている。この通風路は、送風空気の上流側から順に、冷却用熱交換器である蒸発器30が横断する配される通路と、蒸発器30の送風空気下流側からフット吹出し開口11に向かって延びるフット吹出し側通路6および蒸発器30の送風空気下流側からフェイス吹出し開口12に向かって延びるフェイス吹出し側通路7と、フット吹出し側通路6とフェイス吹出し側通路7と流れてきた空気が混合される空気混合部と、からなっている。フット吹出し側通路6とフェイス吹出し側通路7は、空調ケース1内に設けられた仕切り壁10によって区画され、空調ケース1内部の横断方向に並走するように配されている。   The blower outlet of the blower 5 is connected to a ventilation path provided so as to extend in the centrifugal direction of the centrifugal multiblade fan. This ventilation path has a passage extending from the upstream side of the blown air in order of the evaporator 30 as a cooling heat exchanger and a foot extending from the downstream side of the blower air of the evaporator 30 toward the foot outlet opening 11. Air in which the air flowing through the blowout side passage 6 and the face blowout side passage 7 extending from the blower air downstream side of the evaporator 30 toward the face blowout opening 12 and the foot blowout side passage 6 and the face blowout side passage 7 are mixed. And a mixing section. The foot outlet side passage 6 and the face outlet side passage 7 are partitioned by a partition wall 10 provided in the air conditioning case 1 and are arranged so as to run side by side in the transverse direction inside the air conditioning case 1.

送風機5よりも送風空気の下流側における空調ケース1内の通風路には、上流側から下流側に進むに従い順に、蒸発器30、ヒータコア9、凝縮器22(加熱用熱交換器)、PTCヒータ40(電気式補助加熱手段)が配置されている。   In the ventilation path in the air conditioning case 1 on the downstream side of the blower air with respect to the blower 5, the evaporator 30, the heater core 9, the condenser 22 (heating heat exchanger), and the PTC heater are sequentially arranged from the upstream side to the downstream side. 40 (electric auxiliary heating means) is arranged.

蒸発器30は送風機5直後の通路全体を横断するように配置されており、送風機5から吹き出された空気全部が通過するようになっている。蒸発器30は冷房運転時や除湿運転時において内部を流れる冷媒の吸熱作用によって、フット吹出し側通路6およびフェイス吹出し側通路7に流入する手前の送風空気を除湿したり冷却したりする冷却用熱交換器として機能する。   The evaporator 30 is arrange | positioned so that the whole channel | path immediately after the air blower 5 may be crossed, and all the air blown off from the air blower 5 passes. The evaporator 30 is a cooling heat that dehumidifies and cools the blown air before flowing into the foot blowing side passage 6 and the face blowing side passage 7 by the endothermic action of the refrigerant flowing inside during the cooling operation and the dehumidifying operation. Functions as an exchange.

ヒータコア9は少なくともその伝熱部分がフット吹出し側通路6のみに位置するように蒸発器30よりも送風空気の下流側に配置されている。ヒータコア9は暖房運転時において、内部を流れる車両走行用エンジンの冷却水の熱を利用して周囲の空気を加熱する熱交換器として機能する。   The heater core 9 is disposed on the downstream side of the blowing air from the evaporator 30 so that at least the heat transfer portion is located only in the foot outlet side passage 6. During the heating operation, the heater core 9 functions as a heat exchanger that heats the surrounding air by using the heat of the coolant of the vehicle running engine that flows inside.

凝縮器22は、少なくともその伝熱部分がフット吹出し側通路6のみに位置して配置されており、ヒータコア9よりもさらに送風空気の下流側に配置されている。凝縮器22は暖房運転時、除湿運転時および冷房運転時において内部を流れる冷媒の放熱作用によってフット吹出し側通路6を流れる送風空気を加熱する加熱用熱交換器として機能する。   The condenser 22 is disposed such that at least the heat transfer portion is located only in the foot outlet side passage 6, and is disposed further downstream of the blowing air than the heater core 9. The condenser 22 functions as a heating heat exchanger that heats the blown air flowing through the foot outlet side passage 6 by the heat radiation action of the refrigerant flowing inside during the heating operation, the dehumidifying operation, and the cooling operation.

PTCヒータ40は、少なくともその伝熱部分がフット吹出し側通路6のみに位置して配置されており、凝縮器22よりもさらに送風空気の下流側に配置されている。PTCヒータ40は暖房運転時のバイレベルモードにおいてフット吹出し側通路6を流れる送風空気をさらに加熱する補助的な加熱手段である。PTCヒータ40は、通電発熱素子部を備え、通電発熱素子部に通電されることによって発熱し、周囲の空気を暖めることができる。   The PTC heater 40 is arranged such that at least its heat transfer portion is located only in the foot outlet side passage 6 and is further arranged downstream of the blower air than the condenser 22. The PTC heater 40 is auxiliary heating means for further heating the blown air flowing through the foot outlet side passage 6 in the bi-level mode during the heating operation. The PTC heater 40 includes an energized heat generating element portion, and generates heat when the energized heat generating element portion is energized to warm the surrounding air.

この通電発熱素子部は、耐熱性を有する樹脂材料(例えば、66ナイロンやポリブタジエンテレフタレートなど)で成形された樹脂枠の中に複数個のPTC素子を嵌め込むことにより構成したものである。また、PTCヒータ40は、さらに通電発熱素子部からの発熱を伝達する熱交換フィン部を有してもよい。この熱交換フィン部は、アルミニウムの薄板を波形状に成形したコルゲートフィンと、このコルゲートフィンを一定の形状に保つとともにPTC素子や電極板との接触面積を確保するアルミニウムプレートと、をろう付け接合することにより構成したものである。   This energization heating element portion is configured by fitting a plurality of PTC elements in a resin frame formed of a heat-resistant resin material (for example, 66 nylon, polybutadiene terephthalate, etc.). Moreover, the PTC heater 40 may further include a heat exchange fin portion that transmits heat generated from the energized heat generating element portion. This heat exchange fin part is brazed to a corrugated fin obtained by forming a thin aluminum plate into a corrugated shape and an aluminum plate that keeps the corrugated fin in a certain shape and secures a contact area with the PTC element and the electrode plate. It is constituted by doing.

蒸発器30よりも下流側であってヒータコア9や凝縮器22よりも上流側の通風路には、蒸発器30を通過した空気を、凝縮器22を通る空気と凝縮器22を迂回する空気とに分けたり、切り替えたりして、これらの空気の風量比率を調整できるエアミックスドア8が設けられている。   In the ventilation path downstream of the evaporator 30 and upstream of the heater core 9 and the condenser 22, the air that has passed through the evaporator 30 is divided into air that passes through the condenser 22 and air that bypasses the condenser 22. An air mix door 8 is provided that can adjust the air volume ratio of these airs by dividing or switching.

エアミックスドア8は、アクチュエータ等によりそのドア本体位置を変化させることで、フット吹出し側通路6およびフェイス吹出し側通路7のそれぞれの一部または全部を塞ぐことができる。そして、エアミックスドア8によるフット吹出し側通路6の開度は、フット吹出し側通路6の横断方向の開口が開放される割合のことであり、0から100%の範囲で調整可能である。また、エアミックスドア8によるフェイス吹出し側通路7の開度は、フェイス吹出し側通路7の横断方向の開口が開放される割合のことであり、0から100%の範囲で調整可能である。   The air mix door 8 can block part or all of the foot outlet side passage 6 and the face outlet side passage 7 by changing the position of the door body by an actuator or the like. The opening degree of the foot outlet side passage 6 by the air mix door 8 is a ratio at which the transverse opening of the foot outlet side passage 6 is opened, and can be adjusted in the range of 0 to 100%. Further, the opening degree of the face blowing side passage 7 by the air mix door 8 is a ratio at which the opening in the transverse direction of the face blowing side passage 7 is opened, and can be adjusted in a range of 0 to 100%.

ヒートポンプ式冷凍サイクル20は、サイクル内を流れる冷媒(例えば、R134a、CO等)の状態変化を利用することにより、冷房用の蒸発器30と暖房用の凝縮器22によって冷房、暖房および除湿を行うことができる。 The heat pump refrigeration cycle 20 uses a change in the state of a refrigerant (for example, R134a, CO 2, etc.) flowing through the cycle to perform cooling, heating, and dehumidification by the cooling evaporator 30 and the heating condenser 22. It can be carried out.

ヒートポンプ式冷凍サイクル20の構成部品は、図1に示すように冷媒を吸入して吐出する圧縮機21と、暖房運転時に圧縮機21から吐出された冷媒と空気とを熱交換させて空気を加熱する凝縮器22と、暖房運転時に凝縮器22から流入した冷媒を減圧する減圧装置としての膨張弁24と、暖房運転時に膨張弁24で減圧された冷媒を蒸発させる室外熱交換器25と、室外熱交換器25から圧縮機21への冷媒流れを制御するように設けられた電磁弁26と、冷媒を気液分離するアキュムレータ27と、であり、これらを配管により環状に接続することによりサイクルが形成されている(暖房運転経路(圧縮機21→凝縮器22→三方弁23→膨張弁24→分岐部32→室外熱交換器25→電磁弁26→アキュムレータ27→圧縮機21))。さらに、圧縮機21の出口には、圧縮機21によって吐出された高圧側冷媒の圧力を検出する吐出圧センサ41が設けられている。   As shown in FIG. 1, the components of the heat pump refrigeration cycle 20 heat the air by exchanging heat between the compressor 21 that sucks and discharges the refrigerant and the refrigerant and air discharged from the compressor 21 during the heating operation. A condenser 22 that performs the heating operation, an expansion valve 24 that decompresses the refrigerant flowing from the condenser 22 during the heating operation, an outdoor heat exchanger 25 that evaporates the refrigerant decompressed by the expansion valve 24 during the heating operation, An electromagnetic valve 26 provided so as to control the refrigerant flow from the heat exchanger 25 to the compressor 21 and an accumulator 27 for separating the refrigerant from gas and liquid. (Heating operation path (compressor 21 → condenser 22 → three-way valve 23 → expansion valve 24 → branch part 32 → outdoor heat exchanger 25 → electromagnetic valve 26 → accumulator 27 → compressor 21 ). Furthermore, a discharge pressure sensor 41 that detects the pressure of the high-pressure refrigerant discharged by the compressor 21 is provided at the outlet of the compressor 21.

さらにヒートポンプ式冷凍サイクル20には、除湿運転経路(膨張弁24→分岐部32→分岐部34→電磁弁31→蒸発器30→アキュムレータ27→圧縮機21)が各構成部品を配管により環状に接続することによって形成されている。この除湿運転経路は、除湿運転時に膨張弁24で減圧された冷媒が室外熱交換器25に流入しないで蒸発器30に流入した後、アキュムレータ27を経由して圧縮機21に吸入される経路である。また、凝縮器22の下流側に接続された配管の途中には、三方弁23が設けられている。   Further, in the heat pump refrigeration cycle 20, a dehumidifying operation path (expansion valve 24 → branch part 32 → branch part 34 → electromagnetic valve 31 → evaporator 30 → accumulator 27 → compressor 21) connects each component in a ring shape by piping. It is formed by doing. This dehumidifying operation path is a path in which the refrigerant decompressed by the expansion valve 24 during the dehumidifying operation flows into the evaporator 30 without flowing into the outdoor heat exchanger 25 and is then sucked into the compressor 21 via the accumulator 27. is there. A three-way valve 23 is provided in the middle of the pipe connected to the downstream side of the condenser 22.

さらに、ヒートポンプ式冷凍サイクル20には、冷房運転経路(凝縮器22→三方弁23→分岐部33→室外熱交換器25→分岐部32→分岐部33→電磁弁28→膨張弁29→蒸発器30→アキュムレータ27→圧縮機21)が各構成部品を配管により環状に接続することによって形成されている。冷房運転経路は、三方弁23を分岐部33側の流路に切り替えることによって、冷房運転時に凝縮器22で送風空気と熱交換して冷却された冷媒が膨張弁24を通らないで分岐部33を通って室外熱交換器25に流入し、電磁弁28によって開放された流路を通り膨張弁29で減圧された後、蒸発器30に流入し、アキュムレータ27を経由して圧縮機21に吸入される経路である。   Further, the heat pump refrigeration cycle 20 includes a cooling operation path (condenser 22 → three-way valve 23 → branch portion 33 → outdoor heat exchanger 25 → branch portion 32 → branch portion 33 → solenoid valve 28 → expansion valve 29 → evaporator. 30 → accumulator 27 → compressor 21) is formed by connecting each component in an annular shape by piping. In the cooling operation path, the three-way valve 23 is switched to the flow path on the branch portion 33 side so that the refrigerant cooled by exchanging heat with the blown air in the condenser 22 during the cooling operation does not pass through the expansion valve 24. And then flows into the outdoor heat exchanger 25, passes through the flow path opened by the electromagnetic valve 28, is decompressed by the expansion valve 29, flows into the evaporator 30, and is sucked into the compressor 21 via the accumulator 27. Is a route to be done.

室外熱交換器25は車両の車室外に配置されており、室外ファンにより強制的に送風される外気と冷媒とを熱交換する。膨張弁24および膨張弁29は固定式の膨張弁、機械式膨張弁で構成してもよい。機械式の場合は感温筒を備え、室外熱交換器25出口や蒸発器30出口の冷媒の蒸発状態が適度な過熱度をもつように出口冷媒温度をフィードバックし適切な弁開度によって冷媒流量を制御する温度作動方式を採用する。圧縮機21は電動式の圧縮機でインバータにより周波数が調整された交流電圧が印加されてそのモータの回転速度が制御されている。インバータは車載バッテリから直流電源の供給を受け、制御装置(図示せず)により制御されている。   The outdoor heat exchanger 25 is disposed outside the vehicle compartment of the vehicle, and exchanges heat between the outside air forcedly blown by the outdoor fan and the refrigerant. The expansion valve 24 and the expansion valve 29 may be constituted by a fixed expansion valve or a mechanical expansion valve. In the case of the mechanical type, a temperature sensing cylinder is provided, and the refrigerant temperature at the outlet of the outdoor heat exchanger 25 and the outlet of the evaporator 30 is fed back so that the refrigerant evaporates at an appropriate degree of superheat, and the refrigerant flow rate is determined by an appropriate valve opening. Adopts a temperature operation method to control. The compressor 21 is an electric compressor, and an AC voltage whose frequency is adjusted by an inverter is applied to control the rotational speed of the motor. The inverter is supplied with DC power from a vehicle-mounted battery and is controlled by a control device (not shown).

制御装置は、車室内の空調を制御する装置であり、マイクロコンピュータと、車室内前面に設けられたコントロールパネル上の各種スイッチからの信号や、外気温センサ、蒸発器温度センサ、吐出圧センサ、室外熱交換器25の出口の冷媒温度センサ等からセンサ信号が入力される入力回路と、各種アクチュエータに出力信号を送る出力回路と、を備えている。マイクロコンピュータは、ROM(読み込み専用記憶装置)、RAM(読み込み書き込み可能記憶装置)等のメモリおよびCPU(中央演算装置)等から構成されており、コントロールパネル等から送信された運転命令に基づいた演算に使用される各種プログラムを有している。   The control device is a device that controls the air conditioning in the vehicle interior, and includes signals from various switches on the microcomputer and a control panel provided in the front of the vehicle interior, an outside air temperature sensor, an evaporator temperature sensor, a discharge pressure sensor, An input circuit to which a sensor signal is input from a refrigerant temperature sensor or the like at the outlet of the outdoor heat exchanger 25 and an output circuit to send output signals to various actuators are provided. The microcomputer is composed of a memory such as a ROM (read only storage device) and a RAM (read / write storage device), a CPU (central processing unit), and the like, and is based on an operation command transmitted from a control panel or the like. It has various programs used for

次に、上記構成に係る車両空調装置の各運転モード(冷房運転、暖房運転、除湿運転)の作動を説明する。コントロールパネルのエアコンスイッチがON状態のとき、制御装置は圧縮機21を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべき運転モードを冷房運転と判定すると、三方弁23の流通方向を分岐部33側(図1の破線)、電磁弁28を開状態、電磁弁26および電磁弁31を閉状態に制御する。さらに制御装置は、冷房運転であるので吹出しモードがフェイス吹出しとなるように吹出し開口切替えドアを制御する。   Next, the operation of each operation mode (cooling operation, heating operation, dehumidifying operation) of the vehicle air conditioner according to the above configuration will be described. When the control device activates the compressor 21 when the air conditioner switch of the control panel is ON, and determines the operation mode to be operated from the temperature set by the occupant and the signals received from the various sensors as the cooling operation, the three-way valve The flow direction of 23 is controlled to the branching portion 33 side (broken line in FIG. 1), the electromagnetic valve 28 is opened, and the electromagnetic valve 26 and the electromagnetic valve 31 are closed. Furthermore, since it is a cooling operation, the control device controls the blowout opening switching door so that the blowout mode is the face blowout.

冷房運転時の冷媒の流れは図1に白抜き太矢印で示した流れであり、圧縮機21から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器22に流入し凝縮器22内を通るときに周囲の空気に熱を奪われて冷却されるが、吹出しモードがフェイス吹出しであるため凝縮器22の周囲を通過する送風量は少なく冷却度合いは大きくない。そして冷媒は、三方弁23によって分岐部33を通過して室外熱交換器25に流入し、室外熱交換器25内を通るときに室外ファンにより送風された空気に熱を奪われて冷却され霧状冷媒となる。   The flow of the refrigerant during the cooling operation is a flow indicated by a thick thick arrow in FIG. 1, and the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 21 flows into the condenser 22 and passes through the condenser 22. The air is deprived of heat and cooled, but since the blowing mode is the face blowing, the amount of air passing through the periphery of the condenser 22 is small and the degree of cooling is not large. Then, the refrigerant passes through the branch portion 33 by the three-way valve 23 and flows into the outdoor heat exchanger 25. When the refrigerant passes through the outdoor heat exchanger 25, heat is taken away by the air blown by the outdoor fan, and the mist is cooled. A refrigerant.

その後、霧状冷媒は電磁弁28を通った後、膨張弁29で減圧されて蒸発器30に流入し、送風機5によって空調ケース1内の通風路を流れる送風空気から吸熱して蒸発器30内で蒸発し、冷媒はアキュムレータ27で気液分離された後、圧縮機21に吸入される。蒸発器30で吸熱され冷却された冷風はさらに通風路を進んで主にフェイス吹出し開口12から乗員の上半身に向けて吹き出されて車室内を冷房する。   Thereafter, the mist refrigerant passes through the electromagnetic valve 28, is decompressed by the expansion valve 29, flows into the evaporator 30, and absorbs heat from the blown air flowing through the ventilation path in the air conditioning case 1 by the blower 5. The refrigerant is vapor-liquid separated by the accumulator 27 and then sucked into the compressor 21. The cool air absorbed and cooled by the evaporator 30 further travels through the ventilation path and is mainly blown out from the face blowing opening 12 toward the upper body of the occupant to cool the passenger compartment.

次に、暖房運転が行われた場合の冷媒の流れを説明する。制御装置はコントロールパネルのエアコンスイッチがON状態のとき、圧縮機21を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべきモードを暖房運転と判定すると、三方弁23の流通方向を膨張弁24側、電磁弁26を開状態、電磁弁28および電磁弁31を閉状態に制御する。さらに制御装置は、暖房運転時であるので吹出しモードが設定温度に応じてフット吹出し、またはデフ吹出しとなるように吹出し開口切替えドアを制御する。   Next, the flow of the refrigerant when the heating operation is performed will be described. When the control device activates the compressor 21 when the air-conditioner switch on the control panel is ON, and determines the mode to be operated from the temperature set by the occupant and signals received from various sensors as the heating operation, the three-way valve 23 The flow direction is controlled to the expansion valve 24 side, the electromagnetic valve 26 is opened, and the electromagnetic valve 28 and the electromagnetic valve 31 are closed. Further, since the control device is in the heating operation, the control device controls the blowout opening switching door so that the blowout mode is the foot blowout or the differential blowout according to the set temperature.

暖房運転時の冷媒の流れは図1に黒塗り太矢印で示した流れであり、圧縮機21から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器22に流入し凝縮器22内を通るときに周囲の送風空気に熱を奪われて冷却され凝縮される。そして冷媒は、膨張弁24に流入し、膨張弁24によって室外熱交換器25出口で冷媒の蒸発状態が適度な過熱度をもつような冷媒圧力に減圧され、また膨張弁24が固定絞り弁である場合は所定の低圧に減圧される。このように膨張弁24によって低圧に減圧された冷媒は分岐部32を通過して室外熱交換器25に流入し、室外熱交換器25内を通るときに室外ファンにより送風された空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器25で蒸発したガス冷媒は分岐部33を経由して電磁弁26を通りアキュムレータ27で気液分離された後、圧縮機21に吸入される。   The flow of the refrigerant during the heating operation is a flow indicated by a thick black arrow in FIG. 1, and the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 21 flows into the condenser 22 and passes through the condenser 22. The air is deprived of heat and cooled and condensed. Then, the refrigerant flows into the expansion valve 24, and the expansion valve 24 reduces the refrigerant pressure to an appropriate superheat degree at the outlet of the outdoor heat exchanger 25, and the expansion valve 24 is a fixed throttle valve. In some cases, the pressure is reduced to a predetermined low pressure. Thus, the refrigerant decompressed to a low pressure by the expansion valve 24 passes through the branch portion 32 and flows into the outdoor heat exchanger 25, and absorbs heat from the air blown by the outdoor fan when passing through the outdoor heat exchanger 25. Evaporate. The gas refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger 25 passes through the branch portion 33, passes through the electromagnetic valve 26, is separated into gas and liquid by the accumulator 27, and is then sucked into the compressor 21.

暖房運転時に空調ケース1内に取り込まれた低温の空気(例えば冬期の外気)は、蒸発器30を通過した後、エアミックスドア8によって主にフット吹出し側通路6を流れ、凝縮器22によって加熱され温風となる。そして、暖房運転時のデフ吹出しモードが行われる場合は、この温風は凝縮器22を通過した後、吹出し開口切替えドアによって開放されたデフ吹出し開口を通ってフロントウィンドウの内面に向けて吹き出される。また、暖房運転のフット吹出しモードが行われる場合は、この温風は凝縮器22を通過した後、吹出し開口切替えドアによって開放されたフット吹出し開口11を通って乗員の足元に向けて吹き出される。   Low-temperature air (for example, outside air in winter) taken in the air-conditioning case 1 during the heating operation passes through the evaporator 30 and then flows mainly through the foot outlet side passage 6 by the air mix door 8 and is heated by the condenser 22. It becomes warm air. When the differential blowing mode during the heating operation is performed, the warm air passes through the condenser 22 and then blows out toward the inner surface of the front window through the differential blowing opening opened by the blowing opening switching door. The Further, when the foot blowing mode of the heating operation is performed, the warm air passes through the condenser 22 and then blows out toward the feet of the occupant through the foot blowing opening 11 opened by the blowing opening switching door. .

また、暖房運転時のバイレベルモードが行われる場合は、空調ケース1内に取り込まれた低温の空気はエアミックスドア8によって、フット吹出し側通路6およびフェイス吹出し側通路7のそれぞれを流れる空気に適切な風量比率で分けられる。   In addition, when the bi-level mode during the heating operation is performed, the low-temperature air taken into the air-conditioning case 1 is turned into air flowing through the foot outlet side passage 6 and the face outlet side passage 7 by the air mix door 8. Divided by appropriate air volume ratio.

フット吹出し側通路6を流れる低温の空気は、凝縮器22によって加熱された温風になった後、さらにPTCヒータ40によって加熱されて温度上昇し、空気混合部でフェイス吹出し側通路7を流れてきた低温の空気と混ざり合って温度調節され、フット吹出し開口11を通って乗員の足元に向けて吹き出される。他方、フェイス吹出し側通路7を流れる低温の空気は、凝縮器22等の加熱手段を通らないため加熱されることなく、低温のまま空気混合部でフット吹出し側通路6を流れてきた温風と混ざり合って温度調節され、フェイス吹出し開口12を通って乗員の上半身に向けて吹き出される。このようにして、乗員の上半身と足元とに適切な温度差(例えば10〜15℃)のある空気が吹き出されるので、乗員に対し頭寒足熱(足元が暖かく、頭部付近が涼しい)の空調を提供することができる。なお、目標とする空気温度が高い場合には、ヒータコア9による加熱を実施してもよい。   The low-temperature air flowing through the foot outlet side passage 6 becomes hot air heated by the condenser 22 and then heated by the PTC heater 40 to rise in temperature, and flows through the face outlet side passage 7 in the air mixing section. The temperature is adjusted by mixing with low-temperature air and blown out toward the passenger's feet through the foot blowing opening 11. On the other hand, the low temperature air flowing through the face outlet side passage 7 does not pass through the heating means such as the condenser 22 and is not heated. The temperature is adjusted by mixing and blown out through the face blowout opening 12 toward the upper body of the occupant. In this way, air with an appropriate temperature difference (for example, 10 to 15 ° C.) is blown out between the upper body of the occupant and the feet of the occupant. Can be provided. When the target air temperature is high, heating by the heater core 9 may be performed.

次に、除湿運転が行われた場合の冷媒の流れを説明する。制御装置はコントロールパネルのエアコンスイッチがON状態のとき、圧縮機21を起動し、そして乗員が設定した温度と各種センサから受信した信号とから運転すべきモードを除湿運転と判定すると、三方弁23の流通方向を膨張弁24側、電磁弁31を開状態、電磁弁26および電磁弁28を閉状態に制御する。さらに制御装置は、除湿運転時であるので主にデフ吹出しまたはフット吹出しやリアフット吹出しとなるように吹出し開口切替えドアを制御する。   Next, the flow of the refrigerant when the dehumidifying operation is performed will be described. When the control device activates the compressor 21 when the air-conditioner switch on the control panel is ON, and determines the mode to be operated from the temperature set by the occupant and signals received from various sensors as the dehumidifying operation, the three-way valve 23 The flow direction is controlled to the expansion valve 24 side, the electromagnetic valve 31 is opened, and the electromagnetic valve 26 and the electromagnetic valve 28 are closed. Furthermore, since the control device is in the dehumidifying operation, the control device controls the blowout opening switching door so as to mainly perform differential blowout, foot blowout, or rear foot blowout.

除湿運転では蒸発器30および凝縮器22に冷媒が流れ、空調ケース1内の送風空気はまず蒸発器30で冷却、除湿され、その後に凝縮器22で加熱されて温風となる。この温風は主にデフ吹出し開口を通ってフロントウィンドウの内面に向かって吹き出され、防曇効果を発揮するとともに車室内を除湿暖房する。   In the dehumidifying operation, the refrigerant flows through the evaporator 30 and the condenser 22, and the blown air in the air conditioning case 1 is first cooled and dehumidified by the evaporator 30, and then heated by the condenser 22 to become warm air. This warm air is blown mainly toward the inner surface of the front window through the differential blower opening, exhibits an anti-fogging effect, and dehumidifies and heats the passenger compartment.

除湿運転時の冷媒の流れは図1に斜線の太矢印で示した流れであり、圧縮機21から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器22に流入し凝縮器22内を通るときに周囲の送風空気に熱を奪われて冷却され凝縮される。そして冷媒は膨張弁24で減圧され、膨張弁24出口で冷媒の蒸発状態が適度な過熱度をもつような冷媒圧力に減圧され、その後、室外熱交換器25に流入しないで分岐部32,34を通過して蒸発器30に流入する。蒸発器30内部では、送風機5によって空調ケース1内の通風路を流れる送風空気から吸熱して蒸発し、アキュムレータ27で気液分離されてから圧縮機21に吸入される。   The flow of the refrigerant during the dehumidifying operation is the flow indicated by the hatched thick arrows in FIG. 1, and the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 21 flows into the condenser 22 and passes through the condenser 22. The air is deprived of heat and cooled and condensed. Then, the refrigerant is depressurized by the expansion valve 24, and the refrigerant pressure is depressurized to an appropriate superheat degree at the outlet of the expansion valve 24. Thereafter, the refrigerant does not flow into the outdoor heat exchanger 25, and the branch portions 32, 34. And flows into the evaporator 30. Inside the evaporator 30, the blower 5 absorbs heat from the blown air flowing through the ventilation path in the air conditioning case 1 and evaporates, and after being separated into gas and liquid by the accumulator 27, it is sucked into the compressor 21.

蒸発器30で吸熱されて冷却、除湿された空気は、さらに通風路を進んで凝縮器22によって加熱される。この空気は凝縮器22を通過した後、吹出し開口切替えドアによって開放されたデフ吹出し開口を通ってフロントウィンドウの内面に向けて吹き出される。   The air that has been absorbed by the evaporator 30 and is cooled and dehumidified further passes through the ventilation path and is heated by the condenser 22. After passing through the condenser 22, this air is blown out toward the inner surface of the front window through the differential blowout opening opened by the blowout opening switching door.

次に、本実施形態の車両用空調装置における自動空調運転の流れを図2に従って説明する。図2は自動空調運転の流れを示したフローチャートである。まず、コントロールパネル等の操作により制御装置に自動空調運転命令が入力されると、空調制御処理が開始され、制御装置はROM,RAMなどのメモリに記憶された制御プログラムをスタートさせてRAMに記憶されるデータなどを初期化する。   Next, the flow of the automatic air conditioning operation in the vehicle air conditioner of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing the flow of automatic air conditioning operation. First, when an automatic air-conditioning operation command is input to the control device by operating the control panel or the like, air-conditioning control processing is started, and the control device starts a control program stored in a memory such as ROM or RAM and stores it in the RAM. Initialize data to be used.

そして制御装置は、コントロールパネル、各種センサからの信号を読み込み、ROMに記憶されたプログラムを用いて車室内に吹き出す空気の目標吹出し温度TAOを演算するとともに、送風機5のブロワレベル(送風空気の風量)を演算する(ステップ1)。   The control device reads signals from the control panel and various sensors, calculates a target blowout temperature TAO of air blown into the vehicle interior using a program stored in the ROM, and blower level of the blower 5 (air flow rate of blown air) ) Is calculated (step 1).

次に制御装置は、ステップ1で演算した目標吹出し温度TAOが第1の所定温度T1以上であるか否かを判定する(ステップ2)。第1の所定温度T1は、現在、フット吹出しモード、バイレベルモードのいずれのモードが適切であるかを判定するために予めROM等に記憶されている値であり、例えば37℃である。目標吹出し温度TAOが第1の所定温度T1以上であると判定された場合には、制御装置は、フット吹出しモードを実行し、ヒートポンプ式冷凍サイクル20を用いた前述の暖房運転を実施する(ステップ3)。   Next, the control device determines whether or not the target outlet temperature TAO calculated in step 1 is equal to or higher than a first predetermined temperature T1 (step 2). The first predetermined temperature T1 is a value stored in advance in a ROM or the like in order to determine whether the foot blowing mode or the bi-level mode is currently appropriate, and is 37 ° C., for example. When it is determined that the target blowing temperature TAO is equal to or higher than the first predetermined temperature T1, the control device executes the foot blowing mode and performs the heating operation using the heat pump refrigeration cycle 20 (step) 3).

逆に、目標吹出し温度TAOが第1の所定温度T1未満であると判定された場合には、制御装置は、次に目標吹出し温度TAOが第2の所定温度T2以上であるか否かを判定する(ステップ4)。第2の所定温度T2は、第1の所定温度T1よりも小さい値であって、現在、バイレベルモード、フェイス吹出しモードのいずれのモードが適切かを判定するために予めROM等に記憶されている値であり、例えば29℃である。そして、目標吹出し温度TAOが第2の所定温度T2未満であると判定された場合には、制御装置は、フェイス吹出しモードを実行し、ヒートポンプ式冷凍サイクル20を用いた前述の冷房運転を実施する(ステップ5)。   On the contrary, when it is determined that the target blowing temperature TAO is lower than the first predetermined temperature T1, the control device next determines whether or not the target blowing temperature TAO is equal to or higher than the second predetermined temperature T2. (Step 4). The second predetermined temperature T2 is a value smaller than the first predetermined temperature T1, and is stored in advance in a ROM or the like in order to determine whether the bi-level mode or the face blowing mode is currently appropriate. For example, 29 ° C. And when it determines with the target blowing temperature TAO being less than 2nd predetermined temperature T2, a control apparatus performs face blowing mode and implements the above-mentioned air_conditionaing | cooling operation using the heat pump refrigeration cycle 20. FIG. (Step 5).

逆に、目標吹出し温度TAOが第2の所定温度T2以上であると判定された場合には、制御装置は、ヒートポンプ式冷凍サイクル20を用いた暖房運転をバイレベルモードで実行する(ステップ6)。なお、ステップ6における暖房運転で、暖房能力がヒートポンプ式冷凍サイクル20でも不足する場合は、PTCヒータ40またはヒータコア9を運転し、暖房能力を補充する処理を実行する。   Conversely, when it is determined that the target outlet temperature TAO is equal to or higher than the second predetermined temperature T2, the control device executes the heating operation using the heat pump refrigeration cycle 20 in the bi-level mode (step 6). . Note that, in the heating operation in Step 6, when the heating capacity is insufficient even in the heat pump refrigeration cycle 20, the PTC heater 40 or the heater core 9 is operated to perform a process for supplementing the heating capacity.

さらに、制御装置は、吐出圧センサ41によって検出された高圧側冷媒の圧力Pdが所定圧力P1を超えているか否かを判定する(ステップ61)。所定圧力P1は、現在の高圧側の冷媒圧力が冷凍サイクルのCOP(成績係数)を低下させて圧縮機21の消費電力を増加させるような高圧であるか否かを判定するために予めROM等に記憶されている値であり、実験値や経験値に基づいて設定される。例えば冷媒がR134aである場合は1.5MPaを採用する。   Further, the control device determines whether or not the pressure Pd of the high-pressure side refrigerant detected by the discharge pressure sensor 41 exceeds a predetermined pressure P1 (step 61). The predetermined pressure P1 is determined in advance in order to determine whether or not the current high-pressure side refrigerant pressure is a high pressure that reduces the COP (coefficient of performance) of the refrigeration cycle and increases the power consumption of the compressor 21. Is set based on experimental values and experience values. For example, when the refrigerant is R134a, 1.5 MPa is adopted.

そして、高圧側冷媒の圧力Pdが所定圧力P1を超えていないと判定された場合には、制御装置は、高圧側冷媒の圧力がサイクルの効率が許容レベルにあり、まだ悪化していない状況であるとみなし、PTCヒータ40による補助加熱を行うことなくヒートポンプ式冷凍サイクル20を用いた前述の暖房運転を実施する(ステップ62)。   When it is determined that the pressure Pd of the high-pressure side refrigerant does not exceed the predetermined pressure P1, the control device is in a situation where the pressure of the high-pressure side refrigerant is at the allowable level of the cycle efficiency and has not deteriorated yet. The heating operation using the heat pump refrigeration cycle 20 is performed without performing auxiliary heating by the PTC heater 40 (step 62).

逆に、高圧側冷媒の圧力Pdが所定圧力P1を超えていると判定された場合には、制御装置は、高圧側冷媒の圧力がサイクルの効率の許容レベルを超えて、消費電力が増大している状況であるとみなし、ヒートポンプ式冷凍サイクル20を用いた前述の暖房運転に加えて、PTCヒータ40に通電して補助加熱を実施する(ステップ63)。   Conversely, if it is determined that the pressure Pd of the high-pressure side refrigerant exceeds the predetermined pressure P1, the control device increases the power consumption because the pressure of the high-pressure side refrigerant exceeds the allowable level of the cycle efficiency. In addition to the heating operation using the heat pump refrigeration cycle 20, the PTC heater 40 is energized to perform auxiliary heating (step 63).

ところで、凝縮器のみで放熱して送風空気を加熱する従来から知られている暖房運転では、バイレベルモードにおいては凝縮器に当たる空気の風量がマックスホットの運転時に対して小風量であるため凝縮器が十分に冷却されないことになり、冷凍サイクルの高圧側の冷媒圧力が上昇してしまい圧縮機の仕事量が増加するという問題があった。この現象が圧縮機の消費電力の増大および冷凍サイクルのCOPの低下に起因していた。   By the way, in the conventionally known heating operation in which heat is radiated only by the condenser to heat the blown air, the air volume hitting the condenser in the bi-level mode is smaller than that at the maximum hot operation. As a result, the refrigerant pressure on the high-pressure side of the refrigeration cycle is increased and the work of the compressor is increased. This phenomenon was attributed to an increase in power consumption of the compressor and a decrease in COP of the refrigeration cycle.

そこで、上記自動空調運転は、暖房運転のバイレベルモード時にPTCヒータを運転することにより、従来のバイレベルモード時の運転よりも凝縮器22に向けて流れる空気を増加させるように制御されるので、高圧側冷媒の圧力レベルを下げることになり、従来の暖房運転に対して圧縮機の仕事量を低減する効果がある。また、以上の自動空調運転の制御によると、ヒータ等の補助加熱が不要でヒートポンプ式冷凍サイクル20を用いた暖房運転だけで必要な暖房能力を発揮できる場合であっても、車両用空調装置全体の効率(暖房性能と消費電力の比率)を考慮した、ヒートポンプ式冷凍サイクル20とPTCヒータ40の最適な併用暖房運転を提供することができる。   Therefore, the automatic air-conditioning operation is controlled so as to increase the air flowing toward the condenser 22 by operating the PTC heater in the bilevel mode of the heating operation, compared to the operation in the conventional bilevel mode. Therefore, the pressure level of the high-pressure side refrigerant is lowered, and there is an effect of reducing the work amount of the compressor with respect to the conventional heating operation. Further, according to the above control of the automatic air-conditioning operation, the entire vehicle air-conditioning apparatus can be used even when the necessary heating capacity can be exhibited only by the heating operation using the heat pump refrigeration cycle 20 without requiring auxiliary heating such as a heater. It is possible to provide the optimum combined heating operation of the heat pump refrigeration cycle 20 and the PTC heater 40 in consideration of the efficiency (the ratio between the heating performance and the power consumption).

次に、上記自動空調運転の制御を実施したときの効果の検証について図3および図4を用いて説明する。図3は、所定の実験条件において、PTCヒータおよびヒートポンプ式冷凍サイクルの併用運転と、従来のヒートポンプ式冷凍サイクルのみの運転とを実験により比較した結果をモリエル線図上に示したサイクル図である。図4は、同所定の実験条件において、PTCヒータおよびヒートポンプ式冷凍サイクルの併用運転と、従来のヒートポンプ式冷凍サイクルのみの運転とについて消費電力を比較したグラフである。   Next, verification of the effect when the control of the automatic air conditioning operation is performed will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a cycle diagram on the Mollier diagram showing a result of an experiment comparing the combined operation of the PTC heater and the heat pump refrigeration cycle and the operation of only the conventional heat pump refrigeration cycle under predetermined experimental conditions. . FIG. 4 is a graph comparing the power consumption between the combined operation of the PTC heater and the heat pump refrigeration cycle and the operation of only the conventional heat pump refrigeration cycle under the predetermined experimental conditions.

図3のモリエル線図上に示した2つのサイクル図のうち、実線(A→B→C→D)がPTCヒータと併用運転するヒートポンプ式冷凍サイクル(上記自動空調運転)のサイクル図であり、一点鎖線(A1→B1→C1→D1)がヒートポンプ式冷凍サイクルのみ運転する従来の自動空調運転のサイクル図である。   Of the two cycle diagrams shown on the Mollier diagram of FIG. 3, the solid line (A → B → C → D) is a cycle diagram of a heat pump refrigeration cycle (the above automatic air conditioning operation) operated in combination with a PTC heater, A one-dot chain line (A1-> B1-> C1-> D1) is a cycle diagram of a conventional automatic air-conditioning operation in which only the heat pump refrigeration cycle is operated.

図3に示すように、上記自動空調運転では、従来の自動空調運転と比べて凝縮器22を冷却する空気が多く流れるようになるため、従来のサイクル図よりも高圧側の圧力が低下することになる(一点鎖線のB1−C1よりも実線のB−Cの方が低い圧力になる)。これにより、上記自動空調運転での圧縮機の仕事量(=iB−iA)は、従来の自動空調運転での圧縮機の仕事量(=iB1−iA1)よりも大幅に小さくなる。凝縮器における放熱量については、上記自動空調運転の場合(=iB−iC)と従来の自動空調運転の場合(=iB1−iC1)とで大差がないため、冷凍サイクルの効率(成績係数)は圧縮機の仕事量が小さい上記自動空調運転の方が大幅に優れていることが分かる。   As shown in FIG. 3, in the automatic air-conditioning operation, a larger amount of air that cools the condenser 22 flows than in the conventional automatic air-conditioning operation, so that the pressure on the high-pressure side is lower than in the conventional cycle diagram. (The solid line BC has a lower pressure than the one-dot chain line B1-C1). Thereby, the work of the compressor in the automatic air-conditioning operation (= iB-iA) is significantly smaller than the work of the compressor in the conventional automatic air-conditioning operation (= iB1-iA1). Regarding the heat radiation amount in the condenser, since there is no large difference between the case of the automatic air conditioning operation (= iB-iC) and the case of the conventional automatic air conditioning operation (= iB1-iC1), the efficiency (coefficient of performance) of the refrigeration cycle is It can be seen that the above-described automatic air-conditioning operation in which the amount of work of the compressor is small is significantly superior.

次に、車両用空調装置全体の消費電力を比較した結果を説明する。図4は、上記自動空調運転における消費電力の方が従来の自動空調運転よりも小さいことを示している。ある実験条件において従来の自動空調運転における消費電力は0.7kW(圧縮機の消費電力)を超え、同条件における上記自動空調運転における消費電力は0.6kW足らず(圧縮機の消費電力約0.35kWとPTCヒータの消費電力約0.25kWとの合計)である。このように、暖房運転のバイレベルモード時にヒートポンプ式冷凍サイクル20の運転とPTCヒータ40の運転とを併用することにより、冷凍サイクルのCOPの向上に伴う圧縮機21の消費電力低減分がPTCヒータ40の消費電力を上回ることになり、PTCヒータ40による補助加熱を行わない運転に対して、車両用空調装置全体の省電力を実現できる。   Next, the result of comparing the power consumption of the entire vehicle air conditioner will be described. FIG. 4 shows that the power consumption in the automatic air-conditioning operation is smaller than that in the conventional automatic air-conditioning operation. Under certain experimental conditions, the power consumption in the conventional automatic air-conditioning operation exceeds 0.7 kW (power consumption of the compressor), and the power consumption in the automatic air-conditioning operation under the same conditions is less than 0.6 kW (the power consumption of the compressor is about 0. 0). 35 kW and the power consumption of the PTC heater is about 0.25 kW). Thus, the combined use of the operation of the heat pump refrigeration cycle 20 and the operation of the PTC heater 40 in the bi-level mode of the heating operation reduces the power consumption reduction of the compressor 21 due to the improvement of the COP of the refrigeration cycle. The power consumption of the entire vehicle air conditioner can be realized with respect to the operation in which the auxiliary heating by the PTC heater 40 is not performed.

本実施形態の車両用空調装置は、空調ケース1の内部に、凝縮器22に加え、通電されることにより送風空気を加熱するPTCヒータ40と、を備えている。そして、制御装置は、暖房運転におけるバイレベルモード時に凝縮器22によって送風空気を加熱するとともにPTCヒータ40に通電し発熱させる。   The vehicle air conditioner of the present embodiment includes a PTC heater 40 that heats the blown air when energized, in addition to the condenser 22, inside the air conditioning case 1. Then, the control device heats the blown air by the condenser 22 during the bi-level mode in the heating operation and energizes the PTC heater 40 to generate heat.

これにより、暖房運転のバイレベルモードにおいて凝縮器22およびPTCヒータ40による送風空気の加熱を併用するため、PTCヒータ40の運転による消費電力が増加する。しかしながら、PTCヒータ40の消費電力分を上回って、高圧側の冷媒圧力を従来のバイレベルモード時に比べて低下させることができる(図4参照)ので、凝縮器22での放熱量が同等レベルでも、圧縮機21で加える仕事量を抑制することができる。ゆえに、本実施形態の車両用空調装置において暖房運転のバイレベルモード時は、従来の車両用空調装置に比べて圧縮機21で加える仕事量が小さいため、冷凍サイクルの成績係数(COP=凝縮器での放熱量/圧縮機で加える仕事量)が向上する。したがって、従来のバイレベルモード特有のサイクル効率低下の現象を改善し、装置全体の消費電力を省電力にすることができる。   Thereby, in the bi-level mode of the heating operation, the heating of the blown air by the condenser 22 and the PTC heater 40 is used together, so that the power consumption due to the operation of the PTC heater 40 increases. However, since the power consumption of the PTC heater 40 can be exceeded and the refrigerant pressure on the high pressure side can be reduced compared to that in the conventional bi-level mode (see FIG. 4), even if the heat dissipation in the condenser 22 is at an equivalent level. The amount of work applied by the compressor 21 can be suppressed. Therefore, in the vehicle air conditioner of the present embodiment, when the heating operation is in the bi-level mode, the amount of work applied by the compressor 21 is smaller than that of the conventional vehicle air conditioner, so the coefficient of performance of the refrigeration cycle (COP = condenser) Heat dissipation amount / work amount to be added by the compressor). Therefore, it is possible to improve the phenomenon of the cycle efficiency decrease peculiar to the conventional bi-level mode, and to reduce the power consumption of the entire apparatus.

また、制御装置は、暖房運転のバイレベルモードにおいて、圧縮機21によって吐出された冷媒の圧力が所定圧力P1を超えると判定した場合には凝縮器22によって送風空気を加熱するとともにPTCヒータ40に通電してさらに送風空気を加熱し、所定圧力P1を超えないと判定した場合には凝縮器22による送風空気の加熱のみを行う。   Further, in the bilevel mode of the heating operation, the control device heats the blown air by the condenser 22 and determines the PTC heater 40 when the pressure of the refrigerant discharged by the compressor 21 exceeds the predetermined pressure P1. When the energization is performed to further heat the blown air and it is determined that the predetermined pressure P1 is not exceeded, only the blown air is heated by the condenser 22.

この制御によれば、バイレベルモード特有の冷凍サイクルのCOP(成績係数)の低下が許容レベルにあるか否かを高い精度で判定することができる。   According to this control, it is possible to determine with high accuracy whether or not the decrease in the COP (coefficient of performance) of the refrigeration cycle peculiar to the bi-level mode is at an allowable level.

また、PTCヒータ40は凝縮器22よりも送風空気下流側に設けられていることにより、凝縮器22にまず外気等の低温空気を導入することができるので、凝縮器22内に流入する冷媒の冷却効果が大きくなる。したがって、圧縮機21の消費電力をさらに低減することができる。また、PTCヒータ40を凝縮器22の上流側に設けた場合よりも、凝縮器22側の空気との温度差がより大きくできるので、送風空気の温度上昇効率を向上させることができる。   Further, since the PTC heater 40 is provided on the downstream side of the blowing air from the condenser 22, low-temperature air such as outside air can be first introduced into the condenser 22, so that the refrigerant flowing into the condenser 22 can be introduced. The cooling effect is increased. Therefore, the power consumption of the compressor 21 can be further reduced. Moreover, since the temperature difference with the air on the condenser 22 side can be made larger than when the PTC heater 40 is provided on the upstream side of the condenser 22, the temperature rise efficiency of the blown air can be improved.

また、PTCヒータ40の通風路に占める大きさ(例えば伝熱面積)は凝縮器22よりも小さくなるよう設けられ、凝縮器22を通過した空気の一部がPTCヒータ40を通過するように構成されている。さらに暖房運転のバイレベルモード時においてPTCヒータ40を通過して暖められた空気は、フェイス吹出し開口12よりもフット吹出し開口11に多く流れるようになっている。換言すれば、PTCヒータ40は凝縮器22よりも送風空気下流側であって、フェイス吹出し開口12よりもフット吹出し開口11に近い位置に設けられている。   Further, the size (for example, heat transfer area) of the PTC heater 40 in the ventilation path is set to be smaller than that of the condenser 22, and a part of the air that has passed through the condenser 22 passes through the PTC heater 40. Has been. Further, air heated by passing through the PTC heater 40 in the bi-level mode of the heating operation flows more to the foot blowing opening 11 than to the face blowing opening 12. In other words, the PTC heater 40 is provided on the downstream side of the blowing air from the condenser 22 and at a position closer to the foot blowing opening 11 than the face blowing opening 12.

このような構成によれば、従来のバイレベルモード時の運転よりもPTCヒータ40による補助加熱を実施する上記自動空調運転の方が、バイレベルモードが成立するエアミックスドア8の開度が凝縮器22に向けて流れる空気を増加させるように制御されるので、凝縮器22内の冷媒圧力が低下して圧縮機の仕事量が低減するため、一層の冷凍サイクルのCOP向上が期待できる。   According to such a configuration, the opening degree of the air mix door 8 in which the bi-level mode is established is condensed in the automatic air-conditioning operation in which the auxiliary heating by the PTC heater 40 is performed rather than the operation in the conventional bi-level mode. Since the air flowing toward the condenser 22 is controlled to increase, the refrigerant pressure in the condenser 22 is reduced and the work of the compressor is reduced, so that further improvement in COP of the refrigeration cycle can be expected.

(第2実施形態)
第2実施形態では、上記第1実施形態における自動空調運転の他の例を図5にしたがって説明する。図5は本実施形態の自動空調運転の流れを示したフローチャートである。本実施形態における自動空調運転の処理流れは、第1実施形態で図2にしたがって説明した自動空調運転の処理流れに対して、バイレベルモードが選択されたステップ7以降の処理手順が異なっており、同符号を付したその他のステップは図2のステップと同じである。また、車両用空調装置の各構成部品、これらの作動、作用効果については、第1実施形態と同様である。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, another example of the automatic air conditioning operation in the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the automatic air conditioning operation of the present embodiment. The processing flow of the automatic air-conditioning operation in the present embodiment is different from the processing flow of the automatic air-conditioning operation described in the first embodiment with reference to FIG. The other steps denoted by the same reference numerals are the same as the steps in FIG. Further, each component of the vehicle air conditioner, their operation, and effects are the same as in the first embodiment.

図5に示すように、制御装置は、目標吹出し温度TAOが第2の所定温度T2以上であると判定された場合には、ステップ7においてヒートポンプ式冷凍サイクル20を用いた暖房運転をバイレベルモードで実行する。   As shown in FIG. 5, when it is determined that the target blowing temperature TAO is equal to or higher than the second predetermined temperature T2, the control device performs the heating operation using the heat pump refrigeration cycle 20 in step 7 in the bilevel mode. Run with.

次に制御装置は、エアミックスドア8の開度(凝縮器22に通じる通風路(フット吹出し側通路6)の開口率)を演算する処理を実行する(ステップ71)。そして制御装置は、送風機5のブロワレベルから求められる送風風量とステップ71で演算したエアミックスドアの開度とを用いて凝縮器22を通過すると思われる風量を演算し、演算された凝縮器22の通過予測風量が所定風量Q1を超えるか否かを判定する(ステップ72)。所定風量Q1は、凝縮器22に送風される風量が少なすぎて、これ以上風量が少なくなると冷凍サイクルの効率(成績係数)が悪化すると予測できる予めROM等に記憶されている風量であり、実験値や経験値に基づいて設定される。所定風量Q1には例えばマックスホット時のブロワレベルHi(強風量)の20%程度の風量が採用される。   Next, the control device executes a process of calculating the opening degree of the air mix door 8 (the opening ratio of the ventilation path (foot blowing side passage 6) leading to the condenser 22) (step 71). Then, the control device calculates the air volume that is supposed to pass through the condenser 22 by using the blower air volume calculated from the blower level of the blower 5 and the opening degree of the air mix door calculated in step 71, and the calculated condenser 22 It is determined whether the predicted air volume of the air exceeds a predetermined air volume Q1 (step 72). The predetermined air volume Q1 is an air volume stored in advance in a ROM or the like that can predict that the efficiency (coefficient of performance) of the refrigeration cycle will deteriorate if the air volume blown to the condenser 22 is too small and the air volume further decreases. Set based on value and experience. As the predetermined air volume Q1, for example, an air volume of about 20% of the blower level Hi (strong air volume) at the time of max hot is adopted.

そして、演算された凝縮器22の通過予測風量が所定風量Q1を超えていると判定された場合には、制御装置は、凝縮器22の通過予測風量がサイクルの効率の許容レベルにあり、まだ悪化していない状況であるとみなし、PTCヒータ40による補助加熱を行うことなく、そのままのエアミックスドア8の開度でヒートポンプ式冷凍サイクル20を用いた前述の暖房運転を実施する(ステップ73)。   When it is determined that the calculated predicted passage air volume of the condenser 22 exceeds the predetermined air volume Q1, the control device determines that the predicted passage air volume of the condenser 22 is at an allowable level of cycle efficiency and is still The heating operation using the heat pump refrigeration cycle 20 is performed with the opening degree of the air mix door 8 as it is without performing the auxiliary heating by the PTC heater 40 (step 73). .

逆に、演算された凝縮器22の通過予測風量が所定風量Q1を超えていないと判定された場合には、制御装置は、凝縮器22の通過予測風量が少なすぎて、サイクルの効率が許容レベルを超えて消費電力が増大している状況であるとみなし、開度を凝縮器22の通過予測風量が所定風量Q1を超えるようにエアミックスドア8の開度を制御し(フット吹出し側通路6の開口率を大きくして)、さらにヒートポンプ式冷凍サイクル20を用いた前述の暖房運転に加えて、PTCヒータ40に通電して補助加熱を実施する(ステップ73)。   On the other hand, when it is determined that the calculated predicted flow rate of the condenser 22 does not exceed the predetermined flow rate Q1, the control device has too little predicted predicted flow rate of the condenser 22 and the cycle efficiency is acceptable. Assuming that the power consumption has increased beyond the level, the opening degree of the air mix door 8 is controlled so that the predicted air volume passing through the condenser 22 exceeds the predetermined air volume Q1 (foot outlet side passage) 6), in addition to the heating operation using the heat pump refrigeration cycle 20, the PTC heater 40 is energized to perform auxiliary heating (step 73).

本実施形態の車両用空調装置に係る制御装置は、暖房運転のバイレベルモードにおいて凝縮器22を通過すると予測される空気の風量が、所定風量Q1を超えないと判定した場合には所定風量Q1を超えるようにエアミックスドア8の開度を調節するとともにPTCヒータ40に通電する。逆に、凝縮器22の通過予測風量が所定風量Q1を超えると判定した場合には凝縮器22による送風空気の加熱のみを行う。   The control device according to the vehicle air conditioner of the present embodiment determines that the air volume that is predicted to pass through the condenser 22 in the bi-level mode of the heating operation does not exceed the predetermined air volume Q1. The opening degree of the air mix door 8 is adjusted so that the PTC heater 40 is energized. On the contrary, when it is determined that the predicted passage air volume of the condenser 22 exceeds the predetermined air volume Q1, only the air blown by the condenser 22 is heated.

この制御によれば、バイレベルモード特有の冷凍サイクルのCOP(成績係数)の低下が許容レベルにないことを高い精度で判断できる。さらに、凝縮器22へ送風される風量が増加するようにエアミックスドア8が制御されることにより、凝縮器22を冷却する能力がさらに向上し、圧縮機21の仕事量を低減できるので、車両用空調装置全体の消費電力をさらに低減することができる。   According to this control, it can be determined with high accuracy that the COP (coefficient of performance) of the refrigeration cycle peculiar to the bilevel mode is not at an allowable level. Furthermore, since the air mix door 8 is controlled so that the amount of air blown to the condenser 22 is increased, the ability to cool the condenser 22 can be further improved and the work amount of the compressor 21 can be reduced. The power consumption of the entire air conditioner can be further reduced.

(その他の実施形態)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施形態において電気式補助加熱手段としてPTCヒータ40を採用しているが、これに限定するものではない。電気式補助加熱手段は、通電されることにより、発熱体等から発熱して周囲の空気や物体を加熱できる装置であればよい。   For example, although the PTC heater 40 is employed as the electric auxiliary heating means in the above embodiment, the present invention is not limited to this. The electric auxiliary heating means may be any device that can generate heat from a heating element or the like to heat surrounding air or an object when energized.

また、上記実施形態では、PTCヒータ40を凝縮器22よりも送風空気の下流側に配置しているが、凝縮器22よりも送風空気の上流側に配置するようにしても、暖房運転時のバイレベルモードにおいて上記消費電力を低減する効果を奏することに変わりはない。   Moreover, in the said embodiment, although the PTC heater 40 is arrange | positioned in the downstream of blowing air rather than the condenser 22, even if it arrange | positions in the upstream of blowing air rather than the condenser 22, it is at the time of heating operation. There is no change in the effect of reducing the power consumption in the bi-level mode.

また、上記実施形態の空調ケース1には、他方側にフット吹出し開口11、フェイス吹出し開口12およびデフ吹出し開口が形成されているが、この他、リアフット吹出し開口等が形成されてもよい。リアフット吹出し開口は車室内の後席乗員の足元に吹き出される空調空気が通過する。空調ケース1に形成されたこれらの各開口は、それぞれ吹出しダクトを介して車室内空間に接続されており、また吹き出しモードに対応して吹出し開口切換ドア(図示せず)によって開閉されるようになっている。   In the air conditioning case 1 of the above embodiment, the foot blowout opening 11, the face blowout opening 12 and the differential blowout opening are formed on the other side, but a rear foot blowout opening or the like may be formed in addition to this. Air-conditioning air blown to the feet of the passengers in the rear seat passes through the rear foot outlet. Each of these openings formed in the air conditioning case 1 is connected to the vehicle interior space via a blowout duct, and is opened and closed by a blowout opening switching door (not shown) corresponding to the blowout mode. It has become.

第1実施形態に係る車両用空調装置の構成を示した概略図である。It is the schematic which showed the structure of the vehicle air conditioner which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る車両用空調装置の自動空調運転の流れを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the automatic air conditioning driving | operation of the vehicle air conditioner which concerns on 1st Embodiment. PTCヒータおよびヒートポンプ式冷凍サイクルの併用運転と従来のヒートポンプ式冷凍サイクルのみの運転とを比較した検証結果をモリエル線図上に示したサイクル図である。It is the cycle figure which showed the verification result which compared the combined use operation of a PTC heater and a heat pump type refrigerating cycle, and the operation of only the conventional heat pump type refrigerating cycle on the Mollier diagram. PTCヒータおよびヒートポンプ式冷凍サイクルの併用運転と、従来のヒートポンプ式冷凍サイクルのみの運転とについて消費電力を比較した実験結果を示したグラフである。It is the graph which showed the experimental result which compared the power consumption about the combined operation of a PTC heater and a heat pump refrigerating cycle, and the operation of only the conventional heat pump refrigerating cycle. 第2実施形態に係る車両用空調装置の自動運転の流れを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the automatic driving | operation of the vehicle air conditioner which concerns on 2nd Embodiment. 従来の車両用空調装置において、バイレベルモード時の空調ユニット100内部の風の流れを示した概略図である。In the conventional vehicle air conditioner, it is the schematic which showed the flow of the wind inside the air conditioning unit 100 at the time of bilevel mode.

符号の説明Explanation of symbols

1…空調ケース
3…外気吸入口(空気取入口)
4…内気吸入口(空気取入口)
6…フット吹出し側通路(通風路)
7…フェイス吹出し側通路(通風路)
8…エアミックスドア(風量比率調整手段)
11…フット吹出し開口
12…フェイス吹出し開口
20…ヒートポンプ式冷凍サイクル
21…圧縮機
22…凝縮器(加熱用熱交換器)
24…膨張弁(減圧装置)
25…室外熱交換器
40…PTCヒータ(電気式補助加熱手段)
1 ... Air-conditioning case 3 ... Outside air intake (air intake)
4 ... Inside air intake (air intake)
6 ... Foot outlet side passage (ventilation path)
7… Face outlet side passage (ventilation path)
8 ... Air mix door (air volume ratio adjusting means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Foot blowing opening 12 ... Face blowing opening 20 ... Heat pump refrigerating cycle 21 ... Compressor 22 ... Condenser (heat exchanger for heating)
24 ... Expansion valve (pressure reducing device)
25 ... Outdoor heat exchanger 40 ... PTC heater (electric auxiliary heating means)

Claims (6)

冷媒を吸入し吐出する圧縮機(21)と、前記圧縮機(21)から吐出された冷媒が流入して放熱し暖房運転時に車室内へ送風される空気を加熱する加熱用熱交換器(22)と、前記暖房運転時に前記加熱用熱交換器(22)で冷却された冷媒を減圧する減圧装置(24)と、前記暖房運転時に前記減圧装置(24)で減圧された冷媒を蒸発させる室外熱交換器(25)と、を有するヒートポンプ式冷凍サイクル(20)を用い、前記車室内を空気調節する車両用空調装置であって、
一方側に空気取入口(3,4)が形成され、他方側に、車室内の乗員の上半身に向けて送風されるフェイス吹出し風が通過するフェイス吹出し開口(12)および前記乗員の足元に向けて送風されるフット吹出し風が通過するフット吹出し開口(11)が形成され、前記空気取入口(3,4)と前記両吹出し開口(11,12)との間に前記送風空気が通過する通風路(6,7)を有する空調ケース(1)と、
前記空調ケース(1)の内部に設けられ、通電されることにより前記送風空気を加熱する電気式補助加熱手段(40)と、
を備え、
前記暖房運転における前記フェイス吹出し風および前記フット吹出し風を提供するバイレベルモード時に、前記加熱用熱交換器(22)によって前記送風空気を加熱するとともに前記電気式補助加熱手段(40)に通電することを特徴とする車両用空調装置。
A compressor (21) that sucks and discharges the refrigerant, and a heat exchanger (22) that heats the air that is discharged from the compressor (21) and flows into the vehicle interior during heating operation. ), A decompression device (24) that decompresses the refrigerant cooled by the heating heat exchanger (22) during the heating operation, and an outdoor device that evaporates the refrigerant decompressed by the decompression device (24) during the heating operation. A vehicle air conditioner that uses a heat pump refrigeration cycle (20) having a heat exchanger (25) to adjust the air inside the vehicle compartment,
An air inlet (3, 4) is formed on one side, and on the other side, a face outlet opening (12) through which a face blowing air blown toward the upper body of an occupant in the passenger compartment passes and toward the feet of the occupant The foot blowing opening (11) through which the foot blowing air blown is passed is formed, and the ventilation air passes through the air intake (3, 4) and the two blowing openings (11, 12). An air conditioning case (1) having a path (6, 7);
An electric auxiliary heating means (40) which is provided inside the air conditioning case (1) and heats the blown air when energized;
With
In the bi-level mode for providing the face blowing air and the foot blowing air in the heating operation, the blowing air is heated by the heating heat exchanger (22) and the electric auxiliary heating means (40) is energized. An air conditioner for a vehicle.
前記暖房運転のバイレベルモードにおいて、
前記圧縮機(21)によって吐出された冷媒の圧力が、所定圧力(P1)を超えると判定した場合には前記加熱用熱交換器(22)によって前記送風空気を加熱するとともに前記電気式補助加熱手段(40)に通電し、
前記所定圧力(P1)を超えないと判定した場合には前記加熱用熱交換器(22)による前記送風空気の加熱のみを行うことを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。
In the bi-level mode of the heating operation,
When it is determined that the pressure of the refrigerant discharged by the compressor (21) exceeds a predetermined pressure (P1), the blowing air is heated by the heating heat exchanger (22) and the electric auxiliary heating is performed. Energizing means (40),
The vehicle air conditioner according to claim 1, wherein when it is determined that the predetermined pressure (P1) is not exceeded, only the blown air is heated by the heating heat exchanger (22).
前記空気取入口(3,4)から取り入れた前記送風空気を、前記加熱用熱交換器(22)を通過する空気と前記加熱用熱交換器(22)を通らない空気とに分けてその風量比率を調整する風量比率調整手段(8)を備え、
前記暖房運転のバイレベルモードにおいて、
前記加熱用熱交換器(22)を通過する空気の風量が、所定風量(Q1)を超えないと判定した場合には前記所定風量(Q1)を超えるように前記風量比率調整手段(8)を調節するとともに前記電気式補助加熱手段(40)に通電し、
前記所定風量(Q1)を超えると判定した場合には前記加熱用熱交換器(22)による前記送風空気の加熱のみを行うことを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。
The blown air taken in from the air intake port (3, 4) is divided into air that passes through the heating heat exchanger (22) and air that does not pass through the heating heat exchanger (22), and its air volume. An air volume ratio adjusting means (8) for adjusting the ratio;
In the bi-level mode of the heating operation,
When it is determined that the air volume of the air passing through the heating heat exchanger (22) does not exceed the predetermined air volume (Q1), the air volume ratio adjusting means (8) is set so as to exceed the predetermined air volume (Q1). Adjusting and energizing the electric auxiliary heating means (40),
2. The vehicle air conditioner according to claim 1, wherein, when it is determined that the predetermined air volume (Q1) is exceeded, only the blown air is heated by the heating heat exchanger (22).
前記電気式補助加熱手段(40)は、前記加熱用熱交換器(22)よりも前記送風空気下流側に設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の車両用空調装置。   The said electric auxiliary heating means (40) is provided in the said ventilation air downstream rather than the said heat exchanger for heating (22), The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Vehicle air conditioner. さらに前記電気式補助加熱手段(40)は、前記フェイス吹出し開口(12)よりも前記フット吹出し開口(11)に近い位置に設けられていることを特徴とする請求項4に記載の車両用空調装置。   Furthermore, the said electric auxiliary | assistant heating means (40) is provided in the position close | similar to the said foot blowing opening (11) rather than the said face blowing opening (12), The vehicle air conditioning of Claim 4 characterized by the above-mentioned. apparatus. 前記電気式補助加熱手段(40)は、PTCヒータで構成することを特徴とる請求項1から5のいずれか一項に記載の車両用空調装置。   The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 5, wherein the electric auxiliary heating means (40) comprises a PTC heater.
JP2008006136A 2008-01-15 2008-01-15 Air conditioner for vehicle Pending JP2009166629A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008006136A JP2009166629A (en) 2008-01-15 2008-01-15 Air conditioner for vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008006136A JP2009166629A (en) 2008-01-15 2008-01-15 Air conditioner for vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009166629A true JP2009166629A (en) 2009-07-30

Family

ID=40968326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008006136A Pending JP2009166629A (en) 2008-01-15 2008-01-15 Air conditioner for vehicle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009166629A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011063248A (en) * 2009-09-21 2011-03-31 Denso Corp Vehicular air-conditioner
JP2012061911A (en) * 2010-09-15 2012-03-29 Tgk Co Ltd Air conditioner for vehicle and control valve
JP2013052877A (en) * 2012-12-21 2013-03-21 Denso Corp Vehicle air conditioner
JP2013068407A (en) * 2011-09-05 2013-04-18 Denso Corp Refrigeration cycle device
EP2796308A1 (en) 2013-04-24 2014-10-29 TGK CO., Ltd. Automotive air conditioner and expansion valve
CN109835140A (en) * 2017-11-29 2019-06-04 宝沃汽车(中国)有限公司 Control method, system, air-conditioning system and the vehicle of high pressure PTC water-warming heater

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011063248A (en) * 2009-09-21 2011-03-31 Denso Corp Vehicular air-conditioner
JP2012061911A (en) * 2010-09-15 2012-03-29 Tgk Co Ltd Air conditioner for vehicle and control valve
JP2013068407A (en) * 2011-09-05 2013-04-18 Denso Corp Refrigeration cycle device
JP2013052877A (en) * 2012-12-21 2013-03-21 Denso Corp Vehicle air conditioner
EP2796308A1 (en) 2013-04-24 2014-10-29 TGK CO., Ltd. Automotive air conditioner and expansion valve
US9551518B2 (en) 2013-04-24 2017-01-24 Tgk Co., Ltd. Automotive air conditioner and expansion valve
CN109835140A (en) * 2017-11-29 2019-06-04 宝沃汽车(中国)有限公司 Control method, system, air-conditioning system and the vehicle of high pressure PTC water-warming heater

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4385678B2 (en) Battery cooling system for vehicles
CN107709067B (en) Air conditioner for vehicle
JP2010111222A (en) Air-conditioner for vehicle
JP6278214B2 (en) Air conditioner for vehicles
US20100326127A1 (en) Air conditioner for vehicle with heat pump cycle
JP5532095B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP2003326962A (en) Vehicle air conditioner
JP5533637B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP5423181B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP2008221997A (en) Vehicle air conditioner
JP5640485B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP2011031704A (en) Air conditioner for vehicle
JP2007308133A (en) Air conditioning device for vehicle
US9573439B2 (en) Air conditioner for vehicle
JP6658600B2 (en) Vehicle air conditioner
JP5625878B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP5316264B2 (en) Air conditioner for vehicles
JP2009166629A (en) Air conditioner for vehicle
JP2011005980A (en) Air conditioner for vehicle
JP2009202735A (en) Air conditioning device for vehicle
JP3716686B2 (en) Air conditioner for vehicles
WO2022264743A1 (en) Vehicle air-conditioning device
US10933719B2 (en) Vehicle air-conditioning apparatus
JP2006341784A (en) Air conditioner for vehicle
JP5494595B2 (en) Air conditioner for vehicles